Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines
optoelektronischen Bauelementes
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt. Ein organisches optoelektronisches Bauelement, beispielsweise eine OLED, kann eine Anode und eine Kathode mit einem
organischen funktionellen Schichtensystem dazwischen
aufweisen. Das organische funktionelle Schichtensystem kann eine oder mehrere Emitterschicht/en aufweisen, in der/denen elektromagnetische Strahlung beispielsweise erzeugt wird, eine oder mehrere Ladungsträgerpaar-Erzeugungs- Schichtenstruktur (en) aus jeweils zwei oder mehr
Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („Charge generating layer", CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie eine oder mehrere Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als
Lochtransportschicht (en) („hole transport layer" -HTL) , und eine oder mehrere Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschicht (en) („electron transport layer" - ETL) , um den Stromfluss zu richten.
Optoelektronische Bauelemente auf organischer Basis,
beispielsweise organische Leuchtdioden (organic light
emitting diode - OLED) , finden zunehmend verbreitete
Anwendung und können für die Beleuchtung von Oberflächen eingesetzt werden. Eine Oberfläche kann dabei beispielsweise als ein Tisch, eine Wand oder ein Fußboden verstanden werden. Die organischen Bestandteile organischer Bauelemente,
beispielsweise organischer optoelektronischer Bauelemente, können jedoch häufig anfällig bezüglich schädlicher
Umwelteinflüsse sein.
Unter einem schädlichen Umwelteinfluss können alle Einflüsse verstanden werden, die potenziell zu einem Degradieren bzw. Altern, beispielsweise einem Vernetzten oder Kristallisieren, organischer Stoffe oder Stoffgemische führen können und damit die Betriebsdauer organischer Bauelemente begrenzen können.
Ein schädlicher Umwelteinfluss kann beispielsweise ein für organische Stoffe oder Stoffgemische schädlicher Stoff sein, beispielsweise Sauerstoff und/oder beispielsweise ein
Lösungsmittel, beispielsweise Wasser.
Zum Schutz vor schädlichen Umwelteinflüssen wird das
organische Bauelement verkapselt. Beim Verkapseln wird das organische Bauelement mit einer für schädliche
Umwelteinflüsse undurchlässigen Verkapselungsschicht umgeben, beispielsweise einem dünnen Film, der undurchlässig für
Wasser und Sauerstoff ist.
Die Verkapselungsschicht für dünnfilmverkapselte organische, optoelektronische Bauelement, beispielsweise organische
Leuchtdioden sollte möglichst defekt frei sein. Bereits ein mikroskopischer Defekt oder ein Diffusionskanal entlang einer
Korngrenze in dieser Verkapselungsschicht kann zu einem
Defekt der gesamten OLED führen. Mittels
Feuchtigkeitseinwirkung können sich dabei im Sichtfeld der
OLED nicht leuchtende, kreisförmige Punkte bilden (black spot) , die im Laufe der Zeit wachsen können.
Beim Verkapseln kann jedoch nicht vollständig ausgeschlossen werden, dass sich in der Verkapselungsschicht noch Defekte befinden. Um die Schädigung für die OLED klein zu halten, wird in einem herkömmlichen Verfahren auf die
Verkapselungsschicht eine Glasabdeckung mittels eines
Epoxidharzklebstoffes auflaminiert .
Mittels der Glasabdeckung kann die Geschwindigkeit, in der Wasser in das optoelektronische Bauelement diffundiert,
reduziert werden, sodass beispielsweise ein Defekt in der Verkapselungsschicht einer OLED deutlich verlangsamt zu einem sichtbaren Defekt in der OLED führt. In einem anderen herkömmlichen Verfahren kann eine
Glasabdeckung, beispielsweise mittels einer Fritten- Verbindung (engl, glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des organischen
optoelektronischen Bauelementes, auf die Verkapselungsschicht aufgebracht werden.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit dem es möglich ist die
Qualität der Dünnfilmverkapselung des optoelektronischen Bauelementes, beispielsweise eines optoelektronischen
Bauelementes, soweit zu verbessern, dass defektfreie
optoelektronische Bauelemente ausgebildet und so frühe
Ausfälle aufgrund von Feuchtigkeitsschäden ausgeschlossen werden können.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Diffusionskanal in einer Schicht als ein Hohlraum in der Schicht mit wenigstens zwei Öffnungen verstanden werden, beispielsweise als ein Loch, eine Pore, ein Verbindung (interconnect) oder
ähnliches. Ein Diffusionskanal kann beispielsweise derart in der Schicht ausgebildet sein, dass unterschiedliche Seiten der Schicht durch den Diffusionskanal miteinander verbunden werden. Durch den Diffusionskanal kann ein Stoff oder
Stoffgemisch von einer Öffnung des Diffusionskanals zu der wenigstens einen zweiten Öffnung des Diffusionskanals migrieren oder diffundieren, beispielsweise mittels eines osmotischen Druckes oder elektrophoretisch .
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in
chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung des Kohlenstoffs verstanden werden. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem anorganischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in chemisch einheitlicher Form
vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung ohne
Kohlenstoff oder einfacher KohlenstoffVerbindung verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organisch-anorganischen Stoff (hybrider Stoff) eine,
ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung mit Verbindungsteilen die Kohlenstoff enthalten und frei von Kohlenstoff sind, verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung umfasst der Begriff „Stoff" alle oben genannten Stoffe, beispielsweise einen organischen Stoff, einen anorganischen Stoff, und/oder einen hybriden Stoff. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem
Stoffgemisch etwas verstanden werden, was Bestandteile aus zwei oder mehr verschiedenen Stoffen besteht, deren
Bestandteile beispielsweise sehr fein verteilt sind. Als eine Stoffklasse ist ein Stoff oder ein Stoffgemisch aus einem oder mehreren organischen Stoff (en) , einem oder mehreren anorganischen Stoff (en) oder einem oder mehreren hybrid
Stoff (en) zu verstehen. Der Begriff „Material" kann synonym zum Begriff „Stoff" verwendet werden. Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein erster Stoff bzw. ein erstes Stoffgemisch gleich einem zweiten Stoff bzw. einem zweiten Stoffgemisch sein, wenn die chemischen und
physikalischen Eigenschaften des ersten Stoffs bzw. ersten Stoffgemisches identisch mit den chemischen und
physikalischen Eigenschaften des zweiten Stoffs bzw. des zweiten Stoffgemischs sind.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein erster Stoff bzw. ein erstes Stoffgemisch ähnlich einem zweiten Stoff bzw. einem zweiten Stoffgemisch sein, wenn der erste Stoff bzw. das erste Stoffgemisch und der zweite Stoff bzw. das zweite
Stoffgemisch eine ungefähr gleiche stöchiometrische
Zusammensetzung, ungefähr gleiche chemische Eigenschaften und/oder ungefähr gleiche physikalische Eigenschaften
aufweist bezüglich wenigstens einer Größe, beispielsweise der Dichte, dem Brechungsindex, der chemischen Beständigkeit oder ähnliches.
So kann bezüglich der stöchiometrischen Zusammensetzung beispielsweise kristallines S1O2 (Quarz) als gleich zu amorphen S1O2 (Kieselglas) und als ähnlich zu SiOx betrachtet werden. Jedoch kann bezüglich des Brechungsindexes
kristallines S1O2 unterschiedlich sein zu SiOx oder amorphem Si02- Mittels Zugabe von Zusätzen, beispielsweise in Form von Dotierungen, kann beispielsweise amorphes S1O2 den gleichen oder einen ähnlichen Brechungsindex aufweisen wie
kristallines S1O2 jedoch dann bezüglich der chemischen
Zusammensetzung unterschiedlich zu kristallinem S1O2 sein.
Die Bezugsgröße, in der ein erster Stoff einem zweiten Stoff ähnelt, kann explizit angegeben sein oder sich aus dem
Kontext ergeben, beispielsweise aus den gemeinsamen
Eigenschaften einer Gruppe von Stoffen oder Stoffgemischen .
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem elektrisch geladenen Stoff ein Stoff verstanden werden, der eine
elektrische Ladung aufweist, d.h. wenigstens temporär, nicht elektrisch neutral ist. Die elektrische Ladung kann dabei mittels Polarisation oder Ionisation ausgebildet werden. Der elektrisch geladene Stoff kann beispielsweise in Form von Partikeln oder Molekülen ausgebildet sein.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem elektrischen Potenzial die Lage einer elektrischen Ladung, beispielsweise eines elektrisch geladenen Stoffs, bezüglich gegensätzlich elektrisch geladener Elektroden verstanden werden.
Beispielsweise als elektrisches Potenzial einer Probeladung in einem elektrischen Feld (E-Feld) in Abhängigkeit von der Ladung der Probeladung und der Position im E-Feld.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem chemischen Umwandeln das Ausbilden eines zweiten Stoffs oder eines zweiten Stoffgemisches aus einem ersten Stoff oder einem ersten Stoffgemisch verstanden werden. Das chemische
Umwandeln kann als eine chemische Oxidation und/oder eine chemisch Reduktion des ersten Stoffs oder des ersten
Stoffgemisches erfolgen. Eine gleichzeitige Oxidation und Reduktion kann als Redoxreaktion verstanden werden.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein chemisch aktiver Stoff einen anderen Stoff chemisch oxidieren oder chemisch
reduzieren und/oder selbst chemisch oxidiert oder chemisch reduziert werden. Ein chemisch aktiver Stoff kann
beispielsweise ein elektrisch geladener Stoff sein, der an einer Elektrode chemisch oxidiert bzw. reduziert wird, beispielweise galvanisch oder elektrolytisch.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein bezüglich Wasser hermetisch dichter Stoff oder ein hermetisch dichtes
Stoffgemisch eine Keramik, ein Metall und/oder ein Metalloxid aufweisen oder daraus gebildet sein. Durch einen hermetisch dichten Stoff oder ein hermetisch dichtes Stoffgemisch kann kein Wasser diffundieren oder migrieren.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem elektronischen Bauelement ein Bauelement verstanden werden, welches die Steuerung, Regelung oder Verstärkung eines elektrischen
Stromes betrifft, beispielsweise mittels Verwendens von
Halbleiterbauelementen. Ein elektronisches Bauelement kann
ein Bauelement aus der Gruppe der Bauelemente aufweisen:
beispielsweise eine Diode, ein Transistor, ein
Thermogenerator, eine integrierte Schaltungen, ein Thyristor. Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem
optoelektronischen Bauelement eine Ausführung eines
elektronischen Bauelementes verstanden werden, wobei das optoelektronische Bauelement einen optisch aktiven Bereich aufweist. Der optisch aktive Bereich kann elektromagnetische Strahlung absorbieren und daraus einen Fotostrom ausbilden oder mittels einer angelegten Spannung an den optisch aktiven Bereich elektromagnetische Strahlung emittieren. Ein
organisches optoelektronisches Bauelement kann im optisch aktiven Bereich einen organischen Stoff oder ein organisches Stoffgemisch aufweisen, das beispielsweise zum Aufnehmen oder Bereitstellen von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist .
Im Rahmen dieser Beschreibung können unter einem schädlichen Umwelteinfluss alle Einflüsse verstanden werden, die
potenziell zu einem Degradieren bzw. Altern organischer Stoff oder Stoffgemische führen können und damit die Betriebsdauer organischer Bauelemente begrenzen können. Ein schädlicher Umwelteinfluss kann beispielsweise ein für organische Stoffe oder organische Stoffgemische schädlicher Stoff sein, beispielsweise Sauerstoff und/oder beispielsweise einem Lösungsmittel, beispielsweise Wasser. Ein schädlicher Umwelteinfluss kann beispielsweise ein für organische Stoffe oder organische Stoffgemische schädliche Umgebung sein, beispielsweise eine Änderung über oder unter einen kritischen Wert, beispielsweise der Temperatur und/oder eine Änderung des Umgebungsdruckes, wodurch es zum
Vernetzten, Degradieren und/oder Kristallisieren oder
ähnlichem kommen kann.
Die Verbindung eines ersten Körpers mit einem zweiten Körper kann formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig sein. Die Verbindungen können lösbar ausgebildet sein, d.h. reversibel. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine reversible, schlüssige Verbindung beispielsweise als eine
Schraubverbindung, ein Klettverschluss , eine Klemmung / eine Nutzung von Klammern realisiert sein.
Die Verbindungen können jedoch auch nicht lösbar ausgebildet sein, d.h. irreversibel. Eine nicht lösbare Verbindung kann dabei nur mittels Zerstörens der Verbindungsmittel getrennt werden. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine
irreversible, schlüssige Verbindung beispielsweise als eine Nietverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Lötverbindung realisiert sein.
Bei einer formschlüssigen Verbindung kann die Bewegung des ersten Körpers von einer Fläche des zweiten Körpers
beschränkt werden, wobei sich der erste Körper senkrecht, d.h. normal, in Richtung der beschränkenden Fläche des zweiten Körpers bewegt. Ein Stift (erster Körper) in einem Sackloch (zweiter Körper) kann beispielsweise in fünf der sechs Raumrichtungen in der Bewegung beschränkt sein. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine formschlüssige
Verbindung beispielsweise als eine Schraubverbindung, ein Klettverschluss, eine Klemmung / eine Nutzung von Klammern realisiert sein.
Bei einer kraftschlüssigen Verbindung kann zusätzlich zu der Normalkraft des ersten Körpers auf den zweiten Körper, d.h. einem körperlich Kontakt der beiden Körper unter Druck, eine Haftreibung eine Bewegung des ersten Körpers parallel zu dem zweiten Körper beschränken. Ein Beispiel für eine
Kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise die
Selbsthemmung einer Schraube in einem komplementär geformten Gewinde sein. Als Selbsthemmung kann dabei ein Widerstand mittels Reibung verstanden werden. In verschiedenen
Ausgestaltungen kann eine kraftschlüssige Verbindung
beispielsweise als eine Schraubverbindung, eine Nietung realisiert sein. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung kann der erste Körper mit dem zweiten Körper mittels atomarer und/oder molekularer Kräfte verbunden werden. Stoffschlüssige Verbindungen können häufig nicht lösbare Verbindungen sein. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine Stoffschlüssige Verbindung
beispielsweise als eine Klebeverbindung, eine Lotverbindung, beispielsweise eines Glaslotes, oder eines Metalotes, eine Schweißverbindung realisiert sein.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, das
Verfahren aufweisend: Bereitstellen eines optoelektronischen Bauelementes, welches eine dielektrische Schicht auf oder über einer elektrisch leitfähigen Schicht aufweist, wobei die dielektrische Schicht zu einem bezüglich Wasser im
Wesentlichen hermetisch dichten Abdichten der elektrisch leitfähigen Schicht eingerichtet ist, wobei die dielektrische Schicht Diffusionskanäle aufweist; und schlüssiges
Verschließen der dielektrischen Schicht, wobei zumindest einige der Diffusionskanäle in der dielektrischen Schicht verschlossen werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens können die
Diffusionskanäle mittels eines chemisch aktiven Stoffes oder eines chemisch aktiven Stoffgemisches schlüssig verschlossen werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die dielektrische Schicht zum schlüssigen Verschließen mit dem chemisch aktiven Stoff oder dem chemisch aktiven Stoffgemisch umgeben werden. Die dielektrische Schicht kann beispielsweise vollständig oder nur teilweise mit dem chemisch aktiven Stoff oder dem chemisch aktiven Stoffgemisch umgeben werden, beispielsweise
indem wenigstens ein Teil der dielektrischen Schicht nicht von dem chemisch aktiven Stoff oder dem chemisch aktiven Stoffgemisch umgeben wird, beispielsweise in dem der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch chemisch strukturiert wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Umgeben temporär oder dauerhaft ausgebildet sein. Ein temporäres Umgeben kann beispielsweise als ein Eintauchen der
dielektrischen Schicht in eine Lösung, Suspension oder
Dispersion sein, wobei die dielektrische Schicht nach dem Verfahren aus der Lösung, Suspension oder Dispersion entfernt wird. Ein dauerhaftes Umgeben kann beispielsweise als ein Ausbilden einer stoffschlüssigen Schicht auf oder über der dielektrischen Schicht realisiert sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch in einer Lösung, Suspension oder Dispersion gelöst sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die chemisch aktive Lösung, die Suspension oder die Dispersion wasserfrei eingerichtet sein, beispielsweise Propylencarbonat ,
Natriumpercarbonat , ein Chinon oder ein Chinolin aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch in einer Elektrolyt-Lösung oder einem galvanischen Bad bereitgestellt werden, von der die dielektrische Schicht umgeben wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Elektrolyt- Lösung oder ein galvanisches Bad einen Massenanteil an chemisch aktivem Stoff oder chemisch aktivem Stoffgemisch bezüglich der Masse der Lösung in einem Bereich von ungefähr 1 % bis ungefähr 70 % aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch auf oder über der dielektrischen Schicht ausgebildet werden,
beispielsweise aufgebracht oder abgeschieden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch als eine chemisch aktive Schicht oder in einer chemisch aktiven
Schicht auf oder über der dielektrischen Schicht ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung kann die chemisch aktive Schicht eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 20 ym aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr
200 nm bis ungefähr 5 ym.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die chemisch aktive Schicht als eine chemisch aktive Paste oder eine chemisch aktive Beschichtung eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die chemisch aktive Paste zusätzlich zu dem chemisch aktiven Stoff oder dem chemisch aktiven Stoffgemisch weitere, flüchtige
Bestandteile aufweisen, beispielsweise ein Lösungsmittel oder Binder. Die flüchtigen Bestandteile können in der chemisch aktive Schicht auf oder über der dielektrischen Schicht noch enthalten sein oder auch nicht, beispielsweise kann die chemisch aktive Paste für die Elektrolyse, Galvanik und/oder Elektrophorese getrocknet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens ein Teil des chemisch aktiven Stoffs oder des chemisch aktiven Stoffgemisches elektrisch leitfähig eingerichtet sein. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch elektrisch
geladen sein, beispielsweise Ionen aufweisen oder
bereitstellen .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch ein
Oxidationsmittel oder ein Reduktionsmittel aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Propylencarbonat ,
Natriumpercarbonat , Chinon oder Chinolin aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise ein Derivat davon aufweisen .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Lösung,
Suspension, Dispersion oder Schicht mit chemisch aktivem Stoff oder chemisch aktivem Stoffgemisch, beispielsweise das Oxidationsmittel, frei von Wasser und/oder Hydroxid-Gruppen eingerichtet sein, d.h. hydroxidfrei sein, beispielsweise ein organisches Lösungsmittel aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Verfahren ein Ausbilden einer elektrischen Potenzialdifferenz über die dielektrische Schicht aufweisen, sodass ein elektrisches Feld in den Diffusionskanälen ausgebildet wird.
Ein Diffusionskanal kann beispielsweise einen Durchmesser aufweisen in einem Bereich von ungefähr dem Durchmesser eines Wassermoleküls bis ungefähr einige nm. Ein Diffusionskanal in der dielektrischen Schicht können beispielsweise Fehlstellen, Korngrenzen oder ähnliches in der dielektrischen Schicht sein oder dadurch gebildet werden. In verschiedenen
Ausgestaltungen kann eine dielektrische Schicht eine Schicht in einem optoelektronischen Bauelement sein, die dielektrisch ausgebildet ist und beschriebene Diffusionskanäle aufweist, beispielsweise eine Barrierendünnschicht , Barriereschicht,
VerkapselungsSchicht, VerkapselungsdünnSchicht, KlebstoffSchicht , Getterschicht , optische Einkoppelschicht oder Auskoppelschicht, Streuschicht, LeuchtstoffSchicht , FarbstoffSchicht oder ähnliches.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das elektrische Feld derart ausgebildet werden, dass ein elektrisch
geladener, chemisch aktiver Stoff oder ein elektrisch
geladenes, chemisch aktives Stoffgemisch in die
Diffusionskanäle migriert, beispielsweise elektrophoretisch, beispielsweise indem ein chemisch aktiver Stoff oder ein chemisch aktives Stoffgemisch mittels des elektrischen Feldes elektrisch geladen wird, beispielsweise elektrolytisch. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Ausbilden des elektrischen Feldes das Anlegen einer elektrischen
Potenzialdifferenz über die dielektrische Schicht aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrische Potenzialdifferenz mittels einer Spannungsquelle ausgebildet werden, wobei die Spannungsquelle eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist, wobei die elektrische
Potenzialdifferenz zwischen der ersten Elektrode und der zweite Elektrode ausgebildet ist.
Die elektrische Potenzialdifferenz kann einen Betrag von wenigstens größer ungefähr der Zersetzungsspannung des chemisch aktiven Stoffs oder des chemisch aktiven
Stoffgemisches auf oder über der dielektrischen Schicht aufweisen, beispielsweise des Stoffs oder des Stoffgemisches der elektrisch leitfähigen Schicht oder der Paste oder
Beschichtung auf oder über der dielektrischen Schicht bis ungefähr der Zersetzungsspannung des Stoff oder des
Stoffgemisches der dielektrischen Schicht oder des
Lösungsmittels des chemisch aktiven Stoffs oder des chemisch aktiven Stoffgemisches oder der Durchbruchspannung des Stoff oder des Stoffgemisches der dielektrischen Schicht.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrische Potenzialdifferenz einen Betrag in einem Bereich von ungefähr 0,1 V bis ungefähr 25 V aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der maximale
Betrag des elektrischen Spannungsverlaufes einen Betrag in einem Bereich von ungefähr 0,1 V bis 5 V aufweisen. Der maximale Betrag des elektrischen Spannungsverlaufes kann auch als Spitzenspannung und/oder Spannungsamplitude
bezeichnet werden, wobei der maximale Betrag des elektrischen Spannungsverlaufes zeitlich moduliert sein kann. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der Betrag der Spannung des elektrischen Spannungsverlaufes zeitlich
moduliert werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der elektrische Spannungsverlauf eine der folgenden zeitlichen Modulationen aufweisen: Sinus-förmig, Cosinus-förmig, Sägezahn-förmig, dreieckig, rechteckig, gepulst.
Ein elektrischer Spannungspuls kann beispielsweise eines der folgenden Spannungsprofile aufweisen: Gauß, Lorentz, Voigt,
Gumbel, Laplace, Levy, Rayleigh, Rossi, Studentsches t-Profil oder ähnliches.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann ein elektrischer Spannungspuls eine Halbwertszeit und/oder eine Pulsdauer in einem Bereich von ungefähr 1 ys bis ungefähr 5 s aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der
Spannungsverlauf einen einzelnen Spannungspuls aufweisen oder eine Frequenz in einem Bereich von ungefähr 1 Hz bis ungefähr 1 MHz.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die zeitliche Modulation eine Pulsweitenmodulation aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die zeitliche Modulation des Spannungsverlaufes mit einer gemessen
elektrischen Leitfähigkeit der dielektrischen Schicht
und/oder eines gemessenen elektrischen Stromes durch die dielektrische Schicht korreliert und/oder gekoppelt sein, beispielsweise indem die elektrische Leitfähigkeit oder elektrische Strom der Vorrichtung nach oder während eines Spannungspulses gemessen wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die
Spitzenspannung eines Spannungspulses und/oder die Anzahl an Spannungspulsen eine Funktion der elektrischen Leitfähigkeit und oder des elektrischen Stromes durch die dielektrische Schicht sein, beispielsweise der Dicke der nicht entfernten dielektrischen Schicht im Strompfad. Der konkrete Betrag der elektrischen Spannung kann abhängig sein von der Dicke der dielektrischen Schicht und den
dielektrischen Eigenschaften des Stoffs oder des
Stoffgemisches der dielektrischen Schicht. Die dielektrische Schicht sollte jedoch eine maximal Dicke aufweisen, sodass der maximale Betrag der Spannung maximal so groß ist, dass weitere Schichten, die mit der elektrischen Schichtenstruktur in einem elektrischen Kontakt stehen, nicht mittels der
Spannung beschädigt werden. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste
Elektrode der Spannungsquelle mit der elektrisch leitfähigen Schicht elektrisch verbunden werden, beispielsweise
schlüssig, beispielsweise elektromechanisch, beispielswiese mittels eines Kontaktstiftes oder eines Klemmkontaktes;
beispielsweise Stoffschlüssig, beispielsweise mittels eines Lötens oder Klebens .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrische Verbindung schlüssig ausgebildet werden, beispielsweise stoffschlüssig. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrische Verbindung temporär und/oder reversibel eingerichtet werden. Eine temporäre und reversible elektrische Verbindung kann beispielsweise als Ausbilden eines körperlichen Kontaktes von Kontaktstiften mit der elektrischen leitfähigen Schicht und/oder dem chemisch aktiven Stoff oder dem chemisch aktiven Stoffgemisch realisiert sein, beispielsweise einem
Kontaktieren der Oberfläche der elektrischen
Schichtenstruktur mit Kontaktstiften einer Spannungsquelle oder ein Eintauchen einer Elektrode der Spannungsquelle in eine Lösung, Suspension oder Dispersion eines flüssigen, chemisch aktiven Stoffs oder chemisch aktiven Stoffgemisches . Ein Kontaktstift kann auch als ein Stift oder Pin bezeichnet werden . Im Rahmen dieser Beschreibung können der chemisch aktive
Stoff bzw. das chemisch aktive Stoffgemisch auf oder über der dielektrischen Schicht auf oder über der elektrisch
leitfähigen Schicht als eine elektrische Schichtenstruktur bezeichnet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrische Verbindung derart eingerichtet werden, dass der Stromkreis der elektrischen Verbindung durch die elektrische
Schichtenstruktur geschlossen wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die zweite
Elektrode elektrisch mit einer dritten Elektrode verbunden werden, beispielsweise schlüssig, beispielsweise
elektromechanisch, beispielswiese mittels eines
Kontaktstiftes oder eines Klemmkontaktes; beispielsweise stoffschlüssig, beispielsweise mittels eines Lötens oder Klebens .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die dritte
Elektrode einen elektrisch leitfähigen, chemisch aktiven Stoff oder ein elektrisch leitfähiges, chemisch aktives
Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein,
beispielsweise auf oder über der dielektrischen Schicht als eine elektrisch leitfähige Beschichtung oder eine elektrisch leitfähige Paste; oder beispielsweise als eine Elektrode in einem galvanischen Bad.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die dritte
Elektrode in einer Lösung, Suspension oder Dispersion
eingerichtet sein, in der der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch gelöst ist oder wird,
beispielsweise bei einer Elektrophorese.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch in den Diffusionskanälen und/oder an den Seiten der
Diffusionskanälen, beispielsweise an der Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht, einen Stoff oder ein
Stoffgemisch ausbilden, das keine oder nur eine geringe
Löslichkeit bezüglich Wasser aufweist, beispielsweise kleiner oder ungefähr gleich dem Stoff oder Stoffgemisch der
dielektrischen Schicht, beispielweise kann der ausgebildete Stoff oder das ausgebildete Stoffgemisch ein Metall, ein Metalloxid, beispielsweise Glas; und/oder eine Keramik, beispielsweise Aluminiumoxid oder Kupferoxid aufweisen. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der Stoff oder das Stoffgemisch, der/das in dem Diffusionskanal von dem chemisch aktiven Stoff oder dem chemisch aktiven Stoffgemisch gebildet wird, den Diffusionskanal Stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig verschließen.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Verschließen eines Diffusionskanales auch als ein Stopfen, Abkapseln, Vergraben,
Hermetisieren, Abdichten, Versiegeln oder ein Sperren eines Diffusionskanals bezeichnet oder verstanden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die schlüssige Verbindung unlöslich bezüglich Wasser ausgebildet werden, beispielsweise als eine hermetisch dichte, Stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise mittels eines Metalloxids,
beispielweise einem Metalloxid-Stopfen. Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Stopfen auch als ein Verschluss, Zapfen, Pfropf, Riegel, Kappe oder eine Sperre bezeichnet oder verstanden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der Stoff oder das Stoffgemisch des Stopfens in dem Diffusionskanal den gleichen oder einen ähnlichen Stoff oder das gleiche oder ein
ähnliches Stoffgemisch aufweisen wie die dielektrische Sicht. Ein ähnlicher Stoff oder ein ähnliches Stoffgemisch kann beispielsweise eine unterschiedliche stöchiometrische
Zusammensetzung gleicher Elemente sein. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Schicht Aluminium und die
dielektrische Schicht Aluminiumoxid aufweisen oder daraus gebildet sein. In dem Diffusionskanal oder an einer Öffnung des Diffusionskanals kann beispielsweise Aluminium der elektrisch leitfähigen Schicht mittels eines chemisch aktiven Stoffs, beispielsweise einem Oxidationsmittel , zu einem
Aluminiumoxid-Stopfen oxidiert werden, d.h. eloxiert werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch den Stoff oder das Stoffgemisch der elektrisch leitfähigen Schicht chemisch umwandeln, beispielsweise chemisch oxidieren oder chemisch reduzieren, beispielsweise bei einer elektrisch leitfähigen Schicht aus einem Metall eine Metalloxidschicht bilden.
Mit anderen Worten: der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch kann in die Diffusionskanäle migrieren . In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann ein Teil des
Stoffs oder des Stoffgemisches der elektrisch leitfähigen Schicht an wenigstens einer Seite eines Diffusionskanals von dem chemisch aktiven Stoff oder dem chemisch aktiven
Stoffgemisch umgewandelt werden. Mit anderen Worten: ein Teil des Stoffs oder des Stoffgemisches der elektrisch leitfähigen Schicht kann bei Eintritt in ein und/oder bei Austritt aus einem Diffusionskanal von dem chemisch aktiven Stoff oder dem chemisch aktiven Stoffgemisch umgewandelt werden,
beispielsweise an der Wand des Diffusionskanals und/oder an der Oberfläche des chemisch aktiven Stoffs oder des chemisch aktiven Stoffgemisches .
Mit anderen Worten: der Stoff oder das Stoffgemisch der elektrisch leitfähigen Schicht kann in den Diffusionskanal migrieren, und beispielsweise in dem Diffusionskanal sich umwandeln oder umgewandelt werden
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch an
wenigstens einer Seite eines Diffusionskanals chemisch umgewandelt werden. Mit anderen Worten: ein Teil des chemisch aktiven Stoffs oder des chemisch aktiven Stoffgemisches kann bei Eintritt in ein und/oder bei Austritt aus einem
Diffusionskanal umgewandelt werden, beispielsweise an der Wand des Diffusionskanals und/oder an der Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht eine oder mehrere stofflich
unterschiedliche, elektrisch leitfähige Schichten im
Schichtquerschnitt der elektrisch leitfähigen Schichten aufweisen .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht als eine Elektrode, eine elektrische Verbindungsschicht, ein Kontaktpad oder ähnliches, des optoelektronischen Bauelementes eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch auf oder über der dielektrischen Schicht chemisch aktiviert werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens ein zweiter, chemisch aktiver Stoff und/oder wenigstens ein zweites, chemisch aktives Stoffgemisch auf oder über der chemisch aktiven Schicht auf oder über der dielektrischen Schicht ausgebildet werden/wird.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch auf oder über der dielektrischen Schicht erst in Kombination mit wenigstens einem weiteren chemisch aktiven Stoff oder chemisch aktiven Stoffgemisch chemisch aktiviert werden, beispielsweise ionisiert werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die dielektrische Schicht als eine Verkapselung der elektrisch leitfähigen Schicht eingerichtet sein, beispielsweise eine
Barrierendünnschicht .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die dielektrische Schicht eine Schichtdicke eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm
aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die dielektrische Schicht einen der folgenden Stoffe aufweisen: Aluminiumoxid,
Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid,
Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium¬ dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen
derselben.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Stoff 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 Stoffe, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise
Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären
Metallsauerstoff erbindungen, wie beispielsweise ZnO, Sn02, oder Ιη2θ3 gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn2Sn04, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, Galn03, Ζη2ΐη2θ5 oder In4Sn30]_2 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 einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht ein Metall aufweisen; beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, AI, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Stoffe.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht 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 einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht eines oder mehrere der folgenden Stoffe alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Stoffen aufweisen: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und - teilchen, beispielsweise aus Ag; Netzwerke aus Kohlenstoff- Nanoröhren; Graphen-Teilchen und -Schichten; Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht elektrisch leitfähige Polymere oder
Übergangsmetalloxide oder elektrisch leitfähige transparente Oxide aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht 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.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich ungefähr 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich ungefähr 15 nm.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige 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. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht für den Fall, dass die elektrisch
leitfähige Schicht ein leitfähiges transparentes Oxid (TCO)
aufweist oder daraus gebildet ist, die elektrisch leitfähige Schicht 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 100 nm bis ungefähr 150 nm.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die elektrisch leitfähige Schicht für den Fall, dass die elektrisch
leitfähige Schicht 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 aus Graphen- Schichten und Kompositen gebildet werden, die elektrisch leitfähige Schicht 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.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann eine optisch und/oder elektrisch funktionale Schicht auf oder über der hermetisch abgedichteten dielektrischen Schicht ausgebildet werden, beispielsweise eine Streuschicht, eine dielektrische Isolation, eine Lackschicht, eine Auskoppelschicht, eine Einkoppelschicht, eine LeuchtstoffSchicht , eine
Reflexionsschicht, eine Wärmeverteilungsschicht oder
ähnliches. Mit anderen Worten: das Verfahren kann nach dem hermetischen Abdichten ein Ausbilden einer weiteren
dielektrischen Schicht auf oder über der hermetisch
abgedichteten dielektrischen Schicht aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das
optoelektronische Bauelement als eine organische Solarzelle
oder eine organische Leuchtdiode, wobei die organische
Leuchtdiode beispielsweise als ein Bottom-Emitter
eingerichtet sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes mit
wenigstens einer dielektrischen Schicht auf oder über einer elektrisch leitfähigen Schicht bereitgestellt, wobei die dielektrische Schicht bezüglich Wasser hermetisch dicht eingerichtet ist und Diffusionskanäle aufweist, die
Vorrichtung aufweisend: eine Vorrichtung zum Umgeben der dielektrischen Schicht mit einem chemisch aktiven Stoff oder chemisch aktiven Stoffgemisch; eine Spannungsquelle
eingerichtet zum Bereitstellen eines modulierbaren
Spannungsverlaufes, wobei die Spannungsquelle mit der
elektrisch leitfähigen Schicht und dem chemisch aktiven Stoff oder dem chemisch aktiven Stoffgemisch elektrisch verbunden ist derart, dass der Stromkreis durch die Diffusionskanäle elektrisch geschlossen wird; eine Steuereinheit eingerichtet zum Steuern des Spannungsverlaufes der Spannungsquelle; eine Messeinrichtung eingerichtet zum Messen des elektrischen Stromes durch die dielektrische Schicht, wobei die
Messeinrichtung ferner derart eingerichtet ist, dass die gemessene elektrische Leitfähigkeit an die Steuereinheit übermittelt wird; wobei die zeitliche Modulation des
Spannungsverlaufes mit dem gemessenen elektrischen Strom gekoppelt ist.
In einer Ausgestaltung der Bauelementevorrichtung kann die Spannungsquelle zum Bereitstellen einer konstanten
Gleichspannung eingerichtet sein, beispielsweise einen
Gleichrichter für einen elektrischen Eingangsstrom aufweisen.
In einer Ausgestaltung der Bauelementevorrichtung kann die Messeinrichtung zum Messen des elektrischen Widerstandes der elektrischen Schichtenstruktur eingerichtet sein,
beispielsweise als eine Widerstandsbrücke, beispielsweise ein Wheatstone ' sehe Brücke oder ein Impedanz-Spektrometer .
In einer Ausgestaltung der Bauelementevorrichtung kann die Messeinrichtung zum Messen des elektrischen Spannungsabfalls über die elektrische Schichtenstruktur eingerichtet sein, beispielsweise als ein digitales Spannungsmessgerät.
In einer Ausgestaltung der Bauelementevorrichtung kann die Messeinrichtung zum Messen des elektrischen Stromes durch die elektrische Schichtenstruktur eingerichtet sein,
beispielsweise als ein digitales Strommessgerät.
In einer Ausgestaltung der Bauelementevorrichtung kann die Steuereinheit als ein Phasendimmer eingerichtet sein, wobei das Steuersignal zur Phasenabschnittsstreuerung oder
Phasenanschnittssteuerung eine Funktion der gemessenen
Leitfähigkeit der elektrischen Schichtenstruktur ist. In einer Ausgestaltung der Bauelementevorrichtung kann die Steuereinheit als ein Pulsmodulator eingerichtet sein, beispielsweise zur Pulsweitenmodulation oder
Pulsfrequenzmodulation, wobei das Steuersignal zur
Pulsmodulation eine Funktion der gemessenen Leitfähigkeit der elektrischen Schichtenstruktur ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht eines
optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen;
Figur 2 ein Diagramm zum Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen; Figur 3 eine schematische Querschnittsansicht eines
optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen; und
Figur 4 eine schematische Querschnittsansicht eines Bereiches eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen.
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
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.
Fig.l zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen .
Das optoelektronische Bauelement 100, beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung bereitstellendes elektronisches Bauelement 100, beispielsweise ein lichtemittierendes
Bauelement 100, beispielsweise in Form einer organischen Leuchtdiode 100 kann ein Träger 102 aufweisen. Der Träger 102 kann beispielsweise als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente, dienen. Beispielsweise kann der Träger 102 Glas,
Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderen geeigneten Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger 102 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. Der Träger 102 kann eines oder mehrere der oben genannten Stoffe aufweisen.
Der Träger 102 kann ein Metall oder eine Metallverbindung aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin oder ähnliches.
Ein Träger 102 aufweisend ein Metall oder eine
Metallverbindung kann auch als eine Metallfolie oder eine Metallbeschichtete Folie ausgebildet sein.
Der Träger 102 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 Lichtemittierenden 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 Licht 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 lichtemittierendes 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 die organische Leuchtdiode 100 (oder auch die lichtemittierenden Bauelemente gemäß den oben oder noch im Folgenden beschriebenen
Ausführungsbeispielen) als ein so genannter Top- und Bottom- Emitter eingerichtet sein. Ein Top- und/oder Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes Bauelement,
beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden.
Auf oder über dem Träger 102 kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen optional eine Barriereschicht 104 angeordnet sein. Die Barriereschicht 104 kann eines oder mehrere der folgenden Stoffe 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 104 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 104 kann ein elektrisch aktiver Bereich 106 des lichtemittierenden Bauelements 100 angeordnet sein. Der elektrisch aktive Bereich 106 kann als der Bereich des lichtemittierenden Bauelements 100 verstanden werden, in welchem ein elektrischer Strom zum Betrieb des lichtemittierenden Bauelements 100 fließt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der elektrisch aktive Bereich 106 eine erste Elektrode 110, eine zweite Elektrode 114 und eine
organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, wie sie im Folgenden noch näher erläutert werden.
So kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf oder über der Barriereschicht 104 (oder, wenn die Barriereschicht 104 nicht vorhanden ist, auf oder über dem Träger 102) die erste Elektrode 110 (beispielsweise in Form einer ersten
Elektrodenschicht 110) aufgebracht sein. Die erste Elektrode 110 (im Folgenden auch als untere Elektrode 110 bezeichnet) kann aus einem elektrisch leitfähigen Stoff 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 Stoffe, beispielsweise
Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid,
Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise ZnO, Sn02, oder Ιη2θ3 gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise AlZnO,
Zn2Sn04, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, Galn03, Zn2ln20s oder
In4Sn30]_2 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 110 ein Metall aufweisen; beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, AI, Ba, In, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen,
Kombinationen oder Legierungen dieser Stoffe. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektrode 110 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 110 eines oder mehrere der folgenden Stoffe
alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Stoffen aufweisen: 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 110 elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide oder elektrisch leitfähige transparente Oxide aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste
Elektrode 110 und der Träger 102 transluzent oder transparent ausgebildet sein. In dem Fall, dass die erste Elektrode 110 ein Metall aufweist oder daraus gebildet ist, kann die erste Elektrode 110 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 110 beispielsweise 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 110 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 110 ein leitfähiges transparentes Oxid (TCO) aufweist oder daraus
gebildet ist, die erste Elektrode 110 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 100 nm bis ungefähr 150 nm.
Ferner kann für den Fall, dass die erste Elektrode 110 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 aus Graphen-Schichten und Kompositen gebildet werden, die erste Elektrode 110 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 110 kann als Anode, also als
löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als
Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode. Die erste Elektrode 110 kann einen ersten elektrischen
Kontaktpad aufweisen, an den ein erstes elektrisches
Potenzial (bereitgestellt von einer Energiequelle (nicht dargestellt) , beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle) anlegbar ist. Alternativ kann das erste elektrische Potenzial an den Träger 102 angelegt werden oder sein und darüber dann mittelbar an die erste Elektrode 110 angelegt werden oder sein. Das erste elektrische Potenzial kann beispielsweise das MassePotenzial oder ein anderes vorgegebenes BezugsPotenzial sein.
Weiterhin kann der elektrisch aktive Bereich 106 des
lichtemittierenden Bauelements 100 eine organische
funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht ist oder
ausgebildet wird. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann eine oder mehrere Emitterschichten 118 aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten 116 (auch bezeichnet als Lochtransportschicht (en) 120). In
verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten 116 (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht (en) 116) vorgesehen sein. Beispiele für Emittermaterialien, die in dem
lichtemittierenden Bauelement 100 gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht (en) 118
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 (PFg) (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) 118 des
lichtemittierenden Bauelements 100 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das lichtemittierende Bauelement 100 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht (en) 118 kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien
aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht (en) 118 auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht 118 oder blau
phosphoreszierenden Emitterschicht 118 , einer grün
phosphoreszierenden Emitterschicht 118 und einer rot
phosphoreszierenden Emitterschicht 118. 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 112 kann allgemein eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen. Die eine oder mehreren elektrolumineszenten
Schichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-
polymere Moleküle („small molecules") oder eine Kombination dieser Stoffe aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine oder mehrere
elektrolumineszente Schichten aufweisen, die als
Lochtransportschicht 120 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 112 eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als
Elektronentransportschicht 116 ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in einer OLED eine effektive
Elektroneninjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Als Stoff für die Lochtransportschicht 120 können
beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, leitendes Polyanilin oder Polyethylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren elektrolumineszenten Schichten als
elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die
Lochtransportschicht 120 auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein, und die Emitterschicht 118 kann auf oder über der
Lochtransportschicht 120 aufgebracht sein, beispielsweise abgeschieden sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann dir Elektronentransportschicht 116 auf oder über der Emitterschicht 118 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein .
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 (also beispielsweise die Summe der Dicken von Lochtransportschicht (en) 120 und
Emitterschicht (en) 118 und Elektronentransportschicht (en) 116) 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 112 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 112
beispielsweise einen Stapel von zwei, drei oder vier direkt übereinander angeordneten OLEDs aufweisen, in welchem Fall beispielsweise organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 3 ym. Das lichtemittierende Bauelement 100 kann optional allgemein weitere organische Funktionsschichten, beispielsweise
angeordnet auf oder über der einen oder mehreren
Emitterschichten 118 oder auf oder über der oder den
Elektronentransportschicht (en) 116 aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des lichtemittierenden Bauelements 100 weiter zu verbessern.
Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren organischen funktionellen
Schichtenstrukturen kann die zweite Elektrode 114
(beispielsweise in Form einer zweiten Elektrodenschicht 114) aufgebracht sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite
Elektrode 114 die gleichen Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein wie die erste Elektrode 110, wobei in
verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders geeignet sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite
Elektrode 114 (beispielsweise für den Fall einer metallischen zweiten Elektrode 114) 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 114 kann allgemein in ähnlicher Weise ausgebildet werden oder sein wie die erste Elektrode 110, oder unterschiedlich zu dieser. Die zweite Elektrode 114 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen aus einem oder mehreren der Stoffe und mit der jeweiligen Schichtdicke ausgebildet sein oder werden, wie oben im Zusammenhang mit der ersten Elektrode 110 beschrieben. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen sind die erste Elektrode 110 und die zweite Elektrode 114 beide transluzent oder transparent ausgebildet. Somit kann das in Fig.l dargestellte
lichtemittierende Bauelement 100 als Top- und Bottom-Emitter (anders ausgedrückt als transparentes lichtemittierendes Bauelement 100) ausgebildet sein.
Die zweite Elektrode 114 kann als Anode, also als
löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als
Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die zweite Elektrode 114 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches
Potenzial (welches unterschiedlich ist zu dem ersten
elektrischen Potenzial) , bereitgestellt von der
Energiequelle, anlegbar ist. Das zweite elektrische Potenzial kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potenzial 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 114 und damit auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 106 kann optional noch eine Verkapselung 108, beispielsweise in Form einer
Barrierendünnschicht/Dünnschichtverkapselung 108 gebildet werden oder sein.
Unter einer „Barrierendünnschicht" 108 bzw. einem „Barriere- Dünnfilm" 108 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 Barrierendünnschicht 108 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 Barrierendünnschicht 108 als eine einzelne Schicht (anders ausgedrückt, als
Einzelschicht) ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen
Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 108 eine Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten aufweisen. Mit anderen Worten kann gemäß einer Ausgestaltung die
Barrierendünnschicht 108 als Schichtstapel (Stack)
ausgebildet sein. Die Barrierendünnschicht 108 oder eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 können beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z.B. mittels eines
Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD) ) gemäß einer Ausgestaltung, z.B. eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD) ) oder eines plasmalosen
Atomlageabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer
Deposition (PLALD) ) , oder mittels eines chemischen
Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition
(CVD) ) gemäß einer anderen Ausgestaltung, z.B. eines
plasmaunterstützten 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
Barrierendünnschicht 108, 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
Barrierendünnschicht 108, die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem
Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens .
Die Barrierendünnschicht 108 kann gemäß einer Ausgestaltung eine Schichtdicke von ungefähr 0.1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer
Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung .
Gemäß einer Ausgestaltung, bei der die Barrierendünnschicht 108 mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten dieselbe Schichtdicke aufweisen. Gemäß einer anderen
Ausgestaltung können die einzelnen Teilschichten der
Barrierendünnschicht 108 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten kann mindestens eine der
Teilschichten eine andere Schichtdicke aufweisen als eine oder mehrere andere der Teilschichten. Die Barrierendünnschicht 108 oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 können gemäß einer Ausgestaltung als transluzente oder transparente Schicht ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Barrierendünnschicht 108 (oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 108) aus einem transluzenten oder transparenten Stoff (oder einem
Stoffgemisch, die transluzent oder transparent ist) bestehen.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 108 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der
Barrierendünnschicht 108 einen der nachfolgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: 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
Barrierendünnschicht 108 oder (im Falle eines
Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 ein oder mehrere hochbrechende Stoffe aufweisen, anders ausgedrückt ein oder mehrere Stoffe mit einem hohen
Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
Fig.2 zeigt ein Diagramm zum Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen
Ausgestaltungen .
Das Verfahren gemäß verschiedenen Ausgestaltungen kann ein Verkapseln 202 eines elektrisch aktiven Bereiches 106 eines optoelektronischen Bauelementes 100 auf oder über einem
Träger 102, beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltung der Beschreibungen der Fig.l, mit einer Barrierendünnschicht 108 aufweisen . Weiterhin kann das Verfahren ein Umgeben 204 des
optoelektronischen Bauelementes 100 mit Barrierendünnschicht 108 mit einem chemisch aktiven Stoff oder chemisch aktiven Stoffgemisch aufweisen. In einer Ausgestaltung kann das Umgeben 204 als ein Ausbilden einer Schicht aus einem chemisch aktiven Stoff oder chemisch aktiven Stoffgemisch auf oder über der Barrierendünnschicht 108 eingerichtet sein. In einer Ausgestaltung kann das Umgeben 204 als ein Benetzten der Barrierendünnschicht 108 mit einem flüssigen chemisch aktiven Stoff oder chemisch aktiven Stoffgemisch eingerichtet sein, beispielsweise einem Eintauchen eines
optoelektronischen Bauelementes 100 in eine Lösung mit chemisch aktiven Stoff oder chemisch aktiven Stoffgemisch, wobei die Barrierendünnschicht 108 vollständig von der Lösung umgeben wird, d.h. benetzt wird.
Weiterhin kann das Verfahren ein Ausbilden 206 eines
elektrischen Potenzials zwischen einer der Elektroden 110, 114 des optoelektronischen Bauelementes 100 und dem chemisch aktiven Stoff oder den chemisch aktive Stoffgemisch
aufweisen .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch erst mittels des elektrischen Potenzials chemisch aktiviert werden, d.h. zu einem chemisch aktiven Stoff oder
Stoffgemisch werden, beispielweise mittels Elektrolyse.
Fig.3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen
Ausgestaltungen .
Dargestellt ist eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes 100, beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltung der Beschreibungen der Fig.l, im Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen
Bauelementes 100, beispielsweise gemäß einer Ausgestaltung der Beschreibung der Fig.2, nach dem Umgeben 204 der
Barrierendünnschicht 108 mit einer Schicht aus einem chemisch aktiven Stoff 304 oder einem chemisch aktive Stoffgemisch 304.
Dargestellt ist eine erste Elektrode 110 auf oder über einem Träger 102. Auf oder über der ersten Elektrode 110 ist eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 ausgebildet.
Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 ist eine zweite Elektrode 114 ausgebildet. Auf oder über der zweiten Elektrode 114 ist eine Barrierendünnschicht 108 ausgebildet. Auf oder über der Barrierendünnschicht 108 ist ein chemisch aktive Schicht, beispielweise eine chemisch aktive Beschichtung, eine chemisch aktive Paste oder
ähnliches, eines chemisch aktiven Stoffs 304 oder eines
chemisch aktiven Stoffgemisches 304 ausgebildet und/oder angeordnet .
Weiterhin dargestellt ist, dass die zweite Elektrode 114 bezüglich der ersten Elektrode 110 mittels einer elektrischen Isolation 302, beispielsweise aus Polyimid, elektrisch isoliert ist.
Im Bereich des geometrischen Randes des Trägers 102 des optoelektronischen Bauelementes 100 kann das
optoelektronische Bauelement Kontaktpads aufweisen, die zum elektrischen Kontaktieren der organischen funktionellen
Schichtenstruktur 112 eingerichtet sind, d.h. mit der
organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 elektrisch verbunden sind. Für die zweite Elektrode 114 kann dazu ein Kontaktpad 306 auf oder über dem Träger 102 eingerichtet sein. Das Kontaktpad 306 der zweiten Elektrode 114 kann elektrisch bezüglich der ersten Elektrode 110 isoliert sein, beispielsweise mittels der elektrischen Isolation 302.
Die elektrische Kontaktierung der ersten Elektrode 110 kann bis in den geometrischen Randbereich des Trägers 102
ausgebildet werden - dargestellt rechts in Fig.3. Das Ausbilden 206 des elektrischen Potenzials zwischen einer Elektrode - in der dargestellten Ausgestaltung die zweite Elektrode 114, kann mittels eines elektrischen Kontaktierens des Kontaktpads 306 und des chemisch aktiven Stoffs 304 oder des chemisch aktiven Stoffgemisches 304 mittels elektrischer Kontakte 308 erfolgen, beispielsweise mittels einer
schlüssigen Verbindung der Elektroden einer elektrischen Spannungsquelle 310 mit dem Kontaktpad 306 und der Schicht des chemisch aktiven Stoffs 304 oder des chemisch aktiven Stoffgemisches 304, beispielsweise mittels Kontaktstiften, Klemmkontakten, elektrisch leitfähigen Klebeverbindungen oder einer Lötverbindung.
Das elektrische Potenzial, beispielsweise ein elektrischer Spannungsverlauf, kann mittels der Spannungsquelle 310 ausgebildet werden, die mit den elektrischen Kontakten 308 elektrisch verbunden ist.
Der Spannungsverlauf sollte derart eingerichtet sein, dass die Barrierendünnschicht 108 dielektrisch Eigenschaften aufweist, d.h. elektrisch isolierend eingerichtet ist. Bei Überschreiten eines maximalen Spannungswertes kann bei einigen Ausgestaltungen der Barrierendünnschicht 108, beispielsweise eine Barrierendünnschicht 108 aus Zinkoxid, die Barrierendünnschicht 108 elektrisch leitend werden. Dadurch kann das elektrische Potenzial über der
Barrierendünnschicht 108 einen elektrischen Stromfluss elektrischer Ladungsträger durch die Barrierendünnschicht 108 ermöglichen, beispielsweise wenn die Barrierendünnschicht 108 elektrisch leitfähige Kanäle aufweist, beispielsweise
Diffusionskanäle 408 (siehe Fig.4).
Der Spannungsverlauf kann beispielsweise einen Gleichstrom erzeugen und/oder Spannungspulse aufweisen, beispielsweise gepulst sein. Die Spannungspulse können beispielsweise mittels einer Pulsweitenmodulation moduliert werden.
Die Schichten des optoelektronischen Bauelementes im
Ausschnitt 100 in Ansicht 300 sind in verschiedenen
Ausführungsbeispielen in Fig.l beschrieben.
Die Schichten des optoelektronischen Bauelementes im
Ausschnitt 400 in Ansicht 300 sind in verschiedenen
Ausführungsbeispielen in Fig.4 beschrieben. Fig.4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines
Bereiches eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen.
Dargestellt ist eine Vergrößerung der schematischen
Querschnittsansicht einer der Ausgestaltung der
Beschreibungen der Fig. 3 mit einer Barrierendünnschicht 108 auf oder über der zweiten Elektrode 114. Weiterhin
dargestellt ist die Schicht des chemisch aktiven Stoffs 304 oder des chemisch aktiven Stoffgemisches 304 auf oder über der Barrierendünnschicht 108, wobei zwischen der zweiten Elektrode 114 und der Schicht des chemisch aktiven Stoffs 304 oder des chemisch aktiven Stoffgemisches 304 mittels der
Spannungsquelle 310 ein elektrisches Potenzial ausgebildet wird .
Weiterhin dargestellt ist ein Diffusionskanal 408 in der Barrierendünnschicht 108, durch den Wasser in die organische funktionelle Schichtenstruktur diffundieren könnte,
beispielsweise mittels eines osmotischen Druckes.
Das Ausbilden 206 des elektrischen Potenzials zwischen der zweiten Elektrode 114 und der Schicht des chemisch aktiven
Stoffs 304 oder des chemisch aktiven Stoffgemisches 304 kann zu einem Ionisieren des chemisch aktiven Stoffs 304 oder des chemisch aktiven Stoffgemisches 304 führen. In einer Ausgestaltung kann die chemisch aktive Schicht des chemisch aktiven Stoffs 304 oder des chemisch aktiven
Stoffgemisches 304 Kupfer aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Kupferschicht kann beispielsweise auf der
Barrierendünnschicht 108 abgeschieden werden, beispielsweise aufgedampft werden.
Mittels des elektrischen Potenzials kann wenigstens ein Teil des Kupfers oder der Kupferverbindung des Stoffs oder des Stoffgemisches der chemisch aktiven Schicht ionisiert werden, d.h. freibewegliche elektrische Ladungsträger bilden,
beispielsweise freibewegliche Kupferionen. Mit anderen
Worten: Mittels des elektrischen Potenzials kann der Stoff
oder das Stoffgemisch der chemisch aktiven chemisch aktiviert werden .
Mittels des elektrischen Feldes können beispielsweise die freibeweglichen, elektrisch positiv geladenen Ladungsträger 404 der Schicht des chemisch aktiven Stoffs 304 oder des chemisch aktiven Stoffgemisches 304, beispielsweise
elektrisch positiv geladene Kupferionen 404, in den
Diffusionskanal 408 migrieren - dargestellt mittels der
Pfeile 410.
Die beispielsweise elektrisch positiv geladenen Ladungsträger 404 des chemisch aktiven Stoffs 304 oder des chemisch aktiven Stoffgemisches 304 können dadurch in die zweite Elektrode 114 migrieren - dargestellt mittels des Pfeiles 406.
In der zweiten Elektrode 114 können die elektrisch positiv geladenen Ladungsträger 404 des chemisch aktiven Stoffs 304 oder des chemisch aktive Stoffgemisches 304 auf elektrisch komplementär geladene Ladungsträger 402, beispielsweise elektrisch negativ geladene Ladungsträger 402, beispielsweise freibewegliche Elektronen, der zweiten Elektrode 114 treffen.
Dadurch kann es zu einer Reduktion der Ladungsträger 404 des chemisch aktiven Stoffs 304 oder des chemisch aktiven
Stoffgemisches 304 kommen. Mit anderen Worten: der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch kann an der zweiten Elektrode 114 chemisch umgewandelt werden, beispielsweise chemisch inaktiv werden, beispielsweise schlüssig mit der zweiten Elektrode 114 verbunden werden. Dadurch kann es zu einem hermetischen Verschließen der
Diffusionskanäle 408 kommen.
In einer Ausgestaltung (nicht dargestellt) kann die chemisch aktive Schicht als eine elektrisch leitfähige, chemisch aktive Paste ausgebildet sein oder der chemisch aktive Stoff 304 oder das chemisch aktive Stoffgemisch 304 darin verteilt.
Der chemisch aktive Stoff 304 oder das chemisch aktive
Stoffgemisch kann beispielsweise als ein Oxidationsmittel 304 eingerichtet sein, beispielsweise eine Quelle von
Sauerstoffionen, beispielsweise Wasserstoffperoxid. Die elektrische Leitfähigkeit der chemisch aktiven Paste kann beispielsweise mittels elektrisch leitfähiger Zusätze in der chemisch aktiven Paste ausgebildet werden.
Das Ausbilden 206 des elektrischen Potenzials zwischen der zweiten Elektrode 114 und der elektrisch leitfähigen,
chemisch aktiven Paste kann beispielsweise ein elektrisches Kontaktieren der zweiten Elektrode 114 mit einem Minuspol der elektrischen Spannungsquelle 310 aufweisen und ein
Kontaktieren der elektrisch leitfähigen, chemisch aktiven Paste mit einem Pluspol der elektrischen Spannungsquelle 310 aufweisen, beispielweise mittels Kontaktstiften. Die zweite Elektrode 114 kann beispielsweise ein Metall, beispielsweise Aluminium, aufweisen oder daraus gebildet sein. In einer Ausgestaltung des Spannungsverlaufes der elektrischen
Spannungsquelle 310 können aus der zweiten Elektrode 114 metallische Kationen austreten, beispielsweise
Aluminiumionen, und durch einen Diffusionskanal 408
migrieren. Ein Kontakt der metallischen Kationen mit dem Oxidationsmittel 304 der elektrisch leitfähigen, chemisch aktiven Paste kann zu einem Bilden eines Metalloxides führen, beispielsweise einem Aluminiumoxid. Dadurch kann das
Metalloxid eine Öffnung des Diffusionskanals 408
verschließen . In einer Ausgestaltung (nicht dargestellt) kann auf oder über einer Barrierendünnschicht 108 eine chemisch aktive,
elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise eine
Metallschicht, beispielsweise eine Aluminiumschicht
ausgebildet werden, beispielsweise indem Aluminium auf oder über die Barrierendünnschicht 108 aufgedampft wird. Auf oder über die chemisch aktive, elektrisch leitfähige Schicht kann eine Paste mit einem Oxidationsmittel aufgebracht werden. In
einer Ausgestaltung kann die Paste mit einem Oxidationsmittel elektrisch leitfähig eingerichtet sein. Nach dem Ausbilden 206 eines elektrischen Potenzials zwischen beispielsweise der zweiten Elektrode 114 und der chemisch aktiven , elektrisch leitfähigen Schicht können freibewegliche Ionen der chemisch aktiven, elektrisch leitfähigen Schicht mittels der Paste mit Oxidationsmittel in ein Oxid-Derivat umgewandelt werden. Mit anderen Worten: ein elektrisch leitfähiger Stoff,
beispielsweise ein Metall, beispielsweise Aluminium, kann mittels eines elektrischen Potenzials chemisch aktiviert werden und mit einem weiteren chemisch aktivem Stoff, beispielsweise einem Oxidationsmittel, derart umgewandelt werden, beispielsweise zu Aluminiumoxid, dass die
Diffusionskanäle 408 in der Barrierendünnschicht 108
verschlossen werden können.
In einer Ausgestaltung (nicht dargestellt) können auf oder über die zweite Elektrode 114, das heißt zwischen der zweiten Elektrode 114 und der Barrierendünnschicht 108 weitere elektrisch leitfähige Schichten, beispielsweise weitere
Metallschichten, beispielsweise eine Titanschicht,
ausgebildet werden. Diese weiteren elektrisch leitfähigen Schichten können bei der anodischen Oxidation beispielsweise stabile, hermetisch dichte, d.h. diffusionsdichte, Oxide in den Diffusionskanälen 408 oder an wenigstens einer Seite eines Diffusionskanales 408 bilden.
In einer Ausgestaltung (nicht dargestellt) kann das
Umgeben 204 der Barrierendünnschicht 108 mit einem chemisch aktiven Stoff 304 oder einem chemisch aktiven Stoffgemisch 304 auch als ein Einbringen, beispielsweise ein Eintauchen, des verkapselten optoelektronischen Bauelementes, d.h. mit Barrierendünnschicht 108, in eine chemisch aktive Lösung, Suspension oder Dispersion ausgebildet sein.
Mit anderen Worten: der chemisch aktive Stoff oder das chemisch aktive Stoffgemisch kann in einer Lösung oder
Dispersion gelöst sein und als Elektrolyt in die Diffusionskanäle 408 gelangen. Die chemisch aktive Lösung, Suspension oder Dispersion kann beispielsweise ein Bad für die Kupferelektrolyse sein. Der chemisch aktive Stoff bzw. des chemisch aktive Stoffgemisch kann beispielsweise
Metallionen aufweisen oder daraus gebildet sein,
beispielweise Kupferionen, die beispielsweise an der zweiten Elektrode 114, beispielsweise aus Aluminium, zu einem Metall, beispielsweise Kupfer, reduziert werden können. Dadurch kann der Diffusionskanal 408 mit der Zeit, das heißt mit der
Dauer, die das elektrische Potenzial bzw. das elektrischen Feld ausgebildet ist, mit Metall zuwachsen, beispielsweise bei einer Kupferelektrolyse mit Kupfer aufgefüllt werden. Anstelle einer wässrigen Elektrolyselösung, welche einen schädlichen Umwelteinfluss für das optoelektronische
Bauelement darstellen kann, kann beispielsweise eine Lösung aus einem hydroxidfreien Lösungsmittel beispielsweise
Propylencarbonat , einem Chinon oder einem Chinolin verwendet werden.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit dem es möglich ist die
Qualität der Dünnfilmverkapselung des optoelektronischen Bauelementes zu verbessern. Mittels des Aufbringens einer chemisch aktiven Schicht auf oder über die
Dünnfilmverkapselung des optoelektronischen Bauelementes, beispielsweise ein optoelektronisches Bauelement, und dem Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen der Kathode des optoelektronischen Bauelementes und der chemisch aktiven Schicht kann an möglichen Defektstellen der
Dünnfilmverkapselung eine elektrochemische Reaktion ausgelöst werden, die diese Defekte in der Dünnfilmverkapselung heilt. Dadurch können defektfreie verkapselte, elektrische
Bauelemente, beispielsweise optoelektronische Bauelemente, beispielweise organische optoelektronische Bauelemente
ausgebildet werden und frühe Ausfälle aufgrund von Feuchtigkeitsschäden ausgeschlossen werden.