WO2014076132A1 - Optoelektronisches bauelement - Google Patents

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WO2014076132A1
WO2014076132A1 PCT/EP2013/073728 EP2013073728W WO2014076132A1 WO 2014076132 A1 WO2014076132 A1 WO 2014076132A1 EP 2013073728 W EP2013073728 W EP 2013073728W WO 2014076132 A1 WO2014076132 A1 WO 2014076132A1
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WO
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layer
electrode
metal layer
encapsulation
component according
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PCT/EP2013/073728
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French (fr)
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Tilman Schlenker
Andrew Ingle
Marc Philippens
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Publication date
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Priority to US14/443,061 priority patent/US9502682B2/en
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Definitions

  • Optoelectronic component The present application relates to an optoelectronic component.
  • OLEDs Organic light-emitting diodes
  • Lighting purposes operated on a large area with high power The OLEDs heat up more in the area than at the edge. As a result, uneven aging of the OLED occurs, which leads to an inhomogeneous luminance.
  • the high currents in the OLED thin tracks which are often deposited by a lithographic process, lead to brownouts. This also leads to inhomogeneities in the luminance.
  • a conventional OLED is provided on both sides each with a glass plate. As a rule, glass has poor thermal conductivity, so that heat generated during operation of the OLED can not be efficiently removed from the OLED.
  • An object is to provide an optoelectronic component which has an efficient heat dissipation and a homogeneous luminance.
  • an optoelectronic component has at least one functional layer stack, one intended for encapsulation of the layer stack
  • the functional layer stack preferably has at least one organic active layer which, during operation of the
  • the encapsulation layer preferably completely covers the at least one organic active layer in a plan view of the layer stack.
  • the metal layer is arranged on a side of the encapsulation layer facing away from the layer stack.
  • An encapsulation layer is understood here and below to mean a layer or a plurality of layers which encapsulate the layer stack of the component and protect it against environmental influences such as atmospheric moisture or oxygen
  • the encapsulation layer is preferably designed in such a way that no atmospheric moisture and no substances in the gaseous state can pass through the encapsulation layer.
  • the functional includes
  • Layer stacks for example, a plurality of layers with organic polymers, organic oligomers, organic monomers, organic small, non-polymeric molecules or combinations thereof.
  • organic functional for example, organic polymers, organic oligomers, organic monomers, organic small, non-polymeric molecules or combinations thereof.
  • the organic active layer can be a material having radiation emission due to fluorescence or phosphorescence, for example polyfluorene, polythiophene or polyphenylene or derivatives, compounds, mixtures or copolymers thereof.
  • the organic functional layer stack can be a
  • Electron transport layer is formed.
  • the functional layer stack can also have a plurality of organic active layers, wherein the active layers between the hole transport layer and the
  • Electron transport layer are arranged and emit electromagnetic radiation during operation of the device.
  • the metal layer is on the
  • Encapsulation layer arranged.
  • the metal layer adjoins the encapsulation layer. This has the advantage that the heat generated during operation of the component can be dissipated via the encapsulation layer directly into the metal layer and out of the element into the environment.
  • the metal layer covers the encapsulation layer in particular to a large extent.
  • the metal layer covers at least 75%
  • the metal layer prefferably be the metal layer
  • the metal layer contains a metal which is, for example, copper, silver or aluminum. Such a metal layer is in a simple manner on the encapsulation layer
  • the device has a
  • the functional layer stack is arranged on the carrier body.
  • the carrier body has
  • Carrier body preferably contains glass or consists of glass.
  • the carrier body for the electromagnetic radiation generated during operation of the device is permeable
  • the carrier body can be clear,
  • the component has a first electrode and a second electrode.
  • the electrodes are used for electrical contacting of the layer stack.
  • the layer stack is arranged, for example, at least in regions between the first electrode and the second electrode.
  • the first electrode is applied directly to the carrier body.
  • the first electrode is expediently designed to be radiation-permeable.
  • the first electrode has a transmission for the radiation generated by the active layer of at least 70%, preferably at least 80%, especially
  • the first electrode contains at least one transparent conductive oxide (TCO).
  • TCO transparent conductive oxide
  • the first electrode has a first contact track and the second electrode has a second contact track
  • first contact track and the second contact track are directly on the carrier body
  • first contact track and the second contact track then each have a common interface with the carrier body.
  • the first contact track and the second contact track for example, laterally spaced from each other. Under a lateral direction becomes a
  • Main extension plane of the organic active layer is directed. On the carrier body, the first contact track and the second contact track each extend
  • the first contact track and the second contact track are arranged on the carrier body in such a way that they are in plan view of the
  • Encapsulation layer have no overlap with the organic active layer.
  • the contact paths extend laterally of the active layer.
  • a portion of the second electrode may then be from the second
  • This portion may be formed with the same or a different material than the second contact track.
  • a portion of the first electrode adjacent to the first contact track may extend directly beneath the active layer. This portion of the first electrode may be formed with the same or a different material than the first contact track or the second electrode.
  • the metal layer is preferably electrically connected to the first electrode.
  • the metal layer is in direct mechanical and
  • the first metal layer and the first contact track have a common interface.
  • the metal layer thus serves in addition to the removal of heat the component of the power supply line. This leads to a significant reduction of the voltage drops along the first contact track, whereby a homogeneous luminance is achieved at least along the first contact track.
  • the first electrode can be made as thin as possible, whereby the transmission of the first electrode for the radiation generated during operation of the device can be increased.
  • the metal layer has a first partial area and a second partial area. For example, the first subarea and the second
  • Partial area laterally separated by a separation trench, so that between the subregions of the
  • Metal layer no direct mechanical or electrical contact exists.
  • the first portion of the metal layer is electrically connected to the first electrode.
  • the second subregion of the metal layer is preferably electrically connected to the second electrode.
  • the first subarea and the second subarea are in direct mechanical and electrical contact with the first contact track or with the second contact track.
  • the first subregion and the first contact trajectory have a common first boundary surface.
  • the second subregion and the second contact trajectory have a second common boundary surface. This leads to the reduction of the voltage drops along the first contact track and along the second contact track, so that a homogeneous luminance of the device is achieved.
  • the electrical contacting of the device then takes place on the back, that is, over the first portion and over the second portion of the metal layer.
  • the device can, for example, on a circuit board with
  • electrical conductor tracks are mounted such that the portions of the metal layer are in direct mechanical and electrical contact with the conductor tracks of the circuit board.
  • An outer surface of the metal layer facing away from the encapsulation layer forms, for example, a mounting surface of the component.
  • the component has a first insulation structure. Furthermore, the component has, for example, a second insulation structure. In particular, the first insulation structure and the second
  • Insulating structure laterally spaced apart. In the lateral direction, the first electrode and the second electrode are separated from one another, for example, by means of the first insulation structure. In particular, the first separates
  • Electrode from the first electrode Preferably, the layer stack extends between the first
  • Insulation structure and the second insulation structure are Insulation structure and the second insulation structure.
  • the layer stack is bounded on both sides in the lateral direction by the insulation structures, whereby the application of the layer stack is simplified.
  • a vertical direction on a thickness.
  • a vertical direction is understood to mean a direction perpendicular to a main extension plane of the organic active layer is directed.
  • the thickness of the metal layer is at least twice as large as a thickness of the encapsulation layer.
  • the thickness of the metal layer is at least twice as large as a thickness of the encapsulation layer.
  • Metal layer at least ten times, preferably one hundred times as thick as the encapsulation layer. Further preferably, the thickness of the metal layer is at least twice as large as a thickness of the first electrode and / or the second
  • the metal layer is at least ten times, preferably one hundred times as thick as the first electrode and / or the second electrode.
  • the thickness of the first layer is the thickness of the first layer
  • Encapsulation layer preferably less than 10 ym
  • An encapsulation layer which is as thin as possible improves the heat removal from the layer stack into the metal layer. According to a variant embodiment is
  • Encapsulation layer as a thin-layer encapsulation
  • thin-layer encapsulation is understood to mean an encapsulation arrangement which is suitable for forming a barrier to atmospheric substances, in particular to moisture and oxygen, Preferably the thin-layer encapsulation contains a plurality of thin inorganic layers
  • such an inorganic layer has a thickness of less than or equal to several 100 nm, for example 200 nm.
  • the thin-layer encapsulation in the vertical direction has a total thickness which is less than or equal to 1 ⁇ m.
  • the thickness of the metal layer is between 1 ⁇ m inclusive and 5 mm inclusive.
  • the thickness of the metal layer is between 0.5 mm inclusive and 3 mm inclusive.
  • Encapsulation layer is arranged for protection and in the
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • Figure 2 shows another embodiment of a
  • FIG. 3 is a schematic representation of another
  • the optoelectronic component 10 has a carrier body 1, a functional layer stack 6 arranged on the carrier body, an encapsulation layer 7 and a
  • Metal layer 8 on. In the vertical direction Z is the
  • Encapsulation layer arranged.
  • the metal layer 8 is in particular arranged directly on a side of the encapsulation layer 7 facing away from the layer stack 6. In a plan view of the carrier body, the metal layer completely covers the encapsulation layer 7.
  • the functional layer stack 6 has an organic active layer 63.
  • the active layer emits in the
  • the layer stack 6 also includes a first charge transport layer 61 and a second one
  • the first and second charge transport layers may be referred to as
  • Hole transport layer may be formed.
  • Charge transport layers serve to inject the holes and the electrons into the organic active layer 63.
  • the layer stack 6 may also have electron and / or hole blocking layers, which are not shown in FIG.
  • the carrier body 1 is radiation-permeable.
  • the carrier body may contain glass or is made of glass.
  • the carrier body points to a stack of layers 6
  • Component 10 on. That is, the radiation generated during operation of the device leaves the device at the
  • the radiation exit surface 11 is flat. In other words, the
  • the component 10 also has a first electrode 2 and a second electrode 3 for electrical contacting of the layer stack 6.
  • the first electrode is
  • the first electrode may include transparent conductive materials that
  • transparent conductive oxides for example, are transparent conductive oxides.
  • Transparent conductive oxides are generally metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, Titanium oxide, indium oxide or indium tin oxide (ITO).
  • 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 also include ternary
  • TCOs Metal oxygen compounds such as Zn 2 SnO 4, Cd SnO 3, Zn SnO 3, Mgln 204, GalnO 3, Zn 2 In 2 O 5 or In 4 Sn 3 O 12 or mixtures of different transparent conductive oxides into the group of TCOs.
  • the TCOs do not necessarily correspond to a stoichiometric composition and may also be p-doped or n-doped.
  • the first electrode includes a first contact track 20, wherein the contact track is arranged in a lateral direction laterally of the layer stack.
  • the second electrode 3 has a second contact track 30, wherein the second contact track in the lateral direction also laterally of the
  • the first contact track 20 and the second contact track 30 are laterally spaced. Furthermore, the first contact track 20 and the second contact track 30 are arranged directly on the carrier body 1 of the component. In plan view of the carrier body is the
  • Layer stack 6 between the first contact track and the second contact track.
  • the first contact track Layer stack 6 between the first contact track and the second contact track.
  • the second contact track 30 and the entire first electrode 2 can be applied to the carrier body 1 in a planar manner by means of a lithographic method. Between the first electrode 2 and the second contact track 30, a first insulation structure 4 is formed, whereby the second
  • the second electrode 3 extends in regions in the vertical direction Z and covers the first insulation structure 4 completely.
  • the 3 also has a partial region 31, which is spaced apart from the first electrode 2 in the vertical direction Z.
  • the further portion 31 adjoins the layer stack 6.
  • the partial region 31 of the second electrode 3 completely covers the layer stack 6. The portion 31 of the second electrode can with the
  • Contact track 30 may be formed.
  • the device 10 has next to the first insulation structure
  • Insulating structures extend along a lateral longitudinal direction Y and are spaced apart in a lateral transverse direction X. Along the lateral longitudinal direction Y, the insulation structures extend, for example, parallel to one another.
  • the first insulation structure 4 is directly on the
  • Carrier body 1 is arranged.
  • the second insulation structure 5 is disposed directly on the first electrode 2.
  • Layer stack 6 extends in the lateral
  • Transverse direction X between the first insulation structure and the second insulation structure 5 is limited.
  • the layer stack 6 has no overlap with the second contact path 30 of the second
  • Electrode 3 on. Due to the arrangement between the
  • the insulation structures 4 and 5 contain, for example, at least one lacquer.
  • the paint has in particular organic material.
  • the insulation structures can be formed after the application of a lacquer layer, for example by means of a photolithographic process.
  • the insulation structures 4 and 5 can also be produced by a screen-printing lacquer or a spray lacquer.
  • the screen printing lacquer or the spray lacquer may in particular contain organic and / or inorganic fillers. It is also conceivable for the insulation structures 4 and 5 to comprise at least one inorganic material such as silicon oxide,
  • the insulation structures can be produced for example by plasma deposition, vapor deposition or sputtering.
  • the insulation structures can be produced for example by plasma deposition, vapor deposition or sputtering.
  • Shadow masks applied are Alternatively, the
  • Insulation structures are applied initially flat and then structured.
  • the layer stack 6 is hermetically sealed from the encapsulation layer and from the electrodes or from the carrier body.
  • An airtight encapsulation of the layer stack 6 protects the sensitive layers of the layer stack from external
  • the metal layer 8 is directly on the
  • Encapsulation layer 7 is arranged. In supervision on the
  • Carrier body covers the metal layer the
  • Encapsulation layer completely. Such an arrangement increases the efficiency of dissipating the heat generated during operation of the device from the device.
  • materials for the metal layer 8 copper, silver, aluminum or other metals can be used.
  • the metal layer 8 can directly on the already metal
  • the metal layer is applied as a copper or aluminum paste in a coating process such as vapor deposition, inkjet printing or knife coating
  • Encapsulation layer 7 applied.
  • the metal layer 8 is cured, for example, by evaporation of a solvent and by annealing at a temperature, for example between 70 ° C and 90 ° C, for example at 80 ° C.
  • metal powder is first applied to the encapsulation layer 7 to form the metal layer 8, for example.
  • a metal in liquid form can be applied to the metal powder, so that the
  • Metal layer 8 is formed from the metal powder and from the liquid metal.
  • the metal layer 8 has a thickness D in the vertical direction Z which is, for example, between 1 ⁇ m inclusive and 5 mm inclusive.
  • the metal layer 8 can be configured such that it serves to protect the
  • Encapsulation layer 7 and the layer stack 6 is used against external mechanical influences.
  • the thickness D of the metal layer is between 0.5 mm and 3 mm inclusive, for example 1 mm.
  • Such thick metal layer 8 gives the device 10 sufficient protection against external mechanical influences, so that on a rear side of the device, that is, on a side facing away from the active layer 63 of the
  • Encapsulation layer 7 can be dispensed with an additional body as in conventional components containing glass or glass.
  • the optoelectronic component 10 only has a carrier body 1 which contains glass or consists of glass and on a front side of the component, that is to say on a side of the carrier body facing away from the active layer 63
  • Radiation exit surface 11 of the device has.
  • the encapsulation layer 7 has a thickness d in the vertical direction Z.
  • the thickness D is the
  • Metal layer 8 at least twice as large as the thickness d of the encapsulation layer.
  • the thickness of the metal layer 8 for example, at least twice as large as a thickness of the contact path of the first electrode 2 and / or the second electrode 3.
  • the metal layer is at least ten times, in particular one hundred times as thick as the first contact track and / or the second
  • the first contact track 20 has the same thickness as a partial area of the first
  • Electrode 2 which extends directly below the active layer 63 on the base body 1.
  • the thickness of the first contact track is less than or equal to 1 ym.
  • the thickness of the first contact track is between 300 nm and 800 nm.
  • the thickness d of the encapsulation layer 7 is for example between 100 nm and 10 ym inclusive.
  • the thickness of the encapsulation layer is less than 1 ym.
  • Such a thin encapsulation layer 7 promotes the dissipation of the heat from the layer stack 6 into the metal layer 8.
  • a metal generally has a sufficiently high thermal conductivity, so that the heat is distributed uniformly over the entire component. As a result, uneven aging of the OLED in the area and at the edge of the component can be avoided.
  • the metal layer may, for example, be applied flatly and significantly thicker than the lithographic first electrode 2 and second electrode 3.
  • the heat is dissipated mainly via the back of the device, whereby a
  • Figure 2 is an embodiment of a
  • Optoelectronic component shown schematically in a sectional plane along a lateral longitudinal direction.
  • the encapsulation layer 7 comprises a plurality of
  • the layers 71 may be inorganic
  • Materials contain or consist of inorganic
  • the encapsulation layer 7 can be used as a
  • Thin film encapsulation may be formed, wherein the
  • Thin-layer encapsulation comprises layers which generally have a thickness less than or equal to a few 100 nm, for example 200 nm.
  • the encapsulation layer 7 may include at least one layer 71, which by means of Deposited atomic deposition, wherein the at least one layer 71 has a thickness between one atomic layer and including 20 nm.
  • the thin-film encapsulation 7 has, for example, a total thickness of between 100 nm and 10 ym inclusive.
  • the thin-layer encapsulation may have a total thickness that is less than or equal to 1 ⁇ m.
  • FIG. 3 schematically shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic component.
  • This embodiment essentially corresponds to the exemplary embodiment in FIG. 1. In contrast to this
  • the encapsulation layer 7 only partly covers the first electrode 2 in a plan view of the carrier body 1.
  • the metal layer 8 is over the first
  • the metal layer 8 is in direct mechanical and electrical contact with the first contact track 20. In other words, the metal layer 8 and the first
  • the common interface 82 extends along the
  • the metal layer 8 thus serves in addition to the heat dissipation and the power supply along the lateral longitudinal direction Y, whereby voltage drops in the first electrode, in particular along the first contact track 20, is reduced. This leads to a homogeneity in the luminance of the device.
  • the first electrode in particular along the first contact track 20
  • the encapsulation layer 7 is first applied to the carrier body 1 over its full area so that the encapsulation layer 7 completely covers the first electrode 2 and the second electrode 3. Before applying the metal layer 8 to the encapsulation layer 7, the encapsulation layer 7 is removed, for example, such that the first contact track 20 is at least partially exposed. In order to produce an electrical connection between the metal layer 8 and the first electrode 2, the
  • FIG. 4 schematically shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic component. This embodiment essentially corresponds to the
  • the metal layer 8 comprises a first portion 8a and a second portion 8b.
  • the first portion 8a is in the lateral direction from the second portion 8b
  • the metal layer 8 has a
  • Separation trench 9, which separates the first portion 8a from the second portion 8b.
  • the first portion 8a of the metal layer is electrically connected to the first electrode 2 via the first contact track 20.
  • Subarea 8a and the first contact track 20 have a common interface 82 along the lateral longitudinal direction Y.
  • the second subregion 8b of the metal layer is electrically connected to the second electrode via the second contact surface 30.
  • the second portion 8b of the metal layer and the second contact track 30 point along the lateral Y longitudinal direction on a common interface 83.
  • the common interfaces 82 and 83 are each laterally spaced from the organic active layer 63. In other words, the active layer 63, the first common interface 82 and the second common
  • Interface 83 in plan view of the carrier body 1 no overlaps.
  • Metal layer 8 a uniform current distribution along the lateral longitudinal direction Y is achieved, whereby a homogeneous luminance of the device is achieved.
  • the device 10 may be formed surface mountable. For example, the electrical contacting of the device via the back of the
  • the device via the first portion 8a and the second portion 8b is electrically contacted with an external voltage source.
  • Such a device is easy to install and can be electrically contacted in a simple manner.
  • the first partial region 8a and the second partial region 8b of the metal layer 8 can be produced in one process step.
  • Encapsulation layer 7 is arranged and a material for the metal layer through the mask directly on the
  • Metal layer 8 are vapor-deposited on the encapsulation layer 7 or applied by means of a flash evaporation, for example of aluminum on the encapsulation layer 7.
  • the flash evaporation method has the particular advantage that within a short process time a metal layer is made with sufficient thickness for the
  • Heat dissipation and the power supply is suitable.
  • the separation trench 9 is formed.
  • the metal layer can be used as an additional electrode for uniform current distribution in the device, so that a homogeneous luminance of the device can be achieved.
  • the metal layer may serve as a mechanical protection for the encapsulation layer
  • the invention is not limited by the description of the invention based on the embodiments of these. Rather, the invention includes every novel feature as well as each

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Abstract

Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben, das einen funktionellen Schichtenstapel (6), eine zur Verkapselung des Schichtenstapels vorgesehenen Verkapselungsschicht (7) und zumindest eine Metallschicht (8) umfasst, wobei der funktionelle Schichtenstapel zumindest eine organische aktive Schicht (63) aufweist, die im Betrieb des Bauelements elektromagnetische Strahlung emittiert, die Verkapselungsschicht in Draufsicht auf den Schichtenstapel die zumindest eine organische aktive Schicht vollständig überdeckt und die Metallschicht auf einer dem Schichtenstapel abgewandten Seite der Verkapselungsschicht angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Bauelement Die vorliegende Anmeldung betrifft ein optoelektronisches Bauelement .
Organische lichtemittierende Dioden (OLED) werden für
Beleuchtungszwecke großflächig mit hoher Leistung betrieben. Dabei erwärmen sich die OLED in der Fläche mehr als am Rand. Dadurch tritt eine ungleichmäßige Alterung der OLED ein, die zu einer inhomogenen Leuchtdichte führt. Außerdem führen die hohen Ströme in den dünnen Leiterbahnen der OLED, die häufig mittels eines lithografischen Verfahrens aufgebracht werden, zu Spannungsabfällen. Dies führt ebenfalls zu Inhomogenitäten in der Leuchtdichte. Häufig ist eine herkömmliche OLED beidseitig jeweils mit einer Glasplatte versehen. Glas weist in der Regel eine schlechte Wärmeleitfähigkeit auf, so dass eine im Betrieb der OLED entstehende Wärme nicht effizient aus der OLED abgeführt werden kann.
Eine Aufgabe ist es, ein optoelektronisches Bauelement, das eine effiziente Wärmeabfuhr und eine homogene Leuchtdichte aufweist, anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Weitere
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß einer Ausführungsform weist ein optoelektronisches Bauelement zumindest einen funktionellen Schichtenstapel, eine zur Verkapselung des Schichtenstapels vorgesehenen
Verkapselungsschicht und zumindest eine Metallschicht auf. Der funktionelle Schichtenstapel weist vorzugsweise zumindest eine organische aktive Schicht auf, die im Betrieb des
Bauelements elektromagnetische Strahlung emittiert. Die
Verkapselungsschicht überdeckt vorzugsweise in Draufsicht auf den Schichtenstapel die zumindest eine organische aktive Schicht vollständig. Die Metallschicht ist auf einer dem Schichtenstapel abgewandten Seite der Verkapselungsschicht angeordnet.
Unter einer Verkapselungsschicht wird hier und im Folgenden eine Schicht oder eine Mehrzahl von Schichten verstanden, die den Schichtenstapel des Bauelements verkapselt und diesen vor Umwelteinflüssen wie Luftfeuchtigkeit oder Sauerstoff
schützt. Vorzugsweise ist die Verkapslungsschicht derart gestaltet, dass keine Luftfeuchtigkeit sowie keine Stoffe in gasförmigem Zustand durch die Verkapslungsschicht hindurch treten können.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst der funktionelle
Schichtstapel zum Beispiel eine Mehrzahl von Schichten mit organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen, nicht-polymeren Molekülen oder Kombinationen daraus aufweisen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der organische funktionelle
Schichtenstapel eine organische funktionelle Schicht
aufweist, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist, um eine effektive Löcherinjektion in die zumindest eine
organische aktive Schicht zu gewährleisten. Als Materialien für die Lochtransportschicht können sich beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, leitendes Polyanilin oder Polyethylendioxythiophen als vorteilhaft erweisen. Als Materialien für die zumindest eine organische aktive Schicht eignen sich Materialien, die eine Strahlungsemission aufgrund von Fluoreszenz oder Phosphoreszenz aufweisen, beispielsweise Polyfluoren, Polythiophen oder Polyphenylen oder Derivate, Verbindungen, Mischungen oder Copolymere davon. Weiterhin kann der organische funktionelle Schichtenstapel eine
funktionelle Schicht aufweisen, die als
Elektronentransportschicht ausgebildet ist. Darüber hinaus kann der funktionelle Schichtenstapel auch eine Mehrzahl von organischen aktiven Schichten aufweisen, wobei die aktiven Schichten zwischen der Lochtransportschicht und der
Elektronentransportschicht angeordnet sind und im Betrieb des Bauelements elektromagnetische Strahlung emittieren. Gemäß einer Ausgestaltung ist die Metallschicht auf der
Verkapselungsschicht angeordnet. Insbesondere grenzt die Metallschicht an die Verkapselungsschicht an. Dies hat den Vorteil, dass die im Betrieb des Bauelements erzeugte Wärme über die Verkapselungsschicht direkt in die Metallschicht und aus dem Element in die Umgebung abgeführt werden kann. In
Draufsicht auf die aktive Schicht überdeckt die Metallschicht die Verkapselungsschicht insbesondere zu einem Großteil. Zum Beispiel bedeckt die Metallschicht wenigstens 75%,
insbesondere wenigstens 85% der dem Schichtenstapel
abgewandten Außenfläche der Verkapselungsschicht. Zum
Beispiel ist es möglich, dass die Metallschicht die
Verkapselungsschicht vollständig bedeckt. Zweckmäßigerweise enthält die Metallschicht ein Metall, das beispielsweise Kupfer, Silber oder Aluminium ist. Eine solche Metallschicht ist in einfacher Weise auf die Verkapselungsschicht
aufbringbar und zeichnet sich durch eine gute
Wärmeleitfähigkeit aus. Gemäß einer Ausgestaltung weist das Bauelement einen
Trägerkörper auf. Der funktionelle Schichtenstapel ist auf dem Trägerkörper angeordnet. Der Trägerkörper weist
insbesondere auf einer dem Schichtenstapel abgewandten Seite eine Strahlungsaustrittsfläche des Bauelements auf. Der
Trägerkörper enthält vorzugsweise Glas oder besteht aus Glas. Dabei ist der Trägerkörper für die im Betrieb des Bauelements erzeugte elektromagnetische Strahlung durchlässig
ausgebildet. Der Trägerkörper kann dabei klarsichtig,
transparent oder milchig trüb ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausgestaltung weist das Bauelement eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode auf. Die Elektroden dienen der elektrischen Kontaktierung des Schichtenstapels. Der Schichtenstapel ist zum Beispiel zumindest bereichsweise zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet. Insbesondere ist die erste Elektrode unmittelbar auf den Trägerkörper aufgebracht. Die erste Elektrode ist zweckmäßigerweise strahlungsdurchlässig ausgebildet.
Beispielsweise weist die erste Elektrode eine Transmission für die von der aktiven Schicht erzeugte Strahlung von mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 80 %, besonders
bevorzugt mindestens 90 % auf. Besonders bevorzugt enthält die erste Elektrode zumindest ein transparentes leitfähiges Oxid (transparent conductive oxide, TCO) .
Gemäß einer Ausgestaltung weist die erste Elektrode eine erste Kontaktbahn und die zweite Elektrode eine zweite
Kontaktbahn auf. Zum Beispiel sind die erste Kontaktbahn und die zweite Kontaktbahn direkt auf dem Trägerkörper
angeordnet. Das heißt, die erste Kontaktbahn und die zweite Kontaktbahn weisen dann jeweils eine gemeinsame Grenzfläche mit dem Trägerkörper auf. Die erste Kontaktbahn und die zweite Kontaktbahn sind zum Beispiel lateral voneinander beabstandet. Unter einer lateralen Richtung wird eine
Richtung verstanden, die parallel zu einer
Haupterstreckungsebene der organischen aktiven Schicht gerichtet ist. Auf dem Trägerkörper erstrecken sich die erste Kontaktbahn und die zweite Kontaktbahn jeweils
beispielsweise in einer Richtung, die parallel zu einer Kante des Trägerkörpers verläuft.
Gemäß einer Ausgestaltungsvariante sind die erste Kontaktbahn und die zweite Kontaktbahn derart auf den Trägerkörper angeordnet, dass sie in Draufsicht auf die
Verkapselungsschicht keine Überlappung mit der organischen aktiven Schicht aufweisen. Mit anderen Worten verlaufen die Kontaktbahnen seitlich der aktiven Schicht. Ein Teilbereich der zweiten Elektrode kann sich dann von der zweiten
Kontaktbahn über- und/oder unterhalb der aktiven Schicht erstrecken. Dieser Teilbereich kann mit dem gleichen oder einem anderen Material als die zweite Kontaktbahn gebildet sein. Insbesondere kann ein Teilbereich der ersten Elektrode, der an die erste Kontaktbahn angrenzt, sich direkt unterhalb der aktiven Schicht erstrecken. Dieser Teilbereich der ersten Elektrode kann mit dem gleichen oder einem anderen Material als die erste Kontaktbahn oder die zweite Elektrode gebildet sein .
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Metallschicht vorzugsweise mit der ersten Elektrode elektrisch verbunden. Insbesondere steht die Metallschicht im direkten mechanischen und
elektrischen Kontakt mit der ersten Kontaktbahn der ersten
Elektrode. Mit anderen Worten weisen die erste Metallschicht und die erste Kontaktbahn eine gemeinsame Grenzfläche auf. Die Metallschicht dient somit neben der Abfuhr der Wärme aus dem Bauelement auch der Stromzuleitung. Dies führt zur deutlichen Verminderung der Spannungsabfälle entlang der ersten Kontaktbahn, wodurch eine homogene Leuchtdichte zumindest entlang der ersten Kontaktbahn erzielt wird.
Weiterhin kann die erste Elektrode möglichst dünn gestaltet werden, wodurch die Transmission der ersten Elektrode für die im Betrieb des Bauelements erzeugte Strahlung erhöht werden kann . Gemäß einer Ausgestaltung weist die Metallschicht einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich auf. Zum Beispiel sind der ersten Teilbereich und der zweite
Teilbereich durch einen Trenngraben lateral voneinander getrennt, so dass zwischen den Teilbereichen der
Metallschicht kein direkter mechanischer oder elektrischer Kontakt besteht. Bevorzugt ist der erste Teilbereich der Metallschicht mit der ersten Elektrode elektrisch verbunden. Der zweite Teilbereich der Metallschicht ist bevorzugt mit der zweiten Elektrode elektrisch verbunden. Beispielsweise stehen der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich im direkten mechanischen und elektrischen Kontakt mit der ersten Kontaktbahn beziehungsweise mit der zweiten Kontaktbahn. Mit anderen Worten weisen der erste Teilbereich und die erste Kontaktbahn eine gemeinsame erste Grenzfläche auf. Der zweite Teilbereich und die zweite Kontaktbahn weisen eine zweite gemeinsame Grenzfläche auf. Dies führt zur Verminderung der Spannungsabfälle entlang der ersten Kontaktbahn und entlang der zweiten Kontaktbahn, so dass eine homogene Leuchtdichte des Bauelements erzielt wird.
Gemäß einer Ausgestaltung ist das Bauelement
oberflächenmontierbar ausgebildet. Vorzugsweise erfolgt die elektrische Kontaktierung des Bauelements dann rückseitig, das heißt über den ersten Teilbereich und über den zweiten Teilbereich der Metallschicht. Mit anderen Worten kann das Bauelement beispielsweise auf einer Leiterplatte mit
elektrischen Leiterbahnen derart montiert werden, dass die Teilbereiche der Metallschicht in direktem mechanischen und elektrischen Kontakt mit den Leiterbahnen der Leiterplatte stehen. Eine der Verkapselungsschicht abgewandte Außenfläche der Metallschicht bildet zum Beispiel eine Montagefläche des Bauelements. Ein derartiges Bauelement ist einfach montierbar und kann in einfacher Weise elektrisch kontaktiert werden. Im Betrieb erzeugte Wärme wird über die Metallschicht an die Leiterplatte abgeleitet.
Gemäß einer Ausgestaltung weist das Bauelement eine erste Isolierungsstruktur auf. Weiterhin weist das Bauelement zum Beispiel eine zweite Isolierungsstruktur auf. Insbesondere sind die erste Isolierungsstruktur und die zweite
Isolierungsstruktur lateral voneinander beabstandet. In lateraler Richtung werden die erste Elektrode und die zweite Elektrode zum Beispiel mittels der ersten Isolierungsstruktur voneinander getrennt. Insbesondere trennt die erste
Isolierungsstruktur die zweite Kontaktbahn der zweiten
Elektrode von der ersten Elektrode. Vorzugsweise erstreckt sich der Schichtenstapel zwischen der ersten
Isolierungsstruktur und der zweiten Isolierungsstruktur.
Insbesondere ist der Schichtenstapel in lateraler Richtung beidseitig von den Isolierungsstrukturen begrenzt, wodurch das Aufbringen des Schichtenstapels vereinfacht wird. Gemäß einer Ausgestaltung weist die Metallschicht in
vertikaler Richtung eine Dicke auf. Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung verstanden, die senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der organischen aktiven Schicht gerichtet ist. Die vertikale Richtung und die laterale
Richtung sind somit senkrecht zueinander. Bevorzugt ist die Dicke der Metallschicht mindestens doppelt so groß wie eine Dicke der Verkapselungsschicht . Beispielsweise ist die
Metallschicht mindestens zehnmal, bevorzugt hundertmal so dick wie die Verkapselungsschicht. Weiterhin bevorzugt ist die Dicke der Metallschicht mindestens doppelt so groß wie eine Dicke der ersten Elektrode und/oder der zweiten
Elektrode. Beispielsweise ist die Metallschicht mindestens zehnmal, bevorzugt hundertmal so dick wie die erste Elektrode und/oder die zweite Elektrode.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Dicke der
Verkapselungsschicht bevorzugt kleiner als 10 ym,
beispielsweise kleiner als 5 ym, und insbesondere kleiner oder gleich 1 ym. Eine möglichst dünne Verkapselungsschicht verbessert die Wärmeabfuhr aus dem Schichtenstapel in die Metallschicht. Gemäß einer Ausgestaltungsvariante ist
Verkapselungsschicht als eine Dünnschichtverkapselung
ausgebildet. Unter „Dünnschichtverkapselung" wird im Rahmen der Anmeldung eine Verkapselungsanordnung verstanden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff, zu bilden. Bevorzugt enthält die Dünnschichtverkapselung eine Mehrzahl von dünnen anorganischen Schichten, wobei die
Barrierewirkung durch die dünnen Schichten erzeugt wird.
Vorzugsweise weist solch eine anorganische Schicht eine Dicke kleiner oder gleich einiger 100 nm auf, beispielsweise 200 nm. Bevorzugt weist die Dünnschichtverkapselung in der vertikalen Richtung eine Gesamtdicke auf, die kleiner oder gleich 1 ym ist. Gemäß einer Ausgestaltung ist die Dicke der Metallschicht zum Beispiel zwischen einschließlich 1 ym und einschließlich 5 mm. Bevorzugt beträgt die Dicke der Metallschicht zwischen einschließlich 0,5 mm und einschließlich 3 mm. Die
Metallschicht ist somit nicht nur besonders für die
Wärmeabfuhr gut geeignet, sondern kann auch als mechanischer Schutz für den Schichtenstapel verwendet werden. Dadurch kann im Vergleich zu herkömmlichen Bauelementen auf einen Körper, der auf einer der aktiven Schicht abgewandten Seite der
Verkapselungsschicht zum Schutz angeordnet ist und in der
Regel Glas enthält oder aus Glas besteht, verzichtet werden. Die im Betrieb des Bauelements erzeugte Wärme kann somit über die Metallschicht direkt in die Umgebung abgeleitet werden, so dass die Wärmeabfuhr aus dem Bauelement besonders
effizient gestaltet ist.
Weitere Vorteile, bevorzugte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen des optoelektronischen Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 4 erläuterten Ausführungsbeispielen .
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines
Ausführungsbeispiels für ein optoelektronisches Bauelement,
Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein
optoelektronisches Bauelement in schematischer
Schnittansieht,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels für ein optoelektronisches Bauelement, und Figur 4 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels für ein optoelektronisches Bauelement. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellung und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur
Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Bauelement ist in Figur 1 schematisch dargestellt. Das optoelektronische Bauelement 10 weist einen Trägerkörper 1, einen auf dem Trägerkörper angeordneten funktionellen Schichtenstapel 6, eine Verkapselungsschicht 7 und eine
Metallschicht 8 auf. In vertikaler Richtung Z ist der
Schichtenstapel 6 zwischen dem Trägerkörper und der
Verkapselungsschicht angeordnet. Die Metallschicht 8 ist insbesondere unmittelbar auf einer dem Schichtenstapel 6 abgewandten Seite der Verkapselungsschicht 7 angeordnet. In Draufsicht auf den Trägerkörper überdeckt die Metallschicht die Verkapselungsschicht 7 vollständig.
Der funktionelle Schichtenstapel 6 weist eine organische aktive Schicht 63 auf. Die aktive Schicht emittiert im
Betrieb des Bauelements eine elektromagnetische Strahlung, beispielsweise im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich. Der Schichtenstapel 6 enthält außerdem eine erste Ladungstransportschicht 61 und eine zweite
Ladungstransportschicht 62, wobei die organische aktive
Schicht 63 zwischen der ersten Ladungstransportschicht 61 und der zweiten Ladungstransportschicht 62 angeordnet ist. Die erste und die zweite Ladungstransportschicht können als
Elektronentransportschicht beziehungsweise als
Lochtransportschicht ausgebildet sein. Diese
Ladungstransportschichten dienen der Injektion der Löcher und der Elektronen in die organische aktive Schicht 63. Darüber hinaus kann der Schichtenstapel 6 auch Elektronen- und/oder Löcherblockierschichten aufweisen, die in der Figur 1 nicht dargestellt sind.
Der Trägerkörper 1 ist strahlungsdurchlässig ausgebildet. Der Trägerkörper kann Glas enthalten oder besteht aus Glas. Der Trägerkörper weist auf einer dem Schichtenstapel 6
abgewandten Seite eine Strahlungsaustrittsfläche 11 des
Bauelements 10 auf. Das heißt, die im Betrieb des Bauelements erzeugte Strahlung verlässt das Bauelement an der
Strahlungsaustrittsfläche 11. Die Strahlungsaustrittsfläche 11 ist eben ausgebildet. Mit anderen Worten weist die
Strahlungsaustrittsfläche im Rahmen der Herstellungstoleranz keine Krümmungen auf. Es ist jedoch denkbar, dass die
Strahlungsaustrittsfläche 11 eine Aufrauungsstruktur
aufweist, so dass die Auskoppeleffizienz verbessert ist und die von dem Bauelement erzeugte Strahlung in alle
Ausstrahlrichtungen gleichmäßig verteilt ist.
Das Bauelement 10 weist außerdem eine erste Elektrode 2 und eine zweite Elektrode 3 zur elektrischen Kontaktierung des Schichtenstapels 6 auf. Die erste Elektrode ist
strahlungsdurchlässig ausgebildet. Die erste Elektrode kann transparente leitende Materialien enthalten, die
beispielsweise transparente leitfähige Oxide sind.
Transparente leitfähige Oxide sind in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoff erbindungen, wie beispielsweise ZnO, Sn02 oder In203 gehören auch ternäre
MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise Zn2Sn04, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, Galn03, Zn2In205 oder In4Sn3012 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs . Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p-dotiert oder n-dotiert sein.
Die erste Elektrode enthält eine erste Kontaktbahn 20, wobei die Kontaktbahn in einer lateralen Richtung seitlich des Schichtenstapels angeordnet ist. Die zweite Elektrode 3 weist eine zweite Kontaktbahn 30 auf, wobei die zweite Kontaktbahn in der lateralen Richtung ebenfalls seitlich des
Schichtenstapels angeordnet ist. Die erste Kontaktbahn 20 und die zweite Kontaktbahn 30 sind lateral beabstandet. Weiterhin ist die erste Kontaktbahn 20 und die zweite Kontaktbahn 30 direkt auf dem Trägerkörper 1 des Bauelements angeordnet. In Draufsicht auf den Trägerkörper befindet sich der
Schichtenstapel 6 zwischen der ersten Kontaktbahn und der zweiten Kontaktbahn. Insbesondere weisen die erste
Kontaktbahn 20 und die zweite Kontaktbahn 30 keine
Überlappung mit der organischen aktiven Schicht 63 auf.
Die zweite Kontaktbahn 30 und die gesamte erste Elektrode 2 können flächig mittels eines lithografischen Verfahrens auf den Trägerkörper 1 aufgebracht werden. Zwischen der ersten Elektrode 2 und der zweiten Kontaktbahn 30 wird eine erste Isolierungsstruktur 4 ausgebildet, wodurch die zweite
Kontaktbahn 30 und die erste Elektrode lateral voneinander getrennt werden. Die zweite Elektrode 3 erstreckt sich bereichsweise in der vertikalen Richtung Z und überdeckt die erste Isolierungsstruktur 4 vollständig. Die zweite Elektrode
3 weist außerdem einen Teilbereich 31 auf, der in vertikaler Richtung Z von der ersten Elektrode 2 beabstandet ist. Der weitere Teilbereich 31 grenzt an den Schichtenstapel 6 an. In Draufsicht auf den Trägerkörper 1 überdeckt der Teilbereich 31 der zweiten Elektrode 3 den Schichtenstapel 6 vollständig. Der Teilbereich 31 der zweiten Elektrode kann mit dem
gleichen oder einem anderen Material als die zweite
Kontaktbahn 30 gebildet sein.
Das Bauelement 10 weist neben der ersten Isolierungsstruktur
4 eine zweite Isolierungsstruktur 5 auf. Die
Isolierungsstrukturen erstrecken sich entlang einer lateralen Längsrichtung Y und sind in einer lateralen Querrichtung X beabstandet. Entlang der lateralen Längsrichtung Y verlaufen die Isolierungsstrukturen beispielsweise parallel zueinander. Die erste Isolierungsstruktur 4 ist direkt auf dem
Trägerkörper 1 angeordnet. Die zweite Isolierungsstruktur 5 ist direkt auf der ersten Elektrode 2 angeordnet. Der
Schichtenstapel 6 erstreckt sich in der lateralen
Querrichtung X zwischen der ersten Isolierungsstruktur und der zweiten Isolierungsstruktur 5. Mit anderen Worten ist der Schichtenstapel 6 zwischen der ersten Isolierungsstruktur 4 und der zweiten Isolierungsstruktur 5 begrenzt. In Draufsicht auf den Trägerkörper 1 weist der Schichtenstapel 6 keine Überlappung mit der zweiten Kontaktbahn 30 der zweiten
Elektrode 3 auf. Aufgrund der Anordnung zwischen den
Isolierungsstrukturen 4 und 5 kann das Aufbringen des
funktionellen Schichtenstapels 6 vereinfacht werden.
Die Isolierungsstrukturen 4 und 5 enthalten beispielsweise zumindest einen Lack. Insbesondere ist der Lack
photostrukturierbar . Der Lack weist insbesondere ein organisches Material auf. Die Isolierungsstrukturen können nach dem Aufbringen einer Lackschicht beispielsweise mittels eines photolithographischen Verfahrens ausgebildet werden. Alternativ können die Isolierungsstrukturen 4 und 5 auch durch einen Siebdrucklack oder einen Sprühlack hergestellt werden. Der Siebdrucklack beziehungsweise der Sprühlack können dabei insbesondere organische und/oder anorganische Füllstoffe enthalten. Es ist auch denkbar, dass die Isolierungsstrukturen 4 und 5 zumindest ein anorganisches Material wie Siliziumoxid,
Siliziumnitrid oder Aluminiumoxid enthalten oder aus einem solchen Material bestehen. Die Isolierungsstrukturen können dabei beispielsweise durch Plasmaabscheidung, Aufdampfen oder Sputtern hergestellt werden. Zum Beispiel werden die
Isolierungsstrukturen bei der Herstellung mit Hilfe von
Schattenmasken aufgebracht. Alternativ können die
Isolierungsstrukturen zunächst flächig aufgebracht und anschließend strukturiert werden.
In Draufsicht auf den Trägerkörper 1 überdeckt die
Verkapselungsschicht 7 die erste Isolierungsstruktur 4, die zweite Isolierungsstruktur 5 und den Schichtenstapel 6 vollständig. Weiterhin kann die Verkapselungsschicht 7 den funktionellen Schichtenstapel 6 in lateraler Richtung
vollständig umgeben, so dass der Schichtenstapel 6 von der Verkapselungsschicht und von den Elektroden beziehungsweise von dem Trägerkörper hermetisch abgeschlossen ist. Eine luftdichte Verkapselung des Schichtenstapels 6 schützt die empfindlichen Schichten des Schichtenstapels vor äußeren
Umwelteinflüssen, beispielsweise vor Luftfeuchtigkeit oder Sauerstoff . In der Figur 1 ist die Metallschicht 8 direkt auf der
Verkapselungsschicht 7 angeordnet. In Aufsicht auf den
Trägerkörper überdeckt die Metallschicht die
Verkapselungsschicht vollständig. Eine derartige Anordnung erhöht die Effizienz der Abfuhr der Wärme, die im Betrieb des Bauelements erzeugt wird, aus dem Bauelement. Als Materialien für die Metallschicht 8 können Kupfer, Silber, Aluminium oder andere Metalle Verwendung finden. Die Metallschicht 8 kann direkt auf den bereits
funktionsfähigen Schichtenstapel 6 mit den Elektroden
aufgebracht werden. Beispielsweise wird die Metallschicht als Kupfer- oder Aluminiumpaste in einem Beschichtungsverfahren wie Bedampfen, Inkj et-Drucken oder Rakeln auf die
Verkapselungsschicht 7 aufgebracht. Die Metallschicht 8 wird beispielsweise durch Abdampfen eines Lösungsmittels und durch Tempern bei einer Temperatur beispielsweise zwischen 70 °C und 90 °C, zum Beispiel bei 80 °C, ausgehärtet. Alternativ wird zur Ausbildung der Metallschicht 8 zum Beispiel zunächst Metallpulver auf die Verkapselungsschicht 7 aufgebracht.
Anschließend kann insbesondere ein Metall in flüssiger Form auf das Metallpulver aufgebracht werden, sodass die
Metallschicht 8 aus dem Metallpulver und aus dem flüssigen Metall ausgebildet wird.
Die Metallschicht 8 weist in der vertikalen Richtung Z einen Dicke D auf, die zum Beispiel zwischen einschließlich 1 ym und einschließlich 5 mm beträgt. Die Metallschicht 8 kann derart ausgestaltet sein, dass sie zum Schutz der
Verkapselungsschicht 7 sowie des Schichtenstapels 6 vor äußeren mechanischen Einflüssen dient. Insbesondere beträgt die Dicke D der Metallschicht zwischen einschließlich 0,5 mm und einschließlich 3 mm, zum Beispiel 1 mm. Eine derartige dicke Metallschicht 8 gibt dem Bauelement 10 einen ausreichenden Schutz vor äußeren mechanischen Einflüssen, so dass auf einer Rückseite des Bauelements, das heißt auf einer der aktiven Schicht 63 abgewandten Seite der
Verkapselungsschicht 7, auf einen zusätzlichen Körper wie bei herkömmlichen Bauelementen, der Glas enthält oder aus Glas besteht, verzichtet werden kann. Mit anderen Worten weist das optoelektronische Bauelement 10 lediglich einen Trägerkörper 1 auf, der Glas enthält oder aus Glas besteht und auf einer Vorderseite des Bauelements, das heißt auf einer der aktiven Schicht 63 abgewandten Seite des Trägerkörpers, die
Strahlungsaustrittsfläche 11 des Bauelements aufweist.
Die Verkapselungsschicht 7 weist in der vertikalen Richtung Z eine Dicke d auf. Insbesondere ist die Dicke D der
Metallschicht 8 mindestens doppelt so groß wie die Dicke d der Verkapselungsschicht. Beispielsweise ist die
Metallschicht 8 mindestens zehnmal, insbesondere hundertmal so dick wie die Verkapselungsschicht 7. Außerdem ist die Dicke der Metallschicht 8 beispielsweise mindestens doppelt so groß wie eine Dicke der Kontaktbahn der ersten Elektrode 2 und/oder der zweiten Elektrode 3. Beispielsweise ist die Metallschicht mindestens zehnmal, insbesondere hundertmal so dick wie die erste Kontaktbahn und/oder die zweite
Kontaktbahn. Insbesondere weist die erste Kontaktbahn 20 eine gleich große Dicke auf wie ein Teilbereich der ersten
Elektrode 2, der sich direkt unterhalb der aktiven Schicht 63 auf dem Grundkörper 1 erstreckt. Beispielsweise ist die Dicke der ersten Kontaktbahn kleiner oder gleich 1 ym. Insbesondere beträgt die Dicke der ersten Kontaktbahn zwischen 300 nm und 800 nm. Die Dicke d der Verkapselungsschicht 7 beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 100 nm und einschließlich 10 ym.
Insbesondere ist die Dicke der Verkapselungsschicht kleiner als 1 ym. Eine derartige dünne Verkapselungsschicht 7 begünstigt die Abführung der Wärme aus dem Schichtenstapel 6 in die Metallschicht 8. Ein Metall weist in der Regel eine ausreichend hohe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass die Wärme gleichmäßig über das ganze Bauelement verteilt wird. Dadurch kann eine ungleichmäßige Alterung der OLED in der Fläche und am Rand des Bauelements vermieden werden. Die Metallschicht kann außerdem zum Beispiel flächig und deutlich dicker als die lithografische erste Elektrode 2 und zweite Elektrode 3 aufgebracht werden. Somit wird die Wärme hauptsächlich über die Rückseite des Bauelements abgeführt, wodurch ein
Alterungsprozess auf der Vorderseite des Bauelements, insbesondere eine Verfärbung der Strahlungsaustrittsfläche vorteilhafterweise verlangsamt wird.
In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein
optoelektronisches Bauelement in einer Schnittebene entlang einer lateralen Längsrichtung schematisch dargestellt.
Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel in der Figur 1. Im Unterschied hierzu umfasst die Verkapselungsschicht 7 eine Mehrzahl von
Schichten 71. Die Schichten 71 können anorganische
Materialien enthalten oder bestehen aus anorganischen
Materialien. Die Verkapselungsschicht 7 kann als eine
Dünnschichtverkapselung ausgebildet sein, wobei die
Dünnschichtverkapselung Schichten umfasst, die in der Regel eine Dicke kleiner oder gleich einiger 100 nm, zum Beispiel 200 nm, aufweisen. Insbesondere kann die Verkapselungsschicht 7 zumindest eine Schicht 71 enthalten, die mittels Atomlageabscheidung abgeschieden ist, wobei die zumindest eine Schicht 71 eine Dicke zwischen einer Atomlage und einschließlich 20 nm aufweist. Die Dünnschichtverkapselung 7 weist beispielsweise eine Gesamtdicke zwischen einschließlich 100 nm und einschließlich 10 ym auf. Insbesondere kann die Dünnschichtverkapselung eine Gesamtdicke aufweisen, die kleiner oder gleich 1 ym ist.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Bauelement schematisch dargestellt.
Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel in Figur 1. Im Unterschied hierzu
überdeckt die Verkapselungsschicht 7 in Draufsicht auf den Trägerkörper 1 die erste Elektrode 2 nur teilweise.
Insbesondere ist die Metallschicht 8 über die erste
Kontaktbahn 20 mit der ersten Elektrode 2 elektrisch
verbunden. Die Metallschicht 8 steht im direkten mechanischen und elektrischen Kontakt mit der ersten Kontaktbahn 20. Mit anderen Worten weisen die Metallschicht 8 und die erste
Kontaktbahn 20 eine gemeinsame Grenzfläche 82 auf. Die gemeinsame Grenzfläche 82 erstreckt sich entlang der
lateralen Längsrichtung Y. Die Metallschicht 8 dient somit neben der Wärmeabfuhr auch der Stromzuleitung entlang der lateralen Längsrichtung Y, wodurch Spannungsabfälle in der ersten Elektrode, insbesondere entlang der ersten Kontaktbahn 20, reduziert wird. Dies führt zu einer Homogenität in der Leuchtdichte des Bauelements. Außerdem kann die erste
strahlungsdurchlässige Elektrode 2 möglichst dünn
ausgestaltet sein, so dass der Transmissionsgrad der ersten Elektrode 2 erhöht wird. Die Verkapselungsschicht 7 wird beispielsweise zunächst vollflächig auf den Trägerkörper 1 aufgebracht werden, so dass die Verkapselungsschicht 7 die erste Elektrode 2 und die zweite Elektrode 3 vollständig bedeckt. Vor dem Aufbringen der Metallschicht 8 auf die Verkapselungsschicht 7 wird die Verkapselungsschicht 7 beispielsweise derart entfernt, dass die erste Kontaktbahn 20 zumindest teilweise freigelegt wird. Damit eine elektrische Verbindung zwischen der Metallsschicht 8 und der ersten Elektrode 2 hergestellt wird, kann die
Metallschicht 8 anschließend derart flächig auf die
Verkapselungsschicht 7 und auf die erste Elektrode 2
aufgebracht werden, dass ein direkter mechanischer und elektrischer Kontakt zwischen der Metallschicht 8 und der Kontaktbahn 20 entsteht.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Bauelement schematisch dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem
Ausführungsbeispiel in der Figur 3. Im Unterschied hierzu umfasst die Metallschicht 8 einen ersten Teilbereich 8a und einen zweiten Teilbereich 8b. Der erste Teilbereich 8a ist in der lateralen Richtung von dem zweiten Teilbereich 8b
beabstandet. Das heißt, die Metallschicht 8 weist einen
Trenngraben 9 auf, die den ersten Teilbereich 8a von dem zweiten Teilbereich 8b trennt. Der erste Teilbereich 8a der Metallschicht ist über die erste Kontaktbahn 20 mit der ersten Elektrode 2 elektrisch verbunden. Der erste
Teilbereich 8a und die erste Kontaktbahn 20 weisen entlang der lateralen Längsrichtung Y eine gemeinsame Grenzfläche 82 auf. Der zweite Teilbereich 8b der Metallschicht ist über die zweite Kontaktfläche 30 mit der zweiten Elektrode elektrisch verbunden. Der zweite Teilbereich 8b der Metallschicht und die zweite Kontaktbahn 30 weisen entlang der lateralen Längsrichtung Y eine gemeinsame Grenzfläche 83 auf. Die gemeinsamen Grenzflächen 82 und 83 sind jeweils von der organischen aktiven Schicht 63 lateral beabstandet. Mit anderen Worten weisen die aktive Schicht 63, die erste gemeinsame Grenzfläche 82 und die zweite gemeinsame
Grenzfläche 83 in Draufsicht auf den Trägerkörper 1 keine Überlappungen auf. Durch eine derartige Anordnung der
Metallschicht 8 wird eine gleichmäßige Stromverteilung entlang der lateralen Längsrichtung Y erreicht, wodurch eine homogene Leuchtdichte des Bauelements erzielt wird.
Weiterhin kann das Bauelement 10 oberflächenmontierbar ausgebildet sein. Beispielsweise erfolgt die elektrische Kontaktierung des Bauelements über die Rückseite des
Bauelements, das heißt über die der aktiven Schicht 63 abgewandten Seite der Verkapselungsschicht 7. Mit anderen Worten wird das Bauelement über den ersten Teilbereich 8a und den zweiten Teilbereich 8b mit einer externen Spannungsquelle elektrisch kontaktiert. Ein derartiges Bauelement ist einfach montierbar und kann in einfacher Weise elektrisch kontaktiert werden .
Der erste Teilbereich 8a und der zweite Teilbereich 8b der Metallschicht 8 können in einem Prozessschritt hergestellt werden. Dabei wird beispielsweise eine Maske auf der
Verkapselungsschicht 7 angeordnet und ein Material für die Metallschicht durch die Maske direkt auf die
Verkapselungsschicht aufgebracht. Dabei kann die
Metallschicht 8 auf die Verkapselungsschicht 7 aufgedampft werden oder mittels einer Flash-Verdampfung beispielsweise von Aluminium auf die Verkapselungsschicht 7 aufgebracht werden. Die Flash-Verdampfungsmethode hat insbesondere den Vorteil, dass innerhalb kurzer Prozesszeit eine Metallschicht mit ausreichender Dicke hergestellt wird, die für die
Wärmeabfuhr und die Stromzuleitung geeignet ist. Durch das Entfernen der Maske wird der Trenngraben 9 ausgebildet. Mit dem Einsatz der Metallschicht auf der
Verkapselungsschicht wird die im Betrieb des Bauelements entstehende Wärme effektiv abgeführt, indem die Wärme
gleichmäßig über das ganze Bauelement verteilt wird. Dadurch kann die Lebensdauer des Bauelements erhöht werden.
Gleichzeitig kann die Metallschicht als zusätzliche Elektrode zur gleichmäßigen Stromverteilung im Bauelement verwendet werden, so dass eine homogene Leuchtdichte des Bauelements erreicht werden kann. Weiterhin kann die Metallschicht als ein mechanischer Schutz für die Verkapselungsschicht
beziehungsweise für den funktionellen Schichtenstapel dienen, so dass auf der Rückseite des Bauelements auf einen schlecht wärmeleitenden Trägerkörper, der beispielsweise Glas enthält oder aus Glas besteht, verzichtet werden kann. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele an diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede
Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 220 724.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Bauelement (10) mit einem
funktionellen Schichtenstapel (6), einer zur Verkapselung des Schichtenstapels vorgesehenen Verkapselungsschicht (7) und zumindest einer Metallschicht (8), wobei
- der funktionelle Schichtenstapel zumindest eine organische aktive Schicht (63) aufweist, die im Betrieb des Bauelements elektromagnetische Strahlung emittiert;
- die Verkapselungsschicht in Draufsicht auf den
Schichtenstapel die zumindest eine organische aktive Schicht vollständig überdeckt; und
- die Metallschicht auf einer dem Schichtenstapel abgewandten Seite der Verkapselungsschicht angeordnet ist.
2. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem
- die Verkapselungsschicht (7) eine Dünnschichtverkapselung ist, wobei die Dünnschichtverkapselung eine Dicke aufweist, die kleiner oder gleich 1 ym ist,
- die Metallschicht (8) eine Dicke aufweist, die mindestens doppelt so groß wie die Dicke der Verkapselungsschicht (7) ist,
- die Metallschicht mindestens 75 % einer dem Schichtenstapel (6) abgewandten Außenfläche der Verkapselungsschicht (7) bedeckt .
3. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei die Metallschicht (8) eine Dicke (D) aufweist, die zwischen einschließlich 0,5 Millimeter und einschließlich 3 Millimeter ist.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Metallschicht (8) unmittelbar auf der Verkapselungsschicht (7) angeordnet ist.
5. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen Trägerkörper (1) aufweist, wobei
- der funktionelle Schichtenstapel (6) auf dem Trägerkörper angeordnet ist; und
- der Trägerkörper auf einer dem Schichtenstapel abgewandten Seite eine Strahlungsaustrittsfläche (11) des Bauelements aufweist.
6. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch,
das eine erste Elektrode (2) und eine zweite Elektrode (3) zur elektrischen Kontaktierung des Schichtenstapels (6) aufweist, wobei der Schichtenstapel zumindest bereichsweise zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist.
7. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die erste Elektrode (2) eine erste Kontaktbahn (20) aufweist und die zweite Elektrode (3) eine zweite Kontaktbahn (30) aufweist, wobei die erste Kontaktbahn und die zweite Kontaktbahn auf dem Trägerkörper (1) des Bauelements
angeordnet und lateral voneinander beabstandet sind.
8. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die erste Kontaktbahn (20) und die zweite Kontaktbahn (30) direkt auf dem Trägerkörper (1) des Bauelements
angeordnet sind und in Draufsicht auf die
Verkapselungsschicht (7) keine Überlappung mit der
organischen aktiven Schicht (63) aufweisen.
9. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Metallschicht (8) einen ersten Teilbereich (8a) und einen zweiten Teilbereich (8b) aufweist, wobei der erste Teilbereich mit der ersten Elektrode (2) über die erste
Kontaktbahn (20) elektrisch verbunden ist und der zweite Teilbereich mit der zweiten Elektrode (3) über die zweite Kontaktbahn (30) elektrisch verbunden ist.
10. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Metallschicht (8) mit der ersten Elektrode (2) elektrisch verbunden ist.
11. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Metallschicht (8) einen ersten Teilbereich (8a) und einen von dem ersten Teilbereich lateral beabstandeten zweiten Teilbereich (8b) aufweist, wobei
- der erste Teilbereich der Metallschicht mit der ersten Elektrode (2) elektrisch verbunden ist; und
- der zweite Teilbereich der Metallschicht mit der zweiten Elektrode (3) elektrisch verbunden ist.
12. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei das Bauelement (10) oberflächenmontierbar ausgebildet ist und die elektrische Kontaktierung des Bauelements rückseitig über den ersten Teilbereich (8a) und über den zweiten Teilbereich (8b) erfolgt.
13. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine erste Isolierungsstruktur (4) und eine von der ersten Isolierungsstruktur lateral beabstandeten zweiten Isolierungsstruktur (5) aufweist, wobei sich der
Schichtenstapel (6) zwischen der ersten Isolierungsstruktur und der zweiten Isolierungsstruktur erstreckt.
14. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Metallschicht (8) eine Dicke (D) aufweist, die mindestens doppelt so groß wie eine Dicke (d) der
Verkapselungsschicht (7) ist.
15. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verkapselungsschicht (7) eine
Dünnschichtverkapselung ist, wobei die
Dünnschichtverkapselung eine Mehrzahl von anorganischen Schichten (71) enthält.
16. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Dünnschichtverkapselung eine Dicke (d) aufweist, die kleiner oder gleich 1 Mikrometer ist.
17. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauelement (10) auf einer der aktiven Schicht (63) abgewandten Seite der Verkapselungsschicht (7) frei von einem Körper ist, der Glas enthält oder aus Glas besteht.
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