WO2016038100A1 - Organisches bauelement - Google Patents

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WO2016038100A1
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layer
electrode
organic component
organic
layer stack
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Arndt Jaeger
Tobias POHL-ZANDER
Arne FLEISSNER
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Osram Oled GmbH
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    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating

Definitions

  • organic component can be an organic optoelectronic element which is provided for the emission and / or detection of electromagnetic radiation act.
  • the organic component is an organic light-emitting diode and / or an organic photodiode. According to at least one embodiment of the organic
  • Component includes this one for radiation emission
  • the organic component comprises a first
  • the first layer stack is a functional radiation-emitting and / or radiation-detecting layer stack.
  • Layer stack can be a first hole transport layer, a first electron transport layer and / or a
  • Layer stacks may be formed with or consist of an organic functional material, for example a polymer.
  • the radiation passage area can for example, by a first layer stack
  • This electrode can then be
  • Random-transmissive is formed when it transmits at least 90%, preferably at least 95%, of the electromagnetic radiation impinging on the material from the spectral range relevant for the component. Conversely, a material is "radiation-reflecting" if it is at least 90%, preferably at least 95% % on the
  • the relevant spectral range includes or is the
  • the organic component has a main plane of extension in which it extends in lateral directions. Perpendicular to the main extension plane, in the vertical direction, runs the stacking direction of the organic component.
  • the organic component has a thickness.
  • the thickness of the organic component is small compared to the lateral extent of the organic component and is for example at most 10%, in particular at most 1% of the maximum lateral extent.
  • Component comprises this an organic protective diode with a second layer stack.
  • the second layer stack may comprise a second electron transport layer, a second hole transport layer and / or a matrix layer.
  • the layers of the second layer stack may be filled with an organic functional material, for example a
  • Polymer be formed or consist of such.
  • the layers of the second layer stack comprise the same materials and / or material combinations as the layers of the first layer stack.
  • the matrix layer can be formed, for example, with the material of the emission layer of the first layer stack, wherein the matrix layer can be undoped.
  • the matrix layer may have an intrinsically conductive
  • organic material include organic material.
  • organic material include organic material.
  • Protective diode may thus be in particular a PIN diode.
  • the layers of the first layer stack and / or the second layer stack may be in the stacking direction
  • the organic protective diode is directly downstream of the organic component in the stacking direction.
  • the organic protection diode is in direct physical contact with the organic device.
  • the organic protective diode is adapted to protect the organic component from electrostatic discharge.
  • the organic protective diode can thus be an ESD protective diode (ESD - electrostatic discharge).
  • the protection diode can provide protection against inadvertent reverse polarity of the organic device. According to at least one embodiment of the organic
  • Component includes this one for radiation emission
  • the organic protection diode is directly downstream of the organic device in a stacking direction and configured to protect the organic device from electrostatic discharge.
  • Manufacturing process incorporated particles, such as dust particles, and / or determined by short ESD pulses.
  • electrostatic discharges may occur which may damage the organic component to such an extent and may lead to failure of the organic component.
  • particles which reach this and / or into one of the layers of the organic component during the production of the organic component can lead to a leaky encapsulation and / or to a failure of the organic component as a result of an electrical short circuit.
  • Wiring can be dispensed with. Furthermore, the
  • organic protection diode so that it mechanically protects the organic component from particles that can lead to a short circuit. For example, you can
  • organic protective diode completely cover the organic component in the region of the first layer stack.
  • a second layer stack which acts as an organic PIN diode, is applied to the organic component in the stacking direction
  • the additionally applied organic protective diode has a stable, blocking
  • Component is a pn junction of the organic protection diode connected in anti-parallel to a pn junction of the organic component.
  • the first one is a pn junction of the organic protection diode connected in anti-parallel to a pn junction of the organic component.
  • Stacking direction is arranged after the first electron transport layer and the second hole transport layer in
  • Stacking direction is arranged in front of the second electron transport layer.
  • the emission layer may be arranged in the stacking direction between the first hole transport layer and the first electron transport layer.
  • the matrix layer may be stacked between the second hole transport layer and the second
  • Electron transport layer may be arranged. According to at least one embodiment of the organic
  • Component has this a first electrode and a side facing away from the first electrode of the first
  • the organic component has a third electrode attached to a side of the second layer stack facing away from the first electrode.
  • the first electrode may in particular for electrical
  • the first electrode directly adjoins one of the layers of the first layer stack for this purpose.
  • the first electrode may be formed with a transparent conductive oxide such as indium tin oxide, or may be made of such a transparent conductive oxide.
  • the electrode can form the radiation passage area.
  • the second electrode is preferably in direct electrical and / or physical contact with the first layer stack and the second layer stack.
  • the second electrode is in the stacking direction between the first
  • the second electrode may be provided for electrically contacting both the first layer stack and the second layer stack.
  • the second electrode can then be both part of the organic component, as well as the organic protective diode.
  • the second electrode simultaneously forms the cathode of the organic component and the anode of
  • the third electrode may be provided for electrical contacting of the second layer stack.
  • the third electrode for this directly adjacent to one of
  • the second electrode and / or the third electrode with an electrically conductive and radiation-reflecting
  • Material such as a metal or a metal alloy, be formed or consist thereof.
  • the second electrode and / or the third electrode be formed or consist thereof.
  • connection layer is not a layer in the technically more narrow sense, but rather, for example, a wire connection.
  • the connection layer extends, for example, along the stacking direction on at least one side surface of the organic component and / or on at least one of them
  • the connecting layer can additionally the lateral
  • the "side surfaces" of a layer and / or of a component may in this case and in the following be outer surfaces of the layer and / or of the component running along the stacking direction.
  • the second layer stack comprises a
  • the layer structure may be arranged between the first and the third electrode, in particular between the second and the third electrode.
  • the layer structure is arranged between the first layer stack of the organic component and the functional layers of the protection diode.
  • the borders are arranged between the borders
  • Layer structure has in the stacking direction a thickness of at least 5 ym, preferably at least 10 ym, and at most 200 ym, preferably at most 100 ym, on.
  • the layer structure may form the hole transport layer or the electron transport layer of the organic protection diode.
  • a layer of the layer structure preferably directly adjoins the second electrode.
  • the layer structure may be formed with a plurality of layers, which may for example consist of different materials and / or may be produced by different production methods.
  • the layer structure has at least one
  • the buffer layer is formed with an organic conductive polymer such as PEDOT: PSS or PANI.
  • the buffer layer has a thickness of at least 5 ⁇ m, preferably at least 10 ⁇ m, and at most 200 ⁇ m, preferably at most 100 ⁇ m.
  • at least 90%, preferably at least 95%, of the thickness of the layer structure may be formed by the thickness of the buffer layer.
  • the buffer layer is preferably with a
  • Solution-processed procedures may be a
  • Printing method such as an inkjet method, a screen printing method, a gravure printing method, or a Flexographic printing, acting.
  • the material of the buffer layer can be processed from an aqueous solution. Sometimes the idea is followed, a thick one
  • Buffer layer to provide that mechanically protects the organic component from external influences, such as particles.
  • a solution-processed method is suitable for the production of the buffer layer. Unlike the usual for the application of
  • a solution-processed process is characterized in that a buffer layer having a large thickness can be provided in a short time. So are with one
  • a majority of the particles present in the air has a size of up to 5 ym.
  • the size of a particle can be here and in the following to the largest lateral
  • Extent of the particle in a space dimension act.
  • these particles can reach one of the layers of the organic component, in particular the finished first layer stack of the organic component, whereby, for example, the layer lying under this layer in the stacking direction
  • Layers can be destroyed in a depression of the organic device. Furthermore, such particles can lead to a short circuit in the organic device. Such particles may be completely entrapped in the buffer layer having a thickness of at least 5 ⁇ m. As a result, the functional layers of the organic component can be protected from the particles.
  • the sealing layer is arranged in the stacking direction between the organic component and the buffer layer. For example, the borders
  • Sealing layer directly to the second electrode.
  • the sealing layer can be applied directly to the
  • the sealing layer and the buffer layer are with
  • the buffer layer is produced by a solution-processed method, while the sealing layer by means of
  • Vapor deposition such as thermal
  • the sealing layer may be vapor-deposited on the second electrode.
  • the sealing layer and buffer layer may consist of the same materials and / or contain the same materials.
  • the sealing layer and the buffer layer may together form the hole transport layer or the electron transport layer of the organic protection diode.
  • the buffer layer has at least 10 times the thickness of the sealing layer in the stacking direction.
  • the sealing layer is thus a thinly vapor-deposited layer, which is the organic Component preferably encapsulated.
  • the sealing layer has, for example, a thickness of at most 1 ⁇ m.
  • the sealing layer is in particular intended for the layers of the organic component before the in the
  • the sealing layer may be formed with a chemically crosslinkable material.
  • a thin sealing layer is insoluble after crosslinking and serves as a protective layer against the subsequently applied from a solution thick buffer layer.
  • the second electrode of the organic component is made of a
  • Buffer layer used is solvent.
  • the second electrode may be formed with aluminum or made of aluminum. Furthermore, at least one
  • Electrode covered This allows the organic layers of the first layer stack effectively against the
  • solution-processed buffer layer are encapsulated. According to at least one embodiment of the organic
  • Component adjoins the sealing layer of the layer structure directly to the second electrode.
  • the sealing layer of the layer structure completely covers the second electrode on the outer layer of the second electrode facing away from the first layer stack in the region of the buffer layer. "In the area of the buffer layer” means here and in the
  • the sealing layer covers the areas of the second electrode which completely cover the buffer layer, also completely covered.
  • the second electrode can be electrically contacted in a region laterally spaced from the buffer layer and is not covered by the sealing layer there.
  • the sealing layer can at least in places directly adjoin the first layer stack and directly encapsulate the first layer stack.
  • the second layer stack is at its the buffer layer facing
  • the second electrode comprises an ALD layer.
  • the second electrode may be an ALD layer.
  • the ALD layer is produced by atomic layer deposition (ALD). ALD layers are
  • a layer produced by means of an ALD method can be clearly distinguished from layers by means of electron microscopic examinations and / or other analytical methods of semiconductor technology, which can be determined by alternative methods such as
  • the ALD layer may in particular be electrically conductive
  • the ALD layer is coated with a transparent, electrically conductive oxide, such as
  • tin oxide for example, tin oxide, indium tin oxide and / or
  • Aluminum tin oxide formed or consists of such an oxide.
  • Component is the organic component at the
  • Layer of the organic protection diode encapsulates the organic component and / or hermetically seals it to the outside.
  • Outer surface may be completely covered and / or encapsulated by at least one layer of the organic protective diode.
  • the second electrode can be regarded as a layer of the organic component and the organic protective diode.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an organic component described here with reference to FIG. 1
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of one here
  • FIGS. 3 to 4 show exemplary embodiments of an organic component described here on the basis of schematic sectional representations.
  • FIG. 5 shows a distribution of the particle sizes in a clean room of ISO class 5.
  • FIG. 6 shows an exemplary photograph of a
  • the device comprises a substrate 5, an organic component 1, and an organic protective diode 2.
  • the organic component 1 and the organic protective diode 2 follow the substrate 5 in a stacking direction Z.
  • the organic component 1 has a first electrode 31, which has a Radiation passage area lc includes.
  • Radiation passage area lc hereby faces the substrate 5.
  • the substrate 5 and the first electrode 31 may be radiation-transmissive.
  • the substrate 5 is formed with a glass or a plastic.
  • the first electrode 31 may be provided with a transparent
  • conductive oxide such as indium tin oxide may be formed.
  • the first layer stack 10 comprises a conductive first layer 11, an emission layer 12 and a conductive second layer 13, which follows the first layer 11 and the emission layer 12 in the stacking direction Z.
  • the first layer 11 may be the first electron transport layer of the first
  • Layer stack and act in the second layer 13 to the first hole transport layer of the first layer stack. It is alternatively possible that the first layer 11 is the first hole transport layer and the second layer 13 is the first electron transport layer of the first layer stack.
  • the first layer stack 10 may also include, in the
  • the first layer stack 10 is the first layer stack 10
  • Layer stack 10 includes a plurality, preferably in the stacking direction Z superimposed, emission layers 12, which can emit light of different colors, for example. In this way, in particular, an organic Component that emits white light can be provided.
  • the second layer 13 is followed by a second electrode 32 in the stacking direction.
  • the second electrode 32 is
  • the first electrode 31, the first layer stack 10 and the second electrode 32 together form the organic component 1.
  • a second layer stack 20 follows the first layer stack 10 in the stacking direction Z. In this case, the second layer stack 20 directly adjoins the second electrode 32.
  • the second layer stack has a layer structure 21, a matrix layer 22 and a conductive further layer 23.
  • the layer structure 21 may be the second
  • the further layer 23 may be the second
  • Electron transport layer of the second layer stack The second electron-transport layer of the organic compound
  • Protective diode 2 would then be arranged in the stacking direction Z after the second hole transport layer.
  • the layer structure 21 is the second electron transport layer and the further layer 23 is the second hole transport layer.
  • Hole transport layer should be such that the pn junction of the organic device 1 is connected in anti-parallel to the pn junction of the organic protection diode 2.
  • Electrode 42 On the second electron transport layer 23 of the second layer stack 20 in the stacking direction is a third Electrode 42 is arranged.
  • the second electrode 32, the second layer stack 20 and the third electrode 42 form
  • the second electrode 32 can thus simultaneously the cathode of the organic compound
  • Component 1 and the anode of the organic protective diode 2 form. It is alternatively possible for the second electrode to simultaneously form the anode of the organic component 1 and the cathode of the organic protective diode 2.
  • the third electrode 42 is one lateral to the first
  • the first electrode 31 and the third electrode 42 are electrically conductively connected to each other via the connection layer 34.
  • the organic component comprises an organic component 1 and an organic protective diode 2.
  • the organic protective diode 2 is connected in antiparallel to the organic component 1.
  • the organic protective diode 2 can thus serve as an ESD protection diode for the organic component 1.
  • the main extension planes of the respective layers of the first layer sequence 10 and / or of the second layer sequence 20 in the present case extend not only perpendicular to the stacking direction Z but also partially parallel to the stacking direction Z.
  • the organic component of FIG. 3 has the first one
  • the side surfaces 10 b of the first layer stack 10 are of the second electrode 32
  • the organic component 1 has side surfaces 1b. At least one of the side surfaces 1 b of the organic component is in this case completely covered by the layer structure 21. It is possible that the first layer stack 10 by the second electrode 32 before the optional in the
  • Layer structure 21 contained solvent protects.
  • the second electrode 32 can encapsulate the first layer stack 10 towards the layer structure 21.
  • the organic component comprises a
  • the second layer stack 20 of the organic protective diode 2 also has at least one side surface 20b, which is completely covered by the third electrode 42 and can be encapsulated by the third electrode 42 to the outside.
  • FIG. 4 shows a contact arrangement 320 that is laterally spaced apart from the first layer stack 10 on the substrate 5.
  • the contacting 320 is in direct electrical contact with the second electrode 32 and serves for the electrical contacting of the second electrode 32.
  • the insulation layer 6 is structured in the illustrated embodiment and surrounds the first layer sequence 10 annularly.
  • Embodiment of Figure 4 a sealing layer 211 and a buffer layer 212.
  • the buffer layer 212 is
  • the sealing layer 211 covers all of the first
  • Electrode 32 in the buffer layer 21 completely.
  • the sealing layer 211 covers all the areas of the second layer facing the buffer layer 212
  • sealing layer 211 seals locations 10f of the first layer stack 10, which are not covered by the second electrode 32, against the buffer layer 212.
  • the buffer layer 212 sometimes serves as protection against particles from the surrounding air.
  • the sealing layer 211 also serves to protect the organic layers of the organic component 1 from the solvent, which is used to apply the
  • Buffer layer 212 is used.
  • the ⁇ Buffer layer 212 is used.
  • Buffer layer 212 has a thickness in the stacking direction Z of
  • the buffer layer 21, and preferably also the layer structure 21, is / are covered on its outer surface facing away from the first layer stack 10 by the matrix layer 22.
  • the matrix layer 22 completely covers the layer structure 21 in the regions in which the layer structure 21 is likewise covered by the third electrode 42 and / or the connection layer 34.
  • the matrix layer 22 can extend laterally along the layer structure 21 as far as the insulation layer 6 and be in direct contact with the insulation layer 6.
  • the second layer stack 20 becomes at its the first
  • the third electrode 42 and the connection layer 34 may in this case be the encapsulation of the organic layers of the first layer stack 10 and / or of the second
  • Layer stack 20 serve to the outside.
  • Buffer layer 212 explained in more detail. Shown is the mean number of particles # per cubic meter as a function of
  • Particle size d in ym In a clean room of ISO class 5, which is used to produce an organic device described here, are in particular particles with a maximum particle size of 5 ym. For example, these particles can be used in the production of the organic
  • FIG. 6 shows a photograph of a dust particle, the size of which is approximately between 5 ⁇ m and 10 ⁇ m, with a scanning electron microscope (SEM). The dust particle is located in the layer composite of an organic component.

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein organisches Bauelement angegeben, umfassend - ein zur Strahlungsemission und/oder zur Strahlungsdetektion eingerichtetes organisches Bauteil (1) mit einem ersten Schichtenstapel (10) und einer Strahlungsdurchtrittsfläche (1c) und - eine organische Schutzdiode (2) mit einem zweiten Schichtenstapel (20), wobei - die organische Schutzdiode (2) dem organischen Bauteil (1) in einer Stapelrichtung (Z) direkt nachgeordnet ist und - die organische Schutzdiode (2) dazu eingerichtet ist, das organische Bauteil (1) vor einer elektrostatischen Entladung zu schützen.

Description

Beschreibung
Organisches Bauelement Die Druckschrift WO 2014/090626 A2 beschreibt ein organisches Bauelement .
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein organisches
Bauelement bereitzustellen, das besonders kompakt und
langlebig ist.
Es wird ein organisches Bauelement angegeben. Bei dem
organischen Bauelement kann es sich um ein organisches optoelektronisches Element, das zur Emission und/oder zur Detektion von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist, handeln. Beispielsweise handelt es sich bei dem organischen Bauelement um eine organische Leuchtdiode und/oder um eine organische Fotodiode. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements umfasst dieses ein zur Strahlungsemission
und/oder zur Strahlungsdetektion eingerichtetes organisches Bauteil. Das organische Bauteil umfasst einen ersten
Schichtenstapel und eine Strahlungsdurchtrittsflache .
Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Schichtenstapel um einen funktionellen Strahlungsemittierenden und/oder strahlungsdetektierenden Schichtenstapel. Der erste
Schichtenstapel kann eine erste Löchertransportschicht, eine erste Elektronentransportschicht und/oder eine
Emissionsschicht umfassen. Die Schichten des ersten
Schichtenstapels können mit einem organischen funktionellen Material, zum Beispiel einem Polymer, gebildet sein oder aus einem solchen bestehen. Die Strahlungsdurchtrittsflache kann beispielsweise durch eine dem ersten Schichtenstapel
abgewandten Außenfläche einer Elektrode des organischen
Bauteils gebildet sein. Diese Elektrode kann dann
beispielsweise strahlungsdurchlässig ausgebildet sein.
Hierbei und im Folgenden ist ein Material
„strahlungsdurchlässig" ausgebildet, wenn es wenigstens 90 %, bevorzugt wenigstens 95 %, der auf das Material treffenden elektromagnetischen Strahlung aus dem für das Bauelement relevanten Spektralbereich transmittiert . Umgekehrt ist ein Material „strahlungsreflektierend" ausgebildet, wenn es wenigstens 90 %, bevorzugt wenigstens 95 %, der auf das
Material treffenden elektromagnetischen Strahlung aus dem für das Bauelement relevanten Spektralbereich reflektiert. Der relevante Spektralbereich umfasst oder ist der
Spektralbereich der vom Bauelement im Betrieb erzeugten und/oder zu detektierende elektromagnetischen Strahlung.
Das organische Bauteil weist eine Haupterstreckungsebene auf, in der es sich in lateralen Richtungen erstreckt. Senkrecht zur Haupterstreckungsebene, in vertikaler Richtung, verläuft die Stapelrichtung des organischen Bauteils. In der
Stapelrichtung weist das organische Bauteil eine Dicke auf.
Die Dicke des organischen Bauteils ist klein gegenüber der lateralen Erstreckung des organischen Bauteils und beträgt zum Beispiel höchstens 10 %, insbesondere höchstens 1 % der maximalen lateralen Erstreckung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements umfasst dieses eine organische Schutzdiode mit einem zweiten Schichtenstapel. Der zweite Schichtenstapel kann eine zweite Elektronentransportschicht , eine zweite Löchertransportschicht und/oder eine Matrixschicht umfassen. Die Schichten des zweiten Schichtenstapels können mit einem organischen funktionellen Material, zum Beispiel einem
Polymer, gebildet sein oder aus einem solchen bestehen.
Bevorzugt umfassen die Schichten des zweiten Schichtenstapels dieselben Materialien und/oder Materialkombinationen wie die Schichten des ersten Schichtenstapels.
Die Matrixschicht kann beispielsweise mit dem Material der Emissionsschicht des ersten Schichtenstapels gebildet sein, wobei die Matrixschicht undotiert sein kann. Insbesondere kann die Matrixschicht ein intrinsisch leitfähiges
organisches Material umfassen. Bei der organischen
Schutzdiode kann es sich also insbesondere um eine PIN-Diode handeln .
Die Schichten des ersten Schichtenstapels und/oder des zweiten Schichtenstapels können in der Stapelrichtung
übereinander und/oder direkt aufeinander folgend angeordnet sein. Ferner kann sich jede Schicht des ersten
Schichtenstapels und/oder des zweiten Schichtenstapels entlang der Haupterstreckungsebene erstrecken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements ist die organische Schutzdiode dem organischen Bauteil in der Stapelrichtung direkt nachgeordnet.
Beispielsweise befindet sich die organische Schutzdiode in direktem physischem Kontakt mit dem organischen Bauteil.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements ist die organische Schutzdiode dazu eingerichtet, das organische Bauteil vor einer elektrostatischen Entladung zu schützen. Bei der organischen Schutzdiode kann es sich somit um eine ESD-Schutzdiode handeln (ESD - electrostatic discharge) . Ferner kann die Schutzdiode einen Schutz vor einer versehentlichen Verpolung des organischen Bauelements bieten . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements umfasst dieses ein zur Strahlungsemission
und/oder zur Strahlungsdetektion eingerichtetes organisches Bauteil mit einem ersten Schichtenstapel und einer
Strahlungsdurchtrittsflache und eine organische Schutzdiode mit einem zweiten Schichtenstapel. Die organische Schutzdiode ist dem organischen Bauteil in einer Stapelrichtung direkt nachgeordnet und dazu eingerichtet, das organische Bauteil vor einer elektrostatischen Entladung zu schützen.
Die Robustheit von organischen Bauelementen wird von im
Herstellungsprozess eingebauten Partikeln, wie beispielsweise Staubpartikeln, und/oder von kurzen ESD-Pulsen bestimmt. So kann es beispielsweise bei der Handhabung von organischen Bauelementen zu elektrostatischen Entladungen kommen, die das organische Bauelement soweit schädigen können und zum Ausfall des organischen Bauelements führen können. Ferner können Partikel die bei der Produktion des organischen Bauelements auf dieses und/oder in eine der Schichten des organischen Bauteils gelangen zu einer undichten Verkapselung und/oder zu einem Ausfall des organischen Bauelements infolge eines elektrischen Kurzschlusses führen.
Vorliegend wird insbesondere die Idee verfolgt, ein
organisches Bauelement mit einer integrierten ESD- Schutzdiode, die monolithisch in das organische Bauelement integriert ist, bereitzustellen. Hierdurch wird das
organische Bauteil des organischen Bauelements vor
elektrostatischen Entladungen geschützt, wobei durch die monolithische Integration auf eine aufwändige externe
Beschaltung verzichtet werden kann. Ferner kann die
organische Schutzdiode derart ausgebildet sein, dass sie das organische Bauteil vor Partikeln, die zu einem Kurzschluss führen können, mechanisch schützt. Beispielsweise können
Partikel, die bei der Herstellung des Bauelements in und/oder auf eine der funktionellen Schichten gelangen könnte, in zumindest einer funktionellen Schicht der organischen
Schutzdiode eingeschlossen werden und damit an einem
Eindringen in das organische Bauteil gehindert werden.
Hierfür kann zumindest eine funktionelle Schicht der
organischen Schutzdiode das organische Bauteil im Bereich des ersten Schichtenstapels vollständig bedecken. Hierzu wird auf das organische Bauteil in Stapelrichtung ein zweiter Schichtenstapel, der als organische PIN-Diode
ausgeführt ist aufgebracht. Die zusätzlich aufgebrachte organische Schutzdiode weist eine stabile, sperrende
Rückwärtskennlinie auf, sodass im normalen Betrieb des organischen Bauelements der Stromfluss durch das organische Bauteil geleitet wird. Im Rückwärtsbetrieb des organischen Bauelements fließt dagegen praktisch der gesamte Strom durch die organische Schutzdiode. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements ist ein pn-Übergang der organischen Schutzdiode antiparallel zu einem pn-Übergang des organischen Bauteils verschaltet. Beispielsweise ist die erste
Löchertransportschicht des ersten Schichtenstapels in
Stapelrichtung vor der ersten Elektronentransportschicht angeordnet. In diesem Fall ist die zweite
Löchertransportschicht des zweiten Schichtenstapels in
Stapelrichtung nach der zweiten Elektronentransportschicht des zweiten Schichtenstapels angeordnet. Es ist alternativ möglich, dass die erste Löchertransportschicht in
Stapelrichtung nach der ersten Elektronentransportschicht angeordnet ist und die zweite Löchertransportschicht in
Stapelrichtung vor der zweiten Elektronentransportschicht angeordnet ist.
In den beiden eben genannten Fällen kann die Emissionsschicht in Stapelrichtung zwischen der ersten Löchertransportschicht und der ersten Elektronentransportschicht angeordnet sein.
Die Matrixschicht kann in Stapelrichtung zwischen der zweiten Löchertransportschicht und der zweiten
Elektronentransportschicht angeordnet sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements weist dieses eine erste Elektrode und eine an einer der ersten Elektrode abgewandten Seite des ersten
Schichtenstapels angebrachte zweite Elektrode auf. Ferner weist das organische Bauelement eine an einer der ersten Elektrode abgewandten Seite des zweiten Schichtenstapels angebrachte dritte Elektrode auf.
Die erste Elektrode kann insbesondere zur elektrischen
Kontaktierung des ersten Schichtenstapels vorgesehen sein. Beispielsweise grenzt die erste Elektrode hierfür direkt an eine der Schichten des ersten Schichtenstapels. Die erste Elektrode kann mit einem transparenten leitfähigen Oxid, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid, gebildet sein oder aus einem solchen transparenten leitfähigen Oxid bestehen. Eine dem ersten Schichtenstapel abgewandte Außenfläche der ersten
Elektrode kann insbesondere die Strahlungsdurchtrittsfläche bilden . Die zweite Elektrode steht bevorzugt in direktem elektrischem und/oder physischem Kontakt zum ersten Schichtenstapel und zum zweiten Schichtenstapel. Beispielsweise ist die zweite Elektrode in Stapelrichtung zwischen dem ersten
Schichtenstapel und dem zweiten Schichtenstapel angeordnet. Die zweite Elektrode kann dafür vorgesehen sein, sowohl den ersten Schichtenstapel, als auch den zweiten Schichtenstapel elektrisch leitend zu kontaktieren. Die zweite Elektrode kann dann sowohl Teil des organischen Bauteils, als auch der organischen Schutzdiode sein.
Beispielsweise bildet die zweite Elektrode gleichzeitig die Kathode des organischen Bauteils und die Anode der
organischen Schutzdiode. Es ist alternativ möglich, dass die zweite Elektrode gleichzeitig die Anode des organischen
Bauteils und die Kathode der organischen Schutzdiode bildet. Durch diese gleichzeitige elektrische Kontaktierung des zweiten Schichtenstapels und des ersten Schichtenstapels kann insbesondere ein äußerst kompakt ausgebildetes organisches Bauelement bereitgestellt werden.
Die dritte Elektrode kann zur elektrischen Kontaktierung des zweiten Schichtenstapels vorgesehen sein. Beispielsweise grenzt die dritte Elektrode hierfür direkt an eine der
Schichten des zweiten Schichtenstapels. Beispielsweise können die zweite Elektrode und/oder die dritte Elektrode mit einem elektrisch leitfähigen und Strahlungsreflektierenden
Material, wie einem Metall oder einer Metalllegierung, gebildet sein oder daraus bestehen. Insbesondere sind die zweite Elektrode und/oder die dritte Elektrode
strahlungsreflektierend ausgebildet . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements sind die erste Elektrode und die dritte Elektrode mittels einer Verbindungsschicht elektrisch leitend
miteinander verbunden. Es ist hierbei möglich, dass es sich bei der Verbindungsschicht nicht um eine Schicht im technisch engeren Sinne, sondern um beispielsweise eine Drahtverbindung handelt. Die Verbindungsschicht erstreckt sich zum Beispiel entlang der Stapelrichtung an zumindest einer Seitenfläche des organischen Bauteils und/oder an zumindest einer
Seitenfläche der organischen Schutzdiode. Vorteilhafterweise kann die Verbindungsschicht zusätzlich der seitlichen
Verkapselung des organischen Bauteils und/oder der
organischen Schutzdiode dienen. Eine „Verkapselung"
bezeichnet hierbei und im Folgenden eine Schicht, die die organischen Schichten des organischen Bauteils und/oder der organischen Schutzdiode vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor atmosphärischen Gasen und/oder einem Eindringen von
Feuchtigkeit, schützt. Bei den „Seitenflächen" einer Schicht und/oder eines Bauteils kann es sich hierbei und im Folgenden um entlang der Stapelrichtung verlaufende Außenflächen der Schicht und/oder des Bauteils handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements umfasst der zweite Schichtenstapel eine
Schichtstruktur. Die Schichtstruktur kann zwischen der ersten und der dritten Elektrode, insbesondere zwischen der zweiten und der dritten Elektrode, angeordnet sein. Insbesondere ist die Schichtstruktur zwischen dem ersten Schichtenstapel des organischen Bauteils und den funktionellen Schichten der Schutzdiode angeordnet. Beispielsweise grenzt die
Schichtstruktur direkt an die zweite Elektrode an. Die
Schichtstruktur weist in Stapelrichtung eine Dicke von wenigstens 5 ym, bevorzugt wenigstens 10 ym, und höchstens 200 ym, bevorzugt höchstens 100 ym, auf. Hierbei und im
Folgenden ist unter der „Dicke" einer Schicht deren
gemittelte räumliche Erstreckung entlang der Stapelrichtung gemeint, wobei die tatsächliche Dicke an einem lateralen Punkt der Schicht von der mittleren Dicke um höchstens ±20 %, bevorzugt höchstens ±10 %, von der mittleren Dicke abweichen kann .
Die Schichtstruktur kann die Löchertransportschicht oder die Elektronentransportschicht der organischen Schutzdiode bilden. Bevorzugt grenzt eine Schicht der Schichtstruktur direkt an die zweite Elektrode an. Die Schichtstruktur kann mit mehreren Schichten gebildet sein, die beispielsweise aus unterschiedlichen Materialien bestehen können und/oder mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren hergestellt sein können .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements weist die Schichtstruktur zumindest eine
Pufferschicht auf. Beispielsweise ist die Pufferschicht mit einem organischen leitfähigen Polymer, wie beispielsweise PEDOT:PSS oder PANI, gebildet. Die Pufferschicht weist insbesondere eine Dicke von wenigstens 5 ym, bevorzugt wenigstens 10 ym, und höchstens 200 ym, bevorzugt höchstens 100 ym, auf. Beispielsweise können wenigstens 90 %, bevorzugt wenigstens 95 %, der Dicke der Schichtstruktur durch die Dicke der Pufferschicht gebildet sein.
Die Pufferschicht ist bevorzugt mit einem
lösungsprozessierten Verfahren hergestellt. Bei einem
lösungsprozessierten Verfahren kann es sich um ein
Druckverfahren, wie beispielsweise ein Inkj et-Verfahren, ein Siebdruckverfahren, ein Tiefdruckverfahren, oder ein Flexodruckverfahren, handeln. Insbesondere kann das Material der Pufferschicht aus einer wässrigen Lösung verarbeitet werden . Hierbei wird mitunter die Idee verfolgt, eine dicke
Pufferschicht zur Verfügung zu stellen, die das organische Bauteil vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Partikeln mechanisch schützt. Zur Herstellung der Pufferschicht eignet sich insbesondere ein lösungsprozessiertes Verfahren. Im Gegensatz zu der normalerweise für das Aufbringen von
organischen Schichten verwendeten Gasphasenabscheidung, zeichnet sich ein lösungsprozessiertes Verfahren dadurch aus, dass in kurzer Zeit eine Pufferschicht die eine große Dicke aufweist bereitgestellt werden kann. So sind mit einem
Inkj et-Verfahren Dicken der Pufferschicht von bis zu 20 ym in einer angemessenen Zeit realisierbar, mit einem
Siebdruckverfahren von bis zu 100 ym.
Insbesondere in einem Reinraum der ISO Klasse 5, der
typischerweise bei der Herstellung von einem hier
beschriebenen organischen Bauelement Verwendung findet, weist ein Großteil der in der Luft vorhandenen Partikel eine Größe von bis zu 5 ym auf. Bei der Größe eines Partikels kann es sich hierbei und im Folgenden um die größte laterale
Ausdehnung des Partikels in einer Raumdimension handeln. Bei der Herstellung des organischen Bauelements können diese Partikel auf eine der Schichten des organischen Bauelements, insbesondere auf den fertiggestellten ersten Schichtenstapel des organischen Bauelements, gelangen, wodurch beispielsweise die in Stapelrichtung unter dieser Schicht liegenden
Schichten bei einem Eindrücken des organischen Bauelements zerstört werden können. Ferner können derartige Partikel zu einem Kurzschluss in dem organischen Bauelement führen. Solche Partikel können in der Pufferschicht, die eine Dicke von wenigstens 5 ym aufweist, vollständig eingeschlossen werden. Hierdurch können die funktionellen Schichten des organischen Bauteils vor den Partikeln geschützt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements weist die Schichtstruktur die Pufferschicht und zumindest eine Abdichtschicht auf. Die Abdichtschicht ist in Stapelrichtung zwischen dem organischen Bauteil und der Pufferschicht angeordnet. Beispielsweise grenzt die
Abdichtschicht direkt an die zweite Elektrode an. Alternativ oder zusätzlich kann die Abdichtschicht direkt an die
Pufferschicht angrenzen. Die Abdichtschicht und die Pufferschicht sind mit
unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Beispielsweise ist die Pufferschicht mit einem lösungsprozessierten Verfahren hergestellt, während die Abdichtschicht mittels
Gasphasenabscheidung, wie beispielsweise thermischer
Gasphasenabscheidung, hergestellt ist. Die Abdichtschicht kann auf die zweite Elektrode aufgedampft sein.
Insbesondere können die Abdichtschicht und Pufferschicht aus denselben Materialien bestehen und/oder dieselben Materialien enthalten. Beispielsweise können die Abdichtschicht und die Pufferschicht gemeinsam die Löchertransportschicht oder die Elektronentransportschicht der organischen Schutzdiode bilden . Die Pufferschicht weist in Stapelrichtung wenigstens die 10- fache Dicke der Abdichtschicht auf. Die Abdichtschicht ist somit eine dünn aufgedampfte Schicht, die das organische Bauteil bevorzugt verkapselt. Die Abdichtschicht weist beispielsweise eine Dicke von höchstens 1 ym auf.
Die Abdichtschicht ist insbesondere dafür vorgesehen, die Schichten des organischen Bauteils vor dem bei der
Herstellung der Pufferschicht verwendeten Lösungsmittel zu schützen. Beispielsweise kann die Abdichtschicht mit einem chemisch vernetzbaren Material gebildet sein. Eine solche dünne Abdichtschicht ist nach der Vernetzung unlöslich und dient als Schutzschicht gegen die im Folgenden aus einer Lösung aufgebrachte dicke Pufferschicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die zweite Elektrode des organischen Bauelements aus einem
Material gebildet ist, das unlöslich für das bei dem
lösungsprozessierten Verfahren zur Herstellung der
Pufferschicht verwendete Lösungsmittel ist. Beispielsweise kann die zweite Elektrode mit Aluminium gebildet sein oder aus Aluminium bestehen. Ferner kann zumindest eine
Seitenfläche des ersten Schichtenstapels von der zweiten
Elektrode bedeckt. Hierdurch können die organischen Schichten des ersten Schichtenstapels effektiv gegen die
lösungsprozessierte Pufferschicht verkapselt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements grenzt die Abdichtschicht der Schichtstruktur direkt an die zweite Elektrode an. Insbesondere bedeckt die Abdichtschicht der Schichtstruktur die zweite Elektrode an dem ersten Schichtenstapel abgewandten Außenflächen der zweiten Elektrode im Bereich der Pufferschicht vollständig. „Im Bereich der Pufferschicht" bedeutet hierbei und im
Folgenden, dass die Abdichtschicht die Bereiche der zweiten Elektrode, die die Pufferschicht vollständig bedecken, ebenfalls vollständig bedeckt. Beispielsweise kann die zweite Elektrode in einem lateral zur Pufferschicht beabstandeten Bereich elektrisch kontaktiert werden und ist dort nicht von der Abdichtschicht bedeckt.
Alternativ kann die Abdichtschicht zumindest stellenweise direkt an den ersten Schichtenstapel angrenzen und den ersten Schichtenstapel direkt verkapseln. Bevorzugt ist der zweite Schichtenstapel an seinen der Pufferschicht zugewandten
Außenflächen von der zweiten Elektrode und/oder von der
Abdichtschicht vollständig bedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements umfasst die zweite Elektrode eine ALD-Schicht. Insbesondere kann die zweite Elektrode eine ALD-Schicht sein. Die ALD-Schicht ist mittels Atomlagenabscheidung (ALD - Atomic Layer Deposition) erzeugt. ALD-Schichten sind
beispielsweise aus den US-Veröffentlichungsschriften US
2011/0049730 AI und
US 2012/0132953 AI bekannt, deren Offenbarung hiermit
rückbezüglich aufgenommen wird. Eine solche mittels eines ALD-Verfahrens hergestellte ALD-Schicht zeichnet sich
insbesondere durch ihre hohe Dichtigkeit gegenüber
insbesondere Lösungsmitteln und/oder die konforme Bedeckung von Ecken und/oder Kanten aus.
Eine mittels eines ALD-Verfahrens hergestellte Schicht ist über elektronenmikroskopische Untersuchungen und/oder andere Analysemethoden der Halbleitertechnik eindeutig von Schichten unterscheidbar, die über alternative Verfahren wie
beispielsweise Gasphasenabscheidung hergestellt sind. Die Herstellung mittels Atomlagenabscheidung kann somit am fertigen organischen Bauelement nachgewiesen werden. Die ALD-Schicht kann insbesondere elektrisch leitend
ausgebildet sein. Beispielsweise ist die ALD-Schicht mit einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid, wie
beispielsweise Zinnoxid, Indiumzinnoxid und/oder
Aluminiumzinnoxid, gebildet oder besteht aus einem solchen Oxid .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des organischen
Bauelements ist das organische Bauteil an dessen der
Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Außenfläche
vollständig von zumindest einer Schicht der organischen
Schutzdiode bedeckt. Mit anderen Worten, zumindest eine
Schicht der organischen Schutzdiode verkapselt das organische Bauteil und/oder dichtet es nach außen hin hermetisch ab.
Hierbei wird insbesondere die Idee verfolgt, das organische Bauteil vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise
Feuchtigkeit, zu schützen, und so eine Zerstörung der
funktionellen Schichten des ersten Schichtenstapels zu vermeiden.
Alternativ oder zusätzlich kann der erste Schichtenstapel an dessen der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten
Außenfläche vollständig von zumindest einer Schicht der organischen Schutzdiode bedeckt und/oder verkapselt sein.
Hierbei kann die zweite Elektrode als Schicht des organischen Bauteils und der organischen Schutzdiode angesehen werden.
Im Folgenden wird das hier beschriebene organische Bauelement anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen
Figuren näher erläutert. Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen organischen Bauelements anhand einer
schematischen Schnittdarstellung . Die Figur 2 zeigt ein Ersatzschaltbild eines hier
beschriebenen organischen Bauelements.
Die Figuren 3 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen organischen Bauelements anhand schematischer Schnittdarstellungen.
Die Figur 5 zeigt eine Verteilung der Partikelgrößen in einem Reinraum der ISO Klasse 5. Die Figur 6 zeigt eine beispielhafte Aufnahme eines
Partikels .
Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Anhand der schematischen Schnittdarstellung der Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen organischen Bauelements näher erläutert. Das organische
Bauelement umfasst ein Substrat 5, ein organisches Bauteil 1, und eine organische Schutzdiode 2. Das organische Bauteil 1 und die organische Schutzdiode 2 folgen dem Substrat 5 in einer Stapelrichtung Z nach. Das organische Bauteil 1 weist eine erste Elektrode 31 auf, die eine Strahlungsdurchtrittsflache lc umfasst. Die
Strahlungsdurchtrittsflache lc ist hierbei dem Substrat 5 zugewandt. Das Substrat 5 und die erste Elektrode 31 können strahlungsdurchlässig ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Substrat 5 mit einem Glas oder einem Kunststoff gebildet. Die erste Elektrode 31 kann mit einem transparenten
leitfähigen Oxid, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid, gebildet sein.
Auf der dem Substrat 5 abgewandten Seite der ersten Elektrode 31 ist ein erster Schichtenstapel 10 angeordnet. Der erste Schichtenstapel 10 umfasst eine leitfähige erste Schicht 11, eine Emissionsschicht 12 und eine leitfähige zweite Schicht 13, die der ersten Schicht 11 und der Emissionsschicht 12 in Stapelrichtung Z nachfolgt. Bei der ersten Schicht 11 kann es sich um die erste Elektronentransportschicht des ersten
Schichtenstapels und bei der zweiten Schicht 13 um die erste Löchertransportschicht des ersten Schichtenstapels handeln. Es ist alternativ möglich dass es sich bei der ersten Schicht 11 um die erste Löchertransportschicht und bei der zweiten Schicht 13 um die erste Elektronentransportschicht des ersten Schichtenstapels handelt.
Der erste Schichtenstapel 10 kann auch weitere, in den
Figuren nicht dargestellte, Schichten umfassen.
Beispielsweise kann der erste Schichtenstapel 10
Lochblockerschichten und/oder Elektronenblockerschichten umfassen. Ferner ist es möglich, dass der erste
Schichtenstapel 10 mehrere, bevorzugt in der Stapelrichtung Z übereinander angeordnete, Emissionsschichten 12 umfasst, die beispielsweise Licht unterschiedlicher Farbe emittieren können. Hierdurch kann insbesondere ein organisches Bauelement, das weißes Licht emittiert, bereitgestellt werden .
Auf die zweite Schicht 13 folgt in Stapelrichtung eine zweite Elektrode 32. Die zweite Elektrode 32 ist
strahlungsreflektierend ausgebildet und kann beispielsweise mit einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet sein. Die erste Elektrode 31, der erste Schichtenstapel 10 und die zweite Elektrode 32 bilden zusammen das organische Bauteil 1.
Auf den ersten Schichtenstapel 10 folgt in Stapelrichtung Z ein zweiter Schichtenstapel 20. Der zweite Schichtenstapel 20 grenzt hierbei direkt an die zweite Elektrode 32 an. Der zweite Schichtenstapel weist eine Schichtstruktur 21, eine Matrixschicht 22 und eine leitfähige weitere Schicht 23 auf.
Bei der Schichtstruktur 21 kann es sich um die zweite
Löchertransportschicht der organischen Schutzdiode handeln. Die weitere Schicht 23 kann die zweite
Elektronentransportschicht des zweiten Schichtenstapels sein. Die zweite Elektronentransportschicht der organischen
Schutzdiode 2 wäre dann also in Stapelrichtung Z nach der zweiten Löchertransportschicht angeordnet. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Schichtstruktur 21 die zweite Elektronentransportschicht ist und die weitere Schicht 23 die zweite Löchertransportschicht. Die Wahl der Anordnung der zweiten Elektronentransportschicht und der zweiten
Löchertransportschicht sollte derart erfolgen, dass der pn- Übergang des organischen Bauteils 1 antiparallel zu dem pn- Übergang der organischen Schutzdiode 2 verschaltet ist.
Auf der zweiten Elektronentransportschicht 23 des zweiten Schichtenstapels 20 ist in Stapelrichtung eine dritte Elektrode 42 angeordnet. Die zweite Elektrode 32, der zweite Schichtenstapel 20 und die dritte Elektrode 42 bilden
zusammen die organische Schutzdiode 2. Die zweite Elektrode 32 kann also gleichzeitig die Kathode des organischen
Bauteils 1 und die Anode der organischen Schutzdiode 2 bilden. Es ist alternativ möglich, dass die zweite Elektrode gleichzeitig die Anode des organischen Bauteils 1 und die Kathode der organischen Schutzdiode 2 bildet. Die dritte Elektrode 42 ist mit einer lateral zum ersten
Schichtenstapel 10 und/oder zum zweiten Schichtenstapel 20 angeordneten Verbindungsschicht 34 mit der ersten Elektrode 31 verbunden. Insbesondere sind die erste Elektrode 31 und die dritte Elektrode 42 über die Verbindungsschicht 34 elektrisch leitend miteinander verbunden.
Gemäß des Ersatzschaltbildes der Figur 2 ist die
Funktionsweise des hier beschriebenen organischen Bauelements näher erläutert. Das organische Bauelement umfasst ein organisches Bauteil 1 und eine organische Schutzdiode 2.
Diese werden mit einer Spannung U elektrisch kontaktiert. Die organische Schutzdiode 2 ist antiparallel zu dem organischen Bauteil 1 geschaltet. Die organische Schutzdiode 2 kann damit als ESD-Schutzdiode für das organische Bauteil 1 dienen.
Gemäß der schematischen Schnittdarstellung der Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen organischen Bauelements näher erläutert. In Gegensatz zu dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Haupterstreckungsebenen der jeweiligen Schichten der ersten Schichtenfolge 10 und/oder der zweiten Schichtenfolge 20 vorliegend nicht nur senkrecht der Stapelrichtung Z, sondern teilweise auch parallel zur Stapelrichtung Z. Das organische Bauelement der Figur 3 weist den ersten
Schichtenstapel 10 mit Seitenflächen 10b auf, die entlang der Stapelrichtung Z verlaufen. Die Seitenflächen 10b des ersten Schichtenstapels 10 sind von der zweiten Elektrode 32
bedeckt .
Ferner weist das organische Bauteil 1 Seitenflächen lb auf. Zumindest eine der Seitenflächen lb des organischen Bauteils ist hierbei vollständig von der Schichtstruktur 21 bedeckt. Hierbei ist es möglich, dass der erste Schichtenstapel 10 durch die zweite Elektrode 32 vor dem optional in der
Schichtstruktur 21 enthaltenen Lösungsmittel schützt. Hierzu kann die zweite Elektrode 32 den ersten Schichtenstapel 10 zu der Schichtstruktur 21 hin verkapseln.
Ferner umfasst das organische Bauelement eine
Isolationsschicht 6, mittels derer die erste Elektrode 31 von der zweiten Elektrode 32 und/oder das organische Bauteil 1 von der organischen Schutzdiode 2 elektrisch isoliert sind. Der zweite Schichtenstapel 20 der organischen Schutzdiode 2 weist zudem zumindest eine Seitenfläche 20b auf, die von der dritten Elektrode 42 vollständig bedeckt ist und durch die dritte Elektrode 42 nach außen verkapselt sein kann.
Ferner ist der erste Schichtenstapel 10 des organischen
Bauteils 1 durch die Isolationsschicht 6, die erste Elektrode 32, die Schichtstruktur 21, die Matrixschicht 22, die weitere Schicht 23, die dritte Elektrode 42 und/oder die
Verbindungsschicht 34 nach außen verkapselt.
Gemäß der schematischen Schnittdarstellung der Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen organischen Bauelements näher erläutert. Ergänzend zu dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist in der Figur 4 eine lateral beabstandet zu dem ersten Schichtenstapel 10 auf dem Substrat 5 angebrachte Kontaktierung 320 dargestellt. Die Kontaktierung 320 steht in direktem elektrischen Kontakt zur zweiten Elektrode 32 und dient der elektrischen Kontaktierung der zweiten Elektrode 32. Zudem ist die Isolationsschicht 6 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel strukturiert und umschließt die erste Schichtenfolge 10 ringförmig.
Ferner umfasst die Schichtstruktur 21 in dem
Ausführungsbeispiel der Figur 4 eine Abdichtschicht 211 und eine Pufferschicht 212. Die Pufferschicht 212 ist
beispielsweise mit einem lösungsprozessierten Verfahren auf die Abdichtschicht 211 aufgebracht.
Die Abdichtschicht 211 überdeckt sämtliche dem ersten
Schichtenstapel 10 abgewandten Außenflächen der zweiten
Elektrode 32 im Bereich der Pufferschicht 21 vollständig. Mit anderen Worten, die Abdichtschicht 211 überdeckt sämtliche der Pufferschicht 212 zugewandte Bereiche der zweiten
Elektrode 32. Zudem dichtet die Abdichtschicht 211 Stellen lOf des ersten Schichtenstapels 10, die nicht von der zweiten Elektrode 32 bedeckt sind, gegen die Pufferschicht 212 ab.
Die Pufferschicht 212 dient mitunter als Schutz vor Partikeln aus der umgebenden Luft. Die Abdichtschicht 211 dient zudem als Schutz der organischen Schichten des organischen Bauteils 1 vor dem Lösungsmittel, welches zum Aufbringen der
Pufferschicht 212 verwendet wird. Insbesondere kann die
Pufferschicht 212 eine Dicke in Stapelrichtung Z von
wenigstens 5 ym, bevorzugt wenigstens 10 ym aufweisen. Die Pufferschicht 21, und bevorzugt auch die Schichtstruktur 21, ist/sind an ihren dem ersten Schichtenstapel 10 abgewandten Außenflächen von der Matrixschicht 22 bedeckt. Insbesondere bedeckt die Matrixschicht 22 die Schichtstruktur 21 in den Bereichen, in denen die Schichtstruktur 21 ebenfalls von der dritten Elektrode 42 und/oder der Verbindungsschicht 34 bedeckt ist, vollständig. Die Matrixschicht 22 kann sich hierbei lateral entlang der Schichtstruktur 21 bis hin zur Isolationsschicht 6 erstrecken und mit der Isolationsschicht 6 in direktem Kontakt stehen.
Der zweite Schichtenstapel 20 wird an seinen dem ersten
Schichtenstapel 10 abgewandten Außenflächen von der vierten Elektrode 42 und/oder lateral von der Verbindungsschicht 34 überdeckt. Die dritte Elektrode 42 und die Verbindungsschicht 34 können hierbei der Verkapselung der organischen Schichten des ersten Schichtenstapels 10 und/oder des zweiten
Schichtenstapels 20 nach außen dienen.
Anhand der Verteilung der Partikelgrößen in einem Reinraum ISO Klasse 5 der Figur 5 ist die Funktionsweise der
Pufferschicht 212 näher erläutert. Gezeigt ist die mittlere Anzahl der Partikel # pro Kubikmeter als Funktion der
Partikelgröße d in ym. In einem Reinraum der ISO Klasse 5, der zu einer Herstellung eines hier beschriebenen organischen Bauelements dient, befinden sich insbesondere Partikel mit einer maximalen Partikelgröße von 5 ym. Beispielsweise können diese Partikel bei der Herstellung des organischen
Bauelements bei einem Transport von einem Vakuumgefäß in ein anderes Vakuumgefäß auf die funktionellen Schichten des organischen Bauteils gelangen, wodurch diese zerstört werden können. Diese Partikel können bei dem vorliegenden
organischen Bauelement in der Pufferschicht 212 verbleiben, ohne das organische Bauteil 1 zu schädigen. Anhand der Aufnahme der Figur 6 ist eine Funktionsweise der Pufferschicht 212 näher erläutert. Die Figur 6 zeigt eine Aufnahme eines Staubpartikels , dessen Größe etwa zwischen 5 ym und 10 ym beträgt, mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) . Der Staubpartikel befindet sich in dem Schichtverbund eines organischen Bauteils.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldungen DE 10 2014 118 354.1 und
DE 10 2014 113 198.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Organisches Bauelement umfassend
- ein zur Strahlungsemission und/oder zur Strahlungsdetektion eingerichtetes organisches Bauteil (1) mit einem ersten
Schichtenstapel (10) und einer Strahlungsdurchtrittsflache (lc) und
- eine organische Schutzdiode (2) mit einem zweiten
Schichtenstapel (20), wobei
- die organische Schutzdiode (2) dem organischen Bauteil (1) in einer Stapelrichtung (Z) direkt nachgeordnet ist und
- die organische Schutzdiode (2) dazu eingerichtet ist, das organische Bauteil (1) vor einer elektrostatischen Entladung und/oder vor einer Verpolung des organischen Bauteils (1) zu schützen.
2. Organisches Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem
- ein pn-Übergang der organischen Schutzdiode (2)
antiparallel zu einem pn-Übergang des organischen Bauteils (1) verschaltet ist.
3. Organisches Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, ferner aufweisend
- eine erste Elektrode (31),
- eine an einer der ersten Elektrode (31) abgewandten Seite des ersten Schichtenstapels (10) angebrachte zweite Elektrode (32) und
- eine an einer der ersten Elektrode (31) abgewandten Seite des zweiten Schichtenstapels (20) angebracht dritte Elektrode
( 42 ) , wobei - die zweite Elektrode (32) in direktem elektrischen und/oder physischen Kontakt zum ersten Schichtenstapel (10) und zum zweiten Schichtenstapel (20) steht und
- die erste Elektrode (31) und die dritte Elektrode (42) miteinander elektrisch leitend verbunden sind.
4. Organisches Bauelement nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei dem die erste Elektrode (31) und die dritte Elektrode (42) mittels einer Verbindungsschicht (34) elektrisch leitend verbunden sind, wobei sich die Verbindungsschicht (34) entlang der Stapelrichtung (Z) an zumindest einer
Seitenfläche (lb) des organischen Bauteils (1) und/oder zumindest einer Seitenfläche (2b) der organischen Schutzdiode (2) erstreckt.
5. Organisches Bauelement nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei dem der zweite Schichtenstapel (20) eine Schichtstruktur (21) umfasst, wobei die Schichtstruktur (21) in
Stapelrichtung (Z) eine Dicke von wenigstens 5 ym, bevorzugt wenigstens 10 ym, und höchstens 200 ym, bevorzugt höchstens 100 ym, aufweist.
6. Organisches Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Schichtstruktur (21) zwischen der ersten
Elektrode (31) und der dritten Elektrode (33) angeordnet ist.
7. Organisches Bauelement nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei dem die Schichtstruktur (21) zumindest eine Pufferschicht (212) aufweist, wobei die Pufferschicht (212) mit einem lösungsprozessierten Verfahren hergestellt ist.
8. Organisches Bauelement nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei dem die Schichtstruktur (21) die Pufferschicht (212) und zumindest eine Abdichtschicht (211) aufweist, wobei die
Abdichtschicht (211) in Stapelrichtung (Z) zwischen dem ersten Schichtenstapel (10) und der Pufferschicht (212) angeordnet ist, die Abdichtschicht (211) und die
Pufferschicht (212) mit unterschiedlichen Verfahren
hergestellt sind und die Pufferschicht (212) wenigstens die 10-fache Dicke der Abdichtschicht (211) aufweist.
9. Organisches Bauelement nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei dem die zweite Elektrode (32) mit einem Material gebildet ist, das unlöslich für das bei dem lösungsprozessierten
Verfahren verwendete Lösungsmittel ist und die zweite
Elektrode (32) zumindest eine der Seitenflächen des ersten Schichtenstapels (10) bedeckt.
10. Organisches Bauelement nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei dem die Abdichtschicht (211) der Schichtstruktur (21) direkt an die zweite Elektrode (32) angrenzt und diese an dem ersten Schichtenstapel (10) abgewandten Außenflächen der zweiten Elektrode (32) im Bereich der Pufferschicht (21) vollständig bedeckt.
11. Organisches Bauelement nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei dem die zweite Elektrode (32) eine ALD-Schicht (322) umfasst .
12. Organisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem das organische Bauteil (1) an dessen der
Strahlungsdurchtrittsflache (lc) abgewandten Außenflächen (la, lb) vollständig von zumindest einer Schicht der organischen Schutzdiode (2) bedeckt ist.
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