WO2016146695A1 - Verfahren zur herstellung eines substrats für ein lichtemittierendes bauelement und organisches optoelektronisches bauelement - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines substrats für ein lichtemittierendes bauelement und organisches optoelektronisches bauelement Download PDF

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WO2016146695A1
WO2016146695A1 PCT/EP2016/055706 EP2016055706W WO2016146695A1 WO 2016146695 A1 WO2016146695 A1 WO 2016146695A1 EP 2016055706 W EP2016055706 W EP 2016055706W WO 2016146695 A1 WO2016146695 A1 WO 2016146695A1
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WO
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contact layer
substrate
electrically
conductivity
electrically conductive
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Application number
PCT/EP2016/055706
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Michael Popp
Philipp SCHWAMB
Richard Baisl
Original Assignee
Osram Oled Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H—ELECTRICITY
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/221—Static displays, e.g. displaying permanent logos

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a substrate for a light-emitting component and to an organic optoelectronic component.
  • the invention has for its object to provide a method for producing a substrate for a light-emitting
  • Specify device which are characterized by an improved design of a contact layer level.
  • a substrate for a light-emitting component provision is made of a substrate having a contact layer which covers the substrate at least in places on an upper side.
  • the contact layer may advantageously cover the entire top surface of the substrate. Furthermore, it is possible that at least one further layer, such as an active layer, which may be transparent, between the substrate and the contact layer.
  • Contact layer is arranged. This further layer is advantageously protected by the contact layer from external influences.
  • the contact layer is patterned into electrically conductive regions and electrically non-conductive regions, such that the electrically conductive regions are connected to the electrically non-conductive regions
  • Form surface of the contact layer wherein a local electrical conductivity of the contact layer is changed.
  • the contact layer with the substrate is advantageously provided for making electrical contact with a semiconductor layer having an active zone.
  • the semiconductor layer can
  • the configuration of the structured contact layer advantageously allows an embodiment of the Contact layer with a planar surface applied to the substrate. In other words, after patterning, the contact layer does not comprise any steps or
  • the structuring is possible by changing the conductivity with a small number of process steps, which also results in a cost-related advantage.
  • the lateral structuring which has taken place in this way, in an application of the contact layer in a light-emitting component formed in a planar manner, luminous and non-luminous regions can be produced in a few process steps
  • the contact layer is shaped as an electrode and is in front of
  • each area of the contact layer is advantageously suitable for structuring into conductive or non-conductive areas.
  • the electrical conductivity of the contact layer can be changed at any point with the same effort.
  • contact layers can advantageously be used which, for example, have been applied to the substrate in a growth process, and can therefore be produced in a simple manner with a constant thickness and homogeneously.
  • the contact layer is electrically conductive before structuring and structuring locally causes the electrical
  • Contact layer has the contact layer at the same time
  • Conductivity in a localized area can be changed.
  • the contact layer is formed at least in places as a transparent electrically conductive contact layer.
  • processes can advantageously be used which comprise irradiation of the material of the contact layer with energy radiation.
  • the material of the contact layer is transparent at least at the point at which the
  • Conductivity should be changed. So that the radiation penetrates as completely as possible the contact layer at the area to be changed and thus the conductivity in the If the thickness is changed at the point to be changed, a sufficient degree of transparency is necessary.
  • the contact layer comprises ITO.
  • the contact layer comprises AlZnO or compounds of the azo group.
  • a change in the conductivity takes place by means of local
  • a change in the conductivity takes place by introducing
  • An introduction of foreign atoms into the contact layer can advantageously be carried out alone or together with other processes for changing the electrical conductivity.
  • Li is suitable for the introduction of foreign atoms.
  • the conductivity is changed by means of UV radiation.
  • the contact layer is transparent in the region to be processed.
  • very short-wave UV radiation is used to reduce the original electrical conductivity of the contact layer. This can be
  • a change in the conductivity takes place by means of a locally applied to the contact layer electric field.
  • Field strengths for example of 2.2 ⁇ 10 6 V / m, cause a change in the conductivity in the material of the contact layer.
  • the contact layer is thereby changed locally in its material structure, for example, the contact layer comprises a solid in which changes in the crystal structure lead to a change in the mean free path of electrons, which further reduces the electrical conductivity of the
  • Solid changes By externally generated high-field electric fields can cause changes in the lattice structure of a solid.
  • the contact layer is electrically non-conductive prior to patterning and structuring locally causes the electrical
  • An initially nonconductive material is advantageously transparent (for UV radiation), for example 99% transparent at a thickness of the contact layer of up to 200 nm, and can be irradiated with UV radiation in its electrical
  • the substrate with the contact layer has a ratio width: height> 1.
  • the substrate with the contact layer is advantageously formed flat, in other words, the ratio width: height> 1, preferably greater than 10: 1.
  • the width or the areal extent of the substrate with the contact layer is advantageously much more extensive than the height. This makes it possible to form planar light sources, such as OLEDs, which can be contacted in regions by the structured areas of the contact layer and thus limited to light emission in areas or in the
  • the thickness of the contact layer is at least 30 nm and at most 1000 nm.
  • the contact layer 12CaO .7A1 2 0 3 is a further embodiment of the method.
  • the contact layer comprising, for example, 12 Ca 0.7 Al 2 O 3 is advantageous before the method for structuring
  • an organic compound According to one embodiment, an organic compound having
  • Optoelectronic device a substrate with a
  • Contact layer which covers the substrate at least in places on a top and electrically conductive areas and electrically non-conductive areas, so that the electrically conductive areas with the electrically
  • the optoelectronic component comprises an organic layer sequence, which is arranged on the contact layer, wherein the layer sequence comprises an active zone.
  • the contact layer structured in conductive and non-conductive regions can advantageously act as an electrode for an organic layer sequence arranged thereon. With a further contacting of the organic
  • Layer sequence advantageously via further contacts, which are arranged on a side facing away from the contact layer of the organic layer sequence, an active layer of the organic layer sequence contacted for light emission become.
  • an organic layer sequence is arranged between the substrate and the contact layer, and the substrate acts as one of the electrodes.
  • the contact layer advantageously covers and protects the organic layer sequence
  • FIG. 1a shows a schematic side view of a substrate before structuring of the contact layer.
  • FIG. 1b shows a schematic side view of a substrate after a structuring of the contact layer.
  • FIG. 2 shows an organic optoelectronic component in a schematic side view.
  • FIG. 1 a shows a schematic side view of a substrate 1 for a light-emitting component during production.
  • a contact layer 2 covers the substrate 1 on an upper side la.
  • the contact layer 2 completely covers the upper side 1a of the substrate 2.
  • Contact layer 2 is advantageously the substrate 1 at the
  • glass, metal and another insulator layer, a glass sheet and / or plastic include.
  • the contact layer 2 has an electrical conductivity a.
  • the contact layer 2 has a constant
  • the contact layer 2 may initially be electrically conductive or electrically non-conductive and initially advantageously has the same electrical conductivity ⁇ in each region.
  • the contact layer 2 is advantageously transparent and comprises as non-conductive material, for example 12CaO .7AI 2 O 3 .
  • the contact layer 2 is advantageously transparent and electrically conductive, wherein the contact layer 2 may comprise a transparent and electrically conductive material such as ITO.
  • the substrate 1 with the contact layer 2 arranged thereon advantageously has a ratio width: height> 1, preferably 10: 1 or more.
  • the substrate 1 is formed flat with the contact layer 2.
  • the contact layer 2 has a thickness in the range from 50 nm to 1 ⁇ m, for example 200 nm, and a specific electrical conductivity of, for example, 0.3 S / cm.
  • FIG. 1b shows the substrate 1 with the contact layer 2 from FIG. 1 a after a structuring step, the contact layer 2 being laterally guided into conductive regions 3 and
  • non-conductive areas 4 was structured. On a side facing away from the substrate 1, the conductive regions 3 and non-conductive regions 4 form a planar surface 5 of the contact layer 2.
  • each region of the contact layer 2 is advantageously suitable for structuring into conductive or nonconducting regions 3, 4.
  • the electrical conductivity ⁇ of the contact layer 2 can be changed at any desired point with the same effort.
  • the contact layer 2 is advantageously shaped as an electrode and has no steps at the transition between conductive regions 3 and non-conductive regions 4. Thus the danger of short circuits at the transitions between the Areas 3 and 4 reduced and no additional isolation of the areas 3 and 4 is necessary.
  • Materials of the contact layer with energetic radiation include.
  • the material of the contact layer 2 is transparent at least at the point at which the conductivity is to be changed.
  • An introduction of foreign atoms into the contact layer can advantageously be carried out alone or together with other processes for changing the electrical conductivity.
  • Introduction of foreign atoms is, for example, Li.
  • the introduction of foreign atoms for example, by means of
  • the contact layer in the region 3 or 4 to be processed is transparent.
  • the contact layer in the region 3 or 4 to be processed is transparent.
  • Contact layer very short-wave UV radiation, for example in the range of wavelength from 100 nm to 400 nm, applied.
  • An exposure of areas 3, 4 of the contact layer 2 can be carried out, for example, by means of a photolithography method, wherein at least one further layer can be used as a mask, for example photoresist.
  • FIG. 2 shows an organic optoelectronic component 10 in a schematic side view.
  • the component 10 comprises a substrate 1 with an electrically conductive
  • Top 5 of the contact layer 2 is an organic
  • Layer sequence 11 is arranged, which comprises an active zone for emitting light.
  • the layer sequence 11 is electrically contacted via the contact layer 2 and its conductive regions 3 and via further contacts, for example on an upper side of the layer sequence 11.
  • the component may advantageously be an OLED.
  • the electrically non-conductive regions 4 and the conductive regions 3 terminate flush with one another on a side of the contact layer 2 facing away from the upper side of the substrate 1 and form a planar surface 5 of the contact layer 2.

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Abstract

Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats (1) für ein lichtemittierendes Bauelement (10) umfasst ein Bereitstellen eines Substrats (1) mit einer Kontaktschicht (2), welche das Substrat (1) zumindest stellenweise an einer Oberseite (la) bedeckt, und ein Strukturieren der Kontaktschicht (2) in elektrisch leitende Bereiche (3) und elektrisch nichtleitende Bereiche (4), so dass die elektrisch leitenden Bereiche (3) mit den elektrisch nichtleitenden Bereichen (4) auf einer der Oberseite (1a) des Substrats (1) abgewandten Seite bündig miteinander abschließen und eine planare Oberfläche (5) der Kontaktschicht (2) bilden, wobei eine elektrische Leitfähigkeit der Kontaktschicht (2) lokal verändert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Substrats für ein
lichtemittierendes Bauelement und organisches
optoelektronisches Bauelement
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für ein lichtemittierendes Bauelement sowie ein organisches optoelektronisches Bauelement.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 104 145.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bei der Herstellung von Substraten für Flächenlichtquellen entstehen beim Aufbringen von elektrischen Leitern auf oder in die Substrate üblicherweise dreidimensionale Strukturen, welche einen Höhenunterschied zum Substrat aufweisen und zur Vermeidung von Kurzschlüssen teilweise mit einem Isolator umformt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für ein lichtemittierendes
Bauelement sowie ein organisches optoelektronisches
Bauelement anzugeben, welche sich durch eine verbesserte Ausgestaltung einer Kontaktschichtebene auszeichnen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Bauteil gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Substrats für ein lichtemittierendes Bauelement erfolgt ein Bereitstellen eines Substrats mit einer Kontaktschicht, welche das Substrat zumindest stellenweise an einer Oberseite bedeckt.
Die Kontaktschicht kann vorteilhaft die gesamte Oberseite des Substrats abdecken. Weiterhin ist es möglich, dass zumindest eine weitere Schicht, wie etwa eine aktive Schicht, welche transparent sein kann, zwischen dem Substrat und der
Kontaktschicht angeordnet ist. Diese weitere Schicht wird vorteilhaft durch die Kontaktschicht vor Außeneinflüssen geschützt .
In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein Strukturieren der Kontaktschicht in elektrisch leitende Bereiche und elektrisch nichtleitende Bereiche, so dass die elektrisch leitenden Bereiche mit den elektrisch nichtleitenden
Bereichen auf einer der Oberseite des Substrats abgewandten Seite bündig miteinander abschließen und eine planare
Oberfläche der Kontaktschicht bilden, wobei lokal eine elektrische Leitfähigkeit der Kontaktschicht verändert wird.
Die Kontaktschicht mit dem Substrat ist vorteilhaft zur elektrischen Kontaktierung einer Halbleiterschicht mit einer aktiven Zone vorgesehen. Die Halbleiterschicht kann
vorteilhaft auf der Kontaktschicht angeordnet werden und mittels der elektrisch leitenden Bereiche kontaktiert werden. Hierzu ist es vorteilhaft, dass am Übergang von elektrisch nichtleitenden zu elektrisch leitenden Bereichen die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses verringert wird oder
vorteilhaft möglichst ausgeschlossen wird, wobei Leckströme minimiert werden können. Die Ausgestaltung der strukturierten Kontaktschicht ermöglicht vorteilhaft eine Ausführung der Kontaktschicht mit einer planaren Oberfläche, welche dem Substrat angewandt ist. Mit anderen Worten umfasst nach dem Strukturieren die Kontaktschicht keine Stufen oder
Unterbrechungen am Übergang von elektrisch leitenden
Bereichen zu elektrisch nichtleitenden Bereichen.
Weiterhin ist die Strukturierung durch das Verändern der Leitfähigkeit mit einer geringen Anzahl von Prozessschritten möglich, wodurch sich auch ein kostenbezogener Vorteil ergibt. Durch die so erfolgte laterale Strukturierung können bei einer Anwendung der Kontaktschicht in einem flächig ausgeformten lichtemittierenden Bauteil leuchtende und nichtleuchtende Bereiche in wenigen Prozessschritten
hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist die Kontaktschicht als Elektrode geformt und ist vor dem
Strukturieren homogen und weist eine konstante Dicke auf und weist eine homogene elektrische Leitfähigkeit auf.
Durch eine konstante Dicke und eine homogene Konsistenz eignet sich vorteilhaft jeder Bereich der Kontaktschicht für eine Strukturierung in leitende oder nichtleitende Bereiche. So kann die elektrische Leitfähigkeit der Kontaktschicht an jeder beliebigen Stelle mit dem gleichen Aufwand verändert werden .
Hierbei können vorteilhaft Kontaktschichten zum Einsatz kommen, welche beispielsweise in einem Aufwachsprozess auf das Substrat aufgebracht wurden, und daher auf einfache Weise mit einer konstanten Dicke und homogen gefertigt sein können. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist die Kontaktschicht vor dem Strukturieren elektrisch leitend und durch das Strukturieren wird lokal die elektrische
Leitfähigkeit verringert, so dass elektrisch nichtleitende Bereiche erzeugt werden.
Nach dem lokalen Verändern der Leitfähigkeit der
Kontaktschicht weist die Kontaktschicht gleichzeitig
unterschiedliche Leitfähigkeiten auf. Hierbei bleibt
vorteilhaft die Dicke der Kontaktschicht an der jeweiligen
Stelle vor und nach dem Verändern der Leitfähigkeit konstant.
Abhängig vom Material, welches die Kontaktschicht umfasst, ist der Aufwand um die Leitfähigkeit lokal zu verändern, wonach das Material vom Leiter zum Isolator wird oder
umgekehrt, unterschiedlich. Vorteilhaft wird eine
Materialkonsistenz der Kontaktschicht so gewählt, dass mit einfach und kostengünstig durchführbaren Prozessen die
Leitfähigkeit in einem lokal beschränkten Bereich verändert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist die Kontaktschicht zumindest stellenweise als transparente elektrisch leitende Kontaktschicht ausgeformt.
Zur Veränderung der Leitfähigkeit können vorteilhaft Prozesse angewandt werden, welche eine Bestrahlung des Materials der Kontaktschicht mit energetischer Strahlung umfassen. Hierbei ist es vorteilhaft, dass das Material der Kontaktschicht zumindest an der Stelle transparent ist, an welcher die
Leitfähigkeit verändert werden soll. Damit die Strahlung die Kontaktschicht an dem zu verändernden Bereich möglichst vollständig durchdringt und somit die Leitfähigkeit in der gesamten Dicke an der zu verändernden Stelle verändert, ist ein ausreichender Grad an Transparenz nötig.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Kontaktschicht ITO.
Aufgrund der Transparenz und der elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ITO vorteilhaft als Material für die
Kontaktschicht. Alternativ ist es auch möglich, dass die Kontaktschicht AlZnO oder Verbindungen der Azogruppe umfasst.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Veränderung der Leitfähigkeit mittels lokaler
Temperaturerhöhung an der Kontaktschicht.
Durch eine lokale Erhöhung der Temperatur des Materials der Kontaktschicht ist es möglich die elektrische Leitfähigkeit in diesem Bereich der Kontaktschicht zu verändern,
beispielsweise die Kontaktschicht in diesem Bereich von elektrisch leitend in elektrisch nichtleitend zu verändern. Vorteilhaft ist es möglich die lokale Ausdehnung der
Einwirkung mit vorteilhaft hoher Präzision auf den zu
verändernden Bereich zu beschränken. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Veränderung der Leitfähigkeit durch ein Einbringen von
Fremdatomen in die Kontaktschicht.
Ein Einbringen von Fremdatomen in die Kontaktschicht kann vorteilhaft allein oder zusammen mit anderen Prozessen zur Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit erfolgen.
Vorteilhaft ist es möglich die lokale Ausdehnung der
Einwirkung mit besonders hoher Präzision auf den zu verändernden Bereich zu beschränken. Für das Einbringen von Fremdatomen eignet sich beispielsweise Li.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Veränderung der Leitfähigkeit mittels UV-Strahlung.
Zur Einwirkung von UV-Strahlung ist es vorteilhaft notwendig, dass die Kontaktschicht in dem zu prozessierenden Bereich transparent ist. Beispielsweise wird zur Verringerung der ursprünglichen elektrischen Leitfähigkeit der Kontaktschicht sehr kurzwellige UV-Strahlung angewandt. Diese kann
beispielsweise im Bereich von 100 nm bis 400 nm sein.
Eine Belichtung von Bereichen der Kontaktschicht kann
beispielsweise mittels eines Photolithographieverfahrens durchgeführt werden, wobei weitere Schichten als eine Maske, in etwa Fotolack, zum Einsatz kommen können.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Veränderung der Leitfähigkeit mittels eines lokal an die Kontaktschicht angelegten elektrischen Feldes.
Lokal auf die Kontaktschicht einwirkende elektrische
Feldstärken, beispielsweise von 2.2 x 106 V/m, bewirken eine Veränderung der Leitfähigkeit im Material der Kontaktschicht.
Die Kontaktschicht wird dabei lokal in ihrer Materialstruktur verändert, beispielsweise umfasst die Kontaktschicht einen Festkörper, in welchem Änderungen in der Kristallstruktur zur Veränderung der mittleren freien Weglänge von Elektronen führen, was weiterhin die elektrische Leitfähigkeit des
Festkörpers verändert. Mittels extern generierter elektrischer Felder hoher Feldstärke können Veränderungen in der Gitterstruktur eines Festkörpers erzielt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist die Kontaktschicht vor dem Strukturieren elektrisch nichtleitend und durch das Strukturieren wird lokal die elektrische
Leitfähigkeit erhöht, so dass elektrisch leitende Bereiche in der Kontaktschicht erzeugt werden. Dabei ist die Wahl des Materials der Kontaktschicht vor der Strukturierung ausschlaggebend. Ein anfangs nichtleitendes Material ist vorteilhaft transparent (für UV-Strahlung) ausgebildet, beispielsweise zu 99 % transparent bei einer Dicke der Kontaktschicht von bis zu 200 nm, und kann bei Bestrahlung mit UV-Strahlung in seiner elektrischen
Leitfähigkeit verändert werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Substrat mit der Kontaktschicht ein Verhältnis Breite : Höhe > 1 auf.
Das Substrat mit der Kontaktschicht ist vorteilhaft flächig ausgeformt, mit anderen Worten ist das Verhältnis Breite : Höhe > 1, bevorzugt größer 10 : 1. Die Breite bzw. die flächige Ausdehnung des Substrats mit der Kontaktschicht ist vorteilhaft viel ausgedehnter als die Höhe. Damit ist es möglich flächige Lichtquellen, wie beispielsweise OLEDs, auszuformen, welche durch die strukturierten Bereiche der Kontaktschicht bereichsweise kontaktiert werden können und somit eine Lichtemission beschränkt auf Bereiche oder im
Ganzen möglich ist. Bei einer Ausführung mit einem Verhältnis Breite : Höhe > 1 ist eine Ausgestaltung von Bauelementen in Dünnfilmbauweise möglich. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beträgt die Dicke der Kontaktschicht zumindest 30 nm und höchstens 1000 nm. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Kontaktschicht 12CaO .7A1203.
Die Kontaktschicht umfassend beispielsweise 12Ca0.7Al203 ist vor dem Verfahren zur Strukturierung vorteilhaft
nichtleitend.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein organisches
optoelektronisches Bauelement ein Substrat mit einer
Kontaktschicht, welche das Substrat zumindest stellenweise an einer Oberseite bedeckt und elektrisch leitende Bereiche und elektrisch nichtleitende Bereiche umfasst, so dass die elektrisch leitenden Bereiche mit den elektrisch
nichtleitenden Bereichen auf einer der Oberseite des
Substrats abgewandten Seite bündig miteinander abschließen und eine planare Oberfläche der Kontaktschicht bilden.
Weiterhin umfasst das optoelektronische Bauelement eine organische Schichtenfolge, welche auf der Kontaktschicht angeordnet ist, wobei die Schichtenfolge eine aktive Zone umfasst .
Die in leitende und nichtleitende Bereiche strukturierte Kontaktschicht kann mit einer darauf angeordneten organischen Schichtenfolge vorteilhaft als Elektrode für diese wirken. Mit einer weiteren Kontaktierung der organischen
Schichtenfolge, vorteilhaft über weitere Kontakte, die auf einer der Kontaktschicht abgewandten Seite der organischen Schichtenfolge angeordnet werden, kann eine aktive Schicht der organischen Schichtenfolge zur Lichtemission kontaktiert werden. Alternativ ist es auch möglich, dass eine organische Schichtenfolge zwischen dem Substrat und der Kontaktschicht angeordnet ist, und das Substrat als eine der Elektroden wirkt. Hierbei bedeckt und schützt die Kontaktschicht vorteilhaft die organische Schichtenfolge vor
Außeneinflüssen .
Das Bauelement zeichnet sich so vorteilhaft durch eine
Kontaktschicht an die organische Schichtenfolge aus, welche keine Stufen bei den Grenzen zwischen Kontakten und
Isolatorbereichen umfasst und daher stabiler gegen
Kurzschlüsse und (lokale) Ausfälle ist.
Weitere Ausgestaltungen des lichtemittierenden Bauteils ergeben sich aus der Beschreibung des Verfahrens und
umgekehrt .
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen .
Die Figur la zeigt eine schematische Seitenansicht eines Substrats vor einer Strukturierung der Kontaktschicht.
Die Figur lb zeigt eine schematische Seitenansicht eines Substrats nach einer Strukturierung der Kontaktschicht.
Die Figur 2 zeigt ein organisches optoelektronisches Bauteil in einer schematischen Seitenansicht.
Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die in den Figuren dargestellten Bestandteile sowie die
Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Die Figur la zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Substrat 1 für ein lichtemittierendes Bauelement während der Herstellung. Eine Kontaktschicht 2 bedeckt das Substrat 1 an einer Oberseite la. Die Kontaktschicht 2 bedeckt dabei die Oberseite la des Substrats 2 vollständig. Durch die
Kontaktschicht 2 ist vorteilhaft das Substrat 1 an der
Oberseite la gegen Außeneinflüsse, beispielsweise
Umwelteinflüsse, geschützt. Es ist weiterhin möglich, dass zwischen dem Substrat 1 und der Kontaktschicht 2 weitere Schichten, beispielsweise organische Halbleiter mit einer aktiven Schicht, angeordnet sind. Das Substrat kann
vorteilhaft Glas, Metall und eine weitere Isolatorschicht, eine Glasfolie und/oder Kunststoff umfassen.
Die Kontaktschicht 2 weist eine elektrische Leitfähigkeit a auf . Hierbei weist die Kontaktschicht 2 eine konstante
Dicke d auf und ist homogen ausgeformt. Weiterhin kann die Kontaktschicht 2 anfangs elektrisch leitend oder elektrisch nichtleitend sein und weist anfangs vorteilhaft in jedem Bereich die gleiche elektrische Leitfähigkeit σ auf. Die Kontaktschicht 2 ist vorteilhaft transparent und umfasst als nichtleitendes Material beispielsweise 12CaO .7AI2O3.
Andererseits ist es auch möglich, dass die Kontaktschicht 2 vorteilhaft transparent und elektrisch leitend ist, wobei die Kontaktschicht 2 ein transparentes und elektrisch leitendes Material wie beispielsweise ITO umfassen kann.
Das Substrat 1 mit der darauf angeordneten Kontaktschicht 2 weist vorteilhaft ein Verhältnis Breite : Höhe > 1, vorzugsweise 10 : 1 oder mehr, auf. Mit anderen Worten ist das Substrat 1 mit der Kontaktschicht 2 flächig geformt. Eine solche Ausführung eignet sich vorteilhaft zur Anwendung in Dünnfilm Bauteilen. Beispielsweise weist die Kontaktschicht 2 eine Dicke im Bereich von 50 nm bis 1 ym, beispielsweise 200 nm, und eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von beispielsweise 0.3 S/cm auf.
Die Figur lb zeigt das Substrat 1 mit der Kontaktschicht 2 aus der Figur la nach einem Strukturierungsschritt , wobei die Kontaktschicht 2 lateral in leitende Bereiche 3 und
nichtleitende Bereiche 4 strukturiert wurde. Auf einer dem Substrat 1 abgewandten Seite bilden die leitenden Bereiche 3 und nichtleitenden Bereiche 4 eine planare Oberfläche 5 der Kontaktschicht 2.
In einem Prozessschritt des Verfahrens wird lokal die
elektrische Leitfähigkeit σ der Kontaktschicht 2 verändert, wobei Bereiche 3 und 4 resultieren. Durch eine konstante Dicke d und eine homogene Konsistenz eignet sich vorteilhaft jeder Bereich der Kontaktschicht 2 für eine Strukturierung in leitende oder nichtleitende Bereiche 3, 4. So kann die elektrische Leitfähigkeit σ der Kontaktschicht 2 an jeder beliebigen Stelle mit dem gleichen Aufwand verändert werden. Hierbei ist es möglich eine anfangs nichtleitende
Kontaktschicht in zumindest einem Bereich 3 elektrisch leitend zu machen, oder eine anfangs leitende Kontaktschicht 2 in zumindest einem Bereich 4 elektrisch nichtleitend zu machen. Die Kontaktschicht 2 ist so vorteilhaft als Elektrode geformt und weist am Übergang zwischen leitenden Bereichen 3 und nichtleitenden Bereichen 4 keine Stufen auf. Dadurch ist die Gefahr von Kurzschlüssen an den Übergängen zwischen den Bereichen 3 und 4 verringert und es ist keine zusätzliche Isolierung der Bereiche 3 und 4 nötig.
Die Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit erfolgt vorteilhaft mit Prozessen, welche eine Bestrahlung des
Materials der Kontaktschicht mit energetischer Strahlung umfassen. Hierbei ist es vorteilhaft, dass das Material der Kontaktschicht 2 zumindest an der Stelle transparent ist, an welcher die Leitfähigkeit verändert werden soll.
Es ist weiterhin möglich, durch eine lokale Erhöhung der Temperatur des Materials der Kontaktschicht 2 die elektrische Leitfähigkeit der Kontaktschicht 2 lokal zu verändern, beispielsweise die Kontaktschicht in diesem Bereich von elektrisch leitend in elektrisch nichtleitend zu verändern.
Weiterhin ist es möglich eine Veränderung der Leitfähigkeit durch ein Einbringen von Fremdatomen in die Kontaktschicht 2 zu erzielen.
Ein Einbringen von Fremdatomen in die Kontaktschicht kann vorteilhaft allein oder zusammen mit anderen Prozessen zur Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit erfolgen.
Vorteilhaft ist es möglich die lokale Ausdehnung der
Einwirkung mit besonders hoher Präzision auf den zu
verändernden Bereich 3 oder 4 zu beschränken. Für das
Einbringen von Fremdatomen eignet sich beispielsweise Li. Das Einbringen von Fremdatomen kann beispielsweise mittels
Ionenimplantation, PVD und thermischer Diffusion erfolgen.
Weiterhin ist es möglich eine Veränderung der Leitfähigkeit mittels UV-Strahlung zu erzielen. Zur Einwirkung von UV-Strahlung ist es vorteilhaft notwendig, dass die Kontaktschicht in dem zu prozessierenden Bereich 3 oder 4 transparent ist. Beispielsweise wird zur Verringerung der ursprünglichen elektrischen Leitfähigkeit der
Kontaktschicht sehr kurzwellige UV-Strahlung, beispielsweise im Bereich der Wellenlänge von 100 nm bis 400 nm, angewandt.
Eine Belichtung von Bereichen 3, 4 der Kontaktschicht 2 kann beispielsweise mittels eines Photolithographieverfahrens durchgeführt werden, wobei mindestens eine weitere Schicht als Maske, zum Beispiel Fotolack, zum Einsatz kommen kann.
Die Figur 2 zeigt ein organisches optoelektronisches Bauteil 10 in einer schematischen Seitenansicht. Das Bauteil 10 umfasst ein Substrat 1 mit einer in elektrisch leitende
Bereiche 3 und elektrisch nichtleitende Bereiche 4
strukturierten Kontaktschicht 2. Weiterhin ist auf der
Oberseite 5 der Kontaktschicht 2 eine organische
Schichtenfolge 11 angeordnet, welche eine aktive Zone zur Emission von Licht umfasst. Die Schichtenfolge 11 wird dabei über die Kontaktschicht 2 und ihre leitenden Bereiche 3 und über weitere Kontakte, beispielsweise auf einer Oberseite der Schichtenfolge 11, elektrisch kontaktiert. Bei dem Bauteil kann es sich vorteilhaft um eine OLED handeln.
Die elektrisch nichtleitenden Bereiche 4 und die leitenden Bereiche 3 schließen auf einer der Oberseite des Substrats 1 abgewandten Seite der Kontaktschicht 2 bündig miteinander ab und bilden eine planare Oberfläche 5 der Kontaktschicht 2.
Das Bauelement zeichnet sich so vorteilhaft durch eine
Kontaktschicht an die organische Schichtenfolge aus, welche keine Stufen bei den Grenzen zwischen Kontakten und Isolatorbereichen umfasst und daher stabil gegen Kurzschlüsse und (lokale) Ausfälle ist.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugs zeichenliste
1 Substrat
la Oberseite
2 Kontaktschicht
3 leitender Bereich 3
4 nichtleitender Bereich 4
5 Oberseite
10 optoelektronisches Bauteil
11 organische Schichtenfolge d Dicke
σ elektrische Leitfähigkeit

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Substrats (1) für ein lichtemittierendes Bauelement (10) mit den Schritten:
- Bereitstellen eines Substrats (1) mit einer
Kontaktschicht (2), welche das Substrat (1) zumindest stellenweise an einer Oberseite (la) bedeckt,
- Strukturieren der Kontaktschicht (2) in elektrisch leitende Bereiche (3) und elektrisch nichtleitende Bereiche (4), so dass die elektrisch leitenden
Bereiche (3) mit den elektrisch nichtleitenden
Bereichen (4) auf einer der Oberseite (la) des
Substrats (1) abgewandten Seite bündig miteinander abschließen und eine planare Oberfläche (5) der
Kontaktschicht (2) bilden, wobei eine elektrische Leitfähigkeit der Kontaktschicht (2) lokal verändert wird .
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Kontaktschicht (2) als Elektrode geformt ist und vor dem Strukturieren homogen ist und eine konstante Dicke (d) und eine homogene elektrische
Leitfähigkeit aufweist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Kontaktschicht (2) vor dem Strukturieren elektrisch leitend ist und durch das Strukturieren lokal die elektrische Leitfähigkeit verringert wird, so dass elektrisch nichtleitende Bereiche (4) in der
Kontaktschicht (2) erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei dem die Kontaktschicht (2) zumindest stellenweise als transparente elektrisch leitende Kontaktschicht (2) ausgeformt ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Kontaktschicht (2) ITO umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
bei dem eine Veränderung der Leitfähigkeit mittels lokaler Temperaturerhöhung an der Kontaktschicht (2) erfolgt .
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
bei dem eine Veränderung der Leitfähigkeit durch ein Einbringen von Fremdatomen in die Kontaktschicht (2) erfolgt .
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
bei dem eine Veränderung der Leitfähigkeit mittels UV- Strahlung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
bei dem eine Veränderung der Leitfähigkeit mittels eines lokal an die Kontaktschicht (2) angelegten elektrischen Feldes erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
bei dem die Kontaktschicht (2) vor dem Strukturieren elektrisch nichtleitend ist und durch das Strukturieren lokal die elektrische Leitfähigkeit erhöht wird, so dass elektrisch leitende Bereiche (3) in der
Kontaktschicht (2) erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substrat (1) mit der Kontaktschicht (2) ein Verhältnis Breite : Höhe > 1 aufweist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Dicke (d) der Kontaktschicht (2) zumindest 30 nm und höchstens 1000 nm beträgt.
13. Verfahren nach Anspruch 10,
bei dem die Kontaktschicht (2) 12Ca0.7Al203 umfasst.
14. Organisches optoelektronisches Bauelement (10)
umfassend
- ein Substrat (1) mit einer Kontaktschicht (2) welche mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist und welche das Substrat (1) zumindest stellenweise an einer Oberseite (la) bedeckt und elektrisch leitende Bereiche (3) und elektrisch nichtleitende Bereiche (4) umfasst, so dass die elektrisch leitenden Bereiche (3) mit den elektrisch nichtleitenden Bereichen (4) auf einer der Oberseite (la) des Substrats (1) abgewandten Seite bündig miteinander abschließen und eine planare Oberfläche (5) der Kontaktschicht (2) bilden, und
- eine organische Schichtenfolge (11), welche auf der Kontaktschicht (2) angeordnet ist, wobei die Schichtenfolge (11) eine aktive Zone umfasst.
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