WO2017162582A1 - Organisches optoelektronisches bauelement - Google Patents

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WO2017162582A1
WO2017162582A1 PCT/EP2017/056549 EP2017056549W WO2017162582A1 WO 2017162582 A1 WO2017162582 A1 WO 2017162582A1 EP 2017056549 W EP2017056549 W EP 2017056549W WO 2017162582 A1 WO2017162582 A1 WO 2017162582A1
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WO
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layer
structured
organic optoelectronic
optoelectronic component
component according
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PCT/EP2017/056549
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English (en)
French (fr)
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Daniel Riedel
Nina Riegel
Thomas Wehlus
Arne FLEISSNER
Armin HEINRICHSDOBLER
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Osram Oled GmbH
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Osram Oled GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/854—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844—Encapsulations

Definitions

  • Organic optoelectronic component The invention relates to an organic optoelectronic component.
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • Electromagnetic radiation coupled to the outside to the environment.
  • the remainder of the radiation is distributed to different loss channels, for example into radiation, in the substrate or in organic layers
  • Waveguide effects is performed. Without technical measures, only about a quarter of the generated radiation is coupled to the environment, while the rest through
  • the object of the invention is an organic compound
  • an organic optoelectronic component comprising an organic functional layer stack is specified.
  • the organic functional layer stack is between a first
  • Electrode and a second electrode arranged.
  • Organic functional layer stack includes one
  • the light-emitting layer which is adapted to emit a radiation or light during operation of the component.
  • the light-emitting layer is adapted to emit light in the visible region of the electromagnetic spectrum, for example white light, during operation of the component.
  • the organic optoelectronic component comprises an outcoupling layer which is in the beam path of the radiation of the light-emitting layer is arranged.
  • the coupling-out layer is arranged above the first and / or the second electrode.
  • a layer or an element is arranged or applied "on” or “over” another layer or another element can mean here and below that the one layer or the one element is directly in direct mechanical and / or electrical contact is arranged on the other layer or the other element.
  • the one layer or the one element is arranged indirectly on or above the other layer or the other element.
  • Decoupling layer a structured layer and a planarization layer arranged above or consists of these layers.
  • the decoupling layer serves to the
  • the structured layer has an at least locally structured surface and the planarization layer planarizes the surface
  • planarization layer planarizes the structured surface of the structured layer means, in particular, that the planarization layer adapts to the surface of the structured layer.
  • Planarization layer depressions of the surface of structured layer resulting from the structuring of the surface of the structured layer, gapless, form-fitting and / or completely.
  • the decoupling layer comprising the structured layer and the above
  • arranged planarization layer has in particular a smooth surface.
  • planarization layer and the structured layer may therefore vary over their area, while the layer thickness of the coupling-out layer may be constant or within the scope of the production conditions
  • planarization layer completely covers the structured layer.
  • the structured layer has an at least locally structured surface may mean that the surface is structured only in places or over the entire surface.
  • the surface of the structured layer can be structured laterally, that is to say in a plan view from above, onto this layer on the outer sides.
  • Planarleiterstik at least in places less than 0.3, preferably less than 0.2, more preferably less than 0.1.
  • the difference is the
  • the refractive index of the structured layer and the planarization layer is at least in places equal. With the small differences of the refractive indices is the Structuring the structured layer for one
  • Decoupling layer significantly contributes to increasing the light extraction, a viewer can outside of it
  • Decoupling technology can not be detected.
  • a replica of the organic optoelectronic device is difficult or prevented. In other words, a reconstruction can be prevented and thus a kind
  • the organic optoelectronic component comprises a substrate.
  • the substrate may be, for example, one or more materials in the form of a layer, a plate, a foil or a laminate
  • the substrate comprises or consists of glass.
  • the first electrode on the substrate is in particular in direct mechanical
  • the first electrode is designed in particular as an anode.
  • At least one of the electrodes is transparent.
  • transparent is meant here and below a layer which is permeable to the radiation generated in the light-emitting layer, in particular for visible light.
  • the transparent layer can be clear translucent or at least partially light-scattering or partially light-absorbing be, so that the transparent layer may be, for example, diffuse or milky translucent.
  • Particularly preferred is a layer referred to as transparent as translucent as possible, so that in particular the
  • the first electrode may be transparent and the second
  • the organic optoelectronic component can thus be designed as a bottom emitter.
  • the first electrode may be reflective and the second electrode may be transparent.
  • the organic optoelectronic component can thus be designed as a top emitter.
  • both electrodes are transparent.
  • all layers of the organic optoelectronic component can be made transparent, so that the organic
  • the optoelectronic component forms a transparent organic light-emitting diode.
  • the coupling-out layer is arranged above the electrode, which is designed to be transparent. If it is a transparent OLED, ie if the first and the second electrode are transparent, the coupling-out layer can be formed over both electrodes.
  • the coupling-out layer is preferably located on that of the organic
  • the decoupling layer facing away from the main surface of the first and / or second electrode. According to one embodiment, the decoupling layer
  • a transparent electrically conductive oxide can be used.
  • Transparent conductive oxides are transparent electrically conductive materials, usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide,
  • binary metal oxygen compounds such as ZnO, Sn02 or ⁇ 2 ⁇ 3
  • ternary include
  • TCOs are not necessarily a stoichiometric
  • Composition may also be p- or n-doped.
  • a material for a reflective electrode may, inter alia, in particular aluminum, barium, indium, silver, gold, magnesium, calcium, copper or lithium and
  • the organic functional layer stack is arranged on the first electrode.
  • the first electrode may be arranged on a substrate.
  • the organic functional layer stack has at least one light-emitting layer.
  • the light-emitting layer may include organic polymers, organic oligomers, organic monomers, organic small non-polymeric molecules ("small molecules") or combinations thereof.
  • the organic functional layer stack has further functional layers, such as, for example, hole injection layers,
  • Hole transport layers hole blocking layers
  • the organic optoelectronic component is formed as an organic light emitting diode (OLED). In accordance with at least one embodiment, the organic optoelectronic component has at least one
  • Encapsulation layer is understood here to mean a device which is set up to form a barrier to atmospheric substances, in particular to moisture and oxygen.
  • the encapsulation layer is designed such that it is penetrated by atmospheric substances, such as water or oxygen, at most to very small proportions.
  • the encapsulation layer may be a thin film encapsulation layer.
  • the thin-layer encapsulation layer may comprise one or more thin layers, which are applied, for example, by chemical vapor deposition (CVD) or PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition) and / or atomic layer deposition (ALD) methods, which include, for example, one or more several materials silicon oxide, silicon carbide,
  • Silicon nitride silicon nitride, alumina, tin oxide, zirconia, titania, hafnium oxide, lanthana and tantalum oxide
  • the encapsulation layer can furthermore be a mechanical protection in the form of a plastic layer and / or a laminated glass layer and / or a laminated metal foil, for example made of aluminum.
  • a scratch protection can be achieved.
  • encapsulation layers are possible, for example in the form of a glued glass lid.
  • the glass lid or the glass is by means of an adhesive or an adhesive layer on a
  • the organic optoelectronic component comprises a protective layer, which is arranged above the coupling-out layer.
  • the protective layer is particularly transparent.
  • Properties formed for example, an adhesive.
  • the protective layer is
  • the protective layer can not be removed from the component without destroying the decoupling layer, since the planarization layer at least partially,
  • the adhesion of the planarization layer to the patterned layer is less than the adhesion of the planarization layer to the planarization layer
  • the protective layer is irreversibly bonded to the planarization layer and the structured layer is reversibly connected to the planarization layer. This means that the protective layer can not be removed from the device without the
  • Decoupling decoupling layer since the planarization is at least partially, preferably completely removed with, but the structured layer is preferably not removed with and thus remains over the first and / or second electrode.
  • the planarization layer is simultaneously removed therewith so that the structures of the structured layer become irreversibly visible. Irreversible here means that the
  • the structuring of the structured layer may be periodic or non-periodic respectively.
  • the structures may be lenticular, that is with convex or concave curved surfaces, pyramidal, truncated pyramidal, frusto-conical, rectangular,
  • the structures may be, for example, photolithographically produced structures, microlenses, holographic grating structures or structures for generating coherent optical effects. It is also possible that the structures are produced by embossing, printing or laser engraving. The printing can
  • the light extraction can be improved.
  • the structured layer has structures, in particular topographical structures, which have feature sizes in the range of 1 nm to 100 ⁇ m, preferably 0.5 ⁇ m to 100 ⁇ m, particularly preferably 5 to 50 ⁇ m.
  • the structure sizes may be the
  • Structure sizes differ, so there may be structures of different structure sizes.
  • the decoupling layer at least in places has a refractive index which is adapted to the refractive index of the functional layers of the organic functional layer stack.
  • the refractive index of the coupling-out layer and the Refractive index of the functional layers of the organic functional layer stack be the same. So the maximum possible light extraction can be achieved.
  • the decoupling layer at least in places has a refractive index of about 1.8.
  • both the structured layer and the planarization layer thus have at least in places a refractive index of approximately 1.8, the difference between the refractive indices of the structured layer and the
  • Planarleiterstik at least in places less than 0.3, preferably less than 0.2, more preferably less than 0.1 may be. Compared to a direct one
  • Planarization layer and / or the structured layer and / or the protective layer is a polymer or consists of a polymer, wherein the polymer is preferably from a group
  • the planarization layer and / or structured layer and / or the protective layer comprises nanoparticles, in particular
  • nanoparticles make it possible to increase the refractive index of the layer.
  • the refractive index of the first lens is the refractive index of the first lens
  • Planarization layer and / or the structured layer and / or the protective layer comprising a polymer
  • Nanoparticles are at 1.8.
  • the nanoparticles have a size of 1 nm to 100 nm, preferably 5 nm to 50 nm.
  • the nanoparticles in particular the high-index nanoparticles, are made of one
  • Metal oxide for example, formed from T1O 2 or Zr0 2 .
  • Refractive index is identical, so that the structuring is not visible from the outside.
  • the polymers can be applied in liquid form to the structured layer, so that a complete,
  • between the structured layer and the planarization layer is a
  • Liability reduction between the structured layer and the planarization layer can be achieved. As a result, for example, when the structured layer and the planarization layer
  • Protective layer comprise the same material or consist of the same material, can be achieved that the adhesion
  • the coupling-out layer consists of the structured layer, the self-organizing one
  • the self-assembling monolayer consists of only one molecule layer. It can, depending on the material used, for example, a layer thickness
  • optical properties of the organic optoelectronic device by this layer is not or hardly affected.
  • Silanols or phosphonates formed.
  • the self-assembling monolayer is formed from methyltrichlorosilane or methylthiol.
  • the structured layer is a substrate, a scattering layer and / or a Encapsulation layer.
  • it is the substrate on which the first electrode is arranged. It can also be a litter layer or a
  • Encapsulation layer acting on the substrate, preferably on the main stack facing away from the main surface of the substrate is arranged.
  • Litter layer may be embedded in the structured layer according to one embodiment scattering particles.
  • the scattering particles Si0 2, T1O2 or Zr02 ⁇ be particles. It is possible that the structured layer is only affected by the scattering particles of the
  • Planarization layer differentiates. It may therefore be that the structured layer comprises or consists of a polymer, scattering particles and optionally nanoparticles and the planarization layer comprises the same
  • the encapsulation layer is a thin-film encapsulation layer, a cover film or a
  • Paint layer The thin-film encapsulation can be as above
  • the cover film or lacquer layer may comprise the same materials as the ones
  • Planarization layer So you can include a polymer or consist of a polymer.
  • the polymer is preferred is selected from a group comprising polyimides, polyacrylates, epoxies and silicones.
  • the structured layer of quartz, glass or plastic preferably glass. Glass has a refractive index of about 1.5, preferably 1.4.
  • Layer include glass or consist of glass and the
  • Planarization layer may include or consist of polymethyl methacrylate. Glass as well as polymethyl methacrylate can have a refractive index of about 1.5. It can also be a glass with a structured layer
  • Planarization layer comprises polymethyl methacrylate and nanoparticles, wherein the addition of the nanoparticles, the refractive index of the planarization layer can be increased to 1.8.
  • Protective layer can optionally contain scattering particles such as TiO 2 and thus be light-scattering.
  • the difference is
  • Planarizing layer in places equal to or greater than 0.1, preferably greater than 0.2, more preferably greater than 0.3.
  • the lettering For example, with the lettering
  • the refractive index of the planarization layer can at least in places by the addition of nanoparticles, in particular high-index
  • Nanoparticles are increased.
  • the effective refractive index results from the arithmetic mean of the
  • volume fractions of the individual components if the size of the constituents / particles is substantially smaller, preferably less than 100 nm, than the wavelength.
  • Nanoparticles it is possible to increase the refractive index of the layer in places. For example, so can the
  • Refractive index of the planarization layer comprising a polymer and nanoparticles in places at 1.8.
  • the patterned layer may comprise glass and have a refractive index of 1.5.
  • Planarization layer may be in places
  • Polymethylmethacrylat be formed and thus have a refractive index of 1.5 at these locations and
  • the nanoparticles have a size of 1 nm to 100 nm, preferably 5 nm to 50 nm.
  • the nanoparticles are formed from a metal oxide, for example from T1O 2 or ZrO 2 .
  • Nanoparticles are understood in the present case to have a lower refractive index than the polymer used for the planarization layer. This makes it possible to reduce the refractive index of the layer in places.
  • the planarization layer may be arranged with a difference of the refractive indices to the structured layer greater than 0.1, preferably greater than 0.2, particularly preferably greater than 0.3 only centrally or laterally.
  • a lateral arrangement means that the planarization layer with a difference in the refractive indices to the structured layer greater than 0.1, preferably greater than 0.2, particularly preferably greater than 0.3, is applied in a plan view from above on, for example, an outer side of the surface , This makes it possible to structure the structured layer for a viewer from outside the organic optoelectronic component in the
  • FIGS. 1A, 2, 3 and 4A show schematic side views of exemplary embodiments of organic optoelectronic components described here
  • FIG. 1B shows a side view of an embodiment of an organic described here
  • FIG. 4B shows a plan view of an embodiment of an organic one described here
  • identical, identical or identically acting elements can each be provided with the same reference numerals.
  • the illustrated elements and their proportions with each other are not to be regarded as true to scale. Rather, individual elements, such as layers, components, components and areas, for exaggerated representability and / or better understanding may be exaggerated.
  • FIG. 1A shows a schematic side view of a
  • the organic optoelectronic component comprises a layer sequence S, which is arranged between a first electrode 1 and a second electrode 2.
  • the layer sequence S comprises a light-emitting layer (not shown), which in the operation of the device a
  • the first electrode 1 is reflective and consists for example of aluminum, the second electrode 2 is transparent
  • Component is designed as a top emitter.
  • Electrode 1 can be arranged on a substrate (not shown here). Above the second electrode 2 is a
  • Decoupling layer 3 is arranged.
  • the decoupling layer 3 is transparent to those in the light-emitting layer
  • the structured layer 3a has a structured surface A.
  • the structured layer 3a has structures 5 with feature sizes in the range of 1 nm to 100 ym.
  • the structures may be, for example, a lateral
  • the structured layer 3a is made of glass having a refractive index of about 1.8.
  • the planarization layer 3b is arranged. The planarization layer 3b covers the
  • planarization layer 3b completely fills gaps between the structures 5,
  • the planarization layer 3b is formed of polymethylmethacrylate and nanoparticles, and has a refractive index of about 1.8.
  • the structures 5 are not visible to a viewer from outside the organic optoelectronic device.
  • the structure of the coupling-out layer 3 can not be recognized from the outside. For a replica of the organic optoelectronic device is difficult or prevented.
  • a protective layer 4th is Over the coupling-out layer 3.
  • the coupling-out layer 3 and the protective layer 4 are located in the beam path R of the
  • the protective layer 4 may be, for example, a silicon nitride thin-film encapsulation layer.
  • the protective layer 4 is irreversibly bonded to the planarization layer 3b, while the
  • planarization layer 3b to the protective layer 4. If the protective layer 4 is removed, as shown in Figure 1B, the planarization layer 3b is removed at the same time so that the structures 5 of the patterned layer 3a are irreversibly visible. After the detachment, the planarization layer 3b can no longer or only with great difficulty be applied again accurately to the structured layer 3a. This allows the organic
  • Emission spectrum of the device is due to the irreversible destruction of the coupling-out layer 3 compared to the
  • Figure 2 shows a schematic side view of a
  • Embodiment of an organic optoelectronic Component Compared to the optoelectronic
  • Decoupling layer 3 is above the first electrode 1, in particular over that of the organic functional
  • the first electrode 1 can be designed as an anode and consist of ITO.
  • Layer 3a is the substrate over which the first electrode 1 is arranged and consists for example of glass.
  • the second electrode 2 is designed to be reflective as a cathode and consists for example of silver.
  • the decoupling layer 3 and the protective layer 4 are constructed as described under FIG. 1A.
  • Figure 3 is a schematic side view of a
  • the optoelectronic component is as
  • Electrode 2 is radiated to the outside to the environment. Compared to Figures 1A and 2 is the
  • the two electrodes 1 and 2 are formed transparent.
  • FIG. 4A shows a schematic side view of a
  • Planarization layer 3b in places equal to or greater than 0.1, preferably greater than 0.2, more preferably greater than 0.3.
  • the hatched area indicates the Planarization 3b a changed by at least 0.1 refractive index than the structured layer 3a.
  • the structured layer 3a comprises a glass having a refractive index of 1.5.
  • the planarization layer 3b is made of polymethyl methacrylate having a refractive index of 1.5 and in the hatched area
  • FIG. 4B shows a top view from above onto an optoelectronic component, in particular the protective layer 4, and in the middle thereof

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Abstract

Es wird ein organisches optoelektronisches Bauelement angeben. Das Bauelement umfasst - einen organischen funktionellen Schichtenstapel (S) zwischen einer ersten Elektrode (1) und einer zweiten Elektrode (2) umfassend eine lichtemittierende Schicht, die dazu eingerichtet ist, im Betrieb des Bauelements eine Strahlung zu emittieren, - eine Auskoppelschicht (3) über der ersten Elektrode (1) und/oder der zweiten Elektrode (2), die im Strahlengang (R) der Strahlung der lichtemittierenden Schicht angeordnet ist. Die Auskoppelschicht (3) umfasst eine strukturierte Schicht (3a) und eine darüber angeordnete Planarisierungsschicht (3b). Die strukturierte Schicht (3a) weist eine zumindest stellenweise strukturierte Oberfläche (A) auf und die Planarisierungsschicht (3b) planarisiert die strukturierte Oberfläche (A) der strukturierten Schicht (3a). Der Unterschied der Brechungsindices der strukturierten Schicht (3a) und der Planarisierungsschicht (3b) ist zumindest stellenweise kleiner als 0,3.

Description

Beschreibung
Organisches optoelektronisches Bauelement Die Erfindung betrifft ein organisches optoelektronisches Bauelement .
Bei organischen optoelektronischen Bauelementen, wie
organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs) , wird nur ein Teil der in der lichtemittierenden Schicht erzeugten
elektromagnetischen Strahlung nach außen an die Umgebung ausgekoppelt. Der restliche Teil der Strahlung verteilt sich auf verschiedene Verlustkanäle, beispielsweise in Strahlung, das im Substrat oder in organischen Schichten durch
Wellenleitungseffekte geführt wird. Ohne technische Maßnahmen wird nur etwa ein Viertel der erzeugten Strahlung an die Umgebung ausgekoppelt, während der Rest durch
Wellenleitungseffekte und Totalreflexion verlorengeht. Für die Hersteller solcher Bauelemente ist es wünschenswert, die eingesetzten technischen Maßnahmen zur Erhöhung der
Strahlungsauskopplung und somit die verwendete
Auskoppeltechnologie geheim zu halten, damit die organischen optoelektronischen Bauelemente nicht oder nur schwer
analysiert, kopiert oder gefälscht werden können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein organisches
optoelektronisches Bauelement bereitzustellen, dessen
Auskoppeltechnologie nicht oder erschwert analysierbar ist und das kopiergeschützt ist.
Diese Aufgaben werden durch ein organisches
optoelektronisches Bauelement gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein organisches optoelektronisches Bauelement umfassend einen organischen funktionellen Schichtenstapel angegeben. Der organische funktionelle Schichtenstapel ist zwischen einer ersten
Elektrode und einer zweiten Elektrode angeordnet. Der
organische funktionelle Schichtenstapel umfasst eine
lichtemittierende Schicht, die dazu eingerichtet ist, im Betrieb des Bauelements eine Strahlung beziehungsweise Licht zu emittieren. Bevorzugt ist die lichtemittierende Schicht dazu eingerichtet, im Betrieb des Bauelements Licht im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums, beispielsweise weißes Licht, zu emittieren.
Dass eine Schicht oder ein Element "zwischen" zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine
Element unmittelbar in direktem mechanischem und/oder
elektrischem Kontakt oder in mittelbarem Kontakt zu einem der zwei anderen Schichten oder Elementen oder in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt oder in
mittelbarem Kontakt zu anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist. Dabei können bei mittelbarem Kontakt dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen Schichten beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen
Elemente angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das organische optoelektronische Bauelement eine Auskoppelschicht, die im Strahlengang der Strahlung der lichtemittierenden Schicht angeordnet ist. Insbesondere ist die Auskoppelschicht über der ersten und/oder der zweiten Elektrode angeordnet.
Dass eine Schicht oder ein Element "auf" oder "über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.
Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.
Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente
zwischen der einen und der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen oder dem anderen Element angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Auskoppelschicht eine strukturierte Schicht und eine darüber angeordnete Planarisierungsschicht oder besteht aus diesen Schichten. Die Auskoppelschicht dient dazu, die
Lichtauskopplung der in der lichtemittierenden Schicht erzeugten Strahlung beziehungsweise des erzeugten Lichts zu erhöhen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die strukturierte Schicht eine zumindest stellenweise strukturierte Oberfläche auf und die Planarisierungsschicht planarisiert die
strukturierte Oberfläche der strukturierten Schicht. Dass die Planarisierungsschicht die strukturierte Oberfläche der strukturierten Schicht planarisiert, bedeutet insbesondere, dass sich die Planarisierungsschicht an die Oberfläche der strukturierten Schicht anpasst. Insbesondere füllt die
Planarisierungsschicht Vertiefungen der Oberfläche der strukturierten Schicht, die durch die Strukturierung der Oberfläche der strukturierten Schicht entstehen, lückenlos, formschlüssig und/oder vollständig auf. Die Auskoppelschicht umfassend die strukturierte Schicht und die darüber
angeordnete Planarisierungsschicht weist dabei insbesondere eine glatte Oberfläche auf. Die Schichtdicken der
Planarisierungsschicht und der strukturierten Schicht können bei dieser Ausführungsform also über ihre Fläche variieren, während die Schichtdicke der Auskoppelschicht konstant beziehungsweise im Rahmen der Herstellungsbedingungen
konstant ist. Insbesondere bedeckt die Planarisierungsschicht die strukturierte Schicht vollständig.
Dass die strukturierte Schicht eine zumindest stellenweise strukturierte Oberfläche aufweist, kann bedeuten, dass die Oberfläche nur stellenweise oder vollflächig strukturiert ist. Beispielsweise kann die Oberfläche der strukturierten Schicht nur lateral, das heißt in einer Draufsicht von oben, auf diese Schicht an den Außenseiten strukturiert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Unterschied der Brechungsindices der strukturierten Schicht und der
Planarisierungsschicht zumindest stellenweise kleiner als 0,3, bevorzugt kleiner als 0,2, besonders bevorzugt kleiner als 0,1. Insbesondere ist der Unterschied der
Brechungsindices der strukturierten Schicht und der
Planarisierungsschicht an den Stellen an denen die
Planarisierungsschicht über den Strukturen der strukturierten Schicht angeordnet kleiner als 0,3 bevorzugt kleiner als 0,2, besonders bevorzugt kleiner als 0,1. Ganz besonders bevorzugt ist der Brechungsindex der strukturierten Schicht und der Planarisierungsschicht zumindest stellenweise gleich. Mit den geringen Unterschieden der Brechungsindices ist die Strukturierung der strukturierten Schicht für einen
Betrachter von außerhalb des organischen optoelektronischen Bauelements nicht sichtbar. Da die Strukturierung der
Oberfläche der strukturierten Schicht innerhalb der
Auskoppelschicht wesentlich zur Erhöhung der Lichtauskopplung beiträgt, kann ein Betrachter von außerhalb damit die
Strukturierung nicht erkennen, so dass die verwendete
Auskoppeltechnologie nicht erkannt werden kann. Damit wird ein Nachbau des organischen optoelektronischen Bauelements erschwert oder verhindert. Mit anderen Worten kann einer Nachkonstruktion vorgebeugt werden und damit eine Art
Kopierschutz erzielt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das organische optoelektronische Bauelement ein Substrat. Das Substrat kann beispielsweise eine oder mehrere Materialien in Form einer Schicht, einer Platte, einer Folie oder einem Laminat
aufweisen, die ausgewählt sind aus Quarz, Glas, Kunststoff, Metall, Siliziumwafer . Insbesondere weist das Substrat Glas auf oder besteht daraus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Elektrode auf dem Substrat insbesondere in direktem mechanischem
Kontakt zu dem Substrat angeordnet. Die erste Elektrode ist dabei insbesondere als Anode ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eine der Elektroden transparent ausgebildet. Mit transparent wird hier und im Folgenden eine Schicht bezeichnet, die durchlässig für die in der lichtemittierten Schicht erzeugte Strahlung, insbesondere für sichtbares Licht, ist. Dabei kann die transparente Schicht klar durchscheinend oder zumindest teilweise lichtstreuend oder teilweise lichtabsorbierend sein, sodass die transparente Schicht beispielsweise auch diffus oder milchig durchscheinend sein kann. Besonders bevorzugt ist eine hier als transparent bezeichnete Schicht möglichst lichtdurchlässig, sodass insbesondere die
Absorption von der im Betrieb des Bauelements in der
lichtemittierenden Schicht des organischen funktionellen Schichtenstapels erzeugten Strahlung so gering wie möglich ist . In dem organischen optoelektronischen Bauelement kann zum Beispiel die erste Elektrode transparent und die zweite
Elektrode reflektierend ausgeführt sein. Das organische optoelektronische Bauelement kann damit als Bottom-Emitter ausgeführt werden. Alternativ kann zum Beispiel die erste Elektrode reflektiv und die zweite Elektrode transparent ausgeführt sein. Das organische optoelektronische Bauelement kann somit als Top-Emitter ausgeführt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind beide Elektroden transparent ausgebildet. Damit kann die in der
lichtemittierenden Schicht des organischen funktionellen Schichtenstapels erzeugte Strahlung in beide Richtungen, also durch beide Elektroden hindurch, abgestrahlt werden. Im Fall, dass das organische optoelektronische Bauelement ein Substrat aufweist, bedeutet dies, dass die Strahlung sowohl durch das Substrat hindurch, das dann ebenfalls transparent ausgebildet ist, als auch in die vom Substrat abgewandte Richtung
abgestrahlt werden kann. Weiterhin können in diesem Fall alle Schichten des organischen optoelektronischen Bauelements transparent ausgebildet sein, sodass das organische
optoelektronische Bauelement eine transparente organische lichtemittierende Diode bildet. Insbesondere ist die Auskoppelschicht über der Elektrode angeordnet, die transparent ausgebildet ist. Handelt es sich um eine transparente OLED, sind also die erste und die zweite Elektrode transparent ausgebildet, kann die Auskoppelschicht über beiden Elektroden ausgebildet sein. Die Auskoppelschicht befindet sich vorzugsweise auf der von dem organischen
Schichtenstapel abgewandten Hauptoberfläche der ersten und/oder zweiten Elektrode. Gemäß einer Ausführungsform ist die Auskoppelschicht
transparent ausgebildet.
Als Material für eine transparente Elektrode kann
beispielsweise ein transparentes elektrisch leitendes Oxid verwendet werden. Transparente elektrisch leitende Oxide
(Transparent Conductive Oxides, kurz "TCO") sind transparente elektrisch leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid,
Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise ZnO, Sn02 oder Ιη2θ3, gehören auch ternäre
MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise Zn2SnOzi, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, Galn03, Zn2In205 oder In4Sn30i2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs . Weiterhin kann es möglich sein, dass die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen
Zusammensetzung entsprechen und auch p- oder n-dotiert sein können . Als Material für eine reflektierende Elektrode können sich unter anderem insbesondere Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Kalzium, Kupfer oder Lithium sowie
Verbindungen, Kombinationen und Legierungen davon als vorteilhaft erweisen. Diese Materialien können auch für transparente Elektroden eingesetzt werden. Die Transparenz kann über die Schichtdicke der Elektrode eingestellt werden. Für transparente Elektroden können auch Silber-Nanodrähte verwendet werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist der organische funktionelle Schichtenstapel auf der ersten Elektrode angeordnet. Dabei kann die erste Elektrode auf einem Substrat angeordnet sein.
Der organische funktionelle Schichtenstapel weist zumindest eine lichtemittierende Schicht auf. Die lichtemittierende Schicht kann organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine nichtpolymere Moleküle ("small molecules") oder Kombinationen davon umfassen.
Weiterhin kann die lichtemittierende Schicht als
elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein. Als
Materialien hierzu eignen sich Materialien, die einer
Strahlungsemission aufgrund von Fluoreszenz oder
Phosphoreszenz aufweisen, beispielsweise Polyfluoren,
Polythiophen oder Polyphenylen oder Derivate, Verbindungen, Mischungen oder Copolymere davon.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der organische funktionelle Schichtenstapel weitere funktionelle Schichten, wie beispielsweise Lochinjektionsschichten,
Lochtransportschichten, Lochblockierschichten,
Elektronentransportschichten, Elektronenblockierschichten und/oder Elektroneninjektionsschichten auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das organische optoelektronische Bauelement als organische lichtemittierende Diode (OLED) ausgeformt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das organische optoelektronische Bauelement zumindest eine
Verkapselungsschicht auf. Unter Verkapselungsschicht wird vorliegend eine Vorrichtung verstanden, die dazu eingerichtet ist, eine Barriere gegenüber atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Verkapselungsschicht derart ausgebildet, dass sie von atmosphärischen Stoffen, wie Wasser oder Sauerstoff, höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden.
Die Verkapselungsschicht kann eine Dünnschichtverkapselungs- schicht sein. Die Dünnschichtverkapselungsschicht kann ein oder mehrere dünne Schichten aufweisen, die beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung ("chemical vapor deposition", CVD) oder PECVD ("plasma enhanced chemical vapor deposition") und/oder eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) aufgebracht sind und die beispielsweise eines oder mehrere Materialien Siliziumoxid, Siliziumcarbid,
Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Zinnoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumiumoxid, Lanthanoxid und Tantaloxid
aufweisen. Die Verkapselungsschicht kann weiterhin einen mechanischen Schutz in Form einer KunststoffSchicht und/oder einer auflaminierten Glasschicht und/oder auflaminierten Metallfolie beispielsweise aus Aluminium sein. Damit kann beispielsweise ein Kratzschutz erreicht werden.
Alternativ sind auch andere Verkapselungsschichten möglich, beispielsweise in Form eines aufgeklebten Glasdeckels.
Insbesondere ist der Glasdeckel oder das Glas mittels eines Klebers oder einer Klebeschicht auf einer
Dünnfilmverkapselung angeordnet. Im Hinblick auf den prinzipiellen Aufbau eines organischen optoelektronischen Bauelements, dabei beispielsweise im
Hinblick auf den Aufbau, die SchichtZusammensetzung und die Materialien wird auf die Druckschrift WO 2010/066245 AI verwiesen, die insbesondere in Bezug auf den Aufbau, die SchichtZusammensetzung und die Materialien ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das organische optoelektronische Bauelement eine Schutzschicht, die über der Auskoppelschicht angeordnet ist. Die Schutzschicht ist insbesondere transparent ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die
Planarisierungsschicht aus einem Material mit klebenden
Eigenschaften gebildet, beispielsweise einem Klebstoff.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Schutzschicht
irreversibel an die Planarisierungsschicht gebunden. Dies bedeutet, dass die Schutzschicht nicht von dem Bauelement entfernt werden kann, ohne die Auskoppelschicht zu zerstören, da die Planarisierungsschicht zumindest teilweise,
vorzugsweise vollständig mit abgelöst wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Adhäsion der Planarisierungsschicht zu der strukturierten Schicht geringer als die Adhäsion der Planarisierungsschicht zu der
Schutzschicht. Mit anderen Worten haftet die
Planarisierungsschicht stärker an der Schutzschicht als an der strukturierten Schicht. In einer Ausführungsform ist die Schutzschicht irreversibel an die Planarisierungsschicht gebunden und die strukturierte Schicht ist mit der Planarisierungsschicht reversibel verbunden. Dies bedeutet, dass die Schutzschicht nicht von dem Bauelement entfernt werden kann, ohne die
Auskoppelschicht zu zerstören, da die Planarisierungsschicht zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, mit abgelöst wird, die strukturierte Schicht aber vorzugsweise nicht mit abgelöst wird und somit über der ersten und/oder zweiten Elektrode verbleibt.
Wird die Schutzschicht von außen entfernt, wird gleichzeitig damit auch die Planarisierungsschicht entfernt, sodass die Strukturen der strukturierten Schicht irreversibel sichtbar werden. Irreversibel bedeutet hier, dass sich die
Planarisierungsschicht nicht mehr oder nur schwierig wieder passgenau auf die strukturierte Schicht aufbringen lässt. Dadurch lässt sich das organische optoelektronische
Bauelement nach dem Entfernen der Schutzschicht in Verbindung mit der Planarisierungsschicht nicht mehr sinnvoll optisch untersuchen. Das Emissionsspektrum des Bauelements ist durch die irreversible Zerstörung der Auskoppelschicht im Vergleich zu dem Emissionsspektrum des Bauelements im Originalzustand verändert. Die Vermessung des Spektrums des organischen optoelektronischen Bauelements ist damit also nicht mehr möglich und die Auskoppeltechnologie kann somit verschleiert werden. Zudem wird das technische Benchmarking von
Wettbewerbern erschwert. Die erfindungsgemäße Kombination der Auskoppelschicht mit der Schutzschicht bildet so einen leicht nachweisbaren Kopierschutz.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann die Strukturierung der strukturierten Schicht periodisch oder nichtperiodisch erfolgen. Die Strukturen können linsenförmig, das heißt mit konvex oder konkav gekrümmten Oberflächen, pyramidenförmig, pyramidenstumpfförmig, kegelstumpfförmig, rechteckig,
quadratisch oder ähnlich ausgeführt sein. Es kann sich beispielsweise um fotolithographisch hergestellte Strukturen, Mikrolinsen, holographische Gitterstrukturen oder Strukturen zur Erzeugung kohärenter optischer Effekte handeln. Es ist auch möglich, dass die Strukturen durch Prägen, Drucken oder Lasergravieren erzeugt werden. Das Drucken kann
beispielsweise mittels Tintenstrahldruck erfolgen. Mit der Strukturierung kann beispielsweise durch Lichtstreuung die Lichtauskopplung verbessert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die strukturierte Schicht Strukturen, insbesondere topografische Strukturen, auf, die Strukturgrößen im Bereich von 1 nm bis 100 ym, bevorzugt 0,5 ym bis 100 ym, besonders bevorzugt 5 bis 50 ym, aufweisen. Bei den Strukturgrößen kann es sich um die
laterale und/oder die vertikale Ausdehnung handeln. Die
Zwischenräume zwischen den topografischen Strukturen werden dabei durch die Planarisierungsschicht insbesondere
lückenlos, formschlüssig und/oder vollständig aufgefüllt und die Strukturen und die strukturierte Schicht dabei
vollständig von der Planarisierungsschicht bedeckt. Die
Strukturen können sich insbesondere auch in ihren
Strukturgrößen unterscheiden, es können also Strukturen unterschiedlicher Strukturgrößen vorhanden sein.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Auskoppelschicht zumindest stellenweise einen Brechungsindex auf, der an den Brechungsindex der funktionellen Schichten des organischen funktionellen Schichtenstapels angepasst ist. Insbesondere können der Brechungsindex der Auskoppelschicht und der Brechungsindex der funktionellen Schichten des organischen funktionellen Schichtenstapels gleich sein. So kann die maximal mögliche Lichtauskopplung erzielt werden. Gemäß einer Ausführungsform weist die Auskoppelschicht zumindest stellenweise einen Brechungsindex von etwa 1,8 auf. Insbesondere weisen damit sowohl die strukturierte Schicht als auch die Planarisierungsschicht zumindest stellenweise einen Brechungsindex von etwa 1,8 auf, wobei der Unterschied der Brechungsindices der strukturierten Schicht und der
Planarisierungsschicht zumindest stellenweise kleiner als 0,3, bevorzugt kleiner als 0,2, besonders bevorzugt kleiner als 0,1, sein kann. Im Vergleich zu einer direkten
Auskopplung der in der lichtemittierenden Schicht erzeugten Strahlung an Luft mit einem Brechungsindex von etwa 1 kann der Verlust an Strahlung durch Wellenleitungseffekte oder Totalreflexion an der Grenzfläche Elektrode/Auskoppelschicht im Vergleich zu Elektrode/Luft vermindert und damit die
Lichtauskopplung verbessert werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die
Planarisierungsschicht und/oder die strukturierte Schicht und/oder die Schutzschicht ein Polymer oder besteht aus einem Polymer, wobei das Polymer bevorzugt aus einer Gruppe
ausgewählt ist, die Polyimide, Polyacrylate, Epoxidharze und Silikone umfasst. Beispielsweise kann es sich um
Polymethylmethacrylat handeln. Diese Polymere weisen
insbesondere einen Brechungsindex von etwa 1,5 auf. Diese Polymere weisen klebende Eigenschaften auf. Damit kann sowohl die strukturierte Schicht als auch die Schutzschicht an der der Planarisierungsschicht haften. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Planarisierungsschicht und/oder strukturierte Schicht und/ oder die Schutzschicht Nanopartikel , insbesondere
hochbrechende Nanopartikel. Durch die Nanopartikel ist es möglich den Brechungsindex der Schicht anzuheben.
Beispielsweise kann so der Brechungsindex der
Planarisierungsschicht und/oder der strukturierten Schicht und/oder der Schutzschicht umfassend ein Polymer und
Nanopartikel bei 1,8 liegen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Nanopartikel eine Größe von 1 nm bis 100 nm, bevorzugt 5 nm bis 50 nm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Nanopartikel, insbesondere die hochbrechenden Nanopartikel aus einem
Metalloxid, beispielsweise aus T1O2 oder Zr02 gebildet.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die
Planarisierungsschicht und die strukturierte Schicht
dieselben Materialien oder bestehen aus denselben
Materialien. So kann garantiert werden, dass der
Brechungsindex identisch ist, so dass die Strukturierung von außen nicht sichtbar ist. Die Polymere können in flüssiger Form auf die strukturierte Schicht aufgebracht werden, so dass eine lückenlose,
formschlüssige und/oder vollständige Auffüllung der
Zwischenräume der Strukturen der strukturierten Schicht erfolgt und damit gewährleistet werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen der strukturierten Schicht und der Planarisierungsschicht eine
selbstorganisierende Monoschicht, sogenannte Seif Assembly Monolayer oder SAM, angeordnet. Durch die
selbstorganisierende Monoschicht kann eine
Haftungsverminderung zwischen der strukturierten Schicht und der Planarisierungsschicht erreicht werden. Dadurch kann, beispielsweise wenn die strukturierte Schicht und die
Schutzschicht dasselbe Material umfassen oder aus demselben Material bestehen, erreicht werden, dass die Adhäsion
beziehungsweise Haftung der strukturierten Schicht an der Planarisierungsschicht geringer ist als die Adhäsion
beziehungsweise Haftung der Schutzschicht an der
Planarisierungsschicht. In der Folge wird beim Entfernen der Schutzschicht gleichzeitig auch die Planarisierungsschicht entfernt und damit die Auskoppelschicht zerstört. Gemäß einer Ausführungsform besteht die Auskoppelschicht aus der strukturierten Schicht, der selbstorganisierenden
Monoschicht und der Planarisierungsschicht.
Gemäß einer Ausführungsform besteht die selbstorganisierende Monoschicht aus nur einer Moleküllage. Sie kann je nach verwendetem Material beispielsweise eine Schichtdicke
zwischen 0,1 nm und 10 nm aufweisen. Damit werden die
optischen Eigenschaften des organischen optoelektronischen Bauelements durch diese Schicht nicht oder kaum beeinflusst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die
selbstorganisierende Monoschicht aus Thiolen, Silanen,
Silanolen oder Phosphonaten gebildet. Beispielsweise ist die selbstorganisierende Monoschicht aus Methyltrichlorsilan oder Methylthiol gebildet.
In zumindest einer Ausführungsform ist die strukturierte Schicht ein Substrat, eine Streuschicht und/oder eine Verkapselungsschicht . Beispielweise handelt es sich um das Substrat, auf dem die erste Elektrode angeordnet ist. Es kann sich aber auch um eine Streuschicht oder eine
Verkapselungsschicht handeln, die auf dem Substrat, bevorzugt auf der dem Schichtenstapel abgewandten Hauptoberfläche des Substrats, angeordnet ist.
Handelt es sich bei der strukturierten Schicht um eine
Streuschicht können gemäß einer Ausführungsform Streupartikel in der strukturierten Schicht eingebettet sein.
Beispielsweise können die Streupartikel Si02, T1O2 oder Zr02~ Partikel sein. Es ist möglich, dass sich die strukturierte Schicht nur durch die Streupartikel von der
Planarisierungsschicht unterscheidet. Es kann also sein, dass die strukturierte Schicht ein Polymer, Streupartikel und optional Nanopartikel umfasst oder aus diesen Materialien besteht und die Planarisierungsschicht umfasst dasselbe
Polymer und optional dieselben Nanopartikel oder besteht aus diesen Materialien.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Verkapselungsschicht eine Dünnfilmverkapselungsschicht , eine Deckfolie oder eine
Lackschicht. Die Dünnfilmverkapselung kann wie oben
beschrieben ausgeführt sein und beispielsweise Siliziumoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Zinnoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumiumoxid, Lanthanoxid und Tantaloxid aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann die Deckfolie oder Lackschicht dieselben Materialien umfassen wie die
Planarisierungsschicht. Sie können also ein Polymer umfassen oder aus einem Polymer bestehen. Das Polymer ist bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Polyimide, Polyacrylate, Epoxidharze und Silikone umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst oder besteht die
strukturierte Schicht aus Quarz, Glas oder Kunststoff, bevorzugt Glas. Glas weist einen Brechungsindex von etwa 1,5, bevorzugt l,8auf. Beispielsweise kann die strukturierte
Schicht Glas umfassen oder aus Glas bestehen und die
Planarisierungsschicht kann Polymethylmethacrylat umfassen oder daraus bestehen. Glas als auch Polymethylmethacrylat können einen Brechungsindex von etwa 1,5 aufweisen. Es kann für die strukturierte Schicht auch ein Glas mit einem
Brechungsindex von 1,8 gewählt werden und die
Planarisierungsschicht umfasst Polymethylmethacrylat und Nanopartikel , wobei durch den Zusatz der Nanopartikel der Brechungsindex der Planarisierungsschicht auf 1,8 erhöht werden kann.
In einer Ausführungsform umfasst oder besteht die
Schutzschicht aus Quarz, Glas oder Kunststoff Die
Schutzschicht kann optional Streupartikel wie Ti02 enthalten und damit lichtstreuend ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform ist der Unterschied der
Brechungsindices der strukturierten Schicht und der
Planarisierungsschicht stellenweise gleich oder größer als 0,1, bevorzugt größer als 0,2, besonders bevorzugt größer als 0,3. Dadurch ist es insbesondere in Verbindung mit geeigneten Strukturgrößen möglich, die Strukturierung der strukturierten Schicht für einen Betrachter von außerhalb des organischen optoelektronischen Bauelements stellenweise sichtbar zu machen. So können beispielsweise Schriftzüge mit dem
Herstellerlogo sichtbar gemacht werden. Je größer der Brechungsindexunterschied bei gegebener Strukturgröße der Strukturen, desto deutlicher können die Strukturen von außen sichtbar gemacht werden. Gemäß einer Ausführungsform kann der Brechungsindex der Planarisierungsschicht zumindest stellenweise durch die Zugabe von Nanopartikeln, insbesondere hochbrechenden
Nanopartikeln erhöht werden. Der effektive Brechungsindex ergibt sich aus dem arithmetischen Mittelwert der
Volumenanteile der Einzelbestandteile, wenn die Größe der Bestandteile/Partikel wesentlich kleiner ist, bevorzugt kleiner als 100 nm, als die Wellenlänge.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Planarisierungsschicht zumindest stellenweise Nanopartikel, insbesondere hochbrechende Nanopartikel. Durch die
Nanopartikel ist es möglich den Brechungsindex der Schicht stellenweise anzuheben. Beispielsweise kann so der
Brechungsindex der Planarisierungsschicht umfassend ein Polymer und Nanopartikel stellenweise bei 1,8 liegen.
Beispielweise kann die strukturierte Schicht Glas umfassen und einen Brechungsindex von 1,5 aufweisen. Die
Planarisierungsschicht kann stellenweise aus
Polymethylmethacrylat gebildet sein und somit an diesen Stellen einen Brechungsindex von 1,5 aufweisen und
stellenweise Polymethylmethacrylat und Nanopartikel umfassen und somit an diesen Stellen einen höheren Brechungsindex als 1,5, beispielsweise 1,8 aufweisen. Strukturen über denen die Planarisierungsschicht mit einem Brechungsindex von 1,5 aufgebracht ist, sind dann von außen nicht sichtbar, während die Strukturen über denen die Planarisierungsschicht mit einem Brechungsindex von 1,8 aufgebracht ist von außen sichtbar sind. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Nanopartikel eine Größe von 1 nm bis 100 nm, bevorzugt 5 nm bis 50 nm auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Nanopartikel aus einem Metalloxid, beispielsweise aus T1O2 oder Zr02 gebildet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Planarisierungsschicht stellenweise Poren oder niedrig brechende Nanopartikel. Unter niedrig brechenden
Nanopartikeln wird vorliegend verstanden, dass sie einen niedrigeren Brechungsindex als das eingesetzte Polymer für die Planarisierungsschicht aufweisen. Dadurch ist es möglich den Brechungsindex der Schicht stellenweise zu senken.
In einer Ausführungsform kann die Planarisierungsschicht mit einem Unterschied der Brechungsindices zur strukturierten Schicht größer als 0,1, bevorzugt größer als 0,2, besonders bevorzugt größer als 0,3 nur mittig oder lateral angeordnet sein. Eine laterale Anordnung bedeutet dabei, dass in einer Draufsicht von oben an beispielsweise einer Außenseite der Fläche die Planarisierungsschicht mit einem Unterschied der Brechungsindices zur strukturierten Schicht größer als 0,1, bevorzugt größer als 0,2, besonders bevorzugt größer als 0,3 aufgebracht ist. Dadurch ist es möglich, eine Strukturierung der strukturierten Schicht für einen Betrachter von außerhalb des organischen optoelektronischen Bauelements in der
Draufsicht mittig oder an zumindest einer Außenseite sichtbar zu machen.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen .
Figuren 1A, 2, 3 und 4A zeigen schematische Seitenansichten von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen organischen optoelektronischen Bauelementen,
Figur 1B zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen organischen
optoelektronischen Bauelements beim Ablösen der
Schutzschicht,
Figur 4B zeigt eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen organischen
optoelektronischen Bauelements.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Figur 1A zeigt eine schematische Seitenansicht eines
Ausführungsbeispiels eines organischen optoelektronischen Bauelements. Das organische optoelektronische Bauelement umfasst eine Schichtenfolge S, die zwischen einer ersten Elektrode 1 und einer zweiten Elektrode 2 angeordnet ist. Die Schichtenfolge S umfasst eine lichtemittierende Schicht (nicht gezeigt) , die im Betrieb des Bauelements eine
elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums emittiert. Die erste Elektrode 1 ist reflektierend ausgebildet und besteht beispielsweise aus Aluminium, die zweite Elektrode 2 ist transparent
ausgebildet und besteht aus ITO. Das optoelektronische
Bauelement ist als Top-Emitter ausgeführt. Die erste
Elektrode 1 kann auf einem Substrat (hier nicht gezeigt) angeordnet sein. Über der zweiten Elektrode 2 ist eine
Auskoppelschicht 3 angeordnet. Die Auskoppelschicht 3 ist transparent für die in der lichtemittierenden Schicht
erzeugte Strahlung ausgebildet und besteht aus einer
strukturierten Schicht 3a und einer Planarisierungsschicht 3b. Die strukturierte Schicht 3a weist eine strukturierte Oberfläche A auf. Die strukturierte Schicht 3a weist dabei Strukturen 5 mit Strukturgrößen im Bereich von 1 nm bis 100 ym auf. Die Strukturen können beispielsweise eine laterale
Ausdehnung von 50 nm und eine vertikale Ausdehnung, also eine Höhe von 1 ym aufweisen. Die strukturierte Schicht 3a besteht aus Glas mit einem Brechungsindex von etwa 1,8. Über der strukturierten Schicht 3a ist die Planarisierungsschicht 3b angeordnet. Die Planarisierungsschicht 3b bedeckt die
strukturierte Schicht 3a vollständig beziehungsweise
vollflächig, insbesondere füllt die Planarisierungsschicht 3b Zwischenräume zwischen den Strukturen 5 lückenlos,
formschlüssig und vollständig auf. Die Planarisierungsschicht 3b ist aus Polymethylmethacrylat und Nanopartikeln gebildet, und weist einen Brechungsindex von etwa 1,8 auf. Damit sind die Strukturen 5 für einen Betrachter von außerhalb des organischen optoelektronischen Bauelements nicht sichtbar. So kann der Aufbau der Auskoppelschicht 3 von außen nicht erkannt werden. Damit wird ein Nachbau des organischen optoelektronischen Bauelements erschwert oder verhindert. Über der Auskoppelschicht 3 ist eine Schutzschicht 4
angeordnet. Die Auskoppelschicht 3 und die Schutzschicht 4 befinden sich im Strahlengang R der von der
lichtemittierenden Schicht in dem organischen funktionellen Schichtenstapel S erzeugten Strahlung. Die Schutzschicht 4 kann beispielsweise eine Dünnfilmverkapselungsschicht aus Siliziumnitrid sein. Die Schutzschicht 4 ist irreversibel an die Planarisierungsschicht 3b gebunden, während die
strukturierte Schicht 3a reversibel mit der
Planarisierungsschicht 3b verbunden ist. Die Adhäsion der Planarisierungsschicht 3b zu der strukturierten Schicht 3a ist damit geringer als die Adhäsion der
Planarisierungsschicht 3b zu der Schutzschicht 4. Wird die Schutzschicht 4 entfernt, was in Figur 1B dargestellt ist, wird gleichzeitig damit auch die Planarisierungsschicht 3b entfernt, sodass die Strukturen 5 der strukturierten Schicht 3a irreversibel sichtbar werden. Die Planarisierungsschicht 3b lässt sich nach dem Ablösen nicht mehr oder nur sehr schwierig wieder passgenau auf die strukturierte Schicht 3a aufbringen. Dadurch lässt sich das organische
optoelektronische Bauelement nach dem Entfernen der
Schutzschicht 4 in Verbindung mit der Planarisierungsschicht 3b nicht mehr sinnvoll optisch untersuchen. Das
Emissionsspektrum des Bauelements ist durch die irreversible Zerstörung der Auskoppelschicht 3 im Vergleich zu dem
Emissionsspektrum des Bauelements im Originalzustand, wie in Figur 1A dargestellt, verändert. Die Vermessung des Spektrums des organischen optoelektronischen Bauelements ist damit also nicht mehr möglich und die Auskoppeltechnologie kann
verschleiert werden. Die erfindungsgemäße Kombination der Auskoppelschicht 3 mit der Schutzschicht 4 bildet so einen leicht nachweisbaren Kopierschutz.
Figur 2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines
Ausführungsbeispiels eines organischen optoelektronischen Bauelements. Im Vergleich zu dem optoelektronischen
Bauelement in Figur 1A ist das optoelektronische Bauelement in Figur 2 als Bottom-Emitter ausgeführt. Die
Auskoppelschicht 3 ist dabei über der ersten Elektrode 1 insbesondere über der von dem organischen funktionellen
Schichtenstapel S abgewandten Hauptoberfläche der ersten Elektrode 1 angeordnet. Die erste Elektrode 1 kann als Anode ausgeführt sein und aus ITO bestehen. Die strukturierte
Schicht 3a ist das Substrat über dem die erste Elektrode 1 angeordnet ist und besteht beispielsweise aus Glas. Die zweite Elektrode 2 ist als Kathode reflektierend ausgebildet und besteht beispielsweise aus Silber. Die Auskoppelschicht 3 und die Schutzschicht 4 sind wie unter Figur 1A beschrieben aufgebaut .
In Figur 3 ist eine schematische Seitenansicht eines
Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements gezeigt. Das optoelektronische Bauelement ist als
transparente OLED ausgebildet. Das bedeutet, dass die
Strahlung über die erste Elektrode 1 und über die zweite
Elektrode 2 nach außen an die Umgebung abgestrahlt wird. Im Vergleich zu den Figuren 1A und 2 befindet sich die
Auskoppelschicht 3 und die Schutzschicht 4 über der ersten Elektrode 1 und über der zweiten Elektrode 2. Die beiden Elektroden 1 und 2 sind dabei transparent ausgebildet.
Figur 4A zeigt eine schematische Seitenansicht eines
organischen optoelektronischen Bauelements. Im Vergleich zu dem Bauelement der Figur 1A ist der Unterschied der
Brechungsindices der strukturierten Schicht 3a und der
Planarisierungsschicht 3b stellenweise gleich oder größer als 0,1, bevorzugt größer als 0,2, besonders bevorzugt größer als 0,3. In der Darstellung weist der schraffierte Bereich der Planarisierungsschicht 3b einen um mindestens 0,1 veränderten Brechungsindex auf als die strukturierte Schicht 3a.
Beispielsweise umfasst die strukturierte Schicht 3a ein Glas mit einem Brechungsindex von 1.5. Die Planarisierungsschicht 3b besteht aus Polymethylmethacrylat mit einem Brechungsindex von 1.5 und in dem schraffierten Bereich aus
Polymethylmethacrylat und Nanopartikeln mit einem
Brechungsindex von 1.8. Damit kann die Strukturierung in dem schraffierten Bereich für einen Betrachter von außerhalb des organischen optoelektronischen Bauelements sichtbar gemacht werden. Dies ist in Figur 4B dargestellt, der eine Draufsicht von oben auf ein optoelektronisches Bauelement, insbesondere auf die Schutzschicht 4, zeigt und bei dem mittig ein
Schriftzug sichtbar 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.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 105 198.5, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugs zeichenliste
1 erste Elektrode
2 zweite Elektrode
3 Auskoppelschicht
3a strukturierte Schicht
3b Planarisierungsschicht
4 Schutzschicht
5 Struktur
A strukturierte Oberfläche
S organischer Schichtenstapel
R Strahlengang

Claims

Patentansprüche
1. Organisches optoelektronisches Bauelement umfassend
- einen organischen funktionellen Schichtenstapel (S)
zwischen einer ersten Elektrode (1) und einer zweiten
Elektrode (2) umfassend eine lichtemittierende Schicht, die dazu eingerichtet ist, im Betrieb des Bauelements eine
Strahlung zu emittieren,
- eine Auskoppelschicht (3) über der ersten Elektrode (1) und/oder der zweiten Elektrode (2), die im Strahlengang (R) der Strahlung der lichtemittierenden Schicht angeordnet ist und
wobei die Auskoppelschicht (3) eine strukturierte Schicht (3a) und eine darüber angeordnete Planarisierungsschicht (3b) umfasst und die strukturierte Schicht (3a) eine zumindest stellenweise strukturierte Oberfläche (A) aufweist und wobei die Planarisierungsschicht (3b) die strukturierte Oberfläche (A) der strukturierten Schicht (3a) planarisiert und wobei der Unterschied der Brechungsindices der strukturierten
Schicht (3a) und der Planarisierungsschicht (3b) zumindest stellenweise kleiner als 0,3 ist.
2. Organisches optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei der Brechungsindex der strukturierten Schicht (3a) und der Brechungsindex der Planarisierungsschicht (3b) zumindest stellenweise gleich ist.
3. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die strukturierte Schicht (3a) Strukturen (5) aufweist, die zumindest stellenweise für einen Betrachter von außerhalb des organischen
optoelektronischen Bauelements nicht sichtbar sind.
4. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend eine Schutzschicht (4) über der Auskoppelschicht (3), wobei die Schutzschicht (4) irreversibel an die Planarisierungsschicht (3b) gebunden ist.
5. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Adhäsion der strukturierten Schicht (3a) an der Planarisierungsschicht (3b) geringer ist als die Adhäsion der Schutzschicht (4) an der Planarisierungsschicht (3b).
6. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3 umfassend eine Schutzschicht (4) über der Auskoppelschicht (3), wobei die Schutzschicht
(4) irreversibel an die Planarisierungsschicht (3b) gebunden ist und die Adhäsion der strukturierten Schicht (3a) an der Planarisierungsschicht (3b) geringer ist als die Adhäsion der Schutzschicht (4) an der Planarisierungsschicht (3b).
7. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die strukturierte Schicht (3a) Strukturen (5) aufweist, die Strukturgrößen im Bereich von 1 nm bis 100 ym, bevorzugt 0,5 ym bis 100 ym, besonders bevorzugt 5 ym bis 50 ym, aufweist .
8. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Strukturierung periodisch oder nicht periodisch ist .
9. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Planarisierungsschicht (3b) ein Polymer umfasst oder aus einem Polymer besteht und das Polymer aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Polyimide, Polyacrylate,
Epoxidharze und Silikone umfasst.
10. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Unterschied der Brechungsindices der strukturierten Schicht (3a) und der Planarisierungsschicht (3b) stellenweise gleich 0,1 oder größer als 0,1 ist.
11. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Unterschied der Brechungsindices der strukturierten Schicht (3a) und der Planarisierungsschicht (3b) stellenweise gleich 0,1 oder größer als 0,1 ist, so dass die Strukturen (5) an diesen Stellen für einen Betrachter von außerhalb des organischen optoelektronischen Bauelements sichtbar sind.
12. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Planarisierungsschicht zumindest stellenweise Nanopartikel aus einem Metalloxid umfasst.
13. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die strukturierte Schicht (3a) ein Substrat, eine
Streuschicht oder eine Verkapselungsschicht ist.
14. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die strukturierte Schicht (3a) Glas umfasst oder aus Glas besteht.
15. Organisches optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zwischen der strukturierten Schicht (3a) und der
Planarisierungsschicht (3b) eine selbstorganisierende
Monoschicht angeordnet ist.
16. Organisches optoelektronisches Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei die selbstorganisierende Monoschicht aus Thiolen, Silanen, Silanolen oder Phosphonaten gebildet ist.
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