DE102011076733B4

DE102011076733B4 - Optoelektronisches Bauelement, Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, Verwendung einer Glasfritte zur Kantenpassivierung einer Elektrode eines optoelektronischen Bauelements, und Verwendung einer Glasfritte zur Passivierung einer oder mehrerer metallischer Busleitungen eines optoelektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE102011076733B4
Application number: DE102011076733.9A
Authority: DE
Inventors: Erwin Lang
Original assignee: Pictiva Displays International Ltd
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2023-12-28
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: DE102011076733A1

Abstract

Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400), aufweisend:• mindestens eine optisch aktive Schicht (112);• mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur (104, 402), die mit der mindestens einen optisch aktiven Schicht (112) gekoppelt ist; und• eine Passivierungsstruktur (110, 202, 302, 404), die mit der elektrisch leitfähigen Struktur (104, 402) verbunden ist, wobei die Passivierungsstruktur (110, 202, 302, 404) Glas aufweist,• wobei die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur (104, 402) mindestens eine Elektrode (104) und mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung (402) aufweist;• wobei die Passivierungsstruktur (404) als eine Passivierung (404) für die mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung (402) angeordnet ist, und• wobei die zumindest eine elektrisch leitfähige Leitung (402) zur lateralen Stromverteilung in der zumindest einen optisch aktiven Schicht (112) vorgesehen ist,• wobei die mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung (402) auf der mindestens einen Elektrode (104) angeordnet und mit dieser in elektrischem Kontakt ist, und• wobei die zumindest eine elektrisch leitfähige Leitung (402) von der Passivierungsstruktur (404) ummantelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, eine Verwendung einer Glasfritte zur Kantenpassivierung einer Elektrode eines optoelektronischen Bauelements, und eine Verwendung einer Glasfritte zur Passivierung einer oder mehrerer metallischer Busleitungen eines optoelektronischen Bauelements.
Im Rahmen der Kantenpassivierung von organischen Leuchtdioden (Organic light emitting diode, OLED) oder auch der metallischen so genannten „Busleitung“-Passivierung wird bei herkömmlichen Substraten üblicherweise ein lithographisch strukturierter Photoresist (beispielsweise Polyimid) verwendet. Dieser wird beispielsweise in einer Dicke von ungefähr 1,5 µm aufgebracht und ist damit ungefähr eine Größenordnung dicker als die verwendeten organischen Schichten einer OLED. Für Standardkavitätsglas-verkapselte Bauteile mit einem Getter spielen offenliegende Organikkanten bzw. Photoresistkanten keine Rolle, da das Wasser bzw. der Sauerstoff beispielsweise mit Hilfe von Gettermaterialien absorbiert wird und somit zu keiner Schädigung der OLED führt.
Von Bedeutung ist jedoch die effektive Isolation zwischen Kathode und Anode speziell an den Kanten beispielsweise bei einer ITO(Indium-Zinnoxid)-Anode bzw. den Metallkanten. Nur teilweise gelöst ist in diesem Zusammenhang die Verkapselung solcher OLED-Bauteile mittels Dünnfilmverkapselung, da besonders im Randbereich an Schwachstellen in der Dünnfilmverkapselung eine Wasser- und Sauerstoffdiffusion in die OLED auftritt (so genannte „Kantenkorrosion“ (engl.: „Edge Corrosion“) bzw. „Seitenleckage“ (engl.: „Side Leakage“).
Gegenstand aktueller Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist die Verwendung von druckbaren organischen Passivierungspasten, die ebenfalls eine gute elektrische Isolation zwischen Anode und Kathode darstellen. Solche Schichten sind beispielsweise durch die Anforderung an die Viskosität und Druckbarkeit beispielsweise mit Füllstoffen versetzt, die je nach verwendetem Material insgesamt zu einer Schichtdicke von 5 µm bis zu mehr als 30 µm führen können. Dies stellt insbesondere für die Dünnfilmverkapselung solcher OLED-Bauteile eine größere Herausforderung dar im Vergleich zu den vorher beschriebenen kommerziell erhältlichen Substraten mit beispielsweise einer Polyimid-Passivierung.
Bisherige Versuche haben gezeigt, dass OLED-Bauteile (im Folgenden auch bezeichnet als OLED-Bauelemente) mit einer solchen gedruckten Passivierungsschicht in Feuchtetests verstärkt vom Rande des OLED-Bauelements her altern bzw. so genannte „Dunkelpunkte“ (engl.: „Darkspots“) aufweisen. REM-Aufnahmen zeigen, dass die gedruckten Passivierungsschichten von der Oberfläche her ziemlich rau sind. Außerdem weisen zum Teil die Füllstoffe in dem Passivierungsmaterial einen hohen Grad an Porosität auf, die sich mit der aktuell eingesetzten Dünnfilmverkapselung nicht ausreichend verkapseln lassen.
Ferner sind auch lithographiefreie Ansätze bekannt. Solche Ansätze erfordern jedoch Anodenkanten (beispielsweise ITO-Kanten) bzw. eine Metallisierung ohne scharfe Kanten oder Ecken (anders ausgedrückt dürfen die Kanten keine kleinen Krümmungsradien aufweisen). Realisieren lassen sich solche Substrate, indem das Anodenmaterial beispielsweise durch Masken bereits strukturiert aufgebracht wird.
In WO 2010/006571 A1 und DE 10 2008 048 472 A1 sind verschiedene Möglichkeiten einer Realisierung einer Dünnfilmverkapselung mit guten Barriereeigenschaften mit Hilfe von anorganischen Schichten beschrieben, die beispielsweise mittels eines Plasma-unterstützten Abscheideverfahrens aus der Gasphase (PE-CVD) oder eines Atomlagenepitaxieverfahrens (ALD) hergestellt werden.
Die Druckschrift WO 2010/100584 A2 offenbart in Reihe geschaltete OLEDs.
Die Druckschrift US 2007/0096631 A1 offenbart einen Flachbildschirm und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Es wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, aufweisend: mindestens eine optisch aktive Schicht; mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur, die mit der mindestens einen optisch aktiven Schicht gekoppelt ist; und eine Passivierungsstruktur, die mit der elektrisch leitfähige Struktur verbunden ist, wobei die Passivierungsstruktur Glas aufweist.
In einer Ausgestaltung kann die Passivierungsstruktur gebildet werden von einer aufgeschmolzenen und erstarrten Glasfritte.
In noch einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement eingerichtet sein als lichtemittierendes Bauelement.
In noch einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement eingerichtet sein als organisches lichtemittierendes Bauelement.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine optisch aktive Schicht mindestens eine organische Schicht aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine organische Schicht mindestens eine der folgenden organischen Schichten aufweisen:

• eine oder mehrere Emitterschichten; und/oder
• eine oder mehrere Lochleitungsschichten; und/oder
• eine oder mehrere funktionelle organische Schichten.

In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur mindestens eine Elektrode und/oder mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur mindestens eine Elektrode aufweisen; und die Passivierungsstruktur kann als eine Kantenisolation für die mindestens eine Elektrode angeordnet sein.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine Elektrode eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweisen; und die Passivierungsstruktur kann derart zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sein, dass sie diese voneinander elektrisch isoliert.
Die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur weist mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung auf; und die Passivierungsstruktur ist als eine Passivierung für die mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung angeordnet.
In noch einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement ferner aufweisen einen Träger; wobei die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur zumindest teilweise auf dem Träger angeordnet sein kann.
Die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur weist mindestens eine Elektrode und mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung auf; wobei die mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung auf der mindestens einen Elektrode angeordnet und mit dieser in elektrischem Kontakt ist.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine optisch aktive Schicht auf der mindestens einen elektrisch leitfähigen Struktur angeordnet sein.
In noch einer Ausgestaltung kann die erste Elektrode auf dem Träger angeordnet sein; und die zweite Elektrode kann auf der mindestens einen optisch aktiven Schicht angeordnet sein.
In noch einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement ferner aufweisen eine Dünnfilmverkapselung, die das optoelektronische Bauelement teilweise umschließt.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt. Das Verfahren kann aufweisen: Bilden mindestens einer optisch aktiven Schicht; Bilden mindestens einer elektrisch leitfähigen Struktur, die mit der mindestens einen optisch aktiven Schicht gekoppelt wird; Aufbringen einer Glasfritte neben und/oder auf der mindestens einen elektrisch leitfähigen Struktur; und Schmelzen der Glasfritte, so dass eine bei Erstarren der geschmolzenen Glasfritte eine Passivierungsstruktur gebildet wird, die mit der elektrisch leitfähige Struktur verbunden wird.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als lichtemittierendes Bauelement gebildet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann das lichtemittierende Bauelement als organisches lichtemittierendes Bauelement gebildet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine optisch aktive Schicht mindestens eine organische Schicht aufweisen.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine organische Schicht derart gebildet werden, dass sie mindestens eine der folgenden organischen Schichten aufweist:

In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur derart gebildet werden, dass sie mindestens eine Elektrode und/oder mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung aufweist.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur mindestens eine Elektrode aufweisen; und die Passivierungsstruktur kann als eine Kantenisolation für die mindestens eine Elektrode angeordnet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine Elektrode eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweisen; und die Passivierungsstruktur kann derart zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet werden, dass sie diese voneinander elektrisch isoliert.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung aufweisen; und die Passivierungsstruktur kann als eine Passivierung für die mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung angeordnet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann das Verfahren ferner aufweisen ein Bilden der mindestens einen elektrisch leitfähigen Struktur zumindest teilweise auf einem Träger.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur mindestens eine Elektrode und mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung aufweisen; wobei die mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung auf der mindestens einen Elektrode angeordnet und mit dieser in elektrischen Kontakt gebracht werden kann.
In noch einer Ausgestaltung kann die mindestens eine optisch aktive Schicht auf der mindestens einen elektrisch leitfähigen Struktur angeordnet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann die erste Elektrode auf dem Träger angeordnet werden; und die zweite Elektrode kann auf der mindestens einen optisch aktiven Schicht angeordnet werden.
In noch einer Ausgestaltung kann das Verfahren ferner aufweisen ein Bilden einer Dünnfilmverkapselung derart, dass sie das optoelektronische Bauelement teilweise umschließt.
Es wird eine Verwendung von Glas, beispielsweise einer Glasfritte, zur Kantenpassivierung einer Elektrode, insbesondere einer Substratelektrode, eines optoelektronischen Bauelemente, insbesondere eines organisch lichtemittierenden Bauelements, bereitgestellt.
Es wird eine Verwendung von Glas, beispielsweise einer Glasfritte, zur Passivierung einer oder mehrerer metallischer Busleitungen eines optoelektronischen Bauelemente, insbesondere eines organisch lichtemittierenden Bauelements, bereitgestellt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1A und 1B eine Querschnittansicht (1A) und eine Draufsicht (1B) einer organischen Leuchtdiode gemäß verschiedenen Vergleichsbeispielen;
2 eine Querschnittansicht einer organischen Leuchtdiode gemäß verschiedenen Vergleichsbeispielen;
3 eine Querschnittansicht einer organischen Leuchtdiode gemäß verschiedenen Vergleichsbeispielen;
4A und 4B eine Querschnittansicht (4A) und eine Draufsicht (4B) einer organischen Leuchtdiode gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
5 ein Ablaufdiagramm, in dem ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt ist.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Funktionsfähige, lithographisch- bzw. laserstrukturierte Substrate ohne Kantenpassivierung der substratseitigen Elektrode sind bislang noch nicht bekannt. Bei diesem Ansatz wird die Isolation zwischen Anode und Kathode nur durch die Organik zwischen beiden Elektroden gewährleistet. Die Position der aktiven Fläche relativ zur Abmessung des OLED-Bauelements wird damit durch die laterale Genauigkeit der Kathodeabscheidung definiert und unterliegt damit der Verteilung der Positioniergenauigkeit der Kathodenmaske. Ansätze mit so genannten „Buslines“ zur Unterstützung der lateralen Stromverteilung lassen sich damit nicht realisieren, da diese Strukturen durch einen Photoresist isoliert werden müssen, um eine Ladungsträgerinjektion aus den metallischen „Buslines“ in die OLED zu unterdrücken.
Ein optoelektronisches Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen als eine lichtemittierende Diode (light emitting diode, LED), als eine organische lichtemittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als eine Photodiode, als eine organische Photodiode (organic photodiode, OPD), als eine Solarzelle, als eine organische Solarzelle (organic solar cell, OSC), als ein Photo-Transistor, oder als ein organischer Transistor, beispielsweise als ein organischer Dünnfilmtransistor (organic thin film transistor, OTFT) ausgebildet sein. Das optoelektronische Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von optoelektronischen Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
1A und 1B zeigen eine Querschnittansicht (1A) entlang der Schnittlinie A-A` aus 1B und eine Draufsicht (1B) einer organischen Leuchtdiode gemäß verschiedenen Vergleichsbeispielen. Die organische Leuchtdiode dient anschaulich zur Erläuterung einer möglichen Implementierung verschiedener Ausführungsbeispiele und Vergleichsbeispiele. Alternative Implementierungen können die oben beschriebenen alternativen Ausführungsbeispiele und Vergleichsbeispiele betreffen.
Anschaulich zeigen 1A und 1B eine organische Leuchtdiode 100 mit einem neuartigen Substrat basierend auf einer aufgeschmolzenen Glasfritte als elektrische Isolationsschicht zur Kantenpassivierung an der substratseitigen Elektrode. In verschiedenen Ausführungsbeispielen deckt die Glasfritte die Kante der Anode ab.
Unter einer Glasfritte kann beispielsweise ein Material verstanden werden, das beispielsweise entsteht durch oberflächliches Schmelzen von Glaspulver, wobei die Glaskörner des Glaspulvers zusammenbacken. Sowohl das Glaspulver, als auch der entstehende Werkstoff wird im Rahmen dieser Beschreibung als Glasfritte bezeichnet. Schließlich kann aus dem abgeschreckten Werkstoff leicht durch Mahlen ein Glaspulver hergestellt werden, das ebenfalls im Rahmen dieser Beschreibung als Glasfritte bezeichnet wird.
Im Detail weist die Leuchtdiode einen Träger 102, beispielsweise ein Substrat 102, auf.
Das Substrat 102 kann beispielsweise als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente, dienen. Beispielsweise kann das Substrat 102 Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderes geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann das Substrat 102 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)) aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Weiterhin kann das Substrat 102 beispielsweise eine Metallfolie aufweisen, beispielsweise eine Aluminiumfolie, eine Edelstahlfolie, eine Kupferfolie oder eine Kombination oder einen Schichtenstapel darauf. Das Substrat 102 kann eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen. Das Substrat 102 kann transluzent, beispielsweise transparent, teilweise transluzent, beispielsweise teilweise transparent, oder auch opak ausgeführt sein.
Unter dem Begriff „transluzent“ oder „transluzente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist, beispielsweise für das von dem lichtemittierenden Bauelement erzeugte Licht, beispielsweise einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm). Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht“ in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Lichtes gestreut werden kann.
Unter dem Begriff „transparent“ oder „transparente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm), wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird. Somit ist „transparent“ als ein Spezialfall von „transluzent“ aufzufassen.
Auf oder über dem Substrat 102 kann eine erste Elektrode 104 (beispielsweise in Form einer ersten Elektrodenschicht 104) aufgebracht sein. Die erste Elektrode 104 ist eine mögliche Implementierung einer elektrisch leitfähigen Struktur. Die erste Elektrode 104 (im Folgenden auch als untere Elektrode 104 bezeichnet) kann aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet werden oder sein, wie beispielsweise aus einem Metall oder einem leitfähigen transparenten Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einem Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben oder unterschiedlichen Metalls oder Metalle und/oder desselben oder unterschiedlicher TCOs. Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Materialien, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂, oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein. Die erste Elektrode 104 kann als Anode, also als löcherinjizierendes Material ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 104 gebildet werden von einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO). In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 104 ein Metall aufweisen (beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg) oder eine Metalllegierung der beschriebenen Materialien (beispielsweise eine AgMg-Legierung) aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 104 AlZnO oder ähnliche Materialien aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 104 ein Metall aufweisen, das beispielsweise als Kathodenmaterial, also als elektroneninjizierendes Material, dienen kann. Als Kathodenmaterial können unter anderem beispielweise Al, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca oder Li sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Materialien in verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
Für den Fall, dass das lichtemittierende Bauelement 100 Licht durch das Substrat 102 abstrahlt, sind die erste Elektrode 104 und das Substrat 102 transluzent oder transparent. In diesem Fall kann die erste Elektrode 104 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 18 nm. Weiterhin kann die erste Elektrode 104 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich ungefähr 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich ungefähr 15 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 104 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 18 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 18 nm.
Für den Fall, dass das lichtemittierende Bauelement 100 Licht ausschließlich nach oben abstrahlt kann die erste Elektrode 104 opak oder reflektierend ausgebildet sein. In diesem Fall kann die erste Elektrode 104 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich ungefähr 40 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich ungefähr 50 nm.
Die erste Elektrode 104 kann einen ersten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein erstes elektrisches Potential (bereitgestellt von einer Energiequelle (beispielsweise eine Stromquelle oder eine Spannungsquelle) anlegbar ist, beispielsweise einen ersten Elektrodenkontakt 108, wie er im Folgenden noch näher erläutert wird. Alternativ kann das erste elektrische Potential an das Substrat 102 angelegt werden oder sein und darüber dann mittelbar der ersten Elektrode 104 zugeführt werden oder sein. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein.
Weiterhin kann das lichtemittierende Bauelement 100 eine organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode 104 aufgebracht ist oder wird. Die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 stellt eine mögliche Implementierung mindestens einer optisch aktiven Schicht dar. Die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 kann eine oder mehrere organische Funktionsschichten zum Ladungstransport und zur Lichterzeugung aufweisen. Es ist darauf hinzuweisen, dass zur einfacheren Darstellung die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 nur in 1A dargestellt ist, in 1B jedoch weggelassen wurde.
Die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur kann eine oder mehrere Emitterschichten, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, enthalten, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten.
Beispiele für Emittermaterialien, die in dem lichtemittierenden Bauelement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht(en) eingesetzt werden können, schließen organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (z.B. 2- oder 2,5-substituiertes Poly-p-phenylenvinylen) sowie Metallkomplexe, beispielsweise Iridium-Komplexe wie blau phosphoreszierendes FIrPic (Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)-iridium III), grün phosphoreszierendes Ir(ppy)₃ (Tris(2-phenylpyridin)iridium III), rot phosphoreszierendes Ru (dtb-bpy)₃*2(PF₆) (Tris[4,4'-di-tert-butyl-(2,2')-bipyridin]ruthenium(III)komplex) sowie blau fluoreszierendes DPAVBi (4,4-Bis[4-(di-p-tolylamino)styryl]biphenyl), grün fluoreszierendes TTPA (9,10-Bis[N,N-di-(p-tolyl)-amino]anthracen) und rot fluoreszierendes DCM2 (4-Dicyanomethylen)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter ein. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche insbesondere mittels nasschemischen Verfahren, wie beispielsweise Spin Coating, abscheidbar sind.
Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein.
Die Emittermaterialien der Emitterschicht(en) des lichtemittierenden Bauelements, beispielsweise der organischen Leuchtdiode 100, können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das lichtemittierende Bauelement Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht(en) kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht(en) auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht, einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht. Durch die Mischung der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ kann auch vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese Schichten erzeugten Primäremission ein Konvertermaterial anzuordnen, das die Primärstrahlung zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen) Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt.
Die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 kann allgemein eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen. Die eine oder mehreren elektrolumineszenten Schichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nichtpolymere Moleküle („small molecules“) oder Kombination dieser Materialien aufweisen. Beispielsweise kann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht werden. Als Material für die Lochtransportschicht können beispielsweise tertiäre Amine, Carbazoderivate, leitendes Polyanilin oder Polythylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren funktionellen Schichten als elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Lochtransportschicht auf oder über der ersten Elektrode 104 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein, und die Emitterschicht kann auf oder über der Lochtransportschicht aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 (also die Summe der Dicken von Transportschicht(en) und Emitterschicht(en)) eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 1,5 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 beispielsweise einen Stapel von mehreren direkt übereinander angeordneten OLEDs aufweisen, wobei jede OLED beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 1,5 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur beispielsweise einen Stapel von drei oder vier direkt übereinander angeordneten OLEDs aufweisen, in welchem Fall beispielsweise die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 3 µm.
Das lichtemittierende Bauelement 100 kann optional allgemein weitere organische Funktionsschichten, angeordnet auf oder über der einen oder mehreren Emitterschichten, aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des lichtemittierenden Bauelements 100 weiter zu verbessern.
Das lichtemittierende Bauelement 100 kann als „Bottom-Emitter“ und/oder „Top-Emitter“ ausgeführt sein.
Auf oder über der organischen elektrolumineszenten Schichtenstruktur oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder mehreren weiteren organischen Funktionsschichten kann eine zweite Elektrode 114 (beispielsweise in Form einer zweiten Elektrodenschicht 114) aufgebracht sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 114 die gleichen Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein wie die erste Elektrode 104, wobei in verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders geeignet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 114 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 50 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 45 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 40 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 35 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 30 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 15 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 10 nm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 114 jedoch eine beliebig größere Schichtdicke aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mindestens 1 µm.
Die zweite Elektrode 114 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches Potential (welches unterschiedlich ist zu dem ersten elektrischen Potential), bereitgestellt von einer Energiequelle, anlegbar ist. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 5 V bis ungefähr 10 V.
Weiterhin kann die organische Leuchtdiode 100 noch eine oder mehrere Verkapselungsschichten aufweisen, allgemein eine Verkapselung 116, beispielsweise eine Dünnfilmverkapselung 116, die beispielsweise im Rahmen eines Back-End-of-Line-Prozesses aufgebracht werden kann oder können.
Die organische Leuchtdiode 100 kann als Bottom-Emitter oder als Top-Emitter oder als Top- und Bottom-Emitter ausgebildet sein oder werden.
Weiterhin ist bei der organischen Leuchtdiode 100 in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein erster lateraler externer Elektrodenkontakt 108 vorgesehen, der neben und/oder auf der ersten Elektrode 104 angeordnet ist und mit dieser in körperlichem Kontakt ist und mit dieser elektrisch gekoppelt ist (in 1A links und die obere Oberfläche der ersten Elektrode 104 teilweise überlappend dargestellt). Der erste Elektrodenkontakt 108 kann auch als Teil der ersten Elektrode 104 aufgefasst werden. Der erste Elektrodenkontakt 108 erstreckt sich seitlich durch die Verkapselungsschicht 116 durch eine erste Öffnung 118 zwischen der Verkapselungsschicht 116 und der oberen Oberfläche des Trägers 102 hindurch, so dass ein Teil des ersten Elektrodenkontakts 108 Bauelement-extern frei zugänglich ist, so dass das erste elektrische Potential, wie es oben beispielhaft beschrieben worden ist, an den ersten Elektrodenkontakt 108 und damit an die erste Elektrode 104 anlegbar ist. Das Material oder die Materialien des ersten Elektrodenkontakts 108 kann oder können gleich sein dem Material oder den Materialien der ersten Elektrode 104, wie es oder sie oben beispielhaft beschrieben worden ist oder sind.
Ferner ist bei der organischen Leuchtdiode 100 in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein zweiter lateraler externer Elektrodenkontakt 106 vorgesehen, der neben und/oder unterhalb der zweiten Elektrode 114 angeordnet ist und mit dieser in körperlichem und elektrischem Kontakt ist (in 1A rechts und die untere Oberfläche der zweiten Elektrode 114 teilweise überlappend dargestellt). Der zweite Elektrodenkontakt 106 kann auch als Teil der zweiten Elektrode 114 aufgefasst werden. Der zweite Elektrodenkontakt 106 erstreckt sich seitlich durch die Verkapselungsschicht 116 durch eine zweite Öffnung 120 zwischen der Verkapselungsschicht 116 und der oberen Oberfläche des Trägers 102 hindurch, so dass ein Teil des zweiten Elektrodenkontakts 106 Bauelement-extern frei zugänglich ist, so dass das zweite elektrische Potential, wie es oben beispielhaft beschrieben worden ist, an den zweiten Elektrodenkontakt 106 und damit an die zweite Elektrode 114 anlegbar ist. Das Material oder die Materialien des zweiten Elektrodenkontakts 106 kann oder können gleich sein dem Material oder den Materialien der zweiten Elektrode 114, wie es oder sie oben beispielhaft beschrieben worden ist oder sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist zur Kantenisolation der ersten Elektrode 104 eine Passivierungsstruktur 110 vorgesehen, die beispielsweise gebildet wird von einer Glas-Passivierungsstruktur, beispielsweise einer aufgeschmolzenen und wieder erstarrten Glasfritte 110, die beispielsweise mittels Druckens, beispielsweise mittels Siebdruckens, unter Verwendung einer Glasfrittenpaste aufgebracht wird, dann aufgeschmolzen wird und dann wieder abgekühlt wird (aktiv oder passiv). Die Glasfritte 110 erstreckt sich über den freiliegenden Bereichen der ersten Elektrode 104 und des ersten Elektrodenkontakts 108, die nicht mit der organischen elektrolumineszenten Schichtenstruktur 112 bedeckt sind, und bedeckt und passiviert diese. Anschaulich werden somit die erste Elektrode 104 und die zweite Elektrode 114 voneinander mittels der Glasfritte 110 elektrisch isoliert.
Die Glasfritte 110 kann teilweise von der zweiten Elektrode 114 und der Verkapselung 116 bedeckt sein, wobei die Verkapselung 116 seitlich sich auf der Seite des ersten Elektrodenkontakts 108 so weit erstrecken kann, dass die Verkapselung 116 in körperlichen Kontakt kommt mit dem neben der Glasfritte 110 freiliegenden Oberflächenbereich des ersten externen Elektrodenkontakts 108, so dass die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 eingekapselt ist. Alternativ kann die Verkapselung aber auch vollständig auf der Glasfritte 110, die eine Kantenisolation des ersten externen Elektrodenkontakts 108 bildet, aufliegen.
Ein anderer Teil der Glasfritte 110 kann auf der dem ersten Elektrodenkontakt 108 bezüglich der ersten Elektrode 104 seitlich angeordneten Bereich vorgesehen sein zur elektrischen Isolation, beispielsweise der Kantenisolation, der freiliegenden Bereiche der ersten Elektrode 104 von der zweiten Elektrode 112 sowie dem zweiten externen Elektrodenkontakt 106.
Anschaulich kann die Glasfritte 110, wie in 1B dargestellt, die auf der ersten Elektrode 104 aufgebrachte organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 lateral (ringförmig) umschließen und die noch von der organischen elektrolumineszenten Schichtenstruktur 112 freien Oberflächenbereiche der ersten Elektrode 104 sowie die Seitenflächen der ersten Elektrode 104 vollständig bedecken.
Durch Verwendung der Glas-Passivierung, beispielsweise der aufgeschmolzenen und wieder erstarrten Glasfritte, werden eine sehr gute elektrische Isolation und eine sehr gute Passivierung erreicht; außerdem stellt die Glas-Passivierung, beispielsweise die Glasfritte, eine sehr gute Barriere hinsichtlich Wasser- und Sauerstoffdiffusion dar.
2 zeigt eine Querschnittansicht einer organischen Leuchtdiode 200 gemäß verschiedenen Vergleichsbeispielen.
Die organische Leuchtdiode 200 gemäß 2 ist im Wesentlichen gleich der organischen Leuchtdiode 100 gemäß 1, weshalb im Folgenden lediglich die Unterschiede der organischen Leuchtdiode 200 gemäß 2 zu der organischen Leuchtdiode 100 gemäß 1 näher erläutert werden; hinsichtlich der übrigen Elemente der organische Leuchtdiode 200 gemäß 2 wird auf obige Ausführungen zu der organischen Leuchtdiode 100 gemäß 1 verwiesen.
Im Unterschied zu der organischen Leuchtdiode 100 gemäß 1 ist bei der organischen Leuchtdiode 200 gemäß 2 nicht noch Material der zweiten Elektrode 114 zwischen der Glasfritte und dem zweiten externen Elektrodenkontakt 106 auf der oberen Oberfläche des Trägers 102 vorgesehen, sondern der laterale Zwischenraum zwischen der ersten Elektrode 104 und dem zweiten Elektrodenkontakt 106 ist vollständig mit der Glasfritte 202 gefüllt, die sich sogar teilweise noch über einen Teil der oberen Oberfläche des zweiten Elektrodenkontakts 106 hin erstreckt. Somit sind in diesem Vergleichsbeispiel sowohl die Seitenflächen der ersten Elektrode 104 als auch die Bauelemente-internen Seitenflächen des zweiten Elektrodenkontakts 106 vollständig mit der Glasfritte 202 bedeckt.
Anschaulich zeigt 2 eine organische Leuchtdiode 200 mit einem neuartigen Substrat basierend auf einer aufgeschmolzenen (und wieder erstarrten) Glasfritte 202 als elektrische Isolationsschicht zur Kantenpassivierung an der substratseitigen Elektrode, d.h. der ersten Elektrode 104. In dem gezeigten Fall deckt die Glasfritte 202 sowohl die Kante der substratseitigen Elektrode, d.h. der ersten Elektrode 104, als auch die Kante der metallischen Kontaktfläche (d.h. des zweiten Elektrodenkontakts 106) der Deckelelektrode, d.h. der zweiten Elektrode 114, ab.
3 zeigt eine organische Leuchtdiode 300 als eine Implementierung eines lichtemittierenden Bauelements gemäß verschiedenen Vergleichsbeispielen.
Die organische Leuchtdiode 300 gemäß 3 ist im Wesentlichen gleich der organischen Leuchtdiode 200 gemäß 2, weshalb im Folgenden lediglich die Unterschiede der organischen Leuchtdiode 300 gemäß 3 zu der organischen Leuchtdiode 200 gemäß 2 näher erläutert werden; hinsichtlich der übrigen Elemente der organische Leuchtdiode 300 gemäß 3 wird auf obige Ausführungen zu der organischen Leuchtdiode 200 gemäß 2 sowie zu der organischen Leuchtdiode 100 gemäß 1 verwiesen.
Anschaulich zeigt 3 eine Leuchtdiode 300 mit einem neuartigen Substrat basierend auf einer aufgeschmolzenen (und wieder erstarrten) Glasfritte 202 als elektrische Isolationsschicht zur Kantenpassivierung an der substratseitigen Elektrode, d.h. der ersten Elektrode 104. In dem gezeigten Fall endet die Dünnfilmverkapselung 116 beim substratseitigen Elektrodenkontakt jedoch bereits auf der Glasfritte 302.
4A und 4B zeigen eine Querschnittansicht (4A) entlang der Schnittlinie A-A` aus 4B und eine Draufsicht (4B) einer organischen Leuchtdiode gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die organische Leuchtdiode dient anschaulich zur Erläuterung einer möglichen Implementierung verschiedener Ausführungsbeispiele. Alternative Implementierungen können die oben beschriebenen alternativen Ausführungsbeispiele betreffen.
Die organische Leuchtdiode 400 gemäß 4A und 4B ist im Wesentlichen gleich der organischen Leuchtdiode 200 gemäß 2, weshalb im Folgenden lediglich die Unterschiede der organischen Leuchtdiode 400 gemäß 4 zu der organischen Leuchtdiode 200 gemäß 2 näher erläutert werden; hinsichtlich der übrigen Elemente der organische Leuchtdiode 400 gemäß 4 wird auf obige Ausführungen zu der organischen Leuchtdiode 200 gemäß 2 und zu der organischen Leuchtdiode 100 gemäß 1 verwiesen.
Die organische Leuchtdiode 400 gemäß 4A und 4B weist in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich eine oder mehrere elektrisch leitfähige Leitungen 402 (auch bezeichnet als Busleitungen 402) auf, die zur lateralen Stromverteilung in die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 hinein vorgesehen sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die Busleitungen 402 auf der oberen Oberfläche der ersten Elektrode 104 aufgebracht und mit dieser elektrisch gekoppelt. Die Busleitungen 402 können aus einem oder mehreren der Materialien, beispielsweise Metallen, gebildet sein, wie sie für die erste Elektrode 104 oder die zweite Elektrode 114 vorgesehen sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Busleitungen 402 gebildet werden oder sein aus einem oder mehreren der folgenden Materialien: Cr, AlCr, Mb, Ti, MbTi, MbAlTi, oder dergleichen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Glasfritte 404 zusätzlich zu den Bereichen, die schon bei der Leuchtdiode 100 gemäß 1A und 1B abgedeckt sind, auch noch vorgesehen sein zum Isolieren und/oder Passivieren der Busleitungen 402. Anschaulich sind die Busleitungen 402 von der Glasfritte 404 ummantelt und erst auf der Glasfritte ist dann die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 über den Busleitungen 402 aufgebracht. Die Busleitungen 402 bilden eine andere mögliche Implementierung einer elektrisch leitfähigen Struktur. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Busleitungen 402 eine Breite aufweisen in einem Bereich von ungefähr xxx bis ungefähr yyy, beispielsweise eine Breite in einem Bereich von ungefähr zzz bis ungefähr aaa, beispielsweise eine Breite in einem Bereich von ungefähr bbb bis ungefähr ccc. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Busleitungen 402 eine Höhe aufweisen in einem Bereich von ungefähr xxx bis ungefähr yyy, beispielsweise eine Höhe in einem Bereich von ungefähr zzz bis ungefähr aaa, beispielsweise eine Höhe in einem Bereich von ungefähr bbb bis ungefähr ccc.
Anschaulich zeigen 4A und 4B eine Leuchtdiode 400 mit einem neuartigen Substrat basierend auf einer aufgeschmolzenen (und wieder erstarrten) Glasfritte 402 als elektrische Isolationsschicht zur Kantenpassivierung an der substratseitigen Elektrode, d.h. der ersten Elektrode 104, und als Passivierung metallischer „Busleitungen“ 402 („Buslines“), die zur Verbesserung der lateralen Stromverteilung der substratseitigen Elektrode, d.h. der ersten Elektrode 104, dienen. Die Form der metallischen „Busleitungen“ 402 kann beliebig gewählt werden, beispielsweise linienartig, hexagonal, gekreuzt, rautenförmig, wellenlinienartig, stochastisch verteilt, etc.
Weiterhin ist weist die organische Leuchtdiode 400 optional eine Kratzschutzschicht 406 auf, beispielsweise gebildet von auflaminiertem Glas, Lack, einer auflaminierten Folie, oder dergleichen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Kantenpassivierung der Substratelektrode 104 eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt bzw. zur Passivierung von möglicherweise vorgesehenen „Busleitungen“ durch die Verwendung von Glasfritten, die eine sehr gute Aufwachsgrundlage für die Dünnfilmverkapselung 116 darstellen. Gläser und damit auch die Glasfritte stellen eine Materialklasse dar, die hervorragende elektrische Isolatoreigenschaften aufweist und somit auch zur elektrischen Kantenpassivierung der substratseitigen Elektrode, beispielsweise der ersten Elektrode 104, geeignet ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden die Glasfritten beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens aufgebracht. Die Glasfritte wird dabei nur an den Stellen aufgetragen, die gegenüber der Gegenelektrode (d.h. beispielsweise der zweiten Elektrode 114) elektrisch isoliert werden sollen (beispielsweise der Elektrodenkante bzw. den metallischen „Busleitung“-Strukturen. In einem nachfolgenden Prozessschritt wird die Glasfritte aufgeschmolzen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das gesamte Substrat 102 beispielsweise auf die dafür erforderliche Temperatur geheizt wird. Durch eine geeignete Prozessführung, die an sich bekannt ist, lassen sich damit eine glatte Oberfläche der Glasfritte mit einer guten Oberflächenbeschaffenheit erzielen. Dabei sollte in verschiedenen Ausführungsbeispielen darauf geachtet werden, dass die Haftung auf den unterschiedlichen Oberflächen wie beispielsweise dem Substratglas, der Metallisierung und dem Material der Substratelektrode (beispielsweise ITO, AZO, IMI) erreicht wird und gewährleistet ist. Das Aufheizen des gesamten Substrats 102, beispielsweise des gesamten Glassubstrats 102 ist an dieser Stelle des Herstellungsprozesses noch möglich, da sich noch keine temperaturempfindlichen organischen Materialien, beispielsweise OLED-Materialien, auf dem Substrat 102 befinden. Ähnliche Verfahren finden beispielsweise bei der Herstellung von Front- oder Heckscheiben im Automobilbereich Anwendung, bei denen die Scheiben im erhitzten Zustand auch noch in Form gebogen werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist zum Aufschmelzen der Glasfritte alternativ der Einsatz von Laserstrahlung vorgesehen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass gezielt Laserstrahlung hoher Intensität und geeigneter Wellenlänge entlang der Glasfritte eingestrahlt wird. Gegebenenfalls kann der Glasfritte in verschiedenen Ausführungsbeispielen noch ein geeignetes Absorbermaterial hinzugefügt werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist es im Rahmen der Herstellung vorgesehen, die organische elektrolumineszente Schichtenstruktur 112 aufzubringen, beispielsweise abzuscheiden, nachdem die Glasfritte aufgebracht worden ist, aufgeschmolzen worden ist und wieder erstarrt ist.
Gläser bzw. aufgeschmolzene Glasfritten haben die Eigenschaft einer effektiven Unterdrückung der Wasser- bzw. Sauerstoffpermeation durch diese Schicht. Diese Eigenschaft wird in verschiedenen Ausführungsbeispielen genutzt, um eine Schädigung der OLED durch Wasser und Sauerstoff zu verhindern. Durch den Einsatz einer Glaspassivierung in verschiedenen Ausführungsbeispielen, beispielsweise aufgeschmolzene Glasfritte, kann erreicht werden, dass die Dünnfilmverkapselung nur auf besonders gut haftenden Schichten wie Glas, Metallisierung, oder anorganischen Elektrodenmaterialien wie beispielsweise ITO aufwachsen kann. Im Vergleich zu herkömmlichen organischen Leuchtdioden mit beispielsweise einem Photoresist als Kantenpassivierungsschicht lässt sich damit ein OLED-Aufbau realisieren, bei dem die Dünnfilmverkapselung in einem Randbereich nicht auf einer Organikschicht bzw. einer Photoresistschicht anwachsen muss. Das Aufwachsen der Dünnfilmschichten auf der Organik oder auf dem Photoresist gilt als eine mögliche Schwachstelle im Rahmen der Verkapselung.
Ferner ergibt sich durch die Barrierewirkung der Glaspassivierung in verschiedenen Ausführungsbeispielen der Vorteil, dass diese Barrierewirkung die Feuchte bzw. die Sauerstoffdiffusion durch die Passivierungsschicht hindurch gezielt verhindert und nicht wie im Falle eines organischen Photoresists, einem „Wasserleiter“ gleich, die Diffusion von Wasser und/oder Sauerstoff zu den empfindlichen OLED-Schichten hin beschleunigt.
Damit stellen verschiedene Ausführungsbeispiele eine sehr gute Kombination einer geeigneten elektrischen Isolationsschicht und einer Wasser- und/oder Sauerstoff-Barriereschicht dar, die außerdem eine gute Aufwachsgrundlage für die Dünnfilmverkapselung darstellt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Dünnfilmverkapselung mit guten Barriereeigenschaften mit Hilfe von anorganischen Schichten realisiert werden, wie beispielsweise in WO 2010/006571 A1 oder DE 10 2008 048 472 A1 beschrieben, wobei die Dünnfilmverkapselung beispielsweise mittels eines Plasma-unterstützten Abscheideverfahrens aus der Gasphase (PE-CVD) oder eines Atomlagenepitaxieverfahrens (ALD) hergestellt wird. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Dünnfilmverkapselung auch mittels einer Kombination eines PE-CVD-Verfahrens und eines ALD-Verfahrens hergestellt werden. Dieser Prozess ist besonders geeignet zur Herstellung transparenter OLEDs.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Ausführungsbeispiele nicht auf die oben beschriebenen Prozesse zum Aufbringen der Glaspassivierungsschicht beschränkt sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Glaspassivierungsschicht alternativ aus Nanopartikeln beispielsweise mittels des so genannten Dip-Coating-Verfahrens mit wässrigen Suspensionen hergestellt werden, alternativ mittels atmosphärischen Plasmaspritzens oder mittels Elektroschmelzsprühens. Der jeweils vorgesehene Prozess kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen mit einem geeigneten Prozess kombiniert werden, die eine Kontamination der aktiven Fläche der OLED durch das Material der Passivierungsschicht schützt bzw. verhindert.
Ein optoelektronisches Bauelement, beispielsweise ein OLED-Bauelement, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen mit einer Glaspassivierung können auf der Rückseite mit verschiedenen Möglichkeiten eines Kratzschutzes versehen sein, wie beispielsweise einem oder mehreren Lacken, einem oder mehreren laminierten Gläsern, einer oder mehreren laminierten Folien, die das optoelektronische Bauelement, beispielsweise das OLED-Bauelement, vor äußerlichen mechanischen Einflüssen zusätzlich schützen.
Gegenüber herkömmlichen OLED-Bauelementen, allgemein herkömmlichen optoelektronischen Bauelementen, bietet die Verwendung einer Kantenpassivierung mittels eines Glases, beispielsweise in Form einer Glasfritte, den Vorteil, dass die Passivierungsschicht eine sehr gute Kombination darstellt, einerseits eine elektrische Isolationsschicht zwischen Anode und Kathode und andererseits eine sehr gute Barriereschicht gegenüber Wasser- und Sauerstoffdiffusion. Ein Vorteil kann sich in verschiedenen Ausführungsbeispielen dadurch ergeben, dass die Glaspassivierung eine anorganische Passivierung darstellt. Das Aufbringen beispielsweise der OLED-Schichten kann damit in einer Weise erfolgen, bei der die Organikschichten vollständig von der Kathode (beispielsweise Al, Ag, AgMg, TCO + Ag, ITO-Metall-ITO, etc.) abgedeckt werden. Somit gibt es keine Bereiche, in denen die Dünnfilmverkapselung direkt auf den Organikschichten bzw. dem Photoresist anwachsen bzw. haften muss. Außerdem stellt die Glaspassivierung eine sehr gute Barriere bezüglich der Wasser- und Sauerstoffdiffusion vom Randbereich des Bauelements in die aktive Zone der mindestens einen optisch aktiven Schicht, beispielsweise der OLED, dar. Damit kann effektiv das Problem der „Edge-Corrosion“ bzw. „Side-leakage“ unterdrückt bzw. beseitigt werden. Diese Phänomene sind beispielsweise bei den gedruckten organischen Passivierungsschichten sehr ausgeprägt.
Ferner wird in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine kostengünstige Alternative zu den photolithographischen strukturierten Photolacken bereitgestellt, die mehrere kostenintensive Prozessschritte beinhalten. Im Falle der Verwendung einer Glasfritte ist für das Aufbringen einer Glasfritte beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens und das anschließende Aufschmelzen nur ein einfacher zweistufiger Prozess erforderlich. Das Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen funktioniert beispielsweise auch bei Substraten, bei denen die Anode beispielsweise mit Hilfe einer Laserablation strukturiert wurde.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm 500, in dem ein Verfahren zum Herstellen eines optolektronischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt ist. Das Verfahren kann aufweisen, in 502, ein Bilden mindestens einer optisch aktiven Schicht, in 504, ein Bilden mindestens einer elektrisch leitfähigen Struktur, die mit der mindestens einen optisch aktiven Schicht gekoppelt wird, in 506, ein Aufbringen einer Glasfritte neben und/oder auf der mindestens einen elektrisch leitfähigen Struktur, und, in 508, ein Schmelzen der Glasfritte, so dass eine bei Erstarren der geschmolzenen Glasfritte eine Passivierungsstruktur gebildet wird, die mit der elektrisch leitfähige Struktur verbunden wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein neuartiger Ansatz beispielsweise zur Kantenpassivierung einer Elektrode, beispielsweise Substratelektrode, oder beispielsweise zur Passivierung von möglichen metallischen so genannten „Busleitungen“ („Buslines“) bei einem optoelektronischen Bauelement, beispielsweise einem organischen lichtemittierenden Bauelement, beispielsweise einem OLED-Bauelement, bereitgestellt, bei dem Glasfritten verwendet werden, die als Isolator dienen und damit effektiv Kurzschlüsse zwischen beispielsweise Anode und Kathode besonders an den Kanten bzw. an den „Busleitungen“ unterdrücken.
Gleichzeitig bieten die Glasfritten in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine sehr gute, wenn nicht sogar optimale Grundlage bzw. Aufwachsschicht für die Dünnfilmverkapselung am Rande des Bauelements, beispielsweise des OLED-Bauelements, so dass eine Wasser- und Sauerstoffdiffusion durch die Passivierung in beispielsweise die OLED hinein effektiv vermieden bzw. unterdrückt werden kann. Damit lässt sich in verschiedenen Ausführungsbeispielen ferner erreichen, dass die Schichten der Dünnfilmverkapselung auf einer anorganischen bzw. metallischen Schicht aufwachsen bzw. anhaften können und nicht auf einer organischen Schicht (wie beispielsweise den organischen OLED-Materialien bzw. beispielsweise dem Polyimid) haften bzw. aufwachsen müssen.

Claims

Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400), aufweisend: • mindestens eine optisch aktive Schicht (112); • mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur (104, 402), die mit der mindestens einen optisch aktiven Schicht (112) gekoppelt ist; und • eine Passivierungsstruktur (110, 202, 302, 404), die mit der elektrisch leitfähigen Struktur (104, 402) verbunden ist, wobei die Passivierungsstruktur (110, 202, 302, 404) Glas aufweist, • wobei die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur (104, 402) mindestens eine Elektrode (104) und mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung (402) aufweist; • wobei die Passivierungsstruktur (404) als eine Passivierung (404) für die mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung (402) angeordnet ist, und • wobei die zumindest eine elektrisch leitfähige Leitung (402) zur lateralen Stromverteilung in der zumindest einen optisch aktiven Schicht (112) vorgesehen ist, • wobei die mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung (402) auf der mindestens einen Elektrode (104) angeordnet und mit dieser in elektrischem Kontakt ist, und • wobei die zumindest eine elektrisch leitfähige Leitung (402) von der Passivierungsstruktur (404) ummantelt ist.
Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400) gemäß Anspruch 1, wobei die Passivierungsstruktur (110, 202, 302, 404) gebildet wird von einer aufgeschmolzenen und erstarrten Glasfritte.
Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400) gemäß Anspruch 1 oder 2, eingerichtet als lichtemittierendes Bauelement (100, 200, 300, 400), insbesondere als organisches lichtemittierendes Bauelement (100, 200, 300, 400).
Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mindestens eine optisch aktive Schicht (112) mindestens eine organische Schicht (112) aufweist.
Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400) gemäß Anspruch 4, wobei die mindestens eine organische Schicht (112) mindestens eine der folgenden organischen Schichten (112) aufweist: • eine oder mehrere Emitterschichten; und/oder • eine oder mehrere Lochleitungsschichten; und/oder • eine oder mehrere funktionelle organische Schichten.
Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, • wobei die Passivierungsstruktur (110, 202, 302) als eine Kantenisolation für die mindestens eine Elektrode (104) angeordnet ist.
Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400) gemäß Anspruch 6, • wobei die mindestens eine Elektrode (104) eine erste Elektrode (104) und eine zweite Elektrode (114) aufweist; und • wobei die Passivierungsstruktur (110, 202, 302) derart zwischen der ersten Elektrode (104) und der zweiten Elektrode (114) angeordnet ist, dass sie diese voneinander elektrisch isoliert.
Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: • einen Träger (102); • wobei die mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur (104, 402) zumindest teilweise auf dem Träger (102) angeordnet ist.
Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die mindestens eine optisch aktive Schicht (112) auf der mindestens einen elektrisch leitfähigen Struktur (104, 402) angeordnet ist.
Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400) gemäß den Ansprüchen 7 und 8, • wobei die erste Elektrode (104) auf dem Träger (102) angeordnet ist; und • wobei die zweite Elektrode (114) auf der mindestens einen optisch aktiven Schicht (112) angeordnet ist.
Optolektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: eine Dünnfilmverkapselung (116), die das optoelektronische Bauelement (100, 200, 300, 400) teilweise umschließt.
Verfahren (500) zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (100, 200, 300, 400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das Verfahren aufweisend: • Bilden (502) mindestens einer optisch aktiven Schicht (112); • Bilden (504) mindestens einer elektrisch leitfähigen Struktur (104, 402), die mit der mindestens einen optisch aktiven Schicht (112) gekoppelt wird; • Aufbringen (506) einer Glasfritte (110, 202, 302, 404) neben und/oder auf der mindestens einen elektrisch leitfähigen Struktur (104, 402); und • Schmelzen (508) der Glasfritte (110, 202, 302, 404), so dass eine bei Erstarren der geschmolzenen Glasfritte (110, 202, 302, 404) eine Passivierungsstruktur (110, 202, 302, 404) gebildet wird, die mit der elektrisch leitfähigen Struktur (104, 402) verbunden wird, • wobei das optoelektronische Bauelement (100, 200, 300, 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt wird.
Verwendung von Glas (110, 202, 302, 404), insbesondere einer Glasfritte (110, 202, 302, 404), zur Kantenpassivierung einer Elektrode (104), insbesondere einer Substratelektrode (104), eines optoelektronischen Bauelements (100, 200, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, insbesondere eines organisch lichtemittierenden Bauelements (100, 200, 300, 400).
Verwendung von Glas (110, 202, 302, 404), insbesondere einer Glasfritte (110, 202, 302, 404), zur Passivierung einer oder mehrerer metallischer Busleitungen (402) eines optoelektronischen Bauelements (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, insbesondere eines organisch lichtemittierenden Bauelements (400).