DE102012109218B4

DE102012109218B4 - Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe und optoelektronische Baugruppe

Info

Publication number: DE102012109218B4
Application number: DE102012109218.4A
Authority: DE
Inventors: Andrew Ingle
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2032-09-29
Also published as: US9553133B2; US20150372062A1; CN104737291A; WO2014049054A1; KR101671304B1; KR20150060944A; CN104737291B; DE102012109218A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe, die ein erstes optoelektronisches Bauelement und mindestens ein zweites optoelektronisches Bauelement, das mit dem ersten optoelektronischen Bauelement in Reihe geschaltet ist, aufweist, bei dem- eine erste elektrisch leitfähige Schicht (12) auf einem Substrat (10) ausgebildet wird,- eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (12) ausgebildet wird,- ein Isolatormaterial derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) und das Substrat (10) aufgebracht wird, dass von dem Isolatormaterial gebildet sind mindestens ein erster Isolatorbereich (28), der einen ersten Bauelementbereich (16) zum Anordnen des ersten optoelektronischen Bauelements gegen einen zweiten Bauelementbereich (18) zum Anordnen des zweiten optoelektronischen Bauelements elektrisch isoliert, ein zweiter Isolatorbereich (30), der den zweiten Bauelementbereich (18) gegen einen ersten Kontaktbereich (36) elektrisch isoliert, ein dritter Isolatorbereich (32), der auf einer von dem ersten Isolatorbereich (28) abgewandten Seite des ersten Bauelementbereichs (16) angeordnet ist, und ein vierter Isolatorbereich (34), der auf einer von dem zweiten Isolatorbereich (30) abgewandten Seite des zweiten Bauelementbereichs (18) zwischen dem ersten und dem zweiten Isolatorbereich (28, 30) angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Isolatorbereich (28) und dem vierten Isolatorbereich (34) ein dritter Kontaktbereich (46) ausgebildet ist,- die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) in dem ersten und dem zweiten Bauelementbereich (16, 18) entfernt wird,- nach dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14) in dem ersten und dem zweiten Bauelementbereich (16, 18) eine erste optisch funktionelle Schicht (52) in dem ersten Bauelementbereich (16) und eine zweite optisch funktionelle Schicht (54) in dem zweiten Bauelementbereich (18) ausgebildet werden,- eine elektrisch leitfähige Elektrodenschicht derart strukturiert auf die optisch funktionellen Schichten (52, 54) und den ersten und den dritten Kontaktbereich (36, 46) aufgebracht wird, dass die erste optisch funktionelle Schicht (52) mit dem dritten Kontaktbereich (46) elektrisch gekoppelt ist und die zweite optisch funktionelle Schicht (54) mit dem ersten Kontaktbereich (36) elektrisch gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe und eine optoelektronischen Baugruppe.
In optoelektronischen Bauelementen wie organischen Leuchtdioden dienen Isolatoren unter anderem dazu, zwei Elektrodenbereiche voneinander zu trennen und/oder gegeneinander elektrisch zu isolieren.
Geeignete Isolatoren wie beispielsweise lichtempfindliche Lacke sind meist sehr teuer und aufwendig, beispielsweise in einem photolithographischen Prozess, aufzubringen. Beispielsweise werden die Lacke ohne Struktur flächig auf nachfolgend zu ätzende Metallschichten aufgebracht und mit Hilfe einer Maske belichtet. Abhängig von dem verwendeten Lack können dann die belichteten oder nicht belichteten Bereiche entfernt werden, wodurch die Lackschicht strukturiert wird. Bei dem nachfolgenden Ätzprozess schützen die verbliebenen Lackstrukturen die darunter liegende Metallschicht oder die darunter liegenden Metallschichten.
US 2012 / 0 161 174 A1 zeigt ein optoelektronisches Bauelement, bei dem zwei OLEDs elektrisch in Reihe geschaltet sind. Organisch funktionelle Schichtenstrukturen der OLEDs sind jeweils über zwei übereinander ausgebildeten elektrisch leitfähigen Schichten ausgebildet. Eine obere Elektrode der ersten OLED scheint eine untere elektrisch leitfähige Schicht der zweiten OLED zu berühren und somit elektrisch zu kontaktieren. Der entsprechende Kontaktbereich ist ansonsten gegenüber den OLEDs mittels Isolatormaterials elektrisch isoliert. Das Isolatormaterial und die oberen Elektroden werden strukturiert aufgebracht.
DE 10 2009 060 066 A1 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements mit zumindest einem ersten Elektrodenbereich und einem zweiten Elektrodenbereich, die durch einen Isolator voneinander getrennt sind und jeweils zumindest eine Teilschicht eines ersten elektrisch leitfähigen Materials aufweisen. Das Verfahren umfasst: das Bereitstellen einer Substratschicht und wenigstens einer auf der Substratschicht angeordneten ersten elektrisch leitfähigen Schicht aus dem ersten elektrisch leitfähigen Material; das Anordnen wenigstens einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aus einem zweiten elektrisch leitfähigen Material auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht; das Anordnen wenigstens eines ersten Isolators auf dem Substrat, so dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht zumindest einen ersten Teilbereich, welcher mit dem Isolator bedeckt ist, und einen zweiten Teilbereich, welcher nicht mit dem Isolator bedeckt ist, aufweist und wobei der Isolator so angeordnet wird, dass er dazu dienen kann, den ersten Elektrodenbereich und den zweiten Elektrodenbereich voneinander zu trennen; und das Anordnen wenigstens einer Funktionsschicht und wenigstens einer zweiten Elektrodenschicht auf der in Schritt erhaltenen zweiten elektrisch leitfähigen Schicht, welche in Abschnitten mit dem Isolator bedeckt ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt, das einfach und/oder auf kostengünstige Weise und/oder ohne Verwendung eines photolithographischen Prozesses das Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe ermöglicht, die ein erstes elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement und mindestens ein zweites elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, das mit dem ersten elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement in Reihe geschaltet ist, aufweist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, das ein erstes elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement und mindestens ein zweites elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, das mit dem ersten elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement in Reihe geschaltet ist, aufweist und das einfach und/oder auf kostengünstige Weise und/oder ohne Verwendung eines photolithographischen Prozesses herstellbar ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt. Die optoelektronische Baugruppe weist ein erstes optoelektronisches Bauelement und mindestens ein zweites optoelektronisches Bauelement auf. Das erste optoelektronische Bauelement ist mit dem zweiten optoelektronischen Bauelement in Reihe geschaltet. Bei dem Verfahren wird zunächst ein Substrat bereitgestellt. Auf dem Substrat wird eine erste elektrisch leitfähige Schicht ausgebildet. Auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht wird eine zweite elektrisch leitfähige Schicht ausgebildet. Ein Isolatormaterial wird derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht und das Substrat aufgebracht, dass von dem Isolatormaterial gebildet sind: mindestens ein erster Isolatorbereich, der einen ersten Bauelementbereich zum Anordnen des ersten optoelektronischen Bauelements gegenüber einem zweiten Bauelementbereich zum Anordnen des zweiten optoelektronischen Bauelements elektrisch isoliert, ein zweiter Isolatorbereich, der den zweiten Bauelementbereich gegenüber einem ersten Kontaktbereich zum Kontaktieren der optoelektronischen Baugruppe elektrisch isoliert, ein dritter Isolatorbereich, der auf einer von dem ersten Isolatorbereich abgewandten Seite des ersten Bauelementbereichs angeordnet ist, und ein vierter Isolatorbereich, der auf einer von dem zweiten Isolatorbereich abgewandten Seite des zweiten Bauelementbereichs zwischen dem ersten und dem zweiten Isolatorbereich angeordnet ist. Zwischen dem ersten Isolatorbereich und dem vierten Isolatorbereich ist ein dritter Kontaktbereich ausgebildet. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht wird in dem ersten Bauelementbereich und dem zweiten Bauelementbereich entfernt. Nach dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht wird eine erste optisch funktionelle Schicht in dem ersten Bauelementbereich ausgebildet und eine zweite optisch funktionelle Schicht wird in dem zweiten Bauelementbereich ausgebildet. Eine elektrisch leitfähige Elektrodenschicht wird derart strukturiert auf die optisch funktionellen Schichten und den ersten und den dritten Kontaktbereich aufgebracht, dass die erste optisch funktionelle Schicht mit dem dritten Kontaktbereich elektrisch gekoppelt ist und die zweite optisch funktionelle Schicht mit dem ersten Kontaktbereich elektrisch gekoppelt ist.
Dass das Isolatormaterial und/oder die Elektrodenschicht und/oder nachfolgend weitere Schichten oder Materialien „strukturiert aufgebracht“ werden bedeutet in verschiedenen Ausführungsformen, dass die gewünschte Struktur bereits beim Aufbringen ausgebildet wird. Die zu beschichtende Fläche wird somit nur in Teilbereichen, die von der gewünschten Struktur abhängen, beschichtet. Dies steht im Gegensatz zu einem flächigen Aufbringen der entsprechenden Schichten und einem nachfolgenden Strukturieren der Schichten, wie es beispielsweise bei einem photolithographischen Verfahren der Fall ist. Das strukturierte Aufbringen der Schichten ermöglicht, auf das zunächst flächige Aufbringen der entsprechenden Schichten und das nachfolgende aufwendige Strukturieren der Schichten, beispielsweise auf das photolithographische Verfahren, und/oder auf einen teuren Photolack für das photolithographische Verfahren verzichten zu können. Dies trägt zu einem einfachen und/oder kostengünstigen Herstellen der optoelektronischen Baugruppe mit den in Reihe geschalteten elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelementen bei.
Die entsprechenden Materialen oder Schichten können beispielweise mittels Druckens, beispielsweise Tintenstrahl-Druck (Inkjet-Printing) oder Siebdruck, mittels Rakelns und/oder durch Abscheidung unter Zuhilfenahme von SAMs (self assembling monolayers) und dergleichen strukturiert auf das Substrat aufgebracht werden.
Ein optoelektronisches Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes oder emittierendes Bauelement sein. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Das Substrat kann beispielsweise eine Substratschicht aufweisen oder sein. Das Substrat kann beispielsweise ein transparentes oder ein nicht transparentes Substrat sein. Beispielsweise kann das Substrat Glas, Quarz, Saphir, eine oder mehrere Kunststofffolien, eine oder mehrere beschichtete Kunststofffolien, Metall, eine oder mehrere Metallfolien, eine oder mehrere Folien, welche mit einer elektrisch isolierenden Schicht beschichtet sind, ein Siliziumwafer oder ein anderes geeignetes Substratmaterial aufweisen. Als Substrat kann beispielsweise die Schicht verstanden werden, auf die bei der Herstellung der optoelektronischen Baugruppe nachfolgend alle anderen Schichten aufgebracht werden. Solche nachfolgenden Schichten können beispielsweise für die Strahlungsemission erforderliche Schichten sein.
Die erste elektrisch leitfähige Schicht weist ein erstes elektrisch leitfähiges Material auf und die zweite elektrisch leitfähige Schicht weist ein zweites elektrisch leitfähiges Material auf. Das erste und/oder das zweite elektrisch leitfähige Material sind Materialien oder Substanzen mit der Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten. Das erste elektrisch leitfähige Material kann beispielsweise von dem zweiten elektrisch leitfähigen Material verschieden sein. Beispielsweise kann das erste elektrisch leitfähige Material für erste Elektroden, beispielsweise für die Anoden oder Kathoden, der optoelektronischen Bauelemente vorgesehen sein.
Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise direkt auf der Substratschicht abgeschieden werden. Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise eine transparente leitfähige Schicht sein. Sie kann, ohne darauf beschränkt zu sein, aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO), z. B. Indium-dotiertem Zinnoxid (ITO) oder ZnO, In/ZnO, SnZnO, Al-ZnO und dergleichen gebildet sein. Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise mittels Sputterns, beispielsweise DC-Sputterns, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder dergleichen auf die Substratschicht aufgebracht werden.
Die zweite elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht abgeschieden werden. Das zweite elektrisch leitfähige Material kann beispielsweise einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein oder mehrere Metalle, beispielsweise Aluminium, Barium, Indium, Kupfer, Silber, Gold, Magnesium, Calcium und Lithium und dergleichen sowie deren Mischungen oder Kombinationen, beispielsweise in Form von Legierungen untereinander oder mit anderen Metallen. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise mittels Verdampfens, Sputterns, beispielsweise DC-Sputterns, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder dergleichen auf die erste elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden.
Die elektrisch leitfähigen Schichten können jeweils beispielsweise auch Teilschichten aufweisen, die alternativ oder zusätzlich zu den genannten Metallen beispielsweise auch Chrom und Molybdän aufweisen können. Beispiele für mögliche Schichtenfolgen in einer oder mehrere Teilschichten aufweisenden elektrisch leitfähigen Schicht sind Mo-Al-Mo, Cr-Al-Cr, Cr-Cu-Cr und Cr-Cu.
Das Isolatormaterial bezeichnet eine isolierende Substanz, welche derart aufgebracht wird, dass sie einen Stromfluss zwischen zwei elektrisch leitfähigen Bereichen, beispielsweise zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht oder der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem ersten Bauelementbereich und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht oder zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem zweiten Bauelementbereich, verhindert. Das Isolatormaterial kann ein Überzug oder ein Beschichtungsmittel, beispielsweise ein Polymer und/oder ein Lack sein. Der Lack kann beispielsweise einen in flüssiger oder in pulverförmiger Form aufbringbaren Beschichtungsstoff aufweisen.
Die Elektrodenschicht kann beispielsweise aufweisen oder gebildet sein aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Calcium und/oder Lithium sowie Kombinationen derselben oder einer Verbindung derselben, insbesondere einer Legierung, und/oder transparenten leitfähigen Oxiden, wie beispielsweise Metalloxiden, wie Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indium-dotiertes Zinnoxid (ITO), Aluminium-dotiertes Zinkoxid (AZO), Zn₂SnO₄, CdSn0₃, Mgln₂0₄, GaIn0₃, Zn₂In₂0₅ oder In₄Sn₃0₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide. Die Elektrodenschicht kann beispielsweise Kathoden oder Anoden der optoelektronischen Bauelemente bilden.
Die optisch funktionellen Schichten können beispielsweise strahlungsemittierende Schichten, wie fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Emitterschichten sein, beispielsweise die von elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelementen, beispielsweise LEDs oder OLEDs. Im Rahmen dieser Beschreibung werden die optisch funktionellen Schichten auch als organisch funktionelle Schichten bezeichnet.
Die zweite elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise in einem Ätzverfahren entfernt werden. Das Ätzen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials kann dabei beispielsweise in einem Ätzbad erfolgen. Das Ätzen kann beispielweise das Abtragen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials auf der Oberfläche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht durch Anwendung geeigneter ätzender Stoffe aufweisen. Die ätzenden Stoffe können beispielsweise chemische Stoffe sein, die das zu entfernende Material in einer chemischen Reaktion verändern (meistens oxidieren) können und/oder in Lösung bringen können. Ätzmittel sind beispielsweise Säuren oder starke Oxidantien. Zu nennen sind beispielsweise HN0₃, HCl, H₃P0₄, Essigsäure, H₂S0₄, Cerammoniumnitrat (CAN) und H₂0₂. Das Ätzbad kann beispielsweise so ausgewählt sein, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise eine ITO-Schicht, nicht durch die eingesetzten Ätzmittel angegriffen oder beeinträchtigt wird.
Bei verschiedenen Ausführungsformen werden vor dem strukturierten Aufbringen des Isolatormaterials in der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht ein erster Graben und mindestens ein zweiter Graben so ausgebildet, dass das Substrat in dem ersten Graben und dem zweiten Graben freigelegt ist. Bei dem strukturierten Aufbringen des Isolatormaterials werden der erste Graben und der zweite Graben derart mit dem Isolatormaterial gefüllt, dass das Isolatormaterial die Ränder des ersten Grabens und des zweiten Grabens überlappt. Der erste Graben begrenzt zumindest teilweise den ersten Isolatorbereich und der zweite Graben begrenzt zumindest teilweise den zweiten Isolatorbereich. Die Gräben können beispielsweise mittels Laserablation ausgebildet werden. Ferner können die Gräben sich teilweise oder vollständig um den ersten Bauelementbereich bzw. zweiten Bauelementbereich herum erstrecken. Ferner können noch weitere Gräben ausgebildet sein und/oder die Gräben können Teil einer sich zweidimensional in einer Ebene erstreckenden Grabenstruktur sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird nach dem strukturierten Aufbringen des Isolatormaterials und vor dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem ersten und zweiten Bauelementbereich eine Schutzschicht derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht, dass die Kontaktbereiche mit dem Material der Schutzschicht bedeckt sind. Die Schutzschicht deckt beim Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht die Kontaktbereiche so ab, dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht in den Kontaktbereichen erhalten bleibt. Nach dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht wird in dem ersten, dem zweiten und/oder dem dritten Bauelementbereich die Schutzschicht entfernt. Die Schutzschicht kann beispielsweise ein Material oder eine Substanz aufweisen, welche dazu dient, das zweite elektrisch leitfähige Material der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in den Teilbereichen, auf welchen es auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aufgebracht ist, im weiteren Verfahrensablauf der Herstellung der optoelektronischen Baugruppe, beispielsweise in einem oder mehreren weiteren Prozessschritten, zu schützen. Die Schutzschicht kann beispielsweise einen Überzug, ein Lack oder dergleichen sein. Beispielsweise kann die Schutzschicht ein Ätzstopplack sein, beispielsweise ein Ätzstopplack wie er bei der Herstellung von Leiterplatten (PCBs) verwendet wird. Dieser Ätzstopplack kann thermisch oder mittels UV-Strahlung vernetzt bzw. gehärtet werden. Die Schutzschicht kann beispielsweise in einem Lösungsmittel löslich sein, in welchem das Isolatormaterial nicht löslich ist. Beispielsweise kann die Schutzschicht im Alkalischen löslich oder Base-löslich sein. Beispielsweise kann die Schutzschicht in einer alkalischen Lösung, beispielsweise einer schwach alkalischen wässrigen Lösung von Salzen (z. B. NaOH, KOH, NH₄0H, oder quartären Ammoniumsalzen wie N(CH₃)₄OH) löslich sein.
Das strukturierte Aufbringen der Schutzschicht kann sowohl nach dem Aufbringen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht und vor dem strukturierten Aufbringen des Isolatormaterials auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht als auch nach dem strukturierten Aufbringen des Isolatormaterials auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht und vor dem Aufbringen der optisch funktionellen Schichten auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht erfolgen. Das strukturierte Aufbringen der Schutzschicht kann dabei derart erfolgen, dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht in den Kontaktbereichen mit dem Material der Schutzschicht bedeckt ist und in den Bauelementbereichen nicht mit dem Material der Schutzschicht bedeckt ist. Das Schutzmaterial kann - zumindest abschnittsweise - über oder auf dem Isolatormaterial angeordnet werden.
Beispielsweise können sowohl das Isolatormaterial als auch die Schutzschicht resistent gegenüber den zum Ätzen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials verwendeten Chemikalien sein. Das Isolatormaterial und die Schutzschicht können in den Bereichen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht, auf denen sie aufgebracht sind, als Ätzstopp für die zweite elektrisch leitfähige Schicht bzw. das zweite elektrisch leitfähige Material in den entsprechenden Bereichen dienen. Durch Ätzen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials bleiben die Strukturen der zweiten elektrisch leitenden Schicht, welche unter der Isolator- und/oder unter der Schutzschicht liegen, und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht erhalten. Der Ätzprozess zum Entfernen der zweiten elektrischen Schicht in den Bauelementbereichen kann beispielsweise der einzige Ätzprozess sein, der zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe durchgeführt wird.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird vor dem Aufbringen der optisch funktionellen Schichten das Isolatormaterial derart erwärmt, dass es sich verformt und Kanten und/oder Seitenflächen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht verkapselt. Nach dem Entfernen der zweiten elektrischen Schicht in den Bauelementbereichen liegen angrenzend an die Bauelementbereiche Kanten und/oder Seitenflächen der zweiten elektrischen Schicht frei. Das Isolatormaterial, das an die Bauelementbereiche angrenzt und während des Ätzverfahrens als Ätzstopp diente, fließt aufgrund des Erwärmens über diese frei liegenden Kanten und/oder Seitenflächen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht und verkapselt diese. Beim nachfolgenden Aufbringen der optisch funktionellen Schichten grenzen diese in Richtung senkrecht zu der Substratoberfläche lediglich an die erste elektrisch leitfähige Schicht, die beispielsweise auch als Anode dienen kann, und in Richtung parallel zur Substratoberfläche an das Isolatormaterial, das die entsprechenden Kanten bzw. Seitenflächen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht verkapselt. Somit kann das thermisch verformte Isolatormaterial einen direkten körperlichen Kontakt zwischen den optisch funktionellen Schichten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht verhindern. Dies kann dazu beitragen, die optisch funktionellen Schichten vor Verschleiß und/oder Korrosion zu schützen. Ferner kann dies zu einer besseren optischen Auflösung der optoelektronischen Baugruppe beitragen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Elektrodenschicht auf: einen ersten Elektrodenabschnitt, durch den die erste optisch funktionelle Schicht mit dem dritten Kontaktbereich elektrisch gekoppelt ist, und einen zweiten Elektrodenabschnitt, durch den die zweite optisch funktionelle Schicht mit dem ersten Kontaktbereich elektrisch gekoppelt ist. Beispielsweise kann der erste Elektrodenabschnitt eine zweite Elektrode, beispielsweise eine Kathode oder eine Anode, des ersten optoelektronischen Bauelements bilden und der zweite Elektrodenabschnitt kann eine zweite Elektrode, beispielsweise eine Kathode oder Anode, des zweiten optoelektronischen Bauelements bilden. Ferner kann mit Hilfe des ersten Elektrodenabschnitts die Verbindung zu dem dritten Kontaktbereich gebildet sein. In anderen Worten kann der erste Elektrodenbereich so über den ersten Bauelementbereich hinausragen, dass er in körperlichem Kontakt mit dem dritten Kontaktbereich ist. Ferner kann mit Hilfe des zweiten Elektrodenabschnitts die Verbindung des ersten optoelektronischen Bauelements zu dem ersten Kontaktbereich gebildet sein. In anderen Worten kann der zweite Elektrodenbereich so über den zweiten Bauelementbereich hinausragen, dass er in körperlichem Kontakt mit dem ersten Kontaktbereich ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist von der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem zweiten Kontaktbereich und der damit in körperlichem Kontakt stehenden ersten elektrisch leitfähigen Schicht in dem ersten Bauelementbereich eine erste Elektrode des ersten optoelektronischen Bauelements gebildet und von dem ersten Elektrodenabschnitt ist eine zweite Elektrode des ersten optoelektronischen Bauelements gebildet. Das erste optoelektronische Bauelement weist die erste organisch funktionelle Schicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode des ersten optoelektronischen Bauelements auf. Von der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in dem dritten Kontaktbereich und der damit in körperlichem Kontakt stehenden ersten elektrisch leitfähigen Schicht in dem zweiten Bauelementbereich ist eine erste Elektrode des zweiten optoelektronischen Bauelements gebildet und von dem zweiten Elektrodenabschnitt ist eine zweite Elektrode des zweiten optoelektronischen Bauelements gebildet. Das zweite optoelektronische Bauelement weist die zweite organisch funktionelle Schicht zwischen der ersten und der zweiten Elektrode des zweiten optoelektronischen Bauelements auf. Das erste optoelektronische Bauelement und das zweite optoelektronische Bauelement sind über den körperlichen Kontakt der zweiten Elektrode des ersten optoelektronischen Bauelements mit der ersten Elektrode des zweiten optoelektronischen Bauelements in Reihe geschaltet sind.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird das Isolatormaterial derart strukturiert auf die zweite Schicht und das Substrat aufgebracht, dass von dem Isolatormaterial mindestens gebildet sind: ein fünfter Isolatorbereich, der einen dritten Bauelementbereich zum Ausbilden eines dritten optoelektronischen Bauelements gegenüber dem ersten Kontaktbereich elektrisch isoliert, und ein sechster Isolatorbereich, der auf einer von dem fünften Isolatorbereich abgewandten Seite des dritten Bauelementbereichs angeordnet ist. Zwischen dem sechsten Isolatorbereich und dem zweiten Isolatorbereich ist ein vierter Kontaktbereich ausgebildet. Der zweite Isolatorbereich isoliert den zweiten Bauelementbereich gegenüber dem dritten Bauelementbereich elektrisch. Eine dritte optisch funktionelle Schicht wird in dem dritten Bauelementbereich ausgebildet. Die Elektrodenschicht wird derart strukturiert auf die optisch funktionellen Schichten und den vierten Kontaktbereich aufgebracht, dass die dritte optisch funktionelle Schicht mit dem ersten Kontaktbereich elektrisch gekoppelt ist und dass die zweite optisch funktionelle Schicht mit dem vierten Kontaktbereich elektrisch gekoppelt ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird mindestens einer der Gräben mittels Laserablation ausgebildet. Dies kann zu dem einfachen und kostengünstigen Herstellen der optoelektronischen Baugruppe beitragen. Beispielsweise kann auf einen Ätzprozess zum Ätzen der Gräben verzichtet werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird das Isolatormaterial mittels eines Druckverfahrens aufgebracht. Dies kann einfach dazu beitragen, das Isolatormaterial strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht und das Substrat aufzubringen. Das Druckverfahren kann beispielsweise Tintenstrahl-Druck (Inkjet-Printing) oder Siebdruck umfassen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Schutzschicht mittels eines Druckverfahrens aufgebracht. Dies kann dazu beitragen, die Schutzschicht strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht und das Substrat aufzubringen. Das Druckverfahren kann beispielsweise Tintenstrahl-Druck (Inkjet-Printing) oder Siebdruck umfassen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das Isolatormaterial säurelöslich oder Base-löslich. Dies kann dazu beitragen, das Isolatormaterial einfach mit einer Säure bzw. einer Base zu entfernen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen sind das Material der Schutzschicht Base-löslich und das Isolatormaterial säurelöslich. Alternativ dazu sind das Material der Schutzschicht säurelöslich und das Isolatormaterial Base-löslich. Dies bewirkt, dass beim Entfernen der Schutzschicht das Isolatormaterial unversehrt bleibt.
In verschiedenen Ausführungsformen weist eine optoelektronische Baugruppe ein Substrat, eine erste elektrisch leitfähige Schicht auf dem Substrat und eine zweite elektrisch leitfähige Schicht auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht auf. Ein Isolatormaterial ist derart strukturiert auf der zweiten Schicht und dem Substrat aufgebracht, dass von dem Isolatormaterial gebildet sind: mindestens ein erster Isolatorbereich, der einen ersten Bauelementbereich, in dem das erste optoelektronische Bauelement angeordnet ist, gegenüber einem zweiten Bauelementbereich, in dem das zweite optoelektronische Bauelement angeordnet ist, elektrisch isoliert, ein zweiter Isolatorbereich, der den zweiten Bauelementbereich gegenüber einem ersten Kontaktbereich elektrisch isoliert, ein dritter Isolatorbereich, der auf einer von dem ersten Isolatorbereich abgewandten Seite des ersten Bauelementbereichs angeordnet ist, und ein vierter Isolatorbereich, der auf einer von dem zweiten Isolatorbereich abgewandten Seite des zweiten Bauelementbereichs zwischen dem ersten und dem zweiten Isolatorbereich angeordnet ist. Zwischen dem ersten Isolatorbereich und dem vierten Isolatorbereich ist ein dritter Kontaktbereich ausgebildet. In dem ersten Bauelementbereich ist auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine erste optisch funktionelle Schicht ausgebildet und in dem zweiten Bauelementbereich ist auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine zweite optisch funktionelle Schicht ausgebildet. Eine elektrisch leitfähige Elektrodenschicht ist derart strukturiert auf den optisch funktionellen Schichten und den dritten Kontaktbereich aufgebracht, dass die erste optisch funktionelle Schicht über die Elektrodenschicht mit dem dritten Kontaktbereich elektrisch gekoppelt ist und die zweite optisch funktionelle Schicht über die Elektrodenschicht mit dem ersten Kontaktbereich elektrisch gekoppelt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1 einen ersten Zustand eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe während eines Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
2 einen zweiten Zustand der optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
3 einen dritten Zustand der optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
4 einen vierten Zustand der optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
5 einen fünften Zustand der optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
6 einen sechsten Zustand der optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
7 einen siebten Zustand der optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
8 einen achten Zustand optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
9 einen neunten Zustand der optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
10 ein Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Baugruppe;
11 eine Draufsicht auf die optoelektronische Baugruppe gemäß 10;
12 einen ersten Zustand eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
13 einen zweiten Zustand der optoelektronischen Baugruppe gemäß 12 während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
14 einen dritten Zustand der optoelektronischen Baugruppe gemäß 13 während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
15 einen vierten Zustand der optoelektronischen Baugruppe gemäß 14 während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
16 einen fünften Zustand der optoelektronischen Baugruppe gemäß 15 während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
17 einen sechsten Zustand der optoelektronischen Baugruppe gemäß 16 während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe;
18 das Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Baugruppe gemäß 17;
19 eine Draufsicht auf die optoelektronische Baugruppe gemäß 18;
20 ein Ausführungsbeispiel einer Schichtstruktur eines optoelektronischen Bauelements.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele 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 Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele 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 Ausführungsbeispiele 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.
Eine optoelektronische Baugruppe kann beispielsweise zwei, drei oder mehr optoelektronische Bauelemente aufweisen. Ein optoelektronisches Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes und/oder ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement aufweisen. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Anhand von 1 bis 10 wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe, die ein erstes optoelektronisches Bauelement und ein zweites optoelektronisches Bauelement, das mit dem ersten optoelektronischen Bauelement in Reihe geschaltet ist, aufweist, erläutert. Dabei sind in den 1 bis 10 Ausführungsbeispiele von Komponenten der optoelektronischen Baugruppe in unterschiedlichen Zuständen der optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe dargestellt.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Substrats 10 der optoelektronischen Baugruppe. Das Substrat 10 kann beispielsweise Glas, beispielsweise Fensterglas, Quarz, ein Halbleitermaterial und/oder ein anderes geeignetes Material, beispielsweise Bor-Silikat, Aluminium-Silikat und/oder ein Standard-Material aus der Display-Industrie, aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann das Substrat 10 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. Das Substrat 10 kann ein Metall oder eine Metallverbindung aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin oder ähnliches. Das Metall oder eine Metallverbindung kann auch als eine Metallfolie oder eine Metallbeschichtete Folie ausgebildet sein. Das Substrat 10 kann eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen.
Das Substrat 10 kann transluzent oder sogar transparent ausgebildet sein.
Unter dem Begriff „transluzent“ bzw. „transluzente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, beispielsweise für die von einem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement emittierte Strahlung, beispielsweise einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich des 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 Strahlungsmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Licht hierbei 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) eingekoppelte elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen ohne Streuung oder Wellenlängenkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird. Somit ist „transparent“ in verschiedenen Ausführungsbeispielen als ein Spezialfall von „transluzent“ anzusehen. Für den Fall, dass beispielsweise ein monochromes oder im Emissionsspektrum begrenztes optoelektronisches Bauelement bereitgestellt werden soll, kann es ausreichen, dass die optisch transluzente Schichtenstruktur zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs der gewünschten monochromen elektromagnetischen Strahlung oder für das begrenzte Emissionsspektrum transluzent ist.
2 zeigt das Substrat 10 gemäß 1 und ein Ausführungsbeispiel einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht 12, die auf dem Substrat 12 ausgebildet ist. Zwischen dem Substrat 10 und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 12 kann beispielsweise eine in 2 nicht gezeigte und im Folgenden mit Bezug zu 20 erläuterte Barrierenschicht ausgebildet sein.
Die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 kann aus einem ersten 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 Metalls oder unterschiedlicher Metalle und/oder desselben TCO oder unterschiedlicher TCOs. Transparente leitfähige Oxide können beispielsweise transparente, leitfähige Stoffe, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO), beispielsweise ZnO, IN/ZnO, SnZnO oder Al-ZnO, sein. Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂, oder In₂O₃ können auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs gehören und können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 ein Metall aufweisen; beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Stoffe. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste elektrisch leitfähige 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) oder ITO-Ag-ITO Multischichten. Das erste elektrisch leitfähige Material der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 12 kann beispielsweise so gewählt werden, dass es einem im Folgenden erläuterten Ätzprozess zum Entfernen eines im Folgenden erläuterten zweiten elektrisch leitfähigen Materials widerstehen kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 eines oder mehrere der folgenden Stoffe alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Stoffen aufweisen: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag; Netzwerke aus Kohlenstoff-Nanoröhren; Graphen-Teilchen und -Schichten; Netzwerke aus halbleitfähigen Nanodrähten. Ferner kann die erste elektrisch leitfähige Schicht elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide oder elektrisch leitfähige transparente Oxide aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 und/oder das Substrat 10 transluzent oder transparent ausgebildet sein. In dem Fall, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht ein Metall aufweist oder daraus gebildet ist, kann die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 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 elektrisch leitfähige Schicht 12 beispielsweise 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 elektrisch leitfähige Schicht 12 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.
Weiterhin kann für den Fall, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 ein leitfähiges transparentes Oxid (TCO) aufweist oder daraus gebildet ist, die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 75 nm bis ungefähr 250 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 150 nm.
Ferner kann für den Fall, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 aus beispielsweise einem Netzwerk aus metallischen Nanodrähten, beispielsweise aus Ag, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, einem Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, oder aus Graphen-Schichten und Kompositen gebildet werden, die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 250 nm.
Die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 kann zum Ausbilden von Anoden, also Löcher injizierenden Elektroden, ausgebildet sein oder von Kathoden, also Elektronen injizierende Elektroden. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 kann beispielsweise mittels Sputtern, beispielsweise DC-Sputtern, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder dergleichen auf das Substrat 10 aufgebracht werden. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 kann beispielsweise flächig, also ohne Struktur auf das Substrat 10 aufgebracht werden.
3 zeigt das Substrat 10, die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 und ein Ausführungsbeispiel einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 14, die auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 12 ausgebildet ist. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 kann beispielsweise Chrom, Aluminium, Molybdän, Kupfer oder Silber aufweisen.
Beispielsweise kann die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 Teilschichten aufweisen, die alternierend unterschiedliche Metalle aufweisen. Beispielsweise kann die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12 gebildet sein aus einem Stapel Cr-Al-Cr, Mo-Al-Mo, Cr-Cu-Cr. Beispielsweise kann die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 eine Schichtdicke beispielsweise zwischen 600 und 900 nm, beispielsweise zwischen 700 und 800 nm aufweisen. Die Teilschichten können gegebenenfalls Dicken beispielsweise zwischen 50 und 500 nm, beispielsweise zwischen 100 und 400 nm aufweisen. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 kann beispielsweise mittels Sputtern, beispielsweise DC-Sputtern, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder dergleichen auf die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 aufgebracht werden. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 kann beispielsweise flächig, also ohne Struktur auf die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 aufgebracht werden.
4 zeigt das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14, wobei in den beiden elektrisch leitfähigen Schichten 12, 14 Ausführungsbeispiele eines ersten Grabens 24 und eines zweiten Graben 26 ausgebildet sind. Die beiden Gräben 24, 26 können beispielsweise mittels Laserablation ausgebildet werden. In den Gräben 24, 26 ist das Material des Substrats 10 frei gelegt. In anderen Worten entspricht eine Tiefe der Gräben 24, 26 einer gemeinsamen Dicke der beiden elektrisch leitfähigen Schichten 12, 14. Für die Laserablation kann beispielsweise ein kontinuierlich oder gepulst betriebener Laser verwendet werden, beispielsweise ein Femto-, Nano- oder Pico-Laser. Der Laser kann beispielsweise elektromagnetische Strahlung im IR-Bereich oder im UV-Bereich, beispielsweise bei 200 bis 300 nm, und/oder mit einer Leistung von 0,5 W bis 1 W emittieren.
Der erste Graben 24 trennt einen ersten Bauelementbereich 16 von einem zweiten Bauelementbereich 18 ab. Der zweite Graben 24 trennt den zweiten Bauelementbereich 16 von einem ersten Kontaktbereich 36 ab. Der erste und/oder der zweite Graben 24, 26 können Teil einer Grabenstruktur sein, die beispielsweise den ersten und/oder zweiten Bauelementbereich 16, 18 in den Ebenen der beiden elektrisch leitfähigen Schichten 12, 14 teilweise oder vollständig begrenzen. In dem ersten Bauelementbereich 16 wird nachfolgend ein erstes optoelektronisches Bauelement ausgebildet und in dem zweiten Bauelementbereich 18 wird nachfolgend ein zweites optoelektronisches Bauelement ausgebildet. In diesem Zusammenhang bildet die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 in dem ersten Bauelementbereich 16 eine erste Elektrode 20 des ersten optoelektronischen Bauelements und in dem zweiten Bauelementbereich 18 eine erste Elektrode 22 des zweiten optoelektronischen Bauelements 18. Der erste Kontaktbereich 36 kann beispielsweise zum elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Baugruppe dienen.
5 zeigt das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14, wobei ein Ausführungsbeispiel eines Isolatormaterials auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 und in den Gräben 24, 26 auf das Substrat 10 strukturiert aufgebracht ist. Das Isolatormaterial kann beispielsweise derart strukturiert aufgebracht werden, dass davon ein erster Isolatorbereich 28, ein zweiter Isolatorbereich 30, ein dritter Isolatorbereich 32 und ein vierter Isolatorbereich 34 gebildet sind.
Der erste Isolatorbereich 28 isoliert den ersten Bauelementbereich 16 gegenüber dem zweiten Bauelementbereich 18 elektrisch. Der zweite Isolatorbereich 30 isoliert den zweiten Bauelementbereich 18 gegenüber dem ersten Kontaktbereich 36 elektrisch. Der dritte Isolatorbereich 32 ist auf einer von dem ersten Isolatorbereich 28 abgewandten Seite des ersten Bauelementbereichs 16 angeordnet. Der vierte Isolatorbereich 34 ist auf einer von dem zweiten Isolatorbereich 30 abgewandten Seite des zweiten Bauelementbereichs 18 zwischen dem ersten und dem zweiten Isolatorbereich 28, 30 angeordnet. Zwischen dem ersten Isolatorbereich 28 und dem vierten Isolatorbereich 34 ist ein dritter Kontaktbereich 46 ausgebildet. Der zweite Kontaktbereich 38 kann zum elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Baugruppe dienen. Der dritte Kontaktbereich 46 kann zum seriellen Kontaktieren des ersten optoelektronischen Bauelements mit dem zweiten optoelektronischen Bauelement dienen. In anderen Worten können das erste optoelektronische Bauelement und das zweite optoelektronische Bauelement über den dritten Kontaktbereich 46 in Reihe geschaltet werden. Beispielsweise ist der dritte Kontaktbereich 46 direkt mit der ersten Elektrode 22 des zweiten optoelektronischen Bauelements körperlich gekoppelt.
Bei dem strukturierten Aufbringen des Isolatormaterials werden der erste und der zweite Graben 24 derart mit dem Isolatormaterial gefüllt, dass das Isolatormaterial die Ränder des ersten und des zweiten Grabens 24 überlappt und auf der zweiten elektrischen leitfähigen Schicht 14 aufliegt. Der erste Graben 24 begrenzt dabei zumindest teilweise den ersten Isolatorbereich 28 und der zweite Graben 26 begrenzt zumindest teilweise den zweiten Isolatorbereich 30.
Das Isolatormaterial kann beispielsweise eine elektrisch isolierende Substanz sein, welche einen direkten Stromfluss zwischen der ersten oder zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 12, 14 in dem ersten Bauelementbereich 16 und der ersten oder zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 12, 14 in dem zweiten Bauelementbereich 18, verhindert. Beispielsweise verhindert das Isolatormaterial den direkten Stromfluss von der ersten Elektrode 20 des ersten optoelektronischen Bauelements zu der ersten Elektrode 22 des zweiten optoelektronischen Bauelements.
Das Isolatormaterial kann beispielsweise einen Überzug oder ein Beschichtungsmittel, beispielsweise ein Polymer und/oder einen Lack aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Lack kann beispielsweise einen in flüssiger oder in pulverförmiger Form aufbringbaren Beschichtungsstoff aufweisen. Dass das Isolatormaterial strukturiert aufgebracht ist, bedeutet, dass die gewünschte Struktur bereits beim Aufbringen des Isolatormaterials ausgebildet wird. Die zu beschichtende Fläche wird somit nur in Teilbereichen, die von der gewünschten Struktur abhängen, beschichtet. Das Isolatormaterial kann beispielsweise mittels eines Druckverfahrens, wie beispielsweise mittels Siebdrucks, Tintenstrahldrucks oder Flexodruckens, oder Rakelns strukturiert aufgebracht werden.
Das Isolatormaterial kann beispielsweise so gewählt werden, dass es durch eine nachträgliche Behandlung erweichbar ist und/oder in einen fließfähigen Zustand gebracht werden kann. Zusätzlich zu der elektrischen Isolierung kann das Isolatormaterial in einem im Folgenden näher erläuterten Ätzprozess zum Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 14 aus den Bauelementbereichen 16, 18 als Ätzstopp dienen. Das Isolatormaterial kann beispielsweise säurelöslich und nicht Base-löslich sein. Beispielsweise kann das Isolatormaterial in Chloroform und/oder einer Chlororganischen Verbindung oder einer Benzinartigen Verbindung, beispielsweise in Hexin oder Heptan, lösbar sein. Alternativ dazu kann das Isolatormaterial Base-löslich und nicht säurelöslich sein.
6 zeigt das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14 mit dem Isolatormaterial, wobei auf den ersten, den zweiten und den dritten Kontaktbereich 36, 38, 46 ein Ausführungsbeispiel einer Schutzschicht 40 strukturiert aufgebracht ist. Angrenzend an den ersten, den zweiten und den dritten Kontaktbereich 36, 38, 46 überlappt die Schutzschicht 40 die Isolatorbereiche 28, 30, 32, 34 teilweise. Die Schutzschicht 40 dient als Ätzstopp zum Schützen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in den Kontaktbereichen 36, 38, 46 bei einem nachfolgenden Ätzprozess zum Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 14 in den Bauelementbereichen 16, 18.
Dass die Schutzschicht 40 strukturiert aufgebracht ist, bedeutet, dass die gewünschte Struktur bereits beim Aufbringen der Schutzschicht ausgebildet wird. Die zu beschichtende Fläche wird somit nur in Teilbereichen, die von der gewünschten Struktur abhängen, beschichtet. Die Schutzschicht 40 kann beispielsweise mittels eines Druckverfahrens, wie beispielsweise mittels Siebdruck, Tintenstrahldruck oder Flexodruck, oder Rakeln strukturiert aufgebracht werden. Das Material der Schutzschicht 40 kann beispielsweise Base-löslich und nicht säurelöslich sein, beispielsweise wenn das Isolatormaterial säurelöslich ist. Beispielsweise kann das Material der Schutzschicht 40 in Natriumhydroxid, Kalziumhydroxid oder Tetramethylammoniumhydroxid lösbar sein. Alternativ dazu kann das Material der Schutzschicht 40 säurelöslich und/ nicht Base-löslich sein, beispielsweise wenn das Isolatormaterial Base-löslich ist. Das Material der Schutzschicht 40 kann beispielsweise einen Lack aufweisen oder daraus gebildet sein.
7 zeigt das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14 mit dem Isolatormaterial und der Schutzschicht 40, wobei die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 in den Bauelementbereichen 16, 18 entfernt ist. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 kann beispielsweise mittels eines Ätzprozesses entfernt werden. Für das Ätzen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 14 kann beispielsweise ein Ätzbad, wie beispielsweise eine 3%-ige Trichloressigsäure in Wasser verwendet werden.
Angrenzend an den ersten und den zweiten Bauelementbereich 16, 18 bleibt unter einem Teil des ersten und zweiten Isolatorbereich 28, 30 jeweils zumindest ein Steg der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 14 erhalten. Diese Stege der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 14 können während eines Betriebs der optoelektronischen Baugruppe zu einer guten Stromverteilung innerhalb der optoelektronischen Bauelemente beitragen.
8 zeigt das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14 mit dem Isolatormaterial, wobei die Schutzschicht 40 entfernt ist. Die Schutzschicht 40 kann beispielsweise mittels einer geeigneten Base und/oder einem basischen Lösungsmittel entfernt werden. Durch das Entfernen der Schutzschicht 40 werden die Kontaktbereiche 36, 38, 46 frei gelegt.
9 zeigt das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14 mit dem Isolatormaterial, wobei die Struktur des Isolatormaterials verrundet ist, so dass das Isolatormaterial die freien Seitenflächen und/oder Kanten der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 12, 14 bedeckt und so verkapselt. Die Struktur des Isolatormaterials kann beispielsweise verrundet werden, indem das Isolatormaterial so stark erwärmt wird, bis es flüssig oder zumindest zähflüssig ist und über die frei gelegten Seitenflächen bzw. Kanten der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 12, 14 fließt. Das Isolatormaterial kann beispielsweise erhitzt werden, indem die gesamte Anordnung mit dem Isolatormaterial auf den elektrisch leitfähigen Schichten 12, 14 und dem Substrat 10 erhitzt wird, beispielsweise in einem Ofen, beispielsweise einem Reflow-Ofen.
10 zeigt die optoelektronische Baugruppe, die das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14 mit dem Isolatormaterial aufweist, wobei in dem ersten Bauelementbereich 16 eine erste organisch funktionelle Schicht 52 ausgebildet ist und in dem zweiten Bauelementbereich 18 eine zweite organisch funktionelle Schicht 52 ausgebildet ist.
Die organisch funktionellen Schichten 52, 54 können beispielsweise die optisch aktiven Bereiche der optoelektronischen Bauelemente, beispielsweise von OLEDs, darstellen. Die organisch funktionellen Schichten 52, 54 können beispielsweise in einem, zwei oder mehreren Prozessschritten ausgebildet werden. Beispielsweise können die organisch funktionellen Schichten 52, 54 im Vakuum aufgedampft werden. Im Falle einer OLED als optoelektronisches Bauelement können die organisch funktionellen Schichten 52, 54 beispielsweise halbleitende, lichtemittierende organische Schichten aufweisen. Ein Ausführungsbeispiel einer OLED und die detaillierte Ausgestaltung der Schichtenstruktur der OLED sind im Folgenden mit Bezug zu 20 näher erläutert.
Auf den organisch funktionellen Schichten 52, 54 ist eine Elektrodenschicht strukturiert aufgebracht. Die Elektrodenschicht wird beispielsweise derart strukturiert aufgebracht, dass ein erster Elektrodenabschnitt 48 auf der ersten organisch funktionellen Schicht 52, dem ersten Isolatorbereich 28 und dem dritten Kontaktbereich 46 ausgebildet ist und ein zweiter Elektrodenabschnitt 50 auf der zweiten organisch funktionellen Schicht 54, dem zweiten Isolatorbereich 30 und dem ersten Kontaktbereich 36 ausgebildet ist. Der erste Elektrodenabschnitt 48 kontaktiert die erste organisch funktionelle Schicht 52 und den dritten Kontaktbereich 46 elektrisch. Der erste Elektrodenabschnitt 48 dient als zweite Elektrode, beispielsweise als Kathode, für das erste optoelektronische Bauelement. Der zweite Elektrodenabschnitt 50 kontaktiert die zweite organisch funktionelle Schicht 54 und den ersten Kontaktbereich 36 elektrisch. Der zweite Elektrodenabschnitt 50 dient als zweite Elektrode, beispielsweise als Kathode, für das zweite optoelektronische Bauelement.
Das erste optoelektronische Bauelement kann einerseits über den zweiten Kontaktbereich 38 elektrisch kontaktiert werden und kann andererseits über den ersten Elektrodenabschnitt 48 und den dritten Kontaktbereich 46 mit dem zweiten optoelektronischen Bauelement in Reihe geschaltet werden. Das zweite optoelektronische Bauelement kann einerseits über den dritten Kontaktbereich 46 mit dem ersten optoelektronischen Bauelement in Reihe geschaltet werden und kann andererseits über den zweiten Elektrodenabschnitt 50 und den ersten Kontaktbereich 36 elektrisch kontaktiert werden.
In 10 symbolisieren zwei Diodensymbole auf dem Substrat 10 die Reihenschaltung der beiden optoelektronischen Bauelemente.
11 zeigt eine Draufsicht auf die optoelektronische Baugruppe gemäß 10. Aus 11 geht hervor, dass die organisch funktionellen Schichten 52, 54, der erste und der dritte Kontaktbereich 36, 46 und/oder die Elektrodenabschnitte 48, 50 beispielsweise rechteckförmig ausgebildet sind. Alternativ dazu können die organisch funktionellen Schichten 52, 54, der erste und der dritte Kontaktbereich 36, 46 und/oder die Elektrodenabschnitte 48, 50 beispielsweise quadratisch oder kreisförmig ausgebildet sein. Die in 11 nicht dargestellte Grabenstruktur, die auch die beiden Gräben 24, 26 aufweist, kann entsprechend ausgebildet sein.
Anhand von 12 bis 19 wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe, die zusätzlich ein drittes optoelektronisches Bauelement, das mit dem ersten und dem zweiten optoelektronischen Bauelement in Reihe geschaltet ist, aufweist, erläutert. Dabei sind in den 12 bis 19 Ausführungsbeispiele von Komponenten der optoelektronischen Baugruppe in unterschiedlichen Zuständen der optoelektronischen Baugruppe während des Herstellungsverfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe dargestellt. Die Verfahrensschritte können beispielsweise grundsätzlich die gleichen wie bei dem im Vorhergehenden erläuterten Verfahren sein, wobei im Unterschied dazu drei in Reihe geschaltete optoelektronische Bauelemente ausgebildet werden. Daher wird im Folgenden ausschließlich auf das Ausbilden der im Vergleich mit dem im Vorhergehenden erläuterten Verfahren neuen Komponenten der optoelektronischen Baugruppe eingegangen.
12 zeigt das Substrat 10 mit den beiden elektrisch leitfähigen Schichten 12, 14 und den beiden Gräben 24, 26, wie beispielsweise mit Bezug zu 4 näher erläutert, wobei zusätzlich beispielsweise ein dritter Graben 64 in den elektrisch leitfähigen Schichten 12, 14 ausgebildet ist. In dem dritten Graben 64 ist das Substrat 10 frei gelegt. In anderen Worten entspricht eine Tiefe des dritten Grabens 64 einer gemeinsamen Dicke der beiden elektrisch leitfähigen Schichten 12, 14. Der zweite und der dritte Graben 26, 64 begrenzen einen dritten Bauelementbereich 56. Der dritte Graben 64 trennt den dritten Bauelementbereich 56 von dem ersten Kontaktbereich 36 ab. Der dritte Graben 64 kann beispielsweise entsprechend dem ersten und/oder zweiten Graben 24, 26 ausgebildet sein. Der dritte Graben 64 kann beispielsweise mittels Laserablation ausgebildet werden. Der dritte Graben 64 kann Teil der Grabenstruktur sein, die beispielsweise den ersten, zweiten und/oder dritten Bauelementbereich 16, 18, 56 in den Ebenen der beiden elektrisch leitfähigen Schichten 12, 14 teilweise oder vollständig begrenzt. In dem dritten Bauelementbereich 56 wird nachfolgend ein drittes optoelektronisches Bauelement ausgebildet. In diesem Zusammenhang bildet die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 in dem dritten Bauelementbereich 56 eine erste Elektrode 60, beispielsweise eine Anode, des ersten optoelektronischen Bauelements.
13 zeigt das Substrat 10 mit den beiden elektrisch leitfähigen Schichten 12, 14, wie beispielsweise mit Bezug zu 5 näher erläutert, wobei im Unterschied dazu das Isolatormaterial beispielsweise derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 und in dem dritten Graben 64 auf das Substrat 10 aufgebracht ist, dass davon ein fünfter Isolatorbereich 66 und ein sechster Isolatorbereich 68 gebildet sind.
Der fünfte Isolatorbereich 66 isoliert den dritten Bauelementbereich 56 gegenüber dem ersten Kontaktbereich 36 elektrisch. Der sechste Isolatorbereich 68 ist auf einer von dem fünften Isolatorbereich 66 abgewandten Seite des dritten Bauelementbereichs 56 zwischen dem zweiten und dem fünften Isolatorbereich 30, 66 angeordnet. Zwischen dem zweiten Isolatorbereich 30 und dem sechsten Isolatorbereich 68 ist ein vierter Kontaktbereich 70 ausgebildet. Der vierte Kontaktbereich 70 kann zum seriellen Kontaktieren des zweiten optoelektronischen Bauelements mit dem dritten optoelektronischen Bauelement dienen. In anderen Worten können das zweite optoelektronische Bauelement und das dritte optoelektronische Bauelement über den vierten Kontaktbereich 70 in Reihe geschaltet werden. Beispielsweise ist der vierte Kontaktbereich 70 direkt mit der ersten Elektrode 60 des dritten optoelektronischen Bauelements körperlich gekoppelt.
Bei dem strukturierten Aufbringen des Isolatormaterials wird der dritte Graben 64 derart mit dem Isolatormaterial gefüllt, dass das Isolatormaterial die Ränder des dritten Grabens 64 überlappt und auf der zweiten elektrischen leitfähigen Schicht 14 aufliegt. Der dritte Graben 64 begrenzt dabei zumindest teilweise den fünften Isolatorbereich 66.
Das Isolatormaterial kann beispielsweise einen direkten Stromfluss zwischen der ersten oder zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 12, 14 in dem zweiten Bauelementbereich 18 und der ersten oder zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 12, 14 in dem dritten Bauelementbereich 56, verhindert. Beispielsweise verhindert das Isolatormaterial den direkten Stromfluss von der ersten Elektrode 22 des zweiten optoelektronischen Bauelements zu der ersten Elektrode 60 des dritten optoelektronischen Bauelements.
14 zeigt das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14 mit dem Isolatormaterial, wobei auf den vierten Kontaktbereich 70 ein Ausführungsbeispiel einer Schutzschicht 40 strukturiert aufgebracht ist, wie beispielsweise mit Bezug zu 6 näher erläutert. Angrenzend an den vierten Kontaktbereich 70 überlappt die Schutzschicht 40 den zweiten und den sechsten Isolatorbereich 30, 68.
15 zeigt das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14 mit dem Isolatormaterial und der Schutzschicht 40, wobei die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 in den Bauelementbereichen 16, 18, 56 entfernt ist, wie beispielsweise mit Bezug zu 7 näher erläutert. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 kann beispielsweise mittels eines Ätzprozesses entfernt werden.
16 zeigt das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14 mit dem Isolatormaterial, wobei die Schutzschicht 40 entfernt ist, wie beispielsweise mit Bezug zu 8 näher erläutert. Die Schutzschicht 40 kann beispielsweise mittels einer geeigneten Base und/oder einem basischen Lösungsmittel entfernt werden. Durch das Entfernen der Schutzschicht 40 werden die Kontaktbereiche 36, 38, 46, 70 frei gelegt.
17 zeigt das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14 mit dem Isolatormaterial, wobei die Struktur des Isolatormaterials verrundet ist, so dass das Isolatormaterial die freien Seitenflächen und/oder Kanten der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 12, 14 bedeckt und so verkapselt, wie beispielsweise mit Bezug zu 9 näher erläutert.
18 zeigt die optoelektronische Baugruppe, die das Substrat 10 und die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 12, 14 mit dem Isolatormaterial aufweist, wobei in dem dritten Bauelementbereich 56 eine dritte organisch funktionelle Schicht 76 ausgebildet ist. Auf den organisch funktionellen Schichten 52, 54, 76 ist eine Elektrodenschicht strukturiert aufgebracht. Die Elektrodenschicht wird beispielsweise derart strukturiert aufgebracht, dass ein dritter Elektrodenabschnitt 74 auf der dritten organisch funktionellen Schicht 76, dem fünften Isolatorbereich 66 und dem ersten Kontaktbereich 36 ausgebildet ist. Der dritte Elektrodenabschnitt 74 kontaktiert die dritte organisch funktionelle Schicht 76 und den ersten Kontaktbereich 36 elektrisch. Der dritte Elektrodenabschnitt 74 dient als zweite Elektrode, beispielsweise als Kathode, für das dritte optoelektronische Bauelement. Das dritte optoelektronische Bauelement kann einerseits über den vierten Kontaktbereich 70 mit dem zweiten optoelektronischen Bauelement in Reihe geschaltet werden und kann andererseits über den dritten Elektrodenabschnitt 74 und den ersten Kontaktbereich 36 elektrisch kontaktiert werden. Somit sind das erste, das zweite und das dritte optoelektronische Bauelement in Reihe geschaltet.
In 18 symbolisieren drei Diodensymbole auf dem Substrat 10 die Reihenschaltung der optoelektronischen Bauelemente.
19 zeigt eine Draufsicht auf die optoelektronische Baugruppe gemäß 18. Aus 19 geht hervor, dass die dritte organisch funktionelle Schichten 76, der vierte Kontaktbereich 70 und/oder der dritte Elektrodenabschnitt 74 beispielsweise rechteckförmig ausgebildet sind. Die in 18 nicht dargestellte Grabenstruktur, die auch den dritten Graben 64 aufweist, kann entsprechend ausgebildet sein.
20 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Schichtenstruktur eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelemente der optoelektronischen Baugruppe können beispielsweis gemäß der im Folgenden erläuterten Schichtenstruktur ausgebildet sein.
Das optoelektronische Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, beispielsweise ein lichtemittierendes Bauelement 100, beispielsweise in Form einer organischen Leuchtdiode, sein. Das optoelektronische Bauelement kann einen Träger 102 aufweisen. Der Träger 102 kann beispielsweise einen Teilabschnitt des Substrats 10 repräsentieren und kann als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente, dienen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische Leuchtdiode (oder das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement 100 gemäß den im Vorhergehenden oder im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen) als ein so genannter Top- und Bottom-Emitter eingerichtet sein. Ein Top- und/oder Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden.
Auf oder über dem Träger 102 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen optional eine Barriereschicht 104 angeordnet sein. Die Barrierenschicht 104 kann beispielsweise auch als Teilschicht des Trägers 102 angesehen werden. Die Barriereschicht 104 kann eines oder mehrere der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus bestehen: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. Ferner kann die Barriereschicht 104 in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 5000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 40 nm.
Auf oder über der Barriereschicht 104 kann ein elektrisch aktiver Bereich 106 des lichtemittierenden Bauelements 100 angeordnet sein. Der elektrisch aktive Bereich 106 kann als der Bereich des lichtemittierenden Bauelements 100 verstanden werden, in dem ein elektrischer Strom zum Betrieb des lichtemittierenden Bauelements 100 fließt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der elektrisch aktive Bereich 106 eine erste Elektrode 110, eine zweite Elektrode 114 und eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, wie sie im Folgenden noch näher erläutert werden. Die erste Elektrode 110 kann beispielsweise eine der ersten Elektroden 20, 22, 60 und/oder die zweite Elektrode 114 kann beispielsweise einen der Elektrodenabschnitte 48, 50, 74 repräsentieren.
So kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf oder über der Barriereschicht 104 (oder, wenn die Barriereschicht 104 nicht vorhanden ist, auf oder über dem Träger 102) die erste Elektrode 110 (beispielsweise als Teil der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 12) aufgebracht sein.
Weiterhin kann der elektrisch aktive Bereich 106 des lichtemittierenden Bauelements 100 eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht ist oder ausgebildet wird. Beispielsweise kann die organisch funktionelle Schichtenstruktur 112 eine, zwei oder mehr der organisch funktionellen Schichten 52, 54, 76 repräsentieren.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann eine oder mehrere Emitterschichten 118 aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten 116 (auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en) 120). In verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten 116 (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en) 116) vorgesehen sein.
Beispiele für Emittermaterialien, die in dem lichtemittierenden Bauelement 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht(en) 118 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 eines nasschemischen Verfahrens, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating), abscheidbar sind.
Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein.
Es ist darauf hinzuweisen, dass andere geeignete Emittermaterialien in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls vorgesehen sind.
Die Emittermaterialien der Emitterschicht(en) 118 des lichtemittierenden Bauelements 100 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das lichtemittierende Bauelement 100 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht(en) 118 kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht(en) 118 auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht 118 oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht 118 , einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht 118 und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht 118. 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 funktionelle 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 eine Kombination dieser Stoffe aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen, die als Lochtransportschicht 120 ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Alternativ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als Elektronentransportschicht 116 ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in einer OLED eine effektive Elektroneninjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Als Stoff für die Lochtransportschicht 120 können beispielsweise tertiäre Amine, Carbazoderivate, leitfähiges Polyanilin oder Polythylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren elektrolumineszenten Schichten als elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Lochtransportschicht 120 auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein, und die Emitterschicht 118 kann auf oder über der Lochtransportschicht 120 aufgebracht sein, beispielsweise abgeschieden sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Elektronentransportschicht 116 auf oder über der Emitterschicht 118 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 (also beispielsweise die Summe der Dicken von Lochtransportschicht(en) 120 und Emitterschicht(en) 118 und Elektronentransportschicht(en) 116) 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 funktionelle Schichtenstruktur 112 beispielsweise einen Stapel von mehreren direkt übereinander angeordneten organischen Leuchtdioden (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 funktionelle Schichtenstruktur 112 beispielsweise einen Stapel von zwei, drei oder vier direkt übereinander angeordneten OLEDs aufweisen, in welchem Fall beispielsweise organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 3 µm.
Das lichtemittierende Bauelement 100 kann optional allgemein weitere organische Funktionsschichten, beispielsweise angeordnet auf oder über der einen oder mehreren Emitterschichten 118 oder auf oder über der oder den Elektronentransportschicht(en) 116 aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des lichtemittierenden Bauelements 100 weiter zu verbessern.
Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren organischen funktionellen Schichtenstrukturen kann die zweite Elektrode 114 (beispielsweise als Teil der zweiten Elektrodenschicht, beispielsweise als einer der Elektrodenabschnitte 48, 50, 74) aufgebracht sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 114 die gleichen Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein wie die erste Elektrode 110, wobei in verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders geeignet sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die erste Elektrode 110 und die zweite Elektrode 114 beide transluzent oder transparent ausgebildet. Somit kann das in 1 dargestellte lichtemittierende Bauelement 100 als Top- und Bottom-Emitter (anders ausgedrückt als transparentes lichtemittierendes Bauelement 100) ausgebildet sein. Die zweite Elektrode 114 kann als Anode, also als Löcher injizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine Elektronen injizierende Elektrode.
Auf oder über der zweiten Elektrode 114, beispielweise auf den Elektrodenabschnitten 48, 50, 74, und damit auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 106 kann optional noch eine Verkapselung 108, beispielsweise in Form einer Barrierendünnschicht/Dünnschichtverkapselung 108 gebildet werden oder sein. Unter einer „Barrierendünnschicht“ 108 bzw. einem „Isolatorbereich-Dünnfilm“ 108 kann im Rahmen dieser Anmeldung beispielsweise eine Schicht oder eine Schichtenstruktur verstanden werden, die dazu geeignet ist, eine Isolatorbereich gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Barrierendünnschicht 108 derart ausgebildet, dass sie von OLED-schädigenden Stoffen wie Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 108 als eine einzelne Schicht (anders ausgedrückt, als Einzelschicht) ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 108 eine Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten aufweisen. Mit anderen Worten kann gemäß einer Ausgestaltung die Barrierendünnschicht 108 als Schichtstapel (Stack) ausgebildet sein. Die Barrierendünnschicht 108 oder eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 können beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z.B. mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD)) gemäß einer Ausgestaltung, z.B. eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD)) oder eines plasmalosen Atomlageabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer Deposition (PLALD)), oder mittels eines chemischen Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition (CVD)) gemäß einer anderen Ausgestaltung, z.B. eines plasmaunterstützten Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)) oder eines plasmalosen Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD)), oder alternativ mittels anderer geeigneter Abscheideverfahren.
Durch Verwendung eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) können sehr dünne Schichten abgeschieden werden. Insbesondere können Schichten abgeschieden werden, deren Schichtdicken im Atomlagenbereich liegen. Gemäß einer Ausgestaltung können bei einer Barrierendünnschicht 108, die mehrere Teilschichten aufweist, alle Teilschichten mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens gebildet werden. Eine Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat“ bezeichnet werden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können bei einer Barrierendünnschicht 108, die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens. Die Barrierendünnschicht 108 kann gemäß einer Ausgestaltung eine Schichtdicke von ungefähr 0.1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung.
Gemäß einer Ausgestaltung, bei der die Barrierendünnschicht 108 mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten dieselbe Schichtdicke aufweisen. Gemäß einer anderen Ausgestaltung können die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten kann mindestens eine der Teilschichten eine andere Schichtdicke aufweisen als eine oder mehrere andere der Teilschichten. Die Barrierendünnschicht 108 oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 können gemäß einer Ausgestaltung als transluzente oder transparente Schicht ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Barrierendünnschicht 108 (oder die einzelnen Teilschichten der Barrierendünnschicht 108) aus einem transluzenten oder transparenten Stoff (oder einem Stoffgemisch, die transluzent oder transparent ist) bestehen.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Barrierendünnschicht 108 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 einen der nachfolgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Barrierendünnschicht 108 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Barrierendünnschicht 108 ein oder mehrere hochbrechende Stoffe aufweisen, anders ausgedrückt ein oder mehrere Stoffe mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung 126, beispielsweise aus Glas, beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des organischen optoelektronischen Bauelementes 100 mit der Barrieredünnschicht 108 aufgebracht werden. Die Abdeckung 126 kann sich beispielsweise über alle optoelektronischen Bauelemente der optoelektronischen Baugruppe erstrecken.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der Barrierendünnschicht 108 ein Klebstoff und/oder ein Schutzlack 124 vorgesehen sein, mittels dessen beispielsweise eine Abdeckung 126 (beispielsweise eine Glasabdeckung 126) auf der Barrierendünnschicht 108 befestigt, beispielsweise aufgeklebt ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optisch transluzente Schicht aus Klebstoff und/oder Schutzlack 124 eine Schichtdicke von größer als 1 µm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren µm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder ein solcher sein.
In die Schicht des Klebstoffs (auch bezeichnet als Kleberschicht) können in verschiedenen Ausführungsbeispielen noch lichtstreuende Partikel eingebettet sein, die zu einer weiteren Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen können. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können als lichtstreuende Partikel beispielsweise dielektrische Streupartikel vorgesehen sein wie beispielsweise Metalloxide wie z.B. Siliziumoxid (SiO2), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO2), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga2Oa) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der transluzenten Schichtenstruktur verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel, Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel, oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der zweiten Elektrode 114 und der Schicht aus Klebstoff und/oder Schutzlack 124 noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) aufgebracht werden oder sein, beispielsweise SiN, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 1,5 µm, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 µm, um elektrisch instabile Stoffe zu schützen, beispielsweise während eines nasschemischen Prozesses.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff derart eingerichtet sein, dass er selbst einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung 126. Ein solcher Klebstoff kann beispielsweise ein niedrigbrechender Klebstoff sein wie beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Kleber vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf einen Klebstoff 124 verzichtet werden kann, beispielsweise in Ausgestaltungen, in denen die Abdeckung 126, beispielsweise aus Glas, mittels beispielsweise Plasmaspritzens auf die Barrierendünnschicht 108 aufgebracht werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die Abdeckung 126 und/oder der Klebstoff 124 einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen.
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten (beispielsweise kombiniert mit der Verkapselung 108, beispielsweise der Barrierendünnschicht 108) in dem lichtemittierenden Bauelement 100 vorgesehen sein.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können mehr als drei, beispielsweise vier oder fünf oder mehr, optoelektronische Bauelemente in Reihe geschaltet hergestellt werden, insbesondere ohne einen photolithographischen Prozess durchzuführen und/oder mit lediglich einem Ätzprozess.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe, die ein erstes optoelektronisches Bauelement und mindestens ein zweites optoelektronisches Bauelement, das mit dem ersten optoelektronischen Bauelement in Reihe geschaltet ist, aufweist, bei dem - eine erste elektrisch leitfähige Schicht (12) auf einem Substrat (10) ausgebildet wird, - eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (12) ausgebildet wird, - ein Isolatormaterial derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) und das Substrat (10) aufgebracht wird, dass von dem Isolatormaterial gebildet sind mindestens ein erster Isolatorbereich (28), der einen ersten Bauelementbereich (16) zum Anordnen des ersten optoelektronischen Bauelements gegen einen zweiten Bauelementbereich (18) zum Anordnen des zweiten optoelektronischen Bauelements elektrisch isoliert, ein zweiter Isolatorbereich (30), der den zweiten Bauelementbereich (18) gegen einen ersten Kontaktbereich (36) elektrisch isoliert, ein dritter Isolatorbereich (32), der auf einer von dem ersten Isolatorbereich (28) abgewandten Seite des ersten Bauelementbereichs (16) angeordnet ist, und ein vierter Isolatorbereich (34), der auf einer von dem zweiten Isolatorbereich (30) abgewandten Seite des zweiten Bauelementbereichs (18) zwischen dem ersten und dem zweiten Isolatorbereich (28, 30) angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Isolatorbereich (28) und dem vierten Isolatorbereich (34) ein dritter Kontaktbereich (46) ausgebildet ist, - die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) in dem ersten und dem zweiten Bauelementbereich (16, 18) entfernt wird, - nach dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14) in dem ersten und dem zweiten Bauelementbereich (16, 18) eine erste optisch funktionelle Schicht (52) in dem ersten Bauelementbereich (16) und eine zweite optisch funktionelle Schicht (54) in dem zweiten Bauelementbereich (18) ausgebildet werden, - eine elektrisch leitfähige Elektrodenschicht derart strukturiert auf die optisch funktionellen Schichten (52, 54) und den ersten und den dritten Kontaktbereich (36, 46) aufgebracht wird, dass die erste optisch funktionelle Schicht (52) mit dem dritten Kontaktbereich (46) elektrisch gekoppelt ist und die zweite optisch funktionelle Schicht (54) mit dem ersten Kontaktbereich (36) elektrisch gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem vor dem strukturierten Aufbringen des Isolatormaterials in der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (12, 14) ein erster Graben (24) und mindestens ein zweiter Graben (26) so ausgebildet werden, dass das Substrat (10) in dem ersten und dem zweiten Graben (24) freigelegt ist, und bei dem beim strukturierten Aufbringen des Isolatormaterials der erste und der zweite Graben (24, 26) derart mit dem Isolatormaterial gefüllt werden, dass das Isolatormaterial die Ränder des ersten und des zweiten Grabens (24, 26) überlappt, wobei der erste Graben (24) zumindest teilweise den ersten Isolatorbereich (28) begrenzt und der zweite Graben (26) zumindest teilweise den zweiten Isolatorbereich (30) begrenzt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - nach dem strukturierten Aufbringen des Isolatormaterials und vor dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14) in dem ersten und zweiten Bauelementbereich (16, 18) eine Schutzschicht (40) derart strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) aufgebracht wird, dass die Kontaktbereiche (36, 38, 46) mit dem Material der Schutzschicht (40) bedeckt sind, - die Schutzschicht (40) beim Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14) die Kontaktbereiche (36, 38, 46) schützt, so dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) in den Kontaktbereichen (36, 38, 46) erhalten bleibt, und - nach dem Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14) in dem ersten, zweiten und/oder dritten Bauelementbereich (16, 18, 56) die Schutzschicht (40) entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem vor dem Aufbringen der optisch funktionellen Schichten (52, 54) das Isolatormaterial derart erwärmt wird, dass es sich verformt und Kanten und/oder Seitenflächen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14) verkapselt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Elektrodenschicht aufweist einen ersten Elektrodenabschnitt (48), durch den die erste optisch funktionelle Schicht (52) mit dem dritten Kontaktbereich (46) elektrisch gekoppelt ist, und einen zweiten Elektrodenabschnitt (50), durch den die zweite optisch funktionelle Schicht (54) mit dem ersten Kontaktbereich (36) elektrisch gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem - von der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14) in dem ersten Kontaktbereich (36) und der damit körperlich gekoppelten ersten elektrisch leitfähigen Schicht (12) in dem ersten Bauelementbereich (16) eine erste Elektrode des ersten optoelektronischen Bauelements gebildet ist und von dem ersten Elektrodenabschnitt (48) eine zweite Elektrode des ersten optoelektronischen Bauelements gebildet ist, wobei das erste optoelektronische Bauelement die erste optisch funktionelle Schicht (52) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode des ersten optoelektronischen Bauelements aufweist, - von der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14) in dem dritten Kontaktbereich (46) und der damit körperlich gekoppelten ersten elektrisch leitfähigen Schicht (12) in dem zweiten Bauelementbereich (18) eine erste Elektrode des zweiten optoelektronischen Bauelements gebildet ist und von dem zweiten Elektrodenabschnitt (50) eine zweite Elektrode des zweiten optoelektronischen Bauelements gebildet ist, wobei das zweite optoelektronische Bauelement die zweite optisch funktionelle Schicht (54) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode des zweiten optoelektronischen Bauelements aufweist, und - das erste optoelektronische Bauelement und das zweite optoelektronische Bauelement über den körperlichen Kontakt der zweiten Elektrode des ersten optoelektronischen Bauelements mit der ersten Elektrode des zweiten optoelektronischen Bauelements in Reihe geschaltet sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem - das Isolatormaterial derart strukturiert auf die zweite Schicht (14) und das Substrat (10) aufgebracht wird, dass durch das Isolatormaterial mindestens gebildet sind ein fünfter Isolatorbereich (66), der einen dritten Bauelementbereich (56) zum Ausbilden eines dritten optoelektronischen Bauelements gegen den ersten Kontaktbereich (36) elektrisch isoliert, und ein sechster Isolatorbereich (68), der auf einer von dem fünften Isolatorbereich (66) abgewandten Seite des dritten Bauelementbereichs (56) angeordnet ist, wobei zwischen dem sechsten Isolatorbereich (68) und dem zweiten Isolatorbereich (30) ein vierter Kontaktbereich (70) ausgebildet ist und wobei der zweite Isolatorbereich (30) den zweiten Bauelementbereich (18) gegen den dritten Bauelementbereich (56) elektrisch isoliert, - eine dritte optisch funktionelle Schicht (76) in dem dritten Bauelementbereich (56) ausgebildet wird, - die Elektrodenschicht derart strukturiert auf die optisch funktionellen Schichten (52, 54, 76) und den vierten Kontaktbereich (70) aufgebracht wird, dass die dritte optisch funktionelle Schicht (76) mit dem ersten Kontaktbereich (36) elektrisch gekoppelt ist und dass die zweite optisch funktionelle Schicht (54) mit dem vierten Kontaktbereich (70) elektrisch gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem mindestens einer der Gräben (24, 26, 64) mittels Laserablation ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Isolatormaterial mittels eines Druckverfahrens aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei dem die Schutzschicht mittels eines Druckverfahrens aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Isolatormaterial säurelöslich oder Base-löslich ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Material der Schutzschicht Base-löslich und das Isolatormaterial säurelöslich sind oder bei dem das Material der Schutzschicht säurelöslich und das Isolatormaterial Base-löslich sind.
Optoelektronische Baugruppe mit einem ersten optoelektronischen Bauelement und mindestens einem zweiten optoelektronischen Bauelement, das mit dem ersten optoelektronischen Bauelement in Reihe geschaltet ist, aufweisend: - ein Substrat (10), - eine erste elektrisch leitfähige Schicht (12) auf dem Substrat (10), - eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (12), - ein Isolatormaterial das derart strukturiert auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (14) und dem Substrat (10) aufgebracht ist, dass von dem Isolatormaterial gebildet sind mindestens ein erster Isolatorbereich (28), der einen ersten Bauelementbereich (16), in dem das erste optoelektronische Bauelement angeordnet ist, gegen einen zweiten Bauelementbereich (18), in dem das zweite optoelektronische Bauelement angeordnet ist, elektrisch isoliert, ein zweiter Isolatorbereich (30), der den zweiten Bauelementbereich (18) gegen einen ersten Kontaktbereich (36) elektrisch isoliert, ein dritter Isolatorbereich (32), der auf einer von dem ersten Isolatorbereich (28) abgewandten Seite des ersten Bauelementbereichs (16) angeordnet ist, und ein vierter Isolatorbereich (34), der auf einer von dem zweiten Isolatorbereich (30) abgewandten Seite des zweiten Bauelementbereichs (18) zwischen dem ersten und dem zweiten Isolatorbereich (28, 30) angeordnet ist, wobei zwischen dem ersten Isolatorbereich (28) und dem vierten Isolatorbereich (34) ein dritter Kontaktbereich (46) ausgebildet ist, - eine erste optisch funktionelle Schicht (52) auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (12) in dem ersten Bauelementbereich (16), - eine zweite optisch funktionelle Schicht (54) auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (12) in dem zweiten Bauelementbereich (18), - eine elektrisch leitfähige Elektrodenschicht, die derart strukturiert auf die optisch funktionellen Schichten (52, 54) und den dritten Kontaktbereich (46) aufgebracht ist, dass die erste optisch funktionelle Schicht (52) mit dem dritten Kontaktbereich (46) elektrisch gekoppelt ist und die zweite optisch funktionelle Schicht (54) mit dem ersten Kontaktbereich (36) elektrisch gekoppelt ist.