DE102013105364A1

DE102013105364A1 - Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement

Info

Publication number: DE102013105364A1
Application number: DE102013105364.5A
Authority: DE
Inventors: Silke Scharner; Thomas Wehlus
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2033-05-25
Also published as: WO2014187798A1; US9825246B2; KR102147518B1; US20160126486A1; DE102013105364B4; CN105340103B; KR20160012167A; CN105340103A

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (10) bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird ein Träger (12) bereitgestellt. Über dem Träger wird eine erste Elektrode (20) ausgebildet. Über der ersten Elektrode (20) wird eine optisch funktionelle Schichtenstruktur (22) ausgebildet. Über der optisch funktionellen Schichtenstruktur (22) wird eine zweite Elektrode (23) ausgebildet. Mindestens eine der beiden Elektroden (20, 23) wird ausgebildet, indem elektrisch leitfähige Nanodrähte (4) auf einer Fläche (2) angeordnet werden, auf der die entsprechende Elektrode (20, 23) ausgebildet werden soll, und indem die Nanodrähte (4) derart erwärmt werden, dass sie sich plastisch verformen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und ein optoelektronisches Bauelement.
Ein optoelektronisches Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement oder ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement sein. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Photodiode oder eine Solarzelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann beispielsweise eine LED oder eine OLED sein. Ein organisches optoelektronisches Bauelement kann eine Anode, eine Kathode und ein dazwischen ausgebildetes organisch funktionelles Schichtensystem aufweisen.
Das organische funktionelle Schichtensystem kann eine Emitterschicht aufweisen, in der elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („charge generating layer”, CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie eine Elektronenblockadeschicht, auch bezeichnet als Lochtransportschicht („hole transport layer”-HTL), und eine Lochblockadeschicht, auch bezeichnet als Elektronentransportschicht („electron transport layer” ETL), um den Stromfluss zu richten.
Die Anode und/oder die Kathode können beispielsweise ein metallisches Material, beispielsweise ein Metall oder ein Halbmetall, und/oder ein anderes zur Stromführung geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise können Nanodrähte, beispielsweise Silber-Nanodrähte (Ag-Nanowires), oder Nanoröhren, beispielsweise Kohlenstoff-Nanoröhren (C-Nanotubes) als Material für die Anode bzw. Kathode verwendet werden. Die Nanodrähte bzw. Nanoröhren können in Bindemitteln eingebettet sein und zusammen mit dem Bindemittel auf eine Fläche aufgebracht werden, auf der die entsprechende Elektrode ausgebildet werden soll. Das Bindemittel kann gehärtet werden und in gehärtetem Zustand die Nanodrähte bzw. Nanoröhren miteinander körperlich und/oder elektrisch verbinden und auf der Fläche fixieren. Die Nanodrähte bzw. Nanoröhren können innerhalb der von dem Bindemittel gebildeten Schicht in alle drei Raumrichtungen ausgerichtet sein, beispielsweise auch vollständig oder teilweise senkrecht zu der Fläche, auf der sie angeordnet sind. Aufgrund der senkrechten Richtungskomponente der Ausrichtung der Nanodrähte bzw. Nanoröhren können diese auch aus der Schicht aus Bindemittel hervorstehen und/oder herausstehen. Derartige aus der Schicht aus Bindemittel hervorstehende Nanodrähte bzw. Nanoröhren können für das entsprechende optoelektronische Bauelement ein großes Risiko darstellen, da die über der Schicht aus Bindemittel ausgebildete Schicht oder Schichten durch die Nanodrähte bzw. Nanoröhren beschädigt und/oder ganz oder teilweise kurzgeschlossen werden können.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt, das einfach und/oder kostengünstig durchführbar ist und/oder das dazu beiträgt, dass das optoelektronische Bauelement zuverlässig betreibbar ist.
In verschiedenen Ausführungsformen wird Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt, das einfach und/oder kostengünstig herstellbar ist und/oder das zuverlässig betreibbar ist.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird ein Träger bereitgestellt, beispielsweise wird der Träger ausgebildet. Eine erste Elektrode wird über dem Träger ausgebildet Eine optisch funktionelle Schichtenstruktur wird über der ersten Elektrode ausgebildet. Eine zweite Elektrode wird über der optisch funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet. Beim Ausbilden mindestens einer der beiden Elektroden werden elektrisch leitfähige Nanodrähte auf einer Fläche angeordnet werden, auf der die entsprechende Elektrode ausgebildet werden soll, und die Nanodrähte werden derart erwärmt, dass sie sich plastisch verformen. Nachfolgend bilden die verformten Nanodrähte zumindest einen Teil der entsprechenden Elektrode.
Das Verformen der Nanodrähte kann dazu beitragen, dass vollständig oder teilweise senkrecht zu der Fläche ausgerichtete Nanodrähte sich unter einer äußeren Krafteinwirkung, beispielsweise der Erdanziehungskraft und somit ihrer eigenen Gewichtskraft oder einer Zentrifugalkraft in einer Zentrifuge, parallel zu der Fläche ausrichten und beispielsweise auf der Fläche ablegen. Dies trägt dazu bei, dass eine über der entsprechenden Elektrode ausgebildete Schicht nicht durch die Nanodrähte beschädigt werden kann, was zu einem zuverlässigen Betreiben des optoelektronischen Bauelements beitragen kann. Darüber hinaus wird eine Vernetzung der Nanodrähte untereinander erhöht, da Nanodrähte, die vor dem Erwärmen übereinander und windschief zueinander ausgerichtet sind nun im Wesentlichen in einer Ebene liegen und sich schneiden können. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sich zwei Nanodrähte berühren, wodurch die Vernetzung erhöht wird. Die hohe Vernetzung trägt zu einem guten und/oder homogenen Stromfluss durch die entsprechende Elektrode bei und kann dadurch zu einem zuverlässigen Betreiben des optoelektronischen Bauelements beitragen. Ferner können die Nanodrähte beim nachfolgenden Abkühlen und dem damit verbundenen Erhärten eine feste, beispielsweise stoffschlüssige Verbindung mit der Schicht eingehen, die die Fläche aufweist. Optional kann daher auf ein Bindemittel verzichtet werden, was zu einem einfachen und/oder kostengünstigen Herstellen des optoelektronischen Bauelements beitragen kann. Alternativ zu dem Bindemittel kann ein Lösemittel und/oder Wasser als Trägermaterial für die Nanodrähte verwendet werden.
Die Fläche kann, falls die erste Elektrode von den Nanodrähten gebildet wird, beispielsweise eine Oberfläche des Trägers oder eine Oberfläche einer Schicht sein, die zwischen dem Träger und der ersten Elektrode ausgebildet ist, beispielsweise eine Oberfläche einer Barriereschicht, eine Oberfläche einer optisch funktionellen Schicht, beispielsweise einer Auskoppelschicht, oder eine Oberfläche einer Planarisierungsschicht. Die erste Elektrode kann beispielsweise eine Anode sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Fläche, falls die zweite Elektrode von den Nanodrähten gebildet wird, beispielsweise eine Oberfläche der optoelektronischen Schichtenstruktur oder eine Oberfläche einer Schicht sein, die zwischen der optoelektronischen Schichtenstruktur und der zweiten Elektrode ausgebildet ist. Die zweite Elektrode kann beispielsweise eine Kathode sein.
Das Erwärmen der Nanodrähte kann mittels Energieeintrag erfolgen, beispielsweise in einem Ofen, beispielsweise durch ein langsames Anheben der Temperatur, mittels Laserbestrahlung und/oder mittels gepulster Belichtung mit energiereicher Strahlung. Die Wahl des Verfahrens zum Erwärmen der Nanodrähte kann abhängig von einer Temperaturbeständigkeit des Trägers und/oder der optoelektronischen Schichtenstruktur erfolgen. Die Nanodrähte werden nur so stark erwärmt, dass sie erweichen und sich plastisch verformen, aber nicht vollständig schmelzen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen bilden die Nanodrähte beim Anordnen auf der Fläche zunächst ein dreidimensionales Netzwerk. Die Nanodrähte werden derart erwärmt, dass das Material der Nanodrähte einfach plastisch verformbar wird und sich die Nanodrähte aufgrund ihrer Masse auf der Fläche ablegen und so ein zweidimensionales Netzwerk bilden. Dass das Netzwerk zweidimensional ist kann beispielsweise bedeuten, dass die Nanodrähte in dem Netzwerk im Wesentlichen parallel zu der Fläche ausgerichtet sind. Das zweidimensionale Netzwerk kann auch in einer dritten Dimension senkrecht zu der Ebene ausgebildet sein, beispielsweise da die in der Ebene liegenden Nanodrähte eine reale Dicke haben, die sich in Richtung senkrecht zu der Ebene erstreckt, und/oder da die Nanodrähte an Kreuzungspunkten, Knotenpunkten und/oder Vernetzungspunkten übereinander liegen, wobei sich diese Kreuzungspunkte, Knotenpunkte und/oder Vernetzungspunkte auch in die dritte Raumrichtung senkrecht zu der Ebene erstrecken. In anderen Worten erstreckt sich das zweidimensionale Netzwerk im Wesentlichen in zwei Raurichtungen, wobei eine geringfügige Ausdehnung aufgrund der Dicken der einzelnen Nanodrähte in eine dazu senkrechte dritte Raumrichtung möglich ist. Die Dicke der von den Nanodrähten gebildeten Schicht in Richtung senkrecht zu der Fläche kann vor dem Erwärmen deutlich größer sein als nach dem Erwärmen. Die Dicke kann vor dem Erwärmen beispielsweise bis zu ungefähr einer Länge eines der Nanodrähte entsprechen und nach dem Erwärmen kann die Dicke einem Durchmesser eines, zweier oder weniger der Nanodrähte entsprechen.
Damit sich die Nanodrähte aufgrund ihrer Masse ablegen, kann die Fläche, auf der die Nanodrähte angeordnet werden, horizontal oder zumindest näherungsweise horizontal ausgerichtet werden, wobei die Schwerkraft zum Ablegen der Nanodrähte in der Ebene ausgenutzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann mittels einer Zentrifuge eine Zentrifugalkraft erzeugt werden, die das Ablegen der Nanodrähte auf der Fläche bewirken und/oder unterstützen kann.
Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die Nanodrähte auf der entsprechenden Elektrode angeordnet, die Nanodrähte werden erwärmt und das optoelektronische Bauelement wird in einer Zentrifuge so angeordnet und mittels der Zentrifuge so gedreht, dass sich die Nanodrähte aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft auf der Fläche ablegen. Dies kann dazu beitragen, das plastische Verformen und/oder Ablegen der Nanodrähte schon bei einer geringen Erwärmung zu erreichen, insbesondere wenn die erzeugte Zentrifugalkraft größer ist als die Schwerkraft.
Bei verschiedenen Ausführungsformen nimmt der Vernetzungsgrad der Nanodrähte durch das Erwärmen und das damit verbundene Verformen zu. In anderen Worten kommen bei dem Erwärmen Nanodrähte in direkten körperlichen Kontakt und/oder verbinden sich miteinander, die in dem dreidimensionalen Netzwerk übereinander liegen, beispielsweise mit Bindemittel dazwischen, und sich daher anfangs in dem dreidimensionalen Netzwerk nicht berühren und sich danach in dem zweidimensionalen Netzwerk berühren.
Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die Nanodrähte derart erwärmt, dass sie sich stoffschlüssig miteinander verbinden. Beispielsweise werden die Nanodrähte aufgrund der wirkenden Schwerkraft und/oder Zentrifugalkraft derart aneinander gedrückt und die Nanodrähte sind derart erwärmt, dass sie plastisch verformbar sind, so dass sei die stoffschlüssige Verbindung eingehen. Beispielsweise können die Nanodrähte derart erwärmt werden, dass sie zumindest teilweise geschmolzen und/oder angeschmolzen, jedoch nicht vollständig geschmolzen sind.
Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die Nanodrähte derart erwärmt, dass das Material der Nanodrähte nicht vollständig schmilzt, so dass eine drahtartige Struktur der einzelnen Nanodrähte und eine netzwerkartige Struktur der Nanodrähte erhalten bleibt. Falls die Nanodrähte bei zu starker Erwärmung vollständig schmelzen, verlieren sie ihre drahtförmige Struktur. Ferner kann das Material der Nanodrähte bei zu starker Erwärmung und vollständigem Schmelzen kugelförmige Tropfen bilden, die zum Teil nicht mehr miteinander verbunden sind, wodurch keine zuverlässige und/oder gleichmäßige Verteilung des Stroms und/oder des Stromflusses in der entsprechenden Elektrode mehr möglich ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die Nanodrähte in einem Trägermaterial eingebettet und das Trägermaterial mit den Nanodrähten wird auf die Fläche aufgebracht. Beispielsweise können die Nanodrähte in einem Lösungsmittel und/oder Wasser eingebettet sein. Nach dem Aufbringen des Lösungsmittels mit den Nanodrähten auf die Fläche und/oder beim Erwärmen der Nanodrähte kann das Trägermaterial vollständig oder teilweise verdampfen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die erste Elektrode von den Nanodrähten gebildet und die Nanodrähte werden über dem Träger angeordnet. Die Nanodrähte können zum Bilden der ersten Elektrode direkt auf dem Träger oder auf einer Schicht zwischen dem Träger und der ersten Elektrode, beispielsweise direkt auf einer Barriereschicht, direkt auf einer optisch funktionellen Schicht, beispielsweise einer Auskoppelschicht, oder direkt auf einer Planarisierungsschicht, ausgebildet werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die zweite Elektrode von den Nanodrähten gebildet und die Nanodrähte werden über der optisch funktionellen Schichtenstruktur angeordnet. Die Nanodrähte können zum Bilden der zweiten Elektrode direkt auf der optisch funktionellen Schichtenstruktur oder auf einer Schicht zwischen der optisch funktionellen Schichtenstruktur und der zweiten Elektrode, beispielsweise direkt auf einer optisch funktionellen Schicht, beispielsweise einer Auskoppelschicht, ausgebildet werden.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, beispielsweise wird das optoelektronische Bauelement hergestellt, beispielsweise mit Hilfe des im Vorhergehenden erläuterten Verfahrens. Das optoelektronische Bauelement weist den Träger auf, über dem die erste Elektrode ausgebildet ist. Die optisch funktionelle Schichtenstruktur ist über der ersten Elektrode ausgebildet. Die zweite Elektrode ist über der optisch funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet. Mindestens eine der beiden Elektroden weist die elektrisch leitfähigen Nanodrähte auf, die auf der Fläche angeordnet sind, auf der die entsprechende Elektrode ausgebildet ist. Die Nanodrähte sind parallel zu der Fläche oder zumindest näherungsweise parallel zu der Fläche angeordnet. Beispielsweise sind die Nanodrähte im Wesentlichen parallel zu der Fläche angeordnet.
Bei verschiedenen Ausführungsformen bilden die Nanodrähte auf der Fläche das zweidimensionale Netzwerk.
Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die Nanodrähte zumindest teilweise stoffschlüssig miteinander verbunden. Beispielsweise bilden die Nanodrähte aufgrund ihrer Verbindungen das zweidimensionale Netzwerk.
Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die Nanodrähte in das Trägermaterial eingebettet. Das Trägermaterial mit den Nanodrähten ist auf der Fläche angeordnet.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die erste Elektrode von den Nanodrähten gebildet. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Elektrode von den Nanodrähten gebildet.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen die Nanodrähte einen Durchmesser in einem Bereich von 5 nm bis 1 μm, beispielsweise von 10 nm bis 150 nm, beispielsweise von 15 nm bis 60 nm, und/oder eine Länge in einem Bereich vom Durchmesser des entsprechenden Nanodrahts bis 1 mm, beispielsweise von 1 μm bis 100 μm, beispielsweise von 20 μm bis 50 μm auf. Die Dicke der von den Nanodrähten gebildeten Schicht kann somit während des Herstellens des optoelektronischen Bauelements vor dem Erwärmen beispielsweise 100 nm bis 1 mm, beispielsweise 1 μm bis 100 μm, beispielsweise 20 μm bis 50 μm betragen. Die Dicke der von den Nanodrähten gebildeten Schicht kann somit beim fertiggestellten optoelektronischen Bauelement beispielsweise 10 nm bis 2 μm, beispielsweise 20 nm bis 300 nm, beispielsweise 30 nm bis 180 nm betragen.
Die Nanodrähte können beispielsweise ein metallisches Material, beispielsweise ein Metall oder ein Halbmetall, beispielsweise Silber, Gold, Aluminium und/oder Zink aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweis können die Nanodrähte eine Legierung aufweisen, die eines oder mehrere der genannten Materialien aufweist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 zeigt eine Draufsicht auf ein Substrat 12 eines herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1;
2 zeigt eine Seitenansicht des Substrats 12 gemäß 1;
3 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements 10;
4 zeigt eine Draufsicht auf das optoelektronische Bauelements 10 gemäß 3 während eines Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements;
5 zeigt eine Seitenansicht des optoelektronischen Bauelements 10 gemäß 4;
5 zeigt ein Ablaufdiagramm von Schritten eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen 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.
Ein optoelektronisches Bauelement kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement oder ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement sein.
Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann beispielsweise 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.
Bei einer stoffschlüssigen Verbindung kann der erste Körper mit dem zweiten Körper mittels atomarer und/oder molekularer Kräfte verbunden sein. Stoffschlüssige Verbindungen können häufig nicht lösbare Verbindungen sein. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine stoffschlüssige Verbindung beispielsweise als eine Klebeverbindung, eine Lotverbindung, beispielsweise eines Glaslotes oder eines Metallotes, oder als eine Schweißverbindung realisiert 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.
1 zeigt eine Draufsicht auf ein Substrat 12 eines herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1, während eines Verfahrens zum Herstellen des herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1. Insbesondere zeigt 1 einen Schritt des Verfahrens zum Herstellen des herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1, bei dem eine Anode des herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1 ausgebildet wird.
Auf dem Substrat 12 sind elektrisch leitfähige Nanodrähte 4 angeordnet. Die elektrisch leitfähigen Nanodrähte 4 sind in einem nicht dargestellten Bindemittel eingebettet. Aus 1 geht hervor, dass die Nanodrähte 4 sich in zwei Dimensionen, insbesondere parallel zu einer Oberfläche des Substrats 12, auf der die Nanodrähte 40 angeordnet sind, erstrecken. Die Oberfläche des Substrats 12, auf der die Nanodrähte 4 angeordnet sind, bildet eine Fläche 2 auf der die Anode ausgebildet werden soll.
2 zeigt eine Seitenansicht des Substrats 12 gemäß 1 mit den elektrisch leitfähigen Nanodrähten 4 auf der Fläche 2, insbesondere auf der Oberfläche des Substrats 12. Aus 2 geht hervor, dass sich die Nanodrähte 4 aufgrund ihrer eigenen Steifigkeit und/oder aufgrund des in 2 nicht dargestellten Bindemittels vollständig oder zumindest teilweise in Richtung einer dritten Dimension, insbesondere senkrecht zu der Fläche 2, erstrecken können. Dadurch können einzelne der Nanodrähte 4 auch unvorteilhafte Stellungen einnehmen.
Die Nanodrähte 4 berühren teilweise einander körperlich, wodurch elektrisch leitfähige Verbindungen zwischen den Nanodrähten 4 gebildet werden, wobei jeder Berührungspunkt einen Knotenpunkt oder einen Kreuzungspunkt bildet. Auf diese Weise bilden die Nanodrähte 4 ein Netzwerk, wobei ein Vernetzungsgrad des Netzwerks abhängig von der Anzahl der Knotenpunkte bzw. Kreuzungspunkte ist. Teilweise liegen die Nanodrähte 4 zwar so übereinander, dass sie sich in der Draufsicht gemäß 1 kreuzen, tatsächlich kreuzen sie sich jedoch nicht, da sie sich nicht berühren und windschief zueinander ausgebildet sein. Zwischen derartigen übereinanderliegenden Nanodrähten 4 kann das Bindematerial angeordnet sein.
Bei dem herkömmlichen optoelektronischen Bauelement 1 wird das Bindemittel mit den darin eingebetteten Nanodrähten 4 getrocknet und/oder gehärtet. Dadurch wird von den Nanodrähten 4 ein festes dreidimensionales Netzwerk gebildet. Darüber hinaus werden die Nanodrähte 4 und das dreidimensionale Netzwerk fest mit dem Träger 12, beispielsweise stoffschlüssig, verbunden.
3 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements 10. Das optoelektronische Bauelement 10 weist einen Träger 12 auf, der beispielsweise gemäß dem im Vorhergehenden erläuterten Träger 12 ausgebildet sein kann. Auf dem Träger 12 ist eine optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet.
Die optoelektronische Schichtenstruktur weist eine erste Elektrodenschicht 14 auf, die einen ersten Kontaktabschnitt 16, einen zweiten Kontaktabschnitt 18 und eine erste Elektrode 20 aufweist. Der erste Kontaktabschnitt 16 ist mit der ersten Elektrode 20 der optoelektronischen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt. Beispielsweise können der erste Kontaktabschnitt 16 und die erste Elektrode 20 einstückig ausgebildet sein. Die erste Elektrode 20 ist von dem zweiten Kontaktabschnitt 18 mittels einer elektrischen Isolierungsbarriere 21 elektrisch isoliert. Über der ersten Elektrode 20 ist eine optisch funktionelle Schichtenstruktur 22, beispielsweis eine organische funktionelle Schichtenstruktur, der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet. Die optisch funktionelle Schichtenstruktur 22 kann beispielsweise eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweisen, wie weiter unten näher erläutert. Über der organisch funktionellen Schichtenstruktur 22 ist eine zweite Elektrode 23 der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet, die elektrisch mit dem zweiten Kontaktabschnitt 18 gekoppelt ist. Der zweite Kontaktabschnitt 18 kann einstückig mit der zweiten Elektrode 23 ausgebildet sein. Die erste Elektrode 20 dient beispielsweise als Anode oder Kathode der optoelektronischen Schichtenstruktur. Die zweite Elektrode 23 dient korrespondierend zu der ersten Elektrode als Kathode bzw. Anode der optoelektronischen Schichtenstruktur.
Über der zweiten Elektrode 23 und teilweise über dem ersten Kontaktabschnitt 16 und teilweise über dem zweiten Kontaktabschnitt 18 ist eine Verkapselungsschicht 24 der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet, die die optoelektronische Schichtenstruktur verkapselt. In der Verkapselungsschicht 24 sind über dem ersten Kontaktabschnitt 16 eine erste Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 und über dem zweiten Kontaktabschnitt 18 eine zweite Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ausgebildet. In der ersten Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ist ein erster Kontaktbereich 32 freigelegt und in der zweiten Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ist ein zweiter Kontaktbereich 34 freigelegt. Der erste Kontaktbereich 32 dient zum elektrischen Kontaktieren des ersten Kontaktabschnitts 16 und der zweite Kontaktbereich 34 dient zum elektrischen Kontaktieren des zweiten Kontaktabschnitts 18.
Über der Verkapselungsschicht 24 ist eine Haftmittelschicht 36 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 weist beispielsweise ein Haftmittel, beispielsweise einen Klebstoff, beispielsweise einen Laminierklebstoff, einen Lack und/oder ein Harz auf. Über der Haftmittelschicht 36 ist ein Abdeckkörper 38 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 dient zum Befestigen des Abdeckkörpers 38 an der Verkapselungsschicht 24. Der Abdeckkörper 38 weist beispielsweise Glas und/oder Metall auf. Beispielsweise kann der Abdeckkörper 38 im Wesentlichen aus Glas gebildet sein und eine dünne Metallschicht, beispielsweise eine Metallfolie auf dem Glaskörper aufweisen. Der Abdeckkörper 38 dient zum Schützen des optoelektronischen Bauelements 10, beispielsweise vor mechanischen Krafteinwirkungen von außen. Ferner kann der Abdeckkörper 38 zum Verteilen und/oder Abführen von Hitze dienen, die in dem optoelektronischen Bauelement 10 erzeugt wird. Beispielsweise kann das Glas des Abdeckkörpers 38 als Schutz vor äußeren Einwirkungen dienen und die Metallschicht des Abdeckkörpers 38 kann zum Verteilen und/oder Abführen der beim Betrieb des optoelektronischen Bauelements 10 entstehenden Wärme dienen.
Die Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise strukturiert auf die Verkapselungsschicht 24 aufgebracht werden. Dass die Haftmittelschicht 36 strukturiert auf die Verkapselungsschicht 24 aufgebracht wird, kann beispielsweise bedeuten, dass die Haftmittelschicht 36 schon direkt beim Aufbringen eine vorgegebene Struktur aufweist. Beispielsweise kann die Haftmittelschicht 36 mittels eines Dispens- oder Druckverfahrens strukturiert aufgebracht werden.
Das optoelektronische Bauelement 10 kann beispielsweise aus einem Bauelementverbund vereinzelt werden, indem der Träger 12 entlang seiner in 1 seitlich dargestellten Außenkanten geritzt und dann gebrochen wird und indem der Abdeckkörper 38 gleichermaßen entlang seiner in 1 dargestellten seitlichen Außenkanten geritzt und dann gebrochen wird. Bei diesem Ritzen und Brechen wird die Verkapselungsschicht 24 über den Kontaktbereichen 32, 34 freigelegt. Nachfolgend können der erste Kontaktbereich 32 und der zweite Kontaktbereich 34 in einem weiteren Verfahrensschritt freigelegt werden, beispielsweise mittels eines Ablationsprozesses, beispielsweise mittels Laserablation, mechanischen Kratzens oder eines Ätzverfahrens.
Das optoelektronische Bauelement 10 kann als Top-Emitter und/oder Bottom-Emitter ausgebildet sein. Falls das optoelektronische Bauelement 10 als Top-Emitter und Bottom-Emitter ausgebildet ist, kann das optoelektronische Bauelement 10 als optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden.
Das optoelektronische Bauelement 10 weist den Träger 12 und einen aktiven Bereich über dem Träger 12 auf. Zwischen dem Träger 12 und dem aktiven Bereich kann eine erste nicht dargestellte Barriereschicht, beispielsweise eine erste Barrieredünnschicht, ausgebildet sein. Der aktive Bereich weist die erste Elektrode 20, die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 und die zweite Elektrode 23 auf. Über dem aktiven Bereich ist die Verkapselungsschicht 24 ausgebildet. Die Verkapselungsschicht 24 kann als zweite Barriereschicht, beispielsweise als zweite Barrieredünnschicht, ausgebildet sein. Über dem aktiven Bereich und gegebenenfalls über der Verkapselungsschicht 24, ist die Abdeckung 38 angeordnet. Die Abdeckung 38 kann beispielsweise mittels der Haftmittelschicht 36 auf der Verkapselungsschicht 24 angeordnet sein.
Der aktive Bereich ist ein elektrisch und/oder optisch aktiver Bereich. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich des optoelektronischen Bauelements 10, in dem elektrischer Strom zum Betrieb des optoelektronischen Bauelements 10 fließt und/oder in dem elektromagnetische Strahlung erzeugt oder absorbiert wird.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 kann ein, zwei oder mehr funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten und eine, zwei oder mehr Zwischenschichten, beispielsweise Zwischenelektroden, zwischen den Schichtenstruktur-Einheiten aufweisen.
Der Träger 12 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Der Träger 12 dient als Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente. Der Träger 12 kann beispielsweise Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderes geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger 12 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine aufweisen. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen. Der Träger 12 kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Eisen, beispielsweise eine Metallverbindung, beispielsweise Stahl. Der Träger 12 kann als Metallfolie oder metallbeschichtete Folie ausgebildet sein. Der Träger 12 kann ein Teil einer Spiegelstruktur sein oder diese bilden. Der Träger 12 kann einen mechanisch rigiden Bereich und/oder einen mechanisch flexiblen Bereich aufweisen oder derart ausgebildet sein.
Die erste Elektrode 20 kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein. Die erste Elektrode 20 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Die erste Elektrode 20 weist ein elektrisch leitfähiges Material auf, beispielsweise Metall und/oder ein leitfähiges transparentes Oxid (transparent conductive Oxide, TCO) oder einen Schichtenstapel mehrerer Schichten, die Metalls oder TCOs aufweisen. Die erste Elektrode 20 kann beispielsweise einen Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs aufweisen, 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. Als Metall kann beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Materialien verwendet werden. Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Materialien, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoff-verbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO2, oder In2O3 gehören 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.
Die erste Elektrode 20 weist alternativ oder zusätzlich zu den genannten Materialien auf: mindestens ein Netzwerk aus in 3 nicht dargestellten elektrisch leitfähigen Nanodrähten 4, beispielsweise halbleitenden Nanodrähten oder metallischen Nanodrähten, beispielsweise aus Ag, und optional ein Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen-Teilchen und Schichten. Zusätzlich kann das Netzwerk aus metallischen Nanodrähten mit einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Polymeren kombiniert sein. Ferner kann die erste Elektrode 20 elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide aufweisen.
Die erste Elektrode 20 kann beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von 10 nm bis 500 nm, beispielsweise von kleiner 25 nm bis 250 nm, beispielsweise von 50 nm bis 100 nm.
Die erste Elektrode 20 kann einen ersten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein erstes elektrisches Potential anlegbar ist, beispielsweise den ersten Kontaktabschnitt 16. Das erste elektrische Potential kann von einer Energiequelle (nicht dargestellt) bereitgestellt werden, beispielsweise von einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle. Alternativ kann das erste elektrische Potential an den Träger 12 angelegt sein und der ersten Elektrode 20 über den Träger 12 mittelbar zugeführt werden. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 kann eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und/oder eine Elektroneninjektionsschicht aufweisen.
Die Lochinjektionsschicht kann auf oder über der ersten Elektrode 20 ausgebildet sein. Die Lochinjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoOx, WOx, VOx, ReOx, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz, Fl6CuPc; NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenylfluoren); Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren); 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor; N,N' bis (phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin; 2,7 Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren; Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan; 2,2',7,7' tetra(N,N-ditolyl)amino-spiro-bifluoren; und/oder N,N,N',N'-tetranaphthalen-2-yl-benzidin.
Die Lochinjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 1000 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 300 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 200 nm.
Auf oder über der Lochinjektionsschicht kann die Lochtransportschicht ausgebildet sein. Die Lochtransportschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenylfluoren); Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren); 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor; N,N' bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin; 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren; Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan; 2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren; und N,N,N',N' tetra-naphthalen-2-yl-benzidin.
Die Lochtransportschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Auf oder über der Lochtransportschicht kann die eine oder mehrere Emitterschichten ausgebildet sein, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern. Die Emitterschicht kann organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nichtpolymere Moleküle („small molecules”) oder eine Kombination dieser Materialien aufweisen. Die Emitterschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: 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 (dtbbpy) 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. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche beispielsweise mittels eines nasschemischen Verfahrens abscheidbar sind, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating). Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein, beispielsweise einer technischen Keramik oder einem Polymer, beispielsweise einem Epoxid, oder einem Silikon.
Die erste Emitterschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Die Emitterschicht kann einfarbig oder verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen. Alternativ kann die Emitterschicht mehrere Teilschichten aufweisen, die Licht unterschiedlicher Farbe emittieren. Mittels eines Mischens 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.
Auf oder über der Emitterschicht kann die Elektronentransportschicht ausgebildet sein, beispielsweise abgeschieden sein. Die Elektronentransportschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NET-18; 2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(l-phenyl-1-H-benzimidazole); 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole,2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP); 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-E-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen); 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole; Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium; 6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl; 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracene; 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluorene; 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane; 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f] [1,10]phenanthrolin; Phenyl-dipyrenylphosphine Oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
Die Elektronentransportschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Auf oder über der Elektronentransportschicht kann die Elektroneninjektionsschicht ausgebildet sein. Die Elektroneninjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NDN-26, MgAg, Cs2CO3, Cs3PO4, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, LiF; 2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole,2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP); 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen); 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole; Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium; 6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl; 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracene; 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluorene; 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane; 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-] [1,10] phenanthroline; Phenyl-dipyrenylphosphine Oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
Die Elektroneninjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise ungefähr 30 nm.
Bei einer organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 mit zwei oder mehr organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten können entsprechende Zwischenschichten zwischen den organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten ausgebildet sein. Die organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten können jeweils einzeln für sich gemäß einer Ausgestaltung der im Vorhergehenden erläuterten organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 ausgebildet sein. Die Zwischenschicht kann als eine Zwischenelektrode ausgebildet sein. Die Zwischenelektrode kann mit einer externen Spannungsquelle elektrisch verbunden sein. Die externe Spannungsquelle kann an der Zwischenelektrode beispielsweise ein drittes elektrisches Potential bereitstellen. Die Zwischenelektrode kann jedoch auch ein keinen externen elektrischen Anschluss aufweisen, beispielsweise indem die Zwischenelektrode ein schwebendes elektrisches Potential aufweist. Gegebenenfalls kann die Zwischenelektrode gemäß einer Ausgestaltung der ersten Elektrode ausgebildet sein.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit kann beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 3 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm.
Das optoelektronische Bauelement 10 kann optional weitere funktionale Schichten aufweisen, beispielsweise angeordnet auf oder über der einen oder mehreren Emitterschichten oder auf oder über der Elektronentransportschicht. Die weiteren funktionalen Schichten können beispielsweise interne oder externe Ein-/Auskoppelstrukturen sein, die die Funktionalität und damit die Effizienz des optoelektronischen Bauelements 10 weiter verbessern können.
Die zweite Elektrode 23 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 20 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrode 20 und die zweite Elektrode 23 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die zweite Elektrode 23 kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein. Die zweite Elektrode 23 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches Potential anlegbar ist, beispielsweise den zweiten Kontaktabschnitt 18. Das zweite elektrische Potential kann von der gleichen oder einer anderen Energiequelle bereitgestellt werden wie das erste elektrische Potential. Das zweite elektrische Potential kann unterschiedlich zu dem ersten elektrischen Potential sein. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V.
Die Verkapselungsschicht 24 kann auch als Dünnschichtverkapselung bezeichnet werden. Die Verkapselungsschicht 24 kann als transluzente oder transparente Schicht ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 24 bildet eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff. In anderen Worten ist die Verkapselungsschicht 24 derart ausgebildet, dass sie von Stoffen, die das optoelektronische Bauelement schädigen können, beispielsweise Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel, nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann. Die Verkapselungsschicht 24 kann als eine einzelne Schicht, ein Schichtstapel oder eine Schichtstruktur ausgebildet sein.
Die Verkapselungsschicht 24 kann aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly(p-phenylenterephthalamid), Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben.
Die Verkapselungsschicht 24 kann 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, beispielsweise ungefähr 40 nm. Die Verkapselungsschicht 24 kann ein hochbrechendes Material aufweisen, beispielsweise ein oder mehrere Material(ien) mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
Gegebenenfalls kann die erste Barriereschicht auf dem Träger 12 korrespondierend zu einer Ausgestaltung der Verkapselungsschicht 24 ausgebildet sein.
Die Verkapselungsschicht 24 kann beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z. B. mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD)), 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)), 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.
Gegebenenfalls kann eine Ein- oder Auskoppelschicht beispielsweise als externe Folie (nicht dargestellt) auf dem Träger 12 oder als interne Auskoppelschicht (nicht dargestellt) im Schichtenquerschnitt des optoelektronischen Bauelements 10 ausgebildet sein. Die Ein-/Auskoppelschicht kann eine Matrix und darin verteilt Streuzentren aufweisen, wobei der mittlere Brechungsindex der Ein-/Auskoppelschicht größer ist als der mittlere Brechungsindex der Schicht, aus der die elektromagnetische Strahlung bereitgestellt wird. Ferner können zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten ausgebildet sein.
Die Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise Klebstoff und/oder Lack aufweisen, mittels dessen die Abdeckung 38 beispielsweise auf der Verkapselungsschicht 24 angeordnet, beispielsweise aufgeklebt, ist. Die Haftmittelschicht 36 kann transparent oder transluzent ausgebildet ein. Die Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise Partikel aufweisen, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel. Dadurch kann die Haftmittelschicht 36 als Streuschicht wirken und zu einer Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen können.
Als lichtstreuende Partikel können dielektrische Streupartikel vorgesehen sein, beispielsweise aus einem Metalloxid, beispielsweise Siliziumoxid (SiO2), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO2), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga2Ox) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der Haftmittelschicht 36 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.
Die Haftmittelschicht 36 kann eine Schichtdicke von größer als 1 μm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren μm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff ein Laminations-Klebstoff sein.
Die Haftmittelschicht 36 kann einen Brechungsindex aufweisen, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung 38. Die Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise einen niedrigbrechenden Klebstoff aufweisen, wie beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. Die Haftmittelschicht 36 kann jedoch auch einen hochbrechenden Klebstoff aufweisen der beispielsweise hochbrechende, nichtstreuende Partikel aufweist und einen schichtdickengemittelten Brechungsindex aufweist, der ungefähr dem mittleren Brechungsindex der organisch funktionellen Schichtenstruktur 22 entspricht, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1,7 bis ungefähr 2,0.
Auf oder über dem aktiven Bereich kann eine sogenannte Getter-Schicht oder Getter-Struktur, d. h. eine lateral strukturierte Getter-Schicht, (nicht dargestellt) angeordnet sein. Die Getter-Schicht kann transluzent, transparent oder opak ausgebildet sein. Die Getter-Schicht kann ein Material aufweisen oder daraus gebildet sein, das Stoffe, die schädlich für den aktiven Bereich sind, absorbiert und bindet. Eine Getter-Schicht kann beispielsweise ein Zeolith-Derivat aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Getter-Schicht kann eine Schichtdicke von größer als ungefähr 1 μm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren μm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Getter-Schicht einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder in der Haftmittelschicht 36 eingebettet sein.
Die Abdeckung 38 kann beispielsweise von einer Glasabdeckung, einer Metallfolie oder einer abgedichteten Kunststofffolien-Abdeckung gebildet sein. Die Abdeckung 38 kann 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 Bauelements 10 auf der Verkapselungsschicht 24 bzw. dem aktiven Bereich angeordnet sein. Die Abdeckung 38 kann beispielsweise einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen.
4 zeigt eine Draufsicht auf das optoelektronische Bauelement 10 gemäß 3 während eines Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10. Insbesondere zeigt 4 einen Schritt des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10, bei dem die erste Elektrode 20 oder die zweite Elektrode 23 auf einer Fläche 2 des optoelektronischen Bauelements 10 ausgebildet wird.
Falls in dem in 4 gezeigten Schritt die erste Elektrode 20 ausgebildet wird, so ist die Fläche 2 von einer Oberfläche des Substrats 12 oder von einer Oberfläche einer Schicht zwischen dem Substrat 12 und der ersten Elektrode 20, beispielsweise von einer Oberfläche einer Planarisierungsschicht, der ersten Barriereschicht oder einer Auskoppelschicht, gebildet. Falls in dem in 4 gezeigten Schritt die zweite Elektrode 20 ausgebildet wird, so ist die Fläche 2 von einer Oberfläche der optisch funktionellen Schichtenstruktur 22 oder von einer Oberfläche einer Schicht zwischen der optisch funktionellen Schichtenstruktur 22 und der ersten Elektrode 20, beispielsweise von einer Oberfläche einer Auskoppelschicht, gebildet.
Die Nanodrähte 4 können beispielsweise ohne Bindemittel und/oder ohne Trägermaterial, in das die Nanodrähte 4 eingebettet sind, auf der Fläche 2 angeordnet werden. Die Nanodrähte 4 können abhängig davon, ob ein Trägermaterial verwendet wird oder nicht, und gegebenenfalls abhängig von einer Viskosität des Trägermaterials mit den Nanodrähten 4 mittels Spin-Coatings, Rakelns, Schlitzgießens (Slot-Die-Coating), Spray-Coating, Siebdruck oder Ink-Jetting auf der Fläche 2 angeordnet werden. Falls die Nanodrähte in das Trägermaterial eingebettet sind, so kann als Trägermaterial beispielsweise ein Lösungsmittel und/oder Wasser verwendet werden.
Nachfolgend werden die Nanodrähte 4 so erwärmt, dass sie plastisch verformbar sind aber nicht vollständig schmelzen. Das Erwärmen der Nanodrähte 4 kann beispielsweise in einem Ofen, mittels Laserbestrahlung oder mittels gepulster Belichtung mit energiereicher Strahlung erfolgen. Die Nanodrähte 4 können beispielsweise Silber oder Kupfer aufweisen oder daraus gebildet sein.
Falls die Nanodrähte 4 Silber aufweisen, so können die Nanodrähte 4 beispielsweise erwärmt und/oder erweicht werden mittels einer thermischen Behandlung im thermodynamischen Gleichgewicht, beispielsweise in einem Ofen, oder mittels einer Behandlung, bei der kein thermodynamisches Gleichgewicht vorliegt, beispielsweise mittels einer Laserbehandlung. Die thermische Behandlung im thermodynamischen Gleichgewicht kann einer Temperatur in einem Bereich erfolgen beispielsweise von 630°C bis 950°C, beispielsweise von 720°C bis 945°C, beispielsweise von 860°C bis 940°C. Die Laserbehandlung kann bei Energiedichten beispielsweise von ungefähr 10,0 kJ/mol durchgeführt werden. Die notwendige Energiedichte ist jedoch stark abhängig von der Absorption der Nanodrähte 4. Daher können die Laserenergien und/oder die nötigen Energiedichten abhängig von der lokal zu erzeugenden Temperatur gewählt werden, die beispielsweise in den gleichen, im Vorhergehenden genannten, Temperaturbereichen liegen kann wie bei der thermischen Behandlung im thermischen Gleichgewicht.
Falls die Nanodrähte 4 Kupfer aufweisen, so können die Nanodrähte 4 beispielsweise erwärmt und/oder erweicht werden mittels einer thermischen Behandlung im thermodynamischen Gleichgewicht, beispielsweise in einem Ofen, oder mittels einer Behandlung, bei der kein thermodynamisches Gleichgewicht vorliegt, beispielsweise mittels einer Laserbehandlung. Die thermische Behandlung im thermodynamischen Gleichgewicht kann in einem Bereich erfolgen beispielsweise von 600°C bis 1320°C, beispielsweise von 920°C bis 1300°C, beispielsweise von 1150°C bis 1275°C. Die Laserbehandlung kann bei Energiedichten beispielsweise von ungefähr 13,0 kJ/mol durchgeführt werden. Die notwendige Energiedichte ist jedoch stark abhängig von der Absorption der Nanodrähte 4. Daher können die Laserenergien und/oder die nötigen Energiedichten abhängig von der lokal zu erzeugenden Temperatur gewählt werden, die in den gleichen, im Vorhergehenden genannten, Temperaturbereichen liegen kann wie bei der thermischen Behandlung im thermischen Gleichgewicht.
Aufgrund ihrer Masse und beispielsweise aufgrund ihrer Gewichtskraft verformen sich die Nanodrähte 4 und legen sich auf der Fläche 2 und/oder parallel zu der Fläche 2 ab, insbesondere wenn die Fläche 2 horizontal oder im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Dabei gehen die Nanodrähte 4 untereinander weitere Verbindungen ein, wodurch sich weitere Knotenpunkte und/oder Kreuzungspunkte bilden und sich der Vernetzungsgrad des von den Nanodrähten 4 gebildeten Netzwerks erhöht.
Alternativ zu der Gewichtskraft kann eine Zentrifugalkraft zum Ablegen der Nanodrähte 4 auf der Fläche 2 genutzt werden, indem der Träger 12 und/oder gegebenenfalls die optisch funktionelle Schichtenstruktur 22 mit den darauf angeordneten Nanodrähten 4 in einer Zentrifuge so angeordnet werden, dass beim Drehen die Zentrifugalkraft die Nanodrähte 4 gegen die Fläche 2 drückt. Dabei kann die Drehgeschwindigkeit so groß gewählt werden, dass die Zentrifugalkraft größer als die Gewichtskraft der Nanodrähte 4 ist. Dadurch kann schon bei einem geringen Erwärmen der Nanodrähte 4 das Verformen und damit das Ablegen der Nanodrähte 4 erreicht werden. Dies kann zu einem schonenden Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10 beitragen, insbesondere wenn die Nanodrähte 4 über einer Schicht, beispielsweise der organisch funktionellen Schichtenstruktur, ausgebildet werden, die empfindlich gegenüber thermischen Einflüssen ist.
Die Nanodrähte können beispielsweise ein metallisches Material aufweisen, beispielsweise ein Metall oder ein Halbmetall, beispielsweise Silber, Gold, Aluminium und/oder Zink.
5 zeigt eine Seitenansicht des optoelektronischen Bauelements 10 gemäß 4 nach dem Schritt des Erwärmens der Nanodrähte 4. Die Nanodrähte 4 bilden nun ein zweidimensionales Netzwerk, dessen Ausdehnung in Richtung senkrecht zu der Fläche 2 gering ist. Die Nanodrähte 4 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der Fläche 2 und nicht mehr oder nur noch vernachlässigbar, beispielsweise aufgrund ihres Durchmessers, in Richtung senkrecht zu der Fläche 2. Beispielsweise liegt die Dicke des zweidimensionalen Netzwerks in Richtung senkrecht zu der Fläche in einem Bereich von einem Durchmesser der Nanodrähte 4 bis zu wenigen, beispielsweise zwei, drei oder vier, Durchmessern der Nanodrähte 4.
Die Nanodrähte 4 können beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich aufweisen von beispielsweise 5 nm bis 1 μm, beispielsweise von 10 nm bis 150 nm, beispielsweise von 15 nm bis 60 nm. Die Nanodrähte 4 können eine Länge in einem Bereich haben von beispielsweise dem Durchmesser des entsprechenden Nanodrahts 4 bis 1 mm, beispielsweise von 1 μm bis 100 μm, beispielsweise von 20 μm bis 50 μm. Die Dicke der von den Nanodrähten 4 gebildeten Schicht kann somit während des Herstellens des optoelektronischen Bauelements 10 vor dem Erwärmen beispielsweise 100 nm bis 1 mm, beispielsweise 1 μm bis 100 μm, beispielsweise 20 μm bis 50 μm betragen. Die Dicke der von den Nanodrähten 4 gebildeten Schicht kann somit beim fertiggestellten optoelektronischen Bauelement beispielsweise 10 nm bis 2 μm, beispielsweise 20 nm bis 300 nm, beispielsweise 30 nm bis 180 nm betragen.
Die Nanodrähte 4 können sich in dem erwärmten Zustand derart verformen und/oder derart leicht angeschmolzen sein, dass ihre drahtförmige Struktur zwar grundsätzlich erhalten bleibt, dass sie sich jedoch miteinander und mit dem Material der Fläche 2 fest, beispielsweise stoffschlüssig, verbinden.
Falls die Nanodrähte 4 in dem Trägermaterial eingebettet sind, so kann dieses beim Erwärmen der Nanodrähte 4 vollständig oder teilweise verdunsten.
Die Nanodrähte 4 können einen Teil, beispielsweise eine Teilschicht, der entsprechenden Elektrode 20, 23 oder die gesamte entsprechende Elektrode 20, 23 bilden.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm von Schritten eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, beispielsweise von den im Vorhergehenden erläuterten Schritten und/oder beispielsweise des im Vorhergenenden erläuterten optoelektronischen Bauelements 10.
Die in 6 gezeigten Schritte sind Teil eines Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10 sein, bei dem der Träger 12 bereitgestellt wird, die Elektroden 20, 23, die optisch funktionelle Schichtenstruktur 22, die Verkapselungsschicht 24 und/oder die Haftmittelschicht 36 ausgebildet werden und der Abdeckkörper 28 angeordnet wird.
In einem Schritt S2 werden die Nanodrähte 4 auf der Fläche 2, beispielsweise über dem Träger 12 oder über der optisch funktionellen Schichtenstruktur 22, angeordnet.
In einem Schritt S4 werden die Nanodrähte 4 erwärmt. Die Nanodrähte 4 werden so erwärmt, dass sie plastisch verformbar sind, jedoch nicht vollständig schmelzen, und dass sie sich aufgrund der Schwerkraft oder gegebenenfalls der Zentrifugalkraft parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu der Fläche 2 ausrichten und/oder auf der Fläche 2 ablegen.
In einem optionalen Schritt S6 kann der Träger 12, gegebenenfalls mit der optisch funktionellen Schichtenstruktur 22, mit den darüber angeordneten Nanodrähten 4 in einer Zentrifuge so angeordnet werden und mittels der Zentrifuge so gedreht werden, dass die Nanodrähte 4 von der Zentrifugalkraft gegen die Fläche 2 gedrückt werden.
Falls der Schritt S6 durchgeführt wird, so kann dieser gleichzeitig zu dem Schritt S4 oder kurz nach dem Schritt S6 durchgeführt werden. Insbesondere können die Nanodrähte 4 in der Zentrifuge während des Drehens erwärmt werden oder zunächst erwärmt werden und dann in erwärmten Zustand gedreht werden.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können gegebenenfalls andere elektrisch leitfähigen Schichten mittels des Erwärmens der Nanodrähte 4 ausgebildet werden, beispielsweise gegebenenfalls eine, zwei oder mehr Zwischenelektroden des optoelektronischen Bauelements.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (10), bei dem – ein Träger (12) bereitgestellt wird, – eine erste Elektrode (20) über dem Träger (12) ausgebildet wird, – eine optisch funktionelle Schichtenstruktur (22) über der ersten Elektrode (20) ausgebildet wird, und – eine zweite Elektrode (23) über der optisch funktionellen Schichtenstruktur (22) ausgebildet wird, wobei bei dem Ausbilden mindestens einer der beiden Elektroden (20, 23) elektrisch leitfähige Nanodrähte (40) auf einer Fläche (2) angeordnet werden, auf der die entsprechende Elektrode (20, 23) ausgebildet werden soll, und die Nanodrähte (4) derart erwärmt werden, dass sie sich plastisch verformen, und wobei die verformten Nanodrähte (4) nachfolgend zumindest einen Teil der entsprechende Elektrode (20, 23) bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Nanodrähte (4) beim Anordnen auf der Fläche (2) ein dreidimensionales Netzwerk bilden und bei dem die Nanodrähte (4) derart erwärmt werden, dass das Material der Nanodrähte (4) einfach plastisch verformbar wird und sich die Nanodrähte (4) aufgrund ihrer Masse auf der Fläche (2) ablegen und so ein zweidimensionales Netzwerk bilden.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Nanodrähte (4) auf der entsprechenden Elektrode (20, 23) angeordnet werden, die Nanodrähte (4) erwärmt werden und das optoelektronische Bauelement in einer Zentrifuge so angeordnet und mittels der Zentrifuge so gedreht wird, dass sich die Nanodrähte (4) aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft auf der Fläche (2) ablegen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Vernetzungsgrad der Nanodrähte (4) durch das Erwärmen und das damit verbundene Verformen zunimmt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Nanodrähte (4) derart erwärmt werden, dass sie sich miteinander stoffschlüssig verbinden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Nanodrähte (4) derart erwärmt werden, dass das Material der Nanodrähte (4) nicht vollständig schmilzt, so dass eine drahtartige Struktur der einzelnen Nanodrähte (4) und eine netzwerkartige Struktur der Nanodrähte (4) insgesamt erhalten bleibt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Nanodrähte (4) in einem Trägermaterial eingebettet sind und bei dem das Trägermaterial mit den Nanodrähten auf die Fläche (2) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste Elektrode (20) von den Nanodrähten gebildet wird und bei dem die Nanodrähte (4) über dem Träger (12) angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die zweite Elektrode (23) von den Nanodrähten gebildet wird und bei dem die Nanodrähte (4) über der optisch funktionellen Schichtenstruktur (22) angeordnet werden.
Optoelektronisches Bauelement, mit – einem Träger (12), – einer ersten Elektrode (20), die über dem Träger (12) ausgebildet ist, – einer optisch funktionellen Schichtenstruktur (22), die über der ersten Elektrode (20) ausgebildet ist, und – einer zweiten Elektrode (23), die über der optisch funktionellen Schichtenstruktur (22) ausgebildet ist, wobei mindestens eine der beiden Elektroden (20, 23) elektrisch leitfähige Nanodrähte (4) aufweist, die auf einer Fläche (2) angeordnet sind, auf der die entsprechende Elektrode (20, 23) ausgebildet ist, und wobei die Nanodrähte (4) parallel zu der Fläche (2) oder zumindest näherungsweise parallel zu der Fläche (2) angeordnet sind.
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 10, bei dem die Nanodrähte (4) auf der Fläche (2) ein zweidimensionales Netzwerk bilden.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei dem die Nanodrähte (4) zumindest teilweise stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem die Nanodrähte (4) in einem Trägermaterial (12) eingebettet sind und bei dem das Trägermaterial (12) mit den Nanodrähten auf der Fläche (2) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem die erste Elektrode (20) von den Nanodrähten (40) gebildet ist und/oder bei dem die zweite Elektrode (23) von den Nanodrähten (40) gebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement, bei dem jeder der Nanodrähte (4) einen Durchmesser in einem Bereich hat von 1 nm bis 1 μm und/oder eine Länge in einem Bereich vom Durchmesser bis 1 mm.