DE102013106609A1

DE102013106609A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE102013106609A1
Application number: DE102013106609.7A
Authority: DE
Inventors: Simon Schicktanz; Egbert Höfling; Jörg Farrnbacher; Stefan Gschlößl; Andrew Ingle; Kilian Regau
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-01-08
Also published as: WO2014206965A1

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement (10) bereitgestellt. Das optoelektronische Bauelement (10) weist einen Trägerkörper (12), eine optoelektronische Schichtenstruktur, einen Abdeckkörper (38) und mindestens eine Kontaktausnehmung (42, 44) auf. Die optoelektronische Schichtenstruktur ist über dem Trägerkörper (12) ausgebildet und weist mindestens einen Kontaktbereich (32, 34) zum elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Schichtenstruktur auf. Der Abdeckkörper (38) ist über der optoelektronischen Schichtenstruktur angeordnet. Mindestens eine Kontaktausnehmung (42, 44) erstreckt sich durch den Trägerkörper (12) und/oder den Abdeckkörper (38) hindurch. In der Kontaktausnehmung (42, 44) ist zumindest ein Teil des Kontaktbereichs (32, 34) freigelegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements.
Herkömmliche optoelektronische Bauelemente, beispielsweise OLEDs, sind üblicherweise aus einem Substrat, optisch funktionellen Schichten, beispielsweise organischen funktionellen Schichten, Elektrodenschichten, einer Verkapselungsschicht, beispielsweise einer Dünnfilmverkapselungsschicht, gegen Feuchteeinwirkung und einem Abdeckkörper, beispielsweise einer Deckplatte, aufgebaut. In vielen Fällen wird noch eine Wärmesenke und/oder ein Wärmeverteiler, beispielsweise eine Metallplatte oder eine Metallfolie oder eine Graphitschicht, beispielsweise eine Graphitfolie oder ein Graphitlaminat, auf das Deckglas laminiert. Die Deckplatte dient als mechanischer Schutz sowie als weitere Feuchtebarriere und besteht wie das Substrat in der Regel aus massivem Glas. Das Deckglas wird im Rahmen des Herstellprozesses üblicherweise ganzflächig auf das Substrat laminiert. Die Verkapselungsschicht ist zwischen der Deckplatte und dem Substrat ausgebildet und erstreckt sich in der Regel über das gesamte Substrat.
Während des Herstellungsprozesses werden mehrere optoelektronische Bauelemente im Bauelementverbund hergestellt und anschließend vereinzelt, beispielsweise mittels Ritzens und Brechens des Substrats und der Deckplatte. Im Bauelementverbund erstrecken sich das Substrat und die Deckplatte jeweils einstückig über mehrere optoelektronische Bauelemente. Im Bauelementverbund sind daher elektrische Kontakte der Elektrodenschichten nicht zugänglich, was eine elektrische Kontaktierung und damit die Möglichkeit zur elektrooptischen Charakterisierung früh im Prozessablauf verhindert. Beim Ritzen und Brechen in Einzelbauteile wird das Deckglas über den Kontakten entfernt. Danach kann gegebenenfalls die Verkapselungsschicht auf den Kontakten beispielsweise mittels Laserablation entfernt werden. Erst nach diesen Prozessschritten kann das fertig prozessierte und insbesondere vereinzelte optoelektronische Bauelement elektrisch kontaktiert und elektrooptisch charakterisiert werden.
Bei diesem Verfahren können elektrooptische Messungen erst relativ spät im Fertigungsablauf und mit erhöhtem Aufwand bei der Handhabung an vereinzelten optoelektronischen Bauelementen erfolgen.
Alternativ dazu ist es bekannt, die Leiterbahnen aller optoelektronischen Bauelemente zum Rand des Bauelementverbunds zu führen. Dafür muss jedoch eine ansonsten für die einzelnen optoelektronischen Bauelemente nutzbare Nutzfläche geopfert werden, wodurch die Ausnutzung des Substrats und insbesondere der Substratoberfläche schlechter wird. Ferner ist bei diesem Ansatz ein zusätzlicher Prozessschritt zum Freilegen der Verkapselung im Randbereich des Bauelementverbunds vor dem weiteren Prozessieren nötig. Ferner kann dies das Ausbilden unterschiedlich langer elektrischer Leiter erfordern, wodurch unterschiedliche elektrische Spannungen auftreten können. Dies kann eine homogene Lichterzeugung beeinträchtigen.
Außerdem besteht das herkömmliche optoelektronische Bauelement an den Kontakten im Wesentlichen aus dem Glassubstrat ohne schützende Deckplatte und ist dort besonders anfällig für Beschädigungen durch Eck- oder Kantenausbrüche. Ferner wird bei dem herkömmlichen optoelektronischen Bauelement der Laminierkleber strukturiert aufgebracht, was relativ aufwendig ist, damit die Kontakte nachfolgend einfach freigelegt werden können. Ferner kann eine Metallplatte als Wärmesenke oder Wärmeverteiler nicht direkt auf die Verkapselungsschicht aufgebrachten werden, da die Metallplatte nicht innerhalb des Bauelementverbunds separiert werden kann, um die Kontakte freizulegen.
Die freiliegenden Kontakte der optoelektronischen Bauelemente können mittels Federpins, Leitkleber, Leitpaste, Crimps, usw. oder über ACF(Anisotropic Conductive Film)-gebondete Leiterplatten, welche eine lötfähige metallische Fläche zum Anlöten weiterer Kontaktelemente (z. B. Pins, Ösen, Kabel etc.) zur Verfügung stellen, an nahezu beliebiger Stelle kontaktiert werden. Meist sind die Kontaktelemente nicht so ausgebildet, dass sie inhärent einen elektrisch isolierten Abstand zu seitlichen Außenkanten des optoelektronischen Bauelements haben. Daher müssen aufgrund diverser Sicherheitsnormen beim Entwerfen und Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements vorgegebene Luft- und Kriechstrecken berücksichtigt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, das einfach herstellbar und/oder einfach kontaktierbar ist, das früh im Herstellungsprozess elektrisch kontaktierbar und/oder charakterisierbar ist und/oder das robust und/oder sicher ausgebildet ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt, das einfach durchführbar ist und/oder bei dem früh während des Verfahrens das optoelektronische Bauelement elektrisch kontaktierbar und/oder charakterisierbar ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt. Das optoelektronische Bauelement weist einen Trägerkörper auf. über dem Trägerkörper ist eine optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet. Die optoelektronische Schichtenstruktur weist mindestens einen Kontaktbereich zum elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Schichtenstruktur auf. über der optoelektronischen Schichtenstruktur ist ein Abdeckkörper angeordnet. Das optoelektronische Bauelement weist mindestens eine Kontaktausnehmung auf, die sich durch den Trägerkörper und/oder den Abdeckkörper hindurch erstreckt und in der zumindest ein Teil des Kontaktbereichs freigelegt ist.
Das Freilegen des bzw. der Kontaktbereiche ermöglicht eine elektrische Kontaktierung und eine elektrooptische Charakterisierung des optoelektronischen Bauelements noch im Bauelementverbund und damit früh während des Herstellungsverfahrens. Ferner sind die Kontaktbereiche, die beispielsweise von Kontaktleisten gebildet sind, außerhalb der Kontaktausnehmungen durch den Abdeckkörper vor mechanischer Beschädigung geschützt, wodurch das optoelektronische Bauelement sehr robust ist. Ein Haftmittel, beispielsweise ein Laminierkleber, zum Befestigen des Abdeckkörpers kann auf den entsprechenden Untergrund flächig aufgebracht werden, was zu einem einfachen Herstellen des optoelektronischen Bauelements beiträgt. Eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements durch die Kontaktausnehmungen hindurch kann nahezu ohne Aufbau auf das optoelektronische Bauelement erfolgen, wobei ein mechanische Haltefunktion der entsprechenden Kontaktierung mittels der Kontaktausnehmungen integriert sein kann. Ferner ermöglicht der Abdeckkörper, der die Wandungen der Kontaktausnehmungen bildet, ein einfaches Einhalten von vorgegebenen Sicherheitsnormen, beispielsweise von Luft- und Kriechstrecken.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die optoelektronische Schichtenstruktur eine Verkapselungsschicht und/oder eine Haftmittelschicht auf. Die Kontaktausnehmung erstreckt sich durch die Verkapselungsschicht und/oder durch die Haftmittelschicht hindurch. Die Verkapselungsschicht dient zum Schützen der optisch funktionellen, beispielsweise organischen, Schichten, beispielsweise vor Feuchtigkeit. Die Haftmittelschicht dient beispielsweise zum Befestigen des Abdeckkörpers. Die Haftmittelschicht kann beispielsweise flächig auf die Verkapselungsschicht aufgebracht sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Abdeckkörper Metall oder Glas auf oder ist daraus gebildet. Falls der Abdeckkörper Metall aufweist oder daraus gebildet ist, kann der Abdeckkörper als Wärmesenke oder als Wärmeverteiler fungieren. Falls der Abdeckkörper Glas aufweist, so kann der Abdeckkörper mittels Ritzens und Brechens separiert werden. Falls der Abdeckkörper Metall aufweist, so kann der Abdeckkörper beispielsweise mittels Schneidens, beispielsweise Laserschneidens, oder Sägens separiert werden. Ferner kann der Abdeckkörper Metall und Glas aufweisen. Beispielsweise kann der Abdeckkörper ein Glaskörper mit einer Metallschicht, beispielsweise einer Metallfolie, darauf sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen haben stromführende Schichten der optoelektronischen Schichtenstruktur einen Abstand zu einer äußeren Seitenkante des optoelektronischen Bauelements. Der Abstand ist größer oder gleich einem vorgebebenen Mindestabstand, der größer null ist. Zwischen der äußeren Seitenkante des optoelektronischen Bauelements und einer äußeren Seitenkante einer der stromführenden Schichten kann beispielsweise ein elektrisch isolierendes Material ausgebildet sein. Das elektrisch isolierende Material kann beispielsweise ein Teil der Verkapselungsschicht sein. Dies trägt dazu bei, dass einfach die vorgegebenen Sicherheitsnormen, beispielsweise die Luft- und Kriechstrecken, eingehalten werden können.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen der Trägerkörper und der Abdeckkörper freiliegende Seitenkanten auf und sind an den Seitenkanten zueinander bündig ausgebildet. Dies trägt zu einem besonders robusten Aufbau des optoelektronischen Bauelements bei, da bis zu den Kanten der Trägerkörper den Abdeckkörper und der Abdeckkörper den Trägerkörper schützt. Ferner kann dies zu einem einfachen Herstellen des optoelektronischen Bauelements beitragen, da das optoelektronische Bauelement dann einfach entlang einheitlicher, bündiger Kanten aus dem Bauelementverbund separiert werden kann.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist das optoelektronische Bauelement mindestens ein Steckerelement auf. Das Steckerelement ist in der Kontaktausnehmung so angeordnet und so ausgebildet, dass mittels des Steckerelements der Kontaktbereich elektrisch kontaktierbar ist. Das bzw. die Steckerelemente können beispielsweise entsprechend dimensionierte Federstifte, Pins, Federn, Bügel, Laschen etc. aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können mittels leitfähigen Klebstoffs oder Leitpaste und/oder mittels Löten, Bonden oder Ultraschall-Schweißen elektrisch leitfähige Kabel, die durch die Kontaktausnehmungen geführt sind, mit den Kontaktbereichen elektrisch kontaktiert werden. Die Steckerelemente können in den Kontaktausnehmungen bei geeigneter Dimensionierung beispielsweise mittels Widerhaken oder Federklemmen, wie z. B. von (Mini-)Bananen-Steckern bekannt, mechanischen gehalten werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist das optoelektronische Bauelement eine Hülse auf, die in der Kontaktausnehmung so angeordnet ist und so ausgebildet ist, dass mittels der Hülse der Kontaktbereich elektrisch kontaktierbar ist. Die Hülsen können beispielsweise mittels leitfähigen Klebstoffs oder Leitpaste und/oder mittels Löten mit den entsprechenden Kontaktbereichen verbunden sein. Die Hülsen können beispielsweise zur Vergrößerung der elektrischen Kontaktfläche verwendet werden. In die Hülsen können dann die Steckerelemente eingesteckt oder verklemmt werden. Die Steckerelemente haben durch den vorgegebenen Abstand von der Außenkante des optoelektronischen Bauelements einen elektrisch isolierten Abstand zur Außenkante, was bei einem normgerechten Design von Leuchten hilfreich sein kann.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das Steckerelement in der Hülse angeordnet. Das Steckerelement ist mittels der Hülse mechanisch in der Kontaktausnehmung festgelegt und elektrisch mit dem Kontaktbereich gekoppelt.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist das optoelektronische Bauelement mindestens zwei Kontaktausnehmungen und einen Steckerkörper auf. In dem Steckerkörper sind das Steckerelement und mindestens ein weiteres Steckerelement befestigt, wobei die Steckerelemente in den entsprechenden Kontaktausnehmungen angeordnet sind. Zusätzlich zu den beiden Steckerelementen können ein, zwei oder mehr weitere Steckerelemente an oder in dem Steckerkörper befestigt sein, beispielsweise mittels MID-Technologie. Aufgrund der zwei oder mehr über den Steckerkörper fest miteinander gekoppelten Steckerelementen sind die mechanischen Haltekräfte der Steckerkörper in den entsprechenden Kontaktausnehmungen vervielfacht. Ferner kann über den Steckerkörper und/oder die Anordnung der Steckerelemente ein Verpolschutz ausgebildet sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Kontaktausnehmung anschließend an den Kontaktbereich eine Hinterschneidung auf. In anderen Worten ist die Kontaktausnehmung nahe dem Kontaktbereich geweitet ausgebildet und verjüngt sich in Richtung weg von dem Kontaktbereich. Dies ermöglicht, ein Steckerelement mit einem Rastelement so in der Kontaktausnehmung anzuordnen, dass das Rastelement in der Hinterschneidung einrastet und das Steckerelement in der Kontaktausnehmung mechanisch befestigt ist. Das Rastelement in der Hinterschneidung stellt eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Steckerelement und dem restlichen optoelektronischen Bauelement dar. Dies kann auf einfache Weise zu einem sicheren und effektiven mechanischen Koppeln des Steckerelements mit der Kontaktausnehmung beitragen. Die Hinterschneidung kann beispielsweise von einem Abschnitt der Kontaktausnehmung in dem Abdeckkörper gebildet sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist das Steckerelement das Rastelement auf, das bei in der Kontaktausnehmung angeordnetem Steckerelement in der Hinterschneidung angeordnet ist. Das Rastelement kann beispielsweise von einem geweiteten Bereich des Steckerelements gebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, beispielsweise des im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelements, bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird der Trägerkörper bereitgestellt. Die optoelektronische Schichtenstruktur, die mindestens den Kontaktbereich zum elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Schichtenstruktur aufweist, wird über dem Trägerkörper ausgebildet. Der Abdeckkörper wird über der optoelektronischen Schichtenstruktur angeordnet. Vor oder nach dem Anordnen des Abdeckkörpers wird in dem Trägerkörper und/oder dem Abdeckkörper die mindestens eine Kontaktausnehmung so ausgebildet, dass sie sich durch den Trägerkörper und/oder den Abdeckkörper hindurch erstreckt und dass in ihr zumindest ein Teil des Kontaktbereichs freigelegt ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Kontaktausnehmung nach dem Ausbilden der optoelektronischen Schichtenstruktur in dem Trägerkörper ausgebildet. Beispielsweise wird die optoelektronische Schichtenstruktur auf einer ersten Seite des Trägerkörpers ausgebildet und die Kontaktausnehmung wird von einer zweiten Seite des Trägerkörpers, die von der ersten Seite abgewandt ist, aus bis hin zu dem Kontaktbereich ausgebildet.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Kontaktausnehmung in dem Abdeckkörper nach dem Anordnen des Abdeckkörpers ausgebildet. Beispielsweise wird der Abdeckkörper über der ersten Seite des Trägerkörpers über der optoelektronischen Schichtenstruktur und gegebenenfalls über der Verkapselungsschicht ausgebildet und die Kontaktausnehmung wird von einer von dem Trägerkörper abgewandten Seite des Abdeckkörpers aus bis hin zu dem Kontaktbereich ausgebildet.
Die Kontaktausnehmung in dem Trägerkörper und/oder dem Abdeckkörper kann so tief ausgebildet werden, dass der Kontaktbereich im Bereich der Kontaktausnehmung gar nicht oder nur unwesentlich abgetragen wird. In diesem Fall ist eine flächige Kontaktierung des Kontaktbereichs, beispielsweise mittels des Steckerelements, der Hülse und/oder eines Kabels möglich. Alternativ dazu kann sich die Kontaktausnehmung auch durch den Kontaktbereich hindurch erstrecken, so dass lediglich ein einen Abschnitt der Wandung der Kontaktausnehmung bildender Teil des Kontaktbereichs freiliegt und elektrisch kontaktierbar ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Kontaktausnehmung in dem Abdeckkörper vor dem Anordnen des Abdeckkörpers ausgebildet. Der Abdeckkörper kann dann passend ausgerichtet so über der optoelektronischen Schichtenstruktur angeordnet werden, dass der Kontaktbereich mit der Kontaktausnehmung überlappt.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Kontaktausnehmung mittels Laserbohrens ausgebildet. Beispielsweise kann die Kontaktausnehmung mittels eines Nano-, Piko-, oder Femto-Sekunden-Lasers ausgebildet werden. Das Laserbohren kann vor oder nach dem Anordnen des Abdeckkörpers durchgeführt werden. Optional können beim Ausbilden der Kontaktausnehmung mittels des Laserbohrens auch die Haftmittelschicht und/oder die Verkapselungsschicht durchdrungen werden. Das Ausbilden der Kontaktausnehmung mittels des Laserbohrens kann besonders schnell durchgeführt werden. Alternativ dazu kann die Kontaktausnehmung mittels mechanischen Bohrens, mittels Wasser- oder Sandstrahl oder mittels chemischen Ätzens ausgebildet werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die optoelektronische Schichtenstruktur eine Verkapselungsschicht und/oder eine Haftmittelschicht auf, die zumindest einen Teil des Kontaktbereichs bedecken. Der Trägerkörper mit der Kontaktausnehmung und/oder der Abdeckkörper mit der Kontaktausnehmung dienen in einem Abtragungsprozess als Maske für die Verkapselungsschicht und/oder die Haftmittelschicht. In dem Abtragungsprozess werden Bereiche der Verkapselungsschicht bzw. der Haftmittelschicht abgetragen, die in der Kontaktausnehmung freigelegt sind, so dass mittels des Abtragungsprozesses der Kontaktbereich in der Kontaktausnehmung freigelegt wird. Beispielsweise wird die Kontaktausnehmung in dem Abdeckkörper derart ausgebildet, dass zunächst nur ein Teil der Haftmittelschicht darin freigelegt ist. Unter diesem Teil der Haftmittelschicht befindet sich ein Teil der Verkapselungsschicht, der über dem freizulegenden Teil des Kontaktbereichs ausgebildet ist. Das optoelektronische Bauelement kann dann einem Ablationsprozess, beispielsweise einem Ätzprozess, beispielswiese einem nass-chemischen Ätzprozess oder einem Trockenätzprozess, unterzogen werden, wobei der Abdeckkörper als Maske dient. Bei dem Ätzprozess werden dann der Teil der Haftmittelschicht und der Teil der Verkapselungsschicht, die über dem freizulegenden Teil des Kontaktbereichs ausgebildet sind, entfernt, so dass der Kontaktbereich in der Kontaktausnehmung freigelegt wird.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird das optoelektronische Bauelement in einem Verbund mehrerer optoelektronischer Bauelemente, beispielsweise in einem Bauelementverbund, hergestellt. Der Trägerkörper und/oder der Abdeckkörper erstrecken sich im Bauelementverbund zunächst einstückig über mehrere optoelektronische Bauelemente. Die optoelektronischen Bauelemente im Bauelementverbund weisen jeweils mindestens eine Kontaktausnehmung auf. Die optoelektronischen Bauelemente im Bauelementverbund werden über die Kontaktausnehmungen elektrisch kontaktiert und getestet. Nachfolgend werden die optoelektronischen Bauelemente vereinzelt. Das Testen der optoelektronischen Bauelemente im Bauelementverbund kann beispielsweise zum optischen Charakterisieren der optoelektronischen Bauelemente erfolgen. Beispielsweise können beim Testen eine Vorwärtsspannung, eine Rückwärtsspannung, emittierte Wellenlängen, eine Helligkeit bei vorgegebener Leistung und/oder ein Leistungsbedarf bei vorgegebener Helligkeit ermittelt werden. Die optoelektronischen Bauelemente können beispielsweise mittels Ritzens, Brechens, Sägens, Schneidens, beispielsweise mittels eines Lasers, vereinzelt werden. Das elektrische Kontaktieren über die Kontaktausnehmungen kann beispielsweise mittels eines, zwei oder mehr der Steckerelemente erfolgen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Kontaktausnehmung so ausgebildet, dass sie die Hinterschneidung aufweist. Der Kontaktbereich wird freigelegt, indem ein Steckerelement, das ein Rastelement aufweist, so in der Kontaktausnehmung angeordnet wird, dass das Rastelement in der Hinterschneidung angeordnet ist und das Steckerelement in direktem körperlichen Kontakt mit der Verkapselungsschicht und/oder der Haftmittelschicht ist. Nachfolgend wird das Steckerelement um eine Achse senkrecht zu dem Kontaktbereich gedreht. Aufgrund der Reibung zwischen dem Steckerelement und der Verkapselungsschicht und/oder der Haftmittelschicht werden die Verkapselungsschicht und/oder die Haftmittelschicht abgetragen und der Kontaktbereich wird freigelegt. Dies kann dazu beitragen, den Kontaktbereich auf besonders effiziente Art und Weise freizulegen, insbesondere, wenn dieser bei bereits ausgebildeter Kontaktausnehmung noch von der Verkapselungsschicht bzw. der Haftmittelschicht bedeckt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines herkömmlichen optoelektronischen Bauelements;
2 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements;
3 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Bauelementverbunds;
4 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements während eines Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements;
5 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Bauelementverbunds während eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
6 eine Schnittdarstellung des optoelektronischen Bauelements gemäß 4 während des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements;
7 eine Schnittdarstellung des optoelektronischen Bauelements gemäß 6 während des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements;
8 eine Schnittdarstellung des optoelektronischen Bauelements gemäß 7 während des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements;
9 eine Schnittdarstellung des optoelektronischen Bauelements gemäß 7 während des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements;
10 ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements;
11 ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements;
12 ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements;
13 ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements;
14 ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements mit Hülsen;
15 ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements mit einem Steckerkörper und Steckerelementen;
16 ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements mit einem Steckerkörper und Steckerelementen;
17 ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements;
18 eine Unteransicht des Steckerelements gemäß 17;
19 ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements;
20 ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements;
21 eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels eines Steckerelements in einem Ausführungsbeispiel einer Kontaktausnehmung;
22 ein Ausführungsbeispiel eines Steckerkörpers mit einem Steckerelement;
23 eine Seitenansicht des Steckerkörpers mit dem Steckerelement gemäß 22;
24 eine Unteransicht des Steckerkörpers mit dem Steckerelement gemäß 22;
25 den Steckerkörper und das Steckerelements gemäß
22 in einer Kontaktausnehmung;
26 ein erster Schritt eines Verfahrens zum Anordnen eines Steckerelements in einer Kontaktausnehmung;
27 ein zweiter Schritt des Verfahrens zum Anordnen des Steckerelements in der Kontaktausnehmung;
28 ein erster Schritt eines Verfahrens zum Anordnen des Steckerelements in der Kontaktausnehmung;
29 ein zweiter Schritt des Verfahrens zum Anordnen des Steckerelements in der Kontaktausnehmung gemäß 28;
30 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
31 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
32 ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelementes.
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.
Die Verbindung eines ersten Körpers mit einem zweiten Körper kann formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig sein. Die Verbindungen können lösbar ausgebildet sein, d. h. reversibel. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine reversible, schlüssige Verbindung beispielsweise als eine Schraubverbindung, ein Klettverschluss, eine Klemmung, eine Rastverbindung und/oder mittels einer Nutzung von Klammern realisiert sein. Die Verbindungen können jedoch auch nicht lösbar ausgebildet sein, d. h. irreversibel. Eine nicht lösbare Verbindung kann dabei nur mittels Zerstörens der Verbindungsmittel getrennt werden. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine irreversible, schlüssige Verbindung beispielsweise als eine Nietverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Lötverbindung realisiert sein.
Bei einer formschlüssigen Verbindung kann die Bewegung des ersten Körpers von einer Fläche des zweiten Körpers beschränkt werden, wobei sich der erste Körper senkrecht, d. h. normal, in Richtung der beschränkenden Fläche des zweiten Körpers bewegt. In anderen Worten wird bei einer formschlüssigen Verbindung eine Relativbewegung der beiden Körper aufgrund ihrer zueinander korrespondierenden Formen in zumindest einer Richtung unterbunden. Ein Haken in einer Öse kann beispielsweise in mindestens einer Raumrichtung in der Bewegung beschränkt sein. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine formschlüssige Verbindung beispielsweise als eine Schraubverbindung, ein Klettverschluss, eine Klemmung, eine Rastverbindung und/oder mittels Klammern realisiert sein.
Bei einer kraftschlüssigen Verbindung kann aufgrund eines körperlichen Kontakts der beiden Körper unter Druck, eine Haftreibung eine Bewegung des ersten Körpers parallel zu dem zweiten Körper beschränken. Ein Beispiel für eine kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise ein Flaschenkorken in einem Flaschenhals oder ein Dübel mit einer Übermaßpassung in einem entsprechenden Dübelloch sein. Die kraftschlüssige Verbindung kann auch als Presspassung bezeichnet werden.
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 Metalotes, oder als eine Schweißverbindung realisiert sein.
Ein optoelektronisches Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen 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 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.
1 zeigt ein herkömmliches optoelektronisches Bauelement 1. Das herkömmliche optoelektronische Bauelement 1 weist einen Trägerkörper 12, beispielsweise ein Substrat, auf. Auf dem Trägerkörper 12 ist eine optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet.
Die optoelektronische Schichtenstruktur weist eine erste Elektrodenschicht 14 auf, die eine erste Kontaktelektrode 16, eine zweite Kontaktelektrode 18 und einen ersten Elektrodenabschnitt 20 aufweist. Die zweite Kontaktelektrode 18 ist mit dem ersten Elektrodenabschnitt 20 der optoelektronischen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt. Der erste Elektrodenabschnitt 20 ist von der ersten Kontaktelektrode 16 mittels einer elektrischen Isolierungsbarriere 21 elektrisch isoliert. Über dem ersten Elektrodenabschnitt 20 ist eine funktionelle Schichtenstruktur 22, beispielsweis eine organische funktionelle Schichtenstruktur, der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet. Die funktionelle Schichtenstruktur 22 kann beispielsweise eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweisen, wie weiter unten mit Bezug zu 19 näher erläutert. Über der organisch funktionellen Schichtenstruktur 22 ist ein zweiter Elektrodenabschnitt 23 der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet, der elektrisch mit der ersten Kontaktelektrode 16 gekoppelt ist. Der erste Elektrodenabschnitt 20 dient beispielsweise als Anode oder Kathode der optoelektronischen Schichtenstruktur. Der zweite Elektrodenabschnitt 23 dient korrespondierend zu dem ersten Elektrodenabschnitt als Kathode bzw. Anode der optoelektronischen Schichtenstruktur.
Über dem zweiten Elektrodenabschnitt 23 und teilweise über der ersten Kontaktelektrode 16 und teilweise über der zweiten Kontaktelektrode 18 ist eine Verkapselungsschicht 24 der optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet, die die optoelektronische Schichtenstruktur verkapselt. In der Verkapselungsschicht 24 sind über der ersten Kontaktelektrode 16 eine erste Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 und über der zweiten Kontaktelektrode 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 der ersten Kontaktelektrode 16 und der zweite Kontaktbereich 34 dient zum elektrischen Kontaktieren der zweiten Kontaktelektrode 18.
Über der Verkapselungsschicht 24 ist eine Haftmittelschicht 36 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 weist beispielsweise ein Haftmittel, beispielsweise einen Klebstoff, beispielsweise einen Laminierklebstoff 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.
Gegebenenfalls kann die Metallschicht nach dem Ritzen und Brechen des Abdeckkörpers 38 auf diesem angeordnet werden. Alternativ zu der Metallschicht können auch eine Graphitschicht und/oder eine Schutzschicht zum Schützen der Graphitschicht auf dem Abdeckkörper 38 angeordnet sein. Die Graphitschicht kann beispielsweise von einer Graphitfolie oder einem Graphitlaminat gebildet sein. Der Abdeckkörper 38 dient zum Schützen des herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1, beispielsweise vor mechanischen Krafteinwirkungen von außen. Ferner kann der Abdeckkörper 38 zum Verteilen und/oder Abführen von Hitze dienen, die in dem herkömmlichen optoelektronischen Bauelement 1 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 herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 1 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 herkömmliche optoelektronische Bauelement 1 ist in dem ersten Kontaktbereich 32 und dem zweiten Kontaktbereich 34 empfindlich gegenüber äußeren Einwirkungen, da in diesen Kontaktbereichen 32, 34 kein Abdeckkörper 38 vorgesehen ist.
Das herkömmliche optoelektronische Bauelement 1 kann beispielsweise aus einem Bauelementverbund vereinzelt werden, indem der Trägerkörper 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.
Der Trägerkörper 12 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 der Trägerkörper 12 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. Der Trägerkörper 12 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. Der Trägerkörper 12 kann eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen.
Der Trägerkörper 12 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 Lichts 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. 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 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements 10, das beispielsweise weitgehend dem im Vorhergehenden erläuterten herkömmlichen optoelektronischen Bauelement 1 entsprechen kann. Im Unterschied dazu weist jedoch das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 10 eine Haftmittelschicht 36 und einen Abdeckkörper 38 auf, die sich bis hin zu den in 2 gezeigten seitlichen Außenkanten des Trägerkörpers 12 erstrecken. Außerdem weist das optoelektronische Bauelement 10 eine erste Kontaktausnehmung 42 und eine zweite Kontaktausnehmung 44 auf, die sich durch den Abdeckkörper 38 und die Haftmittelschicht 36 hindurch bis zu der ersten Kontaktelektrode 16 und der zweiten Kontaktelektrode 18 erstrecken, so dass der erste Kontaktbereich 32 in der ersten Kontaktausnehmung 42 freigelegt ist und der zweite Kontaktbereich 34 in der zweiten Kontaktausnehmung 44 freigelegt ist. Die Kontaktausnehmungen 42, 44 können bezüglich ihres Querschnitts senkrecht zu einer länglichen Achse der Kontaktausnehmungen 42, 44 beispielsweise rechteckig, beispielsweise quadratisch und/oder beliebig polygon und/oder rundlich, beispielsweise oval oder kreisförmig ausgebildet sein.
Die erste und zweite Kontaktelektrode 16, 18 können als stromführende Schichten des optoelektronischen Bauelements 10 bezeichnet werden. Die erste und zweite Kontaktelektrode 16, 18 haben einen Abstand zu einer Außenkante des optoelektronischen Bauelements 10. Der Abstand ist größer als oder gleich einem vorgegebenen Mindestabstand. Der Mindestabstand ist größer als null. Zwischen einer seitlichen Außenkante der ersten und zweiten Kontaktelektrode 16, 18 und der Außenkante des optoelektronischen Bauelements 10 können Teile der Verkapselungsschicht 24 ausgebildet sein. Falls die Verkapselungsschicht 24 elektrisch isolierend ausgebildet ist, so sind die erste und zweite Kontaktelektrode 16, 18 und damit die stromführenden Schichten des optoelektronischen Bauelements 10 von der Außenkante des optoelektronischen Bauelements 10 elektrisch isoliert. Dies kann dazu beitragen, einfach vorgegebene Sicherheitsnormen, wie beispielsweise vorgegebene Luft- und Kriechstrecken, einzuhalten, beispielsweise indem als Mindestabstand eine derartige Mindeststrecke vorgegeben wird.
Optional kann der Abdeckkörper 38 im Wesentlichen oder vollständig aus Metall gebildet sein. Alternativ dazu kann der Abdeckkörper 38 jedoch auch wie im Vorhergehenden erläutert ausgebildet sein.
Beim Vereinzeln aus dem Bauelementverbund kann das optoelektronische Bauelement 10 einfach entlang der gemeinsamen, bündigen seitlichen Außenkanten des Abdeckkörpers 38 und des Trägerkörpers 12 geschnitten und/oder gesägt werden. Alternativ dazu können die Außenkanten des Abdeckkörpers 38 und des Trägerkörpers 12 nicht bündig zueinander ausgebildet sein und unabhängig voneinander geschnitten und/oder gesägt werden.
Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 10 ist besonders robust ausgebildet, insbesondere gegenüber äußeren mechanischen Einwirkungen, da sowohl der Abdeckkörper 38 als auch die Haftmittelschicht 36 sich bis zu der Außenkante des Trägerkörpers 12 erstrecken und somit auch das optoelektronische Bauelement 10 in den Kontaktbereichen 32, 34 sehr stabil ausgebildet ist.
3 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Bauelementverbunds während eines Verfahrens zum Herstellen optoelektronischer Bauelemente 10, insbesondere vor dem Vereinzeln der optoelektronischen Bauelemente 10. Der Bauelementverbund weist mehrere, insbesondere vier, optoelektronische Bauelemente 10 auf, die nach Fertigstellung jeweils beispielsweise dem in 2 gezeigten optoelektronischen Bauelement 10 entsprechen können.
Zur besseren Darstellbarkeit sind in 3 lediglich vier optoelektronische Bauelemente 10 in dem Bauelementverbund dargestellt. Tatsächlich können jedoch auch weit mehr optoelektronische Bauelemente 10 in dem einen Bauelementverbund hergestellt werden. Beispielsweise können mehrere hundert optoelektronische Bauelemente 10 in einem Bauelementverbund, beispielsweise in einem Wafer-Verbund, hergestellt werden.
In dem Bauelementverbund sind der Abdeckkörper 38 und der Trägerkörper 12 jeweils einstückig ausgebildet und erstrecken sich jeweils über mehrere der optoelektronischen Bauelemente 10. Der Bauelementverbund weist mehrere erste Kontaktausnehmungen 42 und mehrere zweite Kontaktausnehmungen 44 auf. Insbesondere weist der Bauelementverbund zu jedem zu Vereinzelnden optoelektronischen Bauelement 10 mindestens eine, beispielsweise je zwei erste Kontaktausnehmungen 42 und mindestens eine, beispielsweise je zwei zweite Kontaktausnehmungen 44 auf.
4 zeigt eine Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels des optoelektronischen Bauelements 10 gemäß 2 während des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10. Auf dem Trägerkörper 12 ist die erste Elektrodenschicht 14 ausgebildet, die die erste Kontaktelektrode 16, die zweite Kontaktelektrode 18 und den ersten Elektrodenabschnitt 20 aufweist. Die zweite Kontaktelektrode 18 und der erste Elektrodenabschnitt 20 können einstückig ausgebildet sein. Zwischen dem ersten Elektrodenabschnitt 20 und der ersten Kontaktelektrode 16 ist eine elektrische Isolierungsbarriere 21 angeordnet.
Die erste Elektrodenschicht 14 kann beispielsweise zwei oder mehr übereinander geschichteten Teilschichten aufweisen, beispielsweise eine erste elektrisch leitfähige Schicht und eine darüber ausgebildete zweite elektrisch leitfähige Schicht. Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann aus einem ersten elektrisch leitfähigen Material gebildet 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 AlZnO, 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 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 Schicht 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.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste elektrisch leitfähige Schicht 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 kann die erste elektrisch leitfähige Schicht 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 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von ungefähr 10 nm bis ungefähr 25 nm, beispielsweise von ungefähr 15 nm bis ungefähr 20 nm, beispielsweise von ungefähr 18 nm. Weiterhin kann für den Fall, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht ein leitfähiges transparentes Oxid (TCO) aufweist oder daraus gebildet ist, die erste elektrisch leitfähige Schicht beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise von ungefähr 75 nm bis ungefähr 250 nm, beispielsweise ungefähr 100 nm bis ungefähr 150 nm.
Ferner kann für den Fall, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht 12 aus 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 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise von ungefähr 10 nm bis ungefähr 280 nm, beispielsweise von ungefähr 28 nm bis ungefähr 250 nm.
Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann zum Ausbilden von Anoden, also Löcher injizierenden Elektroden, ausgebildet sein oder von Kathoden, also Elektronen injizierenden Elektroden. Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise mittels Sputterns, beispielsweise DC-Sputterns, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder dergleichen auf den Trägerkörper 12 aufgebracht werden.
5 zeigt eine Draufsicht auf einen Bauelementverbund, der mehrere optoelektronische Bauelemente 10 während des Herstellungsverfahrens zeigt, insbesondere in dem Zustand, der in 4 in Schnittdarstellung gezeigt ist. Insbesondere sind verglichen mit dem in 3 gezeigten Bauelementverbund die Kontaktausnehmungen 42, 44 noch nicht ausgebildet.
6 zeigt das optoelektronische Bauelement 10 gemäß 4 in einem weiteren Schritt während des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10, in dem bereits die funktionelle Schichtenstruktur 22, der zweite Elektrodenabschnitt 23 und die Verkapselungsschicht 24 sowie die Isolierungsbarriere 21 ausgebildet sind.
Die funktionelle Schichtenstruktur 22 kann beispielsweise organisch funktionelle Schichten aufweisen und beispielsweise den optisch aktiven Bereich des optoelektronischen Bauelements 10, beispielsweise einer OLED, darstellen. Die organisch funktionellen Schichten können beispielsweise in einem, zwei oder mehreren Prozessschritten ausgebildet werden. Beispielsweise können die organisch funktionellen Schichten im Vakuum aufgedampft werden. Im Falle einer OLED als optoelektronisches Bauelement können die organisch funktionellen Schichten beispielsweise halbleitende, lichtemittierende organische Schichten aufweisen. Ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 10, beispielsweise einer OLED, und die detaillierte Ausgestaltung der Schichtenstruktur, insbesondere der funktionellen Schichtenstruktur 22, desselben sind weiter unten mit Bezug zu 19 näher erläutert.
7 zeigt das optoelektronische Bauelement 10 in einem weiteren Schritt des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10, in dem der Abdeckkörper 38 mittels der Haftmittelschicht 36 über der Verkapselungsschicht 24 angeordnet ist. Die Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise flächig über die gesamte Verkapselungsschicht 24 und/oder über den gesamten Bauelementverbund aufgetragen sein. Dementsprechend kann auch der Abdeckkörper 38 über der gesamten Haftmittelschicht 36 und/oder über der gesamten Verkapselungsschicht 24 und/oder über dem gesamten Bauelementverbund ausgebildet sein.
Nachfolgend können die Kontaktausnehmungen 42, 44 in dem Abdeckkörper 38 und der Haftmittelschicht 36 ausgebildet werden, so dass das optoelektronische Bauelement 10, wie in 2 gezeigt, gebildet wird. Die Kontaktausnehmungen 42, 44 können beispielsweise mittels Laserbohrens ausgebildet werden.
8 zeigt das optoelektronische Bauelement 10 in einem zu dem in 7 gezeigten Schritt alternativen Schritt eines Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10, bei dem der Abdeckkörper 38 bereits vor dem Aufbringen auf die Haftmittelschicht 36 eine erste Ausnehmung 421 des Abdeckkörpers 38 und eine zweite Ausnehmung 441 des Abdeckkörpers 38 aufweist, mittels welcher Ausnehmung 421, 441 nachfolgend die erste Kontaktausnehmung 42 bzw. die zweite Kontaktausnehmung 44 gebildet werden. Der Abdeckkörper 38 wird mit den Ausnehmungen 421, 441 des Abdeckkörpers 38 auf die Haftmittelschicht 36 aufgesetzt. Nachfolgend können die Haftmittelschicht 36 und/oder die Verkapselungsschicht 24, die in den Ausnehmungen 421, 441 des Abdeckkörpers 38 freiliegen, entfernt werden, beispielsweise mittels Laserablation oder mittels eines Ätzverfahrens, beispielsweise mittels eines nass-chemischen Ätzverfahrens oder eines Trocken-Ätzverfahrens. Beim Entfernen der Haftmittelschicht 36 in den Ausnehmungen 421, 441 des Abdeckkörpers 38 kann der Abdeckkörper 38 als Schutzmaske, beispielsweise als Ätzstoppmaske dienen. Nachdem die Haftmittelschicht im Bereich der Ausnehmungen 421, 441 des Abdeckkörpers 38 entfernt ist, ist dadurch das optoelektronische Bauelement 10 wie in 2 gezeigt gebildet.
9 zeigt das optoelektronische Bauelement 10 in einem weiteren Schritt des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10, der alternativ zu den in 7 und 8 gezeigten Schritten durchgeführt werden kann. Dabei wird entsprechend 7 die Haftmittelschicht 36 und der Abdeckkörper 38 ohne die Ausnehmungen 421, 441 ausgebildet und über der Verkapselungsschicht 24 angeordnet. Davor oder danach werden in dem Trägerkörper 12 die erste Kontaktausnehmung 42 und die zweite Kontaktausnehmung 44 ausgebildet. Die Kontaktausnehmungen 42, 44 in dem Trägerkörper 12 können beispielsweise mittels Laserbohrens, mechanischen Bohrens oder nasschemischen Ätzens ausgebildet werden. Die Kontaktausnehmungen 42, 44 des Trägerkörpers 12 erstrecken sich bis hin zu den Kontaktelektroden 16, 18.
10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements 50. Das Steckerelement 50 kann in einer der Kontaktausnehmungen 32, 34 angeordnet werden und dient zum elektrischen Kontaktieren der ersten bzw. zweiten Elektrode 16, 18, insbesondere des ersten bzw. zweiten Kontaktbereichs 32, 34. Das Steckerelement 50 weist vier Haltearme 52 auf, von denen in 10 drei gezeigt und einer verdeckt sind. Alternativ dazu kann das Steckerelement 50 auch lediglich zwei, drei oder mehr als vier Haltearme 52 aufweisen.
Die Haltearme 25 sind an ihren axialen Enden miteinander verbunden und weisen in ihrer Mitte konvex nach außen gewölbte Bereiche auf. Ein Umkreis um die Haltearme 52 im Bereich der maximalen Wölbung kann etwas größer ausgebildet sein als der Radius der Kontaktausnehmungen 32, 34. In anderen Worten kann das Steckerelement 50 mit einer Übermaßpassung zu den Kontaktausnehmungen 32, 34 ausgebildet sein. Dies führt dazu, dass sich beim Einstecken des Steckerelements 50 in die entsprechende Kontaktausnehmung 32, 34 die Haltearme 52 leicht verformen und nach innen gedrückt werden. Dies führt zu einem Gegendruck der verformten Haltearme 52 gegen die Wandung der entsprechenden Kontaktausnehmung 32, 34. Durch diesen Gegendruck ist eine schlüssige, insbesondere kraftschlüssige, Verbindung zwischen dem Steckerelement 50 und der entsprechenden Kontaktausnehmung 32, 34 gebildet und das Steckerelement 50 wird in der entsprechenden Kontaktausnehmung 32, 34 gehalten.
11 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements 50, das einen zentralen Körper 54 und drei Halteringe 56 aufweist. Alternativ dazu kann das Steckerelement 50 auch lediglich ein, zwei oder mehr als drei Halteringe 56 aufweisen. Das Steckerelement 50 dient entsprechend dem in 10 gezeigten Steckerelement 50 dazu, die erste bzw. zweite Elektrode 16, 18, insbesondere den ersten bzw. zweiten Kontaktbereich 32, 34 elektrisch zu kontaktieren und kann dementsprechend in einer der Kontaktausnehmungen 32, 34 angeordnet werden. Ein Außendurchmesser der Halteringe 56 kann beispielsweise etwas größer ausgebildet sein als der der entsprechenden Kontaktausnehmungen 32, 34. Außerdem können die Halteringe 56 aus einem einfach verformbaren Material, wie beispielsweise Gummi oder Silikon gebildet sein. In anderen Worten können die Halteringe 56 mit einer Übermaßpassung zu der entsprechenden Kontaktausnehmung 32, 34 und/oder elastisch verformbar ausgebildet sein.
Dies führt dazu, dass die Halteringe 56 beim Anordnen des Steckerelements 50 in der entsprechenden Kontaktausnehmung 32, 34 leicht eingedrückt und verformt werden und dementsprechend einen Gegendruck auf die Wandung der entsprechenden Kontaktausnehmung 32, 34 ausüben. Aufgrund dieses Gegendrucks ist eine schlüssige, insbesondere kraftschlüssige, Verbindung zwischen dem Steckerelement 50 und der entsprechenden Kontaktausnehmung 32, 34 gebildet, die das Steckerelement 50 in der entsprechenden Kontaktausnehmung 32, 34 hält.
12 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements 50, das entsprechend den im Vorhergeneden erläuterten Steckerelementen 50 in einer der Kontaktausnehmungen 42, 44 angeordnet werden kann und das dazu dienen kann, den entsprechenden elektrischen Kontaktbereich 32, 34 elektrisch zu kontaktieren. Das Steckerelement 50 weist an seinem axialen Ende, das bei bestimmungsgemäßem Einsatz in Kontakt mit dem entsprechenden Kontaktbereich 32, 34 ist, einen Zackenkranz 58 auf. Der Zackenkranz 58 kann beispielsweise dazu dienen, das Material des entsprechenden Kontaktbereichs 32, 34 zu verformen und dadurch eine größere Kontaktfläche zwischen dem entsprechenden Kontaktbereich 32, 34 und dem Steckerelement 50 zu schaffen. Dies kann zu einer besonders guten elektrischen Kopplung des Steckerelements 50 mit dem entsprechenden Kontaktbereich 32, 34 beitragen.
Die in 12 gezeigte Ausführungsform des Steckerelements 50 kann mit der in 10 oder der in 11 gezeigten Ausführungsform des Steckerelements 50 kombiniert werden. Beispielsweise kann das in 12 gezeigte Steckerelement 50 die Halteringe 56 oder die Haltearme 52 aufweisen.
13 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements 50, das den zentralen Körper 54 und eine Mehrzahl von Widerhaken 60 aufweist. Das Steckerelement 50 kann entsprechend den im Vorhergeneden erläuterten Steckerelementen 50 in einer der Kontaktausnehmungen 42, 44 angeordnet werden und kann dazu dienen, den entsprechenden Kontaktbereich 32, 34 elektrisch zu kontaktieren. Die Widerhaken 60 dienen dazu, dass das Steckerelement 50 zwar einfach in die entsprechende Kontaktausnehmung 42, 44 einsteckbar ist, jedoch nur schwer oder nicht zerstörungsfrei wieder aus der entsprechenden Kontaktausnehmung 42, 44 entfernt werden kann. Das Steckerelement 50 kann weitere oder weniger Widerhaken 60 aufweisen.
Das in 13 gezeigte Ausführungsbeispiel des Steckerelements 50 kann beispielsweise mit den im Vorhergehenden erläuterten Steckerelementen 50 kombiniert werden. Beispielsweise kann das in 13 gezeigte Steckerelement 50 den Zackenkranz 58, die Halteringe 56 und/oder die Haltearme 52 aufweisen.
Ferner können alle im Vorhergehenden erläuterten Steckerelemente 50 Federelemente aufweisen, die eine Veränderung einer axialen Länge, die in den Figuren parallel zu einer Senkrechten angeordnet ist, ermöglichen. Derartige Federkontakte sind aus dem Stand der Technik bekannt.
14 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des optoelektronischen Bauelements 10 und zwei Hülsen 64. Die Hülsen 64 können in den Kontaktausnehmungen 42, 44 angeordnet werden. Die Hülsen 64 können entlang einer Richtung 65 in die entsprechende Kontaktausnehmung 42, 44 eingeführt werden. Die Hülsen 64 können beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen. Ferner können die Hülsen 64 Elemente aufweisen, die in Zusammenhang mit den Steckerelementen 50 erläutert wurden. Beispielsweise können die Hülsen 64 an ihrem Außenumfang die Widerhaken 60, die Halteringe 56 oder die Haltearme 52 und/oder an ihren axialen Enden den Zackenkranz 58 aufweisen.
Die Hülsen 64 können derart in den Kontaktausnehmungen 42, 44 angeordnet werden, dass sie die entsprechenden Kontaktbereiche 32, 34 elektrisch kontaktieren und dadurch die elektrisch kontaktierbare Fläche von den Kontaktbereichen 32, 34 auf ihre eigenen Innenwandungen ausdehnen. Nachfolgend können dann einfache, beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannte, oder die im Vorhergehenden erläuterten Steckerelemente 50 in den Hülsen 64 angeordnet werden, wobei auf einfache Weise eine zuverlässige Strom- und/oder Signalübertragung sichergestellt ist. Die Hülsen 64 können somit zu einer einfachen und zuverlässigen elektrischen Kontaktierbarkeit der Kontaktbereiche 32, 34 und damit des optoelektronischen Bauelements 10 beitragen.
Falls auf dem Abdeckkörper 38 eine elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise eine Metallschicht, angeordnet ist, so sind die Hülsen vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Material gebildet. Die elektrische Kontaktierung kann dann dadurch erfolgen, dass die Steckerelemente 50 durch die Hülsen hindurch bis hin zu den Kontaktbereichen 32, 34 ragen. Alternativ oder zusätzlich kann zur elektrischen Kontaktierung der Steckerelemente 50 mit den Kontaktbereichen 32, 34 ein elektrisch leitfähiges Material eingebracht werden, beispielsweise Leitkleber oder eine Legierung.
15 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 10, das mehrere erste Kontaktausnehmungen 42 und mehrere zweite Kontaktausnehmungen 44 aufweist. Außerdem zeigt 15 ein Ausführungsbeispiel eines Steckerkörpers 66 an oder in dem mehrere Steckerelemente 50 befestigt sind. Die Steckerelemente 50 sind über den Steckerkörper 66 und eine Anschlussleitung 68 elektrisch kontaktierbar. Die Anordnung der Steckerelemente 50 an dem Steckerkörper 66 korrespondiert derart zu der Anordnung der Kontaktausnehmungen 42, 44, dass die Steckerelemente 50 durch Bewegen des Steckerkörpers 66 entlang der Richtung 65 gleichzeitig in die entsprechenden Kontaktausnehmungen 42, 44 eingeführt werden können.
Optional können die Steckerelemente 50 und die Kontaktausnehmungen 42, 44 so angeordnet sein, dass der Steckerkörper 66 nur auf eine Art und Weise auf das optoelektronische Bauelement 10 aufsteckbar ist. Dadurch kann ein Verpolschutz gebildet sein.
Die in 15 gezeigten Steckerelemente 15 sind entsprechend dem in 12 gezeigten Steckerelement 50 ausgebildet. Sie können jedoch alternativ auch einem beliebigen im Vorhergehenden erläuterten Steckerelement 50 entsprechend ausgebildet sein.
16 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 10 mit dem Steckerkörper 66, der wiederum entlang der Richtung 65 auf den Abdeckkörper 38 aufsetzbar ist, so dass die an ihm befestigten Steckerelemente 50 in die Kontaktausnehmungen 42, 44 einführbar sind und die entsprechenden Kontaktbereiche 32, 34 elektrisch kontaktierbar sind. Die Kontaktausnehmungen 42, 44 sind bei diesem Ausführungsbeispiel polygonal, insbesondere rechteckig ausgebildet. Dementsprechend sind die Steckerelemente 50 so ausgebildet, dass sie in die Kontaktausnehmungen 42, 44 einführbar sind. Beispielsweise sind die Steckerelemente 50 aus dünnen Blechen gebildet, die an ihren Enden an dem Steckerkörper 66 befestigt sind und die in ihren mittleren Abschnitten rundlich oder eckig konvex nach außen in Richtung hin zu den Kontaktbereichen 32, 34 gewölbt sind.
17 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements 50 in Schnittdarstellung. Das Steckerelement 50 weist vier Haltearme 52 auf, von denen in 17 die beiden äußeren Haltearme 52 in Seitenansicht und der mittlere Haltearm 52 in Frontansicht gezeigt sind. Alternativ dazu kann das Steckerelement 50 lediglich zwei, drei oder mehr als vier Haltearme 52 aufweisen. Die Haltearme 52 sind über ein Basiselement 70 miteinander verbunden. Die Haltearme 52 erstrecken sich in Richtung weg von dem Basiselement 70 und weisen an ihren von dem Basiselement 70 abgewandten Enden Rastelemente 52 auf. Die Rastelemente 52 sind beispielsweise von Abschnitten der Haltearme 52 gebildet, die nach außen gebogen sind. Das Basiselement 70 kann mit einem nicht dargestellten elektrischen Leiter elektrisch gekoppelt werden, beispielsweise mittels einer Lötverbindung. Der elektrische Leiter kann beispielsweise ein Kabel, ein Bonddraht oder ein anderes elektrisches Kontaktelement sein. Das Steckerelement 50, insbesondere das Basiselement 70 und die Haltearme 52, kann aus einem elektrisch leitfähigen Material, das beispielsweise Metall aufweist, gebildet sein.
18 zeigt eine Unteransicht des Steckerelements 50 gemäß 17, wobei 17 einen Schnitt durch das Steckerelement 50 gemäß 18 zeigt. Das Basiselement 70 ist kreuzförmig ausgebildet. Alternativ dazu kann das Basiselement 70 auch rundlich, beispielsweise kreisförmig, oder polygonal, beispielsweise rechteckig, beispielsweise quadratisch, ausgebildet sein.
19 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements 50 in Schnittdarstellung. Das Steckerelement 50 kann beispielsweise weitgehend dem im Vorhergehenden erläuterten Steckerelement 50 entsprechen. Das Steckerelement 50 weist an seinem Basiselement 70 eine Öse 74 auf. Die Öse 74 kann dazu beitragen, den elektrischen Leiter einfach und sicher mit dem Steckerelement 50 zu verbinden.
20 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements 50 in Schnittdarstellung. Das Steckerelement 50 kann beispielsweise weitgehend einem der im Vorhergehenden erläuterten Steckerelemente 50 entsprechen. Das Steckerelement 50 weist an seinem Basiselement 70 einen Kontaktstift 76 auf. Der Kontaktstift 76 kann dazu beitragen, den elektrischen Leiter einfach und sicher mit dem Steckerelement 50 zu verbinden.
21 zeigt eine Schnittdarstellung eines Details eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements 10, das beispielsweise weitgehend einem der im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelemente 10 entsprechen kann. Die Kontaktausnehmung, insbesondere die zweite Kontaktausnehmung 44, des optoelektronischen Bauelements 10 weist eine Hinterschneidung 78 auf. Alternativ oder zusätzlich kann auch die erste Kontaktausnehmung 42 eine entsprechend Hinterschneidung 78 aufweisen. Die Kontaktausnehmung 44 ist im Bereich der Hinterschneidung 78 verglichen mit ihrer sonstigen axialen Erstreckung geweitet. Die Hinterschneidung 78 schließt im axialen Verlauf der Kontaktausnehmung 44 an den zweiten Kontaktbereich 34 an. Somit ist aufgrund der Hinterschneidung 78 der zweite Kontaktbereich 34 größer oder weist zumindest einen größeren Außenumfang auf als ohne Hinterschneidung 78.
Die Hinterschneidung 78 kann beispielsweise dadurch gebildet sein, dass in dem Abdeckkörper 38 die zweite Kontaktausnehmung 44 einen ersten Abschnitt mit einem ersten Radius und einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten Radius aufweist und dass der Radius des zweiten Abschnitts, der näher an dem Substrat 12 angeordnet ist als der erste Abschnitt, größer ist als der Radius des ersten Abschnitts.
Beim Übergang von dem ersten Abschnitt zu dem zweiten Abschnitt ist eine Stufe gebildet. Die Hinterschneidung 78 befindet sich in dem zweiten Abschnitt.
In der zweiten Kontaktausnehmung 44 ist ein Steckerelement 50 angeordnet, beispielsweise das mit Bezug zu 17 erläuterte Steckerelement 50. Das Steckerelement 50 ist derart in der zweiten Kontaktausnehmung 44 angeordnet, dass seine Rastelemente 72 in der Hinterschneidung 78 angeordnet sind und dass es in direktem körperlichen Kontakt mit dem zweiten Kontaktbereich 34 ist. Der zweite Kontaktbereich 34 ist über das Steckerelement 50 und insbesondere über das Basiselement 70 und die Haltearme 52 des Steckerelements 50 elektrisch kontaktierbar.
22 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckerkörpers 66 mit einem Steckerelement 50. Das Steckerelement 50 kann beispielsweise weitgehend einem der im Vorhergehenden erläuterten Steckerelemente 50, beispielsweise dem mit Bezug zu 17 erläuterten Steckerelement 50 entsprechen. Das Steckerelement 50 weist einen Kontaktkörper 80 auf. Der Kontaktkörper 80 erstreckt sich weiter in Richtung weg von dem Steckerkörper 66 als die Haltearme 52. Der Kontaktkörper 80 weist beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise Metall auf. Die Haltearme 52 weisen ein elektrisch leitfähiges und/oder ein elektrisch isolierendes Material auf, wobei die elektrische Kopplung über den Kontaktkörper 80 erfolgen kann. In dem Steckerkörper 66 sind Kontaktabschnitte 82 angeordnet, die elektrisch mit dem Kontaktkörper 80 gekoppelt sind. Die Kontaktabschnitte 82 können so ausgebildet sein, dass ein weiterer nicht dargestellter Stecker oder elektrischer Leiter in sie einführbar ist. Alternativ dazu können auch nur ein oder mehr als zwei Kontaktabschnitte 82 angeordnet sein.
23 zeigt eine Seitenansicht des Steckerkörpers 66 mit dem Steckerelement 50 gemäß 22. Der Kontaktkörper 80 ist als Federelement ausgebildet. Die Kontaktabschnitte 82 sind hülsenförmig ausgebildet.
24 zeigt eine Unteransicht des Steckerkörpers 66 mit dem Steckerelement 50 gemäß 22. Der Kontaktkörper 80 ist über einen Steg 84, der in dem Steckerkörper 66 angeordnet ist, mit den Kontaktabschnitten 82 elektrisch gekoppelt.
25 zeigt eine Schnittdarstellung eines Details eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements 10, das beispielsweise weitgehend einem der im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelemente 10 entsprechen kann. Der in 22 gezeigte Steckerkörper 66 ist so auf dem Abdeckkörper 38 angeordnet, dass die Haltearme 52 in der zweiten Kontaktausnehmung 44 angeordnet sind, die Rastelemente 72 in der Hinterschneidung 28 angeordnet sind und der Kontaktkörper 80 in direktem körperlichen Kontakt mit dem zweiten Kontaktbereich 34 ist. Vorzugsweise wirkt in diesem Zustand eine Kraft von dem zweiten Kontaktbereich 44 auf den Kontaktkörper 80, so dass dieser verformt, beispielsweise elastisch verformt ist. Eine Gegenkraft, die der verformte Kontaktkörper 80 auf den zweiten Kontaktbereich 44 ausübt, kann bewirkten, dass die Rastelemente 72 gegen die Stufe in der Kontaktausnehmung 44 an der Hinterschneidung 78 gedrückt werden.
26 zeigt einen ersten Schritt eines Verfahrens zum Anordnen eines Steckerelements 50 in einer Kontaktausnehmung, bei dem beispielsweise das in 21 gezeigte Steckerelement 50 in die ebenfalls in 21 gezeigte zweite Kontaktausnehmung 44 eingeführt werden soll.
27 zeigt einen zweiten Schritt des Verfahrens aus 26, bei dem das Steckerelement 50 teilweise in die zweite Kontaktausnehmung 44 derart eingeführt ist, dass die Haltearme 52 nach innen gebogen sind. Der Zustand bei vollständig eingeführtem Steckerelement 50 ist in 21 gezeigt.
28 zeigt einen ersten Schritt eines alternativen Verfahrens zum Anordnen eines Steckerelements 50 in der zweiten Kontaktausnehmung 44, bei dem der zweite Kontaktbereich 34 noch nicht freigelegt ist, sondern von der Verkapselungsschicht 24 und der Haftmittelschicht 36 bedeckt ist.
29 zeigt einen zweiten Schritt des Verfahrens aus 28, bei dem das Steckerelement 50 in die zweite Kontaktausnehmung 44 vollständig eingeführt ist, und mit einer Kraft in Richtung 65 beaufschlagt in eine Drehrichtung 88 gedreht wird. Dies bewirkt, dass die Rastelemente 72 die Verkapselungsschicht 24 und die Haftmittelschicht 36 nach und nach abtragen, bis sie über dem zweiten Kontaktbereich 34 entfernt sind und das Steckerelement 50 in direktem körperlichen Kontakt mit dem zweiten Kontaktbereich 34 ist. Der zweite Kontaktbereich 34 kann in diesem Zusammenhang beispielsweise ringförmig ausgebildet sein und/oder einen zentralen Bereich 86 umgeben, indem die Verkapselungsschicht 24 und/oder die Haftmittelschicht 36 nicht entfernt sind.
30 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, beispielsweise eines der im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelemente 10.
In einem Schritt S2 wird der Trägerkörper 12 bereitgestellt.
In einem Schritt S4 wird die optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet, insbesondere die erste Elektrodenschicht 14, die funktionelle Schichtenstruktur 22, der zweite Elektrodenabschnitt 23 und die Verkapselungsschicht 24.
In einem Schritt S6 wird der Abdeckkörper 38 angeordnet, beispielsweise mit Hilfe der Haftmittelschicht 36.
In einem Schritt S8 werden die Kontaktausnehmungen 42, 44 in dem Abdeckkörper 38 und gegebenenfalls der Haftmittelschicht 36 oder in dem Trägerkörper 12 ausgebildet, jeweils beispielsweise mittels Laserbohrens.
Falls nötig können in einem Schritt S10 die Kontaktbereich 32, 34 freigelegt werden. Beispielsweise können die Kontaktbereiche 32, 34 von der Verkapselungsschicht 24 und/oder der Haftmittelschicht 36 befreit werden. Dies kann beispielsweise in einem Ätzverfahren erfolgen, in dem der Abdeckkörper 38 als Ätzstopp dienen kann.
31 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 10, beispielsweise eines der im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelemente 10.
In einem Schritt S12 wird der Trägerkörper 12 bereitgestellt.
In einem Schritt S14 wird die optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet, insbesondere die erste Elektrodenschicht 14, die funktionelle Schichtenstruktur 22, der zweite Elektrodenabschnitt 23 und die Verkapselungsschicht 24.
In einem Schritt S16 werden die Kontaktausnehmungen 42, 44 in dem Abdeckkörper 38 ausgebildet, beispielsweise mittels Laserbohrens.
In einem Schritt S18 wird der Abdeckkörper 38 über der Schichtenstruktur, beispielsweise über der Verkapselungsschicht 24, beispielsweise mittels Haftmittelschicht 36 angeordnet, und zwar so, dass die Kontaktausnehmungen 42, 44 die Kontaktbereiche 32, 44 überlappen.
Falls nötig können in einem Schritt S20 die Kontaktbereiche 32, 34 freigelegt werden. Beispielsweise können die Verkapselungsschicht 24 und/oder die Haftmittelschicht 36 über den entsprechenden Kontaktbereichen 32, 34 entfernt werden. Dies kann beispielsweise in einem Ätzverfahren erfolgen, in dem der Abdeckkörper 38 als Ätzstopp dienen kann.
32 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Schichtenstruktur eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelementes 10, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, wobei der Schwerpunkt bzw. der Focus auf die Erläuterung der einzelnen Schichten, deren Ausbildung und deren Materialien gelegt ist. Die im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelemente 10 können beispielsweis gemäß der im Folgenden erläuterten Schichtenstruktur ausgebildet sein.
Das optoelektronische Bauelement 10, kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement 100, beispielsweise ein lichtemittierendes Bauelement, beispielsweise in Form einer organischen Leuchtdiode, sein. Das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement 100 kann einen Träger 102 aufweisen. Der Träger 102 kann beispielsweise einen Teilabschnitt des Trägerkörpers 12 repräsentieren und kann als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente, dienen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement 100 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, Aluminiumdotiertes 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 elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements 100 verstanden werden, in dem ein elektrischer Strom zum Betrieb des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements 100 fließt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der elektrisch aktive Bereich 106 eine untere Elektrode 110, eine obere Elektrode 114 und eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, wie sie im Folgenden noch näher erläutert werden. Die untere Elektrode 110 kann beispielsweise dem ersten Elektrodenabschnitt 20 und/oder die obere Elektrode 114 kann beispielsweise dem zweiten Elektrodenabschnitt 23 entsprechen.
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 untere Elektrode 110 (beispielsweise als Teil der ersten Elektrodenschicht 14) aufgebracht sein.
Weiterhin kann der elektrisch aktive Bereich 106 des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements 100 eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, die auf oder über der unteren Elektrode 110 aufgebracht ist oder ausgebildet wird. Beispielsweise kann die organisch funktionelle Schichtenstruktur 112 die funktionelle Schichtenstruktur 22 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 elektromagnetische Strahlung emittierenden 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 elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements 100 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das elektromagnetische Strahlung emittierende 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 unteren 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 zwischen 25 nm und 1,5 μm, beispielsweise eine Schichtdicke zwischen 50 nm und 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke zwischen 150 nm und 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 zwischen 25 nm und 1,5 μm, beispielsweise eine Schichtdicke zwischen 50 nm und 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke zwischen 150 nm und 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 elektromagnetische Strahlung emittierende 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 elektromagnetische Strahlung emittierenden 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 112 kann die obere Elektrode 114 (beispielsweise als zweiter Elektrodenabschnitt 23) aufgebracht sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die obere Elektrode 114 die gleichen Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein wie die untere Elektrode 110, wobei in verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders geeignet sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die untere Elektrode 110 und die obere 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 obere 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 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. Die Verkapselung 108 kann beispielsweise der Verkapselungsschicht 24 entsprechen. 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, Aluminiumdotiertes 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 elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements 100 mit der Barrieredünnschicht 108 aufgebracht werden. Die Abdeckung 126 kann sich beispielsweise über alle optoelektronischen Bauelemente 10 des Bauelementverbunds erstrecken. Die Abdeckung 126 kann beispielsweise dem Abdeckkörper 38 entsprechen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der Barrierendünnschicht 108 ein Klebstoff und/oder ein Schutzlack 124 vorgesehen sein, mittels dessen beispielsweise die Abdeckung 126 (beispielsweise eine Glasabdeckung) 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. Der Klebstoff und/oder der Schutzlack 124 können beispielsweise der Haftmittelschicht 36 entsprechen.
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 oberen 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 den 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 kann das optoelektronische Bauelement 10 mehr oder weniger Kontaktausnehmungen 42, 44 aufweisen. Ferner können alle gezeigten optoelektronischen Bauelemente 10 mehr oder weniger Schichten aufweisen. Beispielsweise können diverse optische funktionelle Schichten ausgebildet sein, die beispielsweise die Effizienz des optoelektronischen Bauelements 10 verbessern oder das Abstrahlverhalten des optoelektronischen Bauelements 10 beeinflussen. Beispielsweise können Auskoppelschichten, Spiegelschichten, Antireflexschichten und/oder Streuschichten ausgebildet sein. Ferner können die Steckerelemente 50 oder die Steckerkörper 66 bezüglich ihrer Form und Anzahl unterschiedlich sein. Ferner können die gezeigten Verfahren zusätzliche Schritte, beispielsweise Teilschritte aufweisen. Beispielsweise können die Schritte S4 und S14 eine Vielzahl von Teilschritten aufweisen, in denen beispielsweise jeweils Teilschichten, wie beispielsweise Elektronentransportschichten, Elektroneninjektionsschichten und/oder organisch funktionelle Schichten ausgebildet werden.

Claims

Optoelektronisches Bauelement (10), mit – einem Trägerkörper (12), – einer optoelektronischen Schichtenstruktur, die über dem Trägerkörper (12) ausgebildet ist und die mindestens einen Kontaktbereich (32, 34) zum elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Schichtenstruktur aufweist, – einem Abdeckkörper (38), der über der optoelektronischen Schichtenstruktur angeordnet ist, – mindestens einer Kontaktausnehmung (42, 44), die sich durch den Trägerkörper (12) und/oder den Abdeckkörper (38) hindurch erstreckt und in der zumindest ein Teil des Kontaktbereichs (32, 34) freigelegt ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 1, bei dem die optoelektronische Schichtenstruktur eine Verkapselungsschicht (28) und/oder eine Haftmittelschicht (36) aufweist, und bei dem sich die Kontaktausnehmung (42, 44) durch die Verkapselungsschicht (28) und/oder durch die Haftmittelschicht (36) hindurch erstreckt.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Abdeckkörper (38) Metall oder Glas aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem stromführende Schichten der optoelektronischen Schichtenstruktur einen Abstand zu einer äußeren Seitenkante des optoelektronischen Bauelements (10) haben, wobei der Abstand größer oder gleich einem vorgebebenen Mindestabstand, der größer null ist, ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Trägerkörper (12) und der Abdeckkörper (38) freiliegende Seitenkanten aufweisen und an den Seitenkanten zueinander bündig ausgebildet sind.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das mindestens ein Steckerelement (50) aufweist, das in der Kontaktausnehmung (42, 44) so angeordnet ist und so ausgebildet ist, dass mittels des Steckerelements (50) der Kontaktbereich (32, 34) elektrisch kontaktierbar ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das eine Hülse (62) aufweist, die in der Kontaktausnehmung (42, 44) so angeordnet ist und so ausgebildet ist, dass mittels der Hülse (62) der Kontaktbereich (32, 34) elektrisch kontaktierbar ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach den Ansprüchen 6 und 7, bei dem das Steckerelement (50) in der Hülse (62) angeordnet ist und mittels der Hülse (62) mechanisch in der Kontaktausnehmung (42, 44) festgelegt ist und elektrisch mit dem Kontaktbereich (32, 34) gekoppelt ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das mindestens zwei Kontaktausnehmungen (42, 44) aufweist und das einen Steckerkörper (66) aufweist, in dem das Steckerelement (50) und mindestens ein weiteres Steckerelement (50) befestigt sind, wobei die Steckerelemente (50) in den entsprechenden Kontaktausnehmungen (42, 44) angeordnet sind.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Kontaktausnehmung (42, 44) anschließend an den Kontaktbereich (32, 34) eine Hinterschneidung (78) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 10, bei dem das Steckerelement (50) ein Rastelement (72) aufweist, das bei in der Kontaktausnehmung (42, 44) angeordnetem Steckerelement (50) in der Hinterschneidung (78) angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (10), bei dem – ein Trägerkörper (12) bereitgestellt wird, – eine optoelektronische Schichtenstruktur, die mindestens einen Kontaktbereich (32, 34) zum elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Schichtenstruktur aufweist, über dem Trägerkörper (12) ausgebildet wird, – ein Abdeckkörper (38) über der optoelektronischen Schichtenstruktur angeordnet wird, vor oder nach dem Anordnen des Abdeckkörpers (38) in dem Trägerkörper (12) und/oder dem Abdeckkörper (38) mindestens eine Kontaktausnehmung (42, 44) so ausgebildet wird, dass sie sich durch den Trägerkörper (12) und/oder den Abdeckkörper (38) hindurch erstreckt und dass in ihr zumindest ein Teil des Kontaktbereichs (32, 34) freigelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Kontaktausnehmung (42, 44) nach dem Ausbilden der optoelektronischen Schichtenstruktur in dem Trägerkörper (12) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei dem die Kontaktausnehmung (42, 44) in dem Abdeckkörper (38) nach dem Anordnen des Abdeckkörpers (38) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei dem die Kontaktausnehmung (42, 44) in dem Abdeckkörper (38) vor dem Anordnen des Abdeckkörpers (38) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem die Kontaktausnehmung (42, 44) mittels Laserbohrens ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem – die optoelektronische Schichtenstruktur eine Verkapselungsschicht (28) und/oder eine Haftmittelschicht (36) aufweist, die zumindest einen Teil des Kontaktbereichs (32, 34) bedecken, – der Trägerkörper (12) mit der Kontaktausnehmung (42, 44) und/oder der Abdeckkörper (38) mit der Kontaktausnehmung (42, 44) in einem Abtragungsprozess als Maske für die Verkapselungsschicht (28) bzw. die Haftmittelschicht (36) dienen, und – in dem Abtragungsprozess die Bereiche der Verkapselungsschicht (28) bzw. der Haftmittelschicht (36) abgetragen werden, die in der Kontaktausnehmung (42, 44) freigelegt sind, so dass mittels des Abtragungsprozesses der Kontaktbereich (32, 34) in der Kontaktausnehmung (42, 44) freigelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem – das optoelektronische Bauelement (10) in einem Verbund mehrerer optoelektronischer Bauelemente (10) hergestellt wird, – sich der Trägerkörper (12) und/oder der Abdeckkörper (38) einstückig über mehrere optoelektronische Bauelemente (10) erstrecken, die jeweils mindestens eine Kontaktausnehmung (42, 44) aufweisen, – die optoelektronischen Bauelemente (10) im Verbund über die Kontaktausnehmungen (42, 44) elektrisch kontaktiert und getestet werden, und – nachfolgend die optoelektronischen Bauelemente (10) vereinzelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, bei dem die Kontaktausnehmung (42, 44) so ausgebildet wird, dass sie eine Hinterschneidung (78) aufweist, und bei dem der Kontaktbereich (32, 34) freigelegt wird, indem ein Steckerelement (50), das ein Rastelement (72) aufweist, so in der Kontaktausnehmung (42, 44) angeordnet wird, dass das Rastelement (72) in der Hinterschneidung (78) angeordnet ist und das Steckerelement (50) in direktem körperlichen Kontakt mit der Verkapselungsschicht (28) und/oder der Haftmittelschicht (36) ist, und indem das Steckerelement (50) um eine Achse senkrecht zu dem Kontaktbereich (32, 34) gedreht wird, so dass aufgrund der Reibung zwischen dem Steckerelement (50) und der Verkapselungsschicht (28) und/oder der Haftmittelschicht (36) die Verkapselungsschicht (28) und/oder die Haftmittelschicht (36) abgetragen wird und der Kontaktbereich (32, 34) freigelegt wird.