DE102013110037B4

DE102013110037B4 - Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes

Info

Publication number: DE102013110037B4
Application number: DE102013110037.6A
Authority: DE
Inventors: Arne Fleissner; Carola Diez; Thomas Wehlus; Daniel Riedel; Johannes Rosenberger; Silke Scharner
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: US20160218326A1; US9685638B2; WO2015036287A3; WO2015036287A2; DE102013110037A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, aufweisend folgende Schritte:
• Ausbilden einer ersten Elektrode (304) auf einem Substrat (302);
• Anordnen (202) einer ersten Maskenstruktur (308) auf oder über dem Substrat (302), wobei die erste Maskenstruktur (308) einen ersten Strukturierungsbereich (310) aufweist, der eine Öffnung und/oder einen zum Ausbilden einer Öffnung vorbereiteten Bereich aufweist;
• Anordnen (204) einer zweiten Maskenstruktur (312) auf oder über der ersten Maskenstruktur (308) ;
• Ausbilden (206) eines zweiten Strukturierungsbereiches (314) in der ersten Maskenstruktur (308) und in der zweiten Maskenstruktur (312) derart, dass wenigstens ein Teil des ersten Strukturierungsbereiches (310) in der ersten Maskenstruktur (308) außerhalb des zweiten Strukturierungsbereiches (314) in der ersten Maskenstruktur (308) ausgebildet wird,
• Ausbilden einer organischen funktionellen Schichtenstruktur (316) über der ersten Elektrode (304) und/oder dem Substrat (302) und in dem zweiten Strukturierungsbereich (314);
• Entfernen der zweiten Maskenstruktur (312) und, falls der erste Strukturierungsbereich (310) den zum Ausbilden der Öffnung vorbereiteten Bereich aufweist, Ausbilden der Öffnung in dem vorbereiteten Bereich;
• Ausbilden einer zweiten Elektrode (318) über der organischen funktionellen Schichtenstruktur (316) und/oder über dem Substrat (302) im ersten Strukturierungsbereich (310);
• Entfernen der ersten Maskenstruktur (308).

Description

In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt.
Optoelektronische Bauelemente auf organischer Basis, beispielsweise organische Leuchtdioden (organic light emitting diode - OLED), finden zunehmend verbreitete Anwendung in der Allgemeinbeleuchtung, beispielsweise als Flächenlichtquelle. Ein organisches optoelektronisches Bauelement, beispielsweise eine OLED, kann eine Anode und eine Kathode mit einem organischen funktionellen Schichtensystem dazwischen aufweisen. Herkömmlich ist die Anode oder die Kathode aus einem Metall gebildet. Das organische funktionelle Schichtensystem kann eine oder mehrere Emitterschicht/en aufweisen, in der/denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine oder mehrere Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („charge generating layer“, CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie einer oder mehrerer Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en) („hole transport layer“ -HTL), und einer oder mehrerer Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en) („electron transport layer“ - ETL), um den Stromfluss zu richten.
Einzelne Schichten einer OLED können herkömmlicher Weise mit unterschiedlichen Verfahren ausgebildet werden, beispielsweise mittels einer Gasphasenabscheidung oder eines nasschemischen Verfahrens.
Beim Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes werden einzelne Schichten des optoelektronischen Bauelementes herkömmlich nacheinander über einem Substrat ausgebildet, beispielswiese abgeschieden. Die Schichten können während des Abscheidens oder anschließend lateral strukturiert werden. Schichten werden lateral strukturiert, um, beispielsweise in einem funktionellen Dünnschichtsystem, unterschiedliche Schichten des funktionellen Dünnschichtsystems auf teilweise unterschiedliche laterale Bereiche des Substrats aufzubringen.
Bei einem lateralen Strukturieren mehrerer gestapelter dünner funktionaler Schichten während ihrer Abscheidung auf ein Substrat können die lateralen Strukturierungsverfahren der mehreren Schichten sich gegenseitig stören. Beispielsweise können das laterale Strukturieren der organischen funktionellen Schichtenstruktur und das Strukturieren der metallischen Top-Elektrode einer OLED während einer physikalischen Gasphasenabscheidung dieser Schichten sich gegenseitig stören. Beim Herstellen einer herkömmlichen OLED ist es notwendig, die organische funktionelle Schichtenstruktur und die Kathode bei teilweiser Überlappung in lateral verschiedenen, definierten Bereichen auf dem Substrat aufzubringen. Dazu wird das Substrat während einer inhärent unstrukturierten physikalischen Gasphasenabscheidung so maskiert, d.h. „abgeschattet“, dass die abgeschiedenen Materialen nur in den mittels der durchlässigen Bereiche der Maske vorgesehenen Bereiche auf dem Substrat abgeschieden werden. Zum Strukturieren von Schichten während der physikalischen Gasphasenabscheidung werden, insbesondere beim Herstellen von OLEDs, herkömmlicher Weise metallische Schattenmasken verwendet. Die metallischen Schattenmasken 104 werden dicht vor dem zu beschichtenden Substrat 102 angeordnet (dargestellt in 1A). Die Schattenmaske 104 weist eine Öffnung auf, durch die eine Beschichtung 106 auf das Substrat 102 aufgebracht wird. Anschaulich schattet die Schattenmaske 104 im Bereich ohne Öffnung das Substrat 102 während des Ausbildens der Beschichtung 106 vor einem Beschichtungsauftrag ab. Die Schattenmaske 104 wird in herkömmlichen Verfahren über dem Substrat 102 angeordnet, so dass die Schattenmaske 104 und das Substrat 102 keinen körperlichen Kontakt aufweisen. Dadurch passiert es, dass beim Beschichten des Substrates 102 im Halbschatten an den Kanten der Öffnung der Schattenmaske 104 auf dem Substrat 102 im eigentlich abgeschatteten Bereich des Substrates 102 eine Beschichtung 106 ausgebildet wird (gekennzeichnet mittels der Einkreisung mit dem Bezugszeichen 108). Das Herstellen und Verwenden metallischer Schattenmasken ist ein relativ kostenintensiver Prozess. Das Herstellen metallischer Schattenmasken kann sich als aufwendig erweisen, beispielsweise ein Laserschneiden und/oder ein nasschemisches Herstellen mit einem Photolackbeschichten, einem photolithographischen Strukturieren und einem anschließendem Ätzen aufweisen. Weiterhin können die metallischen Schattenmasken während der physikalischen Gasphasenabscheidung beschichtet werden. Die metallischen Schattenmasken werden daher herkömmlich oft von diesen „Belägen“ gereinigt und regelmäßig ersetzt. Um mehrere Beschichtungsschritte vornehmen zu können, in denen unterschiedliche Bereiche beschichtet werden, werden die metallischen Masken während des Beschichtungsprozesses gewechselt. Das Wechseln der metallischen Masken ist mit einem erheblichen Zeitaufwand verbunden, was ungünstige Auswirkungen auf die Taktzeit des Herstellens des Bauelementes hat. Weiterhin weisen herkömmliche metallische Masken einen Nachteil auf, der sich aus ihrer Verwendung bezüglich der lateralen Strukturierung ergibt. Beispielsweise ist es ohne sehr aufwändige Multimaskenprozesse nicht möglich, „freistehende“ unbeschichtete Bereiche innerhalb einer beschichteten Fläche zu realisieren. Im Falle einer OLED können deshalb mit einem einfachen Metallmaskenprozess weder eigenständige leuchtende Bereiche innerhalb eines anderen leuchtenden Bereiches, noch offene nicht-leuchtende Bereiche innerhalb eines leuchtenden Bereichs hergestellt werden.
Weiterhin weisen nicht zu beschichtende Bereiche zwischen beschichteten Bereichen einen Mindestabstand von einigen Millimetern auf. Andernfalls würden die dünnen Stege der metallischen Maske nicht die notwendige Stabilität aufweisen und könnten durchhängen. Daher ist es nicht möglich, mit einem einfachen, herkömmlichen Schattenmaskenprozess beieinanderliegende, individuell, leuchtende Bereiche auf einem Substrat auszubilden, ohne große nicht-leuchtende Totbereiche in Kauf zu nehmen.
Im Bereich des Mikrostrukturierens für mikroelektronische Bauelemente, beispielsweise Transistoren, ist ein Verwenden von Folienmasken 110 bekannt (veranschaulicht in 1B). Dabei wird eine Folie auf ein zu beschichtendes Substrat 102 laminiert. Anschließend wird die Folie beispielsweise mittels einer Laserablation mikrostrukturiert, d.h. teilweise geöffnet. Anschließend wird die Folie ganzflächig beschichtet. Nachfolgend wird die Folie vom Substrat abgezogen. Das aufgebrachte Material verbleibt lediglich in den zuvor mittels des Mikrostrukturierungsschrittes geöffneten Bereichen der Folie 110 auf dem Substrat 102. Dadurch kann nach einem Entfernen der Folienmaske 110 eine Beschichtung 106 auf dem Substrat 102 ausgebildet sein, die definierte Kanten aufweist (veranschaulicht mittels der Einkreisung mit dem Bezugszeichen 112). Herkömmlich können zwei oder mehr aufeinanderliegende Folienmasken verwendet werden, wobei aufeinanderliegende Folienmasken herkömmlicher Weise im selben Mikrostrukturierungsschritt gleichzeitig und identisch strukturiert werden. Dadurch wird in den so entstandenen freien Bereichen der beiden Folien hinein beschichtet. Nach Abziehen nur der oberen Folie der aufeinanderliegenden Folien, verbleibt das beschichtete Material im freigelegten Bereich und wird dabei von der auf dem Substrat verbleibenden unteren Folie lateral umschlossen. Weiterhin ist in herkömmlichen Verfahren nicht vorgesehen in beiden Folienmasken unterschiedliche offene Bereiche zu definieren, d.h. die erste Maskenfolie wird nicht strukturiert, bevor die zweite Maskenstruktur aufgebracht wird.
Weiterhin bekannt ist die Verwendung von Folienmasken für die Herstellung von OLEDs bzw. OLED-Displays. Dazu wird ein Maskierungsfilm auf ein Substrat aufgebracht. Der Maskierungsfilm wird in mehrere Bereiche strukturiert, in Maskierungsbereiche und in Bereiche für Öffnungen. Ein Entfernungsfilm wird auf den Maskierungsfilm aufgebracht und in den Bereichen für Öffnungen mit dem Maskierungsfilm verklebt. Der Entfernungsfilm wird mit den angeklebten Bereichen des Maskierungsfilms abgezogen, so dass eine Maskenfolie mit offenen Bereichen auf dem Substrat verbleibt. Anschließend wird das Substrat mit Material beschichtet. Nach dem ersten Beschichtungsschritt wird die Maskenfolie abgezogen, so dass nur Material in den vorgesehenen Bereichen auf dem Substrat verbleibt. Alternativ verbleibt die erste Maskenfolie zunächst auf dem Substrat und der gesamte Prozess wird mit einer oder mehreren weiteren Maskenfolien wiederholt. Der so entstandene Mehrfachstapel von Maskenfolien wird schlussendlich nach dem letzten Beschichtungsschritt in einem einzigen Prozess gesamtheitlich entfernt. Als typisches Anwendungsbeispiel ist vorgesehen das organische Emittermaterial der für ein Display pro Pixel notwendigen drei Subpixel (rot, grün und blau) nacheinander in unterschiedliche Positionen auf dem Substrat aufzubringen.
Weiterhin bekannt ist das Verwenden einer Folienmaske für ein strukturiertes Beschichten eines Substrats mit einer einzigen Schicht in einem Rolle-zu-Rolle- Verfahren. Dazu wird eine vorstrukturierte Maskenfolie kontinuierlich auf einen Substratfilm laminiert, dieser beschichtet, und anschließend der Maskenfilm abgezogen.
Weiterhin werden in herkömmlichen Verfahren mikroskopische freie Bereich in die Maskenstruktur auf dem Substrat direkt einstrukturiert, z.B. mittels Laserablation. Bei großflächigen optoelektronischen Bauelementen kann sich dadurch die Verfahrensdauer verlängern.
Weiterhin wird in einem herkömmlichen Verfahren eine zweite Maskenfolie erst auf das Substrat aufgebracht und strukturiert, nachdem ein erster Beschichtungsschritt durchgeführt wurde. Das Aufbringen und Strukturieren der zweiten Folie findet in diesem Fall also zwischen dem ersten und dem zweiten Beschichtungsschritt statt.
Weiterhin wird in einem herkömmlichen Verfahren eine Maskenfolie mittels eines Anklebens einer weiteren Folie und einem anschließenden Abheben der weiteren Folie mit der Maskenfolie von dem Substrat entfernt.
Aus US 2009/ 0 104 785 A1 und DE 11 2009/000 595 T5 sind herkömmliche Maskenprozesse mit zwei Masken bekannt.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelementes bereitgestellt, mit dem es möglich ist, die laterale Strukturierung mehrerer gestapelter funktionaler dünner Schichten während ihrer Abscheidung auf ein Substrat aufzubringen, beispielsweise um in einem funktionellen Dünnschichtsystem unterschiedliche Schichten auf teilweise unterschiedliche laterale Bereiche des Substrats aufzubringen.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, das Verfahren aufweisend folgende Schritte: Ausbilden einer ersten Elektrode auf einem Substrat, Anordnen einer ersten Maskenstruktur auf oder über dem Substrat, wobei die erste Maskenstruktur einen ersten Strukturierungsbereich aufweist, der eine Öffnung und/oder einen zum Ausbilden einer Öffnung vorbereiteten Bereich aufweist; Anordnen einer zweiten Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur, Ausbilden eines zweiten Strukturierungsbereiches in der ersten Maskenstruktur und in der zweiten Maskenstruktur derart, dass wenigstens ein Teil des ersten Strukturierungsbereiches in der ersten Maskenstruktur außerhalb des zweiten Strukturierungsbereiches in der ersten Maskenstruktur ausgebildet wird; Ausbilden einer organischen funktionellen Schichtenstruktur über der ersten Elektrode und/oder dem Substrat und in dem zweiten Strukturierungsbereich; Entfernen der zweiten Maskenstruktur und, falls der erste Strukturierungsbereich den zum Ausbilden der Öffnung vorbereiteten Bereich aufweist, Ausbilden der Öffnung in dem vorbereiteten Bereich; Ausbilden einer zweiten Elektrode über der organischen funktionellen Schichtenstruktur und/oder über dem Substrat im ersten Strukturierungsbereich; und Entfernen der ersten Maskenstruktur.
Anschaulich kann der zweite Strukturierungsbereich wenigstens teilweise neben dem ersten Strukturierungsbereich ausgebildet sein oder werden. Alternativ kann der zweite Strukturierungsbereich komplett innerhalb der Abmessung des ersten Strukturierungsbereiches ausgebildet sein oder werden, wobei der erste Strukturierungsbereich größer ist als der zweite Strukturierungsbereich.
Mit anderen Worten: In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische funktionelle Schichtenstruktur aufweisen oder derart ausgebildet werden, wobei die organische funktionelle Schichtenstruktur zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildet wird. In einer Ausgestaltung kann wenigstens ein Teil des optoelektronisches Bauelementes ausgebildet werden; wobei das optoelektronische Bauelement mit einem optisch aktiven Bereich zum Absorbieren oder Emittieren einer elektromagnetischen Strahlung ausgebildet wird. Weiterhin kann das optoelektronische Bauelement einen optisch inaktiven Bereich neben dem optisch aktiven Bereich aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die erste und/oder die zweite Maskenstruktur mechanisch entfernt werden.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als eine organische Leuchtdiode, eine organische Solarzelle und/oder ein organischer Fotodetektor ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als ein Flächenbauelement ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung kann der erste Strukturierungsbereich und/oder der zweite Strukturierungsbereich derart ausgebildet werden, dass mittels des ersten Strukturierungsbereiches und/oder des zweiten Strukturierungsbereiches eine Information in dem optisch aktiven Bereich dargestellt wird, beispielsweise ein Piktogramm, ein Ideogramm und/oder ein Schriftzug; ein Guckloch, ein Fenster, eine Durchschauöffnung.
In einer Ausgestaltung können/kann die erste Maskenstruktur und/oder die zweite Maskenstruktur selbsttragend ausgebildet sein. Eine selbsttragende Struktur kann beispielsweise ohne Träger oder Halter als Maske wirken.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur auf oder über dem Substrat angeordnet werden, beispielsweise in Form einer Folie, einer Platte oder eines Blechs.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur und/oder die zweite Maskenstruktur als Beschichtung ausgebildet werden, indem das Material der Beschichtung im flüssigen Zustand auf das Substrat aufgebracht wird und die Beschichtung über dem Substrat ausgehärtet und getrocknet wird.
Eine Maskenstruktur, die auf dem Substrat bzw. auf einer anderen Maskenstruktur angeordnet ist, kann mit diesem bzw. dieser einen körperlichen Kontakt aufweisen, beispielsweise mittels einer Klebstoffverbindung. Dadurch kann der Abstand zwischen der Maskenstruktur und dem Substrat bzw. der anderen Maskenstruktur reduziert werden. Dadurch kann der Strukturierungsbereich der Beschichtung und/oder die Abtragung des Substrates und/oder der anderen Maskenstruktur im Bereich der Kanten reduziert werden. Anschaulich kann dadurch der Halbschatten in seinen Abmessungen reduziert werden.
Eine Maskenstruktur, die über dem Substrat bzw. über einer anderen Maskenstruktur angeordnet ist, kann mit diesem bzw. dieser keinen körperlichen Kontakt aufweisen, beispielsweise in dem die Maskenstruktur in einem Halter über dem Substrat und/oder der anderen Maskenstruktur angeordnet ist. Dadurch kann die Maskenstruktur über dem Substrat und/oder über der anderen Maskenstruktur von dieser besonders einfach entfernt werden, beispielsweise in dem der Halter von dem Substrat weg bewegt wird.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur angeordnet werden, beispielsweise in Form einer Folie, einer Platte oder eines Blechs.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur eine Klebstoffschicht aufweisen und mittels der Klebstoffschicht mit dem Substrat verbunden werden, beispielsweise als selbstklebende Folie, selbstklebende Platte oder selbstklebendes Blech.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Maskenstruktur eine Klebstoffschicht aufweisen und mittels der Klebstoffschicht mit der ersten Maskenstruktur verbunden werden, beispielsweise als selbstklebende Folie, selbstklebende Platte oder selbstklebendes Blech.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur als eine Beschichtung auf oder über dem Substrat ausgebildet werden, beispielsweise in einem Stück entfernbar, beispielsweise als eine in dem einen Stück vernetzte Beschichtung. Die Beschichtung kann nach dem Aufbringen der Lösung, Suspension oder Dispersion des Stoffs oder Stoffgemisches der Beschichtung ausgehärtet und/oder vernetzt werden. Weiterhin kann die Beschichtung strukturiert werden oder strukturiert ausgebildet werden. Weiterhin kann die Beschichtung auf dem Substrat ausgebildet werden, das heißt einen körperlichen Kontakt aufweisen. Alternativ kann die Beschichtung über dem Substrat ausgebildet werden, beispielsweise auf einem Träger, beispielsweise einer Trägerfolie, beispielsweise in einem Rahmen; wobei der Träger auf oder über dem Substrat angeordnet ist, d.h. nicht selbsttragend.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Maskenstruktur als eine Beschichtung auf oder über der ersten Maskenstruktur ausgebildet werden, beispielsweise in einem Stück entfernbar, beispielsweise als eine in dem einen Stück vernetzte Beschichtung, beispielsweise gemäß einer Ausgestaltung der ersten Maskenstruktur aus einer Beschichtung.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur und/oder die zweite Maskenstruktur ein Polymer aufweisen oder daraus gebildet werden, beispielsweise als eine Kunststoffbeschichtung, eine Kunststofffolie, ein Kunststoffblech und/oder eine Kunststoffplatte.
In einer Ausgestaltung kann das Anordnen der ersten Maskenstruktur und/oder das Anordnen der zweiten Maskenstruktur jeweils ein Anordnen von mehreren Maskenstrukturen nebeneinander aufweisen, beispielsweise mehreren vereinzelten Maskenstrukturen nebeneinander. Beispielsweise können auf oder über dem optisch aktiven Bereich und auf oder über dem optisch inaktiven Bereich unterschiedliche erste Maskenstrukturen angeordnet werden, beispielsweise mit einer unterschiedlichen Härte, chemischen Beständigkeit hinsichtlich eines Lösungsmittels und/oder Absorption von elektromagnetischer Strahlung oder Wärme.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur in einem körperlichen Kontakt auf dem Substrat angeordnet werden, beispielsweise mittels einer Klebstoffverbindung.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Maskenstruktur in einem körperlichen Kontakt auf der ersten Maskenstruktur angeordnet werden, beispielsweise mittels einer Klebstoffverbindung.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur in einem Halter über dem Substrat angeordnet werden, beispielsweise in einem Rahmen.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Maskenstruktur in einem Halter über der ersten Maskenstruktur angeordnet werden, beispielsweise in einem Rahmen.
In einer Ausgestaltung kann der erste Strukturierungsbereich wenigstens teilweise in der ersten Maskenstruktur ausgebildet sein, bevor die erste Maskenstruktur auf oder über dem Substrat angeordnet wird.
In einer Ausgestaltung kann der erste Strukturierungsbereich wenigstens teilweise in der ersten Maskenstruktur ausgebildet werden, nachdem die erste Maskenstruktur auf oder über dem Substrat angeordnet wird.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur in Form einer Beschichtung strukturiert auf oder über dem Substrat ausgebildet sein oder werden derart, dass ein erster Strukturierungsbereich nach einem Aushärten und/oder Vernetzen der Beschichtung ausgebildet ist.
In einer Ausgestaltung kann der zweite Strukturierungsbereich wenigstens teilweise in der ersten Maskenstruktur und/oder der zweiten Maskenstruktur ausgebildet sein, bevor die zweite Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur angeordnet wird.
In einer Ausgestaltung kann der zweite Strukturierungsbereich wenigstens teilweise in der ersten Maskenstruktur und/oder der zweiten Maskenstruktur ausgebildet werden, nachdem die zweite Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur angeordnet wird.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Maskenstruktur in Form einer Beschichtung strukturiert auf oder über der ersten Maskenstruktur ausgebildet werden derart, dass der zweite Strukturierungsbereich wenigstens teilweise in der zweiten Maskenstruktur nach einem Aushärten und/oder Vernetzen der Beschichtung ausgebildet ist.
In einer Ausgestaltung kann das Ausbilden des ersten Strukturierungsbereiches und/oder des zweiten Strukturierungsbereiches ein Ausbilden mindestens einer der folgenden Strukturierungen in der ersten Maskenstruktur und/oder der zweiten Maskenstruktur aufweisen: ein Loch, eine Solltrennstelle, eine Ringstruktur.
In einer Ausgestaltung kann der erste Strukturierungsbereich derart ausgebildet sein oder werden, dass er eine andere Adhäsion hinsichtlich des Substrates, eine andere Adhäsion hinsichtlich der zweiten Maskenstruktur und/oder eine andere Kohäsion aufweist als die erste Maskenstruktur außerhalb des ersten Strukturierungsbereiches. Beispielsweise kann der erste Strukturierungsbereich eine geringere Adhäsion hinsichtlich des Substrates und eine höhere Adhäsion hinsichtlich der zweiten Maskierungsstruktur aufweisen als die erste Maskierungsstruktur außerhalb des ersten Strukturierungsbereiches. Dadurch kann der erste Strukturierungsbereich mit der zweiten Maskenstruktur entfernt werden. Beispielsweise kann der erste Strukturierungsbereich eine höhere Adhäsion hinsichtlich des Substrates und eine niedrigere Adhäsion hinsichtlich der zweiten Maskierungsstruktur aufweisen als die erste Maskierungsstruktur außerhalb des ersten Strukturierungsbereiches. Dadurch kann der erste Strukturierungsbereich auf dem Substrat verbleiben, wenn die erste Maskierungsstruktur von dem Substrat entfernt wird. Anschaulich bildet der auf dem Substrat verbleibende, erste Strukturierungsbereich dadurch eine Positivmaske. Bei einem Entfernen des ersten Strukturierungsbereiches und einem Verbleiben der Maskierungsstruktur außerhalb des ersten Strukturierungsbereiches auf oder über dem Substrat wird anschaulich eine Negativmaske gebildet.
In einer Ausgestaltung kann die Adhäsion und/oder Kohäsion des ersten Strukturierungsbereiches und/oder des zweiten Strukturierungsbereiches nach dem Aufbringen der ersten Maskierungsstruktur und/oder der zweiten Maskierungsstruktur verändert werden, beispielsweise mittels eines Energieeintrags, beispielsweise mittels einer Temperaturerhöhung, einer UV-Bestrahlung und/oder einer Laserbestrahlung; beispielsweise fokussiert und/oder gepulst.
In einer Ausgestaltung kann der zweite Strukturierungsbereich derart ausgebildet sein oder werden, dass der zweite Strukturierungsbereich eine andere Adhäsion hinsichtlich der ersten Maskenstruktur, eine andere Adhäsion hinsichtlich einer weiteren Maskenstruktur auf der zweiten Maskenstruktur und/oder eine andere Kohäsion aufweist als die zweite Maskenstruktur außerhalb des zweiten Strukturierungsbereiches.
In einer Ausgestaltung können/kann der erste Strukturierungsbereich und/oder der zweite Strukturierungsbereich derart ausgebildet sein oder werden, dass jeweils wenigstens ein von der Maskenstruktur vereinzelter und/oder entfernbarer Bereich ausgebildet wird.
In einer Ausgestaltung kann der in der ersten Maskenstruktur vereinzelte Bereich nach dem Anordnen der zweiten Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur von der ersten Maskenstruktur umgeben werden. Anschaulich kann ein von der Maskierungsstruktur vereinzelter Bereich in dem Strukturierungsbereich auf dem Substrat verbleiben.
In einer Ausgestaltung kann der in der ersten Maskenstruktur vereinzelte Bereich als Stützstruktur der zweiten Maskenstruktur ausgebildet werden, beispielsweise bei großflächigen ersten Strukturierungsbereichen hinsichtlich der Steifheit der zweiten Maskenstruktur.
In einer Ausgestaltung kann der erste Strukturierungsbereich derart ausgebildet werden, dass der vereinzelte Bereich in der ersten Maskenstruktur flächig in einem Stück entfernbar ist.
In einer Ausgestaltung kann der erste Strukturierungsbereich derart ausgebildet sein oder werden, dass zwei oder mehr gleiche oder unterschiedliche erste Strukturierung in der ersten Maskenstruktur ausgebildet sind, wobei die zwei oder mehr ersten Strukturierungen in der ersten Maskenstruktur lateral nebeneinander angeordnet sind und/oder wobei wenigstens zwei der ersten Strukturierungen sich teilweise in der ersten Maskenstruktur überlappen, beispielsweise mittels eines Stegs voneinander getrennt sind.
In einer Ausgestaltung kann der zweite Strukturierungsbereich derart ausgebildet sein oder werden, dass zwei oder mehr gleiche oder unterschiedliche zweite Strukturierungen in der ersten Maskenstruktur und/oder der zweiten Maskenstruktur ausgebildet sind, wobei die zwei oder mehr zweiten Strukturierungsbereiche in der ersten Maskenstruktur und/oder der zweiten Maskenstruktur lateral nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sind.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur eine Positionsmarkierung aufweisen oder eine solche in der ersten Maskenstruktur ausgebildet sein oder werden derart, dass die zweite Maskenstruktur und/oder der zweite Strukturierungsbereich anhand der Positionsmarkierung ausrichtbar sind/ist.
In einer Ausgestaltung kann das Ausbilden des zum Ausbilden einer Öffnung vorbereiteten Bereiches mindestens eines der folgenden Verfahren aufweisen: ein Ritzen, Schneiden oder Stanzen derart, dass wenigstens zwei jeweils zusammenhängende, voneinander isolierte Bereiche ausgebildet werden; ein Ausbilden eines Lochs oder Hohlraums derart, dass eine Solltrennstelle ausgebildet wird, sodass ein Bereich aus der ersten Maskenstruktur in einem Stück entfernbar ist, beispielsweise mittels eines mechanischen Abziehens oder trockenen und/oder nasschemischen Ätzens; ein Belichten mit einer elektromagnetischen Strahlung, die zu einem Vernetzen oder Degradieren der ersten Maskenstruktur in dem belichteten Bereich führt und/oder ein Reduzieren der Adhäsion eines Bereichs der ersten Maskenstruktur.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur derart ausgebildet sein oder werden, dass der erste Strukturierungsbereich gemeinsam mit dem Entfernen des zweiten Strukturierungsbereiches entfernbar ist.
In einer Ausgestaltung kann das Verfahren ferner durch den zweiten Strukturierungsbereich aufweisen: ein Aufbringen eines Stoffs oder Stoffgemisches auf das Substrat und/oder ein Abtragen eines Stoffs oder Stoffgemisches von dem Substrat. Mit anderen Worten, durch den zweiten Strukturierungsbereich kann ein Stoff oder Stoffgemisch auf das Substrat aufgebracht werden und/oder ein Stoff oder Stoffgemisch von dem Substrat abgetragen werden, beispielsweise für den Fall, dass der zweite Strukturierungsbereich als Negativmaske ausgebildet ist. In einer Ausgestaltung kann der zweite Strukturierungsbereich als Positivmaske ausgebildet sein, sodass mittels des zweiten Strukturierungsbereichs ein Stoff oder Stoffgemisch auf das Substrat aufgebracht und/oder ein Stoff oder Stoffgemisch von dem Substrat abgetragen werden kann.
In einer Ausgestaltung kann das Verfahren ferner durch den ersten Strukturierungsbereich aufweisen: ein Aufbringen eines Stoffs oder Stoffgemisches auf das Substrat und/oder ein Abtragen eines Stoffs oder Stoffgemisches von dem Substrat. Mit anderen Worten, durch den ersten Strukturierungsbereich kann ein Stoff oder Stoffgemisch auf das Substrat aufgebracht werden und/oder ein Stoff oder Stoffgemisch von dem Substrat abgetragen werden, beispielsweise für den Fall, dass der erste Strukturierungsbereich als Negativmaske ausgebildet ist. In einer Ausgestaltung kann der erste Strukturierungsbereich als Positivmaske ausgebildet sein, sodass mittels des ersten Strukturierungsbereichs ein Stoff oder Stoffgemisch auf das Substrat aufgebracht und/oder ein Stoff oder Stoffgemisch von dem Substrat abgetragen werden kann.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur und/oder die zweite Maskenstruktur eine Lasche aufweisen, wobei die Lasche derart ausgebildet ist, dass mittels einer Zugkraft an der Lasche die erste Maskenstruktur und/oder die zweite Maskenstruktur entfernbar sind/ist.
In einer Ausgestaltung kann das Verfahren ferner aufweisen: ein wenigstens teilweises Entfernen der zweiten Maskenstruktur und ein Anordnen einer dritten Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur und ein Ausbilden eines dritten Strukturierungsbereiches, wobei der dritte Strukturierungsbereich unterschiedlich zu dem zweiten Strukturierungsbereiches sein kann.
In einer Ausgestaltung kann das Verfahren ferner aufweisen: ein Anordnen einer dritten Maskenstruktur auf oder über der zweiten Maskenstruktur und ein Ausbilden eines dritten Strukturierungsbereiches, wobei der dritte Strukturierungsbereich unterschiedlich zu dem zweiten Strukturierungsbereiches sein kann.
Mit anderen Worten: In einer Ausgestaltung kann das Verfahren ein Anordnen einer dritten Maskenstruktur aufweisen, wobei die dritte Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur aufgebracht wird, nachdem die zweite Maskenstruktur wenigstens teilweise entfernt wurde, und/oder wobei die dritte Maskenstruktur auf oder über der zweiten Maskenstruktur aufgebracht wird.
In einer Ausgestaltung kann die erste Maskenstruktur und die zweite Maskenstruktur als ein Maskenstapel auf oder über dem Substrat angeordnet werden.
In einer Ausgestaltung können zwei oder mehr Maskenstrukturen auf oder über der ersten Maskenstruktur angeordnet werden.
In einer Ausgestaltung können/kann die erste Maskenstruktur und/oder die zweite Maskenstruktur wiederverwendbar ausgebildet sein, beispielsweise als Folie, Blech oder Platte.
In einer Ausgestaltung kann wenigstens eine erste Maskenstruktur lateral neben wenigstens einer weiteren ersten Maskenstruktur auf oder über dem Substrat angeordnet werden und/oder wenigstens eine zweite Maskenstruktur kann lateral neben wenigstens einer weiteren zweiten Maskenstruktur auf oder über der ersten oder den ersten Maskenstrukturen angeordnet werden.
In einer Ausgestaltung kann sich wenigstens eine der mehreren ersten Maskenstrukturen und/oder zweiten Maskenstrukturen von den anderen ersten Maskenstrukturen und/oder zweiten Maskenstrukturen in wenigstens einer Eigenschaft unterscheiden, beispielsweise in der Transparenz und/oder Absorption einer elektromagnetischen Strahlung; der mechanischen Härte und/oder der chemischen Beständigkeit
In einer Ausgestaltung kann der erste Strukturierungsbereich derart ausgebildet werden, dass der erste Strukturierungsbereich wenigstens einen Hohlraum in der ersten Maskenstruktur aufweist oder ausbildet. Ein Hohlraum kann beispielsweise ein Loch sein.
In einer Ausgestaltung kann der in der Maskenstruktur vereinzelte Bereich hinsichtlich der Maskenstruktur sich in mindestens einer der folgenden Eigenschaften unterscheiden: der Härte, der Adhäsion hinsichtlich des Substrates und/oder der anderen körperlich verbundenen Maskierungsstruktur, beispielsweise einen anderen Klebstoff aufweisen; der chemischen Beständigkeit hinsichtlich eines Lösungsmittels; der Kohäsion, der Absorption und/oder Transmission einer elektromagnetischen Strahlung.
In einer Ausgestaltung kann der erste Strukturierungsbereich derart ausgebildet sein oder werden, dass bei einem optoelektronischen Bauelement der optisch aktive Bereich unabhängig von dem optisch inaktiven Bereich strukturierbar ist, beispielsweise indem auf oder über dem optisch aktiven Bereich Maskenstrukturen angeordnet werden, die unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen hinsichtlich der Maskierungsstruktur auf oder über dem optisch inaktiven Bereich.
In einer Ausgestaltung kann der erste Strukturierungsbereich derart ausgebildet sein oder werden, dass mittels des ersten Strukturierungsbereiches ein elektrischer Anschlussbereich ausbildbar ist. Ein elektrischer Anschlussbereich kann beispielsweise ein oder mehrere Kontaktpad(s) aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Maskenstruktur vor dem Anordnen auf oder über der ersten Maskenstruktur einen Strukturierungsbereich und/oder einen vorbereiteten Bereich aufweisen.
In einer Ausgestaltung können/kann der Strukturierungsbereich und/oder der vorbereitete Bereich der zweiten Maskenstruktur vor dem Anordnen auf oder über der ersten Maskenstruktur, nach dem Anordnen der zweiten Maskenstruktur als zweiter Strukturierungsbereich, als Strukturbereich des zweiten Strukturierungsbereichs oder als dritter Strukturierungsbereich ausgebildet werden oder sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1A, B schematische Querschnittsansichten eines Substrates in herkömmlichen Verfahren;
2 schematische Darstellungen zu einem Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
3A-I schematische Darstellungen eines Bauelementes im Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
4 schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
5A-C schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen optoelektronischer Bauelemente.

In der ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
In der Beschreibung wird der Einfachheit wegen das Verfahren am Beispiel einer ersten Maskenstruktur und einer zweiten Maskenstruktur auf oder über einem Substrat erläutert. Eine Maskenstruktur ist eine flächige Struktur, die Öffnungen zum Aufbringen und/oder Abtragen eines Stoffs oder Stoffgemisches auf/von einem Substrat aufweist, das innerhalb der Öffnung freiliegt. Es können jedoch auch mehr als zwei aufeinanderlegende Maskenstrukturen verwendet werden und dementsprechend jeweils mehr als zwei Strukturierungs- und Bearbeitungsschritte durchgeführt werden. Ein Bearbeiten kann ein Auftragen und/oder ein Abtragen eines Stoffs und/oder eines Stoffgemisches auf das/von dem Substrat sein. Die erste Maskenstruktur kann ein Merkmal oder mehrere Merkmale von einer Ausgestaltung oder mehreren Ausgestaltungen der zweiten Maskenstruktur aufweisen und umgekehrt.
Ein Substrat kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Träger, ein mechanisches Bauelement, ein elektronisches Bauelement, beispielsweise ein optoelektronisches Bauelement, ein thermoelektrisches Bauelement und/oder eine integrierte Schaltung sein oder als ein solches ausgebildet werden. Mit anderen Worten: das Substrat kann ein Zwischenprodukt eines der genannten Bauelemente sein, das mittels des Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen bearbeitet wird. Ein Träger kann mittels des Verfahrens beispielsweise im optischen Erscheinungsbild verändert werden.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann ein Klebstoff einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Kasein, ein Glutin, eine Stärke, eine Cellulose, ein Harz, ein Tannin, ein Lignin, einen organischen Stoff mit Sauerstoff, Stickstoff, Chlor und/oder Schwefel; ein Metalloxid, ein Silikat, ein Phosphat, ein Borat.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann ein Klebstoff als ein Schmelzklebstoff, beispielsweise ein lösemittelhaltiger Nassklebstoff, ein Kontaktklebstoff, ein Dispersionsklebstoff, ein Wasserbasierter Klebstoff, ein Plastisol; ein Polymerisationsklebstoff, beispielsweise ein Cyanacrylat-Klebstoff, ein Methylmethacrylat-Klebstoff, ein anaerob härtender Klebstoff, ein ungesättigter Polyester, ein Strahlenhärtender Klebstoff; ein Polykondensationsklebstoff, beispielsweise ein Phenol-Formaldehydharz-Klebstoff, ein Silikon, ein Silanvernetzender Polymerklebstoff, ein Polyimidklebstoff, ein Polysulfidklebstoff; und/oder ein Polyadditionsklebstoffe, beispielsweise ein Epoxidharz-Klebstoff, ein Polyurethan-Klebstoff, ein Silikon, ein Haftklebstoff; aufweisen oder daraus gebildet sein.
Weiterhin kann der Klebstoff zusätzlich wärmeleitende Partikel aufweisen. Die wärmeleitende Partikel können einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: die Kohlenstoffnanoröhrchen, Diamant, Kupfer, Bornitrid, Aluminium, Aluminiumnitrid, und/oder Aluminiumoxid umfassen.
Die Wärmeleitfähigkeit der wärmeleitenden Partikel kann in einem Bereich von ungefähr 28 W/mK bis ungefähr 6000 W/mK liegen.
2 zeigt schematische Darstellungen zu einem Verfahren 400 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Das Verfahren 200 zum Herstellen eines Bauelementes weist ein Anordnen einer ersten Maskenstruktur auf oder über einem Substrat auf (202).
Das Verfahren 200 weist ein Anordnen einer zweiten Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur auf (204). Die erste Maskenstruktur weist dabei einen ersten Strukturierungsbereich auf, bevor die zweite Maskenstruktur auf die erste Maskenstruktur aufgebracht wird. Der erste Strukturierungsbereich weist eine Öffnung und/oder einen zum Ausbilden einer Öffnung vorbereiteten Bereich auf. Ein zum Ausbilden einer Öffnung vorbereiteter Bereich kann beispielsweise Solltrennstellen, eine veränderte Adhäsion, eine veränderte Kohäsion und/oder chemisches Beständigkeit hinsichtlich eines Lösungsmittels hinsichtlich der ersten Maskenstruktur aufweisen.
Das Verfahren 200 weist ein Ausbilden eines zweiten Strukturierungsbereiches in der ersten Maskenstruktur und in der zweiten Maskenstruktur auf (206). Der zweite Strukturierungsbereich wird in der ersten Maskenstruktur derart ausgebildet, derart, dass wenigstens ein Teil des ersten Strukturierungsbereiches in der ersten Maskenstruktur außerhalb des zweiten Strukturierungsbereiches in der ersten Maskenstruktur ausgebildet wird. Anschaulich kann der erste Strukturierungsbereich wenigstens teilweise neben dem ersten Strukturierungsbereich ausgebildet sein oder werden. Alternativ kann der zweite Strukturierungsbereich komplett innerhalb der Abmessung des ersten Strukturierungsbereiches ausgebildet sein oder werden, wobei der erste Strukturierungsbereich größer ist als der zweite Strukturierungsbereich.
Nachfolgend (veranschaulicht in 3A-I) wird das Verfahren 200 am Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes 400 veranschaulicht (siehe auch Beschreibung der 4). Veranschaulicht sind jeweils eine Draufsicht auf das Bauelement und darunter eine schematisch Querschnittsansicht 306 im Verfahren 200 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Mittels des Verfahrens kann wenigstens ein Teil eines optoelektronisches Bauelementes ausgebildet werden, wobei das optoelektronische Bauelement mit einem optisch aktiven Bereich zum Absorbieren oder Emittieren einer elektromagnetischen Strahlung; und einem optisch inaktiven Bereich ausgebildet wird.
Das optoelektronische Bauelement weist eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische funktionelle Schichtenstruktur auf, wobei die organische funktionelle Schichtenstruktur zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildet wird.
Das optoelektronische Bauelement kann beispielsweise als eine organische Leuchtdiode, eine organische Solarzelle und/oder ein organischer Fotodetektor ausgebildet werden. Das optoelektronische Bauelement kann beispielsweise als ein Flächenbauelement ausgebildet werden. Das optoelektronische Bauelement wird ausführlicher 4 beschrieben.
Auf einem Substrat 302 ist eine erste Elektrode 304 ausgebildet, beispielsweise als eine vorstrukturierte Anode, beispielsweise aus ITO (veranschaulicht in 3A).
Auf oder über dem zu beschichtende Substrat 302 wird eine erste Maskenstruktur 308 angeordnet (veranschaulicht in 3B). Der Rand der vorstrukturierten Anode ist in der Draufsicht des Substrates 302 mit erster Maskenstruktur 308 nicht sichtbar. Die gestrichelte Linie soll lediglich zur Orientierung die Kante der ersten Elektrode 304 veranschaulichen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Maskenstruktur 308 beispielsweise selbsttragend ausgebildet sein. Die erste Maskenstruktur 308 kann auf oder über dem Substrat 302 angeordnet werden, beispielsweise in Form einer Folie, einer Platte oder eines Blechs.
Die erste Maskenstruktur 308 kann eine Klebstoffschicht aufweisen und mittels der Klebstoffschicht mit dem Substrat 302 verbunden werden, beispielsweise als selbstklebende Folie, selbstklebende Platte oder selbstklebendes Blech.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Maskenstruktur 308 als eine Beschichtung auf oder über dem Substrat 302 ausgebildet werden, beispielsweise in einem Stück entfernbar.
Die erste Maskenstruktur 308 kann ein Polymer aufweisen oder daraus gebildet werden, beispielsweise ein Polyolefin, beispielsweise ein Polyethylen oder ein Polypropylen, ein Polyimide, ein Polyvinylalkohol, ein Polyacrylat und/oder ein Polyethylenterephthalat, ein Polysilikon, ein Polyethylennaphthalat, ein Polyvinylchlorid, ein Polystyrol, ein Polyester, ein Polycarbonat, Polyethersulfon. Weiterhin kann die erste Maskenstruktur 308 ein bio-basiertes Material aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise ein Polylactid, eine Cellulose, ein Celluloseacetat und/oder eine Stärkemischung (Stärkeblend). Weiterhin kann die erste Maskenstruktur 308 als ein Laminat ausgebildet sein, beispielsweise aus zwei oder mehreren Materialien.
Weiterhin kann die erste Maskenstruktur 308 ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltungen des Trägers 302, 402 des optoelektronischen Bauelementes, beispielsweise in Form einer Metallfolie, beispielsweise eine Aluminiumfolie.
Die erste Maskenstruktur 308 kann mehrere erste Maskenstrukturen aufweisen, so dass das Anordnen der ersten Maskenstruktur 308 ein Anordnen von mehreren Maskenstrukturen nebeneinander aufweisen kann, beispielsweise mehreren vereinzelten ersten Maskenstrukturen 308, beispielsweise als Folienstücke oder Bereichsfolien.
In einem Ausführungsbeispiel kann die erste Maskenstruktur 308 in einem körperlichen Kontakt auf dem Substrat 302 angeordnet werden, beispielsweise mittels einer Klebstoffverbindung. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die erste Maskenstruktur 308 in einem Halter über dem Substrat 302 angeordnet werden, beispielsweise in einem Rahmen. Der Halter kann beispielsweise auf dem Substrat aufliegen, wobei zwischen dem Substrat 302 und der ersten Maskenstruktur 308 ein Abstand ausgebildet sein kann.
In der ersten Maskenstruktur 308 kann ein erster Strukturierungsbereich 310 ausgebildet sein und/oder werden, wobei der erste Strukturierungsbereich 310 eine oder mehrere Strukturierungen 310A, B aufweisen kann. Die Strukturierungen 310A, B können unterschiedliche Formen und/oder Abmessungen aufweisen und/oder an unterschiedlichen funktionalen Bereichen des Substrates bzw. des optoelektronischen Bauelementes angeordnet sein, beispielsweise über den auszubildenden Kontaktpads des optoelektronischen Bauelementes.
In einem Ausführungsbeispiel kann der erste Strukturierungsbereich 310 wenigstens teilweise in der ersten Maskenstruktur 308 ausgebildet sein, bevor die erste Maskenstruktur 308 auf oder über dem Substrat 302 angeordnet wird. Beispielsweise können Solltrennstellen, unterschiedliche Rauheiten und/oder Oberflächenmodifikationen in dem ersten Strukturierungsbereich 310 ausgebildet sein.
Eine Oberflächenmodifikation kann beispielsweise eine Silanisierung, Thiolierung und/oder Passivierung sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann die erste Maskenstruktur 308 in Form einer Beschichtung strukturiert auf oder über dem Substrat 302 ausgebildet sein oder werden derart, dass ein erster Strukturierungsbereich 310 nach einem Aushärten und/oder Vernetzen der Beschichtung ausgebildet ist.
In einem Ausführungsbeispiel kann der erste Strukturierungsbereich 310 wenigstens teilweise in der ersten Maskenstruktur 308 ausgebildet werden, nachdem die erste Maskenstruktur 308 auf oder über dem Substrat 302 angeordnet wird (veranschaulicht in 3C). Anschaulich wird in der ersten Maskenstruktur 308 eine Strukturierung 310A, B eingebracht bzw. ausgebildet, wodurch sich beispielsweise zwei unzusammenhängende, das heißt vereinzelte bzw. segmentierte, Bereiche der Maskenstruktur 308 ergeben.
Das Ausbilden des ersten Strukturierungsbereiches 310 kann ein Ausbilden mindestens einer der folgenden Strukturierungen 310A, B in der ersten Maskenstruktur 308 aufweisen: ein Loch, eine Solltrennstelle, eine Ringstruktur. Der erste Strukturierungsbereich 310 kann derart ausgebildet sein oder werden, dass er eine andere Adhäsion hinsichtlich des Substrates 302, eine andere Adhäsion hinsichtlich der zweiten Maskenstruktur und/oder eine andere Kohäsion aufweist als die erste Maskenstruktur 308 außerhalb des ersten Strukturierungsbereiches 310, beispielsweise eine andere Löslichkeit hinsichtlich eines Lösungsmittels oder eine andere Haftkraft. Mit anderen Worten: der erste Strukturierungsbereich 310 kann derart ausgebildet sein oder werden, dass zwei oder mehr gleiche oder unterschiedliche erste Strukturierung 310A, B in der ersten Maskenstruktur 308 ausgebildet sind, wobei die zwei oder mehr ersten Strukturierungen 310A, B in der ersten Maskenstruktur 308 lateral nebeneinander angeordnet sind und/oder wobei wenigstens zwei der ersten Strukturierungen 310A, B sich teilweise in der ersten Maskenstruktur 308 überlappen.
Der in der ersten Maskenstruktur 308 vereinzelte Bereich kann aus der ersten Maskenstruktur 308 entfernt werden, beispielsweise verdampft oder mechanisch entfernt werden, beispielsweise mit einem Greifer oder einer Pinzette abgezogen werden, beispielsweise mit einer Vakuumpinzette. Beispielsweise kann die erste Maskenstruktur 308 eine Folienmaske 308 sein und mindestens eines der Foliensegmente 310A, B der Folienmaske 308 mechanisch entfernt werden, so dass sich mindestens ein makroskopischer offener Bereich in der Maskenfolie 308 ergibt (veranschaulicht in 3C).
Die oben beschriebenen, veränderten Eigenschaften in dem/den Strukturierungsbereich(en), beispielsweise die veränderte Löslichkeit oder Haftkraft, kann/können entsprechend genutzt werden, um den strukturierten und/oder vereinzelten Bereich zu entfernen. Beispielsweise ein Auflösen des vereinzelten Bereiches oder Erwärmen des Substrats, wobei der vereinzelte Bereich mit verringerter Haftkraft früher seine Adhäsion zum Substrat verliert und dadurch „abfallen“ kann als die Maskenstruktur außerhalb des Strukturierungsbereiches.
Der in der ersten Maskenstruktur 308 vereinzelte Bereich in dem Strukturierungsbereich kann jedoch auch nach dem Strukturieren in der ersten Maskenstruktur 308 verbleiben und erst mit oder nach dem Entfernen einer zuvor aufgebrachten zweiten Maskenstruktur entfernt werden. Anschaulich kann der in der ersten Maskenstruktur 308 vereinzelte Bereich nach dem Anordnen der zweiten Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur 308 von der ersten Maskenstruktur 308 umgeben sein, beispielswiese seitlich. Der in der ersten Maskenstruktur 308 vereinzelte Bereich kann dadurch als Stützstruktur der zweiten Maskenstruktur wirken, beispielsweise bei großflächigen ersten Strukturierungsbereichen, bei denen die zweite Maskierungsstruktur andernfalls „durchhängen“ könnte. Der erste Strukturierungsbereich 310 kann derart ausgebildet sein oder werden, dass der vereinzelte Bereich in der ersten Maskenstruktur 308 flächig in einem Stück entfernbar ist, beispielsweise mechanisch mittels einer Klebefolie oder einer Lasche an der Maskierungsstruktur.
Im Folgenden wird eine zweite Maskenstruktur 312 auf oder über der ersten Maskenstruktur 308 angeordnet (veranschaulicht in 3D). Die Ränder der unter der zweiten Maskenstruktur 312 abgedeckten Schichten sind in einer Draufsicht nicht zu erkennen (die gestrichelten Linien der Schichten unter der zweiten Maskenstruktur sollen lediglich zur Orientierung dienen).
Die zweite Maskenstruktur 312 kann gemäß einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen der ersten Maskenstruktur 308 ausgebildet sein, beispielsweise hinsichtlich der ersten Maskenstruktur 308 anstelle hinsichtlich des Substrates 302 wie bei der ersten Maskenstruktur 308.
In einem Ausführungsbeispiel kann die erste Maskenstruktur 308 eine Positionsmarkierung aufweisen oder eine solche in der ersten Maskenstruktur 308 ausgebildet sein oder werden derart, dass die zweite Maskenstruktur 312 und/oder der zweite Strukturierungsbereich anhand der Positionsmarkierung hinsichtlich der ersten Maskierungsstruktur und/oder dem ersten Strukturierungsbereich ausrichtbar sind/ist.
Die erste Maskenstruktur 308 und die zweite Maskenstruktur 312 bilden eine Maskendoppelstruktur, auch bezeichnet als Maskenstruktur-Stapel. Bei mehr als zwei Maskenstrukturen kann die Maskendoppelstruktur auch als Maskenmehrfachstruktur bezeichnet werden. Bei Folienmasken 308, 312 kann die Maskendoppelstruktur auch als Folienmaskendoppelschicht bezeichnet werden. In die entstandene Maskendoppelstruktur wird in einem zweiten Strukturierungsschritt, beispielsweise einem zweiten Folienstrukturierungsschritt, erneut eine Strukturierung eingebracht. Diese Strukturierung ist als zweiter Strukturierungsbereich 314 wenigstens teilweise in der ersten Maskenstruktur 308 und wenigstens teilweise in der zweiten Maskenstruktur 312 ausgebildet. Der zweite Strukturierungsbereich kann gemäß einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen des ersten Strukturierungsbereiches ausgebildet sein. Dadurch können beispielsweise mindestens zwei unzusammenhängende, d.h. vereinzelte, Bereiche 310A,B und 314 in der Maskendoppelstruktur ausgebildet werden. Der Teil des zweiten Strukturierungsbereiches 314 der zweiten Maskenstruktur 312 kann beispielsweise mechanisch aus der zweiten Maskenstruktur entfernt werden, beispielsweise mit einem Greifer, einer Pinzette oder einer Vakuumpinzette, so dass sich mindestens eine Öffnung in der Maskendoppelstruktur ausbildet (veranschaulicht in 3E). Dadurch ist die Maskendoppelstruktur segmentiert, d.h. voneinander unterschiedliche Bereiche, das heißt Segmente, sind in der Maskendoppelstruktur ausgebildet, beispielsweise die Öffnung 314 und die zweite Maskenstruktur 312.
Der zweite Strukturierungsbereich 314, das heißt beispielsweise die im zweiten Folienstrukturierungsschritt definierten offenen Bereiche in der Maskendoppelstruktur, kann mehrere Strukturierungen aufweisen. Die mehreren Strukturierungen des zweiten Strukturierungsbereiches 314 können an anderen Stellen angeordnet sein als die Strukturierungen 310A, B; beispielsweise Öffnungen, die nur in der ersten Maskenstruktur 308 ausgebildet sind. Die mehreren Strukturierungen des zweiten Strukturierungsbereiches 314 können jedoch auch die ersten Strukturierungen 310A, B teilweise oder ganz überlappen. Anschaulich können beim ganzen Überlappen einzelne Strukturierungen 310A, B des ersten Strukturierungsbereiches 310 komplett innerhalb des zweiten Strukturierungsbereiches 314 liegen. Beim Entfernen des zweiten Strukturierungsbereiches 314 können die überlappten Strukturierungen 310A, B des erste Strukturierungsbereiches 310 mit dem zweiten Strukturierungsbereich 314 entfernt werden. Dadurch können beispielsweise einzelne Strukturierungen 310A, B des erste Strukturierungsbereiches 310 mit dem Entfernen des zweiten Strukturierungsbereiches 314 freigelegt werden, während andere Strukturierungen 310A, B des erste Strukturierungsbereiches 310 noch in der ersten Maskenstruktur 308 verbleiben. Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem einzelne Strukturierungen 310A, B des ersten Strukturierungsbereiches 310 lediglich in der ersten Maskenstruktur 308 vorstrukturiert sind. Dadurch können mit der ersten Maskenstruktur 308 mehrere Maskenschritte durchgeführt werden, ohne ein erneutes Ausrichten der ersten Maskenstruktur 308.
Die ersten Strukturierungen 310A, B die aus der ersten Maskenstruktur 308 entfernt wurden und nicht auch mittels des zweiten Maskenstrukturierungsschrittes, das heißt dem Ausbilden des zweiten Maskierungsbereiches 314, entfernt werden, verbleiben anschaulich als Hohlräume unter der zweiten Maskenstruktur 312 in der Maskendoppelstruktur.
Alternativ zur Strukturierung der ersten Maskenstruktur 308 und der Maskendoppelstruktur auf dem Substrat 302 können auch beide Maskenstrukturen 308, 312 oder nur die zweite Maskenstruktur 312 vor dem Anordnen auf oder über dem Substrat 302, beispielsweise vor dem Aufbringen auf das Substrat 302; mit offenen Bereichen oder vorbereiteten Bereichen, beispielsweise Perforationen, vorstrukturiert sein. Beispielsweise kann nur die zweite Maskenstruktur 312 vor dem Aufbringen über das Substrat strukturiert werden oder sein und die erste Maskenstruktur 308 nach dem Aufbringen auf das Substrat strukturiert werden.
In diesem Fall können offene Bereiche 314 der zweiten Maskenstruktur 312 bereits in der ersten Maskenstruktur 308 als offene Bereiche vorliegen oder vorbereitet sein, beispielsweise mittels Solltrennstellen und/oder veränderter Adhäsion und/oder Kohäsion hinsichtlich der Maskenstruktur. In einem ersten Bearbeitungsschritt des Substrates 302, beispielsweise einem Beschichtungsschritt und/oder Abtragungsschritt, kann auf das Substrat 302 eine erste Schicht oder Schichtstruktur 316 ausgebildet werden, beispielsweise aufgebracht werden (veranschaulicht in 3F). Die erste Schicht 316 kann beispielsweise eine organische funktionelle Schichtenstruktur 316 sein - siehe auch Beschreibung der 4. Anschaulich kann die Maskendoppelstruktur mit einem ersten Material oder Materialstapel beschichtet werden.
Anschließend kann die zweite Maskenstruktur 312 mechanisch entfernt werden; eine weitere Maskenstruktur auf oder über der zweiten Maskenstruktur 312 angeordnet werden oder eine weitere Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur 308 angeordnet werden, nachdem die zweite Maskenstruktur 312 entfernt wurde.
Die zweite Maskenstruktur 312 kann beispielsweise mechanisch entfernt werden, beispielweise mit einer Pinzette oder einem Greifer, beispielsweise einer Vakuumpinzette.
Die aufgebrachte erste Schicht 316, d.h. das aufgebrachte Material, verbleibt somit auf den Bereichen des Substrats 302, die den offenen Bereichen 314 der Maskendoppelstruktur entsprechen (veranschaulicht in 3G).
In einem zweiten Bearbeitungsschritt, beispielsweise einem Beschichtungsschritt und/oder Abtragungsschritt, kann das Substrat 302 mit der verbleibenden ersten Maskenstruktur 308 mit einem zweiten Material oder Materialstapel beschichtet werden (veranschaulicht in 3H). Dadurch kann eine zweite Schicht 318 auf oder über der ersten Schicht 316 und/oder dem Substrat 302 im ersten Strukturierungsbereich 310 aufgebracht werden. Die zweite Schicht 318 kann beispielsweise eine zweite Elektrode 318 sein, beispielsweise eine spiegelnde obere Elektrode, auch bezeichnet als Topelektrode; - siehe auch Beschreibung der 4.
Anschließend kann die erste Maskenstruktur 308 auf dem Substrat 302 verbleiben; mechanisch entfernt werden; eine neue zweite Maskenstruktur 312 auf oder über der ersten Maskenstruktur 308 angeordnet werden oder eine neue erste Maskenstruktur auf oder über der ersten Substrat 302 mit erster Schicht 316 und zweiter Schicht 318 angeordnet werden, nachdem die erste Maskenstruktur 308 entfernt wurde.
Die erste Maskenstruktur 308 kann beispielsweise mechanisch entfernt werden, beispielweise mit einer Pinzette oder einem Greifer, beispielsweise einer Vakuumpinzette.
Die zweite Schicht 318 kann beispielsweise auf den Bereichen des Substrats 302 ausgebildet sein, die mittels der offenen Bereiche 310A, B der ersten Maskenstruktur 308 definiert sind (veranschaulicht in 3I). Dadurch kann beispielsweise ein optisch aktiver Bereich 322 ausgebildet werden, wobei der Bereich neben dem optisch aktiven Bereich optisch 322 inaktiv ist. In dem optisch inaktiven Bereich können beispielsweise mittels der ersten Strukturierungen 310A, B die Kontaktpads 320A, 320B zum externen elektrischen Anbinden der organischen funktionellen Schichtenstruktur 316 ausgebildet werden. Mittels des Verfahrens 200 können die zweite Schicht 318 und die erste Schicht 316 insbesondere im Bereich der Kanten 324 der Schichten 316, 318 eine Übereinstimmung der Ausrichtung aufweisen, beispielsweise eine automatische Übereinstimmung (auto-alignment).
Der erste Bearbeitungsschritt kann ein Aufbringen und/oder Abtragen einer einzigen Beschichtung mit/aus einem einzigen Material sein oder es können mehrere Beschichtungen aufgebracht und/oder abgetragen werden. Dadurch kann ein Materialstapel ausgebildet werden, beispielsweise die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 in einer organischen Leuchtdiode. Analog kann der zweite Bearbeitungsschritt ein Aufbringen und/oder Abtragen von einer einzigen Schicht oder mehreren Schichten aufweisen, beispielsweise ein Ausbilden einer mehrschichtigen Kathode einer organischen Leuchtdiode.
Weiterhin kann im ersten Bearbeitungsschritt und im zweiten Bearbeitungsschritt das gleiche Material bzw. der gleiche Materialstapel auf die unterschiedlichen Bereiche des Substrats 302 aufgebracht und/oder abgetragen werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Maskenstruktur eine gängige temporär-haftende, wiederablösbare Klebefolie mit relativ geringer Klebekraft sein, beispielsweise wie sie von Anbietern wie Kimoto, Tesa, 3M kommerziell erhältlich sind. Diese Folien bestehen in der Regel aus einem polymeren Grundmaterial, beispielsweise PET, mit einer klebenden Beschichtung, beispielsweise einem Acrylat-Klebstoff.
Das Strukturieren der ersten Maskenstruktur und der zweiten Maskenstruktur, beispielsweise mittels eines Schneidens der Maskenfolien, kann beim Ausbilden des ersten Strukturierungsbereiches und/oder des zweiten Strukturierungsbereiches mittels technisch einfacher Verfahren ausgebildet sein oder werden, beispielsweise mittels eines Schneidplotters oder eines Lasercutters oder anderer herkömmlicher folienbearbeitender Verfahren.
Das mechanische Entfernen von Bereichen der Maskenstrukturen aus den Strukturierungsbereichen kann automatisiert oder manuell erfolgen, beispielsweise ein Abziehen von Foliensegmenten, um in der ersten Maskenstruktur oder in der Maskendoppelstruktur offene Bereiche auszubilden. Dazu können die zu entfernenden Bereiche der Maskenstrukturen mit einer Pinzette oder einem mechanischem Greifer gegriffen werden oder mit einer Vakuumpinzette abgehoben werden.
Das Abziehen der ersten Maskenstruktur und der zweiten Maskenstruktur nach dem jeweiligen Bearbeitungsschritt kann „inline“ erfolgen, also automatisiert innerhalb der Beschichtungsanlage. Dazu können die zu entfernenden Bereiche der Maskenstruktur beispielsweise automatisiert mit einer Vakuumpinzette abgehoben werden. Alternativ können die Maskenstrukturen vor dem Auflaminieren auf das Substrat 302 mit Laschen versehen sein, an denen ein Robotorgreifarm die Maskenstruktur(en) vom Substrat 302 abziehen kann. Dadurch können die makroskopischen Maskenstrukturen und/oder die zu entfernenden Bereich der Maskenstrukturen auf technisch einfache Weise mechanisch entfernt werden, so dass beispielsweise der Prozess des Folienmaskenabziehens „inline“ automatisiert durchgeführt werden kann.
Maskenstrukturen, die in Haltern über dem Substrat und/oder übereinander angeordnet sind, können mittels eines „Herausfahrens“ des jeweiligen Halters aus dem Bereich über dem Substrat mechanisch entfernt werden.
Die Adhäsion der zweiten Maskenstruktur mit der ersten Maskenstruktur, das heißt die Haftkräfte, sollte derart eingestellt sein, dass die zweite Maskenstruktur von der ersten Maskenstruktur entfernbar ist. Beispielsweise kann die erste Maskenstruktur mit einem ersten Klebstoff mit dem Substrat verklebt sein und die zweite Maskenstruktur mit einem zweiten Klebstoff mit der ersten Maskenstruktur verklebt sein.
Um die zweite Maskenstruktur von der ersten Maskenstruktur abzulösen, sollte der zweite Klebstoff eine geringere Haftkraft aufweisen als der erste Klebstoff. So kann sichergestellt werden, dass die erste Maskenstruktur auf dem Substrat verbleibt, wenn die zweite Maskenstruktur abgezogen wird. Temporäre Klebefolien mit unterschiedlichen Klebekräften sind kommerziell verfügbar, beispielsweis die Klebefolienreihe „Prosave EP“ der Firma Kimoto, die in drei Ausführungen mit unterschiedlicher Haftkraft kommerziell verfügbar ist: LS75 mit 0,06 N/25mm; MS75 mit 0,103 N/25mm; und HS75 mit 0,89 N/25mm auf PET. Alternativ dazu kann für die zweite Maskenstruktur eine Klebefolie verwendet werden, die ihre Haftkraft bei Eintrag von Temperatur oder spezieller Beleuchtung verliert, beispielsweise mittels UV-Bestrahlung, Laser-Erwärmen. In diesem Fall kann das Substrat nach dem ersten Beschichtungsschritt erwärmt oder beleuchtet werden, so dass die zweite Maskenstruktur ihre Klebekraft verliert und vom Substrat 302 „abfällt“. Dasselbe Prinzip kann auch zum Ablösen der ersten Maskenstruktur verwendet werden. In diesem Fall sollte beachtet werden, dass der Klebstoff der ersten Maskenstruktur seine Haftkraft erst bei einem höheren Energieeintrag verliert als der Klebstoff der zweiten Maskenstruktur und/oder sein Haftkraft mittels eines anderen Mechanismus verliert, beispielsweise mittels UV-Licht mit anderer Wellenlänge oder einem Temperatureintrag statt UV-Belichtung.
Weiterhin können unterschiedliche Klebefolien mit dem gleichen Klebstoff und unterschiedlichen Trägerfolien des Klebstoffes verwendet werden. Ein Klebstoff kann eine unterschiedliche Haftkraft auf unterschiedlichen Materialien aufweisen, beispielsweise kann die Haftkraft eines Klebstoffs auf PET der ersten Maskenfolie geringer sein als die Haftkraft dieses Klebstoffes auf dem Substrat, beispielsweise Glas mit ITO.
Weiterhin kann die Oberfläche einer Maskenfolie, beispielsweise der ersten Maskenfolie, behandelt sein, so dass der Klebstoff auf ihr eine besonders geringe Haftkraft aufweist, d.h. wenig haftet. Eine solche Behandlung kann beispielsweise ein Aufbringen einer Silikon-, Thiol-, Silan- oder Fluorpolymer-Schicht auf der Folienoberfläche der Maskenfolie aufweisen. Anschaulich ist dies bei einer Rolle gewöhnlichen Klebebandes ersichtlich, bei der der Klebstoff kaum auf dem Klebeband selbst haftet, aber sehr stark auf nahezu beliebigen Substraten haftet.
Um einen zu entfernenden Bereich der ersten Maskenstruktur mit der zweiten Maskenstruktur zu entfernen, sollte der zweite Klebstoff im Bereich des zu entfernenden Bereichs des ersten Strukturierungsbereiches eine größere Haftkraft aufweisen als der erste Klebstoff.
Der erste Klebstoff und/oder der zweite Klebstoff können derart ausgebildet sein oder werden, dass die Haftkraft lokal mittels einer Einwirkung von außen veränderbar ist. Beispielsweise kann mittels einer UV-Bestrahlung oder einem Temperatureintrag, beispielsweise einer UV-Blitzlichtlampe oder einer Laserbestrahlung, der Klebstoff (in Abhängigkeit der konkreten Ausgestaltung des Klebstoffs) vernetzt oder degradiert werden. Ein Vernetzen von Klebstoffmolekülen kann zu einem Erhöhen der Haftkraft führen, und ein Degradieren zu einem Auftrennen von Klebstoffmolekülen, wodurch die Haftkraft reduziert werden kann.
4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Das optoelektronische Bauelement 400 kann teilweise oder vollständig mittels Verfahrens 200 gemäß einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet sein oder werden.
Das optoelektronische Bauelement 400 kann zu einem Aufnehmen und/oder Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung eingerichtet sein derart, dass eine elektrische Energie aus einer aufgenommenen elektromagentischen Strahlung erzeugt wird und/oder eine elektromagnetische Strahlung aus einer bereitgestellten elektrischen Energie erzeugt wird.
Das optoelektronische Bauelement 400 kann als eine organische Leuchtdiode 400, ein organischer Fotodetektor 400 oder eine organische Solarzelle ausgebildet sein.
Eine organische Leuchtdiode 400 kann als ein Top-Emitter oder ein Bottom-Emitter ausgebildet sein. Bei einem Bottom-Emitter wird Licht aus dem elektrisch aktiven Bereich durch den Träger emittiert. Bei einem Top-Emitter wird Licht aus der Oberseite des elektrisch aktiven Bereiches emittiert und nicht durch den Träger.
Ein Top-Emitter und/oder Bottom-Emitter kann auch optisch transparent oder optisch transluzent ausgebildet sein, beispielsweise kann jede der nachfolgend beschriebenen Schichten oder Strukturen transparent oder transluzent ausgebildet sein.
Das optoelektronische Bauelement weist ein hermetisch dichtes Substrat 302, einen aktiven Bereich 406 und eine Verkapselungsstruktur 410 auf.
Der aktive Bereich ist ein elektrisch aktiver Bereich und/oder ein optisch aktiver Bereich. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich des optoelektronischen Bauelements 400, in dem elektrischer Strom zum Betrieb des optoelektronischen Bauelements 400 fließt und/oder in dem elektromagnetische Strahlung erzeugt und/oder absorbiert wird.
Das hermetisch dichte Substrat 302 kann den Träger 402 und eine erste Barriereschicht 404 aufweisen.
Der elektrisch aktive Bereich 406 kann eine erste Elektrode 304, eine organische funktionelle Schichtenstruktur 312 und eine zweiten Elektrode 318 aufweisen.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 kann eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416, eine Zwischenschicht 418 und eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 420 aufweisen.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 406 kann ein, zwei oder mehr funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten und eine, zwei oder mehr Zwischenschichten zwischen den Schichtenstruktur-Einheiten aufweisen.
Die Verkapselungsstruktur kann eine zweite Barriereschicht 408, eine schlüssige Verbindungsschicht 422 und eine Abdeckung 424 aufweisen.
Der Träger 402 kann Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderes geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger 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 Träger 402 kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Eisen, beispielsweise eine Metallverbindung, beispielsweise Stahl.
Der Träger 402 kann transluzent oder sogar transparent ausgeführt sein.
Der Träger 402 kann ein Teil einer Spiegelstruktur sein oder diese bilden.
Der Träger 402 kann einen mechanisch rigiden Bereich und/oder einen mechanisch flexiblen Bereich aufweisen oder derart ausgebildet sein.
Der Träger 402 kann als Wellenleiter für elektromagnetische Strahlung ausgebildet sein, beispielsweise transparent oder transluzent sein hinsichtlich der emittierten oder absorbierten elektromagnetischen Strahlung des optoelektronischen Bauelementes 400.
Die erste Barriereschicht 404 kann eines der nachfolgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly(p-phenylenterephthalamid), Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben.
Die erste Barriereschicht 404 kann mittels eines der folgenden Verfahren ausgebildet werden: ein Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD)), beispielsweise eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD)) oder ein plasmaloses Atomlageabscheideverfahren (Plasma-less Atomic Layer Deposition (PLALD)); ein chemisches Gasphasenabscheideverfahren (Chemical Vapor Deposition (CVD)), beispielsweise ein plasmaunterstütztes Gasphasenabscheideverfahren (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)) oder ein plasmaloses Gasphasenabscheideverfahren (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD)); oder alternativ mittels anderer geeigneter Abscheideverfahren.
Bei einer ersten Barriereschicht 404, die mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens gebildet werden. Eine Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat“ bezeichnet werden.
Bei einer erste Barriereschicht 404, die mehrere Teilschichten aufweist, können eine oder mehrere Teilschichten der zweite Barriereschicht 408 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens.
Die erste Barriereschicht 404 kann eine Schichtdicke von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung.
Die erste Barriereschicht 404 kann ein oder mehrere hochbrechende Materialien aufweisen, beispielsweise ein oder mehrere Material(ien) mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf eine erste Barriereschicht 404 verzichtet werden kann, beispielsweise für den Fall, dass der Träger 402 hermetisch dicht ausgebildet ist.
Die erste Elektrode 304 kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein.
Die erste Elektrode 304 kann eines der folgenden elektrisch leitfähigen Material aufweisen oder daraus gebildet werden: ein Metall; ein leitfähiges transparentes Oxid (transparent conductive oxide, TCO); ein Netzwerk aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag, die beispielsweise mit leitfähigen Polymeren kombiniert sind; ein Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren, die beispielsweise mit leitfähigen Polymeren kombiniert sind; Graphen-Teilchen und -Schichten; ein Netzwerk aus halbleitenden Nanodrähten; ein elektrisch leitfähiges Polymer; ein Übergangsmetalloxid; und/oder deren Komposite. Die erste Elektrode 304 aus einem Metall oder ein Metall aufweisend kann eines der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Materialien. Die erste Elektrode 304 kann als transparentes leitfähiges Oxid eines der folgenden Materialien aufweisen: beispielsweise Metalloxide:
beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂, oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, beispielsweise AlZnO, Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs 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, bzw. lochleitend (p-TCO) oder elektronenleitend (n-TCO) sein.
Die erste Elektrode 304 kann eine Schicht oder einen Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Materials oder unterschiedlicher Materialien aufweisen. Die erste Elektrode 304 kann 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.
Die erste Elektrode 304 kann beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von 10 nm bis 500 nm, beispielsweise von kleiner 25 nm bis 250 nm, beispielsweise von 50 nm bis 100 nm.
Die erste Elektrode 304 kann einen ersten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein erstes elektrisches Potential anlegbar ist. Das erste elektrische Potential kann von einer Energiequelle bereitgestellt werden(nicht dargestellt), beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle). Alternativ kann das erste elektrische Potential an einen elektrisch leitfähigen Träger 402 angelegt sein und die erste Elektrode 304 durch den Träger 402 mittelbar elektrisch zugeführt sein. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein.
In 4 ist ein optoelektronisches Bauelement 400 mit einer ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 416 und einer zweite organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 420 dargestellt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 aber auch mehr als zwei organische funktionelle Schichtenstrukturen aufweisen, beispielsweise 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, oder sogar mehr, beispielsweise 15 oder mehr, beispielsweise 70.
Die erste organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416 und die optional weiteren organischen funktionellen Schichtenstrukturen können gleich oder unterschiedliche ausgebildet sein, beispielsweise ein gleiches oder unterschiedliches Emittermaterial aufweisen. Die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 420, oder die weiteren organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten können wie eine der nachfolgend beschriebenen Ausgestaltungen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 416 ausgebildet sein.
Die erste organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416 kann eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht aufweisen.
In einer organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 312 kann eine oder mehrere der genannten Schichten vorgesehen sein, wobei gleiche Schicht einen körperlichen Kontakt aufweisen können, nur elektrisch miteinander verbunden sein können oder sogar elektrisch voneinander isoliert ausgebildet sein können, beispielsweise nebeneinander angeordnet sein können. Einzelne Schichten der genannten Schichten können optional sein.
Eine Lochinjektionsschicht kann auf oder über der ersten Elektrode 304 ausgebildet sein. Die Lochinjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoO_X, WO_X, VO_X, ReO_X, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz, F16CuPc; NPB (N,N'-Bis(naphthalen-l-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9 ‚-spirobifluoren); 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N‘-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor; N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin; 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino] -9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren; Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan; 2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren; und/oder N, N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin.
Die Lochinjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 1000 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 300 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 200 nm.
Auf oder über der Lochinjektionsschicht kann eine Lochtransportschicht ausgebildet sein. Die Lochtransportschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DMFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DPFL-TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); DPFL-NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); Spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9 ‚-spirobifluoren); 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N‘-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor; N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin; 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino] -9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren; Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan; 2,2',7,7'-tetra(N, N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren; und N, N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin, ein tertiäres Amin, ein Carbazolderivat, ein leitendes Polyanilin und/oder Polyethylendioxythiophen.
Die Lochtransportschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Auf oder über der Lochtransportschicht kann eine Emitterschicht ausgebildet sein. Jede der organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 416, 420 kann jeweils eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern.
Die eine oder mehreren elektrolumineszierenden Schichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules“) oder eine Kombination dieser Materialien aufweisen.
Das optoelektronische Bauelement 400 kann in einer Emitterschicht eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (beispielsweise 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.
Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche beispielsweise mittels eines nasschemischen Verfahrens abscheidbar sind, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating).
Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein, beispielsweise einer technischen Keramik oder einem Polymer, beispielsweise einem Epoxid; oder einem Silikon.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Emitterschicht 434 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Die Emitterschicht kann einfarbig oder verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen. Alternativ kann die Emitterschicht mehrere Teilschichten aufweisen, die Licht unterschiedlicher Farbe emittieren. Mittels eines Mischens der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ kann auch vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese Schichten erzeugten Primäremission ein Konvertermaterial anzuordnen, das die Primärstrahlung zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen) Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416 kann eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist/ sind.
Weiterhin kann die organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416 eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen, die als Elektronentransportschicht ausgeführt ist/sind.
Weiterhin kann auf oder über der Emitterschicht eine Elektronentransportschicht ausgebildet sein, beispielsweise abgeschieden sein.
Die Elektronentransportschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NET-18; 2,2',2" -(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole,2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP); 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen); 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole; Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium; 6,6'-Bis [5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl; 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracene; 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl] -9,9-dimethylfluorene; 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane; 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f] [1,10]phenanthrolin; Phenyl-dipyrenylphosphine oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
Die Elektronentransportschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Auf oder über der Elektronentransportschicht kann eine Elektroneninjektionsschicht ausgebildet sein. Die Elektroneninjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NDN-26, MgAg, CS₂CO₃, CS₃PO₄, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, LiF; 2,2',2" -(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole,2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP); 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen); 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole; Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium; 6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl; 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracene; 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl] -9,9-dimethylfluorene; 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane; 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f] [1,10]phenanthroline; Phenyl-dipyrenylphosphine oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
Die Elektroneninjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise ungefähr 30 nm.
Bei einer organischen funktionellen Schichtenstruktur 312 mit zwei oder mehr organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 416, 420, kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 420 über oder neben der ersten funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 416 ausgebildet sein. Zwischen den organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 416, 420 kann eine Zwischenschicht 418 ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Zwischenschicht 418 als eine Zwischenelektrode 418 ausgebildet sein gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 304. Eine Zwischenelektrode 418 kann mit einer externen Spannungsquelle elektrisch verbunden sein. Die externe Spannungsquelle kann an der Zwischenelektrode 418 beispielsweise ein drittes elektrisches Potential bereitstellen. Die Zwischenelektrode 418 kann jedoch auch ein keinen externen elektrischen Anschluss aufweisen, beispielsweise indem die Zwischenelektrode ein schwebendes elektrisches Potential aufweist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Zwischenschicht 418 als eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 418 (eine sogenannte charge generation layer CGL) ausgebildet sein. Eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 418 kann eine oder mehrere elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) und eine oder mehrere lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) aufweisen. Die elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) und die lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) können jeweils aus einem intrinsisch leitenden Stoff oder einem Dotierstoff in einer Matrix gebildet sein. Die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 418 sollte hinsichtlich der Energieniveaus der elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) und der lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) derart ausgebildet sein oder werden, dass an der Grenzfläche einer elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht mit einer lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht ein Trennung von Elektron und Loch erfolgen kann. Die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 418 kann zwischen benachbarten Schichten eine Zwischenschichtstruktur aufweisen, die beispielsweise als Diffusionsbarriere wirkt.
In Ausführungsbeispielen, in denen mehr als zwei organische funktionelle Schichtenstrukturen vorgesehen sind, kann zwischen jeweils zwei organischen funktionellen Schichtenstrukturen eine jeweilige Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur vorgesehen sein.
Jede organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416, 420 kann beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 3 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm.
Das optoelektronische Bauelement 400 kann optional weitere organische funktionalen Schichten aufweisen, beispielsweise angeordnet auf oder über der einen oder mehreren Emitterschichten oder auf oder über der oder den Elektronentransportschicht(en). Die weiteren organischen funktionalen Schichten können beispielsweise interne oder extern Einkoppel-/Auskoppelstrukturen sein, die die Funktionalität und damit die Effizienz des optoelektronischen Bauelements 400 weiter verbessern.
Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 312 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren organisch funktionalen Schichten kann die zweite Elektrode 318 ausgebildet sein.
Die zweite Elektrode 318 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 304 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrode 304 und die zweite Elektrode 318 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die zweite Elektrode 318 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die zweite Elektrode 318 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches Potential anlegbar ist. Das zweite elektrische Potential kann von der gleichen oder einer anderen Energiequelle bereitgestellt werden wie das erste elektrische Potential und/oder das optionale dritte elektrische Potential. Das zweite elektrische Potential kann unterschiedlich zu dem ersten elektrischen Potential und/oder dem optional dritten elektrischen Potential sein. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V.
Die zweite Barriereschicht 408 kann auch als Dünnschichtverkapselung bezeichnet werden. Die zweite Barriereschicht 408 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Barriereschicht 404 ausgebildet sein.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf eine zweite Barriereschicht 408 verzichtet werden kann. In solch einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement 400 beispielsweise eine weitere Verkapselungsstruktur aufweisen, wodurch eine zweite Barriereschicht 408 optional werden kann, beispielsweise eine Abdeckung 424, beispielsweise eine Kavitätsglasverkapselung oder metallische Verkapselung.
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich noch eine oder mehrere Ein-/Auskoppelschichten in dem optoelektronischen Bauelementes 400 ausgebildet sein, beispielsweise eine externe Auskoppelfolie auf oder über dem Träger 402 (nicht dargestellt)oder eine interne Auskoppelschicht (nicht dargestellt) im Schichtenquerschnitt des optoelektronischen Bauelementes 400. Die Ein-/Auskoppelschicht kann eine Matrix und darin verteilt Streuzentren aufweisen, wobei der mittlere Brechungsindex der Ein-/Auskoppelschicht größer ist als der mittlere Brechungsindex der Schicht, aus der die elektromagnetische Strahlung bereitgestellt wird. Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten (beispielsweise kombiniert mit der zweite Barriereschicht 408) in dem optoelektronischen Bauelement 400 vorgesehen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der zweiten Barriereschicht 408 eine schlüssige Verbindungsschicht 422 vorgesehen sein, beispielsweise aus einem Klebstoff oder einem Lack. Mittels der schlüssigen Verbindungsschicht 422 kann eine Abdeckung 424 auf der zweiten Barriereschicht 408 schlüssig verbunden sein, beispielsweise aufgeklebt ist.
Die schlüssige Verbindungsschicht 422 kann transparent oder transluzent ausgebildet ein.
Eine schlüssige Verbindungsschicht 422 aus einem transparenten Material kann beispielsweise Partikel aufweisen, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel. Dadurch kann die schlüssige Verbindungsschicht 422 als Streuschicht wirken und zu einer Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen können.
Als lichtstreuende Partikel können dielektrische Streupartikel vorgesehen sein, beispielsweise aus einem Metalloxid, beispielsweise Siliziumoxid (SiO₂), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO₂), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga₂O_X), Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der schlüssigen Verbindungsschicht 422 verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel, Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel, oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein.
Die schlüssige Verbindungsschicht 422 kann eine Schichtdicke von größer als 1 µm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren µm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die schlüssige Verbindungsschicht 422 einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder ein solcher sein.
Die schlüssige Verbindungsschicht 422 kann derart eingerichtet sein, dass sie einen Klebstoff mit einem Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung 424. Ein solcher Klebstoff kann beispielsweise ein niedrigbrechender Klebstoff sein wie beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. Der Klebstoff kann jedoch auch ein hochbrechender Klebstoff sein der beispielsweise hochbrechende, nichtstreuende Partikel aufweist und einen schichtdickengemittelten Brechungsindex aufweist, der ungefähr dem mittleren Brechungsindex der organisch funktionellen Schichtenstruktur 312 entspricht, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1,7 bis ungefähr 2,0. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Klebstoffe vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der zweiten Elektrode 318 und der schlüssigen Verbindungsschicht 422 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 Materialien zu schützen, beispielsweise während eines nasschemischen Prozesses.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine schlüssige Verbindungsschicht 422 optional sein, beispielsweise falls die Abdeckung 424 direkt auf der zweiten Barriereschicht 408 ausgebildet wird, beispielsweise eine Abdeckung 424 aus Glas, die mittels Plasmaspritzens ausgebildet wird.
Auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 406 kann ferner eine sogenannte Getter-Schicht oder Getter-Struktur, d.h. eine lateral strukturierte Getter-Schicht, angeordnet sein (nicht dargestellt).
Die Getter-Schicht kann ein Material aufweisen oder daraus gebildet sein, dass Stoffe, die schädlich für den elektrisch aktiven Bereich 406 sind, absorbiert und bindet. Eine Getter-Schicht kann beispielsweise ein Zeolith-Derivat aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Getter-Schicht kann transluzent, transparent oder opak ausgebildet sein.
Die Getter-Schicht kann eine Schichtdicke von größer als ungefähr 1 µm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren µm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Getter-Schicht einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder in der schlüssigen Verbindungsschicht 422 eingebettet sein.
Auf oder über der schlüssigen Verbindungsschicht 422 kann eine Abdeckung 424 ausgebildet sein. Die Abdeckung 424 kann mittels der schlüssigen Verbindungsschicht 422 mit dem elektrisch aktiven Bereich 406 schlüssig verbunden sein und diesen vor schädlichen Stoffen schützen. Die Abdeckung 424 kann beispielsweise eine Glasabdeckung 424, eine Metallfolienabdeckung 424 oder eine abgedichtete Kunststofffolien-Abdeckung 424 sein. Die Glasabdeckung 424 kann beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des organischen optoelektronischen Bauelementes 400 mit der zweite Barriereschicht 408 bzw. dem elektrisch aktiven Bereich 406 schlüssig verbunden werden.
Die Abdeckung 424 und/oder die schlüssige Verbindungsschicht 422 können einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen.
5A-C zeigen schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen optoelektronischer Bauelemente.
In 5 sind Ausführungsbeispiele einer organischen Leuchtdiode als ein optoelektronisches Bauelement 400 veranschaulicht, die mittels des Verfahrens gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele herstellbar sind. Mittels des Verfahrens kann der flächige optisch aktive Bereich strukturiert werden derart, dass eine Information darstellbar ist, beispielsweise ein Ideogramm, ein Piktogramm und/oder ein Schriftzug; ein Guckloch, ein Fenster und/oder eine Durchschauöffnung.
Die organische Leuchtdiode 400 kann einen flächigen optisch aktiven Bereich 502 aufweisen. In dem optisch aktiven Bereich 502 kann beispielsweise ein transparenter, optisch inaktiver Bereich 504 und/oder ein transparenter optisch aktiver Bereich ausgebildet sein (veranschaulicht in 5A), beispielsweise ein Guckloch (look through hole) oder ein Fenster in der optisch aktiven Fläche. Beispielsweise kann der flächige optisch aktive Bereich 502 als Bottom- oder Top-Emitter OLED ausgebildet ist und in dem optisch aktiven Bereich ein Bereich mit einer transparenten OLED ausgebildet sein. Solche Strukturen sind mit herkömmlichen MaskenVerfahren nur sehr schwer herstellbar beim Einsatz einer transparenten Kathode oder mittels Multi-Masken-Beschichtung und zusätzlichen Lithographieschritten mit Lack. Mittels herkömmlicher Verfahren verblieben Restmaterialien in der optisch inaktiven Aussparung 504, welche die Transparenz und das optische Erscheinungsbild im ausgeschalteten Zustand (off-state-appearance) und eingeschaltetem Zustand (on-state-appearance) beeinflussen. Mittels des Verfahrens 200 mit der ersten Maskenstruktur und der zweiten Maskenstruktur gemäß oben beschriebener Ausgestaltungen kann ein vollständig transparentes Guckloch ausgebildet werden. Die vollständige Transparenz ist die maximal erreichbare Transparenz bei Berücksichtigung der Transparenz von Substrat 302 und Verkapselungsstruktur (410 - siehe 4).
Weiterhin kann eine organische Leuchtdiode mit elektrisch voneinander isolierten Leucht- oder Designflächen 502, 506, 508 ausgebildet werden (veranschaulicht in 5B und 5C), beispielsweise kreis- und/oder ringförmig. Solche Strukturen weisen mittels herkömmlicher Lithographieverfahren eine gemeinsame Kathode auf. Das heißt die Ansteuerung ob eine Leuchtfläche 502, 506, 508 betrieben wird oder nicht erfolgt lediglich mittels des Regelns der Anode. Dies bereitet jedoch Probleme bei einer Kombination der Leuchtfunktion mit anderen Funktionen des optoelektronischen Bauelementes, beispielsweise Berührungssensoren (touch sensors) zum Ein- oder Ausschalten der Leuchtflächen. Eine zusätzliche Strukturierung der Kathode ist mit herkömmlichen Verfahren lediglich in einem Bereich von bis zu 5 mm Stegbreite möglich, da feinere Strukturen in der Schattenmaske durchhängen und somit eine zusätzliche, dicke Stützmaske erfordern würden, die beispielswiese 1,5 cm dick ist. Diese breiten Stege sind optische Todbereiche in der optisch aktiven Fläche der organischen Leuchtdiode.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelementes bereitgestellt, mit dem es möglich ist, die laterale Strukturierung mehrerer gestapelter funktionaler dünner Schichten während ihrer Abscheidung auf ein Substrat aufzubringen, um beispielsweise in einem funktionellen Dünnschichtsystem unterschiedliche Schichten auf teilweise unterschiedliche laterale Bereiche des Substrats aufzubringen. Die Verwendung von Maskenfolien anstelle der üblichen metallischen Schattenmasken bringt eine Kostenersparnis, da die vergleichsweise teuren metallischen Masken und deren regelmäßige Reinigung eingespart werden. Außerdem können neue Bauteildesigns, die die Abscheidung von Materialien in andere Bereiche als bisher verlangen, schneller umgesetzt werden, da nicht erst eine neue Metallschattenmaske erforderlich ist, sondern lediglich die Programmierung des Folienschneidwerkzeugs, beispielsweise eines Schneidplotters, angepasst zu werden braucht. Da sich die Folienmaske direkt auf dem Substrat befinden kann, ist die laterale Definition der beschichteten Bereiche besser als bei einer metallischen Schattenmaske, die mit geringem Abstand über dem Substrat angeordnet wird. Insbesondere entfallen mögliche Fehlerquellen wie Durchhängen oder Durchbiegen, beispielsweise aufgrund thermischen Verzugs während der Beschichtung von metallischer Maske oder Substrat. Dies kann in herkömmlichen Verfahren vorkommen und mittels des vergrößerten Abstandes zwischen Substrat und Maske zu einer lateralen Aufweitung des beschichteten Bereichs führen. Auch im fehlerfreien herkömmlichen Prozess mit metallischen Schattenmasken kommt es prinzipiell durch den Schattenwurf zu einem sanften Auslaufen des beschichteten Bereichs, d.h. zu einem Dickengradienten der abgeschiedenen Schicht an deren Rand. Im Gegensatz dazu hat die abgeschiedene Materialschicht bei Verwendung der Maskenfolien eine scharfe Kante, da die angrenzenden Bereiche des Substrats während des Beschichtungsvorgangs von der Maskenfolie im direkten Kontakt überdeckt waren, so dass kein Unterdampfen möglich ist. Mittels eines Verwendens von Maskenfolien ist es technisch einfacher möglich, OLED-Designs umzusetzen, in denen leuchtende OLED-Flächen innerhalb von anderen OLED-Bereichen liegen (zum Beispiel konzentrische Ringe), oder in denen ein leuchtender Bereich einen nicht-leuchtenden, nicht-beschichteten Bereich umschließt, z.B. eine OLED mit einem Guckloch, einem Fenster, einer Durchschauöffnung oder einem intransparenten aber nicht-leuchtenden Bereich. Mit metallischen Schattenmasken ist dies nur mit sehr aufwändigen und kostenintensiven Multimaskenprozessen denkbar, für die eine mehrfach wiederholte Beschichtung mit dem aufzubringenden Material notwendig ist. Desweiteren ist es mittels eines Verwendens von Folienmasken einfach möglich, nah beieinanderliegende individuelle leuchtende Bereiche herzustellen, ohne die dazwischenliegenden nicht-leuchtenden Bereiche auf etliche Millimeter auszuweiten, wie es im Fall von metallischen Schattenmasken notwendig ist.
Ein weiterer Vorteil von Folienmasken ist deren Flexibilität, wodurch sie auch auf Oberflächen zum Einsatz kommen können, die nicht eben sind. Somit wird eine strukturierte Beschichtung von gebogenen oder anders geformten Flächen bzw. von dreidimensionalen Körpern ermöglicht. Dazu können die Maskenfolien auf ein zunächst ebenes, flexibles Substrat aufgebracht werden und dann gemeinsam mit diesem in Form gebracht werden, oder direkt auf ein Substrat aufgebracht werden, das bereits geformt ist.
Beim Verwenden mehrerer herkömmlicher Schattenmasken werden diese zwischen den Beschichtungsschritten gewechselt, wobei ihre genaue Platzierung üblicherweise mechanisch erfolgt, was Ungenauigkeiten von mehreren Hundert Mikrometern in der lateralen Position der verschiedenen Materialschichten mit sich bringt. Die Folge sind Design-Vorschriften (Design Rules) für OLEDs, die diesen Ungenauigkeiten Rechnung tragen, beispielsweise bezüglich der Positionierung von Kontaktflächen in Relation zu aktiven leuchtenden Flächen oder bezüglich der Position aller abgeschiedener Schichten auf dem Substrat. Dadurch verringert sich die maximale aktive Leuchtfläche der OLED um diese Toleranzen der Maskenpositionierung. Beim Verwenden mehrerer gestapelter Maskenstrukturen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, ist dies anders, beispielsweise bei der Verwendung aufeinander geklebter Folienmasken. Beim Strukturieren der zweiten, oberen Folienmaske wird gleichzeitig die erste, untere Folienmaske strukturiert. Bereiche, die im ersten Beschichtungsschritt, durch die zweite, obere Folienmaske mit Material beschichtet werden, können auch im zweiten Beschichtungsschritt durch die erste, untere Folienmaske an derselben Stelle mit Material beschichtet werden. Beide Schichten können also automatisch in perfekter Registrierung ausgebildet werden, d.h. es kann im Fall der OLED mit organischer funktioneller Schichtenstruktur zwischen Anode und Kathode ein Auto-Alignment von oberer zweiter Elektrode und organischer funktioneller Schichtenstruktur vorliegen. Dies erlaubt engere Design-Vorschriften und vergrößert somit die maximal als Leuchtfläche nutzbare Fläche auf dem Substrat, was mit einer Kostenersparnis mittels besserer Materialausnutzung einhergeht.
Im Strukturierungsschritt können die Folienmasken lediglich segmentiert werden. Die offenen Bereiche können anschließend erzeugt werden, indem ganze Folienstücke vom Substrat abgezogen werden. Dies ist vorteilhaft gegenüber herkömmlichen Verfahren, in den offene Bereiche direkt in die Maskenfolie einstrukturiert werden und dafür bevorzugt die Methode der Laserablation verwendet wird. Die Laserablation neigt zu einer Erzeugung von Partikeln, wodurch nachfolgende Prozessschritte wie Dünnschichtabscheidung oder Bauteilverkapselung nachteilig beeinflusst werden können.
Beide Maskenstrukturen können vor Beginn des Beschichtungsprozesses auf dem Substrat aufgebracht werden, beispielsweise mittels Aufklebens der Klebefolien und deren Strukturierung. Dabei können in der unteren, ersten Maskenstruktur teilweise andere Bereiche offen gelegt sein als in der oberen, zweiten Maskenstruktur. Dies erlaubt ein Beschichten unterschiedlicher Bereiche des Substrates in den einzelnen Beschichtungsschritten. Im Beschichtungsprozess kann nach dem ersten Beschichtungsschritt die obere zweite Maskenstruktur mechanisch mittels eines Abziehens entfernt werden, beispielsweise inline in der Beschichtungsprozessanlage, was einen Maskenwechsel in einem herkömmlichen Verfahren ersetzt.
Dadurch werden die Probleme vermieden, die sich aus der Verwendung von mehreren einzelnen Folienmasken in herkömmlichen Verfahren ergeben. Dabei würde das Substrat nach dem ersten Beschichtungsschritt aus der Beschichtungsanlage geholt und mit der zweiten Folienmaske versehen werden, was die Degradation, Kontamination und Beschädigung des ersten abgeschiedenen Materials bewirken kann, beispielsweise der organischen funktionellen Schichtenstruktur in einer organischen Leuchtdiode. Das Abziehen der oberen Folienmaske inline im Verfahren kann potentiell schneller durchgeführt werden als ein Wechsel von herkömmlichen metallischen Schattenmasken, was Prozesszeit in der Beschichtung sparen und somit den Takt erhöhen könnte.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, aufweisend folgende Schritte: • Ausbilden einer ersten Elektrode (304) auf einem Substrat (302); • Anordnen (202) einer ersten Maskenstruktur (308) auf oder über dem Substrat (302), wobei die erste Maskenstruktur (308) einen ersten Strukturierungsbereich (310) aufweist, der eine Öffnung und/oder einen zum Ausbilden einer Öffnung vorbereiteten Bereich aufweist; • Anordnen (204) einer zweiten Maskenstruktur (312) auf oder über der ersten Maskenstruktur (308) ; • Ausbilden (206) eines zweiten Strukturierungsbereiches (314) in der ersten Maskenstruktur (308) und in der zweiten Maskenstruktur (312) derart, dass wenigstens ein Teil des ersten Strukturierungsbereiches (310) in der ersten Maskenstruktur (308) außerhalb des zweiten Strukturierungsbereiches (314) in der ersten Maskenstruktur (308) ausgebildet wird, • Ausbilden einer organischen funktionellen Schichtenstruktur (316) über der ersten Elektrode (304) und/oder dem Substrat (302) und in dem zweiten Strukturierungsbereich (314); • Entfernen der zweiten Maskenstruktur (312) und, falls der erste Strukturierungsbereich (310) den zum Ausbilden der Öffnung vorbereiteten Bereich aufweist, Ausbilden der Öffnung in dem vorbereiteten Bereich; • Ausbilden einer zweiten Elektrode (318) über der organischen funktionellen Schichtenstruktur (316) und/oder über dem Substrat (302) im ersten Strukturierungsbereich (310); • Entfernen der ersten Maskenstruktur (308).
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, • wobei die erste und/oder die zweite Maskenstruktur (308, 312) mechanisch entfernt werden.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Strukturierungsbereich (310) und/oder der zweite Strukturierungsbereich (314) derart ausgebildet werden/wird, dass mittels des ersten Strukturierungsbereiches (310) und/oder des zweiten Strukturierungsbereiches (314) eine Information in dem optisch aktiven Bereich dargestellt wird, vorzugsweise ein Piktogramm, ein Ideogramm und/oder ein Schriftzug; ein Guckloch, ein Fenster, eine Durchschauöffnung.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Maskenstruktur (308) und/oder die zweite Maskenstruktur (312) selbsttragend ausgebildet sind/ist.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Maskenstruktur (308) auf oder über dem Substrat (302) angeordnet wird, vorzugsweise in Form einer Folie, einer Platte oder eines Blechs.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Maskenstruktur (312) auf oder über der ersten Maskenstruktur (308) angeordnet wird, vorzugsweise in Form einer Folie, einer Platte oder eines Blechs.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Maskenstruktur (308) und/oder die zweite Maskenstruktur (312) als Beschichtung ausgebildet werden, indem das Material der Beschichtung im flüssigen Zustand auf das Substrat (302) aufgebracht wird und die Beschichtung über dem Substrat (302) ausgehärtet und getrocknet wird.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ausbilden des ersten Strukturierungsbereiches (310) und/oder des zweiten Strukturierungsbereiches (314) ein Ausbilden mindestens einer der folgenden Strukturierungen in der ersten Maskenstruktur (308) und/oder der zweiten Maskenstruktur (312) aufweist: ein Loch, eine Solltrennstelle, eine Ringstruktur.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der erste Strukturierungsbereich (310) derart ausgebildet ist oder wird, dass er eine geringere Adhäsion hinsichtlich des Substrates (302), eine höhere Adhäsion hinsichtlich der zweiten Maskenstruktur (312) und/oder eine andere Kohäsion aufweist als die erste Maskenstruktur (308) außerhalb des ersten Strukturierungsbereiches (310).
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der zweite Strukturierungsbereich (314) derart ausgebildet ist oder wird, dass der zweite Strukturierungsbereich (314) eine andere Adhäsion hinsichtlich der ersten Maskenstruktur (308), eine andere Adhäsion hinsichtlich einer weiteren Maskenstruktur auf der zweiten Maskenstruktur (312) und/oder eine andere Kohäsion aufweist als die zweite Maskenstruktur (312) außerhalb des zweiten Strukturierungsbereiches (314).
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Maskenstruktur (308) und/oder die zweite Maskenstruktur (312) wiederverwendbar ausgebildet sind/ist.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste Maskenstruktur (308) eine Lasche und/oder die zweite Maskenstruktur (312) eine Lasche aufweisen, wobei die Lasche derart ausgebildet ist, dass mittels einer Zugkraft an der Lasche die erste Maskenstruktur (308) und/oder die zweite Maskenstruktur (312) entfernbar sind/ist.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend: Anordnen einer dritten Maskenstruktur, wobei die dritte Maskenstruktur auf oder über der ersten Maskenstruktur (308) aufgebracht wird, nachdem die zweite Maskenstruktur (312) wenigstens teilweise entfernt wurde, und/oder wobei die dritte Maskenstruktur auf oder über der zweiten Maskenstruktur (312) aufgebracht wird.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die zweite Maskenstruktur (312) vor dem Anordnen auf oder über der ersten Maskenstruktur (308) einen Strukturierungsbereich und/oder einen vorbereiteten Bereich aufweist.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 14, wobei der Strukturierungsbereich und/oder der vorbereitete Bereich nach dem Anordnen der zweiten Maskenstruktur (312) als zweiter Strukturierungsbereich (314), als Strukturbereich des zweiten Strukturierungsbereichs (314) oder als dritter Strukturierungsbereich ausgebildet wird oder ist.