DE102014110311B4

DE102014110311B4 - Verfahren zum Herstellen eines organischen optoelektronischen Bauelementes

Info

Publication number: DE102014110311B4
Application number: DE102014110311.4A
Authority: DE
Inventors: Daniel Riedel
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2017-07-27
Anticipated expiration: 2034-07-23
Also published as: DE102014110311A1; WO2016012369A1

Abstract

Verfahren (200) zum Herstellen eines organischen optoelektronischen Bauelementes (300), das Verfahren (200) aufweisend die folgenden Schritte in der Reihenfolge: • Ausbilden (202) einer Schicht (104) mit einem Matrixmaterial (114) auf oder über einem Substrat (102), wobei die Schicht (104) eine Oberfläche (116) aufweist; • Aufbringen (204) von Partikeln (108) auf die Oberfläche (116) der Schicht (104); und • Verformen (206) der Schicht (104) während und/oder nach dem Aufbringen (204) der Partikel (108) derart, dass wenigstens ein Teil der Partikel (108) von dem Matrixmaterial (114) umgeben wird; wobei das Verformen (206) ein Eindiffundieren eines Lösungsmittels für das Matrixmaterial (114) in die Schicht (104) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines organischen optoelektronischen Bauelementes.
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, weist auf einem Träger eine Anode und eine Kathode mit einem organischen funktionellen Schichtensystem dazwischen auf. Das organische funktionelle Schichtensystem weist eine oder mehrere Emitterschicht/en auf, in der/denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Ein Stromfluss zwischen den Elektroden führt zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung in dem organischen funktionellen Schichtsystem. Die elektromagnetische Strahlung kann mittels Totalreflektion innerhalb des Bauelementes normalerweise nur zu ~20% ohne technische Hilfsmittel aus der OLED ausgekoppelt werden. Die interne Totalreflexion in der OLED wird mittels Verwendens von Streuschichten reduziert, beispielsweise mit einer Streuschicht zwischen der ersten Elektrode und dem Träger. Dadurch wird ein höherer Anteil der erzeugten elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise Licht, ausgekoppelt.
In einer herkömmlichen polymeren Streuschicht wird eine organische Matrix verwendet, in der Streuzentren mit anderem Brechungsindex als die organische Matrix eingebettet sind.
In einem weiteren herkömmlichen Verfahren werden homogen in einer Polymerschicht verteilte nanoskalige Partikel verwendet, um den Brechungsindex der Polymerschicht zu erhöhen.
US 2010/0012961 A1 zeigt ein lichtemittierendes Bauelement mit einer Streuschicht auf einem lichtemittierenden Schichtenstapel, wobei zum Ausbilden der Streuschicht Streupartikel in einem Harz eingebettet werden.
US 2013/0114269 A1 zeigt ein lichtemittierendes Bauelement mit einem lichtemittierenden Schichtenstapel auf einer Streuschicht, wobei die Streuschicht Streupartikel eingebettet in einem Glas aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines organischen optoelektronischen Bauelementes bereitzustellen, das eine Auskoppelschicht bzw. Einkoppelschicht mit einer verbesserten Kopplungswirkung ausbildet.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines organischen optoelektronischen Bauelementes. Das Verfahren weist ein Ausbilden einer Schicht mit einem Matrixmaterial auf oder über einem Substrat auf, wobei die Schicht eine Oberfläche aufweist. Weiterhin weist das Verfahren ein Aufbringen von Partikeln auf die Oberfläche der Schicht auf. Während und/oder nach dem Aufbringen der Partikel wird die Schicht verformt derart, dass wenigstens ein Teil der Partikel von dem Matrixmaterial umgeben wird. Das Verformen weist ein Eindiffundieren eines Lösungsmittels für das Matrixmaterial in die Schicht auf.
In verschiedenen Weiterbildungen wird auf eine elektromagnetische Strahlung bezuggenommen, beispielsweise bezüglich optischer Eigenschaften der Partikel und des Matrixmaterials der Schicht. Als elektromagnetische Strahlung ist wenigstens ein Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung zu verstehen, die auf die Schicht einfällt, beispielsweise von der Schicht transmittiert oder reflektiert wird.
In herkömmlichen organischen optoelektronischen Bauelementen mit organischen bzw. polymeren Schichten, beispielsweise Streuschichten bzw. mit Schichtsystemen, kann der Brechungsindex einer Schicht nicht als Gradient ausgeführt werden. Das Verformen des Matrixmaterials während und/oder nach dem Aufbringen der Partikel auf die Schicht ermöglicht es, dass in der Schicht ein Gradient an Partikeln realisiert werden kann. Dies ermöglicht es, einen Brechungsindexgradienten in der Schicht auszubilden. Dadurch kann das Lichtmanagement in einer organischen Leuchtdiode verbessert werden. Mittels einer Streuschicht mit einem Brechungsindexgradienten können Fresnel-Reflexe reduziert werden. Dadurch kann mehr Licht aus der organischen Leuchtdiode austreten und die Lichtauskopplung erhöht werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird das organisch optoelektronische Bauelement als eine Flächenlichtquelle, beispielsweise als eine organische Leuchtdiode, eine Solarzelle und/oder als ein Fotodetektor ausgebildet.
In einer Weiterbildung sind die Partikel derart ausgebildet, dass sie einen Brechungsindex aufweisen, der unterschiedlich zu dem Brechungsindex des Matrixmaterials ist, beispielsweise indem die Partikel derart ausgebildet sind, dass sie einen Brechungsindexunterschied von größer als 0,05 aufweisen. Dies ermöglicht, dass mittels der Partikel der lokale und/oder über die Schichtdicke gemittelte Brechungsindex der Schicht eingestellt werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung sind die Partikel derart ausgebildet, dass sie in der Schicht streuend für sichtbares Licht sind. Mit anderen Worten: Die Schicht wird als eine Streuschicht ausgebildet, beispielsweise als eine interne Auskoppelschicht, beispielsweise für sichtbares Licht, das von dem optoelektronischen Bauelement aufgenommen oder emittiert wird. Beim internen Auskoppeln wird elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, aus einem optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt, das in einem optisch aktiven Bereich des optoelektronischen Bauelementes und/oder der Schicht geführt und/oder erzeugt wird. Dies ermöglicht, dass mittels der Schicht der Anteil an elektromagnetischer Strahlung wenigstens eines Wellenlängenbereiches eingestellt werden kann, der von dem optoelektronischen Bauelement emittierbar oder absorbierbar ist.
Gemäß einer Weiterbildung sind die Partikel derart ausgebildet, dass sie in der Schicht nicht-streuend für sichtbares Licht sind, beispielsweise indem die Partikel als Nanopartikel ausgebildet sind. Mit anderen Worten: Die Schicht wird als eine Auskoppel- oder Einkoppelschicht ausgebildet, beispielsweise als eine interne Auskoppelschicht, beispielsweise als eine Antireflexschicht. Dies ermöglicht es, die Transmission der auf die Schicht einfallenden oder in der Schicht geführten elektromagnetischen Strahlung durch die Schicht einzustellen. Beispielsweise kann mittels der Dicke der Schicht, dem Gradienten der Anzahldichte der Partikel in der Schicht und dem Brechungsindexunterschied der Partikel zum Matrixmaterial die Transmission für einen Wellenlängenbereich eingestellt werden, beispielsweise erhöht werden.
Erfindungsgemäß weist das Verformen ein Eindiffundieren eines Lösungsmittels für das Matrixmaterial in die Schicht auf. Dies ermöglicht es, mittels der Eigenschaften und Menge des Lösungsmittels bezüglich des Matrixmaterials, beispielsweise dem Löslichkeitsprodukt des Matrixmaterials in dem Lösungsmittel und/oder dem Dampfdruck des Lösungsmittels, die Tiefe der Verformung des Matrixmaterials bzw. der Schicht einzustellen. Dies ermöglicht ein Einstellen der Eindiffusion der Partikel in die Schicht, beispielsweise des Verlaufs des Gradienten der Anzahldichte der Partikel bezüglich der Oberfläche.
Die Partikel sind beim Aufbringen auf die Schicht in dem Lösungsmittel gelöst. Alternativ oder zusätzlich wird das Lösungsmittel nach dem Aufbringen der Partikel auf die Schicht auf der Oberfläche aufgebracht. Mit anderen Worten: die Partikel können lösungsmittelfrei auf die Oberfläche aufgebracht werden, beispielsweise aufgeschüttet werden, und anschließend mit dem Lösungsmittel überzogen werden. Dies ermöglicht ein einfaches Einstellen der Lösungsmittelmenge auf der Oberfläche, da beispielsweise Lösungsmittel nicht bereits beim Aufsprühen verdunstet oder die Partikelkonzentration der Lösung beim Filtrieren der Lösung undefiniert wird. Alternativ ermöglicht das gleichzeitige Aufbringen von Partikeln und Lösungsmittel ein Vereinfachen des Prozesses. Beispielsweise wird dadurch der separate Prozessschritt des Aufbringens des Lösungsmittels eingespart. Alternativ oder zusätzlich wird die Handhabung und das Aufbringen der Partikel auf die Oberfläche vereinfacht. Beispielsweise wird bei in einem Lösungsmittel gelösten Nanopartikeln ein Agglomerieren der Nanopartikel verhindert oder reduziert. Zusätzlich kann die Anzahl an Agglomeraten bei einer Lösung mittels Filtration reduziert werden, wenn die Partikel in einem Lösungsmittel gelöst sind.
Alternativ oder zusätzlich ist das Verformen ein thermisches Erweichen oder Schmelzen des Matrixmaterials der Schicht. Dies ermöglicht ein lösungsmittelfreies Ausbilden der Schicht mit eingebetteten Partikeln. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass ein Lösungsmittel weitere Schichten oder Strukturen des optoelektronischen Bauelementes beschädigt. Zusätzlich kann dadurch ein Lösungsmittelrestgehalt in der Schicht reduziert oder verhindert werden. Alternativ kann ein thermisches Erweichen auch ein thermisch unterstütztes Verformen mit einem Lösungsmittel sein, beispielsweise indem das Lösungsmittel erwärmt ist oder in einer erwärmten/abgekühlten Umgebung auf die Oberfläche der Schicht aufgebracht wird.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Schicht mittels einer Temperaturänderung des Substrats und/oder der Oberfläche der Schicht verformt, beispielsweise durch ein Erwärmen, beispielsweise mittels einer Laser-, einer Blitzlicht- oder einer Plasmabestrahlung. Dies ermöglicht es, Bereiche in der Schicht bzw. dem Matrixmaterial auszubilden, in denen die Partikel eine unterschiedliche Diffusionslänge aufweisen. Dadurch kann der Gradient der Anzahldichte der Partikel lösungsmittelfrei oder thermisch unterstützt lokal auf einfache Weise und präzise eingestellt werden.
Die Partikel, die auf die Schicht aufgebracht werden, sind Partikel einer ersten Art. In einer weiteren Weiterbildung weist die Schicht vor dem Aufbringen der Partikel der ersten Art eingebettet in dem Matrixmaterial Partikel einer zweiten Art auf. Mit anderen Worten: die Schicht wird derart ausgebildet, dass die Schicht vor dem Aufbringen der Partikel in dem Matrixmaterial verteilt bereits Partikel aufweist. Dies ermöglicht es, mittels der aufgebrachten Partikel eine bereits optisch funktionale Schicht mit einer weiteren optischen Funktion auszustatten.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Schicht derart verformt, dass wenigstens ein Teil der Partikel der ersten Art zwischen den Partikeln der zweiten Art verteilt oder angeordnet von dem Matrixmaterial umgeben wird. Dies ermöglicht es, die Packungsdichte an Partikeln in der Schicht zu erhöhen. Dadurch kann an der Oberfläche der Schicht beispielsweise die Kohäsion, die optischen Eigenschaften, beispielsweise der Brechungsindex oder der Streuquerschnitt, die chemische Beständigkeit, beispielsweise die chemische Reaktivität, und/oder die physikalische Beständigkeit, beispielsweise die Bruchfestigkeit oder Elastizität, der Schicht eingestellt werden. Die Schicht kann dadurch an der Oberfläche einstellbar andere optische, elektrische, mechanische und/oder chemische Eigenschaften aufweisen als in der Mitte der Schicht oder an der Grenzfläche zum Substrat. Dies ermöglicht es, die Eigenschaften der Schicht auf die Umgebung einzustellen, beispielsweise bezüglich einer auf der Oberfläche der Schicht ausgebildeten Schicht oder Struktur.
Gemäß einer Weiterbildung weisen die Partikel der zweiten Art und die Partikel der ersten Art gleiche Eigenschaften auf, sind beispielsweise identisch. Dies ermöglicht es, auf einfache Weise einen Gradienten in der Anzahldichte an Partikeln in einer Schicht mit bereits homogen verteilten Partikeln auszubilden.
Zusätzlich oder alternativ unterscheiden sich die Partikel der zweiten Art in wenigsten einer Eigenschaft von den Partikeln der ersten Art, beispielsweise im Material und/oder mittleren Durchmesser. Dies ermöglicht es auf einfache Weise, einen optischen Brechungsindexgradienten in einer optisch funktionalen Schicht auszubilden, beispielsweise in einer Streuschicht oder einer Antireflexschicht.
Gemäß einer Weiterbildung wird die Schicht derart verformt, dass ein Gradient in der Anzahldichte der Partikel in der Schicht bezüglich der Anzahldichte der Partikel an der Oberfläche der Schicht ausgebildet wird. Beispielsweise sind die Partikel derart bezüglich des Matrixmaterials ausgebildet, dass dadurch ein Brechungsindexgradient in der Schicht ausgebildet wird.
Weiterhin kann das Matrixmaterial einen Brechungsindex aufweisen, der ähnlich oder gleich zu dem Brechungsindex des Substrats ist. Dies ermöglicht es die Reflektion an der Grenzfläche zum Substrat zu reduzieren.
Weiterhin weist das Verfahren ferner ein Verfestigen oder Aushärten der Schicht auf, nachdem wenigstens ein Teil der aufgebrachten Partikel von dem Matrixmaterial umgeben ist. Eine organische funktionelle Schichtenstruktur wird auf oder über der Schicht ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich wird die Schicht auf oder über einer organischen funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet oder verteilt oder angeordnet.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur wird mit einer fotolumineszierenden und/oder einer elektrolumineszierenden Schicht ausgebildet, und die Schicht im Strahlengang der fotolumineszierenden und/oder der elektrolumineszierenden Schicht verteilt oder angeordnet.
Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch ein organisches optoelektronisches Bauelement mit einer polymeren Schicht. Die Schicht weist eine Grenzfläche, ein polymeres Matrixmaterial und Partikel auf, wobei die Partikel in dem polymeren Matrixmaterial eingebettet sind. Die Schicht weist einen Gradienten in der Anzahldichte an Partikeln (auch bezeichnet als Partikelgradient) bezüglich der Grenzfläche auf. Der Partikelgradient ermöglicht einen Übergang zu der an die Grenzfläche körperlich angrenzenden Schicht oder Struktur mit einstellbaren chemischen, optischen, elektrischen und/oder mechanischen Eigenschaften, beispielsweise einen stetigen Übergang.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer Schichtenstruktur im Verfahren zum Herstellen eines organischen optoelektronischen Bauelementes eines Ausführungsbeispiels;
2 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Herstellen des organischen optoelektronischen Bauelementes;
3 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer eines organischen optoelektronischen Bauelementes; und
4A–C eine schematische Darstellung eines organischen optoelektronischen Bauelementes.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Ein organisches optoelektronisches Bauelement kann ein, zwei oder mehr optoelektronische Bauelemente aufweisen. Optional kann eine optoelektronische Baugruppe auch ein, zwei oder mehr elektronische Bauelemente aufweisen. Ein elektronisches Bauelement kann beispielsweise ein aktives und/oder ein passives Bauelement aufweisen. Ein aktives elektronisches Bauelement kann beispielsweise eine Rechen-, Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder einen Transistor aufweisen. Ein passives elektronisches Bauelement kann beispielsweise einen Kondensator, einen Widerstand, eine Diode oder eine Spule aufweisen.
Ein optoelektronisches Bauelement kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement oder ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement sein. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle oder ein Fotodetektor sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Ein organisches optoelektronisches Bauelement weist ein organisches funktionelles Schichtensystem auf, welches synonym auch als organische funktionelle Schichtenstruktur bezeichnet wird. Die organische funktionelle Schichtenstruktur weist einen organischen Stoff oder ein organisches Stoffgemisch auf oder ist daraus gebildet, der/das beispielsweise zum Emittieren einer elektromagnetischen Strahlung aus einem bereitgestellten elektrischen Strom eingerichtet ist. Eine organische Leuchtdiode ist als ein sogenannter Top-Emitter und/oder ein sogenannter Bottom-Emitter ausgebildet. Bei einem Bottom-Emitter wird elektromagnetische Strahlung aus dem elektrisch aktiven Bereich durch den Träger emittiert. Bei einem Top-Emitter wird elektromagnetische Strahlung aus der Oberseite des elektrisch aktiven Bereiches emittiert und nicht durch den Träger.
Unter dem Begriff „transluzent” bzw. „transluzente Schicht” wird verstanden, dass eine Schicht für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, beispielsweise für das von dem optoelektronische Bauelement absorbierte oder erzeugte Licht, beispielsweise einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm). Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht” in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen, beispielsweise zu mehr als 60%, die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Licht hierbei gestreut wird.
Unter dem Begriff „transparent” oder „transparente Schicht” weist in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm), wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird.
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Schichtenstruktur im Verfahren zum Herstellen eines organisch optoelektronischen Bauelementes gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Auf einem Substrat 102 wird eine Schicht 104 ausgebildet. Mittels eines Beschichters 106 werden Partikel 108 in Richtung (in 1 veranschaulicht mittels des Pfeils 110) der Oberfläche 116 der Schicht 104 auf der Oberfläche 116 der Schicht 104 aufgebracht. Während und/oder nach dem Aufbringen der Partikel 108 wird die Schicht 104 in einen verformbaren Zustand gebracht derart, dass wenigstens ein Teil der Partikel 108 in die Schicht 104 einsinkt oder eindiffundiert, und von dem Material der Schicht 104 wenigstens teilweise umgeben wird, wie in 1 als Bereich 112 veranschaulicht ist und in den nachfolgenden Figuren noch ausführlicher beschrieben wird.
Mit anderen Worten: ein organisches optoelektronisches Bauelement 300, beispielsweise veranschaulicht in 3, weist eine Schicht 104 auf, beispielsweise eine polymere Schicht 104. Die Schicht 104 weist eine Grenzfläche (in 1 noch als Oberfläche 116 dargestellt), ein Matrixmaterial 114, beispielsweise ein polymeres Matrixmaterial 114, und Partikel 108 auf. Die Partikel 108 sind in dem Matrixmaterial 114 eingebettet. Die Schicht 104 weist einen Gradienten 112 in der Anzahldichte an Partikeln 108 (auch bezeichnet als Partikelgradient) bezüglich der Grenzfläche auf.
Die Schicht 104 mit Partikeln 108 wird in dem optoelektronischen Bauelement beispielsweise als eine Kopplungsschicht für die elektromagnetische Strahlung ausgebildet, die von dem organisch optoelektronischen Bauelement emittiert oder absorbiert wird, beispielsweise als eine Streuschicht oder eine Antireflexschicht.
In einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel wird, eine polymere Schicht 104, beispielsweise eine Streuschicht in einer organischen Leuchtdiode (siehe auch 4), nach deren Abscheidung auf einem Substrat 102 durch einen zweiten Prozessschritt weiterbehandelt. In diesem zweiten Prozessschritt werden in Lösungsmittel dispergierte nanoskalige Partikel 108, beispielsweise mit einem Durchmesser von kleiner als 50 nm, beispielsweise in einem Bereich zwischen ungefähr 5 nm und 20 nm, auf die polymere Schicht 104 aufgebracht. Mittels des Lösungsmittels wird die polymere Schicht 102 partiell wieder angelöst, so dass die Nanopartikel 108 in die Schicht 104 einsinken/eindiffundieren können. Trocknet das Lösungsmittel, sind die Nanopartikel 108 in der polymeren Schicht 104 eingebettet. Die Partikel 108 sollen einen hohen Brechungsindex aufweisen, beispielsweise aus Titandioxid oder Zirkondioxid gebildet sein. Solche Nanopartikel in Lösungsmittel sind bereits kommerziell verfügbar. Dadurch kann ein Gradient des effektiven Brechungsindexes in der polymeren Schicht 104 mit eingebetteten Partikeln 108 erreicht werden. Prozessparameter die zum Einstellen des Gradienten angepasst werden können sind beispielsweise die Temperatur der Schicht 104, die Temperatur der Dispersion beim Aufbringen, die Art des Lösungsmittels, der Konzentration der Partikel 108 in der Dispersion; und die Menge an Dispersion, die auf die Oberfläche 116 aufgebracht wird.
In einer Weiterbildung ist das Substrat 102 als ein Flachglas ausgebildet oder weist ein solches auf, beispielsweise in Form eines Trägers, einer Abdeckung, eines Fensters, einer Scheibe oder eines planeren Lichtwellenleiters; beispielsweise als Träger 302 und/oder Abdeckung 324 einer organischen Leuchtdiode (siehe auch 3), einer Solarzelle oder als Lichtwellenleiter eine Hintergrundbeleuchtung einer Display-Anzeige. Das Substrat 102 weist eine oder mehrere Schicht/en oder Strukturen des organischen optoelektronischen Bauelements 300 auf, wie es ausführlicher in 3 veranschaulicht ist. Das Substrat 102 ist anschaulich ein bereits ausgebildeter Teil oder Bereich des optoelektronischen Bauelementes, das fertig ausgebildet beispielsweise in 3 schematisch veranschaulicht ist, auf dessen Oberfläche die Schicht 104 ausgebildet wird. Eine Schicht 104 ist auf oder über dem Träger 302 und/oder der Abdeckung 324 ausgebildet. Beispielsweise ist die Schicht 104 als eine der in 3 veranschaulichten Schichten oder Strukturen ausgebildet.
In einer Weiterbildung der Schicht 104 ist diese wenigstens transluzent im sichtbaren Wellenlängenbereich einer elektromagnetischen Strahlung ausgebildet, beispielsweise transparent, beispielsweise gefärbt.
In einer Weiterbildung der Schicht 104 weist die Oberfläche 116 eine mittlere Rauheit (root mean square roughness – RMS) auf, die kleiner ist als ungefähr 10 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm bis ungefähr 8 nm; beispielsweise nach dem Einbetten der Partikel 108 in der Schicht 104.
In einer Weiterbildung der Schicht 104 weist die Oberfläche 116 freiliegend einen Teil der Partikel 108 und des Matrixmaterials 114 auf. Dadurch kann der Brechungsindex und/oder die Rauheit der Schicht dicht an der Oberfläche 116 eingestellt werden.
Die Schicht 104 mit Partikeln 108 weist eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 100 μm auf, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1 μm bis ungefähr 10 μm, beispielsweise ungefähr 2,5 μm.
Das Matrixmaterial 114 ist ein metallisches Glas oder ein nichtmetallisches Glas. Ein nichtmetallisches Glas ist beispielsweise ein Glas aus einem organischen Stoff oder ist ein anorganisches nichtmetallisches Glas. Ein organisches Glas weist beispielsweise einen Thermoplasten auf, beispielsweise Polyphtalamid (PPA), oder ein noch nicht-vernetztes Elastomer oder Duroplast, das heißt Elastomer- oder Duroplast-Monomere, beispielsweise eine Acrylsäure oder eine Kieselsäure. Ein anorganisches nichtmetallisches Glas ist beispielsweise ein nicht-oxidisches Glas, beispielsweise ein Halogenidglas oder Chalkogenidglas, oder ein oxidisches Glas. Ein oxidisches Glas ist beispielsweise ein phosphatisches Glas, ein silikatisches Glas oder ein Boratglas, beispielsweise ein Alkaliboratglas. Ein silikatisches Glas ist beispielsweise ein Alumosilikatglas, ein Bleisilikatglas, ein Alkalisilikatglas, ein Alkali-Erdalkalisilikatglas oder ein Borosilikatglas; beispielsweise ein Kalknatronsilikatglas.
Das Matrixmaterial 114 kann derart ausgewählt sein, dass es einen Brechungsindex aufweist, der ähnlich oder gleich zu dem Brechungsindex des Substrats 102 ist, beispielsweise dem Brechungsindex des Substrates 102 an der Grenzfläche zur Schicht 104.
Die Schicht 104 mit eingebetteten Partikeln 108 kann strukturiert ausgebildet werden, beispielsweise topographisch, beispielsweise lateral und/oder vertikal; beispielsweise mittels einer unterschiedlichen stofflichen Zusammensetzung und Verteilung der Partikel 108 in der Schicht 104, beispielsweise lateral und/oder vertikal, beispielsweise mit einer unterschiedlichen lokalen Konzentration der Partikel 108. Die strukturierte Grenzfläche kann beispielsweise mittels Aufrauens der Oberfläche 116 oder Ausbilden eines Musters an der Oberfläche 116 der Schicht ausgebildet werden, beispielsweise indem die Oberfläche 116 der Schicht mit eingebetteten Partikeln 108 von Partikeln 108 als Mikrolinsen gebildet wird. In einer Weiterbildung wird die Schicht 104 mit eingebetteten Partikeln 108 als ein Gitter ausgebildet, wobei das Gitter eine strukturierte Schicht 104 mit Bereichen mit höherem oder niedrigerem Brechungsindex aufweist, wobei diese Bereiche von Partikeln 108 gebildet sind.
Die Partikel 108, 406 (siehe 4) sind derart eingerichtet, dass sie in der Schicht wenigstens teilweise umgeben von dem Matrixmaterial 114 elektromagnetische Strahlung streuen, UV-Strahlung absorbieren, die Wellenlänge von elektromagnetischer Strahlung konvertieren, die Schicht 104 einfärben und/oder schädliche Stoffe binden, beispielsweise als ein sogenannter Getter-Stoff für Sauerstoff, Wasserdampf oder Feuchtigkeit.
Mit anderen Worten: die Partikel 108 können derart ausgebildet sein, dass sie in der Schicht 104 streuend für sichtbares Licht sind. Alternativ sind die Partikel 108 derart ausgebildet, dass sie in der Schicht 104 nicht-streuend für sichtbares Licht sind. Beispielsweise sind die nichtstreuenden Partikel 108 als Nanopartikel und die streuenden Partikel 108 als Mikropartikel ausgebildet. Die Schicht 104 kann somit als eine Auskoppel- oder Einkoppelschicht ausgebildet sein, beispielsweise als eine interne Auskoppelschicht.
Partikel, die beispielsweise elektromagnetische Strahlung streuen können und keine UV-Strahlung absorbieren, weisen beispielsweise Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃ oder ZrO₂ auf oder sind daraus gebildet. Partikel, die beispielsweise elektromagnetische Strahlung streuen und die Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung konvertieren, sind beispielsweise als Glaspartikel mit einem Leuchtstoff eingerichtet.
Zum Aufbringen, Verteilen bzw. Einbringen der Partikel 108 in die Schicht 104 bzw. in das Matrixmaterial 114 können mehrere Beschichter (Coater) mit verschiedenen Arten an Partikeln, beispielsweise Partikelgrößen oder Partikeln unterschiedlicher Materialien, vorgesehen sein, die die Partikel 108 auf bzw. in das Matrixmaterial 114 einbringen und/oder verteilen – wie unten noch ausführlicher beschrieben wird. Mit anderen Worten: für die Partikel 108 können Partikel mit gleichen oder unterschiedlichen Materialien, mit gleichen oder unterschiedlichen optischen, elektrischen, chemischen und/oder mechanischen Eigenschaften und/oder mit unterschiedlicher mittlerer Größe verwendet werden. Diese können in unterschiedlichen Verformungsgraden des Matrixmaterials 114, beispielsweise unterschiedlicher Temperatur oder unterschiedlichem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgehalt in der Schicht 104, auf die Schicht 104 aufgebracht werden und in diese einsinken bzw. in dieser versinken. Der Beschichter ist temperaturbeständig bezüglich der Temperatur des Matrixmaterials 114 und/oder des Lösungsmittels ausgebildet. Beispielsweise ist der Beschichter in einem Abstand über dem erwärmten oder bestrahlten Substrat 102 verteilt oder angeordnet, und/oder ist thermisch isoliert ausgebildet. Ein Beschichter ist beispielsweise in Form eines Dispensers, beispielsweise einer Spritzvorrichtung, einer Sprühvorrichtung, einer Verdamfungsvorrichtung, einer Schleudervorrichtung, einer Tauchbeschichtungsvorrichtung, einer Druckvorrichtung, einer Rüttel- oder Schüttelvorrichtung oder ähnlichem ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich weist der Beschichter eine Art Mahlwerk, eine Rüttel-, Schüttel- oder Vibrationsvorrichtung und/oder einen Zerstäuber auf. Der Beschichter kann derart ausgebildet sein, dass die Partikel mittels der Schwerkraft und/oder einem Trägergas auf oder über der Oberfläche 116 der Schicht 104 verteilt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Partikel 108 mittels eines elektrischen Feldes auf die Oberfläche 116 der Schicht 104 aufgebracht werden; beispielsweise in einem elektrischen Feld, für den Fall, dass die Partikel 108 elektrisch geladen oder polarisierbar sind, beispielsweise mittels eines Kathodenzerstäubens (Sputtern). In verschiedenen Weiterbildungen können zwei oder mehr Beschichter vorgesehen sein, und beispielsweise ein, zwei, drei oder mehr Arten an Partikeln in dem Matrixmaterial 114 verteilt bzw. ngeordnet werden.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Herstellen des organischen optoelektronischen Bauelementes, das beispielsweise weitgehend dem oben veranschaulichten Ausführungsbeispiel entsprechen kann. Das organische optoelektronische Bauelement wird als eine Flächenlichtquelle, beispielsweise als eine organische Leuchtdiode, eine Solarzelle und/oder ein Fotodetektor ausgebildet.
Das Verfahren weist ein Ausbilden 202 einer Schicht 104 auf oder über einem Substrat 104 auf. Die Schicht 104 ist eine Schicht oder Struktur des organischen optoelektronischen Bauelementes 300, wie es in 3 und 4 noch ausführlicher beschrieben wird. Die Schicht 104 wird mit einem Matrixmaterial 114 ausgebildet und weist eine Oberfläche 116 auf.
Auf die Oberfläche 116 der Schicht 104 erfolgt ein Aufbringen 204 von Partikeln 108.
Anschließend oder währenddessen, das heißt während und/oder nach dem Aufbringen der Partikel 108, wird die Schicht 104 in einen verformbaren Zustand gebracht und verformt, sodass die Partikel auf der Oberfläche 116 wenigstens teilweise in die Schicht 104 eindringen, einsinken und/oder von dem Matrixmaterial 114 umgeben werden. Wenigstens ein Teil der aufgebrachten Partikel 108 wird von dem Matrixmaterial 114 umformt bzw. umgeben.
Das in einen verformbaren Zustand bringen und Verformen 208 der Schicht 104 erfolgt mittels eines Einbringens eines Lösungsmittels in das Matrixmaterial 114 und/oder einem Erwärmen des Matrixmaterials 114. Die Partikel sind beim Aufbringen 204 auf die Schicht in dem Lösungsmittel gelöst. Alternativ oder zusätzlich wird das Lösungsmittel nach dem Aufbringen 204 der Partikel auf die Schicht 104 auf der Oberfläche 116 aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich ist das Verformen ein thermisches Erweichen oder Schmelzen des Matrixmaterials 114 der Schicht. Die Schicht 104 wird dazu mittels einer Temperaturänderung des Substrats 102 und/oder der Oberfläche 116 der Schicht verformt, beispielsweise einem Erwärmen, beispielsweise mittels einer Laser-, einer Blitzlicht- oder einer Plasmabestrahlung.
Die Partikel 108, die auf die Schicht 104 aufgebracht werden, sind Partikel einer ersten Art. In einer Weiterbildung weist die Schicht 104 vor dem Aufbringen 204 der Partikel 108 der ersten Art eingebettet in dem Matrixmaterial 114 Partikel 406 einer zweiten Art auf, beispielsweise in 4 veranschaulicht. Mit anderen Worten: die Schicht 104 wird derart ausgebildet, dass die Schicht 104 vor dem Aufbringen 204 der Partikel 108 auf die Oberfläche 116 bereits Partikel 406 verteilt in dem Matrixmaterial 114 aufweist. Die Schicht 104 wird derart verformt, dass wenigstens ein Teil der Partikel 108 der ersten Art zwischen den Partikeln 406 der zweiten Art verteilt oder angeordnet von dem Matrixmaterial 114 umgeben wird. Die Partikel 406 der zweiten Art und die Partikel 108 der ersten Art weisen gleiche Eigenschaften auf, sind beispielsweise identisch. Alternativ oder zusätzlich unterscheiden sich die Partikel 406 der zweiten Art in wenigstens einer Eigenschaft von den Partikeln 108 der ersten Art, beispielsweise im Material und/oder dem mittleren Durchmesser der Partikel.
Das Verformen 206 des Matrixmaterials 114 während und/oder nach dem Aufbringen 204 der Partikel 108 auf die Schicht 104 ermöglicht es, dass in der Schicht ein Partikelgradient realisiert werden kann. Dies ermöglicht es, einen Brechungsindexgradienten in der Schicht 104 auszubilden, beispielsweise indem die Lösungsmittelmenge und/oder Temperaturänderung derart eingestellt wird, dass die aufgebrachten Partikel 108 sich nicht homogen in der Schicht 104 verteilen können, beispielsweise in dem Schichtquerschnitt. Mit anderen Worten: Die Schicht 104 wird derart verformt, dass ein Gradient in der Anzahldichte der Partikel 108 in der Schicht 104 bezüglich der Anzahldichte der Partikel 108 an der Oberfläche 116 der Schicht 104 ausgebildet wird. Beispielsweise sind die Partikel 108 derart bezüglich des Matrixmaterials 114 ausgebildet, dass dadurch ein Brechungsindexgradient in der Schicht 104 ausgebildet wird.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Verfahren ferner ein Verfestigen der Schicht auf, nachdem wenigstens ein Teil der aufgebrachten Partikel 108 von dem Matrixmaterial 114 umgeben ist. Eine organische funktionelle Schichtenstruktur 312, wie ausführlicher in 3 beschrieben wird, wird auf oder über der Schicht 104 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich wird die Schicht 104 auf oder über einer organischen funktionellen Schichtenstruktur 312 ausgebildet oder verteilt oder angeordnet. Die organische funktionelle Schichtenstruktur wird mit einer fotolumineszierenden und/oder einer elektrolumineszierenden Schicht ausgebildet, und die Schicht 104 im Strahlengang der fotolumineszierenden und/oder der elektrolumineszierenden Schicht verteilt oder angeordnet.
Aufgebrachte Partikel 108, die nicht wenigstens teilweise von dem Matrixmaterial 114 umgeben werden, können vor oder nach dem Verfestigen der verformten Schicht 104 von der Schicht 104 entfernt werden, beispielsweise abgespült werden, beispielsweise mittels eines orthogonalen Lösungsmittels oder einem inerten Gas.
Alternativ können die Partikel 108, die nicht von dem Matrixmaterial 114 wenigstens teilweise umgeben werden, auf der Oberfläche 116 verbleiben. Diese Partikel 108 können beispielsweise in anschließenden Prozessschritten von einem weiteren Matrixmaterial 114 umgeben werden. Dies ermöglicht beispielsweise einen stetigen optischen Übergang von elektrisch unterschiedlichen Schichten, beispielsweise Schichten unterschiedlicher Leitfähigkeit.
3 veranschaulicht eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines organischen optoelektronischen Bauelementes 300. Die nachfolgend beschriebenen Strukturen und Schichten können als Teil des Substrats 102 für die nachfolgend auf dem Substrat 102 ausgebildete Schicht 104 wirken bzw. bereitstehen. Mit anderen Worten: Wenigstens ein Teil des organischen optoelektronischen Bauelements 300 entspricht weitgehend dem in 1 gezeigten Substrat 102.
Das organische optoelektronische Bauelement 300 weist ein hermetisch dichtes Substrat 330, einen aktiven Bereich 306 und eine Verkapselungsstruktur 328 auf.
Das hermetisch dichte Substrat 330 weist einen Träger 302 und eine Barriereschicht 304 auf. Das hermetisch dichte Substrat 330 trägt den elektrisch aktiven Bereich 306 und schützt diesen vor einem Eindringen eines für den elektrisch aktiven Bereich 306 schädlichen Stoffs, beispielsweise Sauerstoff und/oder Wasserdampf.
Der elektrisch aktive Bereich 306 weist eine erste Elektrode 310, eine organische funktionelle Schichtenstruktur 312 und eine zweiten Elektrode 314 auf. Der aktive Bereich 306 ist ein elektrisch aktiver Bereich 306 und/oder ein optisch aktiver Bereich 306. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich des organischen optoelektronischen Bauelements 110, in dem elektrischer Strom zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements 110 fließt und/oder in dem elektromagnetische Strahlung erzeugt und/oder absorbiert wird.
Die Verkapselungsstruktur 328 kann eine zweite Barrieredünnschicht 308, eine Verbindungsschicht 322 und eine Abdeckung 324 aufweisen. Die Verkapselungsstruktur 328 umgibt den elektrisch aktiven Bereich 306 und schützt diesen vor einem Eindringen eines für den elektrisch aktiven Bereich 306 schädlichen Stoffs, beispielsweise Sauerstoff und/oder Wasserdampf.
Der Träger 302 weist Glas, Quarz und/oder ein Halbleitermaterial auf oder ist daraus gebildet. Alternativ oder zusätzlich weist der Träger eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien auf oder ist daraus gebildet. Der Kunststoff ist ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN). Alternativ oder zusätzlich weist der Träger 302 ein Metall auf oder ist daraus gebildet, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Eisen, beispielsweise eine Metallverbindung, beispielsweise Stahl.
Der Träger 302 kann als Wellenleiter für die elektromagnetische Strahlung ausgebildet sein, beispielsweise transparent oder transluzent sein hinsichtlich der emittierten elektromagnetischen Strahlung.
Die Barriereschicht 304 ist auf oder über dem Träger 302 verteilt oder angeordnet auf der Seite des aktiven Bereichs 306 und/oder der dem aktiven Bereich 306 abgewandten Seite.
Die Barriereschicht 304 weist eines der nachfolgenden Materialien auf oder ist daraus gebildet: 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 Barriereschicht 304 wird mittels eines der folgenden Verfahren ausgebildet: ein Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD)), beispielsweise ein plasmaunterstütztes Atomlagenabscheideverfahren (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.
Die Barriereschicht 304 weist eine Schichtdicke von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm auf, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung.
Die Barriereschicht 304 ist optional, wenn der Träger 302 bereits hermetisch dicht ist, beispielsweise ein Glas, ein Metall oder ein Metalloxid aufweist oder daraus gebildet ist.
Die erste Elektrode 310 ist als Anode oder als Kathode ausgebildet. Die erste Elektrode 310 ist auf oder über dem Träger 302 und/oder der Barriereschicht ausgebildet.
Die erste Elektrode 310 weist eines der folgenden elektrisch leitfähigen Material auf oder ist daraus gebildet: 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 310 kann aus einem Metall sein oder ein Metall aufweisend eines der folgenden Materialien oder daraus gebildet sein: Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Materialien, beispielsweise Mo/Al/Mo; Cr/Al/Cr; Ag/Mg, Al. Alternativ oder zusätzlich weist die erste Elektrode 310 ein transparentes leitfähiges Oxid eines der folgenden Materialien auf: 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 aus der Gruppe der TCOs und können für die erste Elektrode 310 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 310 weist eine Schicht oder einen Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Materials oder unterschiedlicher Materialien auf. In einer Weiterbildung ist die erste Elektrode 310 gebildet 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 weist eine Schichtdicke auf in einem Bereich von 10 nm bis 500 nm, beispielsweise von 25 nm bis 250 nm, beispielsweise von 50 nm bis 100 nm.
Die erste Elektrode 310 ist mit einem ersten elektrischen Anschluss verbunden, an den ein erstes elektrisches Potential anlegbar ist. Das erste elektrische Potential wird von einer Bauelement-externen Energiequelle bereitgestellt, beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle. Alternativ wird das erste elektrische Potential an einen elektrisch leitfähigen Träger 302 angelegt und der ersten Elektrode 310 durch den Träger 302 mittelbar elektrisch zugeführt. Das erste elektrische Potential ist beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential.
Die organisch funktionelle Schichtenstruktur 312 ist auf oder über der ersten Elektrode 310 ausgebildet und elektrisch zwischen der ersten Elektrode 310 und der zweiten Elektrode 314 verteilt oder angeordnet.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 kann ein, zwei oder mehr funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten und eine, zwei oder mehr Zwischenschichtstruktur(en) zwischen den Schichtenstruktur-Einheiten aufweisen. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 kann beispielsweise eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 316, eine Zwischenschichtstruktur 318 und eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 320 aufweisen.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 weist eine oder mehrere organische funktionelle Schichtenstrukturen auf, beispielsweise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, oder sogar mehr, beispielsweise 15 oder mehr, beispielsweise 70, die jeweils gleich oder unterschiedlich ausgebildet sind.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 weist eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht auf. Die Schichten der organischen funktionellen Schichtenstruktur 312 sind zwischen den Elektroden 310, 314 derart verteilt oder angeordnet, dass im Betrieb elektrische Ladungsträger von der ersten Elektrode 310 durch die organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 312 hindurch in die zweite Elektrode 314 fließen können, und umgekehrt; beispielsweise in der nachfolgend beschriebenen Reihenfolge.
In der organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 312 ist eine oder mehrere der genannten Schichten vorgesehen, wobei gleiche Schichten einen körperlichen Kontakt aufweisen können, nur elektrisch miteinander verbunden sein können oder sogar elektrisch voneinander isoliert ausgebildet sein können, beispielsweise nebeneinander ausgebildet sein können. Einzelne Schichten der genannten Schichten können optional sein.
Die Lochinjektionsschicht weist eines oder mehrere der folgenden Materialien auf oder ist daraus gebildet: 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-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/oder N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin.
Die Lochinjektionsschicht weist eine Schichtdicke auf 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.
Die Lochtransportschicht weist eines oder mehrere der folgenden Materialien auf oder ist daraus gebildet: 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 weist eine Schichtdicke auf 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.
Eine Emitterschicht weist organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules”) oder eine Kombination dieser Materialien auf oder ist daraus gebildet. Die Emitterschicht weist einen elektrolumineszierenden oder fotolumineszierenden Stoff auf, beispielsweise einen fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Farbstoff. Das organische optoelektronische Bauelement 300 weist in einer Emitterschicht eines oder mehrere der folgenden Materialien auf oder ist daraus gebildet: 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.
Die Emitterschicht weist einfarbig oder verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien auf. Alternativ weist die Emitterschicht mehrere Teilschichten auf, die Licht unterschiedlicher Farbe emittieren. Mittels eines Mischens der verschiedenen Farben kann eine Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ ist auch vorgesehen, im Strahlengang der durch diese Schichten erzeugten Primäremission einen Leuchtstoff (Konvertermaterial) anzuordnen, der 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 Emitterschicht weist eine Schichtdicke auf 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 Elektronentransportschicht weist eines oder mehrere der folgenden Materialien auf oder ist daraus gebildet: 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 Stoffe basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
Die Elektronentransportschicht weist eine Schichtdicke auf 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 Elektroneninjektionsschicht weist eines oder mehrere der folgenden Materialien auf oder ist daraus gebildet: 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; Phenyldipyrenylphosphine oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffe basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
Die Elektroneninjektionsschicht weist eine Schichtdicke auf 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 Schichtenstrukturen kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit über oder neben der ersten funktionellen Schichtenstruktur-Einheit ausgebildet sein. Elektrisch zwischen den organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten ist eine Zwischenschichtstruktur ausgebildet.
Die Zwischenschichtstruktur ist als eine Zwischenelektrode ausgebildet, beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 310. Die Zwischenelektrode kann mit einer externen Spannungsquelle elektrisch verbunden sein. Die externe Spannungsquelle stellt an der Zwischenelektrode ein drittes elektrisches Potential bereit. Alternativ weist die Zwischenelektrode jedoch keinen externen elektrischen Anschluss auf, sondern ein schwebendes elektrisches Potential.
Alternativ ist die Zwischenschichtstruktur als eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur (charge generation layer, CGL) ausgebildet. Eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur weist eine oder mehrere elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht(en) und eine oder mehrere lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht(en) auf. Die elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht(en) und die lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht(en) können jeweils aus einem intrinsisch leitenden Stoff oder einem Dotierstoff in einer Matrix gebildet sein. Die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur sollte hinsichtlich der Energieniveaus der elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht(en) und der lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht(en) derart ausgebildet sein, dass an der Grenzfläche einer elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht mit einer lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schicht ein Trennung von Elektron und Loch erfolgen weist. Die Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur weist ferner zwischen benachbarten Schichten eine Diffusionsbarriere auf.
Das organische optoelektronische Bauelement 300 weist optional weitere organische funktionelle Schichten auf, beispielsweise verteilt oder 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 die Schicht 104 sein, die als interne oder externe Einkoppel-/Auskoppelstruktur ausgebildet ist, die die Funktionalität und damit die Effizienz des organischen optoelektronischen Bauelements 300 weiter verbessern.
Die zweite Elektrode 314 ist gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 310 ausgebildet, wobei die erste Elektrode 310 und die zweite Elektrode 314 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die zweite Elektrode 314 ist als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode, ausgebildet oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die zweite Elektrode 314 weist einen zweiten elektrischen Anschluss auf, an den ein zweites elektrisches Potential anlegbar ist. Das zweite elektrische Potential wird von der gleichen oder einer anderen Energiequelle bereitgestellt wie das erste elektrische Potential und/oder das optionale dritte elektrische Potential. Das zweite elektrische Potential ist unterschiedlich zu dem ersten elektrischen Potential und/oder dem optionalen dritten elektrischen Potential. Das zweite elektrische Potential weist beispielsweise einen Wert auf 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 Verkapselungsstruktur 328 ist hermetisch dicht bezüglich einer Diffusion von Wasser und/oder Sauerstoff durch die Verkapselungsstruktur 328 in den optisch aktiven Bereich 306 ausgebildet. In einer Weiterbildung weist die Verkapselungsstruktur 328 die Schicht 104 auf bzw. wird mit der Schicht 104 ausgebildet.
Die Barrieredünnschicht 308 ist gemäß einer der Ausgestaltungen der oben beschriebenen Barriereschicht 304 ausgebildet.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in Ausführungsbeispielen auch ganz auf eine Barrieredünnschicht 308 verzichtet sein kann. In solch einer Ausgestaltung weist die Verkapselungsstruktur 328 eine weitere Barriere auf, wodurch eine Barrieredünnschicht 308 optional wird, beispielsweise die Abdeckung 324, beispielsweise eine Kavitätsglasverkapselung oder metallische Verkapselung.
Ferner sind zusätzlich noch eine oder mehrere Ein-/Auskoppelschichten in dem organischen optoelektronischen Bauelement 300 ausgebildet, beispielsweise eine externe Auskoppelfolie auf oder über dem Träger 302 (nicht dargestellt) oder eine interne Auskoppelschicht (nicht dargestellt) im Schichtenquerschnitt des organischen optoelektronischen Bauelementes 300. Die Ein-/Auskoppelschicht weist eine Matrix und darin verteilt Streuzentren bezüglich der elektromagnetischen Strahlung auf, wobei der mittlere Brechungsindex der Ein-/Auskoppelschicht größer oder kleiner ist als der mittlere Brechungsindex der Schicht, aus der die elektromagnetische Strahlung bereitgestellt wird. Ferner können zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten (beispielsweise kombiniert mit der zweiten Barrieredünnschicht 308) in dem organischen optoelektronischen Bauelement 300 vorgesehen sein.
Die Verkapselungsstruktur weist ferner eine Abdeckung 324 und/oder eine Verbindungsschicht 322 auf. In einer Weiterbildung ist die Abdeckung 324 mittels der Verbindungsschicht 322 mit dem aktiven Bereich 306, dem Substrat 330 und/oder der Barrieredünnschicht 308 verbunden. Die Verbindungsschicht 322 ist optional, beispielsweise falls die Abdeckung 324 direkt auf der zweiten Barrieredünnschicht 308 ausgebildet wird, beispielsweise eine Abdeckung 324 aus Glas, die mittels Plasmaspritzens ausgebildet wird.
Die Verbindungsschicht 322 ist aus einem Klebstoff oder einem Lack gebildet. In einer Weiterbildung weist eine Verbindungsschicht 322 aus einem transparenten Material Partikel auf, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel. Dadurch wirkt die Verbindungsschicht 322 als Streuschicht, was zu einer Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führt. 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 Verbindungsschicht 322 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 Verbindungsschicht 322 weist eine Schichtdicke von größer als 1 μm auf, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren μm.
In einer Weiterbildung ist zwischen der zweiten Elektrode 314 und der Verbindungsschicht 322 noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) ausgebildet, 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.
Ferner kann das organische optoelektronische Bauelement 300 eine sogenannte Getter-Schicht oder Getter-Struktur aufweisen, beispielsweise eine lateral strukturierte Getter-Schicht (nicht dargestellt). Die Getter-Schicht weist ein Material auf oder ist daraus gebildet, das Stoffe, die schädlich für den elektrisch aktiven Bereich sind, absorbiert und bindet, beispielsweise Wasserdampf und/oder Sauerstoff. Eine Getter-Schicht weist beispielsweise ein Zeolith-Derivat auf oder ist daraus gebildet. Die Getter-Schicht weist eine Schichtdicke von größer als ungefähr 1 μm auf, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren μm.
Auf oder über der Verbindungsschicht 322 ist die Abdeckung 324 ausgebildet oder verteilt oder angeordnet. Die Abdeckung 324 wird mittels der Verbindungsschicht 322 mit dem elektrisch aktiven Bereich 306 verbunden und schützt diesen vor schädlichen Stoffen. Die Abdeckung 324 ist beispielsweise eine Glasabdeckung 324, eine Metallfolienabdeckung 324 oder eine abgedichtete Kunststofffolien-Abdeckung 324. Die Glasabdeckung 324 ist 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 300 verbunden.
In einer Weiterbildung ist eine Flächenlichtquelle als eine organische Leuchtdiode ausgebildet. Bei einer organisch optoelektronischen Baugruppe mit zwei oder mehreren Flächenlichtquellen sind organische Leuchtdioden, die als Flächenlichtquellen ausgebildet sind, auch als OLED-Segmente bezeichnet, beispielsweise als Pixel oder als Sub-Pixel.
4A–C zeigen eine schematisch Schritte der Herstellung eines organischen optoelektronischen Bauelementes, die beispielsweise weitgehend dem oben gezeigten Ausführungsbeispiel entsprichen.
Mittels eines Beschichters 106, beispielsweise in Form einer Dispensiereinheit, wird eine Lösung mit Partikeln 108 (auch bezeichnet als Partikel 108 der ersten Art) auf die Oberfläche 116 der Schicht 104 auf dem Substrat 102 abgeschieden, veranschaulicht in 4A. Die Lösung weist ein Lösungsmittel für das Matrixmaterial 114 der Schicht 104 auf, so dass das Matrixmaterial 114 der Schicht von dem Lösungsmittel angelöst wird. Dadurch diffundiert wenigstens ein Teil der Partikel 108 der Lösung in die Schicht 104 ein, veranschaulicht in 4B. In der Schicht 104 können vor dem Abscheiden der Partikel 108 (4A) bereits Partikel 406 einer zweiten Art vorgesehen bzw. verteilt oder angeordnet sein. Die Partikel 406 der zweiten Art können gleich oder unterschiedlich zu den aufgebrachten und eindiffundierten Partikeln 108 der ersten Art sein. Beispielsweise können die Partikel 108 der ersten Art in die Zwischenräume zwischen den Partikeln 406 der zweiten Art eindiffundieren. Dadurch kann mittels des Lösungsmittels und Lösungsmittelgradientens der Schicht ein Gradient in der Anzahldichte an Partikeln (auch bezeichnet als Partikelgradient) in der Schicht realisiert werden, beispielsweise veranschaulicht in 4C mit dem Bezugszeichen 404.
Die Schicht 104 weist eine körperliche Grenzfläche mit dem Substrat 102 auf, wobei die Grenzfläche der Oberfläche 116 in einem Abstand gegenüberliegt. Die Grenzfläche weist Partikel 406 der zweiten Art auf und ist frei von Partikeln 108 der ersten Art. Dadurch wird beispielsweise eine Schicht 104 ausgebildet, deren Oberfläche 116 und Grenzfläche unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen, beispielsweise unterschiedliche Reflektivitäten in Abhängigkeit von der Einfallsseite auf die Schicht 104. Alternativ ist die Grenzfläche frei von Partikeln der ersten Art und der zweiten Art.
Bei einer Schicht 104, die als eine Streuschicht ausgebildet wird, ist eine ideale Gradientenschicht 402 an der Grenzfläche derart ausgebildet, dass deren intrinsischer Brechungsindex dem Material des Trägers 302 bei einem Bottom-Emitter oder der Abdeckung 324 bei einem Top-Emitter entspricht, beispielsweise dem Brechungsindex von Glas. Dies kann mittels geeigneter Polymere für das Matrixmaterial 114 der Schicht 104 erreicht werden kann, beispielsweise einem Epoxid oder Acrylat. Mittels des Einbringens der Partikel 108 in die Schicht 104 hat der Brechungsindexgradient 402 auf Substratseite einen dem Substrat 102 entsprechenden Brechungsindex, beispielsweise ungefähr 1,5. An der Oberfläche 116 der Schicht 104, auf der beispielsweise weitergehend die organisch funktionelle Schichtenstruktur 312 bzw. eine transparente Elektrode 310, 314, beispielsweise ITO, prozessiert wird, weist die Schicht 104 mittels der Partikel 108 einen Brechungsindex 404 von ungefähr 1,8 auf.
Die Partikel 108 der ersten Art weisen einen mittleren Durchmesser d50 in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 50 μm auf, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 250 nm bis ungefähr 350 nm. Beispielsweise können Partikel 108 der ersten Art, die als Leuchtstoff-Partikel ausgebildet sind, einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 20 μm bis ungefähr 30 μm auf. Hingegen können Partikel 108 der ersten Art, die als Streuzentren für sichtbares Licht ausgebildet sind, einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 230 nm bis ungefähr 350 nm aufweisen.
In einer Weiterbildung der Schicht 104 weisen die Partikel 406 der zweiten Art einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 1 μm auf, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 700 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 350 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 250 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm.
In einer Weiterbildung der Schicht 104 weisen die Partikel 406 der zweiten Art bezüglich der Partikel 108 der ersten Art ein gleiches Material und/oder einen gleichen mittleren Durchmesser auf. Die Partikel 406 der zweiten Art können sich jedoch in wenigstens einer optischen, elektrischen, mechanischen und/oder chemischen funktionalen Eigenschaft von den Partikeln 108 der ersten Art unterscheiden, beispielsweise im Wellenlängenbereich der optischen funktionalen Eigenschaft und/oder der Intensität der optischen funktionalen Eigenschaft.
In einer Weiterbildung wird die Schicht 104 derart ausgebildet, dass die Partikel 406 der zweiten Art als eine Diffusionsbarriere für die Partikel 108 der ersten Art beim Verformen 206 des Matrixmaterials 114 wirken. Die Diffusionsbarrierewirkung kann beispielsweise eingestellt werden mittels des Verhältnisses des mittleren Durchmessers der Partikel 108 der ersten Art zu dem mittleren Durchmesser der Partikel 406 der zweiten Art, der Anzahldichte der Partikel 406 der zweiten Art in der Schicht 104 und/oder dem Volumenanteil der Partikel 406 der zweiten Art in der Schicht 104.
In einer Weiterbildung der Schicht 104 weisen die Partikel 108 der ersten Art und/oder die Partikel 406 der zweiten Art jeweils einen Brechungsindex in einem Bereich von ungefähr 1,5 bis ungefähr 4,0 auf, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1,7 bis ungefähr 3,9; beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 2,3 bis ungefähr 3,1; beispielsweise porös. In einer Weiterbildung ist der Betragsunterschied des Brechungsindexes der Partikel 406 der zweiten Art zum Brechungsindex der Partikel 108 der ersten Art bezüglich wenigstens einer Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung größer als 0,05; beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,05 bis ungefähr 2,5; beispielsweise in einem Bereich von 0,05 bis 1. Die Partikel 406, 108 weisen dabei jeweils einen Brechungsindexunterschied zu dem Matrixmaterial 114 von wenigstens ungefähr 0,05 auf; beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,05 bis ungefähr 2,5. Mittels der unterschiedlichen Brechungsindizes wird beispielsweise ein Gradient des Brechungsindex von der Oberfläche 116 in der Schicht 104 ausgebildet.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art amorph oder kristallin und/oder Nanopartikel sein.
In einer Weiterbildung der Schicht 104 ist das Verhältnis des mittleren Durchmessers der Partikel 406 der zweiten Art zu dem mittleren Durchmesser der Partikel 108 der ersten Art in einem Bereich von ungefähr 2·10^–4 bis ungefähr 1, oder umgekehrt. Beispielsweise weisen die Partikel 406 der zweiten Art einen kleineren mittleren Durchmesser auf als die Partikel 108 der ersten Art, wodurch die Rauheit der Oberfläche 116 der Schicht 104 mit eingebetteten Partikeln 108 der ersten Art reduziert werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist das Verhältnis des mittleren Durchmessers der Partikel 406 der zweiten Art zu dem mittleren Durchmesser die Partikel 108 der ersten Art derart eingerichtet, dass die Packungsdichte an Partikeln der ersten Art und/oder zweiten Art in dem Matrixmaterials 114 in einem Bereich von 50% bis 100% ist.
In einer Weiterbildung der Schicht 104 sind die Partikel 108 der ersten Art derart ausgebildet, dass sie den Hohl- bzw. Zwischenraumraum zwischen den Partikeln 406 der zweiten Art auffüllen, beispielsweise bei einer Art Kugelpackung der Partikel 406 der zweiten Art. Dadurch kann beispielsweise die Dichte an Partikeln in der Schicht 104 in der Nähe der Oberfläche 116 erhöht werden. Dadurch kann beispielsweise die Rauheit der Oberfläche 116 reduziert werden, indem das Matrixmaterial 114 weniger Hohlraumvolumen zwischen den Partikeln 406 der zweiten Art aufzufüllen hat, und somit mittels des Matrixmaterials 114 eine glattere Oberfläche 116 der Schicht ausgebildet werden kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art einen Farbstoff aufweisen oder ein solcher sein. Als Farbstoff wird eine chemische Verbindung oder ein Pigment verstanden, die/das andere Stoffe oder Stoffgemische färbt, d. h. das äußere Erscheinungsbild der Schicht 104 verändert. Als organische Farbstoffe können für die Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art Farbstoffe der folgenden Stoffklassen und Derivate von Farbstoffen verwendet werden: Acridin, Acridon, Anthrachino, Anthracen, Cyanin, Dansyl, Squaryllium, Spiropyrane, Boron-dipyrromethane (BODIPY), Perylene, Pyrene, Naphtalene, Flavine, Pyrrole, Porphrine und deren Metallkomplexe, Diarylmethan, Triarylmethan, Nitro, Nitroso, Phthalocyanin und deren Metallkomplexe, Quinone, Azo, Indophenol, Oxazine, Oxazone, Thiazine, Thiazole, Xanthene, Fluorene, Flurone, Pyronine, Rhodamine, Coumarine, Metallocene. Alternativ oder zusätzlich können die Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art einen der folgenden anorganischen Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: aus der Gruppe der anorganischen Farbstoffklassen, anorganischen Farbstoff-Derivate oder anorganischen Farbstoffpigmente: Übergangsmetalle, Seltenerdmetall-Oxide, Sulfide, Cyanide, Eisenoxide, Zirkonsilikate, Bismutvanadat, Chromoxide. Alternativ oder zusätzlich können die Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art Nanopartikel aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kohlenstoff, beispielsweise Ruß; Gold, Silber, Platin.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art einen Leuchtstoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Leuchtstoffe sind Stoffe, die zu einem Konvertieren der Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung geeignet sind. Mit anderen Worten: ein Leuchtstoff wandelt verlustbehaftet elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge in elektromagnetische Strahlung anderer Wellenlänge um, beispielsweise längerer Wellenlänge (Stokes-Verschiebung) oder kürzerer Wellenlänge (Anti-Stokes-Verschiebung), beispielsweise mittels Phosphoreszenz oder Fluoreszenz. Das Bilden von elektromagnetischer Strahlung einer zweiten Wellenlänge aus elektromagnetischer Strahlung einer ersten Wellenlänge wird Wellenlängenkonversion genannt. Wellenlängenkonversion wird in verschiedenen Ausführungsbeispielen optoelektronischer Bauelemente für die Farbumwandlung verwendet, beispielsweise zur Vereinfachung der Erzeugung von weißem Licht. Dabei wird beispielsweise ein blaues Licht in ein gelbes Licht konvertiert. Die Farbmischung aus blauem Licht und gelbem Licht kann ein weißes Licht bilden. Ein Leuchtstoff kann beispielsweise zur Wellenlängenkonversion einer elektromagnetischen Strahlung im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung verteilt oder angeordnet sein. Der Leuchtstoff kann dazu im körperlichen Kontakt mit der Strahlungsquelle, beispielsweise einem optoelektronischen Bauelement stehen, d. h. sich eine gemeinsame Grenzfläche teilen, oder als Fernphospor (remote phosphor) eingerichtet sein. Die Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art können einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Granate, Nitride, Silikate, Oxide, Phosphate, Borate, Oxynitride, Sulfide, Selenide, Aluminate, Wolframate, und Halide von Aluminium, Silizium, Magnesium, Calcium, Barium, Strontium, Zink, Cadmium, Mangan, Indium, Wolfram und anderen Übergangsmetallen, oder Seltenerdmetallen wie Yttrium, Gadolinium oder Lanthan, die mit einem Aktivator, wie zum Beispiel Kupfer, Silber, Aluminium, Mangan, Zink, Zinn, Blei, Cer, Terbium, Titan, Antimon oder Europium dotiert sind.
Beispielsweise kann ein Leuchtstoff ein oxidischer oder ein (oxi-)nitridischer Leuchtstoff sein, beispielsweise ein Granat, Orthosilikat, Nitrido(alumo)silikat, Nitrid oder Nitridoorthosilikat, oder ein Halogenid oder Halophosphat. Konkrete Beispiele für geeignete Leuchtstoffe sind Strontiumchloroapatit:Eu ((Sr, Ca)₅(PO₄)₃Cl:Eu; SCAP), Yttrium-Aluminium-Granat:Cer (YAG:Ce) oder CaAlSiN₃:Eu. Ferner können im Leuchtstoff bzw. Leuchtstoffgemisch beispielsweise Partikel mit lichtstreuenden Eigenschaften und/oder Hilfsstoffe enthalten sein. Beispiele für Hilfsstoffe schließen Tenside und organische Lösungsmittel ein. Beispiele für Licht streuende Partikel sind Gold-, Silber- und Metalloxidpartikel.
Die Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art können einen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein, der die Transmission von ultravioletter (UV) und/oder infraroter (IR) elektromagnetischer Strahlung reduziert. Die geringere UV- bzw. IR-Transmission kann beispielsweise mittels einer höheren Absorption und/oder Reflektion und/oder Streuung von UV- bzw. IR-Strahlung realisiert sein. Die Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art können einen der folgenden Stoffe, ein Stoffgemisch oder eine stöchiometrische Verbindung aufweisen oder daraus gebildet sein: TiO₂, CeO₂, Bi₂O₃, ZnO, ZrO₂, SnO₂, einen Leuchtstoff, UV- bzw. IR-absorbierende Glaspartikel und/oder geeignete UV- bzw. IR-absorbierende metallische Nanopartikel, wobei der Leuchtstoff, die Glaspartikel und/oder die Nanopartikel eine Absorption von elektromagnetischer Strahlung im UV-Bereich bzw. IR-Bereich auf. Die Partikel der ersten Art und der zweiten Art weisen keine oder eine nur geringe Löslichkeit in dem verformbaren Matrixmaterial 114 und/oder dem Lösungsmittel auf und/oder reagieren mit diesem nicht oder nur schlecht. Beispielsweise weist das Material der Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art ein Material auf oder ist daraus gebildet, das einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist als die Erweichungstemperatur des Matrixmaterials 114.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die nicht-streuenden Hochindexpartikel zu keiner bzw. nur zu einer geringen Streuung im sichtbaren Wellenlängenbereich einer elektromagnetischen Strahlung führen, beispielsweise in Form von Nanopartikeln, die eine Korngröße kleiner ungefähr 50 nm aufweisen, beispielsweis aus TiO₂, CeO₂, ZnO oder Bi₂O₃.
Die Partikel der ersten und/oder zweiten Art weisen eine gewölbte Oberfläche 116 auf, beispielsweise ähnlich oder gleich einer optischen Linse. Zusätzlich oder alternativ können die Partikel ganz oder teilweise eine der folgenden geometrischen Formen aufweisen oder derart ausgebildet sein: sphärisch oder asphärisch beispielsweise prismatisch, ellipsoid, hohl, kompakt, plättchen- oder stäbchenförmig. Alternativ sind die Partikel der ersten Art und/oder zweiten Art in Form von Nanopartikeln als Agglomerate von Atomen und/oder Molekülen ausgebildet.
Weiterhin können die Partikel 108 der ersten Art und/oder die Partikel 406 der zweiten Art ein Material aufweisen oder daraus gebildet sein derart, dass sie in dem Matrixmaterial 114 eine elektrochrome, elektrotrope, thermochrome und/oder fotochrome Eigenschaft aufweisen. Mittels einer oder mehrerer dieser Eigenschaften der Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art weist die Schicht 104 ein Verändern der Farbe, der Opakheit, der Transluzenz, der Transmission, der Absorption und/oder der Reflektivität für eine oder mehrere Wellenlängen, Wellenlängenbereiche und/oder Polarisationen der auf die Schicht 104 einfallenden elektromagnetischen Strahlung auf. Die Partikel mit der elektrochromen, elektrotropen, thermochromen und/oder fotochromen Eigenschaft sollten jedoch derart ausgebildet sein, dass diese Partikel bei der Temperatur, bei der sie in des Matrixmaterials 114 verteilt werden, im Wesentlichen ihre Form beibehalten und/oder in der Schicht 104 noch als Partikel vorhanden sind, das heißt in dem Matrixmaterial 114 als Partikel beständig sind. Eine elektrochrome Eigenschaft ist beispielsweise bei Partikeln der ersten Art und/oder der zweiten Art vorhanden, die beispielsweise ein Übergangsmetalloxid, beispielsweise Wolframoxid (WO₃), aufweisen oder daraus gebildet sind. Bei Partikeln mit einer thermochromen Eigenschaft wird die Schicht 104 bei einem Ändern der Temperatur der Schicht 104 beispielsweise selbsttönend. Beispielsweise kann sich die Reflektivität und/oder Transparenz in Abhängigkeit von der Temperatur ändern. Eine thermochrome Eigenschaft kann beispielsweise bei Partikeln der ersten Art und/oder der zweiten Art vorhanden sein, die beispielsweise Zinkoxid, Indium(III)oxid, Blei(II)oxid, Nickelsulfat, Titandioxid, beispielsweise als Rutil; Chrom(III)oxid:Aluminim(III)oxid, und/oder eine Mineralform, Mischung oder Legierung mit thermochromen Eigenschaften von einem der in der Beschreibung genannten Materialen der Partikel aufweisen oder daraus gebildet sind.
In einer Weiterbildung sind der thermische Ausdehnungskoeffizient der Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art und der thermische Ausdehnungskoeffizient des Matrixmaterials 114 aneinander angepasst, beispielsweise durch eine geeignete Materialauswahl, beispielsweise innerhalb eines Bereiches von ungefähr 50%, beispielsweise innerhalb eines Bereiches von ungefähr 40%, beispielsweise innerhalb eines Bereiches von ungefähr 30%, beispielsweise innerhalb eines Bereiches von ungefähr 20%, beispielsweise innerhalb eines Bereiches von ungefähr 10%, beispielsweise ungefähr gleich bezüglich des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Matrixmaterials 114. Beispielsweise können die Partikel der ersten und/oder der zweiten Art ein Glas sein, das heißt amorph ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung der Schicht 104 können die Partikel der ersten Art und/oder der zweiten Art in der Schicht 104 im Wesentlichen homogen verteilt sein. Die im Wesentlichen homogene Verteilung bezieht sich dabei auf den Teil der Schicht 104 bis auf die Oberfläche 116 der Schicht 104, beispielsweise indem die Partikel 406 der zweiten Art identisch zu den Partikeln 108 der ersten Art sind.
In einer Weiterbildung der Schicht 104 können die Partikel 108 der ersten Art und/oder der zweiten Art in der Schicht 104 im Wesentlichen an der Oberfläche 116 verteilt sein. Dadurch kann beispielsweise eine Schicht 104 mit hoher mechanischer Bruchrate ausgebildet werden.
In einer Weiterbildung werden die Partikel der ersten und/oder der zweiten Art in der Schicht 104 als eine Lage mit einer Dicke von ungefähr 0,1 μm bis ungefähr 100 μm ausgebildet. In einer Weiterbildung können die Partikel der ersten und/oder zweiten Art der Schicht 104 in mehreren Lagen übereinander in dem Matrixmaterial 114 verteilt oder angeordnet bzw. ausgebildet werden, wobei die einzelnen Lagen unterschiedlich ausgebildet sein können.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Beispielsweise kann das Verfahren ein Aufbringen von weiteren Partikeln, während und/oder nachdem die Schicht in einen verformbaren Zustand gebracht wurde, vorsehen. Mit anderen Worten: Die Schicht 104 weist in dem Matrixmaterial 114 wenigstens eine weitere Art Partikel auf, wobei die weitere Art Partikel sich in wenigstens einer optischen, elektrischen, chemischen und/oder mechanischen funktionalen Eigenschaft von den Partikeln 108 der ersten Art und der zweiten Art unterscheidet, beispielsweise einen andern Brechungsindex aufweist, oder ein Leuchtstoff ist.
In einer Weiterbildung wird die Schicht 104 mit einer oder mehreren Lagen an Partikeln der ersten Art und/oder der zweiten Art ausgebildet. In den Lagen können die Partikel beispielsweise in unterschiedlichen Volumenkonzentrationen in dem Matrixmaterial 114 verteilt oder angeordnet sein.

Claims

Verfahren (200) zum Herstellen eines organischen optoelektronischen Bauelementes (300), das Verfahren (200) aufweisend die folgenden Schritte in der Reihenfolge: • Ausbilden (202) einer Schicht (104) mit einem Matrixmaterial (114) auf oder über einem Substrat (102), wobei die Schicht (104) eine Oberfläche (116) aufweist; • Aufbringen (204) von Partikeln (108) auf die Oberfläche (116) der Schicht (104); und • Verformen (206) der Schicht (104) während und/oder nach dem Aufbringen (204) der Partikel (108) derart, dass wenigstens ein Teil der Partikel (108) von dem Matrixmaterial (114) umgeben wird; wobei das Verformen (206) ein Eindiffundieren eines Lösungsmittels für das Matrixmaterial (114) in die Schicht (104) aufweist.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, wobei das organische optoelektronische Bauelement (300) als eine Flächenlichtquelle, vorzugsweise eine organische Leuchtdiode, eine Solarzelle und/oder als ein Fotodetektor ausgebildet wird.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Partikel (108) derart ausgebildet sind, dass sie einen Brechungsindex aufweisen, der unterschiedlich zu dem Brechungsindex des Matrixmaterials (114) ist.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Partikel (108) derart ausgebildet sind, dass sie in der Schicht (104) streuend für sichtbares Licht sind.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Partikel (108) derart ausgebildet sind, dass sie in der Schicht (104) nicht-streuend für sichtbares Licht sind, vorzugsweise als Nanopartikel.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Partikel (108) beim Aufbringen (204) auf die Schicht (104) in dem Lösungsmittel gelöst sind und/oder das Lösungsmittel nach dem Aufbringen (204) der Partikel (108) auf die Schicht (104) auf der Oberfläche (116) aufgebracht wird.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verformen (206) ein thermisches Erweichen oder Schmelzen des Matrixmaterials (114) der Schicht (104) aufweist.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 7, wobei die Schicht (104) mittels einer Temperaturänderung des Substrats (102) und/oder der Oberfläche (116) der Schicht (104) verformt wird, vorzugsweise einem Erwärmen, vorzugsweise mittels einer Laser-, einer Blitzlicht- oder einer Plasmabestrahlung.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Partikel (108), die auf die Schicht (104) aufgebracht werden, Partikel einer ersten Art sind, und die Schicht (104) vor dem Aufbringen der Partikel (108) der ersten Art eingebettet in dem Matrixmaterial (114) Partikel (406) einer zweiten Art aufweist.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 9, wobei die Schicht (104) derart verformt wird, dass wenigstens ein Teil der Partikel (108) der ersten Art zwischen den Partikeln (406) der zweiten Art verteilt oder angeordnet von dem Matrixmaterial (114) umgeben wird.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Partikel (406) der zweiten Art und die Partikel (108) der ersten Art gleiche Eigenschaften aufweisen, vorzugsweise identisch sind; und/oder wobei die Partikel (406) der zweiten Art sich in wenigstens einer Eigenschaft von den Partikeln (108) der ersten Art unterscheiden, vorzugsweise im Material und/oder im Durchmesser.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Schicht (104) derart verformt wird, dass ein Gradient (404) in der Anzahldichte der Partikel (108) in der Schicht (104) bezüglich der Anzahldichte der Partikel (108) an der Oberfläche (116) der Schicht (104) ausgebildet wird.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend: ein Verfestigen der Schicht (104), nachdem wenigstens ein Teil der aufgebrachten Partikel (108) von dem Matrixmaterial (114) umgeben ist; und ein Ausbilden einer organischen funktionellen Schichtenstruktur (312) auf oder über der Schicht (104); und/oder ein Aufbringen der Schicht (104) auf oder über einer organischen funktionellen Schichtenstruktur (312); wobei die organische funktionelle Schichtenstruktur (312) mit einer fotolumineszierenden und/oder einer elektrolumineszierenden Schicht ausgebildet wird, und die Schicht (104) im Strahlengang der fotolumineszierenden und/oder der elektrolumineszierenden Schicht verteilt oder angeordnet wird.