DE102015112681A1 - Organic optoelectronic component and method for producing an organic optoelectronic component - Google Patents
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Abstract
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein organisches optoelektronisches Bauelement (1) bereitgestellt. Das organische optoelektronische Bauelement (1) weist auf ein Substrat, das mindestens eine erste Elektrode (20) aufweist, eine dielektrische Isolatorschichtstruktur, die auf dem Substrat angeordnet ist und die in direktem körperlichen Kontakt mit der ersten Elektrode (20) ist, eine dielektrische Barriereschicht (40), die direkt auf der Isolatorschichtstruktur und zumindest teilweise direkt auf der ersten Elektrode (20) ausgebildet ist und die laterale Seitenflächen der Isolatorschichtstruktur bedeckt, eine organische funktionelle Schichtenstruktur (22), die über der ersten Elektrode (20) und auf der dielektrischen Barriereschicht (40) ausgebildet ist, und eine zweite Elektrode (23), die über der organischen funktionellen Schichtenstruktur (22) ausgebildet ist.In various embodiments, an organic optoelectronic device (1) is provided. The organic optoelectronic component (1) has a dielectric barrier layer on a substrate having at least a first electrode (20), a dielectric insulator layer structure disposed on the substrate and in direct physical contact with the first electrode (20) (40) formed directly on the insulator layer structure and at least partially directly on the first electrode (20) and covering the lateral side surfaces of the insulator layer structure, an organic functional layer structure (22) overlying the first electrode (20) and on the dielectric Barrier layer (40) is formed, and a second electrode (23) which is formed over the organic functional layer structure (22).
Description
Die Erfindung betrifft ein organisches optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines organischen optoelektronischen Bauelements. The invention relates to an organic optoelectronic component and to a method for producing an organic optoelectronic component.
Optoelektronische Bauelemente auf organischer Basis, sogenannte organische optoelektronische Bauelemente, finden zunehmend verbreitete Anwendung. Beispielsweise halten organische Leuchtdioden (organic light emitting diode – OLED) zunehmend Einzug in die Allgemeinbeleuchtung, beispielsweise als Flächenlichtquellen. Organic-based optoelectronic components, so-called organic optoelectronic components, are increasingly being used. For example, organic light-emitting diodes (organic light-emitting diode (OLED) are increasingly being used in general lighting, for example as area light sources.
Ein organisches optoelektronisches Bauelement, beispielsweise eine OLED, kann eine Anode und eine Kathode und dazwischen ein organisches funktionelles Schichtensystem aufweisen. Das organische funktionelle Schichtensystem kann aufweisen eine oder mehrere Emitterschichten, in denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („charge generating layer“, CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie eine oder mehrere Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als Lochtransportschichten („hole transport layer“ – HTL), und eine oder mehrere Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschichten („electron transport layer“ – ETL), um den Stromfluss zu richten. Die einzelnen Schichten können lateral strukturiert sein. An organic optoelectronic component, for example an OLED, may comprise an anode and a cathode and, between them, an organic functional layer system. The organic functional layer system may comprise one or more emitter layers in which electromagnetic radiation is generated, a charge carrier pair generation layer structure each consisting of two or more charge generating layers (CGL) for charge carrier pair generation, and one or more Electron block layers, also referred to as hole transport layers (HTL), and one or more hole block layers, also referred to as electron transport layers (ETLs), for directing the flow of current. The individual layers can be laterally structured.
Um bei einer großflächigen OLED über die gesamte Fläche eine gleichmäßige und hohe Effizienz zu erreichen, ist eine gleichmäßige Stromverteilung über die entsprechende Fläche der OLED erforderlich. Dünne transparente Elektroden sind häufig bezüglich ihrer elektrischen Leitfähigkeit limitiert und weisen dann für großflächige Anwendungen eine unzureichende Stromleitfähigkeit auf, was im Betrieb der OLED beispielsweise zu einer lateral ungleichmäßigen Leuchtdichte und dadurch bedingt zu einem lateral ungleichmäßigen Leuchtbild führen kann. Um dies zu vermeiden, werden dünne metallische Sammelschienen (Busbars) auf den entsprechenden Elektroden ausgebildet. Diese Busbars sind hochleitfähige Zuleitungsstrukturen und erhöhen die Stromtragfähigkeit im Vergleich zur Verwendung einer entsprechenden Elektrode ohne Busbars. Die Busbars tragen so zu einer ausreichenden Stromverteilung über die gesamte Fläche der OLED bei, was zu einer gleichmäßigen Leuchtdichte und damit zu einem gleichmäßigen Leuchtbild beitragen kann. In order to achieve uniform and high efficiency over the entire area of a large-area OLED, a uniform current distribution over the corresponding area of the OLED is required. Thin transparent electrodes are often limited in their electrical conductivity and then have an insufficient current conductivity for large-area applications, which may, for example, lead to a laterally uneven luminance during operation of the OLED and thus to a laterally uneven illumination image. To avoid this, thin metallic busbars are formed on the respective electrodes. These busbars are highly conductive lead structures and increase current carrying capacity compared to using a corresponding electrode without busbars. The busbars thus contribute to a sufficient current distribution over the entire surface of the OLED, which can contribute to a uniform luminance and thus to a uniform illumination.
Die Busbars können beispielsweise mittels Sputterns oder in einem PVD-Verfahren und einem oder mehreren anschließenden Lithographieprozessen ausgebildet werden. Die Busbars können Metallschichtstrukturen, wie beispielsweise alternierende Schichten von Cr-Al-Cr oder Mo-Al-Mo, oder Einzelschichten, beispielsweise aus Kupfer, aufweisen oder davon gebildet sein. Diese Strukturen werden mit einem organischen Isolator, insbesondere einen Resist, beispielsweise mit Kunstharz, überzogen, um eine Ladungsträgerinjektion von der entsprechenden Elektrode in die organischen funktionellen Schichten ausschließlich durch die entsprechende Elektrode zu ermöglichen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass durch den Fertigungsprozess bedingt Zersetzungsprodukte des organischen Isolators aus in für die Abstrahleigenschaften der OLED wichtige Bereiche, insbesondere in die organischen funktionellen Schichten, eindringen können, wodurch die Lebensdauer der OLED verringert werden kann und/oder eine Leuchtflächeneinengung und/oder ein Pixelschrumpfen erfolgen kann, bei dem die Leuchtfläche der OLED im Laufe der Zeit vom Rand her nach innen dunkler wird. The busbars can be formed, for example, by sputtering or in a PVD method and one or more subsequent lithography processes. The busbars may include or be formed of metal layer structures, such as alternating layers of Cr-Al-Cr or Mo-Al-Mo, or single layers, for example of copper. These structures are coated with an organic insulator, in particular a resist, for example with synthetic resin, in order to allow a charge carrier injection from the corresponding electrode into the organic functional layers exclusively through the corresponding electrode. However, this has the disadvantage that due to the manufacturing process decomposition products of the organic insulator can penetrate into areas which are important for the emission properties of the OLED, in particular into the organic functional layers, whereby the lifetime of the OLED can be reduced and / or a luminous area constriction and / or or a pixel shrinkage can take place, in which the luminous area of the OLED darkens inwardly from the edge over time.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein organisches optoelektronisches Bauelement bereitzustellen, das eine gleichmäßige Leuchtdichteverteilung und ein gleichmäßiges Leuchtbild über seine optisch aktive Fläche hat und das eine lange Lebensdauer hat. An object of the invention is to provide an organic optoelectronic component which has a uniform luminance distribution and a uniform luminous image over its optically active surface and which has a long life.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines organischen optoelektronischen Bauelements bereitzustellen, das einfach und/oder kostengünstig durchführbar ist und/oder das dazu beiträgt, dass das organische optoelektronische Bauelement im Betrieb eine gleichmäßige Leuchtdichteverteilung und ein gleichmäßiges Leuchtbild über seine optisch aktive Fläche hat und eine lange Lebensdauer hat. An object of the invention is to provide a method for producing an organic optoelectronic component which is simple and / or inexpensive to carry out and / or which contributes to the fact that the organic optoelectronic component has a uniform luminance distribution and a uniform luminous image via its optically active Surface and has a long life.
Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch ein organisches optoelektronisches Bauelement, mit einem Substrat, das mindestens eine erste Elektrode aufweist, einer dielektrischen Isolatorschichtstruktur, die auf dem Substrat angeordnet ist und die in direktem körperlichen Kontakt mit der ersten Elektrode ist, einer dielektrischen Barriereschicht, die direkt auf der Isolatorschichtstruktur und zumindest teilweise direkt auf der ersten Elektrode ausgebildet ist und die laterale Seitenflächen der Isolatorschichtstruktur bedeckt, einer organischen funktionellen Schichtenstruktur, die über der ersten Elektrode und auf der dielektrischen Barriereschicht ausgebildet ist, und einer zweiten Elektrode, die über der organischen funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet ist. The object is achieved in accordance with an aspect of the invention by an organic optoelectronic component having a substrate which has at least one first electrode, a dielectric insulator layer structure which is arranged on the substrate and which is in direct physical contact with the first electrode, a dielectric A barrier layer formed directly on the insulator layer structure and at least partially directly on the first electrode and covering the lateral side surfaces of the insulator layer structure, an organic functional layer structure formed over the first electrode and on the dielectric barrier layer, and a second electrode over the organic functional layer structure is formed.
Somit können die dielektrische Barriereschicht und das Substrat in Zusammenwirken die Isolatorschichtstruktur vollständig umschließen und/oder einbetten, zumindest im Bereich der organischen funktionellen Schichtenstruktur. Durch die flächige Überformung der Isolatorschichtstruktur wird eine Entweichung von Zerlegungsprodukten des Materials der Isolatorschichtstruktur während der Herstellung des organischen optoelektronischen Bauelements und während des Betriebs des organischen optoelektronischen Bauelements reduziert und/oder verhindert. Insbesondere werden Entweichungen von Zerlegungsprodukten des Materials der Isolatorschichtstruktur, die aufgrund einer, beispielsweise für eine transparente erste Elektrode, optimierte Prozessführung entstanden sind, verringert und/oder verhindert. Dies trägt dazu bei, dass beispielsweise bei einer OLED eine Leuchtdichte über die aktive Fläche und ein Leuchtbild gleichmäßig sind und dass eine Leuchtfeldeinengung verringert und/oder verhindert wird. Dies trägt dazu bei, dass eine Lebensdauer der des organischen optoelektronischen Bauelements besonders hoch ist. Thus, in cooperation, the dielectric barrier layer and the substrate may completely enclose and / or embed the insulator layer structure, at least in the region of the organic functional layer structure. By the Flat overmolding of the insulator layer structure reduces and / or prevents leakage of decomposition products of the material of the insulator layer structure during production of the organic optoelectronic component and during operation of the organic optoelectronic component. In particular, leakages of decomposition products of the material of the insulator layer structure which have arisen due to an optimized process control, for example for a transparent first electrode, are reduced and / or prevented. This contributes to the fact that, for example, in the case of an OLED, a luminance over the active area and a luminous image are uniform and that a narrowing of the luminous field is reduced and / or prevented. This contributes to a particularly high lifetime of the organic optoelectronic component.
Zusätzlich kann eine Robustheit des organischen optoelektronischen Bauelements erhöht werden, da auf dem Substrat vorhandene Partikel von der dielektrischen Barriereschicht umschlossen werden können und dann weniger oder gar nicht mehr schädlich sind, wodurch eine Ausbeute bei der Herstellung des organischen optoelektronischen Bauelements erhöht werden kann. In addition, a robustness of the organic optoelectronic component can be increased because particles present on the substrate can be enclosed by the dielectric barrier layer and then less or no longer harmful, whereby a yield in the production of the organic optoelectronic component can be increased.
Das Material, das die Isolatorschichtstruktur aufweist oder von dem die Isolatorschichtstruktur gebildet ist, kann beispielsweise ein organisches Material sein, insbesondere ein organischer Resist, insbesondere Kunstharz. Das Material der dielektrischen Barriereschicht ist elektrisch isolierend ausgebildet. Die dielektrische Barriereschicht kann jedoch derart dünn ausgebildet sein, dass ihre elektrische Funktion, insbesondere ihre elektrisch isolierende Funktion nicht oder zumindest näherungsweise nicht gegeben ist. Insbesondere kann die dielektrische Barriereschicht derart dünn ausgebildet sein, dass zumindest theoretisch Ladungsträger ungehindert oder zumindest nahezu ungehindert durch sie hindurchtunneln können. Die dielektrische Barriereschicht dient somit im Wesentlichen zum Verhindern des Ausgasens von Zersetzungsstoffen aus der Isolatorschichtstruktur und nicht zum elektrischen Isolieren der Isolatorschichtstruktur. The material having the insulator layer structure or of which the insulator layer structure is formed may be, for example, an organic material, in particular, an organic resist, in particular, a synthetic resin. The material of the dielectric barrier layer is formed electrically insulating. However, the dielectric barrier layer may be formed so thin that its electrical function, in particular its electrically insulating function is not or at least approximately not given. In particular, the dielectric barrier layer may be formed so thin that at least theoretically charge carriers can tunnel through them unhindered or at least almost unhindered. The dielectric barrier layer thus essentially serves to prevent the outgassing of decomposition substances from the insulator layer structure and not to electrically isolate the insulator layer structure.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Substrat einen ersten Kontaktabschnitt auf, der elektrisch mit der zweiten Elektrode gekoppelt ist und der zum elektrischen Kontaktieren der zweiten Elektrode dient. Die dielektrische Isolatorschichtstruktur weist eine erste Isolierungsbarriere auf, die die erste Elektrode von dem ersten Kontaktabschnitt elektrisch isoliert. Die dielektrische Barriereschicht ist direkt auf der ersten Isolierungsbarriere ausgebildet und bedeckt laterale Seitenflächen der ersten Isolierungsbarriere. Somit ist die erste Isolierungsbarriere von dem Substrat und der dielektrischen Barriereschicht vollständig umschlossen, zumindest im Bereich der organischen funktionellen Schichtenstruktur. Dies trägt dazu bei, zu verhindern, dass Zersetzungsstoffe des Materials der ersten Isolierungsbarriere ausgasen und in die darüber und/oder daneben liegende organische funktionelle Schichtenstruktur eindringen. According to a development, the substrate has a first contact section, which is electrically coupled to the second electrode and which serves for electrically contacting the second electrode. The dielectric insulator layer structure has a first isolation barrier electrically insulating the first electrode from the first contact portion. The dielectric barrier layer is formed directly on the first isolation barrier and covers lateral side surfaces of the first isolation barrier. Thus, the first isolation barrier is completely enclosed by the substrate and the dielectric barrier layer, at least in the region of the organic functional layer structure. This helps to prevent decomposition materials of the material from outgassing the first isolation barrier and penetrating into the overlying and / or adjacent organic functional layer structure.
Optional kann der erste Kontaktabschnitt ganz oder teilweise von der dielektrischen Barriereschicht bedeckt sein. Über dem ersten Kontaktabschnitt ist gegebenenfalls die dielektrische Barriereschicht derart dünn ausgebildet, dass bei einem elektrischen Kontaktieren des ersten Kontaktabschnitts über die dielektrische Barriereschicht Ladungsträger von dem ersten Kontaktabschnitt durch die dielektrische Barriereschicht hin zu dem entsprechenden elektrischen Kontakt tunneln können. Das Bedecken des ersten Kontaktabschnitts mit der dielektrischen Barriereschicht kann dazu beitragen, eine Oxidation des ersten Kontaktabschnitts zu verringern oder zu verhindern. Optionally, the first contact portion may be completely or partially covered by the dielectric barrier layer. If appropriate, the dielectric barrier layer is formed so thinly over the first contact section that, when the first contact section is electrically contacted via the dielectric barrier layer, charge carriers can tunnel from the first contact section through the dielectric barrier layer to the corresponding electrical contact. Covering the first contact portion with the dielectric barrier layer may help to reduce or prevent oxidation of the first contact portion.
Das Material, das die erste Isolierungsbarriere aufweist oder von dem die erste Isolierungsbarriere gebildet ist, kann beispielsweise ein organisches Material sein, insbesondere ein organischer Resist, insbesondere Kunstharz. Das Material der ersten Isolierungsbarriere ist elektrisch isolierend ausgebildet. The material having the first isolation barrier or of which the first isolation barrier is formed may, for example, be an organic material, in particular an organic resist, in particular synthetic resin. The material of the first insulation barrier is designed to be electrically insulating.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Substrat eine Stromverteilungsstruktur auf, die direkt auf der ersten Elektrode ausgebildet ist. Die dielektrische Isolatorschichtstruktur weist Isolatorschichten auf, die direkt auf der Stromverteilungsstruktur ausgebildet sind und die laterale Seitenflächen der Stromverteilungsstruktur bedecken. Die dielektrische Barriereschicht ist direkt auf den Isolatorschichten ausgebildet und bedeckt laterale Seitenflächen der Isolatorschichten. Die Stromverteilungsstruktur dient dazu, Ladungsträger gleichmäßig über die gesamte Fläche der ersten Elektrode zu verteilen. Das Material der Stromverteilungsstruktur weist eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf. Die Isolatorschichten dienen dazu, zu verhindern, dass Ladungsträger direkt von der Stromverteilungsstruktur in die organische funktionelle Schichtenstruktur eindringen ohne die erste Elektrode zu durchwandern. Die Stromverteilungsstruktur kann eine oder mehrere Stromsammelschienen und/oder Busbars aufweisen, die jeweils von einer der Isolatorschichten bedeckt sind. Somit ist die Stromverteilungsstruktur von den Isolatorschichten bedeckt und die Isolatorschichten sind von der ersten Elektrode und von der dielektrischen Barriereschicht vollständig umschlossen, zumindest im Bereich der organischen funktionellen Schichtenstruktur. Dies trägt dazu bei, zu verhindern, dass Zersetzungsstoffe des Materials der Isolatorschichten ausgasen und in die darüber und/oder daneben liegende organische funktionelle Schichtenstruktur eindringen. According to a development, the substrate has a current distribution structure which is formed directly on the first electrode. The dielectric insulator layer structure has insulator layers formed directly on the current distributing structure and covering the lateral side surfaces of the power distribution structure. The dielectric barrier layer is formed directly on the insulator layers and covers lateral side surfaces of the insulator layers. The current distribution structure serves to distribute charge carriers uniformly over the entire area of the first electrode. The material of the power distribution structure has a high electrical conductivity. The insulator layers serve to prevent charge carriers from penetrating directly from the current distribution structure into the organic functional layer structure without passing through the first electrode. The power distribution structure may include one or more busbars and / or busbars each covered by one of the insulator layers. Thus, the current distribution structure is covered by the insulator layers and the insulator layers are completely enclosed by the first electrode and by the dielectric barrier layer, at least in the region of the organic functional layer structure. This helps to prevent decomposition materials of the material of the insulator layers from outgassing and penetrating into the overlying and / or adjacent organic functional layer structure.
Das Material, das die Isolatorschichten aufweisen oder von dem die Isolatorschichten gebildet sind, kann beispielsweise ein organisches Material sein, insbesondere ein organischer Resist, insbesondere Kunstharz. Das Material der Isolatorschichten ist elektrisch isolierend ausgebildet. The material having the insulator layers or of which the insulator layers are formed may be, for example, an organic material, in particular an organic resist, in particular synthetic resin. The material of the insulator layers is formed electrically insulating.
Die dielektrische Barriereschicht, die die Isolatorschichten bedeckt, kann derart dünn ausgebildet sein, dass sie keinerlei elektrische Funktion hat, insbesondere nicht elektrisch isolierend wirkt, und dass zumindest theoretisch Ladungsträger durch die dielektrische Barriereschicht hindurch tunneln können. Die dielektrische Barriereschicht hat somit im Wesentlichen die Wirkung, zu verhindern, dass Zersetzungsstoffe des Materials der Isolatorschichten in die umliegende organische funktionelle Schichtenstruktur eindringen können. The dielectric barrier layer that covers the insulator layers may be made so thin that it has no electrical function, in particular does not have an electrically insulating effect, and that at least theoretically charge carriers can tunnel through the dielectric barrier layer. The dielectric barrier layer thus has, in essence, the effect of preventing decomposition substances of the material of the insulator layers from penetrating into the surrounding organic functional layer structure.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Substrat einen zweiten Kontaktabschnitt auf, der elektrisch mit der ersten Elektrode gekoppelt ist und der zum elektrischen Kontaktieren der ersten Elektrode dient. Zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt und der organischen funktionellen Schichtenstruktur und/oder der zweiten Elektrode kann eine zweite Isolierungsbarriere ausgebildet sein. Die zweite Isolierungsbarriere kann von der dielektrischen Barriereschicht bedeckt sein, wodurch ein Ausgasen von Zersetzungsstoffen von der zweiten Isolierungsbarriere verhindert und/oder verringert werden kann. According to a development, the substrate has a second contact section, which is electrically coupled to the first electrode and which serves for electrically contacting the first electrode. A second isolation barrier may be formed between the second contact section and the organic functional layer structure and / or the second electrode. The second isolation barrier may be covered by the dielectric barrier layer, whereby outgassing of decomposition substances from the second isolation barrier may be prevented and / or reduced.
Optional kann der zweite Kontaktabschnitt ganz oder teilweise von der dielektrischen Barriereschicht bedeckt sein. Über dem zweiten Kontaktabschnitt ist gegebenenfalls die dielektrische Barriereschicht derart dünn ausgebildet, dass bei einem elektrischen Kontaktieren des zweiten Kontaktabschnitts über die dielektrische Barriereschicht Ladungsträger von dem zweiten Kontaktabschnitt durch die dielektrische Barriereschicht hin zu dem entsprechenden elektrischen Kontakt tunneln können. Das Bedecken des zweiten Kontaktabschnitts mit der dielektrischen Barriereschicht kann dazu beitragen, eine Oxidation des zweiten Kontaktabschnitts zu verringern oder zu verhindern. Optionally, the second contact portion may be completely or partially covered by the dielectric barrier layer. If appropriate, the dielectric barrier layer is formed so thinly over the second contact section that, when the second contact section is electrically contacted via the dielectric barrier layer, charge carriers can tunnel from the second contact section through the dielectric barrier layer to the corresponding electrical contact. Covering the second contact portion with the dielectric barrier layer may help to reduce or prevent oxidation of the second contact portion.
Das Material, das die zweite Isolierungsbarriere aufweist oder von dem die zweite Isolierungsbarriere gebildet ist, kann beispielsweise ein organisches Material sein, insbesondere ein organischer Resist, insbesondere Kunstharz. Das Material der zweiten Isolierungsbarriere ist elektrisch isolierend ausgebildet. The material having the second isolation barrier or of which the second isolation barrier is formed may be, for example, an organic material, in particular an organic resist, in particular synthetic resin. The material of the second isolation barrier is designed to be electrically insulating.
Gemäß einer Weiterbildung ist die dielektrische Barriereschicht über der gesamten ersten Elektrode ausgebildet. Über der ersten Elektrode ist die dielektrische Barriereschicht derart dünn ausgebildet, dass im Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements über die dielektrische Barriereschicht Ladungsträger von der ersten Elektrode durch die dielektrische Barriereschicht hin zu der organischen funktionellen Schichtenstruktur oder in die entgegengesetzte Richtung tunneln können. Das Bedecken der ersten Elektrode mit der dielektrischen Barriereschicht kann dazu beitragen, dass das Ausbilden der dielektrischen Barriereschicht besonders einfach ist, da die dielektrische Barriereschicht nur wenig oder gar nicht strukturiert werden muss. According to a development, the dielectric barrier layer is formed over the entire first electrode. Over the first electrode, the dielectric barrier layer is so thin that, during operation of the organic optoelectronic component, charge carriers can tunnel from the first electrode through the dielectric barrier layer to the organic functional layer structure or in the opposite direction via the dielectric barrier layer. Covering the first electrode with the dielectric barrier layer may help to make the formation of the dielectric barrier layer particularly easy since the dielectric barrier layer may have little or no patterning.
Gemäß einer Weiterbildung ist die dielektrische Barriereschicht über dem gesamten Substrat ausgebildet. Das Substrat weist die erste Elektrode und optional den ersten und/oder den zweiten Kontaktabschnitt und/oder gegebenenfalls die erste und/oder zweite Isolierungsbarriere und/oder gegebenenfalls die Stromverteilungsstruktur und die Isolatorschichten auf. In anderen Worten kann das Substrat als die Grundlage verstanden werden, auf der die organische funktionelle Schichtenstruktur ausgebildet wird. Die erste Elektrode, die Kontaktabschnitte die Isolatorschichten und/oder die Isolierungsbarrieren können jeweils über und/oder auf einem Träger ausgebildet sein. Alternativ dazu kann die erste Elektrode selbst als Träger dienen. Das Bedecken des Substrats mit der dielektrischen Barriereschicht kann dazu beitragen, dass das Ausbilden der dielektrischen Barriereschicht besonders einfach ist, da die dielektrische Barriereschicht einfach vollflächig ausgebildet wird und nicht strukturiert werden muss. According to a development, the dielectric barrier layer is formed over the entire substrate. The substrate has the first electrode and optionally the first and / or the second contact section and / or optionally the first and / or second insulation barrier and / or optionally the current distribution structure and the insulator layers. In other words, the substrate may be understood as the basis on which the organic functional layer structure is formed. The first electrode, the contact portions, the insulator layers and / or the isolation barriers may each be formed above and / or on a carrier. Alternatively, the first electrode itself may serve as a carrier. Covering the substrate with the dielectric barrier layer may help to make the formation of the dielectric barrier layer particularly easy because the dielectric barrier layer is easily formed over the entire area and does not need to be patterned.
Gemäß einer Weiterbildung weist die dielektrische Barriereschicht eine Dicke auf von 0,1 nm bis 20 nm, beispielsweise von 1 nm bis 10 nm, beispielsweise von 2 nm bis 7 nm. Dies trägt dazu bei, dass die dielektrische Barriereschicht keine oder zumindest nur eine vernachlässigbare elektrische Funktion hat. Dies ermöglicht, die dielektrische Barriereschicht vollflächig über der ersten Elektrode und/oder vollflächig über dem Substrat auszubilden. According to a development, the dielectric barrier layer has a thickness of from 0.1 nm to 20 nm, for example from 1 nm to 10 nm, for example from 2 nm to 7 nm. This contributes to the fact that the dielectric barrier layer has no or at least only a negligible one has electrical function. This makes it possible to form the dielectric barrier layer over the entire surface over the first electrode and / or over the entire surface over the substrate.
Gemäß einer Weiterbildung weist die dielektrische Barriereschicht Al2O3, TiO2, ZrOx, ZnOx, HfOx und/oder Alucone, Titanocone oder eine selbstausrichtende Monoschicht (Self Assembling Mono layer – SAM) auf oder ist daraus gebildet. According to a refinement 2, the dielectric barrier layer Al O 3, TiO 2, ZrO x, ZnO x, HfO x and / or Alucone, Titanocone or a self-aligning monolayer (self-assembling monolayer - SAM) or is formed therefrom.
Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines organischen optoelektronischen Bauelements. Bei dem Verfahren wird das Substrat, das zumindest die erste Elektrode aufweist, ausgebildet. Die dielektrische Isolatorschichtstruktur wird auf dem Substrat in direktem körperlichen Kontakt mit der ersten Elektrode ausgebildet. Die dielektrische Barriereschicht wird direkt auf der Isolatorschichtstruktur und zumindest teilweise direkt auf der ersten Elektrode so ausgebildet wird, dass sie laterale Seitenflächen der Isolatorschichtstruktur bedeckt. Die organische funktionelle Schichtenstruktur wird über der ersten Elektrode und auf der dielektrischen Barriereschicht ausgebildet. Die zweite Elektrode wird über der organischen funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet. The object is achieved according to a further aspect of the invention by a method for producing an organic optoelectronic component. In the method, the substrate having at least the first electrode is formed. The dielectric insulator layer structure is formed on the substrate in direct physical contact with the first electrode. The dielectric barrier layer is formed directly on the insulator layer structure and at least partially directly on the first electrode so as to have lateral side surfaces of the insulator layer structure covered. The organic functional layer structure is formed over the first electrode and on the dielectric barrier layer. The second electrode is formed over the organic functional layer structure.
Die im Vorhergehenden genannten Weiterbildungen und/oder Vorteile des organischen optoelektronischen Bauelements können ohne weiteres auf das Verfahren zum Herstellen des organischen optoelektronischen Bauelements übertragen werden. The aforementioned refinements and / or advantages of the organic optoelectronic component can be readily transferred to the method for producing the organic optoelectronic component.
Da die dielektrische Barriereschicht vor dem Aufbringen der organischen funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet wird, kann das Substrat vor dem Aufbringen der dielektrischen Barriereschicht erhitzt werden und/oder die dielektrische Barriereschicht kann bei einer hohen Temperatur ausgebildet werden. Since the dielectric barrier layer is formed prior to the application of the organic functional layer structure, the substrate may be heated prior to the application of the dielectric barrier layer and / or the dielectric barrier layer may be formed at a high temperature.
Gemäß einer Weiterbildung wird das Substrat so ausgebildet, dass es den ersten Kontaktabschnitt aufweist, der elektrisch mit der zweiten Elektrode gekoppelt ist und der zum elektrischen Kontaktieren der zweiten Elektrode dient. Die dielektrische Isolatorschichtstruktur wird so ausgebildet, dass sie die erste Isolierungsbarriere aufweist, die die erste Elektrode von dem ersten Kontaktabschnitt elektrisch isoliert. Die dielektrische Barriereschicht wird direkt auf der ersten Isolierungsbarriere so ausgebildet, dass sie laterale Seitenflächen und eine vertikale Oberfläche der ersten Isolierungsbarriere bedeckt. According to a development, the substrate is formed such that it has the first contact section, which is electrically coupled to the second electrode and which serves for electrically contacting the second electrode. The dielectric insulator layer structure is formed to have the first isolation barrier electrically insulating the first electrode from the first contact portion. The dielectric barrier layer is formed directly on the first isolation barrier so as to cover lateral side surfaces and a vertical surface of the first isolation barrier.
Gemäß einer Weiterbildung wird das Substrat so ausgebildet, dass es die Stromverteilungsstruktur aufweist, die direkt auf der ersten Elektrode ausgebildet ist. die dielektrische Isolatorschichtstruktur wird so ausgebildet, dass sie Isolatorschichten aufweist, die direkt auf der Stromverteilungsstruktur ausgebildet sind und die laterale Seitenflächen der Stromverteilungsstruktur bedecken. Die dielektrische Barriereschicht wird direkt auf den Isolatorschichten so ausgebildet, dass sie laterale Seitenflächen und vertikale Oberflächen der Isolatorschichten bedeckt. According to a development, the substrate is formed so that it has the current distribution structure which is formed directly on the first electrode. the dielectric insulator layer structure is formed to have insulator layers formed directly on the current distributing structure and covering the lateral side surfaces of the power distribution structure. The dielectric barrier layer is formed directly on the insulator layers so as to cover lateral side surfaces and vertical surfaces of the insulator layers.
Gemäß einer Weiterbildung wird die dielektrische Barriereschicht über der gesamten ersten Elektrode ausgebildet. According to a development, the dielectric barrier layer is formed over the entire first electrode.
Gemäß einer Weiterbildung wird die dielektrische Barriereschicht über dem gesamten Substrat ausgebildet. According to a development, the dielectric barrier layer is formed over the entire substrate.
Gemäß einer Weiterbildung wird die dielektrische Barriereschicht in einem ALD-Verfahren, einem MLD-Verfahren, einem MVD-Verfahren oder einem PECVD-Verfahren ausgebildet. According to a development, the dielectric barrier layer is formed in an ALD method, an MLD method, an MVD method or a PECVD method.
Gemäß einer Weiterbildung bleibt die dielektrische Isolatorschichtstruktur nach ihrem Ausbilden für eine vorgegebene Zeitdauer frei bevor die dielektrische Barriereschicht auf ihr ausgebildet wird. Dies bewirkt, dass besonders viele Zersetzungsstoffe noch vor dem Ausbilden der dielektrischen Barriereschicht aus dem Material der Isolatorschichtstruktur ausgasen können. Dies trägt dazu bei, dass eine Wahrscheinlichkeit, dass nach dem Ausbilden der dielektrischen Barriereschicht Zersetzungsstoffe in die organische funktionelle Schichtenstruktur eindringen können, besonders gering ist. Die vorgegebene Zeitdauer kann beispielsweise ca. 2 Stunden betragen. According to a further development, the dielectric insulator layer structure remains free for a predetermined period of time after it has been formed before the dielectric barrier layer is formed on it. This causes a particularly large number of decomposition substances to outgas from the material of the insulator layer structure even before the formation of the dielectric barrier layer. This contributes to the fact that a probability that decomposition substances can penetrate into the organic functional layer structure after the formation of the dielectric barrier layer is particularly low. The predetermined period of time may be, for example, about 2 hours.
Gemäß einer Weiterbildung werden das Substrat und/oder die Isolatorschichtstruktur vor und/oder während dem Aufbringen der dielektrischen Barriereschicht beheizt. Dadurch können das Substrat bzw. die Isolatorschichtstruktur beim Aufbringen der dielektrischen Barriereschicht eine gegenüber der Raumtemperatur deutlich erhöhte Temperatur haben. Dies kann dazu beitragen, dass eine Dichte der dielektrischen Barriereschicht im Vergleich zu einer bei niedrigeren Temperaturen, beispielsweise bei Zimmertemperatur oder weniger, erzeugten dielektrischen Barriereschicht erhöht ist, wodurch die Barrierewirkung gegenüber den Zersetzungsstoffen besonders gut ist. Insbesondere kann so die Temperatur für die Herstellung der dünnen dielektrischen Barriereschicht, beispielsweise aus Al2O3 und/oder hergestellt in einem ALD-Verfahren, beispielsweise mit einer Dicke von 4 nm bis 6 nm, zum Erreichen einer besonders dichten Barriereschicht optimiert werden. Darüber hinaus bewirkt das Erhöhen der Temperatur des Materials der Isolatorschichtstruktur ein verstärktes Ausgasen der Zersetzungsstoffe aus dem Material der Isolatorschichtstruktur vor dem Aufbringen der dielektrischen Barriereschicht. Dies bewirkt, dass zum Zeitpunkt des Aufbringens der dielektrischen Barriereschicht nur noch wenige Zersetzungsstoffe in dem Material der Isolatorschichtstruktur vorhanden sind, wodurch eine Wahrscheinlichkeit, dass die Zersetzungsstoffe die dielektrische Barriereschicht durchdringen, aufgrund deren geringer Anzahl besonders gering ist. According to a development, the substrate and / or the insulator layer structure are heated before and / or during the application of the dielectric barrier layer. As a result, when the dielectric barrier layer is applied, the substrate or the insulator layer structure can have a temperature that is significantly higher than the room temperature. This can contribute to a density of the dielectric barrier layer being increased as compared with a dielectric barrier layer formed at lower temperatures, for example, at room temperature or less, whereby the barrier effect against the decomposition substances is particularly good. In particular, the temperature for the production of the thin dielectric barrier layer, for example of Al 2 O 3 and / or produced in an ALD process, for example with a thickness of 4 nm to 6 nm, can thus be optimized to achieve a particularly dense barrier layer. In addition, increasing the temperature of the material of the insulator layer structure causes increased outgassing of the decomposition materials from the material of the insulator layer structure prior to the application of the dielectric barrier layer. This causes that at the time of applying the dielectric barrier layer, only a few decomposition substances are present in the material of the insulator layer structure, whereby a probability that the decomposers penetrate the dielectric barrier layer, due to their small number is particularly low.
Ferner kann eine Qualität der ersten Elektrode, insbesondere falls sie eine TCO Schicht aufweist oder davon gebildet ist, mittels der erhöhten Temperatur verbessert werden. Eine weitere Verbesserung kann durch Zugabe von Sauerstoff kurz vor dem Aufbringen der dielektrischen Barriereschicht erzielt werden. Furthermore, a quality of the first electrode, in particular if it has a TCO layer or is formed thereof, can be improved by means of the elevated temperature. Further improvement can be achieved by adding oxygen just prior to the application of the dielectric barrier layer.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigen: Show it:
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. 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. In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist. In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of this specification, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. Because components of embodiments may be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is illustrative and is in no way limiting. It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It should be understood that the features of the various embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise. The following detailed description is therefore not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference numerals, as appropriate.
Ein organisches optoelektronisches Bauelement kann ein organisches elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement oder ein organisches elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement sein. Ein organisches elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle sein. Ein organisches elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann ein organisches elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode 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 organische elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als organische Licht emittierende Diode (Organic Light Emitting Diode, OLED) oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. An organic optoelectronic device may be an organic electromagnetic radiation emitting device or an organic electromagnetic radiation absorbing device. An organic electromagnetic radiation absorbing component may for example be a solar cell. An organic electromagnetic radiation emitting device may be an organic electromagnetic radiation emitting semiconductor device and / or be formed as a organic electromagnetic radiation emitting diode or as an organic electromagnetic radiation emitting transistor. The radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light. In this context, the organic electromagnetic radiation emitting device may be formed, for example, as an organic light emitting diode (OLED) or as an organic light emitting transistor.
Auf dem Träger
Die erste Elektrode
Über der ersten Elektrode
Über der organischen funktionellen Schichtenstruktur
Die optoelektronische Schichtenstruktur ist ein elektrisch und/oder optisch aktiver Bereich. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich des organischen optoelektronischen Bauelements
Über der zweiten Elektrode
In der Verkapselungsschicht
Über der Verkapselungsschicht
Über der Haftmittelschicht
Die Isolierungsbarrieren
Das Material, das die Isolatorschichtstruktur und insbesondere die Isolierungsbarrieren
Das Material der dielektrischen Barriereschicht
Die dielektrische Barriereschicht
Die dielektrische Barriereschicht
Die dielektrische Barriereschicht
Beispielsweise ist die dielektrische Barriereschicht
Insbesondere ist die dielektrische Barriereschicht
Insbesondere ist die dielektrische Barriereschicht
Die Stromverteilungsstruktur
Die Stromverteilungsstruktur
Die Isolatorschichten
Optional kann die dielektrische Barriereschicht
Die Stromverteilungsstruktur
Im Querschnitt umschließen die erste Elektrode
Im Querschnitt umschließen die dielektrische Barriereschicht
Beispielsweise weist die dielektrische Barriereschicht AlOX oder TiOX auf oder ist davon gebildet und/oder weist eine Dicke in einem Bereich von beispielsweise 2 nm bis 7 nm auf. For example, the dielectric barrier layer comprises or is formed of AlO x or TiO x and / or has a thickness in a range of, for example, 2 nm to 7 nm.
Die verschiedenen Messkurven beziehen sich auf verschiedene Stromverteilungsstrukturen
Die Messkurven liegen derart nah beieinander, dass sie in dem dargestellten Maßstab nicht voneinander getrennt dargestellt werden können. Aus dem Spannung-Leuchtstärke-Diagramm geht somit hervor, dass die dielektrische Barriereschicht
Die verschiedenen Messkurven beziehen sich auf verschiedene Stromverteilungsstrukturen
Die Messkurven liegen im relevanten Betriebsbereich ab 6 V zumindest teilweise derart nah beieinander, dass sie in dem relevanten Betriebsbereich in dem dargestellten Maßstab nicht voneinander getrennt dargestellt werden können. Aus dem Spannung-Stromdichte-Diagramm geht somit hervor, dass die dielektrische Barriereschicht
Die verschiedenen Messkurven beziehen sich auf verschiedene Stromverteilungsstrukturen
Die Messkurven liegen im relevanten Betriebsbereich zwischen 6 V und 12 V zumindest teilweise derart nah beieinander, dass sie in dem relevanten Betriebsbereich in dem dargestellten Maßstab nicht voneinander getrennt dargestellt werden können. Aus dem Spannung-Leuchteffizienz-Diagramm geht somit hervor, dass die dielektrische Barriereschicht
In einem Schritt S2 wird ein Substrat mit einer ersten Elektrode ausgebildet. Beispielsweise wird das Substrat mit der ersten Elektrode
In einem optionalen Schritt S4 kann eine Stromverteilungsstruktur ausgebildet werden. Beispielsweise kann in dem Schritt S4 die Stromverteilungsstruktur
In einem Schritt S6 wird eine Isolatorschichtstruktur ausgebildet. Beispielsweise wird die im Vorhergehenden erläuterte Isolatorschichtstruktur
In einem Schritt S8 wird eine dielektrische Barriereschicht ausgebildet. Beispielsweise wird die im Vorhergehenden erläuterte dielektrische Barriereschicht
Optional kann nach dem Ausbilden der Isolatorschichtstruktur für eine vorgegebene Zeitdauer verweilt werden, bevor die dielektrische Barriereschicht
In einem Schritt S10 wird eine Organik, insbesondere eine organische funktionelle Schichtenstruktur, ausgebildet. Beispielsweise wird in dem Schritt S10 die organische funktionelle Schichtenstruktur
In einem Schritt S12 wird eine zweite Elektrode ausgebildet. Insbesondere wird die zweite Elektrode
In einem optionalen Schritt S14 kann eine Abdeckung über der zweiten Elektrode ausgebildet oder angeordnet werden. Beispielsweise kann die Abdeckung die Verkapselungsschicht
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann bei allen Ausführungsbeispielen auf eine der Isolierungsbarrieren
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