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WO2016030184A1 - Optoelektronische vorrichtung - Google Patents

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WO2016030184A1
WO2016030184A1 PCT/EP2015/068543 EP2015068543W WO2016030184A1 WO 2016030184 A1 WO2016030184 A1 WO 2016030184A1 EP 2015068543 W EP2015068543 W EP 2015068543W WO 2016030184 A1 WO2016030184 A1 WO 2016030184A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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electrically conductive
electrode
functional organic
optoelectronic device
conductive path
Prior art date
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Application number
PCT/EP2015/068543
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French (fr)
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WO2016030184A9 (de
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Thomas Wehlus
Daniel Riedel
Nina Riegel
Silke SCHARNER
Johannes Rosenberger
Arne FLEISSNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram Oled GmbH
Original Assignee
Osram Oled GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Osram Oled GmbH filed Critical Osram Oled GmbH
Priority to US15/507,221 priority Critical patent/US10217940B2/en
Publication of WO2016030184A1 publication Critical patent/WO2016030184A1/de
Publication of WO2016030184A9 publication Critical patent/WO2016030184A9/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the optoelectronic device is used
  • Device may, for example, one of the following
  • Devices include or by any of the following
  • the optoelectronic device comprises a first electrode, which is made transparent.
  • the first electrode may be an anode or a cathode of the optoelectronic device.
  • the first electrode is formed for example as a thin metal layer or as a layer of a transparent conductive oxide (TCO - Transparent Conductive Oxide) such as ITO or ZnO.
  • TCO - Transparent Conductive Oxide transparent conductive oxide
  • Translucent means here and below that
  • the first electrode is formed in particular flat. That is, the first electrode has a main extension plane and a thickness measured perpendicular to
  • Main extension plane wherein the thickness is small against a length or a width of a top surface of the first electrode, which in the context of manufacturing tolerance parallel to
  • the electrically conductive path has a greater electrical conductance than the first electrode in this
  • the optoelectronic device may comprise two or more, in particular identically formed, electrically conductive paths which are arranged at a distance from each other on the first electrode.
  • the optoelectronic device comprises a functional organic region which comprises at least one active region. During operation of the optoelectronic device, light is generated and / or absorbed in the at least one active region.
  • the at least one active region can thus be in particular one
  • the functional organic region can comprise organic, electrode-conducting and / or organic, hole-conducting materials which can surround the active region at least in places.
  • the electrically conductive path is arranged between the first electrode and the functional organic region and is in direct contact with the first
  • the organic functional region may be at locations where the first electrode is not electrically conductive
  • the electrically conductive path is at its the
  • the electrically conductive path is between the first electrode and the functional organic
  • the electrically conductive path is particularly well protected against negative external influences.
  • the electrically conductive path is particularly well protected against mechanical damage, so that an electrically conductive track can be used which, due to the used
  • the electrically conductive path is a printed structure.
  • the electrically conductive path is by electrically conductive particles
  • an etching process and / or the application of electrically insulating material to the electrically conductive path is necessary.
  • the electrically conductive path of an optoelectronic device described here can therefore be produced without back structuring of a metal layer.
  • by the printing process it is possible to make the electrically conductive sheet sufficiently thick, unlike, for example, an electrically conductive sheet made by vapor deposition.
  • the functional organic region is locally adjacent to the first electrode, and in operation of the optoelectronic device, the current density between the functional organic region and the first
  • Electrode larger than between the electrically conductive path and the functional organic region In other words, current injection into the functional organic region takes place preferably and predominantly through the first electrode and not through the electrically conductive path. In the present case, therefore, little or no current is injected into the functional organic region via the electrically conductive path, but the electrically conductive path serves for this purpose
  • the electrode leads along the first electrode in the absence of an electrically conductive path Voltage drop occurs, which is a decrease of the local electrode
  • an intensity of the light generated during operation can change over the emission surface of the optoelectronic device. Due to the electrically conductive paths (often also called "bus bar”), the voltage drop can be counteracted and a luminance distribution can be made uniform.
  • a charge carrier injection is composed of
  • electrically conductive pathway inhibited or prevented in the functional organic region. That is, means are provided which result in carrier injection from the electrically conductive path into the adjacent one
  • Material of the functional organic region is reduced or prevented.
  • the funds may be
  • the means consists in a targeted selection of the material, for example the metals, with which the electrically conductive path is formed.
  • the charge carrier injection per unit area ie one
  • the charge carrier injection density is smaller at the interface between the electrically conductive path and the functional organic region than at the interface between the first electrode and the functional organic
  • Electrode is an anode or the work function for
  • Charge carrier of the electrically conductive path is larger than the work function of the first electrode and the first electrode is a cathode.
  • the work function for the first electrode is an anode or a cathode
  • Charge carriers from the electrically conductive path in the functional organic region are set such that a charge carrier injection from the electrically conductive path is reduced compared to a charge carrier injection from the first electrode.
  • the first electrode is an anode
  • materials that have a lower work function than that are selected to reduce the work function to form the electrically conductive path are set such that a charge carrier injection from the electrically conductive path is reduced compared to a charge carrier injection from the first electrode.
  • the electrically conductive path is formed with a material selected from the alkali metal compounds. That is, the electrically conductive sheet contains or consists of an alkali metal compound.
  • Alkali metal compound LiAg in question Alkali metal compound LiAg in question.
  • the electrically conductive path comprises a dopant, wherein the dopant is configured to supply an unlike dopant present in the adjacent functional organic region
  • the electrically conductive path is adjacent to a p-doped region of the functional one
  • the material with which the electrically conductive path is formed for example the metal ink which is used for the generating ink jet printing, is then loaded with an n-doped material.
  • a dopant to be used as dopant in the electrically conductive path which is used in the functional organic region on the side of the active area opposite the electrically conductive path.
  • optoelectronic device can increase.
  • An optoelectronic device described here can therefore also be characterized by increased ESD resistance.
  • Materials for forming the electrically conductive path and introducing dopants are combined in the electrically conductive path to the carrier injection in the boundary region between the electrically conductive path and
  • FIG. 1A shows by way of a schematic
  • the carrier 1 is preferably transparent and may be formed, for example, by a glass substrate.
  • the first electrode 2 On a top surface of the carrier 1, the first electrode 2 is arranged.
  • the first electrode 2 may be
  • a transparent electrode which consists of a TCO material such as ITO.
  • the electrically conductive sheets 3 are formed by ink jet printing.
  • the functional organic region 4 transforms the printed conductive paths 3 so that they directly to the first electrode 2 and directly to the
  • the functional organic region 4 comprises at least one active region 5 in which, for example, light is generated during operation.
  • a second electrode 6 is applied to the side of the functional organic region facing away from the first electrode 2.
  • the second electrode 6 may, for example
  • the optoelectronic device comprises the carrier 1, which is formed for example with glass, a first electrode 2, which is formed with a TCO material, and the electrically conductive tracks 3, which are modified in such a way that reduces a charge carrier injection into the adjacent functional organic region or prevented.
  • the functional organic region 4 comprises a
  • conductive tracks 3 x are arranged which are likewise modified such that a charge carrier injection from the conductive tracks 3 x into the surrounding organic material of the functional organic region 4 is opposite to a charge carrier injection from the second electrode 6 into the functional organic region 4 inhibited or prevented.
  • the device is closed by a cover 7, which in turn is an encapsulation and / or a
  • Covering body such as a cover glass can act.
  • the optoelectronic devices described here can be produced in a particularly cost-effective manner since structuring of the electrically conductive tracks takes place already during the production of the tracks and not subsequently and due to the reduced charge carrier injections from the electrically conductive tracks into the surrounding organic material of the functional organic region
  • electrically insulating layers can be dispensed with the electrically conductive paths.
  • electrically conductive tracks can be dispensed with the electrically conductive paths.
  • Patent Application 102014112204.6 claimed, whose

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  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
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Abstract

Es wird eine optoelektronische Vorrichtung angegeben, mit einer ersten Elektrode (2), die lichtdurchlässig ausgebildet ist, einer elektrisch leitfähigen Bahn (3), die ein Metall umfasst, einem funktionellen organischen Bereich (4), der zumindest einen aktiven Bereich (5) umfasst, wobei die elektrisch leitfähige Bahn (3) zwischen der ersten Elektrode (3) und dem funktionellen organischen Bereich (4) angeordnet ist und die elektrisch leitfähige Bahn (3) in direktem Kontakt mit der ersten Elektrode (2) und dem funktionellen organischen Bereich (3) steht.

Description

Beschreibung
Optoelektronische Vorrichtung Es wird eine optoelektronische Vorrichtung angegeben.
Die Druckschrift WO 2008/087192 A2 beschreibt eine
optoelektronische Vorrichtung. Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine optoelektronische Vorrichtung anzugeben, die besonders kostengünstig
herstellbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung handelt es sich bei der optoelektronischen
Vorrichtung um eine lichterzeugende Vorrichtung und/oder um eine lichtempfangende Vorrichtung. Bei dem Licht kann es sich insbesondere um elektromagnetische Strahlung aus dem
Frequenzbereich von infraroter Strahlung bis zu
ultravioletter Strahlung handeln. Die optoelektronische
Vorrichtung kann beispielsweise eine der folgenden
Vorrichtungen umfassen oder durch eine der folgenden
Vorrichtungen gebildet sein: Organische Leuchtdiode (OLED) , organische Fotodiode, organische Solarzelle.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die optoelektronische Vorrichtung eine erste Elektrode, die lichtdurchlässig ausgebildet ist. Bei der ersten Elektrode kann es sich um eine Anode oder um eine Kathode der optoelektronischen Vorrichtung handeln. Die erste Elektrode ist beispielsweise als dünne Metallschicht oder als Schicht aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO - Transparent Conductive Oxide) wie ITO oder ZnO gebildet. „Lichtdurchlässig" heißt hier und im Folgenden, dass
wenigstens 50 %, vorzugsweise wenigstens 75 % des von der optoelektronischen Vorrichtung im Betrieb erzeugten oder zu detektierenden Lichts durch die lichtdurchlässig Komponente, zum Beispiel die erste Elektrode, treten.
Die erste Elektrode ist insbesondere flächig ausgebildet. Das heißt, die erste Elektrode weist eine Haupterstreckungsebene auf und eine Dicke gemessen senkrecht zur
Haupterstreckungsebene, wobei die Dicke klein ist gegen eine Länge oder eine Breite einer Deckfläche der ersten Elektrode, die im Rahmen der Herstellungstoleranz parallel zur
Haupterstreckungsebene der ersten Elektrode verläuft. Mit anderen Worten ist die erste Elektrode als flächige Schicht ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die optoelektronische Vorrichtung eine elektrisch leitfähige Bahn, die ein Metall umfasst. Die elektrisch leitfähige Bahn kann dabei zumindest ein Metall enthalten oder aus zumindest einem Metall bestehen. Die elektrisch leitfähige Bahn weist vorzugsweise zumindest in eine Raumrichtung einen elektrischen Leitwert auf, der größer ist als der elektrische Leitwert der ersten Elektrode in der gleichen Raumrichtung. Dabei kann der elektrische Leitwert der elektrisch leitfähigen Bahn in allen Raumrichtungen größer sein als der elektrische Leitwert der ersten Elektrode in den gleichen Raumrichtungen. Insbesondere in einer zur Haupterstreckungsebene der ersten Elektrode parallelen
Richtung weist die elektrisch leitfähige Bahn einen größeren elektrischen Leitwert als die erste Elektrode in dieser
Richtung auf. Die elektrisch leitfähige Bahn ist beispielsweise entlang einer Linie, insbesondere entlang einer Geraden, ausgebildet und weist eine Länge auf, die wenigstens 80 %, insbesondere wenigstens 90 % der Breite und/oder der Länge der Deckfläche der ersten Elektrode entspricht. Beispielsweise erstreckt sich die elektrisch leitfähige Bahn, insbesondere entlang einer Geraden, von einem Ende der ersten Elektrode zu einem gegenüberliegenden Ende der ersten Elektrode. Dabei ist es auch möglich, dass die elektrisch leitfähige Bahn an
zumindest einem Ende über die Elektrode übersteht und somit beispielsweise länger als die erste Elektrode lang oder länger als die erste Elektrode breit ist. Die
optoelektronische Vorrichtung kann dabei zwei oder mehr, insbesondere gleich ausgebildete, elektrisch leitfähige Bahnen umfassen, die beabstandet zueinander auf der ersten Elektrode angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die optoelektronische Vorrichtung einen funktionellen organischen Bereich, der zumindest einen aktiven Bereich umfasst. Im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung wird in dem zumindest einen aktiven Bereich Licht erzeugt und/oder absorbiert. Bei dem zumindest einen aktiven Bereich kann es sich also insbesondere um einen
lichterzeugenden Bereich handeln. Der aktive Bereich kann dabei beispielsweise fluoreszenzierende und/oder
phosphoreszierende Emittermaterialien enthalten. Ferner kann der funktionelle organische Bereich organische, Elektroden leitende und/oder organische, lochleitende Materialien umfassen, die den aktiven Bereich zumindest stellenweise umgeben können. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist die elektrisch leitfähige Bahn zwischen der ersten Elektrode und dem funktionellen organischen Bereich angeordnet und steht in direktem Kontakt mit der ersten
Elektrode und dem funktionellen organischen Bereich. Das heißt, die elektrisch leitfähige Bahn verläuft beispielsweise auf einer dem funktionellen organischen Bereich zugewandten Deckfläche der ersten Elektrode und befindet sich mit ihrer der ersten Elektrode zugewandten Unterseite in direktem
Kontakt mit der ersten Elektrode. Der funktionelle organische Bereich grenzt dann an einer der Unterseite der elektrisch leitfähigen Bahn abgewandten Oberseite direkt an die
elektrisch leitfähige Bahn. Ferner kann der funktionelle organische Bereich an Stellen, an denen die erste Elektrode nicht von der elektrisch
leitfähigen Bahn bedeckt ist, direkt an die erste Elektrode grenzen. Weiter ist es möglich, dass Seitenflächen der elektrisch leitfähigen Bahn, die quer oder senkrecht zu einer Bodenfläche an der Unterseite der elektrisch leitfähigen Bahn und/oder einer Deckfläche an der Oberseite der elektrisch leitfähigen Bahn verlaufen stellenweise oder vollständig ebenfalls vom Material des funktionellen organischen Bereichs umgeben sein und dort direkt an den funktionellen organischen Bereich grenzen. Insgesamt ist die elektrisch leitfähige Bahn also von der ersten Elektrode und dem funktionellen
organischen Bereich an einem Großteil ihrer Außenfläche, also an wenigstens 50 % ihrer Außenfläche, vorzugsweise an
wenigstens an 75 % oder an wenigstens 95 % ihrer Außenfläche bedeckt und befindet sich dort in direktem Kontakt mit den genannten Komponenten der optoelektronischen Vorrichtung. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die optoelektronische Vorrichtung eine erste Elektrode, die lichtdurchlässig ausgebildet ist, eine elektrisch leitfähige Bahn, die ein Metall umfasst, einen funktionellen organischen Bereich, der zumindest einen lichterzeugenden Bereich umfasst, wobei die elektrisch leitfähige Bahn zwischen der ersten Elektrode und dem
funktionellen organischen Bereich angeordnet ist und die elektrisch leitfähige Bahn in direktem Kontakt mit der ersten Elektrode und dem funktionellen organischen Bereich steht.
Bei der hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung ist es also insbesondere möglich, dass zwischen der elektrisch leitfähigen Bahn und dem funktionellen organischen Bereich kein weiteres Material, beispielsweise ein elektrisch
schlecht leitendes oder ein elektrisch isolierendes Material, in Form einer Schicht angeordnet ist. Die optoelektronische Vorrichtung ist damit frei von einem zusätzlichen elektrisch isolierenden Material zwischen der elektrisch leitfähigen Bahn und dem funktionellen organischen Bereich. Mit anderen Worten ist die elektrisch leitende Bahn an ihrer dem
funktionellen organischen Bereich zugewandten Außenfläche nicht von einer Schicht aus isolierendem Material bedeckt. Dadurch, dass auf ein solches elektrisch isolierendes
Material verzichtet ist, kann die optoelektronische
Vorrichtung mit verringertem Aufwand und damit besonders kostengünstig hergestellt werden.
Darüber hinaus ist die elektrisch leitfähige Bahn bei einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung zwischen der ersten Elektrode und dem funktionellen organischen
Bereich angeordnet, wodurch die elektrisch leitfähige Bahn besonders gut gegen negative äußere Einflüsse geschützt ist. Die elektrisch leitfähige Bahn ist vorliegend auch aus diesem Grund besonders gut gegen mechanische Beschädigung geschützt, so dass auch eine elektrisch leitfähige Bahn Verwendung finden kann, die aufgrund des verwendeten
Herstellungsverfahrens und/oder des verwendeten Materials mechanisch und/oder chemisch besonders empfindlich ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist die elektrisch leitfähige Bahn eine gedruckte Struktur. Das heißt, die elektrisch leitfähige Bahn ist durch einen Druckprozess , beispielsweise einen Tintenstrahldruck oder ein Siebdruckverfahren hergestellt. Bei dem Merkmal, wonach die elektrisch leitfähige Bahn eine gedruckte Struktur ist, handelt es sich insbesondere auch um ein
gegenständliches Merkmal, das am fertigen Produkt, also der optoelektronischen Vorrichtung, nachweisbar ist.
Mit üblichen Untersuchungsmethoden der Halbleitertechnik, beispielsweise mit mikroskopischen Verfahren, kann eindeutig festgestellt werden, dass die elektrisch leitfähige Bahn eine gedruckte Struktur ist. Beispielsweise ist die elektrisch leitfähige Bahn durch elektrisch leitfähige Partikel
gebildet, die zueinander in direktem Kontakt stehen und in einer mikroskopischen Aufnahme zu erkennen sind. Ferner weist eine gedruckte Struktur eine charakteristische Rauigkeit ihrer Oberfläche auf, durch die sie beispielsweise von über Fototechnik strukturierte elektrisch leitfähige Bahnen oder von durch eine Maske aufgedampfte elektrisch leitfähige
Bahnen eindeutig zu unterscheiden ist.
Mit Vorteil ist es möglich eine hier beschriebene elektrisch leitfähige Bahn also nicht durch Strukturierung einer
zunächst vollflächig auf die ersten Elektrode aufgebrachten Metallisierungsschicht zu erzeugen, sondern die elektrisch leitfähige Bahn kann direkt auf die erste Elektrode gedruckt werden, ohne dass anschließend eine Strukturierung,
beispielsweise über einen Ätzprozess und/oder das Aufbringen von elektrisch isolierenden Material auf die elektrisch leitfähige Bahn notwendig ist. Die elektrisch leitfähige Bahn einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung kann also ohne Rückstrukturierung einer Metallschicht hergestellt werden. Durch den Druckprozess ist es zusätzlich möglich, die elektrisch leitfähige Bahn, anders als zum Beispiel eine durch Aufdampfen hergestellte elektrisch leitfähige Bahn, ausreichend dick auszubilden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung grenzt der funktionelle organische Bereich stellenweise direkt an die erste Elektrode und im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung ist die Stromdichte zwischen dem funktionellen organischen Bereich und der ersten
Elektrode größer als zwischen der elektrisch leitfähigen Bahn und dem funktionellen organischen Bereich. Mit anderen Worten erfolgt eine Stromeinprägung in den funktionellen organischen Bereich bevorzugt und überwiegend durch die erste Elektrode und nicht durch die elektrisch leitfähige Bahn. Vorliegend wird daher über die elektrisch leitfähige Bahn kein oder kaum Strom in den funktionellen organischen Bereich injiziert, sondern die elektrisch leitfähige Bahn dient dazu die
eingeschränkte elektrische Leitfähigkeit der ersten
Elektrode, insbesondere deren Querleitfähigkeit, zu
verbessern .
Die eingeschränkte elektrische Leitfähigkeit der ersten
Elektrode führt dabei dazu, dass entlang der ersten Elektrode bei Verzicht auf eine elektrisch leitfähige Bahn ein Spannungsabfall auftritt, der eine Abnahme der lokalen
Betriebsspannung für den Betrieb des funktionellen
organischen Bereichs mit sich bringt. Dadurch kann sich eine Intensität des beispielsweise im Betrieb erzeugten Lichts über die Abstrahlfläche der optoelektronischen Vorrichtung verändern. Durch die elektrisch leitfähigen Bahnen (oft auch „Busbar" genannt) kann dem Spannungsabfall entgegengewirkt werden und eine Leuchtdichteverteilung kann vergleichmäßigt werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist eine Ladungsträgerinjektion aus der
elektrisch leitfähigen Bahn in den funktionellen organischen Bereich gehemmt oder unterbunden. Das heißt, es sind Mittel vorgesehen, die dazu führen, dass eine Ladungsträgerinjektion von der elektrisch leitfähigen Bahn in das angrenzende
Material des funktionellen organischen Bereichs reduziert oder unterbunden ist. Bei den Mitteln kann es sich um
Zusatzstoffe handeln, die dem Material, mit dem die
elektrisch leitende Bahn gebildet ist, beigemengt sind.
Ferner ist es möglich, dass das Mittel in einer gezielten Auswahl des Materials, zum Beispiel der Metalle, besteht, mit denen die elektrisch leitfähige Bahn gebildet wird. Die Ladungsträgerinjektion pro Flächeneinheit, also eine
Ladungsträgerinjektionsdichte, ist dabei an der Grenzfläche zwischen elektrisch leitfähiger Bahn und funktionellem organischen Bereich kleiner als an der Grenzfläche zwischen der ersten Elektrode und dem funktionellen organischen
Bereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist eine Austrittsarbeit für die Ladungsträger aus der elektrisch leitfähigen Bahn kleiner als die
Austrittsarbeit aus der ersten Elektrode und die erste
Elektrode ist eine Anode oder die Austrittsarbeit für
Ladungsträger aus der elektrisch leitfähigen Bahn ist größer als die Austrittsarbeit aus der ersten Elektrode und die erste Elektrode ist eine Kathode. Mit anderen Worten wird, je nachdem ob es sich bei der ersten Elektrode um eine Anode oder eine Kathode handelt, die Austrittsarbeit für
Ladungsträger aus der elektrisch leitfähigen Bahn in den funktionellen organischen Bereich derart eingestellt, dass eine Ladungsträgerinjektion aus der elektrisch leitfähigen Bahn gegenüber einer Ladungsträgerinjektion aus der ersten Elektrode reduziert ist. Handelt es sich bei der ersten Elektrode beispielsweise um eine Anode, so werden zur Reduzierung der Austrittsarbeit zur Bildung der elektrisch leitfähigen Bahn Materialien gewählt, die eine geringere Austrittsarbeit aufweisen als das
Material, mit dem die erste Elektrode gebildet ist.
Beispielsweise wird die elektrisch leitfähige Bahn dazu mit einem Material gebildet, das aus den Alkalimetallverbindungen ausgewählt ist. Das heißt, die elektrisch leitfähige Bahn enthält oder besteht aus einer Alkalimetallverbindung.
Beispielsweise kommt dabei insbesondere die
Alkalimetallverbindung LiAg in Frage.
Handelt es sich bei der elektrisch leitfähigen Bahn
beispielsweise um eine gedruckte Struktur, die durch einen Tintenstrahldruck erzeugt ist, so kann eine Auswahl der in der Metalltinte eingesetzten Metalle oder Legierungen derart erfolgen, dass diese eine geringe Austrittsarbeit aufweisen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die elektrisch leitfähige Bahn einen Dotierstoff, wobei der Dotierstoff dazu eingerichtet ist, einen im angrenzenden funktionellen organischen Bereich vorhandenen ungleichnamigen weiteren Dotierstoff zu
deaktivieren. Beispielsweise grenzt die elektrisch leitfähige Bahn an einen p-dotierten Bereich des funktionellen
organischen Bereichs. Das Material, mit dem die elektrisch leitfähige Bahn gebildet ist, beispielsweise die Metalltinte, die für den erzeugenden Tintenstrahldruck genutzt wird, ist dann mit einem n-dotierten Material beaufschlagt.
Gemäß einer Theorie zur Funktionsweise diffundieren die
Dotanden aus der elektrisch leitfähigen Bahn in den
angrenzenden funktionellen Bereich und deaktivieren dort die aufgedampften Dotierstoffe. Auf diese Weise ist es möglich, eine Injektion von Ladungsträgern im Grenzbereich zwischen der elektrisch leitfähigen Bahn und dem funktionellen
organischen Bereich zu hemmen oder zu verhindern. Dabei ist es insbesondere auch möglich, dass als Dotierstoff in der elektrisch leitfähigen Bahn ein Dotierstoff Verwendung findet, der im funktionellen organischen Bereich auf der der elektrisch leitfähigen Bahn gegenüberliegenden Seite des aktiven Bereichs Verwendung findet.
Durch die Verwendung eines Dotierstoffes in der elektrisch leitfähigen Bahn ist es möglich, im Grenzbereich zwischen der elektrisch leitfähigen Bahn und dem funktionellen organischen Bereich ladungsträgerfreie oder ladungsträgerreduzierte Zonen auszubilden, wobei die elektrisch leitfähige Bahn und der funktionelle organische Bereich einen pn-Übergang ausbilden können, der zum pn-Übergang am aktiven Bereich des
organischen funktionellen Bereichs antiparallel geschaltet ist. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, dass die einen Dotierstoff aufweisenden Busbars zum angrenzenden funktionellen organischen Bereich antiparallel geschaltete Dioden darstellen, welche die ESD-Festigkeit der
optoelektronischen Vorrichtung erhöhen können. Eine hier beschriebene optoelektronische Vorrichtung kann sich daher auch durch eine erhöhte ESD-Festigkeit auszeichnen.
Dabei ist es möglich, dass die Mittel zur Reduzierung der Ladungsträgerinjektion aus der elektrisch leitfähigen Bahn in den funktionellen organischen Bereich wie Auswahl der
Materialien zur Bildung der elektrisch leitfähigen Bahn und Einbringen von Dotierstoffen in die elektrisch leitfähige Bahn kombiniert werden, um die Ladungsträgerinjektion im Grenzbereich zwischen elektrisch leitfähiger Bahn und
funktionellem organischen Bereich möglichst vollständig zu unterbinden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist die erste Elektrode eine Schicht mit einer Haupterstreckungsebene, wobei der Flächeninhalt der
Haupterstreckungsebene wenigstens 90 % des Flächeninhalts einer Querschnittsfläche des funktionellen organischen
Bereichs aufweist, wobei die Querschnittsfläche parallel zur Haupterstreckungsebene angeordnet ist. Mit anderen Worten, ist die erste Elektrode eine flächige Schicht, welche den funktionellen organischen Bereich großflächig kontaktiert. Die erste Elektrode kann dabei insbesondere mit einem
transparenten leitfähigen Oxid gebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die optoelektronische Vorrichtung eine Vielzahl elektrisch leitfähiger Bahnen. Die Vielzahl elektrisch leitfähiger Bahnen sind gleichartig zur beschriebenen elektrisch leitfähigen Bahn ausgebildet und angeordnet. Das heißt, gemäß dieser Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung sind zwei oder mehr elektrisch leitfähige Bahnen, die ein Metall umfassen, zwischen der ersten Elektrode und dem funktionellen organischen Bereich angeordnet .
Die elektrisch leitfähigen Bahnen können beispielsweise entlang von parallelen Geraden zueinander beabstandet
angeordnet sein. Beispielsweise belegen die elektrisch leitfähigen Bahnen wenigstens 1 % und höchstens 20 %, insbesondere höchstens 10 % der Deckfläche der ersten
Elektrode, auf der sie angeordnet sind. Ferner ist es möglich, dass die elektrisch leitfähigen Bahnen sich
teilweise kreuzen und zum Beispiel ein Gittermuster bilden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist eine zweite Elektrode, die an einer der ersten Elektrode abgewandten Seite des funktionellen
organischen Bereichs angeordnet ist, in der
optoelektronischen Vorrichtung vorhanden. Das heißt, der funktionelle organische Bereich ist zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet. Die zweite Elektrode kann dabei lichtdurchlässig oder lichtreflektierend ausgebildet sein. Insbesondere für den Fall, dass die zweite Elektrode lichtdurchlässig ausgebildet ist, ist es möglich, dass zumindest eine weitere elektrisch leitfähige Bahn zwischen der zweiten Elektrode und dem funktionellen organischen
Bereich angeordnet ist, wobei die weitere elektrisch
leitfähige Bahn in direktem Kontakt mit der zweiten Elektrode und dem funktionellen organischen Bereich steht. Das heißt, in gleicher Weise, wie die elektrisch leitfähigen Bahnen zwischen der ersten Elektrode und dem funktionellen organischen Bereich angeordnet sind, kann zumindest eine weitere Elektrode zwischen dem funktionellen organischen Bereich und der zweiten Elektrode angeordnet sein und mit diesen beiden Komponenten in direktem Kontakt stehen. Dabei sind sämtliche Merkmale, die für die elektrisch leitfähige Bahn offenbart sind, entsprechend auch für die weitere elektrisch leitfähige Bahn offenbart und werden daher an dieser Stelle nicht wiederholt.
Im Folgenden wird die hier beschriebene optoelektronische Vorrichtung anhand von Ausführungsbeispielen und den
dazugehörigen Figuren näher erläutert.
In Verbindung mit den Figuren 1A, 1B und IC sind
Verfahrensschritte zur Herstellung einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung anhand schematischer
Schnittdarstellungen näher erläutert.
In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung näher erläutert. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein. Die Figur 1A zeigt anhand einer schematischen
Schnittdarstellung einen ersten Verfahrensschritt zur
Herstellung einer hier beschriebenen optoelektronischen
Vorrichtung. Dabei wird zunächst ein Träger 1 bereitgestellt. Der Träger 1 ist vorzugsweise lichtdurchlässig ausgebildet und kann beispielsweise durch ein Glassubstrat gebildet sein.
An einer Deckfläche des Trägers 1 wird die erste Elektrode 2 angeordnet. Bei der ersten Elektrode 2 kann es sich
beispielsweise um eine lichtdurchlässige Elektrode handeln, die aus einem TCO-Material wie ITO besteht.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden elektrisch
leitfähige Bahnen 3 an der dem Träger 1 abgewandten
Deckfläche der ersten Elektrode 2 durch einen Druckprozess aufgebracht. Beispielsweise werden die elektrisch leitfähigen Bahnen 3 durch einen Tintenstrahldruck erzeugt. Die
elektrisch leitfähigen Bahnen 3 sind dabei mit einer
Metalltinte gebildet, die derart modifiziert ist, dass keine oder nur eine reduzierte Injektion von Ladungsträger in den funktionellen organischen Bereich 4 auftritt, der im in
Verbindung mit der Figur 1B gezeigten Verfahrensschritt aufgebracht wird. Der funktionelle organische Bereich 4 umformt die gedruckten leitfähigen Bahnen 3, so dass diese direkt an die erste Elektrode 2 und direkt an den
funktionellen organischen Bereich 4 grenzen. Der funktionelle organische Bereich 4 umfasst dabei zumindest einen aktiven Bereich 5, in dem im Betrieb beispielsweise Licht erzeugt wird .
Im nächsten Verfahrensschritt, Figur IC, wird eine zweite Elektrode 6 an der der ersten Elektrode 2 abgewandten Seite des funktionellen organischen Bereichs aufgebracht. Die zweite Elektrode 6 kann beispielsweise
Strahlungsreflektierend ausgebildet sein, so dass ein
Lichteintritt oder Lichtaustritt durch den lichtdurchlässigen Träger 2 erfolgt.
In weiteren, nicht dargestellten Verfahrensschritten, erfolgt noch eine Verkapselung der optoelektronischen Vorrichtung durch Aufbringen beispielsweiser einer Abdeckung und/oder einer Verkapselungsschichtenfolge zur hermetischen Abdichtung der optoelektronischen Vorrichtung.
In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Vorrichtung näher erläutert, bei dem Licht beidseitig
emittiert wird und die optoelektronische Vorrichtung selbst lichtdurchlässig ausgebildet ist. Bei der optoelektronischen Vorrichtung kann es sich dann beispielsweise um eine so genannte transparente OLED handeln. Die optoelektronische Vorrichtung umfasst den Träger 1, der beispielsweise mit Glas gebildet ist, eine erste Elektrode 2, die mit einem TCO-Material gebildet ist und die elektrisch leitfähigen Bahnen 3, die derart modifiziert sind, dass eine Ladungsträgerinjektion in den angrenzenden funktionellen organischen Bereich reduziert oder unterbunden ist.
Der funktionelle organische Bereich 4 umfasst einen
lichterzeugenden aktiven Bereich 5. An der der ersten
Elektrode 2 abgewandten Seite des funktionellen organischen Bereichs 4 ist die zweite Elektrode 2 aufgebracht, die ebenfalls lichtdurchlässig ausgebildet ist und mit einem TCO- Material oder einer dünnen Metallschicht gebildet ist.
Zwischen der zweiten Elektrode 6 und dem funktionellen organischen Bereich 4 sind weitere leitfähige Bahnen 3 x angeordnet, die ebenfalls derart modifiziert sind, dass eine Ladungsträgerinjektion aus den leitfähigen Bahnen 3 x in das umgebende organische Material des funktionellen organischen Bereichs 4 gegenüber einer Ladungsträgerinjektion aus der zweiten Elektrode 6 in den funktionellen organischen Bereich 4 gehemmt oder unterbunden ist.
Die Vorrichtung wird von einer Abdeckung 7 abgeschlossen, bei der es sich wiederum um eine Verkapselung und/oder einen
Abdeckkörper wie beispielsweise ein Deckglas handeln kann.
Insgesamt sind die hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtungen besonders kostengünstig herstellbar, da eine Strukturierung der elektrisch leitfähigen Bahnen bereits bei der Erzeugung der Bahnen und nicht nachträglich erfolgt und aufgrund der verringerten Ladungsträgerinjektionen von den elektrisch leitfähigen Bahnen in das umgebende organische Material des funktionellen organischen Bereichs auf
zusätzliche abdeckende, elektrisch isolierende Schichten auf den elektrisch leitfähigen Bahnen verzichtet werden kann. Darüber hinaus sind die elektrisch leitfähigen Bahnen
zwischen den Elektroden und dem organischen funktionellen Bereich besonders gut vor chemisch und mechanischen
Einflüssen geschützt und die elektrisch leitfähigen Bahnen können in der optoelektronischen Vorrichtung weitere
funktionelle Aufgaben, wie beispielsweise die Erhöhung der ESD-Festigkeit der optoelektronischen Vorrichtung wahrnehmen. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der
Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Es wird die Priorität der deutschen
Patentanmeldung 102014112204.6 beansprucht, deren
Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste
1 Träger
2 erste Elektrode
3 elektrisch leitfähige Bahn
3 x elektrisch leitfähige Bahn
4 funktioneller organischer Bereich
5 aktiver Bereich
6 zweite Elektrode
7 Abdeckung

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronische Vorrichtung mit
- einer ersten Elektrode (2), die lichtdurchlässig
ausgebildet ist,
- einer elektrisch leitfähigen Bahn (3) , die ein Metall umfasst ,
- einem funktionellen organischen Bereich (4), der zumindest einen aktiven Bereich (5) umfasst, wobei
- die elektrisch leitfähige Bahn (3) zwischen der ersten
Elektrode (3) und dem funktionellen organischen Bereich (4) angeordnet ist und
- die elektrisch leitfähige Bahn (3) in direktem Kontakt mit der ersten Elektrode (2) und dem funktionellen organischen Bereich (3) steht.
2. Optoelektronische Vorrichtung nach dem vorherigen
Anspruch,
bei der die elektrisch leitfähige Bahn (3) mit einer
Metalltinte gebildet ist, die einen Dotierstoff für den funktionellen organischen Bereich (4) umfasst, wobei der Dotierstoff dazu eingerichtet ist, einen im angrenzenden funktionellen organischen Bereich (4) vorhandenen
ungleichnamigen weiteren Dotierstoff zu deaktivieren, deart, dass sich in einem Grenzbereich zwischen der elektrisch leitfähigen Bahn (3) und dem funktionellen organischen
Bereich (4) zumindest eine ladungsträgerfreie oder
landungsträgerreduz ierte Zone auszubildet.
3. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der die elektrisch leitfähige Bahn (3) eine gedruckte Struktur ist.
4. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der der funktionelle organische Bereich (4) direkt an die erste Elektrode (2) grenzt und im Betrieb die Stromdichte zwischen dem funktionellen organischen Bereich (4) und der ersten Elektrode (2) größer ist als zwischen der elektrisch leitfähigen Bahn (3) und dem funktionellen organischen
Bereich ( 4 ) .
5. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der eine Ladungsträgerinjektion aus der elektrisch leitfähigen Bahn (3) in den funktionellen organischen Bereich (4) gehemmt oder unterbunden ist.
6. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der eine Austrittsarbeit für Ladungsträger aus der elektrisch leitfähigen Bahn (3) kleiner ist als die
Austrittsarbeit aus der ersten Elektrode (2) und die erste Elektrode (2) eine Anode ist, oder
eine Austrittsarbeit für Ladungsträger aus der der elektrisch leitfähigen Bahn (3) größer ist als die Austrittsarbeit aus der ersten Elektrode (2) und die erste Elektrode (2) eine Kathode ist.
7. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der die elektrisch leitfähige Bahn (3) einen Dotierstoff für den funktionellen organischen Bereich (4) umfasst, wobei der Dotierstoff dazu eingerichtet ist, einen im angrenzenden funktionellen organischen Bereich (4) vorhandenen ungleichnamigen weiteren Dotierstoff zu deaktivieren.
8. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der die elektrisch leitfähige Bahn (3) und der
funktionelle organische Bereich (4) einen pn-Übergang
ausbilden, der zum aktiven Bereich (5) des organischen funktionellen Bereichs (4) antiparallel geschaltet ist.
9. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der die erste Elektrode (2) eine Schicht mit einer
Haupterstreckungsebene ist, wobei der Flächeninhalt der Haupterstreckungsebene wenigstens 90 % des Flächeninhalts einer Querschnittsfläche des funktionellen organischen
Bereichs (4) aufweist, wobei die Querschnittsfläche parallel zur Haupterstreckungsebene angeordnet ist.
10. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der die erste Elektrode (2) mit einem transparenten, leitfähigen Oxid gebildet ist.
11. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche mit einer Vielzahl elektrisch leitfähiger Bahnen (3) .
12. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche mit
einer zweiten Elektrode (6), die an einer der ersten
Elektrode (2) abgewandten Seite des funktionellen organischen Bereichs (4) angeordnet ist.
13. Optoelektronische Vorrichtung nach dem vorherigen
Anspruch,
bei der die zweite Elektrode (6) lichtdurchlässig ausgebildet ist und eine weitere elektrisch leitfähige Bahn (3X) zwischen der zweiten Elektrode und dem funktionellen organischen
Bereich (4) angeordnet ist, wobei
die weitere elektrisch leitfähige Bahn (3X) in direktem
Kontakt mit der zweiten Elektrode (6) und dem funktionellen organischen Bereich (4) steht.
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