WO2004057687A2 - Lichtemittierende anordnung - Google Patents

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WO2004057687A2 PCT/DE2003/004295 DE0304295W WO2004057687A2 WO 2004057687 A2 WO2004057687 A2 WO 2004057687A2 DE 0304295 W DE0304295 W DE 0304295W WO 2004057687 A2 WO2004057687 A2 WO 2004057687A2
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Definitions

  • the invention relates to a light-emitting arrangement consisting of a printed circuit board and a light-emitting component with organic layers, in particular organic light-emitting diodes according to the preambles of claim 1.
  • Candidates for the realization of large-area displays consist of a sequence of thin (typically 1 to 1 ⁇ m) layers of organic materials, which are preferably vapor-deposited in a vacuum or spun on or printed in their polymeric form. After electrical contact through metal layers, they form a variety of electronic or optoelectronic components, such as Diodes, light emitting diodes,
  • OLEDs Light-emitting diodes
  • organic-based components compared to conventional inorganic-based components (semiconductors such as silicon, gallium arsenide) is that it is possible to produce very large-area display elements (screens, screens).
  • the organic raw materials are relatively inexpensive compared to the inorganic materials (low material and energy expenditure). On top of that, due to their low process temperature compared to inorganic materials, these materials can be applied to flexible substrates, which opens up a whole range of new applications in display and lighting technology.
  • Common components are an arrangement of one or more of the following layers represents: a) substrate, substrate, b) base electrode, hole injecting (positive pole), transparent, c) hole injecting layer, d) hole transporting layer (HTL), e) light emitting layer (EL), f) electron transporting layer (ETL ), g) electron injecting layer, h) top electrode, usually a metal with low work function, electron injecting (negative pole), i) encapsulation, to exclude environmental influences.
  • the light emerges through the transparent base electrode and the substrate, while the cover electrode consists of non-transparent metal layers.
  • Common materials for hole injection are almost exclusively indium tin oxide (ITO) as an injection contact for holes (a transparent degenerate semiconductor).
  • ITO indium tin oxide
  • Materials such as aluminum (AI), AI in combination with a thin layer of lithium fluoride (LiF), magnesium (Mg), calcium (Ca) or a mixed layer of Mg and silver (Ag) are used for electron injection.
  • the light emission not take place towards the substrate, but through the cover electrode.
  • a particularly important example of this are, for example, displays or other lighting elements based on organic light-emitting diodes which are built up on non-transparent substrates such as printed circuit boards. Since many applications combine several functionalities such as electronic components, keyboards and display functions, it would be extremely advantageous if they could all be integrated on the circuit board with as little effort as possible. Printed circuit boards can be fully automatically populated with high throughput, which means enormous cost savings in the production of a large-area integrated display.
  • circuit boards in the sense of the present invention we mean all devices or substrates in which other functional components than the OLEDs in can be integrated in a simple manner (for example by bonding, soldering, gluing, plug connections).
  • These can be conventional printed circuit boards, but also ceramic printed circuit board-like substrates on one side of which the OLEDs are located and on the other side and electrically connected to the OLEDs there are various electrical functional elements.
  • the substrates similar to printed circuit boards can be flat but also curved.
  • cover electrode is the cathode
  • cover electrode is the cathode
  • a transparent contact material e.g. ITO or zinc doped indium oxide (e.g., US Patent No. 5,703,436 (SR Forrest et al.), Filed on March 6, 1996; US Patent No. 5,757,026 (SR Forrest, et al.), Filed on April 15, 1996; US Patent No. 5,969,474 (M. Arai), filed October 24, 1997).
  • Atoms of the first main group in the electron injecting layer on the cathode are poorly suited for electron injection, which increases the operating voltages of such an LED.
  • the addition of Li or similar atoms on the other hand leads to instabilities of the component due to the diffusion of the atoms through the organic layers.
  • the alternative option to the transparent cathode is to reverse the order of the layers, that is, to make the hole-injecting transparent contact (anode) as the cover electrode.
  • anode hole-injecting transparent contact
  • the layer sequence is terminated by the hole-injecting layer, it is necessary to apply the usual material for hole injection, indium tin oxide (or an alternative material) to the organic layer sequence (e.g. US Pat. No. 5,981,306 (P. Burrows et al.), filed on September 12, 1997). This usually requires process technologies that are poorly compatible with the organic layers and may lead to damage.
  • inverted OLED on many non-transparent substrates is the fact that efficient electron injection typically requires materials with a very low work function. In the case of non-inverted structures, this can be avoided in part by the fact that between the electrode and the electron-conducting layer
  • OLEDs are very sensitive to the normal atmosphere, especially oxygen and water. In order to prevent rapid degradation, a very good seal is essential. This is not guaranteed with a printed circuit board (permeability rates for water and oxygen of less than 10 "4 grams per day and square meter are required).
  • Printed circuit boards are usually constructed with at least one and up to 34 and more copper layers.
  • the semi-finished products (laminates) used today are based on a glass fabric impregnated with epoxy resin in thicknesses from 50 ⁇ m up to 2 mm. Because of The composite structure results in physical parameters that do not allow its use as substrate material for OLEDs.
  • the thermal expansion coefficient is 58 ppm / grd and the moisture absorption after 2 h is up to 0.23%.
  • the object of the present invention is to provide a circuit board with a display or lighting function based on organic light-emitting diodes, which realizes a sealing of the circuit board with respect to the organic light-emitting diode.
  • the problem of the sealing is solved in the present invention in that one or more layers of thin glass (between 30 micrometers and 2 mm thick) are inserted into the usual layer sequence of the printed circuit board.
  • the positive properties of the glass are transferred to the overall system while maintaining the flexibility of the substrate.
  • the excellent surface quality of the glass laminate can be transformed up to the cathode of the OLED, so that a flat contact surface is created.
  • Active and passive components can be fitted on the side facing away from the OLED.
  • An alternative method for sealing the printed circuit board consists in applying a plasma glaze (CVD method) made of SiO x layers. These have properties comparable to glass, such as colorlessness and transparency. This also results in low permeability to oxygen and water. These layers can also advantageously be used to encapsulate a finished OLED against environmental influences.
  • CVD method plasma glaze
  • Vias are necessary for the electrical connection of the individual OLED contacts on one side of the substrate (e.g. printed circuit board) to the electronic components mounted on the other side of the substrate (e.g. printed circuit board). These are to be carried out using known technology.
  • Heating the OLED and the substrate is not a problem in the solution proposed here, since the doped layers are very stable against heat development and can also dissipate them very well. Heat sinks as described in US 6201346 are therefore not necessary.
  • An advantageous embodiment of a structure of an inventive representation of an organic light-emitting diode (in inverted form) on a printed circuit board contains the following layers:
  • hole-side block layer (typically thinner than layer 7) made of a material whose band layers match the band layers of the layers surrounding them,
  • Protective layer typically thinner than layer 7
  • morphology with a high crystalline content highly p-doped
  • An advantageous embodiment of a structure of an OLED according to the invention with the usual layer sequence (anode at the bottom on a non-transparent substrate) is:
  • electron-side block layer (typically thinner than layer 7) made of a material whose band layers match the band layers of the layers surrounding them,
  • n-doped electron injecting and transporting layer 30.
  • protective layer typically thinner than layer 7
  • morphology with a high crystalline content highly n-doped
  • electron-side block layer (typically thinner than layer 7) made of a material whose band layers match the band layers of the layers surrounding them,
  • n-doped electron injecting and transporting layer 30.
  • protective layer typically thinner than layer 7
  • morphology with a high crystalline content highly n-doped
  • the hole-injecting layer and the hole-transporting layer can also be combined.
  • Such an advantageous embodiment is possible (normal layer structure, inverted layer structure with then only one electron transport layer):
  • p-doped hole-injecting and transporting layer
  • light-emitting layer 28. electron-side block layer (typically thinner than layer 7) made of a material whose band layers match the band layers of the layers surrounding them,
  • Protective layer typically thinner than layer 7
  • Figure 1 shows a layer sequence for the case of an inverted doped OLED with a protective layer, the numbers relating to the inverted OLED described above.
  • a conventional OLED (without reverse layer sequence) with a protective layer can be developed analogously.
  • Figure 2 shows an embodiment with a layer of thin glass in the circuit board.
  • Figure 3 shows an embodiment with a layer of thin glass on the circuit board.
  • Figure 4 shows an embodiment with a layer of thin glass in the circuit board and a layer on the circuit board.
  • Figure 5 shows an embodiment with several layers of thin glass in the circuit board and one layer on the circuit board.
  • the substrate 101 denotes a layer of thin glass located in the substrate (e.g. printed circuit board),
  • 102 denotes a layer of thin glass located on the substrate (initially the OLED).
  • the layers of thin glass are between 30 ⁇ m and 2mm thick.
  • SiOx layers silicon oxide
  • CVD process chemical vapor deposition' process
  • NOx layers can also be used, which are also produced by a plasma-assisted process.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine lichtemittierende Anordnung, bestehend aus einer Leiterplatte und einem lichtemittierenden Bauelement mit organischen Schichten. Das Bauelement weist wenigstens eine Ladungsträgertransportschicht für Elektronen bzw. Löcher aus einem organischen Material (5, 9, 25, 29, 45, 49) und eine Licht emittierenden Schicht aus einem organischem Material (7, 27, 47) auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die organische Schichtenfolge auf einer Leiterplatte als Substrat aufgebracht ist und mit mindestens einer dotierten Transportschicht zur Verbesserung der Elektronen- bzw. Löcherinjektion versehen ist. Weiterhin können Schichten zur Verbesserung der substratseitigen Elektronen- oder Löcherinjektion (3, 23, 43) und Glättungsschichten (4, 24) eingesetzt werden. Die Abdichtung gegenüber Sauerstoff und Wasser zum Substrat hin geschieht durch eine Dünnglas-Schicht im oder auf dem Substrat.

Description

Lichtemittierende Anordnung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine lichtemittierende Anordnung, bestehend aus einer Leiterplatte und einem lichtemittierenden Bauelement mit organischen Schichten, insbesondere organische Leuchtdiode nach den Oberbegriffen des Anspruches 1.
Organische Leuchtdioden sind seit der Demonstration niedriger Arbeitsspannungen von Tang et al. 1987 [C.W. Tang et al., Appl. Phys. Lett. 51 (12), 913 (1987)] aussichtsreiche
Kandidaten für die Realisierung großflächiger Displays. Sie bestehen aus einer Reihenfolge dünner (typischerweise lnm bis lμm) Schichten aus organischen Materialien, welche bevorzugt im Vakuum aufgedampft oder in ihrer polymeren Form aufgeschleudert oder gedruckt werden. Nach elektrischer Kontaktierung durch Metallschichten bilden sie vielfältige elektronische oder optoelektronische Bauelemente, wie z.B. Dioden, Leuchtdioden,
Photodioden und Transistoren, die mit ihren Eigenschaften den etablierten Bauelementen auf der Basis anorganischer Schichten Konkurrenz machen. Im Falle der organischen
Leuchtdioden (OLEDs) wird durch die Injektion von Ladungsträgern (Elektronen von der einen, Löcher von der anderen Seite) aus den Kontakten in die dazwischen befindlichen organischen Schichten infolge einer äußeren angelegten Spannung, der folgenden Bildung von
Exzitonen (Elektron-Loch-Paaren) in einer aktiven Zone und der strahlenden Rekombination dieser Exzitonen, Licht erzeugt und von der Leuchtdiode emittiert.
Der Vorteil solcher Bauelemente auf organischer Basis gegenüber den konventionellen Bauelementen auf anorganischer Basis (Halbleiter wie Silizium, Galliumarsenid) besteht darin, dass es möglich ist, sehr großflächige Anzeigeelemente (Bildschirme, Screens) herzustellen. Die organischen Ausgangsmaterialien sind gegenüber den anorganischen Materialien relativ preiswert (geringer Material- und Energieaufwand). Obendrein können diese Materialien aufgrund ihrer gegenüber anorganischen Materialien geringen Prozesstemperatur auf flexible Substrate aufgebracht werden, was eine ganze Reihe von neuartigen Anwendungen in der Display- und Beleuchtungstechnik eröffnet.
Übliche Bauelemente stellen eine Anordnung aus einer oder mehrerer der folgenden Schichten dar: a) Träger, Substrat, b) Basiselektrode, löcherinjizierend (Pluspol), transparent, c) Löcher injizierende Schicht, d) Löcher transportierende Schicht (HTL), e) Licht emittierende Schicht (EL), f) Elektronen transportierende Schicht (ETL), g) Elektronen injizierende Schicht, h) Deckelektrode, meist ein Metall mit niedriger Austrittsarbeit, elektroneninjizierend (Minuspol), i) Kapselung, zum Ausschluss von Umwelteinflüssen.
Dies ist der allgemeinste Fall, meistens werden einige Schichten weggelassen (außer b, e und h), oder aber eine Schicht kombiniert in sich mehrere Eigenschaften.
Der Lichtaustritt erfolgt bei der beschriebenen Schichtfolge durch die transparente Basiselektrode und das Substrat, während die Deckelektrode aus nicht transparenten Metallschichten besteht. Gängige Materialien für die Löcherinjektion sind fast ausschließlich Indium-Zinn-Oxid (ITO) als Injektionskontakt für Löcher (ein transparenter entarteter Halbleiter). Für die Elektroneninjektion kommen Materialien wie Aluminium (AI), AI in Kombination mit einer dünnen Schicht Lithiumfluorid (LiF), Magnesium (Mg), Kalzium (Ca) oder eine Mischschicht aus Mg und Silber (Ag) zum Einsatz.
Für viele Anwendungen ist es wünschenswert, dass die Lichtemission nicht zum Substrat hin, sondern durch die Deckelektrode erfolgt. Ein besonders wichtiges Beispiel hierfür sind z.B. Displays oder andere Leuchtelemente auf der Basis organischer Leuchtdioden, die auf intransparenten Substraten wie beispielsweise Leiterplatten aufgebaut werden. Da viele Anwendungen mehrere Funktionalitäten wir beispielsweise elektronische Bauelemente, Tastaturen und Displayfunktionen vereinen, wäre es außerordentlich vorteilhaft, wenn diese alle mit möglichst geringem Aufwand auf der Leiterplatte integriert werden könnten. Leiterplatten können mit hohem Durchsatz vollautomatisch bestückt werden, was enorme Kosteneinsparungen bei der Produktion eines großflächigen integrierten Displays bedeutet. Unter Leiterplatten im Sinne der hier vorliegenden Erfindung verstehen wir also alle Vorrichtungen bzw. Substrate, bei denen andere Funktionelle Bauelemente als die OLEDs in einfacher Weise (z.B. durch Bonden, Löten, Kleben, Steckverbindungen) integriert werden können. Dies können herkömmliche Leiterplatten sein, aber auch keramische Leiterplattenähnliche Substrate auf deren einer Seite sich die OLEDs und auf deren anderer Seite und elektrisch verbunden mit den OLED sich verschiedene elektrische Funktionselemente befinden. Die Leiterplattenähnlichen Substrate können flach aber auch gebogen ausgeführt sein.
Die hierfür notwendige Emission durch die Deckelektrode kann für die oben beschriebene Reihenfolge der organischen Schichten (Deckelektrode ist die Kathode) dadurch erreicht werden, dass eine sehr dünne herkömmliche Metallelektrode aufgebracht wird. Da diese bei einer Dicke, welche hinreichend hohe Transmission aufweist, noch keine hohe Querleitfähigkeit erreicht, muss darauf noch ein transparentes Kontaktmaterial aufgebracht werden, z.B. ITO oder Zink dotiertes Indium-Oxid (z.B. US Patent Nr. 5,703,436 (S.R. Forrest et al.), eingereicht am 6.3.1996; US Patent Nr. 5,757,026 (S.R. Forrest et al.), eingereicht am 15.4.1996; US Patent Nr. 5,969,474 (M. Arai), eingereicht am 24.10.1997). Weitere bekannte Realisierungen dieser Struktur sehen eine organische Zwischenschicht zur Verbesserung der Elektronen-Injektion vor (z.B. G. Parthasarathy et al., Appl. Phys. Lett. 72, 2138 (1997); G. Parthasarathy et al., Adv. Mater. 11, 907 (1997)), welche teilweise durch Metallatome wie Lithium dotiert sein kann (G. Parthasarathy et al., Appl. Phys. Lett., 76, 2128 (2000)). Auf diese wird dann eine transparente Kontaktschicht (meistens ITO) aufgebracht. Allerdings ist ITO ohne Beimischung von Lithium o.a. Atomen der ersten Hauptgruppe in die Elektroneninjizierende Schicht an der Kathode schlecht zur Elektroneninjektion geeignet, was die Betriebsspannungen einer solchen LED erhöht. Die Beimischung von Li oder ähnlichen Atomen führt auf der anderen Seite zu Instabilitäten des Bauelementes wegen Diffusion der Atome durch die organischen Schichten.
Die alternative Möglichkeit zur transparenten Kathode besteht im Umkehren der Schichtreihenfolge, also der Ausführung des löcherinjizierenden transparenten Kontaktes (Anode) als Deckelektrode. Die Realisierung solcher invertierter Strukturen mit der Anode auf der LED bereitet in der Praxis jedoch erhebliche Schwierigkeiten. Wenn die Schichtfolge durch die löcherinjizierende Schicht abgeschlossen wird, so ist es erforderlich, das gebräuchliche Material für die Löcherinjektion, Indium-Zinn-Oxid (oder ein alternatives Material), auf die organische Schichtfolge aufzubringen (z.B. US Patent Nr. 5,981,306 (P. Burrows et al.), eingereicht am 12.9.1997). Dies verlangt meist Prozeßtechnologien, die mit den organischen Schichten schlecht verträglich sind und unter Umständen zur Beschädigung führen.
Ein entscheidender Nachteil der invertierten OLED auf vielen intransparenten Substraten ist die Tatsache, dass effiziente Elektronen-Injektion typischer Weise Materialien mit sehr niedriger Austrittsarbeit verlangt. Bei nichtinvertierten Strukturen kann dies teilweise dadurch umgangen werden, dass zwischen der Elektrode und der elektronenleitenden Schicht
Zwischenschichten wie LiF eingebracht werden (Hung et al. 1997 US5677572, Hung et al.
Appl. Phys. Lett. 70, 152 (1997)). Es wurde jedoch gezeigt, dass diese Zwischenschichten nur wirksam werden, wenn die Elektrode anschließend aufgedampft wird (MG. Mason, J. Appl.
Phys. 89, 2756 (2001)). Damit ist ihre Verwendung bei invertierten OLEDs nicht möglich.
Dies betrifft insbesondere auch invertierte Strukturen, welche auf Leiterplatten aufgebracht werden. Die auf Leiterplatten üblichen Kontaktmetalle (Kupfer, Nickel, Gold, Palladium, Zinn und Aluminium) erlauben aufgrund Ihrer größeren Austrittsarbeiten keine effiziente Elektroneninjektion bzw. sind wegen der Bildung einer Oxidschicht nicht zur
Ladungsträgerinjektion geeignet.
Eine weitere Problematik bei der Realisierung von organischen Leuchtdioden besteht in der vergleichsweise großen Rauhigkeit von Leiterplatten. Dies führt dazu, dass häufig Defekte auftreten, da in den organischen Leuchtdioden an Stellen mit geringerer Schichtdicke Feldspitzen und Kurzschlüsse auftreten. Das Kurzschluss-Problem Hesse sich durch OLEDs mit dicken Transportschichten lösen. Dies führt aber im Allgemeinen zu einer höheren Betriebsspannung und verringerter Effizienz der OLED.
Eine weitere Problematik bei der Realisierung einer organischen Leuchtdiode oder eines organischen Displays auf einer Leiterplatte ist die Abdichtung der OLED zum Substrat hin. OLED sind gegen die Normalatmosphäre, insbesondere gegen Sauerstoff und Wasser sehr emfindlich. Um eine schnelle Degradation zu verhindern, ist eine sehr gute Abdichtung unabdingbar. Dies ist bei einer Leiterplatte nicht gewährleistet (Permeabilitätsraten für Wasser und Sauerstoff von unter 10"4 Gramm pro Tag und Quadratmeter sind erforderlich).
Leiterplatten werden üblicherweise mit mindestens einer und bis zu 34 und mehr Cu-Lagen aufgebaut. Die heute zum Einsatz gebrachten Halbzeuge (Laminate) basieren auf einem mit Epoxidharz getränkten Glasgewebe in den Dicken von 50 μm aufwärts bis 2 mm. Auf Grund des Kompositaufbaues ergeben sich physikalische Kennwerte, die einen Einsatz als Substratmaterial für OLED's nicht erlauben. So beträgt der thermische Ausdehnungskoeffizient 58 ppm/grd und die Feuchtigkeitsaufhahme nach 2 h bis zu 0,23 %.
In der Literatur sind schon Verbindungen von organischen Leuchtdioden und Leiterplatten, auf denen sich die Treiberchips zum Ansteuern der OLEDs befinden, vorgeschlagen wurden. Ein Ansatz ist der von Chingping Wei et al. (US 5703394, 1996; US 5747363, 1997, Motorola Inc.), Juang Dar-Chang et al. (US 6333603, 2000) und E.Y. Park (US 2002/44441, 2001) vorgeschlagene, bei dem das Substrat auf dem die OLEDs hergestellt werden und die Leiterplatte auf dem sich die elektrischen Bauteile zum Ansteuern der OLEDs befinden zwei getrennte Teile sind und diese nachher miteinander verbunden werden.
In der Patentanmeldung von Kusaka Teruo (US 6201346, 1998, NEC Corp.) wird die Verwendung von ,Heat sinks' (also Wärmeableitenden Elementen) auf der Rückseite der Leiterplatte (auf der Vorderseite befinden sich die OLEDs) während der Herstellung der OLEDs vorgeschlagen. Diese Heat Sinks sollen ein Aufheizen der OLED und des Substrates während des Herstellungsprozesses der OLED verhindern.
Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ist es, eine Leiterplatte mit Display- oder Leuchtfunktion auf Basis organischer Leuchtdioden anzugeben, die eine Abdichtung der Leiterplatte gegenüber der organischen Leuchtdiode realisiert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den in dem Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
Insbesondere wird bei der vorliegenden Erfindung das Problem der Abdichtung dadurch gelöst, dass in die übliche Schichtfolge der Leiterplatte eine oder mehrere Schichten Dünnglas (zwischen 30 Mikrometer und 2mm dick) gemäß Anspruch 2 eingefügt werden. Durch Einfügen von Dünnglaslaminaten werden die positiven Eigenschaften des Glases auf das Gesamtsystem übertragen und gleichzeitig die Flexibilität des Trägermaterials erhalten. Die hervorragende Oberflächengüte des Glaslaminates kann bis zur Kathode der OLED transformiert werden, so dass eine ebene Kontaktfläche entsteht. Leiterplatten mit Dünnglas als Laminat zeichnen sich durch sehr gute Dimensionsstabilität und durch an das Silizium angepasste Ausdehnungskoeffizienten aus (Ausdehnungskoeffizient CTE = 7 ppm/grd).
Auf der der OLED abgewandten Seite können aktive und passive Bauelemente bestückt werden.
Ein alternatives Verfahren zur Abdichtung der Leiterplatte besteht im Auftragen einer Plasmaglasur (CVD-Verfahren) aus SiOx-Schichten. Diese besitzen vergleichbare Eigenschaften zum Glas, wie Farblosigkeit und Transparenz. Dadurch wird ebenso eine geringe Permeabilität gegenüber Sauerstoff und Wasser erreicht. Diese Schichten können auch vorteilhaft zur Kapselung einer fertigen OLED gegenüber Umwelteinflüssen eingesetzt werden.
Zur elektrischen Verbindung der einzelnen OLED-Kontakte auf der einen Seite des Substrates (z.B. Leiterplatte) mit den auf der anderen Seite des Substrates (z.B. Leiterplatte) aufgebrachten Elektronikbausteinen sind Durchkontaktierungen notwendig. Diese sollen in bekannter Technik ausgeführt werden.
Ein Aufheizen der OLED und des Substrates stellt bei der hier vorgeschlagenen Lösung kein Problem dar, da die dotierten Schichten sehr stabil gegenüber Wärmeentwicklung sind und diese auch sehr gut ableiten können. Heat Sinks wie in US 6201346 beschrieben sind daher nicht notwendig.
Eine vorteilhafte Ausführung einer Struktur einer erfindungsgemäßen Darstellung einer organischen Leuchtdiode (in invertierter Form) auf einer Leiterplatte beinhaltet folgende Schichten:
Ausführungsbeispiel 1:
1. Leiterplatte, mit integrierter Dünnglas- Schicht
2. Elektrode aus einem in der Leite lattenfertigung üblichen Material (Kathode=Minuspol),
3. n-dotierte Elektronen injizierende und transportierende Schicht, 4. n-dotierte Glättungsschicht
5. n-dotierte Elektronentransportschicht
6. dünnere elektronenseitige Blockschicht aus einem Material dessen Bandlagen zu den Bandlagen der sie umgebenden Schichten passt, 7. lichtemittierende Schicht,
8. löcherseitige Blockschicht (typischerweise dünner als Schicht 7) aus einem Material, dessen Bandlagen zu den Bandlagen der sie umgebenden Schichten passt,
9. p-dotierte Löcher injizierende und transportierende Schicht,
10. Schutzschicht (typischerweise dünner als Schicht 7), Morphologie mit hohem kristallinem Anteil, hoch p-dotiert
11. Elektrode, löcherinjizierend (Anode=Pluspol), vorzugsweise transparent,
12. Kapselung, zum Ausschluß von Umwelteinflüssen.
Eine vorteilhafte Ausführung einer Struktur einer erfindungsgemäßen OLED mit der üblichen Schichtfolge (Anode unten auf nichttransparentem Substrat) ist:
Ausführungsbeispiel 2:
21. Leiterplatte, mit integrierter Dünnglas-Schicht
22. Elektrode aus einem in der Leiterplattenfertigung üblichen Material (Anode=Pluspol),
23. p-dotierte Löcher injizierende und transportierende Schicht,
24. p-dotierte Glättungsschicht
25. p-dotierte Löchertransportschicht
26. dünnere löcherseitige Blockschicht aus einem Material dessen Bandlagen zu den Bandlagen der sie umgebenden Schichten passt,
27. lichtemittierende Schicht,
28. elektronenseitige Blockschicht (typischerweise dünner als Schicht 7) aus einem Material, dessen Bandlagen zu den Bandlagen der sie umgebenden Schichten passt,
29. n-dotierte Elektronen injizierende und transportierende Schicht, 30. Schutzschicht (typischerweise dünner als Schicht 7), Morphologie mit hohem kristallinem Anteil, hoch n-dotiert
31. Elektrode, elektroneninjizierend (Kathode=Minuspol), vorzugsweise transparent,
32. Kapselung, zum Ausschluß von Umwelteinflüssen. Es ist auch im Sinne der Erfindung, wenn die Glättungsschicht (4,24) weggelassen wird oder aus einem zum Material der injizierenden Schicht (3,23) oder der transportierenden Schichten (5,25) und (6,26) identischen oder ähnlichen Material besteht. Eine solche vorteilhafte Ausführung ist (normaler Schichtaufbau, invertierter Schichtaufbau mit dann zwei Elektronentransportschichten analog zu erschließen):
Ausfuhrungsbeispiel 3
21. Leiterplatte, mit integrierter Dünnglas-Schicht 22. Elektrode aus einem in der Leiterplattenfertigung üblichen Material (Anode=Pluspol), 23. p-dotierte Löcher injizierende und transportierende Schicht,
25. p-dotierte Löchertransportschicht
26. dünnere löcherseitige Blockschicht aus einem Material dessen Bandlagen zu den Bandlagen der sie umgebenden Schichten passt,
27. lichtemittierende Schicht,
28. elektronenseitige Blockschicht (typischerweise dünner als Schicht 7) aus einem Material, dessen Bandlagen zu den Bandlagen der sie umgebenden Schichten passt,
29. n-dotierte Elektronen injizierende und transportierende Schicht, 30. Schutzschicht (typischerweise dünner als Schicht 7), Morphologie mit hohem kristallinem Anteil, hoch n-dotiert
31. Elektrode, elektroneninjizierend (Kathode=Minuspol), vorzugsweise transparent,
32. Kapselung, zum Ausschluß von Umwelteinflüssen.
Unter Umständen kann die Löcheriηjizierende Schicht und die Löchertransportierende Schicht auch zusammengefasst werden. Eine solche vorteilhafte Ausführung ist (normaler Schichtaufbau, invertierter Schichtaufbau mit dann nur einer Elektronentransportschicht analog zu erschließen):
Ausführungsbeispiel 4:
21. Leiterplatte, mit integrierter Dünnglas- Schicht
22. Elektrode aus einem in der Leiterplattenfertigung üblichen Material (Anode=Pluspol), 23. p-dotierte Löcher injizierende und transportierende Schicht,
26. dünnere löcherseitige Blockschicht aus einem Material dessen Bandlagen zu den Bandlagen der sie umgebenden Schichten passt,
27. lichtemittierende Schicht, 28. elektronenseitige Blockschicht (typischerweise dünner als Schicht 7) aus einem Material, dessen Bandlagen zu den Bandlagen der sie umgebenden Schichten passt,
29. n-dotierte Elektronen injizierende und transportierende Schicht,
30. Schutzschicht (typischerweise dünner als Schicht 7), Morphologie mit hohem kristallinem Anteil, hoch n-dotiert 31. Elektrode, elektroneninjizierend (Kathode=Minuspol), vorzugsweise transparent, 32. Kapselung, zum Ausschluß von Umwelteinflüssen.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Beispielen mit Materialien noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Bild 1 eine Schichtfolge für den Fall einer invertierten dotierten OLED mit Schutzschicht, wobei sich die Zahlenangaben auf die oben beschriebene invertierte OLED beziehen.
Eine konventionelle OLED (ohne umgekehrte Schichtenfolge) mit Schutzschicht kann analog erschlossen werden.
Im weiteren werden noch Ausführungsbeispiele für den Aufbau des Substrates, also der
Leiterplatte mit Dünnglasschicht oder Dünnglasschichten beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Bild 2 ein Ausführungsbeispiel mit einer Schicht Dünnglas in der Leiterplatte.
Bild 3 ein Ausführungsbeispiel mit einer Schicht Dünnglas auf der Leiterplatte.
Bild 4 ein Ausführungsbeispiel mit einer Schicht Dünnglas in der Leiterplatte und einer Schicht auf der Leiterplatte.
Bild 5 ein Ausführungsbeispiel mit mehreren Schichten Dünnglas in der Leiterplatte und einer Schicht auf der Leiterplatte.
Hierbei ist mit:
1: das gesamte Substrat für die Lichtemittierende Anordnung (OLED), wie in den vorigen Ausführungsbeispielen 1 bis 4 bezeichnet,
101: eine sich im Substrat (z.B. Leiterplatte) befindliche Schicht Dünnglas bezeichnet,
102: eine sich auf dem Substrat (zunächst der OLED) befindliche Schicht Dünnglas bezeichnet.
Weitere Kombinationen sind denkbar und erschließen sich dem Fachmann ohne weiteres.
Die Schichten Dünnglas sind dabei jeweils zwischen 30μm und 2mm dick.
Alternativ zu den Dünnglasschichten können andere Abdichtschichten Verwendung finden. Ein Beispiel hierzu ist die Abdichtung mittels SiOx-Schichten (Siliziumoxid), hergestellt durch eine Plasmaglasur (CVD-Verfahren, ,chemical vapour deposition' - Verfahren) von SiOx- Schichten erreicht werden, die vergleichbare Eigenschaften wie Farblosigkeit und Transparenz zum Glas besitzt. Ebenso können Stickoxid- Schichten (NOx) Verwendung finden, die ebenso durch ein plasmaunterstütztes Verfahren hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Lichtemittierende Anordnung bestehend aus einer Leiterplatte und einem lichtemittierenden Bauelement mit organischen Schichten, insbesondere organische Leuchtdiode, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittierende Bauelement auf einer Leiterplatte als Substrat aufgebracht ist und dass im oder auf dem Substrat eine oder mehrere Schichten Dünnglas integriert sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Schichtenfolge auf einer Leiterplatte als Substrat aufgebracht ist und dass im oder auf dem Substrat eine oder mehrere Schichten Dünnglas integriert sind.
3. Anordnung nach Ansprüchen 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnglasschicht nicht vorhanden ist oder durch eine andere geeignete Verkapselung ersetzt ist.
4. Anordnung nach Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mit einer oder mehrerer SiOx -Schichten, hergestellt durch Plasmaglasur mittels eines CVD- Verfahrens, versehen ist.
5. Anordnung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mit einer oder mehrerer NOx -Schichten, hergestellt durch Plasmaglasur mittels eines CVD- Verfahrens, versehen ist.
6. Anordnung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht oder die Schichten Dünnglas jeweils zwischen 30μm und 2mm dick sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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