光電子器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種光電子器件，其具有朝向光電子器件的周圍的外面（30），所述外面通過至少部分地施加在光電子器件的表面（10）上的疏水層（3）形成。
【專利說明】光電子器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]提出一種光電子器件。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)
[0003]本申請(qǐng)要求德國專利申請(qǐng)102011113428.3的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用并入本文。
【背景技術(shù)】
[0004]光電子器件和尤其是具有有機(jī)功能材料的光電子器件、如有機(jī)發(fā)光二級(jí)管(OLED)相對(duì)于周圍環(huán)境的作用、例如相對(duì)于濕氣和氧氣能夠是極其敏感的。因此，為了進(jìn)行保護(hù)免受此影響，對(duì)于高的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間而言需要?dú)饷艿孛芊庥袡C(jī)光電子器件。
[0005]例如已知的是，通過借助于粘接劑層將玻璃蓋粘貼在器件的襯底上，借助于玻璃蓋、例如以具有腔的玻璃基底的形式的玻璃蓋來封裝有機(jī)光電子器件。大多還將由沸石構(gòu)成的、非透明的吸收濕氣的物質(zhì)(吸氣劑)粘貼到腔中，以便結(jié)合能夠穿過粘接劑滲入的濕氣或氧氣，例如在參考文獻(xiàn)US2004/0108811A1中描述。
[0006]此外，已知具有薄層的薄層封裝件，所述薄層封裝件相對(duì)于濕氣和氧氣密封有機(jī)光電子器件。與借助于玻璃蓋進(jìn)行封裝相比，薄層封裝件更確切地說是可工業(yè)化的進(jìn)而優(yōu)選可進(jìn)一步發(fā)展。薄層封裝件的示例在參考文獻(xiàn)DE102008031405、DE102008048472、DE102008019900 和 DE102009024411 中描述。
[0007]無機(jī)的光電子器件、例如無機(jī)發(fā)光二級(jí)管(LED)也具有由于濕氣引起的一定的敏感性和老化特性。因此，這種器件通常借助于塑料來封裝，例如借助于硅樹脂澆注件。此外也可行的是，無機(jī)的光電子器件借助于上述薄層封裝件受到保護(hù)以抵御有害物質(zhì)。
[0008]然而，已證實(shí)的是，薄層封裝件通常不具有對(duì)于光電子器件的高的長期穩(wěn)定性而言所必需的濕度穩(wěn)定性和密封性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]特定實(shí)施形式的至少一個(gè)目的是提出一種光電子器件。
[0010]所述目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)。該主題的有利的實(shí)施形式和改進(jìn)形式在從屬權(quán)利要求中表明并且還從下面的描述和附圖中得出。
[0011]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，光電子器件具有朝向光電子器件的周圍的外面。換言之這表示:光電子器件的外面與周圍環(huán)境直接接觸。這也表示:周圍環(huán)境中的氣體和/或液體，即例如氧氣、硫化氫和/或濕氣能夠直接地作用于外面。
[0012]在另一個(gè)實(shí)施形式中，朝向光電子器件的周圍的外面通過至少部分地施加在光電子器件的表面上的疏水層形成。因此，疏水層直接地暴露于周圍環(huán)境并且不被例如為封裝層的另外的層或封裝裝置所覆蓋。
[0013]由于疏水層的疏水特性，與光電子器件的未被覆蓋的表面相比，能夠降低通過疏水層所形成的外面的表面能。由此，減小尤其與極化的液體或物質(zhì)、例如濕氣的接觸角，由此減小例如水滴和外面之間的接觸面積。其結(jié)果是，例如能夠減少將水引入到光電子器件的表面上。此外，也降低例如為濕氣的極性物質(zhì)在外面上的粘附性。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)外面的自清潔效應(yīng)和外面的抗污染效應(yīng)或抗?jié)櫇裥?yīng)，所述抗污染效應(yīng)或抗?jié)櫇裥?yīng)也稱作為所謂的蓮花效應(yīng)。
[0014]尤其優(yōu)選的是，疏水層至少覆蓋光電子器件的相對(duì)于周圍環(huán)境敏感或相對(duì)于周圍環(huán)境的濕氣和/或氣體至少部分可穿透的所有表面，使得這些表面由于疏水層而形成光電子器件的疏水外面。
[0015]疏水層尤其能夠具有形成疏水外面的疏水基團(tuán)。疏水基團(tuán)例如能夠分別包含至少一種全氟化的碳。疏水基團(tuán)能夠包含在鏈狀分子中。例如，疏水層的材料能夠具有取代的或未取代的碳水鏈(Kohlenstoffwasserketten), CF3基團(tuán)位于所述碳水鏈的一個(gè)末端上。
[0016]疏水層的材料還能夠包含能夠官能化的硅烷基團(tuán)。所述硅烷基團(tuán)能夠存在于分子鏈的、例如烴鏈的不存在CF3基團(tuán)的末端上。官能化的硅烷基團(tuán)能夠?qū)崿F(xiàn)與光電子器件的表面的共價(jià)結(jié)合進(jìn)而將疏水層固定在光電子器件的表面上。如果不存在硅烷基團(tuán)，那么也能夠通過氫鍵結(jié)合或范德瓦爾斯相互作用(Van-der-Waals-Wechselwirkungen)來實(shí)現(xiàn)將疏水層固定在光電子器件上。
[0017]疏水層的材料例如能夠至少部分地是PTFE狀的，這就是說，所述材料包含類似于聚四氟乙烯(PTFE)的氟化烴，所述氟化烴能夠包含CF2-和CF3-基團(tuán)，由此引起疏水特性。
[0018]疏水基團(tuán)能夠存在于疏水層的背離光電子器件的表面的外面上并且形成光電子器件的外面的至少一部分。疏水層由此尤其能夠是不可潤濕的并且相對(duì)于其他材料起排斥作用。
[0019]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，疏水層具有在大于或等于Inm且小于或等于IOnm的范圍中的厚度。疏水層能夠以一個(gè)或多個(gè)分子單層存在。
[0020]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，疏水層具有帶有遠(yuǎn)離器件的表面并且朝向周圍的疏水官能基團(tuán)的單分子層。
[0021]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，疏水層具有氟化的有機(jī)氯硅烷。這種材料具有氯取代的硅烷基團(tuán)，氟化的烷基殘基附著于所述硅烷基團(tuán)上。例如，疏水層能夠通過將一種或多種下述材料或這些材料的組合施加到表面上來形成=CF3 (CF2)7 (CH2)2SiCl3 (十七氟癸基三氯硅烷，CF3 (CF2) 7 (CH2) 2Si (CH3) 2 (CH) 10SiCl3 ((十七氟癸基二甲硅烷基)_癸基三氯硅烷)，CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3O
[0022]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式,疏水層具有自組織的單層(“self assembled monolayer”，SAM)或者通過這種單層形成。例如具有所述氟化的有機(jī)氯硅烷中的一種的自組織的層能夠例如能夠經(jīng)由脫氯化氫反應(yīng)與光電子器件的表面上的烴基基團(tuán)結(jié)合。此外例如也可行的是，將光電子器件暴露于溶解在六甲基硅氧烷中的氯硅烷組成的混合物，以便在其表面上形成疏水層。此外，疏水層也能夠相疊地具有多個(gè)自組織的單層。
[0023]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，疏水層具有超疏水材料。在此和在下文中尤其將與水的接觸角大于或等于160°的材料稱作超疏水的。
[0024]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，光電子器件具有帶有有源區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體層序列，所述有源區(qū)域能夠在運(yùn)行時(shí)發(fā)射光和/或檢測光。半導(dǎo)體層序列能夠基于無機(jī)的和/或有機(jī)的半導(dǎo)體材料。[0025]尤其優(yōu)選的是，疏水層是透明的，使得能夠經(jīng)由疏水外面放射光或者接收光。
[0026]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體層序列是無機(jī)的半導(dǎo)體層序列。無機(jī)的半導(dǎo)體層序列例如能夠構(gòu)成為無機(jī)的半導(dǎo)體芯片，所述無機(jī)的半導(dǎo)體芯片構(gòu)成為發(fā)射光的或檢測光的半導(dǎo)體芯片并且具有能夠在光電子器件運(yùn)行時(shí)放射或檢測光的有源區(qū)域。半導(dǎo)體層序列能夠根據(jù)波長基于不同的半導(dǎo)體材料體系來制造。對(duì)于長波的、紅外的至紅色的輻射而言，例如基于InxGayAl1^As的半導(dǎo)體層序列是適合的，對(duì)于紅色的至黃色的輻射而言，例如基于InxGayAl1^P的半導(dǎo)體層序列是適合的，并且對(duì)于短波的可見光、尤其對(duì)于在綠色光至藍(lán)色光的范圍中的可見光和/或?qū)τ赨V福射而言,例如基于InxGayAU的半導(dǎo)體層序列是適合的，其中分別適用O≤y≤I并且O≤y≤I。
[0027]無機(jī)的半導(dǎo)體層序列能夠借助于外延方法、例如金屬有機(jī)氣相外延(MOVPE)或分子束外延(MBE)在生長襯底上生長并且設(shè)有電接觸部。
[0028]此外，能夠?qū)雽?dǎo)體層序列轉(zhuǎn)移到載體襯底上并且能夠?qū)⑸L襯底打薄或者完全移除。這種替代生長襯底具有載體襯底作為襯底的半導(dǎo)體芯片也能夠稱作為所謂的薄膜半導(dǎo)體芯片。
[0029]薄膜半導(dǎo)體芯片的特征尤其在于下述特征:
[0030]-在半導(dǎo)體層序列的朝向載體襯底的第一主面上施加有或構(gòu)成有反射層，所述反射層將在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的電磁輻射的至少一部分向回反射到所述半導(dǎo)體層序列中；
[0031]-半導(dǎo)體層序列具有在20μ m或更小的范圍中、尤其在4μm和10 μ m之間的范圍中的厚度；和
[0032]-半導(dǎo)體層序列包含至少一個(gè)半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層帶有具有混勻結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)面，所述混勻結(jié)構(gòu)在理想的情況下引起光在外延的半導(dǎo)體層序列中的近似遍歷的分布，這就是說所述混勻結(jié)構(gòu)具有盡可能遍歷隨機(jī)的散射特性。
[0033]薄膜半導(dǎo)體芯片良好地近似于朗伯表面輻射器。薄膜發(fā)光二極管芯片的基本原理例如在參考文獻(xiàn) 1.Schnitzer 等的 Appl.Phys.Lett.63(16)，1993 年 10 月 18 日，2174-2176中描述。
[0034]涉及無機(jī)的半導(dǎo)體層序列和無機(jī)的半導(dǎo)體芯片的另外的特征和實(shí)施形式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的進(jìn)而在此不進(jìn)一步詳述。
[0035]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體層序列是有機(jī)的半導(dǎo)體層序列。特別地，在此，有機(jī)的半導(dǎo)體層序列能夠構(gòu)成為有機(jī)的、發(fā)射輻射的二極管(OLED)或者構(gòu)成為有機(jī)光電二極管(0PD)。有機(jī)的半導(dǎo)體層序列為此能夠具有有源區(qū)域，所述有源區(qū)域適合于在光電子器件運(yùn)行時(shí)放射或檢測電磁輻射。有機(jī)的半導(dǎo)體層序列尤其能夠在襯底上在第一和第二電極之間具有多個(gè)由有機(jī)材料構(gòu)成的功能層、例如電子傳輸層、電致發(fā)光層和/或空穴傳輸層，其中所述電極中的至少一個(gè)構(gòu)成為是透明的。
[0036]例如，襯底能夠包括玻璃、石英、塑料薄膜、金屬、金屬薄膜、硅晶片或其他合適的襯底材料。如果將有機(jī)的半導(dǎo)體層序列構(gòu)成為OLED并且在該情況下還構(gòu)成為所謂的“底部發(fā)射器”，這就是說，在有源區(qū)域中產(chǎn)生的輻射穿過襯底放射，因此襯底尤其也構(gòu)成為是透明的。如果背離襯底的電極是透明的，那么有機(jī)的半導(dǎo)體層序列構(gòu)成為所謂的“頂部發(fā)射
RH.”
O[0037]第一和第二電極中的至少一個(gè)例如能夠具有透明導(dǎo)電氧化物或由其構(gòu)成。透明導(dǎo)電氧化物(transparent conductive oxides,簡稱“TC0”)是透明的導(dǎo)電的材料,通常為金屬氧化物，例如氧化鋅、氧化錫、氧化鎘、氧化鈦、氧化銦或氧化銦錫(ITO)。除例如ZnO、SnO2或In2O3的二元金屬氧化物之外，三元金屬氧化物如Zn2Sn04、CdSnO3> ZnSnO3> Mgln204、Galn03、Zn2In2O5或In4Sn3O12或不同的透明導(dǎo)電氧化物的混合物也屬于TCO族。此外，TCO不強(qiáng)制地對(duì)應(yīng)于化學(xué)計(jì)量的組成成分并且也能夠是P型或η型摻雜的。
[0038]此外，第一和第二電極中的至少一個(gè)例如能夠具有金屬或由其制成，例如鋁、鋇、銦、銀、金、鎂、鈣或鋰以及其化合物、組合和合金。
[0039]半導(dǎo)體層序列的有機(jī)功能層能夠具有有機(jī)聚合物、有機(jī)低聚物、有機(jī)單體、非聚合的有機(jī)小分子(“small molecules”)或其組合。特別地，能夠有利的是，有機(jī)的半導(dǎo)體層序列具有構(gòu)成為空穴傳輸層的功能層，以便能夠?qū)崿F(xiàn)將空穴有效地注入到電致發(fā)光層或電致發(fā)光區(qū)域中。作為空穴傳輸層的材料，例如叔鞍、咔唑衍生物、導(dǎo)電的聚苯胺或聚亞乙二氧基噻吩能夠證實(shí)為是有利的。此外，能夠有利的是，至少一個(gè)功能層構(gòu)成為電致發(fā)光層。適合作為電致發(fā)光層的材料的是具有由于熒光或磷光引起的輻射發(fā)射的材料，例如聚氟、聚噻吩或聚亞苯基或它們的衍生物、化合物、混合物或共聚物。根據(jù)功能層中的材料，所產(chǎn)生的第一輻射能夠具有紫外至紅色光譜范圍中的各個(gè)波長或范圍或其組合。
[0040]涉及有機(jī)的半導(dǎo)體層序列和尤其涉及OLED或OPV的另外的特征和實(shí)施形式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的并且在此不進(jìn)一步詳述。
[0041]在有機(jī)的或無機(jī)的半導(dǎo)體層序列中應(yīng)用的材料、例如用于功能層和/或電極層的材料能夠相對(duì)于有害物質(zhì)例如濕氣、氧氣和/或硫化氫具有高的敏感性。
[0042]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，至少部分地由疏水層覆蓋的表面通過半導(dǎo)體層序列的層形成。特別地，半導(dǎo)體層序列在該情況下能夠是無機(jī)的半導(dǎo)體層序列或無機(jī)的半導(dǎo)體芯片。通過將疏水層作為外層直接地施加在半導(dǎo)體層序列上，能夠顯著地降低借助于周圍的有害物質(zhì)如濕氣、氧氣或硫化氫對(duì)半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體層序列的潤濕。尤其優(yōu)選的是，無機(jī)的半導(dǎo)體層序列或半導(dǎo)體芯片在朝向周圍的所有表面上被疏水層覆蓋。例如，半導(dǎo)體層序列能夠設(shè)置在載體上并且在背離載體的所有表面上被疏水層覆蓋。由此可能的是，半導(dǎo)體層序列進(jìn)而光電子器件由于疏水外層能直接地暴露于周圍環(huán)境并且在不具有另外的封裝裝置的情況下運(yùn)行。
[0043]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，光電子器件能夠在半導(dǎo)體層序列上具有封裝裝置以用于保護(hù)所述半導(dǎo)體層序列。封裝裝置能夠具有至少一個(gè)或多個(gè)阻擋層，所述阻擋層分別具有選自氧化物、氮化物和氮氧化物的一種或多種材料。特別地，封裝裝置能夠構(gòu)成為薄層封裝件。
[0044]在本文中，將構(gòu)成為薄層封裝件的封裝裝置理解為下述設(shè)備:所述設(shè)備適合于形成相對(duì)于環(huán)境物質(zhì)、尤其相對(duì)于濕氣和氧氣或也相對(duì)于另外的有害物質(zhì)、例如腐蝕性氣體如硫化氫的阻擋的設(shè)備。換言之，薄層封裝件構(gòu)成為，使得其至多能夠極其小部分地被環(huán)境物質(zhì)穿透。所述阻擋作用在封裝裝置中基本上通過構(gòu)成為薄層的阻擋層和/或鈍化層來產(chǎn)生，所述阻擋層和/或鈍化層是封裝裝置的一部分。封裝裝置的層通常具有小于或等于幾百納米的厚度。
[0045]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，封裝裝置具有薄層或由其制成，所述薄層負(fù)責(zé)用于封裝裝置的阻擋作用。薄層例如能夠借助于原子層沉積法(“atomic layer deposition”,ALD)來施加。因此，在本文中，描述下述方法:在所述方法中，將氣態(tài)的第一初始化合物輸送給體積部，在所述體積部中提供要覆層的表面，使得氣態(tài)的第一化合物能夠吸附在表面上。在表面優(yōu)選完全地或幾乎完全地被第一初始化合物覆蓋之后，第一初始化合物的仍以氣態(tài)的和/或沒有吸附在表面上的方式存在的部分通常被再次從體積部中移除并且輸送第二初始化合物。第二初始化合物設(shè)置用于:與吸附在表面上的第一初始化合物在形成固體的ALD層的情況下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。需要指出的是，在原子層沉積時(shí)也能夠使用多于兩種初始化合物。
[0046]適合用于封裝裝置的層的材料例如是氧化鋁、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鉿、氧化鑭。
[0047]優(yōu)選地，封裝裝置具有帶有多個(gè)薄層的層序列，所述薄層分別具有在原子層和IOnm之間的厚度，其中包括邊界值。
[0048]替選于或附加于借助于ALD制成的薄層，封裝裝置能夠具有至少一個(gè)或多個(gè)另外的層，即尤其是阻擋層和/或鈍化層，所述阻擋層和/或鈍化層通過熱蒸鍍或借助于等離子體增強(qiáng)的工藝、例如派鍍或等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(“plasma-enhanced chemicalvapor deposi t ion ”, PECVD )來沉積。適合于此的材料能夠是上述材料以及氮化娃、氧化娃、氮氧化硅、氧化銦錫、氧化銦鋅、鋁摻雜的氧化鋅、氧化鋁以及所述材料的混合物和合金。一個(gè)或多個(gè)另外的層例如分別具有在Inm和5 μ m之間的厚度，其中包括邊界值。尤其優(yōu)選的是，一個(gè)或多個(gè)另外的層具有在Inm和400nm之間的厚度，其中包括邊界值。
[0049]通過由多個(gè)借助于ALD或其他方法中的一種制成的層構(gòu)成的封裝裝置的結(jié)構(gòu)，在制造各個(gè)層時(shí)形成并且能夠形成濕氣和/或另外的有害物質(zhì)的擴(kuò)散通道的晶格缺陷和損壞能夠至少部分地通過位于其上的層來密封。
[0050]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，至少部分地被疏水層覆蓋的表面通過封裝裝置的表面形成。封裝裝置除了朝向載體的一側(cè)之外能夠在所有表面上覆蓋半導(dǎo)體層序列從而與載體一起作用為防止有害物質(zhì)的阻擋。封裝裝置例如能夠遍布地被疏水層覆蓋。由于在封裝裝置上附加地設(shè)置有疏水外層，與不具有疏水外層的器件相比，顯著地降低了例如由周圍的濕氣對(duì)封裝裝置的潤濕。對(duì)于封裝裝置具有缺陷的情況而言，能夠?qū)⒗鐬闈駳獾挠泻ξ镔|(zhì)可能通過所述缺陷滲入到封裝裝置中并且引起光電子器件失效的可能性最小化，因?yàn)榕c未經(jīng)覆蓋的表面相比，濕氣在疏水層上的接觸面積顯著更小。由此，能夠降低光電子器件的失效可能性。因此，通過疏水層能夠增強(qiáng)對(duì)光電子器件的附加保護(hù)以抵御有害物質(zhì)，而疏水層本身不必是如封裝裝置的層一樣的盡可能氣密密封的層。
[0051]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，將半導(dǎo)體層序列設(shè)置在載體上。載體例如能夠是襯底、電路板、陶瓷載體、塑料載體或電路板。此外，載體例如能夠是具有導(dǎo)體框的塑料殼體，在所述導(dǎo)體框上施加有半導(dǎo)體層序列。在載體上能夠存在一個(gè)或多個(gè)電接觸區(qū)域，所述電接觸區(qū)域設(shè)置用于接觸半導(dǎo)體層序列。
[0052]此外，能夠?qū)雽?dǎo)體層序列設(shè)置在具有至少一個(gè)電接觸區(qū)域的載體上，經(jīng)由所述電接觸區(qū)域電連接半導(dǎo)體層序列。例如具有例如具有銀或由銀構(gòu)成的金屬層或由其構(gòu)成的電接觸區(qū)域能夠至少部分地被疏水層覆蓋。由此，能夠保護(hù)形成電接觸區(qū)域的金屬層抵御有害物質(zhì)，在銀的情況下例如尤其免受如硫化氫的腐蝕性氣體的影響。在該情況下電接觸區(qū)域的老化效應(yīng)能夠由此降低，由此能夠?qū)崿F(xiàn)器件的更高的使用壽命。[0053]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，光電子器件具有覆蓋件，所述覆蓋件設(shè)置在半導(dǎo)體層序列和疏水層之上并且具有朝光電子器件的周圍開放的空腔。覆蓋件例如能夠通過具有凹部的玻璃覆蓋件或塑料覆蓋件形成，在所述凹部中設(shè)置有半導(dǎo)體層序列并且所述凹部借助于開口或通道朝周圍開放。由此，覆蓋件能夠?yàn)榘雽?dǎo)體層序列提供一定保護(hù)、尤其是機(jī)械保護(hù)，而在覆蓋件的空腔之內(nèi)不存在特殊的封閉的小氣候。設(shè)有通風(fēng)口的這種覆蓋件例如設(shè)置在汽車應(yīng)用中。
[0054]能夠通過通道或開口滲入到覆蓋件的空腔中的濕氣和腐蝕性氣體僅還能夠少量地或完全不會(huì)潤濕被疏水層覆蓋的表面，使得能夠防止在這種半氣密封閉的封裝器件中的損壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]其他的優(yōu)點(diǎn)、有利的實(shí)施形式和改進(jìn)形式從下面結(jié)合附圖描述的實(shí)施例中得出。
[0056]附圖示出:
[0057]圖1示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光電子器件的示意圖；
[0058]圖2A至2C示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電子器件的示意圖；
[0059]圖3A和3B示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電子器件的示意圖；
[0060]圖4A和4B示出用于制造根據(jù)另外的實(shí)施例的光電子器件的設(shè)備；以及
[0061]圖5示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電子器件的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062]在實(shí)施例和附圖中，相同的、同類的或起相同作用的元件分別設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。所示出的元件以及這些元件彼此間的尺寸比例不能夠視為是合乎比例的，更確切地說，個(gè)別元件，例如層、構(gòu)件、器件和區(qū)域?yàn)榱烁玫目梢暢鲂院?或?yàn)榱烁玫睦斫饽軌蚩鋸埓蟮厥境觥?br> [0063]在圖1中示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光電子器件100。光電子器件100具有朝向光電子器件100的周圍的外面30，所述外面通過至少部分地施加在光電子器件100的表面10上的疏水層3形成。
[0064]在所示出的實(shí)施例中，光電子器件的表面10通過半導(dǎo)體層序列I形成。特別地，在所示出的實(shí)施例中，半導(dǎo)體層序列I構(gòu)成為無機(jī)的半導(dǎo)體層序列并且在此尤其構(gòu)成為無機(jī)的半導(dǎo)體芯片。
[0065]為此，半導(dǎo)體層序列I如在概論部分中描述的那樣構(gòu)成為基于化合物半導(dǎo)體材料體系，例如基于氮化的、磷化的或砷化的化合物半導(dǎo)體材料體系的外延生長的半導(dǎo)體層序列。半導(dǎo)體層序列I具有至少一個(gè)有源層或有源區(qū)域，所述有源區(qū)域適合于并且構(gòu)成為用于在運(yùn)行時(shí)放射或檢測電磁輻射、尤其是紫外光至紅外光。此外，半導(dǎo)體層序列I具有電接觸層，借助于所述電接觸層能夠電接觸半導(dǎo)體層序列。各個(gè)層和其功能以及其結(jié)構(gòu)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的并且因此為了概覽性在此沒有示出。
[0066]半導(dǎo)體層序列I設(shè)置在載體2上。載體2例如能夠通過用于半導(dǎo)體層序列I的載體襯底或者例如也通過具有帶狀導(dǎo)體或?qū)w框的陶瓷載體、塑料載體、電路板、印刷電路板或塑料薄膜形成。[0067]為了保護(hù)半導(dǎo)體層序列I尤其抵御濕氣，背離載體2的整個(gè)表面10、即背離載體2的上側(cè)以及還有半導(dǎo)體層序列I的側(cè)面用疏水層3覆蓋。因此，在所示出的實(shí)施例中，在光電子器件100中通過疏水層3形成除載體2的外面之外的所有外面。
[0068]在所示出的實(shí)施例中，疏水層3具有帶有至少部分地全氟化的(perfluorierten)碳原子的疏水基團(tuán)。特別地，疏水層的材料例如PTFE狀地構(gòu)成并且包含類似PTFE的氟化烴。由于在光電子器件100的外面30上的疏水層3的疏水特性，與半導(dǎo)體層序列I的表面10相比降低外面30的表面能。由此，外面30的可潤濕性顯著低于表面10的可潤濕性，使得例如濕氣和外面30之間的接觸面積與濕氣和半導(dǎo)體層序列I的表面10之間的接觸面積相比顯著地最小化。濕氣潤濕表面10進(jìn)而可能損壞半導(dǎo)體層序列I的可能性由此顯著地減小。此外，也降低極性物質(zhì)在外面30上的附著性，由此能夠?qū)崿F(xiàn)外面的自清潔的效果。
[0069]由此，光電子器件100并且尤其是半導(dǎo)體層序列I能夠在沒有另外的封裝裝置或保護(hù)裝置的情況下在大氣條件下運(yùn)行，因?yàn)榕c半導(dǎo)體層序列I的表面10相比，由于外面30的疏水層3和由此改變的表面應(yīng)力能夠防止或至少極大地減少由如空氣濕氣或腐蝕性氣體的親水物質(zhì)所引起的潤濕。疏水層3尤其具有使得能夠經(jīng)由疏水的外面30放射在半導(dǎo)體層序列I中在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的光的小的厚度和與此關(guān)聯(lián)的高的透明度。
[0070]除了僅在半導(dǎo)體層序列I的表面10上具有疏水層3的所示出的實(shí)施例之外，疏水層3也能夠至少部分地或完全地施加在載體2上，使得載體2的表面也具有疏水的外面進(jìn)而具有低的可潤濕性。
[0071]在圖2A至2C中示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電子器件200。在此，光電子器件200如在圖2A中示出的那樣具有有機(jī)的半導(dǎo)體層序列，所述有機(jī)的半導(dǎo)體層序列例如如在概論部分中所描述的那樣構(gòu)成為有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)或構(gòu)成為有機(jī)光電二極管(0PD)。為此，半導(dǎo)體層序列I在兩個(gè)電極之間具有有機(jī)功能層，尤其例如在OLED的情況下具有電致發(fā)光層以及空穴傳輸層和/或電子傳輸層。在此，光電子器件不僅能夠構(gòu)成為通過構(gòu)成為載體襯底的載體2放射光的所謂的底部發(fā)射器，也能夠構(gòu)成為在背離載體2的方向上放射光的所謂的頂部發(fā)射器。
[0072]在半導(dǎo)體層序列I之上設(shè)置有封裝裝置4，所述封裝裝置構(gòu)成為薄層封裝件并且具有多個(gè)阻擋層。阻擋層作為薄層借助于原子層沉積法(ALD)施加并且例如具有氧化鋁、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鉿、氧化鑭或其組合。封裝裝置4的每個(gè)薄層具有僅幾十納米的厚度，使得封裝裝置4是透明的。
[0073]盡管能夠借助于原子層沉積來制造高密度的封裝裝置，然而可能的是，封裝裝置具有能夠形成從外部滲入的濕氣或腐蝕性氣體的通道的缺陷。在圖2B中純示例性地示出半導(dǎo)體層序列I連同設(shè)置在其上的封裝裝置4的一部分，所述封裝裝置具有構(gòu)成為通道的缺陷40。由于也稱作所謂的針孔的所述通道40也可能的是，濕氣能夠從外部滲入至半導(dǎo)體層序列I中。如果如在圖2B中純示例性地示出的那樣，僅存在具有高的表面能進(jìn)而對(duì)如濕氣的極性物質(zhì)的高的可潤濕性的封裝裝置4，那么水滴9相對(duì)于封裝裝置4具有大的接觸面積。由此，提高空氣濕氣中的水滴9積聚在封裝裝置4的存在缺陷40的區(qū)域中的可能性。
[0074]如果光電子器件如在圖2A中和部分地在圖2C中示出的那樣在封裝裝置4上具有疏水層3，那么與根據(jù)圖2B的封裝裝置4的表面和水滴9之間的接觸面積相比，水滴9和疏水層3的外面30之間的接觸面積顯著地減小。即使疏水層3本身不是氣密密封的，使得如在圖2C中示出的那樣，濕氣可能能夠經(jīng)由疏水層3中的濕氣通道39滲透至封裝裝置4，仍顯著地減少所述滲透的濕氣到達(dá)至封裝裝置4的缺陷40的可能性。
[0075]因此盡管疏水層3本身不是氣密密封的，然而通過所述疏水層仍能夠顯著地減少濕氣或腐蝕性氣體到達(dá)至半導(dǎo)體層序列I的可能性。在光電子器件200的外面30上顯著地減小例如濕氣的接觸面積或作用面積，使得封裝裝置40中的缺陷40不會(huì)過快地或優(yōu)選完全不會(huì)引起光電子器件200的失效。
[0076]在圖2A至2C的實(shí)施例中，疏水層3例如能夠構(gòu)成為自組織的單層(SAM)，如結(jié)合圖3A和3B所描述的那樣。替選于此，疏水層3也能夠具有與在圖3A和3B中示出的材料不同的材料，例如具有與水的接觸角大于或等于160°的超疏水材料。
[0077]除了疏水層3設(shè)置在封裝裝置4上之外，疏水層3也能夠部分地或完全地覆蓋載體2。
[0078]結(jié)合圖3A和3B示出光電子器件300的另一個(gè)實(shí)施例。如在圖1至2C的實(shí)施例中示出的那樣，光電子器件300在載體2上具有半導(dǎo)體層序列1，所述半導(dǎo)體層序列能夠構(gòu)成為有機(jī)的或無機(jī)的半導(dǎo)體層序列。
[0079]在半導(dǎo)體層序列I的表面10上施加有自組織的單層，所述單層形成疏水層3。疏水層3的各個(gè)分子分別具有疏水基團(tuán)31，所述疏水基團(tuán)遠(yuǎn)離表面10并且形成光電子器件300的外面30。此外，疏水層3的各個(gè)分子具有親水的或極性的基團(tuán)32，經(jīng)由這些基團(tuán)，疏水層3的分子共價(jià)地結(jié)合到半導(dǎo)體層序列I的表面10上。
[0080]在圖3B中為此示意地示出將相應(yīng)的分子施加到表面10上的步驟。疏水層3的分子構(gòu)成為氟化的有機(jī)氯娃燒(fluorierte Organochlorosinale),所述有機(jī)氯娃燒經(jīng)由脫氯化氫反應(yīng)實(shí)現(xiàn)與半導(dǎo)體層序列I的表面10上的烴基基團(tuán)(Hydroxy-Gruppen)共價(jià)地結(jié)合。替代在圖3B中示出的CF3 (CF2)5 (CH2)2SiCl3分子，疏水層3也能夠具有如在概論部分中詳述的另外的材料。
[0081]為了如在圖3A和3B中示出的那樣制造疏水層3，能夠?qū)⒁粋€(gè)或如在圖4A中示出的多個(gè)光電子器件400在氮?dú)鈿夥罩性O(shè)置在具有適合的有機(jī)硅烷91、例如氟化的有機(jī)氯硅烷的除濕器90中。因此，經(jīng)由氣相反應(yīng)用疏水層覆蓋光電子器件400的表面。
[0082]如在圖4B中示出的，也可行的是，在反應(yīng)室92中將光電子器件400浸入到硅烷混合物93中。為此例如能夠?qū)⒗缭贑HC13 (abs.)中稀釋的溶解在六甲基二硅氧烷(abs.)中的氟化的有機(jī)氯硅烷組成的混合物在室溫下在氮?dú)鈿夥罩蟹磻?yīng)兩個(gè)小時(shí)。
[0083]在測量中已經(jīng)確定:借助于在圖4A中示出的方法用有機(jī)硅烷覆層的金錫合金的測試表面具有與水的大約112°的接觸角，而未經(jīng)處理的表面具有31°的接觸角。與此相t匕，借助于光刻工藝施加的六甲基二硅醚層(HMDS)還具有大約56°的接觸角。因此，通過在此描述的疏水層3能夠顯著地降低與濕氣的接觸角進(jìn)而降低光電子器件的外面的可潤濕性。
[0084]在圖5中示出光電子器件500的另一個(gè)實(shí)施例，如這例如使用在汽車應(yīng)用中。光電子器件500具有載體2，所述載體例如構(gòu)成為陶瓷載體或塑料載體并且具有接觸面21和22，經(jīng)由所述接觸面電連接構(gòu)成為無機(jī)的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體層序列I。為了良好的電接觸，銀合金或銀尤其適合用于電接觸區(qū)域21和22。
[0085]光電子器件500構(gòu)成為用于排除小氣候的半氣密封閉的封裝器件(Package)并且為此具有覆蓋件5，所述覆蓋件連同載體2 —起形成空腔，在所述空腔中設(shè)置有半導(dǎo)體層序列I并且所述空腔借助于通道51與周圍連接。覆蓋件5例如實(shí)施為具有構(gòu)成為通風(fēng)口的通道51的玻璃覆蓋件。由此，濕氣和腐蝕性氣體能夠傳播直至接觸區(qū)域21、22和至半導(dǎo)體層序列I。
[0086]為了保護(hù)半導(dǎo)體層序列I以及接觸區(qū)域21和22抵御濕氣和腐蝕性氣體、如硫化氫，所述半導(dǎo)體層序列的以及接觸區(qū)域的表面被疏水層3覆蓋，所述疏水層能夠具有如結(jié)合前述實(shí)施例或如在概論部分中描述的材料。
[0087]此外也可行的是，例如僅接觸區(qū)域21、22或僅半導(dǎo)體層序列I至少部分地被疏水層3覆蓋。通過疏水層3能夠提高光電子器件500的耐久性，因?yàn)闇p少了由于濕氣或腐蝕性氣體引起的老化效應(yīng)，而不必將光電子器件500構(gòu)成為是氣密密封封閉的封裝器件。
[0088]在圖1至5中示出的實(shí)施例能夠替選地或附加地具有根據(jù)在概論部分中描述的其他的或替選的特征。
[0089]本發(fā)明不局限于借助于實(shí)施例進(jìn)行的描述。相反地，本發(fā)明包括每個(gè)新特征以及特征的任意的組合，這尤其是包含在權(quán)利要求中的特征的任意的組合，即使所述特征或所述組合自身沒有明確地在權(quán)利要求中或?qū)嵤├姓f明時(shí)也如此。
【權(quán)利要求】
1.一種光電子器件，所述光電子器件具有朝向所述光電子器件的周圍的外面(30)，所述外面通過至少部分地施加在所述光電子器件的表面(10)上的疏水層(3)形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述疏水層(3)具有單分子層，所述單分子層具有遠(yuǎn)離所述器件的表面(10)的并且朝向上述周圍的疏水官能基團(tuán)(31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中所述疏水官能基團(tuán)(31)具有氟化烴。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的器件，其中所述疏水層(3)具有氟化的有機(jī)氯硅烷。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的器件，其中所述疏水層(3)共價(jià)地結(jié)合到所述光電子器件的表面(10)上。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的器件，其中所述疏水層(3)具有超疏水材料。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的器件，其中所述光電子器件具有帶有有源區(qū)域的無機(jī)的半導(dǎo)體層序列(I)，所述有源區(qū)域在運(yùn)行時(shí)發(fā)射光和/或檢測光。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的器件，其中所述光電子器件具有帶有有源區(qū)域的有機(jī)的半導(dǎo)體層序列(I)，所述有源區(qū)域在運(yùn)行時(shí)發(fā)射光和/或檢測光。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的器件，其中至少部分地被所述疏水層(3)覆蓋的表面(10)通過所述半導(dǎo)體層序列(I)的表面形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中的任一項(xiàng)所述的器件，其中所述光電子器件在所述半導(dǎo)體層序列(I)上具有封裝裝置(4)，所述封裝裝置具有至少一個(gè)或多個(gè)阻擋層，所述阻擋層分別具有選自氧化物、氮化物和氮氧化物的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的器件，其中至少部分地被所述疏水層(3)覆蓋的表面(10)通過所述封裝裝置(4)的表面形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中的任一項(xiàng)所述的器件，其中所述半導(dǎo)體層序列(I)設(shè)置在載體(2)上，并且至少部分地被所述疏水層(3)覆蓋的表面(10)是所述載體(2)的表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的器件，其中所述載體(2)具有帶有金屬層的電接觸區(qū)域(21，22)，并且至少部分地被所述疏水層(3)覆蓋的表面(10)至少部分地通過所述接觸區(qū)域(21，22)形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求7至13中的任一項(xiàng)所述的器件，其中所述光電子器件具有覆蓋件(5)，所述覆蓋件具有朝所述光電子器件的周圍開放的空腔，在所述空腔中設(shè)置有所述半導(dǎo)體層序列(I)和所述疏水層(3)。
【文檔編號(hào)】H01L33/44GK103828074SQ201280044976
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月14日
【發(fā)明者】克勞斯·穆勒, 古德龍·林德貝格, 理查德·貝爾 申請(qǐng)人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司