光電子器件和用于制造光電子器件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在不同的實(shí)施方式中，提供一種光電子器件和一種用于制造光電子器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)基礎(chǔ)上的光電子器件(例如，有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light EmittingD1de，OLED)，例如白色的有機(jī)發(fā)光二極管(White Organic Light Emitting D1de，WOLED)，太陽(yáng)能電池等)的特征通常在于其機(jī)械的柔性和適度的制造條件。有機(jī)基礎(chǔ)上的光電子器件例如有機(jī)發(fā)光二極管因此應(yīng)用越來(lái)越廣泛并且可以用于表面的照明。表面例如可以理解成桌子、墻壁或地板。
[0003]為了提高可以從有機(jī)光電子器件(例如有機(jī)發(fā)光二極管)中耦合輸出的或者例如在有機(jī)太陽(yáng)能電池的情況下耦合輸入的電磁輻射的份額，有機(jī)光電子器件通常設(shè)有散射層O
[0004]目前為止存在兩種用于提高光耦合輸出的附加裝置:外部的耦合輸出裝置和內(nèi)部的耦合輸出裝置。
[0005]外部的耦合輸出裝置可以理解成下述設(shè)備，其中光從襯底以放射的光耦合輸出。這種設(shè)備例如可以是具有散射顆?；虮砻娼Y(jié)構(gòu)化部例如微透鏡的薄膜。具有散射顆粒的薄膜例如施加到襯底外側(cè)上。表面結(jié)構(gòu)化部例如可以表示對(duì)襯底外側(cè)的直接結(jié)構(gòu)化或者將散射顆粒引入到襯底中，例如引入到玻璃襯底中。這些附加裝置中的一些(例如散射薄膜)已經(jīng)在OLED照明模塊中使用或者展現(xiàn)出其高可縮放性。然而，外部的耦合輸出裝置會(huì)有兩個(gè)顯著缺點(diǎn)。在外部的耦合輸出裝置中，耦合輸出效率會(huì)限制在襯底中傳導(dǎo)的光的大約60%至大約70%。此外，在用于外部耦合輸出的措施中，光電子器件的外觀會(huì)受到顯著影響。借助于施加的層或膜，例如可以在光電子器件中構(gòu)成顯現(xiàn)出乳白色的和/或漫反射的表面。
[0006]內(nèi)部的親合輸出裝置可以理解成下述設(shè)備，其中光被親合輸出，所述光在光電子器件的電有源區(qū)域例如有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)中引導(dǎo)和/或在電極例如透明導(dǎo)電氧化物層(transparent conductive oxide，TC0(透明導(dǎo)電氧化物))中引導(dǎo)。在其他光電子器件中，例如并非針對(duì)有機(jī)光電子器件，已知多種技術(shù)附加裝置。在傳統(tǒng)的用于光的內(nèi)部耦合輸出的設(shè)備中，可以將具有低折射率的光柵施加在光電子器件的電極中的一個(gè)電極上或上方，例如由銦錫氧化物構(gòu)成的電極(indium tin oxide，IT0)。光柵具有結(jié)構(gòu)化的區(qū)域，所述結(jié)構(gòu)化的區(qū)域具有低折射率的材料。在另一個(gè)傳統(tǒng)的用于光的內(nèi)部耦合輸出的設(shè)備中，可以將散射層施加在電極之上，例如銦錫氧化物陽(yáng)極。散射層通常具有由聚合物構(gòu)成的基質(zhì)，在所述基質(zhì)中分布有散射中心?；|(zhì)通常具有大約為1.5的折射率而散射中心具有比基質(zhì)高的折射率。由基質(zhì)和散射中心構(gòu)成的材料混合物通常以濕法化學(xué)的方式施加。
[0007]除了將光從有機(jī)光電子器件中耦合輸出之外，有機(jī)光電子器件的封裝是另一個(gè)問(wèn)題。有機(jī)器件的有機(jī)組成部分例如有機(jī)發(fā)光二極管的有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)通常對(duì)有害環(huán)境影響敏感。有害環(huán)境影響可以理解成全部下述影響，所述影響會(huì)潛在地引起有機(jī)材料的或材料混合物的結(jié)構(gòu)的退化或老化和/或改變并進(jìn)而會(huì)限制有機(jī)器件的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間。出于所述原因，將光電子器件通常相對(duì)有害環(huán)境影響封裝。
[0008]用于封裝光電子器件的在鈣鈉襯底玻璃上或上方的電有源區(qū)域例如有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)的方法是基于具有腔的玻璃蓋(腔室玻璃)的封裝，在其中引入所謂的吸取劑。電有源區(qū)域在玻璃襯底上或上方構(gòu)成。腔室玻璃隨后粘貼到玻璃襯底上，使得電有源區(qū)域設(shè)置在腔室玻璃的腔中。然而，借助于腔室玻璃的特定的制造工藝，腔室玻璃比普通的平板玻璃(鈣鈉硅酸鹽玻璃)明顯更貴。
[0009]另一種用于封裝光電子器件的在鈣鈉襯底玻璃上或上方的電有源區(qū)域例如有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)的方法是借助層壓玻璃的薄膜封裝或薄層封裝。借助于施加適當(dāng)?shù)谋∧?薄層)，可以將有機(jī)器件充分地相對(duì)于水和氧密封。例如可以將層壓玻璃粘貼到薄膜封裝件上以用于保護(hù)薄膜封裝件免受機(jī)械損壞?？梢詫?duì)薄膜封裝件提出極端的質(zhì)量要求并且薄膜封裝件的多個(gè)不同的層的沉積工藝會(huì)是非常耗費(fèi)時(shí)間的。
[0010]在光電子器件例如OLED顯示器中，構(gòu)件的封裝例如可以借助于玻璃料封裝(英語(yǔ)為，glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding)實(shí)現(xiàn)。在玻璃料封裝的情況下，將也稱作為玻璃料的低熔點(diǎn)的玻璃用作玻璃襯底和玻璃蓋之間的連接部。光電子器件的一部分例如電有源區(qū)域、例如有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)在玻璃襯底和玻璃蓋之間構(gòu)成。玻璃料與玻璃蓋和玻璃襯底的連接部可以在玻璃料的區(qū)域中橫向地保護(hù)有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)免受有害的環(huán)境影響。對(duì)于有機(jī)光電子器件、例如用于照明的0LED，這種類型的封裝是令人感興趣的替選方案。然而，在常規(guī)照明的大程度受成本導(dǎo)向的區(qū)段中，使用與在OLED顯示器中不同的成本更適宜的襯底。在用于照明的有機(jī)光電子器件中，通常使用成本適宜的玻璃襯底，例如媽鈉娃酸鹽玻璃(soda-lime glass)。然而，在1?鈉娃酸鹽玻璃上，玻璃料封裝目前是不可能的。出現(xiàn)的問(wèn)題是在玻璃料在焊接部位上加熱時(shí)鈣鈉硅酸鹽玻璃的熱膨脹的不兼容性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]在不同的實(shí)施方式中，提供一種光電子器件和一種用于制造光電子器件的方法，借助其可能的是，提高電磁輻射例如光到有機(jī)光電子器件中/從有機(jī)光電子器件中的耦合輸入和/或親合輸出并且附加地可以實(shí)現(xiàn)具有適宜的玻璃襯底的有機(jī)光電子器件的玻璃料封裝。
[0012]光電子器件可以理解成半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件可以提供或接收電子輻射。
[0013]在本說(shuō)明書的范圍中，提供電磁輻射可以理解成發(fā)射電磁輻射。
[0014]在本說(shuō)明書的范圍中，接收電磁輻射可以理解成吸收電磁輻射。
[0015]在不同的實(shí)施例中，發(fā)射/吸收電磁輻射的器件可以是發(fā)射/吸收電磁輻射的半導(dǎo)體器件和/或構(gòu)成為發(fā)射/吸收電磁輻射的二極管、構(gòu)成為發(fā)射/吸收電磁輻射的有機(jī)二極管、構(gòu)成為發(fā)射電磁輻射的晶體管或者構(gòu)成為發(fā)射電磁輻射的有機(jī)晶體管。輻射例如可以是可見(jiàn)范圍中的光、UV光和/或紅外光。在本文中，發(fā)射/吸收電磁輻射的器件例如可以構(gòu)成為發(fā)射/吸收光的二極管(light emitting d1de，LED(發(fā)光二極管))、構(gòu)成為發(fā)射/吸收光的有機(jī)二極管(organic light emitting d1de，OLED)、構(gòu)成為發(fā)射光的晶體管或者構(gòu)成為發(fā)射光的有機(jī)晶體管。發(fā)射/吸收光的器件在不同的實(shí)施例中可以是集成電路的一部分。此外，可以設(shè)有多個(gè)發(fā)射光的器件，例如安置在共同的殼體中。
[0016]在本說(shuō)明書的范圍中，可以不考慮相應(yīng)的聚集態(tài)將有機(jī)材料理解成以化學(xué)一致的形式存在的、特征在于特征性的物理和化學(xué)特性的碳化合物。此外，在本說(shuō)明書的范圍中，可以不考慮相應(yīng)的聚集態(tài)將無(wú)機(jī)材料理解成以化學(xué)一致的形式存在的、特征在于特征性的物理和化學(xué)特性的不具有碳的化合物或簡(jiǎn)單碳化合物。在本說(shuō)明書的范圍中，可以不考慮相應(yīng)的聚集態(tài)將有機(jī)-無(wú)機(jī)材料(雜化材料)理解成以化學(xué)一致的形式存在的、特征在于特征性的物理和化學(xué)特性的具有包含碳的化合物部分和不具有碳的化合物部分的化合物。在本說(shuō)明書的范圍中，術(shù)語(yǔ)“材料”包括全部上述材料，例如有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料和/或雜化材料。此外，在本說(shuō)明書的范圍中，例如可以如下理解材料混合物:組成部分由兩種或更多種不同的材料構(gòu)成，其組成部分例如非常精細(xì)地分布。將由一種或多種有機(jī)材料、一種或多種無(wú)機(jī)材料或一種或多種雜化材料組成的材料混合物或材料理解成作為材料類。術(shù)語(yǔ)“物質(zhì)”可以與術(shù)語(yǔ)“材料”同義地使用。
[0017]在本說(shuō)明書的范圍中，可以將下述材料理解成發(fā)光材料，所述材料將一個(gè)波長(zhǎng)的電磁輻射有損耗地轉(zhuǎn)換成其他波長(zhǎng)的電磁輻射，例如轉(zhuǎn)換成更長(zhǎng)波長(zhǎng)的電磁輻射(斯托克斯位移)或更短波長(zhǎng)的電磁輻射(反斯托克斯位移)，例如借助于磷光性或熒光性進(jìn)行轉(zhuǎn)換。被吸收的電磁輻射和被發(fā)射的電磁輻射的能量差可以轉(zhuǎn)換成光子、即熱量和/或借助于發(fā)射具有作為能量差的函數(shù)的波長(zhǎng)的電磁輻射進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0018]形狀穩(wěn)定的材料可以借助于添加軟化劑例如溶劑或提高溫度變成可塑性變形、即液化。
[0019]可塑性變形的材料可以借助于交聯(lián)反應(yīng)和/或排出軟化劑變成性狀穩(wěn)定、即固化。
[0020]材料或材料混合物的固化、即材料從可變形到形狀穩(wěn)定的過(guò)渡可以具有粘度的變化，例如粘度從第一粘度值提高到第二粘度值。第二粘度值可以比第一粘度值大數(shù)倍，例如在大約10至大約16的范圍中。材料在第一粘度下是可變形的而在第二粘度下是形狀穩(wěn)定的。
[0021]材料或材料混合物的固化、即材料從可變形到形狀穩(wěn)定的過(guò)渡可以具有下述方法或工藝，其中將低分子的組成部分從材料或材料混合物中移除，例如將材料或材料混合物的低分子的未交聯(lián)的組成部分或溶劑分子移除，例如對(duì)材料或材料混合物的干燥或化學(xué)交聯(lián)。材料或材料混合物在可變形的狀態(tài)下與在形狀穩(wěn)定的狀態(tài)下相比具有低分子的材料占整個(gè)材料或材料混合物的較高的濃度。
[0022]第一本體與第二本體的連接可以是形狀配合的、力配合的和/或材料配合的。連接可以以可松開(kāi)的方式構(gòu)成，即可逆地構(gòu)成。在不同的設(shè)計(jì)方案中，可逆的、配合的連接例如可以實(shí)現(xiàn)為螺絲連接、維可牢搭扣、夾緊/使用夾子來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0023]然而，連接也可以不可松開(kāi)地構(gòu)成，即不可逆地構(gòu)成。不可松開(kāi)的連接在此僅可以借助于破壞連接機(jī)構(gòu)來(lái)分開(kāi)。在不同的設(shè)計(jì)方案中，不可逆的、配合的連接例如可以實(shí)現(xiàn)為鉚接鏈接、粘接連接或釬焊連接。
[0024]在材料配合的連接的情況下，第一本體與第二本體可以借助于原子力和/或分子力連接。材料配合的連接通常不會(huì)是可松開(kāi)的連接。在不同的設(shè)計(jì)方案中，材料配合的連接例如可以實(shí)現(xiàn)為粘接連接、焊料連接、例如玻璃焊料的或金屬焊料的焊料連接、熔焊連接。
[0025]在本說(shuō)明書的范圍中，可以將有害的環(huán)境影響理解成下述影響，所述影響會(huì)潛在地引起有機(jī)材料或材料混合物的退化或老化并進(jìn)而會(huì)限制有機(jī)器件的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間。
[0026]有害的環(huán)境影響例如可以是對(duì)有機(jī)材料或有機(jī)材料混合物有害的物質(zhì)，例如氧、水和/或例如溶劑。
[0027]然而，有害的環(huán)境影響例如也可以是對(duì)有機(jī)材料或有機(jī)材料混合物有害的環(huán)境，例如為環(huán)境參數(shù)變化到臨界值之上或之下。環(huán)境參數(shù)例如可以是溫度和/或環(huán)境壓力。由此，例如會(huì)出現(xiàn)有機(jī)材料或有機(jī)材料混合物的交聯(lián)、退化和/或結(jié)晶等。
[0028]在不同的實(shí)施方式中，提供一種光電子器件，所述光電子器件具有:玻璃襯底；在玻璃襯底上的玻璃層；和封裝件，所述封裝件具有玻璃料，其中玻璃料設(shè)置在玻璃層上；其中玻璃料借助于玻璃層固定在玻璃襯底上。
[0029]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，封裝件可以具有玻璃蓋，所述玻璃蓋借助于玻璃料與玻璃層配合地連接，例如材料配合地固定。
[0030]借助于玻璃料的配合的連接可以理解成光電子器件的被封裝的部分例如電有源區(qū)域?qū)τ泻Φ沫h(huán)境影響的橫向密封。
[0031 ] 在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃蓋可以具有與玻璃襯底相似的或相同的材料或者由其形成。
[0032]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，在玻璃蓋上或上方可以施加第二玻璃層，其中第二玻璃層可以與玻璃襯底上或上方的玻璃層相似地或相同地構(gòu)建。例如，第二玻璃層可以構(gòu)建成不具有散射中心的玻璃層。
[0033]第二玻璃層可以構(gòu)建成用于玻璃蓋上的玻璃料的增附劑。
[0034]在又一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，光耦合輸出層可以設(shè)置在玻璃層上或上方和/或玻璃層可以構(gòu)建成光耦和輸出層。
[0035]光耦和輸出層例如可以與玻璃層相似地或相同地構(gòu)建。例如，玻璃層可以不具有散射添加物，并且光耦和輸出層可以具有散射添加物。然而，玻璃層例如可以具有與光耦和輸出層不同的添加物和/或可以構(gòu)建為用于光耦和輸出層的增附層。
[0036]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃襯底可以具有軟玻璃或由其形成，例如硅酸鹽玻璃，例如鈣鈉硅酸鹽玻璃。
[0037]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層可以構(gòu)建成用于玻璃襯底上的玻璃料的增附劑。
[0038]換言之:玻璃層與玻璃襯底和玻璃料的粘附性可以比玻璃料與玻璃襯底的粘附性更強(qiáng)，例如大約大10%、例如大約大20%、例如大約大30%、例如大約大50%、例如大約大100%、例如大約大300%。
[0039]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層的熱膨脹系數(shù)可以匹配于玻璃料的熱膨脹系數(shù)，或者玻璃料的熱膨脹系數(shù)可以匹配于玻璃層的熱膨脹系數(shù)，關(guān)于玻璃料的熱膨脹系數(shù)或玻璃層的熱膨脹系數(shù)，例如在大約50%的范圍之內(nèi)、例如在大約40%的范圍之內(nèi)、例如在大約30%的范圍之內(nèi)、例如在大約20%的范圍之內(nèi)、例如在大約10%的范圍之內(nèi)、例如大致相等。
[0040]換言之:玻璃層和玻璃料可以具有大致相等的熱膨脹系數(shù)。
[0041 ] 在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層的軟化點(diǎn)可以匹配于玻璃料的軟化點(diǎn)，或者玻璃料的軟化點(diǎn)可以匹配于玻璃層的軟化點(diǎn)，關(guān)于玻璃料的軟化點(diǎn)或玻璃層的軟化點(diǎn)，例如在大約50%的范圍之內(nèi)、例如在大約40%的范圍之內(nèi)、例如在大約30%的范圍之內(nèi)、例如在大約20%的范圍之內(nèi)、例如在大約10%的范圍之內(nèi)、例如大致相等、例如在小于大約100°C的溫度范圍之內(nèi)、例如在小于大約70°C的溫度范圍之內(nèi)、例如在小于大約50°C的溫度范圍之內(nèi)、例如在小于大約20°C的溫度范圍之內(nèi)。
[0042]換言之:玻璃層和玻璃料可以具有大致相同的軟化點(diǎn)。
[0043]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層可以整面地設(shè)置在玻璃襯底上或上方。
[0044]在又一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層可以具有大于或大致等于層橫截面中的其他層的折射率的平均折射率。
[0045]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層可以具有至少大約1.5的折射率、例如至少大約1.6的折射率、例如至少大約為1.65的折射率、例如大約1.7至大約2.5的范圍的折射率。
[0046]在又一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層可以具有在大約I μπι至大約100 μπι的范圍中、例如在大約10 μ m至大約100 μπι的范圍中、例如大約為25 μ m的厚度。
[0047]在又一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層可以構(gòu)成為有機(jī)發(fā)光二極管和/或有機(jī)太陽(yáng)能電池的剖平面中的層。
[0048]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層可以具有基質(zhì)和在其中分布的添加物。
[0049]在又一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層的基質(zhì)可以具有大于大約1.7的折射率。
[0050]在又一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層的基質(zhì)可以無(wú)定形地構(gòu)成。
[0051]在又一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，玻璃層的基質(zhì)可以具有選自下述玻璃體系組的材料或材料混合物或者由其形成:含 PbO 的體系:Pb0-B203、PbO-S12, PbO-B2O3-S12、PbO-B2O3-ZnO2、PbO-B2O3-Al2O3,其中含PbO的玻璃料也可以具有Bi2O3;含Bi 203的體系:Bi 203_B203、Bi203_B203_Si02、Bi203_B203_Zn0、Bi2O3-B2O3-ZnO-S12。
[0052]在又一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，含Bi的玻璃層可以附加地具有選自下述材料組的材料或材料混合物！Al2O3、堿土金屬氧化物、堿金屬氧化物、Zr02、Ti02、HfO2、Nb205、Ta205、Te02、W03、MO3N Sb203、Ag20、Sn02、稀土元素氧化物。
[0053]在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，可以對(duì)基質(zhì)的玻璃摻入吸收UV的添加物作為玻璃組分。例如，為了提高在玻璃熔融的工藝中的UV吸收，可以為低熔點(diǎn)的玻璃、例如含鉛的玻璃作為玻璃配料組成部分添加具有Ce-、Fe-、Sn-、T1-、Pr-、Eu-和/或V-化合物的材料或材料混合物。
[0054]玻璃的熱液化即熔化可以理解成玻璃熔融的工藝。吸收UV的添加物可以作為組成部分在玻璃中溶解。緊接著玻璃熔融的工藝，玻璃可以粉末化地以覆層的方式施加到載體上并且隨后借助于熱處理來(lái)玻璃化。
[0055]在又一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，基質(zhì)的材料或材料混合物與玻璃襯底相比可以具有本征更小的UV透射率。
[0056]借助于基質(zhì)的較小的UV透射率