(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板（１）と、
第２の基板（１０）を有するカプセル化装置（９）とを備えた有機光電子素子であって、
前記第１の基板（１）上には、少なくとも１つの第１の電極（２）と、該第１の電極（２）上の有機機能層（６）と、該有機機能層（６）上の第２の電極（７）とを含んだ機能層積層体（８）が配置されており、
前記第２の基板（１０）上には、接合材（１１）と、前記機能層積層体（８）に面する少なくとも１つのスペーサ（１２）とが被着され、前記第２の基板（１０）と固定的に接合されており、
前記接合材（１１）は、前記第１の基板（１）と前記第２の基板（１０）との間に配置されており、前記第１の基板（１）と前記第２の基板（１０）は、相互に機械的に接合されており、
前記機能層積層体（８）は、前記接合材（１１）によってフレーム状に取り囲まれており、
前記第１の電極（２）と前記第２の電極（７）の少なくとも一方が、少なくとも１つの開口部（５）を有しており、前記開口部（５）の上方には前記少なくとも１つのスペーサ（１２）が配置されており、前記開口部（５）は、前記スペーサ（１２）よりも大きな横方向寸法を有しており、
前記少なくとも１つのスペーサ（１２）は、前記第２の基板（１０）とのみ固定的に接合されている、ことを特徴とする有機光電子素子。
【請求項２】
前記開口部（５）を有する前記電極（２，７）は、連続した層又は連続した積層体によって形成されている、請求項１記載の有機光電子素子。
【請求項３】
前記第１の電極（２）は、少なくとも１つの開口部（５）を有し、少なくとも１つの前記有機機能層（６）と前記第２の電極（７）は、前記少なくとも１つの開口部（５）を覆っている、請求項１又は２記載の有機光電子素子。
【請求項４】
前記第２の電極（７）は、少なくとも１つの開口部（５）を有し、少なくとも１つの前記有機機能層（６）と前記第１の電極（２）は、前記開口部（５）の領域に配置されている、請求項１又は２記載の有機光電子素子。
【請求項５】
前記接合材（１１）と前記スペーサ（１２）の材料は、同じである、請求項１から４いずれか１項記載の有機光電子素子。
【請求項６】
前記接合材（１１）と前記スペーサ（１２）の材料は、ガラスを含有している、請求項１から５いずれか１項記載の有機光電子素子。
【請求項７】
前記接合材（１１）と前記スペーサ（１２）の材料は、ガラスはんだ又はガラスフリットによって形成されている、請求項６記載の有機光電子素子。
【請求項８】
前記少なくとも１つのスペーサ（１２）は、前記機能層積層体（８）に接触していない、請求項１から７いずれか１項記載の有機光電子素子。
【請求項９】
前記スペーサ（１２）は、前記機能層積層体（８）に接触している、請求項１から７いずれか１項記載の有機光電子素子。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのスペーサ（１２）は、前記機能層積層体（８）と前記第１の基板（１）に対して固定的に接合されることなく配置されている、請求項１から９いずれか１項記載の有機光電子素子。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのスペーサ（１２）は、前記接合材（１１）よりも低い高さを有している、請求項１から１０いずれか１項記載の有機光電子素子。
【請求項１２】
前記素子の通常状態において、前記少なくとも１つのスペーサ（１２）と前記機能層積層体（８）との間に空隙が存在している、請求項１１記載の有機光電子素子。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのスペーサ（１２）は、複数のスペーサ（１２）を有し、前記少なくとも１つの開口部（５）は、複数の開口部（５）を有し、前記各開口部（５）の上方にそれぞれ１つのスペーサ（１２）が配置されている、請求項１から１２いずれか１項記載の有機光電子素子。
【請求項１４】
前記スペーサ（１２）と前記開口部（５）は、規則的な配置構成で横方向に配設されている、請求項１３記載の有機光電子素子。
【請求項１５】
請求項１から１４いずれか１項記載の有機光電子素子（１４，１５）を製造するための方法であって、
Ａ）第１の基板（１）を準備し、該第１の基板（１）上に、少なくとも１つの第１の電極（２）を有する機能層積層体（８）を設け、該機能層積層体（８）の上に有機機能層（６）を設け、該有機機能層（６）の上に第２の電極（７）を設けるステップであって、前記第１及び第２の電極（２，７）の少なくとも一方が少なくとも１つの開口部（５）を有している方法ステップと、
Ｂ）カプセル化装置（９）を製造する方法ステップであって、以下のサブステップ、
Ｂ１）第２の基板（１０）を準備するサブステップと、
Ｂ２）前記第２の基板（１０）の上面に接合材（１１）を被着するサブステップと、
Ｂ３）前記第２の基板（１０）の上面に少なくとも１つのスペーサ（１２）を被着するサブステップと、
Ｂ４）少なくとも前記少なくとも１つのスペーサ（１２）を焼結工程によって前記第２の基板（１０）に接合させるサブステップとを含んでいる、方法ステップと、
Ｃ）前記カプセル化装置（９）を前記第１の基板（１）上に配置させ、それによって前記機能層積層体（８）を前記接合材（１１）によって取り囲み、前記少なくとも１つのスペーサ（１２）を前記少なくとも１つの開口部（５）上に配置する方法ステップとを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記サブステップＢ４）において、付加的に前記接合材（１１）が前記第２の基板（１０）に焼結プロセスを用いて接合され、前記方法ステップＣ）において前記接合材（１１）が、レーザーを用いて溶融され、前記第１の基板（１）と固定的に接合される、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記サブステップＢ２）とＢ３）は同時に実施され、前記少なくとも１つのスペーサ（１２）の材料と前記接合材（１１）は同じものである、請求項１５又は１６記載の方法。
【請求項１８】
前記接合材（１１）と前記少なくとも１つのスペーサ（１２）の材料は、スクリーン印刷法、細流コーティング法又はナイフコーティング法を用いて被着される、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機光電子素子及びその製造方法に関している。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第６９３６９６３  Ｂ２号明細書および米国特許第６９９８７７６  Ｂ２号明細書からは、基板とカバーガラスとの間にガラスはんだを用いてカプセル化された有機発光素子が記載されている。
【０００３】
このような構成素子のカプセル化のもとでは、構成素子のサイズの増加と共に、例えば接触などの外部からの機械的な作用に基づいて、カバーガラスおよび／または基板が湾曲し、この基板とカバーガラスの間の複数の機能層がカバーガラスによる接触に基づいて破損してしまうというリスクが高まる恐れがある。
【０００４】
所定の実施形態の少なくとも１つの課題は、より改善された機械的安定性を有する有機光電子素子を提供することにある。また所定の実施形態の少なくとも１つのさらなる課題は、そのような有機光電子素子を製造するための方法を提供することにある。
【０００５】
この課題は、独立請求項に記載された本発明による有機光電子素子並びにその製造方法によって解決される。この有機光電子素子とその製造方法の有利な実施形態とさらなる改善例は従属請求項に記載されており、さらに以下の明細書及び添付図面からも開示される。
【０００６】
少なくとも１つの実施形態によれば、有機光電子素子が第１の基板を有する。さらにこの有機光電子素子は第２の基板を有している。これらの第１及び第２の基板は、例えば、ディスク若しくはプレート方式で形成可能である。従って前記第１及び第２の基板は、実質的に平面である。この「実質的に」とは、これらの第１及び第２の基板が製造許容誤差の範囲内で滑らかであり、何らかの空洞は持たないことを意味する。
【０００７】
本発明のさらなる実施形態によれば、前記第１の基板又は前記第２の基板又はこれらの両基板がガラスを有しているかあるいはガラスからなっている。これに対して代替的に前記両基板のうち少なくとも一方は、セラミック材料または金属を有しているかまたはそれらからなっていてもよい。
【０００８】
また前記２つの基板の少なくとも一方が、電磁放射に対して、例えば可視光の波長範囲の電磁放射に対して、少なくとも一部透過的であってもよい。前記第１及び第２の基板は、この場合同じ材料からなっていてもよいし、相互に異なる材料からなっていてもよい。前記２つの基板の一方が放射線非透過材料、例えば金属やセラミックなどから形成されているならば、他方の基板は少なくとも部分的に放射線透過性の材料、例えばガラスから形成される。
【０００９】
少なくとも更なる実施形態によれば、第１の基板上に、機能層積層体が配置され、この積層体は、第１の電極と第２の電極との間に配置されている、少なくとも１つの有機機能層を含む。前記機能層積層体は、例えば少なくとも１つの有機発光層を有する発光積層体であってもよい。それにより、当該有機光電子素子は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）として形成される。代替的または付加的に、前記機能層積層体は、少なくとも１つの有機光吸収層を有する、光検出型の積層体として構成することも可能である。それにより、この有機光電子素子は、有機フォトダイオード又は有機太陽電池として形成される。
【００１０】
前記機能層積層体は、有機ポリマー、有機オリゴマー、有機モノマー、小さな有機非ポリマー分子（小分子）、またはそれらの組み合わせを含む有機機能層である。特に有利には、前記機能層積層体は、発光層内への効果的な正孔注入を可能にするために、正孔輸送層として構成された有機機能層を有する。正孔輸送層に対する材料としては、例えば、第三級アミン、カルバゾール、導電性ポリアニリンまたはポリエチレンジオキシチオフェンが有利であることが判明している。また発光層の材料として、蛍光または燐光に基づく放射線放出特性を有する材料、例えば、ポリフルオレン、ポリチオフェン、ポリフェニレンもしくはそれらの誘導体、化合物、混合物またはコポリマーが有利である。さらに前記機能層積層体は、次のような有機機能層を有している。すなわち、電子輸送層として形成されている有機機能層である。その上さらに前記機能層積層体は、有機電子阻止層および／または有機正孔阻止層を有していてもよい。また前記機能層積層体は、電極の間に配置された複数の有機発光層または有機吸収層を含んでいてもよい。
【００１１】
有機発光素子の基本構造の観点、例えば層の組成構造や機能層積層体の材料に関しては、特に、国際公開第２０１０／０６６２４５号パンフレットに記載の有機発光素子の構造に関して参照できるため、本明細書においてもこれが明示的に援用される。
【００１２】
各電極は、それぞれ大面積に形成されてもよい。その結果、ＯＬＥＤとして形成された有機光電子素子の場合に、有機発光層で生成される電磁放射の広範囲の放射が可能となる。ここでの「広範囲」とは、有機発光素子が、数平方ミリメートル以上の面積を有していること、好ましくは１平方センチメートル以上、より好ましくは１平方デシメートル以上の面積を有していることを意味している。
【００１３】
さらなる実施形態によれば、第２の基板がカプセル化装置の一部として形成されている。このカプセル化装置は、さらに、第２の基板上でフレーム状に被着された結合材を含んでいてもよい。特にこの結合材は、第１の基板と第２の基板の間に配置され、これらの２つの基板を相互に接合している。この結合材は、例えば第１の基板と第２の基板の表面に直接接していてもよい。
【００１４】
特に第１の基板と第２の基板の間に接合材が設けられ、これらの２つの基板が相互に接合される。この接合材は、例えば第１の基板と第２の基板の表面に直接接していてもよい。
【００１５】
前記接合材は、機能層積層体をフレーム状に取り囲み、それによって、当該機能層積層体が前記第１及び第２の基板とそれらの間に配置された接合材によって形成される、中空空間内に配置される。なおここでの“フレーム状”との表記は、当該接合材の特性における幾何学的形態の示唆を意味するものではない。この接合材は、例えば、正方形、長方形、矩形、円形、楕円形、またはその他の幾何学的形態の帯状部材として前記機能層積層体を取り囲むものであってもよい。またこの接合材は、前記機能層積層体の周りを閉成された線路状に経過し、これを例えば側方から取り囲むものであってもよい。
【００１６】
さらに別の実施形態によれば、前記カプセル化装置が、さらに少なくとも１つのスペーサを含み、この少なくとも１つのスペーサは、前記第２の基板の、機能層積層体に面した側に設けられている。有利にはこの少なくとも１つのスペーサは、前記第２の基板の接合材と同じ側に存在している。とりわけ前記少なくとも１つのスペーサは、前記第２の基板の、機能層積層体に面している表面と固定的に接続されている。２つの構成要素が“固定的に接続している”とは、当該明細書においては、２つの要素が次のように接続していることを意味する。すなわちそれらが、通常の処理条件ないし動作条件のもとで、相互に解離しないように接続していることを意味している。この固定的接続は、例えば接着剤による結合、溶融による結合、あるいは焼結によって提供される。より好ましくは、前記少なくとも１つのスペーサは、第２の基板上に焼結される。
【００１７】
さらなる実施形態によれば、複数の電極のうちの少なくとも１つの電極が、すなわち、第１の電極と第２の電極のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの開口部を有する。この場合、ここでは、及び以下の明細書では、前記「開口部」とは、層状に形成される第１及び第２の電極の電極材料が存在していない、第１の電極又は第２の電極の領域を指し、電極の層平面において周りが電極材料で取り囲まれている領域を意味する。このことはまた、少なくとも１つの開口部を備えた電極が、開口部によって、２つの相互に分離された部分領域に細分化されないことを意味する。それどころか少なくとも１つの開口部を備えた電極は、層平面内でつながっている層によって、又は、少なくとも１つの開口部を備えた積層体によって形成される。少なくとも１つの開口部を備えた電極の層平面の延在部に沿った方向は、ここでは、及び、以下の明細書では、「横方向」とも称する。
【００１８】
少なくとも１つの開口部が配置されている積層体の領域は非アクティブ領域である。なぜなら第１又は第２の電極がこの領域には存在しないからである。このことは、機能層積層体と共に有機光電素子が有利には連続した大きな活性領域を有していることを意味し、その中には少なくとも１つの不活性領域が配置されている。
【００１９】
別のさらなる実施形態によれば、少なくとも１つのスペーサが、少なくとも１つの開口部上に配置される。この場合の「開口部上に配置される」とは、少なくとも１つの開口部内で、少なくとも１つのスペーサの突出部が、少なくとも１つの開口部を有する電極の層平面上にあることを意味する。この場合少なくとも１つのスペーサは垂直な方向で、つまり、少なくとも１つの開口部を有する電極の層平面に対して垂直な方向で、当該開口部から離間して、当該開口部上に配置されるか、又は、代替的に当該開口部内に突出するように配置されてもよい。
【００２０】
さらに別の実施形態によれば、少なくとも１つの開口部が、少なくとも１つのスペーサよりも大きな横方向寸法を有する。例えば、少なくとも１つの開口部が、横方向で少なくとも１つのスペーサよりも大きな縁部寸法および／または直径を有していてもよい。このことは、少なくとも１つのスペーサが、たとえそれが少なくとも１つの開口部内に突出しているケースであっても、少なくとも１つの開口部を備えた電極の電極材料に接触しないことを意味し、それと共に少なくとも１つの開口部を備えた電極と接触接続しないことを意味する。
【００２１】
特に好ましい実施形態によれば、有機光電素子は、第１の基板と、第２の基板を有するカプセル化装置とを備える。第１の基板上には、少なくとも１つの第１の電極と、該第１の電極上の有機機能層と、該有機機能層上の第２の電極とを含んだ機能層積層体が配置されている。前記カプセル化装置は、第２の基板上に、機能層積層体に対向する少なくとも１つのスペーサと接合材とを有しており、それらは第２の基板と固定的に接合されており、この場合接合材は、第１の基板と第２の基板の間に配置されており、前記第１の基板と第２の基板を固定的に相互に接合しており、前記機能層積層体は、当該接合材によってフレーム状に取り囲まれており、前記第１及び第２の電極の少なくとも一方が、少なくとも１つの開口部を有しており、該開口部の上方に少なくとも１つのスペーサが配置されており、前記開口部は、上記スペーサよりも大きな横方向寸法を有している。
【００２２】
ここで説明する有機光電子素子は、大面積の有機光電子素子のもとでは、次のようなリスクが生じていることを前提としている。すなわち、第１及び第２の基板が外的圧力の影響とそれに伴った機械的な負荷によって、機能層積層体の損傷につながりかねない圧迫を共に被るリスクである。
【００２３】
例えば、有機ディスプレイ、すなわち有機表示装置のカプセル化の際には、このような問題は生じない。なぜなら、この種のディスプレイは非常に小さく、局所的に限定される有機発光素子が、ラックリング、ラックブリッジ、又はその他のスペーサによって相互に分離された画素の形態に分割されているからである。これらのスペーサは、第１及び第２の基板の間で一定の離間距離を提供するので、第１及び第２の基板の圧縮による素子の損傷の危険性を大幅に減少させる。
【００２４】
第１及び第２の基板の圧縮による損傷の防止を、例えば一般的な照明に使用されるかまたは太陽電池として使用されるような大面積の構成素子に対しても保証するために、本願明細書で説明するデバイスの構成素子では、少なくとも１つのスペーサが、機能層積層体に面している第２の基板の表面と固定的に接合されているという事実が用いられる。第１の基板と第２の基板が圧迫された場合、その圧力負荷は、少なくとも１つのスペーサによって受け入れられ、さらにそれらによって分散される。第１の電極又は第２の電極の少なくとも１つの開口部上にスペーサが配置されることによって、少なくとも１つのスペーサは、機能層スタック光電子不活性領域上に位置する。したがって、たとえ少なくとも１つのスペーサが不活性領域の機能層積層体を損傷させそうな場合であっても、機能層積層体とスペーサとの接触接続が機能層積層体の活性領域に悪影響を与えることはない。このようにして、アクティブ領域における有機光電素子の個々の局所的損傷の危険性が大幅に低減されるか又は完全に回避されるようになる。
【００２５】
さらなる実施形態によれば、少なくとも１つのスペーサは、第２の基板とのみ固定的に接合される。このことは、少なくとも１つのスペーサが緩く、機能層積層体への固定接続なしで第１の基板に対して配置されていることを意味する。有利には、この結合材は、第１の基板と第２の基板を接合した後で、機能層積層体と少なくとも１つのスペーサのためのスペースが得られる空間が形成されるような厚さに選択される。
【００２６】
さらに別の実施形態によれば、少なくとも１つのスペーサは、垂直方向で、前記接合材よりも低い高さを有する。それにより、この少なくとも１つのスペーサは、有機光電素子の通常状態において、機能層積層体に接触せずに、そこから離間されて配置されていてもよい。なおここでの「通常状態」とは、以下の明細書においても、通常動作時または付加的外圧なしでの積層条件下にある当該有機光電子素子の個々の構成素子相互の配置構成状態を意味する。つまり、組み立てた後は、スペーサと機能層積層体との間に間隙（ギャップ）が存在する。例えばここでは、第１の基板とカプセル化装置との間に存在し得るガスで満たされた間隙が形成されてもよい。例えば、スペーサを有する第２の基板が、機械的負荷の下で機能層積層体の方向に下がっても、前記スペーサが、第１の基板と第２の基板の間の最低間隔を保証する。
【００２７】
さらにまた前記少なくとも１つのスペーサは、通常状態において前記機能層積層体に接触できるようにすることも可能である。ここでの少なくとも１つのスペーサの高さは、このケースにおいても、接合材の高さよりも低くすることが可能である。このことは、とりわけ、当該スペーサの高さが、前記機能層積層体か該積層体上に配置された構成要素に、直接接触するくらいに選択可能であることを意味する。例えば、少なくとも１つのスペーサは、少なくとも１つの開口部を有する第１の電極のケースにおいて、第２の電極に接触し得る。少なくとも１つの開口部を有する第２の電極の場合には、このことは当該スペーサが、第２の電極の下に配置されている有機機能層に接触することを意味し得る。
【００２８】
さらなる実施形態によれば、前記素子は、第１または第２の電極内に複数の開口部を含み、さらに複数のスペーサを有している。この場合前記開口部のそれぞれに各々１つのスペーサが配置されている。これらの複数のスペーサにより、機能層積層体にとって、第１及び第２の基板の有害な圧迫をもたらす恐れのある外部からの外的圧力の影響が、非常に効果的に分散されて補償される。これらの複数のスペーサおよび開口部は、例えば均一に、すなわちほぼ規則的な配列で横方向に配置されていてもよい。
【００２９】
さらなる実施形態によれば、第１の電極が少なくとも１つの開口部を有する。少なくとも１つの有機機能層と第２の電極は、この場合少なくとも１つの開口部を覆うことができる。それに対して代替的に、第２の電極が、少なくとも１つの開口部を有し、少なくとも１つの有機機能層と第１電極は、開口部の領域に配置されていてもよい。換言すれば、少なくとも１つの開口部を有する電極以外の機能層積層体の全ての層は、開口部なしで大面積に構成されていてもよい。
【００３０】
さらに別の実施形態によれば、前記接合材と少なくとも１つのスペーサの材料は同じであってもよい。ここでの「同じ材料」とは、少なくとも１つのスペーサ材料と接合材の材料とが同一の材料から、若しくは、材料の同一の組合せから構成されていることを意味する。この接合材と少なくとも１つのスペーサはさらに同じ工程で第２の基板上に被着させることも可能である。
【００３１】
さらなる実施形態によれば、前記接合材及び前記少なくとも１つのスペーサの材料は、ガラス含有材料である。すなわち、前記接合材と前記少なくとも１つのスペーサの材料は、少なくとも１つのガラスを含んでいる。例えば、前記ガラス含有材料は、鑞付け用ガラスまたはガラスフリット材料であってもよい。前記ガラス含有接合材と少なくとも１つのスペーサの材料は、例えば接合材を第２の基板上に被着する際に、当該接合材及び少なくとも１つのスペーサの材料に歯磨き粉のような粘稠度を付与するマトリックス材料中に存在していてもよい。この接合材と少なくとも１つのスペーサの材料は、例えばスクリーン印刷、ナイフコーティング、細流または類似の方法によって第２の基板表面に被着され、次いで、乾燥および焼結されるようにしてもよい。第１の基板と第２の基板を接続するために、前記接続材料は、その後、局所的に溶融され、この溶融は、例えばレーザービームを用いて実施することができる。前記少なくとも１つのスペーサの材料は、有利にはそれ以上は溶融されないので、上記のように少なくとも１つのスペーサは、第２の基板とだけ固定的に接合される。
【００３２】
さらにまた、少なくとも１つのスペーサのみをガラス含有材料にして、接合材は例えば接着剤などのプラスチック材料にすることも可能である。
【００３３】
前記カプセル化装置はさらに、少なくとも１つのスペーサが配置されているのに加えて、水分及び／又は酸素及び／又はその他の機能層積層体に有害な物質を吸収若しくは結合させるのに適したゲッター材料を含んでいてもよい。
【００３４】
本発明のさらに別の実施形態によれば、有機光電子装置の製造方法は、以下の方法ステップを含んでいる。すなわち、
Ａ）第１の基板を準備し、該第１の基板上に少なくとも１つの第１の電極を有する機能層積層体を設け、該機能層積層体の上に有機機能層を設け、該有機機能層の上に第２の電極を設けるステップであって、前記第１及び第２の電極の少なくとも一方が少なくとも１つの開口部を有している方法ステップと、
Ｂ）カプセル化装置を製造する方法ステップと、
Ｃ）前記カプセル化装置を前記第１の基板上に配置する方法ステップとを含んでいる。
【００３５】
なお、本願明細書において本発明による有機光電子素子のために説明している種々の特徴や実施形態は、本発明による方法にも同様に当てはまり、またその逆も成り立つものであることを述べておく。
【００３６】
さらに別の実施形態によれば、前記方法ステップＢ）が以下のサブステップを含んでいる。すなわち、
Ｂ１）第２の基板を準備するサブステップと、
Ｂ２）前記第２の基板の上面に接合材を被着するサブステップと、
Ｂ３）前記第２の基板の上面に少なくとも１つのスペーサを被着するサブステップと、
Ｂ４）少なくとも前記少なくとも１つのスペーサを焼結工程によって前記第２の基板と接合させるサブステップとを含んでいる。
【００３７】
さらに別の有利な実施形態によれば、前記方法ステップＣ）において、前記機能層積層体が接合材によって取り囲まれ、前記少なくとも１つのスペーサが少なくとも１つの開口部の上に配置される。
【００３８】
さらなる実施形態によれば、前記サブステップＢ４）において、付加的に前記接合材が前記第２の基板に焼結工程を用いて接合され、前記方法ステップＣ）において前記接合材が、レーザーによって溶融され、前記第１の基板と固定的に接合される。
【００３９】
本発明のさらなる利点、さらなる有利な実施形態および改善形態は、以下の明細書において図面に基づき詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１Ａ】本発明による有機光電子素子を製造するための方法ステップの実施例を概略的に示した図
【図１Ｂ】本発明による有機光電子素子を製造するための方法ステップの実施例を概略的に示した図
【図２】本発明による有機光電子素子を製造するための方法ステップの実施例を概略的に示した図
【図３Ａ】本発明による有機光電子素子を製造するための方法ステップの実施例を概略的に示した図
【図３Ｂ】本発明による有機光電子素子を製造するための方法ステップの実施例を概略的に示した図
【図４】本発明による有機光電子素子を製造するための方法ステップの実施例を概略的に示した図
【図５】本発明による有機光電子素子を製造するための方法ステップの実施例を概略的に示した図
【図６】本発明による有機光電子素子のさらに別の実施例を概略的に示した図
【００４１】
実施例の説明
以下で説明する実施形態及び図面において、同一、類似または同等の要素にはそれぞれ同じ参照符号が付されている。また図面に示されている構成要素とそれらの大きさとの関係においては、必ずしも縮尺通りに示されているわけではなく、むしろ個々の要素毎に、例えばそれらの層や構成部、素子、領域などの個別の箇所が、見易くする理由から、及び／又は、より良い理解のために、拡大表示されているケースもあることを理解されたい。
【００４２】
図１Ａから図５には、本発明の１つの実施例による有機光電子素子１４の製造方法が示されている。この有機光電子素子１４は、図５にも示すように、第１の基板１上に、少なくとも１つの第１の電極２と、その上に配置された有機機能層６と、その上に配置された第２の電極７とを含んだ機能層積層体８を有している。この機能層積層体８の上にはカプセル化装置９が設けられており、このカプセル化装置９は、第２の基板１０を有している。この第２の基板１０には、接合材１１と、前記機能層積層体８に面した少なくとも１つのスペーサ１２が被着されており、前記第２の基板１０と固定的に接続されている。この場合前記接合材１１は、前記第１の基板１と前記第２の基板１０との間に配置されており、前記第１及び第２の基板１，１０を相互に接合している。また前記機能層積層体８は、接合材１１によってフレーム状に取り囲まれており、この場合前記第１の電極２が少なくとも１つの開口部５を有している。この開口部５の上方に少なくとも１つのスペーサ１２が配置されており、前記開口部５は、前記スペーサ１２よりも大きな横方向寸法を有する。
【００４３】
有機光電子素子１４は、図示の実施形態では、有機発光ダイオードとして構成されており、少なくとも１つの有機機能層６として、前記素子１４の動作中に光を発生し得る少なくとも１つの有機発光層を有している。さらに、前記機能層積層体８は、前半部分でも説明したように、さらなる有機機能層、例えば電荷担体輸送層及び／又は電荷担体阻止層などを有していてもよい。
【００４４】
図示の実施形態に対する代替例として、有機光電子素子１４は、第１の電極２と第２の電極７の間に相応の有機機能層６を含んだ例えば有機発光素子として構成されていてもよいし、例えば有機フォトダイオードとしてまたは有機ソーラーセルとして構成されていてもよい。
【００４５】
有機光電子素子１４のさらなる特徴は、以下の明細書で図１Ａ〜図５に基づいて説明する当該素子１４の製造方法に関連して記載する。
【００４６】
図１Ａ及び図１Ｂには、第１の方法ステップが示されており、ここでは、第１の電極２を有する第１の基板１が準備される。図１Ｂの描写は、図１Ａ中に示された一点鎖線ＡＡの断面に沿って第１の電極２を有する第１の基板１の断面図に相当している。
【００４７】
第１の基板１は、例えばガラスで形成することができる、あるいはガラスからなる、ディスク状に形成された基板である。例えば、第１の基板１は、例えば、ホウケイ酸ガラスと比較して特に費用効果のあるソーダ石灰ガラス（窓ガラス）からなっている。
【００４８】
第１の基板１の上面には第１の電極２が配置されており、この第１の電極２は、図示の実施例ではアノードとして形成され、例えば透明な導電性の酸化物（以下では透明導電性酸化物（ＴＣＯ）とも称する）、例えば、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化インジウム、又はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を有するか、または、それらから形成されている。前記第１の電極２は、層状に被着され、横方向において、すなわち、層延在部平面に対して平行な方向において、第１の基板１中の第１の電極２の電極材料を含まない縁部領域によって取り囲まれている。
【００４９】
この縁部領域内には、例えば金属、透明導電性酸化物ＴＣＯ若しくはそれらの組み合わせからなる端子部分３及び４が設けられており、これらの端子部分は、完成後の有機光電子素子１４における外部からの第１の電極２と第２の電極７との接触接続のために用いられる。前記端子部分３及び４の配置構成については、単に例示的に描写されたものにすぎず、それらの形状、数、および位置について図示の実施例とは異なったものであってもよい。
【００５０】
第１の電極２は、さらに、少なくとも１つの開口部５を備えており、この開口部５の上方には、図５にも示されているように、少なくとも１つのスペーサ１２が配置されている。図示の実施例では、純粋に１つの例として４つの開口部５が示され、それらは第１の電極２上で均一に、詳細には横方向において規則的に、分散している。それに対しては代替的に、有機光電素子１４の大きさや面積に応じて、並びに、有機光電子素子１４の個々の要素の強度、とりわけ基板１，１０の強度に応じて、図示の実施例よりも多くの開口部５が設けられていてもよいし、図示の実施例よりも少ない開口部５が設けられていてもよいし、それらの開口部が均一に若しくは不均一に分散されていてもよい。例えば、唯１つの開口部５を、例えば第１の電極２の中央に設けることも可能である。
【００５１】
前記開口部５は、電極材料が何も存在せず横方向で電極材料によって取り囲まれている第１の電極２の複数の領域によって形成されていてもよい。それにより、この第１の電極２は、開口部５を備えた大規模な連続層として構成され、その際にはその開口部５は、個別に分離した機能領域には分割されない。
【００５２】
図１Ａに示されている開口部５の正方形の形状は単なる例示である。これらの開口部５は、その他の多角形の断面または円形の断面または楕円形の断面を有していてもよい。
【００５３】
さらなる方法ステップでは、図２に示されているように、少なくとも１つの有機機能層６と第２の電極７とが被着される。これらの層の被着は、第１の電極２の開口部５上で、大面積にわたって行われてもよい。第２の電極２は、図示の実施例ではカソードとして構成され、金属または合金、例えば、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｍｇ若しくはこれらの混合物、例えばＡｇ：Ｍｇを有する。
【００５４】
さらにまた、第１の電極２はアノードとして構成され、第２の電極７はカソードとして構成されている図示の構成に対して代替的に、機能層積層体８が逆の極性を有していてもよく、その際には、前記アノードとカソードが入れ替わる。
【００５５】
図３Ａと図３Ｂによるさらなる方法ステップでは、カプセル化装置９が製造される。この場合図３Ｂの描写は、図３Ａ中に示された一点鎖線ＢＢに沿ったカプセル化装置９の断面図に相当する。
【００５６】
カプセル化装置９の製造に対しては、第１のサブステップにおいて第２の基板１０が準備され、この第２の基板１０は、図示の実施例では第１の基板１と同じ材料を有している。それに対しては代替的に、別の材料、例えば金属材料やセラミック材料なども考えられる。
【００５７】
第２の基板２上には、さらなるサブステップにおいて、接合材１１と複数のスペーサ１２とが被着される。これらのスペーサ１２の位置は、ここでは第１の電極２の開口部５の位置に対応しており、そのため前記カプセル化装置９を、機能層積層体８が上に配置されている第１の基板１と接合した後では、前記複数のスペーサ１２の各々が、図５に示すように、それぞれ前記開口部５上に配置される。
【００５８】
前記接合材１１と前記スペーサ１２の材料の被着は、好ましくは同じ方法で行われる。例えば、それぞれの材料を第２の基板２上に、細流コーティング、ナイフコーティングまたは印刷コーティングによって被着させてもよい。この場合好ましくは、前記接合材１１と前記スペーサ１２の材料は同じであり、ガラス含有材料を含むか若しくはそれらからなる材料、例えば鑞付け用ガラス又はガラスフリット材料を有する。
【００５９】
接合材１１は、十分な厚さで被着される。そのため２つの基板１，１０を合わせた後では、機能層積層体８も、スペーサ１２も、前記２つの基板１，１０の間に収容することができるようになる。また、前記接合材１１は、フレーム状に被着されるため、完成した有機光電子素子１４において、図５に示すように、機能層積層体８を取り囲むことができ、前記第１及び第２の基板１，１０と共に中空空間を形成する。この空間内には前記機能層積層体８が配置される。
【００６０】
前記スペーサ１２は、前記接合材１１に比べてそれよりも低い高さを有している。それにより、以下でも説明するように、完成した有機光電子素子のもとで、前記スペーサ１２が、通常の状態において機能層積層体８に接触するか否かを調整することができるようになる。
【００６１】
引き続き、さらなるサブステップにおいて、前記接合材１１と前記スペーサ１２の材料は、有利には乾燥工程と唯一の焼結工程を用いて第２の基板２と固定的に接合される。このことは、当該工程のコストを大幅に下げ、かつ、当該素子の製造を早くさせるという利点につながる。なぜなら製造過程における中間ステップの省略が可能になるからである。
【００６２】
さらに、第２の基板１０上でスペーサ１２と接合材１１との間に、水分及び／又は酸素と結合可能なゲッター材料を被着させることも可能である。
【００６３】
前記複数のスペーサ１２は、図５に示すように、それぞれが次のような高さを有していてもよい。すなわち、これらのスペーサ１２が、当該素子１４の完成した後の、通常の状態において、つまり付加的な外部圧力のない通常の保管及び動作条件のもとで、前記機能層積層体８に接触するような高さである。これによって、圧力作用が生じた場合でも、前記第１の基板１と第２の基板１０の間で実質的に同じ間隔を保つことができ、そのため本発明による有機光電子素子１４は、外的な圧力作用のもとでも、素子全面に亘ってほぼ同じ厚さを有することができるようになる。
【００６４】
それに対して代替的に、前記スペーサ１２は、当該スペーサ１２と前記機能層積層体８との間に、例えばガスの充填が可能な空隙が存在するような高さを有することも可能である。つまり、前記スペーサ１２は、通常の状態で垂直方向において前記機能層積層体８から離間されて配置される。この場合、第１の基板１及び／又は第２の基板１０に対してわずかな変形しかもたらさない小さな外的圧力の影響のもとでは、前記空隙の大きさに応じて、スペーサ１２と機能層積層体８との間の接触が回避可能となる。比較的大きな機械的負荷の下では、第２の基板１０は、スペーサ１２と共に機能層積層体８の方向に下降し、その後で当該スペーサ１２が第１の基板１と第２の基板１０との間の最小距離を確保する。
【００６５】
この場合、図３Ａに示されているスペーサ１２の矩形状の断面は、既に開口部５と関連して説明したように純粋に例示的なものにすぎない。従って当該スペーサ１２は、その他の他の多角形の断面、又は、湾曲した断面、例えば円形若しくは楕円形の断面を有することも可能である。この場合スペーサ１２の断面は、必ずしも開口部５の断面形状と一致する必要はない。
【００６６】
スペーサ１２は、図５に見られるように、開口部５の横方向の寸法よりも小さい横方向寸法を有し得る。それにより、当該素子１４の完成後におけるスペーサ１２の、第１の電極２の層平面への突出は、開口部５内に治まる。これにより、カプセル化装置９と第１の基板及びその上に配置された機能層積層体８とを接合した後で、スペーサ１２は高い外的圧力の影響のもとでも第１の電極２に接触して損傷させることはありえず、スペーサ１２は、ただ不活性領域においてのみ機能層積層体８に接触することが保証される。
【００６７】
さらなる方法ステップによれば、図４に示されているように、カプセル化装置９が、第１の基板１上に載置され、それによって、接合材１１が機能層積層体８を取り囲み、スペーサ１２が、開口部５の上方に配置される。
【００６８】
好ましくは、矢印１３によって示されるように、レーザー照射を用いることにより、第１及び第２の基板１，１０は、接合材１１が延在している領域において相互に固定的に接合される。この接合材１１は、前記レーザー１３によって加熱され、例えば、少なくとも部分的に溶融し、冷却後に、第１の基板１は、機械的に第２の基板１０と固定的に結合する。スペーサ１２は加熱されない。なぜならスペーサ１２は、前記基板１と１０の間の結合を仲介しないからである。
【００６９】
代替的に示された実施形態によれば、接合材１１は、プラスチック材料の例えば接着剤を含んでいてもよい。このケースでは、カプセル化装置９の製造のために、スペーサ１２のみが被着され、前述のように焼結される。その後で接合材１１が、前記スペーサ１２をフレーム状に取り囲むようにして第２の基板１０上に被着される。それに対して代替的に、前記接合材１１を、機能層積層体８をフレーム状に取り囲むようにして第１の基板１上に被着させることも可能である。
【００７０】
図６には、有機光電子素子１５のさらに別の実施例が示されている。このさらなる実施例は、先の実施例の変化例を示すものであり、この変化例においては、先の実施例とは異なって、第１の電極２の代わりに、第２の電極７が、複数の開口部の形態で少なくとも１つの開口部５を有している。
【００７１】
ここでは機能層積層体８の第１の電極２と少なくとも１つの有機機能層６、好ましくは全ての有機機能層６が、構造化されることなく被着され、第２の電極７の開口部１２領域にも存在している。
【００７２】
カプセル化装置９のスペーサ１２は、この場合図６に示されているように、第２の電極７の開口部５内に突出し、更に例えば、第２電極７下方の少なくとも１つの有機機能層６と接触していてもよい。それに対して代替的に、前記スペーサ１２が部分的にのみ開口部５内に突出し、第２の電極７の下方にある層に通常の状態では接触しないようにすることも可能である。さらにまた、前記スペーサ１２を開口部５の上方で垂直方向に離間させて配置することも可能である。
【００７３】
図示の実施例に対する代替例として、２つの電極２，７がそれぞれ少なくとも１つの開口部５若しくは複数の開口部５を有することも可能である。その際これらの開口部は、横方向に整列して配置されてもよいし、及び／又は相互にずらされて配置されてもよい。少なくとも１つの開口部５がそれぞれ前記電極２，７の少なくとも一方に存在している、機能層積層体８の各領域は、不活性領域であるので、その上にカプセル化装置９のスペーサ１２を配置することが可能である。
【００７４】
本発明は、前記例示的な実施例に基づく開示内容によって限定されるものではない。むしろ、本発明は、それらの特徴またはこれらの組み合わせ自体が特許請求の範囲や実施形態に明示的に示されていない場合であっても、あらゆる新規な特徴並びにそれらの特徴の任意の組み合わせを、とりわけ特許請求の範囲に含まれている種々の特徴の任意の組み合わせを含むものであることを最後に述べておく。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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