DE102006039789A1 - Flat luminous element and use of the planar luminous element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein flächiges Leuchtelement, wobei das Leuchtelement aus wenigstens einer organischen Leuchtdiode aufgebaut ist, wobei mehrere Punkte der Anode (3) zumindest annähernd auf demselben Potenzial liegen, wobei die organische Leuchtdiode aus einer Kathode (1) und einer Anode (3) besteht sowie wenigstens einer organischen Schicht (2) zwischen der Kathode (1) und der Anode (3), wobei wenigstens eine der wenigstens einen organischen Schichten (2) bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Kathode (1) und die Anode (2) Licht emittiert, wobei zur elektrischen Kontaktierung der mehreren Punkte (7) der Anode (3) an diesen Punkten (7) kein Material der Kathode (1) und der organischen Schicht (2) vorhanden ist, so dass die entsprechenden Punkte (7) der Anode (3) von der Rückseite des flächigen Leuchtelementes aus kontaktierbar sind. Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung eines derartigen Leuchtelementes für die Beleuchtung von Straßenschildern und/oder Signalen.The invention relates to a planar luminous element, wherein the luminous element is constructed from at least one organic light emitting diode, wherein a plurality of points of the anode (3) are at least approximately at the same potential, wherein the organic light emitting diode consists of a cathode (1) and an anode (3) and at least one organic layer (2) between the cathode (1) and the anode (3), wherein at least one of the at least one organic layers (2) upon application of an electrical voltage to the cathode (1) and the anode (2) light wherein no material of the cathode (1) and the organic layer (2) is present for electrical contacting of the plurality of points (7) of the anode (3) at these points (7), so that the corresponding points (7) of the anode (3) are contactable from the back of the flat luminous element. Moreover, the invention relates to the use of such a lighting element for the illumination of street signs and / or signals.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein flächiges Leuchtelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie die Verwendung eines derartigen flächigen Leuchtelementes nach Anspruch 3.The The present invention relates to a planar luminous element after The preamble of claim 1 and the use of such a planar luminous element according to claim 3.
Der Anmelderin sind Ansätze bekannt, organische Leuchtdioden (OLEDs) im Bereich von Beleuchtung und Signaltechnik/Beschilderung einzusetzen. Derartige Leuchtelemente sind aus wenigstens einer organischen Leuchtdiode aufgebaut, wobei mehrere Punkte der Anode zumindest annähernd auf demselben Potenzial liegen, wobei die organische Leuchtdiode aus einer leitfähigen Kathode und Anode besteht sowie mindestens einer organischen Schicht zwischen der Kathode und der Anode, von denen mindestens eine Schicht bei Anlegen einer Spannung an die Kathode und die Anode Licht emittiert.Of the Applicant are approaches known, organic light emitting diodes (OLEDs) in the field of lighting and signaling / signage. Such lighting elements are made up of at least one organic light emitting diode, with several Points of the anode at least approximately lie at the same potential, the organic light emitting diode from a conductive Cathode and anode and at least one organic layer between the cathode and the anode, of which at least one layer when a voltage is applied to the cathode and the anode emits light.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich daraus, dass die Leuchtdiode dünn ist, großflächig ausgeführt werden kann, lediglich eine geringe Spannung benötigt und potenziell auch flexibel ausgestaltet werden kann.One particular advantage results from the fact that the light-emitting diode is thin, be executed over a large area may need only a low voltage and potentially also flexible can be configured.
Die Elektroden einer OLED haben aber aufgrund der verwendeten Materialen und/oder der geringen Schichtdicken einen relativ hohen Widerstand. Dies gilt insbesondere für das häufig für die Anode verwendete Material Indium-Zinn-Oxid (ITO). Besonders bei hohen Stromdichten entsteht aufgrund dieses Widerstands auf großen emittierenden Flächen ein Spannungsabfall, der zu erheblichen Inhomogenitäten in der Leuchtdichte führt. Speziell bei Beleuchtungsanwendungen, die große und homogene Leuchtflächen erfordern, ist dies problematisch.The However, electrodes of an OLED have due to the materials used and / or the low layer thicknesses a relatively high resistance. This especially applies to that often for the Anode used material Indium Tin Oxide (ITO). Especially at high current densities arises due to this resistance to large emissive Areas Voltage drop, which leads to significant inhomogeneities in the luminance. specially in lighting applications requiring large and homogeneous illuminated areas, this is problematic.
Dies könnte beispielsweise gelöst werden mittels neuen, höher leitfähigeren Materialen mit ähnlichen Eigenschaften wie die bisherigen Anoden. Derartige Materialien sind derzeit aber nicht bekannt. Es werden derzeit zusätzliche leitfähige Hilfsstrukturen (z.B. Metallstreifen) oder Schichten auf der Anode aufgebracht, um die Leitfähigkeit zu erhöhen und damit die Homogenität der Strom- und in Folge dessen der Leuchtdichte zu verbessern.This could for example solved become new, higher more conductive Materials with similar Properties like the previous anodes. Such materials are currently not known. There are currently additional conductive Auxiliary structures (e.g., metal strips) or layers on the anode applied to the conductivity to increase and thus the homogeneity the current and consequently the luminance to improve.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Homogenität der Leuchtdichte derartiger Leuchtelemente zu verbessern.Of the The present invention is based on the object, the homogeneity of the luminance to improve such lighting elements.
Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst, indem zur elektrischen Kontaktierung der Punkte der Anode an mehreren Punkten kein Material der Kathode und der organischen Schicht vorhanden ist, so dass die entsprechenden Punkte der Anode von der Rückseite des flächigen Beleuchtungselementes aus kontaktierbar sind.These The object is achieved according to the present invention according to claim 1, by for electrically contacting the points of the anode to a plurality Points no material of the cathode and the organic layer present is so that the corresponding points of the anode from the back of the flat Lighting element from contactable are.
Vorteilhaft kann durch diese Ausgestaltung vermieden werden, dass metallische Verbindungen auf der Sichtseite des Leuchtelementes angebracht sind, um eine Spannung an die entsprechenden Punkte anzulegen. Insbesondere ergibt sich auch die Möglichkeit, zur Mitte der Fläche hin derartige Punkte vorzusehen, ohne diese Fläche teilweise zu überdecken.Advantageous can be avoided by this embodiment that metallic Connections are mounted on the visible side of the luminous element, to apply a voltage to the corresponding points. Especially there is also the possibility to the middle of the area to provide such points without partially covering this area.
Die Herstellung derartiger flächiger Leuchtelemente kann mittels Lochmasken erfolgen oder auch mittels eines Materialabtrages der Kathode und der wenigstens einen organischen Zwischenschicht in einem nachfolgenden Herstellungsschritt. Allgemein lässt sich diese Herstellung unter dem Begriff „geeignete Strukturierungsmaßnahmen" zusammenfassen. Diese können beispielsweise auch in lithographischen Schritten, Drucken oder anderen Herstellungsverfahren bestehen.The Production of such flat Lighting elements can be done by means of shadow masks or by means of a material removal of the cathode and the at least one organic Interlayer in a subsequent manufacturing step. Generally let yourself this production under the term "suitable structuring measures" summarize. these can for example, in lithographic steps, printing or consist of other manufacturing processes.
Als besonders vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik erweist es sich, dass der Herstellungsschritt zur Aufbringung der metallischen Kontaktbahnen entfallen kann. Dieser Schritt musste durchweg im Vakuum erfolgen und brachte Probleme mit Verunreinigungen und damit verbundenen Funktionsproblemen mit sich.When particularly advantageous over In the prior art it turns out that the production step can be omitted for applying the metallic contact tracks. This Step had to be done consistently in a vacuum and brought problems with impurities and related functional problems.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 werden die Kathode sowie die wenigstens organische Schicht in einem ersten Schritt vollflächig hergestellt, wobei anschließend an den entsprechenden Punkten eine Entfernung des Materials der Kathode sowie des Materials der wenigstens einen organischen Schicht erfolgt.at The embodiment according to claim 2, the cathode and the at least organic layer produced in a first step over the entire surface, wherein subsequently at the appropriate points a removal of the material of Cathode and the material of at least one organic layer takes place.
Diese Entfernung der Schichten kann beispielsweise mittels einer Mikrostrukturierung, einer Laserstrahlung, durch mechanische Maßnahmen oder auch chemisch erfolgen.These Removal of the layers may, for example, by means of a microstructuring, a laser radiation, by mechanical means or even chemically respectively.
Diese Vorgehensweise erweist sich bei der Herstellung als besonders einfach durchführbar.These Procedure proves to be particularly easy in the production feasible.
Anspruch 3 betrifft die Verwendung eines flächigen Leuchtelementes nach Anspruch 1 oder 2 für die Beleuchtung von Straßenschildern und/oder Signalen.claim 3 relates to the use of a flat luminous element according to Claim 1 or 2 for the Illumination of street signs and / or signals.
Hierbei erweist sich die gleichmäßige Ausleuchtung auch größerer Flächen bei vergleichsweise geringem Energieaufwand als besonders vorteilhaft.in this connection proves the uniform illumination also larger areas comparatively low energy consumption as particularly advantageous.
Die elektrische Kontaktierung kann mittels Federkontakten erfolgen. Die Löcher an den entsprechenden Stellen in der Kathode sowie der wenigstens einen organischen Schicht können vergleichsweise klein ausgebildet werden, so dass diese bereits in einer vergleichsweise geringen Entfernung von dem Leuchtelement nicht mehr wahrnehmbar sind.The electrical contact can be done by means of spring contacts. The holes at the corresponding points in the cathode and the at least one organic layer can comparatively be made small, so that they are no longer noticeable at a relatively short distance from the light emitting element.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Anode im Unterschied zum Stand der Technik nicht seitlich über breite Metallisierungen mit Strom versorgt, sondern durch viele punktuelle Kontaktstellen, die über die gesamte Fläche verteilt sind. Dies wird in den nachfolgenden Zeichnung noch erläutert.at According to the present invention, the anode is different from the prior art The technique does not overlap laterally powered by wide metallizations, but by many punctual contact points over the entire area are distributed. This will be explained in the following drawing.
Die Kontaktpunkte lassen sich beispielsweise nach folgender Vorgehensweise herstellen. Die OLED besteht beispielsweise aus der Schichtfolge Glas-Substrat/ITO-Anode/Organische Schichten/Metall-Kathode. Andere Anodenmaterialien und Schichtfolgen sowie Substratmaterialien sind ebenso möglich. Mittels eines feinen Laserstrahls geeigneter Wellenlänge oder mittels Mikrostrukturierung werden die organischen Schichten sowie die Kathode der OLED entfernt. Zurück bleibt die blanke Anode, die an dieser Stelle (von der nicht emittierenden Rückseite der OLED) frei zugänglich und von der Kathode isoliert ist. Durch geeignete Kontaktierung (z.B. durch Federkontakt-Stifte) kann an einer solchen Stelle Strom in die Anode eingespeist werden.The Contact points can be, for example, according to the following procedure produce. The OLED consists for example of the layer sequence glass substrate / ITO anode / organic Layers / metal cathode. Other anode materials and layer sequences as well as substrate materials are also possible. By means of a fine Laser beam of suitable wavelength or by microstructuring become the organic layers and removed the cathode of the OLED. The bare anode remains, at this point (from the non-emitting back the OLED) freely accessible and isolated from the cathode. By suitable contact (e.g., by spring contact pins) may be energized at such location be fed into the anode.
Gleichzeitig bleibt die Kathode von der Rückseite aus zugänglich. Durch viele derartige Kontaktpunkte kann die OLED mit Strom versorgt werden. Dabei wird die Dichte und Position der Kontakte auf die benötigte Stromdichte und deren geforderte Homogenität abgestimmt. Sie können so klein ausgeführt werden, dass sie auf der Frontseite der OLED bereits aus kurzer Entfernung nicht mehr wahrnehmbar sind.simultaneously the cathode remains from the back accessible. Many such contact points can supply power to the OLED become. The density and position of the contacts on the needed Current density and their required homogeneity matched. You can do that made small be that they are already short on the front of the OLED Distance are no longer perceptible.
Nach der vorliegenden Erfindung können vorteilhaft zusätzliche Metallstrukturen oder -schichten entfallen, die auf oder unter der Anode angebracht werden, um die Leitfähigkeit zu erhöhen. Dadurch entfällt vorteilhaft ein aufwändiger Prozessschritt, der meist im Vakuum stattfinden muss. Jegliche Metallstruktur auf/unter der Anode reduziert die emittierende Fläche der OLED. Dies ist bei der vorliegenden Erfindung in erheblich geringerem Maße der Fall, da die Kontakte punktuellen Charakter haben und keine Linien darstellen.To The present invention may be advantageous additional Metal structures or layers omitted on or under the Anode be attached to increase the conductivity. Thereby deleted advantageous a complex Process step, which usually has to take place in a vacuum. Any metal structure on / under the anode reduces the emitting surface of the OLED. This is considerably less in the present invention Dimensions of the case, because the contacts have a punctual character and do not represent lines.
Auch findet kein Eingriff im Bereich der elektrisch aktiven Schichten bei der Prozessierung der GELD statt, was beispielsweise die Belastung durch Partikel/Rückstände verringert und damit die Ausfallsicherheit, Leistung und optische Erscheinung der OLED positiv beeinflusst.Also finds no interference in the area of the electrically active layers when processing the MONEY instead, which, for example, the burden reduced by particles / residues and thus the reliability, performance and visual appearance the OLED positively influenced.
Die Ablation der OLED-Schichten bis auf die Anode kann beispielsweise mit einem etablierten Laserprozess schnell und automatisch und damit kostengünstig erfolgen.The For example, ablation of the OLED layers down to the anode with an established laser process quickly and automatically and with it economical respectively.
Die Dichte und Position der Kontaktpunkte kann je nach Bedarf variiert werden.The The density and position of the contact points can be varied as needed become.
Da durch die vorliegende Erfindung die seitlichen Zuleitungsbahnen zur Anode auf dem Substrat entfallen, wird der Füllfaktor auf dem Substrat erhöht. Bei gleicher Baugröße kann ein größerer Flächenanteil zur Erzeugung von Licht genutzt werden.There by the present invention, the lateral feed tracks attributable to the anode on the substrate, the filling factor is increased on the substrate. at same size can a larger proportion of area be used to generate light.
Bei einem Aufbau aus mehreren Leuchtdioden können die einzelnen Kacheln mit weniger bzw. gar keinem Zwischenraum dichter aneinander gepackt werden. Dadurch wird beispielsweise die Homogenität einer großen Fläche, die aus einzelnen Elementen besteht, deutlich verbessert.at a structure of several LEDs, the individual tiles packed with less or no gap closer together become. Thus, for example, the homogeneity of a huge Area, which consists of individual elements, significantly improved.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die beiden Figuren zeigen dabei:One embodiment the invention is shown in the drawing. The two figures show:
Darauf
angebracht ist die Anode
Es
ist weiterhin zu sehen, dass in der Kathode
Die
Anode
Mit
der Bezugsziffer
Sofern
die Kathode
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