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Es
wird ein organisches strahlungsemittierendes Bauteil angegeben.
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Die
Druckschrift
US 6,936,963
B2 beschreibt ein organische strahlungsemittierende Bauteil,
das mittels eines Glaslots hermetisch versiegelt ist.
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Die
Druckschrift
US 6,998,776
B2 beschreibt ein organisches strahlungsemittierendes Bauteil,
das mittels einer aufgeschmolzenen Glasfritte hermetisch versiegelt
ist.
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Eine
zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Bauteil anzugeben,
das eine verbesserte Versiegelung aufweist.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umfasst das Bauteil
ein erstes und ein zweites Substrat. Erstes und zweites Substrat
sind beispielsweise als Platten ausgebildet. Das heißt, erstes
und zweites Substrat sind vorzugsweise quaderartig ausgebildet.
Zumindest eines der Substrate ist für elektromagnetische
Strahlung aus dem Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts
zumindest teildurchlässig. Erstes und zweites Substrat
können dabei aus den gleichen, aber auch aus unterschiedlichen
Materialien gefertigt sein.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils ist auf dem ersten Substrat
mindestens ein strahlungsemittierendes Bauelement angeordnet, das
mindestens ein organisches Material enthält. Vorzugsweise
handelt es sich bei dem organischen Material um das strahlungserzeugende
Material des strahlungsemittierenden Bauelements. Bei dem Bauelement
handelt es sich dann vorzugsweise um eine organische Licht emittierende
Diode. Das strahlungsemittierende Bauelement weist zumindest eine
aktive Zone auf, in welcher im Betrieb des strahlungsemittierenden
Bauelements elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Vorzugsweise
enthält die aktive Zone ein organisches Material, welches
zur Strahlungserzeugung geeignet ist. Das zumindest eine strahlungsemittierende
Bauelement kann dabei in eine Vielzahl von Pixel unterteilt sein
und eine Anzeigevorrichtung (OLED-Display) bilden. Darüber
hinaus ist es möglich, dass das strahlungsemittierende Bauelement
keine Unterteilung in Pixel aufweist, sondern eine einzige unstrukturierte
Leuchtfläche aufweist. Das strahlungsemittierende Bauelement
eignet sich dann besonders gut für die Allgemeinbeleuchtung.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils sind das erste Substrat
und das zweite Substrat relativ zueinander derart angeordnet, dass das
strahlungsemittierende Bauelement zwischen dem ersten und dem zweiten
Substrat angeordnet ist. Das heißt, das Bauteil weist dann
beispielsweise eine Bodenplatte auf, welche durch das erste Substrat
gebildet ist sowie eine Abdeckplatte, welche durch das zweite Substrat
gebildet ist. Das strahlungsemittierende Bauelement befindet sich
dann zwischen Bodenplatte und Abdeckplatte.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umfasst das Bauteil
eine erste Bahn eines Verbindungsmaterials, die zwischen dem ersten Substrat
und dem zweiten Substrat angeordnet ist. Bei der Bahn handelt es
sich beispielsweise um eine Lotspur. Die erste Bahn umschließt
das strahlungsemittierende Bauelement dabei rahmenförmig.
Das heißt, die erste Bahn ist um das strahlungsemittierende Bauelement
herum angeordnet und umschließt das Bauelement an seinen
Seitenflächen. Die erste Bahn ist dabei beispielsweise
beabstandet zum Bauelement angeordnet, so dass zwischen erster Bahn und
Bauelement kein direkter Kontakt besteht. Die erste Bahn verbindet
dabei vorzugsweise das erste und das zweite Substrat mechanisch
miteinander. Zusammen mit dem ersten und dem zweiten Substrat stellt
die erste Bahn ferner eine hermetische Versiegelung beziehungsweise
Verkapselung des strahlungsemittierenden Bauelements dar.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umfasst das Bauteil
eine zweite Bahn, die zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat
angeordnet ist, wobei die zweite Bahn das strahlungsemittierende
Bauelement rahmenförmig umschließt und erstes
und zweites Substrat mechanisch miteinander verbindet. Die zweite
Bahn besteht dabei vorzugsweise aus dem gleichen Verbindungsmaterial
wie die erste Bahn. Es ist jedoch auch möglich, dass erste
und zweite Bahn aus unterschiedlich zusammengesetzten Verbindungsmaterialien
bestehen. Erste und zweite Bahn sind vorzugsweise beabstandet zueinander
angeordnet. Das heißt, erste Bahn und zweite Bahn berühren
sich vorzugsweise nicht, so dass kein direkter Kontakt zwischen
erster und zweiter Bahn besteht. Zwischen erster Bahn und zweiter
Bahn besteht dann ein Hohlraum, welcher seitlich durch die erste
beziehungsweise zweite Bahn begrenzt ist und an Ober- und Unterseite
durch erstes und zweites Substrat abgedeckt ist.
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Beispielsweise
sind erste und zweite Bahn konzentrisch zueinander angeordnet. Beide
Bahnen umschließen das Bauelement dabei rahmenförmig.
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Der
Ausdruck „rahmenförmig” ist nicht einschränkend
hinsichtlich des Verlaufs von erster und zweiter Bahn zu verstehen.
So können erste und zweite Bahn das strahlungsemittierende
Bauelement in Form von Ringen, Rechtecken, Ellipsen oder anderen
geometrischen Formen umschließen.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils enthält das
Verbindungsmaterial ein Glas. Bei dem Verbindungsmaterial handelt
es sich beispielsweise um eine Glasfritte oder um ein Glaslot. Zum
Verbinden von erstem und zweitem Substrat wird das Verbindungsmaterial
lokal aufgeschmolzen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe von infraroter Strahlung,
etwa mittels Laserstrahlung erfolgen. Solche Verbindungsmethoden
sind beispielsweise in den Druckschriften
US 6,936,963 B2 und
US 6,998,776 B2 beschrieben,
deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich der dort beschriebenen Verbindungsmethoden
und der dort beschriebenen Verbindungsmaterialien hiermit durch
Rückbezug aufgenommen ist.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils weist das Bauteil ein
erstes Substrat und ein zweites Substrat auf. Auf dem ersten Substrat
ist mindestens ein strahlungsemittierendes Bauelement angeordnet,
das mindestens ein organisches Material enthält. Das erste
Substrat und das zweite Substrat sind relativ zueinander derart
angeordnet, dass das strahlungsemittierende Bauelement zwischen dem
ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist. Zwischen
dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat ist eine erste Bahn
eines Verbindungsmaterials angeordnet, wobei diese erste Bahn das
strahlungsemittierende Bauelement rahmenförmig umschließt
und erstes und zweites Substrat mechanisch miteinander verbindet.
Ferner ist zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat
eine zweite Bahn eines Verbindungsmaterials angeordnet, wobei die
zweite Bahn das strahlungsemittierende Bauelement rahmenförmig
umschließt und erstes und zweites Substrat mechanisch miteinander
verbindet. Das Verbindungsmaterial der ersten und der zweiten Bahn
enthält dabei ein Glas.
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Das
hier beschriebene Bauteil macht sich dabei unter anderem die Idee
zunutze, dass mit zumindest zwei Bahnen von Verbindungsmaterial
die Verkapselung des strahlungsemittierenden Bauelements verbessert
ist, da bei Beschädigung einer der Bahnen eine weitere
Bahn vorhanden ist, welche das strahlungsemittierende Bauelement
hermetisch versiegelt.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umfasst das Bauteil
zumindest eine weitere Bahn des Verbindungsmaterials zwischen dem ersten
Substrat und dem zweiten Substrat, wobei die weitere Bahn das strahlungsemittierende
Bauelement rahmenförmig umschließt und erstes
und zweites Substrat mechanisch miteinander verbinden.
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Bei
dem Verbindungsmaterial der zumindest einen weiteren Bahn handelt
es sich vorzugsweise um das gleiche Verbindungsmaterial wie für
die erste und für die zweite Bahn. Die weitere Bahn ist
vorzugsweise derart relativ zur ersten und zweiten Bahn angeordnet,
dass sich die Bahnen nicht berühren, so dass zwischen den
Bahnen jeweils ein Hohlraum gebildet ist, der seitlich durch die
Bahnen und an Ober- und Unterseite durch erstes und zweites Substrat
begrenzt ist. Die weitere Bahn erhöht die Redundanz der
Verkapselung für das strahlungsemittierende Bauelement
weiter. Beispielsweise können drei, vier oder mehr Bahnen eines
Verbindungsmaterials um das strahlungsemittierende Bauelement herum
angeordnet sein. Vorzugsweise sind sämtliche Bahnen konzentrisch
zueinander angeordnet und umschließen das strahlungsemittierende
Bauelement rahmenförmig.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umfasst das Bauteil
zumindest eine Querverbindung aus dem Verbindungsmaterial, welche
zwischen zwei Bahnen angeordnet ist, wobei die Querverbindung die
beiden Bahnen sowie das erste und zweite Substrat mechanisch miteinander
verbindet. Beispielsweise ist eine Vielzahl von Querverbindungen
zwischen je zwei Bahnen angeordnet. Die Querverbindungen sind vorzugsweise
aus dem gleichen Verbindungsmaterial wie die Bahnen gebildet. Die
Querverbindungen verlaufen quer oder senkrecht zu einer Hauptersteckungsrichtung
der Bahnen, welche sie verbinden. Die Querverbindungen berühren
die Bahnen, welche sie miteinander verbinden sowie das erste und
das zweite Substrat.
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Dem
hier beschriebenen Bauteil liegt dabei unter anderem folgende Erkenntnis
zugrunde: Bei der Verkapselung von strahlungsemittierenden Bauteilen
mittels zweier Substrate und einem Verbindungsmittel, welches ein
Glas enthält, besteht prinzipiell das Risiko von Rissen
in den Bahnen des Verbindungsmittels, die beispielsweise durch unterschiedliche
thermische Ausdehnungskoeffizienten von erstem Substrat, zweitem
Substrat und Verbindungsmaterial bedingt sind. Das heißt,
beim Erhitzen des Verbindungsmaterials um dieses zu erweichen, dehnt
sich das Verbindungsmaterial mit einem anderen Ausdehnungskoeffizienten
als das erste und/oder das zweite Substrat aus. Beim Abkühlen nach
dem Verbinden von erstem und zweitem Substrat mittels des Verbindungsmaterials
kann es zu Rissen kommen. Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt,
dass die beschriebenen Querverbindungen zwischen den Bahnen des
Verbindungsmaterials das Risiko von Rissen absenken kann.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils bilden die Bahnen und
gegebenenfalls die Querverbindungen Kammern, deren Seitenwände
durch das Verbindungsmaterial gebildet sind. Die Kammern sind also
seitlich durch das Verbindungsmaterial der Bahnen und – falls
vorhanden – der Querverbindungen begrenzt. An ihrer Ober-
und Unterseite sind die Kammern durch das erste und das zweite Substrat
begrenzt. Hierbei erweist sich das Einbringen einer Vielzahl von
Querverbindungen zwischen zwei Bahnen des Verbindungsmaterials als besonders
vorteilhaft, da auf diese Weise eine Segmentierung des Verbindungsbereichs
in eine Vielzahl von Kammern stattfindet. Das heißt, der
Verbindungsbereich, in dem erstes und zweites Substrat mittels des
Verbindungsmaterials miteinander verbunden sind, ist in zahlreiche
Kammern unterteilt, welche jeweils Seitenwände aus dem
Verbindungsmaterial aufweisen. Durch diese Kammern sinkt die Wahrscheinlichkeit,
dass durch Risse im Verbindungsmaterial eine Verbindung zwischen
dem strahlungsemittierenden Bauelement und der das Bauteil umgebenden
Atmosphäre auftritt, weiter. Das heißt, diese
Kammern senken das Risiko eines Eintritts von schädlichen
Gasen oder Feuchtigkeit in das strahlungsemittierende Bauelement
weiter ab.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils ist die zumindest eine
Kammer mit einem Gas gefüllt. Bei dem Gas kann es sich
beispielsweise um Luft handeln. Ferner ist es möglich,
dass das Gas Bestandteile enthält, welche beim Erweichen
des Verbindungsmaterials entwichen sind.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils sind die Kammern mit
einem Abdichtmaterial gefüllt. Das heißt, in die
Kammern ist ein Material eingebracht, welches die Abdichtung weiter
verbessert. Das Material wird vorzugsweise vor dem Erweichen des
Verbindungsmaterials zum Verbinden von erstem und zweitem Substrat
in die Kammern eingebracht. Bei dem Material kann es sich beispielsweise
um ein Epoxidharz handeln. Weiter ist es möglich, dass
das Material ein Gettermaterial umfasst, welches geeignet ist, Sauerstoff
und/oder Feuchtigkeit zu binden.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umfasst das Verbindungsmaterial
eine Glasfritte oder ein Glaslot. Glasfritte oder Glaslot können
dabei mit weiteren Materialien versetzt sein, die beispielsweise
die Absorption von Infrarotstrahlung verbessern und/oder den thermischen
Ausdehnungskoeffizienten des Verbindungsmaterials absenken.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils handelt es sich bei
dem ersten und/oder dem zweiten Substrat um ein Glassubstrat, vorzugsweise
um eine Glasplatte. Dabei können erstes und zweites Substrat
aus dem gleichen Glas oder aus unterschiedlichen Gläsern
gebildet sein.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Substrat
und/oder dem zweiten Substrat um Fensterglas. Vorzugsweise sind
dann erstes und zweites Substrat aus dem gleichen Fensterglas gebildet.
Bei dem Fensterglas handelt es sich beispielsweise um ein Kalk-Natron
Glas (soda-lime glass).
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform ist zwischen dem ersten und dem zweiten
Substrat zumindest ein Abstandshalter angeordnet. Bei dem Abstandshalter
kann es sich beispielsweise um Pfosten, Ringe oder Kügelchen
aus einem Harzmaterial oder aus einem Glas handeln. Die Abstandhalterteilchen halten
einen festen Abstand zwischen den beiden Substraten, so dass bei äußerem
Druck auf das Bauteil das zweite Substrat nicht in das strahlungsemittierende
Bauelement gedrückt wird. Die Abstandshalter können
dabei auch im Bereich des strahlungsemittierenden Bauteils angeordnet
sein.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform sind die Abstandshalter zwischen
zwei Bahnen des Verbindungsmaterials angeordnet. Das heißt,
beispielsweise die weiter oben beschriebenen Bahnen enthalten einen
Abstandshalter. Dadurch ist die Verbindung zwischen den beiden Substraten
weiter verbessert.
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Im
Folgenden wird der hier beschriebene Bauteil anhand von Ausführungsbeispielen
und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
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Die 1A zeigt
eine schematische Draufsicht auf ein hier beschriebenes Bauteil
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Die 1B zeigt
eine schematische Schnittdarstellung durch das Bauteil gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel.
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Die 2A zeigt
eine schematische Draufsicht auf ein hier beschriebenes Bauteil
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Die 2B zeigt
eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts
aus 2A.
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Die 3A zeigt
eine schematische Draufsicht auf ein hier beschriebenes Bauteil
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
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Die 3B zeigt
eine schematische Schnittdarstellung durch das Bauteil gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel.
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In
den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder
gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht
anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren
Verständnis übertrieben groß dargestellt
sein.
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Die 1A zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
Bauteils in einer schematischen Draufsicht. Die 1B zeigt
eine schematische Schnittdarstellung des Bauteils gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel entlang der Schnittlinie AA'.
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Das
Bauteil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
umfasst ein erstes Substrat 1 und ein zweites Substrat 2.
Bei erstem und zweitem Substrat handelt es sich jeweils um eine
Glasplatte. Die Glasplatte ist beispielsweise aus einem Kalk-Natron
Glas gebildet. Auf das erste Substrat 1 ist ein strahlungsemittierendes
Bauelement 3 aufgebracht, welches zumindest ein organisches
Material enthält. Vorzugsweise handelt es sich bei dem
strahlungsemittierenden Bauelement um eine organische Leuchtdiode (OLED).
Das strahlungsemittierende Bauelement 3 ist von einer ersten
Bahn 21 rahmenförmig umschlossen. Ferner ist das
strahlungsemittierende Bauelement 3 von einer zweiten Bahn 22 rahmenförmig
umschlossen. Bei erster und zweiter Bahn handelt es sich um Lotspuren
aus einem Verbindungsmaterial, das Glas enthält. Beispielsweise
handelt es sich um Lotspuren aus einem Glaslot oder aus einer Glasfritte.
Erste Bahn 21 und zweite Bahn 22 sind beabstandet
zueinander angeordnet, so dass sie sich nicht berühren.
Erste und zweite Bahn verbinden das erste und zweite Glassubstrat
mechanisch. Dazu würde das Verbindungsmaterial der ersten
und der zweiten Bahn beispielsweise mittels eines Infrarotlasers
lokal aufgeschmolzen, so dass sich nach dem Erstarren des Verbindungsmaterials
eine mechanisch feste Verbindung zwischen erstem und zweitem Substrat ergibt,
welche durch die erste und zweite Bahn vermittelt ist.
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Zwischen
erster und zweiter Bahn befinden sich ferner Querverbindungen 24.
Die Querverbindungen 24 bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Material
wie die erste Bahn 21 und die zweite Bahn 22.
Das heißt, auch die Querverbindungen 24 sind durch
Lotspuren gebildet, welche aus einem Glaslot oder einer Glasfritte
bestehen. Die Querverbindungen verbinden erste Bahn 21 und
zweite Bahn 22 sowie erstes Substrat 1 und zweites
Substrat 2 mechanisch. Die Querverbindungen verlaufen quer
beziehungsweise senkrecht zur Hauptersteckungsrichtung der Bahnen
aus Verbindungsmaterial. Die Querverbindungen erhöhen dadurch
die mechanische Stabilität der Bahnen aus Verbindungsmaterial
und dienen ferner zum Ableiten mechanischer Verspannungen beim Aufheizen
und Abkühlen des Verbindungsmaterials zum mechanischen
Verbinden vom ersten Substrat 1 und zweiten Substrat 2.
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Durch
die Querverbindungen sowie erste und zweite Bahnen ist eine Vielzahl
von Kammern 30 gebildet. Das heißt, der Verbindungsbereich,
welcher durch erste Bahn 21, zweite Bahn 22 sowie
Querverbindungen 24 gebildet ist, ist in zahlreiche Kammern 30 segmentiert.
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In
Verbindung mit der 2A ist ein zweites Ausführungsbeispiel
eines hier beschriebenen Bauteils in einer schematischen Draufsicht
näher erläutert. Die 2B zeigt
in einer schematischen Perspektivdarstellung eine Kammer 30,
wie sie in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel
oder dem zweiten Ausführungsbeispiel durch Bahnen und Querverbindungen
aus Verbindungsmaterial gebildet ist.
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Beim
Bauteil gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
sind im Unterschied zum Bauteil gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel drei Bahnen rahmenförmig um
das strahlungsemittierende Bauelement 3 angeordnet. Das
heißt, neben der ersten Bahn 21 und der zweiten
Bahn 22 ist eine dritte Bahn 23 rahmenförmig
um das strahlungsemittierende Bauelement 3 angeordnet.
Auch die dritte Bahn 23 verbindet erstes Substrat 1 und
zweites Substrat 2 mechanisch miteinander. Zwischen den
Bahnen sind Querverbindungen 24 angeordnet. Dabei können Querverbindungen 24 zwischen
erster Bahn und zweiter Bahn sowie zwischen zweiter Bahn und dritter
Bahn versetzt zueinander angeordnet sein. Darüber hinaus
ist es möglich, dass die Querverbindungen wie in 2A gezeigt
entlang gemeinsamer Linien angeordnet sind.
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Durch
die Bahnen 21, 22, 23 und die zwischen
den Bahnen angeordneten Querverbindungen 24 sind Kammern 30 gebildet,
welche an ihren Seitenflächen durch Verbindungsmaterial
begrenzt sind. Boden und Deckfläche der Kammern 30 sind
durch Teile von erstem Substrat 1 und zweitem Substrat 2 gebildet.
Die 2B zeigt eine schematische Perspektivdarstellung einer
solchen Kammer, welche mit einem Gas, beispielsweise Luft oder einem
Abdichtmaterial 40 gefüllt sein kann. Das Abdichtmaterial 40 kann
die Kammer dabei stellenweise oder vollständig ausfüllen.
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In
Verbindung mit den 3A und 3B ist
anhand einer schematischen Draufsicht sowie einer schematischen
Schnittdarstellung ein drittes Ausführungsbeispiel eines
hier beschriebenen Bauteils näher erläutert. In
diesem Ausführungsbeispiel sind in Ergänzung zum
Ausführungsbeispiel gemäß den 1A und 1B Abstandshalter 41 zwischen dem
ersten Substrat 1 und dem zweiten Substrat 2 angeordnet.
Die Abstandshalter 41 können dabei beispielsweise
zwischen den Bahnen aus Verbindungsmaterial – beispielsweise
in den Kammern 30 angeordnet sein. Darüber hinaus
ist es möglich, dass die Abstandshalterteilchen auch im
Bereich des strahlungsemittierenden Bauteils oder zwischen dem Bauteil
und den Bahnen angeordnet sind.
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Die
Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie
jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination
von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch
wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit
in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6936963
B2 [0002, 0012]
- - US 6998776 B2 [0003, 0012]