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Es
wird ein Bauteil mit mindestens einem organischen Material sowie
ein Verfahren zu dessen Herstellung angegeben.
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Die
Druckschrift
US 6,936,963
B2 beschreibt ein organisches strahlungsemittierendes 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 mit mindestens
einem organischen Material anzugeben, das eine besonders gute Verkapselung aufweist.
Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen Bauteils anzugeben.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umfasst dieses ein erstes
Substrat und ein zweites Substrat. Als Materialien für
die Substrate können Metalle, Metalllegierungen, Kunststoffe, Halbleitermaterialien,
Keramiken oder Gläser dienen. Das Substrat kann mechanisch
starr oder mechanisch flexibel ausgestaltet sein. Bevorzugt weist
zumindest das erste Substrat eine glatte Oberfläche auf.
Glatt bedeutet hierbei, dass die Oberfläche dazu geeignet
ist, darauf dünne Schichten, die zum Beispiel bei organischen
Leuchtdioden, kurz OLEDs, erforderlich sind, aufzubringen. Die Dicke
des ersten und des zweiten Substrats liegt jeweils bevorzugt im Bereich
zwischen 0,2 mm und 3 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,5 mm und
1,5 mm.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils ist auf dem ersten Substrat
mindestens ein strahlungsemittierendes oder empfangendes Bauelement
angeordnet, das mindestens ein organisches Material enthält.
Das Bauelement kann beispielsweise als OLED ausgestaltet sein. In
diesem Falle weist das Bauelement bevorzugt zumindest eine Kathode,
eine Elektronen induzierende Schicht, eine Elektronen leitende Schicht,
eine emittierende Schicht, die auf mindestens einem organischen
Material basiert, eine Löcher leitende Schicht, eine Löcher
induzierende Schicht und eine Anode auf.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils sind erstes und zweites
Substrat relativ zueinander derart angeordnet, dass das Bauelement mit
dem mindestens einen organischen Material zwischen dem ersten und
dem zweiten Substrat angeordnet ist. Bevorzugt sind erstes und zweites
Substrat als flächige Plättchen oder Platten mit
jeweils einander gegenüberliegenden Hauptseiten ausgestaltet.
Erstes und zweites Substrat sind bevorzugt derart angeordnet beziehungsweise
ausgestaltet, dass die einander zugewandten Hauptseiten parallel
zueinander ausgerichtet sind.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils weist dieses ein Verbindungsmittel
auf, das zwischen erstem und zweitem Substrat angeordnet ist. Über
das Verbindungsmittel sind erstes und zweites Substrat mechanisch
miteinander verbunden. Bevorzugt ist das Verbindungsmittel in einer Bahn
angeordnet, die das organische Material enthaltende Bauelement rahmenförmig
umschließt. Die Breite der Bahn liegt bevorzugt im Bereich
zwischen 0,3 mm und 3 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,5 mm und
1 mm.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils enthält das
Verbindungsmittel zumindest einen glasartigen Bestandteil oder ein
Glas. Das Verbindungsmittel kann insbesondere als Glaslot oder in
Form von Glasfritten ausgestaltet sein. Das Verbindungsmittel kann
Beimengungen enthalten, die beispielsweise als Bindemittel dienen,
die den Schmelzpunkt des Verbindungsmittels herabsetzen, die den
thermischen Ausdehnungskoeffizient des Verbindungsmittels an die
thermischen Ausdehnungskoeffizienten von erstem und zweitem Substrat anpassen
oder die als Abstandselemente fungieren, über die ein gewünschter
Abstand zwischen erstem und zweitem Substrat eingestellt wird, so
dass das Bauelement mit dem organischen Material einen ausreichenden
Abstand zum zweiten Substrat aufweist. Außerdem kann das
Verbindungsmittel Stoffe oder Stoffgemische beinhalten, wie beispielsweise Metalle
oder Oxide, die in elementarer Form, ionischer Form oder auch als
Partikel vorliegen können, die ein Aufschmelzen oder Aushärten
des Verbindungsmittels etwa über elektromagnetische Strahlung
aus dem ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich
ermöglichen.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umfasst dieses ein Dichtmittel,
das zwischen erstem und zweitem Substrat angeordnet ist, wobei das
Dichtmittel das Bauelement mit dem organischen Material sowie die
Bahn des Verbindungsmittels rahmenartig umschließt und
abdichtet. Bevorzugt weist das Dichtmittel vor und/oder während
des Aufbringens eine flüssige oder zähflüssige
Konsistenz auf und kann nach dem Aufbringen ausgehärtet werden.
Ebenso möglich ist es, dass ein Dichtmittel zum Einsatz
kommt, das etwa aus der Gasphase auf Substrat und Verbindungsmittel
abgeschieden wird, oder auch als Feststoff etwa in Form einer duktilen Paste
vorliegt und anschließend ausgehärtet wird.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umfasst das Verbindungsmittel
und/oder das Dichtmittel mindestens eine Beimengung. Die Beimengung
kann zum Beispiel ein Reflexions-, Konversions-, Filter- oder Streumittel
sein.
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In
mindestens einer Ausführungsform des Bauteils weist dieses
ein erstes Substrat und ein zweites Substrat auf, wobei auf dem
ersten Substrat mindestens ein strahlungsemittierendes oder empfangendes
Bauelement angeordnet ist, das mindestens ein organisches Material
enthält. Das erste Substrat und das zweite Substrat sind
relativ so zueinander angeordnet, dass das Bauelement sich zwischen erstem
und zweitem Substrat befindet. Über ein in einer Bahn zwischen
erstem und zweitem Substrat angeordnetes Verbindungsmittel, das
ein Glas enthält und das Bauelement mit dem organischen
Material rahmenförmig umschließt, sind erstes
und zweites Substrat mechanisch miteinander verbunden. Weiterhin
umfasst das Bauteil ein Dichtmittel zwischen erstem und zweitem
Substrat, wobei das Dichtmittel das Bauelement mit dem organischen
Material sowie das Verbindungsmittel rahmenartig umschließt
und abdichtet.
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Eine
derartige Anordnung schützt das Bauelement mit dem mindestens
einen organischen Material gut gegenüber äußeren
Einflüssen wie Feuchtigkeit und Sauerstoff und gewährleistet
hierdurch eine erhöhte Lebensdauer des Bauteils.
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Ein
glasartiges Verbindungsmittel kann in Form eines Glaslots oder in
Form von Glasfritten ausgestaltet sein. Das Verbindungsmittel besteht
dann aus einem Glasmaterial, das bevorzugt einen niedrigen Schmelzpunkt
aufweist. Durch Verwendung eines Dichtmittels, das das Verbindungsmittel
insbesondere gegenüber der Einwirkung von Feuchtigkeit schützt
und verhindert, dass eine laufende Luftumwälzung in der
Nähe des Verbindungsmittels auftritt, kann die Lebensdauer
des Bauteils erhöht werden.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils ist das Dichtmittel
mit einem Korrosionsschutzstoff gebildet. Unter Korrosionsschutzstoff
sind alle Stoffe und Stoffgemische zu verstehen, die dazu geeignet
sind, das Verbindungsmittel vor Korrosion, Einwirkung von Feuchtigkeit
und/oder Einwirkung chemischer Stoffe zu bewahren, um eine Korrosion beziehungsweise
Beschädigung des Verbindungsmittels zu unterbinden. Durch
die Verwendung eines Korrosionsschutzstoffes wird ein Ablösen
des Verbindungsmittels von einem der Substrate aufgrund Korrosion
verhindert.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils ist das Dichtmittel
zumindest mit einem Lack, einem Silikon, einem Glas, einem Spin-on-Glas,
Siliziumdioxid oder einem Harz gebildet oder kann aus einem dieser
Stoffe bestehen. Diese Stoffe weisen eine gute Verarbeitbarkeit
auf, können kostengünstig hergestellt werden und
bieten einen guten Schutz des Verbindungsmittels beispielsweise
gegenüber Feuchtigkeit.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils sind mehrere Schichten
des Dichtmittels aufgebracht. Die Schichten können aus
jeweils demselben oder auch aus verschiedenen Materialien gebildet
sein. Insbesondere kann eine Schicht gegenüber Sauerstoff
abdichten, und eine weitere Schicht gegenüber Feuchtigkeit.
Ebenso können Schichten mit Absorbermaterialien, die zum
Beispiel Feuchtigkeit aufnehmen, eingesetzt werden. Durch einen mehrschichtigen
Aufbau des Dichtmittels wird eine sehr effektive Abdichtung erzielt.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils sind die dem Bauelement
mit dem organischen Material abgewandten und nicht mit einem Substrat
in Verbindung stehenden Flächen des Verbindungsmittels
vollständig vom Dichtmittel bedeckt. Eine vollständige
Bedeckung schließt hierbei jedoch nicht aus, dass beispielsweise
Elektroden oder Leiterbahnen vom Raumbereich innerhalb des Verbindungsmittels
in den Raumbereich außerhalb des Dichtmittels geführt
sein können. Über eine vollständige Bedeckung
der vom Bauelement abgewandten freien Flächen des Verbindungsmittels
wird eine hohe Alterungsbeständigkeit erreicht.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils ist mindestens das erste
oder mindestens das zweite Substrat mit einem Glas gestaltet. Bevorzugt
sind beide Substrate mit einem Glas gestaltet. Insbesondere wenn
das Bauteil als Leuchtdiode ausgestaltet ist, bieten Gläser,
die im sichtbaren Spektralbereich lichtdurchlässig gestaltet
sein können, den Vorteil, dass die vom Element emittierte Strahlung
das Bauteil nach außen weitestgehend ungehindert verlassen
kann. Die Substrate können auch eine Strukturierung oder
Aufrauung an den Oberflächen aufweisen, die die Auskoppeleffizienz des
im Betrieb des Bauteils emittierten Lichts erhöht. Möglich
sind hierbei beispielsweise Aufrauungen auf der Nanometer- oder
Mikrometerskala. Zum Beispiel kann auch eines der Substrate eine
Verspiegelung aufweisen, so dass das vom Bauelement etwa im Betrieb
emittierte Licht nur in Richtung eines Substrats nach außen hin
abgestrahlt wird. Die Verspiegelung kann metallisch gestaltet und
derart strukturiert sein, dass elektrische Leitungen zur Kontaktierung
des Bauelements ausgeformt werden.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils ist das Glas ein Kalk-Natron-Glas. Kalk-Natron-Gläser
finden auch als Fensterglas Verwendung und sind gegenüber
beispielsweise Bor-Silikat-Gläsern erheblich kostengünstiger.
Kalk-Natron-Gläser weisen zudem eine hohe Transparenz im sichtbaren
Spektralbereich auf. Außerdem sind diese Gläser
im ultravioletten und nahinfraroten Spektralbereich transparent,
was es beispielsweise ermöglicht, das Verbindungsmittel über
UV-Strahlung, bevorzugt mit Wellenlängen größer
300 nm, oder mit Nahinfrarotstrahlung, mit Wellenlängen
bevorzugt kleiner 3500 nm, aufzuheizen. Über die Verwendung von
Kalk-Natron-Gläsern in Verbindung mit einem Dichtmittel
kann das Bauteil besonders kostengünstig hergestellt werden
und hohe Lebensdauern aufweisen.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils ist der Grundriss von
erstem und/oder zweitem Substrat in Draufsicht hexagonal oder kreisförmig.
Hierdurch reduziert sich die Länge der rahmenartigen Bahn
des Verbindungsmittels, bei gleicher von der Bahn eingeschlossener
Fläche.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umfasst das Verbindungsmittel
Abstandselemente, über die ein Abstand zwischen dem ersten
und dem zweiten Substrat festlegbar ist. Insbesondere stehen die
Abstandselemente in direktem physischen Kontakt zu den beiden Substraten.
Bevorzugt sind dann Stirnseiten der beiden Substrate vollständig,
mit Ausnahme etwaiger elektrischer Leiterbahnen, von dem Dichtmittel
bedeckt.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils weist das Dichtmittel
in einer Richtung senkrecht zu der Hauptseite des ersten Substrats, auf
dem das Bauelement angebracht ist, eine minimale Ausdehnung vom
wenigstens 25 μm auf. Bevorzugt beträgt diese
Ausdehnung wenigstens 50 μm, besonders bevorzugt wenigstens
100 μm. Mit anderen Worten ist das Verbindungsmittel mindestens durch
eine Dichtmittelschicht von 25 μm Dicke geschützt.
Eine solche Schicht ist effizient herzustellen und weist einen hohen
Schutz gegenüber Feuchtigkeit auf.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils, bei dem das Bauelement
als Strahlung emittierende organische Leuchtdiode ausgestaltet ist,
ist das Dichtmittel mindestens für einen Teil der von der
Leuchtdiode emittierten Strahlung durchlässig. Über
ein transparentes oder transluzentes Dichtmittel kann ein allseitig
abstrahlendes Bauteil erzielt werden.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils umschließt
das Dichtmittel die nicht dem Bauelement zugewandten Außenflächen
der Substrate sowie des Verbindungsmittels vollständig.
Vollständig umschließen grenzt jedoch nicht aus,
dass elektrische Leitungen zur Kontaktierung des Bauelements aus
dem inneren Raumbereich, das heißt, dem Raum, der von erstem
und zweitem Substrat sowie vom Verbindungsmittel eingeschlossen
ist, nach außen geführt werden und zumindest stellenweise nicht
vom Dichtmittel bedeckt sind. Mit anderen Worten ist das Bauteil
an dessen kompletten außen liegenden Flächen vom
Dichtmittel umhüllt, mit Ausnahme eventuell vorhandener
elektrischer Leitungen, die zumindest stellenweise frei liegen,
um eine Kontaktierung des Bauelements beziehungsweise des Bauteils
mit einem externen Gerät zu ermöglichen. Eine
solche Anordnung ist einfach herzustellen und weist eine hohe Beständigkeit
gegenüber äußeren Einflüssen
auf.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Bauteils beträgt der
Abstand zwischen den einander zugewandten Hauptflächen
von erstem und zweitem Substrat höchstens 75 μm.
Bevorzugt beträgt der Abstand höchstens 50 μm,
besonders bevorzugt höchstens 25 μm, ganz besonders
bevorzugt höchstens 15 μm. Durch eine derart geringen
Abstand zwischen den Substraten lässt sich ein Platz sparendes
Bauteil verwirklichen.
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Es
wird darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines
Bauteils mit einem Element mit mindestens einem organischen Material
angegeben. Beispielsweise kann mittels des Verfahrens ein Bauteil
hergestellt werden, wie es in Verbindung mit einer oder mehrerer
der oben genannten Ausführungsformen beschrieben ist.
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Das
Verfahren weist gemäß zumindest einer Ausführungsform
die folgenden Verfahrensschritte auf:
- – Aufbringen
des Verbindungsmittels auf dem zweiten Substrat,
- – Aufbringen des Bauelements mit dem mindestens einem
organischen Material auf dem ersten Substrat,
- – Verbinden von erstem und zweitem Substrat durch Aufweichen
und/oder Aushärten des Verbindungsmittels, und
- – Aufbringen des Dichtmittels.
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Die
Reihenfolge der Verfahrensschritte ist bevorzugt wie angegeben auszuführen.
Die Verfahrensschritte können jedoch auch, abhängig
von den konkreten Anforderungen beziehungsweise Prozessbedingungen,
in abweichender Reihenfolge durchgeführt werden.
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Der
Verfahrensschritt des Aufbringens des Verbindungsmittels kann dadurch
erfolgen, dass pastenartige Glaslote oder Glasfritten auf dem zweiten Substrat
aufgebracht werden. Beim Aufbringen ist insbesondere darauf zu achten,
dass ein durchgängiger Rahmen ohne Lücken entsteht,
um zu gewährleisten, dass sich das später im Inneren
des bahnartig aufgebrachten Verbindungsmittels und zwischen den
beiden Substraten befindliche Bauelement mit dem organischen Material
gut abgedichtet wird. Bevorzugt wird das Verbindungsmittel so auf
dem zweiten Substrat aufgebracht, beispielsweise über Sintern,
dass zwischen Verbindungsmittel und zweitem Substrat bereits eine
mechanisch stabile Verbindung entsteht.
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Das
Aufbringen des Bauelements auf dem ersten Substrat kann dadurch
erfolgen, dass das Bauelement separat gefertigt und anschließend
auf dem Substrat platziert wird. Es ist ebenso möglich, dass
das Bauelement auf dem ersten Substrat gefertigt wird, das heißt,
es werden beispielsweise in aufeinander folgenden Verfahrensschritten
alle notwendigen Schichten auf dem ersten Substrat aufgebracht,
um das Bauelement etwa als organische Leuchtdiode zu gestalten.
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Der
Verfahrensschritt des Verbindens von erstem und zweitem Substrat
wird bevorzugt über ein Aufweichen und/oder Aushärten
des Verbindungsmittels vollzogen. Das Verbindungsmittel kann etwa über
Absorption von Infrarot- oder UV-Strahlung aufgeheizt werden. Hierbei
enthält das Verbindungsmittel beispielsweise Zusatzstoffe,
die die entsprechende elektromagnetische Strahlung absorbieren.
Das Verbindungsmittel kann auch Beimengungen enthalten, die etwa über
Absorption von UV-Strahlung ein Aushärten des Verbindungsmittels
ermöglichen. Bevorzugt wird das Aufweichen des Verbindungsmittels über
eine Strahlung vollzogen, die von erstem und zweitem Substrat nicht
oder nicht wesentlich absorbiert wird. „Nicht wesentlich” bedeutet
hierbei, dass die Absorption durch das beziehungsweise die Substrate
weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10%, besonders bevorzugt
weniger als 5% beträgt.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Dichtmittel
in flüssigem Zustand aufgebracht. Bevorzugt wird das flüssige
Dichtmittel über einen Kapillareffekt zwischen erstem und zweitem
Substrat eingesogen. Das Dichtmittel ist in diesem Fall benetzend
bezüglich der Substratoberflächen. Über
den Kapillareffekt wird es ermöglicht, dass das Dichtmittel
in direktem Kontakt zum Verbindungsmittel steht. Die Bildung von
etwa Luftblasen ist hierbei bevorzugt zu verhindern, etwa durch
leichtes Schütteln oder durch Drehen der miteinander verbundenen
Substrate während des Aufbringens oder Aushärtens
des Dichtmittels. Bei dieser Methode weisen die Substrate bevorzugt
einen Abstand voneinander auf, der kleiner ist als 75 μm,
besonders bevorzugt kleiner als 50 μm.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Dichtmittel
zumindest stellenweise mittels eines Tauchverfahrens aufgebracht. Die
aneinander gefügten und über das Verbindungsmittel
verbundenen Substrate können beispielsweise vollständig
in ein Bad mit einem Dichtmittel eingetaucht Werden, wobei eventuell
vorhandene, auf einem Substrat aufgebrachte elektrische Leitungen
zumindest stellenweise beispielsweise durch eine Halterung bedeckt
sind und dadurch nicht vom Dichtmittel benetzt werden. Ebenso kann das
die elektrischen Leitungen bildende Material derart ausgestaltet
sein, dass das Dichtmittel bezüglich der Leitungen nicht benetzend
wirkt. Anschließend kann das Dichtmittel etwa thermisch
oder über elektromagnetische Strahlung ausgehärtet
werden. Das Dichtmittel ist in diesem Falle bevorzugt transparent
oder transluzent für die vom Bauelement zu emittierende
oder zu empfangende Strahlung. Das Tauchen kann auch derart vollzogen
werden, das nur die Ränder der Substrate sowie die nach
außen frei liegenden Bereiche des Verbindungsmittels mit
dem Dichtmittel beziehungsweise dem Dichtmittelbad in Berührung
kommen.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Dichtmittel
mindestens stellenweise über Plasmaabscheidung aufgebracht. Dies
kann etwa dadurch vollzogen werden, dass ein über einem
Plasmabrenner erzeugter Plasmastrahl gezielt auf die nach außen
freiliegenden Flächen des Verbindungsmittels gerichtet
wird und sich hierdurch etwa eine Siliziumdioxidschicht ausbildet.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Dichtmittel
zumindest stellenweise über ein Sprüh- oder Spritzverfahren
aufgebracht. Das Dichtmittel ist hierbei bevorzugt in flüssiger
Form vor dem Aushärten vorliegend. Alternativ kann das
Dichtmittel auch in einem Trägermittel, beispielsweise
einem Lösungsmittel aufgebracht werden und härtet
durch Abdampfen des Lösungsmittels aus.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Verbindungsmittel
vor dem Dichtmittel aufgebracht. Bevorzugt ist das Verbindungsmittel
derart ausgestaltet, dass es eine ausreichende Dichtigkeit gegenüber
Durchdringung durch das Dichtmittel aufweist, so dass das Bauelement
mit dem organischen Material nicht in direkten Kontakt zum Dichtmittel
gelangt. Hierdurch kann eine Beschädigung oder Beeinträchtigung
des Bauelements durch das Dichtmittel verhindert werden.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Dichtmittel
mindestens stellenweise vor dem oder gleichzeitig mit dem Verbindungsmittel
aufgebracht. Dies kann dadurch geschehen, dass das Dichtmittel in
zähflüssigem Zustand rahmenartig etwa auf dem
ersten Substrat aufgebracht wird. Beim Zusammenfügen der
Substrate kann dann das Dichtmittel dann fließen und zum
Beispiel die nicht mit den Substraten in Verbindung stehenden, vom
Bauelement abgewandten Flächen des Verbindungsmittels mindestens
stellenweise bedecken. Das Dichtmittel kann gänzlich gleichzeitig
mit dem Verbindungsmittel aufgebracht werden, und/oder auch auf
demselben Substrat, auf dem sich das Verbindungsmittel befindet.
Durch ein solches Verfahren kann das Bauteil kostengünstig
und effizient hergestellt werden.
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Gemäß zumindest
einer Ausführungsform des Verfahrens, bei dem das Dichtmittel
die dem Bauelement abgewandten Hauptflächen der Substrate
mindestens teilweise bedeckt, wird das aufgebrachte, noch nicht
vollständig ausgehärtete Dichtmittel mittels eines
Stempel- oder Prägeverfahrens strukturiert. Hierdurch kann
kosteneffizient etwa eine linsenartige Strukturierung oder eine
Aufrauung erzeugt werden.
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Die
beschriebenen Möglichkeiten des Aufbringens des Dichtmittels
können besonders effizient durchgeführt werden
und ermöglichen hierdurch eine kosteneffektive Herstellung
des Bauteils.
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Im
Folgenden wird das hier beschriebene Bauteil mit mindestens einem
organischen Material anhand von Ausführungsbeispielen und
den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung (a) einer Seitenansicht sowie eine
schematische Draufsicht (b) eines Ausführungsbeispiels
eines Bauteils,
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2 eine
schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels
eines Bauteils mit einer vollständigen Dichtmittelumhüllung,
-
3 eine
schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels
eines Bauteils,
-
4 eine
schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels
eines Bauteils mit Abstandselementen,
-
5 eine
schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels
eines Bauteils mit einem Absorbermaterial, und
-
6 eine
schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines
Bauteils mit mehreren Bauelementen.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel eines Bauteils 10 mit
einem Bauelement 3 mit mindestens einem organischen Material
dargestellt. Das Bauelement 3 ist als organische Leuchtdiode ausgestaltet und
auf einer Oberseite 11 eines ersten Substrats 1 angebracht.
Zwischen erstem Substrat 1 und einem zweiten Substrat 2 befindet
sich eine Bahn eines Verbindungsmittels 4, die das Bauelement 3 rahmenartig umschließt.
Von erstem 1 und zweitem Substrat 2 sowie dem
Verbindungsmittel 4 wird also ein abgeschlossenes Volumen
beziehungsweise ein Hohlraum 40 gebildet, in dem sich das
Bauelement 3 befindet.
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Die
vom Bauelement 3 abgewandten, nicht mit erstem 1 oder
zweitem Substrat 2 in Verbindung stehenden Flächen
des Verbindungsmittels 4 sind von einem Dichtmittel 5 umgeben.
Besagte Flächen des Verbindungsmittels 4 sind
vollständig vom Dichtmittel 5 bedeckt. Das zweite
Substrat 2 weist eine dem Bauelement 3 zugewandte
Unterseite 22 auf. Oberseite 11 und Unterseite 22 weisen
einen Abstand D auf, der zirka 25 μm beträgt.
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Stirnflächen 15, 25 von
erstem 1 beziehungsweise zweitem Substrat 2, die
die Hauptseiten von erstem 1 beziehungsweise zweitem Substrat 2 miteinander
verbinden, sind nicht vom Dichtmittel 5 bedeckt.
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Das
Dichtmittel 5 ist beispielsweise mit einem niedrig viskosen
Silikon gebildet. Das Silikon wird seitlich an die Substrate 1, 2,
etwa mit einer Spritze, gebracht. Über einen Kapillareffekt
wird das Dichtmittel 5 dann in den außerhalb des
Hohlraums 40 befindlichen Zwischenraum zwischen erstem 1 und
zweitem Substrat 2 eingesogen. Das Dichtmittel 5 benetzt
die Substrate 1, 2 und das Verbindungsmittel 4 und
steht in direktem Kontakt mit diesen. Hierdurch wird eine dichte
und gleichzeitig einfach zu erstellende Abdichtung realisiert.
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Das
Ausführungsbeispiel gemäß 2 umfasst
elektrische Leitungen 6, die an der Oberseite 11 des
ersten Substrats 1 aufgebracht sind und eine elektrisch
leitende Verbindung vom Bauelement 3 in den Raumbereich
außerhalb des Hohlraums 40, des Verbindungsmittels 4 und
des Dichtmittels 5 herstellen. Um ein einfaches Abgreifen
der elektrischen Leitungen 6 zu ermöglichen, steht
das erste Substrat auf einer Seite in lateraler Richtung gegenüber
dem zweiten Substrat 2 über. Bis auf diese lateral überstehenden
Teile des ersten Substrats 1 ist die äußere Grenzfläche
des Bauteils 1 vollständig durch das Dichtmittel 5 gegeben,
das über ein Tauchverfahren aufgebracht sein kann.
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Optional
kann dem Dichtmittel 5 eine Beimengung, beispielsweise
in Form eines Filtermittels, eines Konversionsmittels oder eines
Diffusors beigegeben sein. Die Beimengung kann sich auf nur bestimmte
Bereiche des aufgebrachten Dichtmittels 5 beschränken.
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Eine
weitere Option stellt es dar, dass das etwa über Tauchen
aufgebrachte Dichtmittel 5 in noch nicht vollständig
ausgehärtetem Zustand über einen Stempel- oder
Prägeprozess strukturiert wird, beispielsweise um Mikrolinsen
oder Fresnel-Linsen zu erzeugen. Ebenso möglich ist es,
dass das ganzflächig aufgebrachte Dichtmittel 5 Eigenschaften
aufweist, beispielsweise klebrig ausgestaltet ist, um ohne großen
Aufwand an einem externen, nicht gezeichneten Träger angebracht
werden zu können.
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Die
elektrischen Leitungen 6 können aus einem transparenten,
elektrisch leitenden Material, beispielsweise Indium-Zinn-Oxid,
gestaltet sein oder aus aufgedampften Metallschichten bestehen,
die bevorzugt reflektierend für die vom Bauelement 3 zu empfangende
oder zu emittierende Strahlung ausgeprägt sind.
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Beim
Ausführungsbeispiel gemäß 3, das
etwa über ein Tauchverfahren erstellt werden kann, sind
nur Randbereiche R, das heißt Bereiche, die sich nahe der
Kanten der Substrate 1, 2 befinden, vom Dichtmittel 5 bedeckt.
Das Dichtmittel 5 erstreckt sich also stellenweise auf
die vom Bauelement 3 abgewandten Seiten von erstem 1 und
zweitem Substrat 2. Der Randbereich R erstreckt sich von
den Außenkanten her in lateraler Richtung, zumindest teilweise,
bevorzugt bis in Bereiche, in denen sich das Verbindungsmittel 4 zwischen
den Substraten 1, 2 befindet.
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Beim
Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist das
Dichtmittel 5 so aufgebracht, dass die Stirnflächen 15, 25 von
erstem 1 und zweitem Substrat 2 vollständig
vom Dichtmittel 5 bedeckt sind. Das Dichtmittel 5 kann
beispielsweise über einen Sputterprozess oder über
Plasmaabscheidung aufgebracht werden. Dem Verbindungsmittel 4 sind
Abstandselemente 8 beigegeben, über die der Abstand
D zwischen Oberseite 11 und Unterseite 22 von
erstem 1 beziehungsweise zweitem Substrat 2 eingestellt wird.
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Optional
können dem Verbindungsmittel 4 auch beispielsweise
reflektierende Bestandteile beigegeben sein, die die Auskoppeleffizienz
des vom etwa als organische Leuchtdiode gestalteten Bauelements 3 emittierten
Lichts erhöhen.
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Das
Ausführungsbeispiel gemäß 5 gleicht
dem in 1 gezeigten Bauteil 10. Zwischen Verbindungsmittel 4 und
Dichtmittel 5 ist allerdings ein Absorbermaterial 7 angebracht.
Das Absorbermaterial 7 dient dazu, um eventuell durch das
Dichtmittel 5 durchdringendes Wasser beziehungsweise Feuchtigkeit
oder auch Sauerstoff zu absorbieren und das Bauelement 3 und/oder
das Verbindungsmittel 4 vor korrosivem Einfluss zusätzlich
zu schützen.
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Das
Bauteil 10 gemäß 6 umfasst
mehrere Bauelemente 3, beispielsweise wie dargestellt mit zwei
Bauelementen 3. Die Bauelemente 3 sind jeweils
aus einem Rahmen eines in einer Bahn angeordneten Verbindungsmittels 4 umgeben.
Die den Bauelementen 3 abgewandten, nach außen
hin freiliegenden Flächen des Verbindungsmittels 4 sind über
ein Dichtmittel 5 abgedeckt. Das Dichtmittel 5 bildet
hierbei einen einzigen umlaufenden, die gesamten vom Verbindungsmittel 4 eingeschlossenen Bauelemente 3 umschließenden
Rahmen aus.
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Die
hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibungen 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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keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6936963
B2 [0002]
- - US 6998776 B2 [0003]
