DE102012109238A1

DE102012109238A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes

Info

Publication number: DE102012109238A1
Application number: DE102012109238.9A
Authority: DE
Inventors: Philipp Schwamb; Simon Schicktanz
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-03
Also published as: WO2014048963A3; WO2014048963A2

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement (100) bereitgestellt, das optoelektronische Bauelement (100) aufweisend: einen elektrisch aktiven Bereich (106) auf oder über einem Träger (102); eine Deckschicht-Struktur (128) auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich (106) und eine Wärmeverteilungsschicht (402) im körperlichen Kontakt und/oder thermischen Kontakt mit dem Träger (102) oder der Deckschicht-Struktur (128); wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) zum Verteilen der Wärme des elektrisch aktiven Bereiches (106) eingerichtet ist; und wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) derart eingerichtet ist, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes (100) beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich (106), in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches (106), in der Deckschicht-Struktur (128) oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur (128) eingerichtet ist.

Description

In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt.
Die laterale Verteilung von Wärme, beispielsweise Betriebswärme, in optoelektronischen Bauelementen, beispielsweise organischen Leuchtdioden (organic light emitting diode – OLED), ist ein grundsätzliches Problem, beispielsweise in Verbindung mit der Anforderung eines formbaren und/oder biegbaren optoelektronischen Bauelementes.
Das Problem kann darin gesehen werden, dass die Dicke von Materialschichten des optoelektronischen Bauelementes zur lateralen Wärmeverteilung beiträgt, das heißt zur Homogenisierung der Wärmeverteilung, aber gleichzeitig die Formbarkeit des optoelektronischen Bauelementes beeinträchtigt.
Die Stoffe, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, das heißt gut zur Wärmeverteilung geeignet sind, können häufig einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen.
Dadurch kann der Aufbau formbarer optoelektronischer Bauelemente mit Wärmeverteilungsschicht zur Entwärmung, beispielsweise OLED-Module, erschwert werden.
Die herkömmliche Wärmeverteilungsschicht mit hohem Elastizitätsmodul kann in dem optoelektronischen Bauelement bezüglich der Elastizität kaum ausgeglichen werden, so dass sich die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes für Biegebelastungen nicht in der Nähe eines mechanisch sensitiven Bereiches befindet.
Ein mechanisch sensitiver Bereich kann beispielsweise der elektrisch aktive Bereich, oder die Deckschicht-Struktur sein.
Dadurch können die Stressbelastungen beim Biegen dieser mechanisch empfindlichen OLED-Modul-Komponenten, d. h. mechanisch sensitiven Bereiche, schlecht oder gar nicht optimiert werden.
In einem herkömmlichen Verfahren werden so genannte Wärmeverteilungsschichten (heat spreader) auf das optoelektronische Bauelement aufgeklebt. Die Wärmeverteilungsschichten können in der Regel ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit aufweisen, beispielsweise ein Metall oder Graphit.
Die herkömmlichen Wärmeverteilungsschichten können jedoch ungeeignet sein für Anwendungen, in denen ein mechanisch flexibles optoelektronisches Bauelement erforderlich ist.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist ein mechanisch flexibles, optoelektronisches Bauelement mit Wärmeverteilungsschicht auszubilden.
Mit anderen Worten: mittels der spezifischen Auslegung der Wärmeverteilungsschicht gemäß verschiedenen Ausgestaltungen können formbare und/oder mechanisch flexible, organische optoelektronische Bauelement realisiert werden.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung des Kohlenstoffs verstanden werden. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem anorganischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung ohne Kohlenstoff oder einfacher Kohlenstoffverbindung verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organisch-anorganischen Stoff (hybrider Stoff) eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes, in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften, gekennzeichnete Verbindung mit Verbindungsteilen die Kohlenstoff enthalten und frei von Kohlenstoff sind, verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung umfasst der Begriff „Stoff” alle oben genannten Stoffe, beispielsweise einen organische Stoff, einen anorganischen Stoff, und/oder einen hybriden Stoff. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem Stoffgemisch etwas verstanden werden, was Bestandteile aus zwei oder mehr verschiedenen Stoffen besteht, deren Bestandteile beispielsweise sehr fein verteilt sind. Als eine Stoffklasse ist ein Stoff oder ein Stoffgemisch aus einem oder mehreren organischen Stoff(en), einem oder mehreren anorganischen Stoff(en) oder einem oder mehreren hybrid Stoff(en) zu verstehen. Der Begriff „Material” kann synonym zum Begriff „Stoff” verwendet werden.
Die Formstabilität eines geometrisch geformten Stoffes kann anhand des Elastizitätsmoduls und der Viskosität verstanden werden.
Ein Stoff kann in verschiedenen Ausführungsformen als formstabil, d. h. in diesem Sinne als hart und/oder fest, angesehen werden, wenn der Stoff eine Viskosität in einem Bereich von ungefähr 5 × 10² Pa·s bis ungefähr 1 × 10²³ Pa·s und ein Elastizitätsmodul in einem Bereich von ungefähr 1 × 10⁶ Pa bis ungefähr 1 × 10¹² Pa aufweist, da der Stoff nach Ausbilden einer geometrischen Form ein viskoelastisches bis sprödes Verhalten zeigen kann.
Ein Stoff kann als formbar, d. h. in diesem Sinne als weich und/oder flüssig, angesehen werden, wenn der Stoff eine Viskosität in einem Bereich von ungefähr 1 × 10^–2 Pa·s bis ungefähr 5 × 10² Pa·s oder ein Elastizitätsmodul bis ungefähr 1 × 10⁶ Pa aufweist, da jede Veränderung der geometrischen Form des Stoffes zu einer irreversiblen, plastischen Veränderung der geometrischen Form des Stoffes führen kann.
Ein formstabiler Stoff kann mittels Zugebens von Weichmachern, beispielsweise Lösungsmittel, oder Erhöhen der Temperatur plastisch formbar werden, d. h. verflüssigt werden.
Ein plastisch formbarer Stoff kann mittels einer Vernetzungsreaktion und/oder Entzug von Weichmachern oder Wärme formstabil werden, d. h. verfestigt werden.
Das Verfestigen eines Stoffs oder Stoffgemisches, d. h. der Übergang eines Stoffes von formbar zu formstabil, kann ein Ändern der Viskosität aufweisen, beispielweise ein Erhöhen der Viskosität von einem ersten Viskositätswert auf einen zweiten Viskositätswert. Der zweite Viskositätswert kann um ein Vielfaches größer sein als der erste Viskositätswert sein, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 10⁶. Der Stoff kann bei der ersten Viskosität formbar sein und bei der zweiten Viskosität formstabil sein.
Das Verfestigen eines Stoffs oder Stoffgemisches, d. h. der Übergang eines Stoffes von formbar zu formstabil, kann ein Verfahren oder einen Prozess aufweisen, bei niedermolekularer Bestandteile aus dem Stoff oder Stoffgemisch entfernt werden, beispielsweise Lösemittelmoleküle oder niedermolekulare, unvernetzte Bestandteile des Stoffs oder des Stoffgemischs, beispielsweise ein Trocknen oder chemisches Vernetzen des Stoffs oder des Stoffgemischs. Der Stoff oder das Stoffgemisch kann im formbaren Zustand eine höhere Konzentration niedermolekularer Stoffe am gesamten Stoff oder Stoffgemisch aufweisen als im formstabilen Zustand.
Ein Körper aus einem formstabilen Stoff oder Stoffgemisch kann jedoch formbar sein, beispielsweise wenn der Körper als eine Folie eingerichtet ist, beispielsweise eine Kunststofffolie, eine Glasfolie oder eine Metallfolie. Solch ein Körper kann beispielsweise als mechanisch flexibel bezeichnet werden, da Veränderungen der geometrischen Form des Körpers, beispielsweise ein Biegen einer Folie, reversibel sein können. Ein mechanisch flexibler Körper, beispielsweise eine Folie, kann jedoch auch plastisch formbar sein, beispielsweise indem der mechanisch flexible Körper nach dem Verformen verfestigt wird, beispielsweise ein Tiefziehen einer Kunststofffolie.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einer neutralen Faser eines optoelektronischen Bauelementes der Bereich des Schichtenquerschnittes des optoelektronischen Bauelementes verstanden werden, der beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes, d. h. Ausüben von Zugkräften und Druckkräften auf die Schichten im Querschnitt des optoelektronischen Bauelementes, keiner Streckung oder Stauchung unterliegt.
Unter einem Querschnitt oder einem Schichtquerschnitt kann die Schnittebene des optoelektronischen Bauelementes parallel zu den Flächennormalen der flächigen Grenzflächen der Schichten eines optoelektronischen Bauelementes verstanden werden.
Im Biegebereich, d. h. dem Querschnittsbereich der gebogenen Schichten, kann der Stoff oder das Stoffgemisch an der Außenseite des Schichtquerschnittes bezüglich der Biegekante gestreckt werden, während der Stoff oder das Stoffgemisch an der Innenkante gestaucht wird.
Die Lage der neutralen Faser im Schichtenquerschnitt des optoelektronischen Bauelementes kann abhängig sein von den Elastizitätsmodulen der Schichten im Schichtenquerschnitt. Die Lage der neutralen Faser kann beispielsweise berechnet werden gemäß Chiang et al. Organic Electronics 10 (2009) 1268–1274.
Die neutrale Faser kann auch als neutrale Phase bezeichnet werden.
Die Verbindung eines ersten Körpers mit einem zweiten Körper kann formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig sein. Die Verbindungen können lösbar ausgebildet sein, d. h. reversibel, beispielsweise eine Schraubverbindung, ein Klettverschluss. Die Verbindungen können jedoch auch nicht lösbar ausgebildet sein, d. h. irreversibel, beispielsweise eine Nietverbindung, eine Klebeverbindung. Eine nicht lösbare Verbindung kann dabei nur mittels Zerstörens der Verbindungsmittel getrennt werden.
Bei einer stoffschlüssigen Verbindung kann der erste Körper mit dem zweiten Körper mittels atomarer und/oder molekularer Kräfte verbunden werden. Stoffschlüssige Verbindungen können häufig nicht lösbare Verbindungen sein.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem mechanisch sensitiven Bereich eines optoelektronischen Bauelementes ein Bereich des Schichtquerschnittes des optoelektronischen Bauelementes verstanden werden, der bei einem Einwirken von mechanischen Zugkräften und/oder Druckkräften auf diesen Bereich, wie sie beispielweise beim Biegen eines optoelektronischen Bauelementes auftreten können, mechanisch beschädigt werden kann.
Ein mechanisch sensitiver Bereich kann einfacher mechanisch beschädigt werden als andere Bereiche des Schichtenquerschnittes des optoelektronischen Bauelementes, beispielsweise aufgrund der chemischen und/oder strukturellen Komposition des mechanisch sensitiven Bereiches.
Ein mechanisch sensitiver Bereich eines optoelektronischen Bauelementes kann beispielsweise den elektrisch aktiven Bereich, die Barriereschicht und/oder die Dünnfilmverkapselung aufweisen. Eine mechanische Beschädigung eines mechanisch sensitiven Bereiches eines optoelektronischen Bauelementes kann beispielsweise einen elektrischen Kurzschluss von Schichten in dem elektrisch aktiven Bereich, eine Unterbrechung der elektrischen Stromführung stromführender Schichten, d. h. eine elektrische Nicht-Versorgung von Bereichen eines optoelektronischen Bauelementes, oder eine Beschädigung der Verkapselung der Deckschicht-Struktur aufweisen.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem Randbereich einer Schicht oder einer Schichtstruktur der Bereich des Schichtquerschnittes verstanden werden, der direkt an die Bezugs-Schicht oder die Bezugs-Schichtstruktur angrenzt. Mit anderen Worten der Randbereich einer Schicht oder Schichtstruktur kann die zu der Schicht oder Schichtenstruktur im körperlichen Kontakt stehenden Schichten aufweisen. Ein Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches kann beispielsweise die Barriereschicht oder die Dünnfilmverkapselung aufweisen. Ein Randbereich der Deckschicht-Struktur kann beispielsweise die Dünnfilmverkapselung aufweisen.
Die Bezugs-Schicht oder die Bezugs-Schichtstruktur kann als die Schicht oder die Schichtstruktur verstanden werden, auf die sich der Randbereich bezieht.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, das optoelektronische Bauelement aufweisend: einen elektrisch aktiven Bereich auf oder über einem Träger; eine Deckschicht-Struktur auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich und eine Wärmeverteilungsschicht in körperlichem Kontakt und/oder thermischen Kontakt mit dem Träger oder der Deckschicht-Struktur; wobei die Wärmeverteilungsschicht zum Verteilen der Wärme des elektrisch aktiven Bereiches eingerichtet ist; und wobei die Wärmeverteilungsschicht derart eingerichtet ist, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich, in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches, in der Deckschicht-Struktur oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht derart eingerichtet sein, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem mechanisch sensitiven Bereich eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht als eine Verbundfolie eingerichtet sein oder eine Verbundfolie aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann eine Verbundfolie ein Substrat aufweisen, beispielsweise eine Trägerfolie oder ein Trägernetz, wobei das Substrat einseitig oder beidseitig beschichtet sein kann, beispielsweise mit einer dünnen Beschichtung mit hohem Wärmeleitwert.
In einer Ausgestaltung kann die Verbundfolie stoffschlüssig mit dem Träger oder der Deckschicht-Struktur verbunden sein.
In einer Ausgestaltung kann die stoffschlüssige Verbindung als eine Klebstoff-Verbindung und/oder eine Wärmeleitpaste-Verbindung eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht einen Elastizitätsmodul kleiner ungefähr 70 GPa aufweisen, beispielsweise kleiner ungefähr 5 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 1 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 0,5 GPa, In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht eine Wärmeleitfähigkeit größer ungefähr 100 W/(m·K) aufweisen, beispielweise ungefähr 700 W/(m·K).
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 μm bis ungefähr 500 μm aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 μm bis ungefähr 400 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 μm bis ungefähr 200 μm, beispielsweise ungefähr 370 μm.
In einer Ausgestaltung kann/können die Dicke des Trägers und/oder die Dicke der Deckschicht-Struktur derart bezüglich der Dicke und dem Elastizitätsmodul der Wärmeverteilungsschicht angepasst sein, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich, in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches, in der Deckschicht-Struktur oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein aus der Gruppe der Stoffe: Aluminium, Stahl, Kupfer, Ruß, Graphit, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren.
In einer Ausgestaltung kann der Ruß, das Graphit, das Graphen und/oder die Kohlenstoffnanoröhren als Plättchen und/oder Fäden eingerichtet sein, wobei sich die Plättchen wenigstens teilweise überlappen und/oder die Fäden wenigstens teilweise verschlaufen.
In einer Ausgestaltung können die Plättchen eine lokale Orientierung aufweisen, beispielsweise eine Anordnung der Längsachse der Plättchen parallel zu der Oberfläche des Trägers oder der Oberfläche der Deckschicht-Struktur.
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht als Träger oder wenigstens ein Teil des Trägers eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht als Deckschicht-Struktur oder wenigstens ein Teil der Deckschicht-Struktur eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als organische Leuchtdiode eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann die organische Leuchtdiode mechanisch flexibel, d. h. reversibel biegbar, eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als organische Solarzelle eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann die organische Solarzelle mechanisch flexibel, d. h. reversibel biegbar, eingerichtet sein.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Bilden eines elektrisch aktiven Bereiches auf oder über einem Träger; Bilden einer Deckschicht-Struktur auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich und Ausbilden einer Wärmeverteilungsschicht auf oder über dem Träger und/oder Ausbilden einer Wärmeverteilungsschicht auf oder über der Deckschicht-Struktur; wobei die Wärmeverteilungsschicht zum Verteilen der Wärme des elektrisch aktiven Bereiches ausgebildet wird; und wobei die Wärmeverteilungsschicht derart eingerichtet ist, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich, in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches, in der Deckschicht-Struktur oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Wärmeverteilungsschicht derart eingerichtet sein, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem mechanisch sensitiven Bereich eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Ausbilden der Wärmeverteilungsschicht das Aufbringen einer Verbundfolie aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Verbundfolie in einem körperlichen Kontakt und/oder thermischen Kontakt mit dem Träger und/oder der Deckschicht-Struktur aufgebracht werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Verbundfolie stoffschlüssig mit dem Träger oder der Deckschicht-Struktur verbunden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die stoffschlüssige Verbindung als eine Klebstoff-Verbindung und/oder eine Wärmeleitpaste-Verbindung ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Wärmeverteilungsschicht einen Elastizitätsmodul beispielsweise kleiner ungefähr 70 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 5 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 1 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 0,5 GPa aufweisen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Wärmeverteilungsschicht mit einer Wärmeleitfähigkeit größer ungefähr 100 W/(m·K) ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Wärmeverteilungsschicht mit einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 μm bis ungefähr 500 μm ausgebildet werden, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 μm bis ungefähr 400 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 μm bis ungefähr 200 μm, beispielsweise ungefähr 370 μm.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann/können die Dicke des Trägers und/oder die Dicke der Deckschicht-Struktur derart bezüglich der Dicke und dem Elastizitätsmodul der Wärmeverteilungsschicht angepasst werden, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich, in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches, in der Deckschicht-Struktur oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Wärmeverteilungsschicht einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet werden aus der Gruppe der Stoffe: Aluminium, Stahl, Kupfer, Ruß, Graphit, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der Ruß, das Graphit, das Graphen und/oder die Kohlenstoffnanoröhren als Plättchen eingerichtet sein, wobei sich die Plättchen wenigstens teilweise überlappen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens können die Plättchen eine lokale Orientierung aufweisen, beispielsweise eine Anordnung der Längsachse der Plättchen parallel zu der Oberfläche des Trägers oder der Oberfläche der Deckschicht-Struktur.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Wärmeverteilungsschicht als Träger oder wenigstens ein Teil des Trägers ausgebildet werden oder eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Wärmeverteilungsschicht als Deckschicht-Struktur oder wenigstens ein Teil der Deckschicht-Struktur ausgebildet werden oder eingerichtet sein, beispielsweise als Deckschicht bei einem optoelektronischen Bauelement mit transparentem Träger, das als Bottom-Emitter eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Wärmeverteilungsschicht als Träger oder auf oder über dem Träger eines optoelektronischen Bauelementes angeordnet sein, beispielsweise bei einem optoelektronischen Bauelement mit transparenter Deckschicht-Struktur, das als Top-Emitter eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das optoelektronische Bauelement als eine organische Leuchtdiode ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die organische Leuchtdiode mechanisch flexibel und/oder formbar ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das optoelektronische Bauelement als eine organische Solarzelle ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die organische Solarzelle mechanisch flexibel ausgebildet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
2 eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes mit Wärmeverteilungsschicht;
3 eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes mit Wärmeverteilungsschicht;
4 eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen;
5 eine schematische Querschnittsansicht zur Berechnung der Dicke einer Wärmeverteilungsschicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen;
6 eine schematische Darstellung zur Lage der neutralen Faser in einem optoelektronischen Bauelement, gemäß unterschiedlicher Ausgestaltungen einer Wärmeverteilungsschicht; und
7 eine Tabelle zu unterschiedlichen Parametern bezüglich der Lage der neutralen Faser, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen von Wärmeverteilungsschichten eines optoelektronischen Bauelements.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Das optoelektronische Bauelement 100, beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung bereitstellendes elektronisches Bauelement 100, beispielsweise ein lichtemittierendes Bauelement 100, beispielsweise in Form einer organischen Leuchtdiode 100 kann einen Träger 102 aufweisen. Der Träger 102 kann beispielsweise als ein Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente, dienen. Beispielsweise kann der Träger 102 Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderen geeigneten Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger 102 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)) aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Träger 102 kann eines oder mehrere der oben genannten Stoffe aufweisen.
Der Träger 102 kann ein Metall oder eine Metallverbindung aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Stahl, Aluminium oder ähnliches.
Ein Träger 102 aufweisend ein Metall oder eine Metallverbindung kann, auch als eine Metallfolie oder eine Metallbeschichtete Folie ausgebildet sein.
Der Träger 102 kann transluzent oder transparent ausgeführt sein.
Unter dem Begriff „transluzent” bzw. „transluzente Schicht” kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist, beispielsweise für das von dem Lichtemittierenden Bauelement erzeugte Licht, beispielsweise einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm). Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht” in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Licht hierbei gestreut werden kann
Unter dem Begriff „transparent” oder „transparente Schicht” kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm), wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird. Somit ist „transparent” in verschiedenen Ausführungsbeispielen als ein Spezialfall von „transluzent” anzusehen.
Für den Fall, dass beispielsweise ein lichtemittierendes monochromes oder im Emissionsspektrum begrenztes elektronisches Bauelement bereitgestellt werden soll, ist es ausreichend, dass die optisch transluzente Schichtenstruktur zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs des gewünschten monochromen Lichts oder für das begrenzte Emissionsspektrum transluzent ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische Leuchtdiode 100 (oder auch die lichtemittierenden Bauelemente gemäß den oben oder noch im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen) als ein so genannter Top- und Bottom-Emitter eingerichtet sein. Ein Top- und/oder Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden.
Auf oder über dem Träger 102 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen optional eine Barriereschicht 104 angeordnet sein. Die Barriereschicht 104 kann eines oder mehrere der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus bestehen: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. Ferner kann die Barriereschicht 104 in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 5000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 40 nm.
Auf oder über der Barriereschicht 104 kann ein elektrisch aktiver Bereich 106 des lichtemittierenden Bauelements 100 angeordnet sein. Der elektrisch aktive Bereich 106 kann als der Bereich des lichtemittierenden Bauelements 100 verstanden werden, in dem ein elektrischer Strom zum Betrieb des lichtemittierenden Bauelements 100 fließt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der elektrisch aktive Bereich 106 eine erste Elektrode 110, eine zweite Elektrode 114 und eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, wie sie im Folgenden noch näher erläutert werden.
So kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf oder über der Barriereschicht 104 (oder, wenn die Barriereschicht 104 nicht vorhanden ist, auf oder über dem Träger 102) die erste Elektrode 110 (beispielsweise in Form einer ersten Elektrodenschicht 110) aufgebracht sein. Die erste Elektrode 110 (im Folgenden auch als untere Elektrode 110 bezeichnet) kann aus einem elektrisch leitfähigen Stoff gebildet werden oder sein, wie beispielsweise aus einem Metall oder einem leitfähigen transparenten Oxid (transparent conductive Oxide, TCO) oder einem Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Metalls oder unterschiedlicher Metalle und/oder desselben TCO oder unterschiedlicher TCOs. Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Stoffe, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂, oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs und können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 110 ein Metall aufweisen; beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Stoffe.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 110 gebildet werden von einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 110 eines oder mehrere der folgenden Stoffe alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Stoffen aufweisen: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag; Netzwerke aus Kohlenstoff-Nanoröhren; Graphen-Teilchen und -Schichten; Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten.
Ferner kann die erste Elektrode 110 elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide oder elektrisch leitfähige transparente Oxide aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste Elektrode 110 und der Träger 102 transluzent oder transparent ausgebildet sein. In dem Fall, dass die erste Elektrode 110 ein Metall aufweist oder daraus gebildet ist, kann die erste Elektrode 110 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 18 nm. Weiterhin kann die erste Elektrode 110 beispielsweise Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich ungefähr 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich ungefähr 15 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 110 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 18 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 18 nm.
Weiterhin kann für den Fall, dass die erste Elektrode 110 ein leitfähiges transparentes Oxid (TCO) aufweist oder daraus gebildet ist, die erste Elektrode 110 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 75 nm bis ungefähr 250 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 150 nm.
Ferner kann für den Fall, dass die erste Elektrode 110 aus beispielsweise einem Netzwerk aus metallischen Nanodrähten, beispielsweise aus Ag, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, einem Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, oder aus Graphen-Schichten und Kompositen gebildet werden, die erste Elektrode 110 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 250 nm.
Die erste Elektrode 110 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die erste Elektrode 110 kann einen ersten elektrischen Kontaktpad aufweisen, an den ein erstes elektrisches Potential (bereitgestellt von einer Energiequelle (nicht dargestellt), beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle) anlegbar ist. Alternativ kann das erste elektrische Potential an den Träger 102 angelegt werden oder sein und darüber dann mittelbar an die erste Elektrode 110 angelegt werden oder sein. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein.
Weiterhin kann der elektrisch aktive Bereich 106 des lichtemittierenden Bauelements 100 eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht ist oder ausgebildet wird.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann eine oder mehrere Emitterschichten 118 aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten 116 (auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en) 120). In verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten 116 (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en) 116) vorgesehen sein.
Beispiele für Emittermaterialien, die in dem lichtemittierenden Bauelement 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht(en) 118 eingesetzt werden können, schließen organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (z. B. 2- oder 2,5-substituiertes Poly-p-phenylenvinylen) sowie Metallkomplexe, beispielsweise Iridium-Komplexe wie blau phosphoreszierendes FIrPic(Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)-iridium III), grün phosphoreszierendes Ir(ppy)₃(Tris(2-phenylpyridin)iridium III), rot phosphoreszierendes Ru(dtb-bpy)₃·2(PF₆) (Tris[4,4'-di-tert-butyl-(2,2')-bipyridin]ruthenium(III)komplex) sowie blau fluoreszierendes DPAVBi (4,4-Bis[4-(di-p-tolylamino)styryllbiphenyl), grün fluoreszierendes TTPA (9,10-Bis[N,N-di-(p-tolyl)-amino]anthracen) und rot fluoreszierendes DCM2 (4-Dicyanomethylen)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter ein. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche insbesondere mittels eines nasschemischen Verfahrens, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating), abscheidbar sind.
Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein.
Es ist darauf hinzuweisen, dass andere geeignete Emittermaterialien in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls vorgesehen sind.
Die Emittermaterialien der Emitterschicht(en) 118 des lichtemittierenden Bauelements 100 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das lichtemittierende Bauelement 100 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht(en) 118 kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht(en) 118 auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht 118 oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht 118, einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht 118 und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht 118. Durch die Mischung der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ kann auch vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese Schichten erzeugten Primäremission ein Konvertermaterial anzuordnen, das die Primärstrahlung zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen) Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann allgemein eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten, aufweisen. Die eine oder mehreren elektrolumineszenten Schichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nichtpolymere Moleküle („small molecules”) oder eine Kombination dieser Stoffe aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen, die als Lochtransportschicht 120 ausgeführt ist Oder sind, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Alternativ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als Elektronentransportschicht 116 ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in einer OLED eine effektive Elektroneninjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Als Stoff für die Lochtransportschicht 120 können beispielsweise tertiäre Amine, Carbazoderivate, leitendes Polyanilin oder Polythylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren elektrolumineszenten Schichten als elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Lochtransportschicht 120 auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein, und die Emitterschicht 118 kann auf oder über der Lochtransportschicht 120 aufgebracht sein, beispielsweise abgeschieden sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann dir Elektronentransportschicht 116 auf oder über der Emitterschicht 118 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 (also beispielsweise die Summe der Dicken von Lochtransportschicht(en) 120 und Emitterschicht(en) 118 und Elektronentransportschicht(en) 116) eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 1,5 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 beispielsweise einen Stapel von mehreren direkt übereinander angeordneten organischen Leuchtdioden (OLEDs) aufweisen, wobei jede OLED beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 1,5 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 beispielsweise einen Stapel von zwei, drei oder vier direkt übereinander angeordneten OLEDs aufweisen, in welchem Fall beispielsweise organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 3 μm.
Das lichtemittierende Bauelement 100 kann optional allgemein weitere organische Funktionsschichten, beispielsweise angeordnet auf oder über der einen oder mehreren Emitterschichten 118 oder auf oder über der oder den Elektronentransportschicht(en) 116 aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des lichtemittierenden Bauelements 100 weiter zu verbessern.
Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren organischen funktionellen Schichtenstrukturen kann die zweite Elektrode 114 (beispielsweise in Form einer zweiten Elektrodenschicht 114) aufgebracht sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 114 die gleichen Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein wie die erste Elektrode 110, wobei in verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders geeignet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 114 (beispielsweise für den Fall einer metallischen zweiten Elektrode 114) beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 50 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 45 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 40 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 35 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 30 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 15 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 10 nm.
Die zweite Elektrode 114 kann allgemein in ähnlicher Weise ausgebildet werden oder sein wie die erste Elektrode 110, oder unterschiedlich zu dieser. Die zweite Elektrode 114 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen aus einem oder mehreren der Stoffe und mit der jeweiligen Schichtdicke ausgebildet sein oder werden, wie oben im Zusammenhang mit der ersten Elektrode 110 beschrieben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die erste Elektrode 110 und die zweite Elektrode 114 beide transluzent oder transparent ausgebildet. Somit kann das in 1 dargestellte lichtemittierende Bauelement 100 als Top- und Bottom-Emitter (anders ausgedrückt als transparentes lichtemittierendes Bauelement 100) ausgebildet sein.
Die zweite Elektrode 114 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die zweite Elektrode 114 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches Potential (welches unterschiedlich ist zu dem ersten elektrischen Potential), bereitgestellt von der Energiequelle, anlegbar ist. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V.
Auf oder über der zweiten Elektrode 114 und damit auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 106 kann optional noch eine Verkapselung 108, beispielsweise in Form einer Barrierendünnschicht/Dünnschichtverkapselung 108 gebildet werden oder sein.
Unter einer „Barrierendünnschicht” 108 bzw. einem „Barriere-Dünnfilm” 108 kann im Rahmen dieser Anmeldung beispielsweise eine Schicht oder eine Schichtenstruktur verstanden werden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Dünnschichtverkapselung 108 derart ausgebildet, dass sie von OLED-schädigenden Stoffen wie Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Dünnschichtverkapselung 108 als eine einzelne Schicht (anders ausgedrückt, als Einzelschicht) ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Dünnschichtverkapselung 108 eine Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten aufweisen. Mit anderen Worten kann gemäß einer Ausgestaltung die Dünnschichtverkapselung 108 als Schichtstapel (Stack) ausgebildet sein. Die Dünnschichtverkapselung 108 oder eine oder mehrere Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 können beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z. B. mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD)) gemäß einer Ausgestaltung, z. B. eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD)) oder eines plasmalosen Atomlageabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer Deposition (PLALD)), oder mittels eines chemischen Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition (CVD)) gemäß einer anderen Ausgestaltung, z. B. eines plasmaunterstützten Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)) oder eines plasmalosen Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD)), oder alternativ mittels anderer geeigneter Abscheideverfahren.
Durch Verwendung eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) können sehr dünne Schichten abgeschieden werden. Insbesondere können Schichten abgeschieden werden, deren Schichtdicken im Atomlagenbereich liegen.
Gemäß einer Ausgestaltung können bei einer Dünnschichtverkapselung 108, die mehrere Teilschichten aufweist, alle Teilschichten mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens gebildet werden. Eine Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat” bezeichnet werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können bei einer Dünnschichtverkapselung 108, die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens.
Die Dünnschichtverkapselung 108 kann gemäß einer Ausgestaltung eine Schichtdicke von ungefähr 0.1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung.
Gemäß einer Ausgestaltung, bei der die Dünnschichtverkapselung 108 mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten dieselbe Schichtdicke aufweisen. Gemäß einer anderen Ausgestaltung können die einzelnen Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten kann mindestens eine der Teilschichten eine andere Schichtdicke aufweisen als eine oder mehrere andere der Teilschichten.
Die Dünnschichtverkapselung 108 oder die einzelnen Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 können gemäß einer Ausgestaltung als transluzente oder transparente Schicht ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Dünnschichtverkapselung 108 (oder die einzelnen Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108) aus einem transluzenten oder transparenten Stoff (oder einem Stoffgemisch, die transluzent oder transparent ist) bestehen.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Dünnschichtverkapselung 108 oder (im Falls eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 einen der nachfolgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminiumdotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Dünnschichtverkapselung 108 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 ein oder mehrere hochbrechende Stoffe aufweisen, anders ausgedrückt ein oder mehrere Stoffe mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung 126, beispielsweise aus Glas, beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des organischen optoelektronischen Bauelementes 100 mit der Barrieredünnschicht 108 aufgebracht werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der Bünnschichtverkapselung 108 ein Klebstoff und/oder ein Schutzlack 124 vorgesehen sein, mittels dessen beispielsweise eine Abdeckung 126 (beispielsweise eine Glasabdeckung 126 eine Metallfolienabdeckung 126, eine abgedichtete Kunststofffolien-Abdeckung 126) auf der Bünnschichtverkapselung 108 befestigt, beispielsweise aufgeklebt ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optisch transluzente Schicht aus Klebstoff und/oder Schutzlack 124 eine Schichtdicke von größer als 1 μm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 μm bis ungefähr 50 μm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder ein solcher sein.
In die Schicht des Klebstoffs (auch bezeichnet als Kleberschicht) oder des Schutzlackes 124 können in verschiedenen Ausführungsbeispielen noch lichtstreuende Partikel eingebettet sein, die zu einer weiteren Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen können. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können als lichtstreuende Partikel beispielsweise dielektrische Streupartikel vorgesehen sein wie beispielsweise Metalloxide wie z. B. Siliziumoxid (SiO2), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO2), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga2Oa) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der transluzenten Schichtenstruktur verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel, Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel, oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der zweiten Elektrode 114 und der Schicht aus Klebstoff und/oder Schutzlack 124 noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) aufgebracht werden oder sein, beispielsweise SiN, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 1,5 μm, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 μm, um elektrisch instabile Stoffe zu schützen, beispielsweise während eines nasschemischen Prozesses.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff derart eingerichtet sein, dass er selbst einen Brechungsindex aufweist, der kleiner oder größer ist als der Brechungsindex der Abdeckung 126. In einer Ausgestaltung kann ein Klebstoff beispielsweise ein niedrigbrechender Klebstoff sein wie beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. In einer Ausgestaltung kann ein Klebstoff beispielsweise ein hochbrechender Klebstoff sein der beispielsweise hochbrechende, nichtstreuende Partikel aufweist und einen mittleren Brechungsindex aufweist, der ungefähr dem mittleren Brechungsindex der organisch funktionellen Schichtenstruktur entspricht, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1,7 bis ungefähr 2,0. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Klebstoffe vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf einen Klebstoff 124 verzichtet werden kann, beispielsweise in Ausgestaltungen, in denen die Abdeckung 126, beispielsweise aus Glas, mittels beispielsweise Plasmaspritzens auf die Dünnschichtverkapselung 108 aufgebracht werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die Abdeckung 126 und/oder der Klebstoff 124 einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen.
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten (beispielsweise kombiniert mit der Verkapselung 108, beispielsweise der Dünnschichtverkapselung 108) in dem lichtemittierenden Bauelement 100 vorgesehen sein.
Die Schichten über oder auf der zweiten Elektrode 114, d. h. beispielsweise der Klebstoff 124 und die Abdeckung 126 können als Deckschicht-Struktur 128 verstanden werden.
Der elektrisch aktive Bereich 106, die Dünnschichtverkapselung 108 und die Barriereschicht 104 können als mechanisch sensitiver Bereich 130 verstanden werden.
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes mit Wärmeverteilungsschicht.
Dargestellt in der schematischen Querschnittsansicht ist ein starres optoelektronisches Bauelement, beispielsweise eine starre, organische Leuchtdiode, mit einer ersten Wärmeverteilungsschicht 202.
Die erste Wärmeverteilungsschicht 202 kann als Wärmeverteilungsschicht einer ersten Bauart verstanden werden.
Die erste Wärmeverteilungsschicht 202 kann mit dem Träger 102 oder der Deckschicht-Struktur 128 in einem körperlichen und/oder thermischen Kontakt ausgebildet sein – dargestellt in den Ansichten 200, 210.
Der mechanisch sensitive Bereich 130 kann gemäß einer Ausgestaltung der Beschreibungen der 1 zwischen dem Träger 102 und der Deckschicht-Struktur 128 angeordnet sein.
Das optoelektronische Bauelement 100 kann eine flache und/oder und mechanisch unflexible Bauform aufweisen, beispielsweise nicht biegbar oder formstabil.
Entscheidender Parameter für die Wahl des Stoffs der Wärmeverteilungsschicht ist die wärmeverteilende Wirkung, sowie allgemeine Eigenschaften der Wärmeverteilungsschicht beispielsweise die Verlässlichkeit, beispielsweise Zuverlässigkeit, die Robustheit, die Kosten, die Prozessierbarkeit.
Dadurch können die mechanischen Eigenschaften der ersten Wärmeverteilungsschicht 202 von untergeordneter Bedeutung sein.
Erste Wärmeverteilungsschichten 202 können beispielsweise ein Metall oder Kohlenstoff-basiert sein, beispielsweise Graphit, Graphen.
3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes mit Wärmeverteilungsschicht.
In der Querschnittsansicht 300 ist eine Ausgestaltung eines formbaren optoelektronischen Bauelementes 100, beispielsweise einer formbaren OLED, auf einem Kunststoffsubstrat 102 oder Metallsubstrat 102 dargestellt, ähnlich einer Ausgestaltung der Beschreibungen 2.
Weitere erste Wärmeverteilungsschichten 202 sind nicht transparent, beispielsweise Wärmeverteilungsschichten die ein Metall, Graphen oder ähnliches aufweisen oder daraus gebildet sind (nicht dargestellt).
Daraus folgt, dass die elektromagnetische Strahlung, die von dem optoelektronischen Bauelement bereitgestellt wird, zu der anderen Seite emittiert wird, das heilt nicht in Richtung des Trägers 102.
In Kombination mit ebenfalls nicht transparentem Metall-Träger 102 wird Die erste Wärmeverteilungsschicht 202 auf der Seite des Metall-Trägers 102 in dem optoelektronischen Bauelement 100 ausgebildet bzw. angeordnet.
Transparente Schichten, beispielsweise sehr dünne Schichten, beispielsweise auch Oxid- oder Nitrit-Schichten, und/oder Schichten deren Stoff oder Stoffgemische einen kleinen Elastizitätsmodul aufweisen, können bei einem optoelektronischen Bauelementen mit einer, bezüglich der transparenten Schichten, großen Dicke der ersten Wärmeverteilungsschicht 202 deren Stoff oder Stoffgemisch ein hohes Elastizitätsmodul aufweist (dargestellt), keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Lage der neutralen Faser ausüben (siehe Beschreibung der 7).
Der Einfluss der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 des mechanisch sensitiven Bereiches 130 auf die Lage der neutralen Faser kann bezüglich der Dicke und dem Elastizitätsmodul der ersten Wärmeverteilungsschicht 202 als gering, beispielsweise vernachlässigbar, angesehen werden.
Aufgrund der Ausgestaltung der ersten Wärmeverteilungsschicht 202 mit hohem Elastizitätsmodul kann die neutrale Faser in der Nähe der ersten Wärmeverteilungsschicht 202, beispielsweise nahe der geometrischen Mitte des Schichtquerschnittes, verlaufen.
Dadurch kann beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes 100 beispielsweise der mechanisch sensitive Bereich 130, beispielsweise der elektrisch aktive Bereich 106 mechanisch stark belastet werden und es beispielsweise zu einer Beschädigung, beispielsweise einem Kurzschließen oder Delaminieren, oder einer Reduzierung der Effizienz der Schichten des elektrisch aktiven Bereiches 106 kommen.
4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen.
In den Ansichten 400 sind zwei unterschiedliche, konkrete Ausgestaltungen eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen, dargestellt.
Der Träger 102, der mechanisch sensitive Bereich 130, d. h. der elektrisch aktive Bereich 106, die Barriereschicht 104 und die Dünnschichtverkapselung 108; und die Deckschicht-Struktur 128 können ähnlich oder gleich einer der Ausgestaltungen der Beschreibung der 1 bis 3 eingerichtet sein.
Eine zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann als Wärmeverteilungsschicht einer zweiten Bauart verstanden werden.
Die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann in verschiedenen Ausgestaltungen einen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein, mit einem kleinen Elastizitätsmodul, beispielsweise kleiner ungefähr 70 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 10 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 5 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 1 GPa und einer hohen Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise größer ungefähr 10 W/(m·K), beispielsweise größer ungefähr 50 W/(m·K), beispielsweise größer ungefähr 100 W/(m·K), beispielsweise größer ungefähr 200 W/(m·K), beispielswiese ungefähr 500 W/(mK).
In einer Ausgestaltung kann die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 einen Stoff oder ein Stoffgemisch mit einem Elastizitätsmodul ähnlich oder gleich dem Blastizitätsmodul des Trägers 102 und/oder der Deckschicht-Struktur 128 aufweisen.
Die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes 100 auf die Lage des mechanisch sensitiven Bereiches 130, beispielsweise dem elektrisch aktiven Bereich 106, im Schichtquerschnitt des optoelektronischen Bauelementes 100 eingestellt ist, beispielsweise mittels Anpassend der Dicke des Substrates und/oder der Deckschicht-Struktur 128.
Dadurch kann die neutrale Faser beispielsweise in einem sehr geringen Abstand zu der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112, der Barriereschicht 104 und/oder der Dünnschichtverkapselung 108 ausgebildet werden.
Daraus kann beispielsweise eine Verminderung des mechanischen Stresses auf die organische funktionelle Schichtenstruktur 112, die Barriereschicht 104 und/oder die Dünnschichtverkapselung 108 im Falle eines Biegens des optoelektronischen Bauelementes 100 resultieren.
Dadurch können die maximale und/oder dauerhaft mögliche mechanische Belastbarkeit und die Lebensdauer mechanisch belasteter optoelektronischer Bauelemente 100 erhöht werden und neue Anwendungsgebiete ermöglicht werden.
In einer Ausgestaltung kann die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 als eine Folie eingerichtet sein oder aufweisen, beispielsweise eine Verbundfolie, wobei die Folie beispielsweise Ruß, Graphit, Graphen und/oder Kohlenstoffnanoröhren aufweisen kann/können, beispielsweise als einseitige oder beidseitige Beschichtung auf einer metallischen Folie oder einem metallischen Netz, beispielsweise als Graphitblatt.
Eine Berechnung der Dicke der Wärmeverteilungsschicht ist in den 5 und 6 und der dazugehörigen Beschreibung dargestellt.
5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht zur Berechnung der Dicke einer Wärmeverteilungsschicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen.
In einer Ausgestaltung kann die Deckschicht-Struktur 128 eine Dicke größer ungefähr 10 μm aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 100 μm bis ungefähr 400 μm, beispielsweise ungefähr 200 μm, und einen Elastizitätsmodul in einem Bereich von ungefähr 2 GPa bis ungefähr 8 GPa, beispielsweise ungefähr 5 GPa.
Die Dünnschichtverkapselung 108 kann eine Dicke von kleiner ungefähr 2 μm aufweisen. Das Elastizitätsmodul der Dünnschichtverkapselung 108 kann, beispielsweise für Oxide, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 100 GPa bis ungefähr 200 GPa, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 120 GPa bis ungefähr 170 GPa, beispielsweise ungefähr 150 GPa aufweisen.
Der elektrisch aktive Bereich 106 kann eine Dicke von kleiner ungefähr 2 μm aufweisen. Der elektrisch aktive Bereich 106 kann beispielsweise Metalle und/oder Oxide aufweisen.
Der elektrisch aktive Bereich 106 kann eine Dicke von kleiner ungefähr 2 μm aufweisen. Der metallische Anteil an dem elektrisch aktiven Bereich 106, beispielsweise die Elektroden 110, 114, kann beispielsweise einen Elastizitätsmodul in einem Bereich von ungefähr 50 GPa bis ungefähr 100 GPa aufweisen.
Die Barriereschicht 104 kann eine Dicke von kleiner ungefähr 2 μm aufweisen. Der Elastizitätsmodul der Barriereschicht 104 kann, beispielsweise für Oxide, beispielsweise einen Wert in einer Größenordnung von ungefähr 170 GPa aufweisen.
Der Träger 102, beispielsweise ein Träger 102 der einen Kunststoff aufweist oder daraus gebildet ist, kann eine Dicke von größer ungefähr 10 μm bis ungefähr 500 μm aufweisen, beispielsweise ungefähr 125 μm.
Der Elastizitätsmodul des Trägers 102 kann beispielsweise einen Betrag in einem Bereich von ungefähr 2 GPa bis ungefähr 8 GPa aufweisen, beispielsweise ungefähr 5 GPa.
Die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann beispielsweise eine Dicke von größer ungefähr 10 μm aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von 50 μm bis ungefähr 400 μm, beispielsweise einem Bereich von 200 μm bis ungefähr 360 μm.
Der Elastizitätsmodul der zweiten Wärmeverteilungsschicht 402 kann beispielsweise einen Betrag von kleiner ungefähr 70 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 5 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 1 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 0,5 GPa aufweisen.
Die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann beispielsweise auf oder über dem Träger 102 fixiert werden, beispielsweise mittels eines Epoxid-Klebstoffes oder einer Wärmeleitpaste (nicht dargestellt) aufgeklebt werden.
6 zeigt eine schematische Darstellung zur Lage der neutralen Faser in einem optoelektronischen Bauelement, gemäß unterschiedlicher Ausgestaltungen einer Wärmeverteilungsschicht.
Dargestellt ist die Lage der neutralen Faser für eine Ausgestaltung einer zweiten Wärmeverteilungsschicht 402.
Die Dünnschichtverkapselung 108, der elektrisch aktive Bereich 106, die Barriereschicht 104 und der Träger 102 können gemäß einer der Ausgestaltungen der Beschreibung der 5 eingerichtet sein.
Die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann eine Dicke von ungefähr 200 μm aufweisen und einen Elastizitätsmodul von ungefähr 0,5 GPa.
Die Deckschicht-Struktur 128 kann einen Elastizitätsmodul in einem Bereich von ungefähr 2 GPa bis ungefähr 8 GPa aufweisen.
Mittels der Dicke der Deckschicht-Struktur 128 kann die Lage der neutralen, Faser beispielsweise bezüglich des elektrisch aktiven Bereiches 106 eingestellt werden.
Bei einer Dicke der Deckschicht-Struktur 128 von ungefähr 166 μm kann sich die neutrale Faser der zweiten Wärmeverteilungsschicht 402 ungefähr an der gemeinsamen Grenzfläche, d. h. dem körperlichen Kontakt, der Deckschicht-Struktur 128 und der Dünnschichtverkapselung 108 befinden (dargestellt mittels der Linie 602).
Bei einer Dicke der Deckschicht-Struktur 128 von ungefähr 157 μm kann sich die neutrale Faser der zweiten Wärmeverteilungsschicht 402 innerhalb des mechanisch sensitiven Bereiches 130 befinden (dargestellt mittels der Linie 604), beispielsweise in der Mitte bezüglich der Elastizitätsmodule der Schichten des mechanisch sensitiven Bereiches 130.
Bei einer Dicke der Deckschicht-Struktur 128 von ungefähr 148 μm kann sich die neutrale Faser der zweiten Wärmeverteilungsschicht 402 ungefähr an der gemeinsamen Grenzfläche, d. h. dem körperlichen Kontakt, des Trägers 102 und der Barriereschicht 104 befinden (dargestellt mittels der Linie 606).
Daraus ist ersichtlich das bei der Dicke der Deckschicht-Struktur 128 von ungefähr 154 μm mit einem Elastizitätsmodul von ungefähr 5 GPa die neutrale Faser im elektrisch aktiven Bereich 106 ausgebildet werden kann. Bei einer Dicke der Deckschicht-Struktur 128 von ungefähr 166 μm kann die neutrale Faser in Richtung der Deckschicht-Struktur verschoben werden.
Mit anderen Worten: die zweite Wärmeverteilungsschicht 402, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen kann ein anwendungsspezifisches Einstellen der Position der neutralen Faser in einem mechanisch sensitiven Bereich des optoelektronischen Bauelementes mittels beispielsweise der Dicke der Deckschicht-Struktur ermöglicht werden.
7 zeigt eine Tabelle zu unterschiedlichen Parametern bezüglich der Lage der neutralen Faser, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen von Wärmeverteilungsschichten eines optoelektronischen Bauelements.
In der Tabelle der 7 sind Wärmeverteilungsschichten 706 nach Bauart 702 und gemäß verschiedenen Ausgestaltungen 704, sowie die notwendigen Ausgleichsmaßnahmen bzw. Anpassungsmaßnahmen bezüglich der Dicke des Trägers 708 (0 μm/50 μm/100 μm) und bezüglich der Dicke der Deckschicht-Struktur 710 dargestellt, sodass die neutrale Faser in der Nähe des elektrisch aktiven Bereiches 106 ausgebildet ist.
Die unterschiedlichen Ausgestaltungen der Wärmeverteilungsschichten 706 weisen unterschiedliche Schichtdicken auf, unterschiedliche Materialien und damit unterschiedliche Elastizitätsmodule.
Aus der Kombination des Substrates und der jeweiligen wärmeverteilungsschicht kann die Dicke der Deckschicht-Struktur 128 berechnet werden.
Für jede Dicke des Trägers 102 ist die jeweils assoziierte Dicke der Deckschicht-Struktur 128 angegeben.
Eine Ausgestaltung mit einer Dicke des Trägers 102 von 0 μm kann als eine Ausgestaltung ohne Träger 102 verstanden werden.
Mit anderen Worten: die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann bei einer Dicke des Trägers 102 von 0 μm als Substrat des elektrisch aktiven Bereiches 106 eingerichtet sein, beispielsweise als metallischer Träger.
Die Werte der Dicke der Deckschicht-Struktur 710 der Wärmeverteilungsschichten 702 zeigen, dass metallische Wärmeverteilungsschichten 702 ohne Beschränkung des Stoffes oder des Stoffgemisches des Trägers 102 nur mittels sehr dicker Deckschicht-Strukturen 128 ausgeglichen werden können, beispielsweise größer ungefähr 400 μm. Nur bei optoelektronischen Bauelementen 100 bei denen der Träger 102 als erste Wärmeverteilungsschichten 202 eingerichtet ist, können Deckschicht-Strukturen 128 mit einer Dicke unter 400 μm realisiert werden.
Wärmeverteilungsschichten mit kleinem Elastizitätsmodul 704, gemäß verschieden Ausgestaltungen, können ungefähr mit weniger als der Hälfte der Dicke der Deckschicht-Struktur 128 auskommen.
Dadurch kann die Dicke des optoelektronischen Bauelementes reduziert werden und zusätzlich die mechanische Flexibilität des optoelektronischen Bauelementes erhöht werden.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist ein mechanisch flexibles, optoelektronisches Bauelement mit Wärmeverteilungsschicht auszubilden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Chiang et al. Organic Electronics 10 (2009) 1268–1274 [0025]

Claims

Optoelektronisches Bauelement (100), aufweisend: einen elektrisch aktiven Bereich (106) auf oder über einem Träger (102); eine Deckschicht-Struktur (128) auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich (106) und eine Wärmeverteilungsschicht (402) im körperlichen Kontakt und/oder thermischen Kontakt mit dem Träger (102) oder der Deckschicht-Struktur (128); • wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) zum Verteilen der Wärme des elektrisch aktiven Bereiches (106) eingerichtet ist; und • wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) derart eingerichtet ist, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes (100) beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich (106), in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches (106), in der Deckschicht-Struktur (128) oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur (128) eingerichtet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) als eine verbundfolie eingerichtet ist oder eine Verbundfolie aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 2, wobei die Verbundfolie stoffschlüssig mit dem Träger oder der Deckschicht-Struktur (128) verbunden ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wärmeverteilungsschicht einen Elastizitätsmodul kleiner ungefähr 70 GPa aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wärmeverteilungsschicht eine Wärmeleitfähigkeit größer ungefähr 50 W/(m·K) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Wärmeverteilungsschicht eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 μm bis ungefähr 500 μm aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Dicke des Trägers (102) und/oder die Dicke der Deckschicht-Struktur (128) derart bezüglich der Dicke und dem Elastizitätsmodul der Wärmeverteilungsschicht (402) angepasst sind/ist, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes (100) beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes (100) in dem elektrisch aktiven Bereich (106), in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches (106), in der Deckschicht-Struktur (128) oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur (128) eingerichtet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweist oder daraus gebildet ist aus der Gruppe der Stoffe: Aluminium, Stahl, Kupfer, Ruß, Graphit, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 8, wobei der Ruß, das Graphit, das Graphen und/oder die Kohlenstoffnanoröhren als Plättchen eingerichtet ist/sind, wobei sich die Plättchen wenigstens teilweise überlappen, und wobei die Plättchen eine lokale Orientierung aufweisen, insbesondere ein Anordnung der längsten Achse der Plättchen parallel zu der Oberfläche des Trägers (102) oder der Oberfläche der Deckschicht-Struktur (128).
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) wenigstens als ein Teil des Trägers (102) oder der Deckschicht-Struktur (128) eingerichtet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, eingerichtet als organische Leuchtdiode (100).
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, Bilden eines elektrisch aktiven Bereiches (106) auf oder über einem Träger (102); Bilden einer Deckschicht-Struktur (128) auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich (106) und Ausbilden einer Wärmeverteilungsschicht (402) auf oder über dem Träger und/oder Ausbilden einer Wärmeverteilungsschicht (402) auf oder über der Deckschicht-Struktur (128); • wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) zum Verteilen der Wärme des elektrisch aktiven Bereiches (106) ausgebildet wird; und • wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) derart ausgebildet wird, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes (100) beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes (100) in dem elektrisch aktiven Bereich (106), in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches (106), in der Deckschicht-Struktur (128) oder einem Randbereich der Deckschicht-Struktur (128) eingerichtet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Ausbilden der Wärmeverteilungsschicht (402) das Aufbringen einer Verbundfolie aufweist, wobei die Verbundfolie stoffschlüssig mit dem Träger oder der Deckschicht-Struktur (128) verbunden wird, wobei die stoffschlüssige Verbindung als eine Klebstoff-Verbindung und/oder eine Wärmeleitpaste-Verbindung eingerichtet ist.
verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Dicke des Trägers (102) und/oder die Dicke der Deckschicht-Struktur (128) derart bezüglich der Dicke und dem Elastizitätsmodul der Wärmeverteilungsschicht (402) ausgebildet werden, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes (100) beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes (100) in dem elektrisch aktiven Bereich, in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches, in der Deckschicht-Struktur oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur eingerichtet ist.