DE102012200084A1

DE102012200084A1 - Strahlungsemittierendes organisches bauteil

Info

Publication number: DE102012200084A1
Application number: DE102012200084A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dobbertin; Thilo Reusch; Nina Riegel; Daniel Steffen Setz; Thomas Wehlus
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2032-01-05
Also published as: KR20140116119A; DE102012200084B4; CN104040750B; CN104040750A; US9893319B2; CN107134534A; WO2013102530A1; US20150014668A1

Abstract

Es wird ein strahlungsemittierendes, organisches Bauteil angegeben, mit – einem strahlungsdurchlässigen Trägerkörper (1) mit einer ersten Oberfläche (1a) an einer Oberseite des Trägerkörpers (1), – einer strahlungsdurchlässigen, strukturierten Schicht (2), die an der ersten Oberfläche (1a) angeordnet ist und diese zumindest stellenweise bedeckt, – einer strahlungsdurchlässigen ersten Elektrode (3), die an der dem Trägerkörper (1) abgewandten Seite der strukturierten Schicht (2) angeordnet ist, – einem Schichtenstapel (10), der an der der strukturierten Schicht (2) abgewandten Seite der ersten Elektrode (3) angeordnet ist und einen organischen aktiven Bereich (10a) umfasst, und – einer zweiten Elektrode (6), wobei – der aktive Bereich (10a) über die erste Elektrode (3) und die zweite Elektrode (6) elektrisch kontaktierbar ist, – die strukturierte Schicht (2) vom strahlungsdurchlässigen Trägerkörper (1) verschieden ist, und – die strukturierte Schicht (2) Strukturen (2a) umfasst, die zur Brechung und/oder Streuung von im Betrieb im aktiven Bereich (10) erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind.

Description

Es wird ein strahlungsemittierendes, organisches Bauteil angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein strahlungsemittierendes, organisches Bauteil anzugeben, das besonders effizient betrieben werden kann und einfach herstellbar ist.
Bei einem hier beschriebenen strahlungsemittierenden, organischen Bauteil handelt es sich beispielsweise um eine organische Leuchtdiode oder einen organischen, lichtemittierenden Transistor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauteils umfasst das Bauteil einen strahlungsdurchlässigen Trägerkörper. Bei dem Trägerkörper handelt es sich um eine mechanisch tragende Komponente des Bauteils, insbesondere um ein Substrat, auf das weitere Komponenten des Bauteils, beispielsweise in Form von Schichten, aufgebracht sind. Der Trägerkörper umfasst dazu eine erste Oberfläche an einer Oberseite des Trägerkörpers, auf der beispielsweise die weiteren Schichten des Bauteils aufgebracht sein können. Zusätzlich zu seinen mechanischen Eigenschaften ist der Trägerkörper eine optische Komponente des strahlungsemittierenden organischen Bauteils. Dazu ist der Trägerkörper insbesondere strahlungsdurchlässig ausgebildet.
Der Begriff "strahlungsdurchlässig" bezieht sich hier und im Folgenden auf eine Durchlässigkeit für vom strahlungsemittierenden, organischen Bauteil im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise ist eine strahlungsdurchlässige Komponente des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils, beispielsweise der strahlungsdurchlässige Trägerkörper, derart ausgebildet, dass wenigstens 50 %, vorzugsweise wenigstens 75 %, besonders bevorzugt wenigstens 90 % der elektromagnetischen Strahlung, die im Betrieb im Bauteil erzeugt wird und in die Komponente gelangt, aus dieser wieder austritt.
Eine strahlungsdurchlässige Komponente des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils kann dabei klarsichtig, transparent, transluzent (lichtdurchlässig) oder milchig, strahlungsstreuend ausgebildet sein.
Entsprechend bezieht sich der Begriff "strahlungsreflektierend" im Folgenden auf eine Reflektivität für vom strahlungsemittierenden, organischen Bauteil im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise reflektiert eine strahlungsreflektierende Komponente des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils wenigstens 50 %, vorzugsweise wenigstens 75 %, besonders bevorzugt wenigstens 90 % der auf sie treffenden elektromagnetischen Strahlung, die im Bauteil im Betrieb erzeugt wird.
Die erste Oberfläche an einer Oberseite des Trägerkörpers ist insbesondere durch einen Teil der Außenfläche des Trägerkörpers gebildet. Die erste Oberfläche kann dabei im Rahmen der Herstellungstoleranz glatt ausgebildet sein. Darüber hinaus ist es möglich, dass die erste Oberfläche eine mittlere Rauheit aufweist, die gezielt erzeugt und eingestellt ist. In diesem Fall ist die erste Oberfläche zum Beispiel unregelmäßig strukturiert.
"Unregelmäßig strukturiert" heißt hier und im Folgenden, dass die unregelmäßige Struktur insbesondere nicht periodisch ist und insbesondere keinen photonischen Kristall bildet. Beispielsweise kann die Strukturierung als zufällig angesehen werden, wenn durch Untersuchungsmethoden wie einer Fourier-Transformation keine Periodizität der Strukturierung, insbesondere im Größenbereich der im aktiven Bereich im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung, erkennbar ist. Es ist jedoch möglich, dass der unregelmäßigen Strukturierung eine periodische Strukturierung überlagert ist, wobei die Periodizität groß gegen die Wellenlänge der im Betrieb des Bauteils erzeugten elektromagnetischen Strahlung ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils umfasst das Bauteil eine strahlungsdurchlässige, strukturierte Schicht, die an der ersten Oberfläche angeordnet ist und diese zumindest stellenweise bedeckt. Die strukturierte Schicht kann beispielsweise die erste Oberfläche des Trägerkörpers vollständig bedecken. Insbesondere bedeckt die strukturierte Schicht einen Teil, zum Beispiel wenigstens 50 %, der ersten Oberfläche des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers. Die strukturierte Schicht weist beispielsweise an ihrer dem Trägerkörper abgewandten Seite eine Strukturierung auf, die regelmäßig, periodisch und/oder unregelmäßig, zufällig ausgebildet sein kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils umfasst das Bauteil eine strahlungsdurchlässige erste Elektrode, die an der dem Trägerkörper abgewandten Seite der strukturierten Schicht angeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass zwischen der ersten Elektrode und der strukturierten Schicht zumindest eine weitere Schicht angeordnet ist, so dass die erste Elektrode und die strukturierte Schicht keine gemeinsame Grenzfläche aufweisen. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, dass die erste Elektrode direkt auf die strukturierte Schicht aufgebracht ist, so dass diese beiden Komponenten direkt aneinander grenzen.
Die erste Elektrode ist strahlungsdurchlässig ausgebildet und umfasst zu diesem Zweck beispielsweise eine Metallschicht, ein transparentes leitfähiges Oxid (TCO) und/oder ein transparentes Metalloxid (TMO).
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils umfasst das Bauteil einen Schichtenstapel, der an der der strukturierten Schicht abgewandten Seite der ersten Elektrode angeordnet ist und einen organischen aktiven Bereich umfasst. Der Schichtenstapel kann beispielsweise direkt an die erste Elektrode angrenzen. Der Schichtenstapel umfasst zum Beispiel zumindest eine lochleitende Schicht und zumindest eine elektronenleitende Schicht, zwischen denen der aktive Bereich angeordnet ist. Je nach Bauteil kann der aktive Bereich zumindest eine elektrolumineszierende organische Schicht umfassen. Ferner kann der organische Schichtenstapel weitere Schichten wie elektronenblockierende und/oder lochblockierende Schichten umfassen. Das Bauteil kann dazu eingerichtet sein, im Betrieb Licht, beispielsweise farbiges Licht oder weißes Licht, zu erzeugen. Das vom Bauteil im Betrieb erzeugte Licht wird dabei im aktiven Bereich erzeugt. Ferner ist es möglich, dass das Bauteil dazu eingerichtet ist, von unterschiedlichen Seiten Licht unterschiedlicher Farbe und/oder Licht unterschiedlicher Farbtemperatur zu emittieren.
Bezüglich des prinzipiellen Aufbaus eines strahlungsemittierenden, organischen Bauteils wird beispielhaft auf die Druckschrift WO 2010/066245 A1 verwiesen, die insbesondere hinsichtlich des Aufbaus eines strahlungsemittierenden, organischen Bauteils ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils umfasst das Bauteil eine zweite Elektrode. Die zweite Elektrode kann vorliegend strahlungsdurchlässig oder strahlungsreflektierend ausgebildet sein. Die zweite Elektrode ist insbesondere an der dem Trägerkörper abgewandten Seite des organischen Schichtenstapels auf diesen aufgebracht. Dabei kann die zweite Elektrode direkt an den Schichtenstapel grenzen.
Handelt es sich bei der zweiten Elektrode beispielsweise um eine strahlungsreflektierend ausgebildete Elektrode, so erfolgt eine Emission der im aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung durch den Trägerkörper hindurch. Alternativ ist es möglich, dass die zweite Elektrode strahlungsdurchlässig ausgebildet ist. In diesem Fall kann eine Emission beidseitig erfolgen, das heißt durch den Trägerkörper und die zweite Elektrode hindurch.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils ist der aktive Bereich über die erste Elektrode und die zweite Elektrode elektrisch kontaktierbar. Das heißt, die erste und die zweite Elektrode kontaktieren zueinander elektrisch ungleichnamige Bereiche der aktiven Zone. Beispielsweise können die beiden Elektroden von außerhalb des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils elektrisch kontaktiert und mit elektrischem Strom beaufschlagt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils ist die strukturierte Schicht vom strahlungsdurchlässigen Trägerkörper verschieden. Das heißt, dass die strukturierte Schicht und der strahlungsdurchlässige Trägerkörper zumindest in zwei unterschiedlichen Arbeitsschritten gefertigt sind. Dass die strukturierte Schicht vom strahlungsdurchlässigen Trägerkörper verschieden ist, kann ferner heißen, dass sich die strukturierte Schicht vom strahlungsdurchlässigen Trägerkörper hinsichtlich des Materials, mit dem diese Komponenten gebildet sind, unterscheidet. Insbesondere ist die strukturierte Schicht kein Teil des Trägerkörpers, sondern die strukturierte Schicht stellt eine eigenständige Komponente des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils dar, die nach der Bereitstellung des Trägerkörpers beispielsweise auf diesem gebildet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils umfasst die strukturierte Schicht Strukturen, die zur Brechung oder Streuung von im Betrieb im aktiven Bereich erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind. Mit anderen Worten erfüllt die strukturierte Schicht im strahlungsemittierenden, organischen Bauteil eine optische Aufgabe. Im aktiven Bereich im Betrieb des Bauteils erzeugte elektromagnetische Strahlung, welche auf die strukturierte Schicht trifft, wird an den Strukturen der strukturierten Schicht gebrochen und/oder gestreut.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils umfasst das Bauteil einen strahlungsdurchlässigen Trägerkörper mit einer ersten Oberfläche an einer Oberseite des Trägerkörpers, eine strahlungsdurchlässige, strukturierte Schicht, die an der ersten Oberfläche angeordnet ist und diese zumindest stellenweise bedeckt, eine strahlungsdurchlässige erste Elektrode, die an der dem Trägerkörper abgewandten Seite der strukturierten Schicht angeordnet ist, einen Schichtenstapel, der an der der strukturierten Schicht abgewandten Seite der ersten Elektrode angeordnet ist und einen organischen aktiven Bereich umfasst, sowie eine zweite Elektrode. Der aktive Bereich ist dabei über die erste Elektrode und die zweite Elektrode elektrisch kontaktierbar. Die strukturierte Schicht ist vom strahlungsdurchlässigen Trägerkörper verschieden und die strukturierte Schicht umfasst Strukturen, die zur Brechung oder Streuung von im Betrieb im aktiven Bereich erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind.
Bei strahlungsemittierenden, organischen Bauteilen wie beispielsweise einer organischen Leuchtdiode, wird das im aktiven Bereich erzeugte Licht nur zum Teil direkt ausgekoppelt. Das nicht direkt ausgekoppelte Licht verteilt sich auf unterschiedliche Verlustkanäle wie beispielsweise Licht, das im Trägerkörper verbleibt, Licht, das im organischen Schichtenstapel verbleibt, und durch das Licht erzeugte Oberflächenplasmonen, beispielsweise an einer der metallisch leitfähigen Elektroden. Es hat sich nun gezeigt, dass für eine Auskopplung dieses Lichts weitere technische Maßnahmen notwendig sind.
Zur Erhöhung der Auskopplung von Licht, das beispielsweise aufgrund des Wellenleitereffekts in einem transparent ausgebildeten Trägerkörper gefangen sein kann, sind verschiedene Ansätze zur Erhöhung der Lichtauskopplung vorstellbar.
Zum Beispiel können Streupartikel in den Trägerkörper eingebracht werden. Die Auskoppeleffizienz im Fall derartiger Maßnahmen beträgt circa 60 bis 70 % des im Trägerkörper geleiteten Lichts. Durch diese Maßnahmen wird das Erscheinungsbild des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils beeinflusst, da beispielsweise die eingebrachten Partikel einen milchigen, diffus reflektierenden Eindruck erwecken.
Weitere Maßnahmen zur Erhöhung der Auskopplung insbesondere von Licht, das im organischen Schichtenstapel und/oder den Elektroden geführt wird, sind beispielsweise strukturierte Bereiche, die mit einem Material mit niedrigem Brechungsindex gebildet sind, die auf eine strahlungsdurchlässige Elektrode aufgebracht sein können. Ferner ist die Verwendung von Bragg-Gittern oder photonischen Kristallen mit periodischen Streustrukturen, die Strukturgrößen im Wellenlängenbereich des von der aktiven Zone emittierten Lichts aufweisen, möglich.
Im hier beschriebenen Bauteil ist es insbesondere durch die strukturierte Schicht möglich, die Abstrahlcharakteristik des Strahlungsanteils, der das strahlungsemittierende, organische Bauteil durch den strahlungsdurchlässigen Trägerkörper hindurch verlässt, gezielt zu beeinflussen. Insbesondere kann durch die strukturierte Schicht eine Einkopplung von im aktiven Bereich im Betrieb des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils erzeugter elektromagnetischer Strahlung verbessert werden. Das heißt, mit der strukturierten Schicht tritt mehr Strahlung in den strahlungsdurchlässigen Trägerkörper ein, als dies ohne die strukturierte Schicht der Fall wäre.
Durch die Erhöhung der Einkopplung von elektromagnetischer Strahlung in den strahlungsdurchlässigen Trägerkörper ist insbesondere auch eine Erhöhung von Auskopplung elektromagnetischer Strahlung aus dem strahlungsemittierenden, organischen Bauteil insgesamt erreicht. Zur Erhöhung der Auskopplung von in den strahlungsdurchlässigen Trägerkörper eingekoppelter elektromagnetischer Strahlung kann der strahlungsdurchlässige Trägerkörper weiter modifiziert sein, beispielsweise kann er Aufrauungen an einer der ersten Oberfläche abgewandten zweiten Oberfläche aufweisen oder es können Streufilme oder Mikrolinsen an dieser zweiten Oberfläche ausgebildet sein. Insbesondere zeichnet sich ein hier beschriebenes strahlungsemittierendes, organisches Bauteil aufgrund der strukturierten Schicht durch eine besonders hohe Effizienz aus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils ist die strukturierte Schicht mit einem Material gebildet, das einen Brechungsindex aufweist, der im Wesentlichen gleich dem Brechungsindex des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers ist. „Im wesentlichen gleich“ heißt zum Beispiel, dass die strukturierte Schicht einen optischen Brechungsindex aufweist, der von einem optischen Brechungsindex des Trägerkörpers um höchstens +/–10 % abweicht. Beispielsweise weist der Trägerkörper einen Brechungsindex von unterhalb 1,6, zum Beispiel von 1,5, auf. Der Brechungsindex wird dabei bei einer Wellenlänge von λ = 600 nm bestimmt. Die strukturierte Schicht weist in dieser Ausführungsform dann ebenfalls einen Brechungsindex auf, der im Bereich des Brechungsindex des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers liegt. Trägerkörper und strukturierte Schicht sind also mit einem normal brechenden Material gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils sind die Strukturen der strukturierten Schicht an einer dem Trägerkörper abgewandten Seite der strukturierten Schicht angeordnet und weisen eine Strukturgröße auf, die größer oder gleich der Wellenlänge der im Betrieb im aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung ist. Insbesondere kann die Strukturgröße im Bereich einiger Mikrometer bis weniger 10 µm liegen. Die Strukturen der strukturierten Schicht können dann beispielsweise den Einfallswinkel von elektromagnetischer Strahlung aus dem aktiven Bereich verändern, wodurch das Auftreten von Totalreflexion an der Grenzfläche zum Trägerkörper in seiner Wahrscheinlichkeit reduziert ist. Dies wiederum erhöht die Einkoppelung von elektromagnetischer Strahlung in den strahlungsdurchlässigen Trägerkörper.
Insbesondere ist es möglich, dass die Strukturen optische Linsen für die im Betrieb im aktiven Bereich erzeugte elektromagnetische Strahlung bilden. Diese Strukturen können dazu beispielsweise konvex oder konkav gekrümmte Oberflächen umfassen. Auch andere Formen für die Strukturen wie beispielsweise Pyramiden, Pyramidenstümpfe, Kegelstümpfe oder dergleichen sind möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils sind der Trägerkörper und die strukturierte Schicht mit einem Glas gebildet. Beispielsweise kann es sich bei dem Trägerkörper um ein Glassubstrat handeln, auf das in einem weiteren Prozessschritt, der nicht im Zusammenhang mit der Glasherstellung des Trägerkörpers steht, eine weitere Materialschicht aus Glas aufgebracht wird. Beispielsweise kann diese Schicht mit einem Glas-Fritten-Material gebildet sein. Nachfolgend kann das aufgebrachte Material angeschmolzen oder aufgeschmolzen werden und vor dem Aushärten mit einem Strukturierungsmittel wie etwa einem Stempel, einer Rolle und/oder einer Walze strukturiert werden.
Vorteilhafterweise wird bei der Herstellung der strukturierten Schicht nicht in den Herstellungsprozess des Trägerkörpers selbst eingegriffen, sondern die strukturierte Schicht wird unabhängig vom Trägerkörper auf diesem erzeugt. Dies ermöglicht Qualitätsanforderungen an das Material des Trägerkörpers zu reduzieren, wodurch beispielsweise die Verwendung von kostengünstigem Glas, wie etwa Kalk-Natron-Glas oder Fensterglas, ermöglicht wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils umfasst die strukturierte Schicht Partikel oder die strukturierte Schicht besteht aus Partikeln, wobei die Partikel zur Streuung von im Betrieb im aktiven Bereich erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind. Die Partikel sind dabei an der ersten Oberfläche des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers angeordnet und können dort mit dem strahlungsdurchlässigen Trägerkörper beispielsweise in direktem Kontakt stehen. Die Partikel sind zur Streuung von im aktiven Bereich im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. Die Partikel können dazu Durchmesser aufweisen, die kleiner sind als die Wellenlänge dieser elektromagnetischen Strahlung. Die Partikel der strukturierten Schicht bilden dabei vorzugsweise auf der ersten Oberfläche eine nicht vollständige Monolage aus. Beispielsweise beträgt die Oberflächenbedeckung mit den Partikeln an der ersten Oberfläche höchstens 75 %, insbesondere etwa 60 %. Durch die Partikel ist im Vergleich zu einer reinen Grenzflächenstreuung die Streuwirkung an der Grenzfläche zwischen dem Trägerkörper und nachfolgenden Schichten erhöht. Dadurch, dass die Partikel vorzugsweise lediglich im Bereich der ersten Oberfläche angeordnet sind, tritt keine Volumenstreuung auf, wie das beispielsweise der Fall wäre, wenn Partikel gleichmäßig in einer dem Trägerkörper nachgeordneten Schicht angeordnet sind. Der Vorteil im Vergleich zur Volumenstreuung liegt bei der Verwendung von Partikeln an der ersten Oberfläche des Trägerkörpers darin, dass für ein Matrixmaterial, in das die Partikel eingebettet sein können, ein flüssiges Material verwendet werden kann, in dem Streupartikel nicht homogen dispergiert werden können.
Ferner ist es möglich, dass durch die Partikel eine thermische Leitfähigkeit an der Grenzfläche zwischen Trägerkörper und den nachfolgenden Schichten erhöht ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils sind manche, insbesondere alle der Partikel mit einem der folgenden Materialien gebildet, das heißt insbesondere, sie können eines der folgenden Materialien enthalten oder aus einem der folgenden Materialien bestehen: Tantaloxid, Lanthanoxid, Hafniumoxid, Zirkonoxid, TiO₂, AlN, SiC, MgO, SiO₂, Al₂O₃. Die Partikel weisen zum Beispiel einen mittleren Durchmesser zwischen 300 nm und 3000 nm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils umfasst das Bauteil eine Zwischenschicht, die zwischen der strukturierten Schicht und der ersten Elektrode angeordnet ist, wobei die Zwischenschicht einen optischen Brechungsindex aufweist, der zum Beispiel wenigstens so groß, vorzugsweise so groß ist wie ein mittlerer optischer Brechungsindex des Schichtenstapels und die Zwischenschicht einen optischen Brechungsindex aufweist, der größer ist als der optische Brechungsindex des Trägerkörpers. Bei der Zwischenschicht handelt es sich insbesondere um eine hochbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von > 1,6, insbesondere von ≥ 1,8. Der mittlere Brechungsindex des Schichtenstapels ist dabei insbesondere der schichtdickengewichtete Brechungsindex des organischen Schichtenstapels. Beispielsweise hat der Schichtenstapel einen mittleren optischen Brechungsindex von wenigstens 1,6 und höchstens 1,9.
Aufgrund des unterschiedlichen optischen Brechungsindex zwischen dem Trägerkörper und der Zwischenschicht und damit auch zwischen der strukturierten Schicht und der Zwischenschicht kommt es beispielsweise an der Grenzfläche zwischen der strukturierten Schicht und der Zwischenschicht zur Streuung von im aktiven Bereich erzeugter elektromagnetischer Strahlung. Die Wahrscheinlichkeit von Totalreflexion an der Grenzfläche ist reduziert, so dass ein größerer Anteil der Strahlung in den Trägerkörper eintreten und von dort aus dem Bauteil austreten kann. Insgesamt ist die Effizienz des Bauteils aufgrund der hochbrechenden Zwischenschicht also erhöht, da insgesamt mehr Strahlung das Bauteil verlässt, als dies ohne Zwischenschicht der Fall wäre.
Dabei ist es insbesondere möglich, dass die Zwischenschicht direkt an die strukturierte Schicht grenzt und die Zwischenschicht direkt an die erste Elektrode grenzt oder diese ausbildet. Das heißt, die Zwischenschicht weist eine Grenzfläche mit der strukturierten Schicht auf und folgt dort beispielsweise der Form der Strukturierung der strukturierten Schicht, also den Strukturen und/oder der Außenfläche der Partikel nach. Ferner kann die Zwischenschicht mit der ersten Elektrode eine gemeinsame Grenzfläche aufweisen oder die Zwischenschicht ist elektrisch leitend ausgebildet und bildet die erste Elektrode aus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils weist eine dem Trägerkörper abgewandte Oberfläche der Zwischenschicht eine mittlere Rauheit auf, die kleiner ist als eine mittlere Rauheit der der Zwischenschicht zugewandten Oberfläche der strukturierten Schicht. Das heißt, die Zwischenschicht hat eine planarisierende Wirkung. Aufgrund der Zwischenschicht können die nachfolgenden Schichten des Bauteils, wie beispielsweise die erste Elektrode und/oder der organische Schichtenstapel auf eine glattere Schicht abgeschieden werden, als dies ohne Zwischenschicht der Fall wäre. Beispielsweise weist die strukturierte Schicht an ihrer der Zwischenschicht zugewandten Seite eine mittlere Rauheit von wenigstens 0,25 µm, bevorzugt von wenigstens 0,5 µm, besonders bevorzugt von 1,0 µm auf. Die der strukturierten Schicht abgewandte Oberfläche der Zwischenschicht weist dann eine kleinere mittlere Rauheit von zum Beispiel weniger als 0,25 µm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils weist die erste Oberfläche eine mittlere Rauheit auf, die größer ist als die dem Trägerkörper abgewandte Oberfläche der Zwischenschicht. Das heißt, in dieser Ausführungsform weist die Zwischenschicht auch in Bezug auf den strahlungsdurchlässigen Trägerkörper eine planarisierende Wirkung auf. Beispielsweise weist der Trägerkörper an seiner ersten Oberfläche eine mittlere Rauheit von wenigstens 0,25 µm, bevorzugt wenigstens 0,5 µm, besonders bevorzugt von wenigstens 1,0 µm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils sind die Partikel, welche beispielsweise die strukturierte Schicht bilden können, in das Material der Zwischenschicht eingebettet. Das heißt, die Partikel sind beispielsweise abgesehen von ihrer dem Trägerkörper zugewandten Seite vollständig mit dem Material der Zwischenschicht benetzt und allseitig vom Material der Zwischenschicht umgeben. Dabei ist es insbesondere möglich, dass die erste Oberfläche des Trägerkörpers, auf welche die Partikel aufgebracht sind, unregelmäßig strukturiert ist und eine gezielt eingestellte mittlere Rauheit aufweist. Es hat sich dabei gezeigt, dass die Streuwirkung durch das Einbringen der Partikel gegenüber der Streuwirkung an der Grenzfläche zwischen Trägerkörper und Zwischenschicht ohne streuende Partikel erhöht ist. Die Partikel weisen dabei vorzugsweise einen optischen Brechungsindex auf, der vom Brechungsindex der Zwischenschicht verschieden ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils weist der strahlungsdurchlässige Trägerkörper an der ersten Oberfläche eine Strukturierung auf, wobei die Partikel zumindest zum Teil direkt an die erste Oberfläche grenzen, und die strukturierte Schicht eine oder mehrere Lagen der Partikel umfasst. Die erste Oberfläche des Trägerkörpers kann dabei regelmäßig oder unregelmäßig strukturiert sein. Zumindest manche der Partikel stehen in direktem Kontakt mit dem Trägerkörper und berühren diesen an der ersten Oberfläche. Bei den Lagen kann es sich um geschlossene Lagen – also Monolagen – oder um nicht geschlossene Lagen – also Submonolagen – handeln. Zumindest die Partikel der untersten, dem Trägerkörper zugewandten Lage, sind dann zumindest zum Teil in direktem Kontakt mit dem Trägerkörper und bilden mit diesem eine Grenzfläche aus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils ist zwischen der ersten Elektrode und der Zwischenschicht eine Barriereschicht angeordnet, die den Durchtritt von Feuchtigkeit und/oder Gasen zumindest hemmt. "Zumindest hemmt" heißt, dass ohne die Schicht in einem vorgegebenen Zeitintervall mehr Feuchtigkeit und/oder Gase in die Zwischenschicht eindringen als mit der Schicht.
Insbesondere bei der Verwendung einer Barriereschicht kann die Zwischenschicht auch aus einer flüssigen Phase auf den Trägerkörper abgeschieden werden. Mit Vorteil ergibt sich dabei, dass ein nachfolgender Planarisierungsschritt zur Verringerung der mittleren Rauheit der dem Trägerkörper abgewandten Oberfläche der Zwischenschicht unterbleiben kann, da bei einem Aufbringen aus der flüssigen Phase auf den Trägerkörper die Strukturierung des rauen Bereichs des Trägerkörpers durch die Zwischenschicht nicht abgebildet wird. Beispielsweise kann die Zwischenschicht mittels eines Sol-Gel-Verfahrens aufgebracht werden.
Beispielsweise kann es sich bei der Zwischenschicht um ein hochbrechendes Glas handeln. Ferner können auch Materialien wie Polycarbonat, PEN, PET, Polyurethan, Acrylate, Epoxide, PMMA und weitere Kunststoffe als Zwischenschicht Verwendung finden. Diese Materialien können optional mit Additiven zur Anpassung des Brechungsindex wie beispielsweise metalloxidische Nanopartikel mit Partikeldurchmessern unterhalb von 50 nm, vorzugsweise unterhalb von 40 nm Verwendung finden. Beispielsweise bieten sich hierfür TiO₂-Nanopartikel mit einem Partikeldurchmesser von kleiner 50 nm an. Auch die von der Firma "Brewer Science" unter dem Namen "OptiNDEX" oder "CNTRENE" vertriebenen Materialien, die aus der Flüssigphase aufgebracht werden können, sind zur Bildung der Zwischenschicht geeignet.
Eine Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit, insbesondere der aus der flüssigen Phase auf den Trägerkörper abgeschiedenen Zwischenschicht, kann durch das Einbringen von Partikeln mit hoher thermischer Leitfähigkeit erreicht werden. Beispielsweise können dazu Partikel aus AlN, SiC, MgO mit thermischen Leitfähigkeiten von bis 590 W/mK in das Material der Zwischenschicht eingebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden, organischen Bauteils hemmt die Zwischenschicht und/oder die Barriereschicht den Durchtritt von UV-Strahlung oder verhindert den Durchtritt von UV-Strahlung. Das heißt, zumindest eine der beiden Schichten weist Filtereigenschaften bezüglich UV-Strahlung auf. Auf diese Weise können die Schichten des organischen Schichtenstapels, die durch UV-Strahlung geschädigt oder zerstört werden können, vor dieser geschützt werden. Beispielsweise enthält die Zwischenschicht und/oder die Barriereschicht dazu ein Material, das UV-Strahlung absorbiert, reflektiert oder streut. Diese Materialien können insbesondere besonders einfach in eine Zwischenschicht eingebracht werden, die aus einer flüssigen Phase auf dem Trägerkörper abgeschieden ist.
Beispielsweise bieten sich dazu Partikel anorganischer Materialien wie TiO₂ oder organische UV-Strahlung absorbierende Materialien wie beispielsweise 2-Hydroxybenzophenone, 2-Hydroxyphenylbenzotriazole, Salicylsäureester, Zimtsäureesterdrivate, Resorcinmonobenzoate, Oxalsäureanilide, p-Hydroxybenzoesäureester an. Dabei ist es auch möglich, dass diese Materialien in einer separaten Schicht oberhalb oder unterhalb der Zwischenschicht angeordnet sind, die mit einem hochbrechenden Material gebildet ist, das als Matrixmaterial für die angegebenen Materialien zur Verfügung steht.
Ferner kann die Zwischenschicht auch in wenigstens zwei Unterschichten unterteilt sein, von denen beispielsweise eine Unterschicht frei von den UV-absorbierenden Materialien ist, wohingegen die andere Unterschicht die UV-absorbierenden Materialien enthält.
Es werden ferner Verfahren zur Herstellung eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden, organischen Bauteils angegeben. Mittels der Verfahren können hier beschriebene strahlungsemittierende, organische Bauteile hergestellt werden, so dass sämtliche für das strahlungsemittierende organische Bauteil offenbarten Merkmale auch für die hier beschriebenen Verfahren offenbart sind und umgekehrt.
Gemäß einem ersten Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden, organischen Bauteils wird zunächst der strahlungsdurchlässige Trägerkörper bereitgestellt. Beispielsweise ist der strahlungsdurchlässige Trägerkörper dabei mit einem Glas, insbesondere mit einem kostengünstigen Glas wie beispielsweise Fensterglas, gebildet.
Die erste Oberfläche des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers kann dabei im Rahmen der Herstellungstoleranz glatt ausgebildet sein, das heißt, die erste Oberfläche weist in diesem Fall keine gezielt eingebrachte, unregelmäßige Strukturierung auf, die mittlere Rauheit an der Oberfläche liegt unterhalb von 0,25 µm.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein glashaltiges Material, beispielsweise in Form von Glasfritten, auf die erste Oberfläche des Trägerkörpers aufgebracht. Anschließend wird dieses glasartige Material, das insbesondere niedrigschmelzender als das Material des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers ist, aufgeschmolzen oder angeschmolzen. Das derart erweichte und verformbare Material wird anschließend strukturiert, so dass durch Strukturierung der den Trägerkörper abgewandten Oberfläche des glashaltigen Materials die strukturierte Schicht gebildet wird. Die so erzeugten Strukturen können beispielsweise wie oben beschrieben linsenförmig sein. Die Strukturen werden zum Beispiel mittels eines Stempels, einer Rolle und/oder einer Walze erzeugt.
Es wird ferner ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden, organischen Bauteils angegeben, bei dem zunächst wieder ein strahlungsdurchlässiger Trägerkörper bereitgestellt wird. Dieser Trägerkörper kann optional eine unregelmäßig strukturierte erste Oberfläche aufweisen, die beispielsweise eine mittlere Rauheit von wenigstens 0,25 µm aufweist. Diese Oberfläche kann bei einem strahlungsdurchlässigen Trägerkörper, der mit Glas gebildet ist, beispielsweise durch ein Ätzverfahren erzeugt werden.
In einem anschließenden Verfahrensschritt wird eine Zwischenschicht aus der flüssigen Phase auf die erste Oberfläche des Trägerkörpers aufgebracht. In die Zwischenschicht können dabei die Partikel, die zur Streuung von im aktiven Bereich erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind, dispergiert sein. Ferner ist es möglich, dass die Partikel in die schon aufgebrachte Zwischenschicht eingestreut werden. Die Partikel sedimentieren nachfolgend in der flüssigen Zwischenschicht in Richtung der ersten Oberfläche des Trägerkörpers und bilden dort eine die erste Oberfläche, insbesondere nicht vollständig, bedeckende Submonolage aus. Schließlich wird die Zwischenschicht ausgehärtet. Es resultiert ein Aufbau, bei dem dem Trägerkörper eine mit Partikeln gebildete strukturierte Schicht nachgeordnet ist, der wiederum die Zwischenschicht nachgeordnet ist.
Es wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden, organischen Bauteils angegeben. Bei diesem Verfahren wird wiederum zunächst der strahlungsdurchlässige Trägerkörper bereitgestellt, der an seiner ersten Oberfläche glatt oder unregelmäßig strukturiert ausgebildet sein kann. Nachfolgend werden Partikel, die die strukturierte Schicht bilden, auf die erste Oberfläche des Trägerkörpers zur Bildung der strukturierten Schicht aufgebracht. Dies kann beispielsweise durch Verfahren wie Sputtern oder Aufdampfen erfolgen. Anschließend wird die Zwischenschicht auf die strukturierte Schicht aufgebracht.
Die Zwischenschicht wird dabei insbesondere aus mit einem Glas und/oder einem nicht flüssig prozessierten Material gebildet und auf die strukturierte Schicht aufgebracht.
Beispielsweise kann es sich bei der Zwischenschicht dann um eine Hoch-Index-Glasschicht handeln oder um eine Schicht, die aus der Gasphase auf den Trägerkörper und dort insbesondere den rauen Bereich aufgebracht ist. Beispielsweise kann die Zwischenschicht mittels Verfahren wie Aufdampfen, CVD, PECVD oder ALD auf den Trägerkörper aufgebracht sein. Die Zwischenschicht kann dann beispielsweise mit einem Nitrid oder Oxid wie beispielsweise SiN, Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂, HfO₂, Tantaloxid und/oder Lanthanoxid gebildet sein. Mit Vorteil kann für solche Schichten auf eine zusätzliche Barriereschicht zwischen Zwischenschicht und erster Elektrode verzichtet werden. Nachteilig bilden diese Schichten die Struktur des rauen Bereichs auch an ihrer dem rauen Bereich abgewandten Oberfläche ab. Zur Verringerung der Rauheit dieser Oberfläche müssen diese Schichten nach ihrem Aufbringen planarisiert werden, was beispielsweise über einem Polierschritt wie so genanntes chemisch-mechanisches Polieren (CMP) erfolgen kann.
Im Folgenden werden das hier beschriebene strahlungsemittierende, organische Bauteil sowie die hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
Die schematischen Schnittdarstellungen der 1, 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen strahlungsemittierenden, organischen Bauteilen.
Anhand der schematischen Schnittdarstellungen der 4, 5 und 6 sind hier beschriebene Verfahren zur Herstellung solcher Bauteile näher erläutert.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Die 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden, organischen Bauteils. Das Bauteil umfasst einen strahlungsdurchlässigen Trägerkörper 1. Vorliegend ist der strahlungsdurchlässige Trägerkörper 1 als Glassubstrat ausgebildet, das niedrigbrechend ist und beispielsweise einen Brechungsindex von 1,5 bei einer Wellenlänge von 600 nm aufweist.
Der strahlungsdurchlässige Trägerkörper 1 weist an seiner Oberseite eine erste Oberfläche 1a auf. Vorliegend ist die erste Oberfläche 1a im Rahmen der Herstellungstoleranz glatt ausgebildet. Das heißt, es sind keine weiteren Maßnahmen unternommen worden, um die erste Oberfläche 1a mit einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Strukturierung zu versehen.
Direkt auf die erste Oberfläche 1a ist die strukturierte Schicht 2 aufgebracht. Vorliegend ist die strukturierte Schicht 2 mit einem Glasmaterial gebildet, das so wie der strahlungsdurchlässige Trägerkörper niedrigbrechend ausgebildet ist. Beispielsweise weist die strukturierte Schicht 2 ebenfalls einen optischen Brechungsindex von 1,5 bei 600 nm auf. An ihrer dem strahlungsdurchlässigen Trägerkörper 1 abgewandten Seite weist die strukturierte Schicht 2 Strukturen 2a auf. Die Strukturen 2a sind vorliegend regelmäßig ausgeführt und weisen Strukturgrößen im Bereich von einigen Mikrometern bis wenigen 10 µm auf. Insbesondere sind die Strukturgrößen größer als eine Wellenlänge der im Bauteil erzeugten elektromagnetischen Strahlung.
Die Größe der Strukturen 2a ist insbesondere derart gewählt, dass die geometrische Strahlenoptik auf die Wechselwirkung zwischen dieser elektromagnetischen Strahlung und den Strukturen 2a anwendbar ist. Die Strukturierung kann dabei periodisch oder nicht periodisch erfolgen. Die Strukturen 2a können linsenförmig, das heißt, mit konvex oder konkav gekrümmten Oberflächen, pyramidenförmig, pyramidenstumpfförmig, kegelstumpfförmig oder ähnlich ausgeführt sein.
An die strukturierte Schicht 2 grenzt die erste Elektrode 3 direkt an. Die erste Elektrode 3 ist insbesondere hochbrechend ausgeführt und weist einen Brechungsindex von n > 1,6 bei einer Wellenlänge von 600 nm auf.
Die erste Elektrode ist ferner bevorzugt strahlungsdurchlässig ausgebildet und dazu kann beispielsweise mit einem TCO (Transparent Conductive Oxide – strahlungsdurchlässiges leitfähiges Oxid) wie ITO, ZnO, SnO₂ gebildet sein. Die Dicke kann beispielsweise zwischen 50 nm und 200 nm betragen. Ferner kann die erste Elektrode 3 mit einem dünnen Metallfilm gebildet sein, der beispielsweise zumindest eines der folgenden Materialien enthalten kann: AgPt, Au, Mg, Ag:Mg.
Ferner kann die strahlungsdurchlässige erste Elektrode 3 eine Perkolationsanode sein, die mit einem metallischen Nanowire – mögliche Materialien sind hier beispielsweise Ag, Ir, Au, Cu, Cr, Pd, Pt –, mit einem halbleitenden Nanowire – mögliche Materialien sind hier InAs, Si oder weitere gegebenenfalls mit einer geeigneten Dotierung –, Graphen-Teilchen oder Kohlenstoffnanoröhrchen gebildet ist. Die genannten Materialien für die strahlungsdurchlässige erste Elektrode 3 können dabei auch in Kombination mit leitfähigen Polymeren wie PEDOT oder PANI und/oder Übergangsmetalloxiden oder leitfähigen transparenten Oxiden aus der Flüssigphase kombiniert sein. Als weiteres Material zur Bildung einer transparenten Elektrode kann ein TMO(transparent metal oxide)-Material Verwendung finden, das insbesondere aus einer Lösung auf die Zwischenschicht 2 aufgebracht werden kann. Die strahlungsdurchlässige erste Elektrode 3 kann dabei aus dem TMO-Material bestehen oder ein solches enthalten. Insbesondere ist es möglich, dass das TMO-Material in Kombination mit einem Metall oder einem organischen Material die Elektrode ausbildet.
An der der strukturierten Schicht 2 abgewandten Seite der ersten Elektrode 3 folgt der Schichtenstapel 10 nach, der unter anderem den aktiven Bereich 10a umfasst, in dem im Betrieb des Bauteils elektromagnetische Strahlung erzeugt wird.
An der der transparenten Elektrode 3 abgewandten Seite des Schichtenstapels 10 wird das Bauteil von der reflektierenden Elektrode 6 abgeschlossen. Die reflektierende Elektrode 6 kann dazu beispielsweise mit einem reflektierenden Material wie Aluminium oder Silber gebildet sein. Die Reflektivität der zweiten Elektrode 6, die zum Beispiel die Kathode des Bauteils bilden kann, beträgt dabei wenigstens 80 % für die in der aktiven Zone im Betrieb erzeugten Strahlung.
Aufgrund der strukturierten Schicht 2 ist es möglich, möglichst viel im aktiven Bereich 10a erzeugte elektromagnetische Strahlung in den strahlungsdurchlässigen Trägerkörper 1 einzukoppeln. Da die Strukturen 2a in einer Schicht erzeugt werden, die unabhängig vom strahlungsdurchlässigen Trägerkörper 1 gebildet ist, kann als strahlungsdurchlässiger Trägerkörper beispielsweise ein kostengünstig herstellbares Fensterglas Verwendung finden.
In Verbindung mit der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden, organischen Bauteils anhand einer schematischen Schnittdarstellung näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 weist das Bauteil im Ausführungsbeispiel der 2 eine Zwischenschicht 4 auf, die mit einem hochbrechenden Material gebildet ist, das einen Brechungsindex von > 1,6, insbesondere von > 1,8 bei einer Wellenlänge von 600 nm aufweist. Insbesondere ist der Brechungsindex der Zwischenschicht 4 größer gewählt als ein mittlerer Brechungsindex der Schichtenfolge 10 und größer gewählt als der Brechungsindex des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers 1 und der strukturierten Schicht 2. Durch eine solche hochbrechende Schicht ist die Wahrscheinlichkeit für ein Einkoppeln elektromagnetischer Strahlung in den strahlungsdurchlässigen Trägerkörper 1 erhöht. Die Zwischenschicht 4 kann dabei, wie in Verbindung mit den 4 bis 6 beschrieben, aufgebracht werden.
In Verbindung mit der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden, organischen Bauteils näher erläutert. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 ist die strukturierte Schicht 2 vorliegend durch eine Schicht von Partikeln 21 gebildet, die zur Streuung von im aktiven Bereich 10a im Betrieb erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind. Die Partikel 21 bilden an der ersten Oberfläche 1a des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers 1 eine Schicht aus, die die erste Oberfläche 1a beispielsweise mit einem Bedeckungsgrad von höchstens 90 %, beispielsweise 75 % bedeckt.
Die Partikel 21 sind in das Material der hochbrechenden Zwischenschicht 4 eingebettet. Das heißt, die Zwischenschicht benetzt den freiliegenden Teil der Außenfläche der Partikel 21, der nicht in direktem Kontakt mit dem Trägerkörper 1 steht.
Der strahlungsdurchlässige Trägerkörper 1 weist an seiner ersten Oberfläche 1a eine unregelmäßige Strukturierung auf, die beispielsweise eine mittlere Rauheit von wenigstens 0,25 µm aufweist. Durch die streuenden Partikel 21 der strukturierten Schicht 2 ist die Streuwirkung an dieser Oberfläche weiter erhöht. Aufgrund der Partikel 21 weist die strukturierte Schicht 2 eine im Wesentlichen unregelmäßige Strukturierung auf, insbesondere sind die Strukturen 2a durch die äußere Kontur und die Verteilung der Partikel 21 vorgegeben.
In Verbindung mit der 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens anhand von schematischen Schnittdarstellungen näher erläutert. Bei dem Verfahren wird zunächst ein strahlungsdurchlässiger Trägerkörper 1 bereitgestellt, der an seiner ersten Oberfläche 1a gezielt unregelmäßig aufgeraut sein kann. Beispielsweise beträgt die mittlere Rauheit an der ersten Oberfläche 1a wenigstens 0,25 µm.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt A werden Partikel 21 zur Bildung der strukturierten Schicht 2 auf die erste Oberfläche 1a aufgebracht. Beispielsweise werden die Partikel 21 aufgedampft oder aufgestreut. Die Partikel 21 bilden an der ersten Oberfläche 1a beispielsweise eine Submonolage aus, bedecken die erste Oberfläche 1a also nicht vollständig.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt B wird die hochbrechende Zwischenschicht 4 aus der nicht-flüssigen Phase auf den strahlungsdurchlässigen Trägerkörper 1 und der strukturierten Schicht 2 abgeschieden. Die Zwischenschicht 4 bettet damit die Partikel 21 der strukturierten Schicht 2 ein. Die derart aufgebrachte Zwischenschicht 4 bildet an ihrer dem Trägerkörper 1 abgewandten Oberfläche 4a die Strukturierung an der ersten Oberfläche 1a des Trägerkörpers 1 sowie der strukturierten Schicht 2 ab.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt C kann die dem Trägerkörper 1 abgewandte Oberfläche 4a der Zwischenschicht 4 planarisiert werden, das heißt, die mittlere Rauheit der Oberfläche 4a wird beispielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren reduziert. Die Zwischenschicht 4 wirkt auf diese Weise für die durch die erste Oberfläche 1a des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers 1 und die Partikel 21 der strukturierten Schicht 2 vorgegebene Strukturierung planarisierend.
In Verbindung mit der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. Im Unterschied zum in Verbindung mit der Figur beschriebenen Verfahren wird die Zwischenschicht 4 vorliegend aus der flüssigen Phase auf die erste Oberfläche 1a des Trägerkörpers 1 aufgebracht. Ein Schritt zur Reduzierung der mittleren Rauheit der Zwischenschicht 4 (vergleiche Schritt B) kann daher optional auch entfallen.
Die zur Strahlungsstreuung vorgesehenen Partikel 21, welche die strukturierte Schicht 2 bilden, werden in dieser Ausführungsform des Verfahrens zusammen mit der Zwischenschicht 4, das heißt im Material der Zwischenschicht 4 dispergiert, aufgebracht, siehe Schritt A. Vor dem Aushärten der Zwischenschicht 4 sedimentieren die Partikel zur ersten Oberfläche 1a des Trägerkörpers 1 und bilden auf diese Weise die strukturierte Schicht 2 aus. Im Verfahrensschritt B erfolgt dann ein Aushärten der Zwischenschicht 4.
In Verbindung mit der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. Im Unterschied zum Verfahren der 5 werden die Partikel 21 nach dem Aufbringen der Zwischenschicht 4 im Verfahrensschritt A im Verfahrensschritt B auf die Zwischenschicht 4 aufgestreut und sedimentieren nachfolgend in Richtung der ersten Oberfläche 1a. Schließlich folgt im Verfahrensschritt C wiederum ein Aushärten der Zwischenschicht 4 und optional eine Verringerung der Rauheit der Oberfläche 4a der Zwischenschicht 4.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2010/066245 A1 [0014]

Claims

Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil mit – einem strahlungsdurchlässigen Trägerkörper (1) mit einer ersten Oberfläche (1a) an einer Oberseite des Trägerkörpers (1), – einer strahlungsdurchlässigen, strukturierten Schicht (2), die an der ersten Oberfläche (1a) angeordnet ist und diese zumindest stellenweise bedeckt, – einer strahlungsdurchlässigen ersten Elektrode (3), die an der dem Trägerkörper (1) abgewandten Seite der strukturierten Schicht (2) angeordnet ist, – einem Schichtenstapel (10), der an der der strukturierten Schicht (2) abgewandten Seite der ersten Elektrode (3) angeordnet ist und einen organischen aktiven Bereich (10a) umfasst, und – einer zweiten Elektrode (6), wobei – der aktive Bereich (10a) über die erste Elektrode (3) und die zweite Elektrode (6) elektrisch kontaktierbar ist, – die strukturierte Schicht (2) vom strahlungsdurchlässigen Trägerkörper (1) verschieden ist, und – die strukturierte Schicht (2) Strukturen (2a) umfasst, die zur Brechung und/oder Streuung von im Betrieb im aktiven Bereich (10) erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind.
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Strukturen (2a) der strukturierten Schicht (2) an der dem Trägerkörper abgewandten Seite der strukturierten Schicht (2) angeordnet sind und eine Strukturgröße aufweisen, die größer oder gleich der Wellenlänge der im Betrieb im aktiven Bereich (10) erzeugten elektromagnetischen Strahlung ist.
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Strukturen (2a) optische Linsen für die im Betrieb im aktiven Bereich (10) erzeugte elektromagnetische Strahlung bilden.
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Trägerkörper (1) und die strukturierte Schicht (2) mit einem Glas gebildet sind.
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die strukturierte Schicht (2) Partikel (21) umfasst oder aus Partikel (21) besteht, wobei die Partikel zur Streuung von im Betrieb im aktiven Bereich (10) erzeugter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sind.
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zumindest manche, insbesondere alle der Partikel (21) eines der folgenden Materialien enthalten oder aus einem der folgenden Materialien bestehen: Tantaloxid, Lanthanoxid, Hafniumoxid, Zirkonoxid, TiO₂, AlN, SiC, MgO, SiO₂, Al₂O₃.
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Zwischenschicht (4), die zwischen der strukturierten Schicht (2) und der ersten Elektrode (3) angeordnet ist, wobei – die Zwischenschicht (4) einen optischen Brechungsindex aufweist, der wenigstens so groß ist wie ein mittlerer optischer Berechungsindex des Schichtenstapel (10), und – die Zwischenschicht (4) einen optischen Brechungsindex aufweist, der größer ist als der optische Brechungsindex des Trägerkörpers (1).
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Zwischenschicht (4) direkt an die strukturierte Schicht (2) grenzt und die Zwischenschicht (4) direkt an die erste Elektrode (3) grenzt oder diese ausbildet.
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem eine dem Trägerkörper (1) abgewandte Oberfläche (4a) der Zwischenschicht (4) eine mittlere Rauheit aufweist, die kleiner ist als eine mittlere Rauheit der der Zwischenschicht (4) zugewandten Oberfläche (2a) der strukturierten Schicht (2).
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die ersten Oberfläche (1a) eine mittlere Rauheit aufweist, die größer ist als die dem Trägerkörper (1) abgewandte Oberfläche (4a) der Zwischenschicht (4).
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Partikel (21) in das Material der Zwischenschicht (4) eingebettet sind.
Strahlungsemittierendes, organisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der strahlungsdurchlässige Trägerkörper (1) an der ersten Oberfläche (1a) eine Strukturierung aufweist, wobei – die Partikel (21) zumindest zum Teil direkt an die erste Oberfläche (1a) grenzen, und – die strukturierte Schicht (2) eine oder mehrere Lagen der Partikel (21) umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden, organischen Bauteils nach einem der vorherigen Ansprüche mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers (1), – Aufbringen eines glashaltigen Materials auf die erste Oberfläche (1a) des Trägerkörpers (1), – Aufschmelzen oder Anschmelzen des glashaltigen Materials, – Strukturieren der dem Trägerkörper (1) abgewandeten Oberfläche des glashaltigen Materials zur strukturierten Schicht (2).
Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden, organischen Bauteils nach einem der vorherigen Ansprüche mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers (1), – Aufbringen der Zwischenschicht (4) aus der flüssigen Phase und der Partikel (21) auf die erste Oberfläche (1a) des Trägerkörpers (1), – Sedimentieren der Partikel (21) in der flüssigen Zwischenschicht (4) zur Bildung der strukturierten Schicht (2), – Aushärten der Zwischenschicht (4).
Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden, organischen Bauteils nach einem der vorherigen Ansprüche mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen des strahlungsdurchlässigen Trägerkörpers (1), – Aufbringen der Partikel (21) auf die erste Oberfläche (1a) des Trägerkörpers (1) zur Bildung der strukturierten Schicht (2), und – Aufbringen der Zwischenschicht (4) auf die strukturierte Schicht (2).