DE102012220049A1

DE102012220049A1 - Organisches optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE102012220049A1
Application number: DE102012220049.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Popp; Marc Philippens
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-05-08
Also published as: WO2014067851A1

Abstract

Es wird ein organisches optoelektronisches Bauelement angegeben mit den Merkmalen: – zumindest ein organisches Licht emittierendes Element (100), das einen organischen funktionellen Schichtenstapel (103) mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht zwischen zwei Elektroden (102, 104) aufweist, und – zumindest ein organisches Licht detektierendes Element (200), das zumindest eine organische Licht detektierende Schicht aufweist und das mit dem organischen Licht emittierenden Element (100) auf einem gemeinsamen Substrat (101) in lateral benachbarten Flächenbereichen angeordnet ist, wobei die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht zwischen zwei nicht-transparenten Schichten (211) angeordnet ist, die die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vor Umgebungslicht (3, 4) abschatten. Weiterhin wird ein Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements angegeben.

Description

Es werden ein organisches optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements angegeben.
Flächenlichtquellen wie etwa eine organische Licht emittierende Diode (OLED) unterliegen Alterungsprozessen, durch die je nach OLED-Schichtaufbau und Prozessierung die Leuchtdichte in der Summe mit der Zeit abnimmt. Die Abnahme der Leuchtdichte kann beispielsweise durch erhöhte Temperaturen verursacht sein, die während des Betriebs auftreten und die organischen Materialien schädigen können.
Um die Leuchtdichte einer Leuchtquelle wie etwa einer Flächenlichtquelle mit der Zeit konstant zu halten, kann das von der Leuchtquelle abgestrahlte Licht beispielsweise mittels manuellem Dimmen oder mittels einer elektronischen Schaltung, die die Leuchtquelle aufgrund eines Messsignals eines oder mehrerer extern zugeschalteter Sensoren steuert, geregelt werden. Als externe Sensoren können beispielsweise Fotodioden, Fotoleiter, Fototransistoren oder Fotothyristoren zur Detektion der gesamten von der Leuchtquelle abgestrahlten Strahlungsleistung an einem vorgewählten Ort verwendet werden, die über eine externe Verschaltung beziehungsweise Verdrahtung Teil einer Steuerung der Leuchtquelle sein können. Eine derartige Möglichkeit erfordert jedoch üblicherweise einen hohen Aufwand und verursacht zusätzliche Kosten. Eine manuelle Dimmung hingegen ermöglicht nur eine ungenaue Abstimmung auf tatsächlich vorhandene Lichtbedingungen und verursacht eine unnötige Energieverschwendung und unter Umständen falsche Beleuchtungsbedingungen.
Da die bekannten Steuerungsmöglichkeiten von Flächenlichtquellen einen hohen Verschaltungsaufwand aufweisen oder nicht automatisiert werden können, ist eine automatische Nachregelung der Leuchtdichte ohne erheblichen Mehraufwand nicht möglich.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein organisches optoelektronisches Bauelement anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines organischen optoelektronischen Bauelements anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch einen Gegenstand und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein organisches optoelektronisches Bauelement zumindest ein organisches Licht emittierendes Element auf, das einen organischen funktionellen Schichtenstapel mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht zwischen zwei Elektroden aufweist. Insbesondere ist das zumindest eine organische Licht emittierende Element als organische Licht emittierende Diode (OLED) ausgebildet, die im Betrieb durch zumindest eine der Elektroden sichtbares Licht abstrahlen kann. Hierzu ist zumindest eine der Elektroden transparent ausgebildet.
Mit „transparent“ wird hier und im Folgenden eine Schicht bezeichnet, die durchlässig für sichtbares Licht ist. Dabei kann die transparente Schicht klar durchscheinend oder auch zumindest teilweise Licht streuend und/oder teilweise Licht absorbierend sein, so dass eine als transparent bezeichnete Schicht beispielsweise auch diffus oder milchig durchscheinend sein kann. Besonders bevorzugt ist eine hier als transparent bezeichnete Schicht möglichst derart durchlässig für sichtbares Licht ausgebildet, dass insbesondere die Absorption von im organischen Licht emittierenden Element erzeugtem Licht so gering wie möglich ist.
Beispielsweise kann eine transparente Elektrode aus einem transparenten leitenden Oxid („transparent conductive oxide“, TCO), Graphen, einem transparenten Metall oder metallischen Netzstrukturen sein oder ein solches Material aufweisen. Die andere der zwei Elektroden, zwischen denen sich der organische funktionelle Schichtenstapel des organischen Licht emittierenden Elements befindet, kann reflektierend ausgebildet sein und beispielsweise ein Metall aufweisen. Alternativ hierzu können auch beide Elektroden transparent ausgebildet sein. In diesem Fall kann das organische Licht emittierende Element insbesondere als transparente OLED ausgebildet sein.
Das organische optoelektronische Bauelement weist weiterhin zumindest ein organisches Licht detektierendes Element auf, das zumindest eine organische Licht detektierende Schicht aufweist. Insbesondere kann das zumindest eine organische Licht detektierende Element dazu eingerichtet sein, Licht, das auf die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht fällt, in ein elektrisch messbares Signal, etwa eine Spannung, einen Strom oder einen elektrischen Widerstand, umzuwandeln.
Weiterhin weist das organische optoelektronische Bauelement ein gemeinsames Substrat für das zumindest eine organische Licht emittierende Element und das zumindest eine organische Licht detektierende Element auf, die insbesondere auf dem gemeinsamen Substrat in lateral benachbarten Flächenbereichen angeordnet sind. Das gemeinsame Substrat kann insbesondere das einzige Substrat des organischen optoelektronischen Bauelements sein. Die funktionellen Schichtenstapel und die Elektroden der organischen Licht emittierenden und Licht detektierenden Elemente des organischen optoelektronischen Bauelements werden dabei insbesondere auf dem gemeinsamen Substrat nacheinander aufgebracht, so dass das gemeinsame Substrat dasjenige Substrat ist, das zur Herstellung der organischen Licht emittierenden und Licht detektierenden Elemente erforderlich und vorgesehen ist. Mit anderen Worten werden die organischen Licht emittierenden und Licht detektierenden Elemente nicht auf eigenen Substraten hergestellt und dann auf dem gemeinsamen Substrat angeordnet, sondern auf dem gemeinsamen Substrat hergestellt. Somit ist dabei insbesondere zwischen dem gemeinsamen Substrat und den organischen funktionellen Schichten der organischen Licht emittierenden und Licht detektierenden Elemente kein weiteres Substrat angeordnet.
Mit „lateral“ wird hier und im Folgenden eine Richtung parallel zur Haupterstreckungsebene des gemeinsamen Substrats bezeichnet. Eine laterale Richtung ist somit beispielsweise senkrecht zur Stapelrichtung der Elektroden und des organischen funktionellen Schichtenstapels des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements gerichtet.
Weiterhin ist die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements zwischen zwei nicht-transparenten Schichten angeordnet, die die zumindest eine Licht detektierende Schicht vor Umgebungslicht abschatten. Um eine wirkungsvolle Abschattung der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements vor Umgebungslicht zu erreichen, ist die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht bevorzugt in Stapelrichtung zwischen den zwei nicht-transparenten Schichten angeordnet, sodass in Stapelrichtung eine nicht-transparente Schicht unter und eine nicht-transparente Schicht über der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht angeordnet ist.
Als "Umgebungslicht" wird hier im Folgenden Licht, insbesondere sichtbares Licht, bezeichnet, das von außen auf das zumindest eine organische Licht detektierende Element treffen kann, das also nicht innerhalb des organischen optoelektronischen Bauelements durch interne Streu- und/oder Lichtleitungseffekte vom zumindest einen Licht emittierenden Element zum zumindest einen Licht detektierenden Element geleitet wird. Insbesondere kann mit Umgebungslicht auch ein Licht bezeichnet sein, das spektrale Komponenten aufweist, die dem Absorptionsspektrum der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht entsprechen. Mit anderen Worten sind die nicht-transparenten Schichten insbesondere derart eingerichtet, dass sie die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vor zumindest demjenigen Anteil des Umgebungslichts abschatten, der dem Absorptionsspektrum der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht und weiterhin dem Absorptionsspektrum des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements entspricht.
Dadurch, dass die zumindest eine Licht detektierende Schicht durch die zwei nicht-transparenten Schichten vor dem Umgebungslicht abgeschattet wird, wird insbesondere erreicht, dass der zur zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht gelangende Anteil von Umgebungslicht, das auf das zumindest eine Licht detektierende Element von außen eingestrahlt wird, im Vergleich zu einem organischen Licht detektierenden Element ohne die zwei nicht-transparenten Schichten reduziert wird. Bevorzugt bewirkt die Abschattung eine Reduktion von größer oder gleich 90% und besonders bevorzugt von größer oder gleich 99% oder sogar größer oder gleich 99,9% des von außen auf das zumindest eine organische Licht detektierende Element eingestrahlten Umgebungslichts. Das bedeutet mit anderen Worten, dass auf die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht weniger als 10% und bevorzugt weniger als 1% des Umgebungslichts eingestrahlt wird. Insbesondere können die nicht-transparenten Schichten auch vollständig undurchlässig für Umgebungslicht und insbesondere den spektralen Anteil des Umgebungslichts sein, der dem Absorptionsspektrum des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements entspricht.
Weiterhin sind das zumindest eine organische Licht emittierende Element und das zumindest eine organische Licht detektierende Element auf derselben Seite des gemeinsamen Substrats angeordnet. Besonders bevorzugt kann im Hinblick auf weitere optoelektronische Elemente, also weitere Licht emittierende oder Licht detektierende Elemente, die auf dem gemeinsamen Substrat angeordnet sein können, das zumindest eine organische Licht detektierende Element unmittelbar benachbart zum zumindest einen organischen Licht emittierenden Element sein, das heißt, dass in lateraler Richtung zwischen dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element keine weiteren organischen Licht emittierenden oder Licht detektierenden Elemente vorhanden sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht emittierende Element dazu eingerichtet, Licht auf einer Abstrahlseite des organischen optoelektronischen Bauelements abzustrahlen. Eine Abstrahlseite, die diejenige Seite oder diejenigen Seiten bezeichnet, auf der oder auf denen das organische optoelektronische Bauelement Licht abstrahlt, kann beispielsweise durch die Seite gebildet werden, auf der von der zumindest einen organischen Licht emittierenden Schicht des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements aus gesehen das gemeinsame Substrat angeordnet ist. In diesem Fall, in dem das gemeinsame Substrat bevorzugt transparent ausgebildet ist, kann das zumindest eine organische Licht emittierende Element wie auch das organische optoelektronische Bauelement als so genannter Bottom-Emitter bezeichnet werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass eine Abstrahlseite von der zumindest einen organischen Licht emittierenden Schicht aus gesehen auf der dem gemeinsamen Substrat gegenüber liegenden Seite des organischen optoelektronischen Bauelements angeordnet ist. In diesem Fall kann das zumindest eine organische Licht emittierende Element und auch das organische optoelektronische Bauelement als so genannter Top-Emitter ausgebildet sein. Ist das organische optoelektronische Bauelement gleichzeitig als Bottom- und als Top-Emitter ausgebildet, kann es bevorzugt als transparentes organisches optoelektronisches Bauelement mit zwei Abstrahlseiten ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht detektierende Element als organische Fotodiode ausgebildet und einsetzbar. Die organische Fotodiode kann insbesondere einen organischen funktionellen Schichtenstapel zwischen zwei Elektroden aufweisen, wobei der organische funktionelle Schichtenstapel als organische Licht detektierende Schicht des organischen Licht detektierenden Elements zumindest einen pn-Übergang zur Erzeugung von Ladungsträgern aufweist. Beispielsweise kann die organische Fotodiode im Hinblick auf die Elektroden und den organischen funktionellen Schichtenstapel denselben Aufbau wie das zumindest eine organische Licht emittierende Element aufweisen und invers zum zumindest einen organischen Licht emittierenden Element, also mit entgegengesetzter elektrischer Polung, betrieben werden, wodurch es möglich sein kann, dass die Fertigung des organischen optoelektronischen Bauelements im Vergleich zu einem ausschließlich Licht emittierenden Bauelement keine oder nur geringe Mehrkosten verursacht. Alternativ hierzu kann die organische Fotodiode im Vergleich zum organischen Licht emittierenden Element andere Materialien und/oder andere Schichtaufbauten im Hinblick auf die Elektroden und/oder den organischen funktionellen Schichtenstapel aufweisen, wodurch zwar ein zusätzlicher Aufwand bei der Fertigung vonnöten sein kann, jedoch auch die Sensitivität des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements gezielt angepasst werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht detektierende Element als organischer Fotoleiter mit einem organischen fotoleitenden Material als organische Licht detektierende Schicht ausgebildet und einsetzbar, das bei Einstrahlung von Licht elektrische Ladungen erzeugt. Organische fotoleitende Materialien können beispielsweise einschichtig auf einer elektrisch leitenden Schicht, beispielsweise einer Elektrode, ausgebildet sein. Weiterhin können organische fotoleitende Materialien beispielsweise zumindest zweischichtig mit wenigstens einer organischen Ladungsträger erzeugenden Schicht und einer organischen Ladungsträger transportierenden Schicht ausgebildet sein. Darüber hinaus kann ein als organischer Fotoleiter ausgebildetes organisches Licht detektierendes Element denselben Aufbau wie das zumindest eine organische Licht emittierende Element aufweisen.
Je nach Materialien und Aufbau des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements kann dieses auch gleichzeitig als Fotoleiter und Fotodiode aufgebaut sein. Ein solches organisches Licht detektierendes Element kann mit einer elektrischen Vorspannung als Fotodiode und ohne elektrische Vorspannung als Fotoleiter einsetzbar sein.
Weiterhin kann je nach verwendeten Materialien und Aufbau auch der elektrische Widerstand des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements gemessen werden, so dass das zumindest eine organische Licht detektierende Element als organischer Fotowiderstand ausgebildet und einsetzbar sein kann.
Insbesondere kann es wie vorab beschrieben vorteilhaft sein, wenn das zumindest eine organische Licht detektierende Element und das zumindest eine organische Licht emittierende Element einen identischen Aufbau aufweisen. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass das organische Licht detektierende Element nur n- oder p-leitende Schichten oder eine optoelektronische Schicht aufweist und diese mit den entsprechenden Schichten des organischen Licht emittierenden Elements gleich sind.
Das zumindest eine organische Licht emittierende Element und das zumindest eine organische Licht detektierende Element sind bevorzugt hinsichtlich ihrer jeweiligen Elektroden und organischen funktionellen Schichten elektrisch voneinander getrennt auf dem Substrat ausgebildet. Mit anderen Worten bedeckt das zumindest eine organische Licht detektierende Element einen Flächenbereich auf dem gemeinsamen Substrat, der räumlich getrennt vom Flächenbereich ist, den das zumindest eine organische Licht emittierende Elemente auf dem gemeinsamen Substrat bedeckt. Alternativ hierzu kann es je nach elektrischer Ansteuerung des organischen Licht emittierenden und des organischen Licht detektierenden Elements auch möglich sein, dass diese eine gemeinsame Elektrode aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht detektierende Element in Bezug auf seine Flächenbelegung auf dem gemeinsamen Substrat kleiner als das zumindest eine organische Licht emittierende Element ausgebildet. Insbesondere kann das zumindest eine organische Licht detektierende Element auf dem gemeinsamen Substrat eine Fläche bedecken, die kleiner oder gleich zehn Prozent oder auch kleiner oder gleich fünf Prozent oder auch kleiner oder gleich ein Prozent der Fläche ist, die vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element auf dem gemeinsamen Substrat bedeckt wird. Mit anderen Worten kann der überwiegende Teil des gemeinsamen Substrats mit dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element oder gegebenenfalls mit einer Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen bedeckt sein, während das zumindest eine organische Licht detektierende Element oder gegebenenfalls eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen nur einen kleinen Flächenbereich einnehmen, so dass das organische optoelektronische Bauelement im Betrieb eine Leuchtfläche aufweist, die im Wesentlichen der Gesamtfläche des gemeinsamen Substrats entsprechen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das organische optoelektronische Bauelement derart eingerichtet, dass ein Teil des im Betrieb im zumindest einen organischen Licht emittierenden Element erzeugten Lichts intern im organischen optoelektronischen Bauelement zum zumindest einen organischen Licht detektierenden Element und insbesondere zur zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht dieses geleitet wird. Eine derartige interne Lichtleitung vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element zum zumindest einen organischen Licht detektierenden Element kann beispielsweise durch Wellenleitungseffekte und/oder durch Streueffekte innerhalb des organischen optoelektronischen Bauelements erfolgen. Eine interne Lichtleitung kann beispielsweise auch durch eine interne Streuschicht beeinflusst werden.
Beispielsweise kann das gemeinsame Substrat einen Lichtleiter bilden, der Licht vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element intern im organischen optoelektronischen Bauelement zum zumindest einen organischen Licht detektierenden Element leitet. Das gemeinsame Substrat ist in diesem Fall besonders bevorzugt transparent ausgebildet und kann beispielsweise Glas und/oder einen transparenten Kunststoff aufweisen oder daraus sein. Beispielsweise kann das gemeinsame Substrat in Form einer Glasplatte oder Glasschicht oder auch in Form einer Kunststoffplatte, Kunststoffschicht oder Kunststofffolie oder auch in Form eines Glas-Kunststoff-Laminats mit zumindest einer Glasschicht und zumindest einer Kunststoffschicht ausgebildet sein.
Weist das zumindest eine organische Licht detektierende Element zwischen der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht und dem gemeinsamen Substrat eine Elektrode auf, so ist diese im Fall einer Lichtleitung im Substrat hindurch ebenfalls transparent ausgebildet oder weist zumindest einen lichtdurchlässigen Bereich auf. Dies kann bedeuten, dass die Elektrode beispielsweise als Ringkontakt ausgebildet oder durch ein transparentes Material gebildet ist. Als „Ringkontakt“ wird hier und im Folgenden jede Form einer Elektrode bezeichnet, die eine von Elektrodenmaterial in lateraler Richtung gänzlich oder auch nur teilweise umschlossene Öffnung aufweist. Insbesondere kann auch eine beispielsweise U-förmige Elektrode unter den Begriff Ringkontakt fallen.
Alternativ oder zusätzlich zum gemeinsamen Substrat als internem Lichtleiter können auch andere Schichten des organischen optoelektronischen Bauelements als Lichtleiter zwischen dem organischen Licht emittierenden Element und dem organischen Licht detektierenden Element dienen. Beispielsweise kann eine Verkapselung und/oder eine Abdeckung, die vom gemeinsamen Substrat aus gesehen über den organischen Schichten angeordnet ist, eine interne Lichtleitung vom organischen Licht emittierenden Element zum organischen Licht detektierenden Element bewirken. Eine Schicht oder ein Element des organischen optoelektronischen Bauelements, das als interner Lichtleiter dient, ist besonders bevorzugt transparent ausgebildet. Lichtleitungseffekte können insbesondere auch durch geeignete Brechungsindexunterschiede zwischen einzelnen Schichten oder Elementen des organischen optoelektronischen Bauelements hervorgerufen werden. Durch eine geeignete Wahl der Brechungsindexunterschiede und/oder der Transparenz der Schichten und Elemente des organischen optoelektronischen Bauelements, die zur Lichtleitung beitragen sollen, kann der Anteil des vom organischen Licht emittierenden Elements zum organischen Licht detektierenden Element intern geleiteten Lichts einstellbar sein. Weiterhin können eine oder mehrere interne Streu- bzw. Auskoppelschichten, also Auskoppelschichten zwischen dem Substrat und der dem Substrat zugewandten Elektrode die interne Lichtleitung beeinflussen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das organische optoelektronische Bauelement so eingerichtet, dass im Betrieb in der zumindest einen Licht emittierenden Schicht des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements erzeugtes Licht intern im organischen optoelektronischen Bauelement direkt auf die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements eingestrahlt wird. Das kann insbesondere bedeuten, dass zwischen der zumindest einen organischen Licht emittierenden Schicht und der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht keine Schichten oder Elemente vorhanden sind, die die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vollständig von der organischen Licht emittierenden Schicht abschatten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements ein elektronisches Bauelement, beispielsweise eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle, auf, das das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element detektierte Licht, das intern im optoelektronischen Bauelement vom zumindest einen Licht emittierenden Element zum zumindest einen Licht detektierenden Element geleitetes Licht aufweist, misst und das das zumindest eine organische Licht emittierende Element in Abhängigkeit der Messung regelt. Dass das elektronische Bauelement das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element detektierte Licht misst, bedeutet insbesondere, dass das elektronische Bauelement das elektronisch messbare Signal des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements misst.
Beispielsweise kann das elektronische Bauelement, also beispielsweise eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle, zumindest teilweise in das organische optoelektronische Bauelement integriert sein. Mit anderen Worten kann die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle durch ein elektronisches Bauelement gebildet werden, das als hybride bzw. monolithische elektronische Schaltung ausgebildet ist, die beispielsweise im gemeinsamen Substrat integriert sein kann oder die in Form von zusätzlichen funktionellen Schichten auf dem gemeinsamen Substrat ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann das gemeinsame Substrat hierzu zumindest teilweise eine integrierte Schaltung auf Basis eines Halbleitermaterials, beispielsweise Silizium, und/oder eine gedruckte Elektronik aufweisen.
Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, dass das elektronische Bauelement, also beispielsweise die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle, als externes elektronisches Bauelement ausgebildet ist, das über geeignete elektrische Verbindungen wie etwa Leiterbahnen und/oder Drahtverbindungen mit dem organischen optoelektronischen Bauelement verschaltet ist.
Weiterhin kann es auch möglich sein, das zumindest eine organische Licht emittierende Element und das zumindest eine organische Licht detektierende Element getrennt voneinander zu verschalten. Hierzu kann das zumindest eine organische Licht emittierende Element mit einem elektronischen Bauelement in Form einer Strom- und/oder Spannungsquelle verbunden sein, während das zumindest eine organische Licht detektierende Element mit einem elektronischen Bauelement in Form eines Strom- und/oder Spannungs- und/oder Widerstandsmessgerät verbunden ist.
Die vorab und im Folgenden beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen gelten gleichermaßen für das organische optoelektronische Bauelement und das Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements.
Durch die monolithische Integration des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements, das beispielsweise denselben Schichtaufbau wie das zumindest eine organische Licht emittierende Element haben kann, auf einem bevorzugt kleinen, separierten Flächenbereich des gemeinsamen Substrats kann mit geringem Aufwand im hier beschriebenen organischen optoelektronischen Bauelement zusätzlich zum zumindest einen organischen Licht emittierenden Element ein Sensorelement integriert werden. Je nach Stärke des auf das organische Licht detektierende Element einfallenden Lichts, das durch denjenigen Teil des vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element erzeugten Lichts gebildet wird, der intern im optoelektronischen Bauelement vom Licht emittierenden zum Licht detektierenden Element geleitet wird, wird ein elektrisch messbares Signal wie etwa eine Fotospannung, ein Fotostrom oder eine Widerstandsänderung erzeugt, das betragsmäßig umso höher ausfällt je höher die einfallende Lichtstärke ist. Das elektrisch messbare Signal des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements kann in einer elektronischen Schaltung weiter verarbeitet werden, die durch ein externes elektronisches Bauelement gebildet werden kann oder die als monolithisches Element einen Teil des organischen optoelektronischen Bauelements bilden kann. Durch die elektronische Schaltung kann wiederum das organische Licht emittierende Element so gesteuert werden, dass die Leuchtstärke am Ort des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements konstant gehalten werden kann. Die Fläche des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements kann so angepasst werden, dass im Betrieb ein ausreichend stabiles elektrisch messbares Signal erzeugt werden kann, ohne dass aufgrund instabiler Rückkopplung eine Instabilität der Lichtquelle, also des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements, hervorgerufen wird.
Bei dem hier beschriebenen organischen optoelektronischen Bauelement kann es mit Vorteil möglich sein, eine exakte automatische Nachregelung der abgestrahlten Lichtintensität des organischen Licht emittierenden Elements ohne einen externen Sensor zu erreichen, was insbesondere den Schaltungsaufwand im Vergleich zu bekannten Lösungen erheblich reduzieren kann. Insbesondere wird die Leuchtdiode am Entstehungsort des Lichtes unabhängig von Alterungseigenschaften der Lichtquelle automatisch konstant gehalten, wobei beispielsweise ausgenutzt werden kann, dass das zumindest eine organische Licht detektierende Element deutlich langsamer altert als das zumindest eine organische Licht emittierende Element, da insbesondere die organischen Materialien des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements weniger belastet, insbesondere weniger thermisch belastet, werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zumindest eine der zwei nicht-transparenten Schichten durch eine nicht-transparente Abdeckschicht gebildet. Die nicht-transparente Abdeckschicht kann beispielsweise einen nicht-transparenten Kunststoff oder ein nicht-transparentes Metall, beispielsweise Aluminium oder ein anderes weiter unten beispielsweise in Verbindung mit Elektroden beschriebenes Metall, aufweisen oder daraus sein. Besonders bevorzugt kann eine der zwei nicht-transparenten Schichten durch eine nicht-transparente Abdeckschicht gebildet werden, die auf einer der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht abgewandten Seite des gemeinsamen Substrats angeordnet ist. Die nicht-transparente Abdeckschicht kann in diesem Fall den Flächenbereich abdecken, auf dem sich auf der gegenüber liegenden Substratseite das zumindest eine organische Licht detektierende Element befindet. Weiterhin ist es auch möglich, zwischen dem Substrat und der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht als nicht-transparente Schicht eine nicht-transparente Abdeckschicht anzuordnen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine der zwei nicht-transparenten Schichten durch das gemeinsame Substrat gebildet. Hierzu kann das gemeinsame Substrat zumindest im Bereich des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements ein nicht-transparentes Material, beispielsweise einen nicht-transparenten Kunststoff und/oder ein nicht-transparentes Metall, aufweisen. Ist das zumindest eine organische Licht emittierende Element als so genannter Top-Emitter ausgebildet und strahlt Licht in die dem Substrat abgewandte Richtung ab, kann auch das gesamte gemeinsame Substrat nicht-transparent ausgebildet sein. Beispielsweise kann das gemeinsame Substrat bereichsweise oder über die gesamte Fläche eine Metallschicht, beispielsweise eine Stahlfolie, aufweisen oder daraus sein. Weiterhin sind auch Graphit oder Graphen denkbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zumindest eine der nicht-transparenten Schichten durch eine Elektrode des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements gebildet. Besonders bevorzugt kann eine als nicht-transparente Schicht ausgebildete Elektrode auf der dem gemeinsamen Substrat abgewandten Seite der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das zumindest eine Licht detektierende Element auch zwischen der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht und dem gemeinsamen Substrat eine Elektrode aufweisen, die als nicht-transparente Schicht ausgebildet ist. Eine als nicht-transparente Schicht ausgebildete Elektrode kann insbesondere ein nicht-transparentes Metall, also ein Metall mit einer ausreichenden Dicke, aufweisen. Hierzu kommen alle üblichen für Elektroden verwendbaren Metalle und Metallverbindungen wie etwa die weiter unten beschriebenen in Frage, sofern diese eine nicht-transparente Schicht bilden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine der zwei nicht-transparenten Schichten durch zumindest einen Teil einer Verkapselung und/oder einer Abdeckung gebildet, die vom gemeinsamen Substrat aus gesehen über der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht des zumindest einen Licht detektierenden Elements angeordnet ist. Hierzu kann eine Verkapselung und/oder eine Abdeckung vorgesehen sein, wie weiter unten beschrieben ist, die zumindest eine Schicht aufweist, die aus einem nicht-transparenten Material zumindest im Bereich des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements gebildet ist. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass auf der der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht abgewandten Seite einer Verkapselung und/oder einer Abdeckung eine nicht-transparente Abdeckschicht wie vorab beschrieben aufgebracht ist, die eine der zwei nicht-transparenten Schichten bildet.
Weiterhin sind auch Kombinationen der vorab genannten Möglichkeiten für die zwei nicht-transparenten Schichten möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das organische optoelektronische Bauelement eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen auf. Dies bedeutet, dass auf dem gemeinsamen Substrat eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen angeordnet ist. Insbesondere sind die Mehrzahl der organischen Licht detektierenden Elemente und das zumindest eine organische Licht emittierende Element auf derselben Seite des gemeinsamen Substrats angeordnet. Jedes der Mehrzahl der organischen Licht detektierenden Elemente weist bevorzugt zumindest eine organische Licht detektierende Schicht auf, die zwischen zwei nicht-transparenten Schichten angeordnet ist, die die jeweilige zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vor Umgebungslicht abschatten. Die jeweiligen nicht-transparenten Schichten können gleich oder verschieden für die einzelnen organischen Licht detektierenden Elemente ausgebildet sein. Durch eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen kann beispielsweise an verschiedenen Positionen des organischen optoelektronischen Bauelements intern geleitetes Licht detektiert werden. Hierdurch kann es beispielsweise möglich sein, die Gleichmäßigkeit eines als Flächenlichtquelle ausgebildeten organischen optoelektronischen Bauelements zu vermessen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf dem gemeinsamen Substrat eine Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen angeordnet. Insbesondere sind die Mehrzahl der organischen Licht emittierenden Elemente und das zumindest eine organische Licht detektierende Element oder auch eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen alle auf derselben Seite des gemeinsamen Substrats angeordnet. Die organischen Licht emittierenden Elemente der Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen können beispielsweise getrennt voneinander regelbar sein, so dass sich die einzelnen organischen Licht emittierenden Elemente beispielsweise unabhängig voneinander zu- oder abschalten lassen können. Weiterhin kann jedem von zumindest zwei der Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen jeweils zumindest ein organisches Licht detektierendes Element in Bezug auf die Steuerung zugeordnet sein. Hierdurch kann es möglich sein, dass die durch die Gesamtheit der organischen Licht emittierenden Elemente gebildete Leuchtfläche des organischen optoelektronischen Bauelements in durch die organischen Licht emittierenden Elemente gebildete funktionelle Bereiche unterteilt wird, die unabhängig voneinander geregelt und mit Hilfe der organischen Licht detektierenden Elemente im Hinblick auf die jeweils abgestrahlte Lichtleistung gesteuert werden können.
Dass einem organischen Licht emittierenden Element ein organisches Licht detektierendes Element zugeordnet ist, bedeutet insbesondere, dass das Licht detektierende Element und das Licht emittierende Element im Hinblick auf die Helligkeitsregelung des Licht emittierenden Elements eine funktionale Einheit bilden. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass das organische Licht detektierende Element dem zugeordneten organischen Licht emittierenden Element im Vergleich zu weiteren organischen Licht emittierenden Elementen am nächsten liegt.
Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform weist das organische optoelektronische Bauelement eine Verkapselung auf dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und/oder auf dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element auf. Die Verkapselung kann beispielsweise durch eine so genannte Dünnfilmverkapselung gebildet sein, die zumindest eine oder mehrere dünne Schichten aufweist, die mittels eines Abscheideverfahrens, bevorzugt mittels eines chemischen Gasphasenabscheideverfahrens und/oder eines Atomlagenabscheideverfahrens, auf dem organischen Licht emittierenden Element und/oder auf dem organischen Licht detektierenden Element aufgebracht ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Verkapselung beispielsweise auch einen Glasdeckel aufweisen, der über dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und/oder über dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element auf dem gemeinsamen Substrat aufgeklebt ist. Weiterhin kann die Verkapselung auch eine Kavitätsverkapselung, also einen Deckel mit einer Vertiefung über den organischen Elementen, aufweisen, die mittels Kleben, Löten, Glaslöten, Bonden oder einer anderen geeigneten Methode aufgebracht ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das zumindest eine organische Licht emittierende Element und das zumindest eine organische Licht detektierende Element mit einer gemeinsamen Verkapselung verkapselt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass eine Verkapselung auf dem organischen Licht emittierenden Element und dem organischen Licht detektierenden Element aufgebracht ist, die sich zusammenhängend zumindest über beide Elemente erstreckt. Weiterhin kann zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element eine elektrische Isolatorschicht direkt auf dem Substrat angeordnet sein, die von der gemeinsamen Verkapselung bedeckt ist. Die elektrische Isolatorschicht direkt auf dem Substrat kann insbesondere dazu vorgesehen sein, das organische Licht emittierende Element elektrisch vom organischen Licht detektierenden Element elektrisch zu isolieren und/oder eine direkte Einstrahlung von Licht vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element zum zumindest einen organischen Licht detektierenden Element zu verhindern, so dass in diesem Fall Licht vom organischen Licht emittierenden Element zum Licht detektierenden Element hauptsächlich oder auch ausschließlich beispielsweise durch eine interne Lichtleitung durch das gemeinsame Substrat und/oder durch eine andere Licht leitende Schicht erreicht wird.
Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, dass keine elektrische Isolatorschicht zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element vorhanden ist. In diesem Fall kann beispielsweise eine direkte Einstrahlung von Licht vom organischen Licht emittierenden Element auf das organische Licht detektierende Element möglich sein. Im Fall einer gemeinsamen Verkapselung, insbesondere einer gemeinsamen Dünnfilmverkapselung, kann dies auch bedeuten, dass zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element die Verkapselung direkt auf dem Substrat angeordnet ist und somit zwischen den beiden Elementen mit dem gemeinsamen Substrat in unmittelbarem Kontakt steht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht emittierende Element mit einer ersten Verkapselung und das zumindest eine organische Licht detektierende Element mit einer zweiten von der ersten Verkapselung getrennt aufgebrachten Verkapselung verkapselt. Das kann insbesondere bedeuten, dass ein Zwischenraum zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element frei von einer Verkapselung ist. Weiterhin kann zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element eine elektrische Isolatorschicht angeordnet sein, die in lateraler Richtung gesehen zwischen der ersten und zweiten Verkapselung angeordnet ist. Mit anderen Worten kann dies bedeuten, dass die elektrische Isolatorschicht, die bevorzugt zur elektrischen und/oder optischen Isolation des organischen Licht emittierenden Elements vom organischen Licht detektierenden Element vorgesehen ist, von keiner Verkapselung bedeckt ist und damit frei von Verkapselungsmaterial ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf der Abstrahlseite des organischen optoelektronischen Bauelements eine Auskoppelschicht angeordnet, die beispielsweise als Streuschicht ausgebildet ist und eine Lichtauskopplung des im zumindest einen organischen Licht emittierenden Element erzeugten Lichts aus dem organischen optoelektronischen Bauelement erleichtert. Die Auskoppelschicht kann beispielsweise auf der dem organischen Licht emittierende Element und der dem organischen Licht detektierenden Element abgewandten Seite des Substrats angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Auskoppelschicht auch als interne Streuschicht bzw. Auskoppelschicht zwischen dem gemeinsamen Substrat und dem organischen Licht emittierenden Element angeordnet sein. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass eine Auskoppelschicht zusätzlich oder alternativ auf der dem Substrat gegenüber liegenden Seite des organischen Licht emittierenden Elements angeordnet ist.
Das hier beschriebene organische optoelektronische Bauelement kann im Vergleich zu herkömmlichen organischen Flächenstrahlern ohne erheblichen Mehraufwand und ohne erhebliche Mehrkosten bevorzugt durch eine unveränderte Prozessführung bei der Herstellung herstellbar sein. Durch die Integration des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements auf dem gemeinsamen Substrat zusammen mit dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element kann durch eine geeignete Regelung im Betrieb eine genaue Anpassung der Strahlungsleistung des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements, das insbesondere als Flächenlichtelement ausgebildet sein kann, an interne Bedingungen wie etwa eine Änderung der Leuchtdichte des organischen Licht emittierenden Elements erfolgen, was im Betrieb beispielsweise zu einer Energieeinsparung führen kann. Insbesondere ist eine konstante Beleuchtungsleistung am Ort des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements beziehungsweise am Ort des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements möglich. Durch eine automatisierte elektronische Schaltung, die als monolithisches elektronisches Bauelement oder als externes elektronisches Bauelement mit einer Strom- und/oder Spannungsquelle ausgeführt sein kann, die durch das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element erzeugte elektrisch messbare Signal das zumindest eine organische Licht emittierende Element steuern kann, kann eine effiziente Nachjustage der Beleuchtung möglich sein.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines organischen Licht emittierenden Elements gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2A und 2B schematische Darstellungen eines organischen optoelektronischen Bauelements und der Lichtverhältnisse bei einem organischen optoelektronischen Bauelement gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
3 bis 8B schematische Darstellungen von organischen optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
9A bis 12K schematische Darstellungen von organischen optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
13 und 14 schematische Darstellungen von organischen optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen und
15A bis 16B Messungen mit organischen optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In 1 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der prinzipielle Aufbau eines organischen Licht emittierenden Elements 100 gezeigt, das als organische Licht emittierende Diode (OLED) ausgebildet ist.
Das organische Licht emittierende Element 100, das im Folgenden auch als OLED 100 bezeichnet sein kann, weist ein Substrat 101 auf, auf dem zwischen Elektroden 102 und 104 ein organischer funktioneller Schichtenstapel 103 mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht angeordnet ist. Zumindest eine der Elektroden 102, 104 ist transparent ausgebildet, so dass im Betrieb der OLED 100 im organischen funktionellen Schichtenstapel 103 erzeugtes Licht durch die zumindest eine transparente Elektrode gestrahlt werden kann.
In der in 1 gezeigten OLED 100 ist das Substrat 101 transparent ausgeführt, beispielsweise in Form einer Glasplatte oder Glasschicht. Alternativ hierzu kann das Substrat 101 beispielsweise auch einen transparenten Kunststoff oder ein Glas-Kunststoff-Laminat aufweisen.
Die auf dem Substrat 101 aufgebrachte Elektrode 102 ist ebenfalls transparent ausgebildet und weist beispielsweise ein transparentes leitendes Oxid auf. Transparente leitende Oxide („transparent conductive oxide“, TCO) sind transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid und Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂ oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n-dotiert sein. Weiterhin kann eine transparente Elektrode beispielsweise auch ein transparentes Metall, metallische Netzstrukturen bzw. leitende Netzwerke, beispielsweise mit oder aus Silber, und/oder Graphen bzw. kohlenstoffhaltige Schichten oder eine Kombination der genannten transparenten Materialien aufweisen.
Die weitere Elektrode 104 auf dem organischen funktionellen Schichtenstapel 103 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel reflektierend ausgebildet und weist ein Metall auf, das ausgewählt sein kann aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Kalzium und Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen und Legierungen damit. Insbesondere kann die Elektrode 104 Ag, Al oder Legierungen oder Schichtstapel mit diesen aufweisen, beispielsweise Ag/Mg, Ag/Ca, Mg/Al oder auch Mo/Al/Mo oder Cr/Al/Cr. Alternativ oder zusätzlich kann die Elektrode 104 auch ein oben genanntes TCO-Material oder einen Schichtenstapel mit zumindest einem TCO und zumindest einem Metall aufweisen. Weiterhin sind auch Graphit oder Graphen denkbar.
Die untere Elektrode 102 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Anode ausgebildet, während die obere Elektrode 104 als Kathode ausgebildet ist. Bei entsprechender Materialwahl ist aber auch ein hinsichtlich der Polarität umgekehrter Aufbau möglich.
Die Elektroden 102, 104 sind bevorzugt großflächig und zusammenhängend ausgebildet, so dass das organische Licht emittierende Element 100 als Leuchtquelle, insbesondere als Flächenlichtquelle, ausgeformt ist. „Großflächig“ kann dabei bedeuten, dass das organische Licht emittierende Element 100 eine Fläche von größer oder gleich einigen Quadratmillimetern, bevorzugt größer oder gleich einem Quadratzentimeter und besonders bevorzugt größer oder gleich einem Quadratdezimeter aufweist. Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, das zumindest eine der Elektroden 102, 104 des organischen Licht emittierenden Elements 100, zwischen denen sich der organische funktionelle Schichtenstapel 103 befindet, strukturiert ausgebildet ist, wodurch mittels des organischen Licht emittierten Elements 100 ein räumlich und/oder zeitlich strukturierter und/oder veränderbar Leuchteindruck, beispielsweise für strukturierte Beleuchtung oder für eine Anzeigevorrichtung, ermöglicht werden kann.
Zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden 102 und 104 können, wie in 1 gezeigt ist, auch Elektrodenanschlussstücke 105 vorgesehen sein, die unter der weiter unten beschriebenen Verkapselung 107 hindurch von den Elektroden 102, 104 nach außen reichen. Die als elektrische Kontaktzuführungen ausgebildeten Elektrodenanschlussstücke 105 können je nach Abstrahlrichtung der OLED 100 transparent oder nicht-transparent ausgebildet sein und beispielsweise ein TCO und/oder ein Metall aufweisen oder daraus sein. Beispielsweise können die Elektrodenanschlusstücke 105 durch eine Metallschicht oder einen Metallschichtstapel gebildet sein, beispielsweise Mo/Al/Mo, Cr/Al/Cr oder Al.
Der organische funktionelle Schichtenstapel 103 kann zusätzlich zur zumindest einen organischen Licht emittierenden Schicht weitere organische Schichten aufweisen, beispielsweise eine oder mehrere ausgewählt aus einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Elektronenblockierschicht, einer Löcherblockierschicht, einer Elektronentransportschicht, einer Elektroneninjektionsschicht und einer ladungserzeugenden Schicht („charge generation layer“, CGL), die geeignet sind, Löcher bzw. Elektronen zur organischen Licht emittierenden Schicht zu leiten bzw. den jeweiligen Transport zu blockieren. Die Schichten des organischen funktionellen Schichtstapels 103 können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules“) oder Kombinationen daraus aufweisen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der organische funktionelle Schichtenstapel 103 eine funktionelle Schicht aufweist, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist, um eine effektive Löcherinjektion in die organische Licht emittierende Schicht zu ermöglichen. Als Materialien für eine Lochtransportschicht können sich beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, leitendes Polyanilin oder Polyethylendioxythiophen als vorteilhaft erweisen. Als Materialien für die Licht emittierende Schicht eignen sich elektrolumineszierende Materialien, die eine Strahlungsemission aufgrund von Fluoreszenz oder Phosphoreszenz aufweisen, beispielsweise Polyfluoren, Polythiophen oder Polyphenylen oder Derivate, Verbindungen, Mischungen oder Copolymere davon.
Weiterhin können, wie in 1 gezeigt ist, Isolatorschichten 106 vorhanden sein, beispielsweise mit oder aus Polyimid, die beispielsweise die Elektroden 102, 104 gegeneinander elektrisch isolieren können. Je nach Ausgestaltung der einzelnen Schichten der OLED 100 müssen Isolatorschichten 106 auch nicht zwingend erforderlich sein und können nicht vorhanden sein, etwa bei entsprechenden Maskenprozessen zur Aufbringung der Schichten.
Über dem organischen funktionellen Schichtenstapel 103 und den Elektroden 102, 104 ist eine Verkapselung 107 zum Schutz des organischen funktionelle Schichtenstapels 103 und der Elektroden 102, 104 angeordnet. Die Verkapselung 107 ist dabei besonders bevorzugt als Dünnfilmverkapselung ausgeführt.
Unter einer als Dünnfilmverkapselung ausgebildeten Verkapselung wird vorliegend eine Vorrichtung verstanden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff und/oder gegenüber weiteren schädigenden Substanzen wie etwa korrosiven Gasen, beispielsweise Schwefelwasserstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Dünnfilmverkapselung derart ausgebildet, dass sie von atmosphärischen Stoffen höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann. Diese Barrierewirkung wird bei der Dünnfilmverkapselung im Wesentlichen durch als dünne Schichten ausgeführte Barriereschichten und/oder Passivierungsschichten erzeugt, die Teil der Verkapselung sind. Die Schichten der Verkapselung weisen in der Regel eine Dicke von kleiner oder gleich einigen 100 nm auf.
Insbesondere kann die Dünnfilmverkapselung dünne Schichten aufweisen oder aus diesen bestehen, die für die Barrierewirkung der Verkapselung verantwortlich sind. Die dünnen Schichten können beispielsweise mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens („atomic layer deposition“, ALD) oder Moleküllagenabscheideverfahrens („molecular layer deposition“, MLD) aufgebracht werden. Geeignete Materialien für die Schichten der Verkapselungsanordnung sind beispielsweise Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid, Tantaloxid. Bevorzugt weist die Verkapselung eine Schichtenfolge mit einer Mehrzahl der dünnen Schichten auf, die jeweils eine Dicke zwischen einer Atomlage und einigen 100 nm aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich zu mittels ALD oder MLD hergestellten dünnen Schichten kann die Verkapselung zumindest eine oder eine Mehrzahl weiterer Schichten, also insbesondere Barriereschichten und/oder Passivierungsschichten, aufweisen, die durch thermisches Aufdampfen oder mittels eines plasmagestützten Prozesses, etwa Sputtern, chemischer Gasphasenabscheidung („chemical vapor deposition“, CVD) oder plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung („plasma-enhanced chemical vapor deposition“, PECVD), abgeschieden werden. Geeignete Materialien dafür können die vorab genannten Materialien sowie Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Aluminiumoxid sowie Mischungen und Legierungen der genannten Materialien sein. Die eine oder die mehreren weiteren Schichten können beispielsweise jeweils eine Dicke zwischen 1 nm und 5 µm und bevorzugt zwischen 1 nm und 400 nm aufweisen, wobei die Grenzen eingeschlossen sind.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Dünnfilmverkapselung kann die Verkapselung 107 auch einen Glasdeckel aufweisen, der beispielsweise in Form eines Glassubstrats mit einer Kavität mittels einer Klebstoffschicht auf dem Substrat 101 aufgeklebt wird. In die Kavität kann weiterhin ein Feuchtigkeit absorbierender Stoff (Getter), beispielsweise aus Zeolith, eingeklebt sein, um Feuchtigkeit, Sauerstoff oder andere schädigenden Gase, die durch den Klebstoff eindringen können, zu binden. Weiterhin kann auch die Klebstoffschicht zur Befestigung des Deckels auf dem Substrat selbst absorbierend für schädigende Substanzen sein und/oder es können Klebstoffschichtstrukturen vorhanden sein.
Weiterhin kann vom Substrat 101 aus gesehen auf der Verkapselung 107, wie in 1 gezeigt ist, eine mittels einer Klebstoffschicht 108 aufgeklebte Abdeckung 109 angeordnet sein. Die Abdeckung 109, die im Hinblick auf ihre Anordnung im Vergleich zum Substrat 101 auch als „Superstrat“ bezeichnet werden kann, kann beispielsweise durch eine Glasschicht oder Glasplatte oder auch einen Kunststoff, ein Metall oder eine Kombination oder ein Laminat der genannten Materialien gebildet sein und insbesondere in Verbindung mit einer als Dünnfilmverkapselung ausgebildeten Verkapselung 107 als mechanischer Schutz, insbesondere als Katzschutz, dienen, ohne dass die Abdeckung 109 selbst verkapselnd wirken muss. Alternativ oder zusätzlich kann auf der Verkapselung 107 auch ein Schutzlack, beispielsweise in Form eines Sprühlacks, aufgebracht sein.
Die OLED 100 ist aufgrund des transparenten Substrats 101 und der transparenten unteren Elektrode 102 als sogenannter Bottom-Emitter ausgeführt und strahlt im Betrieb Licht durch die transparente Elektrode 102 und das transparente Substrat 101 ab. Zur Verbesserung der Lichtauskopplung kann, wie in 1 gezeigt ist, auf der dem organischen funktionellen Schichtenstapel 103 abgewandten Seite des Substrats 101 eine optische Auskoppelschicht 110 angeordnet sein, die beispielsweise als Streuschicht mit Streupartikeln in einer transparenten Matrix und/oder mit einer Licht streuenden Oberflächenstruktur ausgebildet ist. Es kann auch eine Auskoppelschicht beispielsweise zwischen dem Substrat 101 und der unteren, auf dem Substrat 101 angeordneten Elektrode 102 oder zwischen anderen funktionellen Schichten in Form einer internen Auskoppelschicht angeordnet sein.
Alternativ zur beschriebenen Bottom-Emitter-Konfiguration kann auch die dem Substrat 101 abgewandt angeordnete obere Elektrode 104 transparent ausgebildet sein, um das im Betrieb im organischen funktionellen Schichtenstapel 103 erzeugte Licht durch die obere Elektrode 104 in eine dem Substrat 101 abgewandte Richtung abzustrahlen. In diesem Fall ist die OLED 100 als sogenannter Top-Emitter ausgebildet. Die zwischen dem Substrat 101 und dem organischen funktionellen Schichtenstapel 103 angeordnete untere Elektrode 102 kann, sofern keine Lichtabstrahlung durch das Substrat 101 erwünscht ist, auch reflektierend ausgebildet sein. Ebenso kann in diesem Fall das Substrat 101 ein nicht-transparentes Material, beispielsweise ein nicht-transparentes Glas, einen nicht-transparenten Kunststoff, ein Metall oder Kombinationen hieraus, aufweisen. Zusätzlich zur oberen Elektrode 104 sind in der Top-Emitter-Konfiguration auch die Verkapselung 107 und, sofern vorhanden, auch die Klebstoffschicht 108 und die Abdeckung 109 transparent ausgebildet. Weiterhin kann in diesem Fall eine Auskoppelschicht über der oberen Elektrode 104 angeordnet sein, beispielsweise auf der Abdeckung 109 oder zwischen der Abdeckung 109 und der Verkapselung 107.
Weiterhin kann die OLED 100 auch gleichzeitig als Bottom-Emitter und als Top-Emitter und damit bevorzugt als transparente OLED ausgebildet sein und eine Kombination der jeweils in Verbindung mit der Bottom- und Top-Emitter-Konfiguration genannten Merkmalen aufweisen.
Im Hinblick auf weitere Merkmale des organischen Licht emittierenden Elements 100, beispielsweise im Hinblick auf den Aufbau, die Schichtzusammensetzung und die Materialien des organischen funktionellen Schichtenstapels, der Elektroden und der Verkapselung, wird auf die Druckschrift WO 2010/066245 A1 verwiesen, die in Bezug auf den Aufbau eines organischen Licht emittierenden Bauelements und auch im Hinblick auf Modifikationen und Variationen des in 1 gezeigten organischen Licht emittierenden Elements hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die im Folgenden gezeigten Ausführungsbeispiele weisen jeweils ein organisches Licht emittierendes Element 100 auf, das gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 ausgebildet sein oder das Modifikationen oder Variationen zu diesem aufweisen kann. Insbesondere sind die in 1 gezeigten Merkmale des prinzipiellen Aufbaus des organischen Licht emittierenden Elements 100 nicht einschränkend für die nachfolgenden Ausführungsbeispiele zu verstehen.
In 2A ist ein organisches optoelektronisches Bauelement gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt, das neben einem organischen Licht emittierenden Element 100 ein organisches Licht detektierendes Element 200 aufweist. Das organische Licht detektierende Element 200 ist zusammen mit dem organischen Licht emittierenden Element 100 auf dem Substrat 101 angeordnet, sodass das Substrat 101 ein gemeinsames Substrat für das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 bildet. Insbesondere sind das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 auf derselben Seite des gemeinsamen Substrats 101 in lateral benachbarten Flächenbereichen angeordnet.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das organische Licht detektierende Element 200 als organische Fotodiode ausgebildet und einsetzbar. Das organische Licht detektierende Element 200 weist einen organischen funktionellen Schichtenstapel 203 zwischen zwei Elektroden 202, 204 auf, wobei der organische funktionelle Schichtenstapel 203 zumindest eine organische Licht detektierende Schicht aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht als pn-Übergang zur Erzeugung von Ladungsträgern ausgebildet.
Insbesondere weist das organische Licht detektierende Element 200 im gezeigten Ausführungsbeispiel im Hinblick auf die Elektroden 202, 204 und den organischen funktionellen Schichtenstapel 203 denselben Aufbau wie das organische Licht emittierende Element 100 im Hinblick auf die Elektroden 102, 104 und den organischen funktionellen Schichtenstapel 103 auf und kann invers zum organischen Licht emittierenden Element 100, also mit entgegengesetzter elektrischer Polung, betrieben werden. Dadurch kann die Fertigung des gezeigten organischen optoelektronischen Bauelements im Vergleich zu einem ausschließlich Licht emittierenden Bauelement keine oder nur geringe Mehrkosten verursachen. Alternativ hierzu kann das organische Licht detektierende Element 200 im Vergleich zum organischen Licht emittierenden Element 100 andere Materialien und/oder andere Schichtaufbauten im Hinblick auf die Elektroden 202, 204 und/oder den organischen funktionellen Schichtenstapel 203 aufweisen.
Die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht des organischen Licht detektierenden Elements 200 ist weiterhin zwischen zwei nicht-transparenten Schichten 211 angeordnet. Eine der zwei nicht-transparenten Schichten 211, die vom gemeinsamen Substrat 101 aus gesehen über dem organischen funktionellen Schichtenstapel 203 angeordnet ist, wird durch die obere Elektrode 204 gebildet, die ein nicht-transparentes Material aufweist, beispielsweise ein oben im Zusammenhang mit den Elektroden 102, 104 beschriebenes Metall wie etwa Aluminium, Silber und/oder Magnesium. Die andere der zwei nicht-transparenten Schichten 211 wird durch eine nicht-transparente Abdeckschicht 201 gebildet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel auf der dem organischen funktionellen Schichtenstapel 203 abgewandten Seite des gemeinsamen Substrats 101 angeordnet ist und ein nicht-transparentes Metall und/oder einen nicht-transparenten Kunststoff aufweist. Die nicht-transparenten Schichten 211 sind, wie im Zusammenhang mit 2B näher erläutert ist, dazu vorgesehen und eingerichtet, die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht des organischen Licht detektierenden Elements 200 vor Umgebungslicht abzuschatten.
Das organische optoelektronische Bauelement weist weiterhin eine Verkapselung 107 auf, die als Dünnfilmverkapselung ausgebildet ist und die eine gemeinsame Verkapselung für das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 bildet. Mit anderen Worten erstreckt sich die Verkapselung 107 großflächig und zusammenhängend über die funktionellen Schichten des organischen Licht emittierenden Elements 100 und des organischen Licht detektierenden Elements 200. Auf der gemeinsamen Verkapselung 107 ist eine gemeinsame Abdeckung 109 mittels einer Klebeschicht 108 befestigt.
Weiterhin sind Elektrodenanschlusstücke 205 vorhanden, die der elektrischen Kontaktierung der Elektroden 202, 204 dienen und die wie die Elektrodenanschlusstücke 105 des organischen Licht emittierenden Elements 100 ausgebildet sein können. Die Elektrodenanschlussstücke 105, 205 erstrecken sich von den Elementen 100, 200 aus der Verkapselung 107 heraus, sodass die Elemente 100, 200 von außen kontaktierbar sind.
Zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 ist direkt auf dem Substrat 101 eine elektrische Isolatorschicht 112 angeordnet, die von der gemeinsamen Verkapselung 107 bedeckt ist. Die elektrische Isolatorschicht 112, die beispielsweise Polyimid oder ein anderes elektrisch isolierendes Material aufweisen oder daraus sein kann, dient der elektrischen Isolation des organischen Licht detektierenden Elements 200 vom organischen Licht emittierenden Element 100, sodass die Elektrodenanschlussstücke 105, 205 der Elemente 100, 200 auch in einem geringen Abstand voneinander auf dem gemeinsamen Substrat 101 angeordnet werden können, ohne dass es zu einem elektrischen Übersprechen zwischen den Elementen 100, 200 kommt.
In 2B sind für das organische optoelektronische Bauelement der 2A die Lichtverhältnisse im Betrieb angedeutet. In 2B wie auch in den nachfolgenden Figuren sind die Bezugszeichen der einzelnen Schichten und Teile des jeweils gezeigten organischen optoelektronischen Bauelements der Übersichtlichkeit halber hauptsächlich nur im Hinblick auf Unterschiede zu den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen eingezeichnet.
Das organische Licht emittierende Element 100 der 2A und 2B und damit das gezeigte organische optoelektronische Bauelement ist im gezeigten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft als Bottom-Emitter ausgebildet und strahlt im Betrieb Licht 1 durch das gemeinsame Substrat und die zwischen dem organischen funktionellen Schichtenstapel und dem gemeinsamen Substrat angeordnete transparent ausgebildete Elektrode ab. Die Substratseite des organischen optoelektronischen Bauelements bildet somit die Abstrahlseite.
Durch das transparente Substrat wird ein Teil des vom organischen Licht emittierenden Element 100 erzeugten Lichts aufgrund von Streuung und Wellenleitungseffekten intern im organischen optoelektronischen Bauelement zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleitet, wie durch das Bezugszeichen 2 angedeutet ist. Weiterhin kann es je nach Ausbildung der Elektroden, Isolatorschichten und übrigen Schichten und Elemente alternativ oder zusätzlich auch möglich sein, dass Licht in anderen Schichten intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleitet wird, beispielsweise durch die gemeinsame Verkapselung. Durch eine gezielte Anpassung des Abstands zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 und hierbei insbesondere im Hinblick auf eine Absorption im gemeinsamen Substrat, durch eine geeignete Anordnung einer oder mehrerer Auskoppelschichten auf einer oder beiden Seiten des gemeinsamen Substrats, durch eine geeignete Materialwahl im Hinblick auf die Elektroden, die Isolatorschichten und die Verkapselung, beispielsweise im Hinblick auf einen geeigneten Brechungsindex zur Einstellung der Totalreflexion im Substrat oder der Abdeckung, sowie durch geeignete, zumindest stellenweise nicht-transparente Substratmaterialien, insbesondere beispielsweise bei einer Ausbildung des organischen Licht emittierenden Elements 100 als Top-Emitter, kann der Anteil des intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleiteten Lichts 2 gezielt eingestellt werden.
Weist das organische Licht detektierende Element 200 wie im Ausführungsbeispiel der 2A und 2B zwischen der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht und dem gemeinsamen Substrat 101 eine Elektrode 202 auf, so ist diese im Fall einer Lichtleitung im Substrat 101 ebenfalls transparent ausgebildet oder weist zumindest einen lichtdurchlässigen Bereich auf. Dies kann auch bedeuten, dass die Elektrode 202 beispielsweise als Ringkontakt ausgebildet ist. Als „Ringkontakt“ wird hier und im Folgenden jede Form einer Elektrode bezeichnet, die eine von Elektrodenmaterial in lateraler Richtung gänzlich oder auch nur teilweise umschlossene Öffnung aufweist. Insbesondere kann auch eine beispielsweise U-förmige Elektrode unter den Begriff Ringkontakt fallen.
Wie in 2B weiter gezeigt ist, kann auch Umgebungslicht 3, 4 auf das organische optoelektronische Bauelement eingestrahlt werden. Das Umgebungslicht kann je nach Anordnung und Ausbildung des organischen optoelektronischen Bauelements auf der Substratseite, angedeutet durch die Bezugszeichen 3, und/oder auf der Seite der Abdeckung, angedeutet durch die Bezugszeichen 4, auf das organische optoelektronische Bauelement eingestrahlt werden. Das Umgebungslicht 3, 4 kann beispielsweise Licht von anderen natürlichen oder künstlichen Lichtquellen oder auch Licht 1 des organischen optoelektronischen Bauelements sein, das durch externe Reflexion von außen auf das organische optoelektronische Bauelement zurückgeworfen wird.
Durch die in Verbindung mit 2A beschriebenen nicht-transparenten Schichten 211, die im gezeigten Ausführungsbeispiel durch die nicht-transparente Abdeckschicht 201 auf der Substratseite und durch die obere Elektrode 204 auf der dem Substrat gegenüber liegenden Seite der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht des organischen Licht detektierenden Elements gebildet werden, kann eine Abschattung vor Umgebungslicht 3, 4 im Bereich des organischen Licht detektierenden Elements und damit eine Abschattung der organischen Licht detektierenden Schicht erreicht werden. Insbesondere können die nicht-transparenten Schichten 211 zumindest zu 90% und besonders bevorzugt zumindest zu 99% oder sogar größer oder gleich 99,9% undurchlässig für denjenigen Teil des Umgebungslichts sein, der dem Absorptionsspektrum der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht entspricht. Dadurch kann der Einfluss des Umgebungslichts 3, 4 auf das elektrisch messbare Signal des organischen Licht detektierenden Elements, also beispielsweise eine Fotospannung im Falle einer organischen Fotodiode als organisches Licht detektierendes Element, verringert oder sogar ganz verhindert werden.
In den 15A bis 16B ist beispielhaft die Auswirkung der nicht-transparenten Schichten auf das Signal des organischen Licht detektierenden Elements gezeigt, wobei die horizontalen Achsen jeweils die am organischen Licht emittierenden Element angelegte Spannung U_OLED (in beispielhaften Einheiten), während die vertikalen Achsen die vom als organische Fotodiode ausgebildeten organischen Licht detektierenden Element gemessene Fotospannung U_PD (in jeweils beispielhaften Einheiten) von Testaufbauten für organische optoelektronische Bauelemente zeigen. Die verwendeten Testaufbauten wiesen organische Licht detektierende Elemente mit einem Durchmesser von etwa 4 mm auf und die Laborbeleuchtung bildete eine externe Leuchtquelle und damit eine externe Störgröße. Die 15A und 16A zeigen lineare Darstellungen, die 15B und 16B logarithmische Darstellungen.
Die 15A und 15B zeigen das Signal des organischen Licht detektierenden Elements eines organischen optoelektronischen Bauelements für den Fall, dass die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht des organischen Licht detektierenden Elements nicht zwischen zwei nicht-transparenten Schichten angeordnet ist, während die 16A und 16B das entsprechende Signal für ein hier beschriebenes organisches optoelektronisches Bauelement mit einem organischen Licht detektierenden Element zeigen, bei dem die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht zwischen zwei nicht-transparenten Schichten angeordnet ist. Der Vergleich zwischen den Messkurven zeigt, dass im Falle des hier beschriebene organischen optoelektronischen Bauelements aufgrund der Abschattung durch die nicht-transparenten Schichten die externen Einflüsse durch die Laborbeleuchtung im Sensorsignal nicht sichtbar sind und somit wirkungsvoll verringert werden können, was beispielsweise aus dem steileren Verlauf der Ausgleichsgeraden in 16B im Vergleich zur Ausgleichsgeraden in 15B hervorgeht.
Anstelle der nicht-transparenten Abdeckschicht 201 im Ausführungsbeispiel der 2A und 2B kann als nicht-transparente Schicht 211 auf der Substratseite beispielsweise auch eine nicht-transparente Elektrode 202 oder ein Substrat 101 verwendet werden, das im Bereich des organischen Licht detektierenden Elements 200 nicht-transparent ist. Ist das organische Licht emittierende Element 100 als Top-Emitter ausgebildet, kann auch das gesamte gemeinsame Substrat 101 nicht-transparent ausgebildet sein. Hierzu kann das Substrat 101 beispielsweise durch eine Metallfolie gebildet sein oder eine Metallfolie aufweisen. Die interne Lichtleitung des Lichts 2 erfolgt in diesem Fall dann durch vom Substrat 101 verschiedene Schichten, beispielsweise die Verkapselung 107 und/oder die Abdeckschicht 109. Anstelle einer nicht-transparenten Elektrode 204 als zweite nicht-transparente Schicht kann auch eine zusätzliche nicht-transparente Abdeckschicht auf der Abdeckschicht 109, auf der Verkapselung 107 oder zwischen der Elektrode 204 und der Verkapselung 107 vorgesehen sein. Weiterhin kann auch die Verkapselung 107 und/oder die Abdeckung 109 als nicht-transparente Schicht 211 zumindest im Bereich des organischen Licht detektierenden Elements 200 ausgebildet sein.
In den folgenden Ausführungsbeispielen sind Variationen und Modifikationen des organischen optoelektronischen Bauelements gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2A und 2B gezeigt, die unter anderem Variationsmöglichkeiten im Aufbau und zur Lichtdetektion aufweisen. Variiert werden können beispielsweise die Art des organischen Licht detektierenden Elements im Hinblick auf den Aufbau und die Funktionsweise und/oder die elektrische Beschaltung, die Anzahl der organischen Licht detektierenden Elemente, die Lage eines oder mehrerer organischer Licht detektierender Elemente in Bezug auf die Leuchtfläche des organischen Licht emittierenden Elements, die Detektionsfläche des organischen Licht detektierenden Elements beispielsweise in Bezug auf eine Anpassung an das organische Licht emittierende Element in Geometrie, Stapel und/oder Beschaltung, der Abstand zwischen dem organischen Licht detektierenden Element und dem organischen Licht emittierende Element, die Anordnung und Anzahl einer oder mehrerer Auskoppelschichten und/oder die Wellenleitereigenschaften im Substrat oder der übrigen Schichtstruktur und damit die Signalübertragung zwischen dem organischen Licht emittierenden Element und dem organischen Licht detektierenden Element.
In 3 ist ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, das im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der 2A und 2B zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 einen Zwischenraum 113 anstelle einer elektrischen Isolatorschicht 112 aufweist. Die gemeinsame Verkapselung reicht in diesem Ausführungsbeispiel zwischen den Elementen 100, 200 bis zum gemeinsamen Substrat. Hierdurch kann beispielsweise intern im organischen optoelektronischen Bauelement Licht durch die Verkapslung vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleitet werden.
In 4A ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, das rein beispielhaft im Vergleich zum Ausführungsbeispiel gemäß den 2A und 2B keine gemeinsame Verkapselung mit einer gemeinsamen Abdeckung aufweist. Insbesondere weist das organische Licht emittierende Element 100 eine erste Verkapselung 107 auf, während das organische Licht detektierenden Element 200 eine zweite Verkapselung 208 aufweist, die von der ersten Verkapselung 107 getrennt aufgebracht ist, sodass das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 unabhängig voneinander verkapselt sind. Zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 kann, wie in 4A gezeigt ist, eine elektrische Isolatorschicht 112 vorgesehen sein, die von keiner der Verkapselungen 107, 208 bedeckt ist.
Die Verkapselungen 107, 208 können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein und insbesondere in der Materialwahl, den optischen Eigenschaften und den Verkapselungseigenschaften an die jeweiligen Erfordernisse des organischen Licht emittierenden Elements 100 und des organischen Licht detektierenden Elements 200 angepasst sein. Auf den Verkapselungen 107, 208 ist jeweils eine Abdeckung 109, 210 mittels einer jeweiligen Klebstoffschicht 108, 209 aufgebracht, die beispielsweise wie die gemeinsame Abdeckung 109 gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen ausgeführt sein können. Es kann jedoch auch möglich sein, dass beispielsweise die Verkapselung 208 und/oder die Abdeckung 210 des organischen Licht detektierenden Elements 200 als nicht-transparente Schicht ausgebildet sind, während die Verkapselung 107 und die Abdeckung 109 je nach gewünschten Eigenschaften des organischen Licht emittierenden Elements 100 unabhängig vom organischen Licht detektierenden Element 200 transparent oder nicht-transparent ausgebildet sein können.
In 4B ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, das im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel keine elektrische Isolatorschicht 112 zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 sondern einen Zwischenraum 113 aufweist.
Durch eine getrennte Verkapselung 107, 208 gemäß den Ausführungsbeispielen der 4A und 4B für das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 kann beispielsweise das vom organischen Licht emittierenden Element 100 auf das organische Licht detektierende Element 200 durch Streuung und/oder Wellenleitung intern geleitete, beispielsweise direkt eingestrahlte, Licht beeinflusst werden. Weiterhin kann im Zwischenraum zwischen den Verkapselungen 107, 208 eine elektrische Kontaktierung der Elemente 100, 200 erfolgen, wie weiter unten in Verbindung mit den 13 und 14 gezeigt ist.
Die in Verbindung mit den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen organischen optoelektronischen Bauelemente können anstelle der dort gezeigten durchgehenden gemeinsamen Verkapselung 107 auch getrennte Verkapselungen 107, 208 für die Elemente 100, 200 aufweisen.
In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, das im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen anstelle eines als organische Fotodiode ausgebildeten organischen Licht detektierenden Bauelements 200 ein organisches Licht detektierendes Element 200 aufweist, das als organischer Fotoleiter mit einem organischen fotoleitenden Material 207 ausgebildet ist, das bei Einstrahlung von Licht elektrische Ladungen erzeugt.
Fotoleitende organische Materialien können beispielsweise wie im gezeigten Ausführungsbeispiel einschichtig auf einer elektrisch leitenden Schicht ausgebildet sein, beispielsweise auf einer Elektrode oder auf den in 5 gezeigten Elektrodenanschlusstücken 205 auch ohne zusätzliche Elektrode. Beispielsweise kann das organische fotoleitende Material 207 auf einem PVK-TNF-Charge-Transfer-Komplex (PVK: Polyvinylcarbazol, TNF: 2,4,7-Trinitro-9-Fluorenon) basieren. Weiterhin kann das organische fotoleitende Material 207 beispielsweise auch zweischichtig in Form einer organischen Ladungsträger erzeugenden Schicht und einer organischen Ladungsträger transportierenden Schicht ausgebildet sein. Als organische Ladungsträger erzeugende Materialien kommen beispielsweise (Di-)Azo-Farbstoffe, Squarain-Derivate und Phthalocyanine in Frage, als organische Ladungsträger leitende Materialien beispielsweise Arylamine, Oxadiazole, TPD(N,N’-Bis(3-methylphenyl)-N,N’-bis(phenyl)-benzidin) und NPB(N,N’-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N’-bis(phenyl)-benzidin). Darüber hinaus kann ein als organischer Fotoleiter ausgebildetes organisches Licht detektierend Element 200 denselben Aufbau wie das organische Licht emittierende Element 100 aufweisen, wobei hier die Sperrschichteigenschaften des zumindest einen pn-Übergangs der organischen aktiven Schicht in den funktionellen Schichtenstapeln ausgenutzt werden kann.
Zur Abschattung des als Fotoleiter ausgebildeten organischen Licht detektierenden Elements 200 können als nicht-transparente Schichten beispielsweise die in 5 gezeigte nicht-transparente Abdeckschicht 201 auf dem Substrat sowie zumindest im Bereich des organischen Licht detektierenden Elements 200 die Verkapselung und/oder die Abdeckung vorgesehen sein. Weiterhin kann beispielsweise auch auf der dem Substrat abgewandten Seite der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht eine weitere nicht-transparente Abdeckschicht vorgesehen sein. Zur Verhinderung der Einstrahlung von Umgebungslicht auf das organische fotoleitende Material 207 können somit alternativ oder zusätzlich nicht-transparente Isolatorschichten, elektrisch isolierte Metallschichten, nicht-transparente Materialien für die Verkapselung und/oder eine nicht-transparente Abdeckung, beispielsweise eine nicht-transparente Glasabdeckung, vorgesehen sein.
Je nach Materialien und Aufbau des organischen Licht detektierenden Elements 200 kann dieses auch gleichzeitig als Fotoleiter und Fotodiode aufgebaut sein. Ein solches organisches Licht detektierendes Element 200 kann mit einer elektrischen Vorspannung als Fotodiode und ohne elektrische Vorspannung als Fotoleiter einsetzbar sein.
Weiterhin kann je nach Materialien und Aufbau auch der elektrische Widerstand des organischen Licht detektierenden Elements 200 gemessen werden, so dass das organische Licht detektierende Element 200 als organischer Fotowiderstand ausgebildet und einsetzbar sein kann. Beispielsweise kann das organische Licht detektierende Element 200 hierzu eine organische funktionelle Schicht basierend auf Pentacen aufweisen.
In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen der Abstand 114 zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 reduziert ist. Durch eine Variation des Abstands 114, beispielsweise durch die gezeigte Abstandsverringerung oder auch eine Abstandsvergrößerung, kann je nach Anwendungsfall der Anteil des intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleiteten Lichts beeinflusst werden.
In den 7A und 7B sind weitere Ausführungsbeispiele gezeigt, bei denen die Auskoppelschicht 110 im Vergleich zu den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen variiert ist.
Im Ausführungsbeispiel gemäß der 7A erstreckt sich die Auskoppelschicht 110 im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen über einen geringeren Flächenanteil des gemeinsamen Substrats 101 und weist somit eine von den vorherigen Ausführungsbeispielen verschiedene laterale Ausdehnung auf, wodurch beispielsweise der Anteil des intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleiteten Lichts variiert werden kann.
Im Ausführungsbeispiel gemäß der 7B ist die Auskoppelschicht 110 auf der den organischen funktionellen Schichtenstapeln zugewandten Seite des gemeinsamen Substrats 101 angeordnet, wodurch sich ebenfalls eine Beeinflussung des intern geleiteten Lichts ergeben kann.
Alternativ zu den gezeigten Ausführungsbeispielen kann auch keine Auskoppelschicht vorhanden sein. Ist das organische optoelektronische Bauelement und insbesondere das organische Licht emittierende Element 100 anstelle eines Bottom-Emitters als Top-Emitter oder als transparente OLED ausgebildet, können eine oder mehrere Auskoppelschichten in den beschriebenen Varianten auch auf der dem Substrat abgewandten Seite, also beispielsweise auf der Verkapselung, angeordnet sein. Insbesondere können eine oder mehrere Auskoppelschichten extern, also auf einer Außenseite, oder intern, also zwischen anderen Schichten des organischen optoelektronischen Bauelements, angeordnet sein.
In den 8A und 8B sind weitere Ausführungsbeispiele für organische optoelektronische Bauelemente gezeigt, bei denen im Vergleich zu den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen keine Isolatorschichten 106, 206, 112 vorhanden sind. Hierdurch kann, wie bereits in Verbindung mit 3 in Bezug auf den Zwischenraum 113 anstelle einer Isolatorschicht 112 beschrieben ist, der Anteil des intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleiteten Lichts beeinflusst werden, das je nach Lage, Geometrie und Materialauswahl der oberen Elektrode 204 intern im organischen optoelektronischen Bauelement beispielsweise auch direkt vom organischen Licht emittierenden Element 100 auf das organische Licht detektierende Element 200 eingestrahlt werden kann. Insbesondere ist zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 in den 8A und 8B lediglich ein Zwischenraum 113 vorhanden, der von der gemeinsamen Verkapselung überdeckt wird. Die Elektroden 102, 104 und 202, 204 sind beispielsweise durch geeignete Maskenprozesse bei der Herstellung derart ausgebildet, dass sich auch ohne Isolatorschichten 106, 206 und die damit partiell offenen organischen Schichten keine Kurzschlüsse ergeben.
In den 9A bis 12K sind in Aufsichten auf die Abstrahlseite des organischen optoelektronischen Bauelements Variationsmöglichkeiten für die Anordnung, die Anzahl und die Lage von organischen Licht detektierenden Elementen 200 in Bezug zu einem oder mehreren Licht emittierenden Elementen 100 gemäß mehreren Ausführungsbeispielen gezeigt, wobei der Übersichtlichkeit halber lediglich die Positionen der organischen Licht emittierenden Elemente 100 und der organischen Licht detektierenden Elemente 200 ohne genaue Darstellung der Leuchtfläche und der Kontaktzuführungen angedeutet sind. Im Falle einer Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen 200 in den folgenden Ausführungsbeispielen weist jedes der organischen Licht detektierenden Elemente 200 zumindest eine organische Licht detektierende Schicht auf, die zwischen zwei nicht-transparenten Schichten angeordnet ist, die die jeweilige zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vor Umgebungslicht abschatten. Die jeweiligen nicht-transparenten Schichten können gleich oder verschieden für die einzelnen organischen Licht detektierenden Elemente 200 ausgebildet sein.
Wie in 9A gezeigt ist, kann sich beispielsweise ein organisches Licht detektierendes Element 200 in einer Ecke oder allgemeiner in einem Randbereich eines organischen Licht emittierenden Elements 100 befinden, wodurch eine möglichst geringe Beeinflussung der Leuchtfläche des organischen optoelektronischen Bauelements erreicht werden kann. Wie in den 9B und 9C gezeigt ist, können auch mehrere organische Licht detektierende Elemente 200 vorhanden sein, beispielsweise in zwei Ecken oder in allen vier Ecken des organischen Licht emittierenden Elements 100.
Darüber hinaus ist es auch möglich, wie in den 9D und 9E gezeigt ist, dass zusätzlich zu Randbereichen ein organisches Licht detektierendes Element 200 auch innerhalb der durch das organische Licht emittierende Element 100 gebildeten Leuchtfläche angeordnet ist, wobei zusätzlich, wie in 9D gezeigt ist, in den Randbereichen und insbesondere in den Ecken des organischen Licht emittierenden Elements 100 organische Licht detektierende Elemente 200 vorhanden sein können oder auch, wie in 9E gezeigt ist, nur innerhalb der Leuchtfläche des organischen Licht emittierenden Elements 100 ein organisches Licht detektierendes Element 200 vorhanden sein kann.
Wie in 9F gezeigt ist, kann beispielsweise auch eine gesamte Randseite eines organischen Licht emittierenden Elements 100 mit einer Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen 200 versehen sein.
Durch eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen 200 kann beispielsweise auch eine Vermessung der Gleichmäßigkeit der Leuchtfläche des organischen Licht emittierenden Elements 100 möglich sein.
In den 10A bis 12K sind weitere Ausführungsbeispiele für die Anordnung, die Anzahl und die geometrische Ausgestaltung von einem oder mehreren Licht emittierenden Elementen 100 und einem oder mehreren Licht detektierenden Elementen 200 gezeigt.
Wie in 10A gezeigt ist, kann beispielsweise im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen der 9A bis 9F die Größe des organischen Licht detektierenden Elements 200 variiert werden. Wie in 10B gezeigt ist, kann auch die Größe und die Form des Licht emittierenden Elements 100 variiert werden und beispielsweise im Vergleich zu den bisher gezeigten quadratischen Formen auch eine rechteckige oder auch eine andere Form aufweisen. Wie in 10C gezeigt ist, kann sich ein organisches Licht detektierendes Element 200 auch zusammenhängend über eine gesamte Randseite eines organischen Licht emittierenden Bauelements 100 erstrecken. Wie in den 10D und 10E gezeigt ist, kann ein organisches Licht detektierendes Element 200 beispielsweise in einem vom organischen Licht emittierenden Element 100 umschlossenen Bereich angeordnet sein oder ein Licht emittierendes Element 100 in zwei Bereiche unterteilen.
Weiterhin ist es auch möglich, dass, wie in den 11A und 11B gezeigt ist, eine Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen 100 vorgesehen ist, wobei ein organisches Licht detektierendes Element 200 beabstandet zur Mehrzahl der organischen Licht emittierenden Elemente 100 oder auch unmittelbar einem der organischen Licht emittierenden Elemente 100 zugeordnet sein kann. Im Ausführungsbeispiel der 11C ist im Gegensatz dazu jedem der Mehrzahl der Licht emittierenden Elemente 100 ein organisches Licht detektierendes Element 200 zugeordnet, während gemäß dem Ausführungsbeispiel der 11D ein organisches Licht detektierendes Element 200 vorgesehen ist, das im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen eine größere Fläche einnimmt und allen der Mehrzahl der Licht emittierenden Elemente 100 zugeordnet ist.
Wie in den 12A bis 12K gezeigt ist, können die organischen Licht emittierenden Elemente 100 und/oder die organischen Licht detektierenden Elemente 200 auch eine von einer eckigen Form abweichende Formen, beispielsweise eine kreisrunde, eine elliptische oder eine beliebige andere Form sowie eine beliebige andere relative Anordnung und Größe zueinander aufweisen.
Insbesondere sind die in den 9A bis 12K gezeigten Ausführungsbeispiele je nach Anwendung des organischen optoelektronischen Bauelements beliebig miteinander kombinierbar.
In den 13 und 14 sind organische optoelektronische Bauelemente gemäß weiteren Ausführungsbeispielen gezeigt, die elektronische Bauelemente zur elektrischen Verschaltungen des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements 100 und des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements 200 aufweisen.
Rein beispielhaft und zur erleichterten Darstellung der elektrischen Kontaktierungsmöglichkeiten sind in den 13 und 14 organischen optoelektronischen Bauelemente gemäß dem Ausführungsbeispiel der 4B mit getrennten Verkapselungen gezeigt. Die in den 13 und 14 gezeigten Verschaltungsmöglichkeiten sind auch mit den übrigen Ausführungsbeispielen kombinierbar.
Im Ausführungsbeispiel der 13 ist als elektronisches Bauelement eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 vorgesehen, die das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element 200 bereitgestellte elektrisch messbare Signal misst, das durch das intern im organischen optoelektronischen Bauelement vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleitete Licht erzeugt wird, und das zumindest eine organische Licht emittierende Element 100 in Abhängigkeit der Messung regelt. Das in 13 gezeigte Ausführungsbeispiel ermöglicht insbesondere die Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb eines organischen optoelektronischen Bauelements, bei dem eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 vorgesehen ist, die das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element 200 detektierte Licht, das intern im organischen optoelektronischen Bauelement vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element 100 zum zumindest einen organischen Licht detektierenden Element 200 geleitetes Licht aufweist, misst und das zumindest eine organische Licht emittierende Element 100 in Abhängigkeit der Messung regelt. Die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 kann beispielsweise mit regelbaren Strom- und/oder Spannungsamplituden, einem Pulsweitenmodulationsverfahren und/oder eine Pulsfrequenzmodulationsverfahren arbeiten.
Die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 kann, wie in 13 gezeigt ist, ein externes elektronisches Bauelement sein, das über geeignete Drahtverbindungen oder Leitungsbahnen mit den Elementen 100, 200 verschaltet ist. Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle zumindest teilweise in das organische optoelektronische Bauelement zu integrieren, beispielsweise durch Integration in das gemeinsame Substrat oder durch Anordnung auf dem gemeinsamen Substrat. Mit anderen Worten kann die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 als monolithische elektronische Schaltung beispielsweise im Substrat oder in zusätzlichen funktionellen Schichten auf dem Substrat vorgesehen sein. Die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 kann Voreinstellungsmöglichkeiten aufweisen, über die beispielsweise eine gewünschte Helligkeit in Abhängigkeit des Umgebungslichts des optoelektronischen Bauelements eingestellt werden kann.
In 14 ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, das anstelle einer regelbaren Strom- und/oder Spannungsquelle 300, die das vom organischen Licht detektierenden Element 200 bereitgestellte Messsignal in ein Steuersignal für das organische Licht emittierende Element 100 umwandelt, eine von einem Strom- und/oder Spannungsmessgerät 302 separate Strom- und/oder Spannungsquelle 301 aufweist, die einen Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements ohne direkte Rückkopplung ermöglichen, wobei das Signal des organischen Licht detektierenden Elements 200 lediglich gemessen wird.
Die im Zusammenhang mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit mit den einzelnen Figuren beschrieben sind. Weiterhin können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weitere oder alternative Merkmale gemäß der allgemeinen Beschreibung aufweisen.
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
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 Patentliteratur

WO 2010/066245 A1 [0079]

Claims

Organisches optoelektronisches Bauelement, aufweisend – zumindest ein organisches Licht emittierendes Element (100), das einen organischen funktionellen Schichtenstapel (103) mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht zwischen zwei Elektroden (102, 104) aufweist, und – zumindest ein organisches Licht detektierendes Element (200), das zumindest eine organische Licht detektierende Schicht aufweist und das mit dem organischen Licht emittierenden Element (100) auf einem gemeinsamen Substrat (101) in lateral benachbarten Flächenbereichen angeordnet ist, wobei die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht zwischen zwei nicht-transparenten Schichten (211) angeordnet ist, die die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vor Umgebungslicht (3, 4) abschatten.
Bauelement nach Anspruch 1, wobei zumindest eine der zwei nicht-transparenten Schichten (211) durch eine nicht-transparente Abdeckschicht (201) gebildet wird, die auf einer der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht abgewandten Seite des gemeinsamen Substrats (101) angeordnet ist.
Bauelement nach Anspruch 1, wobei eine der zwei nicht-transparenten Schichten (211) durch das gemeinsame Substrat (101) gebildet wird.
Bauelement nach Anspruch 3, wobei das gemeinsame Substrat (101) eine Metallschicht aufweist.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest eine der nicht-transparenten Schichten (211) durch eine Elektrode (202, 204) des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements (200) gebildet wird.
Bauelement nach Anspruch 5, wobei die als nicht-transparente Schicht (211) ausgebildete Elektrode (204) auf der dem gemeinsamen Substrat (101) abgewandten Seite der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht angeordnet ist.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine der zwei nicht-transparenten Schichten (211) durch zumindest einen Teil einer Verkapselung (107, 208) und/oder einer Abdeckung (109, 210) gebildet wird, die vom gemeinsamen Substrat (101) aus gesehen über der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht des zumindest einen Licht detektierenden Elements (200) angeordnet ist.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das gemeinsame Substrat (101) einen Lichtleiter bildet, der Licht (2) vom zumindest einen Licht emittierenden Element (100) intern im optoelektronischen Bauelement zum zumindest einen Licht detektierenden Element (200) leitet.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Betrieb in der zumindest einen Licht emittierenden Schicht des zumindest einen Licht emittierenden Elements (100) erzeugtes Licht (2) intern im optoelektronischen Bauelement direkt auf die zumindest eine Licht detektierende Schicht des zumindest einen Licht detektierenden Elements (200) eingestrahlt wird.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine organische Licht detektierende Element (200) als organische Fotodiode, als organischer Fotoleiter und/oder als organischer Fotowiderstand ausgebildet ist.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf dem gemeinsamen Substrat (101) eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen (200) angeordnet ist, wobei jedes der Mehrzahl der organischen Licht detektierenden Elemente (200) zumindest eine organische Licht detektierende Schicht aufweist, die zwischen zwei nicht-transparenten Schichten (211) angeordnet ist, die die jeweilige zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vor Umgebungslicht (3, 4) abschatten.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf dem gemeinsamen Substrat (101) eine Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen (100) angeordnet ist.
Bauelement nach Anspruch 12, wobei zumindest zweien der Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen (100) jeweils zumindest ein organisches Licht detektierendes Element (200) zugeordnet ist.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine organische Licht emittierende Element (100) und das zumindest eine organische Licht detektierende Element (200) mit einer gemeinsamen Verkapselung (107) verkapselt sind.
Bauelement nach Anspruch 14, wobei zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element (100) und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element (200) eine elektrische Isolatorschicht (112) direkt auf dem Substrat (101) und von der gemeinsamen Verkapselung bedeckt (107) angeordnet ist.
Bauelement nach Anspruch 14, wobei zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element (103) und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element (200) die Verkapselung (107) direkt auf dem Substrat (101) angeordnet ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das zumindest eine organische Licht emittierende Element (100) mit einer ersten Verkapselung (107) und das zumindest eine organische Licht detektierende Element (200) mit einer zweiten von der ersten Verkapselung (107) getrennt aufgebrachten Verkapselung (208) verkapselt sind.
Bauelement nach Anspruch 17, wobei zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element (100) und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element (200) eine elektrische Isolatorschicht (112) angeordnet ist, die in lateraler Richtung zwischen der ersten und zweiten Verkapselung (107, 208) angeordnet ist.
Verfahren zum Betrieb eines organischen optoelektronischen Bauelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle (300) vorgesehen ist, die das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element (200) detektierte Licht, das intern im optoelektronischen Bauelement vom zumindest einen Licht emittierenden Element (100) zum zumindest eine Licht detektierende Element (200) geleitetes Licht (2) aufweist, misst und das zumindest eine organische Licht emittierende Element (100) in Abhängigkeit der Messung regelt.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle (300) zumindest teilweise in das organische optoelektronische Bauelement integriert ist.