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Es wird eine optoelektronische Anordnung und ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung angegeben.
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Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine optoelektronische Anordnung anzugeben, die kosteneffizient, materialsparend und zeitsparend herstellbar ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine optoelektronische Anordnung anzugeben, die eine mechanische und elektrisch stabile Kontaktierung aufweist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung weist diese ein organisches optoelektronisches Bauelement mit einem Kontaktstift auf.
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Das organische optoelektronische Bauelement ist insbesondere zur Emission oder Absorption von elektromagnetischer Strahlung geeignet. Beispielsweise kann das organische optoelektronische Bauelement als eine organische Leuchtdiode (OLED) ausgebildet sein.
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Der Kontaktstift umfasst insbesondere ein elektrisch leitendes Material oder ist zumindest stellenweise durch ein elektrisch isolierendes Material gebildet. Der Kontaktstift kann insbesondere zur elektrischen Kontaktierung des organischen optoelektronischen Bauelements ausgebildet sein. Der Kontaktstift steht mit elektrischen Anschlussstellen des organischen optoelektronischen Bauelements in elektrischem Kontakt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Kontaktstifts weist der Kontaktstift eine Mantelfläche auf. Der Kontaktstift kann insbesondere eine Bodenfläche und eine Deckfläche umfassen, wobei die Mantelfläche die Bodenfläche und die Deckfläche miteinander verbindet. Die Ausbildung der Mantelfläche kann dabei durch die geometrische Form der Deckfläche und der Bodenfläche vorgegeben sein. Beispielsweise kann die Bodenfläche und die Deckfläche des Kontaktstifts eine runde Form aufweisen, sodass die Mantelfläche, welche die Bodenfläche und die Deckfläche miteinander verbindet, einen Zylindermantel beschreibt beziehungsweise als Zylindermantel ausgebildet ist.
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Der Kontaktstift weist eine Haupterstreckungsrichtung auf. Unter "Haupterstreckungsrichtung" versteht man im vorliegenden Zusammenhang eine Richtung der größten Ausdehnung des Kontaktstifts.
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Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Kontaktstift um einen Pin, der unterschiedliche dreidimensionale geometrische Formen aufweisen kann, aber in Haupterstreckungsrichtung länglich ausgebildet ist. Die Querschnittsform des Kontaktstifts kann rund, hexagonal, rechteckig, viereckig und/oder elliptisch ausgebildet sein. Dabei ist die homogene Ausbildung einer dreidimensionalen geometrischen Form nicht zwingend erforderlich. Das heißt, dass der Kontaktstift beispielsweise eine Deckfläche und eine Bodenfläche aufweist, wobei der Durchmesser der Bodenfläche von dem Durchmesser der Deckfläche verschieden ist. Die dann durch die Mantelfläche verbundene Bodenfläche und Deckfläche beschreibt zum Beispiel einen stumpfen Kegel.
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Die Mantelfläche ist zum Beispiel strukturiert, aufgeraut und/oder segmentiert ausgebildet. Ferner kann die Mantelfläche des Kontaktstifts zumindest stellenweise Rillen, Riefen und/oder Rastnasen aufweisen. Die auf der Mantelfläche des Kontaktstifts ausgebildeten Strukturen können insbesondere durch zusätzliche Oberflächen vergrößernde Elemente – beispielsweise Noppen und/oder Lamellen – ausgebildet sein. Ferner kann der Kontaktstift als T-förmiger Pin ausgebildet sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung umfasst diese einen Anschlussträger, der eine Kontaktstelle mit einer Öffnung aufweist. Der Anschlussträger kann als Leiterplatte, Metallkernplatine und/oder Trägerrahmen (Leadframe) ausgebildet sein. Ebenso ist denkbar, dass der Anschlussträger flexibel und beispielsweise als Folie ausgebildet ist. Der Anschlussträger kann mit einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise einem Metall, und einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem duro- oder thermoplastischen oder auch einem keramischen Material, gebildet sein. Ist der Anschlussträger stellenweise mit einem elektrisch isolierenden Material gebildet, so kann der Anschlussträger an einer Montagefläche und/oder einer der Montagefläche gegenüberliegenden Bodenfläche elektrisch leitende Anschlussstellen und/oder Leiterbahnen aufweisen.
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Die Kontaktstelle kann auf dem Anschlussträger insbesondere elektrisch kontaktiert sein. Die elektrische Kontaktierung kann formschlüssig und/oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Unter "einer stoffschlüssigen Verbindung" wird im vorliegenden Zusammenhang insbesondere das Verbinden der Kontaktstelle an den Anschlussträger mittels Löten, Schweißen und/oder Kleben verstanden. Unter einer "formschlüssigen Verbindung" wird insbesondere eine Steck-/Schraubmontage verstanden. Die Kontaktstelle umfasst zumindest stellenweise ein elektrisch leitendes Material oder ist aus einem elektrisch leitenden Material gebildet. Die Kontaktstelle umfasst insbesondere ein federndes Material, welches nicht zu duktil ausgebildet sein sollte. Beispielsweise ist ein Einsatz von Federstahl und/oder Bronze denkbar. Ferner kommen elektrisch leitende Materialien in Frage, die gleichzeitig formstabil und/oder federnde Eigenschaften aufweisen.
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Neben den formschlüssigen oder mechanischen Verbindungsmethoden können auch weitere Verfahren zum Einsatz kommen, die zur mechanisch stabilen Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Anschlussträger und der Kontaktstelle geeignet sind.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Kontaktstelle weist diese eine Öffnung auf. Insbesondere mittels eines materialabtragenden Verfahrens, beispielsweise Ritzen, Stanzen und/oder Eingravieren, wird eine Vor-Öffnung innerhalb einer Querschnittsfläche der Kontaktstelle ausgebildet. Durch ein beispielsweises Durchdringen der Vor-Öffnung mittels des Kontaktstifts bildet sich dann die Öffnung in der Kontaktstelle aus.
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Die Öffnung der Kontaktstelle ist insbesondere dazu vorgesehen, eine mechanische und elektrische Kontaktierung mit dem Kontaktstift herzustellen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung durchdringt der Kontaktstift die Kontaktstelle durch die Öffnung in der Haupterstreckungsrichtung. Das heißt, dass der Kontaktstift in die Kontaktstelle aufgesteckt, eingeschoben und/oder durchgestoßen ist. Der Kontaktstift kommt dabei mit seiner Mantelfläche zumindest stellenweise mit der Kontaktstelle in direkten Kontakt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung sind der Kontaktstift und die Kontaktstelle verbindungsmittelfrei mechanisch miteinander verbunden. Mit anderen Worten sind keine weiteren stabilisierenden Verfahren, beispielsweise Löten, erforderlich, um die mechanisch stabile Verbindung zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktstelle zusätzlich zu stabilisieren. Das heißt, dass der Kontaktstift an der Kontaktstelle aufgrund der Reibungskräfte gehalten wird.
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Ferner können sich die beschriebenen Oberflächenstrukturen der Mantelfläche des Kontaktstifts in der Kontaktfläche verhaken, sodass ein Herausziehen des Kontaktstifts in einer der Haupterstreckungsrichtung entgegengesetzten Richtung nicht ohne Weiteres möglich ist. Beispielsweise ist ein erhöhter Kraftaufwand oder der Einsatz von Hilfsmitteln erforderlich.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung steht die Mantelfläche des Kontaktstifts und die Kontaktstelle in zumindest zwei voneinander beabstandeten und elektrisch leitend miteinander verbundenen kontaktierten Bereichen der Mantelfläche in direktem Kontakt miteinander. Die Mantelfläche des Kontaktstifts bildet mit der Kontaktstelle zumindest zwei Kontaktpunkte, die zur Ausbildung der stabilen mechanischen und elektrischen Kontaktierung ausreichen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung weist diese ein organisches optoelektronisches Bauelement mit einem Kontaktstift auf, der eine Mantelfläche und eine Haupterstreckungsrichtung aufweist. Die optoelektronische Anordnung umfasst ferner einen Anschlussträger, der eine Kontaktstelle mit einer Öffnung aufweist, wobei der Kontaktstift die Kontaktstelle durch die Öffnung in der Haupterstreckungsrichtung durchdringt, der Kontaktstift und die Kontaktstelle verbindungsmittelfrei mechanisch miteinander verbunden sind und die Mantelfläche des Kontaktstifts und die Kontaktstelle in zumindest zwei voneinander beabstandeten und elektrisch leitend miteinander verbundenen kontaktierten Bereichen der Mantelfläche in direktem Kontakt miteinander stehen.
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Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung der optoelektronischen Anordnung beschrieben. Beispielsweise kann eine hier beschriebene optoelektronische Anordnung mittels des Verfahrens hergestellt werden. Das heißt, die für das hier beschriebene Verfahren aufgeführten Merkmale sind auch für eine hier beschriebene optoelektronische Anordnung offenbart und umgekehrt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der optoelektronischen Anordnung wird das optoelektronische Bauelement mit dem Kontaktstift, der die Mantelfläche und die Haupterstreckungsrichtung aufweist, bereitgestellt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der optoelektronischen Anordnung wird der Anschlussträger mit der Kontaktstelle bereitgestellt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform zur Herstellung der optoelektronischen Anordnung wird die Vor-Öffnung in der Kontaktstelle ausgebildet. Zur Ausbildung der Vor-Öffnung in der Kontaktstelle können beispielsweise materialabtragende und/oder materialprägende Verfahren zum Einsatz kommen. Die Querschnittsform der Vor-Öffnung ist nicht an den Kontaktstift angepasst. Die Vor-Öffnung kann ein einfaches Muster beziehungsweise eine einfache Umrandung nach Art eines Schlitzes, Kreuzes und/oder Sterns aufweisen. Die Vor-Öffnung kann insbesondere als formgebende Basis einer sich auf ihr ausbildenden Öffnung beschrieben werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Vor-Öffnung mit dem Kontaktstift in Richtung der Haupterstreckungsrichtung des Kontaktstifts durchdrungen und dabei die Vor-Öffnung zu der Öffnung der Kontaktstelle aufgeweitet. Beispielsweise ist die Vor-Öffnung als Schlitz in der Kontaktstelle ausgebildet. Der Schlitz weist eine Breite auf, die im Vergleich zur Querschnittsform des Kontaktstifts um ein Vielfaches kleiner ausgebildet sein kann. Insbesondere weist der Schlitz eine Breite auf, die im Vergleich zur Querschnittsform des Kontaktstifts signifikant kleiner sein muss. Während die Vor-Öffnung mit dem Kontaktstift durchdrungen wird, weitet sich Vor-Öffnung auf. Es bildet die Öffnung, die eine Querschnittsform aufweist, welche auf der der Vor-Öffnung basiert. Im vorliegenden Fall weitet sich der Schlitz der Kontaktstelle zu einem Spalt auf.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden nach dem Durchdringen die kontaktierten und die nichtkontaktierten Bereiche an der Mantelfläche des Kontaktstifts zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktstelle ausgebildet. Die sich ausbildenden kontaktierten und nichtkontaktierten Bereiche der Mantelfläche sind vor dem Durchdringen der Kontaktstelle mit dem Kontaktstift vorgegeben. Ist die Vor-Öffnung als Schlitz in der Kontaktstelle ausgebildet und der Kontaktstift weist eine runde Querschnittsform auf, so ist das sich Ausbilden von genau zwei Kontaktpunkten vordefiniert. Es bilden sich dabei insbesondere Reibungskräfte zwischen der Mantelfläche des Kontaktstifts und der Kontaktstelle aus, die ausreichen, um eine mechanische und elektrische Verbindung zu erhalten.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der optoelektronischen Anordnung wird das optoelektronische Bauelement mit dem Kontaktstift, der die Mantelfläche und die Haupterstreckungsrichtung aufweist, bereitgestellt. Ferner wird der Anschlussträger mit der Kontaktstelle bereitgestellt. In einem sich anschließenden Verfahrensschritt wird in der Kontaktstelle die Vor-Öffnung ausgebildet. Die ausgebildete Vor-Öffnung wird mit dem Kontaktstift in Richtung der Haupterstreckungsrichtung des Kontaktstifts durchdrungen und weitet dabei die Vor-Öffnung zu einer Öffnung der Kontaktstelle auf und es bilden sich die kontaktierten und die nichtkontaktierten Bereiche an der Mantelfläche des Kontaktstifts aus, wobei diese zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktstelle ausgebildet sind.
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Um eine optoelektronische Anordnung anzugeben, die eine vereinfachte und unkomplizierte elektrische und gleichzeitig mechanisch stabile Kontaktierung umfasst, macht die hier beschriebene Anordnung unter anderem von der Idee Gebrauch, die Kontaktstifte und/oder die Kontaktstellen nicht hinsichtlich ihrer Form beziehungsweise Querschnittsform aufeinander anzupassen. Es bilden sich dabei gezielt nach Durchdringen des Kontaktstifts durch die Kontaktstelle nur lokal ausgebildete Kontaktbereiche beziehungsweise Kontaktpunkte zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktstelle aus. Die sich ausbildenden Kontaktpunkte sind dazu geeignet, eine elektrische und gleichzeitig mechanisch stabile Kontaktierung zu gewährleisten. Des Weiteren kann durch die hier beschriebene Anordnung auf besonders einfache Weise die elektrische Kontaktierung eines organischen optoelektronischen Bauelements realisiert werden, die für sich alleine genommen lediglich Kontaktflächen aufweisen, die nicht lötbare Materialien – beispielsweise TCO (Transparent Conductive Oxides) – umfassen. Die zu den elektrischen Kontaktstellen ausgebildeten elektrischen Zuleitungen des organischen optoelektronischen Bauelements können hierbei besonders einfach durch die hier beschriebenen Kontaktstifte ausgestattet werden. Die Kontaktstifte können dann, ohne dass es einer genauen Justierung bedarf, in die Kontaktstellen aufgesteckt, eingeschoben und/oder durchgestoßen werden. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Kontaktierung ist, dass die Kontaktstifte und Kontaktstellen nach dem Zusammenstecken in Summe eine geringe Höhe aufweisen können.
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Die folgenden Ausführungsformen beziehen sich sowohl auf die hier beschriebene optoelektronische Anordnung als auch auf das hier beschriebene Verfahren.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind entlang einer geschlossenen Kurve, die in einer Ebene quer zur Haupterstreckungsrichtung angeordnet ist, auf der Mantelfläche des Kontaktstifts die kontaktierten Bereiche und zumindest ein unkontaktierter Bereich, in dem die Mantelfläche des Kontaktstifts nicht in direktem Kontakt mit der Mantelfläche steht, angeordnet. Mit anderen Worten steht der Kontaktstift mit der Außenfläche seiner Querschnittsform nur stellenweise mit der Kontaktstelle in direktem Kontakt. Ist die Öffnung der Kontaktstelle beispielsweise als Schlitz ausgebildet und der Kontaktstift weist eine runde Querschnittsform auf, so können sich beispielsweise genau zwei Kontaktbereiche auf der Mantelfläche des Kontaktstifts ausbilden. Die übrigen Bereiche der Mantelfläche des Kontaktstifts stehen dann mit keinem weiteren Bereich der Kontaktstelle in direktem Kontakt.
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Die unkontaktierten Bereiche der Mantelfläche des Kontaktstifts sind somit mit der Kontaktstelle nicht kontaktiert. Das heißt, die unkontaktierten Bereiche der Mantelfläche des Kontaktstifts sind frei von jeglicher mechanischen und elektrischen Kontaktierung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein zumindest stellenweise elektrisch leitendes Material der Kontaktstelle im Bereich der Öffnung in der Haupterstreckungsrichtung verbogen. Der Kontaktstift durchdringt in Richtung der Haupterstreckungsrichtung der Mantelfläche die Kontaktstelle durch die Öffnung. Dabei weist die Querschnittsfläche des Kontaktstifts quer zur Haupterstreckungsrichtung eine Fläche auf, die vor dem Durchdringen größer als die in der Kontaktstelle ausgebildete Vor-Öffnung ist. Bei dem Hineindrücken, Durchdringen und/oder Einschieben des Kontaktstifts in die Kontaktstelle entstehen dabei insbesondere Reibungskräfte, die ein sich Biegen, sich Formen und/oder sich Wölben des Materials der Kontaktstelle einleiten.
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Mit anderen Worten formt sich das Material der Kontaktstelle im Bereich der Vor-Öffnung insbesondere entsprechend der Querschnittsform des Kontaktstifts im Bereich der sich aus der Vor-Öffnung ausbildenden Öffnung an. Das elektrisch leitende Material der Kontaktstelle bildet dabei aufgrund ihrer materialspezifischen Beschaffenheit eine der Durchdringungsrichtung beziehungsweise Haupterstreckungsrichtung des Kontaktstifts entgegen gesetzte zumindest stellenweise ausgebildete Kraft aus, die insbesondere als Reibungskraft beschrieben werden kann. Die entstehenden Reibungskräfte sind zumindest teilweise darauf zurückzuführen, dass die Kontaktstelle aufgrund ihrer materialspezifischen Beschaffenheit in die ursprüngliche Form, also vor dem Durchdringen mit dem Kontaktstift, zurückfedert beziehungsweise zurückgelangen will. Die entstehenden Kräfte und Spannungen führen insbesondere dazu, dass die wenigen sich ausbildenden kontaktierten Bereiche beziehungsweise Kontaktpunkte ausreichen, um den Kontaktstift mechanisch fest in der Kontaktstelle zu fixieren.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Öffnung der Kontaktstelle einen maximalen Durchmesser auf, der größer ist als der maximale Durchmesser des Kontaktstifts. Durch das Eindringen des Kontaktstifts in die Kontaktstelle bildet die Kontaktstelle eine Öffnung aus, in der sich der Kontaktstift befindet. Mit anderen Worten ist die Öffnung der Kontaktstelle nicht der geometrischen Ausgestaltung des Kontaktstifts angepasst. Ferner kann die Öffnung bereits vor dem Durchdringen mit dem Kontaktstift eine größere Umrandung und/oder Vor-Öffnung aufweisen als die Querschnittsform des Kontaktstifts.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der maximale Durchmesser der Öffnung mindestens 1,2-mal größer als der maximale Durchmesser des Kontaktstifts in einer Ebene senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung. Der maximale Durchmesser der Öffnung kann insbesondere einen Wert größer als 1,2-mal dem maximalen Durchmesser des Kontaktstifts in einer Ebene senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung annehmen. Beispielsweise ist ein Faktor von 1,4 in Abhängigkeit von einem Formfaktor des Kontaktstellenmaterials und insbesondere der geometrischen Ausgestaltung des Kontaktstifts denkbar ist. Besonders bevorzugt kann der maximale Durchmesser der Öffnung um ein Vielfaches größer als der maximale Durchmesser des Kontaktstifts ausgebildet sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Mantelfläche des Kontaktstifts in der Haupterstreckungsrichtung zwei zueinander isolierte elektrisch leitende Kontaktabschnitte auf. Das heißt, die Mantelfläche weist insbesondere zwei Abschnitte auf, die mit zueinander verschiedenen Polaritäten kontaktiert werden können und die zueinander elektrisch isoliert sind. Mit anderen Worten kann der Kontaktstift nach Art eines Klinkensteckers ausgebildet sein. Des Weiteren können die zueinander elektrisch isolierten leitenden Kontaktabschnitte unterschiedliche Querschnittsformen beziehungsweise Querschnittsflächen aufweisen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Anschlussträger eine weitere Kontaktstelle mit einer weiteren Öffnung auf, wobei die Kontaktaktstelle und die weitere Kontaktstelle zueinander elektrisch isoliert sind. Die Kontaktstelle und die weitere Kontaktstelle können hinsichtlich ihrer größten lateralen Ausdehnung übereinander angeordnet sein. Die Öffnung der Kontaktstelle und die weitere Öffnung sind übereinander angeordnet, so dass sie sich zumindest teilweise überschneiden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform durchdringt der Kontaktstift die weitere Kontaktstelle durch die weitere Öffnung in der Haupterstreckungsrichtung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der Kontaktstift und die Kontaktstellen verbindungsmittelfrei mechanisch miteinander verbunden. Die Kontaktstelle sowie die weitere Kontaktstelle sind mit dem Kontaktstift mechanisch und elektrisch kontaktiert. Es bilden sich die kontaktierten und nicht kontaktierten Bereiche aus, die sich jeweils an der Mantelfläche des Kontaktstifts zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktstelle sowie der weiteren Kontaktstelle befinden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform stehen die Mantelfläche des Kontaktstifts und die weitere Kontaktstelle in zumindest zwei voneinander beabstandeten und elektrisch leitend miteinander verbundenen weiteren kontaktierten Bereichen der Mantelfläche in direktem Kontakt miteinander. Die Mantelfläche des Kontaktstifts bildet mit der weiteren Kontaktstelle zumindest zwei weitere Kontaktbereiche aus, die zur zusätzlichen Ausbildung der stabilen mechanischen und elektrischen Kontaktierung dienen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung weist die Mantelfläche des Kontaktstifts in der Haupterstreckungsrichtung zwei zueinander isolierte elektrisch leitende Kontaktabschnitte auf. Ferner weist der Anschlussträger der optoelektronischen Anordnung eine weitere Kontaktstelle mit einer weiteren Öffnung auf, wobei die Kontaktstelle und die weitere Kontaktstelle zueinander elektrisch isoliert sind. Der Kontaktstift durchdringt die weitere Kontaktstelle durch die weitere Öffnung in der Haupterstreckungsrichtung, wobei der Kontaktstift und die Kontaktstellen verbindungsmittelfrei mechanisch miteinander verbunden sind und die Mantelfläche des Kontaktstifts und die weitere Kontaktstelle in zumindest zwei voneinander beabstandeten und elektrisch leitend miteinander verbundenen weiteren kontaktierten Bereichen der Mantelfläche in direktem Kontakt miteinander stehen. Der Kontaktstift weist in Haupterstreckungsrichtung zwei voneinander isolierte Abschnitte auf, beispielsweise nach Art eines Klinkensteckers, die mit zwei zum Beispiel übereinander angeordneten und elektrisch voneinander isolierten Kontaktstellen jeweils leitend verbunden sind. Die übereinander angeordneten elektrisch voneinander isolierten Kontaktstellen weisen jeweils eine zueinander verschiedene Polarität auf. Auf diese Weise kann durch einen einzigen Kontaktstift eine vollständige elektrische Kontaktierung des Bauelements erreicht werden, die aufgrund der sich ausbildenden Öffnungen auf Basis der Vor-Öffnungen gleichzeitig mechanisch stabil ausgebildet ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Kontaktstelle ein zumindest stellenweise elektrisch leitendes Material und die Vor-Öffnung wird durch Ritzen oder Stanzen in die Kontaktstelle ausgebildet. Es ist denkbar, die Vor-Öffnung als Muster oberflächlich auf die Kontaktstelle auszubilden, falls die Kontaktstelle eine dafür zulässige Dicke aufweisen sollte. Unter "Dicke" versteht man im vorliegenden Zusammenhang eine zur Haupterstreckungsrichtung des Kontaktstifts parallel verlaufende Ausdehnung der Kontaktstelle. Beim Ritzen und Stanzen handelt es sich um exemplarische Verfahren zur Ausbildung der Vor-Öffnung und schließt somit jegliche Verfahren mit ein, die zur Ausbildung der hier beschriebenen Vor-Öffnung geeignet sind.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird bei der Ausbildung der Vor-Öffnung zumindest stellenweise eine Gratkante in der Kontaktstelle ausgebildet, die dem Kontaktstift zugewandt ist. Die Ausbildung der Vor-Öffnung kann beispielsweise beim Stanzen ausgebildet werden. Durch die in Richtung des Kontaktstifts ausgebildete Gratkante entstehen während der Durchdringung des Kontaktstelle in Richtung der Haupterstreckungsrichtung mit dem Kontaktstift Rückhaltekräfte, die insbesondere zu einer mechanischen Stabilisierung führen können. Das Ausbilden der Vor-Öffnung in die Kontaktstelle ist beispielsweise ein separater Prozess, wobei die Gratkante zunächst in Stanzrichtung ausbildet wird. Die ausgebildete Gratkante der Kontaktstelle wird dann in Richtung des Kontaktstifts auf der optoelektronischen Anordnung angeordnet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Durchdringen der Vor-Öffnung mit dem Kontaktstift in Richtung der Haupterstreckungsrichtung durch ein nach innen Drücken des Materials der Kontaktstelle im Bereich der Vor-Öffnung durchgeführt. Während des nach innen Drückens des Kontaktstifts in Richtung der Haupterstreckungsrichtung bilden sich zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktstelle insbesondere Reibungskräfte und/oder Scherkräfte zwischen den sich ausbildenden Kontaktbereichen beziehungsweise Kontaktpunkte aus. Das nach innen Drücken erfordert Kräfte, die von außen zugeführt werden müssen. Die Reibungskräfte und/oder Scherkräfte führen zu einem Nachgeben des Materials der Kontaktstelle, wobei das Material der Kontaktstelle insbesondere eine der Haupterstreckungsrichtung entgegen gesetzte materialspezifische Rückfederung unterliegt. Die sich ausbildende Rückfederung des Materials der Kontaktstelle trägt zur Ausbildung der mechanisch und elektrisch stabilen Kontaktierung zwischen dem Kontaktsstift und der Kontaktstelle bei.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird beim Durchdringen der Vor-Öffnung mit dem Kontaktstift in Richtung der Haupterstreckungsrichtung das Material der Kontaktstelle im Bereich der Vor-Öffnung verbogen. Bei dem Verbiegen weitet sich das Material der Vor-Öffnung zu einer Öffnung. Durch das Verbiegen der Vor-Öffnung kann der Kontaktstift in die Kontaktstelle eindringen. Die geometrische Ausgestaltung der Öffnung der Kontaktstelle kann auf die Umrandung beziehungsweise Umrandung der Vor-Öffnung zurückgeführt werden.
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Im Folgenden wird die hier beschriebene optoelektronische Anordnung und das Verfahren zur Herstellung der optoelektronischen Anordnung anhand von Ausführungsbeispielen mit zugehörigen Figuren erläutert.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines organischen optoelektronischen Bauelements mit Kontaktstiften,
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Anschlussträgers mit Kontaktstellen,
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer optoelektronische Anordnung, nach dem die Kontaktstifte durch die Kontaktstelle hindurchgedrungen sind. Ferner zeigt 3 am Beispiel einer vergrößerten schematischen Darstellung, wie sich ein Material der Kontaktstelle während des Durchdringens mit dem Kontaktstift verbiegt beziehungsweise wölbt,
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren optoelektronische Anordnung, wobei eine weitere Kontaktstelle auf dem Anschlussträger angeordnet ist,
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen optoelektronischen Anordnung,
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6 zeigt schematische Darstellungen unterschiedlicher geometrischer Ausgestaltungen der Kontaktstifte in einer Drauf- und Seitenansicht,
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7, 8, 9, 10 und 11 zeigen schematische Darstellungen unterschiedlicher Ausführungsbeispiele von Kontaktstellen sowie deren Ausgestaltung nach dem Durchdringen mit dem Kontaktstift,
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12 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Kontaktstelle.
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Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
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Das Ausführungsbeispiel der 1 zeigt eine Seitenansicht eines organischen optoelektronischen Bauelements 100 mit Kontaktstiften 10, die elektrisch mit einem organischen optoelektronischen Bauelement 1 verbunden sind. Die Kontaktstifte 10 weisen eine Mantelfläche 11 und eine Haupterstreckungsrichtung Z auf. Das organisch optoelektronische Bauelement 1 mit den an seinen jeweiligen elektrischen Anschlussstellen und/oder Zuleitungen ausgebildeten Kontaktstiften 10 ist zur Absorption oder Emission elektromagnetischer Strahlung geeignet.
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Das Ausführungsbeispiel der 2 zeigt eine Draufsicht auf einem Anschlussträger 2 mit Kontaktstellen 3. Die Kontaktstellen 3 weisen jeweils eine Vor-Öffnung 8 auf. Ferner sind die Kontaktstellen 3 mit der Vor-Öffnung 8 mit dem Anschlussträger 2 elektrisch verbunden. Die Kontaktstellen 3 weisen jeweils eine unterschiedliche Polarität auf. Das heißt, dass die eine Kontaktstelle 3 auf dem Anschlussträger 2 mit einem negativen Pol verbunden ist und die zweite Kontaktstelle 3 entsprechend mit einem positiven Pol verbunden ist. Die elektrische Verbindung zwischen Anschlussträger 2 und den Kontaktstellen 3 kann insbesondere mittels Löten und/oder Verschrauben ausgebildet werden.
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Das Ausführungsbeispiel der 3 zeigt eine Seitenansicht der optoelektronischen Anordnung 100 und eine vergrößerte Darstellung eines Bereiches der optoelektronischen Anordnung 100 nach Verbinden, Durchdringen und/oder Durchstoßen der Kontaktstifte 10 in die Kontaktstellen 3, wobei sich die Vor-Öffnungen 8 zu Öffnungen 4 ausgebildet, aufgeweitet und/oder aufgewölbt haben. Beim Durchdringen der Kontaktstifte 10 in die Kontaktstellen 3 bildet sich eine verbindungsmittelfreie mechanisch stabile Verbindung aus, wobei die Mantelfläche 11 des Kontaktstifts 10 und die Kontaktstelle 3 in zumindest zwei voneinander beabstandeten und elektrisch leitend miteinander verbundenen kontaktierten Bereichen 12 in direktem Kontakt miteinander stehen.
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In dem Ausführungsbeispiel der 3 wird ferner anhand zweier vergrößerter Seitenansichten die Durchdringung des Kontaktstifts 10 in die Kontaktstelle 3 dargestellt. Es wird verdeutlicht, dass die Vor-Öffnung 8 in der Kontaktstelle 3 vor Durchdringung mit dem Kontaktstift 10 kleiner ausgebildet ist als die Querschnittsform des Kontaktstifts 10, welcher beispielsweise einen Durchmesser d aufweist. Nach dem Durchdringen mit dem Kontaktstift 10 bildet die Kontaktstelle 3 eine Öffnung 4 aus. Dabei formt sich, verwölbt und/oder verbiegt sich ein Material 7 der Kontaktstelle 3 in Richtung der Haupterstreckungsrichtung Z des Kontaktstifts 10. Es bilden sich insbesondere Reibungs-, Halte- und/oder Scherkräfte zwischen der Mantelfläche 11 des Kontaktstifts 10 und der Kontaktstelle 3 aus. Die kontaktierten Bereiche 12 gewähren eine mechanisch und elektrisch stabile Kontaktierung zwischen dem Kontaktstift 10 und der Kontaktstelle 3.
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Im Ausführungsbeispiel der 4 ist ein zu 3 analoges Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Anordnung 100 gezeigt mit dem Unterschied, dass in der 4 der Kontaktstift in der Haupterstreckungsrichtung Z durch zwei zueinander elektrisch isolierend ausgebildete Kontaktabschnitte 14 ausgebildet ist, die mit zwei zum Beispiel übereinander angeordneten und elektrisch voneinander isolierten Kontaktstellen jeweils leitend verbunden sind. Die Kontaktabschnitte 14 können über elektrisch isolierende Bereiche 20 zueinander elektrisch isoliert sein.
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Beispielsweise ist der Kontaktstift 10 als Klinkenstecker ausgebildet. Um einen derart ausgebildeten Kontaktstift 10 elektrisch mit der hier beschriebenen Kontaktstelle 3 elektrisch kontaktieren zu können, ist beispielsweise eine weitere Kontaktstelle 5 mit einer weiteren Öffnung 6 erforderlich. Die Kontaktstelle 3 mit der Öffnung 4 und die weitere Kontaktstelle 5 mit der weiteren Öffnung 6 weisen dabei unterschiedliche Polaritäten auf. Zwischen der Kontaktstelle 3 und der weiteren Kontaktstelle 5 können beispielsweise elektrisch isolierende Bereiche 20, ausgebildet sein.
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Das Ausführungsbeispiel der 4 zeigt insbesondere einen Vorteil der hier beschriebenen optoelektronischen Anordnung 100 auf. Die Kontaktstelle 3 beziehungsweise die weitere Kontaktstelle 5 muss nicht entsprechend der unterschiedlichen geometrischen Dimensionierung des Kontaktstifts 10 angepasst werden. Es muss lediglich sichergestellt werden, dass die Vor-Öffnung 8 in den jeweiligen Kontaktstellen 3, 5 groß genug für den Kontaktstift 10 der 4 ausgebildet ist. Auf diese Weise kann durch einen einzigen Kontaktstift eine vollständige elektrische Kontaktierung des Bauelements erreicht werden.
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Im Ausführungsbeispiel der 5 ist ein zur 3 analoges Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Anordnung 100 gezeigt mit dem Unterschied, dass in der 5 die Kontaktstelle 3 zwei Öffnungen 4 aufweist, die zueinander elektrisch isolierend ausgebildet sind. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 3 sind die jeweiligen Kontaktstellen 3 nicht voneinander beabstandet, sondern durch einen isolierenden Bereich 20 elektrisch zueinander isoliert.
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Das Ausführungsbeispiel der 6 zeigt unterschiedliche schematische Draufsichten des Kontaktstifts 10 sowie Seitenansichten des Kontaktstifts 10 in der Haupterstreckungsrichtung Z. Die 6 zeigt, dass der Kontaktstift 10 runde oder eckige Querschnittsflächen aufweisen kann, die als Beispiel aufgeführt, dreieckig, rechteckig, quadratisch, hexagonal, kreisförmig oder elliptisch ausgeführt sein können, wobei alle möglichen Formen realisierbar und denkbar sind. Die äußere Umrandung der Kontaktstifte 10 wird durch die Mantelfläche 11 beschrieben, die entsprechend der geometrischen Ausgestaltung der Querschnittsform des Kontaktstifts 10 eine geschlossene Kurve K aufweist. Der Kontaktstift 10 umfasst bevorzugt ein elektrisch leitendes Material.
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Das Ausführungsbeispiel der 7 zeigt Draufsichten in Bezug auf die Kontaktstellen 3 mit unterschiedlich Mustern beziehungsweise Umrandungen der Vor-Öffnungen 8. Die Vor-Öffnung 8 kann durch Stanzen in die Kontaktstelle 3 ausgebildet werden. Entsprechend zu den jeweiligen Ausführungsbeispielen der kreisförmig ausgestalteten Kontaktstellen 3 ist die Öffnung 4 in der Kontaktstelle 3 nach Durchdringen mit dem Kontaktstift 10 gezeigt. Es wird gezeigt, dass die Mantelfläche 11 kontaktierte Bereiche 12 und unkontaktierte Bereiche 13 aufweist.
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Die ursprüngliche Vor-Öffnung 8 hat sich in eine Öffnung 4 der Kontaktstelle aufgeweitet. Ist die Vor-Öffnung 8 kreuzförmig ausgebildet, so bildet sich nach Durchdringung mit dem Kontaktstift 10 ein vierzackiger Stern aus, wobei die Mantelfläche 11 des Kontaktstifts 10 vier kontaktierte Bereiche 12 aufweist und die übrigen Flächen der Mantelfläche 11 unkontaktierte Bereiche 13 beschreiben. Ist die Vor-Öffnung 8 sternförmig ausgebildet, so bildet sich nach Durchdringung mit dem Kontaktstift 10 ein sechszackiger Stern aus, wobei die Mantelfläche 11 des Kontaktstifts 10 sechs kontaktierte Bereiche 12 aufweist und die übrigen Flächen der Mantelfläche 11 unkontaktierte Bereiche 13 beschreiben.
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Das Ausführungsbeispiel der 7 zeigt, dass die Öffnung 4 der Kontaktstelle 3 einen maximalen Durchmesser d1 aufweist, der größer ist als der maximale Durchmesser d des Kontaktstifts 10.
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Das Ausführungsbeispiel der 8 zeigt analog zu 7 Kontaktstellen 3 mit dem Unterschied, dass die Kontaktstelle 3 quadratisch ausgebildet ist.
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Das Ausführungsbeispiel der 9 zeigt analog zu 7 Kontaktstellen 3 mit dem Unterschied, dass die Kontaktstelle 3 rechteckig ausgebildet ist.
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Im Ausführungsbeispiel der 10 sind innerhalb einer Kontaktstelle 3 zwei Vor-Öffnungen 8 ausgebildet. Die Vor-Öffnungen 8 werden jeweils durch Kontaktstifte 10 durchdrungen. Eine wie in der 10 gezeigte Draufsicht der Kontaktstelle 10 nach Durchdringung mit den Kontaktstiften 10 beschreibt insbesondere die ausgebildete Kontaktierung in der optoelektronischen Anordnung der 5.
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Im Ausführungsbeispiel der 11 ist die Vor-Öffnung 8 mit zwei Kontaktstiften 10 durchdrungen, sodass eine doppelte Halterung durch die Kontaktstift 10 gezeigt ist. Diese Art der Kontaktierung könnte beispielsweise dann gewählt werden, wenn die optoelektronische Anordnung besonderen hohen äußeren Belastungen ausgesetzt werden soll.
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Im Ausführungsbeispiel der 12 ist eine Gratkante 9 dargestellt, wie sie sich beim Ausbilden der Vor-Öffnung 8 in der Kontaktstelle 3 ausbilden kann. Die Gratkante 9 der Kontaktstelle 3 ist dem Kontaktstifts 10 zugewandt. Die Gratkante 9 kann beispielsweise während dem Stanzen der Vor-Öffnung 8 in der Kontaktstelle 3 ausgebildet werden. Das Ausbilden der Vor-Öffnung 8 in die Kontaktstelle 3 ist dabei ein separater Prozess, wobei sich die Gratkante 9 zunächst in Stanzrichtung ausbildet und die ausbildete Gratkante 9 in der Kontaktstelle 3 in Richtung des Kontaktstifts 10 auf der optoelektronischen Anordnung 100 angeordnet wird.
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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.
