DE102013111422A1

DE102013111422A1 - Optoelektronisches Bauelement, Kontaktiervorrichtung und optoelektronische Baugruppe

Info

Publication number: DE102013111422A1
Application number: DE201310111422
Authority: DE
Inventors: Jörg Farrnbacher; Simon Schicktanz
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-04-30
Also published as: US20160276630A1; WO2015055760A1; US9583740B2

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement (10) bereitgestellt. Das optoelektronische Bauelement (10) weist einen Trägerkörper (12) und eine optoelektronische Schichtenstruktur auf. Die optoelektronische Schichtenstruktur ist über dem Trägerkörper (12) ausgebildet und weist mindestens einen Kontaktbereich (32, 34) zum elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Schichtenstruktur auf. Ein Abdeckkörper (38) ist über der optoelektronischen Schichtenstruktur angeordnet. Mindestens eine Kontaktausnehmung (42, 44) erstreckt sich durch den Abdeckkörper (38) und/oder den Trägerkörper (12) hindurch. Die Kontaktausnehmung (42, 44) weist einen ersten Ausnehmungsbereich (47) und einen zweiten Ausnehmungsbereich (48) auf, die ineinander münden und die sich jeweils von einer äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers (38) und/oder des Trägerkörpers (12) in Richtung hin zu einer Schichtebene erstrecken, in der der Kontaktbereich (32, 34) ausgebildet ist. Eine erste lichte Weite (A) der Kontaktausnehmung (42, 44) nahe der entsprechenden äußeren Oberfläche in dem ersten Ausnehmungsbereich (47) ist größer als eine zweite lichte Weite (B) in dem zweiten Ausnehmungsbereich (48) nahe der entsprechenden äußeren Oberfläche. Die zweite lichte Weite (B) des zweiten Ausnehmungsbereichs (48) ist nahe der entsprechenden äußeren Oberfläche größer als eine dritte lichte Weite (C) des zweiten Ausnehmungsbereichs (48) nahe dem Kontaktbereich (32, 34). Zumindest in dem zweiten Ausnehmungsbereich (48) ist zumindest ein Teil des Kontaktbereichs (32, 34) freigelegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, eine Kontaktiervorrichtung und eine optoelektronische Baugruppe.
Herkömmliche optoelektronische Bauelemente, beispielsweise OLEDs, sind üblicherweise aus einem Trägerkörper, optisch funktionellen Schichten, beispielsweise organischen funktionellen Schichten, Elektrodenschichten, einer Verkapselungsschicht, beispielsweise einer Dünnfilmverkapselungsschicht, gegen Feuchteeinwirkung und einem Abdeckkörper, beispielsweise einer Deckplatte, aufgebaut. In vielen Fällen wird noch eine Wärmesenke und/oder ein Wärmeverteiler, beispielsweise eine Metallplatte oder eine Metallfolie, auf das Deckglas laminiert. Die Deckplatte dient als mechanischer Schutz sowie als weitere Feuchtebarriere und besteht wie das Substrat in der Regel aus massivem Glas. Das Deckglas wird im Rahmen des Herstellprozesses üblicherweise ganzflächig auf das Substrat laminiert. Die Verkapselungsschicht ist zwischen der Deckplatte und dem Substrat ausgebildet und erstreckt sich in der Regel über das gesamte Substrat.
Während des Herstellungsprozesses werden mehrere optoelektronische Bauelemente im Bauelementverbund hergestellt und anschließend vereinzelt, beispielsweise mittels Ritzens und Brechens des Substrats und der Deckplatte. Im Bauelementverbund erstrecken sich der Trägerkörper und die Deckplatte jeweils einstückig über mehrere optoelektronische Bauelemente. Im Bauelementverbund sind daher elektrische Kontakte der Elektrodenschichten nicht zugänglich, was eine elektrische Kontaktierung und damit die Möglichkeit zur elektrooptischen Charakterisierung früh im Prozessablauf verhindert. Beim Ritzen und Brechen in Einzelbauteile wird das Deckglas über den Kontakten entfernt. Danach kann gegebenenfalls die Verkapselungsschicht auf den Kontakten beispielsweise mittels Laserablation entfernt werden. Erst nach diesen Prozessschritten kann das fertig prozessierte und insbesondere vereinzelte optoelektronische Bauelement elektrisch kontaktiert und elektrooptisch charakterisiert werden. Bei diesem Verfahren können somit elektrooptische Messungen erst relativ spät im Fertigungsablauf und mit erhöhtem Aufwand bei der Handhabung an vereinzelten optoelektronischen Bauelementen erfolgen.
Alternativ dazu ist es bekannt, die Leiterbahnen aller optoelektronischen Bauelemente zum Rand des Bauelementverbunds zu führen. Dafür muss jedoch eine ansonsten für die einzelnen optoelektronischen Bauelemente nutzbare Nutzfläche geopfert werden, wodurch die Ausnutzung des Substrats und insbesondere der Substratoberfläche schlechter wird. Ferner ist bei diesem Ansatz ein zusätzlicher Prozessschritt zum Freilegen der Verkapselung im Randbereich des Bauelementverbunds vor dem weiteren Prozessieren nötig.
Außerdem besteht das herkömmliche optoelektronische Bauelement an den Kontakten im Wesentlichen aus dem Glassubstrat ohne schützende Deckplatte und ist dort besonders anfällig für Beschädigungen durch Eck- oder Kantenausbrüche. Ferner wird bei dem herkömmlichen optoelektronischen Bauelement der Laminierkleber strukturiert aufgebracht, damit die Kontakte nachfolgend einfach freigelegt werden können, was insgesamt relativ aufwendig ist. Ferner kann eine Metallplatte als Wärmesenke oder Wärmeverteiler nicht direkt auf die Verkapselungsschicht aufgebrachten werden, da die Metallplatte nicht innerhalb des Bauelementverbunds separiert werden kann, um die Kontakte freizulegen.
Die freiliegenden Kontakte der optoelektronischen Bauelemente können mittels Federpins, Leitkleber, Leitpaste, Crimps, usw. oder über ACF(Anisotropic Conductive Film)-gebondete Leiterplatten, welche eine lötfähige metallische Fläche zum Anlöten weiterer Kontaktelemente (z. B. Pins, Ösen, Kabel etc.) zur Verfügung stellen, an nahezu beliebiger Stelle kontaktiert werden. Meist sind die Kontaktelemente nicht so ausgebildet, dass sie inhärent einen elektrisch isolierten Abstand zu seitlichen Außenkanten des optoelektronischen Bauelements haben. Daher müssen aufgrund diverser Sicherheitsnormen beim Entwerfen und Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements vorgegebene Luft- und Kriechstrecken berücksichtigt werden.
Ferner können auf Kontaktleisten von OLEDs mittels unterschiedlicher Prozesse (ACF-Bonden, US-Schweißen, (US-)Löten, etc.) Kontaktpins, Drähte o. ä. befestigt werden. Für all diese Prozesse ist jeweils eine Anlage mit entsprechenden Betriebskosten nötig. Es besteht auch die Möglichkeit flüssigen Leitkleber für die Kontaktierung von Drähten und Pins zu verwenden, jedoch ist hier für einen sauberen Prozess auch eine entsprechende Anlage nötig. Außerdem liegen die Aushärtetemperaturen für solche Leitkleber meist bei > 100°C, wodurch die Performance der OLED beeinträchtigt werden kann. Meist können die Kontaktierelemente auch nicht so ausgebildet werden, dass sie implizit den elektrisch isolierten Abstand zur OLED-Kante haben (Luft- und Kriechstrecken/Normung).
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, das einfach herstellbar und/oder einfach kontaktierbar und/oder einfach lösbar kontaktierbar ist, das früh im Herstellungsprozess elektrisch kontaktierbar und/oder charakterisierbar ist und/oder das robust und/oder sicher ausgebildet ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Kontaktiervorrichtung bereitgestellt, die ein zuverlässiges einfaches und/oder lösbares Kontaktieren eines optoelektronischen Bauelements ermöglicht.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine optoelektronische Baugruppe bereitgestellt, die ein optoelektronisches Bauelement und eine Kontaktiervorrichtung zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements aufweist und die so ausgebildet ist, dass das optoelektronische Bauelement mittels der Kontaktiervorrichtung einfach, zuverlässig und/oder einfach lösbar kontaktierbar ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt. Das optoelektronische Bauelement weist einen Trägerkörper auf. Über dem Trägerkörper ist eine optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet. Die optoelektronische Schichtenstruktur weist mindestens einen Kontaktbereich zum elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Schichtenstruktur auf. Über der optoelektronischen Schichtenstruktur ist ein Abdeckkörper angeordnet. Das optoelektronische Bauelement weist mindestens eine Kontaktausnehmung auf, die sich durch den Abdeckkörper und/oder den Trägerkörper hindurch erstreckt und die einen ersten Ausnehmungsbereich und einen zweiten Ausnehmungsbereich aufweist. Der erste und der zweite Ausnehmungsbereich münden ineinander und erstrecken sich jeweils von einer äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers bzw. des Trägerkörpers in Richtung hin zu einer Schichtebene, in der der Kontaktbereich ausgebildet ist. Eine erste lichte Weite der Kontaktausnehmung nahe der entsprechenden äußeren Oberfläche in dem ersten Ausnehmungsbereich ist größer als eine zweite lichte Weite in dem zweiten Ausnehmungsbereich nahe der entsprechenden äußeren Oberfläche. Die zweite lichte Weite des zweiten Ausnehmungsbereichs nahe der entsprechenden äußeren Oberfläche ist größer als eine dritte lichte Weite des zweiten Ausnehmungsbereichs nahe dem Kontaktbereich. Zumindest in dem zweiten Ausnehmungsbereich ist zumindest ein Teil des Kontaktbereichs freigelegt.
Die Kontaktausnehmung mit den Ausnehmungsbereichen mit den unterschiedlichen lichten Weiten ermöglicht, ein dazu korrespondierendes Steckerelement einfach in den ersten Ausnehmungsbereich einführen zu können und dann hin zu dem zweiten Ausnehmungsbereich verschieben zu können, in dem eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements über das Steckerelement erfolgt. Diese elektrische Kontaktierung kann einfach durchgeführt werden und besonders zuverlässig sein. Ferner kann diese Kontaktierung zerstörungsfrei lösbar sein, so dass die Kontaktierung einfach wieder getrennt werden kann. Alternativ dazu kann die Kontaktierung auch nicht lösbar ausgeführt sein, beispielsweise kann zur Erhöhung der Kontaktsicherheit und Stabilität ein Haftmittel, beispielsweise ein Klebstoff, beispielsweise ein elektrisch leitfähiger und/oder aushärtender Klebstoff so in die Kontaktausnehmung eingefüllt sein, dass das Steckerelement fest mit dem optoelektronischen Bauelement verbunden ist. Alternativ zu dem Klebstoff kann als Haftmittel eine flüssige Legierung verwendet werden, die einen niedrigen Schmelzpunkt hat, der unter der Verarbeitungstemperatur liegt, und die bei Kontakt mit dem Material des Kontaktelements eine neue Legierung bildet, die einen höheren Schmelzpunkt hat, der über der Verarbeitungstemperatur liegt, und die in Folge der Bildung der neuen Legierung aushärtet und eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Kontaktbereich eingeht. Die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements durch die Kontaktausnehmungen hindurch kann ohne oder zumindest nahezu ohne Aufbau auf das optoelektronische Bauelement und/oder ohne eine besonders komplexe Anlage erfolgen, wobei ein mechanische Haltefunktion der entsprechenden Kontaktierung mittels der Kontaktausnehmungen integriert ist.
Das Freilegen des Kontaktbereichs ermöglicht die elektrische Kontaktierung und eine elektrooptische Charakterisierung des optoelektronischen Bauelements noch im Bauelementverbund und damit früh während des Herstellungsprozesses. Die Kontaktausnehmung kann optional auch in dem ersten Ausnehmungsbereich freigelegt sein. Ferner ist der Kontaktbereich, der beispielsweise von Kontaktleisten gebildet ist, außerhalb der Kontaktausnehmung durch den Abdeckkörper vor mechanischer Beschädigung geschützt, wodurch das optoelektronische Bauelement sehr robust ist. Ein Haftmittel, beispielsweise ein Laminierkleber, zum Befestigen des Abdeckkörpers kann auf den entsprechenden Untergrund flächig aufgebracht werden, was zu einem einfachen Herstellen des optoelektronischen Bauelements beiträgt. Ferner ermöglichen der Abdeckkörper bzw. der Trägerkörper, die die Wandungen der Kontaktausnehmungen bilden, ein einfaches Einhalten von vorgegebenen Sicherheitsnormen, beispielsweise von Luft- und Kriechstrecken.
Die lichten Weiten erstrecken sich parallel zu der äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers und/oder des Trägerkörpers. Die Schichtebene, in der der Kontaktbereich ausgebildet ist, erstreckt sich über das gesamte optoelektronische Bauelement. Der Kontaktbereich muss sich jedoch nicht über die gesamte Schichtebene erstrecken. Im Unterschied dazu können in der Schichtebene neben dem Kontaktbereich andere Komponenten des optoelektronischen Bauelements angeordnet sein. Die Schichtebene kennzeichnet somit eine Ebene, die einen bestimmten Abstand zu der äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers und/oder des Trägerkörpers hat, wobei der Kontaktbereich denselben Abstand zu der äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers und/oder des Trägerkörpers hat. Die entsprechende äußere Oberfläche kann beispielsweise die äußere Oberfläche des Abdeckkörpers sein, falls sich die Kontaktausnehmung durch den Abdeckkörper hindurch erstreckt, oder die entsprechende äußere Oberfläche kann beispielsweise die äußere Oberfläche des Trägerkörpers sein, falls sich die Kontaktausnehmung durch den Trägerkörper hindurch erstreckt.
Die Kontaktausnehmung in dem Trägerkörper und/oder dem Abdeckkörper kann so tief ausgebildet sein, dass eine Schicht, von der der Kontaktbereich gebildet ist, im Bereich der Kontaktausnehmung gar nicht oder nur unwesentlich abgetragen wird. In diesem Fall ist eine flächige Kontaktierung des Kontaktbereichs, beispielsweise mittels des Steckerelements möglich. Alternativ dazu kann sich die Kontaktausnehmung auch durch den Kontaktbereich hindurch erstrecken, so dass lediglich ein einen Abschnitt der Wandung der Kontaktausnehmung bildender Teil des Kontaktbereichs freiliegt und elektrisch kontaktierbar ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die optoelektronische Schichtenstruktur eine Verkapselungsschicht und/oder eine Haftmittelschicht auf. Die Kontaktausnehmung erstreckt sich durch die Verkapselungsschicht und/oder durch die Haftmittelschicht hindurch. Die Verkapselungsschicht dient zum Schützen der optisch funktionellen, beispielsweise organischen, Schichten, beispielsweise vor Feuchtigkeit. Die Haftmittelschicht dient beispielsweise zum Befestigen des Abdeckkörpers. Die Haftmittelschicht kann beispielsweise flächig auf die Verkapselungsschicht aufgebracht sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Abdeckkörper Metall oder Glas auf oder ist daraus gebildet. Falls der Abdeckkörper Metall aufweist oder daraus gebildet ist, kann der Abdeckkörper als Wärmesenke oder als Wärmeverteiler fungieren. Falls der Abdeckkörper Glas aufweist, so kann der Abdeckkörper mittels Ritzens und Brechens separiert werden. Falls der Abdeckkörper Metall aufweist, so kann der Abdeckkörper beispielsweise mittels Schneidens oder Sägens separiert werden. Ferner kann der Abdeckkörper Metall und Glas aufweisen. Beispielsweise kann der Abdeckkörper ein Glaskörper mit einer Metallschicht, beispielsweise einer Metallfolie, darauf sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen der Trägerkörper und der Abdeckkörper freiliegende Seitenkanten auf und sind an den Seitenkanten zueinander bündig ausgebildet. Dies trägt zu einem besonders robusten Aufbau des optoelektronischen Bauelements bei, da bis zu den Kanten der Trägerkörper den Abdeckkörper und der Abdeckkörper den Trägerkörper schützt.
Ferner kann dies zu einem einfachen Herstellen des optoelektronischen Bauelements beitragen, da das optoelektronische Bauelement dann einfach entlang einheitlicher, bündiger Kanten aus dem Bauelementverbund separiert werden kann.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die erste lichte Weite gleich der dritten lichten Weite. Dies trägt dazu bei, dass das Steckerelement einfach von dem ersten Ausnehmungsbereich in den zweiten Ausnehmungsbereich geschoben werden kann.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der gesamte erste Ausnehmungsbereich die erste lichte Weite auf. Dies trägt dazu bei, dass das Steckerelement einfach in den gesamten ersten Ausnehmungsbereich eingeführt werden kann.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der Kontaktbereich zumindest teilweise in dem ersten Ausnehmungsbereich freigelegt. Dies ermöglicht, dass die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements bereits erfolgt, wenn das Steckerelement in dem ersten Ausnehmungsbereich angeordnet ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Kontaktausnehmung einen dritten Ausnehmungsbereich auf, der zwischen dem ersten und dem zweiten Ausnehmungsbereich ausgebildet ist und dessen innere lichte Weite nahe der Schichtebene des Kontaktbereichs größer ist als dessen äußere lichte Weite nahe der entsprechenden äußeren Oberfläche. Ein erster Übergang von der dritten lichten Weite zu der zweiten lichten Weite in dem zweiten Ausnehmungsbereich ist weiter entfernt von der Schichtebene des Kontaktbereichs angeordnet, als ein zweiter Übergang von der inneren lichten Weite zu der äußeren lichten Weite in dem dritten Ausnehmungsbereich. Der dritte Ausnehmungsbereich und die beiden Übergänge ermöglichen, dass das Steckerelement in der Kontaktausnehmung eingerastet werden kann. In anderen Worten kann die Kontaktausnehmung eine Rastfunktion erfüllen und/oder ein Rastmittel bilden, wobei von dem Steckerelement eine dazu korrespondierende Gegenrast gebildet sein kann. Insbesondere kann das Steckerelement in den ersten Ausnehmungsbereich bis zum Anschlag eingeführt werden, dann durch den dritten Ausnehmungsbereich geführt werden, wobei ein erster axialer Abschnitt des Steckerelements nahe dem axialen Ende des Steckerelements zwischen der Schichtebene des Kontaktbereichs und dem Übergang in dem dritten Ausnehmungsbereich hindurchgeführt wird. Weiter kann das Steckerelement in den zweiten Ausnehmungsbereich geführt werden, in dem das Steckerelement von der Schichtebene weg bewegt wird, so dass der erste axiale Abschnitt des Steckerelements an dem Übergang in dem zweiten Ausnehmungsabschnitt anschlägt und das Steckerelement in der Kontaktausnehmung eingerastet ist.
In verschiedenen Ausführungsformen wird eine Kontaktiervorrichtung zum elektrischen Kontaktieren eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt. Die Kontaktiervorrichtung weist mindestens ein Steckerelement auf. Das Steckerelement weist nahe einem ersten axialen Ende des Steckerelements einen ersten axialen Abschnitt, der ein erstes Außenmaß hat, auf. Das Steckerelement weist angrenzend an den ersten axialen Abschnitt einen zweiten axialen Abschnitt auf, der ein zweites Außenmaß hat, das kleiner als das erste Außenmaß ist. Das Steckerelement weist eine Steckerausnehmung auf, die sich in axialer Richtung durch das Steckerelement hindurch erstreckt und in der ein Kontaktstift angeordnet ist, der aus dem ersten axialen Ende des Steckerelements hervorsteht. Der Kontaktstift ist in axialer Richtung bewegbar angeordnet und mit einem Federelement mechanisch gekoppelt. Das Federelement beaufschlagt den Kontaktstift in Richtung hin zu dem ersten axialen Ende des Steckerelements mit einer Kraft. Das Steckerelement weist in der Steckerausnehmung einen Anschlag auf, der so ausgebildet ist, dass er verhindert, dass der Kontaktstift vollständig aus dem Steckerelement herausgedrückt wird.
Das Steckerelement mit den beiden axialen Abschnitten und den entsprechenden Außenmaßen ermöglicht, das Steckerelement einfach in den ersten Ausnehmungsbereich der Kontaktausnehmung des optoelektronischen Bauelements einzuführen und dann in den zweiten Ausnehmungsbereich zu verschieben, so dass das Steckerelement formschlüssig in der Kontaktausnehmung festgelegt ist.
Das Steckerelement kann elektrisch leitfähig ausgebildet sein. Beispielsweise weißt das Steckerelement ein elektrisch leitfähiges Material auf oder ist daraus gebildet. Das elektrisch leitfähige Material des Steckerelements kann beispielsweise Kupfer, Silber oder Gold aufweisen. Dass der erste axiale Abschnitt nahe dem ersten axialen Ende ausgebildet ist kann beispielsweise bedeuten, dass das erste axiale Ende von dem ersten axialen Abschnitt gebildet ist und/oder dass sich der erste axiale Abschnitt von dem ersten axialen Ende des Steckerelements weg erstreckt. Der erste axiale Abschnitt ist zwischen dem ersten axialen Ende des Steckerelements und dem zweiten axialen Abschnitt gebildet. Das Außenmaß ist beispielsweise eine Größe, die sich von einer Außenkante des Steckerelements zu einer anderen Außenkante des Steckerelements erstreckt. Falls das Steckerelement im Querschnitt kreisrund ausgebildet ist, so ist das Außenmaß beispielsweise ein äußerer Durchmesser des Steckerelements. Falls das Steckerelement im Querschnitt polygonal ausgebildet ist, so ist das Außenmaß beispielsweise eine Diagonale von einer äußeren Ecke zu einer anderen äußeren Ecke des Steckerelements oder ein Abstand einer äußeren. Kante zu einer anderen äußeren Kante des Steckerelements.
Der Kontaktstift ist elektrisch leitfähig ausgebildet. Beispielsweise weißt der erste Kontaktstift ein elektrisch leitfähiges Material auf oder ist daraus gebildet. Das elektrisch leitfähige Material des Kontaktstifts kann beispielsweise Kupfer, Silber oder Gold aufweisen. Falls der Kontaktstift angeordnet ist, kann das Steckerelement aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sein oder dieses aufweisen. Das elektrisch isolierende Material kann beispielsweise Kunststoff aufweisen.
Das Federelement kann zu der zuverlässigen mechanischen und/oder elektrischen Kopplung des Kontaktstifts mit dem Kontaktbereich beitragen, indem das Federelement den Kontaktstift gegen den Kontaktbereich drückt, wenn das Steckerelement in der Kontaktausnehmung angeordnet ist. Ferner kann das Federelement dazu beitragen, dass das Steckerelement in dem zweiten Ausnehmungsbereich einrastet, indem das Federelement das Steckerelement gegen den Übergang in dem zweiten Ausnehmungsbereich drückt. Das Federelement kann beispielsweise von einer Schraubenfeder oder von einer elastischen Hülse, beispielsweise einer Gummihülse, gebildet sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist das Steckerelement angrenzend an den zweiten axialen Abschnitt einen dritten axialen Abschnitt auf, der ein drittes Außenmaß hat, das größer als das zweite Außenmaß ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Kontaktiervorrichtung ein Trägerelement auf, an dem das Steckerelement und mindestens ein weiteres Steckerelement angeordnet sind. Das Trägerelement ermöglicht, mehrere Steckerelemente gleichzeitig in mehreren Kontaktausnehmungen anzuordnen. Die Steckerelemente können so auf dem Trägerelement angeordnet sein und die Kontaktausnehmungen können dazu korrespondierend so in dem optoelektronischen Bauelement ausgebildet sein, dass die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements mittels der Kontaktiervorrichtung nicht mit einer falschen elektrischen Polung erfolgen kann. In anderen Worten können die Steckerelemente so auf dem Trägerelement angeordnet sein und die Kontaktausnehmungen können dazu korrespondierend so in dem optoelektronischen Bauelement ausgebildet sein, dass ein integrierter Verpolungsschutz gebildet ist. Optional kann das Trägerelement an einer Montagefläche befestigt werden. Beispielsweise kann das Trägerelement an einer Wand befestigt werden und das optoelektronische Bauelement kann über die Steckerelemente an dem Trägerelement und damit mittelbar an der Wand aufgehängt werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das Trägerelement von einer Leiterplatte gebildet, die mindestens eine elektrisch leitfähige Leiterbahn aufweist, die elektrisch mit dem Steckerelement gekoppelt ist.
In verschiedenen Ausführungsformen wird eine optoelektronische Baugruppe mit einem optoelektronischen Bauelement, beispielsweise dem im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelement, und mit einer Kontaktiervorrichtung, beispielsweise der im Vorhergehenden erläuterten Kontaktiervorrichtung, bereitgestellt. Das Steckerelement weist nahe dem ersten axialen Ende des Steckerelements den ersten axialen Abschnitt, der das erste Außenmaß hat, auf. Das Steckerelement weist angrenzend an den ersten axialen Abschnitt den zweiten axialen Abschnitt auf, der das zweite Außenmaß hat, das kleiner als das erste Außenmaß ist. Das erste Außenmaß des ersten Abschnitts des Steckerelements ist kleiner als oder gleich groß wie die erste und kleiner als oder gleich groß wie die dritte lichte Weite des ersten bzw. zweiten Ausnehmungsbereichs. Das erste Außenmaß des ersten Abschnitts des Steckerelements ist ferner größer als die zweite lichte Weite des zweiten Ausnehmungsbereichs. Das zweite Außenmaß des zweiten Abschnitts des Steckerelements ist kleiner als oder gleich groß wie die zweite lichte Weite des zweiten Ausnehmungsbereichs.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das Steckerelement in dem zweiten Ausnehmungsbereich der Kontaktausnehmung so angeordnet, dass das Steckerelement und/oder der Kontaktstift in direktem körperlichen Kontakt mit dem Kontaktbereich sind.
Bei verschiedenen Ausführungsformen sind das Steckerelement und/oder der Kontaktstift mit Hilfe eines Haftmittels in der Kontaktausnehmung befestigt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements;
2 eine erste Schnittdarstellung des optoelektronischen Bauelements gemäß 1;
3 eine zweite Schnittdarstellung des optoelektronischen Bauelements gemäß 1;
4 eine Detailansicht des optoelektronischen Bauelements gemäß 1;
5 eine erste Schnittdarstellung des Details des optoelektronischen Bauelements gemäß 4;
6 eine zweite Schnittdarstellung des Details des optoelektronischen Bauelements gemäß 4;
7 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Kontaktiervorrichtung;
8 eine Detailansicht der Kontaktiervorrichtung gemäß 7 in Schnittdarstellung;
9 eine Draufsicht auf das Detail der Kontaktiervorrichtung gemäß 8;
10 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe in einem ersten Zustand;
11 eine Schnittdarstellung der optoelektronischen Baugruppe gemäß 10 in einem zweiten Zustand;
12 eine Schnittdarstellung der optoelektronischen Baugruppe gemäß 10 in einem dritten Zustand;
13 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Kontaktausnehmung;
14 eine Schnittdarstellung der Kontaktausnehmung gemäß 13;
15 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Steckerelements;
16 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Kontaktausnehmung;
17 eine Schnittdarstellung der Kontaktausnehmung gemäß 16;
18 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements;
19 ein Ausführungsbeispiel einer Schichtenstruktur eines optoelektronischen Bauelementes.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Die Verbindung eines ersten Körpers mit einem zweiten Körper kann formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig sein. Die Verbindungen können lösbar ausgebildet sein, d. h. reversibel. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine reversible, schlüssige Verbindung beispielsweise als eine Schraubverbindung, ein Klettverschluss, eine Klemmung, eine Rastverbindung und/oder mittels einer Nutzung von Klammern realisiert sein. Die Verbindungen können jedoch auch nicht lösbar ausgebildet sein, d. h. irreversibel. Eine nicht lösbare Verbindung kann dabei nur mittels Zerstörens der Verbindungsmittel getrennt werden. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine irreversible, schlüssige Verbindung beispielsweise als eine Nietverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Lötverbindung realisiert sein.
Bei einer formschlüssigen Verbindung kann die Bewegung des ersten Körpers von einer Fläche des zweiten Körpers beschränkt werden, wobei sich der erste Körper senkrecht, d. h. normal, in Richtung der beschränkenden Fläche des zweiten Körpers bewegt. In anderen Worten wird bei einer formschlüssigen Verbindung eine Relativbewegung der beiden Körper aufgrund ihrer zueinander korrespondierenden Formen in zumindest einer Richtung unterbunden. Ein Haken in einer Öse kann beispielsweise in mindestens einer Raumrichtung in der Bewegung beschränkt sein. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine formschlüssige Verbindung beispielsweise als eine Schraubverbindung, ein Klettverschluss, eine Klemmung, eine Rastverbindung und/oder mittels Klammern realisiert sein.
Bei einer kraftschlüssigen Verbindung kann aufgrund eines körperlichen Kontakts der beiden Körper unter Druck, eine Haftreibung eine Bewegung des ersten Körpers parallel zu dem zweiten Körper beschränken. Ein Beispiel für eine kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise ein Flaschenkorken in einem Flaschenhals oder ein Dübel mit einer Übermaßpassung in einem entsprechenden Dübelloch sein. Die kraftschlüssige Verbindung kann auch als Presspassung bezeichnet werden.
Bei einer stoffschlüssigen Verbindung kann der erste Körper mit dem zweiten Körper mittels atomarer und/oder molekularer Kräfte verbunden sein. Stoffschlüssige Verbindungen können häufig nicht lösbare Verbindungen sein. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine stoffschlüssige Verbindung beispielsweise als eine Klebeverbindung, eine Lotverbindung, beispielsweise eines Glaslotes oder eines Metalotes, oder als eine Schweißverbindung realisiert sein.
Eine optoelektronische Baugruppe kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eines oder mehrere optoelektronische Bauelemente und eine oder mehrere Kontaktiervorrichtungen zum elektrischen Kontaktieren des bzw. der optoelektronischen Bauelemente aufweisen. Ein optoelektronisches Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement oder ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement sein. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Photodiode oder eine Solarzelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann als Top- und Bottom-Emitter ausgebildet sein. Ein Top- und/oder Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden.
Unter dem Begriff „transluzent” bzw. „transluzente Schicht” kann verstanden werden, dass eine Schicht für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, beispielsweise gegebenenfalls für die von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement emittierte Strahlung, beispielsweise einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm). Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht” in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte Strahlungsmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Licht hierbei gestreut werden kann.
Unter dem Begriff „transparent” oder „transparente Schicht” kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm), wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen ohne Streuung oder Wellenlängenkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird. Für den Fall, dass beispielsweise ein monochromes oder im Emissionsspektrum begrenztes optoelektronisches Bauelement bereitgestellt werden soll, kann es ausreichen, dass die optisch transluzente Schichtenstruktur zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs der gewünschten monochromen elektromagnetischen Strahlung oder für das begrenzte Emissionsspektrum transluzent ist.
1, 2 und 3 zeigen verschiedene Ansichten eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements 10. Insbesondere zeigt 1 eine Draufsicht auf das optoelektronische Bauelement 10 und die 2 und 3 zeigen Schnittdarstellungen durch das optoelektronische Bauelement 10 gemäß 1 entlang der in 1 eingezeichneten Schnittkanten.
Das optoelektronische Bauelement 10 weist einen Trägerkörper 12 auf. Der Trägerkörper 12 kann beispielsweise Glas, beispielsweise Fensterglas, Quarz, ein Halbleitermaterial und/oder ein anderes geeignetes Material, beispielsweise Bor-Silikat, Aluminium-Silikat und/oder ein Standard-Material aus der Display-Industrie, aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Trägerkörper 12 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)) aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Trägerkörper 12 kann ein Metall oder eine Metallverbindung aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin oder ähnliches. Das Metall oder eine Metallverbindung kann auch als eine Metallfolie oder eine metallbeschichtete Folie ausgebildet sein. Der Trägerkörper 12 kann eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen. Der Trägerkörper 12 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein.
Auf dem Trägerkörper 12 ist eine optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet. Die optoelektronische Schichtenstruktur weist eine erste Elektrodenschicht 14 auf, die eine erste Kontaktelektrode 16, eine zweite Kontaktelektrode 18 und einen ersten Elektrodenabschnitt 20 aufweist. Die zweite Kontaktelektrode 18 ist mit dem ersten Elektrodenabschnitt 20 der optoelektronischen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt. Der erste Elektrodenabschnitt 20 ist von der ersten Kontaktelektrode 16 mittels einer elektrischen Isolierungsbarriere 21 elektrisch isoliert. Über dem ersten Elektrodenabschnitt 20 ist eine funktionelle Schichtenstruktur 22, beispielsweis eine organische funktionelle Schichtenstruktur, der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet. Die funktionelle Schichtenstruktur 22 kann beispielsweise eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweisen, wie weiter unten mit Bezug zu 19 näher erläutert. Über der organisch funktionellen Schichtenstruktur 22 ist ein zweiter Elektrodenabschnitt 23 der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet, der elektrisch mit der ersten Kontaktelektrode 16 gekoppelt ist. Der erste Elektrodenabschnitt 20 dient beispielsweise als Anode oder Kathode der optoelektronischen Schichtenstruktur. Der zweite Elektrodenabschnitt 23 dient korrespondierend zu dem ersten Elektrodenabschnitt als Kathode bzw. Anode der optoelektronischen Schichtenstruktur.
Über dem zweiten Elektrodenabschnitt 23 und teilweise über der ersten Kontaktelektrode 16 und teilweise über der zweiten Kontaktelektrode 18 ist eine Verkapselungsschicht 24 der optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet, die die optoelektronische Schichtenstruktur verkapselt.
Über der Verkapselungsschicht 24 ist eine Haftmittelschicht 36 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 weist beispielsweise ein Haftmittel, beispielsweise einen Klebstoff, beispielsweise einen Laminierklebstoff, und/oder ein Harz auf. Über der Haftmittelschicht 36 ist ein Abdeckkörper 38 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 dient zum Befestigen des Abdeckkörpers 38 an der Verkapselungsschicht 24, Die Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise strukturiert auf die Verkapselungsschicht 24 aufgebracht werden. Dass die Haftmittelschicht 36 strukturiert auf die Verkapselungsschicht 24 aufgebracht wird, kann beispielsweise bedeuten, dass die Haftmittelschicht 36 schon direkt beim Aufbringen eine vorgegebene Struktur aufweist. Beispielsweise kann die Haftmittelschicht 36 mittels eines Dispens- oder Druckverfahrens strukturiert aufgebracht werden.
Der Abdeckkörper 38 weist beispielsweise Glas und/oder Metall auf. Beispielsweise kann der Abdeckkörper 38 im Wesentlichen aus Glas gebildet sein und eine dünne Metallschicht, beispielsweise eine Metallfolie auf dem Glaskörper aufweisen. Optional kann der Abdeckkörper 38 im Wesentlichen oder vollständig aus Metall gebildet sein. Der Abdeckkörper 38 dient zum Schützen des optoelektronischen Bauelements 10, beispielsweise vor mechanischen Kraft- und/oder Stoßeinwirkungen von außen. Ferner kann der Abdeckkörper 38 zum Verteilen und/oder Abführen von Hitze dienen, die in dem optoelektronischen Bauelement 10 erzeugt wird. Beispielsweise kann das Glas des Abdeckkörpers 38 als Schutz vor äußeren Einwirkungen dienen und die Metallschicht des Abdeckkörpers 38 kann zum Verteilen und/oder Abführen, der beim Betrieb des optoelektronischen Bauelements 10 entstehenden Wärme dienen. Die Haftmittelschicht 36 und der Abdeckkörper 38 erstrecken sich bis hin zu den in den 1 bis 3 gezeigten seitlichen Außenkanten des Trägerkörpers 12.
Das optoelektronische Bauelement 10 weist eine erste Kontaktausnehmung 42, eine zweite Kontaktausnehmung 44, eine dritte Kontaktausnehmung 43 und eine vierte Kontaktausnehmung 45 auf, die sich durch den Abdeckkörper 38 und die Haftmittelschicht 36 hindurch, beispielsweise bis hin zu der ersten Kontaktelektrode 16 und der zweiten Kontaktelektrode 18 erstrecken, so dass beispielsweise ein erster Kontaktbereich 32 in der ersten Kontaktausnehmung 42 freigelegt ist und ein zweiter Kontaktbereich 34 in der zweiten Kontaktausnehmung 44 freigelegt ist. Der erste Kontaktbereich 32 dient zum elektrischen Kontaktieren der ersten Kontaktelektrode 16 und der zweite Kontaktbereich 34 dient zum elektrischen Kontaktieren der zweiten Kontaktelektrode 18. Die dritte Kontaktausnehmung 43 und die vierte Kontaktausnehmung 45 erstrecken sich dementsprechend hin bis zu einem nicht dargestellten dritten Kontaktbereich und einem nicht dargestellten vierten Kontaktbereich.
Die Kontaktausnehmungen 42, 43, 44, 45 weisen jeweils einen ersten Ausnehmungsbereich 47, einen zweiten Ausnehmungsbereich 48 und einen dritten Ausnehmungsbereich 49 auf. Der dritte Ausnehmungsbereich 49 ist zwischen dem ersten Ausnehmungsbereich 47 und dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 ausgebildet. Eine erste lichte Weite A des ersten Ausnehmungsbereichs 47 ist größer als eine zweite lichte Weite B des zweiten Ausnehmungsbereichs. Eine lichte Weite des dritten Ausnehmungsbereichs 49 ist kleiner als die erste lichte Weite A und größer als oder gleich groß wie die zweite lichte Weite B. Die erste lichte Weite A und die zweite lichte Weite B beziehen sich auf Maße der Ausnehmungsbereiche 47, 48 nahe einer äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers 38. Insbesondere weisen die ersten Ausnehmungsbereiche 47 die erste lichte Weite A nahe und/oder angrenzend an die äußere Oberfläche des Abdeckkörpers 38 auf. Die äußere Oberfläche des Abdeckkörpers 38 ist in den 2 und 3 oben eingezeichnet.
Gleichermaßen weisen die zweiten Ausnehmungsbereiche 48 die zweite lichte Weite B nahe und/oder angrenzend an die äußere Oberfläche des Abdeckkörpers 38 auf. Die zweiten Ausnehmungsbereiche 48 weisen fern von der äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers 38 und/oder nahe der Kontaktbereiche 32, 34 und/oder angrenzend an die Kontaktbereiche 32, 34 eine dritte lichte Weite C auf. Die dritte lichte Weite C kann gleich groß sein wie die erste lichte Weite A. Die dritte lichte Weite C ist größer als die zweite lichte Weite B. Aufgrund der dritten lichten Weite C ist in dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 in dem Abdeckkörper 38 ein erster Übergang 50 von der dritten lichten Weite C zu der zweiten lichten Weite B gebildet, der eine Hinterschneidung bildet und der als Anschlag für ein Steckerelement dienen kann.
Das optoelektronische Bauelement 10 kann beispielsweise aus einem Bauelementverbund vereinzelt werden, indem der Trägerkörper 12 entlang seiner in 1 seitlich dargestellten Außenkanten geritzt und dann gebrochen wird und indem der Abdeckkörper 38 gleichermaßen entlang seiner in 1 dargestellten seitlichen Außenkanten geritzt und dann gebrochen wird. Alternativ dazu kann beim Vereinzeln aus dem Bauelementverbund das optoelektronische Bauelement 10 einfach entlang der gemeinsamen, bündigen seitlichen Außenkanten des Abdeckkörpers 38 und des Trägerkörpers 12 geschnitten und/oder gesägt werden. Alternativ dazu können die Außenkanten des Abdeckkörpers 38 und des Trägerkörpers 12 nicht bündig zueinander ausgebildet sein und unabhängig voneinander geschnitten und/oder gesägt werden.
Das optoelektronische Bauelements 10 ist besonders robust ausgebildet, insbesondere gegenüber äußeren mechanischen Einwirkungen, da sowohl der Abdeckkörper 38 als auch die Haftmittelschicht 36 sich bis zu der Außenkante des Trägerkörpers 12 erstrecken und somit auch das optoelektronische Bauelement 10 in den Kontaktbereichen 32, 34 sehr stabil ausgebildet ist.
4 zeigt eine Detailansicht einer der Kontaktausnehmungen 42, 43, 44, 45 gemäß 1, beispielsweise der ersten Kontaktausnehmung 42. Die zweite, dritte und/oder vierte Kontaktausnehmung 43, 44, 45 können entsprechend einer Ausgestaltung der ersten Kontaktausnehmung 42 ausgestaltet sein. Der erste Ausnehmungsbereich 47 kann beispielsweise weitgehend zylinderförmig ausgebildet sein, so dass der erste Ausnehmungsbereich 47 in Draufsicht weitgehend kreisförmig ausgebildet ist. Der zweite Ausnehmungsbereich 48 kann beispielsweise zum Teil zylinderförmig, beispielsweise einem in axialer Richtung geteilten Zylinder entsprechend, und zum Teil rechteckförmig ausgebildet sein. Der dritte Ausnehmungsbereich 49 kann beispielsweise rechteckförmig ausgebildet sein. Der erste Ausnehmungsbereich 47 mündet in den zweiten Ausnehmungsbereich 48 und zwar in dem dritten Ausnehmungsbereich 49. Dass der erste Ausnehmungsbereich 47 in den zweiten Ausnehmungsbereich 48 mündet, bedeutet, dass der erste Ausnehmungsbereich 47 und der zweite Ausnehmungsbereich 48 gemeinsam die erste Kontaktausnehmung 42 bilden. Die in 4 gezeigten gepunkteten Linien zeigen verdeckte Kanten der ersten Kontaktausnehmung 42.
5 zeigt eine Schnittdarstellung der Detailansicht gemäß 4 im zweiten Ausnehmungsbereich 48. Beim Übergang von der dritten lichten Weite C zu der zweiten lichten Weite B ist in dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 der erste Übergang 50 gebildet. Durch den ersten Übergang 50 ist eine Hinterschneidung gebildet. Der erste Übergang 50 kann als Anschlag für ein sich in dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 befindenden, in 5 nicht dargestellten, Steckerelement dienen. Der erste Übergang 50 als Anschlag kann verhindern, dass das in dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 angeordnete Steckerelement in Richtung senkrecht zu der äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers 38 aus der ersten Kontaktausnehmung 42 herausgezogen werden kann, Dadurch kann eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Steckerelement und dem optoelektronischen Bauelement 10 gebildet sein.
6 zeigt eine zweite Schnittdarstellung der Detailansicht gemäß 4. Der erste Ausnehmungsbereich 47 weist eine vierte lichte Weite D auf, die beispielsweise der ersten lichten Weite A entsprechen kann oder von dieser verschieden sein kann. Falls die vierte lichte Weite D der ersten lichten Weite A entspricht, so kann der erste Ausnehmungsbereich 47 in Draufsicht beispielsweise kreisförmig ausgebildet sein. Der zweite Ausnehmungsbereich 48 weist nahe der Oberfläche 38 eine fünfte lichte Weite E auf, die beispielsweise der zweiten lichten Weite B entsprechen kann oder unterschiedlich zu dieser sein kann. Falls die fünfte lichte Weite E der zweiten lichten Weite B entspricht, so kann der zweite Ausnehmungsbereich 48 in Draufsicht beispielsweise kreisförmig ausgebildet sein. Der zweite Ausnehmungsbereich 48 weist weiter eine sechste lichte Weite F auf, die beispielsweise der dritten lichten Weite C entsprechen kann.
Der dritte Ausnehmungsbereich 49 weist nahe einer Schichtebene, in der die Kontaktbereiche 32, 34 ausgebildet sind, eine innere lichte Weite auf, die größer ist als eine äußere lichte Weite in dem dritten Ausnehmungsbereich 49 nahe der äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers 38. Ein zweiter Übergang 51 von der inneren lichten Weite zu der äußeren lichten Weite in dem dritten Ausnehmungsbereich 49 ist näher an der Schichtebene angeordnet als der erste Übergang 50. Dadurch ist in dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 nicht nur in Richtung senkrecht zu der Schichtenebene und/oder der äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers 38 eine Hinterschneidung und damit ein Anschlag gebildet, sondern auch in Richtung parallel zu der Schichtebene bzw. der äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers 38, und zwar in Richtung hin zu dem ersten Ausnehmungsbereich 47. Ferner ist dadurch die erste Kontaktausnehmung 42 gemäß einer Rastvorrichtung für ein Rastmittel, beispielsweise das Steckerelement, gebildet. Dadurch kann eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Steckerelement und dem optoelektronischen Bauelement 10 gebildet sein.
7 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Kontaktiervorrichtung. Die Kontaktiervorrichtung weist ein Trägerelement 60 und vier Steckerelemente 62 auf. Alternativ dazu kann die Kontaktiervorrichtung auch mehr oder weniger Steckerelemente 62 aufweisen. Das Trägerelement 60 und die Steckerelemente 62 sind korrespondierend zu dem optoelektronischen Bauelement 10 und den darin ausgebildeten Kontaktausnehmungen 42, 43, 44, 45 ausgebildet. Insbesondere kann das optoelektronische Bauelement 10 so an dem Trägerelement 60 angeordnet werden, dass die Steckerelemente 62 in den Kontaktausnehmungen 42, 43, 44, 45 festgelegt sind. Die Steckerelemente 62 weisen im Bereich ihrer axialen Enden Kontaktstifte 64 auf.
8 zeigt eine detaillierte Schnittdarstellung der Kontaktiervorrichtung gemäß 7, insbesondere einen Schnitt durch eines der Steckerelemente 62. Die anderen Steckerelemente 62 können dementsprechend oder anders ausgestaltet sein. Das Steckerelement 62 ist in einer Steckerausnehmung 65 des Trägerelements 60 angeordnet. Das Steckerelement 62 weist eine axiale Steckerausnehmung 66 auf, die sich in axialer Richtung durch das Steckerelement 62 hindurch erstreckt.
In der Steckerausnehmung 66 ist ein Kontaktstift 64 angeordnet. Der Kontaktstifte 64 ist mit einem Federelement 68 mechanisch gekoppelt. Das Federelement 68 beaufschlagt den Kontaktstift 64 mit einer Kraft in Richtung hin zu dem axialen Ende des Steckerelements 62 und in Richtung weg von dem Trägerelement 60. Der Kontaktstift 64 ragt aus der Steckerausnehmung 66 und dem axialen Ende des Steckerelements 62 hervor.
Das Steckerelement 62 weist einen ersten axialen Abschnitt 70, einen zweiten axialen Abschnitt 71 und optional einen dritten axialen Abschnitt 72 auf. Ein erstes Außenmaß des ersten axialen Abschnitts 70 ist größer als ein zweites Außenmaß des zweiten axialen Abschnitts 71. Gegebenenfalls kann ein drittes Außenmaß des dritten axialen Abschnitts 72 größer sein als das zweite Außenmaß und/oder gleich groß sein wie das erste Außenmaß.
Der dritte axiale Abschnitt 72 kann gegebenenfalls beispielsweise dazu dienen, das Steckerelement 62 einfach an dem Trägerelement 60 anzuordnen, indem das Steckerelement 62 in die Trägerausnehmung 65 des Trägerelements 60 eingeführt wird und der dritte axiale Abschnitt 72 als Anschlag für das Steckerelement 62 dient und somit eine relative Position des Steckerelements 62 zu dem Trägerelement 60 einfach sicherstellt.
Das Trägerelement 60 kann eine, zwei oder mehr elektrisch leitfähige Leiterbahnen 76 aufweisen, die elektrisch mit dem Steckerelement 62 verbunden sein können. Das Steckerelement 62 kann beispielsweise mittels eines Kontaktmittels 74 an dem Trägerelement 60 befestigt und/oder mit der Leiterbahn 76 elektrisch gekoppelt sein. Das Kontaktmittel 74 kann beispielsweise ein Haftmittel, beispielsweise ein Klebstoff und/oder ein Lot, sein.
9 zeigt eine Draufsicht auf die Schnittdarstellung gemäß 8, wobei eine in 9 verdeckte Wandung der Trägerausnehmung 65 gestrichelt dargestellt ist.
Die 10 bis 12 zeigen verschiedene Zustände eines optoelektronischen Bauelements 10, beispielsweise des im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelements 10, beispielsweise während eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements 10, mittels eines Steckerelements 62, beispielsweise des im Vorhergehenden erläuterten Steckerelements 62. Ferner zeigen die 10 bis 12 verschieden Zustände einer optoelektronischen Baugruppe, die das optoelektronische Bauelement 10 und das Steckerelement 62 aufweist, beispielsweise während eines Verfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Baugruppe. Die Zustände veranschaulichen verschiedene Schritte der entsprechenden Verfahren. In den gezeigten Zuständen ist das Steckerelement 62 als einzelnes Steckerelement 62 ohne das Trägerelement 38 dargestellt. Es können jedoch, wie im Vorhergehenden erläutert, zusätzlich das Trägerelement 38 und/oder die weiteren Steckerelemente 62 vorhanden sein.
10 zeigt einen ersten Zustand der optoelektronischen Baugruppe, in dem zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements 10 das Steckerelement 62 zunächst über dem ersten Ausnehmungsbereich 47 angeordnet wird, und zwar so, dass der Kontaktstift 64 der Kontaktausnehmung 42 zugewandt ist.
Nachfolgend wird das Steckerelement 62 in den ersten Ausnehmungsbereich 47 eingeführt. Das Steckerelement 62 kann so weit in den ersten Ausnehmungsbereich 47 eingeführt werden, dass das axiale Ende des Steckerelements 62 in Kontakt mit der ersten Kontaktelektrode 16 ist und/oder dass der Kontaktstift 64 gegen die Kraft des Federelements 68 in die Steckerausnehmung 66 des Steckerelements 62 hineingedrückt wird. Alternativ zu der Bewegung des Steckerelements 62 hin zu dem optoelektronischen Bauelement 10 kann das optoelektronische Bauelement 10 in einer ersten Richtung 80 hin zu dem Steckerelement 62 bewegt werden.
11 zeigt einen zweiten Zustand der optoelektronischen Baugruppe, in dem das Steckerelement 62 in der ersten Kontaktausnehmung 42 angeordnet ist und das optoelektronische Bauelement 10 in eine zweite Richtung 82 bewegt wird, so dass sich der erste axiale Abschnitt 70 des Steckerelements 62 im Wesentlichen in dem dritten Ausnehmungsbereich 49 befindet. Die zweite Richtung 82 kann senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung 80 sein. Der Kontaktstift 64 ist vollständig in die Steckerausnehmung 66 des Steckerelements 62 gedrückt. Der erste axiale Abschnitt 70 des Steckerelements 62 und ein erstes axiales Ende des Kontaktstifts 64 gleiten bei der Bewegung des optoelektronischen Bauelements 10 über die erste Kontaktelektrode 16.
12 zeigt einen dritten Zustand der optoelektronischen Baugruppe, bei dem das optoelektronische Bauelement 10 soweit in die zweite Richtung 82 bewegt wurde, dass sich das Steckerelement 62 vollständig in dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 befindet. Das Federelement 68 drückt mittels des Kontaktstifts 64 das optoelektronische Bauelement 10 in eine dritte Richtung 38. Dadurch rastet der erste axiale Abschnitt 70 hinter dem zweiten Übergang 51 in dem dritten Ausnehmungsbereich 49 ein und der erste axiale Abschnitt 70 schlägt an dem ersten Übergang 50 in dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 an. Dies bewirkt eine kraftschlüssige und formschlüssige Verbindung zwischen dem Steckerelement 62 und dem optoelektronischen Bauelement 10. Das Steckerelement 62 ist in der ersten Kontaktausnehmung 42 eingerastet. Die formschlüssige Verbindung trägt zu einem zuverlässigen mechanischen Verbinden des Steckerelements 62 mit dem optoelektronischen Bauelement 10 bei.
Aufgrund der Kraft, mit der der Kontaktstift 64 gegen die erste Kontaktelektrode 16 gedrückt wird, ist auch eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem Steckerelement 62 und dem optoelektronischen Bauelement 10 gegeben.
13 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer ersten Kontaktausnehmung 42, die beispielsweise alternativ oder zusätzlich zu der im Vorhergehenden erläuterten ersten Kontaktausnehmung 42 ausgebildet sein kann. Die erste Kontaktausnehmung 42 kann beispielsweise in einem optoelektronischen Bauelement 10 ausgebildet sein, das beispielsweise weitegehend einer Ausgestaltung des im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelements 10 entsprechen kann.
Die erste Kontaktausnehmung 42 ist in Draufsicht dreieckförmig ausgebildet, wobei die Ecken des Dreiecks abgerundet sind. Die erste Kontaktausnehmung 42 weist den ersten Ausnehmungsbereich 47, den zweiten Ausnehmungsbereich 48 und den dritten Ausnehmungsbereich 49 auf. Die erste Kontaktausnehmung 42 weist einen linearen Übergang von dem ersten Ausnehmungsbereich 47 zu dem dritten Ausnehmungsbereich 49 und weiter zu dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 auf. In 13 zeigt die gepunktete Linie verdeckte Kanten der Kontaktausnehmung 42.
14 zeigt eine Schnittdarstellung durch die erste Kontaktausnehmung 42 gemäß 13. Ein Übergang von der inneren lichten Weite nahe der ersten Kontaktelektrode 16 zu der äußeren lichten Weite nahe der äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers 38 ist in dem ersten Ausnehmungsbereich 47 weiter von der ersten Kontaktelektrode 16 entfernt als der zweite Übergang 51 in dem dritten Ausnehmungsbereich 49 und der erste Übergang 50 in dem zweiten Ausnehmungsbereich 48. Dabei weisen alle drei Ausnehmungsbereiche 47, 48, 49 nahe der ersten Kontaktelektrode 16 eine größere lichte Weite auf als nahe der Oberfläche des Abdeckkörpers 38.
15 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckerelements 62, das beispielsweise weitgehend gemäß einer Ausgestaltung des im Vorhergehenden erläuterten Steckerelements 62 ausgebildet sein kann. Optional weist das Steckerelement 62 keinen Kontaktstift 64 und kein Federelement 68 auf.
Das Kontaktelement 62 kann in dem ersten Ausnehmungsbereich 47 in die erste Kontaktausnehmung 42 gemäß den 13 und 14 eingeführt werden. Nachfolgend kann das Steckerelement 62 über den dritten Ausnehmungsbereich 49 so in den zweiten Ausnehmungsbereich 48 bewegt werden, dass zumindest ein Teilsegment des ersten axialen Abschnitts 70 des Steckerelements 62 an dem ersten Übergang 50 anliegt. Gleichzeitig wird aufgrund des in 14 gezeigten sich in Richtung hin zu dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 verjüngenden Bereichs zwischen dem zweiten Übergang 51 und der ersten Kontaktelektrode 16 und dem ersten Übergang 50 und der ersten Kontaktelektrode 16 zumindest ein Teilsegment des ersten axialen Abschnitts 70 des Steckerelements 62 zwischen der ersten Kontaktelektrode 16 und dem ersten Übergang 50 eingeklemmt. Dadurch kann eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Steckerelement 62 und dem optoelektronischen Bauelement 10 gebildet werden.
16 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer ersten Kontaktausnehmung 42, die beispielsweise weitgehend der in 13 gezeigten ersten Kontaktausnehmung 42 entsprechen kann.
17 zeigt eine Schnittdarstellung durch die erste Kontaktausnehmung 42 gemäß 16, wobei der Bereich zwischen dem zweiten Übergang 51 und der ersten Kontaktelektrode 16 und dem ersten Übergang 50 und der ersten Kontaktelektrode 16 der Kontaktausnehmung 42 nahe der ersten Kontaktelektrode 16 nicht verjüngt ausgebildet ist, im Unterschied zu dem der in 14 gezeigten ersten Kontaktausnehmung 42. Zum Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements 10 mit der in den 16 und 17 gezeigten ersten Kontaktausnehmung 42 kann beispielsweise das im Vorhergehenden erläuterte Steckerelement 62 mit dem Kontaktstift 64 und dem Federelement 68 verwendet werden, um eine besonders zuverlässige mechanische und elektrische Kopplung zwischen dem Steckerelement 62 und dem optoelektronischen Bauelement 10 zu ermöglichen. Dadurch kann eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Steckerelement und dem optoelektronischen Bauelement 10 gebildet sein.
18 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements 10, das beispielsweise weitgehend dem im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelement 10 entsprechen kann. Die Kontaktausnehmungen 42, 44 sind bei diesem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 10 in dem Trägerkörper 12 gebildet und erstrecken sich durch die Trägerkörper 12 hindurch bis hin zu der ersten bzw. zweiten Kontaktelektrode 16, 18. Die Kontaktausnehmungen 42, 44 können beispielsweise korrespondierend zu den in den 1, 4, 13 oder 16 gezeigten ersten Kontaktausnehmungen 42 ausgebildet sein, wobei sich die in 18 gezeigte Schnittkante durch die zweiten Ausnehmungsbereiche 48 erstreckt.
19 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Schichtenstruktur eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelementes 10, beispielsweise der Schichtenstruktur des im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelements 10. Bei den nachfolgenden Erläuterungen sind der Schwerpunkt und der Focus auf die einzelnen funktionellen Schichten der Schichtenstruktur, deren Ausbildung und deren Materialien gelegt. Die im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelemente 10 können beispielsweis die im Folgenden erläuterte optoelektronische Schichtenstruktur aufweisen.
Auf oder über dem Trägerkörperabschnitt 102 kann optional eine Barriereschicht 104 angeordnet sein. Die Barriereschicht 104 kann beispielsweise auch als Teilschicht des Trägerkörperabschnitts 102 angesehen werden. Die Barriereschicht 104 kann eines oder mehrere der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus bestehen: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminiumdotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. Ferner kann die Barriereschicht 104 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von 0,1 nm (eine Atomlage) bis 5000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von 10 nm bis 200 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von 40 nm.
Auf oder über der Barriereschicht 104 kann ein elektrisch aktiver Bereich 106 des lichtemittierenden Bauelements 100 angeordnet sein. Der elektrisch aktive Bereich 106 kann als der Bereich verstanden werden, in dem ein elektrischer Strom zum Betrieb des optoelektronischen Bauelements 10 fließt. Der elektrisch aktive Bereich 106 kann eine untere Elektrode 110, eine obere Elektrode 114 und eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, wie sie im Folgenden noch näher erläutert werden. Die untere Elektrode 110 kann beispielsweise ein Teilbereich des ersten Elektrodenabschnitts 20 und/oder die obere Elektrode 114 kann beispielsweise ein Teilbereich des zweiten Elektrodenabschnitts 23 sein. Die organisch funktionelle Schichtenstruktur 112 kann beispielsweise ein Teilbereich der funktionellen Schichtenstruktur 22 sein. Auf oder über der Barriereschicht 104 (oder, wenn die Barriereschicht 104 nicht vorhanden ist, kann auf oder über dem Trägerkörperabschnitt 102) die untere Elektrode 110 aufgebracht sein. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann auf oder über der unteren Elektrode 110 aufgebracht sein.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann eine oder mehrere Emitterschichten 118 aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten 116 (auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en) 120). In verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten 116 (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en) 116) vorgesehen sein.
Beispiele für Emittermaterialien, die für die Emitterschicht 118 eingesetzt werden können, schließen organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (z. B. 2- oder 2,5-substituiertes Poly-p-phenylenvinylen) sowie Metallkomplexe, beispielsweise Iridium-Komplexe wie blau phosphoreszierendes FIrPic (Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)-iridium III), grün phosphoreszierendes Ir(ppy)₃ (Tris(2-phenylpyridin)iridium III), rot phosphoreszierendes Ru(dtb-bpy)₃*2(PF₆) (Tris[4,4'-di-tert-butyl-(2,2')-bipyridin]ruthenium(III)komplex) sowie blau fluoreszierendes DPAVBi (4,4-Bis[4-(di-p-tolylamino)styryl]biphenyl), grün fluoreszierendes TTPA (9,10-Bis[N,N-di-(p-tolyl)-amino]anthracen) und rot fluoreszierendes DCM2 (4-Dicyanomethylen)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter ein. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche insbesondere mittels eines nasschemischen Verfahrens, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating), abscheidbar sind. Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein.
Die Emittermaterialien der Emitterschicht 118 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das optoelektronische Bauelement 10 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht(en) 118 kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen, alternativ kann die Emitterschicht 118 auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht 118 oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht 118, einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht 118 und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht 118. Durch die Mischung der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren, Alternativ kann auch vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese Schichten erzeugten Primäremission ein Konvertermaterial anzuordnen, das die Primärstrahlung zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen) Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann allgemein eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen. Die elektrolumineszente Schicht kann organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules”) oder eine Kombination dieser Stoffe aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine elektrolumineszente Schicht aufweisen, die als Lochtransportschicht 120 ausgeführt ist, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Alternativ kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Elektronentransportschicht 116 ausgeführt ist, so dass eine effektive Elektroneninjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Als Material für die Lochtransportschicht 120 können beispielsweise tertiäre Amine, Carbazoderivate, leitfähiges Polyanilin oder Polythylendioxythiophen verwendet werden.
Die Lochtransportschicht 120 kann auf oder über der unteren Elektrode 110 ausgebildet, beispielsweise abgeschieden, sein, und die Emitterschicht 118 kann auf oder über der Lochtransportschicht 120 ausgebildet sein, beispielsweise abgeschieden sein. Die Elektronentransportschicht 116 kann auf oder über der Emitterschicht 118 ausgebildet, beispielsweise abgeschieden, sein.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann beispielsweise einen Stapel von mehreren direkt übereinander angeordneten Leuchtdioden aufweisen. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann eine Schichtdicke aufweisen von maximal 3 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal 300 nm.
Das optoelektronische Bauelement 10 kann optional weitere organische Funktionsschichten, beispielsweise angeordnet auf oder über der Emitterschicht 118 oder auf oder über der Elektronentransportschicht 116 aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements 100 weiter zu verbessern.
Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 kann die obere Elektrode 114 (beispielsweise als zweiter Elektrodenabschnitt 23) aufgebracht sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die obere Elektrode 114 das gleiche Material aufweisen oder daraus gebildet sein wie eine Ausgestaltung der unteren Elektrode 110. Die obere Elektrode 114 kann als Anode, also als Löcher injizierende Elektrode, oder als Kathode, also als eine Elektronen injizierende Elektrode, ausgebildet sein.
Auf oder über der zweiten Elektrode 114 und damit auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 106 kann optional noch eine Verkapselung 108, beispielsweise in Form einer Barrierendünnschicht oder Dünnschichtverkapselung ausgebildet sein. Die Verkapselung 108 kann beispielsweise ein Teil der Verkapselungsschicht 24 sein. Unter einer Barrierendünnschicht bzw. einer Dünnschichtverkapselung kann beispielsweise eine Schicht oder eine Schichtenstruktur verstanden werden, die dazu geeignet ist, eine Isolatorbereich gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Verkapselung 108 derart ausgebildet, dass sie von OLED-schädigenden Stoffen wie Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann.
Die Verkapselung 108 kann als eine einzelne Schicht (anders ausgedrückt, als Einzelschicht) ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Verkapselung 108 eine Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten aufweisen. Die Verkapselung 108 kann beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z. B. mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD)), z. B. eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD)) oder eines plasmalosen Atomlageabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer Deposition (PLALD)), oder mittels eines chemischen Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition (CVD)), z. B. eines plasmaunterstützten Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)) oder eines plasmalosen Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD)).
Durch Verwendung eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) können sehr dünne Schichten abgeschieden werden. Insbesondere können Schichten abgeschieden werden, deren Schichtdicken im Atomlagenbereich liegen. Gemäß einer Ausgestaltung können bei der Verkapselung 108, die mehrere Teilschichten aufweist, alle Teilschichten mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens gebildet werden. Eine Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat” bezeichnet werden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können bei einer Verkapselung 108, die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der Verkapselung 108 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens. Die Verkapselung 108 kann gemäß einer Ausgestaltung eine Schichtdicke von 0,1 nm (eine Atomlage) bis 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von 10 nm bis 100 nm, beispielsweise von 40 nm.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Verkapselung 108 einen der nachfolgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkaxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen derselben. Die Verkapselung 108 kann einen hohen Brechungsindex aufweisen, beispielsweise mit einem Brechungsindex von 2 oder mehr.
Die Abdeckung 126 kann beispielsweise Glas aufweisen und/oder beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des optoelektronischen Bauelements 10 angeordnet werden. Die Abdeckung 126 kann beispielsweise dem Abdeckkörper 38 entsprechen.
Auf oder über der Verkapselung 108 kann ein Klebstoff und/oder ein Schutzlack 124 angeordnet sein, mittels dessen beispielsweise die Abdeckung 126 auf der Verkapselung 108 befestigt, beispielsweise aufgeklebt ist. Die optisch transluzente Schicht aus Kiebstoff und/oder Schutzlack 124 kann eine Schichtdicke von größer als 1 μm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren μm. Der Klebstoff kann einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder ein solcher sein. Der Klebstoff und/oder der Schutzlack 124 können beispielsweise der Haftmittelschicht 36 entsprechen.
In die Schicht des Klebstoffs können lichtstreuende Partikel eingebettet sein, die zu einer weiteren Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen können. Als lichtstreuende Partikel können beispielsweise dielektrische Streupartikel angeordnet sein wie beispielsweise Metalloxide wie z. B. Siliziumoxid (SiO₂), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO₂), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga2Oa) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können dafür geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der transluzenten Schichtenstruktur verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel, Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel, oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein.
Zwischen der oberen Elektrode 114 und der Schicht aus Kiebstoff und/oder Schutzlack 124 kann eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) ausgebildet sein, beispielsweise SiN, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von 300 nm bis 1,5 μm, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von 500 nm bis 1 μm, um elektrisch instabile Stoffe zu schützen, beispielsweise während eines nasschemischen Prozesses.
Der Klebstoff kann derart ausgebildet sein, dass er selbst einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung 126. Ein solcher Klebstoff kann beispielsweise ein niedrigbrechender Klebstoff sein wie beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Kleber vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden. Ferner kann auf den Klebstoff 124 verzichtet werden, beispielsweise in Ausgestaltungen, in denen die Abdeckung 126 mittels Plasmaspritzens auf die Verkapselung 108 aufgebracht ist. Die Abdeckung 126 und/oder der Klebstoff 124 können einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen.
Ferner können zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten angeordnet sein.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann das optoelektronische Bauelement 10 mehr oder weniger Kontaktausnehmungen 42, 43, 44, 45 aufweisen. Ferner können alle gezeigten optoelektronischen Bauelemente 10 mehr oder weniger Schichten aufweisen. Beispielsweise können diverse optische funktionelle Schichten ausgebildet sein, die beispielsweise die Effizienz des optoelektronischen Bauelements 10 verbessern oder das Abstrahlverhalten des optoelektronischen Bauelements 10 beeinflussen. Beispielsweise können Auskoppelschichten, Spiegelschichten, Antireflexschichten und/oder Streuschichten ausgebildet sein. Ferner können die Steckerelemente 62 oder die Steckerkörper 66 bezüglich ihrer Form und Anzahl unterschiedlich sein. Ferner können die anhand der Zustände der optoelektronischen Baugruppe gezeigten Verfahren zusätzliche Schritte, beispielsweise Teilschritte aufweisen. Ferner können die angegebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann die in 6 gezeigte erste Kontaktausnehmung 42 eine in Schnittdarstellung konisch verlaufende Form, wie in 14 gezeigt, oder eine geradlinige Form, wie in 17 gezeigt, aufweisen. Außerdem können die in den 13 und 14 bzw. 16 und 17 gezeigten ersten Kontaktausnehmungen jeweils einen dritten Ausnehmungsbereich 49 korrespondierend zu dem dritten Ausnehmungsbereich 49, wie er in 6 gezeigt ist, aufweisen, so dass auch bei diesen Ausführungsformen ein Einrasten des Steckerelements 62 in dem zweiten Ausnehmungsbereich 48 möglich ist. Bei allen Ausführungsbeispielen kann entweder die optoelektronische Baugruppe an einer Montagefläche festgelegt sein und das Trägerelement 60 und/oder die Steckerelemente 62 können in die Kontaktausnehmungen 42, 43, 44, 45 eingeführt werden oder der Trägerköper 60 bzw. die Steckerelemente 62 können an einer Montagefläche festgelegt sein und das optoelektronische Bauelement 10 kann mit seinen Kontaktausnehmungen 42, 43, 44, 45 über die Steckerelemente 62 gestülpt werden und an diesen befestigt werden. Die Montagefläche kann beispielsweise Teil einer elektronischen Vorrichtung oder eine Wandung, Decke, Tür oder ein Möbelstück sein.

Claims

Optoelektronisches Bauelement (10), mit – einem Trägerkörper (12), – einer optoelektronischen Schichtenstruktur, die über dem Trägerkörper (12) ausgebildet ist und die mindestens einen Kontaktbereich (32, 34) zum elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Schichtenstruktur aufweist, – einem Abdeckkörper (38), der über der optoelektronischen Schichtenstruktur angeordnet ist, – mindestens einer Kontaktausnehmung (42, 44), die sich durch den Abdeckkörper (38) und/oder den Trägerkörper (12) hindurch erstreckt und die einen ersten Ausnehmungsbereich (47) und einen zweiten Ausnehmungsbereich (48) aufweist, die ineinander münden und die sich jeweils von einer äußeren Oberfläche des Abdeckkörpers (38) und/oder des Trägerkörpers (12) in Richtung hin zu einer Schichtebene erstrecken, in der der Kontaktbereich (32, 34) ausgebildet ist, wobei eine erste lichte Weite (A) der Kontaktausnehmung (42, 44) nahe der entsprechenden äußeren Oberfläche in dem ersten Ausnehmungsbereich (47) größer ist als eine zweite lichte Weite (B) in dem zweiten Ausnehmungsbereich (48) nahe der entsprechenden äußeren Oberfläche und wobei die zweite lichte Weite (B) des zweiten Ausnehmungsbereichs (48) nahe der entsprechenden äußeren Oberfläche größer ist als eine dritte lichte Weite (C) des zweiten Ausnehmungsbereichs (48) nahe dem Kontaktbereich (32, 34) und wobei zumindest in dem zweiten Ausnehmungsbereich (48) zumindest ein Teil des Kontaktbereichs (32, 34) freigelegt ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach Anspruch 1, bei dem die optoelektronische Schichtenstruktur eine Verkapselungsschicht (28) und/oder eine Haftmittelschicht (36) aufweist, und bei dem sich die Kontaktausnehmung (42, 44) durch die Verkapselungsschicht (28) und/oder durch die Haftmittelschicht (36) hindurch erstreckt.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Abdeckkörper (38) Metall oder Glas aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Trägerkörper (12) und der Abdeckkörper (38) freiliegende Seitenkanten aufweisen und an den Seitenkanten zueinander bündig ausgebildet sind.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste lichte Weite (A) gleich der dritten lichten Weite (C) ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der gesamte erste Ausnehmungsbereich (47) die erste lichte Weite (A) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Kontaktbereich (32, 34) zumindest teilweise in dem ersten Ausnehmungsbereich (47) freigelegt ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktausnehmung (42, 44) einen dritten Ausnehmungsbereich (49) aufweist, der zwischen dem ersten und dem zweiten Ausnehmungsbereich (47, 48) ausgebildet ist und dessen innere lichte Weite nahe der Schichtebene des Kontaktbereichs (32, 34) größer ist als dessen äußere lichte Weite nahe der entsprechenden Oberfläche, wobei ein erster Übergang (50) von der dritten lichten Weite (C) zu der zweiten lichten Weite (B) in dem zweiten Ausnehmungsbereich (48) weiter von der Schichtebene des Kontaktbereichs (32, 34) entfernt ist, als ein zweiter Übergang (51) von der inneren lichten Weite zu der äußeren lichten Weite in dem dritten Ausnehmungsbereich (49).
Kontaktiervorrichtung zum elektrischen Kontaktieren eines optoelektronischen Bauelements (10), mit mindestens einem Steckerelement (62), das einen ersten axialen Abschnitt (70), der ein erstes Außenmaß hat, nahe einem ersten axialen Ende des Steckerelements (62) aufweist und das angrenzend an den ersten axialen Abschnitt (70) einen zweiten axialen Abschnitt (71) aufweist, der ein zweites Außenmaß hat, das kleiner als das erste Außenmaß ist, wobei das Steckerelement (62) eine Steckerausnehmung (66) aufweist, die sich in axialer Richtung durch das Steckerelement (62) hindurch erstreckt und in der ein Kontaktstift (64) angeordnet ist, der aus dem ersten axialen Ende des Steckerelements (62) hervorsteht, und wobei der Kontaktstift (64) in axialer Richtung bewegbar angeordnet ist und mit einem Federelement (68) mechanisch gekoppelt ist, das den Kontaktstift (64) in Richtung des ersten axialen Endes des Steckerelements (62) mit einer Kraft beaufschlagt, wobei das Steckerelement (62) in der Steckerausnehmung (66) einen Anschlag aufweist, der so ausgebildet ist, dass er verhindert, dass der Kontaktstift (64) vollständig aus dem Steckerelement (62) herausgedrückt wird.
Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Steckerelement (62) angrenzend an den zweiten axialen Abschnitt (71) einen dritten axialen Abschnitt (72) aufweist, der ein drittes Außenmaß hat, das größer als das zweite Außenmaß ist.
Kontaktiervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, die ein Trägerelement (60) aufweist, an dem das Steckerelement (62) und mindestens ein weiteres Steckerelement (62) angeordnet sind.
Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 11, bei der das Trägerelement (60) von einer Leiterplatte gebildet ist, die mindestens eine elektrisch leitfähige Leiterbahn aufweist, die elektrisch mit dem Steckerelement (62) gekoppelt ist.
Optoelektronische Baugruppe mit einem optoelektronischen Bauelement (10) nach einem Ansprüche 1 bis 8 und mit einer Kontaktiervorrichtung zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements, wobei die Kontaktiervorrichtung mindestens ein Steckerelement (62) aufweist, das nahe einem ersten axialen Ende des Steckerelements (62) einen ersten axialen Abschnitt (70), der ein erstes Außenmaß hat, aufweist und das angrenzend an den ersten axialen Abschnitt (70) einen zweiten axialen Abschnitt (71) aufweist, der ein zweites Außenmaß hat, das kleiner als das erste Außenmaß ist, wobei das erste Außenmaß des ersten axialen Abschnitts (70) kleiner als oder gleich groß wie die erste lichte Weite (A) des ersten Ausnehmungsbereichs (47) der Kontaktausnehmung (42, 44) und die dritte lichte Weite (C) des zweiten Ausnehmungsbereichs (48) der Kontaktausnehmung (42, 44) ist und wobei das erste Außenmaß des ersten axialen Abschnitts (70) größer als die zweite lichte Weite (B) des zweiten Ausnehmungsbereichs (48) der Kontaktausnehmung (42, 44) ist und wobei das zweite Außenmaß des zweiten axialen Abschnitts (71) des Steckerelements (62) kleiner als oder gleich groß wie die zweite lichte Weite (B) ist.
Optoelektronische Baugruppe nach Anspruch 13, bei der die Kontaktiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12 ausgebildet ist.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei der das Steckerelement (62) in dem zweiten Abschnitt (48) der Kontaktausnehmung (42, 44) so angeordnet ist, dass das Steckerelement (62) und/oder der Kontaktstift (64) in direktem körperlichen Kontakt mit dem Kontaktbereich (32, 34) sind.
Optoelektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei der das Steckerelement (62) und/oder der Kontaktstift (64) mit Hilfe eines Haftmittels in der Kontaktausnehmung (42, 44) befestigt sind.