DE102014100680A1

DE102014100680A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes

Info

Publication number: DE102014100680A1
Application number: DE102014100680.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Wehlus
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2034-01-23
Also published as: US20170005141A1; WO2015110513A1; US10312290B2; DE102014100680B4

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement (100) bereitgestellt, das optoelektronische Bauelement (100) aufweisend: eine optoelektronische Struktur (102), die zu einem Bereitstellen einer elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist; und eine Mess-Struktur (104), die zu einem Messen der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist; und einen Wellenleiter (106), der zu einem Leiten der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist, wobei die optoelektronische Struktur (102) und die Mess-Struktur (104) mit dem Wellenleiter (106) optisch gekoppelt sind; wobei der Wellenleiter (106) in einer Matrix (110) verteilte Streuzentren (112) aufweist, wobei die Streuzentren (112) derart in der Matrix (110) verteilt sind, dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung von der optoelektronischen Struktur (102) zu der Mess-Struktur (104) geleitet wird.

Description

In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt.
Organische Leuchtdioden (organic light emitting diode – OLED) finden zunehmend verbreitete Anwendung in der Allgemeinbeleuchtung, beispielsweise als großflächige Leuchtflächen (Flächenlichtquelle). Eine herkömmliche OLED weist auf einem Substrat eine Anode und eine Kathode mit einem organischen funktionellen Schichtensystem zwischen der Anode und Kathode auf. Das organische funktionelle Schichtensystem kann eine oder mehrere Emitterschicht/en aufweisen, in der/denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine oder mehrere Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur(en) aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („charge generating layer”, CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie einer oder mehrerer Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als Lochtransportschicht(en) („hole transport layer” – HTL), und einer oder mehrerer Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschicht(en) („electron transport layer” – ETL), um den Stromfluss zu richten. Die OLED-Emission kann über den Betriebsstrom der OLED leicht verändert werden. Dadurch ist eine Anpassung an externe und interne Lichtbedingungen möglich.
Die externen Lichtbedingungen können sich ändern (Kurzzeitprozess) z. B. wenn die OLED in einem Raum mit Fenster dem im Tagesgang veränderlichen Sonnenlicht ausgesetzt ist. Weiterhin unterliegt das emittierte Wellenlängenspektrum der OLED Alterungsprozessen (Langzeitprozess), so dass je nach OLED-Schichtaufbau und Prozessierung die Leuchtdichte typischerweise mit der Zeit abnimmt. Die Abnahme der Leuchtdichte wird z. B. durch erhöhte Stromdichten oder Temperaturen bewirkt, die während des Betriebes der OLED auftreten und die Organik schädigen können. Um die Leuchtdichte im Umfeld der OLED-Flächenlichtquelle mit der Zeit konstant zu halten, kann mittels manuellen Dimmens oder externer zugeschalteter Sensoren mit elektronischer Schaltung die Leuchtdichte im OLED-beleuchteten Raum konstant gehalten werden.
In einem herkömmlichen Verfahren werden Sensoren auf die OLED aufgebracht, die das Licht der OLED einsammeln. Dabei werden die Sensoren herkömmlich jedoch so positioniert, dass sie nur Teilbereiche der OLED betrachten können, beispielsweise den Rand oder den Bereich direkt um den Sensor. Wird beispielsweise bei einer OLED auf einem Glassubstrat der Sensor am Rand aufgebracht, um das im Substrat propagierende Licht zu messen, kommt das Licht, welches den Sensor erreicht, nur von einem maximal 10 mm breiten Bereich am Rand der OLED. Das restliche von der OLED emittierte und in dem Glassubstrat geführte Licht wird auf dem Weg zum Sensor in der organischen funktionellen Schichtenstruktur absorbiert.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist, integriert während des Betriebs der OLED die Farbe und Helligkeit des gesamten von der OLED emittierten Lichtes zu bestimmten.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, das optoelektronische Bauelement aufweisend: eine optoelektronische Struktur, die zu einem Bereitstellen einer elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist; und eine Mess-Struktur, die zu einem Messen der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist; und einen Wellenleiter, der zu einem Leiten der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist, wobei die optoelektronische Struktur und die Mess-Struktur mit dem Wellenleiter optisch gekoppelt sind; wobei der Wellenleiter in einer Matrix verteilte Streuzentren aufweist, wobei die Streuzentren derart in der Matrix verteilt sind, dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung von der optoelektronischen Struktur zu der Mess-Struktur geleitet wird.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als ein Flächenbauelement ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als ein organisches optoelektronisches Bauelement ausgebildet sein, beispielsweise als ein organischer Fotodetektor, eine organische Solarzelle und/oder eine organische Leuchtdiode.
In Einer Ausgestaltung können/kann die optoelektronische Struktur, die Mess-Struktur und/oder der Wellenleiter als ein Schichtenstapel ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die optoelektronische Struktur eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische funktionelle Schichtenstruktur zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode aufweisen, wobei die organische funktionelle Schichtenstruktur zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung und/oder zu einem Umwandeln einer elektromagnetischen Strahlung in einen elektrischen Strom ausgebildet ist.
In einer Ausgestaltung kann die Mess-Struktur eine dritte Elektrode, eine vierte Elektrode und eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur zwischen der dritten Elektrode und der vierten Elektrode aufweisen, wobei die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur zu einem Umwandeln einer elektromagnetischen Strahlung in einen elektrischen Strom oder Spannung ausgebildet ist.
In einer Ausgestaltung kann die dritte Elektrode die gleiche Struktur aufweisen wie die erste Elektrode, beispielsweise als eine Elektrode ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die vierte Elektrode die gleiche Struktur aufweisen wie die zweite Elektrode, beispielsweise als eine Elektrode ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur die gleiche Struktur aufweisen wie die organische funktionelle Schichtenstruktur der optoelektronischen Struktur, beispielsweise als eine organische funktionelle Schichtenstruktur ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement ferner eine Auskoppelstruktur im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung in dem Wellenleiter und der Mess-Struktur aufweisen, beispielsweise im Bereich der Mess-Struktur im Wellenleiter, wobei die Auskoppelstruktur derart ausgebildet ist, dass wenigstens ein Teil der in dem Wellenleiter leitbaren elektromagnetischen Strahlung in die Mess-Struktur umgeleitet wird.
In einer Ausgestaltung kann die Auskoppelstruktur eine Spiegelstruktur aufweisen oder derart ausgebildet sein, wobei die Spiegelstruktur wenigstens reflektierend für wenigstens einen Teil der in dem Wellenleiter geleiteten elektromagnetischen Strahlung ist.
In einer Ausgestaltung kann die Auskoppelstruktur mit in einer Matrix verteilte Streuzentren aufweisen, beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltung des Kerns des Wellenleiters.
In einer Ausgestaltung kann die Auskoppelstruktur derart ausgebildet sein, dass der Anteil und/oder die Art an Streuzentren in dem Wellenleiter im Bereich der Mess-Struktur anders sind/ist als im Bereich der optoelektronischen Struktur, beispielsweise stärker streuend.
In einer Ausgestaltung kann die Auskoppelstruktur mit einer strukturierten Grenzfläche des Wellenleiters ausgebildet sein oder eine solche aufweisen. Die strukturierte Grenzfläche kann beispielsweise mittels Aufrauens einer der Grenzflächen oder Ausbilden eines Musters an einer der Grenzfläche des Wellenleiters und/oder der Mess-Struktur ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Auskoppelstruktur eine Mikrolinsen-Anordnung aufweisen oder derart ausgebildet sein. Die Mikrolinsen und/oder die Grenzflächenrauheit können als Streuzentren wirken, beispielsweise zum Erhöhen der Lichteinkopplung/Lichtauskopplung.
In einer Ausgestaltung kann die Auskoppelstruktur als ein optisches Gitter ausgebildet sein oder ein solches aufweisen, wobei das Gitter eine strukturierte Schicht mit Bereichen mit niedrigem Brechungsindex aufweist.
In einer Ausgestaltung kann der Wellenleiter als Abdeckkörper der optoelektronischen Struktur und/oder der Mess-Struktur ausgebildet sein. Der Abdeckkörper kann beispielsweise ein Träger, ein hermetisch dichtes Substrat und/oder eine Verkapselungsstruktur sein.
In einer Ausgestaltung können die optoelektronische Struktur und die Mess-Struktur nebeneinander auf dem Wellenleiter angeordnet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Mess-Struktur seitlich bezüglich der optoelektronischen Struktur angeordnet sein, beispielsweise seitlich auf dem Wellenleiter.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren einen Unterschied im Brechungsindex bezüglich der elektromagnetischen Strahlung zu dem Brechungsindex der Matrix von größer ungefähr 0,05 aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann der Wellenleiter einen Kern und einen Mantel aufweisen, wobei der Mantel den Kern entlang der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung bedeckt; und wobei der Kern die Matrix und die Streuzentren aufweist.
In einer Ausgestaltung kann der Mantel wenigstens transluzent sein hinsichtlich der elektromagnetischen Strahlung.
In einer Ausgestaltung können/kann die optoelektronische Struktur und/oder die Mess-Struktur einen Abdeckkörper aufweisen, wobei der Abdeckkörper wenigstens als ein Teil des Wellenleiters ausgebildet ist, beispielsweise als wenigstens ein Teil des Mantels des Wellenleiters. Ein Abdeckkörper ist ausgebildet, die Mess-Struktur bzw. die optoelektronische Struktur abzudecken. Ein Abdeckkörper kann beispielsweise ein Träger, ein hermetisch dichtes Substrat, eine Abdeckung oder eine Verkapselungsstruktur sein oder aufweisen.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren als Partikel ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren einen anorganischen Stoff oder ein anorganisches Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren einen Stoff, ein Stoffgemisch oder eine stöchiometrische Verbindung aufweisen oder daraus gebildet sein aus/mit einem der folgenden Stoffe: TiO₂, CeO₂, Bi₂O₃, ZnO, SnO₂, Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃, ZrO₂, Leuchtstoffe, Farbstoffe, sowie Glaspartikel, metallische Nanopartikel.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren als Hohlräume ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren eine gewölbte Oberfläche aufweisen, beispielsweise ähnlich oder gleich einer optischen Linse.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren eine der folgenden geometrische Formen und/oder einen Teil einer der folgenden geometrischen Formen aufweisen: sphärisch, asphärisch beispielsweise prismatisch, ellipsoid, hohl, plättchen- oder stäbchenförmig.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 0,02 μm bis ungefähr 10 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 μm bis ungefähr 1 μm aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann der Wellenleiter wenigstens eine erste Art an Streuzentren und eine zweite Art an Streuzentren aufweisen, wobei sich die erste Art und die zweite Art an Streuzentren in wenigstens einer Eigenschaft unterscheiden, beispielsweise in der mittleren Abmessung der Streuzentren, der Form und/oder dem Brechungsindex bezüglich der elektromagnetischen Strahlung.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren wenigstens in einem Bereich des Wellenleiters eine homogene Verteilung aufweisen, beispielsweise jeweils im Wellenleiter im Bereich der Mess-Struktur und/oder der optoelektronischen Struktur.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren strukturiert in dem Wellenleiter verteilt sein.
In einer Ausgestaltung kann der Wellenleiter einen ersten Bereich mit einer ersten Konzentration an Streuzentren und wenigstens einen zweiten Bereich mit einer zweiten Konzentration an Streuzentren aufweisen. Die erste Konzentration kann zu der zweiten Konzentration unterschiedlich sein, beispielsweise höher sein. Beispielsweise kann die erste Konzentration ein Vielfaches der zweiten Konzentration in einem Bereich von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,5 bis 2.
In einer Ausgestaltung kann der Wellenleiter einen ersten Bereich mit einer ersten Verteilung an Streuzentren und einen zweiten Bereich mit einer zweiten Verteilung an Streuzentren aufweisen. Beispielsweise kann die erste Verteilung eine homogene Verteilung an Streuzentren sein und die zweite Verteilung eine Streuzentren-Konzentration mit einem Gradienten sein.
In einer Ausgestaltung können der erste Bereich und der wenigstens eine zweite Bereich über oder nebeneinander in dem Wellenleiter angeordnet sein. Beispielsweise kann ein erster Bereich im Bereich der Mess-Struktur im Wellenleiter sein und wenigstens ein zweiter Bereich im Bereich der optoelektronischen Struktur im Wellenleiter sein, wobei der erste Bereich beispielsweise eine höhere Dichte an Streuzentren aufweist als der zweite Bereich, d. h. beispielsweise bei einer homogenen Verteilung der Streuzentren in dem ersten Bereich und in dem zweiten Bereich, dass der erste Bereich eine höhere Konzentration an Streuzentren aufweist als der zweite Bereich.
In einer Ausgestaltung kann die Matrix bezüglich der elektromagnetischen Strahlung einen Brechungsindex größer als ungefähr 1,7 aufweisen.
In einer Ausgestaltung kann die Matrix amorph ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Matrix einen Formwerkstoff und/oder ein Vergussmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die Matrix einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein aus einem der folgenden Glassysteme: PbO-haltige Systeme, beispielsweise PbO-B₂O₃, PbO-SiO₂, PbO-B₂O₃-SiO₂, PbO-B₂O₃-ZnO₂, PbO-B₂O₃-Al₂O₃; und/oder Bi₂O₃-haltige Systeme, beispielsweise Bi₂O₃-B₂O₃, Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂, Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO, Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO-SiO₂.
In einer Ausgestaltung kann die Matrix einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein aus einem der folgenden Stoffe: Al₂O₃, Erdalkalioxide, Alkalioxide, ZrO₂, TiO₂, HfO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, TeO₂, WO₃, MO₃, Sb₂O₃, Ag₂O, SnO₂, Selteneerdoxide.
In einer Ausgestaltung kann die Matrix einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein aus der Gruppe der Stoffe: Ce-, Fe-, Sn-, Ti-, Pr-, Eu- und/oder V-Verbindungen.
In einer Ausgestaltung kann der Stoff oder das Stoffgemisch der Matrix bei einer Temperatur bis maximal ungefähr 600°C verflüssigbar sein.
In einer Ausgestaltung kann die Matrix einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Silikon, beispielsweise ein Polydimethylsiloxan, Polydimethylsiloxan/Polydiphenylsiloxan, und/oder ein Derivat davon; ein Silazan, ein Epoxid, ein Polyacrylat, ein Polycarbonat oder ähnliches, beispielsweise ein Silikon-Hybrid, ein Silikon-Epoxid-Hybrid.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement derart ausgebildet sein, dass der wesentliche Teil der elektromagnetischen Strahlung aus dem optoelektronischen Bauelement auskoppelbar ist.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren derart ausgebildet und/oder in der Matrix verteilt sein, dass die mittlere freie Weglänge der elektromagnetischen Strahlung zu der Dicke des Wellenleiters in einem Verhältnis von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10,0 ist.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: ein Bereitstellen wenigstens eines Teiles eines Wellenleiter, der zu einem Leiten einer elektromagnetischen Strahlung ausgebildet wird; ein Ausbilden einer optoelektronischen Struktur zu einem Bereitstellen der elektromagnetischen Strahlung; und ein Ausbilden einer Mess-Struktur zu einem Messen der elektromagnetischen Strahlung; wobei die optoelektronische Struktur und die Mess-Struktur mit dem Wellenleiter optisch gekoppelt ausgebildet werden; wobei der Wellenleiter in einer Matrix verteilte Streuzentren aufweist, wobei die Streuzentren derart in der Matrix verteilt sind, dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung von der optoelektronischen Struktur zu der Mess-Struktur geleitet wird.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann das Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes Merkmale des optoelektronischen Bauelementes; und das optoelektronische Bauelement Merkmale des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes aufweisen, soweit sie jeweils sinnvoll anwendbar sind.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann das Ausbilden des Wellenleiters ein Glasschmelzen aufweisen. Als Prozess des Glasschmelzens kann ein thermisches Verflüssigen, d. h. Aufschmelzen, eines Glases verstanden werden. Im Anschluss an den Prozess des Glasschmelzens kann das Glas pulverisiert, in Form von Beschichtungen auf einen Träger aufgebracht und anschließend mittels einer Temperaturbehandlung verglast werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Mess-Struktur gleichzeitig mit der optoelektronischen Struktur ausgebildet werden, beispielsweise aus der gleichen Schichtstruktur.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren strukturiert in dem Wellenleiter verteilt werden, so dass der Wellenleiter einen ersten Bereich mit einer ersten Konzentration und/oder ersten Verteilung an Streuzentren und wenigstens einen zweiten Bereich mit einer zweiten Konzentration und/oder zweiten Konzentration an Streuzentren aufweist. Beispielsweise kann der Wellenleiter strukturiert ausgebildet werden oder nach dem Ausbilden strukturiert werden. Ein strukturiertes Ausbilden kann beispielsweise mittels eines Siebdrucks mit Maskenprozess erfolgen. Der Wellenleiter kann dann beispielsweise ausgehärtet werden, nachdem der erste Bereich und der zweite Bereich mittels Maskenprozesse angeordnet worden sind. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass eine optische Grenzfläche, beispielsweise ein Luftspalt zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ausgebildet wird. Ein Strukturieren des Wellenleiters in ersten Bereich und wenigstens einen zweiten Bereich nach dem Ausbilden des Wellenleiters kann beispielsweise mittels eines Ausbildens von Streuzentren mittels Laserinnengravur erfolgen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Darstellung eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
2 eine schematische Darstellung zu einem Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
3 eine schematische Darstellung einer optoelektronischen Struktur eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
4A–C schematische Darstellungen von Auskoppelstrukturen eines Wellenleiters eines optoelektronischen Bauelementes gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelementes.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen”” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
In verschiedenen Ausführungsformen werden optoelektronische Bauelemente und optoelektronische Strukturen beschrieben. Nachfolgende Beschreibung der optoelektronischen Struktur gilt für ein optoelektronisches Bauelement analog, und umgekehrt.
Eine optoelektronische Struktur weist einen optisch aktiven Bereich auf bzw. kann ein optisch aktiver Bereich sein. Der optisch aktive Bereich kann mittels einer angelegten Spannung an den optisch aktiven Bereich elektromagnetische Strahlung emittieren. In verschiedenen Ausführungsformen kann die optoelektronische Struktur derart ausgebildet sein, dass die elektromagnetische Strahlung einen Wellenlängenbereich aufweist, der Röntgenstrahlung, W-Strahlung (A–C), sichtbares Licht und/oder Infrarot-Strahlung (A–C) umfasst.
Der optisch aktive Bereich, beispielsweise eine elektromagnetische Strahlung emittierende Struktur, kann in verschiedenen Ausgestaltungen eine elektromagnetische Strahlung emittierende Halbleiter-Struktur 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. Das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement kann 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, beispielsweise ein organischer Feldeffekttransistor (organic field effect transistor OFET) und/oder eine organische Elektronik ausgebildet sein. Bei dem organischen Feldeffekttransistor kann es sich um einen sogenannten „all-OFET” handeln, bei dem alle Schichten organisch sind. Die elektromagnetische Strahlung emittierende Struktur kann in verschiedenen Ausgestaltungen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von elektromagnetische Strahlung emittierende Strukturen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse. Eine optoelektronische Struktur kann ein organisches funktionelles Schichtensystem aufweisen, welches synonym auch als organische funktionelle Schichtenstruktur bezeichnet wird. Die organische funktionelle Schichtenstruktur kann einen organischen Stoff oder ein organisches Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein, der/das beispielsweise zum Emittieren einer elektromagnetischen Strahlung aus einem bereitgestellten elektrischen Strom eingerichtet ist.
Ein optoelektronisches Bauelement in Form einer organischen Leuchtdiode kann als ein sogenannter Top-Emitter und/oder ein sogenannter Bottom-Emitter ausgebildet sein. Bei einem Bottom-Emitter wird elektromagnetische Strahlung aus dem elektrisch aktiven Bereich durch den Träger emittiert. Bei einem Top-Emitter wird elektromagnetische Strahlung aus der Oberseite des elektrisch aktiven Bereiches emittiert und nicht durch den Träger.
Ein Top-Emitter und/oder Bottom-Emitter kann auch optisch transparent oder optisch transluzent ausgebildet sein, beispielsweise kann jede der nachfolgend beschriebenen Schichten oder Strukturen transparent oder transluzent sein oder ausgebildet werden bezüglich der absorbierten oder emittierten elektromagnetischen Strahlung.
Eine flächige optoelektronische Struktur, welche zwei flächige, optisch aktive Seiten aufweist, kann in der Verbindungsrichtung der optisch aktiven Seiten beispielsweise transparent oder transluzent ausgebildet sein, beispielsweise als eine transparente oder transluzente organische Leuchtdiode. Eine flächige optoelektronische Struktur kann auch als eine plane optoelektronische Struktur bezeichnet werden.
Die erste Elektrode, die zweite Elektrode und die organische funktionelle Schichtenstruktur der optoelektronischen Struktur können jeweils großflächig ausgebildet sein. Dadurch kann die optoelektronische Struktur eine zusammenhängende Leuchtfläche aufweisen, die nicht in funktionale Teilbereiche strukturiert ist, beispielsweise eine in funktionale Bereiche segmentierte Leuchtfläche oder um eine Leuchtfläche, die von einer Vielzahl von Bildpunkten (Pixeln) gebildet wird. Dadurch kann eine großflächige Abstrahlung oder Absorption von elektromagnetischer Strahlung aus dem optoelektronischen Bauelement ermöglicht werden. „Großflächig” kann dabei bedeuten, dass die optisch aktive Seite eine Fläche, beispielsweise eine zusammenhängende Fläche, beispielsweise von größer oder gleich einigen Quadratmillimetern, beispielsweise größer oder gleich einem Quadratzentimeter, beispielsweise größer oder gleich einem Quadratdezimeter aufweist. Beispielsweise kann die optoelektronische Struktur nur eine einzige zusammenhängende Leuchtfläche aufweisen, die durch die großflächige und zusammenhängende Ausbildung der Elektroden und der organischen funktionellen Schichtenstruktur bewirkt wird.
Unter dem Begriff „transluzent” bzw. „transluzente Schicht” kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht oder Struktur für Licht durchlässig ist, beispielsweise für das von einer lichtemittierenden optoelektronischen Struktur erzeugte Licht, beispielsweise einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm). Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht” in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Licht hierbei gestreut werden kann Unter dem Begriff „transparent” oder „transparente Schicht” kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm), wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein Wellenleiter auch als Lichtleiter, Lichtleitfaser, Lichtwellenleiter, Lichtfaser und/oder ein Strahlleiter bezeichnet werden. Beispielsweise kann der Wellenleiter Fasern, eine Röhre oder einen Stab aufweisen, wodurch die elektromagnetische Strahlung über eine Strecke hinweg transportiert werden kann. Ferner kann der Wellenleiter als planare Lichtwellenleiterstrukturen (PLWL) ausgebildet sein. Ferner kann der Wellenleiter in Form eines Riegels, eines Plättchens, eines Quaders, eines Würfels, eines Hohlzylinders oder sonstiger, ähnlicher geometrischer Figuren ausgebildet sein. Der Wellenleiter kann Glasfasern aufweisen und/oder als Glasfaserkabel bezeichnet werden. Der Wellenleiter kann beispielsweise Kunststoff, wie beispielsweise polymere Fasern, PMMA, Polycarbonat und/oder Hard Clad Silica aufweisen.
Der Wellenleiter ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Leiter zum Leiten von elektromagnetischer Strahlung. Der Wellenleiter kann ein Bauelement sein, das für elektromagnetische Strahlung transparent oder zumindest im Wesentlichen transluzent eingerichtet ist. Ein im Wesentlichen transparenter Wellenleiter kann beispielsweise eine Transmission einfallender elektromagnetischer Strahlung von größer ungefähr 90% aufweisen. Ein Wellenleiter kann beispielsweise eine längliche, beispielsweise flächige Form, beispielsweise Abmessung, aufweisen, beispielsweise in einer Raumrichtung sehr viel länger oder sehr viel kürzer ausgebildet sein als in wenigstens eine andere Raumrichtung. Der Wellenleiter kann einen Kern aufweisen, der wenigstens entlang der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung einen Mantel aufweist. Der Mantel weist einen anderen Brechungsindex auf als der Kern. Beispielsweise kann der Mantel auch eine Luftschicht sein.
Die Wellenleitung elektromagnetischer Strahlung kann in dem Wellenleiter beispielsweise aufgrund von interner Reflexion an der Grenzfläch des Mantels mit dem Kern aufgrund eines höheren Brechungsindex des Kerns als der Brechungsindex des umgebenden Mantels erfolgen. Die interne Reflexion kann als interne Totalreflexion und/oder mittels einer Verspiegelung der Grenzfläche des Mantels zum Kern eingerichtet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist ein optoelektronisches Bauelement 100 eine optoelektronische Struktur 102 und eine Mess-Struktur 104 auf – beispielsweise veranschaulicht in 1.
Das optoelektronische Bauelement 100 kann beispielsweise als ein Flächenbauelement ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das optoelektronische Bauelement als ein organisches optoelektronisches Bauelement ausgebildet sein, beispielsweise als ein organischer Fotodetektor, eine organische Solarzelle und/oder eine organische Leuchtdiode.
Die optoelektronische Struktur 102 ist zu einem Bereitstellen einer elektromagnetischen Strahlung 114 ausgebildet. Die optoelektronische Struktur 102 kann beispielsweise eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische funktionelle Schichtenstruktur zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode aufweisen. Die organische funktionelle Schichtenstruktur kann zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung und/oder zu einem Umwandeln einer elektromagnetischen Strahlung in einen elektrischen Strom ausgebildet sein. Weitere Ausgestaltungen der optoelektronischen Struktur 102 sind unten beschrieben, beispielsweise in der Beschreibung der 3.
Die Mess-Struktur 104 ist zu einem Messen der elektromagnetischen Strahlung 114, 120 ausgebildet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Mess-Struktur 104 eine herkömmliche Fotodiode oder ein herkömmlicher Fotodetektor sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Mess-Struktur 104 beispielsweise eine dritte Elektrode, eine vierte Elektrode und eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur zwischen der dritten Elektrode und der vierten Elektrode aufweisen, wobei die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur zu einem Umwandeln einer elektromagnetischen Strahlung in einen elektrischen Strom ausgebildet ist. Die dritte Elektrode kann beispielsweise die gleiche Struktur aufweisen wie die erste Elektrode, beispielsweise als eine Elektrode ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die vierte Elektrode die gleiche Struktur aufweisen wie die zweite Elektrode, beispielsweise als eine Elektrode ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur die gleiche Struktur aufweisen wie die organische funktionelle Schichtenstruktur der optoelektronischen Struktur, beispielsweise als eine organische funktionelle Schichtenstruktur ausgebildet sein.
Weiterhin weist das optoelektronische Bauelement 100 einen Wellenleiter 106 auf. Der Wellenleiter 106 ist zu einem Leiten der elektromagnetischen Strahlung 116 ausgebildet. Die optoelektronische Struktur 102 und die Mess-Struktur 104 sind mit dem Wellenleiter 106 optisch gekoppelt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Wellenleiter 106 einen Kern 122 und einen Mantel 108 aufweisen, wobei der Mantel 108 den Kern 122 entlang der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung 116 bedeckt.
In einem Ausführungsbeispiel können/kann die optoelektronische Struktur und/oder die Mess-Struktur einen Abdeckkörper aufweisen, wobei der Abdeckkörper wenigstens als ein Teil des Wellenleiters ausgebildet ist, beispielsweise als wenigstens ein Teil des Mantels des Wellenleiters. Der Abdeckkörper kann beispielsweise ein Träger, ein hermetisch dichtes Substrat und/oder eine Verkapselungsstruktur sein.
Der Wellenleiter 106 weist in einer Matrix 110 verteilte Streuzentren 112 auf. Die Streuzentren 112 können wenigstens in einem Bereich des Wellenleiters 106 eine homogene Verteilung aufweisen. In einem Ausführungsbeispielen kann der Kern 122 des Wellenleiters 106, in dem die elektromagnetische Strahlung 116 wenigstens teilweise geleitet wird, die Matrix 110 und die Streuzentren 112 aufweisen oder daraus gebildet sein.
Der Kern 120 kann beispielsweise eine Dicke D in einem Bereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 50 μm aufweisen.
Beispielsweise können die Streuzentren 112 in der Matrix 110 derart angeordnet bzw. verteilt sein, und der Kern 122 zum Mantel 108 derart ausgebildet sein, dass elektromagnetische Strahlung 116 bis hin zu der Mess-Struktur 104 geleitet wird.
In einem Ausführungsbeispiel können die Streuzentren 112 einen Unterschied im Brechungsindex bezüglich der elektromagnetischen Strahlung zu dem Brechungsindex der Matrix 110 von größer ungefähr 0,05 aufweisen.
Die Streuzentren 112 können beispielsweise als Partikel ausgebildet sein. Partikelförmige Streuzentren 112 können einen anorganischen Stoff oder ein anorganisches Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise können die Streuzentren 112 aus einem Stoff, Stoffgemisch oder einer stöchiometrischen Verbindung aufweisen oder daraus gebildet einer der folgenden Stoffe: TiO₂, CeO₂, Bi₂O₃, ZnO, SnO₂, Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃, ZrO₂, Leuchtstoffe, Farbstoffe, sowie Glaspartikel, metallische Nanopartikel.
Alternativ oder zusätzlich können die Streuzentren 112 als Hohlräume ausgebildet sein.
Die Streuzentren 112 können eine gewölbte Oberfläche aufweisen, beispielsweise ähnlich oder gleich einer optischen Linse. Die Streuzentren 112 können eine der folgenden geometrische Formen und/oder einen Teil einer der folgenden geometrischen Formen aufweisen: sphärisch, asphärisch beispielsweise prismatisch, ellipsoid, hohl, plättchen- oder stäbchenförmig. Die Streuzentren 112 können einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 0,02 μm bis ungefähr 10 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 μm bis ungefähr 1 μm aufweisen.
Die Streuzentren 112 können beispielsweise strukturiert in dem Wellenleiter verteilt sein. Beispielsweise kann der Wellenleiter 106 einen ersten Bereich mit einer ersten Konzentration an Streuzentren 112 und wenigstens einen zweiten Bereich mit einer zweiten Konzentration an Streuzentren 112 aufweisen. Die erste Konzentration kann zu der zweiten Konzentration unterschiedlich sein, beispielsweise höher sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Wellenleiter 106 einen ersten Bereich mit einer ersten Verteilung an Streuzentren 112 und einen zweiten Bereich mit einer zweiten Verteilung an Streuzentren 112 aufweisen. Beispielsweise kann die erste Verteilung eine homogene Verteilung an Streuzentren 112 sein und die zweite Verteilung eine Streuzentren-Konzentration mit einem Gradienten sein.
Der erste Bereich und der wenigstens eine zweite Bereich können über oder nebeneinander in dem Wellenleiter angeordnet sein. Beispielsweise kann ein erster Bereich im Bereich der Mess-Struktur 104 im Wellenleiter 106 sein und wenigstens ein zweiter Bereich im Bereich der optoelektronischen Struktur 102 im Wellenleiter 106 sein, wobei der erste Bereich beispielsweise eine höhere Dichte an Streuzentren 112 aufweist als der zweite Bereich, d. h. beispielsweise bei einer homogenen Verteilung der Streuzentren 112 in dem ersten Bereich und in dem zweiten Bereich, dass der erste Bereich eine höhere Konzentration an Streuzentren aufweist als der zweite Bereich.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Wellenleiter 106 wenigstens eine erste Art an Streuzentren 112 und eine zweite Art an Streuzentren 112 aufweisen, wobei sich die erste Art und die zweite Art an Streuzentren in wenigstens einer Eigenschaft unterscheiden, beispielsweise in der mittleren Abmessung der Streuzentren, der Form und/oder dem Brechungsindex bezüglich der elektromagnetischen Strahlung.
Die Matrix 110 kann bezüglich der elektromagnetischen Strahlung 114, 116 einen Brechungsindex größer als ungefähr 1,7 aufweisen. Die Matrix kann beispielsweise amorph ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Matrix 110 einen Farmwerkstoff und/oder ein Vergussmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. In einem Ausführungsbeispiel kann die Matrix einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein aus einem der folgenden Glassysteme: PbO-haltige Systeme, beispielsweise PbO-B₂O₃, PbO-SiO₂, PbO-B₂O₃-SiO₂, PbO-B₂O₃-ZnO₂, PbO-B₂O₃-Al₂O₃; und/oder Bi₂O₃-haltige Systeme, beispielsweise Bi₂O₃-B₂O₃, Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂, Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO, Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO-SiO₂. Alternativ oder zusätzlich kann die Matrix 110 einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein aus einem der folgenden Stoffe: Al₂O₃, Erdalkalioxide, Alkalioxide, ZrO₂, TiO₂, HfO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, TeO₂, WO₃, MO₃, Sb₂O₃, Ag₂O, SnO₂, Selteneerdoxide. Alternativ oder zusätzlich kann die Matrix 110 einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein aus der Gruppe der Stoffe: Ce-, Fe-, Sn-, Ti-, Pr-, Eu- und/oder V-Verbindungen.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Stoff oder das Stoffgemisch der Matrix 110 bei einer Temperatur bis maximal ungefähr 600°C verflüssigbar sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die Matrix 110 einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Silikon, beispielsweise ein Polydimethylsiloxan, Polydimethylsiloxan/Polydimhenylsiloxan, und/oder ein Derivat davon; ein Silazan, ein Epoxid, ein Polyacrylat, ein Polycarbonat oder ähnliches, beispielsweise ein Silikon-Hybrid, ein Silikon-Epoxid-Hybrid.
Der Mantel 108 kann beispielsweise eine erste Mantelstruktur 108-2 und eine zweite Mantelstruktur 108-1 aufweisen. Beispielsweise kann sich die erste Mantelstruktur 108-1 parallel zu der zweiten Mantelstruktur 108-2 erstrecken.
Der Kern 122 und der Mantel 108 können derart bezüglich einander ausgebildet sein, dass die Grenzfläche zwischen Kern 122 und Mantelstrukturen 108-1/2 reflektierend für wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung 116 ist. Der Wellenleiter 106 ist derart ausgebildet, dass ein Teil 120 der elektromagnetischen Strahlung 114 von der optoelektronischen Struktur 102 zu der Mess-Struktur 104 geleitet wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das optoelektronische Bauelement 100 derart ausgebildet sein, dass der wesentliche Teil der elektromagnetischen Strahlung 114, die von der optoelektronischen Struktur 102 emittiert wird, bezüglich des Wellenleiters 106 aus dem optoelektronischen Bauelement auskoppelbar ist. Mit anderen Worten: Das optoelektronische Bauelement 100 kann derart ausgebildet sein, dass die im Wesentlichen von der optoelektronischen Struktur 102 emittierte elektromagnetische Strahlung 114 durch die zweite Mantelstruktur 108-2, der Kern 122 und die erste Mantelstruktur 108-1 emittiert wird. Beispielsweise können die erste Mantelstruktur 108-1 und die zweite Mantelstruktur 108-2 aus einem bezüglich der elektromagnetischen Strahlung 114 wenigstens transluzenten Material gebildet sein. Mit anderen Worten: Der Wellenleiter 106 sollte derart ausgebildet sein, dass im Wesentlichen der gesamte Anteil der elektromagnetische Strahlung 114 aus dem optoelektronischen Bauelement 100 emittiert wird, und ein geringer Anteil elektromagnetischen Strahlung 114 durch den Wellenleiter 106 zu der Mess-Struktur 104 geleitet wird. Der geringe Anteil an elektromagnetischer Strahlung 120, der bis zu der Mess-Struktur 104 gelangt, kann ausreichend sein, um die Eigenschaften der emittierten elektromagnetischen Strahlung 114 zu bestimmen. Dadurch kann gegebenenfalls ein Nachsteuern der Stromeigenschaften und Emissionseigenschaften der optoelektronischen Struktur 102 ermöglicht werden.
Die erste Mantelstruktur 108-1 kann gleich oder unterschiedlich zu der zweiten Mantelstruktur 108-2 sein. In einem Ausführungsbeispielen kann die erste Mantelstruktur 108-1 einen niedrigeren Brechungsindex aufweisen als die zweite Mantelstruktur 108-2.
Der Kern 122 des Wellenleiters 106 kann eine Dicke D aufweisen. Die Streuzentren 112 können eine mittlere freie Weglänge d voneinander aufweisen. Die mittlere freie Weglänge kann auch als mittlerer Abstand für die elektromagnetische Strahlung 116 zwischen den Streuzentren 112 bezeichnet werden, das heißt als der Abstand der Streuzentren 112, in dem die elektromagnetische Strahlung 116 nicht an den Streuzentren 112 gestreut wird.
In einer Ausgestaltung können die Streuzentren derart ausgebildet und/oder in der Matrix verteilt sein, dass die mittlere freie Weglänge der elektromagnetischen Strahlung zu der Dicke des Wellenleiters in einem Verhältnis von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10,0 ist. Mit anderen Worten: Der mittlere Abstand d zu der Dicke D kann ein Verhältnis in einem Bereich von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10,0 aufweisen.
Sollte die mittlere freie Weglänge d der elektromagnetischen Strahlung größer sein als die Dicke D des Kerns des Wellenleiters 106, kann sich die Menge der in den Wellenleiter eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung reduzieren, so dass der Anteil an elektromagnetischer Strahlung, der in dem Wellenleiter zu der Mess-Struktur 104 geleitet wird, zu gering ist, um von der Mess-Struktur 104 gemessen werden zu können. Beispielsweise könnte ein Sensor bei einer zu geringen Konzentration und/oder ungeeigneten Verteilung der Streuzentren dadurch mit Licht einer zu geringen Intensität angesprochen werden.
Sollte die mittlere freie Weglänge d der elektromagnetischen Strahlung kleiner sein als die Dicke D des Kerns des Wellenleiters 106, kann zuviel elektromagnetische Strahlung in dem Wellenleiter eingekoppelt sein oder bleiben, so dass die Effizienz des optoelektronischen Bauelementes abnimmt.
Die mittlere freie Weglänge d kann mittels der Konzentration der Streuzentren 112 am Kern 122 des Wellenleiters 106 bezüglich dessen Dicke D und deren Verteilung in der Matrix 110 eingestellt werden. Beispielsweise können die Streuzentren 112 homogen in der Matrix 110 verteilt sein.
Alternativ können die Streuzentren 112 strukturiert in dem Kern verteilt sein. Beispielsweise kann der Kern 122 einen ersten Bereich mit einer ersten Konzentration an Streuzentren 112 und wenigstens einen zweiten Bereich mit einer zweiten Konzentration an Streuzentren 112 aufweisen. Die erste Konzentration kann zu der zweiten Konzentration unterschiedlich sein, beispielsweise höher. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Bereich eine erste Verteilung an Streuzentren 112 aufweisen und der zweite Bereich eine zweite Verteilung an Streuzentren 112 aufweisen. Beispielsweise kann die erste Verteilung eine homogene Verteilung an Streuzentren 112 sein und die zweite Verteilung eine Streuzentren-Konzentration mit einem Gradienten sein. Der erste Bereich und der wenigstens eine zweite Bereich können über oder nebeneinander in dem Wellenleiter 106 angeordnet sein. Beispielsweise kann ein erster Bereich im Bereich der Mess-Struktur 104 im Wellenleiter 106 sein und wenigstens ein zweiter Bereich im Bereich der optoelektronischen Struktur 102 im Wellenleiter 106 sein, wobei der erste Bereich beispielsweise eine höhere Dichte an Streuzentren aufweist als der zweite Bereich, d. h. beispielsweise bei einer homogenen Verteilung der Streuzentren in dem ersten Bereich und in dem zweiten Bereich, dass der erste Bereich eine höhere Konzentration an Streuzentren aufweist als der zweite Bereich.
In Abhängigkeit von der konkreten Anordnung der Mess-Struktur 104 zu der optoelektronischen Struktur 102 ist es mittels einer der genannten strukturierten Anordnungen der Streuzentren 112 in der Matrix 110 möglich, eine Wellenleitung der elektromagnetischen Strahlung 116 aus bezüglich der optoelektronischen Struktur 102 dem gesamten Bereich des Wellenleiters 106 bis hin zu der Mess-Struktur 104 zu leiten.
Für den Fall, dass die Streuzentren 112 in Lagen angeordnet sind, kann die mittlere freie Weglänge d reduziert sein bezüglich einer homogenen Verteilung der Streuzentren 112 in der Matrix 110, beispielsweise lokal im Bereich der Streuzentren reduziert sein.
Weiterhin kann mittels des Brechungsindexunterschiedes von Streuzentren 112 zu Matrix 110 der Grad der Streuung der elektromagnetischen Strahlung und somit der Wellenleitung eingestellt werden.
Weiterhin kann mittels der Ausgestaltung der Streuzentren 112, beispielsweise deren mittlere Abmessung und/oder Oberflächenform bezüglich einer elektromagnetischen Strahlung, der Grad der Streuung eingestellt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Wellenleiter 106 im Bereich der Mess-Struktur 104 eine Auskoppelstruktur 118 aufweisen, wie beispielsweise ausführlicher in der Beschreibung unten gezeigt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optoelektronische Struktur 102 elektrisch und/oder körperlich von der Mess-Struktur 104 isoliert sein oder mit dieser verbunden sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die optoelektronische Struktur 102 und/oder dem Mess-Struktur 104 auf oder über dem Wellenleiter 106 angeordnet sein, beispielsweise ausgebildet sein. In einem Ausführungsbeispiel können/kann die optoelektronische Struktur 102 und/oder die Mess-Struktur 104 auf dem Wellenleiter 106 aufgeklebt sein, beispielsweise mittels eines bezüglich der elektromagnetischen Strahlung 116, 120 wenigstens transluzenten Klebstoffes.
In einer Ausgestaltung können/kann die optoelektronische Struktur 102, die Mess-Struktur 104 und/oder der Wellenleiter 106 als ein Schichtenstapel ausgebildet sein. Der Wellenleiter kann beispielsweise als Abdeckkörper der optoelektronischen Struktur und/oder der Mess-Struktur ausgebildet sein. Der Abdeckkörper kann beispielsweise ein Träger, ein hermetisch dichtes Substrat, eine Abdeckung und/oder eine Verkapselungsstruktur sein.
In einem Ausführungsbeispiel können die optoelektronische Struktur 102 und die Mess-Struktur 104 nebeneinander auf dem Wellenleiter 106 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Mess-Struktur 104 seitlich bezüglich der optoelektronischen Struktur 102 angeordnet sein, beispielsweise auf dem Wellenleiter 106.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann mittels des Einbaus eines Wellenleiters 106 unter die optoelektronische Struktur 102, in dem das von der optoelektronischen Struktur 102 emittierte Licht 114 gestreut wird und eine Integration der Helligkeit – und damit auch der Farbe des emittierten Lichts 114 – über die gesamte optisch aktiver Fläche der optoelektronischen Struktur 102 vorgenommen wird. Dieses Licht wird dann zu der Mess-Struktur 104 geleitet, beispielsweise einen Sensor. Licht aus der gesamten aktiven Fläche einer OLED kann somit eingesammelt werden und nicht, wie herkömmlich, nur von ausgewählten Stellen. Anschaulich wird mittels der Anordnung der Streuzentren 112 in der Matrix 110 des Kerns 122 des Wellenleiters 106 über die gesamte optisch aktive Fläche der OLED integriert.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren 200 zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes 100 bereitgestellt – beispielsweise veranschaulicht in 2.
Das Verfahren 200 kann ein Bereitstellen 202 wenigstens eines Teiles eines Wellenleiters 106, der zu einem Leiten einer elektromagnetischen Strahlung ausgebildet wird, aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Bereitstellen des Wellenleiters 106 ein wenigstens teilweises Ausbilden des Wellenleiters 106 aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können eine optoelektronische Struktur 102 und eine Mess-Struktur 104 mit dem Wellenleiter 106 optisch gekoppelt ausgebildet werden.
Der Wellenleiter 106 kann als Abdeckkörper der optoelektronischen Struktur 102 und/oder der Mess-Struktur 104 ausgebildet sein oder werden. Ein Abdeckkörper ist ausgebildet, einen anderen Körper abzudecken. Beispielsweise kann der Abdeckkörper ein Träger 302, ein hermetisch dichtes Substrat 326 oder eine Abdeckung 324 sein, siehe beispielsweise Beschreibung unten. Die optoelektronische Struktur 102 und die Mess-Struktur 104 können beispielsweise nebeneinander auf dem Wellenleiter 106 angeordnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Mess-Struktur 104 seitlich bezüglich der optoelektronischen Struktur 102 auf dem Wellenleiter 106 angeordnet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Wellenleiter 106 mit einem Kern 122 und einem Mantel 108 ausgebildet werden derart, dass der Mantel 108 den Kern 122 entlang der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung bedeckt. Der Kern 122 kann mit einer Matrix 110, in der Streuzentren 112 verteilt sind oder werden, ausgebildet werden. Die Streuzentren 112 können derart in der Matrix verteilt sein oder werden, dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung von der optoelektronischen Struktur zu der Mess-Struktur 104 geleitet wird. Der Wellenleiter 106 kann derart ausgebildet werden, dass die Streuzentren 112 einen Unterschied im Brechungsindex bezüglich der elektromagnetischen Strahlung zu dem Brechungsindex der Matrix von größer ungefähr 0,05 aufweisen. Der Mantel 108 kann wenigstens transluzent ausgebildet werden hinsichtlich der elektromagnetischen Strahlung. Die optoelektronische Struktur 102 und/oder die Mess-Struktur 104 können/kann mit einem Abdeckkörper ausgebildet werden. Der Abdeckkörper kann wenigstens als ein Teil des Wellenleiters 106 ausgebildet werden, beispielsweise als wenigstens ein Teil des Mantels 108 des Wellenleiters 106.
Die Streuzentren 112 können als Partikel und/oder Hohlräume ausgebildet sind oder werden. Die Streuzentren 112 können wenigstens in einem Bereich des Wellenleiters 106 homogenen in der Matrix verteilt werden oder sein.
Die Streuzentren 112, die partikelförmig ausgebildet sind, können einen anorganischen Stoff oder ein anorganisches Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet werden. Die Streuzentren 112 können beispielsweise einen der nachfolgenden Stoffe, Stoffgemische oder stöchiometrischen Verbindungen aufweisen oder daraus gebildet werden: TiO₂, CeO₂, Bi₂O₃, ZnO, SnO₂, Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃, ZrO₂, Leuchtstoffe, Farbstoffe, sowie Glaspartikel, metallische Nanopartikel.
Die Streuzentren 112 können eine gewölbte Oberfläche aufweisen oder derart ausgebildet werden, beispielsweise ähnlich oder gleich einer optischen Linse. Beispielsweise können die Streuzentren 112 eine der folgenden geometrische Formen und/oder einen Teil einer der folgenden geometrischen Formen aufweisen oder derart ausgebildet werden: sphärisch, asphärisch beispielsweise prismatisch, ellipsoid, hohl, plättchen- oder stäbchenförmig.
Die Streuzentren 112 können einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 0,02 μm bis ungefähr 10 μm aufweisen oder derart ausgebildet werden, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 μm bis ungefähr 1 μm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Wellenleiter 106 mit wenigstens einer ersten Art an Streuzentren 112 und einer zweiten Art an Streuzentren 112 ausgebildet werden oder sein, wobei sich die erste Art und die zweite Art an Streuzentren 112 in wenigstens einer Eigenschaft unterscheiden, beispielsweise in der mittleren Abmessung (mittlere Korngröße) der Streuzentren 112, der Form und/oder dem Brechungsindex bezüglich der elektromagnetischen Strahlung.
Die Matrix kann bezüglich der elektromagnetischen Strahlung mit einem Brechungsindex größer als ungefähr 1,7 ausgebildet werden oder sein. Die Matrix kann beispielsweise wenigstens entlang einer Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung diesen Brechungsindex aufweisen, beispielsweise indem die Matrix wenigstens teilweise kristallin ausgebildet ist, beispielsweise mit einer optischen Anisotropie. Alternativ kann die Matrix amorph ausgebildet werden oder sein.
Die Matrix kann einen Formwerkstoff und/oder ein Vergussmaterial aufweisen oder daraus gebildet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Matrix einen der nachfolgenden Stoffe oder Stoffgemische aus der Gruppe der Glassysteme aufweisen oder daraus gebildet werden: PbO-haltige Systeme, beispielsweise PbO-B₂O₃, PbO-SiO₂ _, PbO-B₂O₃-SiO₂, PbO-B₂O₃-ZnO₂, PbO-B₂O₃-Al₂O₃; und/oder Bi₂O₃-haltige Systeme, beispielsweise Bi₂O₃-B₂O₃, Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂, Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO, Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO-SiO₂. Alternativ oder zusätzlich kann die Matrix einen der nachfolgenden Stoffe oder Stoffgemische aufweisen oder daraus gebildet werden: Al₂O₃, Erdalkalioxide, Alkalioxide, ZrO₂, TiO₂, HfO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, TeO₂, WO₃, MO₃, Sb₂O₃, Ag₂O, SnO₂, Selteneerdoxide. Alternativ oder zusätzlich kann die Matrix einen der nachfolgenden Stoffe oder Stoffgemische aufweisen oder daraus gebildet werden: Ce-, Fe-, Sn-, Ti-, Pr-, Eu- und/oder V-Verbindungen.
Das Ausbilden des Wellenleiters 106 kann beispielsweise ein Glasschmelzen aufweisen. Der Prozess des Glasschmelzens kann ein thermisches Verflüssigen, d. h. Aufschmelzen, eines Glases sein. Im Anschluss an den Prozess des Glasschmelzens kann das Glas pulverisiert, in Form von Beschichtungen auf einen Träger aufgebracht und anschließend mittels einer Temperaturbehandlung verglast werden. Der Stoff oder das Stoffgemisch der Matrix kann beispielsweise derart ausgewählt sein, dass es bei einer Temperatur bis maximal ungefähr 600°C verflüssigbar wird.
Alternativ oder zusätzlich kann die Matrix einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet werden: ein Silikon, beispielsweise ein Polydimethylsiloxan, Polydimethylsiloxan/Polydiphenylsiloxan, und/oder ein Derivat davon; ein Silazan, ein Epoxid, ein Polyacrylat, ein Polycarbonat oder ähnliches, beispielsweise ein Silikon-Hybrid, ein Silikon-Epoxid-Hybrid.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das optoelektronische Bauelement 100 derart ausgebildet werden, dass der wesentliche Teil der elektromagnetischen Strahlung 116, die von der optoelektronischen Struktur 102 emittiert wird, bezüglich des Wellenleiters 106 aus dem optoelektronischen Bauelement auskoppelbar sein. Mit anderen Worten: Der Wesentlich Teil der elektromagnetischen Strahlung 116, die von der optoelektronischen Struktur 102 emittiert und/oder absorbiert wird, kann den Wellenleiter 106 durchdringen bzw. transmittiert werden.
Die Streuzentren 112 können derart ausgebildet und/oder in der Matrix verteilt werden, dass die mittlere freie Weglänge d der elektromagnetischen Strahlung 116 zu der Dicke D des Kerns 122 des Wellenleiters 106 in einem Bereich von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 liegt.
Weiterhin kann das Verfahren kann ein Ausbilden 204 einer optoelektronischen Struktur 102 zu einem Bereitstellen der elektromagnetischen Strahlung aufweisen. Die optoelektronische Struktur 102 kann beispielsweise mit einer ersten Elektrode 310, einer zweiten Elektrode 314 und einer organischen funktionellen Schichtenstruktur 312 zwischen der ersten Elektrode 310 und der zweiten Elektrode 314 ausgebildet werden – siehe beispielsweise Beschreibung unten. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 kann beispielsweise zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung und/oder zu einem Umwandeln einer elektromagnetischen Strahlung in einen elektrischen Strom ausgebildet werden.
Weiterhin kann das Verfahren ein Ausbilden 206 einer Mess-Struktur 104 zu einem Messen der elektromagnetischen Strahlung aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Mess-Struktur 104 eine optoelektronische Struktur aufweisen oder derart ausgebildet sein, beispielsweise als eine Fotodiode oder ein Fotodetektor.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Mess-Struktur 104 mit einer dritten Elektrode, einer vierten Elektrode und einer zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur zwischen der dritten Elektrode und der vierten Elektrode ausgebildet werden, wobei die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur wenigstens zu einem Umwandeln einer elektromagnetischen Strahlung in einen elektrischen Strom ausgebildet wird. Die dritte Elektrode kann in der gleichen Struktur ausgebildet werden wie die erste Elektrode 310, beispielsweise als eine (gemeinsame) Elektrode ausgebildet wird. Alternativ oder zusätzlich kann die vierte Elektrode in der gleichen Struktur ausgebildet werden wie die zweite Elektrode 314, beispielsweise als eine Elektrode ausgebildet wird. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur in der gleichen Struktur ausgebildet werden wie die organische funktionelle Schichtenstruktur der optoelektronischen Struktur, beispielsweise als eine organische funktionelle Schichtenstruktur ausgebildet wird. Wenigstens eine der Elektroden und/oder die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur der Mess-Struktur 104 sollte elektrisch isoliert von den Elektroden und/oder der organischen funktionellen Schichtenstruktur der optoelektronischen Struktur 102 ausgebildet werden. Eine elektrische Isolierung kann beispielsweise mittels einer geringen Querleitfähigkeit oder eines Öffnens eines Bereiches einer elektrisch leitenden Schicht realisiert werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Mess-Struktur 104 mit dem gleichen Schichtenstapel ausgebildet werden wie die optoelektronische Struktur 102.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Ausbilden einer Auskoppelstruktur 118 im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung 116 in dem Wellenleiter 106 und der Mess-Struktur 104 aufweisen, beispielsweise im Bereich der Mess-Struktur 104. Die Auskoppelstruktur kann derart ausgebildet werden, dass wenigstens ein Teil der in dem Wellenleiter leitbaren elektromagnetischen Strahlung in die Mess-Struktur umgeleitet wird.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Auskoppelstruktur 118 beispielsweise mit einer Spiegelstruktur ausgebildet sein oder werden, wobei die Spiegelstruktur wenigstens reflektierend für wenigstens einen Teil der in dem Wellenleiter 106 geleiteten elektromagnetischen Strahlung ist, beispielsweise indem ein Teil des Wellenleiters 106 verspiegelt oder reflektierend ausgebildet wird.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auskoppelstruktur 118 mit in einer Matrix 110 verteilten Streuzentren 112 ausgebildet sein werden. In einem Ausführungsbeispiel kann die Auskoppelstruktur 118 derart ausgebildet werden, dass der Anteil und/oder die Art an Streuzentren 112 in der Auskoppelstruktur 118, beispielsweise in dem Wellenleiter 106 im Bereich der Mess-Struktur 104, anders ist als im Bereich der optoelektronischen Struktur 102.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auskoppelstruktur 118 mit einer Mikrolinsen-Anordnung 404 ausgebildet werden oder eine solche aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Auskoppelstruktur 118 mit einer strukturierten Grenzfläche des Wellenleiters 106 ausgebildet werden oder eine solche aufweisen. Die strukturierte Grenzfläche kann beispielsweise mittels Aufrauens einer der Grenzflächen oder Ausbilden eines Musters an einer der Grenzfläche der Auskoppelstruktur 118 ausgebildet werden. Die Mikrolinsen und/oder die Grenzflächenrauheit können beispielsweise als Streuzentren 112 wirken, beispielsweise zum Erhöhen der Lichteinkopplung in die Mess-Struktur 104 bzw. eine Lichtauskopplung aus dem Wellenleiter 106.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auskoppelstruktur 118 mit einem optischen Gitter ausgebildet werden oder ein solches aufweisen, wobei das Gitter als eine strukturierte Schicht mit Bereichen mit niedrigem Brechungsindex bezüglich wenigstens eines Teils der in dem Wellenleiter geleiteten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das optoelektronische Bauelement 100 als ein Flächenbauelement ausgebildet werden. Zusätzlich oder alternativ kann das optoelektronische Bauelement 100 als ein organisches optoelektronisches Bauelement ausgebildet werden, beispielsweise als ein organischer Fotodetektor, eine organische Solarzelle und/oder eine organische Leuchtdiode.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optoelektronische Struktur 102 ein hermetisch dichtes Substrat 326, einen aktiven Bereich 306 und eine Verkapselungsstruktur 328 aufweisen oder derart ausgebildet werden – veranschaulicht in 3.
Das hermetisch dichte Substrat 326 kann einen Träger 302 und eine erste Barriereschicht 304 aufweisen oder derart ausgebildet werden.
Der aktive Bereich 306 ist ein elektrisch aktiver Bereich 306 und/oder ein optisch aktiver Bereich 306. Der aktive Bereich 306 ist beispielsweise der Bereich des optoelektronischen Bauelements 100 und/oder der optoelektronischen Struktur 102, in dem elektrischer Strom zum Betrieb des optoelektronischen Bauelements 100 und/oder der optoelektronischen Struktur 102 fließt und/oder in dem elektromagnetische Strahlung erzeugt und/oder absorbiert wird.
Der elektrisch aktive Bereich 306 kann eine erste Elektrode 310, eine organische funktionelle Schichtenstruktur 312 und eine zweiten Elektrode 314 aufweisen oder derart ausgebildet werden.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 kann ein, zwei oder mehr funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten und eine, zwei oder mehr Zwischenschichtstruktur(en) zwischen den Schichtenstruktur-Einheiten aufweisen oder derart ausgebildet werden. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 kann beispielsweise eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 316, eine Zwischenschichtstruktur 318 und eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 320 aufweisen oder derart ausgebildet werden.
Die Verkapselungsstruktur 328 kann eine zweite Barriereschicht 308, eine schlüssige Verbindungsschicht 322 und eine Abdeckung 324 aufweisen oder derart ausgebildet werden.
Der Träger 302 kann Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)) aufweisen oder derart ausgebildet werden 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 derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein.
Der Träger 302 kann ein Metall aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Eisen, beispielsweise eine Metallverbindung, beispielsweise Stahl.
Der Träger 302 kann opak, transluzent oder sogar transparent ausgeführt sein.
Der Träger 302 kann ein Teil einer Spiegelstruktur sein oder diese bilden.
Der Träger 302 kann einen mechanisch rigiden Bereich und/oder einen mechanisch flexiblen Bereich aufweisen oder derart ausgebildet werden oder derart ausgebildet sein, beispielsweise als eine Folie.
Der Träger 302 kann als Wellenleiter 106 oder Teil des Wellenleiters 106, beispielsweise als zweite Mantelstruktur 108-2, ausgebildet sein. Mit anderen Worten: Der Wellenleiter 106 kann als Substrat 326, Träger 302 oder Verkapselungsstruktur 328 der optoelektronischen Struktur 102 ausgebildet sein. Alternativ kann der Träger 302, das Substrat 326 oder die Verkapselungsstruktur 328 mit dem Wellenleiter 106 verbunden sein, beispielsweise mittels eines wenigstens teilweise transluzenten Klebstoffes, siehe beispielsweise Beschreibung unten.
Die erste Barriereschicht 304 kann eines der nachfolgenden Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly(-phenylenterephthalamid), Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben.
Die erste Barriereschicht 304 kann mittels eines der folgenden Verfahren ausgebildet werden: ein Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD)), beispielsweise eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD)) oder ein plasmaloses Atomlageabscheideverfahren (Plasma-less Atomic Layer Deposition (PLALD)); ein chemisches Gasphasenabscheideverfahren (Chemical Vapor Deposition (CVD)), beispielsweise ein plasmaunterstütztes Gasphasenabscheideverfahren (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)) oder ein plasmaloses Gasphasenabscheideverfahren (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD)); oder alternativ mittels anderer geeigneter Abscheideverfahren.
Bei einer ersten Barriereschicht 304, die mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens gebildet werden. Eine Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat” bezeichnet werden.
Bei einer ersten Barriereschicht 304, die mehrere Teilschichten aufweist, können eine oder mehrere Teilschichten der ersten Barriereschicht 304 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens.
Die erste Barriereschicht 304 kann eine Schichtdicke von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen oder derart ausgebildet werden, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung.
Die erste Barriereschicht 304 kann ein oder mehrere hochbrechende Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden, beispielsweise ein oder mehrere Materialien) mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf eine erste Barriereschicht 304 verzichtet werden kann, beispielsweise für den Fall, dass der Träger 302 hermetisch dicht ausgebildet ist, beispielsweise Glas, Metall, Metalloxid aufweist oder daraus gebildet ist.
Die erste Elektrode 304 kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein.
Die erste Elektrode 310 kann eines der folgenden elektrisch leitfähigen Material aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet werden: ein Metall; ein leitfähiges transparentes Oxid (transparent conductive oxide, TCO); ein Netzwerk aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag, die beispielsweise mit leitfähigen Polymeren kombiniert sind; ein Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren, die beispielsweise mit leitfähigen Polymeren kombiniert sind; Graphen-Teilchen und -Schichten; ein Netzwerk aus halbleitenden Nanodrähten; ein elektrisch leitfähiges Polymer; ein Übergangsmetalloxid; und/oder deren Komposite. Die erste Elektrode 310 aus einem Metall oder ein Metall aufweisend kann eines der folgenden Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein: Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Materialien. Die erste Elektrode 310 kann als transparentes leitfähiges Oxid eines der folgenden Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden: beispielsweise Metalloxide: beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SfO₂, oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, beispielsweise AlZnO, Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs und können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein, bzw. lochleitend (p-TCO) oder elektronenleitend (n-TCO) sein.
Die erste Elektrode 310 kann eine Schicht oder einen Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Materials oder unterschiedlicher Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden. Die erste Elektrode 310 kann gebildet werden von einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten.
Die erste Elektrode 304 kann beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen oder derart ausgebildet werden in einem Bereich von 10 nm bis 500 nm, beispielsweise von kleiner 25 nm bis 250 nm, beispielsweise von 50 nm bis 100 nm.
Die erste Elektrode 310 kann einen ersten elektrischen Anschluss aufweisen oder derart ausgebildet werden, an den ein erstes elektrisches Potential anlegbar ist. Das erste elektrische Potential kann von einer Energiequelle bereitgestellt werden, beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle. Alternativ kann das erste elektrische Potential an einen elektrisch leitfähigen Träger 302 angelegt sein und die erste Elektrode 310 durch den Träger 302 mittelbar elektrisch zugeführt sein. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein.
In 3 ist ein optoelektronisches Bauelement 102 mit einer ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 316 und einer zweite organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 320 dargestellt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 312 aber auch nur eine oder mehr als zwei organische funktionelle Schichtenstrukturen aufweisen oder derart ausgebildet werden, beispielsweise 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, oder sogar mehr, beispielsweise 15 oder mehr, beispielsweise 70.
Die erste organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 316 und die optional weiteren organischen funktionellen Schichtenstrukturen können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise ein gleiches oder unterschiedliches Emittermaterial aufweisen oder derart ausgebildet werden. Die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 320, oder die weiteren organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten können wie eine der nachfolgend beschriebenen Ausgestaltungen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 316 ausgebildet sein.
Die erste organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 316 kann eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht aufweisen oder derart ausgebildet werden.
In einer organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 312 kann eine oder mehrere der genannten Schichten vorgesehen sein, wobei gleiche Schichten einen körperlichen Kontakt aufweisen oder derart ausgebildet werden können, nur elektrisch miteinander verbunden sein können oder sogar elektrisch voneinander isoliert ausgebildet sein können, beispielsweise nebeneinander ausgebildet sein können. Einzelne Schichten der genannten Schichten können optional sein.
Eine Lochinjektionsschicht kann auf oder über der ersten Elektrode 310 ausgebildet sein. Die Lochinjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein: HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoO_x, WO_x, VO_x, ReO_x, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(III)pFBz, Fl6CuPc; NPB(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); TPD(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro-NPB(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DMFL-NPB(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DPFL-TPD(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); DPFL-NPB(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); Spiro-TAD(2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren); 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor; N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin; 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren; Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan; 2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren; und/oder N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin.
Die Lochinjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen oder derart ausgebildet werden in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 1000 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 102 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 200 nm.
Auf oder über der Lochinjektionsschicht kann eine Lochtransportschicht ausgebildet sein. Die Lochtransportschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein: NPD(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); TPD(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro TPD(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin); Spiro-NPB(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro); DMFL-TPD N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DMFL-NPB(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-dimethyl-fluoren); DPFL-TPD(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); DPFL-NPB(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9-diphenyl-fluoren); Spiro-TAD(2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluoren); 9,9-Bis[4-(N,N-bis-biphenyl-4-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N-bis-naphthalen-2-yl-amino)phenyl]-9H-fluoren; 9,9-Bis[4-(N,N'-bis-naphthalen-2-yl-N,N'-bis-phenyl-amino)-phenyl]-9H-fluor; N,N'-bis(phenanthren-9-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin; 2,7-Bis[N,N-bis(9,9-spiro-bifluorene-2-yl)-amino]-9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis[N,N-bis(biphenyl-4-yl)amino]9,9-spiro-bifluoren; 2,2'-Bis(N,N-di-phenyl-amino)9,9-spiro-bifluoren; Di-[4-(N,N-ditolyl-amino)-phenyl]cyclohexan; 2,2',7,7'-tetra(N,N-di-tolyl)amino-spiro-bifluoren; und N,N,N',N'-tetra-naphthalen-2-yl-benzidin, ein tertiäres Amin, ein Carbazolderivat, ein leitendes Polyanilin und/oder Polyethylendioxythiophen.
Die Lochtransportschicht kann eine Schichtdicke aufweisen oder derart ausgebildet werden in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Auf oder über der Lochtransportschicht kann eine Emitterschicht ausgebildet sein. Jede der organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 316, 320 kann jeweils eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen oder derart ausgebildet werden, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern.
Eine Emitterschicht kann organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nichtpolymere Moleküle („small molecules”) oder eine Kombination dieser Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein.
Die optoelektronische Struktur 102 kann in einer Emitterschicht eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein: organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (beispielsweise 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.
Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche beispielsweise mittels eines nasschemischen Verfahrens abscheidbar sind, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating).
Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein, beispielsweise einer technischen Keramik oder einem Polymer, beispielsweise einem Epoxid; oder einem Silikon.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Emitterschicht eine Schichtdicke aufweisen oder derart ausgebildet werden in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Die Emitterschicht kann einfarbig oder verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen oder derart ausgebildet werden. Alternativ kann die Emitterschicht mehrere Teilschichten aufweisen oder derart ausgebildet werden, die Licht unterschiedlicher Farbe emittieren. Mittels eines Mischens 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 weiter Farbeindruck ergibt.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 316 kann eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen oder derart ausgebildet werden, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist/sind.
Weiterhin kann die organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 316 eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen oder derart ausgebildet werden, die als Elektronentransportschicht ausgeführt ist/sind.
Auf oder über der Emitterschicht kann eine Elektronentransportschicht ausgebildet sein, beispielsweise abgeschieden sein.
Die Elektronentransportschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein: NET-18; 2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole,2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP); 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen); 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole; Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium; 6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl; 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracene; 2,7-Bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluorene; 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane; 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthrolin; Phenyldipyrenylphosphine oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
Die Elektronentransportschicht kann eine Schichtdicke aufweisen oder derart ausgebildet werden in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Auf oder über der Elektronentransportschicht kann eine Elektroneninjektionsschicht ausgebildet sein. Die Elektroneninjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder derart ausgebildet werden oder daraus gebildet sein: NDN-26, MgAg, Cs₂CO₃, Cs₃PO₄, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, LiF; 2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole, 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP); 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; 1,3-Bis[2-(2,2'-bipyridine-o-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen); 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole; Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium; 6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl; 2-phenyl-9,10-di(naphthalen-2-yl)-anthracene; 2,7-Dis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]-9,9-dimethylfluorene; 1,3-Bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 2-(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane; 1-methyl-2-(4-(naphthalen-2-yl)phenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthroline; Phenyldipyrenylphosphine oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
Die Elektroneninjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen oder derart ausgebildet werden in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise ungefähr 30 nm.
Bei einer organischen funktionellen Schichtenstruktur 312 mit zwei oder mehr organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 316, 320, kann die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 320 über oder neben der ersten funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 316 ausgebildet sein. Elektrisch zwischen den organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 316, 320 kann eine Zwischenschichtstruktur 318 ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Zwischenschichtstruktur 318 als eine Zwischenelektrode 318 ausgebildet sein, beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 310. Eine Zwischenelektrode 318 kann mit einer externen Spannungsquelle elektrisch verbunden sein. Die externe Spannungsquelle kann an der Zwischenelektrode 318 beispielsweise ein drittes elektrisches Potential bereitstellen. Die Zwischenelektrode 318 kann jedoch auch keinen externen elektrischen Anschluss aufweisen oder derart ausgebildet werden, beispielsweise indem die Zwischenelektrode ein schwebendes elektrisches Potential aufweist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Zwischenschichtstruktur 318 als eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 318 (charge generation layer CGL) ausgebildet sein. Eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 318 kann eine oder mehrere elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) und eine oder mehrere lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) aufweisen oder derart ausgebildet werden. Die elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) und die lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) können jeweils aus einem intrinsisch leitenden Stoff oder einem Dotierstoff in einer Matrix gebildet sein. Die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 318 sollte hinsichtlich der Energieniveaus der elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) und der lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) derart ausgebildet sein, dass an der Grenzfläche einer elektronenleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht mit einer lochleitenden Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht ein Trennung von Elektron und Loch erfolgen kann. Die Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 318 kann ferner zwischen benachbarten Schichten eine Diffusionsbarriere aufweisen oder derart ausgebildet werden.
Jede organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 316, 320 kann beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen oder derart ausgebildet werden von maximal ungefähr 3 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 102 nm.
Die optoelektronische Struktur 102 kann optional weitere organische funktionalen Schichten aufweisen oder derart ausgebildet werden, beispielsweise angeordnet auf oder über der einen oder mehreren Emitterschichten oder auf oder über der oder den Elektronentransportschicht(en). Die weiteren organischen funktionalen Schichten können beispielsweise interne oder extern Einkoppel-/Auskoppelstrukturen sein, die die Funktionalität und damit die Effizienz des optoelektronischen Bauelements 102 weiter verbessern.
Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 312 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren der organischen funktionellen Schichtenstruktur und/oder organisch funktionalen Schichten kann die zweite Elektrode 314 ausgebildet sein.
Die zweite Elektrode 314 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 310 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrode 310 und die zweite Elektrode 314 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die zweite Elektrode 314 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die zweite Elektrode 314 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen oder derart ausgebildet werden, an den ein zweites elektrisches Potential anlegbar ist. Das zweite elektrische Potential kann von der gleichen oder einer anderen Energiequelle bereitgestellt werden wie das erste elektrische Potential und/oder das optionale dritte elektrische Potential. Das zweite elektrische Potential kann unterschiedlich zu dem ersten elektrischen Potential und/oder dem optional dritten elektrischen Potential sein. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen oder derart ausgebildet werden derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V.
Auf der zweiten Elektrode 314 kann die zweite Barriereschicht 308 ausgebildet sein.
Die zweite Barriereschicht 308 kann auch als Dünnschichtverkapselung (thin film encapsulation TFE) bezeichnet werden. Die zweite Barriereschicht 308 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Barriereschicht 304 ausgebildet sein.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf eine zweite Barriereschicht 308 verzichtet werden kann. In solch einer Ausgestaltung kann die optoelektronische Struktur 102 beispielsweise eine weitere Verkapselungsstruktur aufweisen oder derart ausgebildet werden, wodurch eine zweite Barriereschicht 308 optional werden kann, beispielsweise eine Abdeckung 324, beispielsweise eine Kavitätsglasverkapselung oder metallische Verkapselung.
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich noch eine oder mehrere Ein-/Auskoppelschichten in der optoelektronischen Struktur 102 ausgebildet sein, beispielsweise eine externe Auskoppelfolie auf oder über dem Träger 302 (nicht dargestellt) oder eine interne Auskoppelschicht (nicht dargestellt) im Schichtenquerschnitt der optoelektronischen Struktur 102. Die Ein-/Auskoppelschicht kann eine Matrix und darin verteilt Streuzentren aufweisen oder derart ausgebildet werden, wobei der mittlere Brechungsindex der Ein-/Auskoppelschicht größer oder kleiner ist als der mittlere Brechungsindex der Schicht, aus der die elektromagnetische Strahlung bereitgestellt wird. Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten (beispielsweise kombiniert mit der zweiten Barriereschicht 308) in der optoelektronischen Struktur 102 vorgesehen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der zweiten Barriereschicht 308 eine schlüssige Verbindungsschicht 322 vorgesehen sein, beispielsweise aus einem Klebstoff oder einem Lack. Mittels der schlüssigen Verbindungsschicht 322 kann eine Abdeckung 324 auf der zweiten Barriereschicht 308 schlüssig verbunden werden, beispielsweise aufgeklebt sein.
Eine schlüssige Verbindungsschicht 322 aus einem transparenten Material kann beispielsweise Partikel aufweisen oder derart ausgebildet werden, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel. Dadurch kann die schlüssige Verbindungsschicht 322 als Streuschicht wirken und zu einer Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen.
Als lichtstreuende Partikel können dielektrische Streupartikel vorgesehen sein, beispielsweise aus einem Metalloxid, beispielsweise Siliziumoxid (SiO₂), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO₂), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga₂O_x) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der schlüssigen Verbindungsschicht 322 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.
Die schlüssige Verbindungsschicht 322 kann eine Schichtdicke von größer als 1 μm aufweisen oder derart ausgebildet werden, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren μm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die schlüssige Verbindungsschicht 322 einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder derart ausgebildet werden oder ein solcher sein.
Die schlüssige Verbindungsschicht 322 kann derart eingerichtet sein, dass sie einen Klebstoff mit einem Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung 324. Ein solcher Klebstoff kann beispielsweise ein niedrigbrechender Klebstoff sein wie beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. Der Klebstoff kann jedoch auch ein hochbrechender Klebstoff sein der beispielsweise hochbrechende, nichtstreuende Partikel aufweist und einen schichtdickengemittelten Brechungsindex aufweist, der ungefähr dem mittleren Brechungsindex der organisch funktionellen Schichtenstruktur 312 entspricht, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1,7 bis ungefähr 2,0. Weiterhin können mehrere unterschiedliche Klebstoffe vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der zweiten Elektrode 314 und der schlüssigen Verbindungsschicht 322 noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) aufgebracht werden oder sein, beispielsweise SiN, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 102 nm bis ungefähr 1,5 μm, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 μm, um elektrisch instabile Materialien zu schützen, beispielsweise während eines nasschemischen Prozesses.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine schlüssige Verbindungsschicht 322 optional sein, beispielsweise falls die Abdeckung 324 direkt auf der zweiten Barriereschicht 308 ausgebildet wird, beispielsweise eine Abdeckung 324 aus Glas, die mittels Plasmaspritzens ausgebildet wird.
Auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 306 kann ferner eine sogenannte Getter-Schicht oder Getter-Struktur, beispielsweise eine lateral strukturierte Getter-Schicht, angeordnet sein (nicht dargestellt).
Auf oder über der schlüssigen Verbindungsschicht 322 kann eine Abdeckung 324 ausgebildet sein. Die Abdeckung 324 kann mittels der schlüssigen Verbindungsschicht 322 mit dem elektrisch aktiven Bereich 306 schlüssig verbunden sein und diesen vor schädlichen Stoffen schützen. Die Abdeckung 324 kann beispielsweise eine Glasabdeckung 324, eine Metallfolienabdeckung 324 oder eine abgedichtete Kunststofffolien-Abdeckung 324 sein. Die Glasabdeckung 324 kann beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des organischen optoelektronischen Bauelementes 102 mit der zweite Barriereschicht 308 bzw. dem elektrisch aktiven Bereich 306 schlüssig verbunden werden.
Die Abdeckung 324 und/oder die schlüssige Verbindungsschicht 322 können einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen oder derart ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement 100 ferner eine Auskoppelstruktur 118 – beispielsweise veranschaulicht in 4 – im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung 116 in dem Wellenleiter 106 und/oder der Mess-Struktur 104 aufweisen, beispielsweise im Bereich der Mess-Struktur 104. Die Auskoppelstruktur 118 kann derart ausgebildet sein, dass wenigstens ein Teil der in dem Wellenleiter 106 leitbaren elektromagnetischen Strahlung 116, 114, in die Mess-Struktur 104 umgeleitet wird.
In einer Ausgestaltung 410 kann die Auskoppelstruktur 118 in einer Matrix 110 verteilte Streuzentren 112 aufweisen veranschaulicht in 4A. Die Auskoppelstruktur 118 kann derart ausgebildet sein, dass der Anteil und/oder die Art an Streuzentren 112 in dem Wellenleiter 106 im Bereich der Mess-Struktur 104 anders sind/ist als im Bereich der optoelektronischen Struktur 102. Beispielsweise kann die Auskoppelstruktur 118 stärker streuende und/oder mehr Streuzentren 112 aufweisen als im Wellenleiter 106 im Bereich der optoelektronischen Struktur 102.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auskoppelstruktur 118 in einer Ausgestaltung 420 eine Spiegelstruktur 402 aufweisen oder derart ausgebildet sein, wobei die Spiegelstruktur 402 wenigstens reflektierend für wenigstens einen Teil der in dem Wellenleiter 106 geleiteten elektromagnetischen Strahlung ist - beispielsweise veranschaulicht in 4B. Die Spiegelstruktur 402 kann spiegelnd oder wenigstens teilweise reflektierend ausgebildet sein, beispielsweise als eine verspiegelte Oberfläche des Wellenleiters 106 und/oder eine (total-)reflektierende Grenzfläche des Wellenleiters 106.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auskoppelstruktur 118 in einer Ausgestaltung 430 mit einer strukturierten Grenzfläche 404 des Wellenleiters 106 ausgebildet sein oder eine solche aufweisen – beispielsweise veranschaulicht in 4C. Beispielsweise kann die Auskoppelstruktur 118 eine Mikrolinsen-Anordnung aufweisen oder derart ausgebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die strukturierte Grenzfläche 404 beispielsweise mittels Aufrauens einer der Grenzflächen oder Ausbilden eines Musters an einer der Grenzfläche der Auskoppelstruktur 118 ausgebildet sein. Die Mikrolinsen und/oder die Grenzflächenrauheit können beispielsweise als Streuzentren verstanden werden, beispielsweise zum Erhöhen der Lichteinkopplung/Lichtauskopplung.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auskoppelstruktur 118 als ein optisches Gitter ausgebildet sein oder ein solches aufweisen, wobei das Gitter eine strukturierte Schicht mit Bereichen mit niedrigem Brechungsindex bezüglich wenigstens eines Teils der in dem Wellenleiter geleiteten elektromagnetischen Strahlung aufweist.
In einem Ausführungsbeispiel – beispielsweise in 5 veranschaulicht – ist eine optoelektronische Struktur 102, beispielsweise gemäß einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen auf der Seite des hermetisch dichten Substrates 326 bzw. des Trägers 302 oder auf der Seite einer Verkapselungsstruktur 328 bzw. Abdeckung 324 mit wenigstens einem Teil eines Wellenleiters 106 optisch verbunden. Der Träger 302 bzw. das hermetisch dichte Substrat 326 oder die Verkapselungsstruktur 328 bzw. die Abdeckung 324 können ein Teil des Wellenleiters 106 sein, beispielsweise die zweite Mantelstruktur 108-2.
Auf der Seite der zweiten Mantelstruktur 108-2, die der optoelektronischen Struktur 102 abgewandt ist, kann der Kern 122 des Wellenleiters 106 ausgebildet sein. Auf der Seite des Kerns 120, die der optoelektronischen Struktur 102 abgewandt ist, kann die erste Mantelstruktur 108-1 des Wellenleiters 106 ausgebildet sein. Die erste Mantelstruktur kann beispielsweise eine Glasabdeckung oder eine Grenzfläche des Kerns 122 zu Luft sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann die optoelektronische Struktur 102 auf oder über der zweiten Mantelstruktur 108-2 ausgebildet sein und die Mess-Struktur auf oder über der ersten Mantelstruktur 108-1 und/oder dem Kern 122 ausgebildet sein. Anschaulich können die optoelektronische Struktur 102 und die Mess-Struktur 104 somit auf unterschiedlichen Flächen des Wellenleiters 106 ausgebildet sein.
Die erste Mantelstruktur 108-1 und/oder die zweite Mantelstruktur 108-2 können/kann bezüglich der von der optoelektronischen Struktur 102 emittierten und/oder absorbierten elektromagnetischen Strahlung 114, 116 einen kleineren Brechungsindex aufweisen als der Kern 122 des Wellenleiters 106. Beispielsweise kann der Kern 122 einen Brechungsindex von größer als 1,52 aufweisen, und die erste Mantelstruktur 108-1 und die zweite Mantelstruktur 108-2 einen Brechungsindex von kleiner gleich 1,52 aufweisen. Dadurch kann die elektromagnetische Strahlung 116 an der Grenzfläche des Kerns 122 und der Mantelstruktur 108-1/2 reflektiert werden und bis zu der Mess-Struktur 104 geleitet werden. Der Einfallswinkel der elektromagnetischen Strahlung auf diese Grenzfläche kann beispielsweise mittels der Streuzentren 112 verändert bzw. eingestellt werden. Dadurch kann der Anteil an elektromagnetischer Strahlung 120, der in die Mess-Struktur 104 gelangt, eingestellt werden.
Im Bereich der Mess-Struktur 104 kann der Bereich der ersten Mantelstruktur 108-1 beispielsweise frei sein von optoelektronischer Struktur 102, und stattdessen eine Mess-Struktur 104 auf oder über dem Kern 122 ausgebildet sein.
Die Mess-Struktur kann 104 auf oder über dem Kern 122 des Wellenleiters 106 angeordnet sein. Beispielsweise darauf ausgebildet sein, beispielsweise abgeschieden sein; oder darauf aufgebracht sein, beispielsweise aufgeklebt oder gelötet sein. Beispielsweise kann die zweite Mantelstruktur 108-2 im Bereich der Mess-Struktur 104 als eine transparente elektrisch leitende Schicht ausgebildet sein, beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 310. Darauf kann die Mess-Struktur 102 beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltungen der optoelektronischen Struktur 102 ausgebildet sein, wobei die transparente elektrisch leitend ausgebildet Schicht als zweite Mantelstruktur 108-2 als eine Elektrode der Mess-Struktur 102 ausgebildet sein kann.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Träger 302, das hermetisch dichte Substrat 326, die Abdeckung 324 bzw. die Verkapselungsstruktur 328 mit dem Kern 122 des Wellenleiters 106 verbunden werden, wobei der Kern 122 im Bereich der Mess-Struktur 104 freiliegt oder freigelegt wird. Anschließend kann die optoelektronische Struktur 102 im Wesentlichen vollflächig auf dem Träger 302, dem hermetisch dichten Substrat 326, der Abdeckung 324 bzw. der Verkapselungsstruktur 328 ausgebildet werden. Dadurch kann beispielsweise gleichzeitig zu dem Ausbilden der optoelektronischen Struktur 102 auch die Mess-Struktur 104 auf dem freiliegenden Kern 122 ausgebildet werden. Mit anderen Worten: In einem Ausführungsbeispiel kann die Mess-Struktur 104 gleichzeitig mit der optoelektronischen Struktur 102 ausgebildet werden, beispielsweise aus der gleichen Schichtstruktur.
Unabhängig davon kann eine oben beschriebene Auskoppelstruktur 118 im Kern 122 und/oder wenigstens einem Teil des Mantels 108 im Bereich der Mess-Struktur ausgebildet werden. Beispielsweise kann der Kern 122 und/oder wenigstens ein Teil des Mantels 108 strukturiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Kern 122 und/oder wenigstens ein Teil des Mantels 108 bereits strukturiert ausgebildet werden, beispielsweise kann der Kern 122 mit einer höheren Konzentration an Streuzentren 112 im Bereich der Auskoppelstruktur 118 ausgebildet werden als im Bereich der optoelektronischen Struktur 102. Dadurch kann beispielsweise das Verhältnis von freier Weglänge bzw. mittleren Abstand d der Streupartikel zu der Dicke D des Kerns reduziert werden. Dadurch kann beispielsweise der Einfallswinkel an der Grenzfläche des Kerns 122 zu der zweiten Mantelstruktur 108-2 derart verändert werden, dass ein geringerer Anteil an elektromagnetischer Strahlung von dieser Grenzfläche reflektiert wird als im Bereich der optoelektronischen Struktur 102.
Dadurch kann der Anteil an elektromagnetischer Strahlung 120, der in die Mess-Struktur 104 eingekoppelt wird, erhöht werden. Mit anderen Worten: Im Einkoppelbereich 502 des Wellenleiters 106, d. h. der Bereich des Wellenleiters 106, der sich beispielsweise unter der gesamten aktiven Fläche der optoelektronischen Struktur 102 befindet, weist der/ein Wellenleiter 106 eine geringere Konzentration an Streuzentren 112 auf als im Auskoppelbereich 118. Diese Konzentration im Einkoppelbereich 502 sorgt dafür, dass eine geringe Menge an emittierter elektromagnetischer Strahlung 116 in den Wellenleiter 106 gestreut wird, und dann im Wellenleiter 106 zu der Mess-Struktur 104, beispielsweise einem Sensor, transportiert wird.
Mittels dieser Konstruktion ist es möglich, elektromagnetische Strahlung aus der gesamten aktiven Fläche der optoelektronischen Struktur 102 einzusammeln. Dadurch kann das Signal der Mess-Struktur 104 viel präziser den aktuellen Zustand der optoelektronischen Struktur 102 wiedergeben als bei einer einfachen Positionierung der Mess-Struktur auf dem Träger 302, dem hermetisch dichten Substrat 326, der Abdeckung 324 bzw. der Verkapselungsstruktur 328.
In verschiedenen Ausführungsformen wurden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist, integriert während des Betriebs einer OLED die Farbe und Helligkeit des gesamten von der OLED emittierten Lichtes zu bestimmten.

Claims

Optoelektronisches Bauelement (100) aufweisend: • eine optoelektronische Struktur (102), die zu einem Bereitstellen einer elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist; und • eine Mess-Struktur (104), die zu einem Messen der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist; und • einen Wellenleiter (106), der zu einem Leiten der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist, wobei die optoelektronische Struktur (102) und die Mess-Struktur (104) mit dem Wellenleiter (106) optisch gekoppelt sind; • wobei der Wellenleiter (106) in einer Matrix (110) verteilte Streuzentren (112) aufweist, wobei die Streuzentren (112) derart in der Matrix (110) verteilt sind, dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung von der optoelektronischen Struktur (102) zu der Mess-Struktur (104) geleitet wird.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 1, wobei das optoelektronische Bauelement (100) als ein Flächenbauelement ausgebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das optoelektronische Bauelement (100) als ein organisches optoelektronisches Bauelement (100) ausgebildet ist, vorzugsweise als ein organischer Fotodetektor, eine organische Solarzelle und/oder eine organische Leuchtdiode.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: eine Auskoppelstruktur (118) im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung in dem Wellenleiter (106) und der Mess-Struktur (104), vorzugsweise im Bereich der Mess-Struktur (104), wobei die Auskoppelstruktur (118) derart ausgebildet ist, dass wenigstens ein Teil der in dem Wellenleiter (106) leitbaren elektromagnetischen Strahlung in die Mess-Struktur (104) umgeleitet wird.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Wellenleiter (106) als Abdeckkörper der optoelektronischen Struktur (102) und/oder der Mess-Struktur (104) ausgebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die optoelektronische Struktur (102) und die Mess-Struktur (104) nebeneinander auf dem Wellenleiter (106) angeordnet sind.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Streuzentren (112) als Hohlräume ausgebildet sind und/oder als Partikel ausgebildet sind und/oder einen anorganischen Stoff oder ein anorganisches Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sind.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Streuzentren (112) derart ausgebildet und/oder in der Matrix (110) verteilt sind, dass die mittlere freie Weglänge der elektromagnetischen Strahlung (116) zu der Dicke des Wellenleiters (106) in einem Verhältnis von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10,0 liegt.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Streuzentren (112) strukturiert in dem Wellenleiter (106) verteilt sind derart, dass ein erster Bereich mit einer ersten Konzentration an Streuzentren (112) und wenigstens einen zweiter Bereich mit einer zweiten Konzentration an Streuzentren (112) ausgebildet ist; und/oder ein erster Bereich mit einer ersten Verteilung an Streuzentren (112) und ein zweiter Bereich mit einer zweiten Verteilung an Streuzentren (112) ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, das Verfahren aufweisend: • ein Bereitstellen wenigstens eines Teiles eines Wellenleiter (106), der zu einem Leiten einer elektromagnetischen Strahlung ausgebildet wird; • ein Ausbilden einer optoelektronische Struktur (102) zu einem Bereitstellen der elektromagnetischen Strahlung; und • ein Ausbilden einer Mess-Struktur (104) zu einem Messen der elektromagnetischen Strahlung; • wobei die optoelektronische Struktur (102) und die Mess-Struktur (104) mit dem Wellenleiter (106) optisch gekoppelt ausgebildet werden; • wobei der Wellenleiter (106) in einer Matrix (110) verteilte Streuzentren (112) aufweist, wobei die Streuzentren (112) derart in der Matrix (110) verteilt sind, dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung von der optoelektronischen Struktur (102) zu der Mess-Struktur (104) geleitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das optoelektronische Bauelement (100) als ein Flächenbauelement ausgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei das optoelektronische Bauelement (100) als ein organisches optoelektronisches Bauelement (100) ausgebildet wird, vorzugsweise als ein organischer Fotodetektor, eine organische Solarzelle und/oder eine organische Leuchtdiode.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, ferner aufweisend: Ausbilden einer Auskoppelstruktur (118) im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung in dem Wellenleiter (106) und der Mess-Struktur (104), wobei die Auskoppelstruktur (118) derart ausgebildet wird, dass elektromagnetische Strahlung in dem Wellenleiter (106) in die Mess-Struktur (104) umgelenkt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der Wellenleiter (106) mit einem Kern (122) und einem Mantel (108) ausgebildet wird derart, dass der Mantel (108) den Kern (122) entlang der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung bedeckt; und wobei der Kern (122) mit der Matrix (110) und den Streuzentren (112) ausgebildet wird; wobei vorzugsweise die optoelektronische Struktur (102) und/oder die Mess-Struktur (104) mit einem Abdeckkörper ausgebildet werden/wird, wobei der Abdeckkörper wenigstens als ein Teil des Wellenleiters (106) ausgebildet wird, vorzugsweise als wenigstens ein Teil des Mantels (108) des Wellenleiters (106).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Streuzentren (112) derart ausgebildet und/oder in der Matrix (110) verteilt werden, dass die mittlere freie Weglänge der elektromagnetischen Strahlung zu der Dicke des Wellenleiters (106) in einem Verhältnis von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10,0 liegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die Mess-Struktur (104) gleichzeitig mit der optoelektronischen Struktur (102) ausgebildet wird, vorzugsweise aus der gleichen Schichtstruktur.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Streuzentren (112) strukturiert in dem Wellenleiter (106) verteilt ausgebildet werden derart, dass ein erster Bereich mit einer ersten Konzentration an Streuzentren (112) und wenigstens einen zweiter Bereich mit einer zweiten Konzentration an Streuzentren (112) ausgebildet wird; und/oder ein erster Bereich mit einer ersten Verteilung an Streuzentren (112) und ein zweiter Bereich mit einer zweiten Verteilung an Streuzentren (112) ausgebildet wird.