DE102014100767A1

DE102014100767A1 - Optisches Element und organisches Licht emittierendes Bauelement mit optischem Element

Info

Publication number: DE102014100767A1
Application number: DE102014100767.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Wehlus; Arne Fleissner; Daniel Riedel; Johannes Rosenberger
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2034-01-24
Also published as: DE102014100767B4; US20170023806A1; US9772515B2; WO2015078984A1

Abstract

Es wird ein optisches Element (10) angegeben, das eine Lichtleiterplatte (1) mit einer ersten Hauptoberfläche (11), mit einer der ersten Hauptoberfläche (11) gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche (12) und mit die Hauptoberflächen (11, 12) verbindende Seitenflächen (13) aufweist, wobei die Lichtleiterplatte (1) ein für ultraviolettes Licht transparentes Matrixmaterial (14) aufweist, in dem Streuzentren (15) eingebettet sind. Weiterhin sind zumindest ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement (2), das im Betrieb ultraviolettes Licht über eine Seitenfläche (13) in die Lichtleiterplatte (1) einkoppelt, auf der ersten Hauptoberfläche (11) eine erste Filterschicht (31) und auf der zweiten Hauptoberfläche (12) eine zweite Filterschicht (32), die undurchlässig für ultraviolettes Licht und zumindest teilweise transparent für sichtbares Licht sind, und zumindest auf der ersten Hauptoberfläche (11) zwischen der Lichtleiterplatte (1) und der ersten Filterschicht (31) eine erste photochrome Schicht (41) mit einer mittels ultraviolettem Licht veränderlichen Transparenz für sichtbares Licht vorgesehen. Weiterhin wird ein organisches Licht emittierendes Bauelement (100) mit einem optischen Element (10) angegeben.

Description

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 113 269.3 , deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Es werden ein optisches Element, insbesondere ein optisches Element mit einer veränderbaren Transparenz, und ein organisches Licht emittierendes Bauelement mit einem optischen Element angegeben.
Um unerwünschte Blicke in das Innere eines Zimmers, Hauses oder Fahrzeugs zu verhindern, sind Glasfenster bekannt, die eine veränderbare Tönung und eine veränderbare Transparenz aufweisen. Beispielsweise können solche Fenster zwischen einem durchscheinenden Zustand und einem milchigen, diffus streuenden Zustand geschaltet werden. Hierfür eingesetzte Gläser sind auch als „LC-Gläser“ bekannt (LC: „liquid crystal“, Flüssigkristall), da die veränderbare Transparenz durch den Einsatz von Flüssigkristallen auf der Fensterscheibe erreicht wird, die elektrisch aktiviert werden. Dazu werden die Flüssigkristalle zwischen Elektrodenschichten angeordnet und bei Bedarf elektrisch orientiert. Die hierfür erforderlichen Elektrodenschichten, die auch bei großflächigen Ausführungen gleichzeitig transparent und ausreichend leitfähig sein müssen, verursachen jedoch hohe Kosten.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein optisches Element mit einer veränderbaren Transparenz anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein organisches Licht emittierendes Bauelement mit einem solchen optischen Element anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch Gegenstände gemäß der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein optisches Element eine Lichtleiterplatte mit einer ersten Hauptoberfläche und einer der ersten Hauptoberfläche gegenüber liegenden zweiten Hauptoberfläche auf. Weiterhin weist die Lichtleiterplatte Seitenflächen auf, die die Hauptoberflächen verbinden. Die Lichtleiterplatte kann beispielsweise quaderförmig ausgebildet sein, wobei die Abmessungen der Hauptoberflächen, die eine Länge und Breite der Lichtleiterplatte definieren, größer sind als eine durch die Seitenflächen definierte Höhe der Lichtleiterplatte. Alternativ hierzu können die Hauptoberflächen auch eine von einer Rechtecksform abweichende Form aufweisen, beispielsweise eine kreisrunde Form, eine elliptische Form, eine n-eckige (n ≥ 3) Form, eine Freiform oder eine Kombination hieraus. Die Seitenflächen können eben ausgebildet sein. Weiterhin können die Seitenflächen auch gekrümmt sein oder zwei oder mehrere Teilflächen aufweisen, die zueinander gewinkelt angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Lichtleiterplatte ein für ultraviolettes Licht zumindest teilweise transparentes Matrixmaterial auf, in dem Streuzentren eingebettet sind. Das Matrixmaterial kann neben der Transparenz für ultraviolettes Licht insbesondere auch zumindest teilweise transparent für Licht im sichtbaren Spektralbereich sein. Bevorzugt ist das Matrixmaterial zumindest teilweise transparent im gesamten sichtbaren Spektralbereich. Als „transparent“ wird hier und im Folgenden die Eigenschaft bezeichnet, klar durchscheinend für Licht zu sein. Die Transparenz kann durch Änderung der Stärke einer Tönung und/oder durch Änderung der Stärke einer diffusen Streuung veränderbar sein. Aufgrund einer zumindest teilweise vorhandenen Transparenz des Matrixmaterials für sichtbares Licht kann das optische Element beispielsweise als Fenster, Tür, Wand, Abdeckung oder zumindest als Teil hiervon ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Lichtleiterplatte als Matrixmaterial ein Glas, insbesondere ein für ultraviolettes Licht zumindest teilweise transparentes Glas, und/oder einen Kunststoff, insbesondere einen für ultraviolettes Licht zumindest teilweise transparenten Kunststoff, auf. Beispielsweise kann die Lichtleiterplatte als Matrixmaterial Quarz aufweisen oder daraus sein. Weiterhin kann das Matrixmaterial beispielsweise Borosilikatglas oder ein anderes Glas aufweisen oder daraus sein, das zumindest einen Teilbereich von ultravioletter Strahlung zumindest teilweise transmittieren kann. Weiterhin kann das Matrixmaterial als Kunststoff beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA) aufweisen oder daraus sein, das zumindest teilweise transparent für ultraviolettes Licht ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die im Matrixmaterial eingebetteten Streuzentren einen Brechungsindex auf, der sich vom Brechungsindex des Matrixmaterials zumindest für ultraviolettes Licht unterscheidet. Beispielsweise können die Streuzentren Streupartikel aufweisen oder als solche ausgebildet sein, die eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Siliziumoxid, Zinkoxid, Indiumzinnoxid, Zinnoxid. Darüber hinaus können die Streuzentren beispielsweise auch Poren aufweisen oder durch solche gebildet werden, also Hohlräume im Matrixmaterial, die ein Gas, beispielsweise Luft, oder Vakuum enthalten. Ein geeignetes Matrixmaterial mit Streuzentren ist auch von der Firma Evonik unter dem Markennamen PLEXIGLAS^® EndLighten erhältlich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Lichtleiterplatte eine Transparenz auf, die für einen externen Betrachter gleich oder im Wesentlichen gleich einer Transparenz des Matrixmaterials ohne Streuzentren ist. Mit anderen Worten kann die Lichtleiterplatte eine Transparenz aufweisen, die im sichtbaren Spektralbereich gleich oder im Wesentlichen gleich einer Transparenz des Matrixmaterials ohne Streuzentren ist. Eine gleiche oder im Wesentlichen gleiche Transparenz bedeutet hierbei, dass sich die Transparenz der Lichtleiterplatte, also die Transparenz des Matrixmaterials mit den Streuzentren, von der Transparenz des Matrixmaterials ohne Streuzentren um höchstens 20% oder um höchstens 10% oder um höchstens 5% oder bevorzugt um höchstens 1% unterscheidet. Um im sichtbaren Spektralbereich eine solche möglichst geringe Beeinflussung der Transparenz des Matrixmaterials durch die Streuzentren zu erreichen, während die Streuzentren im ultravioletten Spektralbereich bevorzugt eine größere Streuung bedingen, können die Streuzentren gezielt an das Matrixmaterial in Bezug auf die Konzentration, die Größe und das Material angepasst sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische Element auf der ersten Hauptoberfläche der Lichtleiterplatte eine erste Filterschicht und auf der zweiten Hauptoberfläche der Lichtleiterplatte eine zweite Filterschicht auf, wobei die Filterschichten undurchlässig für ultraviolettes Licht und zumindest teilweise transparent für sichtbares Licht sind. Undurchlässig für ultraviolettes Licht bedeutet hierbei insbesondere, dass die Transparenz der Filterschichten für ultraviolettes Licht kleiner oder gleich 10%, kleiner oder gleich 5%, bevorzugt kleiner oder gleich 1% oder besonders bevorzugt im Wesentlichen gleich 0% ist. Hingegen ist die Transparenz für sichtbares Licht bevorzugt möglichst groß, also beispielsweise größer oder gleich 50%, größer oder gleich 60%, größer oder gleich 75% oder sogar größer oder gleich 90%.
Die Filterschichten können beispielsweise absorbierend für ultraviolettes Licht ausgebildet sein und ein Material aufweisen, das einen hohen Absorptionskoeffizienten für ultraviolettes Licht und einen möglichst geringen Absorptionskoeffizienten für sichtbares Licht aufweist. Beispielsweise können die Filterschichten einen Kunststoff oder ein Glas aufweisen, das eine geringe Transparenz für ultraviolettes Licht aufweist. Das Glas und/oder der Kunststoff können hierfür auch geeignete Additive zur Absorption von ultraviolettem Licht aufweisen. Beispielsweise können die Filterschichten organische, ultraviolettes Licht absorbierende Materialien aufweisen, etwa eines oder mehrere ausgewählt aus Benzophenon, Benzotriazol, Phenyltriazin, Oxidonitride und Oxidonitrile.
Alternativ oder zusätzlich können die Filterschichten auch anorganische, ultraviolettes Licht absorbierende Materialien aufweisen, etwa TiO₂. Weiterhin können die erste und/oder die zweite Filterschicht auch zumindest teilweise reflektierend für ultraviolettes Licht und bevorzugt durchlässig für sichtbares Licht sein. Hierzu können die erste und/oder die zweite Filterschicht beispielsweise als selektiver Spiegel ausgebildet sein oder einen solchen aufweisen, der im ultravioletten Spektralbereich eine möglichst hohe Reflektivität und im sichtbaren Spektralbereich eine möglichst hohe Transparenz aufweist. Beispielsweise können die erste und/oder die zweite Filterschicht hierzu einen Bragg-Spiegel aufweisen oder daraus sein. Die Filterschichten können beispielsweise als selbsttragende Elemente, insbesondere als Folie oder Platte, oder auch als Beschichtung ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische Element zumindest auf der ersten Hauptoberfläche zwischen der Lichtleiterplatte und der ersten Filterschicht eine erste photochrome Schicht mit einer mittels ultraviolettem Licht veränderlichen Transparenz auf. Insbesondere handelt es sich hierbei um eine veränderliche Transparenz im sichtbaren Spektralbereich. Weiterhin kann das optische Element auch zusätzlich auf der zweiten Hauptoberfläche zwischen der Lichtleiterplatte und der zweiten Filterschicht eine zweite photochrome Schicht mit einer mittels ultraviolettem Licht veränderlichen Transparenz, insbesondere im sichtbaren Spektralbereich, aufweisen. Die erste und die zweite photochrome Schicht können gleich oder auch verschieden ausgebildet sein. Die im Folgenden angegebenen Ausführungsformen für photochrome Schichten gelten gleichermaßen für die erste und die zweite photochrome Schicht.
Die erste und/oder zweite photochrome Schicht kann insbesondere eine Änderung des Absorptionsspektrums für sichtbares Licht unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht aufweisen. Hierbei kann die Absorption von ultravioletten Photonen und die damit verbundene Energieaufnahme über verschiedene, dem Fachmann bekannte Mechanismen zu einer Änderung der Absorption im sichtbaren Spektralbereich führen. Beispielsweise können temporär geöffnete Bindungen, das heißt der Umbau von Molekülen in eine andere Spezies, sowie auch Anregungen von Elektronen in Molekülen zu einer Änderung der Absorption im sichtbaren Spektralbereich führen. Photochrome Materialien für die erste und/oder zweite photochrome Schicht sind beispielsweise von der Firma Tokuyama Corporation erhältlich und durch das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. (TITK) bekannt. Weiterhin sind in der Druckschrift M. Mennig et al., „Development of Fast Switching Photochromic Coatings and Transparent Plastics and Glas", Thin Solid Films 351(1–2), S. 230–234, 3. August 1999, Materialien und Materialmischungen kommerziell erhältlicher photochromer Materialien beschrieben, die unter Einwirkung von ultraviolettem Licht eine Tönung annehmen. Die in dieser Druckschrift beschriebenen Materialien und Materialmischungen werden hierbei durch Rückbezug vollumfänglich aufgenommen.
Beispielsweise kann eine photochrome Schicht, also die erste und/oder die zweite photochrome Schicht, eine Transparenz für sichtbares Licht aufweisen, die mit steigender Intensität von ultraviolettem Licht zunimmt. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die photochrome Schicht umso durchlässiger für sichtbares Licht wird, je mehr ultraviolettes Licht auf die photochrome Schicht eingestrahlt wird. Wird kein ultraviolettes Licht auf die photochrome Schicht eingestrahlt, so kann diese undurchlässig oder teilweise durchlässig für sichtbares Licht sein. Beispielsweise kann eine solche photochrome Schicht bei Abwesenheit von eingestrahltem ultraviolettem Licht eine Transparenz von kleiner oder gleich 30%, kleiner oder gleich 20%, kleiner oder gleich 10%, kleiner oder gleich 5% oder sogar kleiner oder gleich 1% aufweisen, während durch Einstrahlung von ultraviolettem Licht bis zu einer Grenzintensität eine Transparenz für sichtbares Licht größer oder gleich 50%, größer oder gleich 60%, größer oder gleich 75% oder bevorzugt größer oder gleich 90% erreicht werden kann.
Alternativ hierzu kann das optische Element eine photochrome Schicht, also die erste und/oder die zweite photochrome Schicht, aufweisen, die eine Transparenz für sichtbares Licht aufweist, die mit steigender Intensität von ultraviolettem Licht abnimmt. Mit anderen Worten wird eine solche photochrome Schicht umso undurchlässiger für sichtbares Licht, je mehr ultraviolettes Licht auf die photochrome Schicht eingestrahlt wird. Ohne Einstrahlung von ultraviolettem Licht kann eine solche photochrome Schicht beispielsweise eine Transparenz von größer oder gleich 50%, größer oder gleich 60%, größer oder gleich 75% oder bevorzugt größer oder gleich 90% für sichtbares Licht aufweisen, während die Transparenz für sichtbares Licht mit steigender Intensität von eingestrahltem ultraviolettem Licht abnimmt. Bei einer Grenzintensität von ultraviolettem Licht kann eine solche photochrome Schicht auch undurchlässig für sichtbares Licht sein, also einen Anteil von kleiner oder gleich 10%, kleiner oder gleich 5% und bevorzugt kleiner oder gleich 1% von sichtbarem Licht durchlassen.
Weiterhin kann eine photochrome Schicht, also die erste und/oder die zweite photochrome Schicht, in einem nicht-transparenten und/oder in einem teiltransparenten Zustand farbig erscheinen. Das bedeutet mit anderen Worten, dass eine solche photochrome Schicht nur in bestimmten Wellenlängenbereichen sichtbares Licht durchlässt. Eine solche photochrome Schicht kann somit in einer nicht transparenten und/oder in einem teiltransparenten Zustand eine Tönung aufweisen. Die farbige Erscheinung beziehungsweise die Tönung einer solchen photochromen Schicht kann insbesondere mittels ultraviolettem Licht veränderbar sein.
Weiterhin kann es möglich sein, dass die photochromen Schichten verschieden ausgebildet sind. Durch die Verwendung von zwei verschiedenen photochromen Schichten kann der Tönungseffekt des optischen Elements, dessen maximaler Grad unter anderem von der Materialdicke und der Materialkonzentration in den photochromen Schichten abhängt, zusätzlich beeinflusst werden. Beispielsweise kann auch eine Kombination von photochromen Materialien in der ersten und zweiten photochromen Schicht verwendet werden, so dass sich mit steigender Intensität von ultraviolettem Licht die erste photochrome Schicht verfärbt während sich die zweite photochrome Schicht entfärbt. Weisen die photochromen Schichten im jeweiligen farbigen Zustand unterschiedliche Farbtönungen auf, so kann das optische Element stufenlos zwischen zwei eingefärbten Zuständen beziehungsweise zwischen zwei Tönungen mit unterschiedlichen Farben variiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische Element zumindest ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement auf, das im Betrieb ultraviolettes Licht in die Lichtleiterplatte einkoppelt. Die Lichtleiterplatte und das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement bilden somit eine Flächenlichtquelle für ultraviolettes Licht. Insbesondere kann das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement ultraviolettes Licht über eine Seitenfläche der Lichtleiterplatte in diese einkoppeln. Das Licht emittierende Halbleiterbauelement kann insbesondere als anorganisches Licht emittierendes Halbleiterbauelement, beispielsweise als Leuchtdiodenchip oder Leuchtdioden-Bauelement mit einer anorganischen strahlungsemittierenden Schichtenfolge basierend auf einem nitridischen Verbindungshalbleitermaterialsystem aufweisen. Derartige Halbleiterbauelemente sind dem Fachmann bekannt und werden daher hier nicht weiter ausgeführt.
Das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement kann beispielsweise auf einer eben ausgebildeten Seitenfläche der Lichtleiterplatte aufgebracht oder vor einer eben ausgebildeten Seitenfläche angeordnet sein. Weiterhin kann die Seitenfläche auch eine Vertiefung aufweisen, in der das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement angeordnet ist. Weiterhin kann die Seitenfläche auch gekrümmt sein oder zwei oder mehrere Teilflächen aufweisen, die zueinander gewinkelt angeordnet sind, wobei das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement an einer der Teilflächen oder in einer Vertiefung einer der Teilflächen angeordnet sein kann.
Darüber hinaus kann auch eine Mehrzahl von Licht emittierenden Halbleiterbauelementen, die im Betrieb ultraviolettes Licht abstrahlen, an einer Seitenfläche der Lichtleiterplatte angeordnet sein und im Betrieb ultraviolettes Licht über die Seitenfläche in die Lichtleiterplatte einkoppeln. Weiterhin kann das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement auch zumindest zwei Licht emittierende Halbleiterbauelemente aufweisen, die im Betrieb ultraviolettes Licht über zumindest zwei verschiedene Seitenflächen in die Lichtleiterplatte einkoppeln. Mit anderen Worten kann das optische Element eine Mehrzahl von ultraviolettes Licht emittierten Halbleiterbauelementen aufweisen, die an verschiedenen Seitenflächen der Lichtleiterplatte angeordnet sind.
Das zumindest eine oder auch die Mehrzahl der Licht emittierenden Halbleiterbauelemente sind insbesondere derart ausgestaltet, dass kein sichtbares Licht abgestrahlt wird. Das bedeutet mit anderen Worten, dass das zumindest eine oder die Mehrzahl von Licht emittierenden Halbleiterbauelementen nur ultraviolettes oder nur ultraviolettes und infrarotes Licht abstrahlen.
Das hier beschriebene optische Element zeichnet sich durch den Einsatz von photochromen Materialien auf einer ultraviolettes Licht abstrahlenden Flächenlichtquelle aus, die durch die Lichtleiterplatte und das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement gebildet wird. Durch die Filterschichten kann das Austreten von ultraviolettem Licht aus dem optischen Element sowie auch das Eindringen von ultraviolettem Licht aus der Umgebung verhindert werden. Durch die Inbetriebnahme des zumindest einen Licht emittierenden Halbleiterbauelements kann die Absorption der photochromen Materialien für sichtbares Licht in der ersten und/oder zweiten photochromen Schicht geändert werden, so dass es zu einer Änderung der Tönung des optischen Elements und somit zu einer Änderung der Transparenz des optischen Elements für sichtbares Licht kommen kann. Die Änderung der Transparenz für sichtbares Licht beziehungsweise die Änderung der Tönung des optischen Elements kann von der Dicke, dem verwendeten Material und dessen Konzentration in der ersten und/oder zweiten photochromen Schicht abhängen. Wie oben beschrieben ist, kann das optische Element derart ausgebildet sein, dass es sich unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht durch das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement einfärbt oder auch entfärbt.
Weiterhin kann es auch möglich sein, dass verschiedene photochrome Materialien in einer photochromen Schicht, also der ersten und/oder zweiten photochromen Schicht, verwendet werden, die unterschiedliche Absorptionsbanden für ultraviolettes Licht aufweisen. Durch eine Änderung der Wellenlänge des in die Lichtleiterplatte eingestrahlten ultravioletten Lichts können somit unterschiedliche photochrome Materialien beeinflusst werden, so dass sich verschiedene Tönungseffekte ergeben können. Um unterschiedliche Wellenlängen des ultravioletten Lichts zu erreichen, können beispielsweise Licht emittierende Halbleiterbauelemente eingesetzt werden, die ein stromabhängiges Emissionsspektrum aufweisen. Weiterhin ist es auch möglich, beispielsweise Licht emittierende Halbleiterbauelemente mit unterschiedlichen ultravioletten Lichtspektren zu verwenden, die je nach erwünschtem ultraviolettem Lichtspektrum gezielt angesteuert werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann bei einem Verfahren zum Betrieb des optischen Elements die Intensität des vom zumindest einen Licht emittierten Halbleiterbauelement abgestrahlten ultravioletten Lichts durch die Einstellung des Betriebsstroms des zumindest einen Licht emittierten Halbleiterbauelements in einem Dauerbetrieb oder mittels Pulsweitenmodulation erfolgen. Durch eine Änderung der Intensität des vom zumindest einen Licht emittierenden Halbleiterbauelement abgestrahlten ultravioletten Lichts kann es möglich sein, die Transparenzänderung für sichtbares Licht des optischen Elements beziehungsweise dessen Tönung stufenlos einzustellen.
Im Vergleich zu im Stand der Technik bekannten Lösungen mittels LC-Gläsern, die kostenintensive leitfähige und transparente Schichten benötigen, kann das hier beschriebene optische Element im Wesentlichen aus elektrisch inaktiven Schichten aufgebaut werden und damit deutlich kostengünstiger ausfallen. Insbesondere lässt sich mit dem hier beschriebenen Aufbau des optischen Elements eine stufenlos tönbare Scheibe sehr günstig und in nahezu beliebiger Größe realisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist ein organisches Licht emittierendes Bauelement ein Substrat auf, das durch ein vorab beschriebenes optisches Element gebildet wird. Insbesondere kann das Substrat des organischen Licht emittierenden Bauelements gemäß einer oder mehrerer der vorab beschriebenen Ausführungsformen für das optische Element ausgebildet sein. Weiterhin weist das organische Licht emittierende Bauelement zumindest einen funktionellen Schichtenstapel auf dem als Substrat ausgebildeten optischen Element auf, der zumindest eine organische Licht emittierende Schicht zwischen zwei Elektroden aufweist. Insbesondere kann das organische Licht emittierende Bauelement als organische Licht emittierende Diode (OLED) ausgebildet sein, die ein Substrat mit den Eigenschaften des vorab beschriebenen optischen Elements aufweist. Das organische Licht emittierende Bauelement kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass das im Betrieb im funktionellen Schichtenstapel erzeugte Licht durch das Substrat, also durch das das Substrat bildende optische Element abgestrahlt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem funktionellen Schichtenstapel und der Lichtleiterplatte die erste photochrome Schicht angeordnet. Mit anderen Worten ist der funktionelle Schichtenstapel auf der ersten Hauptoberfläche der Lichtleiterplatte und insbesondere auf der ersten Filterschicht angeordnet. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die erste photochrome Schicht auf der dem funktionellen Schichtenstapel abgewandten ersten Hauptoberfläche der Lichtleiterplatte angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Lichtleiterplatte hierbei zwischen der ersten photochromen Schicht und dem funktionellen Schichtenstapel angeordnet, so dass der funktionelle Schichtenstapel auf der zweiten Hauptoberfläche der Lichtleiterplatte und insbesondere auf der zweiten Filterschicht angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der funktionelle Schichtenstapel unmittelbar auf einer der Filterschichten, also auf der ersten Filterschicht oder der zweiten Filterschicht, des optischen Elements angeordnet. Beispielsweise kann der funktionelle Schichtenstapel eine Elektrode aufweisen, die direkt und unmittelbar auf einer der Filterschichten des optischen Elements aufgebracht ist. Alternativ zu einer direkten Aufbringung des funktionellen Schichtenstapels auf dem optischen Element kann das organische funktionelle Bauelement auch ein Substrat aufweisen, auf dem der funktionelle Schichtenstapel durch Aufbringen hergestellt wird, wobei das Herstellungssubstrat mit dem funktionellen Schichtenstapel zusammen auf dem optischen Element angeordnet wird.
Weiterhin kann es auch möglich sein, dass die dem funktionellen Schichtenstapel zugewandte Filterschicht durch die dem optischen Element zugewandte Elektrode des funktionellen Schichtenstapels gebildet ist. Mit anderen Worten können also diejenige Filterschicht des optischen Elements und diejenige Elektrode des funktionellen Schichtenstapels, die sich zwischen der Lichtleiterplatte und der zumindest einen organischen funktionellen Schicht befinden, als eine einzige Schicht ausgebildet sein, die elektrisch leitend und undurchlässig für ultraviolettes Licht ist. Beispielsweise kann eine solche Schicht, die gleichzeitig als Elektrode und als Filterschicht ausgebildet ist, Indiumzinnoxid aufweisen, das ultraviolettes Licht absorbieren kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist eine photochrome Schicht des optischen Elements, also zumindest die erste photochrome Schicht oder auch die erste und die zweite photochrome Schicht, eine mittels ultraviolettem Licht veränderbare Transparenz für ein vom funktionellen Schichtenstapel im Betrieb abgestrahltes Licht auf. Hierdurch kann erreicht werden, dass das vom funktionellen Schichtenstapel im Betrieb erzeugte Licht bei einer Änderung der Intensität des vom zumindest einen Licht emittierenden Halbleiterbauelement abgestrahlten ultravioletten Lichts durch das optische Element beeinflusst und geändert werden kann. Insbesondere kann durch das als Substrat ausgebildete optische Element eine Tönung und/oder Verdunkelung des organischen Licht emittierenden Bauelements erfolgen, ohne dass die Intensität des vom funktionellen Schichtenstapel abgestrahlten Lichts geändert werden muss.
Durch den hier beschriebenen Aufbau des organischen Licht emittierenden Bauelements lässt sich eine OLED herstellen, die im Betrieb ihre Farbe wechseln kann. Dabei kann die Entscheidung, ob die OLED farbwechselbar sein soll, noch im Nachhinein, also nach der Herstellung der OLED, getroffen werden, da das optische Element und insbesondere zumindest die erste photochrome Schicht nicht zwischen dem funktionellen Schichtenstapel und einem Substrat für den funktionellen Schichtenstapel liegen muss, sondern auch auf der Außenseite des Substrats aufgebracht werden kann. Dadurch ist der Aufbau des hier beschriebenen organischen Licht emittierenden Bauelements kompatibel mit dem bestehenden Stand der Technik zur Herstellung von organischen Licht emittierenden Bauelementen, da die hier beschriebene Lösung auch nachträglich, also nach dem Herstellen eines organischen Licht emittierenden Bauelements, angewandt werden kann.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
1A eine schematische Darstellung eines optischen Elements gemäß einem Ausführungsbeispiel,
1B eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines optischen Elements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung eines optischen Elements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und
3A bis 5 organische Licht emittierende Bauelemente mit optischen Elementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In 1A ist ein optisches Element 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Das optische Element 10 weist eine Lichtleiterplatte 1 mit einer ersten Hauptoberfläche 11, mit einer zweiten Hauptoberfläche 12, die der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegt, und mit Seitenflächen 13 auf, die die Hauptoberflächen 11 und 12 verbinden. Die Lichtleiterplatte 1 ist insbesondere derart ausgebildet, dass die Ausdehnungen der Hauptoberflächen 11, 12 größer sind als die durch die Seitenflächen 13 definierte Höhe der Lichtleiterplatte 1. Die Lichtleiterplatte 1 weist ein Matrixmaterial 14 auf, das für ultraviolettes Licht zumindest teilweise transparent ist. In dem Matrixmaterial 14 sind Streuzentren 15 eingebettet, die geeignet sind, ultraviolettes Licht zu streuen. Hierzu weisen die Streuzentren 15 im ultravioletten Spektralbereich einen Brechungsindex auf, der sich vom Brechungsindex des Matrixmaterials 14 unterscheidet. Beispielsweise können die Streuzentren 15 als Partikel oder als Poren ausgebildet sein. Das Matrixmaterial 14 kann beispielsweise ein Glas sein oder aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Matrixmaterial 14 auch einen für ultraviolettes Licht zumindest teilweise transparenten Kunststoff aufweisen. Geeignete Materialien für das Matrixmaterial 14 und die Streuzentren 15 sind im allgemeinen Teil beschrieben.
Die Lichtleiterplatte 1 ist insbesondere als schwach streuender Lichtleiter im sichtbaren Spektralbereich ausgebildet. Das bedeutet, dass die Lichtleiterplatte 1 eine Transparenz für sichtbares Licht aufweist, die sich bevorzugt nicht oder nur wenig von der Transparenz des Matrixmaterials 14 ohne Streuzentren 15 unterscheidet. Insbesondere kann die Lichtleiterplatte 1 eine Transparenz für sichtbares Licht aufweisen, die für einen externen Betrachter gleich oder im Wesentlichen gleich einer Transparenz des Matrixmaterials 14 ohne Streuzentren im sichtbaren Spektralbereich ist. Bevorzugt kann sich die Transparenz der Lichtleiterplatte 1 von der Transparenz des Matrixmaterials 14 ohne Streuzentren 15 um 20% oder weniger, bevorzugt 10% oder weniger oder 5% oder weniger und besonders bevorzugt 1% oder weniger voneinander unterscheiden.
Weiterhin weist das optische Element 10 zumindest ein Licht emittierendes Halbleiterelement 2 auf, das im Betrieb ultraviolettes Licht abstrahlt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zumindest zwei Licht emittierende Halbleiterbauelemente 2 vorgesehen. Die Licht emittierenden Halbleiterbauelemente 2 sind an Seitenflächen 13 der Lichtleiterplatte 1 angeordnet und strahlen im Betrieb ultraviolettes Licht über die Seitenflächen 13 in die Lichtleiterplatte 1 ein. Hierzu weist die Lichtleiterplatte 1 in den Seitenflächen 13 geeignete Vertiefungen auf, in denen die Licht emittierenden Halbleiterbauelemente 2 angeordnet sind. Alternativ hierzu können die Licht emittierenden Halbleiterbauelemente 2 beispielsweise auch auf einer eben ausgebildeten Seitenfläche 13 beziehungsweise mehreren eben ausgebildeten Seitenflächen 13 angeordnet sein. Auf einer oder mehreren Seitenflächen 13 können auch mehrere Licht emittierende Halbleiterbauelemente 2 vorhanden sein.
Wie mittels der gestrichelten Pfeile angedeutet ist, strahlen die Licht emittierenden Halbleiterbauelemente 2 ultraviolettes Licht in die Lichtleiterplatte 1 ab, das an den Streuzentren 15 in Richtung der Hauptoberflächen 11, 12 gestreut wird. Dabei können durch die Streuzentren 15 auch durch Totalreflexion hervorgerufene Lichtleiteffekte reduziert werden. Bevorzugt weist das optische Element 10 eine geeignete Anzahl von Licht emittierenden Halbleiterbauelementen 2 an einer oder mehreren Seitenflächen 13 sowie eine geeignete Konzentration und Materialauswahl für die Streuzentren 15 auf, so dass die Hauptoberflächen 11, 12 möglichst gleichmäßig und homogen mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden können.
Die Licht emittierenden Halbleiterbauelemente 2 sind beispielsweise als gehäuste oder ungehäuste Leuchtdiodenchips auf Basis eines anorganischen Verbindungshalbleitermaterialsystem ausgebildet. Insbesondere können die Licht emittierenden Halbleiterbauelemente 2 eine Licht emittierende Halbleiterschichtenfolge basierend auf einem nitridischen Verbindungshalbleitermaterialsystem aufweisen. Über geeignete Kontaktierungen und Zuleitungen, die der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind, können die Licht emittierenden Halbleiterbauelemente 2 angesteuert werden.
Über eine Steuerung des Betriebsstroms, beispielsweise in Form eines Konstantstroms oder in Form einer Pulsweitenmodulation, kann die Intensität des in die Lichtleiterplatte 1 eingestrahlten ultravioletten Lichts eingestellt werden. Dementsprechend kann die Intensität des ultravioletten Lichts, das über die Hauptoberflächen 11, 12 aus der Lichtleiterplatte 1 austritt, eingestellt werden. Die Seitenflächen 13 können beispielsweise auch eine geeignete Verspiegelung oder Absorberschichten aufweisen, so dass über die Seitenflächen 13 kein ultraviolettes Licht aus der Lichtleiterplatte 1 austreten kann.
Auf der ersten und zweiten Hauptoberfläche 11, 12 des Lichtleiters 1 sind weiterhin eine erste Filterschicht 31 und eine zweite Filterschicht 32 angeordnet, die jeweils undurchlässig für ultraviolettes Licht sind. Die Filterschichten 31, 32 können beispielsweise als Absorberschichten und/oder als reflektierende Schichten ausgebildet sein, die ultraviolettes Licht absorbieren und/oder reflektieren können. Weiterhin sind sowohl die Lichtleiterplatte 1 als auch die Filterschichten 31, 32 möglichst transparent für sichtbares Licht ausgebildet. Die Filterschichten 31, 32 verhindern insbesondere, dass ultraviolettes Licht, das von den Licht emittierenden Halbleiterbauelementen 2 erzeugt wird, aus dem optischen Element 10 austreten kann. Weiterhin verhindern die Filterschichten 31, 32 auch, dass ultraviolettes Licht aus der Umgebung in das optische Element 10 eingestrahlt werden kann. Dementsprechend können die Filterschichten 31, 32 beispielsweise die Außenschichten des optischen Elements 10 auf den Hauptoberflächen 11, 12 der Lichtleiterplatte 1 bilden.
Weiterhin weist das optische Element 10 auf der ersten Hauptoberfläche 11 der Lichtleiterplatte 1 eine erste photochrome Schicht 41 auf, die zwischen der Lichtleiterplatte 1 und der ersten Filterschicht 31 angeordnet ist. Die erste photochrome Schicht 31 weist ein photochromes Material auf, das unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht eine Änderung des Absorptionsspektrums für sichtbares Licht aufweist. Hierdurch kann erreicht werden, dass in Abhängigkeit von einer Intensität von ultraviolettem Licht, das auch die erste photochrome Schicht 41 eingestrahlt wird, die Transparenz der ersten photochromen Schicht 41 für sichtbares Licht veränderbar ist. Durch eine Regelung der Intensität des von den Licht emittierenden Halbleiterbauelementen 2 abgestrahlten ultravioletten Lichts kann somit stufenlos die Transparenz der ersten photochromen Schicht 41 für sichtbares Licht geregelt werden. Die erste photochrome Schicht 41 kann dabei eine Transparenz für sichtbares Licht aufweisen, die mit steigender Intensität von eingestrahltem ultraviolettem Licht zunimmt. Alternativ hierzu kann die erste photochrome Schicht 41 auch eine Transparenz für sichtbares Licht aufweisen, die mit steigender Intensität von eingestrahltem ultraviolettem Licht abnimmt. Hierbei kann die erste photochrome Schicht 41 in einem nicht transparenten und/oder in einem teiltransparenten Zustand auch farbig erscheinen. Das bedeutet, dass mittels des ultravioletten Lichts, das von den Licht emittierenden Halbleiterbauelementen 2 abgestrahlt wird, die erste photochrome Schicht 41 eingefärbt beziehungsweise entfärbt werden kann. Dadurch ist es mithilfe des gezeigten optischen Elements 10 möglich, beispielsweise ein Fenster, eine Türe, eine Wand, eine Abdeckung oder Ähnliches mit einer regelbaren Transparenz für sichtbares Licht beziehungsweise mit einer regelbaren Tönung herzustellen. Das optische Element 10 erlaubt somit eine optisch induzierte Tönung von Glas- oder Kunststoffflächen die beispielsweise durch die Lichtleiterplatte 1 gebildet werden können. Weiterhin kann das optische Element 10 auch auf Glas oder Kunststoffflächen aufgebracht sein, beispielsweise in Form eines Laminats.
In 1B ist ein Ausschnitt eines optischen Elements 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, das im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der 1A Seitenflächen 13 aufweist, die die Hauptoberflächen 11 und 12 verbinden und die zueinander gewinkelt angeordnete Teilflächen aufweisen, wobei die Licht emittierenden Halbleiterbauelemente 2 in Vertiefungen in einer der Teilflächen angeordnet sind. Alternativ hierzu können die Licht emittierenden Halbleiterbauelemente 2 auch an eben ausgebildeten Teilflächen angeordnet sein. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Seitenflächen 13 gekrümmt, also beispielsweise abgerundet, ausgebildet sind.
In 2 ist ein optisches Element 10 gezeigt, das im Vergleich zum optischen Element 10 der 1A und 1B eine zweite photochrome Schicht 42 auf der zweiten Hauptoberfläche 12 der Lichtleiterplatte 1 aufweist, die zwischen der Lichtleiterplatte 1 und der zweiten Filterschicht 32 angeordnet ist. Die photochromen Schichten 41, 42 können gleich oder verschieden ausgebildet sein, wobei das oben für die erste photochrome Schicht 41 Gesagte analog für die zweite photochrome Schicht 42 gilt. Durch die Verwendung von zwei photochromen Schichten 41, 42 kann der Tönungseffekt des optischen Elements 10, dessen maximaler Grad unter anderem von der Materialdicke und der Materialkonzentration in den photochromen Schichten 41, 42 abhängt, zusätzlich beeinflusst werden. Beispielsweise kann auch eine Kombination von photochromen Materialien in der ersten und zweiten photochromen Schicht 41, 42 verwendet werden, so dass sich mit steigender Intensität von ultraviolettem Licht die erste photochrome Schicht 41 verfärbt während sich die zweite photochrome Schicht 42 entfärbt. Weisen die photochromen Schichten 41, 42 im jeweiligen farbigen Zustand unterschiedliche Farbtönungen auf, so kann das optische Element 10 stufenlos zwischen zwei eingefärbten Zuständen beziehungsweise zwischen zwei Tönungen mit unterschiedlichen Farben variiert werden.
Weiterhin kann es auch möglich sein, dass verschiedene photochrome Materialien in einer oder in beiden photochromen Schichten 41, 42 verwendet werden, die unterschiedliche Absorptionsbanden für ultraviolettes Licht aufweisen. Durch eine Änderung der Wellenlänge des in die Lichtleiterplatte 1 eingestrahlten ultravioletten Lichts können somit unterschiedliche photochrome Materialien beeinflusst werden, so dass sich verschiedene Tönungseffekte ergeben können. Um unterschiedliche Wellenlängen des ultravioletten Lichts zu erreichen, können beispielsweise Licht emittierende Halbleiterbauelemente 2 eingesetzt werden, die ein stromabhängiges Emissionsspektrum aufweisen. Weiterhin ist es beispielsweise auch möglich, Licht emittierende Halbleiterbauelemente 2 mit unterschiedlichen ultravioletten Lichtspektren zu verwenden, die je nach erwünschtem ultraviolettem Lichtspektrum gezielt angesteuert werden können.
In Verbindung mit den 3 bis 5 sind organische Licht emittierende Bauelemente 100 gezeigt, die jeweils ein Substrat aufweisen, das durch ein optisches Element 10 gemäß der vorherigen Beschreibung gebildet wird. Auf dem als Substrat ausgebildeten optischen Element 10 ist jeweils ein funktioneller Schichtenstapel 5 aufgebracht, der zwischen Elektroden 51 und 52 zumindest eine organische Licht emittierende Schicht 53 aufweist. Insbesondere ist die dem optischen Element 10 zugewandte Elektrode 51 zwischen dem optischen Element 10 und der organischen Licht emittierenden Schicht 53 transparent ausgebildet, so dass im Betrieb des funktionellen Schichtenstapels 5 Licht durch die Elektrode 51 in und durch das optische Element 10 gestrahlt werden kann.
Die organischen Licht emittierenden Bauelemente 100 der Ausführungsbeispiele der 3 bis 5 und insbesondere deren funktioneller Schichtenstapel 5 können insbesondere jeweils als organische Licht emittierende Diode (OLED) ausgebildet sein. Hierzu kann der funktionelle Schichtenstapel 5 zusätzlich weitere organische funktionelle Schichten sowie beispielsweise weitere Schichten wie etwa eine Verkapselung aufweisen. Der Aufbau von organischen Licht emittierenden Bauelementen ist beispielsweise aus der Druckschrift WO 2010/066245 A1 bekannt, die in Bezug auf die verschiedenen Ausgestaltungen von organischen Licht emittierenden Bauelementen hiermit ausdrücklich voll umfänglich durch Rückbezug aufgenommen wird.
Durch die vorab beschriebene Änderung der Absorption beziehungsweise Transmission von sichtbarem Licht durch die photochromen Schichten 41, 42 ist es möglich, dass vom organischen Licht emittierenden Bauelement 100 durch das optische Element 10 abgestrahlte Licht hinsichtlich seiner Intensität und/oder Farbe durch Regelung des von den Licht emittierenden Halbleiterbauelementen 2 abgestrahlten ultraviolettem Lichts zu beeinflussen. Insbesondere kann je nach Intensität des ultravioletten Lichts, die von den Licht emittierenden Halbleiterbauelementen 2 abgestrahlt wird und die beispielsweise mittels Pulsweitenmodulation eingestellt werden kann, das photochrome Material in den photochromen Schichten 41, 42 unterschiedlich eingetrübt werden, so dass die Farbe des organischen Licht emittierenden Bauelements auf einfache Weise entsprechend verändert werden kann. Das optische Element 10 dient bei dem hier beschriebenen organischen Licht emittierenden Bauelement 100 somit als optisch schaltbarer Farbfilter, bei dem durch geeignete photochrome Materialien mit Absorptionsbanden in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen je nach Ansteuern der Wellenlänge verschiedene Tönungseffekte erreicht werden können.
Im Gegensatz hierzu ist bei üblichen OLEDs eine Steuerung der abgestrahlten Farbe meist nur dadurch möglich, dass Bereiche oder Streifen mit unterschiedlichen Emissionsfarben je nach Bedarf angesteuert werden und durch einen dicken Diffusor zusammengemischt werden. Alternativ hierzu ist es auch bekannt, Bauteile übereinander zu stapeln und einzeln anzusteuern, die Licht mit unterschiedlichen Farben abstrahlen. Im Vergleich zum hier beschriebenen organischen Licht emittierenden Bauelement 100 sind solche bekannten Lösungen deutlich aufwändiger und kostenintensiver.
Wie in 3A gezeigt ist, kann das optische Element 10 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 ausgebildet sein und nur eine photochrome Schicht in Form der ersten photochromen Schicht 41 aufweisen. Diese kann auf der dem funktionellen Schichtenstapel 5 abgewandten Seite der Lichtleiterplatte 1 angeordnet sein, so dass die Lichtleiterplatte 1 zwischen dem funktionellen Schichtenstapel 5 und der ersten photochromen Schicht 41 angeordnet ist. Der funktionelle Schichtenstapel 5 kann direkt und unmittelbar auf der ihm zugewandten Filterschicht, im Falle der 3 der zweiten Filterschicht 32, aufgebracht sein. Das bedeutet insbesondere, dass die untere Elektrode 51 direkt auf der zweiten Filterschicht 32 aufgebracht sein kann.
Alternativ hierzu kann die untere Elektrode 51 auch gleichzeitig als zweite Filterschicht 32 ausgebildet sein, wie im Ausführungsbeispiel der 3B gezeigt ist. Hierzu weist die Schicht, die gleichzeitig die untere Elektrode 51 und die zweite Filterschicht 32 bildet, ein elektrisch leitendes und ultraviolettes Licht reflektierendes oder absorbierendes Material auf, beispielsweise Indiumzinnoxid.
Wie in 4 gezeigt ist, kann die erste Filterschicht 31 auch auf der dem funktionellen Schichtenstapel 5 zugewandten Seite der Lichtleiterplatte 1 angeordnet sein, so dass die erste photochrome Schicht 41 zwischen dem funktionellen Schichtenstapel 5 und der Lichtleiterplatte 1 angeordnet ist. Auch in diesem Fall können die untere Elektrode 51 und die Filterschicht 31 als eine einzige Schicht ausgebildet sein, die elektrisch leitend und undurchlässig für ultraviolettes Licht ist.
Wie in 5 gezeigt ist, kann das als Substrat ausgebildete optische Element 10 auch zusätzlich zur ersten photochromen Schicht 41 die zweite photochrome Schicht 42 wie in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der 2 beschrieben ist, aufweisen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013113269 [0001]
WO 2010/066245 A1 [0053]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

M. Mennig et al., „Development of Fast Switching Photochromic Coatings and Transparent Plastics and Glas“, Thin Solid Films 351(1–2), S. 230–234, 3. August 1999 [0015]

Claims

Optisches Element (10), aufweisend eine Lichtleiterplatte (1) mit einer ersten Hauptoberfläche (11), mit einer der ersten Hauptoberfläche (11) gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche (12) und mit die Hauptoberflächen (11, 12) verbindende Seitenflächen (13), wobei die Lichtleiterplatte (1) ein für ultraviolettes Licht transparentes Matrixmaterial (14) aufweist, in dem Streuzentren (15) eingebettet sind, zumindest ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement (2), das im Betrieb ultraviolettes Licht über eine Seitenfläche (13) in die Lichtleiterplatte (1) einkoppelt, auf der ersten Hauptoberfläche (11) eine erste Filterschicht (31) und auf der zweiten Hauptoberfläche (12) eine zweite Filterschicht (32), wobei die Filterschichten (31, 32) undurchlässig für ultraviolettes Licht und zumindest teilweise transparent für sichtbares Licht sind und zumindest auf der ersten Hauptoberfläche (11) zwischen der Lichtleiterplatte (1) und der ersten Filterschicht (31) eine erste photochrome Schicht (41) mit einer mittels ultraviolettem Licht veränderlichen Transparenz für sichtbares Licht.
Optisches Element (10) nach Anspruch 1, wobei die erste und/oder zweite Filterschicht (31, 32) ultraviolettes Licht absorbiert.
Optisches Element (10), nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste und/oder zweite Filterschicht (31, 32) ultraviolettes Licht reflektiert.
Optisches Element (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste photochrome Schicht (41) eine Transparenz für sichtbares Licht aufweist, die mit steigender Intensität von ultraviolettem Licht zunimmt.
Optisches Element (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste photochrome Schicht (41) eine Transparenz für sichtbares Licht aufweist, die mit steigender Intensität von ultraviolettem Licht abnimmt.
Optisches Element (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste photochrome Schicht (41) in einem nicht-transparenten und/oder in einem teiltransparenten Zustand farbig erscheint.
Optisches Element (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste photochrome Schicht (41) eine mittels ultraviolettem Licht veränderbare farbige Erscheinung aufweist.
Optisches Element (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf der zweiten Hauptoberfläche (12) zwischen der Lichtleiterplatte (1) und der zweiten Filterschicht (32) eine zweite photochrome Schicht (42) mit einer mittels ultraviolettem Licht veränderlichen Transparenz für sichtbares Licht angeordnet ist.
Optisches Element (10) nach Anspruch 8, wobei die erste und zweite photochrome Schicht (41, 42) gleich ausgebildet sind.
Optisches Element (10) nach Anspruch 8, wobei die erste und zweite photochrome Schicht (41, 42) unterschiedlich ausgebildet sind.
Optisches Element (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Lichtleiterplatte (1) eine Transparenz für sichtbares Licht aufweist, die für einen externen Betrachter gleich einer Transparenz des Matrixmaterials (14) für sichtbares Licht ohne Streuzentren (15) ist.
Optisches Element (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement (2) zumindest zwei Licht emittierende Halbleiterbauelemente (2) aufweist, die im Betrieb ultraviolettes Licht über zumindest zwei verschiedene Seitenflächen (13) in die Lichtleiterplatte (1) einkoppeln.
Optisches Element (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement (2) zumindest zwei Licht emittierende Halbleiterbauelemente (2) aufweist, die im Betrieb Licht mit unterschiedlichen ultravioletten Lichtspektren abstrahlen.
Optisches Element (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine Licht emittierende Halbleiterbauelement (2) kein sichtbares Licht abstrahlt.
Organisches Licht emittierendes Bauelement (100), aufweisend ein Substrat, das durch ein optisches Element (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 gebildet wird und einen funktionellen Schichtenstapel (5) auf dem Substrat mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht (53) zwischen zwei Elektroden (51, 52).
Organisches Licht emittierendes Bauelement (100) nach Anspruch 15, wobei die erste photochrome Schicht (41) zwischen dem funktionellen Schichtenstapel (5) und der Lichtleiterplatte (1) angeordnet ist.
Organisches Licht emittierendes Bauelement (100) nach Anspruch 15, wobei die Lichtleiterplatte (1) zwischen der ersten photochromen Schicht (41) und dem funktionellen Schichtenstapel (5) angeordnet ist.
Organisches Licht emittierendes Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der funktionelle Schichtenstapel (5) unmittelbar auf einer der Filterschichten (41, 42) des optischen Elements (10) angeordnet ist.
Organisches Licht emittierendes Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei der funktionelle Schichtenstapel (5) zumindest eine organische Licht emittierende Schicht (53) zwischen zwei Elektroden (51, 52) aufweist und wobei diejenige Filterschicht (31, 32) und diejenige Elektrode (51, 52), die zwischen der organischen Licht emittierenden Schicht (53) und der Lichtleiterplatte (1) angeordnet sind, als eine einzige Schicht ausgebildet sind.
Organisches Licht emittierendes Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die zumindest eine erste photochrome Schicht (41) eine mittels ultraviolettem Licht veränderbare Transparenz für ein vom funktionellen Schichtenstapel (5) im Betrieb abgestrahltes Licht aufweist.