DE102014106634B4

DE102014106634B4 - Beleuchtungsvorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014106634B4
Application number: DE102014106634.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Wehlus; Daniel Riedel; Nina Riegel; Silke Scharner; Johannes Rosenberger; Arne Fleissner
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: CN106537631A; US9960381B2; DE102014106634A1; WO2015172975A1; US20170125722A1

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung (100), aufweisend:
• ein Substrat (130) mit einem Träger (102),
• eine erste elektrische Sammelschiene (108-1) auf oder über dem Träger (102);
• eine zweite elektrische Sammelschiene (108-2) auf oder über dem Träger (102); und
• eine elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) auf oder über dem Träger (102), wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) lateral zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene (108-1) und der zweiten elektrischen Sammelschiene (108-2) ausgebildet ist; und
• eine erste Elektrode (410), die mit der ersten elektrischen Sammelschiene (108-1) und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene (108-2) elektrisch gekoppelt ist, auf oder über dem Träger (102); und
• eine organisch funktionellen Schichtenstruktur (412) auf oder über der ersten Elektrode (410), wobei die organisch funktionelle Schichtenstruktur (412) zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung ausgebildet ist und wobei der Träger (102) transparent oder transluzent bezüglich wenigstens eines Teils der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist; und
• eine zweiten Elektrode (414) auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur (412);
• wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) derart ausgebildet ist, dass der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung, die durch das Substrat (130) geht, und/oder das Spektrum der durch das Substrat (130) gehenden elektromagnetischen Strahlung mittels der optisch funktionalen Struktur (104) veränderbar sind/ist,
• wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) elektrisch leitfähige Partikel (204) in einer Matrix (202) aufweist,
• wobei die elektrisch leitfähigen Partikel (204) nicht-streuend hinsichtlich sichtbaren Lichts ausgebildet sind und derart in der Matrix (202) verteilt sind, dass die optisch funktionale Struktur (104) im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung einen schichtdickengemittelten Brechungsindexunterschied zu dem Träger (102) aufweist, der größer ist als 0,05.

Description

In verschiedenen Ausführungsformen werden eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt.
Beim Herstellen elektronischer Bauelemente gewinnen Druckprozesse eine immer größere Bedeutung. Speziell das Drucken von Substraten für organische Leuchtdioden (organic light emitting diode - OLED) ist bezüglich verschiedener OLED-Designs ein Bereich mit hohem Potential zur Kostenreduktion und zur Flexibilisierung des Herstellens.
Ein herkömmliches OLED-Substrat weist über einem Substrat elektrische Sammelschienen (busbars) und eine interne Auskoppelschicht (internal extraction layer - IEL) auf. Über dem Substrat werden eine Anode und eine Kathode mit einem organisch funktionellen Schichtensystem zwischen der Anode und Kathode ausgebildet. Das organisch 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.
Herkömmlich werden die elektrischen Sammelschienen auf der Anode abgeschieden oder im Substrat eingelassen. Das Herstellen von eingelassenen elektrischen Sammelschienen in dem Substrat ist relativ aufwendig und bezüglich verschiedener OLED-Designs unflexibel.
An den elektrischen Sammelschienen staut sich Material der weiteren Schichten über dem Träger an, das in weiteren Nassbeschichtungen über dem Träger aufgebracht wird. Weiterhin bergen erhabene elektrische Sammelschienen die Gefahr von Kurzschlüssen auf Grund von Schichtdickeninhomogenitäten in den darüber abgeschiedenen elektrisch funktionalen Schichten, das heißt der Anode, Kathode und dem organisch funktionellen Schichtensystem. Für erhabene elektrische Sammelschienen ist daher herkömmlich eine aufwändig zu prozessierende, lateral strukturierte isolierende Beschichtung zur Planarisierung notwendig, beispielsweise mit einem Photoresist.
EP 2 629 347 A1 beschreibt eine OLED, die eine Anode, eine lichtemittierende Schicht über der Anode und eine Katode über der lichtemittierenden Schicht aufweist. Die Anode ist über einer dualen elektrisch leitfähigen Schichtenstruktur ausgebildet, wobei die duale elektrisch leitfähige Schichtenstruktur auf einer gegenüberliegenden Seite einer Lichtemissionsseite der OLED angeordnet ist. Die duale elektrisch leitfähige Schichtenstruktur weist zwei übereinanderliegende elektrisch leitfähige Schichten auf, die als Stromzuführung für die Anode und die Katode dienen. Auf der dualen elektrisch leitfähigen Schichtenstruktur an ihrer der Anode zugewandten Seite ist eine hochreflektierende Schicht ausgebildet. Daher ist die duale elektrisch leitfähige Schichtenstruktur mit der hochreflektierenden Schicht nicht lichtdurchlässig. Die erste elektrisch leitfähige Schicht der dualen elektrisch leitfähigen Schichtenstruktur ist mittels einer vertikalen Verbindung elektrisch mit der Anode verbunden. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht der dualen elektrisch leitfähigen Schichtenstruktur ist über eine zweite vertikale Verbindung mit der Katode verbunden. Zwischen den vertikalen Verbindungen ist eine zweite elektrisch isolierende Schicht ausgebildet, wobei eine erste elektrisch isolierende Schicht zwischen den beiden elektrisch leitfähigen Schichten der dualen elektrisch leitfähigen Schichtenstruktur ausgebildet.
In verschiedenen Ausführungsformen werden eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt, mit denen es möglich ist, neuartige Substratkonzepte zu realisieren. Eines dieser neuartigen Konzepte ist es, elektrische Sammelschienen (busbars) und eine optisch funktionale Struktur, beispielsweise eine interne Auskoppelschicht (internal extraction layer - IEL), in einer Ebene zusammen zu bringen. Dadurch kann auf einfache und effektive Weise eine Sammelschienen-Struktur mit einer optisch funktionalen Struktur kombiniert werden. Dadurch kann das Substrat eben sein und frei sein von erhabenen Strukturen.
In verschiedenen Ausführungsformen wird eine Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Beleuchtungsvorrichtung weist ein Substrat mit einem Träger, eine erste elektrische Sammelschiene auf oder über dem Träger; eine zweite elektrische Sammelschiene auf oder über dem Träger und eine elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur auf oder über dem Träger auf. Die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur ist lateral zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene und der zweiten elektrischen Sammelschiene ausgebildet. Eine erste Elektrode auf oder über dem Träger ist mit der ersten elektrischen Sammelschiene und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene elektrisch gekoppelt. Eine organisch funktionelle Schichtenstruktur ist auf oder über der ersten Elektrode ausgebildet, wobei die organisch funktionelle Schichtenstruktur zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung ausgebildet ist und wobei der Träger transparent oder transluzent bezüglich wenigstens eines Teils der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist. Eine zweite Elektrode ist auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet. Die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur ist derart ausgebildet, dass der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung, die durch das Substrat geht, und/oder das Spektrum der durch das Substrat gehenden elektromagnetischen Strahlung mittels der optisch funktionalen Struktur veränderbar sind/ist. Die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur weist elektrisch leitfähige Partikel in einer Matrix auf. Die elektrisch leitfähigen Partikel sind nicht-streuend hinsichtlich sichtbaren Lichts ausgebildet und derart in der Matrix verteilt, dass die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung einen schichtdickengemittelten Brechungsindexunterschied zu dem Träger aufweist, der größer ist als 0,05.
Der Träger kann transparent oder transluzent bezüglich wenigstens eines Teils der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet sein, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich.
Eine Sammelschiene ist eine linienförmige Leitung zum Zusammenführen und Weiterleiten elektrischer Energie. Die linienförmige Leitung kann ein oder mehrmals gebogen, geknickt, gekrümmt, gewunden sein oder gerade sein.
Eine erste elektrische Sammelschiene und eine zweite elektrische Sammelschiene können in verschiedenen Ausgestaltungen unterschiedliche Leitungen oder Leitungsabschnitte einer einzigen elektrischen Sammelschiene sein, beispielsweise bei einer elektrischen Sammelschiene mit zwei oder mehr parallel zu einander verlaufenden Leitungen oder Leitungsabschnitten. Alternativ können die erste elektrische Sammelschiene und die zweite elektrische Sammelschiene elektrisch voneinander isolierte elektrische Sammelschienen oder Leitungen sein. Die elektrisch voneinander isolierten elektrischen Sammelschienen oder Leitungen können derart ausgebildet sein, dass sie beispielsweise im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung ein gleiches oder unterschiedliches elektrisches Potential aufweisen können.
Die erste elektrische Sammelschiene ist in einem Abstand zu der zweiten elektrischen Sammelschiene ausgebildet. Die erste elektrische Sammelschiene ist neben der zweiten elektrischen Sammelschiene auf oder über dem Träger ausgebildet.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann wenigstens eine elektrische Sammelschiene flächig auf dem Träger angeordnet oder ausgebildet sein, beispielsweise mit parallelen Bahnen, beispielsweise in der Form eines Mäanders, einer Spirale eines Netzes oder Gitters. Dadurch kann beispielsweise eine Stromverteilung mittels einer einzigen elektrischen Sammelschiene über einen großen Bereich einer Elektrode ermöglicht werden, beispielsweise über die gesamte Fläche einer Elektrode.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die erste elektrische Sammelschiene und die zweite elektrische Sammelschiene Teil einer Stromverteilungsstruktur sein. Mit anderen Worten: in verschiedenen Ausgestaltungen weist das Substrat eine Stromverteilungsstruktur auf, wobei die Stromverteilungsstruktur wenigstens eine elektrische Sammelschiene aufweist.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die elektrische Stromverteilungsstruktur zwei oder mehr elektrische Sammelschienen aufweisen, wobei die mehreren elektrischen Sammelschienen eine Anordnung in einer Gitter- oder Netzstruktur oder in Form von parallelen Bahnen aufweisen. Die Gitter- oder Netzstruktur kann beispielsweise flächig auf dem Träger ausgebildet sein.
Die optisch funktionale Struktur kann einen transparenten oder transluzenten Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Die optisch funktionale Struktur ist derart ausgebildet, dass sie die Rauheit der frei liegenden Oberfläche des Substrates reduziert, beispielsweise die Oberfläche des Trägers mit Sammelschiene planarisiert oder ebnet. Mit anderen Worten: mittels der optisch funktionalen Struktur kann die „makroskopische Rauheit“, die mittels der Sammelschienen ausgebildet wird, ausgeglichen oder reduziert werden. Die optisch funktionale Struktur soll im Wesentlichen nicht die intrinsische Rauheit des Trägers reduzieren oder ausgleichen.
Alternativ soll mittels eines zwei-Material-Systems, auch bezeichnet als zwei Schichten-Stapel) das unten liegende Material durch das darüber liegende Material planarisiert werden. Beispielsweise kann ein Partikel-basierter Streufilm mittels einer darüber liegenden Schicht ohne Partikel planarisiert werden.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die optisch funktionale Struktur einen dielektrischen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur einen Dotierstoff in einer Matrix aufweisen oder daraus gebildet sein.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die optisch funktionale Struktur als eine elektrische Isolierung zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene und der zweiten elektrischen Sammelschiene ausgebildet sein oder eine solche aufweisen.
Die Matrix kann beispielsweise amorph ausgebildet sein, beispielsweise als ein Glas. Die Matrix kann einen Formwerkstoff und/oder ein Vergussmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die elektrisch leitfähigen Partikel ein wenigstens teilweise die elektromagnetische Strahlung absorbierendes Material aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise ein wellenlängenkonvertierendes Material, beispielsweise einen Leuchtstoff oder Farbstoff.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur wenigstens eine erste Schicht und eine zweite Schicht aufweisen. Die erste Schicht und die zweite Schicht können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sind.
In einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur als eine Spiegelstruktur ausgebildet sein, beispielsweise als ein photonischer Kristall.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur einen im Wesentlichen homogenen Querschnitt aufweisen.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die optisch funktionale Struktur derart ausgebildet sein, dass die erste elektrische Sammelschiene und die zweite elektrische Sammelschiene frei liegen, beispielsweise an der Oberfläche des Substrates, beispielsweise damit die freiliegenden elektrischen Sammelschienen elektrisch kontaktierbar sind.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur derart ausgebildet sein, dass die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur die erste elektrische Sammelschiene und/oder die zweite elektrische Sammelschiene überfüllt. Der überfüllte Teil der elektrisch leitfähigen optisch funktionalen Struktur kann beispielsweise eine im Wesentlichen glatte Oberfläche aufweisen oder ausbilden, beispielsweise wenigstens im Bereich der überfüllten Sammelschiene.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann das Substrat eine elektrische Isolierung zwischen der elektrisch leitfähigen optisch funktionalen Struktur und der ersten elektrischen Sammelschiene und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene aufweisen. Die elektrische Isolierung kann derart ausgebildet sein, dass die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur wenigstens von einer der elektrischen Sammelschienen elektrisch isoliert ist.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur als eine Koppelstruktur bezüglich der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet sein, beispielsweise als eine Einkoppelstruktur oder Auskoppelstruktur, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur wenigstens einen Bereich aufweisen, der als ein Wellenleiter für wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist, beispielsweise bezügliches eines Wellenlängenbereiches und/oder einer Polarisationsrichtung, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich, beispielsweise für unpolarisiertes Licht.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur als eine Filterstruktur der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet sein, beispielsweise bezüglich wenigstens eines Wellenlängenbereiches und/oder einer Polarisationsrichtung, beispielsweise als Bandpass-, Langpass-, Kurzpass-, oder Kantenfilter, beispielsweise bezüglich UV-Strahlung und/oder Infrarot-Strahlung.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur als eine Antireflexbeschichtung ausgebildet sein, beispielsweise bezüglich wenigstens eines Wellenlängenbereiches, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur als eine wellenlängenkonvertierende Struktur ausgebildet sein. Die wellenlängenkonvertierende Struktur weist beispielsweise einen Farbstoff oder Leuchtstoff auf.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die Beleuchtungsvorrichtung ferner eine erste Elektrode aufweisen, wobei die erste Elektrode zwischen dem Substrat und der organisch funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet ist.
Die erste Elektrode kann zwischen der elektrisch leitfähigen optisch funktionalen Struktur und der ersten elektrischen Sammelschiene und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Elektrode zwischen dem Träger und der ersten elektrischen Sammelschiene und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die erste elektrische Sammelschiene und die zweite elektrische Sammelschiene über dem Träger auf der ersten Elektrode ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur über dem Träger auf der ersten Elektrode ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die erste Elektrode auf der ersten elektrischen Sammelschiene, der zweiten elektrischen Sammelschiene und/oder der elektrisch leitfähigen optisch funktionalen Struktur ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die erste elektrische Sammelschiene elektrisch von der zweiten elektrischen Sammelschienen elektrisch isoliert sein; und die erste elektrische Sammelschiene mit der ersten Elektrode und die zweite elektrische Sammelschiene mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt sein.
Die Stromverteilungsstruktur kann beispielsweise in Form der ersten elektrischen Sammelschiene und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene eine oder mehrere Leitungen aufweisen, die sich entlang der Oberfläche des Substrates erstrecken, beispielsweise entlang einer Grenzfläche des Substrates mit der ersten Elektrode und/oder organisch funktionellen Schichtenstruktur.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Das Verfahren weist ein Ausbilden eines Substrates auf. Das Ausbilden des Substrates weist ein Bereitstellen eines Trägers; ein Ausbilden einer ersten elektrischen Sammelschiene auf oder über dem Träger; ein Ausbilden einer zweiten elektrischen Sammelschiene auf oder über dem Träger; und ein Ausbilden einer elektrisch leitfähigen optisch funktionalen Struktur auf oder über dem Träger auf. Die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur, die erste elektrische Sammelschiene und die zweite elektrische Sammelschiene werden derart ausgebildet, dass die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur lateral zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene und der zweiten elektrischen Sammelschiene auf oder über dem Träger ausgebildet ist. Eine erste Elektrode wird auf oder über dem Träger ausgebildet und mit der ersten elektrischen Sammelschiene und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene elektrisch gekoppelt wird. Weiterhin weist das Verfahren zum Herstellen der Beleuchtungsvorrichtung ein Ausbilden einer organisch funktionellen Schichtenstruktur auf oder über der ersten Elektrode auf, wobei die organisch funktionelle Schichtenstruktur zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung ausgebildet wird und wobei der Träger transparent oder transluzent bezüglich wenigstens eines Teils der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet wird; und ein Ausbilden einer zweiten Elektrode auf der organisch funktionellen Schichtenstruktur. Die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur wird derart ausgebildet, dass der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung, die durch das Substrat geht, und/oder das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung, die durch das Substrat geht, mittels der elektrisch leitfähigen optisch funktionellen Schichtenstruktur veränderbar sind/ist. Die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur weist elektrisch leitfähige Partikel in einer Matrix auf, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel nicht-streuend hinsichtlich sichtbaren Lichts ausgebildet sind und derart in der Matrix verteilt sind, dass die optisch funktionale Struktur im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung einen schichtdickengemittelten Brechungsindexunterschied zu dem Träger aufweist, der größer ist als 0,05.
Das Verändern des Strahlengangs und/oder Spektrums kann bezogen sein auf eine Beleuchtungsvorrichtung ohne optisch funktionale Struktur. Alternativ oder zusätzlich kann das Verändern des Strahlengangs und/oder Spektrums auf ein Verändern eines Betriebszustandes der optisch funktionalen Struktur bezogen sein, beispielsweise bei einer optisch funktionalen Struktur mit einem polarisierten oder polarisierbaren Stoff.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann die erste elektrische Sammelschiene und die zweite elektrische Sammelschiene in der optisch funktionalen Struktur ausgebildet werden.
Alternativ kann die optisch funktionale Struktur zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene und der zweiten elektrischen Sammelschiene ausgebildet werden.
In verschiedenen Ausgestaltungen können/kann die optisch funktionale Struktur, die erste elektrische Sammelschiene und/oder die zweite elektrische Sammelschiene in einer oder mehreren Lagen auf oder über dem Träger abgeschieden werden. Eine erste Lage und eine zweite Lage, die direkt auf der ersten Lage ausgebildet wird, können aus dem gleichen Stoff oder unterschiedlichen Stoffen ausgebildet werden.
Die optisch funktionale Struktur kann derart ausgebildet werden, dass sie als eine Stützstruktur für das Ausbilden der ersten elektrischen Sammelschiene und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene wirkt, beispielsweise die Bereiche, in denen die erste Stützstruktur und die zweite Stützstruktur ausgebildet werde, lateral umschließen bzw. umformen.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann das Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung Merkmale der Beleuchtungsvorrichtung; und die Beleuchtungsvorrichtung Merkmale des Verfahrens zum Herstellen der Beleuchtungsvorrichtung aufweisen derart und insoweit, als dass die Merkmale jeweils sinnvoll anwendbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1 eine schematische Darstellung eines Bereiches einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
2 eine schematische Darstellung eines Bereiches einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
3 eine schematische Darstellung eines Bereiches einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
4 eine schematische Darstellung eines Bereiches einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
5A-D schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele eines Bereiches einer Beleuchtungsvorrichtung; und
6 eine schematische Darstellungen eines Verfahrens zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.

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.
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 Beleuchtungsvorrichtungen beschrieben, wobei eine Beleuchtungsvorrichtung einen optisch aktiven Bereich aufweist. Der optisch aktive Bereich kann mittels einer angelegten Spannung an den optisch aktiven Bereich elektromagnetische Strahlung emittieren. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Beleuchtungsvorrichtung derart ausgebildet sein, dass die elektromagnetische Strahlung einen Wellenlängenbereich aufweist, der Röntgenstrahlung, UV-Strahlung (A-C) , sichtbares Licht und/oder Infrarot-Strahlung (A-C) umfasst.
Eine Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise als lichtemittierende Diode (light emitting diode, LED), als organische lichtemittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als lichtemittierender Transistor oder als organischer lichtemittierender Transistor, beispielsweise ein organischer Feldeffekttransistor (organic field effect transistor OFET) und/oder eine organische Elektronik ausgebildet sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein organisch funktionelles Schichtensystem aufweisen, welches synonym auch als organisch funktionelle Schichtenstruktur bezeichnet wird. Die organisch 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, beispielsweise ein elektrolumineszierenden Stoff oder ein elektrolumineszierendes Stoffgemisch im Strompfad aufweisen.
Eine Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise eine organische 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.
Unter dem Begriff „transluzent“ bzw. „transluzente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist, beispielsweise für das von dem Lichtemittierenden Bauelement 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 die optisch funktionale Struktur einen Farbstoff oder mehrere Farbstoffe aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise für eine optisch funktionale Struktur die als Filterstruktur oder zur Darstellung einer Information eingefärbt ausgebildet ist/sind. Ein Farbstoff kann eine chemische Verbindung oder ein Pigment sein, der eine Struktur färben kann, d.h. das Erscheinungsbild für einen Wellenlängenbereich verändert, beispielsweise sichtbaren Wellenlängenbereich. Der Farbstoff kann beispielsweise ein organischer Farbstoff sein, beispielsweise einer der folgenden Stoffklassen: Acridin, Acridon, Anthrachino, Anthracen, Cyanin, Dansyl, Squaryllium, Spiropyrane, Boron-dipyrromethane (BODIPY), Perylene, Pyrene, Naphtalene, Flavine, Pyrrole, Porphrine und deren Metallkomplexe, Diarylmethan, Triarylmethan, Nitro, Nitroso, Phthalocyanin und deren Metallkomplexe, Quinone, Azo, Indophenol, Oxazine, Oxazone, Thiazine, Thiazole, Xanthene, Fluorene, Flurone, Pyronine, Rhodamine, Coumarine, Metallocene. Alternativ kann wenigstens einer der Farbstoffe einen anorganischen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein aus der Gruppe der anorganischen Farbstoffklassen, anorganischen Farbstoff-Derivate oder anorganischen Farbstoffpigmente: Übergangsmetalle, Seltene Erde-Oxide, Sulfide, Cyanide, Eisenoxide, Zirkonsilikate, Bismutvanadat, Chromoxide. Alternativ kann wenigstens einer der Farbstoffe Nanopartikel aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kohlenstoff, beispielsweise Ruß, Gold, Silber, Platin.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optisch funktionale Struktur einen oder mehrere Leuchtstoff/e aufweisen oder daraus gebildet sein. Der wenigstens eine Leuchtstoff wird mittels wenigstens eines Teils der elektromagnetischen Strahlung energetisch angeregt. Beim nachfolgenden energetischen Abregen emittieren die Leuchtstoffe eine elektromagnetische Strahlung einer oder mehrerer vorgegebener Wellenlängenspektren, beispielsweise Lichtfarben. Es findet somit eine Konversion der elektromagnetischen Strahlung statt. Bei der Konversion werden die Wellenlängen des absorbierten Teils der elektromagnetischen Strahlung zu kürzeren oder längeren Wellenlängen verschoben. Die Lichtfarben können Einzelfarben oder Mischfarben sein. Die Einzelfarben können beispielsweise grünes, rotes oder gelbes Licht aufweisen und/oder die Mischfarben können beispielsweise aus grünem, rotem und/oder gelbem Licht gemischt sein und/oder beispielsweise weißes Licht aufweisen. Das Bilden von elektromagnetischer Strahlung einer zweiten Wellenlänge aus elektromagnetischer Strahlung einer ersten Wellenlänge wird Wellenlängenkonversion genannt. Wellenlängenkonversion wird in Beleuchtungsvorrichtungen für die Farbumwandlung verwendet, beispielsweise zur Vereinfachung der Erzeugung von weißem Licht. Dabei wird beispielsweise ein blaues Licht in ein gelbes Licht konvertiert. Die Farbmischung aus blauem Licht und gelbem Licht bildet weißes Licht. Der Leuchtstoff ist somit ein Stoff, der verlustbehaftet elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge in elektromagnetische Strahlung anderer Wellenlänge umwandelt, beispielsweise längerer Wellenlänge (Stokes-Verschiebung) oder kürzerer Wellenlänge (Anti-Stokes-Verschiebung), beispielsweise mittels Phosphoreszenz oder Fluoreszenz. Der wenigstens eine Leuchtstoff kann beispielsweise ein Stoff der folgenden Stoffe sein oder aufweisen: Granate, Nitride, Silikate, Oxide, Phosphate, Borate, Oxynitride, Sulfide, Selenide, Aluminate, Wolframate, und Halide von Aluminium, Silizium, Magnesium, Calcium, Barium, Strontium, Zink, Cadmium, Mangan, Indium, Wolfram und andere Übergangsmetalle oder Seltenerdmetalle wie Yttrium, Gadolinium oder Lanthan, die mit einem Aktivator, wie zum Beispiel Kupfer, Silber, Aluminium, Mangan, Zink, Zinn, Blei, Cer, Terbium, Titan, Antimon oder Europium dotiert sind. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Leuchtstoff ein oxidischer oder (oxi-)nitridischer Leuchtstoff, wie ein Granat, Orthosilikat, Nitrido(alumo)silikat, Nitrid oder Nitridoorthosilikat, oder ein Halogenid oder Halophosphat, beispielsweise Ce³⁺ dotierte Granate wie YAG:Ce und LuAG, beispielsweise (Y,Lu)₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺;Eu²⁺ dotierte Nitride, beispielsweise CaAlSiN₃:Eu²⁺,(Ba,Sr)₂Si₅N₈:Eu²⁺; Eu²⁺ dotierte Sulfdide, SIONe, SiAlON, Orthosilicate, beispielsweise (Ba,Sr)₂SiO₄:Eu²⁺; Chlorosilicate, Chlorophosphate und/oder, BAM (Bariummagnesiumaluminat:Eu) aufweisen oder daraus gebildet sein. Konkrete Beispiele für geeignete Leuchtstoffe sind Strontiumchloroapatit:Eu ((Sr,Ca)₅(PO₄)₃Cl:Eu; SCAP), Yttrium-Aluminium-Grant:Cer (YAG:Ce) oder CaAlSiN₃:Eu. Ferner können im Leuchtstoff bzw. Leuchtstoffgemisch beispielsweise Partikel mit lichtstreuenden Eigenschaften und/oder Hilfsstoffe enthalten sein. Beispiele für Hilfsstoffe schließen Tenside und organische Lösungsmittel ein. Beispiele für Licht streuende Partikel sind Gold-, Silber- und Metalloxidpartikel.
Die organischen Bestandteile der Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise eine organische Leuchtdiode (organic light emitting diode OLED), sind häufig anfällig bezüglich UV-Strahlung (elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge unter ungefähr 400 nm) des Tageslichtes, da diese Strahlung zu einem Altern bzw. Degradieren der organischen Bestandteile führen kann, beispielsweise mittels Aufbrechens chemischer Bindungen z.B. von C-O-O-H bei 270-290kJ/mol (E_380nm-400nm ungefähr 290-305 kJ/mol) und/oder eines Vernetzens. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optisch funktionale Struktur daher als UV-Filter ausgebildet sein, beispielsweise einen UV-absorbierenden Stoff aufweisen. Dadurch kann die organisch funktionelle Schichtenstruktur vor UV-Strahlung geschützt werden.
Ein UV-absorbierender Stoff kann die Transmission für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge kleiner ungefähr 400 nm wenigstens in einem Wellenlängenbereich reduzieren. Die geringere UV-Transmission kann beispielsweise mittels einer höheren Absorption und/oder Reflektion und/oder Streuung von UV-Strahlung mittels des UV-absorbierenden Zusatzes ausgebildet sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein UV-absorbierender Stoff einen Stoff, ein Stoffgemisch oder eine stöchiometrische Verbindung aufweisen oder daraus gebildet sein aus der Gruppe der Stoffe: TiO₂, CeO₂, Bi₂O₃, ZnO, SnO₂, ein Leuchtstoff, UVabsorbierende Glaspartikel und/oder geeignete UVabsorbierende metallische Nanopartikel, wobei der Leuchtstoff, die Glaspartikel und/oder die Nanopartikel eine Absorption von elektromagnetischer Strahlung im UV-Bereich aufweisen. In verschiedenen Ausgestaltungen können die UV-absorbierenden Nanopartikel beispielsweise keine oder eine geringe Löslichkeit in einer geschmolzenen Matrix aufweisen und/oder mit diesem nicht oder nur schlecht reagieren. In verschiedenen Ausgestaltungen können die Nanopartikel zu keiner bzw. nur zu einer geringen Streuung elektromagnetischer Strahlung führen, beispielsweise Nanopartikel, die eine Korngröße kleiner ungefähr 50 nm aufweisen, beispielsweis aus TiO₂, CeO₂, ZnO oder Bi₂O₃.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen reduziert eine optisch funktionale Struktur auf einem Substrat, beispielsweise einem Träger mit elektrischer Sammelschienen, als Planarisierungsschicht oder Planarisierungsstruktur bezüglich des Substrats ohne optisch funktionale Struktur die Rauheit der freiliegenden Oberfläche mit Sammelschienen. Die Rauheit der freiliegenden Oberfläche mit optisch funktionaler Struktur kann beispielsweise kleiner sein als 0,25 µm, beispielsweise kleiner sein als 0,2 µm, beispielsweise kleiner sein als 0,125 µm, beispielsweise kleiner sein als 0,1 µm, beispielsweise kleiner sein als 0,075 µm, beispielsweise kleiner sein als 0,05 µm, beispielsweise kleiner sein als 0,04 µm, beispielsweise kleiner sein als 0,03 µm, beispielsweise kleiner sein als 0,02 µm, beispielsweise kleiner sein als 0,01 µm, beispielsweise kleiner sein als 0,005 µm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist eine Beleuchtungsvorrichtung 100 einen elektrisch aktiven Bereich 106 auf oder über einem Substrat 130 auf, beispielsweise veranschaulicht in 1.
Der elektrisch aktive Bereich 106 ist zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung ausgebildet, wie beispielsweise ausführlicher unten beschrieben wird.
Das Substrat 130 weist einem Träger 102 auf. Der Träger 102 kann Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)) aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein.
Der Träger 102 kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Eisen, beispielsweise eine Metallverbindung, beispielsweise Stahl.
Der Träger 102 kann opak, transluzent oder sogar transparent ausgeführt sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der Träger 102 transparent oder transluzent bezüglich wenigstens eines Teils der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich.
Der Träger 102 kann ein Teil einer Spiegelstruktur sein oder diese bilden.
Der Träger 102 kann einen mechanisch rigiden Bereich und/oder einen mechanisch flexiblen Bereich aufweisen oder derart ausgebildet sein, beispielsweise als eine Folie.
Der Träger 102 kann als Wellenleiter für die elektromagnetische Strahlung ausgebildet sein, beispielsweise transparent oder transluzent sein hinsichtlich der emittierten elektromagnetischen Strahlung der Beleuchtungsvorrichtung 100.
Auf oder über dem Träger 102 ist eine Stromverteilungsstruktur 110 ausgebildet. Die Stromverteilungsstruktur 110 weist wenigstens eine elektrische Sammelschiene 108 auf.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist eine elektrische Sammelschiene 108 zwei oder mehr parallel zueinander angeordnete Leitungen 108-n auf, beispielsweise eine erste elektrische Leitungen 108-1, eine zweite elektrische Leitung 108-2 und eine dritte elektrischen Leitung 108-3.
Alternativ oder zusätzlich kann die Stromverteilungsstruktur 110 auf oder über dem Träger 102 zwei oder mehr elektrische Sammelschienen 108-n aufweisen, beispielsweise eine erste elektrische Sammelschiene 108-1, eine zweite elektrische Sammelschiene 108-2 und eine dritte elektrische Sammelschiene 108-3.
Bei der elektrischen Leitung 108-n und der elektrischen Sammelschiene 108-n ist n eine natürliche Zahl und kennzeichnet die jeweilige elektrische Sammelschiene oder elektrische Leitung einer elektrischen Sammelschiene. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele des Substrates 130 werden anhand eines Substrates 130 mit einer ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und einer zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 veranschaulicht. In den jeweiligen Ausführungsbeispielen kann die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 alternativ oder zusätzlich eine erste elektrische Leitung 108-1 und eine zweite elektrische Leitung 108-2 einer einzelnen elektrischen Sammelschiene sein oder aufweisen derart und insoweit, als dass dies jeweils bezüglich der Anwendung des Substrates 130 sinnvoll ist, beispielsweise derart ein elektrischer Kurzschluss einer Anode und einer Kathode der Beleuchtungsvorrichtung vermieden ist.
Mit anderen Worten: In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 Teil einer Stromverteilungsstruktur 110 sein. Mit anderen Worten: in verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Substrat 130 eine Stromverteilungsstruktur 110 auf, wobei die Stromverteilungsstruktur 110 wenigstens eine elektrische Sammelschiene 108 aufweist. Die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 können unterschiedliche elektrisch Sammelschienen sein, die elektrisch miteinander verbunden sind oder voneinander isoliert sind; oder unterschiedliche Bereiche von einer einzelnen elektrischen Sammelschiene sein, beispielsweise in Form elektrischer Leitungen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die elektrische Stromverteilungsstruktur 110 zwei oder mehr elektrische Sammelschienen auf, wobei die mehreren elektrischen Sammelschienen eine Anordnung in einer Gitter- oder Netzstruktur oder in Form von parallelen Bahnen aufweisen.
Die Gitter- oder Netzstruktur kann beispielsweise flächig auf dem Träger 102 ausgebildet sein.
Die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 können eine Breite 112, eine Höhe 116 und einen Abstand 114 aufweisen. Die erste elektrische Sammelschiene 108-1 ist in einem Abstand 114 zu der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet. Die erste elektrische Sammelschiene 108-1 ist neben der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 auf oder über dem Träger 102 ausgebildet, beispielsweise lateral neben.
Die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 können bezüglich einander eine gleiche oder unterschiedliche Breite oder Höhe aufweisen. Weiterhin kann der Abstand zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 gleich oder unterschiedlich zu dem Abstand zwischen der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 und der dritten elektrischen Sammelschiene 108-3 sein.
Eine elektrische Sammelschiene 108 kann beispielsweise Nanodrähte oder ein Metall oder Metalllegierung, beispielsweise Silber, Kupfer, Gold, Aluminium und/oder andere Metallen; Kohlenstoffnanoröhren, beispielsweise als Einzelwand- oder Mehrwand-Kohlenstoffnanoröhren; und/oder ein elektrisch leitfähiges und/oder elektrisch leitendes Metalloxid aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Zinkoxid, Nickeloxid oder ähnliches. Die elektrische Sammelschiene kann beispielsweise wenigsten transluzent, beispielsweise transparent; und/oder nicht oder kaum sichtbar ausgebildet sein. Beispielsweise kann die elektrische Sammelschiene ein hohes Aspektverhältnis (Verhältnis der Höhe zur Breite) aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von 1:10 bis 10:1 oder höher, beispielsweise höher als 1:10, beispielsweise höher als 1:1, beispielsweise höher als 10:1, beispielsweise höher als 15:1 oder mehr.
Das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges liegt im Bereich von 50µm. Eine nicht-sichtbare Strukturbreite, d.h. eine mit dem menschlichen Auge nicht-auflösbare Strukturbreite, der elektrischen Sammelschiene 108 ist beispielsweise kleiner als das Auflösungsvermögen des Betrachters, beispielsweise kleiner als ungefähr 50 µm. Beispielsweise kann eine nicht-sichtbare Strukturbreite einer Sammelschiene mit einer minimalen Strukturbreite von beispielsweise 10 µm mit einem Tintenstrahl-Druckverfahren (Inkjet-Druckverfahren) ausgebildet werden.
Mit anderen Worten: Die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und/oder die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 können derart ausgebildet sein, dass sie ein Verhältnis von Höhe 116 zu Breite 112 von größer als 1 zu 10 aufweisen, beispielsweise indem die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und/oder die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 als Schichtenstapel ausgebildet sind. Eine elektrische Sammelschiene 108 kann beispielsweise eine oder mehrere Kantenlängen 112, 116 bezüglich der Querschnittsfläche der Leitung größer sein als 0,1 µm², beispielsweise größer sein als 1 µm², größer sein als 10 µm², größer sein als 100 µm², beispielsweise größer sein als 1000 µm², beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 µm² bis ungefähr 100 µm² aufweisen. Die Breite 112 der elektrischen Sammelschiene 108 kann abhängig sein von der Dicke 116 der Sammelschiene 108 jeweils bezüglich der Flächennormale des Trägers 102 parallel zu der Flächennormale des elektrisch aktiven Bereichs 106; und der stofflichen Zusammensetzung der Sammelschiene(n) 108, beispielsweise ihrer elektrischen Leitfähigkeit. Die elektrische Sammelschiene 108 kann beispielsweise eine rechteckige, quadratische, dreieckige, trapezförmige oder linsenförmige Querschnittsfläche aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist wenigstens eine elektrische Sammelschiene 108 flächig auf dem Träger 102 angeordnet oder ausgebildet, beispielsweise mit parallelen Bahnen bzw. Leitungen, beispielsweise in der Form eines Mäanders oder einer Spirale. Dadurch kann eine Stromverteilung mittels einer einzigen elektrischen Sammelschiene über eine große Fläche einer Elektrode ermöglicht werden.
Die Stromverteilungsstruktur 110 bzw. die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und/oder die zweite elektrisch Sammelschiene können derart ausgebildet sein, dass sie eine höhere elektrische Querleitfähigkeit bezüglich der flächigen Ausdehnung aufweisen als der elektrisch aktive Bereich 106, beispielweise als die erste Elektrode 410 bzw. die zweite Elektrode 414, wie beispielsweise unten noch ausführlicher beschrieben wird.
Zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ist eine optisch funktionale Struktur 104 ausgebildet. Die optisch funktionale Struktur 104 ist derart ausgebildet, dass der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung durch das Substrat 130 und/oder das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung veränderbar sind/ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 ein Teil der Stromverteilungsstruktur 110, beispielsweise indem die optisch funktionale Struktur 104 ausgebildet ist, die erste elektrische Sammelschiene 108-1 von der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 elektrisch zu isolieren. Alternativ oder zusätzlich kann die optisch funktionale Struktur 104 einen elektrisch leitfähigen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein und mit der ersten elektrischen Sammelschiene und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene elektrisch gekoppelt sein.
Die Stromverteilungsstruktur 110 oder die Stromverteilungsstruktur 110 zusammen mit der optisch funktionalen Struktur 104 weist/weisen eine Oberfläche 118 auf. Auf oder über der Oberfläche 118 ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen der elektrisch aktive Bereich 106 ausgebildet.
Die optisch funktionalen Struktur 104 kann den Bereich zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 in verschiedenen Ausführungsbeispielen wenigstens teilweise oder vollständig ausfüllen, beispielsweise überfüllen, beispielsweise veranschaulicht in 5D. Mit anderen Worten: die optisch funktionale Struktur 104 ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen wenigstens teilweise lateral zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 derart ausgebildet, dass der Bereich zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschienen 108-2 derart ausgefüllt ist, dass die erste elektrische Sammelschiene 108-1, die optisch funktionale Struktur 104 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 eine im Wesentlichen plane Oberfläche 118 aufweisen. Dadurch kann der elektrisch aktive Bereich 106 auf einer im Wesentlichen planen Oberfläche 118 ausgebildet werden, wodurch der elektrisch aktive Bereich 106 eine hohe Stabilität und/oder Homogenität aufweisen kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die optisch funktionale Struktur 104 einen dielektrischen Stoff auf oder ist daraus gebildet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die optisch funktionale Struktur 104 einen elektrisch leitfähigen Stoff auf oder ist daraus gebildet.
In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Metalloxid, ein Metallnitrid, und/oder ein Metalloxinitrid, beispielsweise einen Stoff einer Barriereschicht der Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise als eine Barriereschicht der Beleuchtungsvorrichtung ausgebildet sein, wie ausführlich unten beschrieben wird.
In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 wenigstens eine Schicht mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm bis ungefähr 10 µm aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 50 nm.
In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 einen Dotierstoff in einer Matrix 202 aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Matrix 202 der elektrisch leitfähigen optisch funktionale Struktur 104 kann beispielsweise ein transparentes leitfähiges Oxid aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Nickeloxid, und/oder ein Kupferdelafossit. Der Dotierstoff der elektrisch leitfähigen optisch funktionalen Struktur 104 kann beispielsweise ein Metall aufweisen oder sein, beispielsweise Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Zink, Zinn, in einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 mit Aluminium dotiertes Zinkoxid aufweisen oder daraus gebildet sein. In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 eine Legierung aufweisen oder daraus gebildet sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann der elektrisch leitende Stoff der elektrisch leitfähigen optisch funktionalen Struktur 104 elektrisch leitfähige Partikel 204 in einer der folgenden Formen aufweisen: Nanodrähte, Nanoröhren, Flocken oder Plättchen. Die elektrisch leitfähigen Partikel 204 können einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 1 µm aufweisen, beispielsweise von ungefähr 10 nm bis ungefähr 150 nm, beispielsweise von ungefähr 15 nm bis ungefähr 60 nm, und/oder eine Länge in einem Bereich vom Durchmesser des entsprechenden Nanodrahts bis ungefähr 1 mm, beispielsweise von ungefähr 1 µm bis ungefähr 100 µm, beispielsweise von ungefähr 20 µm bis ungefähr 50 µm auf. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 einen elektrisch leitfähigen Stoff in Form einer Graphen-Fläche aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 einen der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Kohlenstoff, Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Zink, Zinn. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 Nanoröhren aus Kohlenstoff aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise als Einzelwand-Nanoröhren (single wall carbon nanotube - SWCNT), Mehrwand-Nanoröhren (multi wall carbon nanotube MWCNT), und/oder funktionalisierte Nanoröhren, beispielsweise mit chemisch funktionellen Gruppen an der Außenhaut der Nanoröhren.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 als eine elektrische Isolierung zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet oder weist eine solche auf.
Die optisch funktionale Struktur 104 weist in verschiedenen Ausführungsbeispielen einen transparenten oder transluzenten Stoff auf oder ist daraus oder derart ausgebildet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 lateral zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet. Mit anderen Worten: die optisch funktionale Struktur 104 kann seitlich von der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 begrenzt sein. Mit anderen Worten: die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 können in der optisch funktionalen Struktur eingebettet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 derart ausgebildet, dass die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 frei liegen, beispielsweise derart, dass sie elektrisch kontaktierbar sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 derart ausgebildet, dass die optisch funktionale Struktur 104 die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und/oder die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 überfüllt. Der überfüllte Teil der optisch funktionalen Struktur 104 kann beispielsweise eine im Wesentlichen glatte Oberfläche aufweisen oder ausbilden, beispielsweise wenigstens im Bereich der überfüllten Sammelschiene.
Die optisch funktionale Struktur 104 ist derart ausgebildet, dass sie die Rauheit der frei liegenden Oberfläche 118 des Substrats 130 reduziert, beispielsweise die Oberfläche planarisiert.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Substrat 130 eine elektrische Isolierung zwischen der optisch funktionalen Struktur 104 und der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 auf. Die elektrische Isolierung kann derart ausgebildet sein, dass die optisch funktionale Struktur 104 wenigstens von einer der elektrischen Sammelschienen elektrisch isoliert ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 als eine Koppelstruktur bezüglich der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet, beispielsweise als eine Einkoppelstruktur oder Auskoppelstruktur, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 derart bezüglich des Brechungsindexes des Trägers 102 und/oder dem Brechungsindex der über der optisch funktionalen Struktur 104 ausbildbaren optisch aktiven Schicht ausgebildet, dass der Anteil der elektromagnetischen Strahlung, der durch das Substrat 130 transmittierbar ist, größer ist als bei einem Substrat 130 für den optisch aktiven Bereich 106 ohne optisch funktionale Struktur 104.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die optisch funktionale Struktur 104 wenigstens einen Bereich auf, der als ein Wellenleiter für wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist, beispielsweise bezügliches eines Wellenlängenbereiches und/oder einer Polarisationsrichtung, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich, beispielsweise für unpolarisiertes Licht.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 als Kern eines Wellenleiters für die elektromagnetische Strahlung ausgebildet und die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrisch Sammelschiene als Mantel des Wellenleiters.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 mit den elektrischen Sammelschienen 108-n als eine optische Linse für die einfallende elektromagnetische Strahlung ausgebildet oder wirkt als eine solche. Die elektromagnetische Strahlung kann dadurch beispielsweise fokussierbar, kollimierbar oder aufweitbar sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 als eine Filterstruktur der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet, beispielsweise bezüglich wenigstens eines Wellenlängenbereiches und/oder einer Polarisationsrichtung, beispielsweise als Bandpass-, Langpass-, Kurzpass-, oder Kantenfilter, beispielsweise bezüglich UV-Strahlung und/oder Infrarot-Strahlung.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 als eine Antireflexbeschichtung ausgebildet, beispielsweise bezüglich wenigstens eines Wellenlängenbereiches der elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 als eine wellenlängenkonvertierende Struktur ausgebildet. Die wellenlängenkonvertierende Struktur weist beispielsweise einen Farbstoff oder Leuchtstoff auf.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist zwischen dem Träger 102, der Stromverteilungsstruktur 110 und/oder der optisch funktionalen Struktur 104 eine erste Barriereschicht ausgebildet, beispielsweise um den Träger 102 hermetisch abzudichten, beispielsweise bezüglich Wasser und/oder Sauerstoff, beispielsweise veranschaulicht in 4 und zugehöriger Beschreibung. Alternativ oder zusätzlich kann eine Barriereschicht auf der Oberfläche 118 ausgebildet sein, beispielsweise zwischen der Stromverteilungsstruktur 110, der optisch funktionalen Struktur 104 und dem elektrisch aktiven Bereich. Diese Barriereschicht kann beispielsweise elektrisch leitfähig ausgebildet sein und/oder elektrische Durchkontakte aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann diese Barriereschicht als Planarisierungsschicht der Stromverteilungsstruktur 110 und/oder optisch funktionalen Struktur 104 ausgebildet sein, beispielsweise veranschaulicht in 5D.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die optisch funktionale Struktur 104 einen im Wesentlichen homogenen Querschnitt auf, beispielsweise veranschaulicht in 1.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die optisch funktionale Struktur 104 eine Matrix 202 auf, in der Partikel 204 verteilt sind, beispielsweise veranschaulicht in 2.
Die Partikel 204 können nicht-streuend hinsichtlich sichtbaren Lichts ausgebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die optisch funktionale Struktur 104 Partikel 204 aufweisen, die streuend hinsichtlich sichtbaren Lichts ausgebildet sind.
Die Matrix 202 kann beispielsweise amorph ausgebildet sein, beispielsweise als ein Glas. Die Matrix 202 kann einen Formwerkstoff und/oder ein Vergussmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Matrix 202 wenigstens einen Stoff oder ein Stoffgemisch auf oder ist daraus gebildet aus einem der folgenden Glassysteme: PbOhaltige Systeme, beispielsweise PbO-B₂O_3, 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 202 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; Ce-, Fe-, Sn-, Ti-, Pr-, Eu- und/oder V-Verbindungen.
Der Stoff oder das Stoffgemisch der Matrix 202 sollte bei einer Temperatur verflüssigbar sein, die kleiner ist als der Schmelztemperatur oder Erweichungstemperatur des Trägers 102, beispielsweise bis maximal ungefähr 600 °C verflüssigbar sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Matrix 202 wenigstens einen der folgenden Stoffe auf oder ist daraus gebildet: 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.
Die Partikel 204 können einen anorganischen Stoff oder ein anorganisches Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise können die Partikel 204 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 204, metallische Nanopartikel.
Alternativ oder zusätzlich können die Partikel 204 Hohlräume aufweisen.
Die Partikel 204 können eine gewölbte Oberfläche aufweisen, beispielsweise ähnlich oder gleich einer optischen Linse. Beispielsweise können die Partikel 204 eine der folgenden geometrischen Formen und/oder einen Teil einer der folgenden geometrischen Formen aufweisen: sphärisch, asphärisch beispielsweise prismatisch, ellipsoid, hohl, plättchen- oder stäbchenförmig.
Die Partikel 204 können einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 0,01 µm bis ungefähr 10 µm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 µm bis ungefähr 5 µm aufweisen. Im sichtbaren Wellenlängenbereich nicht-streuende Partikel 204 können beispielsweise einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von 10 nm bis 100 nm aufweisen. Im sichtbaren Wellenlängenbereich streuende Partikel 204 können beispielsweise in Abhängigkeit von der Wellenlänge und dem Einfallswinkel einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von 100 nm bis 5 µm aufweisen
Die Partikel 204 können derart in der Matrix 202 verteilt sein, dass die optisch funktionale Struktur 104 im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung einen schichtdickengemittelten Brechungsindexunterschied zu dem Träger 102 aufweist, der größer ist als 0,05. Bei einer Schichtdickenmittlung werden die Brechungsindizes der einzelnen Bestandteile mit Ihrem jeweiligen Volumenanteil an der Struktur multipliziert und diese mathematischen Produkte für die jeweiligen unterschiedlichen Bestandteile der Struktur aufsummiert. Die unterschiedlichen Bestandteile können beispielsweise Partikel und Matrix sein und/oder zwei oder mehr Schichten unterschiedlicher Beschaffenheit.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Partikel 204 einen Brechungsindex aufweisen, der im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung kleiner als 1,4 oder größer als 1,6 ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Partikel 204 ein wenigstens teilweise die elektromagnetische Strahlung absorbierendes Material aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise ein wellenlängenkonvertierendes Material, beispielsweise einen Leuchtstoff oder Farbstoff.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Partikel 204 UV-absorbierend sein oder UV-absorbierend ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die optisch funktionale Struktur 104 wenigstens eine erste Schicht 302 und eine zweite Schicht 304 auf, wobei die erste Schicht 302 und die zweite Schicht 304 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Für den Fall dass die erste Schicht 302 gleich der zweiten Schicht 304 ist kann eine Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 302 und der zweiten Schicht 304 ausgebildet sein. Eine erste Schicht 302 und eine zweite Schicht 304 können aus dem gleichen Stoff und mit dem gleichen Verfahren ausgebildet werden, beispielsweise um das Aspektverhältnis der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 zu erhöhen. Beispielsweise können die erste elektrische Sammelschiene 108-1, die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 und die optisch funktionale Struktur 104 mit erster Schicht 302 und zweiter Schicht 304 lagenweise ausgebildet werden. Dadurch kann ein Schichtenstapel ausgebildet werden, beispielsweise für den Fall, dass eine Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 302 und der zweiten Schicht 304 ausgebildet ist.
Beispielsweise kann zunächst die erste Schicht 302 ausgebildet werden. Die erste Schicht 302 kann beispielsweise strukturiert ausgebildet werden oder nach dem Ausbilden strukturiert werden derart, dass Bereiche für die elektrischen Sammelschienen 108-n ausgebildet werden. In diesen Bereichen kann koplanar zu der ersten Schicht 302 jeweils die elektrische Sammelschiene 108-n ausgebildet werden, beispielsweise mittels eines Verdampfens oder Rakelns. Anschließend kann die zweite Schicht 304 auf der ersten Schicht 302 ausgebildet werden, beispielsweise strukturiert oder nach dem Ausbilden der zweiten Schicht 304 strukturiert werden derart, dass Bereiche für die elektrischen Sammelschienen über den Bereichen der ersten Schicht 302 ausgebildet sind. Anschließend können analog wie bei der der ersten Lage die elektrischen Sammelschienen 108-n in den strukturierten Bereichen in der zweiten Schicht 304 ausgebildet werden. Anschließend kann eine dritte Schicht oder eine erste Schicht 302 auf der zweiten Schicht 304 ausgebildet werden. Das Vorgehen wie oben beschrieben kann wiederholt werden, bis ein vorgegebenes Aspektverhältnis und/oder eine vorgegebene Querschnittsfläche für die elektrischen Sammelschienen ausgebildet ist. Dadurch kann mit zunehmender Anzahl der Lagen der ersten Schicht 302 und der zweiten Schicht 304 das Aspektverhältnis lagenweise erhöht werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann die optisch funktionale Struktur 104 mit mehreren Schichten 302, 304 als eine Spiegelstruktur ausgebildet sein, beispielsweise als ein photonischer Kristall.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Beleuchtungsvorrichtung 100 bereitgestellt, die ein oben beschriebenes Substrat 130 aufweist, beispielsweise veranschaulicht in dem schematischen Ausschnitt einer Beleuchtungsvorrichtung in 4.
Die Beleuchtungsvorrichtung 100 kann das Substrat 130, den aktiven Bereich 106 und eine Verkapselungsstruktur 428 aufweisen.
Das Substrat 130 kann beispielsweise als hermetisch dichtes Substrat 130 ausgebildet sein, beispielsweise indem der Träger hermetisch dicht ausgebildet ist und/oder das hermetisch dichte Substrate eine Barriereschicht 404 aufweist.
Eine hermetisch dichte Struktur kann beispielsweise bezüglich eines für den aktiven Bereich 106 schädlichen Umwelteinflusses hermetisch dicht sein, beispielsweise bezüglich einer elektromagnetischen Strahlung und/oder einem schädlichen Stoff, beispielsweise einem Lösungsmittel oder chemisch reaktiven Stoff, beispielsweise Wasser und/oder Sauerstoff. Eine hermetisch dichte Struktur kann beispielsweise eine Diffusionsrate bezüglich eines schädlichen Stoffs von kleiner ungefähr 10^-1 g/(m²d) aufweisen, beispielsweise von kleiner ungefähr 10^-4 g/(m²d) aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10-⁴ g/(m²d) bis ungefähr 10^-10 g/(m²d), beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10^-4 g/(m²d) bis ungefähr 10^-6 g/(m²d). Eine bezüglich einer Strahlung hermetisch dichte Struktur kann eine Transmission der Strahlung von kleiner als 10 % aufweisen, beispielsweise kleiner als 5 %, beispielsweise kleiner als 1%.
Die erste Barriereschicht 404 kann eines der nachfolgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly(p-phenylenterephthalamid), Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben.
Die erste Barriereschicht 404 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 404, 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 404, die mehrere Teilschichten aufweist, können eine oder mehrere Teilschichten der ersten Barriereschicht 404 mittels eines anderen Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Gasphasenabscheideverfahrens.
Die erste Barriereschicht 404 kann eine Schichtdicke von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einem Ausführungsbeispiel, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die erste Barriereschicht 404 kann ein oder mehrere hochbrechende Materialien aufweisen, beispielsweise ein oder mehrere Material(ien) 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 404 verzichtet werden kann, beispielsweise für den Fall, dass der Träger 102 hermetisch dicht ausgebildet ist, beispielsweise Glas, Metall, Metalloxid aufweist oder daraus gebildet ist.
Der elektrisch aktive Bereich 106 kann eine erste Elektrode 410, eine zweite Elektrode 414 und eine organisch funktionelle Schichtenstruktur 412 zwischen der ersten Elektrode 410 und der zweiten Elektrode 414 aufweisen. Die organisch funktionelle Schichtenstruktur 412 ist zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in die einfallende elektromagnetische Strahlung und/oder zu einem Umwandeln der Strahlung in einen elektrischen Strom ausgebildet. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 410 optional sein, beispielsweise indem das Substrat 130 die erste Elektrode aufweist 410 oder als eine solche wirkt.
Der elektrisch aktive Bereich 106 kann beispielsweise der optisch aktive Bereich 106 der Beleuchtungsvorrichtung 100 sein oder aufweisen. Der elektrisch aktive Bereich 106 ist beispielsweise der Bereich der Beleuchtungsvorrichtung 100, in dem elektrischer Strom zum Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 100 fließt und/oder in dem elektromagnetische Strahlung erzeugt und/oder absorbiert wird.
Die erste Elektrode 404 kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein.
Die erste Elektrode 410 kann eines der folgenden elektrisch leitfähigen Material aufweisen 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 410 aus einem Metall oder ein Metall aufweisend kann eines der folgenden Materialien aufweisen 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 410 kann als transparentes leitfähiges Oxid eines der folgenden Materialien aufweisen: beispielsweise Metalloxide: beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂, 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 410 kann eine Schicht oder einen Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Materials oder unterschiedlicher Materialien aufweisen. Die erste Elektrode 410 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 404 kann beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen 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 410 kann einen ersten elektrischen Anschluss aufweisen, 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 102 angelegt sein und die erste Elektrode 410 durch den Träger 102 mittelbar elektrisch zugeführt sein. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein.
Die organisch funktionelle Schichtenstruktur 412 kann eine, zwei oder mehr funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten und eine, zwei oder mehr Zwischenschichtstruktur(en) zwischen den Schichtenstruktur-Einheiten aufweisen, beispielsweise 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, oder sogar mehr, beispielsweise 15 oder mehr, beispielsweise 70. Die organisch funktionelle Schichtenstruktur 412 kann beispielsweise eine erste organisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416, eine Zwischenschichtstruktur 418 und eine zweite organisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 420 aufweisen.
Die erste organisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416 und die optional weiteren organisch funktionellen Schichtenstrukturen können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise ein gleiches oder unterschiedliches Emittermaterial aufweisen. Die zweite organisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 420, oder die weiteren organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten können wie eine der nachfolgend beschriebenen Ausgestaltungen der ersten organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 416 ausgebildet sein.
Die erste organisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416 kann eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht aufweisen.
In einer organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheit 412 kann eine oder mehrere der genannten Schichten vorgesehen sein, wobei gleiche Schichten einen körperlichen Kontakt aufweisen 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 410 ausgebildet sein. Die Lochinjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen 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, F16CuPc; 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^I-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 in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 1000 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 300 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 daraus gebildet sein: 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-l-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 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 organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 416, 420 kann jeweils eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen, 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 daraus gebildet sein.
Die Beleuchtungsvorrichtung 100 kann in einer Emitterschicht eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: organische oder organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (beispielsweise 2- oder 2,5-substituiertes Polyp-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 weist die Emitterschicht eine Schichtdicke auf 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. Alternativ kann die Emitterschicht mehrere Teilschichten aufweisen, 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 weißer Farbeindruck ergibt.
Die organisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416 kann eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist/ sind.
Weiterhin kann die organisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416 eine oder mehrere Emitterschichten aufweisen, 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 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; Phenyl-dipyrenylphosphine oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
Die Elektronentransportschicht kann eine Schichtdicke aufweisen 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 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-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene; 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen); 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-l,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]phenanthroline; Phenyl-dipyrenylphosphine oxide; Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; Perylentetracarbonsäuredianhydrid bzw. dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer Silacyclopentadieneinheit.
Die Elektroneninjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen 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 organisch funktionellen Schichtenstruktur 412 mit zwei oder mehr organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 416, 420, kann die zweite organisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 420 über oder neben der ersten funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 416 ausgebildet sein. Elektrisch zwischen den organisch funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten 416, 420 kann eine Zwischenschichtstruktur 418 ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Zwischenschichtstruktur 418 als eine Zwischenelektrode 418 ausgebildet, beispielsweise gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 410. Eine Zwischenelektrode 418 kann mit einer externen Spannungsquelle elektrisch verbunden sein. Die externe Spannungsquelle kann an der Zwischenelektrode 418 beispielsweise ein drittes elektrisches Potential bereitstellen. Die Zwischenelektrode 418 kann jedoch auch keinen externen elektrischen Anschluss aufweisen, beispielsweise indem die Zwischenelektrode ein schwebendes elektrisches Potential aufweist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Zwischenschichtstruktur 418 als eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 418 (charge generation layer CGL) ausgebildet. Eine Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schichtenstruktur 418 kann eine oder mehrere elektronenleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) und eine oder mehrere lochleitende Ladungsträgerpaar-Erzeugung-Schicht(en) aufweisen. 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 418 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 418 kann ferner zwischen benachbarten Schichten eine Diffusionsbarriere aufweisen.
Jede organisch funktionelle Schichtenstruktur-Einheit 416, 420 kann beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 3 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm.
Die Beleuchtungsvorrichtung 100 kann optional weitere organische funktionalen Schichten aufweisen, 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 der Beleuchtungsvorrichtung weiter verbessern.
Auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur 412 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren der organisch funktionellen Schichtenstruktur und/oder organisch funktionalen Schichten kann die zweite Elektrode 414 ausgebildet sein.
Die zweite Elektrode 414 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 410 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrode 410 und die zweite Elektrode 414 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die zweite Elektrode 414 kann als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die zweite Elektrode 414 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, 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 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.
Die Verkapselungsstruktur 428 kann eine zweite Barriereschicht 408, eine schlüssige Verbindungsschicht 422 und eine Abdeckung 424 aufweisen.
Die zweite Barriereschicht 408 kann auf der zweiten Elektrode 414 ausgebildet sein.
Die zweite Barriereschicht 408 kann auch als Dünnschichtverkapselung (thin film encapsulation TFE) bezeichnet werden. Die zweite Barriereschicht 408 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Barriereschicht 404 ausgebildet sein.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch ganz auf eine zweite Barriereschicht 408 verzichtet werden kann. In solch einem Ausführungsbeispiel kann die Beleuchtungsvorrichtung 100 beispielsweise eine weitere Verkapselungsstruktur aufweisen, wodurch eine zweite Barriereschicht 408 optional werden kann, beispielsweise eine Abdeckung 424, beispielsweise eine Kavitätsglasverkapselung oder metallische Verkapselung.
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich noch eine oder mehrere Ein-/Auskoppelschichten in der Beleuchtungsvorrichtung 100 ausgebildet sein, beispielsweise eine externe Auskoppelfolie auf oder über dem Träger 102 (nicht dargestellt)oder eine interne Auskoppelschicht (nicht dargestellt) im Schichtenquerschnitt der Beleuchtungsvorrichtung 100. Die Ein-/Auskoppelschicht kann eine Matrix und darin verteilt Streuzentren aufweisen, 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 sind in verschiedenen Ausführungsbeispielen zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten (beispielsweise kombiniert mit der zweiten Barriereschicht 408) in der Beleuchtungsvorrichtung 100 vorgesehen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist auf oder über der zweiten Barriereschicht 408 eine schlüssige Verbindungsschicht 422 vorgesehen, beispielsweise aus einem Klebstoff oder einem Lack. Mittels der schlüssigen Verbindungsschicht 422 kann eine Abdeckung 424 auf der zweiten Barriereschicht 408 schlüssig verbunden werden, beispielsweise aufgeklebt sein.
Eine schlüssige Verbindungsschicht 422 aus einem transparenten Material kann beispielsweise Partikel aufweisen, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel. Dadurch kann die schlüssige Verbindungsschicht 422 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 (Zr02), 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 422 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 422 kann eine Schichtdicke von größer als 1 µm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren µm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die schlüssige Verbindungsschicht 422 einen Laminations-Klebstoff auf oder ist ein solcher.
Die schlüssige Verbindungsschicht 422 kann derart eingerichtet sein, dass sie einen Klebstoff mit einem Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex der Abdeckung 424. 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 412 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 ist oder wird zwischen der zweiten Elektrode 414 und der schlüssigen Verbindungsschicht 422 noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) aufgebracht, beispielsweise SiN, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 300 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 422 optional sein, beispielsweise falls die Abdeckung 424 direkt auf der zweiten Barriereschicht 408 ausgebildet wird, beispielsweise eine Abdeckung 424 aus Glas, die mittels Plasmaspritzens ausgebildet wird.
Auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 106 kann ferner eine sogenannte Getter-Schicht oder Getter-Struktur, beispielsweise eine lateral strukturierte Getter-Schicht, angeordnet sein (nicht dargestellt).
Die Getter-Schicht kann ein Material aufweisen oder daraus gebildet sein, dass Stoffe, die schädlich für den elektrisch aktiven Bereich 106 sind, absorbiert und bindet. Eine Getter-Schicht kann beispielsweise ein Zeolith-Derivat aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Getter-Schicht kann transluzent, transparent oder opak und/oder undurchlässig hinsichtlich der elektromagnetischen Strahlung, die in dem optisch aktiven Bereich emittiert und/oder absorbiert wird, ausgebildet sein.
Die Getter-Schicht kann eine Schichtdicke von größer als ungefähr 1 µm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren µm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Getter-Schicht einen Laminations-Klebstoff auf oder ist in der schlüssigen Verbindungsschicht 422 eingebettet.
Auf oder über der schlüssigen Verbindungsschicht 422 kann eine Abdeckung 424 ausgebildet sein. Die Abdeckung 424 kann mittels der schlüssigen Verbindungsschicht 422 mit dem elektrisch aktiven Bereich 106 schlüssig verbunden sein und diesen vor schädlichen Stoffen schützen. Die Abdeckung 424 kann beispielsweise eine Glasabdeckung 424, eine Metallfolienabdeckung 424 oder eine abgedichtete Kunststofffolien-Abdeckung 424 sein. Die Glasabdeckung 424 kann beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen der Beleuchtungsvorrichtung 100 mit der zweite Barriereschicht 408 bzw. dem elektrisch aktiven Bereich 106 schlüssig verbunden werden.
Die Abdeckung 424 und/oder die schlüssige Verbindungsschicht 422 können einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen.
Die Beleuchtungsvorrichtung 100 kann beispielsweise als ein Flächenbauelement ausgebildet sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Beleuchtungsvorrichtung 100 als ein organisches optoelektronisches Bauelement 100 ausgebildet, beispielsweise als eine Display-Anzeige und/oder eine organische Leuchtdiode.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die erste elektrische Sammelschiene 108-1 elektrisch von der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 isoliert; und die erste elektrische Sammelschiene 108-1 mit der ersten Elektrode 410 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 mit der zweiten Elektrode 414 der Beleuchtungsvorrichtung elektrisch gekoppelt. Alternativ sind die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 mit der ersten Elektrode 410, der zweiten Elektrode 414 oder der Zwischenelektrode 418 elektrisch gekoppelt.
Die Stromverteilungsstruktur 110 kann beispielsweise in Form der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 eine oder mehrere Leitungen aufweisen, die sich entlang der Grenzfläche des Substrats 130 mit dem elektrisch aktiven Bereich 106 erstrecken.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Stromverteilungsstruktur 110 wenigstens eine elektrische Sammelschiene 108 und elektrisch leitende Durchkontakte auf, wobei die Durchkontakte mit der wenigstens einen elektrischen Sammelschiene 108 elektrisch leitend verbunden sind, derart, dass die wenigstens eine elektrische Sammelschiene 108 mittels der Durchkontakte mit dem aktiven Bereich 106 elektrisch leitend gekoppelt ist, beispielsweise mit der ersten Elektrode 410 oder der zweiten Elektrode 414 der Beleuchtungsvorrichtung.
Bei einer elektrischen Sammelschiene mit einer ersten elektrischen Leitung 108-1 und einer zweiten elektrischen Leitung 108-2 sind die Leitungen jeweils mit der gleichen Elektrode elektrisch gekoppelt, da ansonsten ein Kurzschluss ausgebildet werden könnte.
In einem Ausführungsbeispiel der optisch funktionalen Struktur mit Partikeln 204 in einer Matrix 202 können die Partikel 204 derart in der Matrix 202 verteilt sein, dass die optisch funktionale Struktur 104 im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung einen schichtdickengemittelten Brechungsindexunterschied zu dem elektrisch aktiven Bereich 106, der organisch funktionellen Schichtenstruktur 412 und/oder dem Träger 102 aufweist, der größer ist als 0,05.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die erste Elektrode 410 auf der Oberfläche 118 der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1, der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 und/oder der optisch funktionalen Struktur 104 ausgebildet, beispielsweise veranschaulicht in 5A.
Das Anordnen von optisch funktionaler Struktur 104 und einer oder mehrerer elektrischer Sammelschiene/n 108-n in einer Ebene, beispielsweise deren Oberfläche in einer Ebene, kann eine ebene bzw. plane Oberfläche 118 ausgebildet werden, beispielsweise als planes Substrat 130 für die weiteren Beschichtungen, beispielsweise einem Ausbilden oder Aufbringen einer ersten Elektrode 410, beispielsweise einer Anode 410, aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Oxid (TCO); einer elektrisch leitfähigen Barriereschichten, beispielsweise mittels Atomlagenabscheidens (ALD); oder einer Ladungsträgerinjektionsschicht (Lochinjektionsschicht - hole injection layer HIL; electron injection layer EIL) aus/mit einem hochleitfähigen Material oder Nanodrähten. Weiterhin kann die Wahrscheinlichkeit für Defekte in der Verkapselungsstruktur 428, beispielsweise der zweiten Barriereschicht 408 (Dünnfilmverkapselung - thin film encapsulation) verringert werden, da Defekte häufig in der Nähe oder an den Flanken im Resist über der/den elektrischen Sammelschiene/n auftreten. Die elektrische/n Sammelschiene/n 108-n können in ihrer Strukturgröße, beispielsweise Breite 112 auch die Größe eines Silbernetzes (silver mesh) aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die erste Elektrode 410 auf dem Träger 102 ausgebildet, und die erste elektrische Sammelschiene 108-1, die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 und weitere elektrische Sammelschienen 108-n, sowie die optisch funktionale Struktur 104 auf der ersten Elektrode 410 ausgebildet, beispielsweise veranschaulicht in 5B.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 über dem Träger 102 auf der ersten Elektrode 410 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die optisch funktionale Struktur 104 über dem Träger 102 auf der ersten Elektrode 410 ausgebildet sein.
Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn eine elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 ausgebildet wird. Dadurch kann beispielsweise eine Schicht aus Silbernanodrähten abgeschieden werden, die mittels eines Lasers rückstrukturiert wird. Darauf und/oder darüber kann anschließend die optisch funktionale Struktur 104 und die eine oder mehreren elektrische/n Sammelschiene/n 108-n aufgedruckt werden. Dadurch kann ein Strukturieren der ersten Elektrode 410 optional sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die erste Elektrode 410 zwischen der optisch funktionalen Struktur 104 und den elektrischen Sammelschienen 108-n ausgebildet, beispielsweise veranschaulicht in 5C. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die erste Elektrode 410 zwischen der optisch funktionalen Struktur 104 und der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Elektrode 410 zwischen dem Träger 102 und der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 mittels eines Druckverfahrens ausgebildet, beispielsweise strukturiert. Auf und/oder über die optisch funktionale Struktur 104 und strukturierten Bereiche kann die erste Elektrode 410 ausgebildet werden, beispielsweise gesputtert werden. Dann kann die eine oder mehreren elektrische/n Sammelschiene/n ausgebildet werden, beispielsweise in die verbleibenden strukturierten Bereiche der optisch funktionalen Struktur 104, beispielsweise Kerben, gedruckt werden. Das Sputtern kann die strukturierte, beispielsweise segmentierte optisch funktionale Struktur 104 relativ gut umformen. Dadurch kann nach dem Ausbilden der einen oder mehreren elektrischen Sammelschiene/n 108-n eine im Wesentlichen ebene Fläche ausgebildet werden. Auf dieser ebenen Oberfläche können weitere Schichten ausgebildet werden, beispielsweise mittels Nassprozessierung abgeschieden werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die optisch funktionale Struktur 104 derart zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet, dass sie die erste elektrische Sammelschienen 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 überfüllt, beispielsweise veranschaulicht in 5D. Der Teil der optisch funktionalen Struktur 104 auf oder über der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 kann beispielsweise die Oberfläche 118 planarisieren, beispielsweise wenigstens im Bereich der von der optisch funktionalen Struktur 104 überfüllten elektrischen Sammelschiene 108-n, beispielsweise in 5D veranschaulicht mittels des Bereiches 504. Alternativ oder zusätzlich kann der überfüllte Bereich 504 in einem Stück als Schicht der optisch funktionalen Struktur 104 ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren 600 zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung 100 bereitgestellt.
Die Beleuchtungsvorrichtung 100 kann beispielsweise als ein Flächenbauelement ausgebildet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Beleuchtungsvorrichtung 100 als ein organisches optoelektronisches Bauelement 100 ausgebildet, beispielsweise als eine Display-Anzeige und/oder eine organische Leuchtdiode.
Das Verfahren zum Herstellen 600 der Beleuchtungsvorrichtung 100 weist ein Ausbilden eines Substrates 130 auf. Dazu wird ein Träger 102 bereitgestellt 602.
Der Träger kann 102 transparent oder transluzent bezüglich wenigstens eines Teils der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet werden, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich.
Auf oder über dem Träger 102 wird eine Stromverteilungsstruktur 110 mit wenigstens einer elektrischen Sammelschiene 108 ausgebildet. Beispielsweise kann eine erste elektrische Sammelschiene 108-1 und eine zweite elektrische Sammelschiene 108-2 auf oder über dem Träger 102 ausgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine elektrische Sammelschiene mit einer ersten elektrischen Leitung 108-1 und einer zweiten elektrischen Leitung 108-2 ausgebildet werden, wobei die erste elektrische Leitung 108-1 wenigstens in einem Bereich parallel zu der zweiten elektrischen Leitung 108-2 und in einem Abstand zu dieser ausgebildet wird.
Weiterhin wird eine optisch funktionale Struktur 104 auf oder über dem Träger 102 ausgebildet. Die optisch funktionale Struktur 104, die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 werden derart ausgebildet, dass die optisch funktionale Struktur 104 zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 auf oder über dem Träger 102 ausgebildet ist.
Beispielsweise wird eine optisch funktionale Struktur 104 zwischen einer ersten elektrischen Leitung 108-1 und einer zweiten elektrischen Leitung 108-2 der elektrischen Sammelschiene und/oder eine optisch funktionale Struktur 104 zwischen einer ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und einer zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet. Mit anderen Worten: die optisch funktionale Struktur 104 kann zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet werden.
Alternativ kann eine optisch funktionale Struktur 104 strukturiert ausgebildet werden, und die erste elektrische Leitung 108-1 und die zweite elektrische Leitung 108-2 der elektrischen Sammelschiene und/oder die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 auf oder über der optisch funktionalen Struktur 104 ausgebildet werden derart, dass wenigstens ein Teil der optisch aktiven Struktur 104 zwischen den elektrischen Leitungen 108-1/2 und/oder den elektrischen Sammelschienen 108-1/2 ausgebildet ist. Mit anderen Worten: die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 können in der optisch funktionalen Struktur 104 ausgebildet werden oder von der optisch funktionalen Struktur 104 umgeben ausgebildet werden.
Weiterhin wird die optisch funktionale Struktur 104 derart ausgebildet, dass bezüglich einer auf die optisch funktionale Struktur 104 einfallende elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise der von dem elektrisch aktiven Bereich emittierten elektromagnetischen Strahlung, der Strahlengang durch das Substrat 130 und/oder das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung veränderbar sind/ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die optisch funktionale Struktur 104, die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und/oder die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 in einer oder mehreren Lagen auf oder über dem Träger 102 abgeschieden werden. Eine erste Lage und eine zweite Lage, die direkt auf der ersten Lage ausgebildet wird, können aus dem gleichen Stoff oder unterschiedlichen Stoffen ausgebildet werden.
Die optisch funktionale Struktur 104 kann derart ausgebildet werden, dass sie als eine Stützstruktur für das Ausbilden der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 wirkt, beispielsweise die Bereiche, in denen die erste Stützstruktur und die zweite Stützstruktur ausgebildet werde, lateral umschließen bzw. umformen.
Eine elektrische Sammelschiene 108 kann beispielsweise gebildet werden aus Nanodrähten oder einem Metall oder Metalllegierung, beispielsweise mit Silber, Kupfer, Gold, Aluminium und/oder anderen Metallen; Kohlenstoffnanoröhren, beispielsweise als Einzelwand- oder Mehrwand-Kohlenstoffnanoröhren; und/oder ein oder mehrere elektrisch leitfähige und/oder elektrisch leitende Metalloxid/e, beispielsweise Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Zinkoxid, Nickeloxid oder ähnliches.
Die elektrische Sammelschiene kann beispielsweise wenigsten transluzent, beispielsweise transparent, und/oder nicht oder kaum sichtbar ausgebildet werden, beispielsweise indem die Strukturbreiten der elektrischen Sammelschiene kleiner sind als das Auflösungsvermögen des Beobachters, beispielsweise kleiner als ungefähr 0,5 µm; oder die Höhe der elektrischen Sammelschiene gering ist, beispielsweise kleiner als 100 nm.
Beispielsweise kann die elektrische Sammelschiene 108 mit einem relativ hohen Aspektverhältnis ausgebildet werden (Verhältnis der Höhe zur Breite), beispielsweise von 1:10 oder mehr. Mit anderen Worten: Die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und/oder die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 können derart ausgebildet werden, dass sie ein Verhältnis von Höhe 116 zu Breite 112 von größer als 1 zu 10 aufweisen.
Eine elektrische Sammelschiene 108 kann beispielsweise mit einer oder mehreren Kantenlängen bezüglich der Querschnittsfläche der Leitung in einem Bereich von ungefähr 0,1 µm bis ungefähr 100 µm ausgebildet werden. Die Breite 112 der Leitung kann abhängig sein von der Dicke, auch bezeichnet als Höhe 116, der Leitung jeweils bezüglich der Flächennormale des Trägers 102 und der stofflichen Zusammensetzung der Leitung(en), beispielsweise ihrer elektrischen Leitfähigkeit.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird wenigstens eine elektrische Sammelschiene 108 flächig auf dem Träger 102 ausgebildet, beispielsweise mit parallelen Bahnen, auch bezeichnet als elektrische Leitungen; beispielsweise in der Form eines Mäanders oder einer Spirale. Dadurch kann beispielsweise eine Stromverteilung mittels einer einzigen elektrischen Sammelschiene über die gesamte Fläche einer Elektrode ermöglicht werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Stromverteilungsstruktur 110 mit wenigstens einer ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und einer zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 oder alternativ mit wenigstens einer ersten elektrischen Leitung 108-1 und einer zweiten elektrischen Leitung 108-2 ausgebildet. Mit anderen Worten: in verschiedenen Ausführungsbeispielen wird das Substrat 130 mit einer Stromverteilungsstruktur 110 mit wenigstens zwei zueinander in wenigstens einem Bereich parallelen elektrischen Leitungen 108 ausgebildet. Die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 können unterschiedliche elektrisch Sammelschienen sein, die elektrisch miteinander verbunden oder voneinander isoliert sind oder werden; oder unterschiedliche Bereiche von einer einzelnen elektrischen Sammelschiene sein, beispielsweise in Form elektrischer Leitungen.
Die Stromverteilungsstruktur 110 bzw. die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und/oder die zweite elektrisch Sammelschiene können derart ausgebildet werden, dass sie eine höhere elektrische Querleitfähigkeit bezüglich der flächigen Ausdehnung aufweisen als beispielsweise der elektrisch aktive Bereich, beispielweise als die erste Elektrode 410 bzw. die zweite Elektrode, die auf dem Substrat ausgebildet werden und mit wenigstens einer elektrischen Sammelschiene elektrisch gekoppelt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die elektrische Stromverteilungsstruktur 110 mit zwei oder mehr elektrischen Sammelschienen 108-n ausgebildet, wobei die mehreren elektrischen Sammelschienen in einer Anordnung mit einer Gitter- oder Netzstruktur oder in Form von parallelen Bahnen ausgebildet werden. Die Gitter- oder Netzstruktur kann beispielsweise flächig auf dem Träger 102 ausgebildet werden.
Die erste elektrische Sammelschiene 108-1 wird in einem Abstand 114 zu der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet oder angeordnet. Die erste elektrische Sammelschiene 108-1 wird neben der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 auf oder über dem Träger 102 ausgebildet oder angeordnet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 mit oder aus einem dielektrischen Stoff ausgebildet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 mit oder aus einem elektrisch leitfähigen Stoff ausgebildet, beispielsweise mit/aus einem der folgenden Stoffe: ein Metalloxid, ein Metallnitrid, und/oder ein Metalloxinitrid, beispielsweise einen Stoff einer Barriereschicht der Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise als eine Barriereschicht der Beleuchtungsvorrichtung.
In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 mit oder aus wenigstens einer Schicht mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm bis ungefähr 10 µm ausgebildet werden, beispielsweise mit/aus einer Schicht mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 50 nm.
In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 mit oder aus einem Dotierstoff verteilt in einer Matrix 202 gebildet werden. Die Matrix 202 der elektrisch leitfähigen optisch funktionale Struktur 104 kann beispielsweise ein transparentes leitfähiges Oxid aufweisen oder daraus gebildet werden, beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Nickeloxid, und/oder ein Kupferdelafossit. Der Dotierstoff der elektrisch leitfähigen optisch funktionalen Struktur 104 kann beispielsweise ein Metall aufweisen oder sein, beispielsweise Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Zink, Zinn. In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 mit oder aus Aluminium dotiertem Zinkoxid gebildet werden. In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 mit oder aus einer Legierung gebildet werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 mit oder aus elektrisch leitfähige Partikeln 204 mit oder aus wenigstens einem elektrisch leitenden Stoff der folgenden Formen gebildet werden: Nanodrähte, Nanoröhren, Flocken oder Plättchen. Die Nanoröhren aus Kohlenstoff können beispielsweise als Einzelwand-Nanoröhren (single wall carbon nanotube - SWCNT), Mehrwand-Nanoröhren (multi wall carbon nanotube MWCNT), und/oder funktionalisierte Nanoröhren, beispielsweise mit chemisch funktionellen Gruppen an der Außenhaut der Nanoröhren sein. Die elektrisch leitfähigen Partikel 204 können beispielsweise einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 1 µm aufweisen, beispielsweise von ungefähr 10 nm bis ungefähr 150 nm, beispielsweise von ungefähr 15 nm bis ungefähr 60 nm, und/oder eine Länge in einem Bereich vom Durchmesser des entsprechenden Nanodrahts bis ungefähr 1 mm, beispielsweise von ungefähr 1 µm bis ungefähr 100 µm, beispielsweise von ungefähr 20 µm bis ungefähr 50 µm auf. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 mit oder aus einem elektrisch leitfähigen Stoff in Form einer Graphen-Fläche ausgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur 104 aus oder mit einem der folgenden Stoffe gebildet werden: Kohlenstoff, Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Zink, Zinn.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 als eine elektrische Isolierung zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet oder mit einer solchen ausgebildet.
Die optisch funktionale Struktur 104 kann aus oder mit einem transparenten oder transluzenten Stoff ausgebildet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 aus oder mit Partikeln 204 verteilt in einer Matrix 202 gebildet. Die Partikel 204 können nicht-streuend hinsichtlich sichtbaren Lichts ausgebildet sein oder werden. Alternativ oder zusätzlich kann die optisch funktionale Struktur 104 aus oder mit Partikeln 204 ausgebildet werden, die streuend hinsichtlich sichtbaren Lichts ausgebildet sind.
Die Matrix 202 kann beispielsweise amorph ausgebildet werden, beispielsweise als ein Glas. Die Matrix 202 kann einen Formwerkstoff und/oder ein Vergussmaterial aufweisen oder daraus gebildet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Matrix 202 aus oder mit wenigstens einem Stoff oder Stoffgemisch gebildet aus einem der folgenden Glassysteme: PbO-haltige Systeme, beispielsweise PbO-B₂O₃, PbO-SiO₂, PbO-B₂O₃-SiO₂, PbO-B₂O₃-ZnO₂, PbO-B₂O₃-Al₂O_3; und/oder Bi₂O₃-haltige Systeme, beispielsweise Bi₂O₃-B₂O₃, Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂, Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO, Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO-SiO₂. Alternativ oder zusätzlich kann die Matrix 202 einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet werden aus einem der folgenden Stoffe: Al₂O₃, Erdalkalioxide, Alkalioxide, ZrO₂, TiO₂, HfO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, TeO₂, WO₃, MO₃, Sb₂O₃, Ag₂O, SnO₂, Selteneerdoxide; Ce-, Fe-, Sn-, Ti-, Pr-, Eu- und/oder V-Verbindungen.
Der Stoff oder das Stoffgemisch der Matrix 202 sollte bei einer Temperatur verflüssigbar sein, die kleiner ist als der Schmelztemperatur oder Erweichungstemperatur des Trägers 102, beispielsweise bis maximal ungefähr 600 °C verflüssigbar sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Matrix 202 aus oder mit wenigstens einem der folgenden Stoffe gebildet: 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.
Die Partikel 204 können aus oder mit einem anorganischen Stoff oder einem anorganischen Stoffgemisch gebildet werden. Beispielsweise können die Partikel 204 aus oder mit einem Stoff, einem Stoffgemisch oder einer stöchiometrischen Verbindung gebildet werden aus/mit einem der folgenden Stoffe: TiO₂, CeO₂, Bi₂O₃, ZnO, SnO₂, Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃, ZrO₂, Leuchtstoffe, Farbstoffe, sowie Glaspartikel 204, metallische Nanopartikel 204.
Alternativ oder zusätzlich können die Partikel 204 aus oder mit Hohlräumen gebildet sein oder werden.
Die Partikel 204 können eine gewölbte Oberfläche aufweisen oder derart ausgebildet werden, beispielsweise ähnlich oder gleich einer optischen Linse. Beispielsweise können die Partikel 204 eine der folgenden geometrischen 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 Partikel 204 können einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 0,01 µm bis ungefähr 10 µm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 µm bis ungefähr 5 µm aufweisen oder derart ausgebildet werden. Im sichtbaren Wellenlängenbereich nicht-streuende Partikel 204 können beispielsweise einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von 10 nm bis 100 nm aufweisen oder derart ausgebildet werden. Im sichtbaren Wellenlängenbereich streuende Partikel 204 können beispielsweise in Abhängigkeit von der Wellenlänge und dem Einfallswinkel der elektromagnetischen Strahlung auf die optisch funktionale Struktur einen mittleren Durchmesser d₅₀ in einem Bereich von 100 nm bis 5 µm aufweisen oder derart ausgebildet werden.
Die Partikel 204 können derart in der Matrix 202 verteilt werden, dass die optisch funktionale Struktur 104 im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung einen schichtdickengemittelten Brechungsindexunterschied zu dem Träger 102 aufweist, der größer ist als 0,05.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Partikel 204 derart ausgebildet sein oder werden, dass sie einen Brechungsindex aufweisen, der im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung kleiner als 1,4 oder größer als 1,6 ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Partikel 204 ein wenigstens teilweise die elektromagnetische Strahlung absorbierendes Material aufweisen oder daraus gebildet werden, beispielsweise ein wellenlängenkonvertierendes Material, beispielsweise einen Leuchtstoff oder Farbstoff. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Partikel 204 ein wellenlängenkonvertierendes Material aufweisen oder daraus gebildet werden, beispielsweise einen Leuchtstoff oder Farbstoff.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 mit oder aus wenigstens einer ersten Schicht 302 und einer zweiten Schicht 304 gebildet. Die erste Schicht 302 und die zweite Schicht 304 können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sind. Bei einer gleichen ersten Schicht 302 und zweiten Schicht 304 kann zwischen der ersten Schicht 302 und der zweiten Schicht eine interne Grenzfläche ausgebildet sein und/oder sichtbar sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann die optisch funktionale Struktur 104 als eine Spiegelstruktur ausgebildet werden, beispielsweise als ein photonischer Kristall.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 mit einem im Wesentlichen homogenen Querschnitt ausgebildet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 lateral zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet. Mit anderen Worten: die optisch funktionale Struktur 104 kann seitlich von der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 begrenzt werden und/oder die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 können in der optisch funktionalen Struktur eingebettet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 derart ausgebildet, dass die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 frei liegen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 derart ausgebildet, dass die optisch funktionale Struktur 104 die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und/oder die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 überfüllt. Der überfüllte Teil der optisch funktionalen Struktur 104 kann beispielsweise mit einer im Wesentlichen glatten Oberfläche ausgebildet werden oder eines solche glatte Oberfläche ausbilden, beispielsweise wenigstens im Bereich der überfüllten Sammelschiene.
Die optisch funktionale Struktur 104 wird derart ausgebildet, dass sie die Rauheit der frei liegenden Oberfläche 118 des Substrats 130 reduziert wird, beispielsweise die Oberfläche planarisiert.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird das Substrat 130 mit einer elektrischen Isolierung zwischen der optisch funktionalen Struktur 104 und der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet. Die elektrische Isolierung kann derart ausgebildet werden, dass die optisch funktionale Struktur 104 wenigstens von einer der elektrischen Sammelschienen elektrisch isoliert ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 als eine Koppelstruktur bezüglich der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet, beispielsweise als eine Einkoppelstruktur oder Auskoppelstruktur, beispielsweise für den sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 derart bezüglich des Brechungsindexes des Trägers 102 und/oder dem Brechungsindex der über der optisch funktionalen Struktur 104 ausbildbaren optisch aktiven Schicht ausgebildet, dass der Anteil der elektromagnetischen Strahlung, der durch das Substrat 130 transmittierbar ist, größer ist als bei dem Substrat 130 ohne optisch funktionale Struktur 104.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 mit wenigstens einem Bereich oder als wenigstens ein Bereich ausgebildet, der als ein Wellenleiter für wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung wirkt, beispielsweise bezügliches eines Wellenlängenbereiches und/oder einer Polarisationsrichtung der elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich, beispielsweise für unpolarisiertes Licht.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 als Kern eines Wellenleiters für die elektromagnetische Strahlung ausgebildet und die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrisch Sammelschiene als Mantel des Wellenleiters.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 mit den elektrischen Sammelschienen 108-1/2 als eine optische Linse für die einfallende elektromagnetische Strahlung ausgebildet oder wirkt als eine solche. Die einfallende elektromagnetische Strahlung kann dadurch beispielsweise fokussierbar, kollimierbar oder aufweitbar sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 als eine Filterstruktur der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet, beispielsweise bezüglich wenigstens eines Wellenlängenbereiches und/oder einer Polarisationsrichtung, beispielsweise als Bandpass-, Langpass-, Kurzpass-, oder Kantenfilter, beispielsweise bezüglich UV-Strahlung und/oder Infrarot-Strahlung.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 als eine Antireflexbeschichtung ausgebildet, beispielsweise bezüglich wenigstens eines Wellenlängenbereiches, beispielsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die optisch funktionale Struktur 104 als eine wellenlängenkonvertierende Struktur ausgebildet. Die wellenlängenkonvertierende Struktur weist beispielsweise einen Farbstoff oder Leuchtstoff auf.
Weiterhin weist das Verfahren 600 zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung 100 ein Ausbilden 606 eines elektrisch aktiven Bereiches 106 auf oder über dem Substrat 130 auf.
Das Ausbilden 606 des elektrisch aktiven Bereiches 106 weist ein Ausbilden einer organisch funktionellen Schichtenstruktur 412 auf oder über dem Substrat 130 und ein Ausbilden einer zweiten Elektrode 414 auf der organisch funktionellen Schichtenstruktur 412 auf.
Die organisch funktionelle Schichtenstruktur 412 wird zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung ausgebildet.
Die optisch funktionale Struktur 104 wird derart ausgebildet, dass der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung durch das Substrat 130 und/oder das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung veränderbar sind/ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine erste Elektrode 410 auf oder über dem Substrat 130 ausgebildet, und die organisch funktionelle Schichtenstruktur 412 auf oder über der ersten Elektrode 410. Das Ausbilden der organisch funktionellen Schichtenstruktur 412 auf oder über einer ersten Elektrode 410, die auf oder über dem Substrat 130 ausgebildet wird, kann jedoch auch optional sein. Beispielsweise kann die Stromverteilungsstruktur 110 mit wenigstens einer elektrischen Sammelschiene 108 und optisch funktionaler Struktur 104 als erste Elektrode für die organisch funktionelle Schichtenstruktur 412 wirken.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die erste Elektrode 410 zwischen der optisch funktionalen Struktur 104 und der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Elektrode 410 zwischen dem Träger 102 und der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 ausgebildet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste elektrische Sammelschiene 108-1 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 über dem Träger 102 auf der ersten Elektrode 410 ausgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die optisch funktionale Struktur104 über dem Träger 102 auf der ersten Elektrode 410 ausgebildet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die erste Elektrode 410 auf der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1, der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 und/oder der optisch funktionalen Struktur 104 ausgebildet.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Ausbilden wenigstens einer weiteren Elektrode auf derart, dass die erste Elektrode 410 und/oder die zweite Elektrode als Zwischenelektrode/n 418 ausgebildet werden/wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die erste elektrische Sammelschiene 108-1 elektrisch von der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2n elektrisch isoliert ausgebildet; und die erste elektrische Sammelschiene 108-1 mit der ersten Elektrode 410 und die zweite elektrische Sammelschiene 108-2 mit der zweiten Elektrode 414 der Beleuchtungsvorrichtung elektrisch gekoppelt ausgebildet werden.
Die Stromverteilungsstruktur 110 kann beispielsweise in Form der ersten elektrischen Sammelschiene 108-1 und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene 108-2 eine oder mehrere Leitungen aufweisen, die ausgebildet werden, dass sie sich entlang der Grenzfläche 118 des Substrats 130 mit dem elektrisch aktiven Bereich 106 erstrecken.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Stromverteilungsstruktur 110 mit oder aus wenigstens einer elektrischen Sammelschiene 108 und (optional) elektrisch leitenden Durchkontakten ausgebildet, wobei die Durchkontakte mit der wenigstens einen elektrischen Sammelschiene 108 elektrisch leitend verbunden ausgebildet werden, derart, dass die wenigstens eine elektrische Sammelschiene 108 mittels der Durchkontakte mit dem optoelektronischen Bauelement elektrisch leitend koppelbar wird, beispielsweise mit der ersten Elektrode 410 oder der zweiten Elektrode 414 der Beleuchtungsvorrichtung.
In einem Ausführungsbeispiel können die Partikel 204 derart in der Matrix 202 verteilt werden, dass die optisch funktionale Struktur 104 im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung einen schichtdickengemittelten Brechungsindexunterschied zu dem elektrisch aktiven Bereich 106 und/oder dem Träger 102 aufweist, der größer ist als 0,05.
In verschiedenen Ausführungsformen werden eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt, mit denen es möglich ist, neuartige Substratkonzepte zu realisieren. Eines dieser neuartigen Konzepte ist es, elektrische Sammelschienen (busbars) und optisch funktionale Struktur, beispielsweise eine interne Auskoppelschicht (internal extraction layer - IEL), in einer Ebene zusammen zu bringen, so dass diese beispielsweise eine im Wesentlichen ebene Oberfläche ausbilden. Dadurch kann auf einfache und effektive Weise eine Sammelschienen-Struktur mit einer optisch funktionalen Schicht kombiniert werden. Dadurch bleibt das Substrat eben und weist keine erhabenen Strukturen auf.
Durch das Drucken des Materials der elektrischen Sammelschiene/n, auch bezeichnet als Busbarmaterial, und der optisch funktionalen Struktur, beispielsweise als interne Auskoppelstruktur, ist es möglich, einfache und effektive Kombinationen der Materialien der elektrischen Sammelschiene und der optisch funktionalen Struktur zu ermöglichen. Der Vorteil der oben veranschaulichten Strukturen liegt in der Vereinfachung des Aufbaus des Substrates, beispielsweise für organische Leuchtdioden. Insbesondere kann eine Ebene aus Substrat und interner Auskoppelschicht gebildet werden, was zu einer Reduktion möglicher Defekte führen kann. Diese können häufig an den Flanken eines Resist über der elektrischen Sammelschiene auftreten. Weiterhin können die auf dem Substrat ausgebildet Schichten bzw. aufgebrachten folgenden organisch funktionellen Materialein und/oder Elektrodenmaterialien homogen abgeschieden werden, beispielsweise da es keine Flanken oder Kanten an der Oberfläche des Substrates gibt. Weiterhin können weitere Nassbeschichtungen auf der ebenen Oberfläche ausgeführt werden, da es zu keinem Aufstauen von Material vor erhabenen Strukturen kommen kann. Aufgedampfte oder nass abgeschiedene Schichten können homogener abgeschieden werden.
Weiterhin können die wenigstens eine elektrische Sammelschiene und die optisch funktionale Struktur ausgebildet werden, dass keine vertikale Stapelung der elektrischen Sammelschiene und optisch funktionalen Struktur ausgebildet wird. Dies kann zu einem Materialersparnis und einer verbesserten weiteren Nutzbarkeit der Schichten führen.
Weiterhin kann die Anode über der elektrischen Sammelschiene und/oder optisch funktionalen Struktur ausgebildet sein. Dies kann es ermöglichen, dass alle weiteren Vakuumprozesse, beispielsweise Kathodenzerstäuben, Dampfen der Organik und Kathode in einem Prozess ohne Vakuumbruch ausgeführt werden können.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (100), aufweisend: • ein Substrat (130) mit einem Träger (102), • eine erste elektrische Sammelschiene (108-1) auf oder über dem Träger (102); • eine zweite elektrische Sammelschiene (108-2) auf oder über dem Träger (102); und • eine elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) auf oder über dem Träger (102), wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) lateral zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene (108-1) und der zweiten elektrischen Sammelschiene (108-2) ausgebildet ist; und • eine erste Elektrode (410), die mit der ersten elektrischen Sammelschiene (108-1) und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene (108-2) elektrisch gekoppelt ist, auf oder über dem Träger (102); und • eine organisch funktionellen Schichtenstruktur (412) auf oder über der ersten Elektrode (410), wobei die organisch funktionelle Schichtenstruktur (412) zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung ausgebildet ist und wobei der Träger (102) transparent oder transluzent bezüglich wenigstens eines Teils der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist; und • eine zweiten Elektrode (414) auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur (412); • wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) derart ausgebildet ist, dass der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung, die durch das Substrat (130) geht, und/oder das Spektrum der durch das Substrat (130) gehenden elektromagnetischen Strahlung mittels der optisch funktionalen Struktur (104) veränderbar sind/ist, • wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) elektrisch leitfähige Partikel (204) in einer Matrix (202) aufweist, • wobei die elektrisch leitfähigen Partikel (204) nicht-streuend hinsichtlich sichtbaren Lichts ausgebildet sind und derart in der Matrix (202) verteilt sind, dass die optisch funktionale Struktur (104) im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung einen schichtdickengemittelten Brechungsindexunterschied zu dem Träger (102) aufweist, der größer ist als 0,05.
Beleuchtungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die erste elektrische Sammelschiene (108-1) und/oder die zweite elektrische Sammelschiene (108-2) derart ausgebildet sind/ist, dass sie ein Verhältnis von Höhe (116) zu Breite (112) von größer als 1 zu 10 aufweisen/t.
Beleuchtungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel (204) ein wenigstens teilweise die elektromagnetische Strahlung absorbierendes Material aufweisen oder daraus gebildet sind, vorzugsweise ein wellenlängenkonvertierendes Material, vorzugsweise einen Leuchtstoff oder Farbstoff.
Beleuchtungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) wenigstens eine erste Schicht (302) und eine zweite Schicht (304) aufweist, wobei die erste Schicht (302) und die zweite Schicht (304) gleich oder unterschiedlich ausgebildet sind.
Beleuchtungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) derart ausgebildet ist, dass die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) die erste elektrische Sammelschiene (108-1) und/oder die zweite elektrische Sammelschiene (108-2) überfüllt derart, dass der überfüllte Teil (504) eine im Wesentlichen glatte Oberfläche (118) wenigstens im Bereich der überfüllten Sammelschiene (108) ausbildet.
Beleuchtungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (100) als eine organische Leuchtdiode oder eine organische Display-Anzeige ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen (600) einer Beleuchtungsvorrichtung (100), das Verfahren aufweisend: • ein Ausbilden eines Substrates (130), aufweisend: ◯ ein Bereitstellen (602) eines Trägers (102); ◯ ein Ausbilden einer ersten elektrischen Sammelschiene (108-1) auf oder über dem Träger (102); ◯ ein Ausbilden einer zweiten elektrischen Sammelschiene (108-2) auf oder über dem Träger (102); und ◯ ein Ausbilden einer elektrisch leitfähigen optisch funktionalen Struktur (104) auf oder über dem Träger (102), wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104), die erste elektrische Sammelschiene (108-1) und die zweite elektrische Sammelschiene (108-2) derart ausgebildet werden, dass die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) lateral zwischen der ersten elektrischen Sammelschiene (108-1) und der zweiten elektrischen Sammelschiene (108-2) auf oder über dem Träger (102) ausgebildet ist; • ein Ausbilden einer ersten Elektrode (410), die mit der ersten elektrischen Sammelschiene (108-1) und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene (108-2) elektrisch gekoppelt wird, auf oder über dem Träger (102); und • ein Ausbilden einer organisch funktionellen Schichtenstruktur (412) auf oder über der ersten Elektrode (410), wobei die organisch funktionelle Schichtenstruktur (412) zu einem Umwandeln eines elektrischen Stromes in eine elektromagnetische Strahlung ausgebildet wird und wobei der Träger (102) transparent oder transluzent bezüglich wenigstens eines Teils der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist; • ein Ausbilden einer zweiten Elektrode (414) auf der organisch funktionellen Schichtenstruktur (412); und • wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) derart ausgebildet wird, dass der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung, die durch das Substrat (130) geht, und/oder das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung, die durch das Substrat (130) geht, mittels der elektrisch leitfähigen optisch funktionellen Schichtenstruktur (104) veränderbar sind/ist, • wobei die elektrisch leitfähige optisch funktionale Struktur (104) elektrisch leitfähige Partikel (204) in einer Matrix (202) aufweist, • wobei die elektrisch leitfähigen Partikel (204) nicht-streuend hinsichtlich sichtbaren Lichts ausgebildet sind und derart in der Matrix (202) verteilt sind, dass die optisch funktionale Struktur (104) im sichtbaren Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung einen schichtdickengemittelten Brechungsindexunterschied zu dem Träger (102) aufweist, der größer ist als 0,05.
Verfahren (600) gemäß Anspruch 7, wobei die optisch funktionale Struktur (104), die erste elektrische Sammelschiene (108-1) und/oder die zweite elektrische Sammelschiene (108-2) in einer oder mehreren Lagen auf oder über dem Träger (102) abgeschieden werden.
Verfahren (600) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die optisch funktionale Struktur (104) derart ausgebildet wird, dass sie als eine Stützstruktur für das Ausbilden der ersten elektrischen Sammelschiene (108-1) und/oder der zweiten elektrischen Sammelschiene (108-2) wirkt.