DE102014115121B4 - Optoelektronische Baugruppe und Verfahren zum Herstellen und Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe - Google Patents

Optoelektronische Baugruppe und Verfahren zum Herstellen und Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe Download PDF

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Abstract

Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160), mit• einer ersten Elektrode (104),• einer organisch funktionellen Schichtenstruktur (106),• einer zweiten Elektrode (110); und• einer elektrisch leitfähigen Struktur (108) mit einem positiven Temperaturkoeffizienten,o wobei die organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) elektrisch gekoppelt mit der ersten Elektrode (104) und der zweiten Elektrode (110) ausgebildet ist, undo wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) derart mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) elektrisch gekoppelt ausgebildet ist, dass wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes, der von der ersten Elektrode (104) durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur (106) zu der zweiten Elektrode (110) fließt, durch die elektrisch leitfähige Struktur (108) fließt,• wobei die zweite Elektrode (110) wenigstens einen ersten Elektrodenbereich und einen zweiten Elektrodenbereich aufweist, wobei der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich mittels einer Zwischenstruktur voneinander beabstandet sind,• wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) auf oder über der Zwischenstruktur ausgebildet ist und die Zwischenstruktur wenigstens einen Hohlraum aufweist derart, dass die elektrisch leitfähige Struktur (108) den Hohlraum überbrückt und der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich mittels der überbrückenden, elektrisch leitfähigen Struktur (108) elektrisch leitfähig verbunden sind, und• wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) mechanisch gespannt ausgebildet ist derart, dass bei Überschreiten einer weiteren, vorgegebenen Temperatur oder eines vorgegebenen Temperaturbereiches, die elektrisch leitfähige Struktur (108) bricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Baugruppe und ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe.
  • Optoelektronische Bauelemente auf organischer Basis, sogenannte organisch optoelektronische Bauelemente, finden zunehmend verbreitete Anwendung. Beispielsweise halten organisch optoelektronische Bauelemente in Form organischer Leuchtdioden (organic light emitting diode - OLED) zunehmend Einzug in die Allgemeinbeleuchtung, beispielsweise als organische Flächenlichtquellen.
  • Veranschaulicht in 8 ist eine herkömmliche OLED 800, die auf einem Träger 802 eine Anode 804, eine Kathode 808 und dazwischen ein organisch funktionelles Schichtensystem 806 aufweist.
  • Das organische funktionelle Schichtensystem 806 kann aufweisen: eine oder mehrere Emitterschichten, in denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („charge generating layer“, CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie eine oder mehrere Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als Lochtransportschichten („hole transport layer“ -HTL), und eine oder mehrere Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschichten („electron transport layer“ - ETL), um den Stromfluss zu richten.
  • In der OLED 800 in Bottom-Emitter-Bauweise, in der das Licht durch den Träger 802 emittiert wird, ist die Anode 804 transparent ausgebildet, herkömmlich meist aus Indiumzinnoxid (indium tin oxid - ITO), Graphen, AZO, AlZnOx oder Nanodrähten (nanowires). Durch den limitierten Flächenwiderstand der transparenten Anode 802 kommt es zu einer ungleichmäßigen Strom- und Leuchtdichteverteilung über die Leuchtfläche, insbesondere bei großflächigen OLED-Bauteilen. Die ungleichmäßige Strom- und Leuchtdichteverteilung führt zu einer ungleichmäßigen Erwärmung des Bauteils. Die ungleichmäßige Erwärmung verstärkt die ungleichmäßige Strom- und Leuchtdichteverteilung und/oder führt zu einer ungleichmäßigen Alterung des OLED-Bauteils über die Leuchtfläche. Mit anderen Worten: Organische Flächenlichtquellen unterliegen einem Alterungsprozess, der sich beispielsweise in einer Veränderung der Lichtstärke oder der Spannung äußern kann. Die Ursache dafür liegt im Wesentlichen in der Alterung der Schichten des organisch funktionellen Schichtensystems 806. Diese Alterung ist von der Temperatur abhängig: je höher die Temperatur, beispielsweise die Umgebungstemperatur oder Eigenerwärmung, desto schneller ist die Degradation der organischen Materialien und desto schneller altert die Flächenlichtquelle.
  • Ein hoher Wirkungsgrad der OLED für effiziente Energieumwandlung ist herkömmlich nicht immer möglich, beispielsweise aufgrund von Anforderungen bezüglich des Farbortes des emittierten Lichts und Spezifikationen für teilweise sehr hohe Umgebungstemperaturen, beispielsweise 105°C.
  • Eine Homogenisierung der Leuchtfläche wird derzeit im Wesentlichen durch unterstützende leitfähige Strukturen in Form von elektrischen Sammelschienen (busbar) in der Leuchtfläche erreicht. Eine gleichmäßigere Alterung über die Leuchtfläche soll durch den Einsatz einer Wärmeverteilungsstruktur (heat spreader) erreicht werden.
  • Weiterhin herkömmlich ist es, die Dimension von Widerständen zu ändern, um die Homogenität und Alterung zu verbessern; und hohe Umgebungstemperaturen durch aktive Kühlung zu reduzieren, beispielsweise unter Verwendung des Seebeck-Effekt oder des Piezo-Effekts, was jedoch sehr kostenintensiv ist. Ein Verwenden anderer Lichtquellen, beispielsweise Punktlichtquellen ist für diverse Designs nicht erwünscht.
  • Die Anode 804 ist mittels einer elektrischen Isolierung 816 und dem organisch funktionellen Schichtensystem 806 vor einem körperlichen Kontakt mit der Kathode 808 getrennt. Weiterhin weist eine herkömmliche OLED 800 ferner eine Verkapselung mit einer Dünnfilmverkapselung 810, einer Klebstoffschicht 812 und einer Abdeckung 814 auf, um eine Eindiffusion von Wasser in das organisch funktionelle Schichtensystem 806 zu verhindern. Die Kontaktierung des organisch optoelektronischen Bauelements 800 erfolgt herkömmlich mittels Kontaktflächen 820, in denen die Dünnfilmverkapselung 810 geöffnet ist. In den Kontaktflächen 820 liegt die Anode 804 und die Kathode 808 bzw. eine mit der Kathode 808 verbundene, elektrisch leitfähige Schicht 818 frei.
  • Herkömmliche OLED 800, die als Flächenlichtquelle verwendet werden sollen, sind anfällig gegenüber 3-dimensionalen Störungen, wie z.B. Partikeln 822. Besonders anfällig sind diesbezüglich OLEDs 800 mit einer Dünnfilmverkapselung 810 mit verschiedenen Schichtfolgen und einer mittels der Klebstoffschicht 812 darauf laminierten Schutzschicht bzw. Abdeckung 814, wie z.B. Glas. Bedingt durch die übliche Prozessführung besteht bei diesen OLED-Bauteilen eine erhöhte Anfälligkeit der Beschädigung durch Partikel 822, beispielsweise für den Fall, dass ein mechanischer Druck auf die partikelbelastete Stelle ausgeübt wird. Partikel 822 auf der Kathode 808 in der Größenordnung der Dicke der Kathode 808 oder der Dicke der Dünnfilmverkapselung 812, beispielsweise mit einer Dicke von 100 nm bis 3 µm, können aufgrund der Weichheit des Schichtenstapels aus Kathode 808 und organisch funktionellem Schichtensystem 808 bei Druckbelastung auf den Partikel 822, durch diesen Schichtenstapel durchgedrückt werden. Der Partikel 822 bzw. diese Störung, kann durch das organisch funktionelle Schichtensystem 808 bis zum gegenüberliegenden Kontakt (Anode 802) gedrückt werden. Somit kann der Partikel 822 mittels des mechanischen Drucks die Kathode 808 durch das organisch funktionelle Schichtensystem 806 drücken und somit einen körperlichen Kontakt 824 zwischen der Kathode 808 und der Anode 804 ausbilden. Dies kann aufgrund des sich ausbildenden Kurzschlusses einen Spontanausfall des OLED-Bauteils zur Folge haben. Somit können Partikel 822 in einer herkömmlichen OLED 800 bei mechanischer Belastung einen elektrischen Kurschluss verursachen. Die OLEDs sollten für die Anwendung als Flächenlichtquelle daher robuster ausgebildet werden, um die Kurzschlussgefahr durch Partikel 822 zu unterbinden oder zu reduzieren.
  • Gleichzeitig zur höheren Robustheit der OLED 800 sollen weitere Spezifikationen der OLED 800 nicht negativ beeinträchtigt werden. Weitere Spezifikationen sind beispielsweise die (t0)-IVLs-Parameter (current-voltage, luminance-voltage characteristics - IVLs); die Effizienz, die Spannung, die Farbe des emittierten Lichts, die Lebensdauer, die Lagerbeständigkeit sowie die mechanische Robustheit.
  • In einem herkömmlichen Verfahren zur Steigerung der Robustheit einer OLED 800 werden ein Diskretisieren der Leuchtfläche und eine Integration von Sicherungselementen in der OLED verwendet. Dies erfordert jedoch eine sehr hohe Justagegenauigkeit, was eine hohe Investition in Justageeinheiten am Fertigungsanfang (front end - FE) erfordert. Zudem kommt es durch die Diskretisierung und die integrierten Sicherungselemente zu einem partiellen Flächenverlust der Leuchtfläche.
  • In einem weiteren herkömmlichen Verfahren zur Steigerung der Robustheit einer OLED 800 wird eine Glaslamination mit einem direkten Auflaminieren einer Glasabdeckung 814 auf das organisch funktionelle Schichtensystem 806 verwendet. Dabei besteht jedoch das erhöhte Risiko eines Eindrückens von Partikeln 822 in das organisch funktionelle Schichtensystem 806. Eine Kavitätsglasverkapselung zur Umgehung dieses Problems, ist preislich nicht geeignet für Anwendungen in der Allgemeinbeleuchtung.
  • Weiterhin bekannt ist, dass Kaltleiter als externer Temperaturschutz Verwendung finden, beispielsweise zum Schutz von Motoren.
  • Die Druckschrift US 2006 / 0 066 223 A1 beschreibt integrierte Sicherungen für OLED-Beleuchtungsgeräte.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es eine optoelektronische Baugruppe bereitzustellen, mit der eine ungleichmäßige Strom- und Leuchtdichteverteilung und/oder eine ungleichmäßige Alterung der Leuchtfläche, beispielsweise durch Temperatureinfluss, verhindert oder reduziert werden kann. Alternativ oder zusätzlich soll eine optoelektronische Baugruppe mit einer erhöhten Robustheit bezüglich Partikeln bereitgestellt werden.
  • Die Aufgabe wird durch die optoelektronische Baugruppe gemäß Anspruch 1, das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 14 und das Betriebsverfahren gemäß Anspruch 16 gelöst.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch eine optoelektronische Baugruppe, mit einer ersten Elektrode, einer organisch funktionellen Schichtenstruktur, einer zweiten Elektrode; und einer elektrisch leitfähigen Struktur mit einem positiven Temperaturkoeffizienten. Die organisch funktionelle Schichtenstruktur ist elektrisch gekoppelt mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildet. Die elektrisch leitfähige Struktur ist derart mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt ausgebildet, dass wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes, der von der ersten Elektrode durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur zu der zweiten Elektrode fließt, durch die elektrisch leitfähige Struktur fließt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Teil eines elektrischen Stromes von der zweiten Elektrode durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur zu der ersten Elektrode und durch die elektrisch leitfähige Struktur fließen. Für den Fall, dass ein erster Strom von der ersten Elektrode zu der zweiten Elektrode fließt und ein zweiter Strom von der zweiten Elektrode zu der ersten Elektrode fließt, können der erste Strom und der zweite Strom zueinander zeitlich versetzt fließen und/oder unterschiedliche Ladungsträger aufweisen.
  • Die elektrisch leitfähige Struktur mit positivem Temperaturkoeffizienten ist derart ausgebildet, beispielsweise aus einem kaltleitenden Material und derart im Strompfad und Abmessung, dass die elektrisch leitfähige Struktur bei einer ersten Temperatur einen ersten elektrischen Widerstand aufweist und bei einer zweiten Temperatur einen zweiten elektrischen Widerstand aufweist. Die zweite Temperatur ist größer als die erste Temperatur. Der zweite elektrische Widerstand ist größer als der erste elektrische Widerstand. In verschiedenen Weiterbildungen weist das Material der elektrisch leitfähigen Struktur zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur eine Sprungtemperatur auf. Die Sprungtemperatur kann auch als Curie-Temperatur des Materials der elektrisch leitfähigen Struktur bezeichnet werden. Unterhalb der Sprungtemperatur, beispielsweise bei der ersten Temperatur, weist der erste elektrische Widerstand einen Wert in einem Bereich auf, so dass die elektrisch leitfähige Struktur als elektrisch leitend oder elektrisch halbleitend bezeichnet wird bzw. derart betrachtet wird. Oberhalb der Sprungtemperatur, beispielsweise bei der zweiten Temperatur, weist der zweite elektrische Widerstand einen Wert in einem Bereich auf, so dass die elektrisch leitfähige Struktur als elektrisch isolierend, dielektrisch, elektrisch nichtleitend oder paraelektrisch bezeichnet wird bzw. derart betrachtet wird. Der zweite elektrische Widerstand kann beispielsweise um einen Faktor 10000 größer sein als der erste elektrische Widerstand.
  • In verschiedenen Weiterbildungen kann alternativ zum elektrischen Widerstand der elektrisch leitfähigen Struktur die elektrische Leitfähigkeit betrachtet werden, und umgekehrt.
  • Mit anderen Worten: Die elektrisch leitfähige Struktur mit positivem Temperaturkoeffizienten kann auch als Kaltleiter oder PTC-Widerstand (positive temperature coefficient - PTC) bzw. PTC Thermistor bezeichnet werden. Mit anderen Worten: zwischen der organisch funktionellen Schichtenstruktur und der zweiten Elektrode kann eine kaltleitende Widerstandsschicht (positive temperature coefficient - PTC) ausgebildet sein. Bei lokal steigender Temperatur in der organisch funktionellen Schichtenstruktur erhöht sich auch der Widerstand lokal in der kaltleitenden Widerstandsschicht und reduziert so den durch die kaltleitende Widerstandsschicht fleißenden elektrischen Strom. Dadurch wird bei einer lichtemittierenden optoelektronischen Baugruppe lokal die Helligkeit des emittierten Lichts reduziert. Im Betrieb der optoelektronischen Baugruppe kann im eingeschwungenen Zustand somit eine homogene Stromeinprägung und damit verbunden über die Leuchtfläche eine Homogenisierung der Leuchtdichteverteilung des emittierten Lichts über die optisch aktive Fläche und/oder eine gleichmäßigere Alterung der optoelektronischen Baugruppe erreicht werden, beispielsweise für großflächige OLED-Bauteile.
  • Die elektrisch leitfähige Struktur kann beispielsweise ein Ferroelektrikum, beispielsweise ein Perowskit, beispielsweise ein Bariumtitanat; oder ein Pyroelektrikum aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Material der elektrisch leitfähigen Struktur mit positivem Temperaturkoeffizienten kann auch als Kaltleitermaterial bezeichnet werden. Kaltleitermaterialien für die elektrisch leitfähige Struktur können Sprungtemperaturen ab ungefähr 50 °C aufweisen. Die Sprungtemperatur ist beispielsweise der Temperaturwert des Materials, bei dem der Übergang von einer ferroelektrischen Eigenschaft zu einer paraelektrischen Eigenschaft erfolgt, beispielsweise der Übergang, ab der das Material einen sprunghaften Anstieg des elektrischen Widerstandes aufweist. Die Sprungtemperatur der elektrisch leitfähigen Struktur kann niedriger sein als die Glasübergangstemperatur oder die Schmelztemperatur der Materialien der organisch funktionellen Schichtenstruktur. Dadurch kann beispielsweise ein Kurzschluss in der optisch aktiven Fläche der optoelektronischen Baugruppe elektrisch isoliert werden. Bei einer Sprungtemperatur von ungefähr 60 °C kann sich in der organisch funktionellen Schichtenstruktur eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 30 °C bis ungefähr 60 °C einstellen.
  • Weiterhin kann die mittels der elektrisch leitfähigen Struktur bei flexiblen Substraten der optoelektronischen Baugruppe die Robustheit erhöht werden.
  • Weiterhin kann die elektrisch leitfähige Struktur zu einer reinen Sensorik-Anwendung verwendet werden. Eine Änderung der Temperatur kann beispielsweise zu einem definierten Regeln der optoelektronischen Baugruppe führen, beispielsweise zu einem Ausschalten der optoelektronischen Baugruppe. Eine weitere Sensorik-Anwendung ist beispielsweise eine Kurzschlussdetektion, und bei Bedarf eine mechanische Beseitigung der Ursache des Kurzschlusses, beispielsweise durch Ausheilen des Defekts mittels Lasers.
  • Weiterhin kann durch den Einsatz der elektrisch leitenden Struktur in Form eines eingebetteten hybrid Kaltleiters (als Funktionskeramik, Metall, Halbleiter) in eine Flächenlichtquelle kostengünstig ein temperaturabhängiger Widerstand eingebaut werden, der bei Ansteigen der Temperatur den Stromfluss durch die Flächenlichtquelle reduziert. Damit kann die Eigenerwärmung reduziert werden, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 °C bis ungefähr 30°C; und die Alterung verlangsamt werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist die elektrisch leitfähige Struktur derart ausgebildet, dass die elektrisch leitfähige Struktur unterhalb einer vorgegebenen Temperatur elektrisch leitend ist und oberhalb der vorgegebenen Temperatur elektrisch nichtleitend ist. Mit anderen Worten: oberhalb der vorgegebenen Temperatur ist die elektrisch leitfähige Struktur dielektrisch und wird bezüglich des Stromflusses von der ersten Elektrode zu der zweiten Elektrode (und/oder umgekehrt) durch die elektrisch leitfähige Struktur elektrisch isolierend. Die elektrisch leitfähige Struktur ist oberhalb der vorgegebenen Temperatur somit nicht, nur zu einem geringen Anteil oder nur bei einer großen elektrischen Spannung über die elektrisch leitfähige Struktur elektrisch leitend. Die elektrisch leitfähige Struktur mit positiven Temperaturkoeffizienten kann daher auch als Kaltleiter, PTC-Widerstand oder PTC-Thermistor bezeichnet werden. Die vorgegebene Temperatur kann eine Temperatur in einem Bereich von ungefähr 50 °C bis ungefähr 150 °C aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 °C bis ungefähr 120 °C, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 °C bis ungefähr 100 °C, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 °C bis ungefähr 80 °C.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung sind wenigstens ein Teil der elektrisch leitfähigen Struktur und der organisch funktionellen Schichtenstruktur zueinander elektrisch in Reihe ausgebildet. Dadurch kann die elektrisch leitfähige Struktur wenigstens für einen Teil des elektrischen Stromes, der durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur fließt, den Stromfluss unterbrechen oder zu einem Umleiten des Stromflusses führen, beispielsweise einem Ändern der Stromstärke eines parallelen Strompfades führen.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die elektrisch leitfähige Struktur wenigstens mit der ersten Elektrode, der organisch funktionellen Schichtenstruktur oder der zweiten Elektrode einen körperlichen Kontakt auf. Dadurch kann erreicht werden, dass mittels der elektrisch leitfähigen Struktur eine genaue Ermittlung der Temperatur in der organisch funktionellen Schichtenstruktur und/oder der zweiten Elektrode möglich ist. Dadurch kann beispielsweise die elektrisch leitfähige Struktur sehr präzise in einen elektrisch nichtleitenden Zustand geschaltet werden bzw. umschalten. Dies ermöglicht einen präzisen Schutz der organisch funktionellen Schichtenstruktur, beispielsweise verglichen mit einer Temperaturmessung mit einem Messfühler außerhalb des Trägers oder der Verkapselung.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist die elektrisch leitfähige Struktur auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet.
  • Dies ermöglicht eine flächige Ausbildung der elektrisch leitfähigen Struktur und/oder eine Segmentierung der optisch aktiven Fläche der optoelektronischen Baugruppe.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die optoelektronische Baugruppe ferner wenigstens einen Anschluss zum elektrischen Kontaktieren mit einer Baugruppen-externen Energiequelle auf. Die elektrisch leitfähige Struktur ist körperlich und im Strompfad zwischen dem wenigstens einen Anschluss und wenigstens einer der ersten Elektrode, der organisch funktionellen Schichtenstruktur oder der zweiten Elektrode ausgebildet.
  • Dies ermöglicht es, die elektrisch leitfähige Struktur in einem vorhandenen, optisch inaktiven (Rand-)Bereich der optoelektronischen Baugruppe anzuordnen, beispielsweise im Falle einer optisch transparenten Baugruppe und einer optisch intransparenten elektrisch leitfähigen Struktur. Dadurch wird ermöglicht, dass eine intransparente, elektrisch leitfähige Struktur das Design der optoelektronischen Baugruppe nicht verändert, unabhängig von der Transparenz der optisch aktiven Fläche der optoelektronischen Baugruppe.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die zweite Elektrode wenigstens einen Elektrodenbereich und einen elektrisch leitfähigen Durchkontakt auf. Der elektrisch leitfähige Durchkontakt kann elektrisch isoliert oder quasi elektrisch isoliert von dem Elektrodenbereich sein, beispielsweise mittels einer geringen Querleitfähigkeit. Die elektrisch leitfähige Struktur ist mittels des elektrisch leitfähigen Durchkontaktes mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur elektrisch leitfähig verbunden. Mittels der mittelbaren Verbindung der elektrisch leitfähigen Struktur durch den Durchkontakt mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur kann die elektrisch leitfähige Struktur eine mechanische Schutzwirkung in der optoelektronischen Baugruppe realisieren. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Struktur eine mechanisch rigide oder dämpfende Schutzstruktur ausbilden oder eine Überbrückungsstruktur aufweisen, die bei einer Überhitzung bricht.
  • Beispielsweise kann die optoelektronische Baugruppe in Form eines Flächenlichtelements ausgebildet sein. Kurzgeschlossene Bereiche können bei einem Flächenlichtelement einen Spontanausfall des Flächenlichtelements bedeuten. Bei einer lateral strukturierten, zweiten Elektrode können durch den Einsatz von Kaltleitern die kurzgeschlossenen Bereiche bei nur leicht erhöhter lokaler Temperatur durch die Erhöhung des Widerstandswertes des Kaltleiters eingegrenzt werden, quasi elektrisch abgetrennt werden. Weiterhin kann der Leuchtflächenverlust bei einer strukturierten, zweiten Elektrode, d.h. bei einer Diskretisierung der Leuchtfläche, gering sein, beispielsweise nicht vorhanden sein. Die Strukturierung der zweiten Elektrode, d.h. das Verhältnis von Breite des Elektrodenbereichs zur Breite des Durchkontaktes oder der Zwischenstruktur (siehe unten), kann so gewählt werden, dass auftretende dunkle Flecken (dark spots) in der optisch aktiven Fläche der optoelektronischen Baugruppe vom Auge nicht erkannt werden. Beispielsweis kann die Strukturierung der zweiten Elektrode derart gewählt werden, dass dunkle Flecken eine Breite von weniger als 100 µm aufweisen.
  • Gemäß einer Weiterbildung sind wenigstens ein Teil des elektrisch leitfähigen Durchkontaktes und der elektrisch leitfähigen Struktur aus einem Stück gebildet. Dadurch wird die elektrische und thermische Kopplung des Durchkontaktes mit der elektrisch leitenden Struktur vereinfacht. Dies kann ein präzises Umschalten der elektrischen Eigenschaft der elektrisch leitfähigen Struktur und ein einfachen Zusammenbau der optoelektronischen Baugruppe ermöglichen.
  • Die zweite Elektrode weist wenigstens einen ersten Elektrodenbereich und einen zweiten Elektrodenbereich auf. Der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich sind mittels einer Zwischenstruktur voneinander beabstandet. Mit anderen Worten: die zweite Elektrode kann strukturiert ausgebildet sein. Die einzelnen Elektrodenbereiche können beispielsweise einzeln angesteuert oder elektrisch isoliert werden. Die Elektrodenbereiche können je nach Anwendung mittels der Zwischenstruktur elektrisch isoliert oder elektrisch gekoppelt sein. Bei einer lateral strukturierten, zweiten Elektrode mit wenigstens zwei Elektrodenbereichen können durch den Einsatz von Kaltleitern die kurzgeschlossenen Bereiche bei nur leicht erhöhter lokaler Temperatur durch die Erhöhung des Widerstandswertes des Kaltleiters eingegrenzt werden, quasi elektrisch abgetrennt werden.
  • Die elektrisch leitfähige Struktur ist auf oder über der Zwischenstruktur ausgebildet. Die Zwischenstruktur weist wenigstens einen Hohlraum auf derart, dass die elektrisch leitfähige Struktur den Hohlraum überbrückt. Der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich können mittels der überbrückenden, elektrisch leitfähigen Struktur elektrisch leitfähig verbunden sein. Mittels der elektrisch leitfähigen Struktur mit positivem Temperaturkoeffizienten auf einer strukturierten Elektrode wird die Robustheit gesteigert, indem ein Kurzschlussbereich der optoelektronischen Baugruppe, beispielsweise in der optisch aktiven Fläche einer Flächenlichtquelle, bei einer auftretenden Temperaturerhöhung bei einem Kurzschluss quasi elektrisch abgekoppelt werden kann.
  • Die elektrisch leitfähige Struktur ist mechanisch gespannt ausgebildet derart, dass bei Überschreiten einer weiteren, vorgegebenen Temperatur oder eines vorgegebenen Temperaturbereiches, die elektrisch leitfähige Struktur bricht. Die mechanische Spannung kann beispielsweise realisiert werden, indem die elektrisch leitende Struktur auf der zweiten Elektrode aufgeklebt wird. Die Klebstoffverbindung bewirkt eine Fixierung der elektrisch leitenden Struktur. Bei einer Temperaturänderung kann es zu einem Auftreten eines thermisch induzierten mechanischen Bruchs der elektrisch leitenden Struktur kommen. Nach dem Bruch weist die elektrisch leitfähige Struktur wenigstens einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf, wobei der erste Bereich von dem zweiten Bereich elektrisch isoliert ist. Die weitere, vorgegebene Temperatur kann eine Temperatur oder der vorgegebene Temperaturbereich kann einen Temperaturbereich in einem Bereich von ungefähr 75 °C bis ungefähr 650 °C aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die optoelektronische Baugruppe ferner eine Wärmeverteilungsstruktur auf, wobei die Wärmeverteilungsstruktur mit der elektrisch leitfähigen Struktur thermisch gekoppelt ausgebildet ist. Mittels der Wärmeverteilungsstruktur ist eine gute und/oder definierte Wärmeableitung bei Kurzschlüssen möglich, beispielsweis in Kombination mit einer Dünnfilmverkapselung zum Schutz der zweiten Elektrode und/oder der organisch funktionellen Schichtenstruktur vor der Wärme und/oder dem Material der Wärmeverteilungsstruktur.
  • Gemäß einer Weiterbildung weist die zweite Elektrode die Wärmeverteilungsstruktur auf oder ist derart ausgebildet. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise.
  • Gemäß einer Weiterbildung weist die Wärmeverteilungsstruktur eine Kühleinheit mit einem Steuereingang und einem Kühlkontakt auf, wobei der Steuereingang mit der elektrisch leitfähigen Struktur elektrisch gekoppelt ist und der Kühlkontakt wenigstens mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur thermisch gekoppelt ist derart, dass mittels der elektrischen Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Struktur die Entwärmung wenigstens der organisch funktionellen Schichtenstruktur mittels eines Wärmestromes der Kühleinheit einstellbar ist.
  • In diesem Fall ermöglicht die elektrisch leitfähige Struktur eine Sensorapplikation und eine präzise Steuerung eines thermisch aktiven Bauelementes.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die optoelektronische Baugruppe ferner eine Verkapselungsstruktur auf. Wenigstens die organisch funktionelle Schichtenstruktur und die elektrisch leitfähige Struktur sind mittels der Verkapselungsstruktur hermetisch abgedichtet bezüglich einer Eindiffusion eines für die organisch funktionelle Schichtenstruktur schädlichen Stoffs, beispielsweise Wasser und/oder Sauerstoff. Dies ermöglicht eine kompakte und robuste Bauweise der optoelektronischen Baugruppe.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist die optoelektronische Baugruppe als ein Flächenbauelement ausgebildet, beispielsweise als eine Flächenlichtquelle und/oder ein Display.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronische Baugruppe. Das Verfahren weist auf: Ausbilden einer ersten Elektrode, Ausbilden einer organisch funktionellen Schichtenstruktur, Ausbilden einer zweiten Elektrode; und Ausbilden einer elektrisch leitfähigen Struktur mit einem positiven Temperaturkoeffizienten. Die organisch funktionelle Schichtenstruktur wird elektrisch gekoppelt mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildet. Die elektrisch leitfähige Struktur wird derart mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt ausgebildet, dass wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes, der von der ersten Elektrode durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur zu der zweiten Elektrode fließt, durch die elektrisch leitfähige Struktur fließt.
  • Mittels der elektrisch leitfähigen Struktur kann die Robustheit der optoelektronischen Baugruppe gegenüber einem Spontanausfall erhöhte werden. Dazu können bisherige Prozesssysteme verwendet werden, beispielsweise ohne sonstige Parameter zu verschlechtern, wie beispielsweise die Lebensdauer, die Lagerbeständigkeit, die t0-IVLs-Parameter (current-voltage luminance-voltage characteristics / Strom-Leuchtdichte Spannung-Leuchtdichte Eigenschaften nach Herstellung (t0)), die mechanische Stabilität, die Designfreiheit, die Kosten des Herstellungsverfahrens. Weiterhin können herkömmlich genutzte Anlagen/Prozesse zum Herstellen verwendet werden, beispielsweise thermisches Verdampfen/ plasmaverstärktes chemisches Gasphasenabscheiden (plasma enhanced chemical vapor deposition - PECVD), Atomlagenabscheiden (atomic layer deposition - ALD). Weiterhin wird ermöglicht, dass beim Herstellen die Reinraumgüte bzw. die Partikelreinheit in den Anlagen reduziert werden kann. Dadurch können die Herstellungskosten reduziert werden.
  • Die optoelektronische Baugruppe kann in sogenannter Top-Emitter oder Bottom-Emitter-Bauweise ausgebildet werden, oder als ein transparentes Baugruppe ausgebildet werden. Bei einer Top-Emitter oder Bottom-Emitter-Bauweise kann die elektrisch leitfähige Struktur direkt auf dem Substrat der optoelektronischen Baugruppe ausgebildet werden, beispielsweise nach einer Reinigung, für transparente oder intransparente Flächenlichtquellen.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird die elektrisch leitfähige Struktur als ein Formkörper auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur angeordnet. Dies ermöglicht ein einfaches Verbinden der elektrisch leitenden Struktur mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur und/oder der zweiten Elektrode.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe. Die optoelektronische Baugruppe weist eine erste Elektrode, eine organisch funktionelle Schichtenstruktur, eine zweite Elektrode; und eine elektrisch leitfähige Struktur mit einem positiven Temperaturkoeffizienten auf. Die organisch funktionellen Schichtenstruktur ist elektrisch gekoppelt ausgebildet mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode. Die elektrisch leitfähige Struktur ist derart mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt ausgebildet, dass wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes, der von der ersten Elektrode durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur zu der zweiten Elektrode fließt, durch die elektrisch leitfähige Struktur fließt. Weiterhin weist die optoelektronische Baugruppe eine Wärmeverteilungsstruktur mit einer Kühleinheit auf, wobei die Kühleinheit einen Steuereingang und einen Kühlkontakt aufweist. Der Steuereingang ist mit der elektrisch leitfähigen Struktur elektrisch gekoppelt und der Kühlkontakt wenigstens mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur thermisch gekoppelt derart, dass mittels der elektrischen Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Struktur die Entwärmung wenigstens der organisch funktionellen Schichtenstruktur mittels eines Wärmestromes der Kühleinheit einstellbar ist. Das Verfahren weist ein Ermitteln der elektrischen Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Struktur; ein Vergleichen der ermittelten elektrischen Leitfähigkeit mit einer vorgegebenen Leitfähigkeit, und ein Einstellen des Wärmestromes der Kühleinheit in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs auf.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1A eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe;
    • 1B ein Schaltbild zu einem Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Baugruppe;
    • 1C eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe;
    • 1D bis 1F schematische Schnittdarstellung von Ausführungsbeispielen einer optoelektronischen Baugruppe;
    • 2A eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der optoelektronischen Baugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
    • 2B und 2C Diagramme zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der optoelektronischen Baugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
    • 3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der optoelektronischen Baugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
    • 4A und 4B schematische Schnittdarstellung von Weiterbildungen optoelektronischer Baugruppen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
    • 4C ein Schaltbild zu einer Weiterbildung einer optoelektronischen Baugruppe;
    • 5A und 5B schematische Aufsichten von Weiterbildungen optoelektronischer Baugruppen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
    • 6 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe;
    • 7 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe; und
    • 8 eine schematische Schnittdarstellung eines herkömmlichen optoelektronischen Bauelements.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • Eine optoelektronische Baugruppe kann ein, zwei oder mehr optoelektronische Baugruppen aufweisen. Optional kann eine optoelektronische Baugruppe auch ein, zwei oder mehr elektronische Baugruppen aufweisen. Eine elektronische Baugruppe kann beispielsweise ein aktives und/oder ein passives Baugruppe aufweisen. Eine aktive elektronische Baugruppe kann beispielsweise eine Rechen-, Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder einen Transistor aufweisen. Eine passive elektronische Baugruppe kann beispielsweise einen Kondensator, einen Widerstand, eine Diode oder eine Spule aufweisen.
  • Eine optoelektronische Baugruppe kann eine elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe oder eine elektromagnetische Strahlung absorbierende Baugruppe sein. Eine elektromagnetische Strahlung absorbierende Baugruppe kann beispielsweise eine Solarzelle oder ein Fotodetektor sein. Eine elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann die elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Licht emittierende Baugruppe kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Baugruppen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
  • 1A veranschaulicht eine optoelektronischen Baugruppe 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Dargestellt sind auf oder über einem Träger 102 ein elektrisch aktiver Bereich 114 und eine Verkapselungsstruktur 112. Der elektrisch aktive Bereich 114 weist auf: eine erste Elektrode 104, eine organische funktionelle Schichtenstruktur 106, eine elektrisch leitfähige Struktur 108 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten und eine zweite Elektrode 110.
  • Mit anderen Worten: In verschiedenen Weiterbildungen ist die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 auf oder über der ersten Elektrode 104, die elektrisch leitfähige Struktur 108 auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106, und die zweite Elektrode 110 auf oder über der elektrisch leitfähigen Struktur 108 ausgebildet. Wenigstens ein Teil der elektrisch leitfähigen Struktur 108 ist mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und der zweiten Elektrode 110 elektrisch in Reihe gekoppelt.
  • Bei einer optoelektronischen Baugruppe 100 als Flächenlichtquelle kann mittels einer Begrenzung des Stromflusses durch die elektrisch leitfähige Struktur 108 eine Zerstörung der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 verhindert werden. Bei einem vorhandenem Kurzschluss (siehe auch 2A) stellt sich eine definierte Temperatur ein. Die zugeführte Wärme kann mittels einer Wärmeverteilungsstruktur 408 (siehe auch 4A-C) abgeführt werden. Durch eine hybride Einbettung einer elektrisch leitfähigen Struktur 108 mit positivem Temperaturkoeffizient, beispielsweise in Form eines Kaltleiters, in der optoelektronischen Baugruppe 100 kann der Stromfluss bei zu hoher Temperatur reduziert werden. Dadurch kann die Helligkeit des von der optoelektronischen Baugruppe emittierten Lichts reduziert werden. Damit kann die Alterung der optoelektronischen Baugruppe reduziert werden und die Lebensdauer verlängert werden.
  • In nachfolgender Beschreibung kann die optoelektronische Baugruppe als einseitig, beidseitig oder omnidirektional lichtemittierende Baugruppe ausgebildet sein. Die optoelektronischen Baugruppe kann lichtundurchlässig, beispielsweise reflektierend oder transparent ausgebildet sein. Die erste Elektrode 104 kann wenigstens teilweise transparent oder opak, beispielsweise reflektierend ausgebildet sein. Analog kann die elektrisch leitfähige Struktur 108 und/oder die zweite Elektrode 110 jeweils wenigstens teilweise transparent oder opak, beispielsweise reflektierend ausgebildet sein.
  • Der elektrisch aktive Bereich 114 ist zu einem Emittieren einer elektromagnetischen Strahlung aus einer bereitgestellten elektrischen Energie ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist der elektrisch aktive Bereich 114 zu einem Erzeugen eines elektrischen Stromes und/oder einer elektrischen Spannung aus einer bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet. Die optoelektronische Baugruppe 100 kann als ein Flächenbauelement ausgebildet sein, beispielsweise als eine Flächenlichtquelle und/oder ein Display. Alternativ oder zusätzlich weist die optoelektronische Baugruppe 100 wenigstens eine organische Leuchtdiode auf oder ist derart ausgebildet.
  • Mit anderen Worten: die optoelektronische Baugruppe 100, weist eine erste Elektrode 104, eine organisch funktionelle Schichtenstruktur 106, eine zweite Elektrode 110; und eine elektrisch leitfähige Struktur 108 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten auf. Die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 kann elektrisch gekoppelt mit der ersten Elektrode 104 und der zweiten Elektrode 110 ausgebildet sein. Die elektrisch leitfähige Struktur 108 kann auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet sein und derart mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 elektrisch gekoppelt ausgebildet sein, dass wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes, der von der ersten Elektrode 104 durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 zu der zweiten Elektrode 110 fließt, durch die elektrisch leitfähige Struktur 108 fließt.
  • Die elektrisch leitfähige Struktur 108 mit positivem Temperaturkoeffizienten kann auch als Kaltleiter oder PTC-Widerstand (positive temperature coefficient - PTC) bzw. PTC Thermistor bezeichnet werden. Mit anderen Worten: zwischen der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und der zweiten Elektrode 110 kann eine zusätzliche, kaltleitende Widerstandsschicht 108 (positive temperature coefficient - PTC) ausgebildet sein. Bei lokal steigender Temperatur in der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 erhöht sich auch der Widerstand lokal in der kaltleitenden Widerstandsschicht 108 und reduziert so den durch die kaltleitende Widerstandsschicht 108 fleißenden elektrischen Strom. Dadurch wird bei einer lichtemittierenden, optoelektronischen Baugruppe 100 lokal die Helligkeit des emittierten Lichts reduziert. Im Betrieb der optoelektronischen Baugruppe 100 kann im eingeschwungenen Zustand somit eine homogene Stromeinprägung und damit verbunden über die Leuchtfläche eine Homogenisierung der Leuchtdichteverteilung des emittierten Lichts über die optisch aktive Fläche und/oder eine gleichmäßigere Alterung der optoelektronischen Baugruppe 100 erreicht werden, beispielsweise für großflächige OLED-Bauteile.
  • Die Sprungtemperatur der elektrisch leitfähigen Struktur 108 kann niedriger sein als die Glasübergangstemperatur oder die Schmelztemperatur der Materialien der organisch funktionellen Schichtenstruktur. Dadurch kann beispielsweise ein Kurzschluss in der optisch aktiven Fläche der optoelektronischen Baugruppe 100 elektrisch isoliert werden. Bei einer Sprungtemperatur von ungefähr 50 °C kann sich in der organisch funktionellen Schichtenstruktur beispielsweise eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 30 °C bis ungefähr 50 °C einstellen.
  • Weiterhin kann die mittels der elektrisch leitfähigen Struktur 108 bei einem flexiblen Träger 102 der optoelektronischen Baugruppe 100 die Robustheit erhöht werden.
  • Weiterhin kann die elektrisch leitfähige Struktur 108 zu einer reinen Sensorik-Anwendung verwendet werden. Eine Änderung der Temperatur kann beispielsweise zu einem definierten Regeln der optoelektronischen Baugruppe 100 führen, beispielsweise zu einem Ausschalten der optoelektronischen Baugruppe 100. Eine weitere Sensorik-Anwendung ist beispielsweise eine Kurzschlussdetektion, und bei Bedarf eine mechanische Beseitigung der Ursache des Kurzschlusses, beispielsweise durch Ausheilen des Defekts mittels Lasers.
  • Die elektrisch leitfähige Struktur 108 kann derart ausgebildet sein, dass die elektrisch leitfähige Struktur unterhalb einer vorgegebenen Temperatur elektrisch leitend ist und oberhalb der vorgegebenen Temperatur elektrisch nichtleitend ist. Die vorgegebene Temperatur kann beispielsweise eine Temperatur in einem Bereich von ungefähr 60 °C bis ungefähr 150 °C aufweisen. Die vorgegebene Temperatur sollte kleiner sein als eine Glasübergangstemperatur oder eine Schmelztemperatur eines Materials der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106. Beispielsweise niedriger als die Glasübergangstemperatur oder die Schmelztemperatur des Materials der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 mit der kleinsten Glasübergangstemperatur oder Schmelztemperatur der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106.
  • Die elektrisch leitfähige Struktur 108 ist derart ausgebildet, dass sie einen elektrischen Widerstand aufweist, beispielsweise bei RT: in einem Bereich von ungefähr 0,1 Q bis ungefähr 0,5 Q; bei 80 °C: in einem Bereich von ungefähr 5 Q bis ungefähr 15 Q; bei 100 °C: in einem Bereich von ungefähr 20 Q bis ungefähr 200 Q; bei 120 °C: in einem Bereich von ungefähr 200 Q bis ungefähr 1000 Q und/oder bei 600 °C: ein Wert von größer als ungefähr 1 kQ.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist die elektrisch leitfähige Struktur 108 flächig auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich weist die optoelektronische Baugruppe 100 einen optisch aktiven Bereich und einen optisch inaktiven Bereich auf, wobei wenigstens die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 und die elektrisch leitfähige Struktur 108 wenigstens im optisch aktiven Bereich flächendeckend ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich sind die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 und die elektrisch leitfähige Struktur 108 im Wesentlichen kongruent ausgebildet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist die optoelektronische Baugruppe 100 lichtemittierend ausgebildet, wobei die elektrisch leitfähige Struktur 108 wenigstens für einen Wellenlängenbereich des emittierten Licht wenigstens transluzent ausgebildet ist.
  • In verschiedenen Weiterbildungen sind wenigstens ein Teil der elektrisch leitfähigen Struktur 108 und der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 zueinander elektrisch in Reihe ausgebildet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist die elektrisch leitfähige Struktur 108 mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und/oder der zweiten Elektrode 110 thermisch gekoppelt. Alternativ oder zusätzlich sind wenigstens ein Teil der elektrisch leitfähigen Struktur 108 und der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 zueinander thermisch parallel ausgebildet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und/oder der zweiten Elektrode 110 einen körperlichen Kontakt auf.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 ein Ferroelektrikum, beispielsweise ein Perowskit, oder ein Pyroelektrikum auf oder ist daraus gebildet. In verschiedenen Weiterbildungen weist die elektrisch leitende Struktur 108 wenigstens eines der nachfolgenden Materialien auf oder ist daraus gebildet: Bariumtitanat (BaTiO3; BTO); Blei-Zirkonat-Titanat (Pb (ZrxTi1-x)O3; PZT); Strontium-Bismut-Tantalat (SrBi2Ta2O9; SBT); Bismuttitanat (Bi4Ti3O12; BIT); Bismut-Lanthan-Titanat (Bi4-xLaxTi3O12; BLT); Bismut-Titanat-Niobat (Bi3TiNbO9; BTN); Strontiumtitanat (SrTiO3; STO); Barium-StrontiumTitanat (BaxSr1-xTiO3; BST); Natriumnitrit (NaNO2); Lithiumniobat (LiNbO3); Kalium-Natrium-Tartrat-Tetrahydrat (KNaC4H4O6 · 4 H2O; Seignettesalz); ein hexagonales Manganat (RMnO3 mit R = Y, Sc, In, Ho, Er, Tm, Yb, Lu); 1,1-Di(carboxymethyl)cyclohexan; Triglycinsulfat ((CH2NH2COOH)3·H2SO4; TGS); Polyvinylidenfluorid (PVDF), Poly(vinylidenfluorid-trifluoroethylen) P(VDF-TrFE), Platin, rußgefüllte Polymere, beispielsweise Polymerspähren.
  • In einer Weiterbildung weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 n-dotiertes Silizium auf oder ist daraus gebildet. Damit ist ungefähr eine Verdoppelung des elektrischen Widerstandes der elektrisch leitfähigen Struktur 108 bei einer Erhöhung der Temperatur von ungefähr 20 °C auf ungefähr 100°C möglich.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 eine Matrix und Partikel auf, wobei die Partikel in der Matrix verteilt sind. Die Matrix kann aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sein, beispielsweise wenigstens einem elektrisch leitfähigen Polymer. Die Partikel können ein Material mit positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen, wie oben ausführlicher beschreiben ist. Mit anderen Worten: die elektrisch leitfähige Struktur 108 kann elektrisch kaltleitende Partikel in einer elektrisch leitfähigen Matrix aufweisen. Dadurch kann die elektrisch leitende Struktur in einer beliebigen, geometrisch komplexen Form, beispielsweise organischen Form, ausgebildet werden.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 zwei oder mehr unterschiedliche Materialien mit positiven Temperaturkoeffizienten auf. Mit anderen Worten: die elektrisch leitfähige Struktur 108 kann ein Stoffgemisch aus kaltleitenden Materialien aufweisen. Dadurch kann die Sprungtemperatur, bei der die elektrisch leitfähige Struktur 108 paraelektrisch wird, eingestellt werden, beispielsweise bezüglich wenigstens eines Betriebsparameters der optoelektronischen Baugruppe 100 und/oder bezüglich wenigstens eines Materials der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106.
  • Beispielsweise führt in Bariumtitanat-Legierungen eine Substitution von Barium durch Blei zu einem Anstieg und ein Zusatz von Strontium zu einer Erniedrigung der Curie-Temperatur und somit des PTC-Effekts. Mittels eines Mischens von Strontium in BaTiO3 kann die Sprungtemperatur, d.h. die Curie-Temperatur, im anwendungsspezifisch benötigten Temperaturbereich eingestellt werden, beispielsweise auf eine Temperatur in einem Temperaturbereich von ungefähr -40 °C bis ungefähr 120 °C.
  • In verschiedenen Weiterbildungen kann der elektrische Widerstand der elektrisch leitfähigen Struktur 108 mittels der geometrischen Abmessung und/oder dem Material der elektrisch leitfähigen Struktur 108 eingestellt sein, wie beispielsweise in Tabelle 1 veranschaulicht ist. Tabelle 1:
    Material Dicke/mm Breite/mm Länge/mm T/°C Widerstand (berechnet) /Ω
    Al 0,00015 1 0,001 300 0,18
    BaTiOx 1 4 0,00005 300 12,5
    BaTiOx 1 2 0,0002 450 1M
    BaTiOx 2 2 0,000001 300 0,25
    BaTiOx 2 2 0,000001 450 2,5k
  • Die elektrisch leitfähige Struktur 108 kann beispielsweise den in der Tabelle 1 dargestellten elektrischen Widerstand bei angegebenen Material, der Abmessung und der Temperatur aufweisen.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 eine Sprungtemperatur von größer ungefähr 60°C auf. Eine elektrisch leitfähige Struktur 108 kann zu einer quasi kompletten Abschaltung der optoelektronischen Baugruppe oder Segmenten davon verwendet werden, beispielsweise indem die elektrisch leitfähige Struktur 108 eine oben genannte Keramik aufweist oder daraus gebildet ist.
  • Mittels einer oben beschriebenen Mischung von Funktionskeramiken ist in verschiedenen Weiterbildungen eine Justage auf eine bestimmte Sprungtemperatur der elektrisch leitfähigen Struktur 108 möglich. Beispielsweise ist für Anwendungen im Automobilbereich mit einer maximal zulässigen Temperatur der optoelektronischen Baugruppe von 105°C, ein Einstellen der Sprungtemperatur der elektrisch leitfähigen Struktur 108 auf beispielsweise 95°C möglich.
  • Somit können die Kundenanforderung für hohe Temperaturen reduziert werden, da ein eingebauter Selbstschutz mittels der Integration der elektrisch leitfähigen Struktur 108 in der optoelektronischen Baugruppe realisierbar ist.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist die elektrisch leitfähige Struktur 108 derart ausgebildet, dass sich der Brechungsindex der elektrisch leitfähigen Struktur 108 für wenigstens einen Wellenlängenbereich einer elektromagnetischen Strahlung und/oder in wenigstens eine Richtung mit der Temperatur ändert. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Struktur 108 derart ausgebildet sein, dass die elektrisch leitfähige Struktur 108 unterhalb der Sprungtemperatur transparent oder isotrop ist, und oberhalb der Sprungtemperatur transluzent oder anisotrop ist. Dadurch können/kann als eine Sensorik-Anwendung eine Temperaturverteilung und/oder ein Kurzschlussbereich optisch mittels der elektrisch leitfähigen Struktur 108 ermittelt werden. Beispielsweise kann mittels der Farbe oder dem Grad der Trübung in einem Bereich der elektrisch leitenden Struktur 108 die Temperatur des Bereiches ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die der elektrisch leitfähigen Struktur 108 derart ausgebildet sein, dass die Temperaturänderung bzw. die Temperaturverteilung in der elektrisch leitfähigen Struktur 108 im nichtsichtbaren Wellenlängenbereich ermittelbar ist.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 100 µm auf, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 200 nm bis ungefähr 50 µm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,2 µm bis ungefähr 1 µm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 100 µm
  • Der elektrisch aktive Bereich 114 ist mittels der Verkapselungsstruktur 112 hermetisch abgedichtet bezüglich einer Eindiffusion wenigstens einem Stoff, der für den elektrisch aktiven Bereich 114 schädlich ist, beispielsweise Wasser, Schwefel, Sauerstoff und/oder deren Verbindung. Mit anderen Worten: in verschiedenen Weiterbildungen kann die optoelektronische Baugruppe 100 eine Verkapselungsstruktur 112 aufweisen, wobei wenigstens die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 und die elektrisch leitfähige Struktur 108 mittels der Verkapselungsstruktur 112 hermetisch abgedichtet sind bezüglich einer Eindiffusion eines für die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 schädlichen Stoffs, beispielsweise Wasser, Schwefel und/oder Sauerstoff. Mit anderen Worten, eine optisch aktive Struktur mit erster Elektrode 104, organisch funktioneller Schichtenstruktur 106 und zweiter Elektrode 110; ist zusammen mit einer elektrisch leitfähigen Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten verkapselt. Die optisch aktive Struktur und die elektrisch leitfähige Struktur 108 sind somit monolithisch integriert in der optoelektronischen Baugruppe 100 ausgebildet. Die Verkapselungsstruktur 112 umgibt den elektrisch aktiven Bereich 114 wenigstens teilweise, und wird ausführlicher in 4 beschrieben.
  • Eine hermetisch bezüglich Wasser und/oder Sauerstoff dichte Verkapselungsstruktur 112 ist eine im Wesentlichen hermetisch dichte Struktur verstanden werden. Eine hermetisch dichte Struktur kann beispielsweise eine Diffusionsrate bezüglich Wasser und/oder Sauerstoff von kleiner ungefähr 10 g/(m2d) aufweisen, eine hermetisch dichte Abdeckung und/oder ein hermetisch dichter Träger kann/können beispielsweise eine Diffusionsrate bezüglich Wasser und/oder Sauerstoff 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).
  • In verschiedenen Ausgestaltungen kann ein bezüglich Wasser hermetisch dichter Stoff oder ein hermetisch dichtes Stoffgemisch eine Keramik, ein Metall und/oder ein Metalloxid aufweisen oder daraus gebildet sein.
  • Die optoelektronische Baugruppe 100 kann als ein durch die erste Elektrode 104 lichtemittierendes Bauelement ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich ist die optoelektronische Baugruppe 100 als ein transparentes, lichtemittierendes Bauelement und/oder ein durch zweite Elektrode 110 lichtemittierendes Bauelement ausgebildet sein.
  • Der Träger 102 ist beispielsweise als eine Folie oder ein Blech ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich weist der Träger 102 ein Glas oder einen Kunststoff auf oder ist daraus gebildet. Der Träger 102 kann elektrisch leitfähig ausgebildet sein, beispielsweise als eine Metallfolie oder ein Glas- oder Kunststoffträger mit einer Leiterstruktur. Der Träger 102 weist Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial auf oder ist daraus gebildet. Alternativ oder zusätzlich weist das Substrat 102 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien auf oder ist daraus gebildet sein. Der Träger 102 kann transparent ausgebildet sein bezüglich des von der optoelektronischen Baugruppe 100 absorbierten und/oder emittierten Lichts.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist der Träger 102 mechanisch flexibel ausgebildet, beispielsweise biegbar, knickbar oder formbar. Beispielsweise ist der Träger 102 als eine Folie oder ein Blech eingerichtet. Alternativ oder zusätzlich weist der Träger 102 wenigstens einen mechanisch rigiden, nicht-flexiblen Bereich auf.
  • Die erste Elektrode 104 und/oder die zweite Elektrode 110 können elektrisch leitfähig mit einem elektrisch leitfähigen Träger 102 verbunden sein. Dadurch kann beispielsweise eine Kontaktierung der ersten Elektrode 104 und/oder der zweiten Elektrode 110 durch den Träger 102 erfolgen, was die Kontaktierung der optoelektronischen Baugruppe 100 vereinfacht.
  • Die erste Elektrode 104 kann reflektierend ausgebildet sein, beispielsweise für eine optoelektronische Baugruppe 100 in Top-Emitter-Bauweise. Alternativ ist die erste Elektrode 104 transparent bezüglich des von der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 emittierten und/oder absorbierten Lichts ausgebildet, beispielsweise für eine transparente optoelektronische Baugruppe 100 oder ein optoelektronische Baugruppe in Bottom-Emitter-Bauweise.
  • Die erste Elektrode 104 weist ein elektrisch leitfähiges Material auf, beispielsweise ein Metall. Alternativ oder zusätzlich weist die erste Elektrode 106 ein transparentes leitfähiges Oxid eines der folgenden Materialien auf: beispielsweise Metalloxide: beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Die erste Elektrode weist eine Schichtdicke auf in einem Bereich von einer Monolage bis 500 nm, beispielsweise von kleiner 25 nm bis 250 nm, beispielsweise von 50 nm bis 100 nm.
  • Die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 ist zu einem Emittieren eines Lichts aus einer bereitgestellten elektrischen Energie ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 zu einem Erzeugen einer elektrischen Energie aus einem absorbierten Licht ausgebildet. Die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 weist eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht aufweisen. Die Schichten der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 sind zwischen den Elektroden 104, 110 derart angeordnet, dass im Betrieb elektrische Ladungsträger von der ersten Elektrode 104 durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 hindurch in die zweite Elektrode 110 fließen können, und umgekehrt.
  • Die zweite Elektrode 110 kann transparent bezüglich des von der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 emittierten und/oder absorbierten Lichts ausgebildet sein.
  • Die erste Elektrode 104 und die zweite Elektrode 110 können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Die zweite Elektrode 110 ist als Anode, also als löcherinjizierende Elektrode ausgebildet oder als Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
  • 1B veranschaulicht ein Ersatzschaltbild des elektrisch aktiven Bereiches 114 einer optoelektronischen Baugruppe, die im Wesentlichen identisch ist zu der in 1A dargestellten optoelektronischen Baugruppe 100.
  • Weiterhin dargestellt in 1B sind elektrische Anschlüsse 118, 120 zu einem elektrischen Kontaktieren der optoelektronischen Baugruppe mit einer Baugruppen-externen elektrischen Energiequelle.
  • Dargestellt sind ein erster Anschluss 118, die erste Elektrode in Form eines Widerstandes 104, die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 in Form einer Diodenstruktur, beispielsweise einer Leuchtdiode, die elektrisch leitfähige Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten mit dem Ersatzschaltbild eines PTC-Widerstandes; die zweite Elektrode 110 in Form eines elektrischen Widerstandes und ein zweiter Anschluss 120.
  • Die erste Elektrode 104 ist mittels eines ersten elektrischen Kontaktes mit dem ersten Anstoß 118 elektrisch gekoppelt und mittels eines zweiten elektrischen Kontaktes mit einem Anoden-Kontakt der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 elektrisch gekoppelt.
  • Mittels eines Kathoden-Kontaktes ist die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 weiterhin mit einem ersten elektrischen Kontakt der elektrisch leitfähigen Struktur 108 (PTC-Widerstandes) elektrisch gekoppelt.
  • Weiterhin ist elektrisch leitfähige Struktur 108 mittels eines zweiten elektrischen Kontaktes mit einem ersten elektrischen Kontakt der zweiten Elektrode 110 elektrisch gekoppelt.
  • Weiterhin ist die zweite Elektrode 110 mittels eines zweiten elektrischen Kontaktes mit dem zweiten Anschluss 120 elektrisch gekoppelt.
  • Die optoelektronische Baugruppe 100 ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen derart ausgebildet, dass ein elektrischer Strom zum Betreiben der optoelektronischen Baugruppe 100 von dem ersten Anschluss 118 durch die erste Elektrode 104, durch die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 und durch die zweite Elektrode 108 zu dem zweiten Anschluss 120 fließt (und/oder umgekehrt), wobei wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes durch die elektrisch leitfähige Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten fließt. Mit anderen Worten, die elektrisch leitfähige Struktur 108 und die organische funktionelle Schichtenstruktur 106 sind bezüglich der Anschlüsse 118, 120 der optoelektronischen Baugruppe wenigstens teilweise elektrisch in Reihe bzw. in Serie geschaltet ausgebildet.
  • Mit anderen Worten:
  • An den ersten Anschluss 118, der mit der ersten Elektrode 104 verbunden ist, ist ein erstes elektrisches Potential anlegbar. Das erste elektrische Potential wird von einer Bauelement-externen Energiequelle bereitgestellt, beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle. Alternativ wird das erste elektrische Potential an einen elektrisch leitfähigen Träger 102 angelegt und der ersten Elektrode 104 durch den Träger 102 mittelbar elektrisch zugeführt. Alternativ ist der Träger 102 als erste Elektrode 104 ausgebildet. Das erste elektrische Potential ist beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential.
  • An den zweiten Anschluss 120, der mit der zweiten Elektrode 110 verbunden ist, ist ein zweites elektrisches Potential anlegbar. Das zweite elektrische Potential wird von der gleichen oder einer anderen Energiequelle bereitgestellt wie das erste elektrische Potential. Das zweite elektrische Potential ist unterschiedlich zu dem ersten elektrischen Potential. Das zweite elektrische Potential weist beispielsweise einen Wert auf 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.
  • 1C veranschaulicht eine optoelektronischen Baugruppe 130 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die in 1C dargestellte optoelektronischen Baugruppe 130 kann im Wesentlichen identisch zu einer der oben dargestellten Ausgestaltungen einer optoelektronischen Baugruppe 100 ausgebildet sein. Weiterhin in 1C dargestellt ist, dass die elektrisch leitfähige Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten auf der zweiten Elektrode 110 ausgebildet sein kann und mittels elektrischer Durchkontakte 116 mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 elektrisch leitfähig verbunden ist.
  • Mit anderen Worten: In verschiedenen Weiterbildungen ist die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 auf oder über der ersten Elektrode 104, die zweite Elektrode 110 auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106, und die elektrisch leitfähige Struktur 108 auf oder über der zweiten Elektrode 110 ausgebildet. Wenigstens ein Teil der elektrisch leitfähigen Struktur 108 ist mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und der zweiten Elektrode 110 elektrisch in Reihe gekoppelt. In der in 1C veranschaulichten optoelektronischen Baugruppe 130 ist die elektrisch leitfähige Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten mittels wenigstens eines Durchkontaktes 116 wenigstens teilweise elektrisch in Reihe zu der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 ausgebildet.
  • Mit anderen Worten: In verschiedenen Weiterbildungen weist die zweite Elektrode 110 wenigstens einen Elektrodenbereich und einen elektrisch leitfähigen Durchkontakt 116 auf. Der elektrisch leitfähige Durchkontakt 116 kann elektrisch isoliert von dem Elektrodenbereich sein. Die elektrisch leitfähige Struktur 108 kann mittels des wenigstens einen elektrisch leitfähigen Durchkontaktes 116 mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 elektrisch leitfähig verbunden sein.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist der elektrisch leitfähige Durchkontakt 116 und die elektrisch leitfähige Struktur 108 ein gleiches Material auf oder sind daraus gebildet. Beispielsweise sind wenigstens ein Teil des elektrisch leitfähigen Durchkontaktes 116 und die elektrische leitende Struktur 108 aus einem Stück gebildet. Alternativ oder zusätzlich weisen das Material des elektrisch leitfähigen Durchkontaktes 116 und das Material der elektrisch leitfähigen Struktur 108 unterschiedliche Temperaturkoeffizienten auf.
  • In verschiedenen Weiterbildungen wird wenigstens eine Elektrode (veranschaulicht in 1C die zweite Elektrode 110) lateral strukturiert ausgebildet, so dass die strukturierte Elektrode voneinander elektrisch isolierte Elektrodenbereiche aufweist. In verschiedenen Weiterbildungen kann eine elektrisch leitfähige Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten auf einer strukturierten, zweiten Elektrode 110 und/oder unterhalb einer strukturierten, ersten Elektrode 104 ausgebildet sein. In verschiedenen Weiterbildungen weist die Elektrode 104 wenigstens einen ersten Elektrodenbereich und einen zweiten Elektrodenbereich auf. In verschiedenen Weiterbildungen ist die erste Elektrode 104 strukturiert ausgebildet, d.h. weißt wenigstens zwei Elektrodenbereiche auf, und die zweite Elektrode 110 ist unstrukturiert. In verschiedenen Weiterbildungen sind die erste Elektrode 104 und die zweite Elektrode 110 strukturiert ausgebildet. Mit anderen Worten: die erste Elektrode 108 weist wenigstens einen ersten Elektrodenbereich und einen zweiten Elektrodenbereich auf, und die zweite Elektrode 110 weist wenigstens einen ersten Elektrodenbereich und einen zweiten Elektrodenbereich auf. Die erste Elektrode 104 und die zweite Elektrode 110 können jeweils eine Zwischenstruktur zwischen dem ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich aufweisen. In verschiedenen Weiterbildungen ist die Zwischenstruktur der ersten Elektrode 104 zu der Zwischenstruktur der zweiten Elektrode 110 verschoben, d.h. die Zwischenstrukturen liegen sich nicht direkt gegenüber bzw. weisen zueinander einen seitlichen Versatz auf. Eine derartige Strukturierung kann vorteilhaft sein, je nachdem wo ein möglicher Kurzschluss auftritt.
  • Der laterale Abstand zwischen dem ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich der ersten Elektrode und/oder zweiten Elektrode sollte, unter Ausnutzung der geringen Leitfähigkeit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106, kein oder nur ein geringer elektrischer Querstrom innerhalb der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 vorliegen.
  • In verschiedenen Weiterbildungen wird wenigstens eine Elektrode 104, 110 strukturiert ausgebildet basierend auf der ihrer thermischen (Quer-)Leitfähigkeit. Eine derartige Strukturierung kann beispielsweise notwendig sein, für den Fall, dass die thermische Leitfähigkeit des Materials der Elektrode derart hoch ist, dass die Temperaturerhöhung bzw. Wärme schneller lateral transportiert werden würde, und somit die organisch funktionelle Schichtenstruktur schädigen könnte, als die elektrisch leitfähige Struktur 108 an Zeit benötigt, um in den paraelektrischen Zustand zu schalten. Alternativ oder zusätzlich kann eine derartige Strukturierung notwendig sein, für den Fall, dass die thermische Leitfähigkeit des Materials der Elektrode derart hoch ist, dass die Temperaturerhöhung bzw. Wärme weiter transportiert werden würde, und somit die organisch funktionelle Schichtenstruktur schädigen könnte, als der lokale Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur 108, der in den paraelektrischen Zustand umschaltet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist wenigstens ein Elektrodenbereich einer strukturierten ersten Elektrode und/oder einer strukturierten zweiten Elektrode eine Fläche beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1 mm2 bis ungefähr 100 mm2 auf, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 2 mm2 bis ungefähr 25 mm2, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 5 mm2 bis ungefähr 10 mm2.
  • 1D veranschaulicht eine optoelektronischen Baugruppe 140 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die in 1D dargestellte optoelektronischen Baugruppe 140 kann im Wesentlichen identisch zu einer der oben dargestellten Ausgestaltungen einer optoelektronischen Baugruppe ausgebildet sein. Weiterhin in 1D dargestellt ist, dass die elektrisch leitfähige Struktur 108 in verschiedenen Weiterbildungen auf der ersten Elektrode 104, und die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 auf der elektrisch leitfähigen Struktur 108 ausgebildet sein kann.
  • Dadurch kann die elektrisch leitfähigen Struktur 108 im Substratprozess über dem Träger 102, beispielsweise auf der ersten Elektrode 104 aufgebracht werden, d.h. noch bevor die organisch funktionelle Schichtenstruktur ausgebildet wird. Dadurch sind im Verfahren zum Ausbilden der elektrisch leitfähigen Strukturen 108 höhere Temperaturen und andere Prozesse zulässig bzw. möglich als bei einem Ausbilden der elektrisch leitfähigen Struktur auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Struktur mittels eines Kathodenzerstäubens (Sputtern), oder einem Kleben, beispielsweise mit einem thermisch und/oder elektrisch leitfähigen Kleber möglich sein. Weiterhin wird durch den Substratprozess ein Sintern des Materials der elektrisch leitfähigen Struktur 108 bei erhöhten Temperaturen ermöglicht, beispielsweise bei 600°C. Geeignete Materialien sind beispielsweise (Sr)-Bariumtitanat, Nickelmanganat, Strontiumtitanat, n-dotiertes Si; Metalle, beispielsweise Pt.
  • Weiterhin wird mittels der Integration der elektrisch leitfähigen Struktur 108 in der der optoelektronischen Baugruppe ein kostengünstiges Verfahren ermöglicht, indem die Anzahl externer Verdrahtung reduziert wird. Weiterhin verlängert die Stromreduktion durch die elektrisch leitfähige Struktur 108 bei erhöhter Temperatur die Lebensdauer.
  • Das beschriebene Verfahren ist im Wesentlichen anwendbar auf alle verfügbaren dimmbaren Leuchtmittel, beispielsweise LEDs; und ist tolerant gegenüber Abweichungen in der Fertigung.
  • 1E veranschaulicht eine optoelektronischen Baugruppe 150 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die in 1E dargestellte optoelektronischen Baugruppe 150 kann im Wesentlichen identisch zu einer der oben dargestellten Ausgestaltungen einer optoelektronischen Baugruppe ausgebildet sein. Weiterhin in 1E dargestellt ist, dass die elektrisch leitfähige Struktur 108 strukturiert ausgebildet werden kann und als eine elektrische Verbindungsstruktur wirken kann, beispielsweise zwischen der ersten Elektrode 104 und dem ersten Anschluss 118. In diesem Beispiel ist die elektrisch leitfähige Struktur 108 vor einem direkten körperlichen und elektrischen Kontakt mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und/oder der zweiten Elektrode 110 geschützt, beispielsweise mittels eines Resists (nicht veranschaulicht) und/oder der Verkapselungsstruktur 112. In diesem Beispiel wird die elektrisch leitfähige Struktur 108 zudem im Substratprozess über dem Träger 102, beispielsweise auf der ersten Elektrode 104 aufbringbar.
  • 1F veranschaulicht eine optoelektronischen Baugruppe 160 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die in 1F dargestellte optoelektronischen Baugruppe 160 kann im Wesentlichen identisch zu einer der oben dargestellten Ausgestaltungen einer optoelektronischen Baugruppe ausgebildet sein. Weiterhin in 1E dargestellt ist, dass die elektrisch leitfähige Struktur 108 strukturiert ausgebildet werden kann und als eine elektrische Verbindungsstruktur wirken kann, beispielsweise zwischen der zweiten Elektrode 110 und dem zweiten Anschluss 120. In diesem Beispiel ist die elektrisch leitfähige Struktur 108 vor einem direkten körperlichen und elektrischen Kontakt mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und/oder der ersten Elektrode 104 geschützt, beispielsweise mittels eines Resists (nicht veranschaulicht) und/oder der Verkapselungsstruktur 112.
    In verschiedenen Weiterbildungen ist es wichtig, dass die Kontaktfläche zwischen der elektrisch leitfähigen Struktur 108 und der körperlich verbundenen Elektrode 104, 110 oder organisch funktionellen Schichtenstruktur definiert ist. Die Kontaktfläche sollte nicht von der Justage der einzelnen Schichten der optoelektronischen Baugruppe zueinander abhängen. Dadurch kann ein immer gleiches Widerstandsverhalten der elektrisch leitfähigen Struktur gewährleistet werden.
  • Funktionskeramiken für die elektrisch leitfähige Struktur 108, sind durch Laserabgleich trimmbar (analog dem Widerstand bei Dickschichtechnik). Die Funktionskeramik ist innerhalb der Verkapselung 112 geschützt.
  • 2A veranschaulicht das Wirkprinzip einer optoelektronischen Baugruppe 200 mit elektrisch leitfähiger Struktur 108 mit positivem Temperaturkoeffizienten. Die in 2A dargestellte optoelektronischen Baugruppe 200 ist im Wesentlichen identisch zu einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen einer optoelektronischen Baugruppe. Ferner dargestellt ist eine strukturierte, zweite Elektrode mit wenigstens zwei nebeneinander angeordneten Elektrodenbereichen. Zwischen den Elektrodenbereichen ist eine Zwischenstruktur, beispielsweise mit einem Hohlraum. Alternativ oder zusätzlich weist die Zwischenstruktur einen Durchkontakt 116 auf. Die elektrisch leitende Struktur 108 kann mittels des Durchkontaktes 116 mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 elektrisch verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich sind die Elektrodenbereiche mittels der elektrisch leitfähigen Struktur 108 elektrisch leitfähig verbunden.
  • Ferner dargestellt ist ein Partikel 202, der beim Herstellen der optoelektronischen Baugruppe 200, beispielsweise beim Herstellen der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 oder beim Ausbilden der zweiten Elektrode 110, in die optoelektronische Baugruppe 100 gelangt sein könnte. Der Partikel 202 hat Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften in einem Bereich 204 der optoelektronischen Baugruppe 100.
  • Tritt in einem Elektrodenbereich ein Kurzschluss auf (veranschaulicht in 2A als Kurzschlussbereich 204), so erwärmt sich dieser Bereich, beispielsweise durch Ohmsche Verlust. Eine Erwärmung führt zu einem Vergrößern des elektrischen Widerstandes bei einem Kaltleiter, d.h. zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstands der elektrisch leitfähigen Struktur 108, beispielsweise um einen Faktor 10000. Die Erhöhung des elektrischen Widerstands der elektrisch leitfähigen Struktur 108 bewirkt, dass kein elektrischer Strom mehr durch den Kurzschlussbereich 204 fließen kann.
  • 2B veranschaulicht in einem Diagramm ein Berechnungsbeispiel für eine optoelektronische Baugruppe mit einer elektrisch leitfähigen Struktur.
  • In dem Diagramm 220 ist die Helligkeit 210 in Cd/m2 des von einer optoelektronischen Baugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen emittierten Lichts als Funktion der Temperatur 208 in °C der optoelektronischen Baugruppe für drei Beispiele 212, 214, 216 von elektrisch leitfähigen Strukturen 108 mit unterschiedlichen geometrischen Abmessungen veranschaulicht. Die Helligkeit 210 kann alternativ auch als Leuchtdichte bezeichnet werden.
  • In einem ersten Beispiel 212 weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 eine Abmessung von 2 mm x 2 mm x 0,001 mm auf. In einem zweiten Beispiel 214 weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 eine Abmessung von 1 mm x 1 mm x 0,001 mm auf. In einem dritten Beispiel 216 weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 eine Abmessung von 2 mm x 10 mm x 0,001 mm auf.
  • Die elektrisch leitfähige Struktur 108 ist in den Beispielen 212, 214, 216 jeweils aus dem gleichen Material als ein Kaltleiter mit 20% SrTiBaO3 ausgebildet.
  • Für die Berechnung wurde angenommen, dass im Wesentlichen nur der elektrische Widerstand der elektrisch leitfähigen Struktur temperaturabhängig ist. Die Steuerung erfolgt bei konstantem Betriebsstrom. Bei konstantem Betriebsstrom kann ein labiles Gleichgewicht eingestellt werden. Die optoelektronische Baugruppe weist für das Berechnungsbeispiel eine optisch aktive Fläche von ungefähr 46 cm2 auf. Die Helligkeit des emittierten Lichts beträgt bei 20 °C ungefähr 3300 Cd/m2.
  • Aus dem Verlauf der ermittelten Helligkeiten 210 der drei Beispiele 212, 214, 216 bei unterschiedlichen Temperaturen 208 ist eine Helligkeitsabnahme zu höheren Temperaturen bei Reihenschaltung des Kaltleiters mit der OLED zu sehen. Es ist aus dem Vergleich der Verläufe der Beispiele 212, 214, 216 ersichtlich, dass das Einsetzen der Helligkeitsanpassung durch eine Dimensionsänderung der elektrisch leitfähigen Struktur 108 angepasst werden kann. Ein Anpassen der Abmessung der elektrischen leitfähigen Struktur 108 ist beispielsweise mittels eines Laserzuschnitts (Lasertrimming) möglich.
  • Eine noch bessere Anpassung des Einsatzes der elektrisch leitfähigen Struktur 108 ist mittels der Zusammensetzung des Kaltleiters möglich (nicht dargestellt).
  • 2C veranschaulicht in einem Diagramm ein Berechnungsbeispiel zur Fertigungstoleranz für eine optoelektronische Baugruppe mit einer elektrisch leitfähigen Struktur.
  • In dem Diagramm 230 ist die Helligkeit 210 in Cd/m2 des von einer optoelektronischen Baugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen emittierten Lichts als Funktion der Temperatur 208 in °C der optoelektronischen Baugruppe für drei Beispiele 222, 224, 226 von elektrisch leitfähigen Strukturen 108 mit unterschiedlichen geometrischen Abmessungen veranschaulicht.
  • In der Fertigung der elektrisch leitfähigen Struktur 108 ist eine Toleranz in den Abmessungen von ungefähr 5 % akzeptabel. Somit kann in dem ersten Beispiel 212 aus 2B die laterale Abweichung 100 µm und die Schichtdickenabweichungen 50 nm betragen. Zur Veranschaulichung ist in 2C die Helligkeit 210 als Funktion der Temperatur 208 für das erste Beispiel, ein viertes Beispiel 224 und ein fünftes Beispiel 226 veranschaulicht. In dem vierten 224 weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 eine Abmessung von 1,9 mm x 1,9 mm x 0,001 m auf. In dem fünften Beispiel 226 weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 eine Abmessung von 2 mm x 2 mm x 0,00105 mm auf. Die elektrisch leitfähige Struktur 108 ist in den Beispielen 212, 224, 226 jeweils aus dem gleichen Material als ein Kaltleiter mit 20% SrTiBaO3 ausgebildet.
  • Der Fehler bzw. Abweichungen in den Abmessungen der elektrisch leitfähigen Struktur werden umso geringer, je größer die elektrisch leitfähige Struktur 108 in ihren Dimensionen ist.
  • Für die Berechnung von 2C wurde wie in 2B angenommen, dass im Wesentlichen nur der elektrische Widerstand der elektrisch leitfähigen Struktur temperaturabhängig ist. Die Steuerung erfolgt bei konstantem Betriebsstrom. Die optoelektronische Baugruppe weist für das Berechnungsbeispiel eine optisch aktive Fläche von ungefähr 46 cm2 auf. Die Helligkeit des emittierten Lichts beträgt bei 20 °C ungefähr 3300 Cd/m2.
  • Aus 2C ist ersichtlich, dass bei einer herkömmlichen Toleranz von 5 % in der Fertigung, bei einer optoelektronischen Baugruppe mit integrierter elektrisch leitfähiger Struktur 108 sich die Helligkeit 210 nur marginal ändert.
  • 3 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm 300, welches die Wirkung der elektrisch leitfähigen Struktur 106 in einer optoelektronischen Baugruppe veranschaulichten soll, wobei die optoelektronische Baugruppe im Wesentlichen identisch zu einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen einer optoelektronischen Baugruppe ist.
  • In einem Bereich 204 (Schritt 302) tritt (veranschaulicht als Kurzschlussbereich 204 in 2) bedingt durch ein Partikel 202 ein elektrischer Kurzschluss auf.
  • In dem Kurzschlussbereich 204 kommt es (Schritt 304) zu einer starken Temperaturerhöhung, beispielsweise derart, dass die Temperatur T des Kurzschlussbereiches 204 höher als die Curie-Temperatur Tc (auch bezeichnet als Sprungtemperatur) des Materials der elektrisch leitfähigen Struktur 108 ist.
  • Durch die Temperaturüberhöhung wird die elektrisch leitfähige Struktur 108 (Schritt 306) hochohmig. Die elektrisch leitfähige Struktur 108 verhindert durch den Kurzschlussbereich 204 einen Stromfluss.
  • Dies kann (Schritt 308) zu einer Abkühlung des Kurzschlussbereiches 204 auf eine Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur der elektrisch leitfähigen Struktur 108 führen.
  • Der weitere Ablauf des Stromflusses im Kurzschlussbereich 204 ist abhängig davon (Schritt 310), ob der Kurzschluss reversibel oder irreversibel ist.
  • Ein Kurzschluss kann beispielsweise auftreten bedingt durch eine Partikelkontamination und eine mechanische Belastung des Bereiches mit der Partikelkontamination. In diesem Fall sind die Kurzschlüsse im Wesentlichen irreversibel, da der Partikel 202 bei mechanischer Belastung die zweite Elektrode 110 durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 auf die erste Elektrode 104 durchdrückt (siehe 7).
  • Ist der Kurzschluss noch vorhanden, kommt es (Schritt 312) zu einer Selbsteinstellung einer mittleren Temperatur am Kurzschlussbereich 204 unterhalb der Curie-Temperatur der elektrisch leitfähigen Struktur 108, beispielsweise unter die Temperatur, bei der die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 beschädigt wird. Es wird ein statischer dunkler Fleck ausgebildet.
  • Die Hochohmigkeit der elektrisch leitfähigen Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten ist bei Temperaturen unterhalb der Curie-Temperatur reduziert. Je nach Ansprechzeit der elektrisch leitfähigen Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten, beispielsweise 5 s, kann der Kurzschluss wieder auftreten.
  • Die elektrisch leitfähige Struktur 108 bewirkt eine Strombegrenzung, so dass (Schritt 314) aufgrund des immer noch erhöhten Zuleitungswiderstandes die optoelektronische Baugruppe im Kurzschlussbereich 204 immer noch funktionsfähig sein kann. Im Kurzschlussbereich 204 kann die Temperatur lokal daher erhöht sein. Die Temperaturführung, das heißt die Entwärmung, kann über weitere Schichtmaterialien definiert werden, beispielsweise über eine Wärmeverteilungsstruktur, die unten ausführlicher beschrieben wird (siehe 4A, B).
  • Ein Kurzschluss kann jedoch auch reversibel sein, das heißt nach einer Zeit nicht mehr vorhanden sein. Beispielsweise kann der Partikel 202 und/oder der Kurzschlussbereich 204 ausgebrannt werden. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise die elektrisch leitfähige Struktur 108 bei hohen Temperaturen, (T > Tc) mittels thermischer Verspannung aufbrechen und somit den Kurzschlussbereich 204 elektrisch isolieren. In diesem Fall funktioniert die optoelektronischen Baugruppe (Schritt 316) mit kleiner Störung in Form eines statischen dunklen Flecks in der optisch aktiven Fläche weiter.
  • Alternativ zu einem Kurzschluss kann die Temperaturerhöhung auch lokal durch eine unterschiedliche Stromeinprägung in die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 erfolgen. In diesem Fall homogenisiert die elektrisch leitfähige Struktur 108 die Stromverteilung lateral in der optoelektronischen Baugruppe 100.
  • 4A veranschaulicht eine optoelektronische Baugruppe, die im Wesentlichen identisch zu einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen einer optoelektronischen Baugruppe ist, beispielsweise im Wesentlichen identisch zu der in 1A veranschaulichten optoelektronischen Baugruppe. Weiterhin dargestellt in 4A ist eine Wärmeverteilungsstruktur 408, die zwischen der zweiten Elektrode 110 und der elektrisch leitfähigen Struktur 108 vorgesehen ist. Die Wärmeverteilungsstruktur 408 ist zu einem Entwärmen bzw. einem Abführen und/oder Verteilen von Wärme der elektrisch leitfähigen Struktur 108 eingerichtet.
  • Mit anderen Worten: in verschiedenen Weiterbildungen weist die optoelektronische Baugruppe 100 ferner eine Wärmeverteilungsstruktur 408 auf. Die Wärmeverteilungsstruktur 408 kann mit der elektrisch leitfähigen Struktur 108 thermisch gekoppelt ausgebildet sein. In verschiedenen Weiterbildungen ist die Wärmeverteilungsstruktur 408 auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 und/oder der elektrisch leitfähigen Struktur 108 ausgebildet ist.
  • Mittels der Wärmeverteilungsstruktur 408 kann eine definierte Wärmeleitung oder Wärmespeicherung erreicht werden. Damit kann im Zusammenspiel mit der Diskretisierung der zweiten Elektrode, d.h. der Größe der Elektrodenbereiche der zweiten Elektrode bzw. der Zellgröße, eine definierte Temperatur bei einem bleibenden, beispielsweise irreversiblen, Kurzschluss eingestellt bzw. ausgebildet werden. In diesem Bereich kann die elektrisch leitende Struktur 108 im Selbstregelbereich arbeiten. Dies ermöglicht, dass die optoelektronische Baugruppe 100 weiter betrieben werden kann, obwohl ein Kurzschluss noch vorhanden ist.
  • Die Wärmeverteilungsstruktur 408 kann beispielsweise als eine Wärmeleitfolie. Die Wärmeverteilungsstruktur 408 kann eine wärmeleitende Schicht aufweisen oder aus einem wärmeleitenden Material gebildet sein. Als wärmeleitend kann eine Struktur verstanden werden, die als Produkt ihrer Dicke d und ihrer thermischen Leitfähigkeit k einen Wert von größer als ungefähr 1000 pW/K aufweist, beispielsweise größer als ungefähr 5000 pW/K, beispielsweise größer als ungefähr 20000 pW/K. Die Dicke der Schicht kann beispielsweise kleiner sein als ungefähr 10 mm, beispielsweise kleiner sein als ungefähr 2 mm, beispielsweise kleiner sein als ungefähr 100 µm. Eine Wärmeleitstruktur kann beispielsweise eine Graphen-Schicht, beispielweise eine Graphen beschichtete Folie, beispielsweise eine Aluminium-Folie, Kupfer-Folie oder eine Folie beschichtet mit Aluminium oder Kupfer aufweisen.
  • Die Wärmeverteilungsstruktur 408 kann eines der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Metall oder eine Metalllegierung, beispielsweise Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Al; SiC, ein AlN, ein Paraffin.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist die zweite Elektrode 110 als eine Wärmeverteilungsstruktur 408 ausgebildet oder weist eine solche auf.
  • In verschiedenen Weiterbildungen sind die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 und die elektrisch leitfähige Struktur 108 mittels der Verkapselungsstruktur 112 monolithisch integriert ausgebildet. 4A veranschaulicht weiterhin einer Ausgestaltung einer Verkapselungsstruktur 112, wobei die Verkapselungsstruktur 112 eine Dünnschicht Verkapselung 402, eine Haftschicht 404 und eine Abdeckung 406 aufweisen kann.
  • Mittels der Verkapselungsstruktur 112 werden die erste Elektrode 104, die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 und die zweite Elektrode 110 vor einer Eindiffusion eines schädlichen Stoffs geschützt. Mit andere Worten: Die Verkapselungsstruktur 112 ist hermetisch dicht bezüglich einer Diffusion von Wasser und/oder Sauerstoff durch die Verkapselungsstruktur 112 in die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 ausgebildet. Die Verkapselungsstruktur weist beispielsweise eine Barrieredünnschicht 402, eine Auskoppelschicht, eine Verbindungsschicht 404, einen Getter und/oder eine Abdeckung 406 auf.
  • Die Barrieredünnschicht 402 weist eines der nachfolgenden Materialien auf oder ist daraus gebildet: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminiumdotiertes Zinkoxid, Poly(p-phenylenterephthalamid), Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben.
  • Die Ein-/Auskoppelschicht weist eine Matrix und darin verteilt Streuzentren bezüglich der elektromagnetischen Strahlung auf, wobei der mittlere Brechungsindex der Ein-/Auskoppelschicht größer oder kleiner ist als der mittlere Brechungsindex der Schicht, aus der die elektromagnetische Strahlung bereitgestellt wird. Ferner können zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten (beispielsweise kombiniert mit der zweiten Barrieredünnschicht) in dem organisch optoelektronischen Bauelement 300 vorgesehen sein.
  • Die Verbindungsschicht 404 ist aus einem Klebstoff oder einem Lack gebildet. In einer Weiterbildung weist eine Verbindungsschicht aus einem transparenten Material Partikel auf, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel. Dadurch wirkt die Verbindungsschicht als Streuschicht, was zu einer Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führt.
  • In einer Weiterbildung ist zwischen der zweiten Elektrode 110 und der Verbindungsschicht 404 noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) ausgebildet, 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 Weiterbildungen ist die elektrisch leitfähige Struktur 108 als eine Klebstoffschicht eingerichtet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die Verbindungsschicht 404 die elektrisch leitfähige Struktur 108 auf.
  • Die Schicht mit Getter weist ein Material auf oder ist daraus gebildet, dass Stoffe, die schädlich für den elektrisch aktiven Bereich sind, absorbiert und bindet, beispielsweise Wasserdampf und/oder Sauerstoff. Ein Getter weist beispielsweise ein Zeolith-Derivat auf oder ist daraus gebildet sein. Die Schicht mit Getter- weist eine Schichtdicke von größer als ungefähr 1 µm auf, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren µm.
  • Auf oder über der Verbindungsschicht 404 ist die Abdeckung 406 ausgebildet oder angeordnet. Die Abdeckung 406 wird mittels der Verbindungsschicht 404 mit dem elektrisch aktiven Bereich 114 verbunden und schützt diesen vor schädlichen Stoffen. Die Abdeckung 406 ist beispielsweise eine Glasabdeckung, eine Metallfolienabdeckung oder eine abgedichtete Kunststofffolien-Abdeckung. Die Glasabdeckung ist beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl. glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des organisch optoelektronischen Bauelementes verbunden.
  • 4B veranschaulicht eine optoelektronische Baugruppe, die im Wesentlichen identisch zu einer der oben beschriebenen Ausgestaltung einer optoelektronischen Baugruppe ist, beispielsweise im Wesentlichen identisch zu der in 1C oder 4A veranschaulichten optoelektronischen Baugruppe. 4B veranschaulicht weiterhin, dass die Wärmeverteilungsstruktur 408 in verschiedenen Weiterbildungen einen körperlichen Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Struktur 108 aufweisen kann, und die zweite Elektrode 110 frei sein kann von einem körperlichen Kontakt mit der Wärmeverteilungsstruktur 408. Beispielsweise ist die elektrisch leitende Struktur 108 auf oder über der zweiten Elektrode 110 ausgebildet und mittels Durchkontakten 116 mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 elektrisch verbunden. Die Wärmeverteilungsstruktur 408 ist auf oder über der elektrisch leitenden Struktur 108 ausgebildet und mit dieser thermisch gekoppelt.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist die Wärmeverteilungsstruktur 408 elektrisch leitfähig ausgebildet. Beispielsweise ist die Wärmeverteilungsstruktur 408 elektrisch zwischen den Anschlüssen 118, 120 angeordnet derart, dass ein Teil des elektrischen Stromes, der durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur 106 fließt, durch die Wärmeverteilungsstruktur 408 fließt. In verschiedenen Weiterbildungen ist die Wärmeverteilungsstruktur 408 zwischen der ersten Elektrode 104 und der zweiten Elektrode 110 angeordnet.
  • Alternativ ist die Wärmeverteilungsstruktur 408 dielektrisch bzw. elektrisch nichtleitend ausgebildet. Die Wärmeverteilungsstruktur 408 kann beispielsweise eine elektrische Isolierung ausbilden.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die Verkapselungsstruktur 112 wenigstens einen Teil der Wärmeverteilungsstruktur 408 auf.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die optoelektronische Baugruppe 100 eine Zwischenschicht zwischen der Verkapselungsstruktur 112 und der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 auf. Die Zwischenschicht kann ein verglichen zu der Verkapselungsstruktur 112 weiches Material aufweisen und als eine Dämpfungsschicht wirken. Die Zwischenschicht kann elektrisch leitend ausgebildet sein. Alternativ ist die Zwischenschicht elektrisch nichtleitend ausgebildet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die optoelektronische Baugruppe 100 eine strahlengangbeeinflussende Struktur auf. Eine strahlengangbeeinflussende Struktur beeinflusst beispielsweise bei einer Flächenlichtquelle den Strahlengang des emittierten Lichts. Eine strahlengangbeeinflussende Struktur weist beispielsweise Nanopartikel in einer Schicht zum Ändern des Brechungsindexes der Schicht und/oder Streupartikel in einer Schicht zum Streuen von Licht auf.
  • Eine strahlengangbeeinflussende Struktur ist beispielsweise eine Auskoppelstruktur für eine optoelektronische Baugruppe in Top-Emitter oder Bottom-Emitter Bauweise.
  • 4C veranschaulicht eine optoelektronische Baugruppe, die im Wesentlichen identisch zu einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen einer optoelektronischen Baugruppe ist. Weiterhin in 4C veranschaulicht ist, dass die optoelektronische Baugruppe 430 eine Steuereinheit 412 und eine Kühleinheit 414 aufweisen kann.
  • Die Steuereinheit 412 ist mittels wenigstens einer Versorgungsleitung 418 elektrisch gekoppelt bzw. verbunden mit einer Baugruppen-externen elektrischen Energiequelle (nicht veranschaulicht). Die Baugruppen-externe elektrische Energiequelle stellt mittels der wenigstens einen Versorgungsleitung 418 den Betriebstrom und die Betriebsspannung für die optoelektronische Baugruppe bereit.
  • Weiterhin ist die Steuereinheit 412 mittels Verbindungsleitungen 422 mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden (in 4C veranschaulicht mit einem Leuchtdioden-Ersatzschaltbild 106). Mittels der Verbindungsleitungen 422 wird ein elektrischer Stromfluss von der ersten Elektrode durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur zu der zweiten Elektrode ermöglicht, wobei wenigstens ein Teil dieses elektrischen Stromes durch die elektrisch leitfähige Struktur fließt.
  • Weiterhin ist die Steuereinheit 412 mittels wenigstens einer Ermittlungsleitung 426 mit der elektrisch leitfähigen Struktur elektrisch verbunden. Mittels der wenigstens einen Ermittlungsleitung 426 kann der elektrische Widerstand der elektrisch leitfähigen Struktur ermittelt werden.
  • Weiterhin ist die Steuereinheit 412 mittels wenigstens einer Steuer- und/oder Versorgungsleitung 424 mit der Kühleinheit 414 elektrisch verbunden. Die Kühleinheit 414 weist einen Steuereingang und einem Kühlkontakt auf. Der Steuereingang ist mittels der Steuer- und/oder Versorgungsleitung 424, der Steuereinheit und der Ermittlungsleitung 426 mit der elektrisch leitfähigen Struktur 108 elektrisch gekoppelt. Der Kühlkontakt ist wenigstens mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 thermisch gekoppelt. Die Kühleinheit 414 ist derart ausgebildet, dass sie einen Wärmestrom 416 bereitstellen kann. Die Kühleinheit kann derart ausgebildet sein, dass der Wärmestrom 416 zu einem Abkühlen der Fläche eingerichtet ist, auf die er gerichtet ist. Mit anderen Worten: Die Kühleinheit 414 ist derart mit der elektrisch leitfähigen Struktur 108 und wenigstens der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 gekoppelt, dass mittels der ermittelten elektrischen Leitfähigkeit bzw. dem ermittelten elektrischen Widerstand der elektrisch leitfähigen Struktur 108 die Entwärmung wenigstens der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 mittels eines Wärmestromes 416 der Kühleinheit 414 einstellbar ist.
  • Mittels der Steuer- und/oder Versorgungsleitung 424 kann der Wärmestrom 416, d.h. die Kühlleistung der Kühleinheit 414 eingestellt werden.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die Wärmeverteilungsstruktur 408 die Kühleinheit 414 auf.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die Wärmeverteilungsstruktur 408 ein thermisch passives Bauelement und/oder ein thermisch aktives Bauelement auf. Ein thermisch passives Bauelement kann mit einem thermisch aktiven Bauelement thermisch gekoppelt sein.
  • Ein thermisch passives Bauelement kann beispielsweise als eine Kühlfläche, eine Wärmeröhre (heat pipe) oder ein Kühlkörper ausgebildet sein.
  • Ein thermisch aktives Bauelement weist erzeugt aktiv, d.h. unter Aufwendung einer elektrischen Energie und/oder steuerbar oder regelbar einen Wärmestrom. Ein thermisch aktives Bauelement kann synonym als eine Kühleinheit 414 bezeichnet werden. Eine Kühleinheit ist ein Bauelement, das aktiv einen Wärmestrom 416, beispielsweise eine Abkühlung (veranschaulicht in 4C), erzeugt. Eine Kühleinheit 414 kann beispielsweise wenigstens eines der nachfolgenden Bauelemente aufweisen: einen Lüfter, einen Ventilator, eine Kältemaschine (chiller), beispielsweise eine Absorptions- oder eine Adsorptionsanalge sein, eine Diffusionsabsorptionsmaschine, eine Kompressionskälteanlage, eine Dampfstrahlkälteanlage, ein Pulsröhrenkühler, ein Peltier-Element, eine Magnetische Kühlung, eine Kältemaschine nach dem Linde-Verfahren oder eine Verdunstungskühlung.
  • Dadurch wird mittels einer automatisierten Ansteuerung der Kühleinheit eine Reduktion der Eigenerwärmung optoelektronischen Baugruppe 430 ermöglicht. Mit automatisierten Schaltpunkten ist dies direkt auf dem Träger 102 möglich. Damit wird eine Detektion der Temperatur der optoelektronischen Baugruppe direkt an der Leuchtfläche möglich, was bei externen Temperaturmessungen nicht möglich ist.
  • In einem Beispiel ist die optoelektronische Baugruppe als eine Rückleuchte im Automobilbereich ausgebildet. Die lichtemittierende Einheit der optoelektronischen Baugruppe kann eine beliebige lichtemittierende Einheit sein, beispielsweise in Form einer Leuchtdiode, einer organischen Leuchtdiode (veranschaulicht in 4C) oder einem sonstigen herkömmlichen elektrischen, lichtemittierenden Bauelement, das sich im Betrieb erwärmt. Es wird eine Spannung mittels einer Ermittlungsleitung 426 über die elektrisch leitfähige Struktur 108 abgegriffen und auf eine Steuereinheit 412 rückgekoppelt. Die Steuereinheit 412 kann beispielsweise ein Kühlelement 414 steuern, beispielsweise einen Ventilator oder Lüfter. Die Steuereinheit 412 kann auch im Ruhezustand des Fahrzeuges aktiviert sein, damit die volle Helligkeit des emittierbaren Lichts schon beim Starten des Fahrzeuges bereitsteht.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist die Steuereinheit 412 auch für andere elektrische Stromabnehmer nutzbar.
  • 5A veranschaulicht eine schematische Draufsicht auf eine zweite Elektrode 110 und eine elektrisch leitfähige Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten einer optoelektronischen Baugruppe. Die optoelektronischen Baugruppe der in 5A dargestellten Elemente kann im Wesentlichen identisch sein zu einer der Ausgestaltungen einer der oben beschriebenen optoelektronischen Baugruppen. 5A veranschaulicht weiterhin, dass die zweite Elektrode 110 strukturiert ausgebildet sein kann. Zwischen den strukturierten Bereichen der zweiten Elektrode 110 kann Material mit positiven Temperaturkoeffizienten angeordnet sein. Die zweite Elektrode 110 kann somit Bereiche aufweisen, die wenigstens teilweise, beispielsweise vollständig, lateral von einer elektrisch leitfähigen Struktur 108 und/oder wenigstens einem Durchkontakt 116 umgeben sind. Das umgebende Material kann den wenigstens einen Durchkontakt 116 und/oder die elektrisch leitfähige Struktur 108 bilden.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die zweite Elektrode 110 wenigstens einen ersten Elektrodenbereich und einen zweiten Elektrodenbereich auf. Der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich können mittels einer Zwischenstruktur voneinander beabstandet sein. In verschiedenen Weiterbildungen sind der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich mittels der elektrisch leitfähigen Struktur 108 elektrisch miteinander verbunden, beispielsweise elektrisch verbunden.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist die elektrisch leitfähige Struktur auf oder über der Zwischenstruktur ausgebildet. Die Zwischenstruktur weist wenigstens einen Durchkontakt auf. In verschiedenen Weiterbildungen ist die elektrisch leitfähige Struktur mittels wenigstens eines Durchkontaktes mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur elektrisch leitfähig verbunden.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die Zwischenstruktur einen elektrisch leitfähigen Bereich auf, der elektrisch isoliert von dem ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich ausgebildet sein kann.
  • 5B veranschaulicht eine schematische eine Draufsicht auf eine zweite Elektrode 110 und eine elektrisch leitfähige Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten einer optoelektronischen Baugruppe. Die optoelektronischen Baugruppe der in 5B dargestellten Elemente kann im Wesentlichen identisch sein zu einer der Ausgestaltungen einer der oben beschriebenen optoelektronischen Baugruppen. 5B veranschaulicht weiterhin, dass die zweite Elektrode 110 strukturiert ausgebildet sein kann. Die strukturierten Bereiche der zweiten Elektrode 110 können mittels der elektrisch leitfähigen Struktur 108 mit positiven Temperaturkoeffizienten elektrisch und/oder thermisch verbunden sein. Die elektrisch leitfähige Struktur 108 weist beispielsweise eine brückenförmige Struktur auf. Mit anderen Worten: zwischen den strukturierten Bereichen der zweiten Elektrode 110 kann beispielsweise einen Luftspalt ausgebildet sein, der von einer elektrisch leitfähigen Struktur 108 überbrückt wird. Dadurch kann die elektrisch leitfähige Struktur 108 mittels thermischer Verspannung bei einem Kurzschluss oder einem sonstigen hohen Temperaturanstieg brechen. Dadurch können einzelne strukturierte Bereiche der zweiten Elektrode 110 elektrisch voneinander isoliert werden.
  • Mit anderen Worten:
    • In verschiedenen Weiterbildungen ist die elektrisch leitfähige Struktur 108 auf oder über der Zwischenstruktur ausgebildet. Die Zwischenstruktur weist wenigstens einen Hohlraum auf derart, dass die elektrisch leitfähige Struktur 108 den Hohlraum überbrückt und der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich mittels der überbrückenden, elektrisch leitfähigen Struktur 108 elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind. In verschiedenen Weiterbildungen ist die elektrisch leitfähige Struktur 108 mechanisch gespannt ausgebildet derart, dass bei Überschreiten einer weiteren, vorgegebenen Temperatur oder eines vorgegebenen Temperaturbereiches, die elektrisch leitfähige Struktur bricht. Nach dem Bruch weist die elektrisch leitfähige Struktur wenigstens einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf, wobei der erste Bereich von dem zweiten Bereich elektrisch isoliert ist. In verschiedenen Weiterbildungen weist die weitere, vorgegebene Temperatur eine Temperatur oder der vorgegebene Temperaturbereich einen Temperaturbereich in einem Bereich von ungefähr 60 °C bis ungefähr 650 °C auf.
  • Mit anderen Worten:
    • In verschiedenen Weiterbildungen weist die elektrisch leitfähige Struktur 108 wenigstens einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf. Der erste Bereich kann neben dem zweiten Bereich ausgebildet sein. Der erste Bereich kann im Wesentlichen thermisch isoliert von dem zweiten Bereich sein. Weiterhin kann der erste Bereich mittelbar mit dem zweiten Bereich elektrisch leitend verbunden sein, beispielsweise mittels eines Elektrodenbereiches der zweiten Elektroden. Mit anderen Worten: In verschiedenen Weiterbildungen ist die elektrisch leitfähige Struktur 108 als eine strukturierte Zuleitung für die strukturierte, zweite Elektrode 110 ausgebildet.
  • Zusätzlich kann die elektrisch leitfähige Struktur 108 wenigstens einen dritten Bereich aufweisen, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich mittels des dritten Bereichs miteinander verbunden sind. Die thermische Isolierung des ersten Bereichs von dem zweiten Bereich kann beispielsweise mittels einer geringen Querleitfähigkeit im dritten Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur realisiert sein.
  • In verschiedenen Weiterbildungen kann die elektrisch leitfähige Struktur 108 bei einer hohen Temperatur aufbrechen, beispielsweise bedingt durch thermische Verspannungen. Die hohe Temperatur kann beispielsweise von einem elektrischen Kurzschluss verursacht sein. Die hohe Temperatur weist beispielsweise einen Wert oberhalb der Curie-Temperatur des Materials der elektrisch leitenden Struktur 108 auf. Die elektrisch leitfähige Struktur 108 führt in diesem Fall zu einer dauerhaften Abkopplung des Kurzschlussbereiches 204 (siehe 2) vom Strompfad.
  • Die Sprungtemperatur der elektrisch leitfähigen Struktur 108, d.h. die Temperatur, bei der die elektrisch leitfähige Struktur 108 elektrisch nichtleitend wird, sollte unter dem Schmelzpunkt und/oder der Glasübergangstemperatur der Materialien der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 sein. Beispielsweise weist Bariumtitanat als Material der elektrisch leitfähigen Struktur 108 eine Sprungtemperatur von ungefähr 120°C auf. Dadurch kann bei Überhitzung der optoelektronischen Baugruppe 100 eine Beschädigung der organisch funktionellen Schichtenstruktur 106 verhindert werden.
  • Eine elektrisch leitfähige Struktur 108 mit wenigstens einer Kaltleiterbrücke, die eine Zwischenstruktur zwischen zwei Elektrodenbereichen überbrückt und elektrisch leitfähig verbindet, sollte eine geringstmögliche Breite zwischen den Elektroden aufweisen, beispielsweise im pm-Bereich. Dadurch können/kann die Zwischenstruktur und/oder die elektrisch leitfähige Struktur augenscheinlich unscheinbar sein. Für einen Betrachter der optoelektronischen Baugruppe stellt sich somit eine quasi homogene Leuchtfläche dar.
  • 6 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren 600 zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die optoelektronische Baugruppe kann im Wesentlichen identisch zu einer der oben genannten Ausgestaltungen einer optoelektronischen Baugruppe ausgebildet werden.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren 600 zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe 100 bereitgestellt. Das Verfahren weist auf: Ausbilden 602 einer ersten Elektrode, Ausbilden 604 einer organisch funktionellen Schichtenstruktur, Ausbilden 606 einer zweiten Elektrode; und Ausbilden 608 einer elektrisch leitfähigen Struktur mit einem positiven Temperaturkoeffizienten. Die organisch funktionelle Schichtenstruktur wird elektrisch gekoppelt mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildet. Die elektrisch leitfähige Struktur wird auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur ausgebildet. Die elektrisch leitfähige Struktur wird derart mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt ausgebildet, dass wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes, der von der ersten Elektrode durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur zu der zweiten Elektrode fließt, durch die elektrisch leitfähige Struktur fließt.
  • Mit anderen Worten: Das Verfahren 600 weist auf: ein Ausbilden 604 einer organisch funktionellen Struktur auf oder über einer ersten Elektrode; ein Ausbilden 606 einer zweiten Elektrode auf oder über der organisch funktionellen Struktur; und ein Ausbilden 608 einer elektrisch leitfähigen Struktur mit positiven Temperaturkoeffizienten derart, dass wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes der von der ersten Elektrode durch die organische funktionelle Schichtenstruktur zu der zweiten Elektrode fließt, durch die elektrisch leitfähige Struktur fließt.
  • Die elektrisch leitfähige Struktur kann dazu zwischen der organisch funktionellen Struktur und der zweiten Elektrode ausgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Teil der elektrisch leitfähigen Struktur auf der zweiten Elektrode ausgebildet werden und mittels eines Durchkontaktes durch die zweite Elektrode mit der organisch funktionellen Struktur elektrisch leitfähig verbundenen werden. Mit anderen Worten: das Ausbilden 604 der zweiten Elektrode kann ein Ausbilden von wenigstens einem ersten elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich und einem zweiten elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich aufweisen, die zusammen die zweite Elektrode bilden und ein Ausbilden wenigstens eines elektrischen Durchkontakt der zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich ausgebildet wird. Alternativ weist das Ausbilden 604 der zweiten Elektrode ein Ausbilden von wenigstens einem elektrisch leitfähigen Elektrodenbereich und ein Ausbilden wenigstens eines elektrischen Durchkontakt durch den wenigstens einen Elektrodenbereich auf. Die elektrisch leitfähige Struktur wird in diesen Fällen über dem wenigstens einen Durchkontakt und wenigstens einem Elektrodenbereich ausgebildet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen wird die elektrisch leitfähige Struktur als ein Formkörper auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur angeordnet. In verschiedenen Weiterbildungen weist der Formkörper eine flächige Struktur und eine Kontaktstruktur auf, wobei die Kontaktstruktur auf oder über der flächigen Struktur angeordnet ist und wobei die flächige Struktur und die Kontaktstruktur als ein Stück gebildet sind.
  • In verschiedenen Weiterbildungen wird der Formkörper mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs auf oder über der organisch funktionellen Schichtstruktur aufgebracht.
  • In verschiedenen Weiterbildungen wird die elektrisch leitfähige Struktur als eine Beschichtung auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur abgeschieden. Die elektrisch leitfähige Struktur, d.h. die kaltleitende Widerstandsschicht, wird beispielsweise mittels eines Aufdampf- oder Abscheideprozesses aufgebracht.
  • Beispielsweise wird die elektrisch leitende Struktur 108 aus Bariumtitanat, Platin oder rußgefüllten Polymeren gebildet.
  • Mit anderen Worten: In verschiedenen Weiterbildungen wird die elektrisch leitfähige Struktur großflächig auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur aufgebracht, beispielsweise aufgetragen, wie beispielsweise in 1A veranschaulicht ist. Das großflächige Auftragen ist technisch einfach realisierbar. Weiterhin kann das großflächige Auftragen frei sein von Maskierung bzw. Maskenprozessen.
  • Alternativ wird die elektrisch leitfähige Struktur strukturiert aufgetragen, wie beispielsweise in 5B veranschaulicht ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die elektrisch leitende Struktur derart ausgebildet, dass die wenigstens zwei Elektroden der strukturierten Elektrode elektrisch parallel geschaltet sind, d.h. im Wesentlichen ein gleiches elektrisches Potential aufweisen.
  • Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Struktur kann beispielsweise mittels eines Kathodenzerstäubens (Sputtern), eines Drucken oder eines Übertragungsprozesses der elektrisch leitfähigen Struktur von beispielsweise einer Folie erfolgen. Die strukturierte elektrisch leitfähige Struktur ermöglicht eine definierte Anpassung an die Geometrie der strukturieren Elektrode. Weiterhin ist bei thermisch induziertem Bruch der elektrisch leitfähigen Struktur eine einfache Abisolierung des betroffenen Kurzschlussgebietes möglich.
  • Die strukturierte elektrisch leitfähige Struktur und/oder die strukturierte (zweite) Elektrode können in einer beliebigen Geometrie ausgebildet werden.
  • Es wird in verschiedenen Aspekten ein Verfahren 700 zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt. Das Verfahren weist ein Ermitteln 702 der elektrischen Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Struktur; ein Vergleichen 704 der ermittelten elektrischen Leitfähigkeit mit einer vorgegebenen Leitfähigkeit, und ein Einstellen 706 des Wärmestromes der Kühleinheit in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs auf.
  • Die optoelektronische Baugruppe kann im Wesentlich gemäß einer der oben beschriebenen Weiterbildungen ausgebildet sein. Beispielsweise weist die optoelektronische Baugruppe eine erste Elektrode, eine organisch funktionelle Schichtenstruktur, eine zweite Elektrode; und eine elektrisch leitfähige Struktur mit einem positiven Temperaturkoeffizienten auf, wobei die elektrisch leitfähige Struktur bei einer ersten Temperatur elektrisch leitend ist und bei einer zweiten Temperatur elektrisch nichtleitend ist. Die organisch funktionellen Schichtenstruktur ist elektrisch gekoppelt ausgebildet mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode. Die elektrisch leitfähige Struktur ist derart mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt ausgebildet, dass wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes, der von der ersten Elektrode durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur zu der zweiten Elektrode fließt, durch die elektrisch leitfähige Struktur fließt. Weiterhin weist die optoelektronische Baugruppe eine Wärmeverteilungsstruktur mit einer Kühleinheit auf, wobei die Kühleinheit einen Steuereingang und einen Kühlkontakt aufweist. Der Steuereingang ist mit der elektrisch leitfähigen Struktur elektrisch gekoppelt und der Kühlkontakt wenigstens mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur thermisch gekoppelt derart, dass mittels der elektrischen Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Struktur die Entwärmung wenigstens der organisch funktionellen Schichtenstruktur mittels eines Wärmestromes der Kühleinheit einstellbar ist.
  • Die vorgegebene Temperatur kann beispielsweise ein zulässiger Grenzwert sein, beispielsweise 105 °C im Automobilbereich.
  • Das Ermitteln 702 und Vergleichen 704 kann beispielsweise in einer Steuereinheit erfolgen. Das Einstellen 706 kann beispielweise ein Signal an eine Drossel der Kühleinheit sein.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die optoelektronische Baugruppe als ein Fotodetektor und/oder ein Display ausgebildet sein.

Claims (16)

  1. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160), mit • einer ersten Elektrode (104), • einer organisch funktionellen Schichtenstruktur (106), • einer zweiten Elektrode (110); und • einer elektrisch leitfähigen Struktur (108) mit einem positiven Temperaturkoeffizienten, o wobei die organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) elektrisch gekoppelt mit der ersten Elektrode (104) und der zweiten Elektrode (110) ausgebildet ist, und o wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) derart mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) elektrisch gekoppelt ausgebildet ist, dass wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes, der von der ersten Elektrode (104) durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur (106) zu der zweiten Elektrode (110) fließt, durch die elektrisch leitfähige Struktur (108) fließt, • wobei die zweite Elektrode (110) wenigstens einen ersten Elektrodenbereich und einen zweiten Elektrodenbereich aufweist, wobei der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich mittels einer Zwischenstruktur voneinander beabstandet sind, • wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) auf oder über der Zwischenstruktur ausgebildet ist und die Zwischenstruktur wenigstens einen Hohlraum aufweist derart, dass die elektrisch leitfähige Struktur (108) den Hohlraum überbrückt und der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich mittels der überbrückenden, elektrisch leitfähigen Struktur (108) elektrisch leitfähig verbunden sind, und • wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) mechanisch gespannt ausgebildet ist derart, dass bei Überschreiten einer weiteren, vorgegebenen Temperatur oder eines vorgegebenen Temperaturbereiches, die elektrisch leitfähige Struktur (108) bricht.
  2. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß Anspruch 1, wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) derart ausgebildet ist, dass die elektrisch leitfähige Struktur (108) unterhalb einer vorgegebenen Temperatur elektrisch leitend ist und oberhalb der vorgegebenen Temperatur elektrisch nichtleitend ist.
  3. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei wenigstens ein Teil der elektrisch leitfähigen Struktur (108) und der organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) zueinander elektrisch in Reihe ausgebildet sind.
  4. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) wenigstens mit der ersten Elektrode (104), der organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) oder der zweiten Elektrode (110) einen körperlichen Kontakt aufweist.
  5. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) ausgebildet ist
  6. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: wenigstens einen Anschluss (118, 120) zum elektrischen Kontaktieren mit einer Baugruppen-externen Energiequelle, wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) körperlich und im Strompfad zwischen dem wenigstens einen Anschluss und wenigstens einer der ersten Elektrode (104), der organisch funktionellen Schichtenstruktur oder (106) der zweiten Elektrode (110) ausgebildet ist.
  7. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite Elektrode (110) ferner einen elektrisch leitfähigen Durchkontakt (116) aufweist, wobei der elektrisch leitfähige Durchkontakt (116) elektrisch isoliert ist von den wenigsten ersten Elektrodenbereich und zweiten Elektrodenbereich, und wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) mittels des elektrisch leitfähigen Durchkontakts (116) mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) elektrisch leitfähig verbunden ist.
  8. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß Anspruch 7, wobei wenigstens ein Teil des elektrisch leitfähigen Durchkontaktes (116) und der elektrisch leitfähigen Struktur aus einem Stück gebildet sind.
  9. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend eine Wärmeverteilungsstruktur (408), wobei die Wärmeverteilungsstruktur (408) mit der elektrisch leitfähigen Struktur (108) thermisch gekoppelt ausgebildet ist.
  10. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß Anspruch 9, wobei die zweite Elektrode (110) die Wärmeverteilungsstruktur (408) aufweist oder derart ausgebildet ist.
  11. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß Anspruch 9, wobei die Wärmeverteilungsstruktur (408) eine Kühleinheit (414) mit einem Steuereingang und einem Kühlkontakt aufweist, wobei der Steuereingang mit der elektrisch leitfähigen Struktur (108) elektrisch gekoppelt ist und der Kühlkontakt wenigstens mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) thermisch gekoppelt ist derart, dass mittels der elektrischen Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Struktur (108) die Entwärmung wenigstens der organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) mittels eines Wärmestromes (416) der Kühleinheit (414) einstellbar ist.
  12. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend eine Verkapselungsstruktur (112), wobei wenigstens die organisch funktionelle Schichtenstruktur (106) und-die elektrisch leitfähige Struktur (108) mittels der Verkapselungsstruktur (112) hermetisch abgedichtet sind bezüglich einer Eindiffusion eines für die organisch funktionelle Schichtenstruktur (106) schädlichen Stoffs, vorzugsweise Wasser und/oder Sauerstoff.
  13. Optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die optoelektronische Baugruppe (100, 130,140, 150, 160) als ein Flächenbauelement ausgebildet ist, vorzugsweise als eine Flächenlichtquelle und/oder ein Display.
  14. Verfahren (600) zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160), das Verfahren mit: • Ausbilden einer ersten Elektrode (104), • Ausbilden einer organisch funktionellen Schichtenstruktur (106), • Ausbilden einer zweiten Elektrode (110); und • Ausbilden einer elektrisch leitfähigen Struktur (108) mit einem positiven Temperaturkoeffizienten, o wobei die organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) elektrisch gekoppelt mit der ersten Elektrode (104) und der zweiten Elektrode (110) ausgebildet wird, und o wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) derart mit der organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) elektrisch gekoppelt ausgebildet wird, dass wenigstens ein Teil des elektrischen Stromes, der von der ersten Elektrode (104) durch die organisch funktionelle Schichtenstruktur (106) zu der zweiten Elektrode (110) fließt, durch die elektrisch leitfähige Struktur (108) fließt, • wobei die zweite Elektrode (110) wenigstens einen ersten Elektrodenbereich und einen zweiten Elektrodenbereich aufweist, wobei der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich mittels einer Zwischenstruktur voneinander beabstandet sind, • wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) auf oder über der Zwischenstruktur ausgebildet ist und die Zwischenstruktur wenigstens einen Hohlraum aufweist derart, dass die elektrisch leitfähige Struktur (108) den Hohlraum überbrückt und der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich mittels der überbrückenden, elektrisch leitfähigen Struktur (108) elektrisch leitfähig verbunden sind, • wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) mechanisch gespannt ausgebildet ist derart, dass bei Überschreiten einer weiteren, vorgegebenen Temperatur oder eines vorgegebenen Temperaturbereiches, die elektrisch leitfähige Struktur (108) bricht.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die elektrisch leitfähige Struktur (108) als ein Formkörper auf oder über der organisch funktionellen Schichtenstruktur (106) angeordnet wird.
  16. Verfahren (700) zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160), die optoelektronische Baugruppe (100, 130, 140, 150, 160) gemäß Anspruch 11, das Verfahren aufweisend: • Ermitteln (702) der elektrischen Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Struktur (108); • Vergleichen (704) der ermittelten elektrischen Leitfähigkeit mit einer vorgegebenen Leitfähigkeit, und • Einstellen (706) des Wärmestromes (416) der Kühleinheit (414) in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs.
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