DE102014117480A1

DE102014117480A1 - Optoelektronische Bauelementevorrichtung

Info

Publication number: DE102014117480A1
Application number: DE102014117480.1A
Authority: DE
Inventors: Daniel Riedel; Thomas Wehlus; Dominik Pentlehner
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-02

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine optoelektronische Bauelementevorrichtung bereitgestellt. Die optoelektronische Bauelementevorrichtung weist ein optoelektronisches Bauelement (100, 200) und eine optisch funktionelle Schicht, die im Strahlengang des optoelektronischen Bauelements angeordnet ist. Die optisch funktionelle Schicht weist einen optisch funktionellen Stoff (240) auf, welcher in ein Einbettungsmaterial eingebettet ist. Das Einbettungsmaterial weist ein Matrixmaterial (220) und darin eingebrachte Anpassungspartikel auf. Der Brechungsindex des Matrixmaterials (220) ist kleiner als der Brechungsindex der Anpassungspartikel und kleiner ist als der Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs (240).

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Bauelementevorrichtung.
Eine optoelektronische Bauelementevorrichtung kann beispielsweise ein, zwei oder mehr Leuchtdiodenelemente aufweisen. Die Leuchtdiodenelemente können beispielsweise Leuchtdioden (LEDs) und/oder organische Leuchtdioden (OLEDs) oder Teile oder Segmente von Leuchtdioden (LEDs) bzw. organischen Leuchtdioden (OLEDs) sein.
Herkömmlicherweise besitzen Konversions- oder Leuchtstoff-Schichten, die auf anorganischen Partikeln basieren, lichtstreuende Eigenschaften. Was dazu führt, dass ein sogenannter spiegelnder Off-State, ferner auch als spiegelnder Außerbetriebszustand bezeichnet, einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung, beispielsweise einer OLED, zu einem diffusen Außerbetriebszustand verändert wird. Denn beispielsweise kann ein Element der optoelektronischen Bauelementevorrichtung spiegelnd eingerichtet sein, beispielsweise in dem eine Elektrode ein spiegelnde Metallschicht aufweist. Jedoch kann ein Betrachter durch die Anwesenheit einer streuenden Konversionsschicht nicht das spiegelnde Element der optoelektronischen Bauelementevorrichtung erkennen. Die Lichtstreuung wird durch die unterschiedlichen Brechungsindizes hervorgerufen. Bisher können nicht-streuende Konversionsschichten durch die Verwendung von organischen Farbstoffen sowie Quantenpunkten als Konversionsstoffen hergestellt werden.
Die Anwendung solcher konvertierender Schichten in OLEDs ist. in EP 2 001 060 A2 beschrieben. Dort ist offenbart, wie Konversionsstoffe, darunter anorganische und organische Farbstoffe, beispielsweise in einem sogenannten transparenten Matrixmaterial eingebettet sind oder mit einem sogenannten optischen Gel an die strahlungsemittierende Schichtenfolge optisch angekoppelt sind.
Ferner sind in WO 2009/036720 A1 angepasste Brechungsindizes von Konversionsschicht und organischer Schichten der OLED beschrieben.
In WO 93/25611 A1 , US 7,470,974 B2 und US 5,777,433 A sind die Veränderung beziehungsweise die Anpassung des Brechungsindex von beispielsweise polymeren Formkörpern oder optischen Elementen in LEDs durch ein Beifügen von anorganischen Nanopartikeln (TiO₂, ZrO₂) beschrieben.
Ferner ist aus „Tailoring the refractive index of nanoimprint resist by blending with TiO2 nanoparticles; A. Pradana, C. Kluge, M. Gerken; Optical Materials Express; Vol. 4; Issue 2; pp. 329–337 (2014)" bekannt, dass durch Zugabe von TiO₂ Nanopartikel der Brechungsindex von Nanoimprintpolymeren erhöht werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine vielseitig einsetzbare und effiziente optoelektronische Bauelementevorrichtung bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch eine optoelektronische Bauelementevorrichtung, die ein optoelektronisches Bauelement und eine optisch funktionelle Schicht aufweist, wobei die optisch funktionelle Schicht im Strahlengang des optoelektronischen Bauelements angeordnet ist. Die optisch funktionelle Schicht weist einen optisch funktionellen Stoff auf, welcher in ein Einbettungsmaterial eingebettet ist. Das Einbettungsmaterial weist ein Matrixmaterial und darin eingebrachte Anpassungspartikel auf. Der Brechungsindex des Matrixmaterials ist kleiner als der Brechungsindex der Anpassungspartikel und kleiner als der Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs. Durch eine optisch funktionelle Schicht können optische Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements angepasst werden, wodurch die optoelektronische Bauelementevorrichtung besonders vielseitig einsetzbar ist. Durch den Einsatz von Anpassungspartikel kann der Brechungsindex des Einbettungsmaterials an den Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs angepasst werden. Somit können Streuverluste an der optisch funktionellen Schicht reduziert werden, wodurch die optoelektronische Bauelementevorrichtung effizienter wird.
Gemäß einer Weiterbildung sind die Anpassungspartikel Nanopartikel. Durch den Einsatz von Nanopartikel kann eine effiziente Brechungsindexanpassung erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung weisen die Nanopartikel eine Partikelgröße in mindestens einer Dimension kleiner als 100 nm auf. Durch den Einsatz von sehr kleinen Nanopartikeln kann eine effektive Brechungsindexanpassung erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist das optoelektronische Bauelement eine organische Leuchtdiode. Durch den Einsatz einer organischen Leuchtdiode kann die optoelektronische Bauelementevorrichtung besonders flach ausgebildet werden. Dies ermöglicht weitere Anwendungen, welche eine flache Bauweise der optoelektronischen Bauelementevorrichtung erfordern.
Gemäß einer Weiterbildung ist das optoelektronische Bauelement eine transluzente oder transparente organische Leuchtdiode. Dies ermöglicht weitere Anwendungen, welche transluzent oder transparent ausgebildete optoelektronischen Bauelemente erfordern.
Gemäß einer Weiterbildung ist die optisch funktionelle Schicht transluzent oder transparent ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung weist der optisch funktionelle Stoff einen Konversionsstoff auf oder ist ein solcher.
Mittels eines Konversionsstoffs kann die Farbe des von dem optoelektronischen Bauelement emittierten Lichts auf einfache Weise eingestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung weisen die Anpassungspartikel wenigstens einen anorganischen Stoff auf oder sind aus einem solchen gebildet. Durch den Einsatz von anorganischen Anpassungspartikeln kann eine effektive Brechungsindexanpassung erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Differenz des Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs und des Brechungsindex des Einbettungsmaterials kleiner oder gleich 0,05 ist. Durch eine sehr geringe Brechungsindexdifferenz kann eine Unterdrückung der Lichtstreuung erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung weisen die Anpassungspartikel wenigstens ein Metalloxid auf. Durch den Einsatz von Anpassungspartikel aus Metalloxid kann eine effektive Brechungsindexanpassung erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung sind die Anpassungspartikel aus wenigstens einem der folgenden Stoffe gebildet oder weisen wenigstens einen der folgenden Stoffe auf: TiO₂, SiO₂, ZrO₂, Al₂O₃, V₂O₅, Nb₂O₅. Die oben genannten Stoffe können einen besonders hohen Brechungsindex aufweisen, wodurch eine effiziente Brechungsindexanpassung erreicht werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung weist die optisch funktionelle Schicht wenigstens einen weiteren optisch funktionellen Stoff auf. Durch einen weiteren optisch funktionellen Stoff in der optisch funktionellen Schicht können weitere optische Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements angepasst werden. Somit kann beispielsweise das Farbspektrum verändert werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist die optoelektronische Bauelementevorrichtung wenigstens eine weitere optisch funktionelle Schicht auf oder über der optisch funktionellen Schicht, wobei die weitere optisch funktionelle Schicht ein weiteres Einbettungsmaterial und einen weiteren optisch funktionellen Stoff aufweist. Eine weitere optisch funktionelle Schicht kann beispielsweise in optoelektronischen Bauelementevorrichtungen eingesetzt werden, welche ein beidseitig emittierendes optoelektronisches Bauelement aufweisen. In diesem Fall können die optisch funktionellen Schichten derart angeordnet werden, dass beidseitig emittiertes Licht in zumindest eine der beiden optisch funktionellen Schichten gelangt, womit beispielsweise die Konversionseffizienz erhöht werden kann.
Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung. Das Verfahren weist ein Bereitstellen eines optoelektronischen Bauelements auf. Das Verfahren weist ferner ein Ausbilden einer optisch funktionellen Schicht im Strahlengang des optoelektronischen Bauelements auf derart, dass die optisch funktionelle Schicht einen in ein Einbettungsmaterial eingebetteten optisch funktionellen Stoff aufweist, wobei das Einbettungsmaterial ein Matrixmaterial und darin eingebrachte Anpassungspartikel aufweist. Der Brechungsindex des Matrixmaterials ist kleiner als der Brechungsindex der Anpassungspartikel und kleiner als der Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs. Durch das Ausbilden einer optisch funktionellen Schicht können optische Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements angepasst werden, wodurch die optoelektronische Bauelementevorrichtung besonders vielseitig einsetzbar ist. Durch den Einsatz von Anpassungspartikel kann der Brechungsindex des Einbettungsmaterials an den Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs angepasst werden. Somit können Streuverluste an der optisch funktionellen Schicht reduziert werden, wodurch die optoelektronische Bauelementevorrichtung besonders effizient wird.
Gemäß einer Weiterbildung wird die optisch funktionelle Schicht transluzent oder transparent ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung wird die optisch funktionelle Schicht wenigstens einen weiteren optisch funktionellen Stoff aufweisend ausgebildet. Durch einen weiteren optisch funktionellen Stoff in der optisch funktionellen Schicht können weitere optische Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements angepasst werden. Somit kann beispielsweise Licht mit einem breiten Farbspektrum emittieren werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Verfahren ferner ein Ausbilden wenigstens einer weiteren optisch funktionellen Schicht auf, wobei die wenigstens eine weitere optisch funktionelle Schicht auf oder über der optisch funktionellen Schicht ausgebildet wird und wobei die weitere optisch funktionelle Schicht ein weiteres Einbettungsmaterial und einen weiteren optisch funktionellen Stoff aufweisend ausgebildet wird. Eine weitere optisch funktionelle Schicht kann beispielsweise in optoelektronischen Bauelementevorrichtungen eingesetzt werden, welche ein beidseitig emittierendes optoelektronisches Bauelement aufweisen. In diesem Fall können die optisch funktionellen Schichten derart angeordnet werden, dass beidseitig emittiertes Licht in zumindest eine der beiden optisch funktionellen Schichten gelangt, womit beispielsweise die Konversionseffizienz erhöht werden kann.
Es zeigen:
1 eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines optoelektronischen Bauelements;
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung;
3 eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung;
4 eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung; und
5 eine Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung;
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. 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 Bauelementevorrichtung kann ein, zwei oder mehr organische Leuchtdioden aufweisen. Optional kann eine organische Leuchtdiodenvorrichtung auch ein, zwei oder mehr elektronische Bauelemente aufweisen. Ein elektronisches Bauelement kann beispielsweise ein aktives und/oder ein passives Bauelement aufweisen. Ein aktives elektronisches Bauelement kann beispielsweise einen Treiberschaltkreis, eine Energiequelle, eine Rechen-, Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder einen Transistor aufweisen. Ein passives elektronisches Bauelement kann beispielsweise einen Kondensator, einen Widerstand, eine Diode oder eine Spule aufweisen.
Eine Leuchtdiode kann eine elektromagnetische Strahlung emittierende Halbleiter-Leuchtdiode, eine anorganische Leuchtdiode und/oder eine organische Leuchtdiode sein. Eine Leuchtdiode kann Teil einer integrierten Schaltung sein. Eine Leuchtdiode kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht emittieren.
Unter dem Begriff „transluzent” bzw. „transluzente Schicht” kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht oder ein Material für Licht durchlässig ist, beispielsweise für das von der elektromagnetischen Strahlungsquelle erzeugte Licht, beispielsweise einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm). Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht” in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Lichts hierbei gestreut werden kann.
Unter dem Begriff „transparent” oder „transparente Schicht” kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm), wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer organischen Leuchtdiode 100. Die organische Leuchtdiode 100 kann als ein Flächenbauelement, beispielsweise als eine Flächenlichtquelle, ausgebildet sein. Die organische Leuchtdiode 100 weist einen Träger 112 auf. Der Träger 112 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Der Träger 112 dient als Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente. Der Träger 112 kann beispielsweise Kunststoff, Metall, Glas, Quarz und/oder ein Halbleitermaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger 112 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Träger 112 kann mechanisch rigide oder mechanisch flexibel ausgebildet sein.
Auf dem Träger 112 ist eine optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet. Die optoelektronische Schichtenstruktur weist eine erste Elektrodenschicht 14 auf, die einen ersten Kontaktabschnitt 116, einen zweiten Kontaktabschnitt 18 und eine erste Elektrode 120 aufweist. Der Träger 112 mit der ersten Elektrodenschicht 114 kann auch als Substrat bezeichnet werden. Zwischen dem Träger 112 und der ersten Elektrodenschicht 114 kann eine erste nicht dargestellte Barriereschicht, beispielsweise eine erste Barrieredünnschicht, ausgebildet sein.
Die erste Elektrode 120 ist von dem ersten Kontaktabschnitt 16 mittels einer elektrischen Isolierungsbarriere 121 elektrisch isoliert. Der zweite Kontaktabschnitt 118 ist mit der ersten Elektrode 120 der optoelektronischen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt. Die erste Elektrode 120 kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein. Die erste Elektrode 120 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Die erste Elektrode 120 weist ein elektrisch leitfähiges Material auf, beispielsweise Metall und/oder ein leitfähiges transparentes Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einen Schichtenstapel mehrerer Schichten, die Metalle oder TCOs aufweisen. Die erste Elektrode 120 kann beispielsweise einen Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs aufweisen, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten. Die erste Elektrode 120 kann alternativ oder zusätzlich zu den genannten Materialien aufweisen: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag, Netzwerke aus Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen-Teilchen und -Schichten und/oder Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten.
Über der ersten Elektrode 120 ist eine optisch funktionelle Schichtenstruktur, beispielsweise eine organische funktionelle Schichtenstruktur 122, der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 122 kann beispielsweise eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 122 eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und/oder eine Elektroneninjektionsschicht aufweisen. Die Lochinjektionsschicht dient zum Reduzieren der Bandlücke zwischen erster Elektrode und Lochtransportschicht. Bei der Lochtransportschicht ist die Lochleitfähigkeit größer als die Elektronenleitfähigkeit. Die Lochtransportschicht dient zum Transportieren der Löcher. Bei der Elektronentransportschicht ist die Elektronenleitfähigkeit größer als die Lachleitfähigkeit. Die Elektronentransportschicht dient zum Transportieren der Löcher. Die Elektroneninjektionsschicht dient zum Reduzieren der Bandlücke zwischen zweiter Elektrode und Elektronentransportschicht. Ferner kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 122 ein, zwei oder mehr funktionelle Schichtenstruktur-Einheiten, die jeweils die genannten Teilschichten und/oder weitere Zwischenschichten aufweisen. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 122, ferner auch als organisch funktionelle Schichtenstruktur 122, kann transluzent oder transparent ausgebildet sein.
Über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 122 ist eine zweite Elektrode 123 der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet, die elektrisch mit dem ersten Kontaktabschnitt 116 gekoppelt ist. Die zweite Elektrode 123 kann gemäß einer der Ausgestaltungen der ersten Elektrode 120 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrode 120 und die zweite Elektrode 123 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die erste Elektrode 120 dient beispielsweise als Anode oder Kathode der optoelektronischen Schichtenstruktur. Die zweite Elektrode 123 dient korrespondierend zu der ersten Elektrode als Kathode bzw. Anode der optoelektronischen Schichtenstruktur.
Die optoelektronische Schichtenstruktur ist ein elektrisch und/oder optisch aktiver Bereich. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich des optoelektronischen Bauelements 100, in dem elektrischer Strom zum Betrieb des optoelektronischen Bauelements 100 fließt und/oder in dem elektromagnetische Strahlung erzeugt oder absorbiert wird. Auf oder über dem aktiven Bereich kann eine Getter-Struktur (nicht dargestellt) angeordnet sein. Die Getter-Schicht kann transluzent, transparent oder opak ausgebildet sein. Die Getter-Schicht kann ein Material aufweisen oder daraus gebildet sein, das Stoffe, die schädlich für den aktiven Bereich sind, absorbiert und bindet. Der optisch aktive Bereich kann ferner auch als lichtemittierender Bereich bezeichnet werden.
Über der zweiten Elektrode 123 und teilweise über dem ersten Kontaktabschnitt 116 und teilweise über dem zweiten Kontaktabschnitt 118 ist eine Verkapselungsschicht 124 der optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet, die die optoelektronische Schichtenstruktur verkapselt. Die Verkapselungsschicht 124 wird ferner auch als Verkapselung 124 bezeichnet. Die Verkapselungsschicht 124 kann als zweite Barriereschicht, beispielsweise als zweite Barrieredünnschicht, ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 124 kann auch als Dünnschichtverkapselung 124 bezeichnet werden. Die Verkapselungsschicht 124 bildet eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff. Die Verkapselungsschicht 124 kann als eine einzelne Schicht, ein Schichtstapel oder eine Schichtstruktur ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 124 kann aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly(p-phenylenterephthalamid), Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben. Gegebenenfalls kann die erste Barriereschicht auf dem Träger 112 korrespondierend zu einer Ausgestaltung der Verkapselungsschicht 24 ausgebildet sein.
In der Verkapselungsschicht 124 sind über dem ersten Kontaktabschnitt 116 eine erste Ausnehmung der Verkapselungsschicht 124 und über dem zweiten Kontaktabschnitt 118 eine zweite Ausnehmung der Verkapselungsschicht 124 ausgebildet. In der ersten Ausnehmung der Verkapselungsschicht 124 ist ein erster Kontaktbereich 132 freigelegt und in der zweiten Ausnehmung der Verkapselungsschicht 124 ist ein zweiter Kontaktbereich 134 freigelegt. Der erste Kontaktbereich 132 dient zum elektrischen Kontaktieren des ersten Kontaktabschnitts 116 und der zweite Kontaktbereich 134 dient zum elektrischen Kontaktieren des zweiten Kontaktabschnitts 118.
Über der Verkapselungsschicht 124 ist eine Haftmittelschicht 136 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 136 weist beispielsweise ein Haftmittel, beispielsweise einen Klebstoff, beispielsweise einen Laminierklebstoff, einen Lack und/oder ein Harz auf. Die Haftmittelschicht 136 kann beispielsweise Partikel aufweisen, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel.
Über der Haftmittelschicht 136 ist ein Abdeckkörper 138 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 136 dient zum Befestigen des Abdeckkörpers 138 an der Verkapselungsschicht 124. Der Abdeckkörper 138 weist beispielsweise Kunststoff, Glas und/oder Metall auf. Beispielsweise kann der Abdeckkörper 138 im Wesentlichen aus Glas gebildet sein und eine dünne Metallschicht, beispielsweise eine Metallfolie, und/oder eine Graphitschicht, beispielsweise ein Graphitlaminat, auf dem Glaskörper aufweisen. Der Abdeckkörper 138 dient zum Schützen des herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 100, beispielsweise vor mechanischen Krafteinwirkungen von außen. Ferner kann der Abdeckkörper 138 zum Verteilen und/oder Abführen von Hitze dienen, die in dem herkömmlichen optoelektronischen Bauelement 100 erzeugt wird. Beispielsweise kann das Glas des Abdeckkörpers 138 als Schutz vor äußeren Einwirkungen dienen und die Metallschicht des Abdeckkörpers 138 kann zum Verteilen und/oder Abführen der beim Betrieb des herkömmlichen optoelektronischen Bauelements 100 entstehenden Wärme dienen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Abdeckkörper 138 wie der Träger 112 ausgebildet.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung. Die optoelektronische Bauelementevorrichtung weist ein optoelektronisches Bauelement 200 und eine optisch funktionelle Schicht 210 auf, wobei die optisch funktionelle Schicht 210 im Strahlengang des optoelektronischen Bauelements 200 angeordnet ist. Die optisch funktionelle Schicht 210 weist einen optisch funktionellen Stoff 240 auf, welcher in ein Einbettungsmaterial eingebettet ist. Das Einbettungsmaterial weist ein Matrixmaterial 220 und darin eingebrachte Anpassungspartikel 230 auf. Der Brechungsindex des Matrixmaterials 220 ist kleiner als der Brechungsindex der Anpassungspartikel 230 und kleiner ist als der Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs 240.
Der Brechungsindex eines Stoffes hängt in der Regel von der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise des Lichts, ab. Der Brechungsindex des Matrixmaterials 220 ist kleiner als der Brechungsindex der Anpassungspartikel 230 und kleiner ist als der Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs 240 bei derselben Wellenlänge. Der Brechungsindex des Matrixmaterials 220 ist kleiner als der Brechungsindex der Anpassungspartikel 230 und kleiner ist als der Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs 240 bei näherungsweise derselben Wellenlänge.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das optoelektronische Bauelement 200 als ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement ausgebildet.
Beispielsweise ist das optoelektronische Bauelement als eine Leuchtdiode ausgebildet. Beispielsweise ist das optoelektronische Bauelement als eine organische Leuchtdiode ausgebildet. Beispielsweise ist das optoelektronische Bauelement als eine Flächenlichtquelle ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist das optoelektronische Bauelement eine transluzente oder transparente organische Leuchtdiode. Dies ermöglicht weitere Anwendungen, welche transluzent oder transparent ausgebildete organische Leuchtdioden erfordern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die optisch funktionelle Schicht 210 derart in dem Strahlengang des optoelektronischen Bauelements angeordnet, dass die Projektion der optisch funktionellen Schicht 210 den optisch aktiven Bereich des optoelektronischen Bauelements vollständig überlappt. Eine solche Anordnung bietet den Vorteil, dass der Anteil der Primärstrahlung, welcher in die optisch funktionelle Schicht 210 gelangt, maximiert ist. Somit ist die optoelektronische Bauelementevorrichtung besonders effizient.
Alternativ oder zusätzlich ist die optisch funktionelle Schicht 210 lediglich in einem Teilbereich des optisch aktiven Bereichs des optoelektronischen Bauelements angeordnet. Dadurch kann erzielt werden, dass lediglich Primärstrahlung eines bestimmten Bereichs des optisch aktiven Bereichs in Sekundärstrahlung umgewandelt wird.
Alternativ oder zusätzlich ist die optisch funktionelle Schicht 210 auf dem Abdeckkörper 138 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist die optisch funktionelle Schicht 210 auf der Verkapselung 124 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist die optisch funktionelle Schicht 210 zwischen der ersten Elektrode 120 und dem Substrat 112 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich weist die optoelektronische Bauelementevorrichtung eine Haltevorrichtung auf, wobei die optisch funktionelle Schicht 210 mittels der Haltevorrichtung in dem Strahlengang des optoelektronischen Bauelements gehalten wird.
Alternativ oder zusätzlich ist die optisch funktionelle Schicht transluzent oder transparent ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist das Matrixmaterial aus einem transparenten oder transluzenten Stoff gebildet oder weist einen solchen auf.
Alternativ oder zusätzlich ist die optisch funktionelle Schicht 210 ausgebildet, die von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Primärstrahlung näherungsweise vollständig in eine Sekundärstrahlung umzuwandeln. Die näherungsweise vollständige Umwandlung der Primärstrahlung in Sekundärstrahlung wird dadurch erreicht, dass die Konzentration des optisch funktionellen Stoffes in der optisch funktionellen Schicht so groß ist, dass die Primärstrahlung beim Durchgang durch die optisch funktionellen Schicht näherungsweise vollständig mit dem optisch funktionellen Stoff wechselwirkt und dadurch näherungsweise vollständig in Sekundärstrahlung umgewandelt wird.
Alternativ oder zusätzlich weist die optisch funktionelle Schicht 210 wenigstens einen weiteren optisch funktionellen Stoff auf. Der weitere optisch funktionelle Stoff kann gleich oder unterschiedlich von dem optisch funktionellen Stoff 240 ausgebildet sein. Durch einen weiteren optisch funktionellen Stoff in der optisch funktionellen Schicht können weitere optische Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements angepasst werden. Somit kann beispielsweise Licht mit einem breiten Farbspektrum emittieren werden. Somit kann beispielsweise Licht mit einem schmalen Farbspektrum emittiert werden. Die zusätzlichen optisch funktionellen Stoffe können lichtabsorbierende Stoffe sein. Dadurch wird das Spektrum verschmälert.
Alternativ oder zusätzlich weist die optisch funktionelle Schicht 210 einen elektrisch leitfähigen Stoff, beispielsweise ITO und/oder AZO (Aluminium-Zinkoxid). Derart kann die optisch funktionelle Schicht 210 beispielsweise auch als Elektrode des optoelektronischen Bauelements 200 eingesetzt werden. Somit kann die optoelektronische Bauelementevorrichtung besonders flach ausgebildet werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wandelt der optisch funktionelle Stoff 240 eine von dem optoelektronischen Bauelement 200 emittierte Primärstrahlung, in 2 mittels dem Pfeil 250 dargestellt, wenigstens teilweise in eine Sekundärstrahlung, in 2 mittels dem Pfeil 250', dargestellt um. Die Primärstrahlung 250 unterscheidet sich in wenigstens einer optischen Eigenschaft von der Sekundärstrahlung 250', beispielsweise in ihrem Farbspektrum. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der optisch funktionelle Stoff 240 homogen in dem Einbettungsmaterial verteilt.
Beispielsweise weist der optisch funktionelle Stoff einen Konversionsstoff auf oder ist ein solcher. Mittels eines Konversionsstoffs kann die Farbe des von dem optoelektronischen Bauelement emittierten Lichts eingestellt werden.
Ein Leuchtstoff kann auch als Konvertermaterial, Konversionsstoff, Konverter und/oder Konversionsmaterial bezeichnet werden. Gemäß einem Ausführungsbeispielen weist die optisch funktionelle Schicht einen oder mehrere Leuchtstoff/e auf oder ist daraus gebildet. Der wenigstens eine Leuchtstoff wird mittels wenigstens eines Teils der Primärstrahlung energetisch angeregt. Beim nachfolgenden energetischen Abregen emittieren die Leuchtstoffe eine Sekundärstrahlung einer oder mehrerer vorgegebener Wellenlängenspektren, beispielsweise Lichtfarben. Es findet somit eine Konversion der Primärstrahlung statt. Bei der Konversion werden die Wellenlängen des absorbierten Teils der Primärstrahlung zu kürzeren oder längeren Wellenlängen verschoben. Die Lichtfarben können Einzelfarben oder Mischfarben sein. Die Einzelfarben können grünes, rotes oder gelbes Licht aufweisen und/oder die Mischfarben können beispielsweise aus grünem, rotem und/oder gelbem Licht gemischt sein und/oder weißes Licht aufweisen. Das Bilden von elektromagnetischer Strahlung einer zweiten Wellenlänge aus elektromagnetischer Strahlung einer ersten Wellenlänge wird Wellenlängenkonversion genannt. Wellenlängenkonversion wird in Beleuchtungsvorrichtungen für die Farbumwandlung verwendet, beispielsweise zur Vereinfachung der Erzeugung von weißem Licht. Dabei kann ein blaues Licht in ein gelbes Licht konvertiert werden. Die Farbmischung aus blauen Licht und gelben Licht bildet weißes Licht. Der Leuchtstoff ist somit ein Stoff, der verlustbehaftet elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge in elektromagnetische Strahlung anderer Wellenlänge umwandelt, beispielsweise längerer Wellenlänge (Stokes-Verschiebung) oder kürzerer Wellenlänge (Anti-Stokes-Verschiebung), beispielsweise mittels Phosphoreszenz oder Fluoreszenz. Der wenigstens eine Leuchtstoff kann beispielsweise ein Stoff der folgenden Stoffe sein oder aufweisen: Granate, Nitride, Silikate, Oxide, Phosphate, Borate, Oxynitride, Sulfide, Selenide, Aluminate, Wolframate, und Halide von Aluminium, Silizium, Magnesium, Calcium, Barium, Strontium, Zink, Cadmium, Mangan, Indium, Wolfram und andere Übergangsmetalle oder Seltenerdmetalle wie Yttrium, Gadolinium oder Lanthan, die mit einem Aktivator, wie zum Beispiel Kupfer, Silber, Aluminium, Mangan, Zink, Zinn, Blei, Cer, Terbium, Titan, Antimon oder Europium dotiert sind. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Leuchtstoff ein oxidischer oder (oxi-)nitridischer Leuchtstoff, wie ein Granat, Orthosilikat, Nitrido(alumo)silikat, Nitrid oder Nitridoorthosilikat, oder ein Halogenid oder Halophosphat, beispielsweise Ce³⁺ dotierte Granate wie YAG:Ce und LuAG, beispielsweise (Y,Lu)₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺; Eu²⁺ dotierte Nitride, beispielsweise CaAlSiN₃:Eu²⁺, (Ba,Sr)₂Si₅N₈:Eu²⁺; Eu²⁺ dotierte Sulfdide, SIONe, SiAlON, Orthosilicate, beispielsweise (Ba,Sr)₂SiO₄:Eu²⁺; Chlorosilicate, Chlorophosphate und/oder, BAM (Bariummagnesiumaluminat:Eu) aufweisen oder daraus gebildet sein. Konkrete Beispiele für geeignete Leuchtstoffe sind Strontiumchloroapatit:Eu ((Sr,Ca)₅(PO₄)₃Cl:Eu; SCAP), Yttrium-Aluminium-Grant:Cer (YAG:Ce) oder CaAlSiN₃:Eu. Ferner können im Leuchtstoff bzw. Leuchtstoffgemisch beispielsweise Partikel mit lichtstreuenden Eigenschaften und/oder Hilfsstoffe enthalten sein. Beispiele für Hilfsstoffe schließen Tenside und organische Lösungsmittel ein. Beispiele für Licht streuende Partikel sind Gold-, Silber- und Metalloxidpartikel.
Alternativ oder zusätzlich weist der optisch funktionelle Stoff 240 wenigstens einen weiteren optisch funktionellen Stoff auf.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Matrixmaterial 220 ein Polymer auf oder ist aus einem solchen gebildet.
Beispielsweise weist das Matrixmaterial 220 ein Epoxidharz auf oder ist aus einem solchen gebildet. Alternativ oder zusätzlich weist das Matrixmaterial 220 ein Acrylharz auf oder ist aus einem solchen gebildet. Alternativ weist das Matrixmaterial 220 ein Silikon auf oder ist aus einem solchen gebildet. Alternativ oder zusätzlich weist das Matrixmaterial 220 ein Glas auf oder ist ein solches.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Anpassungspartikel Nanopartikel. Durch den Einsatz von Nanopartikel kann eine besonders effiziente Brechungsindexanpassung erreicht werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Anpassungspartikel homogen in dem Matrixmaterial 230 verteilt.
Beispielsweise weisen die Nanopartikel eine Partikelgröße in mindestens einer Dimension kleiner als 100 nm auf. Durch den Einsatz von sehr kleinen Nanopartikeln kann eine besonders effiziente Brechungsindexanpassung erreicht werden. Beispielsweise weisen die Nanopartikel näherungsweise die Form einer Kugel, eines Dreiecks und/oder eins Zylinders auf.
Die Anpassungspartikel können wenigstens einen anorganischen Stoff aufweisen oder können aus einem solchen gebildet sein. Durch den Einsatz von anorganischen Anpassungspartikeln kann eine besonders effiziente Brechungsindexanpassung erreicht werden. Die Anpassungspartikel können wenigstens ein Metalloxid aufweisen. Durch den Einsatz von Anpassungspartikel aus Metalloxid kann eine besonders effiziente Brechungsindexanpassung erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich sind die Anpassungspartikel aus wenigstens einem der folgenden Stoffe gebildet oder weisen wenigstens einen der folgenden Stoffe auf: TiO₂, SiO₂, ZrO₂, Al₂O₅, V₂O₅, Nb₂O₅. Die oben genannten Stoffe können einen besonders hohen Brechungsindex aufweisen, wodurch eine besonders effiziente Brechungsindexanpassung erreicht werden kann.
Die Streuung von elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise Licht, an den Grenzflächen zwischen optisch funktionellem Stoff 240 und Matrixmaterial 220 kann verringert werden, indem der optisch funktionelle Stoff, beispielsweise die Konversions- oder Leuchtstoff-Partikel, in ein Einbettungsmaterial eingebettet sind, dessen Brechungsindex dem des optisch funktionellen Stoffs 240 näherungsweise entspricht. Als Leuchtstoffe können beispielsweise Granat-Derivate oder Nitride eingesetzt werden. Der Brechungsindex dieser Materialien liegt in einem Bereich von etwa 1,7 bis 1,85 beziehungsweise um etwa 2,0 bis 2,1. Zur Erzeugung von grünem oder gelbem Licht können als Konverter beispielsweise Granate verwendet werden. Zur Erzeugung von rotem Licht können beispielsweise Nitride verwendet werden. Durch eine gezielte Anpassung des Brechungsindex beispielsweise einer Polymermatrix auf Basis von Epoxid- oder Acryl-Werkstoffen durch Zugabe von nanopartikulären Steffen wie beispielsweise Titandioxid (< 100 nm, besser < 30 nm) kann der effektive Brechungsindex des Einbettungsmaterials an die Leuchtstoffe angepasst werden, wodurch die lichtstreuenden Eigenschaften verschwinden, da keine optischen Grenzflächen mehr zwischen Leuchtstoff-Partikeln und Matrix vorliegen. Ebenso können Glasschichten oder Gläser, mit anpassbarem Brechungsindex verwendet werden, in welche die Leuchtstoffpartikel eingebettet werden.
Zusätzlich ist für die Anwendung von Konversionsschichten innerhalb der OLED ein hoher, an die optisch funktionelle Schichtenstruktur 122 angepasster Brechungsindex erwünscht, um möglichst viel Licht in die Konversionsschicht einzukoppeln. Denn ein hoher, an die optisch funktionelle Schichtenstruktur 122 angepasster Brechungsindex kann die Verringerung einer Totalreflexion an Grenzfläche bewirken. Dies wird durch die Anpassung des Brechungsindex an die Konversionspartikel erreicht, da dieser im Bereich der funktionellen organischen Schichten der OLED liegt. Es ergibt sich somit der Vorteil, dass OLEDs, welche optisch funktionelle Schichten, beispielsweise Konverterschichten aufweisen, im Außerbetriebszustand spiegelnd sein können. OLEDs können als Bottom- und/oder Top-Emitter ausgebildet sein. Des Weiteren können transparente OLEDs mit Konversionsschichten damit auch auf Basis anorganischer Konversionsstoffen hergestellt werden. In anderen Worten, durch die Brechungsindexanpassung verhalten sich die anorganischen Konverter für die Anwendung wie organische Konverter. Durch die Indexanpassung erscheint der Außerbetriebszustand nicht mehr streuend. Die Konversionsschicht kann allerdings zu einem farbigen Außerbetriebszustand führen. Die Lichtkonversionsschicht dient zugleich zu einer internen Lichtauskopplung für die Wellenlängenbereiche, die absorbiert und reemittiert werden, da die Emission isotrop stattfindet und somit als inelastisches Streuereignis interpretiert werden kann.
Der effektive Brechungsindex lässt sich beispielsweise wie folgt berechnen: n_eff = (1 – ϕ)·n_matrix + ϕ·n_{Anpassungspartikel} wobei n_eff der effektive Brechungsindex ist, n_matrix der Brechungsindex des Matrixmaterials, n_{Anpassungspartikel} der Brechungsindex der Anpassungspartikel und ϕ der Volumenanteil der Anpassungspartikel in dem Einbettungsmaterial ist. Wobei für ϕ gilt: ϕ = (n_eff – n_matrix)/(n_{Anpassungspartikel} – n_matrix)
Im Folgenden werden Beispiele für mögliche Materialkombinationen angegeben:
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Konversionspartikel aus Yttrium-Aluminium-Granat, welches etwa einen Brechungsindex von 1,83 und eine Dichte von 4,55 g/cm³ aufweist, gebildet. Ferner ist das Matrixmaterial aus einem Epoxidharz, welches etwa einen Brechungsindex von 1,55 und eine Dichte von 1,1 g/cm³ aufweist, ausgebildet. Ferner sind die Anpassungspartikel aus TiO₂, welches etwa einen Brechungsindex von 2,52 und eine Dichte von 4,24 g/cm³ aufweist, ausgebildet. Daraus ergibt sich für die Anpassungspartikel ein Volumenanteil des Einbettungsmaterials von etwa 28,9 vol% und ein Gewichtsanteil von etwa 61 wt%.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Konversionspartikel aus Yttrium-Eisen-Granat, welches etwa einen Brechungsindex von 2,2 und eine Dichte von 5,17 g/cm³ aufweist, gebildet. Ferner ist das Matrixmaterial aus einem Epoxidharz, welches etwa einen Brechungsindex von 1,55 und eine Dichte von 1,1 g/cm³ aufweist, ausgebildet. Ferner sind die Anpassungspartikel aus TiO₂, welches etwa einen Brechungsindex von 2,52 und eine Dichte von 4,24 g/cm³ aufweist, ausgebildet. Daraus ergibt sich für die Anpassungspartikel ein Volumenanteil des Einbettungsmaterials von etwa 67 vol% und ein Gewichtsanteil von etwa 88,7 wt%.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Konversionspartikel aus Yttrium-Aluminium-Granat, welches etwa einen Brechungsindex von 1,83 und eine Dichte von 4,55 g/cm³ aufweist, gebildet. Ferner ist das Matrixmaterial aus einem Polymethylmethacrylat (PMMA), welches etwa einen Brechungsindex von etwa 1,492 und eine Dichte von 1,19 g/cm³ aufweist, ausgebildet. Ferner sind die Anpassungspartikel aus TiO₂, welches etwa einen Brechungsindex von 2,52 und eine Dichte von 4,24 g/cm³ aufweist, ausgebildet. Daraus ergibt sich für die Anpassungspartikel ein Volumenanteil des Einbettungsmaterials von etwa 32,9 vol% und ein Gewichtsanteil von etwa 63,6 wt%.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung, das beispielsweise weitgehend dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen kann.
Die in 3 gezeigte optoelektronischen Bauelementevorrichtung weist einen Träger 312 auf. Der Träger 312 ist gemäß einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel des Trägers 112 ausgebildet. Auf dem Träger 312 ist eine optisch funktionelle Schicht 310 ausgebildet. Die optisch funktionelle Schicht 310 ist gemäß einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der optisch funktionellen Schicht 210 ausgebildet. Die optisch funktionelle Schicht 310 weist einen optisch funktionellen Stoff 340 auf. Der optisch funktionelle Stoff 340 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel des optisch funktionellen Stoffs 240 ausgebildet. Auf der optisch funktionellen Schicht 310 ist eine erste Elektrode 320 ausgebildet. Die erste Elektrode 320 ist gemäß einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der ersten Elektrode 120 ausgebildet sein. Auf der ersten Elektrode 320 ist eine optisch funktionelle Schichtenstruktur 322 angeordnet. Die optisch funktionelle Schichtenstruktur 322 ist gemäß einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der optisch funktionellen Schichtenstruktur 122 ausgebildet. Auf der optisch funktionellen Schichtenstruktur 322 ist eine zweite Elektrode 323 angeordnet. Die zweite Elektrode 323 ist gemäß einem weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der zweiten Elektrode 123 ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Elektrode 323 spiegelnd ausgebildet sein, beispielsweise indem auf der zweiten Elektrode 323 eine spiegelnde Schicht angeordnet ist. Ist die zweite Elektrode 323 spiegelnd ausgebildet, so kann ein größerer Anteil des von der optisch funktionellen Schichtenstruktur 322 emittierten Lichts nach außen gelangen und die optoelektronische Bauelementevorrichtung kann somit effizienter sein.
Die gepunkteten Pfeile in 3 stellen eine elektromagnetische Strahlung dar, welche unbeeinflusst von dem optisch funktionellen Stoff 340 durch die optisch funktionelle Schicht gelangt und dort von der zweiten Elektrode 323 gespiegelt wird. Die gestrichelten Pfeile in 3 stellen eine elektromagnetische Strahlung dar, welche beeinflusst von dem optisch funktionellen Stoff 340 gestreut wird.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung, das beispielsweise weitgehend dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen kann.
Die in 4 gezeigte optoelektronischen Bauelementevorrichtung weist einen Träger 412 auf. Der Träger 412 ist gemäß einem weiter oben beschrieben Ausführungsbeispiel des Trägers 112 ausgebildet. Auf dem Träger ist eine optisch funktionelle Schicht 410a angeordnet. Die optisch funktionelle Schicht 410a weist einen optisch funktionellen Stoff auf. Der optisch funktionelle Stoff ist gemäß einem Ausführungsbeispiel des optisch funktionellen Stoffs 240 ausgebildet. Die optisch funktionelle Schicht 410a ist gemäß einem weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der optisch funktionellen Schicht 210 ausgebildet. Auf der optisch funktionellen Schicht 410a ist eine erste Elektrode 420 ausgebildet. Die erste Elektrode 420 ist gemäß einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der ersten Elektrode 120 ausgebildet sein. Auf der ersten Elektrode 420 ist eine optisch funktionelle Schichtenstruktur 422 angeordnet. Die optisch funktionelle Schichtenstruktur 422 ist gemäß einem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der optisch funktionellen Schichtenstruktur 122 ausgebildet. Die optisch funktionelle Schichtenstruktur 422 ist transluzent oder transparent ausgebildet. Auf der optisch funktionellen Schichtenstruktur 422 ist eine zweite Elektrode 423 angeordnet. Die zweite Elektrode 423 ist gemäß einem weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der zweiten Elektrode 123 ausgebildet. Auf der zweiten Elektrode 423 ist wenigstens eine weitere optisch funktionelle Schicht 410b angeordnet. Die wenigstens eine weitere optisch funktionelle Schicht 410b weist einen optisch funktionellen Stoff auf. Der optisch funktionelle Stoff ist gemäß einem Ausführungsbeispiel des optisch funktionellen Stoffs 240 ausgebildet. Die wenigstens eine weitere optisch funktionelle Schicht 410b ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der optisch funktionellen Schicht 210 ausgebildet. Die wenigstens eine weitere optisch funktionelle Schicht 410b kann gleich oder unterschiedlich von der optisch funktionellen Schicht 410a ausgebildet sein.
Die gepunkteten Pfeile in 4 stellen eine elektromagnetische Strahlung dar, welche unbeeinflusst von dem optisch funktionellen Stoff durch die optoelektronische Bauelementevorrichtung gelangt. Die gestrichelten Pfeile in 4 stellen eine elektromagnetische Strahlung dar, welche in der optisch funktionellen Schicht 410a, beeinflusst von dem optisch funktionellen Stoff, gestreut wird. Die Strichpunkt-Pfeile in 4 stellen eine elektromagnetische Strahlung dar, welche in der wenigstens einen weiteren optisch funktionellen Schicht 410b, beeinflusst von dem optisch funktionellen Stoff, gestreut wird.
Alternativ oder zusätzlich können in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der optoelektronischen Bauelementevorrichtung noch weitere Schichten vorgesehen sein, welche zwischen, auf und/oder über den beschriebenen Schichten angeordnet sein können.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung, beispielsweise der im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Bauelementevorrichtung.
Das Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung weist ein Bereitstellen 501 eines optoelektronischen Bauelements auf. Das Verfahren weist ferner ein Ausbilden 502 einer optisch funktionellen Schicht im Strahlengang des optoelektronischen Bauelements auf derart, dass die optisch funktionelle Schicht einen in ein Einbettungsmaterial eingebetteten optisch funktionellen Stoff aufweist, wobei das Einbettungsmaterial ein Matrixmaterial und darin eingebrachte Anpassungspartikel aufweist. Der Brechungsindex des Matrixmaterials ist kleiner als der Brechungsindex der Anpassungspartikel und kleiner als der Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs. Durch das Anordnen der optisch funktionellen Schicht können optische Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements angepasst werden, wodurch die optoelektronische Bauelementevorrichtung besonders vielseitig einsetzbar ist. Durch den Einsatz von Anpassungspartikel kann der Brechungsindex des Einbettungsmaterials an den Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs angepasst werden. Somit können Streuverluste an der optisch funktionellen Schicht reduziert werden, wodurch die optoelektronische Bauelementevorrichtung effizienter wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die optisch funktionelle Schicht gemäß einem weiter oben beschrieben Ausführungsbeispiel der optisch funktionellen Schicht 210, 310, 410a, 410b ausgebildet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die optisch funktionelle Schicht transluzent oder transparent ausgebildet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Ausbilden 502 der optisch funktionellen Schicht ein homogenes Verteilen des optisch funktionellen Stoffs und der Anpassungspartikel in dem Matrixmaterial auf.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die optisch funktionelle Schicht wenigstens einen weiteren optisch funktionellen Stoff aufweisend ausgebildet. Durch einen weiteren optisch funktionellen Stoff in der optisch funktionellen Schicht können weitere optische Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements angepasst werden. Somit kann beispielsweise Licht mit einem breiten Farbspektrum emittieren werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Ausbilden wenigstens einer weiteren optisch funktionellen Schicht auf, wobei die wenigstens eine weitere optisch funktionelle Schicht auf oder über der optisch funktionellen Schicht ausgebildet wird und wobei die weitere optisch funktionelle Schicht ein weiteres Einbettungsmaterial und einen weiteren optisch funktionellen Stoff aufweisend ausgebildet wird. Die wenigstens eine weitere optisch funktionelle Schicht wird gemäß einem weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der wenigstens einen weiteren optisch funktionellen Schicht 410b ausgebildet. Durch eine weitere optisch funktionelle Schicht können weitere optische Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements angepasst werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren zum Herstellen der optoelektronischen Bauelementevorrichtung Merkmale der optoelektronischen Bauelementevorrichtung aufweisen und die optoelektronischen Bauelementevorrichtung kann Merkmale des Verfahrens zum Herstellen der optoelektronischen Bauelementevorrichtung aufweisen derart und insoweit, als dass die Merkmale jeweils sinnvoll anwendbar sind. Dies bedeutet beispielsweise, dass der Gegenstand der abhängigen Vorrichtungsansprüche entsprechend anwendbar sind bei dem Verfahren und entsprechend auch als abhängige Verfahrensansprüche formuliert werden können.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die in den 1, 2, 3, und 4 gezeigten Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2001060 A2 [0004]
WO 2009/036720 A1 [0005]
WO 93/25611 A1 [0006]
US 7470974 B2 [0006]
US 5777433 A [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Tailoring the refractive index of nanoimprint resist by blending with TiO2 nanoparticles; A. Pradana, C. Kluge, M. Gerken; Optical Materials Express; Vol. 4; Issue 2; pp. 329–337 (2014)” [0007]

Claims

Optoelektronische Bauelementevorrichtung, aufweisend: • ein optoelektronisches Bauelement (100, 200); • eine optisch funktionelle Schicht (210, 310, 410a), die im Strahlengang des optoelektronischen Bauelements (100, 200) angeordnet ist; • wobei die optisch funktionelle Schicht (210, 310, 410a) einen optisch funktionellen Stoff (240) aufweist, welcher in ein Einbettungsmaterial eingebettet ist; • wobei das Einbettungsmaterial ein Matrixmaterial (220) und darin eingebrachte Anpassungspartikel (230) aufweist; • wobei der Brechungsindex des Matrixmaterials (220) kleiner ist als der Brechungsindex der Anpassungspartikel (230) und kleiner als der Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs (240).
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Anpassungspartikel (230) Nanopartikel sind.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Nanopartikel eine Partikelgröße in mindestens einer Dimension kleiner als 100 nm aufweisen.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das optoelektronische Bauelement (100, 200) eine organische Leuchtdiode ist.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das optoelektronische Bauelement (100, 200) eine transluzente oder transparente organische Leuchtdiode ist.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die optisch funktionelle Schicht (210, 310, 410a) transluzent oder transparent ausgebildet ist.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der optisch funktionelle Stoff (240) ein Konversionsstoff ist oder einen solchen aufweist.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Anpassungspartikel (230) wenigstens einen anorganischen Stoff aufweisen oder aus einem solchen gebildet sind.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Differenz des Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs (240) und des Brechungsindex des Einbettungsmaterials kleiner oder gleich 0,05 ist.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Anpassungspartikel (230) mindestens ein Metalloxid aufweisen.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Anpassungspartikel (230) aus wenigstens einem der folgenden Stoffe gebildet sind oder wenigstens einen der folgenden Stoffe aufweisen: TiO₂, SiO₂, ZrO₂, Al₂O₃, V₂O₅, Nb₂O₅.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die optisch funktionelle Schicht (210, 310, 410a) wenigstens einen weiteren optisch funktionellen Stoff (240) aufweist.
Optoelektronische Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend: wenigstens eine weitere optisch funktionelle Schicht (410b) auf oder über der optisch funktionellen Schicht (210, 310, 410a), wobei die weitere optisch funktionelle Schicht (410b) ein weiteres Einbettungsmaterial und einen weiteren optisch funktionellen Stoff (240) aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung, das Verfahren aufweisend: • Bereitstellen eines optoelektronischen Bauelements (100, 200); • Ausbilden einer optisch funktionellen Schicht (210, 310, 410a) im Strahlengang des optoelektronischen Bauelements derart, dass die optisch funktionelle Schicht (210, 310, 410a) einen in ein Einbettungsmaterial eingebetteten optisch funktionellen Stoff (240) aufweist, wobei das Einbettungsmaterial ein Matrixmaterial (220) und darin eingebrachte Anpassungspartikel (230) aufweist; • wobei der Brechungsindex des Matrixmaterials (220) kleiner ist als der Brechungsindex der Anpassungspartikel (230) und kleiner als der Brechungsindex des optisch funktionellen Stoffs (240).
Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die optisch funktionelle Schicht (210, 310, 410a) transluzent oder transparent ausgebildet wird.
Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die optisch funktionelle Schicht (210, 310, 410a) wenigstens einen weiteren optisch funktionellen Stoff (240) aufweisend ausgebildet wird.
Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Bauelementevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, das Verfahren ferner aufweisend: Ausbilden wenigstens einer weiteren optisch funktionellen Schicht (410b) auf oder über der optisch funktionellen Schicht (210, 310, 410a), wobei die weitere optisch funktionelle Schicht (410b) ein weiteres Einbettungsmaterial und einen weiteren optisch funktionellen Stoff (240) aufweisend ausgebildet wird.