DE102014117499A1

DE102014117499A1 - Lichtemittierendes Bauelement

Info

Publication number: DE102014117499A1
Application number: DE102014117499.2A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Vehoff; Erwin Lang
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
Also published as: DE112015005367A5; US9997731B2; US20170309851A1; WO2016083400A1; KR102385615B1; DE112015005367B4; KR20170091603A

Abstract

Es wird ein lichtemittierendes Bauelement angegeben, mit – zumindest einem aktivem Schichtenstapel (30), der zur Erzeugung von Licht vorgesehen ist, – einer ersten Elektrode (10), die den zumindest einen aktiven Schichtstapel (30) elektrisch kontaktiert, – einer zweiten Elektrode (20), die den zumindest einen aktiven Schichtstapel (30) elektrisch kontaktiert, – zumindest einer Leuchtfläche (3, 31, 32), die zur Emission von Licht vorgesehen ist, – einer ersten Kontaktstruktur (1), die mit der ersten Elektrode (10) elektrisch leitend verbunden ist, – einer zweiten Kontaktstruktur (2), die mit der zweiten Elektrode (20) elektrisch leitend verbunden ist, wobei – die erste Kontaktstruktur (1) einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche (3, 31, 32) und einen Großteil der zweiten Kontaktstruktur (2) seitlich umgibt, und – die zweite Kontaktstruktur (2) einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche (3, 31, 32) seitlich umgibt.

Description

Es wird ein lichtemittierendes Bauelement angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein lichtemittierendes Bauelement anzugeben, das zumindest eine Leuchtfläche aufweist, über die Licht mit einem besonders homogenen Leuchtdichteprofil abgestrahlt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement zumindest einen aktiven Schichtenstapel, der zur Erzeugung von Licht vorgesehen ist. Das heißt, im Betrieb des lichtemittierenden Bauelements wird in zumindest einem aktiven Schichtenstapel Licht erzeugt. Dabei kann im aktiven Schichtenstapel farbiges oder weißes Licht erzeugt werden. Der aktive Schichtenstapel umfasst beispielsweise organische Schichten. Bei dem lichtemittierenden Bauelement kann es sich dann insbesondere um eine organische Leuchtdiode (OLED) handeln.
Das lichtemittierende Bauelement kann genau einen aktiven Schichtenstapel oder zwei oder mehr aktive Schichtenstapel umfassen. Falls das Bauelement zwei oder mehr aktive Schichtenstapel umfasst, können diese in lateralen Richtungen nebeneinander angeordnet sein. Beispielsweise sind die aktiven Schichtenstapel dazu auf einen gemeinsamen Träger aufgebracht.
Die lateralen Richtungen sind hier und im Folgenden diejenigen Richtungen, die parallel zu einer Haupterstreckungsebene des lichtemittierenden Bauelements verlaufen. Das lichtemittierende Bauelement ist in der Haupterstreckungsebene flächig ausgedehnt und weist in einer vertikalen Richtung, die senkrecht zur Haupterstreckungsebene verläuft, eine Dicke auf, die klein ist gegen die maximale Erstreckung des lichtemittierenden Bauelements in der Haupterstreckungsebene, das heißt entlang einer lateralen Richtung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement eine erste Elektrode, die den zumindest einen aktiven Schichtenstapel elektrisch kontaktiert. Die erste Elektrode kann dazu zumindest stellenweise mit einer beispielsweise organischen Schicht des aktiven Schichtenstapels in direktem Kontakt stehen. Über die erste Elektrode wird im Betrieb des lichtemittierenden Bauelements Strom in den aktiven Schichtenstapel eingeprägt. Bei der ersten Elektrode handelt es sich beispielsweise um eine Kathode des lichtemittierenden Bauelements.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das Bauelement eine zweite Elektrode, die den zumindest einen aktiven Schichtenstapel elektrisch kontaktiert. Die zweite Elektrode kann sich dazu mit beispielsweise einer organischen Schicht des aktiven Schichtenstapels in direktem Kontakt befinden, wobei die zweite Elektrode den aktiven Schichtenstapel beispielsweise von einer Seite kontaktiert und sich insbesondere an dieser Seite mit dem aktiven Schichtenstapel in direktem Kontakt befindet, die der Seite, an der die erste Elektrode angeordnet ist, abgewandt ist. Die erste und die zweite Elektrode können dabei zumindest stellenweise parallel zur Haupterstreckungsebene des lichtemittierenden Bauelements verlaufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement zumindest eine Leuchtfläche, die zur Emission von Licht vorgesehen ist. Die zumindest eine Leuchtfläche verläuft zumindest stellenweise parallel zur Haupterstreckungsebene des lichtemittierenden Bauelements. Von der Leuchtfläche wird im zumindest einen aktiven Schichtenstapel erzeugtes Licht abgestrahlt. Dabei ist es insbesondere möglich, dass das Licht in zwei entgegengesetzte Raumrichtungen abgestrahlt wird, so dass das Licht von einer Oberseite des zumindest einen aktiven Schichtenstapels und von einer Unterseite, die der Oberseite abgewandt ist, des zumindest einen aktiven Schichtenstapels abgestrahlt wird. Das lichtemittierende Bauelement emittiert das Licht auf diese Weise beidseitig in zwei Raumhälften, die durch die Haupterstreckungsebene des lichtemittierenden Bauelements voneinander getrennt sind. Umfasst das lichtemittierende Bauelement mehr als eine Leuchtfläche, zum Beispiel zwei Leuchtflächen, so sind diese insbesondere lateral nebeneinander angeordnet. Insgesamt kann es sich bei dem lichtemittierenden Bauelement also um eine organische Leuchtdiode handeln, die Licht von ihrer Vorderseite und ihrer Rückseite abstrahlt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement eine erste Kontaktstruktur, die mit der ersten Elektrode elektrisch leitend verbunden ist. Die erste Kontaktstruktur ist beispielsweise als Leiterbahn ausgebildet, die mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist und befindet sich mit der ersten Elektrode beispielsweise in direktem Kontakt. Beispielsweise kann die erste Kontaktstruktur als Metallisierung ausgebildet sein, die auf die erste Elektrode aufgebracht ist. Die erste Kontaktstruktur bedeckt die erste Elektrode dabei nicht vollständig, sondern lediglich stellenweise, beispielsweise in einem Randbereich der ersten Elektrode.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement eine zweite Kontaktstruktur, die mit der zweiten Elektrode elektrisch leitend verbunden ist. Beispielsweise ist die zweite Kontaktstruktur in direktem Kontakt mit der zweiten Elektrode, wobei die zweite Kontaktstruktur die zweite Elektrode insbesondere nicht vollflächig, sondern nur stellenweise bedeckt. Die zweite Kontaktstruktur kann dabei als Leiterbahn ausgebildet sein, die mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist. Beispielsweise ist die zweite Kontaktstruktur als Metallisierung auf die zweite Elektrode aufgebracht und bedeckt die zweite Elektrode beispielsweise in einem Randbereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umgibt die erste Kontaktstruktur einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche und einen Großteil der zweiten Kontaktstruktur seitlich. Das heißt, die erste Kontaktstruktur kann die zumindest eine Leuchtfläche und die zweite Kontaktstruktur in lateralen Richtungen zumindest stellenweise nach Art eines Rahmens umgeben.
Das heißt, die erste Kontaktstruktur umgibt mehr als 50 % der Länge einer Randlinie, welche die Leuchtfläche in den lateralen Richtungen begrenzt. Ferner umgibt die erste Kontaktstruktur mehr als 50 % der zweiten Kontaktstruktur, das heißt auf mehr als 50 % der Länge der zweiten Kontaktstruktur ist diese von der ersten Kontaktstruktur umgeben. Dabei ist es möglich, dass die erste Kontaktstruktur wenigstens 60 %, wenigstens 70 %, wenigstens 80 %, wenigstens 90 % oder wenigstens 95 % der zumindest einen Leuchtfläche und/oder der zweiten Kontaktstruktur seitlich umgibt. Ferner ist es möglich, dass die erste Kontaktstruktur die Leuchtfläche und/oder die zweite Kontaktstruktur seitlich vollständig umgibt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umgibt die zweite Kontaktstruktur einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche seitlich. Das heißt, die zweite Kontaktstruktur ist in den lateralen Richtungen rahmenartig um die Leuchtfläche herum angeordnet und umgibt mehr als 50 % einer die zumindest eine Leuchtfläche seitlich einhüllenden Randlinie. Die zweite Kontaktstruktur kann dabei mehr als 60 %, mehr als 70 %, mehr als 80 %, mehr als 90 % oder mehr als 95 % der Leuchtfläche umgeben. Ferner ist es möglich, dass die zweite Kontaktstruktur die zumindest eine Leuchtfläche vollständig seitlich umgibt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement zumindest einen aktiven Schichtenstapel, der zur Erzeugung von Licht vorgesehen ist, eine erste Elektrode, die den zumindest einen aktiven Schichtenstapel elektrisch kontaktiert, eine zweite Elektrode, die den zumindest einen aktiven Schichtenstapel elektrisch kontaktiert, zumindest eine Leuchtfläche, die zur Emission von Licht vorgesehen ist, eine erste Kontaktstruktur, die mit der ersten Elektrode elektrisch leitend verbunden ist, eine zweite Kontaktstruktur, die mit der zweiten Elektrode elektrisch leitend verbunden ist, wobei die erste Kontaktstruktur einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche und einen Großteil der zweiten Kontaktstruktur seitlich umgibt und, die zweite Kontaktstruktur einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche seitlich umgibt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist das lichtemittierende Bauelement im Bereich zumindest einer der zumindest einen Leuchtfläche zumindest stellenweise lichtdurchlässig ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, dass das lichtemittierende Bauelement an jeder Stelle der zumindest einen Leuchtfläche lichtdurchlässig ausgebildet ist. Umfasst das Bauteil zwei oder mehr Leuchtflächen, ist es möglich, dass das Bauteil im Bereich zumindest einer Leuchtfläche lichtdurchlässig ausgebildet ist und im Bereich zumindest einer Leuchtfläche lichtundurchlässig ausgebildet ist. Ferner ist es möglich, dass das Bauteil im Bereich aller Leuchtflächen lichtdurchlässig ausgebildet ist.
Lichtdurchlässig heißt hier und im Folgenden, dass wenigstens 50 %, insbesondere wenigstens 75 %, bevorzugt wenigstens 85 % von an einer lichtdurchlässigen Stelle auftreffendem sichtbaren Licht durch das lichtdurchlässige Element treten, ohne davon absorbiert und/oder reflektiert zu werden. Das lichtemittierende Bauelement kann dabei insbesondere klarsichtig transparent ausgebildet sein. Insgesamt kann es sich also bei dem lichtemittierenden Bauelement um eine beidseitig emittierende transparente OLED handeln.
Dem hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelement liegt dabei unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass lichtdurchlässige lichtemittierende Bauelemente, insbesondere transparente organische Leuchtdioden, über den Verlauf ihrer Leuchtfläche ein besonders inhomogenes Leuchtdichteprofil aufweisen. Das Leuchtdichteprofil ist insbesondere im Vergleich zu einseitig emittierenden organischen Leuchtdioden, die beispielsweise eine reflektierende erste oder zweite Elektrode aufweisen, inhomogen.
Dies kann insbesondere daran liegen, dass im Fall der einseitig emittierenden, reflektierenden organischen Leuchtdiode die reflektierende Elektrode eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, die mehr als hundertmal größer sein kann als die elektrische Leitfähigkeit der transparenten Elektrode. Im Fall eines lichtdurchlässig ausgebildeten lichtemittierenden Bauelements liegt die elektrische Leitfähigkeit der ersten und der zweiten Elektrode, die beispielsweise jeweils lichtdurchlässig ausgebildet sind, in der gleichen Größenordnung, wobei eine der Elektroden maximal ein- bis viermal besser leitet als die andere. Dies führt zusammen mit einer ungleichmäßigen Erwärmung des lichtemittierenden Bauelements entlang der Leuchtfläche zu einer besonders inhomogenen Leuchtdichteverteilung.
Überraschend wurde festgestellt, dass unter anderem die Anordnung einer zweiten Kontaktstruktur, die einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche seitlich umgibt, und gegebenenfalls die Anordnung einer ersten Kontaktstruktur, die einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche und/oder einen Großteil der zweiten Kontaktstruktur seitlich umgibt, zur Homogenisierung der Leuchtdichte bei einem lichtdurchlässigen lichtemittierenden Bauelement beitragen kann.
Mit anderen Worten führt beispielsweise eine umlaufende Anodenkontaktierung, die von einer umlaufenden Kathodenkontaktierung umgeben ist, derart, dass ein Großteil oder die gesamte Anodenkontaktierung seitlich von der Kathodenkontaktierung umgeben ist, zu einer merklichen Verbesserung der Homogenität der Leuchtdichte.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist die ersten Elektrode und/oder die zweite Elektrode zumindest stellenweise reflektierend ausgebildet. „Reflektierend ausgebildet“ heißt hier und im Folgenden zum Beispiel, dass wenigstens 50 %, insbesondere wenigstens 75 %, bevorzugt wenigstens 85 % von an einer reflektierenden Stelle auftreffendem sichtbaren Licht durch das reflektierende Element reflektiert wird. Es ist also möglich, dass zumindest eine der Leuchtflächen oder alle Leuchtflächen reflektierend ausgebildet sind. Bei dem Bauelement kann es sich dann um einen so genannten Topemitter oder einen so genannten Bottomemitter handeln. Insbesondere ist es möglich, dass das Bauelement lichtdurchlässige und reflektierende Leuchtflächen aufweist.
Überraschend wurde festgestellt, dass unter anderem die Anordnung einer zweiten Kontaktstruktur, die einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche seitlich umgibt, und gegebenenfalls die Anordnung einer ersten Kontaktstruktur, die einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche und/oder einen Großteil der zweiten Kontaktstruktur seitlich umgibt, zur Homogenisierung der Leuchtdichte auch bei einem Bauelement beitragen kann, das zumindest eine reflektierende Elektrode aufweist, die sich eigentlich durch eine gute Querleitfähigkeit auszeichnet. Insbesondere aber bei Bauelementen mit großen Leuchtflächen oder Bauelementen mit meheren Leuchtflächen erweist sich die Anordnung umlaufender Kontaktstrukturen als besonders vorteilhaft für die Homogenisierung der Leuchtdichte.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement zumindest zwei Leuchtflächen, die seitlich nebeneinander angeordnet sind. Dabei ist es auch möglich, dass das lichtemittierende Bauelement drei oder mehr Leuchtflächen umfasst, die seitlich nebeneinander angeordnet sind. Das heißt, in lateralen Richtungen sind die Leuchtflächen voneinander getrennt und das lichtemittierende Bauelement umfasst mehr als eine Leuchtfläche. Zumindest eine oder jede der Leuchtflächen kann dabei Licht in zwei entgegengesetzte Raumrichtungen abgeben, so dass die Gesamtheit aller Leuchtflächen des lichtemittierenden Bauelements beidseitig emittiert.
Die Gesamtheit der Leuchtflächen ist dabei die Summe aller nebeneinander angeordneten Leuchtflächen des lichtemittierenden Bauelements.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umgibt die erste Kontaktstruktur einen Großteil der Gesamtheit der zumindest zwei Leuchtflächen seitlich und die zweite Kontaktstruktur umgibt einen Großteil der Gesamtheit der zumindest zwei Leuchtflächen seitlich. Mit anderen Worten umgeben die beiden Kontaktstrukturen die einzelnen Leuchtflächen des lichtemittierenden Bauelements nicht einzeln, sondern die Summe der Leuchtflächen, also ihre Gesamtheit, wird von den Kontaktstrukturen jeweils seitlich umgeben. Bildet die Gesamtheit der Leuchtflächen des lichtemittierenden Bauelements beispielsweise eine kreisförmige oder eine rechteckförmige Fläche, so umgeben die erste und die zweite Kontaktstruktur diese kreisförmige oder rechteckige Fläche seitlich. Die einzelnen Leuchtflächen des lichtemittierenden Bauelements können dabei beliebige Formen aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist jeder der zumindest einen Leuchtfläche ein aktiver Schichtenstapel zugeordnet, der separat von den aktiven Schichtenstapeln einer anderen Leuchtfläche betreibbar ist. Die Leuchtflächen verlaufen beispielsweise parallel zu den Hauptflächen der zugeordneten aktiven Schichtenstapel. Dabei kann jeder der Leuchtflächen ein Schichtenstapel eindeutig zugeordnet sein. Die Schichtenstapel selbst sind dann seitlich nebeneinander angeordnet und zum Beispiel auf einem gemeinsamen Träger, der mit einer Glasplatte oder einer Folie gebildet sein kann, angeordnet.
Die einzelnen aktiven Schichtenstapel der Leuchtflächen können dabei separat voneinander betreibbar sein. Dies ist beispielsweise dadurch erreicht, dass zumindest eine der beiden Elektroden voneinander getrennt ist, so dass zum Beispiel die zweite Elektrode voneinander elektrisch isolierte Teilbereiche aufweist, wobei jeder Teilbereich einem aktiven Schichtenstapel eineindeutig zugeordnet ist.
Die einzelnen aktiven Schichtenstapel des lichtemittierenden Bauelements weisen dabei einen Abstand von beispielsweise wenigstens 5 µm und höchstens 1 mm, insbesondere von wenigstens 20 µm und höchstens 110 µm voneinander auf. Das heißt, die einzelnen aktiven Schichtenstapel und damit die einzelnen Leuchtflächen des lichtemittierenden Bauelements sind in lateralen Richtungen voneinander beabstandet. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Aufteilung der Leuchtfläche des lichtemittierenden Bauelements in mehrere Leuchtflächen im ausgeschalteten Zustand des Bauelements für den menschlichen Betrachter zum Beispiel nicht erkennbar ist.
Die aktiven Schichtenstapel können dabei gleich oder unterschiedlich zueinander aufgebaut sein, so dass sie Licht eines im Rahmen der Herstellungstoleranz gleichen Farbortes oder Licht voneinander unterschiedlicher Farborte erzeugen können. Das heißt, im Betrieb ist es möglich, dass die Segmentierung der Leuchtfläche des lichtemittierenden Bauelements in zumindest zwei Leuchtflächen dadurch erkennbar ist, dass die Leuchtflächen getrennt voneinander betrieben werden oder an unterschiedlichen Leuchtflächen Licht unterschiedlicher Lichtcharakteristik austritt.
Insgesamt kann es sich bei dem lichtemittierenden Bauelement daher um eine segmentierte, transparente OLED handeln, die zumindest stellenweise lichtdurchlässig ist und die beispielsweise in Draufsicht mehrere seitlich benachbarte Leuchtflächen aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements weist die erste Kontaktstruktur zumindest einen ersten Kontakt auf, an dem die erste Kontaktstruktur kontaktierbar ist, wobei ein erster Einspeisebereich, von dem aus Strom über die erste Kontaktstruktur in dem zumindest einen aktiven Schichtenstapel eingeprägt wird, entfernt vom zumindest einen ersten Kontakt angeordnet ist.
Die Einspeisebereiche sind dabei jene Bereiche einer Kontaktstruktur, von denen aus mehr Strom in die zugeordnete Elektrode und damit den aktiven Schichtenstapel gelangt, als von benachbarten Bereichen der Kontaktstruktur, und/oder an denen eine höhere Spannung anliegt, als an benachbarten Bereichen der Kontaktstruktur. Mit anderen Worten weist die Stromstärke des von der Kontaktstruktur in die angrenzende Elektrode eingeprägten Stroms und/oder die anliegende Spannung im Einspeisebereich zumindest ein lokales Maximum auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements weist die erste Kontaktstruktur eine Trennstruktur auf, die sich von einem der zumindest einen ersten Kontakte zum ersten Einspeisebereich erstreckt. Bei der Trennstruktur kann es sich beispielsweise um eine Ausnehmung in der ersten Kontaktstruktur handeln, in deren Bereich die erste Kontaktstruktur vollständig oder teilweise entfernt ist. Beispielsweise kann eine solche Ausnehmung mittels eines Lasers oder eines lithografischen Verfahrens hergestellt werden. Zum Beispiel ist die Metallisierung, welche die erste Kontaktstruktur bilden kann, im Bereich der Trennstruktur vollständig entfernt, gedünnt oder teilweise durchtrennt. Durch die Trennstruktur kann ein direktes Einprägen von Strom in die zugeordnete Elektrode der ersten Kontaktstruktur bis zum Einspeisepunkt reduziert oder verhindert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements weist die zweite Kontaktstruktur zumindest einen zweiten Kontakt auf, an dem die zweite Kontaktstruktur kontaktierbar ist, wobei ein zweiter Einspeisebereich, von dem aus Strom über die zweite Kontaktstruktur in den zumindest einen aktiven Schichtenstapel eingeprägt wird, entfernt von zumindest einem zweiten Kontakt angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements weist die zweite Kontaktstruktur eine Trennstruktur auf, die sich vom einen der zumindest einen zweiten Kontakte zum zweiten Einspeisebereich erstreckt. Bei der Trennstruktur kann es sich beispielsweise um eine Ausnehmung in der zweiten Kontaktstruktur handeln, in deren Bereich die zweite Kontaktstruktur vollständig oder teilweise entfernt ist. Beispielsweise kann eine solche Ausnehmung mittels eines Lasers oder eines lithografischen Verfahrens hergestellt werden. Zum Beispiel ist die Metallisierung, welche die zweite Kontaktstruktur bilden kann, im Bereich der Trennstruktur vollständig entfernt. Durch die Trennstruktur kann ein direktes Einprägen von Strom in die zugeordnete Elektrode der zweiten Kontaktstruktur bis zum Einspeisepunkt reduziert oder verhindert werden.
Bei einem hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelement findet die Stromeinprägung also nicht hauptsächlich oder nicht nur hauptsächlich im Bereich des Kontakt statt, sondern sie ist zu anderen Stellen der Kontaktstruktur verlagert oder verschoben, um eine möglichst gleichmäßige Bestromung der der Kontaktstruktur zugeordneten Elektrode und damit des zumindest einen aktiven Schichtenstapels zu erreichen. Dies kann die Homogenität der Leuchtdichte des an der zumindest einen Leuchtfläche abgestrahlten Lichts erhöhen.
Der zumindest eine aktive Schichtenstapel kann insbesondere lichterzeugende Schichten umfassen, die mit einem organischen Halbleitermaterial gebildet sind. Für ein solches Halbleitermaterial steigt die Leitfähigkeit mit steigender Temperatur. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Leuchtdichte an den wärmsten Punkten der zumindest einen Leuchtfläche. Die Leuchtdichteverteilung ist daher insbesondere bei lichtdurchlässigen lichtemittierenden Bauelementen, die keine gut wärmeleitende reflektierende Elektrode aufweisen, durch die Wärmeverteilung auf der Leuchtfläche dominiert. Der wärmste Punkt der Leuchtfläche befindet sich dabei zum Beispiel in der Mitte der Leuchtfläche.
Dem hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelement liegt nun unter anderem die Überlegung zugrunde, dass durch ein Verlegen der Einspeisebereiche in Bereiche des lichtemittierenden Bauelements, wo eine geringere Wärme zu erwarten ist, eine Homogenisierung des Leuchtdichteprofils erreicht werden kann.
Wird ferner angenommen, dass die Spannung vom Punkt der Einspeisung, also von den Einspeisebereichen aus, für die Anode linear abnimmt und für die Kathode linear zunimmt, wenn die Kathode auf einem Potenzial von 0 Volt liegt und die Leitfähigkeit der Anode und der Kathode ungefähr gleich ist, so erweist es sich als optimal für eine Homogenisierung der Leuchtdichte, wenn die ersten Einspeisebereiche und die zweiten Einspeisebereiche möglichst weit voneinander entfernt sind, wobei bei mehr als einem ersten Einspeisebereich auch die ersten Einspeisebereiche einen maximalen Abstand und bei mehr als einem zweiten Einspeisebereich die zweiten Einspeisebereiche einen maximalen Abstand zueinander aufweisen. Weist das lichtemittierende Bauelement beispielsweise zwei erste Einspeisebereiche und zwei zweite Einspeisebereiche auf, so hat es sich als optimal herausgestellt, wenn die Einspeisebereiche in der Abfolge erster erster Einspeisebereich, erster zweiter Einspeisebereich, zweiter erster Einspeisebereich und zweiter zweiter Einspeisebereich entlang einer Umhüllenden der zumindest einen Leuchtfläche äquidistant zueinander angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements weist das lichtemittierende Bauelement zumindest zwei erste Einspeisebereiche auf, die derart angeordnet sind, dass sie entlang der ersten Kontaktstruktur einen maximalen Abstand zueinander aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements weist das lichtemittierende Bauelement zumindest zwei zweite Einspeisebereiche auf, die derart angeordnet sind, dass sie entlang der zweiten Kontaktstruktur einen maximalen Abstand zueinander aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements sind die erste Elektrode und die zweite Elektrode flächig und lichtdurchlässig ausgebildet, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode frei von Sammelschienen (englisch: Busbars) sind. Dabei hat es sich herausgestellt, dass die Verwendung von Kontaktstrukturen, welche die Leuchtfläche zu einem Großteil umgeben, und/oder die Verwendung von Einspeisebereichen, die von Kontakten der Kontaktstruktur entfernt angeordnet sind, eine derart gute Homogenisierung des Leuchtdichteprofils ermöglicht, dass auf beispielsweise metallische Stromverteilungsbahnen auf den Elektroden, welche beispielsweise die Querleitfähigkeit der Elektroden erhöhen können, verzichtet werden kann. Der transparente Eindruck der Leuchtflächen ist daher für ein hier beschriebenes lichtemittierendes Bauelement besonders stark, da eventuelle Absorptionen durch die Sammelschienen entfallen.
Im Folgenden wird das hier beschriebene lichtemittierende Bauelement anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
Die 1, 2, 3, 4A, 4B, 5A zeigen schematische Aufsichten auf Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelementen.
Die 5B zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Die 1 zeigt eine schematische Aufsicht eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements. Das lichtemittierende Bauelement weist im Ausführungsbeispiel der 1 genau eine Leuchtfläche 3 auf. Von der Leuchtfläche 3 aus wird im Betrieb des lichtemittierenden Bauelements Licht 6 emittiert. Insbesondere wird Licht 6 beidseitig emittiert, aus der Zeichenebene heraus und in die Zeichenebene hinein. Bei dem lichtemittierenden Bauelement handelt es sich zum Beispiel um ein lichtdurchlässiges lichtemittierendes Bauelement, das im Bereich der Leuchtfläche 3 lichtdurchlässig, insbesondere klarsichtig transparent ausgebildet ist. Ferner ist es möglich, dass zumindest eine der Elektroden 10, 20 zumindest stellenweise reflektierend ausgebildet ist.
Das lichtemittierende Bauelement umfasst einen aktiven Schichtenstapel 30, der zum Beispiel Schichten aus organischem Halbleitermaterial umfasst und der zur Erzeugung des an der Leuchtfläche austretenden Lichts eingerichtet ist.
Der aktive Schichtenstapel 30 ist beispielsweise in der Schnittdarstellung der 5B gezeigt. An seiner Unterseite grenzt der aktive Schichtenstapel 30 an die zweite Elektrode 20, an seiner Oberseite grenzt der aktive Schichtenstapel 30 an die erste Elektrode 10. Im Bereich der Leuchtfläche 3 sind die erste Elektrode 10 und die zweite Elektrode 20 lichtdurchlässig ausgebildet. Beispielsweise handelt es sich bei der ersten Elektrode 10 um eine Kathode, die durch eine dünne, lichtdurchlässige Metallschicht gebildet ist. Die erste Elektrode 10 kann dabei mit Metallen wie Silber und/oder Magnesium gebildet sein.
Bei der zweiten Elektrode 20 handelt es sich beispielsweise um eine Anode des lichtemittierenden Bauelements, die zum Beispiel mit einem transparenten leitfähigen Oxid wie ITO gebildet ist.
Ferner ist es möglich, dass zumindest eine der Elektroden 10, 20 zumindest stellenweise reflektierend ausgebildet ist.
Der aktive Schichtenstapel 30 umfasst organische Schichten zur Emission von Licht und zur Zuleitung von Ladungsträgern.
Die Leuchtfläche 3 ist im Ausführungsbeispiel der 1 vollständig von der zweiten Kontaktstruktur 2 seitlich umschlossen. Ferner ist die Leuchtfläche 3 seitlich vollständig von der ersten Kontaktstruktur 1 umgeben, die auch die zweite Kontaktstruktur 2 seitlich vollständig umgibt. Die Kontaktstrukturen 1, 2 sind dabei mit Metallisierungen gebildet, die beispielsweise mit Legierungen wie CrAlCr oder MAM gebildet sein können (siehe dazu auch die Schnittdarstellung der 5B). Die zweite Elektrode 20 weist dabei eine Trennung 5, zum Beispiel einen Schnitt auf, der einen Kurzschluss zwischen der ersten Elektrode 10 und der zweiten Elektrode 20 unterbindet. Dabei überformt die zweite Elektrode 10 das lichtemittierende Bauteil an seiner der zweiten Elektrode 20 abgewandten Oberseite vollständig, was aus der Schnittdarstellung der 5B nicht ersichtlich ist, so dass eine Kontaktierung der ersten Elektrode 10 über die erste Kontaktstruktur 1 erfolgen kann.
Die Trennung 5, beispielsweise in der zweiten Elektrode 20, ist dabei zum Beispiel durch einen Laserstrahl oder ein lithografisches Verfahren erzeugt.
Zur Isolation der zweiten Kontaktstruktur 2 von der ersten Elektrode 10 ist eine Isolierung, beispielsweise in Form eines isolierenden Materials wie Polyimid (PI) zwischen der zweiten Kontaktstruktur 2 und der ersten Elektrode 10 angeordnet.
Im Ausführungsbeispiel der 1 ist es möglich, dass eine Stromeinprägung direkt an den Kontakten C1, A1 folgt, wobei der erste Kontakt C1 zur Kontaktierung der ersten Kontaktstruktur 1 und der zweite Kontakt A1 zur Kontaktierung der zweiten Kontaktstruktur 2 dient.
Im Unterschied dazu weist das lichtemittierende Bauteil gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 zwei zweite Einspeisepunkte 21 für Strom aus der zweiten Kontaktstruktur 2 auf. Die zweite Kontaktstruktur 2 weist dafür eine Trennstruktur 22, beispielsweise in Form einer Ausnehmung auf, die sich vom zweiten Kontakt A1 bis zum zweiten Einspeisebereich 21 beidseitig der Leuchtfläche 3 erstreckt.
Die Trennstruktur 22 ist beispielsweise aus Ausnehmung im Material der zweiten Kontaktstruktur 2 ausgeführt. In der vergrößerten Darstellung der 2 ist der Strompfad 23 für Strom vom zweiten Kontakt A1 eingezeichnet, woraus ersichtlich ist, dass erst vom zweiten Einspeisebereich 21 eine Stromeinprägung in die zweite Elektrode 20 und damit in den aktiven Schichtenstapel 30 erfolgt.
Aus der schematischen Draufsicht der 3 ist für ein weiteres Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements gezeigt, dass auch die erste Kontaktstruktur 1 zwei erste Einspeisebereiche 11 aufweisen kann, die beispielsweise durch entsprechende Trennstrukturen 12 in der ersten Kontaktstruktur 1 erzeugt sind (in der 3 nicht dargestellt). Die ersten Einspeisebereiche 11 und die zweiten Einspeisebereiche 21 werden dabei vorzugsweise jeweils möglichst weit entfernt voneinander angeordnet, so dass sich beispielsweise die in der 3 gezeigte Anordnung der Einspeisebereiche 11, 21 ergibt.
Die 4A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 3 ein hier beschriebenes lichtemittierendes Bauelement in einer Ausführungsform mit zwei Leuchtflächen 31, 32 aufweist, die sich in ihrer Gesamtheit zur Leuchtfläche 3 addieren. Die beiden Leuchtflächen weisen zum Beispiel jeweils separat voneinander betreibbare aktive Schichtenstapel 30 auf. Sie sind durch die Segmentierung 33 voneinander getrennt. Die Segmentierung 33 kann beispielsweise durch eine getrennte zweite Elektrode 20 realisiert sein, die beispielsweise über einen Laserstrahl oder lithografisch zertrennt ist, wobei sich die Segmentierung 33 durch die zweite Elektrode und die zweite Kontaktstruktur 2 hindurch erstreckt. Die erste Elektrode 10 kann beispielsweise für alle Leuchtflächen 31, 32 gemeinsam ausgeführt sein. Eine getrennte Ansteuerung der unterschiedlichen Leuchtflächen 31, 32 erfolgt dann über die zweite Elektrode 20. Die Segmentierung 33 erstreckt sich dabei auch durch die zweite Kontaktstruktur 2, um das getrennte Ansteuern der Leuchtflächen 31, 32 zu ermöglichen. Das lichtemittierende Bauelement umfasst zur Kontaktierung der ersten Kontaktstruktur 1 zwei erste Kontakte C1, C2 und zur Kontaktierung der zweiten Kontaktstruktur 2 zwei zweite Kontakte A1, A2. Insgesamt ist es möglich, dass bei solchen lichtemittierenden Bauelementen mit zwei oder mehr Leuchtflächen die erste Elektrode 10 und/oder die zweite Elektrode 20 durchtrennt ist.
Bei dem Bauelement ist es möglich, dass alle Leuchtflächen 31, 32 lichtdurchlässig ausgebildet sind. Ferner ist es möglich, dass alle Leuchtflächen 31, 32 eine reflektierende Elektrode 10, 20 aufweisen, so dass Licht nur in eine Richtung abgestrahlt wird, wobei unterschiedliche Leuchtflächen Licht auch in voneinander unterschiedliche Richtungen abstrahlen können. Ferner ist es möglich, dass zumindest eine der Leuchtflächen lichtdurchlässig und zumindest eine der Leuchtflächen einseitig abstrahlend ausgebildet ist und dazu eine reflektierende Elektrode aufweist.
Im Ausführungsbeispiel der 4B sind im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 4A die Kontakte A1, A2 der zweiten Kontaktstruktur 2 nicht an den Rand des Bauelements geführt, sondern befinden sich direkt an der zweiten Kontaktstruktur 2. Mit einer solchen Anordnung ist es besonders einfach realisierbar, ein Bauelement anzugeben, bei dem beide Kontaktstrukturen 1, 2 als geschlossene Rahmen ausgebildet sind und damit die Leuchtflächen 31, 32 jeweils vollständig umgeben. Eine solche Anordnung der Kontaktstrukturen und der zugehörigen Kontakte ist für alle hier beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich.
In Verbindung mit der 5A ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements näher dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel umschließen die erste Kontaktstruktur 1 und die zweite Kontaktstruktur 2 die segmentierte Leuchtfläche 3, welche eine erste Leuchtfläche 31 und eine zweite Leuchtfläche 32 aufweist, nicht vollständig, sondern sie sind lediglich an den längeren Seitenflächen der rechteckigen Leuchtfläche 3 angeordnet. Damit umgeben die erste Kontaktstruktur 1 und die zweite Kontaktstruktur die Leuchtfläche 3 zum Großteil, nämlich zu mehr als 50 % ihrer Länge seitlich. Darüber hinaus umgibt die erste Kontaktstruktur 1 die zweite Kontaktstruktur seitlich vollständig.
Die 5B zeigt eine schematische Schnittdarstellung der rechten Seite des in der 5A dargestellten lichtemittierenden Bauelements mit der ersten Leuchtfläche 31 und den Kontaktstrukturen 1, 2. Mit der beschriebenen Ausführung der Kontaktstrukturen 1, 2 sowie der beschriebenen Wahl der ersten Einspeisebereiche 11 und der zweiten Einspeisebereiche 21 ist es möglich, eine segmentierte, zum Beispiel zumindest stellenweise transparente, organische Leuchtdiode zu realisieren, die sich durch ein besonders homogenes Leuchtdichteprofil an ihren Leuchtflächen 31, 32, 3 auszeichnet. Durch diese Maßnahmen ist es beispielsweise möglich, die Differenz zwischen der maximalen Temperatur auf der Leuchtfläche und der minimalen Temperatur auf der Leuchtfläche auf unterhalb 15 °C zu reduzieren. Ferner kann die Potenzialdifferenz zwischen der höchsten am zumindest einen aktiven Schichtenstapel 30 anliegenden Spannung und der niedrigsten am zumindest einen aktiven Schichtenstapel 30 anliegenden Spannung auf unter 1 Volt, insbesondere unter 0,1 Volt, reduziert werden. Insbesondere dadurch, dass die Einspeisebereiche für die erste Elektrode 10 und die zweite Elektrode 20 möglichst weit voneinander entfernt angeordnet werden können, kann die Tatsache kompensiert werden, dass die Leuchtfläche 3 in ihrer Mitte am heißesten wird, da die Spannung und damit der Strom an den Einspeisebereichen, also jeweils maximal entfernt von der Mitte der Leuchtfläche, besonders groß ist.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: erste Kontaktstruktur
10: erste Elektrode
11: erster Einspeisebereich
12: Trennstruktur
2: zweite Kontaktstruktur
20: zweite Elektrode
21: zweiter Einspeisebereich
22: Trennstruktur
23: Strompfad
3: Leuchtfläche
30: aktiver Schichtenstapel
31: erste Leuchtfläche
32: zweite Leuchtfläche
33: Segmentierung
4: Isolierung
5: Trennung
6: Licht
C1, C2: erster Kontakt
A1, A2: zweiter Kontakt

Claims

Lichtemittierendes Bauelement mit – zumindest einem aktivem Schichtenstapel (30), der zur Erzeugung von Licht vorgesehen ist, – einer ersten Elektrode (10), die den zumindest einen aktiven Schichtstapel (30) elektrisch kontaktiert, – einer zweiten Elektrode (20), die den zumindest einen aktiven Schichtstapel (30) elektrisch kontaktiert, – zumindest einer Leuchtfläche (3, 31, 32), die zur Emission von Licht vorgesehen ist, – einer ersten Kontaktstruktur (1), die mit der ersten Elektrode (10) elektrisch leitend verbunden ist, – einer zweiten Kontaktstruktur (2), die mit der zweiten Elektrode (20) elektrisch leitend verbunden ist, wobei – die erste Kontaktstruktur (1) einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche (3, 31, 32) und einen Großteil der zweiten Kontaktstruktur (2) seitlich umgibt, und – die zweite Kontaktstruktur (2) einen Großteil der zumindest einen Leuchtfläche (3, 31, 32) seitlich umgibt.
Lichtemittierendes Bauelement nach dem vorherigen Anspruch bei dem das lichtemittierende Bauelement im Bereich zumindest einer der zumindest einen Leuchtfläche lichtdurchlässig ausgebildet ist.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die ersten Elektrode (10) und/oder die zweite Elektrode (20) zumindest stellenweise reflektierend ausgebildet ist.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche mit – zumindest zwei Leuchtflächen (3, 31, 32), die seitlich nebeneinander angeordnet sind, wobei – die erste Kontaktstruktur (1) einen Großteil einer Gesamtheit der zumindest zwei Leuchtflächen (3, 31, 32) seitlich umgibt, und – die zweite Kontaktstruktur (2) einen Großteil der Gesamtheit der zumindest zwei Leuchtflächen (3, 31, 32) seitlich umgibt.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem jeder der zumindest einen Leuchtfläche (3, 31, 32) ein aktiver Schichtenstapel (30) zugeordnet ist, der separat von den aktiven Schichtenstapel (30) anderer Leuchtflächen (3, 31, 32) betreibbar ist.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die erste Kontaktstruktur (1) zumindest einen ersten Kontakt (C1, C2) aufweist, an dem die erste Kontaktstruktur (1) kontaktierbar ist, wobei ein erster Einspeisebereich (11), von dem aus Strom über die erste Kontaktstruktur (1) in den zumindest einen aktiven Schichtenstapel (30) eingeprägt wird, entfernt vom zumindest einen ersten Kontakt (C1, C2) angeordnet ist.
Lichtemittierendes Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die erste Kontaktstruktur (1) eine Trennstruktur (12) aufweist (1), die sich von einem der zumindest einen ersten Kontakte (C1, C2) zum ersten Einspeisebereich (11) erstreckt.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die zweite Kontaktstruktur (2) zumindest einen zweiten Kontakt (A1, A2) aufweist, an dem die zweite Kontaktstruktur (2) kontaktierbar ist, wobei ein zweiter Einspeisebereich (21), von dem aus Strom über die zweite Kontaktstruktur (2) in den zumindest einen aktiven Schichtenstapel (30) eingeprägt wird, entfernt vom zumindest einen zweiten Kontakt (A1, A2) angeordnet ist.
Lichtemittierendes Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die zweite Kontaktstruktur (2) eine Trennstruktur (22) aufweist (1), die sich von einem der zumindest einen zweiten Kontakte (A1, A2) zum zweiten Einspeisebereich (21) erstreckt.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche mit zumindest zwei ersten Einspeisebereichen (11), die derart angeordnet sind, dass sie entlang der ersten Kontaktstruktur (1) einen maximalen Abstand zueinander aufweisen.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche mit zumindest zwei zweiten Einspeisebereichen (21), die derart angeordnet sind, dass sie entlang der zweiten Kontaktstruktur (2) einen maximalen Abstand zueinander aufweisen.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die erste Elektrode (10) und die zweite Elektrode (20) flächig und lichtdurchlässig ausgebildet sind, wobei die erste Elektrode (10) und die zweite Elektrode (20) frei von Sammelschienen sind.