DE102014218666A1

DE102014218666A1 - Optoelektronische Vorrichtung mit variabler Farbeigenschaft

Info

Publication number: DE102014218666A1
Application number: DE102014218666.8A
Authority: DE
Inventors: Richard Baisl; Nina Riegel; Michael Fehrer; Arne Fleissner; Thomas Wehlus; Christoph Kefes; Arndt Jaeger
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2016-03-17

Abstract

Um das Erscheinungsbild einer lichtemittierenden optoelektronischen Vorrichtung (1, 2) in einem Außerbetriebszustand geeignet zu beeinflussen, wird eine optische Einrichtung (20, 23, 23a, 31, 32; 20, 23, 31, 32, 37, 38; 20, 23, 23a, 36; 20, 23, 33; 20, 23, 34; 20, 23) eingesetzt, die sich in dem Außerbetriebszustand in einem ersten optischen Zustand befindet, in dem sie eine Eigenschaft, z.B. eine Farbeigenschaft, einer von der optoelektronischen Vorrichtung (1, 2) emittierten elektromagnetischen Strahlung beeinflusst. Überdies lässt sich die optische Einrichtung auch in einen zweiten, anderen optischen Zustand versetzen, in dem sie beispielsweise in einem Betriebszustand der optoelektronischen Vorrichtung (1, 2) nicht stört. Alternativ zu einer automatischen Ansteuerung der optischen Einrichtung, derart, dass sich diese in dem Außerbetriebszustand in dem zuvor genannten optischen Zustand befindet, kann die optische Einrichtung auch eingerichtet sein, ein manuelles Wechseln in diesen optischen Zustand durch manuelle Verlagerung eines Fluids (23) zu ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft optoelektronische Vorrichtungen mit einer variablen Farbeigenschaft und Verfahren zum Herstellen derartiger optoelektronischer Vorrichtungen.
Es ist bekannt, lichtemittierende optoelektronische Vorrichtungen derart auszulegen, dass das davon erzeugte Licht ein gewünschtes Farbspektrum aufweist.
Allerdings kann bei herkömmlichen optoelektronischen Vorrichtungen nur das Erscheinungsbild der in einem Betriebszustand befindlichen optoelektronischen Vorrichtung gestaltet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Erscheinungsbild einer optoelektronischen Vorrichtung in einem Außerbetriebszustand zu beeinflussen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den davon abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausgestaltungen angegeben.
Eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß einer ersten Erfindungsvariante umfasst eine funktionelle Schichtstruktur, zwei Elektroden und einen Strahlungsaustrittsbereich. Die funktionelle Schichtstruktur ist geeignet, wenn sie geeignet via den beiden Elektronen bestromt wird, eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, die via des Strahlungsaustrittsbereichs in zumindest einer Austrittsrichtung abgestrahlt wird. Die Elektroden grenzen zu diesem Zweck vorzugsweise an die funktionelle Schichtstruktur an. Unter einem Strahlungsaustrittsbereich ist dementsprechend der Bereich der optoelektronischen Vorrichtung zu verstehen, via dem die Strahlung aus der optoelektronischen Vorrichtung austritt.
Überdies weist die optoelektronische Vorrichtung eine optische Einrichtung mit einer zwischen einem ersten und einem zweiten optischen Zustand änderbaren optischen Eigenschaft auf. Diese ist geeignet, mindestens eine Eigenschaft, beispielsweise eine normierte spektrale Intensitätsverteilung, einer via des Strahlungsaustrittsbereichs in der Austrittsrichtung emittierten elektromagnetischen Strahlung in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen und in dem zweiten optischen Zustand anders als in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen oder nicht zu beeinflussen. Bei der zuvor genannten in der Austrittsrichtung emittierten elektromagnetischen Strahlung kann es sich insbesondere um die zuvor genannte von der funktionellen Schichtstruktur erzeugbare elektromagnetische Strahlung handeln, die via des Strahlungsaustrittsbereichs in der Austrittsrichtung abgestrahlt wird, sowie um eine weitere via des Strahlungsaustrittsbereichs in der Austrittsrichtung emittierbare elektromagnetische Strahlung. Insbesondere kann es sich dabei auch um eine von außen auf die optoelektronische Vorrichtung einfallende elektromagnetische Strahlung handeln, die von der optoelektronischen Vorrichtung, beispielsweise von der funktionellen Schichtstruktur und/oder der optischen Einrichtung, gestreut, reflektiert oder transmittiert wird.
Erfindungsgemäß ist die optoelektronische Vorrichtung eingerichtet, die optische Einrichtung und die funktionelle Schichtstruktur derart zu steuern, dass dadurch ein Außerbetriebszustand erreichbar ist, in dem zwischen den Elektroden eine Außerbetriebsspannung UA anliegt, die ungeeignet ist, bei Raumtemperatur eine Lichtemission der funktionellen Schichtstruktur zu bewirken, oder keine Spannung anliegt und sich die optoelektronische Vorrichtung in dem ersten optischen Zustand befindet. Mit dem Anliegen einer Spannung zwischen zwei Elektroden ist dabei gemeint, dass eine der Elektroden den entsprechenden ersten Pol (z.B. Pluspol bei einer Gleichspannung) und die andere der Elektroden den entsprechenden zweiten Pol (z.B. Minuspol bei einer Gleichspannung) der Spannung darstellt. Es kann mehrere mögliche Außerbetriebszustände mit unterschiedlichen Außerbetriebsspannungen UA geben. Als Raumtemperatur wird eine Temperatur von 300 Kelvin bezeichnet.
Dementsprechend ist ein Außerbetriebszustand vorgegeben, in dem von der optoelektronischen Vorrichtung via des Strahlungsaustrittsbereichs in der Austrittsrichtung emittierte (z.B. gestreute oder reflektierte oder transmittierte) elektromagnetische Strahlung durch die optische Einrichtung in einer Eigenschaft geändert wird.
Bei der zuvor genannten Eigenschaft kann es sich insbesondere um eine normierte spektrale Intensitätsverteilung, vorzugsweise im sichtbaren Spektralbereich, handeln. In diesem Fall wird die Strahlungsintensität bei zumindest einer Frequenz anders beeinflusst als über alle Frequenzen gemittelt, was bedeutet, dass die Farbe der elektromagnetischen Strahlung verändert wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die optische Einrichtung eingerichtet ist, in dem ersten optischen Zustand die Strahlungsintensität bei zumindest einer Frequenz (vorzugsweise des sichtbaren Spektralbereichs) im Verhältnis zu der über alle Frequenzen (vorzugsweise des sichtbaren Spektralbereichs) gemittelten, z.B. durch Bildung des arithmetischen Mittels gemittelten, Strahlungsintensität um mindestens einen vorgegebenen Wert von 50% zu senken oder zu steigern und in dem zweiten optischen Zustand die Strahlungsintensität bei jeder beliebigen Frequenz (vorzugsweise des sichtbaren Spektralbereichs) im Verhältnis zu der über alle Frequenzen (vorzugsweise des sichtbaren Spektralbereichs) gemittelten Strahlungsintensität um weniger als den vorgegebenen Anteil von 50% zu senken oder zu steigern. Alternativ dazu kann der vorgegebene Anteil auch 30% oder 70% betragen.
Insbesondere kann die optoelektronische Vorrichtung eine Steuereinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, die optische Einrichtung und die funktionelle Schichtstruktur derart zu steuern, dass der zuvor beschriebene Außerbetriebszustand erreichbar ist. Bei der Steuereinrichtung kann es sich beispielsweise um ein geeignet eingerichtetes Steuergerät handeln, das z.B. auf zumindest einem geeignet eingerichteten integrierten Schaltkreis basiert. Allerdings kann eine derartige Steuereinrichtung auch durch eine geeignete Verdrahtung zumindest eines Eingangs einer elektrisch steuerbaren optischen Einrichtung gebildet sein, insbesondere durch geeignete Verdrahtung des zumindest einen Eingangs mit zumindest einer der zuvor genannten Elektroden.
Vorzugsweise ist die optoelektronische Vorrichtung oder deren Steuereinrichtung eingerichtet, die optische Einrichtung und die funktionelle Schichtstruktur derart zu steuern, dass ein Betriebszustand erreichbar ist, in dem zwischen den beiden Elektroden eine Betriebsspannung UB anliegt, die geeignet ist, bei Raumtemperatur eine Lichtemission der funktionellen Schichtstruktur via des Stahlungsaustrittsbereichs in der Austrittsrichtung zu bewirken und sich die optische Einrichtung in dem zweiten optischen Zustand befindet. Es kann mehrere mögliche Betriebszustände mit unterschiedlichen Betriebsspannungen UB geben.
Somit kann, wenn die funktionelle Schichtstruktur in dem Betriebszustand auf Grund des Anliegens der Betriebsspannung UB via des Strahlungsaustrittsbereichs elektromagnetische Strahlung in der Austrittsrichtung abstrahlt, ein möglicherweise unerwünschter Einfluss einer in dem ersten optischen Zustand befindlichen optischen Einrichtung auf diese erzeugte Strahlung vermieden werden.
Vorzugsweise ist die optoelektronische Vorrichtung oder deren Steuereinrichtung eingerichtet, bei Anliegen der Außerbetriebsspannung UA und/oder bei Nichtanliegen einer Spannung zwischen den beiden Elektroden eine zuvor in dem zweiten optischen Zustand befindliche optische Einrichtung in den ersten optischen Zustand zu versetzen.
Überdies ist die optoelektronische Vorrichtung oder deren Steuereinrichtung vorzugsweise eingerichtet, eine zuvor in dem ersten optischen Zustand befindliche optische Einrichtung bei Anliegen der Betriebsspannung UB zwischen den beiden Elektroden in den zweiten optischen Zustand zu versetzen.
Dadurch kann eine einfache Ansteuerung der optischen Einrichtung ermöglicht werden.
Vorzugsweise ist die optische Einrichtung elektrisch steuerbar. Sie kann insbesondere elektrisch von der optoelektronischen Vorrichtung steuerbar sein, z.B. elektrisch von der Steuereinrichtung der optoelektronischen Vorrichtung steuerbar sein.
Dabei ist die optische Einrichtung bevorzugt eingerichtet, bei Anliegen einer ersten Spannung U1 (z.B. einer ersten Gleichspannung) und/oder bei Nichtanliegen einer Spannung zwischen den zwei Elementen der optischen Einrichtung in den ersten optischen Zustand zu wechseln, wenn sie sich nicht bereits in diesem Zustand befindet, oder in dem ersten optischen Zustand zu verbleiben, wenn sie sich bereits in diesem Zustand befindet. Dabei kann es mehrere der zuvor genannten ersten Spannungen U1 geben.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die optische Einrichtung eingerichtet sein, bei Anliegen einer zweiten Spannung U2 (z.B. einer zweiten Gleichspannung), welche vorzugsweise größer als die erste Spannung U1 ist, zwischen den zwei Elementen der optischen Einrichtung in den zweiten optischen Zustand zu wechseln, wenn sie sich noch nicht darin befindet, oder in dem zweiten optischen Zustand zu verbleiben, wenn sie sich bereits in diesem Zustand befindet. Dabei kann es mehrere der zuvor genannten zweiten Spannungen U2 geben.
Vorzugsweise werden zwei elektrische Eingänge, z.B. die beiden zuvor genannten Elemente, der optischen Einrichtung mit den beiden Elektroden parallelgeschaltet. Eine derartige Parallelschaltung bedeutet, dass eine der Elektroden mit einem der Elemente elektrisch leitend verbunden ist und die andere Elektrode mit dem anderen Element elektrisch leitend verbunden ist, wobei zumindest eine der elektrisch leitenden Verbindungen auch entstehen kann, indem das jeweilige Element durch eine der Elektroden oder einen Bestandteil davon gebildet ist.
Bei einer derartigen Parallelschaltung der beiden Elemente und den Elektroden ist vorzugsweise die zweite Spannung U2 gleich der Betriebsspannung UB und/oder die erste Spannung U1 gleich der Außerbetriebsspannung UA.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen einer elektrischen Ansteuerung ermöglichen eine einfache Ansteuerung der optischen Einrichtung.
Vorzugsweise benötigt die optoelektronische Vorrichtung in dem zuvor beschriebenen Außerbetriebszustand keinerlei Stromzufuhr oder Energiezufuhr.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die optische Einrichtung ein Behältnis, einen darin angeordneten Stoff sowie eine Stoffverlagerungseinrichtung, mittels derer der Stoff zumindest teilweise zwischen einem ersten Behältnisabschnitt des Behältnisses und einem zweiten Behältnisabschnitt des Behältnisses hin- und her verlagerbar ist. Dabei ist die optoelektronische Vorrichtung eingerichtet, die Eigenschaft der via des Strahlungsaustrittsbereichs in der Austrittsrichtung emittierten elektromagnetischen Strahlung in dem ersten optischen Zustand, in dem der Stoff zumindest teilweise in den ersten Behältnisabschnitt verlagert ist (z.B. durch die Stoffverlagerungseinrichtung verlagert worden ist), durch den Stoff zu beeinflussen und in dem zweiten optischen Zustand, in dem der Stoff zumindest teilweise in den zweiten Behältnisabschnitt verlagert ist (z.B. durch die Stoffverlagerungseinrichtung verlagert worden ist), durch den Stoff anders als in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen oder nicht durch den Stoff zu beeinflussen.
Unter einem Stoff wird dabei sowohl ein Reinstoff verstanden als auch ein Stoffgemisch. Der Stoff kann ein Fluid umfassen oder aus einem Fluid bestehen, wodurch ein einfaches Hin- und Herverlagern des Stoffes ermöglicht werden kann. Insbesondere kann es sich bei dem Stoff um eine Flüssigkeit handeln, wie z.B. eine Emulsion, d.h. eine Flüssigkeit mit einer darin enthaltenen flüssigen dispersen Phase. Ebenfalls kann es sich bei dem Stoff um eine Suspension handeln, d.h. eine Flüssigkeit mit einer darin enthaltenen festen dispersen Phase.
Vorzugsweise ist die optoelektronische Vorrichtung eingerichtet, die bei geeigneter Bestromung der funktionellen Schichtstruktur via den Elektroden erzeugbare und via des Strahlungsaustrittsbereichs in der Austrittsrichtung abstrahlbare elektromagnetische Strahlung durch den ersten Behältnisabschnitt hindurch abzustrahlen und nicht durch den zweiten Behältnisabschnitt hindurch abzustrahlen, besonders bevorzugt nur durch den ersten Behältnisabschnitt hindurch abzustrahlen.
Vorzugsweise umfasst die optoelektronische Vorrichtung eine Abschattungseinrichtung, die derart relativ zu dem zweiten Behältnisabschnitt angeordnet ist, dass sich der zweite Behältnisabschnitt und die Abschattungseinrichtung bei Betrachtung des Strahlungsaustrittsbereichs entgegen der Austrittsrichtung teilweise oder vollständig lateral überlappen. Vorzugsweise ist überdies die Abschattungseinrichtung derart relativ zu dem zweiten Behältnisabschnitt angeordnet, dass sich die Abschattungseinrichtung bei Betrachtung des Lichtaustrittsbereichs entgegen der Lichtaustrittsrichtung nicht lateral mit dem ersten Behältnisabschnitt überlappt.
Dementsprechend schattet die Abschattungseinrichtung den zweiten Behältnisabschnitt idealerweise derart ab, dass der zweite Behältnisabschnitt und damit ein darin befindlicher Stoff bei Betrachtung des Strahlungsaustrittsbereichs entgegen der Austrittsrichtung weniger gut sichtbar ist als der erste Behältnisabschnitt und damit ein darin befindlicher Stoff.
Bei der zuvor genannten Abschattungseinrichtung kann es sich insbesondere um eine Stromverteilungsschiene handeln, mit der ein Spannungsabfall über eine Fläche einer der beiden Elektroden reduziert wird. Derartige Stromverteilungsschienen werden häufig als „Busbar“ bezeichnet.
Die Stoffverlagerungseirichtung umfasst vorzugsweise eine Pumpe, die geeignet ist, den Stoff, der insbesondere bei dieser Ausführungsform vorzugsweise ein Fluid enthält, zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Behältnisabschnitt hin- und herzupumpen. Alternativ oder zusätzlich kann die Stoffverlagerungseirichtung einen Aktuator, insbesondere einen Piezoaktuator, umfassen, und eingerichtet sein, den Stoff mittels des Aktuators zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Behältnisabschnitt hin- und herzuverlagern, z. B. den Stoff mittels des Aktuators in Zusammenwirkung mit einem flexiblen Behältnisabschnitt des Behältnisses zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Behältnisabschnitt hin- und herzuverlagern.
Alternativ oder zusätzlich kann die Stoffverlagerungseinrichtung eingerichtet sein, den Stoff mittels Einwirkung eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes auf den Stoff zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Behältnisabschnitt hin- und herzuverlagern. Dementsprechend umfasst die Stoffverlagerungseinrichtung vorzugsweise zumindest eine Verlagerungselektrode und ist eingerichtet, den Stoff mittels Einwirkung eines mittels der Verlagerungselektrode erzeugten elektrischen Feldes auf den Stoff zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Behältnisabschnitt hin- und herzuverlagern. Der Stoff muss dabei zumindest teilweise elektrostatisch verlagerbar sein, beispielsweise kann er elektrostatisch verlagerbare Partikel enthalten. Eines oder beide der zuvor genannten Elemente der optischen Einrichtung können beispielsweise eine Verlagerungselektrode sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die Stoffverlagerungseinrichtung zumindest einen Elektromagneten umfassen und eingerichtet sein, den Stoff mittels Einwirkung eines mittels des Elektromagneten erzeugten elektromagnetischen Feldes auf den Stoff zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Behältnisabschnitt hin- und herzuverlagern. Der Stoff muss dabei zumindest teilweise magnetisch verlagerbar sein, beispielsweise magnetisch verlagerbare Partikel enthalten.
Vorzugsweise handelt es sich bei der funktionellen Schichtstruktur um eine organisch funktionelle Schichtstruktur. Insbesondere kann durch die Elektroden und die funktionelle Schichtstruktur eine organisch lichtemittierende Diode (OLED) gebildet sein.
Bei einem Verfahren zum Erzeugen einer der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtungen gemäß der ersten Erfindungsvariante werden dementsprechend die funktionelle Schichtstruktur und die zwei Elektroden in einem Schritt S1 derart bereitgestellt, dass die funktionelle Schichtstruktur geeignet ist, bei geeigneter Bestromung der funktionellen Schichtstruktur via den Elektroden eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und via des Strahlungsaustrittsbereichs in zumindest einer Austrittsrichtung abzustrahlen.
Zudem umfasst das Verfahren den Schritt S2 des Bereitstellens der Eingangs beschriebenen optischen Einrichtung und den Schritt des Einrichtens S3 der optoelektronischen Vorrichtung zum Steuern der optischen Einrichtung und der funktionellen Schichtstruktur derart, dass der Außerbetriebszustand erreichbar ist. Als Schritt S3 kann die zuvor beschriebene entsprechend eingerichtete Steuereinrichtung bereitgestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine optische Einrichtung bereitgestellt, die eingerichtet ist, in dem ersten optischen Zustand die Strahlungsintensität bei zumindest einer Frequenz im Verhältnis zu einer über alle Frequenzen gemittelten Strahlungsintensität um mindestens einen vorgegebenen Anteil von 30%, 50% oder 70% zu senken oder zu steigern und in dem zweiten optischen Zustand die Strahlungsintensität bei jeder beliebigen Frequenz im Verhältnis zu der über alle Frequenzen gemittelten Strahlungsintensität um weniger als diesen vorgegebenen Anteil zu senken oder zu steigern.
Vorzugsweise wird in dem Verfahrensschritt S3 die optoelektronische Vorrichtung bzw. deren Steuereinrichtung eingerichtet, die optische Einrichtung und die funktionelle Schichtstruktur derart zu steuern, dass dadurch der Betriebszustand erreichbar ist.
Vorzugsweise wird die optoelektronische Vorrichtung beim Schritt S3 eingerichtet, bei Anliegen der Außerbetriebsspannung UA und/oder bei Nichtanliegen einer Spannung zwischen den beiden Elektroden eine zuvor in dem zweiten optischen Zustand befindliche optische Einrichtung in den ersten optischen Zustand zu versetzen und/oder eine zuvor in dem ersten optischen Zustand befindliche optische Einrichtung bei Anliegen der Betriebsspannung UB zwischen den beiden Elektroden in den zweiten optischen Zustand zu versetzen. Alternativ dazu kann eine Steuereinrichtung bereitgestellt und entsprechend eingerichtet werden.
Vorzugsweise wird eine elektrisch steuerbare optische Einrichtung bereitgestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird beim Schritt S2 eine optische Einrichtung bereitgestellt, die eingerichtet ist, bei Anliegen einer ersten Spannung U1 und/oder bei Nichtanliegen einer Spannung zwischen den zwei Elementen der optischen Einrichtung in dem ersten optischen Zustand zu wechseln, wenn sie sich nicht bereits in diesem Zustand befindet, oder in dem ersten optischen Zustand zu verbleiben, wenn sie sich bereits in diesem Zustand befindet.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die bereitgestellte optische Einrichtung eingerichtet sein, bei Anliegen einer zweiten Spannung U2, welche vorzugsweise größer als die erste Spannung U1 ist, zwischen den zwei Elementen der optischen Einrichtung in den zweiten optischen Zustand zu wechseln, wenn sie sich noch nicht darin befindet, oder in dem zweiten optischen Zustand zu verbleiben, wenn sie sich bereits in diesem Zustand befindet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden bei dem Schritt S3 zwei Eingänge der optischen Einrichtung, z.B. die beiden Elemente der optischen Einrichtung, mit den beiden Elektroden parallelgeschaltet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Schritt S2 des Bereitstellens der optischen Einrichtung die Schritte des Bereitstellens S2a des oben beschriebenen Behältnisses und des Bereitstellens und Anordnens S2b des Stoffes in dem Behältnis und des Bereitstellens S2c der Stoffverlagerungseinrichtung, so dass die optische Einrichtung die Strahlungseigenschaft wie zuvor beschrieben mittels des verlagerbaren Stoffs beeinflussen kann.
Der Schritt des Bereitstellens S2c der Stoffverlagerungseirichtung umfasst vorzugsweise die Teilschritte des Bereitstellens der zuvor beschriebenen Pumpe und/oder des Bereitstellens des zuvor beschriebenen Aktuators, wobei in letzterem Fall eine Stoffverlagerungseinrichtung bereitgestellt wird, die es ermöglicht, den Stoff mittels des Aktuators zu verlagern, und vorzugsweise ein Behältnis mit dem zuvor genannten flexiblen Behältnisabschnitt bereitgestellt wird.
Alternativ oder zusätzlich umfasst der Schritt des Bereitstellens der Stoffverlagerungseinrichtung vorzugsweise den Schritt des Bereitstellens der zuvor beschriebenen zumindest einen Verlagerungselektrode, wobei eine Stoffverlagerungseinrichtung bereitgestellt wird, die es ermöglicht, den Stoff mittels Einwirkung eines mittels der Verlagerungselektrode erzeugten elektrischen Feldes auf den Stoff zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Behältnisabschnitt hin- und herzuverlagern. Der bereitgestellte Stoff muss dabei zumindest teilweise elektrostatisch verlagerbar sein.
Alternativ oder zusätzlich umfasst der Schritt des Bereitstellens der Stoffverlagerungseinrichtung vorzugsweise den Schritt des Bereitstellens des zuvor beschriebenen zumindest einen Elektromagneten, wobei eine Stoffverlagerungseinrichtung bereitgestellt wird, die es ermöglicht, den Stoff mittels Einwirkung eines mittels des Elektromagneten erzeugten elektromagnetischen Feldes auf den Stoff zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Behältnisabschnitt hin- und herzuverlagern. Der bereitgestellte Stoff muss dabei zumindest teilweise magnetisch verlagerbar sein, beispielsweise kann er magnetisch verlagerbare Partikel enthalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verfahren zudem den Schritt des Bereitstellens der oben beschriebenen Abschattungseinrichtung. Insbesondere kann dies durch das Bereitstellen einer der Elektroden erfolgen, die die Abschattungseinrichtung z.B. als Busbar umfasst.
Vorzugsweise wird im Schritt S1 eine organisch funktionelle Schichtstruktur bereitgestellt. Insbesondere kann durch die bereitgestellten Elektroden und die funktionelle Schichtstruktur eine organisch lichtemittierende Diode (OLED) gebildet sein.
Ein Verfahren zum Außerbetriebsetzen der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung gemäß der ersten Erfindungsvariante umfasst den Schritt des Versetzens der optoelektronischen Vorrichtung in den Außerbetriebszustand.
Ein Betriebsverfahren für die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß der ersten Erfindungsvariante umfasst den Schritt des Versetzens der optoelektronischen Vorrichtung in den Betriebszustand und den Schritt des Versetzens der optoelektronischen Vorrichtung in den Außerbetriebszustand.
Eine optoelektronische Vorrichtung gemäß einer zweiten Variante der Erfindung umfasst die zuvor beschriebene funktionelle Schichtstruktur, die zuvor beschriebenen zwei Elektroden und den zuvor beschriebenen Strahlungsaustrittsbereich. Dementsprechend ist die funktionelle Schichtstruktur geeignet, bei geeigneter Bestromung der funktionellen Schichtstruktur via den Elektroden eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und via des Strahlungsaustrittsbereichs in zumindest einer Austrittsrichtung abzustrahlen.
Überdies umfasst die optoelektronische Vorrichtung der zweiten Erfindungsvariante eine optische Einrichtung, welche ein Behältnis und einen darin angeordneten Stoff aufweist, der zumindest teilweise zwischen einem ersten Behältnisabschnitt des Behältnisses und einem zweiten Behältnisabschnitt des Behältnisses hin- und her verlagerbar ist, wobei die optische Einrichtung eingerichtet ist, die Eigenschaft der via des Strahlungsaustrittsbereichs in der Austrittsrichtung emittierbaren elektromagnetischen Strahlung in einem ersten optischen Zustand der optischen Einrichtung, in dem der Stoff zumindest teilweise in den ersten Behältnisabschnitt verlagert ist, mittels des Stoffs zu beeinflussen und in einem zweiten optischen Zustand der optischen Einrichtung, in dem der Stoff zumindest teilweise in den zweiten Behältnisabschnitt verlagert ist, mittels des Stoffs anders als in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen oder nicht zu beeinflussen. Der Begriff „Stoff“ ist dabei wie bei der ersten Erfindungsvariante zu verstehen und der Stoff kann wie bei der ersten Erfindungsvariante beschaffen sein. Insbesondere umfasst der Stoff dementsprechend vorzugsweise ein Fluid, z.B. eine Flüssigkeit, um eine einfache Stoffverlagerung zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist die optische Einrichtung eingerichtet, eine zumindest teilweise Verlagerung, vorzugsweise eine zumindest teilweise Hin- und Herverlagerung, des Stoffs zwischen dem ersten Behältnisabschnitt des Behältnisses und dem zweiten Behältnisabschnitt des Behältnisses mittels externer Krafteinwirkung zu ermöglichen.
Beispielsweise kann das Behältnis eingerichtet sein, die zumindest teilweise Verlagerung des Stoffs zwischen dem ersten Behältnisabschnitt des Behältnisses und dem zweiten Behältnisabschnitt des Behältnisses mittels externer Krafteinwirkung zu ermöglichen. Beispielsweise kann es zu diesem Zweck zumindest einen deformierbaren Behältnisabschnitt aufweisen, wobei die zumindest teilweise Verlagerung, vorzugsweise eine zumindest teilweise Hin- und Herverlagerung, des Stoffs zwischen dem ersten Behältnisabschnitt des Behältnisses und dem zweiten Behältnisabschnitt des Behältnisses durch eine Deformation des deformierbaren Behältnisabschnitts, die mittels externer Krafteinwirkung erzielbar ist, möglich sein kann.
Die optoelektronische Vorrichtung gemäß der zweiten Variante der Erfindung ist also im Wesentlichen identisch zu der gemäß der ersten Variante der Erfindung aufgebaut. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die optoelektronische Vorrichtung gemäß der zweiten Erfindungsvariante nicht zwangsweise eingerichtet ist, die optische Einrichtung und die funktionelle Schichtstruktur derart zu steuern, dass dadurch der Außerbetriebszustand erreichbar ist. Anstatt dessen weist die optische Einrichtung in jedem Fall das Behältnis mit dem darin befindlichen verlagerbaren Stoff – wie er auch bei der ersten Erfindungsvariante vorhanden sein kann – auf, wobei der Stoff allerdings mittels externer Krafteinwirkung, z.B. manuell, verlagerbar ist. Dementsprechend ist der zuvor beschriebene Außerbetriebszustand und der Betriebszustand durch Eingreifen einer Bedienperson erreichbar.
Bei der zuvor genannten Eigenschaft, kann es sich wie bei der ersten Erfindungsvariante um eine normierte spektrale Intensitätsverteilung handeln. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die optische Einrichtung eingerichtet ist, in dem ersten optischen Zustand die Strahlungsintensität bei zumindest einer Frequenz im Verhältnis zu einer über alle Frequenzen gemittelten Strahlungsintensität um mindestens einen vorgegebenen Anteil von 30%, 50% oder 70% zu senken oder zu steigern und dem zweiten optischen Zustand die Strahlungsintensität bei jeder beliebigen Frequenz im Verhältnis zu der über alle Frequenzen gemittelten Strahlungsintensität um weniger als diesen vorgegebenen Anteil zu senken oder zu steigern.
Die optoelektronische Vorrichtung der zweiten Erfindungsvariante kann die im Zusammenhang mit der ersten Erfindungsvariante beschriebene Abschattungseinrichtung aufweisen und bei der funktionellen Schichtstruktur kann es sich um eine organisch funktionelle Schichtstruktur handeln, insbesondere kann durch die Elektroden und die funktionelle Schichtstruktur eine organisch lichtemittierende Diode (OLED) gebildet sein.
Ein Verfahren zum Herstellen der optoelektronischen Vorrichtung gemäß der zweiten Erfindungsvariante umfasst dementsprechend die Schritte:
S1: Bereitstellen der funktionellen Schichtstruktur und der beiden Elektroden derart, dass die funktionelle Schichtstruktur geeignet ist, bei geeigneter Bestromung der funktionellen Schichtstruktur via den Elektroden eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und via eines Strahlungsaustrittsbereichs in zumindest einer Austrittsrichtung abzustrahlen,
S2: Bereitstellen der optischen Einrichtung, umfassend die Teilschritte des Bereitstellens S2a des Behältnisses und des Bereitstellens und des Anordnens S2b des Stoffes in dem Behältnis, so dass dieser zumindest teilweise zwischen einem ersten Behältnisabschnitt des Behältnisses und einem zweiten Behältnisabschnitt des Behältnisses hin- und her verlagerbar ist, so dass die bereitgestellte optische Einrichtung eingerichtet ist, die Eigenschaft der via des Strahlungsaustrittsbereichs in der Austrittsrichtung emittierbaren elektromagnetischen Strahlung in einem ersten optischen Zustand der optischen Einrichtung, in dem der Stoff zumindest teilweise in den ersten Behältnisabschnitt verlagert ist, mittels des Stoffs zu beeinflussen und in einem zweiten optischen Zustand der optischen Einrichtung, in dem der Stoff zumindest teilweise in den zweiten Behältnisabschnitt verlagert ist, mittels des Stoffs anders als in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen oder nicht zu beeinflussen.
Dabei wird im Schritt S2 eine optische Einrichtung bereitgestellt, die eingerichtet ist, eine zumindest teilweise Verlagerung des Stoffs zwischen dem ersten Behältnisabschnitt des Behältnisses und dem zweiten Behältnisabschnitt des Behältnisses mittels externer Krafteinwirkung zu ermöglichen.
Insbesondere kann dabei in dem Schritt S2a ein Behältnis bereitgestellt werden, das eingerichtet ist, eine zumindest teilweise Verlagerung des Stoffs zwischen dem ersten Behältnisabschnitt des Behältnisses und dem zweiten Behältnisabschnitt des Behältnisses mittels externer Krafteinwirkung zu ermöglichen. Beispielsweise kann das bereitgestellte Behältnis zu diesem Zweck einen deformierbaren Behältnisabschnitt aufweisen.
Insbesondere kann eine optische Einrichtung bereitgestellt werden, die eingerichtet ist, in dem ersten optischen Zustand die Strahlungsintensität bei zumindest einer Frequenz im Verhältnis zu einer über alle Frequenzen gemittelten Strahlungsintensität um mindestens einen vorgegebenen Anteil von 30%, 50% oder 70% zu senken oder zu steigern und dem zweiten optischen Zustand die Strahlungsintensität bei jeder beliebigen Frequenz im Verhältnis zu der über alle Frequenzen gemittelten Strahlungsintensität um weniger als diesen vorgegebenen Anteil zu senken oder zu steigern.
Überdies kann das Verfahren den Schritt des Bereitstellens der im Zusammenhang mit der ersten Erfindungsvariante beschriebenen Abschattungseinrichtung umfassen.
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert, die schematisch zeigen:
1a: eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei sich die optoelektronische Vorrichtung in einem Außerbetriebszustand befindet,
1b: eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, wobei sich die optoelektronische Vorrichtung in einem Betriebszustand befindet,
2: eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
3: eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform,
4: eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform,
5: eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform,
6: eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform,
7: eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform,
8: eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform,
9: ein Verfahren zum Erzeugen einer optoelektronischen Vorrichtung gemäß einer der ersten sieben Ausführungsformen,
10: ein Verfahren zum Erzeugen einer optoelektronischen Vorrichtung gemäß der achten Ausführungsform.
Eine optoelektronische Vorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist in den 1a und 1b dargestellt, wobei 1a die Vorrichtung 1 in einem Außerbetriebszustand zeigt und 1b die Vorrichtung 1 in einem Betriebszustand. Die optoelektronische Vorrichtung 1 umfasst eine funktionelle Schichtstruktur 11 und zwei Elektroden 12, 13, mit denen ein elektrischer Strom durch die funktionelle Schichtstruktur 11 hindurch geleitet werden kann. Die funktionelle Schichtstruktur 11 grenzt zu diesem Zweck vorzugsweise direkt an die beiden Elektroden 12, 13 an. Wenn via den Elektroden 12, 13 eine hinreichend große Spannung mit geeigneter Polarität an die funktionelle Schichtstruktur 11 angelegt wird, erzeugt diese elektromagnetische Strahlung. Dabei handelt es sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um Licht im sichtbaren Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm. Bei der funktionellen Schichtstruktur 11 kann es sich beispielsweise um eine organisch funktionelle Schichtstruktur handeln, d.h. eine funktionelle Schichtstruktur 11, die zumindest eine organische funktionelle Schicht (nicht dargestellt) aufweist. Beispielsweise kann es sich dabei um eine organisch funktionelle Schicht handeln, die bei geeigneter Bestromung der funktionellen Schichtstruktur mittels der Elektroden 12, 13 Licht abstrahlt, insbesondere kann durch die Elektroden 12, 13 und die organisch funktionelle Schichtstruktur 11 eine organische Leuchtdiode (OLED) gebildet sein.
Eine derartige organisch funktionelle Schichtstruktur 11 einer OLED umfasst vorzugsweise neben der zur Lichtemission geeigneten organischen Schicht noch weitere Schichten (nicht dargestellt), beispielsweise kann die organisch funktionelle Schichtstruktur 11 eine so genannte Elektroneninjektionsschicht und/oder eine Lochinjektionsschicht aufweisen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Überdies kann die organisch funktionelle Schichtstruktur 11 mehrere zur Lichtemission geeignete organische Schichten aufweisen, zwischen denen jeweils eine Ladungsträgererzeugungsschicht, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, angeordnet ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite Elektrode 13 im Wesentlichen durchsichtig und kann beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO) umfassen oder daraus bestehen. Um eine Stromverteilung über die Fläche der zweiten Elektrode 13 in lateraler Richtung zu verbessern, ist mindestens eine Stromverteilungsschiene 13a (häufig als Busbar bezeichnet) vorgesehen, die beispielsweise aus Gold, Silber oder Aluminium bestehen kann.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde die erste Elektrode 12 auf ein Substrat aufgebracht und anschließend die funktionelle Schichtstruktur 11, die zweite Elektrode 13 und die Stromverteilungsschienen 13a aufgebracht. Insbesondere zum Schutz der feuchtigkeitsempfindlichen funktionellen Schichtstruktur 11 sind die Elektroden 12, 13, die funktionelle Schichtstruktur 11 und die Stromverteilungsschienen 13a durch eine lichtdurchlässige Verkapselungsstruktur 14 vor Umwelteinflüssen geschützt.
In einer Lichtaustrittsrichtung 16 gesehen vor der lichtdurchlässigen Verkapselungsstruktur 14 ist ein lichtdurchlässiges Behältnis 20 angeordnet. In diesem Behältnis 20 befindet sich ein Fluid 23 mit farbigen Partikeln 23a. Anstatt derartiger fester Partikel 23a könnten z.B. auch Flüssigkeitstropfen vorgesehen sein, z.B. als Bestandteil einer Emulsion.
In 1a, die die optoelektronische Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Außerbetriebszustand zeigt, sind die farbigen Partikel 23a gleichmäßig in dem Fluid 23 verteilt. In diesem Außerbetriebszustand liegt keine Spannung zwischen den beiden Elektroden 12, 13 an oder es liegt eine Spannung U1 zwischen den Elektroden 12, 13 an, die nicht geeignet ist, eine Lichtemission der funktionellen Schichtstruktur 11 zu bewirken, beispielsweise, weil sie zu gering ist oder eine hierfür ungeeignete Polarität aufweist. Jedoch wird von außen auf die optoelektronische Vorrichtung 1 treffendes Licht von den Farbpartikeln 23a unter Veränderung des Lichtspektrums so reflektiert, dass es via eines Lichtaustrittsbereichs 17 in zumindest einer Lichtaustrittsrichtung 16 wieder aus der optoelektronischen Vorrichtung austritt, wodurch ein gewünschter Farbeindruck der optoelektronischen Vorrichtung in dem Außerbetriebszustand erzeugt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann die optoelektronische Vorrichtung 1 auch derart ausgestaltet sein, dass von außen auf die optoelektronische Vorrichtung 1 treffendes Licht in der Lichtaustrittsrichtung 16 durch die optoelektronische Vorrichtung 1 hindurch transmittiert wird und dabei durch die Farbpartikel 23a das Farbspektum des Lichts verändert wird. Weiterhin kann die optoelektronische Vorrichtung 1 derart ausgestaltet sein, dass von außen auf die optoelektronische Vorrichtung treffendes Licht durch irgendeinen Bestandteil der optoelektronischen Vorrichtung oder auch mehrere Bestandteile der optoelektronischen Vorrichtung reflektiert wird. Beispielsweise kann das Licht durch die erste Elektrode 12 und ggf. zusätzlich die Farbpartikel 23a reflektiert werden, wobei durch die Farbpartikel 23a das Farbspektrum des Lichts geändert wird.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform können anstatt Farbpartikeln 23 auch Partikel verwendet werden, die neben oder anstatt des normierten Frequenzspektrums (gleichbedeutend: normierte spektrale Intensitätsverteilung) eine andere Eigenschaft des Lichts oder einer sonstigen elektromagnetischen Strahlung beeinflussen, z.B. deren Kohärenz, so dass ein diffuser Lichteindruck entsteht.
1b zeigt die optoelektronische Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Betriebszustand. Dabei liegt – im Gegensatz zu dem Außerbetriebszustand – zwischen den Elektroden 12 und 13 eine Betriebsspannung UB an, die geeignet ist, eine Lichtemission der funktionellen Schichtstruktur in der Lichtaustrittsrichtung 16 via des Lichtaustrittsbereichs 17 zu ermöglichen.
Überdies liegt zwischen den Verlagerungselektroden 31 und 32 eine Spannung U2 an, die groß genug ist, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, durch das die in dem Fluid 23 befindlichen Farbpartikel 23a in Richtung der Verlagerungselektroden 31 verlagert werden. Die Farbpartikel 23a befinden sich in diesem Ausführungsbeispiel vollständig in zweiten Abschnitten 20b des Behältnisses 20, wohingegen allerdings das von der funktionellen Schichtstruktur erzeugte und via des Lichtaustrittsbereichs 17 in der Lichtaustrittsrichtung 16 abgestrahlte Licht via ersten Abschnitten 20a des Behältnisses 20 durch dieses hindurch transmittiert wird, so dass das von der funktionellen Schichtstruktur erzeugte und via des Lichtaustrittsbereichs 17 in der Lichtaustrittsrichtung 16 abgestrahlte Licht nicht durch die Farbpartikel 23a beeinflusst wird.
Die beiden Elektroden 12 und 13 sind via elektrischer Leitungen 42 mit einer Steuereinrichtung 41 verbunden. Die Steuereinrichtung versorgt in dem Betriebszustand die funktionelle Schichtstruktur 11 mit der Betriebsspannung UB.
Gleichzeitig legt die Steuereinrichtung in dem Betriebszustand eine geeignete Spannung U2 zwischen den Verlagerungselektroden 31, 32 an, so dass die Farbpartikel 23a in die zweiten Behältnisabschnitte 20b des Behältnisses verlagert werden. In dem Außerbetriebszustand legt die Steuereinrichtung keine Spannung an die funktionelle Schichtstruktur und an die Verlagerungselektroden 31, 32 an, so dass sich die Farbpartikel 23a gleichmäßig über beide Behältnisabschnitte 20a, 20b verteilen.
Anstatt der in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1a und 1b dargestellten Steuereinrichtung 41, die zur Ansteuerung der funktionellen Schichtstruktur 11 und die Verlagerungselektroden 31, 32 einen integrierten Schaltkreis verwendet, werden gemäß der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform die beiden Verlagerungselektroden 31 und 32 und die beiden zur Bestromung der funktionellen Schichtstruktur vorgesehenen Elektroden 12 und 13 durch eine geeignete Verdrahtung 43 parallel geschaltet und über einen Schalter 44a an eine Spannungsquelle 44 angeschlossen. Die Verdrahtung 43 bildet dabei eine besonders einfache Steuereinrichtung. Diese erfordert allerdings, dass die von der Spannungsquelle 44 abgegebene Spannung einerseits als Betriebsspannung UB für die funktionelle Schichtstruktur 11 geeignet ist und andererseits geeignet ist, die Farbpartikel 23a mittels der Verlagerungselektroden 31, 32 zu verlagern.
Ansonsten sind die optoelektronischen Vorrichtungen 1 der Ausführungsbeispiele 1 und 2 identisch aufgebaut.
In den Ausführungsbeispielen 1 und 2 wird eine elektrische Ladung der Farbpartikel 23a genutzt, um diese in Richtung der Verlagerungselektroden 31 zu bewegen. Anstatt dieses „Elektrophorese“ genannten Prinzips, kann auch das Prinzip der „Elektrobenetzung“ zum Verlagern der Farbpartikel 23a verwendet werden.
Bei diesem von dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß 3 genutzten Prinzip wird ein hydrophiles Fluid 23 verwendet, das in dem zweiten optischen Zustand von in dem zweiten Behältnisabschnitt 20b angeordneten hydrophilen Elementen 37 angezogen wird und von in dem ersten Behältnisabschnitt angeordneten hydrophoben Elementen 38 abgestoßen ist. In dem ersten optischen Zustand (nicht dargestellt) wird mittels geeigneter Verlagerungselektroden 31, 32 ein elektrisches Feld angelegt, das die hydrophile Eigenschaft der Flüssigkeit 23 aufhebt und dazu führt, dass sich die Flüssigkeit 23 auch über dem hydrophoben Element 38 ausbreitet.
Alternativ zu einer Verlagerung der Partikel 23a mittels eines elektrischen Feldes kann gemäß der in 4 dargestellten vierten Ausführungsform auch eine Verlagerung dieser Partikel 23a mittels eines magnetischen Feldes erfolgen, das mittels der Elektromagnete 36, die über deren Anschlüsse 36a und 36b mit der Steuereinrichtung 41 verdrahtet sind, erzeugt wird. Dabei kann die Steuereinrichtung 41 wie in dem Ausführungsbeispiel von 2 ggf. durch eine geeignete Verdrahtung 43 ersetzt werden.
Die in den 5 und 6 dargestellten fünften und sechsten Ausführungsbeispiele sind im Wesentlichen identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut. Allerdings weist das Fluid 23 bei diesen Ausführungsbeispielen nicht zwangsweise farbige Partikel auf. Vielmehr kann es ebenso beliebige darin gelöste Farbfilter oder Farbkonversationsmaterialien aufweisen. Überdies sind keine Verlagerungselektroden zum Verlagern der Partikel vorgesehen.
Vielmehr wird bei dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß 5 ein farbiges Fluid 23 zwischen einem ersten Behältnisabschnitt 20a und einem zweien Behältnisabschnitt 20b des Behältnisses 20 durch eine von der Steuereinrichtung 41 gesteuerte Pumpe 33 hin- und hergepumpt. Die Steuereinrichtung 41 steuert dabei die Pumpe 33 und die funktionelle Schichtstruktur 11 derart, dass in einem Außerbetriebszustand die funktionelle Schichtstruktur 11 kein Licht erzeugt, wohingegen sich zumindest ein Teil des Fluids 23 in dem ersten Behältnisabschnitt 20a befindet, so dass ein Betrachter bei Betrachtung des Lichtaustrittsbereichs 17 entgegen der Lichtaustrittsrichtung 16 das in dem geeignet angeordneten ersten Behältnisabschnitt 20a befindliche farbige Fluid 23 sieht. Überdies steuert die Steuereinrichtung 41 die Pumpe 33 und die funktionelle Schichtstruktur 11 derart, dass in einem Betriebszustand die funktionelle Schichtstruktur 11 Licht erzeugt, wohingegen sich kein Fluid 23 in dem ersten Behältnisabschnitt 20a befindet.
Das in 6 dargestellte sechste Ausführungsbeispiel ist analog zu dem fünften Ausführungsbeispiel aufgebaut, wobei allerdings anstatt der Pumpe 33 Aktuatoren 34, vorzugsweise Piezoaktuatoren, vorgesehen sind, die im Zusammenwirken mit einem deformierbaren zweiten Abschnitt 20a des Behältnisses 20 und einer Glasplatte 35 eine Fluidverlagerung ermöglichen. Auch wenn in 6 eine Steuereinrichtung 41 dargestellt ist, die analog zu der des fünften Ausführungsbeispiels arbeitet, kann bei dem sechsten Ausführungsbeispiel auch eine Ansteuerung geeigneter Aktuatoren 34 durch Parallelschalten von deren Anschlüssen 34a und 34b mit den Elektroden 12 und 13 erfolgen.
Das in 7 dargestellte siebte Ausführungsbeispiel ist analog zu dem fünften Ausführungsbeispiel aufgebaut. Allerdings ist bei dem siebten Ausführungsbeispiel das Substrat 15 und die erste Elektrode 12 durchsichtig, so dass Licht auf zwei gegenüberliegenden Seiten des optoelektronischen Bauelements 1 abstrahlbar ist, insbesondere via eines dem ersten Lichtaustrittsbereich 17 gegenüberliegenden zweiten Lichtaustrittsbereichs 17‘ in einer zweiten Lichtaustrittsrichtung 16‘. Dementsprechend ist ein zweites Behältnis 20‘ mit ersten und zweiten Abschnitten 20a‘ und 20b‘ vorgesehen, in dem ein zweites Fluid 23‘ angeordnet ist, das mittels einer zweiten Pumpe 33‘ zwischen den beiden Behältnisabschnitten hin- und herpumpbar ist. Die Steuereinrichtung 41 steuert die zweite Pumpe 33‘ genauso wie die erste Pumpe 33 in der im Zusammenhang mit dem fünften Ausführungsbeispiel beschriebenen Art- und Weise.
Generell ist die Erfindung sowohl mit optoelektronischen Vorrichtungen 1, bei denen die funktionelle Schichtstruktur gemäß einem Topemitterprinzip elektromagnetische Strahlung in einer dem Substrat abgewandten Lichtaustrittsrichtung abstrahlt (entsprechend den 1 bis 6), als auch mit optoelektronischen Vorrichtungen, die gemäß einem Bottomemitterprinzip elektromagnetische Strahlung durch das Substrat hindurch abstrahlen (nicht dargestellt), als auch mit beidseitig abstrahlenden optoelektronischen Vorrichtungen, bei denen vorzugsweise, wie in 7 dargestellt ist, zwei gegenüberliegende optische Einrichtungen Anwendung finden, kombinierbar.
Alle zuvor beschriebenen Ausführungsformen erfindungsgemäßer optoelektronischer Vorrichtungen 1 weisen die Eingangs beschriebene optische Einrichtung auf. Diese umfasst in allen Ausführungsformen das Behältnis 20, das Fluid 23 ggf. mitsamt den Partikeln 23a und eine Stoffverlagerungseinrichtung zum Hin- und Herverlagern des Fluids 23 oder der darin befindlichen Partikel 23a. Die Stoffverlagerungseinrichtung kann die Verlagerungselektroden 31, 32 (Ausführungsbeispiele 1 und 2) oder die Verlagerungselektroden in Kombination mit dem hydrophilen Element 37 und dem hydrophoben Element 38 (Ausführungsbeispiel 3) oder die Pumpe 33 (Ausführungsbeispiele 5 und 7) oder die Aktuatoren 34 (Ausführungsbeispiel 6) oder die Magnete 36 (Ausführungsbeispiel 4) umfassen. Als optische Einrichtung könnte allerdings alternativ dazu beispielsweise auch ein schaltbarer Spiegel verwendet werden, der derart angesteuert wird, dass er in dem Außerbetriebszustand spiegelnd ist und in dem Betriebszustand nicht-spiegelnd.
Die optoelektronische Vorrichtung 2 gemäß der achten Ausführungsform von 8 weist wie die zuvor beschriebenen optoelektronischen Vorrichtungen 1 gemäß den ersten sieben Ausführungsformen eine organische Schichtstruktur 11, Elektroden 12 und 13, ein Substrat 15 und eine Verkapselung 14 auf. Überdies umfasst sie ein Behältnis 20 und ein darin angeordnetes farbiges Fluid 23. Das Behältnis 20 weist einen ersten Behältnisabschnitt 20a auf, durch den von der organischen Schichtstruktur 11 erzeugbares Licht hindurch via des Lichtaustrittsbereichs 17 in einer Lichtaustrittsrichtung 16 abgestrahlt werden kann. Der erste Abschnitt 20a des Behältnisses 20 ist deformierbar, so dass durch manuelle Krafteinwirkung auf das Glas 35 das Fluid 23 zwischen den beiden Behältnisabschnitten 20a, 20b hin- und herverlagerbar ist. Dadurch wird es einem Benutzer ermöglicht, durch Druck auf das Glas 35 das Fluid 23 aus dem ersten Behältnisabschnitt 20a heraus zu verlagern, damit es die Lichtemission der funktionellen Schichtstruktur 11 nicht stört. Ebenso ist es dem Benutzer möglich, das Fluid 23 durch Wegziehen des Glases 35 von dem Behältnis 20 zumindest teilweise in den ersten Behältnisabschnitt 20a zu verlagern, beispielsweise damit der optische Eindruck der optoelektronischen Vorrichtung 1 in einem Außerbetriebszustand durch das farbige Fluid 23 beeinflusst wird.
Gemäß dem in 9 dargestellten Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung 1 gemäß einer der ersten sieben Ausführungsformen werden in einem Verfahrensschritt S1 die organisch funktionelle Schichtstruktur 11 und die Elektroden 12, 13 bereitgestellt. Der weitere Verfahrensschritt S2 des Bereitstellens der optischen Einrichtung 20, 23, 23a, 31, 32; 20, 23, 31, 32, 37, 38; 20, 23, 23a, 36; 20, 23, 33; 20, 23, 34 umfasst die Teilschritte des Bereitstellens S2a des Behältnisses 20, des Bereitstellens und des Anordnens S2b des Stoffs 23 (ggf. mitsamt den Partikeln 23a) in dem Behältnis 20 und des Bereitstellens S2c der Stoffverlagerungseinrichtung 31, 32; 31, 32, 37, 38; 36; 33; 34. In dem Verfahrensschritt S3 wird die Steuereinrichtung 41, 43 bereitgestellt und geeignet eingerichtet. Die oben genannten Verfahrensschritte können in der Reihenfolge ihrer Nummerierung ausgeführt werden.
Ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform umfasst vorzugsweise zusätzlich die zu den Schritten S2a, S2b und S2c analogen Schritte des Bereitstellens S2a‘ des zweiten Behältnisses 20‘, des Bereitstellens und des Anordnens S2b‘ des zweiten Stoffs 23‘ in dem zweiten Behältnis 20‘ und des Bereitstellens S2c‘ der zweiten Pumpe 33‘, wobei die Schritte S2a‘, S2b‘ und S2c‘ beispielsweise nach dem Schritt S2c und vor dem Schritt S3 ausgeführt werden können.
Das Verfahren zum Erzeugen der optoelektronischen Vorrichtung 2 gemäß der achten Ausführungsform umfasst, wie in 10 dargestellt, nur die Schritte S1, S2a und S2b des Verfahrens gemäß 7. Dabei wird jedoch im Schritt S2a ein Behältnis 20 bereitgestellt, das einen deformierbaren ersten Abschnitt 20a aufweist, das derart ausgestaltet ist, dass durch die Deformation dieses Abschnitts die Stoffverlagerung möglich ist.

Claims

Optoelektronische Vorrichtung (1), umfassend: eine funktionelle Schichtstruktur (11), zwei Elektroden (12, 13) und einen Strahlungsaustrittsbereich (17), wobei die funktionelle Schichtstruktur (11) geeignet ist, bei Bestromung der funktionellen Schichtstruktur (11) via den Elektroden (12, 13) eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und via des Strahlungsaustrittsbereichs (17) in zumindest einer Austrittsrichtung (16) abzustrahlen, eine optische Einrichtung (20, 23, 23a, 31, 32; 20, 23, 31, 32, 37, 38; 20, 23, 23a, 36; 20, 23, 33; 20, 23, 34) mit einer zwischen einem ersten und einem zweiten optischen Zustand änderbaren optischen Eigenschaft, die geeignet ist, mindestens eine Eigenschaft von einer via des Strahlungsaustrittsbereichs (17) in der Austrittsrichtung (16) emittierbaren elektromagnetischen Strahlung in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen und in dem zweiten optischen Zustand anders als in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen oder nicht zu beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Vorrichtung (1) eingerichtet ist, die optische Einrichtung und die funktionelle Schichtstruktur (11) derart zu steuern, dass sich in einem Außerbetriebszustand, in dem zwischen den beiden Elektroden (12, 13) eine Außerbetriebsspannung UA anliegt, die ungeeignet ist, bei Raumtemperatur eine Lichtemission der funktionellen Schichtstruktur (11) zu bewirken, oder keine Spannung anliegt, die optische Einrichtung in dem ersten optischen Zustand befindet.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Eigenschaft der via des Strahlungsaustrittsbereichs (17) in der Austrittsrichtung (16) emittierbaren elektromagnetischen Strahlung um eine normierte spektrale Intensitätsverteilung der emittierbaren elektromagnetischen Strahlung handelt.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung eingerichtet ist, in dem ersten optischen Zustand eine Strahlungsintensität der emittierbaren elektromagnetischen Strahlung bei zumindest einer Frequenz im Verhältnis zu einer über alle Frequenzen gemittelten Strahlungsintensität der emittierbaren elektromagnetischen Strahlung um mindestens 50% zu senken oder zu steigern und in dem zweiten optischen Zustand eine Strahlungsintensität der emittierbaren elektromagnetischen Strahlung bei jeder beliebigen Frequenz im Verhältnis zu der über alle Frequenzen gemittelten Strahlungsintensität der emittierbaren elektromagnetischen Strahlung um weniger als 50% zu senken oder zu steigern.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Vorrichtung (1) eingerichtet ist, die optische Einrichtung (20, 23, 23a, 31, 32; 20, 23, 31, 32, 37, 38; 20, 23, 23a, 36; 20, 23, 33; 20, 23, 34) und die funktionelle Schichtstruktur (11) derart zu steuern, dass sich in einem Betriebszustand, in dem zwischen den beiden Elektroden (12, 13) eine Betriebsspannung UB anliegt, die geeignet ist, bei Raumtemperatur eine Lichtemission der funktionellen Schichtstruktur (11) via des Strahlungsaustrittsbereichs (17) in der Austrittsrichtung (16) zu bewirken, die optische Einrichtung in dem zweiten optischen Zustand befindet.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung elektrisch von der optoelektronischen Vorrichtung (1) steuerbar ist.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung (20, 23, 23a, 31, 32; 20, 23, 23a, 36; 20, 23, 33; 20, 23, 34) stromlos in dem ersten optischen Zustand betreibbar ist.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung (20, 23, 23a, 31, 32; 20, 23, 23a, 36; 20, 23, 34) eingerichtet ist, bei Anliegen einer ersten Spannung U1 und/oder bei Nichtanliegen einer Spannung zwischen zwei Elementen (31, 32; 36a, 36b; 34a, 34b) der optischen Einrichtung in den ersten optischen Zustand zu wechseln und bei Anliegen einer zweiten Spannung U2, die größer als die erste Spannung U1 ist, zwischen den zwei Elementen (31, 32; 36a, 36b; 34a, 34b) der optischen Einrichtung in den zweiten optischen Zustand zu wechseln.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei elektrische Eingänge (31, 32; 36a, 36b; 34a, 34b) der optischen Einrichtung (20, 23, 23a, 31, 32; 20, 23, 23a, 36; 20, 23, 34) mit den beiden Elektroden (12, 13) parallelgeschaltet sind.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung (20, 23, 23a, 31, 32; 20, 23, 31, 32, 37, 38; 20, 23, 23a, 36; 20, 23, 33; 20, 23, 34) ein Behältnis (20), einen darin angeordneten Stoff (23, 23a) sowie eine Stoffverlagerungseinrichtung (31, 32; 31, 32, 37, 38; 36; 33; 34) umfasst, mittels derer der Stoff (23, 23a) zumindest teilweise zwischen einem ersten Behältnisabschnitt (20a) des Behältnisses (20) und einem zweiten Behältnisabschnitt (20b) des Behältnisses (20) hin- und her verlagerbar ist, wobei die optische Einrichtung eingerichtet ist, die Eigenschaft der via des Strahlungsaustrittsbereichs (17) in der Austrittsrichtung (16) emittierbaren elektromagnetischen Strahlung in dem ersten optischen Zustand, in dem der Stoff (23, 23a) zumindest teilweise in den ersten Behältnisabschnitt (20a) verlagert ist, mittels des Stoffs (23, 23a) zu beeinflussen und in dem zweiten optischen Zustand, in dem der Stoff (23, 23a) zumindest teilweise in den zweiten Behältnisabschnitt (20b) verlagert ist, mittels des Stoffs (23, 23a) anders als in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen oder nicht mittels des Stoffs (23, 23a) zu beeinflussen.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Vorrichtung (1) eingerichtet ist, die bei geeigneter Bestromung der funktionellen Schichtstruktur (11) via den Elektroden (12, 13) erzeugbare und via des Strahlungsaustrittsbereichs (17) in der Austrittsrichtung (16) abstrahlbare elektromagnetische Strahlung durch den ersten Behältnisabschnitt (20a), nicht jedoch durch den zweiten Behältnisabschnitt (20b) hindurch abzustrahlen.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Vorrichtung (1) eine Abschattungseinrichtung (13a) umfasst, die derart angeordnet ist, dass der zweite Behältnisabschnitt (20b) sich bei Betrachtung des Strahlungsaustrittsbereichs (17) entgegen der Strahlungsaustrittsrichtung (16) teilweise oder vollständig mit der Abschattungseinrichtung (13a) lateral überlappt und sich vorzugsweise der erste Behältnisabschnitt (20a) bei Betrachtung des Strahlungsaustrittsbereichs (17) entgegen der Austrittsrichtung (16) nicht mit der Abschattungseinrichtung (13a) lateral überlappt.
Optoelektronische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffverlagerungseinrichtung (31, 32; 31, 32, 37, 38) zumindest eine Verlagerungselektrode (31, 32) umfasst und eingerichtet ist, den Stoff (23, 23a) mittels Einwirkung eines mittels der Verlagerungselektrode (31, 32) erzeugten elektrischen Feldes auf den Stoff (23, 23a) zumindest teilweise zwischen dem ersten (20a) und dem zweiten Behältnisabschnitt (20b) hin- und herzuverlagern, und/oder die Stoffverlagerungseinrichtung (36) zumindest einen Elektromagneten (36) umfasst und eingerichtet ist, den Stoff (23, 23a) mittels Einwirkung eines mittels des Elektromagneten (36) erzeugten elektromagnetischen Feldes auf den Stoff (23, 23a) zumindest teilweise zwischen dem ersten (20a) und dem zweiten Behältnisabschnitt (20b) hin- und herzuverlagern, und/oder die Stoffverlagerungseinrichtung (33) zumindest eine Pumpe (33) umfasst, die geeignet ist, den Stoff (23) zumindest teilweise zwischen dem ersten (20a) und dem zweiten Behältnisabschnitt (20b) hin- und herzupumpen, und/oder die Stoffverlagerungseinrichtung (34) zumindest einen Aktuator (34) umfasst und eingerichtet ist, den Stoff (23) mittels des Aktuators (34) zumindest teilweise zwischen dem ersten (20a) und dem zweiten Behältnisabschnitt (20b) hin- und herzuverlagern.
Verfahren zum Erzeugen einer optoelektronischen Vorrichtung (1), gekennzeichnet durch die Schritte: – Bereitstellen (S1) einer funktionellen Schichtstruktur (11) und zweier Elektroden (12, 13) derart, dass die funktionelle Schichtstruktur (11) geeignet ist, bei Bestromung der funktionellen Schichtstruktur (11) via den Elektroden (12, 13) eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und via eines Strahlungsaustrittsbereichs (17) in zumindest einer Austrittsrichtung (16) abzustrahlen, – Bereitstellen (S2) einer optische Einrichtung (20, 23, 23a, 31, 32; 20, 23, 31, 32, 37, 38; 20, 23, 23a, 36; 20, 23, 33; 20, 23, 34) mit einer zwischen einem ersten und einem zweiten optischen Zustand änderbaren optischen Eigenschaft, die geeignet ist, mindestens eine Eigenschaft von einer via des Strahlungsaustrittsbereichs (17) in der Austrittsrichtung (16) emittierbaren elektromagnetischen Strahlung in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen und in dem zweiten optischen Zustand anders als in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen oder nicht zu beeinflussen, gekennzeichnet durch den Schritt: – Einrichten (S3) der optoelektronische Vorrichtung (1) zum Steuern der optischen Einrichtung und der funktionellen Schichtstruktur (11) derart, dass sich die optische Einrichtung in einem Außerbetriebszustand, in dem zwischen den beiden Elektroden (12, 13) eine Außerbetriebsspannung UA anliegt, die ungeeignet ist, bei Raumtemperatur eine Lichtemission der funktionellen Schichtstruktur (11) zu bewirken, oder keine Spannung anliegt, die optische Einrichtung in dem ersten optischen Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine optoelektronische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 12 erzeugt wird.
Optoelektronische Vorrichtung (2), umfassend: eine funktionelle Schichtstruktur (11), zwei Elektroden (12, 13) und einen Strahlungsaustrittsbereich (17), wobei die funktionelle Schichtstruktur (11) geeignet ist, bei Bestromung der funktionellen Schichtstruktur (11) via den Elektroden (12, 13) eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und via des Strahlungsaustrittsbereichs (17) in zumindest einer Austrittsrichtung (16) abzustrahlen, eine optische Einrichtung (20, 23), umfassend ein Behältnis (20) und einen darin angeordneten Stoff (23), der zumindest teilweise zwischen einem ersten Behältnisabschnitt (20a) des Behältnisses (20) und einem zweiten Behältnisabschnitt (20b) des Behältnisses (20) hin- und her verlagerbar ist, wobei die optische Einrichtung eingerichtet ist, die Eigenschaft der via des Strahlungsaustrittsbereichs (17) in der Austrittsrichtung (16) emittierbaren elektromagnetischen Strahlung in einem ersten optischen Zustand der optischen Einrichtung, in dem der Stoff (23) zumindest teilweise in den ersten Behältnisabschnitt (20a) verlagert ist, mittels des Stoffs (23) zu beeinflussen und in einem zweiten optischen Zustand der optischen Einrichtung, in dem der Stoff (23) zumindest teilweise in den zweiten Behältnisabschnitt (20b) verlagert ist, mittels des Stoffs (23) anders als in dem ersten optischen Zustand zu beeinflussen oder nicht zu beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung (20, 23) eingerichtet ist, eine zumindest teilweise Verlagerung des Stoffs (23) zwischen dem ersten Behältnisabschnitt (20a) des Behältnisses (20) und dem zweiten Behältnisabschnitt (20b) des Behältnisses (20) mittels externer Krafteinwirkung zu ermöglichen.