DE102015118717A1 - Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component - Google Patents
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Abstract
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt. Das optoelektronische Bauelement weist wenigstens ein lichtemittierendes Bauelement (108) auf einer Oberfläche (130) eines Substrats (126), eine Spiegelstruktur (110, 112) auf der selben Oberfläche (130) des Substrats (126) neben dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement (108) in einem Bereich, der frei ist von dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement (108); eine Wellenleiterschicht (106), und eine Streuschicht (104), die optisch mit der Wellenleiterschicht (106) gekoppelt ist, wobei die Wellenleiterschicht (106) im Strahlengang zwischen der Streuschicht (104) und dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement und im Strahlengang zwischen der Streuschicht (104) und der Spiegelstruktur (110, 112) angeordnet ist; wobei die Streuschicht (104), die Wellenleiterschicht (106) und die Spiegelstruktur (110, 112) derart relativ zueinander angeordnet sind, dass Licht (118) in der Wellenleiterschicht (106) an der Streuschicht (104) in Richtung der Spiegelstruktur (110, 112) gestreut wird.In various embodiments, an optoelectronic device is provided. The optoelectronic component has at least one light-emitting component (108) on a surface (130) of a substrate (126), a mirror structure (110, 112) on the same surface (130) of the substrate (126) next to the at least one light-emitting component (108 ) in a region free of the at least one light-emitting device (108); a waveguide layer (106), and a scattering layer (104) optically coupled to the waveguide layer (106), the waveguide layer (106) in the beam path between the scattering layer (104) and the at least one light emitting device and in the optical path between the scattering layer (104) and the mirror structure (110, 112) is arranged; wherein the scattering layer (104), the waveguide layer (106) and the mirror structure (110, 112) are arranged relative to each other such that light (118) in the waveguide layer (106) on the scattering layer (104) is directed in the direction of the mirror structure (110, 110; 112) is scattered.
Description
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt.In various embodiments, an optoelectronic component and a method for producing an optoelectronic component are provided.
Ein organisches optoelektronisches Bauelement, beispielsweise eine OLED, kann auf einem Träger eine Anode und eine Kathode und dazwischen ein organisches funktionelles Schichtensystem aufweisen. Das organische funktionelle Schichtensystem kann aufweisen eine oder mehrere Emitterschichten, in denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichtenstruktur aus jeweils zwei oder mehr Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („charge generating layer”, CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie eine oder mehrere Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als Lochtransportschichten („hole transport layer” – HTL), und eine oder mehrere Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschichten („electron transport layer” – ETL), um den Stromfluss zu richten.An organic optoelectronic component, for example an OLED, may have an anode and a cathode on a carrier and an organic functional layer system therebetween. The organic functional layer system may comprise one or more emitter layers in which electromagnetic radiation is generated, a charge carrier pair generation layer structure each consisting of two or more charge generating layers (CGL) for charge carrier pair generation, and one or more Electron block layers, also referred to as hole transport layers (HTL), and one or more hole block layers, also referred to as electron transport layers (ETLs), for directing the flow of current.
In verschiedenen Anwendungen emittiert ein lichtemittierendes, organisches optoelektronisches Bauelement einen ersten Anteil des insgesamt emittierten Lichts durch die Anode in den Träger (erste Richtung) und einen zweiten Anteil des insgesamt emittierten Lichts durch die Kathode in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, d. h. von dem Träger weg. Der Träger kann einen Teil des ersten Anteils leiten, wobei mittels Reflexionen und Streuung ein Teil davon aus dem Träger in die zweite Richtung ausgekoppelt wird. Mittels der Reflektivität des Trägers kann die Gesamtemission des lichtemittierenden, organischen optoelektronischen Bauelements in Richtung der zweiten Richtung erhöht werden.In various applications, a light emitting organic optoelectronic device emits a first portion of the total emitted light through the anode into the carrier (first direction) and a second portion of the total emitted light through the cathode in a second direction opposite the first direction, d. H. away from the carrier. The carrier may guide a portion of the first portion, wherein by means of reflections and scattering a portion thereof is coupled out of the carrier in the second direction. By means of the reflectivity of the carrier, the total emission of the light-emitting organic optoelectronic component in the direction of the second direction can be increased.
Bisher gibt es zudem zwei Ansätze zum Erhöhen der Licht-Auskopplung: die externe Auskopplung und die interne Auskopplung.So far, there are two approaches to increasing the light output: the external output and the internal output.
Unter einer externen Auskopplung können Vorrichtungen verstanden werden, bei denen Licht aus dem Träger in abgestrahltes Licht auskoppelt. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise eine Folie mit Streupartikeln oder einer Oberflächenstrukturierung, beispielsweise Mikrolinsen, sein. Die Folie kann beispielsweise auf die Substrataußenseite aufgebracht werden.An external coupling can be understood to mean devices in which light decouples from the carrier into radiated light. Such a device may for example be a film with scattering particles or a surface structuring, for example microlenses. The film can for example be applied to the substrate outside.
Weitere Möglichkeiten können eine direkte Strukturierung der Substrataußenseite oder das Einbringen von Streupartikeln in das Substrat sein, beispielsweise in das Glassubstrat. Einige von diesen Ansätzen, beispielsweise die Streufolie, sind bereits in OLED-Beleuchtungsmodulen eingesetzt oder deren Hochskalierbarkeit gezeigt worden. Die externe Auskopplung kann jedoch zwei wesentliche Nachteile aufweisen. Die Auskoppeleffizienz kann bei der externen Auskopplung auf ungefähr 60% bis ungefähr 70% des im Träger geleiteten Lichtes begrenzt sein. Weiterhin kann bei Maßnahmen zur externen Auskopplung das Erscheinungsbild des optoelektronischen Bauelementes wesentlich beeinflusst werden. Mittels der aufgebrachten Schichten oder Filme kann beispielsweise eine milchig erscheinende und/oder diffus reflektierende Oberfläche bei dem optoelektronischen Bauelement ausgebildet werden.Further possibilities can be a direct structuring of the substrate outside or the introduction of scattering particles into the substrate, for example into the glass substrate. Some of these approaches, such as the scattering film, have already been used in OLED lighting modules or their scalability has been demonstrated. However, the external coupling can have two significant disadvantages. The outcoupling efficiency may be limited to about 60% to about 70% of the light conducted in the carrier in the external outcoupling. Furthermore, in the case of measures for external extraction, the appearance of the optoelectronic component can be significantly influenced. By means of the applied layers or films, for example, a milky-appearing and / or diffusely reflecting surface can be formed in the optoelectronic component.
Unter einer internen Auskopplung können Vorrichtungen verstanden werden, bei denen Licht ausgekoppelt wird, das in dem elektrisch aktiven Bereich des optoelektronischen Bauelementes geführt wird, beispielsweise der organischen funktionellen Schichtenstruktur und/oder den Elektroden, d. h. den transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid-Schichten (transparent conductive oxide – TCO).Internal decoupling can be understood to mean devices in which light is decoupled which is guided in the electrically active region of the optoelectronic component, for example the organic functional layer structure and / or the electrodes, ie. H. the transparent, electrically conductive oxide layers (transparent conductive oxides - TCO).
Bisher wird üblicherweise die Reflektivität des Trägers erhöht, indem für das Material der Kathode Silber anstelle von Aluminium verwendet wird oder die Absorption der organisch funktionellen Schichtenstruktur abgesenkt wird. Die Absenkung der Absorption ist jedoch nicht beliebig möglich. Die Reflektivität stagniert seit Jahren auf einem Niveau von ungefähr 80%.So far, the reflectivity of the carrier is usually increased by using silver instead of aluminum for the material of the cathode or lowering the absorption of the organically functional layer structure. However, the reduction of the absorption is not arbitrarily possible. The reflectivity has stagnated for years at a level of about 80%.
In verschiedenen Ausführungsformen werden eine optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt, mit denen es möglich ist, die effektive Reflektivität von lichtemittierenden Bauelementen zu erhöhen.In various embodiments, an optoelectronic component and a method for producing an optoelectronic component are provided, with which it is possible to increase the effective reflectivity of light-emitting components.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt. Das optoelektronische Bauelement weist wenigstens ein lichtemittierendes Bauelement auf einer Oberfläche eines Substrats auf. Das optoelektronische Bauelement weist weiterhin eine Spiegelstruktur auf der selben Oberfläche des Substrats neben dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement in einem Bereich auf, der frei ist von dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement. Das optoelektronische Bauelement weist weiterhin eine Wellenleiterschicht und eine Streuschicht auf, die optisch mit der Wellenleiterschicht gekoppelt ist. Die Wellenleiterschicht ist im Strahlengang zwischen der Streuschicht und dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement und im Strahlengang zwischen der Streuschicht und der Spiegelstruktur angeordnet. Die Streuschicht, die Wellenleiterschicht und die Spiegelstruktur sind derart relativ zueinander angeordnet, dass Licht in der Wellenleiterschicht an der Streuschicht in Richtung der Spiegelstruktur gestreut wird.In various embodiments, an optoelectronic device is provided. The optoelectronic component has at least one light-emitting component on a surface of a substrate. The optoelectronic component furthermore has a mirror structure on the same surface of the substrate next to the at least one light-emitting component in a region which is free of the at least one light-emitting component. The optoelectronic component further has a waveguide layer and a scattering layer, which is optically coupled to the waveguide layer. The waveguide layer is arranged in the beam path between the scattering layer and the at least one light-emitting component and in the beam path between the scattering layer and the mirror structure. The scattering layer, the waveguide layer and the mirror structure are arranged relative to one another such that light in the waveguide layer is scattered at the scattering layer in the direction of the mirror structure.
Mittels der Streustruktur kann der Einfallswinkel des auf die Spiegelstruktur einfallenden Lichts verändert werden, beispielsweise so dass Licht unterschiedlicheren Winkeln auf die Spiegelstruktur einfällt. Die Spiegelstruktur ermöglicht, dass ein größerer Anteil an Licht zurück in die Wellenleiterschicht reflektiert wird. Dadurch kann der Anteil an Licht, der aus dem optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt wird, erhöht werden. By means of the scattering structure, the angle of incidence of the light incident on the mirror structure can be changed, for example so that light of different angles is incident on the mirror structure. The mirror structure allows a greater amount of light to be reflected back into the waveguide layer. As a result, the proportion of light which is coupled out of the optoelectronic component can be increased.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können das wenigstens eine optoelektronische Bauelement mit der Spiegelstruktur, die Wellenleiterschicht und/oder die Streuschicht die gleiche oder ungefähr gleiche Abmessung aufweisen wie das Substrat, d. h. monolithisch integriert sein.In various embodiments, the at least one optoelectronic device with the mirror structure, the waveguide layer and / or the scattering layer can have the same or approximately the same dimension as the substrate, ie. H. be integrated monolithically.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das optoelektronische Bauelement ein erstes lichtemittierendes Bauelement und wenigstens ein zweites lichtemittierendes Bauelement auf. Das erste lichtemittierende Bauelement und das wenigstens eine zweite lichtemittierende Bauelement sind lateral beabstandet auf der Oberfläche des Substrats ausgebildet. Die Spiegelstruktur ist zwischen dem ersten lichtemittierenden Bauelement und dem zweiten lichtemittierenden Bauelement angeordnet. Das mittelbar mittels der Spiegelstruktur ausgekoppelte Licht kann beispielsweise durch die lichtemittierenden Bauelemente ausgekoppelt werden. Indem die Spiegelstruktur zwischen benachbarten lichtemittierenden Bauelementen ausgebildet wird, kann der Zwischenraum effizienter bzw. funktional ausgenutzt werden. Dadurch kann die Effizienz des optoelektronischen Bauelementes erhöht werden.In various exemplary embodiments, the optoelectronic component has a first light-emitting component and at least one second light-emitting component. The first light-emitting component and the at least one second light-emitting component are formed laterally spaced apart on the surface of the substrate. The mirror structure is arranged between the first light-emitting component and the second light-emitting component. The light coupled out indirectly by means of the mirror structure can be coupled out, for example, by the light-emitting components. By forming the mirror structure between adjacent light-emitting devices, the gap can be utilized more efficiently. As a result, the efficiency of the optoelectronic component can be increased.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die Spiegelstruktur und wenigstens ein lichtemittierendes Bauelement derart ausgebildet, dass die Spiegelstruktur das wenigstens eine lichtemittierende Bauelement lateral umgibt.In various exemplary embodiments, the mirror structure and at least one light-emitting component are designed such that the mirror structure laterally surrounds the at least one light-emitting component.
Dadurch kann Licht, das von dem lichtemittierenden Bauelement in die Wellenleiterschicht eingekoppelt wird, in jede Richtung bzw. aus jeder Richtung reflektiert werden.As a result, light which is coupled into the waveguide layer by the light-emitting component can be reflected in any direction or from any direction.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die Spiegelstruktur und wenigstens ein lichtemittierendes Bauelement derart ausgebildet, dass das wenigstens eine lichtemittierende Bauelement die Spiegelstruktur lateral umgibt.In various exemplary embodiments, the mirror structure and at least one light-emitting component are designed such that the at least one light-emitting component laterally surrounds the mirror structure.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Substrat auf: einen Träger, die Streuschicht auf dem Träger, und die Wellenleiterschicht auf der Streuschicht. Die Oberfläche der Wellenleiterschicht bildet die Oberfläche des Substrates.In various embodiments, the substrate comprises: a support, the litter layer on the support, and the waveguide layer on the litter layer. The surface of the waveguide layer forms the surface of the substrate.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Substrat einen Träger auf, wobei die Oberfläche des Trägers die Oberfläche des Substrates bildet. Die Wellenleiterschicht ist auf oder über dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement und der Spiegelstruktur ausgebildet, und die Streuschicht ist auf der Wellenleiterschicht ausgebildet.In various embodiments, the substrate comprises a carrier, wherein the surface of the carrier forms the surface of the substrate. The waveguide layer is formed on or above the at least one light emitting device and the mirror structure, and the scattering layer is formed on the waveguide layer.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Wellenleiterschicht im Wellenlängenbereich des von dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement emittierten Lichts einen Brechungsindex auf, der größer als 1,7 ist.In various embodiments, in the wavelength range of the light emitted by the at least one light-emitting component, the waveguide layer has a refractive index that is greater than 1.7.
Dadurch kann der Anteil an Licht, der in die Wellenleiterschicht ein- bzw. ausgekoppelt wird, erhöht werden, da die Reflektivität an dem Übergang zwischen Wellenleiterschicht und lichtemittierenden Bauelement reduziert wird.As a result, the proportion of light which is coupled into or out of the waveguide layer can be increased, since the reflectivity at the transition between the waveguide layer and the light-emitting component is reduced.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Streuschicht Streuzentren auf, die in einer Matrix eingebettet sind.In various embodiments, the scattering layer has scattering centers embedded in a matrix.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Spiegelstruktur aus einem Material gebildet, das im Wellenlängenbereich des von dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement emittierten Lichts eine Reflektivität von mehr als 90% aufweist.In various exemplary embodiments, the mirror structure is formed from a material which has a reflectivity of more than 90% in the wavelength range of the light emitted by the at least one light-emitting component.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist wenigstens ein lichtemittierendes Bauelement übereinandergestapelt eine organisch funktionelle Schichtenstruktur zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode auf.In various exemplary embodiments, at least one light-emitting component stacked on top of one another has an organically functional layer structure between a first electrode and a second electrode.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die erste Elektrode strukturiert ausgebildet, so dass der freie Bereich der Oberfläche des Substrates frei ist von erster Elektrode.In various embodiments, the first electrode is structured so that the free area of the surface of the substrate is free of the first electrode.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die erste Elektrode transluzent ausgebildet und mit der Wellenleiterschicht optisch gekoppelt.In various embodiments, the first electrode is formed translucent and optically coupled to the waveguide layer.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Wellenleiterschicht als eine erste Elektrode ausgebildet und auf der Wellenleiterschicht sind eine organisch funktionelle Schichtenstruktur und eine zweite Elektrode des lichtemittierenden Bauelements übereinandergestapelt ausgebildet.In various embodiments, the waveguide layer is formed as a first electrode and on the waveguide layer, an organic functional layer structure and a second electrode of the light emitting device are stacked.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Spiegelstruktur auf der Oberfläche des Substrates lateral beabstandet von dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement ausgebildet.In various exemplary embodiments, the mirror structure is formed on the surface of the substrate laterally spaced apart from the at least one light-emitting component.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Substrat ferner eine weitere Spiegelstruktur und/oder eine strahlformende Struktur auf.In various embodiments, the substrate further has a further mirror structure and / or a beam-forming structure.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt. Das Verfahren weist ein Ausbilden wenigstens eines lichtemittierenden Bauelements auf einer Oberfläche eines Substrats auf. Das Verfahren weist weiterhin ein Ausbilden einer Spiegelstruktur auf der selben Oberfläche des Substrats neben dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement in einem Bereich auf, der frei ist von dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement. Das Verfahren weist weiterhin ein Ausbilden einer Wellenleiterschicht und ein Ausbilden einer Streuschicht auf, die optisch mit der Wellenleiterschicht gekoppelt werden. Die Wellenleiterschicht wird im Strahlengang zwischen der Streuschicht und dem wenigstens einen lichtemittierenden Bauelement und im Strahlengang zwischen der Streuschicht und der Spiegelstruktur angeordnet. Die Streuschicht, die Wellenleiterschicht und die Spiegelstruktur werden derart relativ zueinander angeordnet, dass Licht in der Wellenleiterschicht an der Streuschicht in Richtung der Spiegelstruktur gestreut wird. In various embodiments, a method for producing an optoelectronic component is provided. The method comprises forming at least one light emitting device on a surface of a substrate. The method further comprises forming a mirror structure on the same surface of the substrate adjacent to the at least one light emitting device in a region free of the at least one light emitting device. The method further comprises forming a waveguide layer and forming a scattering layer which are optically coupled to the waveguide layer. The waveguide layer is arranged in the beam path between the scattering layer and the at least one light-emitting component and in the beam path between the scattering layer and the mirror structure. The scattering layer, the waveguide layer and the mirror structure are arranged relative to one another such that light in the waveguide layer is scattered at the scattering layer in the direction of the mirror structure.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigenShow it
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "rear", etc. is used with reference to the orientation of the described figure (s). Because components of embodiments can be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is illustrative and is in no way limiting. It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It should be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise. The following detailed description is therefore not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.As used herein, the terms "connected," "connected," and "coupled" are used to describe both direct and indirect connection, direct or indirect connection, and direct or indirect coupling. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference numerals, as appropriate.
Gemäß verschiedenen Ausgestaltungen kann das optoelektronische Bauelement (z. B. organisches optoelektronisches Bauelement wie z. B. OLED) als „Bottom-Emitter” ausgeführt sein.According to various embodiments, the optoelectronic component (eg. organic optoelectronic component such. B. OLED) be designed as a "bottom emitter".
Der Begriff „Bottom-Emitter” oder „bottom-emittierendes optoelektronisches Bauelement”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Ausführung, die zu der Substratseite des optoelektronischen Bauelements hin transparent ausgeführt ist. Beispielsweise können dazu wenigstens das Substrat und zwischen dem Substrat und der mindestens einen Funktionsschicht ausgebildete Schichten (z. B. eine zwischen Substrat und Funktionsschicht(en) ausgebildete Elektrode (Grundelektrode)) transparent ausgeführt sein. Ein als Bottom-Emitter ausgeführtes optoelektronisches Bauelement kann demnach beispielsweise in den Funktionsschichten (z. B. organischen Funktionsschichten bei einem organischen optoelektronischen Bauelement wie z. B. einer OLED) erzeugte Strahlung auf der Substratseite des optoelektronischen Bauelements emittieren.As used herein, the term "bottom emitter" or "bottom emitting optoelectronic device" refers to an embodiment that is transparent to the substrate side of the optoelectronic device. By way of example, at least the substrate and layers formed between the substrate and the at least one functional layer (for example an electrode (base electrode) formed between substrate and functional layer (s)) may be made transparent for this purpose. Accordingly, an optoelectronic component embodied as a bottom emitter can emit, for example, radiation generated in the functional layers (eg organic functional layers in the case of an organic optoelectronic component such as an OLED) on the substrate side of the optoelectronic component.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann das optoelektronische Bauelement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen als „Top-Emitter” ausgeführt sein.Alternatively or additionally, the optoelectronic component according to various embodiments may be designed as a "top emitter".
Der Begriff „Top-Emitter” oder „top-emittierendes optoelektronisches Bauelement”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet beispielsweise eine Ausführung, die zu der dem Substrat abgewandten Seite (anders ausgedrückt, zur Deckseite) des optoelektronischen Bauelements hin transparent ausgeführt ist. Insbesondere können dazu die auf bzw. über der mindestens einen Funktionsschicht des optoelektronischen Bauelements ausgebildeten Schichten (z. B. zwischen Funktionsschicht(en) und Barrierendünnschicht ausgebildete Elektrode (Deckelektrode), Barrierendünnschicht, Zwischenschicht, Deckschicht) transparent ausgeführt sein. Ein als Top-Emitter ausgeführtes optoelektronisches Bauelement kann demnach beispielsweise in den Funktionsschichten (z. B. organischen Funktionsschichten bei einem organischen optoelektronischen Bauelement wie z. B. einer OLED) erzeugte Strahlung auf der Deckseite des optoelektronischen Bauelements emittieren.As used herein, the term "top emitter" or "top emitting optoelectronic device" refers, for example, to an embodiment that is transparent to the side facing away from the substrate (in other words, to the top side) of the optoelectronic device. In particular, the electrodes (cover electrode), barrier thin film, intermediate layer, cover layer formed on or above the at least one functional layer of the optoelectronic component (eg, between functional layer (s) and barrier thin film) can be made transparent. Accordingly, an optoelectronic component designed as a top emitter can emit, for example, radiation generated in the functional layers (eg, organic functional layers in an organic optoelectronic component such as an OLED) on the top side of the optoelectronic component.
Ein als Top-Emitter ausgestaltetes optoelektronisches Bauelement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann in vorteilhafter Weise eine hohe Lichtauskopplung und eine sehr geringe Winkelabhängigkeit der Strahlungsdichte aufweisen. Ein optoelektronisches Bauelement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann in vorteilhafter Weise für Beleuchtungen, wie beispielsweise Raumleuchten, eingesetzt werden.An optoelectronic component designed as a top emitter according to various embodiments may advantageously have a high light outcoupling and a very low angular dependence of the radiation density. An optoelectronic component according to various embodiments can be advantageously used for lighting, such as room lighting.
Eine Kombination aus Bottom-Emitter und Top-Emitter ist ebenso in verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen. Bei einer solchen Ausführung ist das optoelektronische Bauelement allgemein in der Lage, das in den Funktionsschichten (z. B. den organischen Funktionsschichten bei einem organischen optoelektronischen Bauelement wie z. B. einer OLED) erzeugte Licht in beide Richtungen – also sowohl zu der Substratseite als auch zu der Deckseite hin – zu emittieren (transparente oder transluzente OLED).A combination of bottom emitter and top emitter is also provided in various embodiments. In such an embodiment, the optoelectronic component is generally capable of producing the light generated in the functional layers (eg the organic functional layers in the case of an organic optoelectronic component, such as an OLED) in both directions - ie both to the substrate side also to the top side to emit (transparent or translucent OLED).
Unter dem Begriff „transluzent” bzw. „transluzente Schicht” kann verstanden werden, dass die Schicht für Licht durchlässig ist, beispielsweise für das von dem optoelektronischen Bauelement erzeugte Licht. Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht” zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in die Schicht eingekoppelte Lichtmenge auch aus der Schicht ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Lichts hierbei gestreut wird. Unter dem Begriff „transparent” oder „transparente Schicht” kann verstanden werden, dass die Schicht für Licht durchlässig ist, wobei in die Schicht eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Schicht ausgekoppelt wird.The term "translucent" or "translucent layer" can be understood to mean that the layer is permeable to light, for example for the light generated by the optoelectronic component. By way of example, the term "translucent layer" is to be understood as meaning that essentially the entire amount of light coupled into the layer is also coupled out of the layer, whereby part of the light is scattered in this case. The term "transparent" or "transparent layer" can be understood as meaning that the layer is permeable to light, wherein light coupled into the layer is also coupled out of the layer substantially without scattering or light conversion.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das optoelektronische Bauelement
Das wenigstens eine lichtemittierende Bauelement
In dem Ausführungsbeispiel, das in
Die Streuschicht
Die Wellenleiterschicht
Das lichtemittierende Bauelement
Ein Teil (veranschaulicht mittels des Pfeils
Mittels der Spiegelstruktur
Mit anderen Worten: Das optoelektronische Bauelement
Die Spiegelstruktur weist eine höhere Reflektivität auf als das lichtemittierende Bauelement. In Abhängigkeit von dem Flächenanteil an der Oberfläche des Substrats von lichtemittierenden Bauelement und Spiegelstruktur lässt sich so eine definierte, effektive Reflektivität erzielen (siehe auch
Der Träger
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Streuschicht
Als Streuzentren, beispielsweise als lichtstreuende Partikel, können dielektrische Streupartikel vorgesehen sein, beispielsweise aus einem Metalloxid, beispielsweise Siliziumoxid (SiO2), Zinkoxid (ZnO), Zirkoniumoxid (ZrO2), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga2Ox) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel, Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel, oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein.As scattering centers, for example as light-scattering particles, dielectric scattering particles may be provided, for example of a metal oxide, for example silicon oxide (SiO 2), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2), indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide ( IZO), gallium oxide (Ga2Ox) alumina, or titania. Other particles may also be suitable as long as they have a refractive index which is different from the effective refractive index of the matrix, for example air bubbles, acrylate or glass hollow spheres. Furthermore, for example, metallic nanoparticles, metals such as gold, silver, iron nanoparticles, or the like may be provided as light-scattering particles.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Streuschicht
Die Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen ist wenigstens eine Art Zusätze als Partikel, d. h. partikelförmigen Zusätze, ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist wenigstens eine Art Zusätze in der Matrix gelöst.In various embodiments, at least one type of additive is present as a particle, i. H. particulate additives, formed. Alternatively or additionally, at least one type of additive is dissolved in the matrix.
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Matrix ein Glaslot und/oder ein Kunststoff auf oder ist daraus gebildet.In various embodiments, the matrix comprises or is formed from a glass solder and / or a plastic.
In verschiedenen Ausgestaltungen ist die Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Matrix der Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Matrix der Wellenleiterschicht
Der Stoff oder das Stoffgemisch der Matrix weist auch als Formwerkstoff oder Vergussmaterial bezeichnet werden. The substance or the substance mixture of the matrix can also be referred to as molding material or potting material.
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Matrix der Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Bi-haltige Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen können dem Glas der Matrix UV-absorbierende Zusätze als Glaskomponenten beigefügt werden. Beispielsweise können niedrigschmelzenden Gläsern, beispielsweise Blei-haltigen Gläsern, zum Erhöhen der UV-Absorption, im Prozess der Glasschmelze, als Glasgemengebestandteile Stoffe oder Stoffgemische, die Ce-, Fe-, Sn-, Ti-, Pr-, Eu- und/oder V-Verbindungen auf, zugefügt werden.In various embodiments, UV-absorbing additives may be added to the glass of the matrix as glass components. For example, low-melting glasses, for example lead-containing glasses, for increasing the UV absorption, in the process of molten glass, as glass batch constituents, substances or mixtures containing Ce, Fe, Sn, Ti, Pr, Eu and / or V connections to be added.
Als Prozess des Glasschmelzens weist ein thermisches Verflüssigen, d. h. Aufschmelzen, eines Glases verstanden werden. Die UV-absorbierenden Zusätze können als Bestandteil im Glas gelöst sein. Im Anschluss an den Prozess des Glasschmelzens weist das Glas pulverisiert, in Form von Beschichtungen auf einen Träger aufgebracht und anschließend mittels einer Temperaturbehandlung verglast werden.As the process of glass melting, thermal liquefaction, i. H. Melting, a glass to be understood. The UV-absorbing additives can be dissolved as an ingredient in the glass. Following the process of glass melting, the glass is pulverized, applied to a carrier in the form of coatings and then vitrified by means of a thermal treatment.
In verschiedenen Ausgestaltungen weist der Stoff oder das Stoffgemisch der Matrix eine intrinsisch geringere UV-Transmission auf als das Substrat.In various embodiments, the substance or mixture of the matrix has an intrinsically lower UV transmission than the substrate.
Mittels der geringeren UV-Transmission der Matrix weist ein UV-Schutz für Schichten auf oder über der Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen weist der Stoff oder das Stoffgemisch der Matrix der Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Matrix einen der folgenden Stoffe auf oder daraus gebildet sein: ein Silikon, beispielsweise Polydimethylsiloxan, Polydimethylsiloxan/Polydiphenylsiloxan; ein Silazan, ein Epoxid, ein Polyacrylat, ein Polycarbonat oder ähnliches, beispielsweise ein Silikon-Hybrid, ein Silikon-Epoxid-Hybrid.In various embodiments, the matrix comprises or is formed from one of the following: a silicone, for example polydimethylsiloxane, polydimethylsiloxane / polydiphenylsiloxane; a silazane, an epoxy, a polyacrylate, a polycarbonate or the like, for example a silicone hybrid, a silicone-epoxy hybrid.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die Zusätze einen anorganischen Stoff oder ein anorganisches Stoffgemisch auf oder daraus gebildet sein.In various embodiments, the additives can be an inorganic substance or an inorganic substance mixture formed on or from it.
In verschiedenen Ausgestaltungen weist die wenigstens eine Art Zusatz einen Stoff oder ein Stoffgemisch oder eine stöchiometrische Verbindung auf oder daraus gebildet sein aus der Gruppe der Stoffe: TiO2, CeO2, Bi2O3, ZnO, SnO2, Al2O3, SiO2, Y2O3, ZrO2, Leuchtstoffe, Farbstoffe, sowie UV-absorbierende Glaspartikel, geeignete UV-absorbierende metallische Nanopartikel, wobei die Leuchtstoffe beispielsweise eine Absorption von elektromagnetischer Strahlung im UV-Bereich auf können.In various embodiments, the at least one type additive comprises a substance or a mixture of substances or a stoichiometric compound or be formed from the group of substances: TiO 2 , CeO 2 , Bi 2 O 3 , ZnO, SnO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , phosphors, dyes, and UV-absorbing glass particles, suitable UV-absorbing metallic nanoparticles, the phosphors, for example, an absorption of electromagnetic radiation in the UV range can.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die Zusätze als Partikel, d. h. partikelförmigen Zusätze, ausgebildet sein.In various embodiments, the additives may be present as particles, i. H. particulate additives, be formed.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die Zusätze eine gewölbte Oberfläche auf, beispielsweise ähnlich oder gleich einer optischen Linse.In various embodiments, the additives may have a domed surface, for example, similar or equal to an optical lens.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die partikelförmigen Zusätze eine der folgenden geometrische Formen und/oder einen Teil einer der folgenden geometrischen Formen auf: sphärisch, asphärisch beispielsweise prismatisch, ellipsoid, hohl, kompakt, plättchen oder stäbchenförmig.In various embodiments, the particulate additives may have one of the following geometric shapes and / or part of one of the following geometric shapes: spherical, aspherical, for example, prismatic, ellipsoidal, hollow, compact, platelet, or rod-shaped.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die partikelförmigen Zusätze ein Glas auf oder daraus gebildet sein.In various embodiments, the particulate additives may be a glass on or formed therefrom.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die partikelförmigen Zusätze eine mittlere Korngröße in einem Bereich von ungefähr 0,05 μm bis ungefähr 10 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 μm bis ungefähr 1 μm auf.In various embodiments, the particulate additives may have a mean grain size in a range of about 0.05 μm to about 10 μm, for example in a range of about 0.1 μm to about 1 μm.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die Zusätze auf oder über dem Substrat in der Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen können die Zusätze der Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausgestaltungen weist in den Lagen der Zusätze, die mittlere Größe der partikelförmigen Zusätze wenigstens eines partikelförmigen Zusatzes von der Oberfläche des Substrates her abnehmen. In various embodiments, in the layers of the additives, the average size of the particulate additives of at least one particulate additive decreases from the surface of the substrate.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die einzelnen Lagen der Zusätze eine unterschiedliche mittlere Größe der partikelförmigen Zusätze und/oder eine unterschiedliche Transmission für elektromagnetische Strahlung in wenigstens einem Wellenlängenbereich auf, beispielsweise mit einer Wellenlänge kleiner ungefähr 400 nm.In various embodiments, the individual layers of the additives may have a different average size of the particulate additives and / or a different transmission for electromagnetic radiation in at least one wavelength range, for example with a wavelength of less than approximately 400 nm.
In verschiedenen Ausgestaltungen können die einzelnen Lagen der Zusätze eine unterschiedliche mittlere Größe der partikelförmigen Zusätze und/oder einen unterschiedlichen Brechungsindex für elektromagnetische Strahlung auf.In various embodiments, the individual layers of the additives may have a different average size of the particulate additives and / or a different refractive index for electromagnetic radiation.
Die Spiegelstruktur
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Spiegelstruktur
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Spiegelstruktur
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Spiegelstruktur
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist wenigstens eine, beispielsweise mehrere, Spiegelstrukturen als elektrische Sammelschiene (busbar) für das lichtemittierende Bauelement ausgebildet sein, beispielsweise eine Stromaufweitung bewirken.In various exemplary embodiments, at least one, for example a plurality, of mirror structures may be designed as an electrical busbar for the light-emitting component, for example to effect a current widening.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Spiegelstruktur
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Spiegelstruktur
Die Wellenleiterschicht
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das optoelektronische Bauelement
Mit anderen Worten: ein erstes lichtemittierendes Bauelement
Auf dem Substrat
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das lichtemittierende Bauelement eine optoelektronische Schichtenstruktur auf mit übereinandergestapelt: wenigstens einer organisch funktionellen Schichtenstruktur
Zwischen dem Substrat
Die erste Elektrode
Die erste Elektrode
Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Materialien, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO2, oder In2O3 gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 oder In4Sn3O12 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs.Transparent conductive oxides are transparent, conductive materials, for example metal oxides, such as, for example, zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide, or indium tin oxide (ITO). In addition to binary metal oxygen compounds, such as ZnO, SnO2, or In2O3 also include ternary metal oxygen compounds such as AlZnO, Zn 2 SnO 4 , CdSnO 3 , ZnSnO 3 , MgIn 2 O 4 , GaInO 3 , Zn 2 In 2 O 5 or In 4 Sn 3 O 12 or mixtures of different transparent conductive oxides to the group of TCOs.
Die erste Elektrode
Die erste Elektrode
Die erste Elektrode
Über der ersten Elektrode
Über der organischen funktionellen Schichtenstruktur
Die optoelektronische Schichtenstruktur ist ein elektrisch und/oder optisch aktiver Bereich. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich des lichtemittierenden Bauelements
Über der zweiten Elektrode
In der Verkapselungsschicht
Über der Verkapselungsschicht
Über der Haftmittelschicht
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Verkapselungsschicht
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die erste Elektrode
In dem Diagramm
Veranschaulicht ist der funktionale Zusammenhang
Veranschaulicht ist zudem der funktionale Zusammenhang
Weiterhin veranschaulicht ist der funktionale Zusammenhang
Weiterhin veranschaulicht mittels der Markierung
Aus
In dem Diagramm
Veranschaulicht ist der funktionale Zusammenhang
Veranschaulicht ist zudem der funktionale Zusammenhang
Weiterhin veranschaulicht ist der funktionale Zusammenhang
Weiterhin veranschaulicht mittels der Markierung
Aus
In dem Diagramm
Bei einem Flächenanteil von 0% wäre keine Spiegelstruktur ausgebildet und bei einem Flächenanteil von fast 100% im Wesentlichen kein lichtemittierendes Bauelement mehr ausgebildet.With an area fraction of 0%, no mirror structure would be formed and, with an area fraction of almost 100%, essentially no light-emitting component would be formed.
Für die Berechnung des funktionalen Zusammenhangs ist für das lichtemittierende Bauelement eine effektive Reflektivität von 80% angenommen und für das lichtemittierende Bauelement ist eine effektive Reflektivität von 98% angenommen. Dadurch wird beispielsweise bei einem Spiegelanteil von 50% eine effektive Reflektivität
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Wellenleiterschicht
Die erste Elektrodenschicht bzw. die erste Elektrode des lichtemittierenden Bauelements kann somit in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Bestandteil des Substrates sein. Die erste Elektrodenschicht bzw. die erste Elektrode kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ganzflächig auf oder über dem Träger
Weiterhin veranschaulicht in
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die erste Elektrode
Weiterhin veranschaulicht in
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Substrat
Die weitere Spiegelstruktur
Die Oberfläche zum Hohlraum bzw. die metallisierte Fläche kann in einem Winkel zu der Emissionsrichtung des von dem lichtemittierenden Bauelement emittierten Lichts, das in das Substrat eingekoppelt wird, ausgerichtet sein, beispielsweise in einem Winkel in einem Bereich von ungefähr 30° bis ungefähr 60°, beispielsweise ungefähr 45°.The surface to the cavity or the metallized surface may be aligned at an angle to the emission direction of the light emitted by the light-emitting component, which is coupled into the substrate, for example at an angle in a range of about 30 ° to about 60 °, for example, about 45 °.
Die strahlformende Struktur
Die strahlformende Struktur
Die strahlformende Struktur
Die Ausführungsbeispiele in
Weiterhin ist in
Das Muster bzw. die Anordnung der lichtemittierenden Bauelemente
In
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Substrat
Das Verfahren
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können organisch lichtemittierende Bauelemente und anorganisch lichtemittierende Bauelemente auf der Oberfläche des Substrats vorgesehen sein. Weiterhin kann das lichtemittierende Bauelement wenigstens zwei lichtemittierende Bauelemente aufweisen, die übereinander gestapelt sind.The invention is not limited to the specified embodiments. For example, organic light-emitting components and inorganic light-emitting components may be provided on the surface of the substrate. Furthermore, the light-emitting component may have at least two light-emitting components which are stacked on top of one another.
Claims (16)
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