DE102016113962A1

DE102016113962A1 - Strahlungsemittierendes Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements

Info

Publication number: DE102016113962A1
Application number: DE102016113962.9A
Authority: DE
Inventors: Pascal Rabenbauer; Christina Wille; Thomas Wehlus
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2018-02-01
Also published as: WO2018019902A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein strahlungsemittierendes Bauelement (100) aufweisend einen strahlungsdurchlässigen Träger (10) mit einer ersten Schicht (1) aus einem ersten Material (3) und einer auf der ersten Schicht (1) angeordneten zweiten Schicht (2) mit einem zweiten Material (4), das vom ersten Material (3) verschieden ist, wobei das zweite Material (4) eine Glasmatrix (5) und darin eingebettet einen Füllstoff (6) umfasst, wobei der Füllstoff (6) den Wärmeausdehnungskoeffizienten der zweiten Schicht (WAK2) anpasst, so dass sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten und zweiten Schicht (WAK1, WAK2) um höchstens 20 % voneinander unterscheiden, und wobei der Füllstoff (6) zur Streuung von Strahlung eingerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein strahlungsemittierendes Bauelement. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements.
In strahlungsemittierenden Bauelementen, wie beispielsweise organischen Leuchtdioden, wird das Licht in organischen Schichten mit einem Brechungsindex von ungefähr 1,8 generiert. Die Lichtextraktion von strahlungsemittierenden Bauelementen auf Trägern aus Glas wird hauptsächlich durch den hohen Brechzahlkontrast zwischen den organischen Materialien (n ≈ 1,8) beziehungsweise ITO (n = 1,9), Glas (n zirka 1,5) und Luft (n = 1,0) aufgrund von Totalreflexion beschränkt.
Im Allgemeinen besteht ein strahlungsemittierendes Bauelement aus sehr dünnen und großflächigen Schichten mit unterschiedlichen Schichtdicken und Brechungsindizes, wodurch ein asymmetrischer Schichtwellenleiter entsteht. Dies sorgt dafür, dass ohne weitere technische Hilfsmittel nur etwa 20 % des generierten Lichtes aus dem strahlungsemittierenden Bauelement ausgekoppelt werden können. Ein Großteil der Photonen verbleibt im strahlungsemittierenden Bauelement aufgrund von Totalreflexion im Hoch-Index-Teil des strahlungsemittierenden Schichtenstapels gefangen beziehungsweise wird an der Grenzfläche Substrat/Luft aufgrund von Totalreflexion nicht ausgekoppelt. Es können Streuschichten in das strahlungsemittierende Bauelement eingebaut werden, um die Lichtauskopplung zu erhöhen. In der Regel können zwischen dem Substrat oder Träger und dem organischen funktionellen Schichtenstapel Streuschichten angeordnet sein. Das Problem, das dabei entstehen kann, ist, dass das Material der Streuschichten und das Material des Trägers einen unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, sodass während der Herstellung insbesondere beim Einbrennen der Streuschicht auf den Träger eine Verbiegung oder ein Verzug erfolgen kann, der ein weiteres Prozessieren schwierig bis unmöglich machen kann.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein strahlungsemittierendes Bauelement bereitzustellen, das die oben beschriebenen Nachteile überwindet. Insbesondere soll das strahlungsemittierende Bauelement eine hohe Lichtauskopplung aufweisen. Zusätzlich soll insbesondere das strahlungsemittierende Bauelement einen Träger aufweisen, der sich während der Herstellung nicht verformt oder jegliche Verbiegung aufweist. Ferner ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen strahlungsemittierenden Bauelements bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch ein strahlungsemittierendes Bauelement gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ferner werden diese Aufgaben durch ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements gemäß dem Anspruch 18 gelöst.
In zumindest einer Ausführungsform weist das strahlungsemittierende Bauelement einen strahlungsdurchlässigen Träger auf. Der strahlungsdurchlässige Träger weist eine erste Schicht aus einem ersten Material, das vorzugsweise Kalknatronsilikatglas ist, und eine zweite Schicht aus einem zweiten Material, das vorzugsweise ein niedrig schmelzendes Glas ist, auf. Die zweite Schicht ist insbesondere auf der ersten Schicht angeordnet. Das erste Material ist von dem zweiten Material verschieden. Das zweite Material umfasst eine Glasmatrix und darin eingebettet einen Füllstoff oder mehrere Füllstoffe. Der Füllstoff passt den Wärmeausdehnungskoeffizienten der zweiten Schicht an, sodass sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten und zweiten Schicht um höchstens 20 % oder 15 % voneinander unterscheiden. Zusätzlich ist der Füllstoff zur Streuung von Strahlung eingerichtet.
Die erste Schicht ist vorzugsweise ein Substrat. Ein Substrat meint hier insbesondere einen Träger auf den die zweite Schicht aufgebracht sein kann oder aufgebracht ist.
Die zweite Schicht ist vorzugsweise eine Glasschicht mit Streuern oder eine Streuschicht.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass durch ein derartiges strahlungsemittierendes Bauelement eine enorme Steigerung der Lichtauskopplung durch die zweite Schicht, die vorzugsweise eine Streuschicht ist, insbesondere mit der Glasmatrix, erzeugt werden kann. Vorzugsweise ist die Glasmatrix bleifrei, hochbrechend, farblos und transparent und weist eine Transmission (im Wellenlängenbereich von 500–1000 nm) von > 80 % auf. Unter Annahme eines senkrechten Lichteinfalls und einer vernachlässigbaren Absorption wären bei einem Glas mit dem Brechungsindex n = 1,8, eine Transmission von ca. 83,6 % möglich. Darüber hinaus kann die Glasmatrix niedrigschmelzend sein und eine Transformationstemperatur Tg < 450 °C aufweisen. Darin verteilt sind Füllstoffe und/oder Streupartikel, die dazu führen, dass das Licht neu gemischt wird. Die zweite Schicht grenzt insbesondere an die erste Schicht, die insbesondere aus Kalknatronsilikatglas besteht, an und ist thermisch derart angepasst, dass beim Einbrand der Schichten oder des Trägers kein Verzug erfolgt. Die thermische Anpassung erfolgt dabei durch spezielle Füllstoffe, die gleichzeitig besonders effektive Streuer in der Glasmatrix sind, als auch zur Verbesserung der Auskopplung des Lichtes aus dem strahlungsemittierenden Bauelement führen. Mit anderen Worten kann ein strahlungsemittierendes Bauelement bereitgestellt werden, das eine hohe Lichtauskopplung und gleichzeitig einen unverbogenen Träger aufgrund der angepassten Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten und zweiten Schicht aufweist.
Gerade bei niederschmelzenden bleifreien Gläsern, beispielsweise Bi2O3-haltigen Gläsern mit einer Transformationstemperatur von kleiner als 450 °C, ist der Wärmeausdehnungskoeffizient häufig deutlich über 9,0 × 10^–6 1/K, was in der Regel die Aufbringung des Glases auf einer ersten Schicht, beispielsweise aus Kalknatronsilikatglas, mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 8,5 bis 9 × 10^–6 1/K aufgrund auftretender Spannungen erschwert. Ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient der ersten Schicht, führt dies beim Abkühlen zu einer größeren Schwindung der zweiten Schicht im Vergleich zur ersten Schicht. Dadurch kann sich das Verbundsystem verbiegen, insbesondere wenn das Substrat eine geringe Dicke ≤ 1–2 mm besitzt. Eine Verbiegung des strahlungsemittierenden Bauelements erschwert das Prozessieren und ist für den Einsatz des Bauelements unerwünscht. Die Verbiegung kann in zwei Richtungen erfolgen, also in Richtung zweite Schicht oder in Richtung erste Schicht. Beides muss vermieden werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das organische strahlungsemittierende Bauelement eine organische Leuchtdiode (OLED). Das strahlungsemittierende Bauelement weist vorzugsweise zumindest eine organische lichtemittierende Schicht auf. Die zumindest eine organische lichtemittierende Schicht ist im Betrieb des Bauelements dazu befähigt, Strahlung zu emittieren. Insbesondere emittiert das strahlungsemittierende Bauelement Strahlung aus dem sichtbaren Wellenlängenbereich und/oder UV- und/oder IR-Wellenlängenbereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Bauelement einen strahlungsdurchlässigen Träger auf. Mit "strahlungsdurchlässig" wird hier und im Folgenden ein Träger bezeichnet, der durchlässig für sichtbares Licht ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der strahlungsdurchlässige Träger eine erste Schicht und eine auf der ersten Schicht angeordnete zweite Schicht auf. Insbesondere ist die zweite Schicht direkt auf der ersten Schicht angeordnet. Direkt meint hier insbesondere unmittelbarer mechanischer Kontakt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Träger eine erste Schicht auf. Die Erweichungstemperatur der zweiten Schicht ist kleiner als die Erweichungstemperatur der ersten Schicht. Erweichungstemperatur Te ist die Temperatur, bei der sich das Glas unter seinem eigenen Gewicht wahrnehmbar zu verformen beginnt, das eine Zähigkeit (Viskosität) von 107,6 dPa·s aufweist (Messverfahren: ISO 7884-3). Transformationstemperatur Tg ist die Temperatur, bei der die unterkühlte Glasschmelze vom plastischen in den spröden Zustand übergeht. Die Beweglichkeit der Strukturelemente des Glases ist bei dieser Temperatur nur noch äußerst gering. Der Wärmeausdehnungskoeffizient ändert sich deutlich. Die erste Schicht kann als Schicht, als Platte, als Folie oder als Laminat ausgeformt sein. Die erste Schicht kann Glas, insbesondere Kalknatronsilikatglas sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste Schicht ein erstes Material auf. Vorzugsweise ist das erste Material ein Kalknatronsilikatglas. Kalknatronsilikatglas kann auch als Kalknatronglas, Weichglas oder Kalksodaglas bezeichnet werden und ist dem Fachmann hinreichend bekannt. Es wird daher an dieser Stelle nicht näher erläutert. Das Kalknatronsilikatglas weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 20 bis 300 °C von 8,5 bis 9,0 × 10^–6 1/K auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Träger eine zweite Schicht auf, die insbesondere als Streuschicht ausgeformt ist. Die zweite Schicht ist aus einem zweiten Material geformt. Das zweite Material ist von dem ersten Material verschieden. Das zweite Material weist eine Glasmatrix und darin eingebettet einen Füllstoff auf oder besteht daraus. Der Füllstoff kann in der Glasmatrix homogen verteilt sein. Alternativ kann der Füllstoff auch mit einem Konzentrationsgradienten in der Glasmatrix eingebettet sein. Das zweite Material kann über ein Pulver aufgebracht werden. Dazu wird eine Paste oder Suspension hergestellt. Methoden zum Herstellen von Schichten aus Suspensionen bzw. Pasten können beispielsweise Siebdruck, Schablonendruck, Rakeln, oder auch Sprühverfahren sein. Die Paste kann unterschiedliche Zusätze, sogenannte Additive, beispielsweise Lösemittel, Binder, beispielsweise Zellulose, Zellulosederivate, Nitrozellulose, Zelluloseacetat, Acrylate umfassen. Die Additive können den Streuzentren bzw. Glaspartikeln zum Einstellen der Viskosität für das jeweilige Verfahren und für die jeweilig angestrebte Schichtdicke zugesetzt werden.
Organische Zusätze, die meist flüssig und/oder flüchtig sein können, können thermisch aus der Schicht entfernt werden, d.h. die Schicht kann thermisch getrocknet werden. Nichtflüchtige organische Zusätze können mittels Pyrolyse entfernt werden. Ein Erhöhen der Temperatur kann dabei die Trocknung bzw. die Pyrolyse beschleunigen bzw. ermöglichen. Die so aufgebrachte Pulverschicht wird nach dem Trocknen verglast. Das heißt, es erfolgt eine Erwärmung der Pulverschicht auf die Erweichungstemperatur, so dass die Pulverpartikel fließen können und so möglichst porenfrei und mit glatter Oberfläche zu einer glasigen Schicht, bzw. einer Glasschicht mit Streupartikeln (Streuschicht) erstarrt. Damit sich bei diesem Vorgang das Substrat möglichst nicht verformt, ist die Erweichungstemperatur des Glaspulvers möglichst gering zu wählen. Ideal liegt die Erweichungstemperatur des Glaspulvers (der Glasschicht) unter der Transformationstemperatur des Substrats.
Das zweite Material der zweiten Schicht kann sich vom ersten Material der ersten Schicht deutlich unterscheiden, z.B. hinsichtlich der Glaszusammensetzung, der Komponenten, sowie im Erweichungsverhalten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Glasmatrix bleifrei ausgeformt. Mit anderen Worten weist somit die Glasmatrix keine bleihaltigen Bestandteile oder Blei als Element auf. Zusätzlich kann die Glasmatrix aus Bismutoxid geformt sein oder dieses umfassen. Vorzugsweise ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht 8,5 ± 1,5∙10^–6 1/K, bevorzugt 8,5 ± 1,0∙10^–6 1/K, besonders bevorzugt 8,5 ± 0,5∙10^–6 1/K.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Glasmatrix bleifrei und umfasst Bismutoxid, Boroxid, Siliziumoxid, Zinkoxid, Strontiumoxid und Bariumoxid, sowie eine oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der Alkali- und Erdalkalioxide.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Glasmatrix bleifrei und umfasst 5–50 mol% Bismutoxid, 0–45 mol% Boroxid, 0–10 mol% Siliziumoxid, 0–40 mol% Zinkoxid, 0–30 mol% Strontiumoxid und/oder Bariumoxid, 0–20 mol% Alkalioxide und 0–30 mol% Erdalkalioxide, wobei 0–30 mol% der Erdalkalioxide der Gesamterdalkalianteil mit SrO und BaO ist.
Die Glasmatrix kann eine folgende Zusammensetzung aufweisen:
5–50 mol% Bi2O3,
0–45 mol% B2O3,
0–10 mol% SiO2,
0–40 mol% ZnO,
0–30 mol% MgO und CaO und SrO und BaO
0–20 mol% Li2O und Na2O und K2O.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Glasmatrix bleifrei und umfasst Bismutoxid, Boroxid, Siliziumoxid, Zinkoxid, Strontiumoxid und Bariumoxid.
Die Glasmatrix umfasst vorzugsweise:
10–45 mol% Bi2O3,
0–40 mol% B2O3,
0–5 mol% SiO2,
0–40 mol% ZnO,
0–30 mol% SrO und BaO.
Die Glasmatrix umfasst bevorzugter:
10–40 mol% Bi2O3,
0–40 mol% B2O3,
0–5 mol% SiO2,
0–35 mol% ZnO,
0–30 mol% SrO und BaO.
Die Glasmatrix umfasst besonders bevorzugt:
15–30 mol% Bi2O3,
0–35 mol% B2O3,
0–4 mol% SiO2,
0–30 mol% ZnO,
0–25 mol% SrO und BaO.
Aus einem erschmolzenen Beispielglas (Laborschmelze LS 35/13) der obigen Zusammensetzung geht hervor, dass eine Glasmatrix aus diesem Glas besonders geeignet ist, da es einen hohen Brechungsindex von n ≥ 1,8 aufweist.
Zudem ist die Glasmatrix nahezu farblos, bleifrei und zeigt eine Transformationstemperatur T_g von 408 °C. Ferner weist die Glasmatrix ein gutes Benetzungs- und Fließverhalten auf und kann als zweite Schicht auf die erste Schicht blasen- und kristallfrei eingebrannt werden. Der Nachteil dieser Glasmatrix ist, dass diese einen etwas zu hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten WAK von 9,5 × 10^–6 1/K (im Temperaturintervall 20 °C bis 300 °C) aufweist, welcher dadurch zustande kommt, dass das Glasnetzwerk durch Einführung der großen Bismutoxidmoleküle aufgelockert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Glasmatrix eine Transformationstemperatur T_g auf, die kleiner als 450 °C, bevorzugt kleiner als 430 °C, ist und durch die Einbettung des Füllstoffs nahezu unverändert ist oder bleibt. Nahezu unverändert meint hier eine Toleranz von maximal 10 °C.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann als Glasmatrix ein Glas der Ausführungsbeispiele verwendet werden.
Alternativ kann als Glasmatrix auch eine telluroxidhaltige Glasmatrix verwendet werden. Üblicherweise liegen die Wärmeausdehnungskoeffizienten deutlich über 10 × 10^–6 1/K auf.
Durch die Einbettung des Füllstoffs in die Glasmatrix kann der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht reduziert werden und damit insbesondere an den Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten Schicht angepasst werden. Insbesondere passt der Füllstoff den Wärmeausdehnungskoeffizienten der zweiten Schicht an, sodass sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten und zweiten Schicht um höchstens 30 %, 20 %, 15 %, 10 %, 5 %, 3 %, 2 % oder 1 % voneinander unterscheiden. Der Füllstoff ist zusätzlich vorzugsweise zur Streuung von Strahlung, die vom strahlungsemittierenden Bauelement erzeugt wird, eingerichtet. Damit kann die Lichtauskopplung des strahlungsemittierenden Bauelements durch den Füllstoff erhöht werden, weil das Licht in der Schicht neu gemischt wird. Zugleich kann durch die Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten ein strahlungsdurchlässiger Träger erzeugt werden, der keinen Verzug oder keine Verformung aufweist, sodass das weitere Prozessieren erleichtert bzw. überhaupt möglich ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht durch den Füllstoff verringert. Mit Wärmeausdehnungskoeffizient ist hier ein Kennwert zu verstehen, der das Verhalten eines Stoffes bezüglich Veränderung seiner Abmessung bei Temperaturveränderungen beschreibt. Der Wärmeausdehnungskoeffizient oder auch thermischer Ausdehnungskoeffizient kann mit WAK oder α abgekürzt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der ersten und der zweiten Schicht jeweils größer als 7 × 10^–6 1/K, vorzugsweise zwischen 7,5 × 10^–6 1/K und 8,5 × 10^–6 1/K oder 9 × 10^–6 1/K. Die Schichtdicke der zweiten Schicht liegt im Bereich von 1–30 µm, bevorzugt 5–20 µm, besonders bevorzugt 5–15 µm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt: WAK2 ≤ WAK1.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der WAK2 um 0,5·10–6 K–1 bis 1·10–6 K–1 unter dem Wert von WAK1.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Füllstoff Siliziumoxid, insbesondere Siliziumdioxid, vorzugsweise amorphes Siliziumoxid oder umfasst dieses. Vorzugsweise ist der Füllstoff aus hochreinem amorphen Siliziumdioxid geformt. Hochrein soll heißen, dass das amorphe SiO2 nur sehr geringe Mengen an strahlungsabsorbierenden Elementen wie Fe, Co, Cr, Cu, Mn enthält, beispielsweise < 1 ppm. Insbesondere ist das amorphe Siliziumdioxid kugelförmig, also aus sphärischen Körnern, ausgeformt. Insbesondere weisen die Kugeln einen Durchmesser von 0,2–10 µm, bevorzugt zwischen 1–3 µm auf.
Die Erfinder haben erkannt, dass insbesondere der SiO2-Füllstoff gleichzeitig beide Eigenschaften erfüllen kann. Amorphes SiO2 weist einen sehr niedrigen WAK von ca. 0,5·10–6 K–1 (20–300°C) auf, wodurch es als eingebetteter Füllstoff den WAK der Glasschicht signifikant senkt. Da der WAK von geeigneten niedrigschmelzenden hochbrechenden bleifreien Gläsern, insbesondere Bi2O3-haltigen Gläsern bei ≥ 9,0·10–6 K–1 liegt und damit gleich oder größer dem des Substrates ist, kann es dazu kommen, dass sich das Bauelement im Herstellungsprozess verformt. Hervorzuheben ist der niedrige WAK des amorphen SiO2 Füllstoffs, da dieser den WAK der Glasmatrix deutlicher senkt, als ein Füllstoff mit höherem WAK. Dadurch führt eine kleinere Menge an amorphem SiO2 als Füllstoff bereits zu einer merklichen Reduzierung des WAKs der Streuschicht. TiO2 als typischer Streuer (WAK im Bereich von 7–9·10–6K–1) oder Al2O3 (WAK im Bereich von ca. 7·106K–1) senken den WAK kaum bzw. man benötigt große Mengen an Füllstoff. Da der Füller gleichzeitig als Streuer wirkt, sollte der Anteil nicht zu hoch werden, da ansonsten die Streuung zu groß wird, was die Lichtextraktion wieder senkt und zu einer geringeren Lichtauskopplung aus dem Bauelement führt. Ein kleinerer Brechzahlunterschied zwischen Streuer und Glasmatrix hat sich als besser erwiesen, um eine möglichst hohe Vorwärtstransmission bei vergleichbarer Streuung (Haze) zu erzielen. Ein weiteres Kriterium für den bevorzugten Einsatz von amorphem SiO2 ist der Brechzahlunterschied zur Glasmatrix (ca. 1,46 @550nm für amorphes SiO2 zu ca. 2 für Bi2O3-haltiges niedrigschmelzendes Glas).
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der strahlungsdurchlässige Träger transluzent und weist einen Haze von 0,6–0,85 auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Anteil des Füllstoffs in der zweiten Schicht zwischen einschließlich 5 Vol% und einschließlich 50 Vol%, vorzugsweise zwischen einschließlich 5 Vol% und einschließlich 25 oder 35 Vol%. Dabei kann zu viel Füllstoff zwar den WAK effektiv senken, führt aber zu einer zu starken Streuung, was dann wiederum dazu führt, dass die Auskoppeleffizienz sinkt und weniger Licht ausgekoppelt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Brechungsindex der zweiten Schicht größer oder gleich als 1,8. Der Brechungsindex der ersten Schicht liegt im Bereich von 1,52.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die zweite Schicht jeweils eine gleichbleibende Schichtdicke von 1–30 µm, bevorzugt 3–20 µm, besonders bevorzugt 5–15 µm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das strahlungsemittierende Bauelement einen funktionellen Schichtenstapel auf. Insbesondere ist der funktionelle Schichtenstapel aus vorwiegend organischen Schichten gebildet. Mit anderen Worten weist der organische funktionelle Schichtenstapel hauptsächlich organische Schichten auf, wobei aber zumindest geringfügig anorganische Schichten vorhanden sein können. Der funktionelle Schichtenstapel kann Schichten mit organischen Polymeren, organischen Oligomeren, organischen Monomeren, organischen kleinen nichtpolymeren Molekülen ("small molecules") oder Kombinationen daraus aufweisen. Der funktionelle Schichtenstapel kann zusätzlich zu den zumindest zwei organischen lichtemittierenden Schichten zumindest eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist, um eine effektive Löcherinjektion in zumindest einer der lichtemittierenden Schichten zu ermöglichen. Als Materialien für eine Lochtransportschicht können sich beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, mit Campfersulfonsäure dotiertes Polyanilin oder mit Polystyrolsulfonsäure dotiertes Polyethylendioxythiophen als vorteilhaft erweisen. Der funktionelle Schichtenstapel kann weiterhin zumindest eine funktionelle Schicht aufweisen, die als Elektronentransportschicht ausgebildet ist. Allgemein kann der funktionelle Schichtenstapel weitere Schichten aufweisen, die ausgewählt sind aus Löcherinjektionsschichten, Lochtransportschichten, Elektroneninjektionsschichten, Elektronentransportschichten, Lochblockierschichten und Elektronenblockierschichten.
Als Material für eine Lochblockierschicht kann beispielsweise 2,2',2"-1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazol), 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol oder 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP) verwendet werden. Als Material für eine Elektronenblockierschicht kann beispielsweise NPB (N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin), beta-NPB N,N'-Bis(naphthalen-2-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin) oder TPD (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidin) verwendet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das strahlungsemittierende Bauelement zumindest zwei Elektroden auf. Insbesondere ist zwischen den zwei Elektroden der funktionelle Schichtenstapel angeordnet.
Im Hinblick auf den prinzipiellen Aufbau eines strahlungsemittierenden Bauelements wird dabei insbesondere im Hinblick auf den Aufbau die Schichtzusammensetzung und die Materialien der organischen funktionellen Schichtenstapel auf die Druckschrift WO 2010/066245 A1 verwiesen, die diesbezüglich hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements. Vorzugsweise wird mit dem Verfahren das hier beschriebene strahlungsemittierende Bauelement hergestellt. Dabei gelten die gleichen Definitionen und Ausführungen des strahlungsemittierenden Bauelements auch für das Verfahren und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren die Schritte auf:

A) Bereitstellen einer ersten Schicht aus einem ersten Material eines strahlungsdurchlässigen Trägers,
B) Erzeugen einer zweiten Schicht aus einem zweiten Material eines strahlungsdurchlässigen Trägers, beispielsweise durch Siebdruck dazu: B1) Erzeugen eines niedrigschmelzenden Kompaktglases durch Schmelzen eines Glases, anschließend B2) Zerkleinern des Kompaktglases zu einem Glaspulver mit einem Korngrößendurchmesser < 20 µm, anschließend B3) Herstellen einer siebdruckfähigen Paste, umfassend einen Binder, beispielsweise Ethylzellulose, dem Glaspulver, dem Füllstoff und einem Lösemittel, beispielsweise Diol,
C) Aufbringen der zweiten Schicht auf die erste Schicht, beispielsweise durch Siebdruck, wobei das zweite Material eine Glasmatrix und darin eingebettet einen Füllstoff umfasst, wobei der Füllstoff den Wärmeausdehnungskoeffizienten der zweiten Schicht anpasst, so dass sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten Schicht und der zweiten Schicht um höchstens 20 % voneinander unterscheiden und eine Verbiegung der ersten und zweiten Schicht vermindert oder verhindert wird, und wobei der Füllstoff zur Streuung von Strahlung eingerichtet ist,
D) Trocknen der zweiten Schicht,
E) Verglasen der Glasmatrix in der getrockneten zweiten Schicht durch Tempern, insbesondere des beschichteten Trägers bei Temperaturen ≥ dem Erweichungspunkt der Glasmatrix, so dass die Partikel so weich werden, dass eine kompakte glasige Matrix entsteht. Der Füllstoff wird von der Glasmatrix dicht umschlossen. Das Tempern kann so erfolgen, dass die Oberfläche der Schicht glatt läuft, ähnlich einer feuerpolierten Glasoberfläche. Bei diesem Vorgang kann es nicht zur Verbiegung des beschichteten Substrats kommen, weil durch das amorphe SiO2 der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht gesenkt wurde. Die zweite Schicht ist insbesondere durchscheinend trüb und weist aufgrund der runden Partikel keine Spikes auf, die zu Fehlern in den darüberliegenden Schichten und beim Verschluss der OLED zu Fehlern führen.

Optional kann das Verfahren einen Schritt F) aufweisen: Prozessieren der organischen Leuchtdiode.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass durch das hier beschriebene Verfahren keine Verbiegung des strahlungsemittierenden Trägers beim Einbrennen der zweiten Schicht erfolgt. Dies ist im angepassten Wärmeausdehnungskoeffizienten der zweiten Schicht an die erste Schicht begründet. Die Einstellung kann damit gezielt erfolgen. Ferner weist das hier beschriebene strahlungsemittierende Bauelement eine erhöhte Vorwärtstransmission der Schichten bei vergleichbarer Streuung (Haze) auf. Das strahlungsemittierende Bauelement weist eine verringerte Farbverschiebung durch die zweite Schicht auf. Zum anderen können durch Verwendung von Glaskugeln die Oberflächeneigenschaften der Schichten verbessert werden, da keine Spikes durch Streuer vorhanden sind. Daher kann der Wärmeausdehnungskoeffizient gezielt beeinflusst werden, ohne dass die Transformationstemperatur der Glasmatrix maßgeblich verändert wird.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Die 1 eine schematische Seitenansicht eines strahlungsemittierenden Bauelements gemäß einer Ausführungsform,
die 2A bis 2D einen strahlungsdurchlässigen Träger gemäß einer Ausführungsform,
die 3 bis 4B Werte für Transformationstemperaturen und Wärmeausdehnungskoeffizienten,
die 5 eine Intensitätskurve,
die 6 das Streuverhalten in Abhängigkeit der Wellenlänge von Ausführungsbeispielen,
die 7 dilatometrische Messungen gemäß einiger Ausführungsbeispiele, und
die 8 eine Gegenüberstellung von Haze und Gain (Gewinn in der Auskoppeleffizienz) in Abhängigkeit der Streuerkonzentration.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Die 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines strahlungsemittierenden Bauelements gemäß einer Ausführungsform. Das strahlungsemittierende Bauelement weist einen strahlungsdurchlässigen Träger 10 auf. Der strahlungsdurchlässige Träger 10 weist eine erste Schicht 1 und direkt darauf angeordnet eine zweite Schicht 2 auf. Die erste Schicht 1 ist vorzugsweise aus Kalknatronsilikatglas geformt. Die zweite Schicht 2 weist vorzugsweise eine Glasmatrix 5 auf und darin eingebettet einen Füllstoff 6. Der Füllstoff 6 ist dazu eingerichtet, den Wärmeausdehnungskoeffizienten der zweiten Schicht WAK2 an den Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten Schicht WAK1 anzupassen, sodass diese sich um höchstens 15 % oder 20 % voneinander unterscheiden. Vorzugsweise ist WAK2 ≤ WAK1, insbesondere ist WAK2 um 0,5–1·10–6 K–1 unter dem Wert von WAK1. Zusätzlich dient der Füllstoff 6 als Streukörper von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von der in dem strahlungsemittierenden Bauelement, also im organischen funktionellen Schichtenstapel 11 erzeugten Strahlung. Auf dem strahlungsdurchlässigen Träger 10 ist eine erste Elektrode 7 angeordnet. Die erste Elektrode kann beispielsweise aus ITO geformt sein. Nachfolgend ist ein organisch funktioneller Schichtenstapel 11, der vorzugsweise zumindest eine lichtemittierende Schicht, Lochtransportschicht, Elektronentransportschicht, Elektroneninjektionsschichten und/oder Lochinjektionsschicht aufweist, angeordnet. Der organisch funktionelle Schichtenstapel 11 ist vorzugsweise zur Emission von Strahlung aus dem sichtbaren Bereich, beispielsweise von Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 380 nm und 780 nm, eingerichtet. Über dem organisch funktionellen Schichtenstapel 11 ist eine zweite Elektrode 8, die beispielsweise reflektierend ausgeformt ist und beispielsweise Aluminium oder Silber aufweist, angeordnet. Das strahlungsemittierende Bauelement 100 kann zusätzlich eine Verkapselung 9 aufweisen. Die Verkapselung ist dazu eingerichtet, zumindest den organisch funktionellen Schichtenstapel vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Wasser und/oder sauren Gasen zu schützen. Alternativ können auch beide Elektroden strahlungsdurchlässig ausgeformt sein.
Die 2A bis 2D zeigen jeweils einen strahlungsdurchlässigen Träger 10 gemäß Vergleichsbeispielen und Ausführungsbeispielen. Die 2A zeigt das Bereitstellen einer ersten Schicht 1 und darauf angeordnet eine zweite Schicht 2. Anschließend kann ein Einbrennen der zweiten Schicht 2, wie in 2B gezeigt, erfolgen, wobei aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der ersten und zweiten Schicht 1, 2 ein Verbiegen des strahlungsdurchlässigen Trägers 10 erfolgen kann. Ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht WAK2 größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient der ersten Schicht WAK1, so erfolgt ein Verbiegen in Richtung zweiter Schicht, wie in 2B gezeigt. Andernfalls, also wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht WAK2 kleiner ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient der ersten Schicht 1, kann ein Verbiegen in Richtung erster Schicht WAK1, wie in 2D gezeigt, erfolgen. Der strahlungsdurchlässige Träger 10 der 2D kann durch Aufprägen einer zweiten Schicht 2 auf einer ersten Schicht 1, wie in 2C gezeigt, erfolgen. Dieses Verbiegen ist unerwünscht, da das spätere Prozessieren des strahlungsdurchlässigen Bauelements dadurch erschwert wird. Die 2A bis 2D zeigen Grenzfälle auf, die verdeutlichen, welche Auswirkung auftretende Spannungen in einem Verbundsystem haben können. Dabei sind die Auswirkungen umso größer, je dicker und großflächiger die jeweiligen Schichten sind. Zugspannungen in der Schicht (WAK2 > WAK1) können entweder zur Rissbildung (2A) oder zum konvexen Verziehen des Substrates (2C) führen. Im umgekehrten Fall führen Schicht-Druckspannungen (WAK2 < WAK1) zu Schicht-Abplatzungen (2B) bzw. konkavem Verziehen des Substrates (2D).
Durch die Verwendung der hier beschriebenen thermisch angepassten zweiten Schicht 2, die gute Streueigenschaften mit einem an die erste Schicht angepassten Wärmeausdehnungskoeffizienten verbindet, kann ein Verbiegen des strahlungsdurchlässigen Trägers 10 verhindert werden.
Die 3 zeigt die Transformationstemperatur T_g in °C einer Bi2O3-haltigen Glasmatrix in Abhängigkeit von dem Molenbruch X in mol%, für den Fall, dass der Anteil an Bi2O3 variiert wird. Ferner zeigt die 3 den Wärmeausdehnungskoeffizienten WAK in 10^–6 1/K in Abhängigkeit vom Anteil an Bi2O3. Es ist die Glasmatrix gezeigt, die Bismutoxid aufweist. Aus der Grafik ist erkennbar, dass mit steigender Bismutoxidkonzentration die Transformationstemperatur T_g sinkt und der Wärmeausdehnungskoeffizient deutlich ansteigt. Dieses gegenläufige Verhalten macht es schwierig, ein Glas zu finden, welches einen geeigneten WAK besitzt und gleichzeitig bei möglichst niedrigen Temperaturen auf das Substrat aufgebracht werden kann. Für diesen Konflikt haben die Erfinder die beschriebene Lösung gefunden, den WAK durch den Füllstoff selbst zu senken. Hierfür ist amorphes SiO2 ganz besonders geeignet, weil es einen sehr niedrigen WAK von ca. 0,5·10–6 K–1 besitzt, die Strahlung nicht absorbiert, sondern effektiv streut, da sich die Brechzahl des amorphen SiO2-Füllstoffs von der Glasmatrix (n,_{SiO2 amorph} = 1,46 @550nm; n_Glasmatrix = 1,8–2) unterscheidet. Je größer der Unterscheid in der Brechzahl von Glasmatrix und Füllstoff ist, umso stärker ist die Streuung und desto weniger Füllstoff darf eingebracht werden, um eine optimale Streuung zu erzielen.
Die 4A und 4B zeigen die Auswirkungen des eingebrachten amorphen SiO2-Füllstoffs auf die Transformationstemperatur T_g in °C und den Wärmeausdehnungskoeffizienten WAK in 10^–6 1/K in Abhängigkeit von dem Anteil X des Füllstoffs in Vol% in der beschriebenen Bi2O3-haltigen Glasmatrix. Es sind zwei Ausführungsbeispiele A1 und A2 gezeigt. Im Vergleich dazu ist ein Vergleichsbeispiel V1 gezeigt. Das Vergleichsbeispiel V1 ist eine Laborschmelze LS 18/14, also eine Grundglasmatrix, die keinen Füllstoff aufweist. Das Glas weist eine Transformationstemperatur von 430 °C und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 10 × 10^–6 1/K auf. Zu diesem Vergleichsbespiel können nun Füllstoffe, beispielsweise 25 Vol% amorphes Siliziumdioxid (A1) oder 35 Vol% amorphes Siliziumdioxid (A2), zugemischt werden, wobei daraus der Wärmeausdehnungskoeffizient deutlich auf bis zu 7,4 × 10^–6 1/K reduziert werden kann und die Transformationstemperatur annähernd im Vergleich zu V1 gleich bleibt. Damit kann durch den Einsatz von Füllstoffen in der Glasmatrix der zweiten Schicht 2 eine thermische Anpassung an die erste Schicht 1 erfolgen. Der Füllstoff ist vorzugsweise amorphes Siliziumdioxid, besonders bevorzugt Siliziumdioxidkugeln. Die Füllstoffe sollten so gewählt sein, dass sie gleichzeitig den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Glasmatrix reduzieren und zugleich effizient streuen.
Die 5 zeigt die Intensität der Vorwärtstransmission in willkürlichen Einheiten a.U., gemessen bei 550nm mit einem UV/Vis-Spektrometer, in Abhängigkeit von der Streuung, quantifiziert durch den Haze-Wert bei 550 nm für 2 verschiedene Füllstoffe: A5, A6 ist ein TiO2-Füllstoff, der den WAK kaum beeinflusst und A1–A4 ist jeweils der SiO2-Füllstoff, der den WAK deutlich senkt, ohne die Transformationstemperatur zu erhöhen. Ausführungsbeispiel A1 entspricht dem Ausführungsbeispiel A1 der 4. Das Ausführungsbeispiel A3 weist die bismuthaltige Glasmatrix mit 30 Vol% SiO2 auf, das Ausführungsbeispiel A4 weist die bismuthaltige Glasmatrix mit 30 Vol% SiO2 als Kugeln auf, das Ausführungsbeispiel A5 weist die bismuthaltige Glasmatrix mit 3 Vol% Titandioxidstreuer auf und das Ausführungsbeispiel A6 weist die bismuthaltige Glasmatrix mit 4 Vol% Titandioxidstreuer auf. Aus der Grafik ist zu erkennen, dass bei vergleichbarer Streuung (quantifiziert mit dem Haze) die Werte für die Intensität der Vorwärtstransmission für Schichten mit dem amorphen SiO2-Füllstoff (A3, A4) höher sind, als die mit einem herkömmlichen TiO2-Füllstoff (A5, A6). Damit kann die Auskoppeleffizienz erhöht werden.
Die 6 zeigt den Haze H in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ in nm der Ausführungsbeispiele A1, A3, A4, A5 und A6. Die Ausführungsbeispiele A1 bis A6 entsprechen den Ausführungsbeispielen der 5. Aus der Grafik ist erkennbar, dass für den amorphen SiO2-Streuer, also A1–A4 der Haze im sichtbaren (Vis) weitgehend konstant über die Wellenlänge ist. Im Gegensatz gibt es bei dem TiO2-Füllstoff eine Abhängigkeit der Streuung von der Wellenlängen. Diese Abhängigkeit der Streuung von der Wellenlänge kann beim Einsatz der Schicht in der OLED zu Farbverschiebungen führen, die nicht erwünscht sind.
Die 7 zeigt dilatometrische Messungen an Abhängigkeit von der Temperatur in °C. Es sind hier die Messergebnisse der Ausführungsbeispiele A1, A2 und des Vergleichsbeispiels V1 (LS 18/14) gezeigt. Das Ausführungsbeispiel A1 weist eine WAK von 8,52 × 10^–6 1/K und eine T_g von 432 °C auf. Das Ausführungsbeispiel A2 weist einen WAK von 7,36 × 10^–6 1/K und einen T_g von 431 °C auf. Das Vergleichsbeispiel V1 (LS 18/14) weist einen WAK von 9,99 × 10^–6 1/K und einen T_g von 430 °C auf. Aus der 7 ist erkennbar, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient durch Zusatz von Füllstoffen in die Glasmatrix der zweiten Schicht 2 gezielt beeinflusst werden kann, ohne dabei die Transformationstemperatur wesentlich zu beeinflussen.
Die 8 zeigt eine Gegenüberstellung von Haze (H) und Gain (G, Gewinn in der Auskoppeleffizienz) in Abhängigkeit der Füllstoffkonzentration C. Die Füllkonzentration C steigt von links nach rechts in der 8. Als optimal hat sich ein Haze von ca. 0,6–0,85 erwiesen. Hier wurden die höchsten Gewinne in der Auskoppeleffizienz gemessen. Streut die Schicht noch stärker, bzw. ist der Haze höher, dann sinkt die Auskoppeleffizienz wieder und der Effizienzgewinn sinkt wieder. Deshalb ist es nicht vorteilhaft, zu viel Füllstoff einzuführen, da es eine für die Streuung optimale Konzentration gibt. Diese optimale Konzentration liegt für das amorphe SiO2 vorteilhafterweise in einem Bereich, wo die Anpassung der thermischen Eigenschaften ebenfalls optimal ist, so dass sich der Träger beim Einbrennen nicht verbiegt.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Merkmale können gemäß weiterer Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit in den Figuren gezeigt sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele zusätzliche oder alternative Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombinationen selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

100: Strahlungsemittierendes Bauelement
10: strahlungsdurchlässiger (beschichteter) Träger
1: erste Schicht, vorzugsweise Substrat
2: zweite Schicht, vorzugsweise Streuschicht
3: erstes Material
4: zweites Material
5: Glasmatrix
6: Füllstoff
7: erste Elektrode
8: zweite Elektrode
9: Verkapselung
11: organischer funktioneller Schichtenstapel
Te: Erweichungstemperatur
Tg: Transformationstemperatur
WAK1: Wärmeausdehnungskoeffizient der ersten Schicht
WAK2: Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2010/066245 A1 [0046]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 7884-3 [0014]

Claims

Strahlungsemittierendes Bauelement (100) aufweisend, – einen strahlungsdurchlässigen Träger (10) mit einer ersten Schicht (1) aus einem ersten Material (3) und einer auf der ersten Schicht (1) angeordneten zweiten Schicht (2) mit einem zweiten Material (4), das vom ersten Material (3) verschieden ist, – wobei das zweite Material (4) eine Glasmatrix (5) und darin eingebettet einen Füllstoff (6) umfasst, – wobei der Füllstoff (6) den Wärmeausdehnungskoeffizienten der zweiten Schicht (WAK2) anpasst, so dass sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten und zweiten Schicht (WAK1, WAK2) um höchstens 20 % voneinander unterscheiden, und wobei der Füllstoff (6) zur Streuung von Strahlung eingerichtet ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei gilt: WAK2 ≤ WAK1.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht (WAK2) um 0,5·10–6 K–1 bis 1·10–6 K–1 unter dem Wert von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten Schicht (WAK1) ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht (WAK2) durch den Füllstoff (6) verringert ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht (2) eine gleichbleibende Schichtdicke von 1–30 µm aufweist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht (2) direkt auf der ersten Schicht (1) angeordnet ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Brechungsindex der zweiten Schicht größer oder gleich als 1,8 ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Glasmatrix (5) bleifrei ist und Bismutoxid umfasst, und wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht (WAK2) 8,5 ± 1,5∙10^–6 1/K ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Glasmatrix (5) bleifrei ist und Bismutoxid, Boroxid, Siliziumoxid, Zinkoxid, Strontiumoxid, Bariumoxid und eine oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der Alkali- und Erdalkalioxide umfasst.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Glasmatrix (5) bleifrei ist und 5–50 mol% Bismutoxid, 0–45 mol% Boroxid, 0–10 mol% Siliziumoxid, 0–40 mol% Zinkoxid, 0–30 mol% Strontiumoxid, Bariumoxid, 0–20 mol% Alkalioxide und 0–30 mol% Erdalkalioxide umfasst, wobei 0–30 mol% der Erdalkalioxide der Gesamterdalkalianteil mit SrO und BaO ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllstoff (6) amorphes Siliziumdioxid umfasst.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Füllstoff (6) amorphes Siliziumdioxid ist und aus sphärischen Körnern geformt ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anteil des Füllstoffs (6) in der zweiten Schicht (2) zwischen einschließlich 5 Vol% und einschließlich 50 Vol% beträgt.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Material der ersten Schicht (3) Kalknatronsilikatglas ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der strahlungsdurchlässige Träger (10) transluzent ist und einen Haze von 0,6–0,85 aufweist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Glasmatrix (5) eine Transformationstemperatur (Tg) aufweist, die kleiner als 450 °C ist und die Transformationstemperatur durch die Einbettung des Füllstoffs (6) nahezu unverändert bleibt.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine organische Leuchtdiode ist.
Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements (100) mit den Schritten, A) Bereitstellen einer ersten Schicht (1) aus einem ersten Material (3) eines strahlungsdurchlässigen Trägers (10), B) Erzeugen einer zweiten Schicht (2) aus einem zweiten Material (4) eines strahlungsdurchlässigen Trägers (10), dazu: B1) Erzeugen eines niedrigschmelzenden Kompaktglases durch Schmelzen eines Glases, anschließend B2) Zerkleinern des Kompaktglases zu einem Glaspulver mit einem Korngrößendurchmesser < 20 µm, anschließend B3) Herstellen einer siebdruckfähigen Paste, umfassend einen Binder, dem Glaspulver, einem Füllstoff und einem Lösemittel, C) Aufbringen der zweiten Schicht (2) auf die erste Schicht (1), wobei das zweite Material (4) eine Glasmatrix (5) und darin eingebettet einen Füllstoff (6) umfasst, wobei der Füllstoff (6) den Wärmeausdehnungskoeffizienten der zweiten Schicht (WAK2) anpasst, so dass sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten Schicht und der zweiten Schicht (WAK1, WAK2) um höchstens 20 % voneinander unterscheiden und eine Verbiegung der ersten und zweiten Schicht (1, 2) vermindert oder verhindert wird, und wobei der Füllstoff (6) zur Streuung von Strahlung eingerichtet ist, D) Trocknen der zweiten Schicht (2), und E) Verglasen der Glasmatrix (5) in der getrockneten zweiten Schicht (2) durch Tempern.