DE10353992B4

DE10353992B4 - Verfahren zur Herstellung eines organischen Leuchtflächenelements und organisches Leuchtflächenelement

Info

Publication number: DE10353992B4
Application number: DE10353992A
Authority: DE
Inventors: Bernd Schultheis; Dirk Dr. Hertel; Clemens Dr. Ottermann; Holger Köbrich; Klaus Michael Hammerl; Ruth Effenberger; Petra Dr. Auchter-Krummel
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: DE10353992A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines organischen Leuchtflächenelements (10) mit einem Trägersubstrat (12), welches die Schritte umfasst:
– Aufbringen einer ersten leitfähigen Elektrodenschicht (14) auf einer ersten Seite (16) des Trägersubstrats (12),
– Aufbringen einer Schicht (18) mit einem organischen, elektrolumineszierenden Material, - Aufbringen einer zweiten leitfähigen Elektrodenschicht (20), und
– Aufbringen einer Isolator-Strukturschicht (22) mit einer zumindest bereichsweise ausgebildeten Struktur (24),
dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Isolator-Strukturschicht (22) das Aufbringen eines fluiden Beschichtungsmaterials umfasst, das nach dem Aufbringen verfestigt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Leuchtflächenelements (10) mit einem Trägersubstrat (12), welches die Schritte umfasst:

– Aufbringen einer ersten leitfähigen Elektrodenschicht (14) auf einer ersten Seite (16) des Trägersubstrats (12),
– Aufbringen einer Schicht (18) mit einem organischen, elektrolumineszierenden Material,
– Aufbringen einer zweiten leitfähigen Elektrodenschicht (20), und
– Aufbringen einer Isolator-Strukturschicht (22) mit einer zumindest bereichsweise ausgebildeten Struktur (24),

22

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zu Werbezwecken oder als Hinweisschilder, beispielsweise als Verkehrsschilder, Notausgang-Hinweisschilder oder Informationstafeln, hinterleuchtende Schriftzüge und Darstellungen mit einer transparenten bzw. transluzenten Oberfläche einzusetzen. Auf der Oberfläche sind zu diesen Zwecken mittels Siebdruck oder mit entsprechend ausgeschnittenen, selbstklebenden Folien Schriftzüge oder dergleichen Symbole aufgebracht. Die Beleuchtung erfolgt mittels einer dahinter angeordneten Lichtquelle. In der Regel sind dies Glühlampen oder Leuchtstoffröhren.
Bei derartigen Anordnungen ist nachteilhaft, dass die Lichtquellen oftmals einen hohen Energieverbrauch aufweisen und somit auch eine Pufferung im Falle eines Stromausfalls sehr aufwendig zu realisieren ist. Zudem weisen derartige Anzeigen eine große Bautiefe auf. Um eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung zu erreichen, ist die Verwendung von Diffuser-Scheiben notwendig. Insbesondere bei kleinen Losgrößen bieten derartige Anordnungen hinsichtlich unterschiedlicher Dekoration nur eine geringe Flexibilität.
Zwar bieten Flachbildschirme, die auch als Informationstafeln verwendet werden können, eine wesentlich höhere Flexibilität hinsichtlich der Dekorationsmöglichkeit, da sie üblicherweise von einem Rechner angesteuert werden können und somit sehr flexibel ihren Informationsgehalt ändern können. Jedoch ist die Verwendung derartiger Bildschirme mit sehr hohen Kosten verbunden.
Aus dem Stand der Technik ist weiterhin bekannt, organische Leuchtdioden (so genannte OLEDs) bei Leuchtflächenelementen zu verwenden. Diese zeichnen sich durch eine flache Bauweise und einen reduzierten Energieverbrauch aus. Um ein derartiges organisches Leuchtflächenelement zum Leuchten anzuregen, wird eine Spannung von ca. 2.5 eV oder mehr zwischen den Elektroden angelegt. Der Stromfluss bewirkt durch das Schichtsystem des OLEDs die Bildung von Elektron-Loch-Paaren in der Lumineszenzschicht, die unter Aussendung von Lichtquanten rekombinieren. Mindestens eine der Elektroden ist daher transparent ausgeführt. Typischerweise besteht die Anode aus ITO (indium tin Oxide), so dass das in der Elektrolumineszenzschicht (EL-Schicht) erzeugte Licht aus dem Bauteil austreten kann. Hierbei führt eine Erhöhung der Stromdichte zu einer annähernd proportionalen Erhöhung der erzeugten Lichtmenge. In der Regel weisen technisch relevante Schichtdesigns noch zusätzliche Funktionalschichten (holetransport layer (HTL) oder electron-blocking layer (EBL)) zwischen der Anode und der EL-Schicht auf. Entsprechende Schichten können auch zwischen der EL-Schicht und der Kathode angeordnet sein. Diese zusätzlichen Schichten dienen der Effizienzsteigerung und der Anpassung der elektrischen Potenziale, haben jedoch keinen Einfluss auf die prinzipielle Funktionalität des OLED-Aufbaus. Zur Erzeugung lokaler ortsfester Helligkeitsunterschiede, wie z. B. zur Darstellung von Zeichen sind aus dem Stand der Technik folgende Möglichkeiten bekannt:
Bei der direkten Modulation des Lichts werden beispielsweise Blenden, Lochmasken oder opake (farbiger) Beschichtungen oder Folien an der Außenseite des OLED-Bauteils eingesetzt. Auch können hierfür absorptive (oder andersfarbige) Bereiche des Substrats bzw. opake (farbige) Beschichtungen auf der Innenseite des Substrats ausgebildet sein. So werden beispielsweise Farbfiltermasken für farbige Displays aus weißen pixelierten OLEDs arrays oder LCD displays mit OLED backlights angewendet.
So wird in der EP 0 823 831 B1 eine organische elektrolumineszente Vorrichtung mit einem organischen elektrolumineszenten Körper offenbart, welcher eine transparente Elektrode, die auf einer Vorderfläche einer organischen Leuchtschicht gebildet ist, und eine metallische Elektrode, die auf einer Rückfläche der organischen Leuchtschicht gebildet ist, aufweist, wobei der organische Leuchtkörper Licht emittiert, wenn eine Spannung daran angelegt wird, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die transparente Elektrode des organischen elektrolumineszenten Körpers auf einer Rückfläche eines transparenten Substrates gebildet ist und die organische elektrolumineszente Vorrichtung weiterhin eine diffundierende Platte umfasst, die auf einer Vorderfläche des transparenten Substrates gebildet ist und Lichtdiffusionseigenschaften hat.
In der EP 102623 A2 wird eine elektrolumineszierende Lampe zum Abstrahlen von Licht in mehreren Farben von einer vorderen Oberflächenseite eines transparenten Substrats offenbart, umfassend:

(a) das transparente Substrat,
(b) eine erste lichtdurchlässige Elektrodenschicht, die an einer Rückseite des transparenten Substrats ausgebildet ist,
(c) eine erste Leuchtstoffschicht mit einem ersten Leuchtstoff, die an einer Rückseite der ersten lichtdurchlässigen Elektrode angeordnet ist,
(d) eine dazwischen liegende lichtdurchlässige Elektrodenschicht, die an einer Rückseite der ersten Leuchtstoffschicht angeordnet ist,
(e) eine zweite Leuchtstoffschicht mit einem zweiten Leuchtstoff, die an einer Rückseite der dazwischen liegenden lichtdurchlässigen Elektrodenschicht angeordnet ist,
(f) eine rückwärtige Elektrodenschicht, die an einer Rückseite der zweiten Leuchtstoffschicht angeordnet ist, und
(g) wenigstens zwei Elemente, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Folgendem besteht: (i) einem 1. Farbstoff, der in der ersten Leuchtstoffschicht enthalten ist, (ii) einem 2. Farbstoff, der in der zweiten Leuchtstoffschicht enthalten ist, (iii) einer Schicht zum Umwandeln von Leuchtfarbe, die einen 3. Farbstoff enthält, der zwischen der ersten Leuchtstoffschicht und der zweiten Leuchtstoffschicht angeordnet ist, und (iv) einer Farbfilmschicht, die einen 4. Farbstoff enthält, die an der vorderen Oberflächenseite des transparenten Substrats angeordnet ist,

Bei der indirekten Modulation wird die Lichterzeugung durch lokale Variation der Stromdichte durch die EL-Schicht bewirkt. Möglichkeiten hierfür sind Strukturierungen von Anode und/oder Kathode, wie dies beispielsweise bei passive-matrix displays realisiert ist. Auch kann der Stromfluss durch das Schichtsystem mittels zusätzlicher strukturierter Isolationsschichten oder Schichten mit höherem elektrischen Widerstand reduziert oder unterbrochen werden. Beispielsweise bei Hinweiszei chen, Namensschildern oder Werbeflächen wird diese Art der Modulation angewendet.
Eine lokale Modulation des Lichtflusses wird verbreitet bei Displayanwendungen eingesetzt. Nachteilig ist hierbei der schlechte Wirkungsgrad. So wird das Licht unter Energieverbrauch unter Wärmeentwicklung erzeugt und anschließend durch die Strukturierung vernichtet oder teilabsorbiert. Zudem erfordern große uniforme Leuchtflächen besonders komplexe und teuere Herstelltechnologien. So wird beispielsweise bei LCD backlights mehr als 60% des erzeugten Lichts allein in den Polarisationsfolien absorbiert.
Weiterhin ist bekannt, die EL-Schicht lokal zu strukturieren. Hierfür sind spezielle Technologien notwendig. So werden aufdampfbare organische Elektrolumineszenzmaterialien, sogenannte small molecules (SM) mit Molekulargewichten < 1000 amu, weitverbreitet über Schattenmasken im PVD Prozess strukturiert abgeschieden. Dabei wird ein Großteil des sehr teuren EL-Materials an den Masken sublimiert und damit vernichtet. Die Strukturierung von EL-Polymeren (light-emitting polymers) mit einem Molekulargewicht in der Größenordnung von 1 Mio. amu) lassen sich nur aus der Flüssigphase abscheiden und ist somit sehr komplex. Problematisch ist jedoch, dass es durch Fehler in der EL-Schicht leicht zu Kurzschlüssen zwischen den Elektroden kommen kann und daher zusätzliche Maßnahmen zu deren Isolation getroffen werden müssen.
Als einfachere Alternative ist die Strukturierung der Elektroden bekannt, wobei die erste Elektrode auf dem Substrat typischerweise vor dem Auftrag der EL-Beschichtung einfach auf photolithographischem Weg strukturiert werden kann. Eine Strukturierung der typischerweise über PVD-Verfahren abgeschiedenen Gegenelektrode erfolgt normalerweise mit Schattenmaskentechniken. Auch hier ist die Gefahr von Kurzschlüssen an den scharfen Kanten der Elektrodenstrukturen erhöht.
Als relativ einfache Lösung ist bekannt, eine zusätzliche strukturierte Isolationsschicht aufzubringen. Diese Isolationsschicht kann an beliebigen Stellen zwischen den anderen Funktionalschichten im Strompfad zwischen den Elektroden eingeschoben werden. Mögliche Technologien hierfür sind das PVD-Verfahren mit Schattenmasken oder die Verwendung von strukturierten Klebefolien. Jedoch ist das PVD-Verfahren als Vakuumprozess aufwendig und kostenintensiv, während Klebefolien, bedingt durch ihre Dicke von typischerweise 10 μm die Folgeprozesse zur Ausbildung von Schichtdicken im Bereich von 0,1 μm stören.
Aus der US 5 902 688 A ist bekannt, die strukturierte Isolationsschicht direkt auf die erste auf dem Substrat angeordneten Elektrode der OLED aufzubringen. Die Isolationsschicht kann vor der OLED-Beschichtung auf herkömmliche photolithographische Weise strukturiert werden. Im einfachsten Fall kann die zur Photolithographie benötigte Photolackschicht direkt als Isolationsschicht eingesetzt werden.
Nachteilig bei den in der US 5 902 688 A zeigten Verfahren ist der hohe technische und zeitlichen Aufwand für die Prozessschritte und der benötigte kostenintensive Materialeinsatz beispielsweise von Photolack, Belichtungsmasken, Justiereinrichtungen und Belichtungschemikalien. Da der Photolack typischerweise per Spin Coating (SC) aufgetragen wird ist zudem mit einem hohen Materialverlust zu rechnen. Es lassen sich nur uniforme Schichtdicken erzeugen. Lokal einzustellende Dickenvariationen sind nicht möglich. Auch bei dieser Photolackbeschichtung des Substrats sind die typischen steilen Lackstrukturkanten der Photolithographie hinsichtlich der Kurzschlussgefahr problematisch und müssen durch Sonderbehandlungen bzw. spezielle Prozessführungen "abgerundet" werden, da sonst bei typischen Lackdicken von ca. 1 μm Kantenabrisse oder kritische Schichtverdünnungen der Gegenelektrode auftreten können. Die verhältnismäßig dünne Lackstruktur führt darüber hinaus zur Ausbildung einer großen Kapazität im OLED-Aufbau, wodurch dielektrische Verluste bei Wechselbetrieb verursacht werden. Zudem können hohe elektrische Felder auch in den inaktiven Bereichen auftreten. Dies führt zu Risiken von Kurzschlüssen, Durchschlägen und zu einer Reduktion der Lebensdauer.
Für Anwendungen, bei denen im Gegensatz zu hochstrukturierten (feinpixelierten) Displayanwendungen mit benötigten Lateralgenauigkeiten in der Größenordnung von 10 μm die Genauigkeitsanforderungen deutlich geringer sind, wie dies beispielsweise bei großflächigen Schriftzügen oder Symboldarstellungen der Fall ist, sind die oben aufgeführten Verfahren zu aufwendig. Zudem sind die vorstehend beschriebenen, bekannten Verfahren nur bei hohen Stückzahlen bzw. hohen Losgrößen rentabel.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Leuchtflächenelements bzw. ein organisches Leuchtflächenelement anzugeben, welches bzw. welche auch in geringer Losgröße eine kostengünstige Herstellung gewährleisten.
Diese Aufgabe der Erfindung wird verfahrenstechnisch durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 3 und vorrichtungstechnisch durch die Merkmale des Patentanspruchs 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen beschrieben.
Demgemäss weist das erfindungsgemäße organische Leuchtflächenelement neben den Funktionsschichten noch eine Isolator-Strukturschicht mit einer zu mindest bereichsweise ausgebildeten Struktur auf. Diese Struktur repräsentiert die darzustellende Symbolik oder einen Teilbereich derselben. Sie ist auf einfache Weise an dem Leuchtflächenelement anzubringen und erlaubt die Gestaltung auch feiner Strukturen.
Dabei kann die Isolator-Strukturschicht auf einer zweiten, der dem Aufbau der Funktionsschichten abgewandten Seite des Trägersubstrats aufgebracht sein. Dies ermöglicht zum einen eine Darstellung der Struktur bei Durchstrahlen derselben mit dem in den Funktionsschichten erzeugten Licht. Zum anderen ist es bei einer reflektierenden Ausbildung der Struktur auch möglich, diese durch reflektiertes Licht auf der gegenüberliegenden Seite des Leuchtflächenelements darzustellen. Es ist somit die Ausgestaltung in „Durchstrahlrichtung" und deren inverse Bauart realisierbar.
Zusätzlich oder alternativ kann die Isolator-Strukturschicht auch auf einer ersten, den Funktionsschichten zugeordneten Seite des Trägersubstrats, insbesondere auf der obersten Schicht aufgebracht sein. Dabei kann die ausgebildete Struktur ebenfalls vom Licht aus den Funktionsschichten direkt durchstrahlt und/oder durch Licht, das von einer an der gegenüberliegenden Seite angeordneten Reflektionsschicht reflektiert wird, dargestellt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann an der Isolator-Strukturschicht eine transparente oder zumindest teilweise Licht absorbierende und/oder reflektierende Zwischenschicht angeordnet sein. Dies ermöglicht eine gezielte, bereichsweise Ausblendung von Licht und/oder aufgrund der Filtereigenschaften der Zwischenschicht eine Darstellung in unterschiedlichen Farben. Dabei besteht die Zwischenschicht vorzugsweise aus Glas oder einem Kunststoffmaterial mit vorzugsweise einer Dicke zwischen 0,01 mm und 10 mm.
Alternativ oder zusätzlich kann die Isolator-Strukturschicht als eine transparente oder zumindest teilweise Licht absorbierende und/oder reflektierende Schicht ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Isolator-Strukturschicht aus einer Isolatorschicht, welche mittels Laserbearbeitung strukturiert wird. Dieses Bearbeitungsverfahren ist sehr genau und kann über einen Rechner gesteuert werden.
Es ist auch möglich, die Isolator-Strukturschicht mittels Siebdruck aufzubringen. Eine derartige Bearbeitung erfordert zwar die Herstellung bestimmter Masken, bietet jedoch bei Verwendung geeigneter Druckmaterialien auf einfache Weise die Herstellung einer farbigen Darstellung.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Isolator-Strukturschicht mit einem Non-Impact-Print-Verfahren erzeugt werden, bei dem keine Masken, Siebe oder Druckvorlagen erforderlich sind.
So wird für die Ausbildung der Isolator-Strukturschicht ein fluides Beschichtungsmaterial verwendet, das nach dem Aufbringen verfestigt wird. Vorzugsweise besteht dieses fluide Beschichtungsmaterial aus einem aushärtbaren Lack, einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial oder einem Glasfluss.
Alternativ und auch bevorzugt wird die Ausbildung der Isolator-Strukturschicht durch Aufbringen eines Toners als Beschichtungsmaterial, das nach dem Aufbringen fixiert wird, erfolgen. Für den Toner kann ein Keramikmaterial, Glasfluss, Glasflusspartikel, ein thermoplastisches oder duroplastisches Polymer oder dergleichen Kunststoffmaterial ausgewählt werden.
Um besonders vielseitige Darstellungsmöglichkeiten zu ermöglichen, kann für das Beschichtungsmaterial ein Material ausgewählt werden, welches im verfestigten bzw. fixierten Zustand transparent oder farbig ausgebildet ist.
Für das Trägersubstrat kann ein Glas, beispielsweise ein Kalknatronglas, Borosilikatglas oder Borofloatglas, ein transparenter Kunststoff, wie beispielsweise PMMA der Fa. Röhm oder Polycarbonat oder dergleichen Kunststoffmaterial vorzugsweise mit einer Dicke zwischen 0,01 mm und 10 mm ausgewählt werden.
In Weiterführung des erfindungsgemäßen Gedankens können dem Beschichtungsmaterial farblose oder farbige Farbpigmente oder dergleichen farbige oder farblose Streupartikel vorzugsweise aus einem Glas- oder Kunststoffmaterial beigefügt werden. Diese Maßnahmen erhöhen den Gestaltungsspielraum.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Aufbringen der Isolator-Strukturschicht durch Bedrucken mittels eines rechnergesteuerten, berührungslos wirkenden Druckkopfes erfolgen. Ein derartiges Inkjet-Verfahren ist sehr einfach, insbesondere auch für farbige Beschichtungen, anzuwenden.
Alternativ und auch bevorzugt kann die Isolator-Strukturschicht durch ein elektrophotographisches Verfahren realisiert werden. Dabei lassen sich bei besonders guter Auflösung individuelle Darstellungen, auch mehrfarbig, kostengünstig auch in sehr kleinen Losgrößen realisieren. Dies lässt sich leicht dadurch umsetzen, dass die Isolator-Strukturschicht gemäß einer vorbestimmten Verteilung rechnergesteuert erfolgt. Je nach Darstellungswunsch können die Verteilungen leicht angepasst werden.
Mit dem elektrofotografischen Verfahren kann eine laterale Auflösung von ca. 20 μm erreicht werden. Dabei können "beliebige" Strukturen innerhalb der Auflösung, auch nichtzusammenhängende oder separierte Bereiche realisiert werden. Die Schichtdicken lassen sich beispielsweise bei Graudruck variabel zwischen 1 μm und 8 μm gestalten. Durch einfachen negativen Rasterdruck lassen sich durch Steuerung von Graustufen über die Dichte von Punkten individuell und auf einfache Weise auch Leuchtbilder mit unterschiedlich hellen Bereichen darstellen. Das thermische Fixieren kann bei moderaten Temperaturen von < 250°C, typischerweise bei ca. 180°C erfolgen. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen lassen sich "Kantenverrundungen" der Isolatorstrukturkanten im Verfahren einfach erreichen. Eine einfache Wiederholung der Beschichtung aus derselben Probe mit gleichen, abgeänderten Mustern oder komplett neuen Strukturen ist leicht möglich. Dies ist beispielsweise für Mehrfachfarbdruck oder zur Korrektur von Beschichtungsfehlern des ersten Durchgangs zur Erhöhung der Ausbeute der Isolatorbeschichtung des teuren ITO-beschichteten Substratglases vorteilhaft. Darüber hinaus hat das CTG Verfahren "inline"-Potenzial, d. h. es kann direkt in eine Produktionslinie im Durchlauf integriert werden. Im Gegensatz hierzu ist ein Lithographieverfahren aufgrund der langen Prozesszeiten nur für Batchbetrieb optimal einsetzbar. Mehrfarbbeschichtungen sind einfach und durchsatzoptimiert durch Hintereinanderschaltung mehrerer elektrofotografischer Anlagen erreichbar.
Aus einer Mehrzahl von organischen Leuchtflächenelementen lässt sich eine Leuchtfläche bilden. Dabei können die einzelnen Leuchtflächenelemente rasterförmig, insbesondere nebeneinander, oder wabenförmig angeordnet sein.
Indem die einzelnen Leuchtflächenelemente miteinander parallel verschaltet an einer Spannungsversorgung angeschlossen sind, lässt sich eine gleichmäßige Ausleuchtung der gesamten Leuchtfläche, auch bei besonders großflächigen Ausgestaltungen, erreichen.
Eine individuelle Anzeigefläche kann dadurch realisiert werden, dass die einzelnen Leuchtflächenelemente mit einem Bus-System zur individuellen Ansteuerung verschaltet sind. So lassen sich durch gezielte Ansteuerung einzelner Leuchtflächenelemente oder von zu Bereichen zusammengefassten Leuchtflächenelementen beliebige Symbole darstellen.
Um hierbei zusätzlich noch farbige Effekte zu erzielen, können die Zwischenschichten der einzelnen Leuchtflächenelemente unterschiedliche spektrale Filtereigenschaften aufweisen, wobei nur Licht einer bestimmten Farbe abgestrahlt wird.
Um wiederum eine besonders platzsparende und unaufwendige Lösung anzubieten, lassen sich die einzelnen Leuchfflächenelemente auch auf einem gemeinsamen Trägersubstrat anordnen. Dies vereinfacht insbesondere den Beschichtungsaufwand und das Handling.
Sowohl die einzelnen Leuchtflächenelemente als auch insbesondere die aus einzelnen Leuchtflächenelemente gebildeten Leuchtflächen können eine Flachbatterie, insbesondere eine Dünnfilm-Batterie, oder Solarzellen als Spannungsversorgung aufweisen. Diese können insbesondere bei einem Stromausfall als Pufferung oder auch zum netzunabhängigen Betrieb genutzt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in schematischer Ansicht und im Schnitt ein organisches Leuchtflächenelement gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei die Isolator-Strukturschicht durchstrahlt wird;
2 in schematischer Ansicht und im Schnitt ein organisches Leuchtflächenelement gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei die Isolator-Strukturschicht als Reflektionsschicht ausgebildet ist;
3 in schematischer Ansicht und in Draufsicht ein Teil einer Leuchtfläche gebildet aus vier rasterförmig angeordneten quadratischen Leuchtflächenelementen;
4 in schematischer Ansicht und in Draufsicht ein Teil einer Leuchtfläche gebildet aus drei wabenförmig angeordneten sechseckigen Leuchtflächenelementen;
5 in schematischer Ansicht und in Draufsicht ein organisches Leuchtflächenelement mit einem bereichsweise ausgebildeten Farbfilter gemäß noch einer weiteren Ausführungsform;
6 in schematischer Ansicht und im Schnitt eine elektrophotographisch arbeitende Vorrichtung zum Aufbringen einer Isolator-Strukturschicht auf die Oberfläche eines Trägersubstrats eines organischen Leuchtflächenelements;
7 in schematischer Ansicht und im Schnitt eine nach dem Ink-Jet-Verfahren arbeitende Vorrichtung zum Aufbringen einer Isolator-Strukturschicht auf die Oberfläche eines Trägersubstrats eines or ganischen Leuchtflächenelements; und
8 in schematischer Ansicht und im Schnitt eine Vorrichtung zur strahlinduzierten lateralen Ausbildung einer Isolator-Strukturschicht auf der Oberfläche eines Trägersubstrats eines organischen Leuchtflächenelements.
1 zeigt in schematischer Ansicht und im Schnitt ein organisches Leuchtflächenelement 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Auf einem Trägersubstrat 12 ist auf deren erster Seite 16 eine Anordnung aus Licht erzeugenden Funktionsschichten 14, 18, 20 und 21 aufgebracht. Direkt auf dem Trägersubstrat 12 ist dabei eine erste leitfähige Elektrodenschicht 14 angeordnet. Auf der Elektrodenschicht 14 wiederum ist eine Schicht 18 mit einem organischen, elektrolumineszierenden Material und darauf eine zweite leitfähige Elektrodenschicht 20 aufgebracht. Zum Schutz der Schichtanordnung ist schließlich eine Passivierungsschicht 21 angeordnet. Weitere (nicht dargestellte) Schichten, beispielsweise zur Kontaktierung, können vorgesehen sein.
Neben den Funktionsschichten 14, 18, 20 und 21 weist das in 1 gezeigte organische Leuchtflächenelement 10 auf der dem Aufbau der Funktionsschichten abgewandten Seite 26 des Trägersubstrats 12 eine transparente oder zumindest teilweise Licht absorbierende und/oder reflektierende Zwischenschicht 28 auf. Die Zwischenschicht 28 besteht vorzugsweise aus einem Glas oder einem Kunststoffmaterial mit einer Dicke zwischen 0,01 mm und 10 mm. Die Zwischenschicht 28 dient als Farbfilter und ermöglicht eine Darstellung in unterschiedlichen, vorbestimmten Farben. Falls auf die Zwischenschicht 28 verzichtet wird, kann die Farbwirkung auch aus der Funktionsschicht 18 erzeugt werden.
Auf der Zwischenschicht 28 ist ebenfalls auf der dem Aufbau der Funktionsschichten abgewandten Seite 26 des Trägersubstrats 12 noch eine Isolator-Strukturschicht 22 mit einer zumindest bereichsweise ausgebildeten Struktur 24 aufgebracht. Diese Struktur 24 repräsentiert die darzustellende Symbolik oder einen Teilbereich derselben.
Die Isolator-Strukturschicht 22 wird direkt, ohne den Einsatz zusätzlicher Maskentechniken, auf das elektrodenbeschichtete Trägersubstrat 12 aufgebracht und fixiert. Dieser Aufbau zeichnet sich durch geringe Prozesszeiten für hohen Durchsatz und hohe Flexibilität bei der Gestaltung der Isolationsstrukturen aus.
Durch gezielte Einstellung der Isolationswirkung bzw. des Widerstands der Isolator-Strukturschicht 22 lassen sich auch Grauabstufungen flexibel und feiner abstufbar darstellen. Dies ist beispielsweise für die Darstellung von leuchtenden Bildern interessant.
In den Funktionsschichten 14, 18, 20 und 21 wird Licht erzeugt, welches durch das transparente Trägersubstrat 12 und die Zwischenschicht 28 hindurchstrahlt und anschließend auf die Isolator-Strukturschicht 22 trifft. Die Struktur 24 der Isolator-Strukturschicht 22 ist so ausgebildet, dass sie von dem erzeugten Licht nicht durchstrahlt werden kann. Somit tritt das Licht nur an den nicht mit der Struktur 24 versehenen Stellen an der dem Aufbau der Funktionsschichten abgewandten Seite 26 des Trägersubstrats 12 in Richtung der Pfeile A auf einen (nicht gezeigten) Betrachter hin aus. Die Struktur 24 wird von dem Betrachter als dunkle Symbolik mit einer gemäß der Zwischenschicht 28 festgelegten, farbigen Hinterleuchtung wahrgenommen.
2 zeigt in schematischer Ansicht und im Schnitt ein organisches Leuchtflächenelement 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Auf einer ersten Seite 16 des Trägersubstrats 12 sind die bereits anhand der 1 beschriebenen Funktionsschichten 14, 18, 20 und 21 angeordnet.
An der dem Aufbau der Funktionsschichten abgewandten Seite 26 des Trägersubstrats 12 ist direkt die Isolator-Strukturschicht 22 mit der zumindest bereichsweise ausgebildeten Struktur 24 aufgebracht. Diese Struktur 24 repräsentiert wiederum die darzustellende Symbolik oder einen Teilbereich derselben. Die Isolator-Strukturschicht 22 ist in der in 2 gezeigten Ausführungsform als eine Licht reflektierende Schicht ausgebildet.
In den Funktionsschichten 14, 18, 20 und 21 wird Licht erzeugt, welches durch das transparente Trägersubstrat 12 hindurchstrahlt und anschließend auf die Isolator-Strukturschicht 22 trifft. Die Struktur 24 der Isolator-Strukturschicht 22 ist so ausgebildet, dass sie das erzeugte Licht reflektiert. Das reflektierte Licht tritt anschließend wieder durch das Trägersubstrat und die zumindest teilweise transparenten Funktionsschichten 14, 18, 20 und 21 an einer ersten Seite 16 in Richtung der Pfeile B aus. Das von der Struktur 24 nicht reflektierte Licht tritt an den nicht mit der Struktur 24 versehenen Stellen an der dem Aufbau der Funktionsschichten abgewandten Seite 26 des Trägersubstrats 12 in Richtung der Pfeile A aus. Mit einer derartigen Anordnung kann somit eine beidseitig abstrahlende Anzeige aufgebaut werden.
Durch eine zusätzliche (nicht gezeigte) absorbierende Schicht an der Seite 26, welche gleichzeitig die Isolator-Strukturschicht 22 abdecken kann, wird gemäß einer alternativen Ausgestaltung die Abstrahlung des Lichts in Richtung der Pfeile A unterbunden.
Gemäß einer weiteren (nicht gezeigten) alternativen Ausführungsform kann die Isolator-Strukturschicht auch auf einer ersten, den Funktionsschichten zugeordneten Seite des Trägersubstrats, insbesondere auf der obersten Schicht aufgebracht sein. Dabei kann die ausgebildete Struktur ebenfalls vom Licht aus den Funktionsschichten direkt durchstahlt und/oder durch Licht, das von einer an der gegenüberliegenden Seite angeordneten Reflektionsschicht reflektiert wird, dargestellt werden.
Grundsätzlich lassen sich auch mehrlagige organische Leuchtflächenelemente realisieren. Zu diesem Zweck werden mehrere vorstehend beschriebene Schichtstrukturen evtl. mit Zwischenisolierung übereinander angeordnet.
3 zeigt in schematischer Ansicht und in Draufsicht einen Teil einer aus vier rasterförmig nebeneinander angeordneten quadratischen organischen Leuchtflächenelementen 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 gebildeten Leuchtfläche. Eine Vielzahl derartiger organischer Leuchtflächenelemente bildet dann eine nahezu beliebig große Leuchtfläche.
Die einzelnen Leuchtflächenelemente 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 des in 3 gezeigten Leuchtflächenteils sind mit einem (nicht gezeigten) Bus-System verschaltet. Dadurch lassen sich durch gezielte Ansteuerung einzelner Leuchtflächenelemente 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 beliebige Symbole darstellen. In 3 ist das Leuchtflächenelemente 10.1 angesteuert und wird somit zum Leuchten angeregt.
Alternativ können die einzelnen Leuchtflächenelemente 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 miteinander parallel verschaltet an einer Spannungsversorgung angeschlossen sein. Somit werden die verschalteten Leuchtflächenelemente gleichzeitig zum Leuchten angeregt. Dies ermöglicht insbesondere bei größeren Leuchtflächen eine gleichmäßige Ausleuchtung der gesamten Leuchtfläche.
Um auf den Leuchtflächen zusätzlich noch farbige Effekte zu erzielen, können die bereits unter Bezugnahme auf 1 näher beschriebenen Zwischenschichten 28 der einzelnen Leuchtflächenelemente 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 unterschiedliche spektrale Filtereigenschaften aufweisen, wobei nur Licht einer bestimmten Farbe oder Farbstruktur abgestrahlt wird. Farbige Strukturen lassen sich durch geeignete Strukturierung beispielsweise der Zwischenschichten 28 erreichen.
Um eine besonders platzsparende und unaufwendige Lösung anzubieten, lassen sich die einzelnen Leuchtflächenelemente 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 auch auf einem gemeinsamen Trägersubstrat 12 anordnen. Dadurch wird auch insbesondere das Handling wesentlich verbessert.
Sowohl die einzelnen Leuchtflächenelemente 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 als auch insbesondere die aus den einzelnen Leuchtflächenelementen gebildeten Leuchtflächen können eine (nicht gezeigte) Flachbatterie, insbesondere eine Dünnfilm-Batterie, oder Solarzellen als Spannungsversorgung aufweisen.
4 zeigt in schematischer Ansicht und in Draufsicht einen Teil einer aus drei wabenförmig angeordneten sechseckigen organische Leuchtflächenele menten 11.2, 11.2 und 11.3 gebildeten Leuchtfläche. Diese wabenförmige Anordnung ermöglicht eine besonders enge Packung der einzelnen Leuchtflächenelementen 11.2, 11.2 und 11.3. Im übrigen gelten die zu der anhand der 3 beschriebenen Ausführungsform dargelegten technischen Ausgestaltungen entsprechend. In 4 ist das Leuchtflächenelement 11.1 angesteuert und wird somit zum Leuchten angeregt.
5 zeigt in schematischer Ansicht und in Draufsicht ein organisches Leuchtflächenelement 10 mit einem bereichsweise ausgebildeten Farbfilter 30 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform. Das dargestellte Leuchtflächenelement 10 besitzt eine rechteckige Grundform, wobei ein Teilbereich mit einer als Farbfilter 30 ausgebildeten Schicht versehen ist. Die Farbfilterschicht 30 kann auch durch die anhand der in 1 beschriebenen Zwischenschicht 28 realisiert werden. Dieser Teilbereich erstrahlt gemäß der vorbestimmten Filtereigenschaften des Farbfilters 30 in einer bestimmten Farbe.
Allgemein können sowohl die Isolator-Strukturschicht 22, die Zwischenschicht 28 und auch die als Farbfilter 30 dienenden Schichten als auch die übrigen Funktionsschichten 14, 18, 20 und 21 mit demselben oder ähnlichen Verfahren aufgebracht werden, wie dies nachfolgend am Beispiel des Aufbringens der Isolator-Strukturschicht 22 beschrieben ist.
Gemäß einer (nicht gezeigten) Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, die Isolator-Strukturschicht mittels Siebdruck aufzubringen.
Die in 6 dargestellte Ausführungsform dient speziell zur elektrophotographi schen Übertragung von Strukturen 24 auf das Trägersubstrat 12. Die Funktionsweise einer solchen Vorrichtung entspricht prinzipiell der eines Laserdruckers oder Kopierers.
Bei diesem Verfahren können neben Keramikschichten auch Polymerschichten, beispielsweise thermoplastische Polymere als Toner auf dem Glassubstrat 12 abgeschieden werden. Zur Verfügung stehen Polymere unterschiedlicher Farben von Transparent bis Schwarz, so dass die nichtleuchtende Umgebung der Leuchtstrukturen verschiedenfarbig gestaltet werden kann.
Für das Trägersubstrat wird ein Glas, beispielsweise Kalknatronglas, Borosilikatglas oder Borofloatglas, ein transparenter Kunststoff, wie PMMA oder Polycar bonat oder dergleichen Kunststoffmaterial mit einer Dicke zwischen 0,01 mm und 10 mm ausgewählt.
Eine Bildtrommel 48 rotiert und deren Oberfläche wird so an einem geladenen Ladekoroton 50 vorbeibewegt, dass dieses Ladung an die Bildtrommel 48 abgibt und die Oberfläche der Bildtrommel 48 in diesem Fall gleichmäßig negativ aufgeladen wird. Die aufgeladene Oberfläche der Bildtrommel 48 wird dann durch deren Rotation an einer Leuchtdioden-Anordnung 52 vorbeibewegt. Diese wird wiederum von einer Recheneinrichtung 46 angesteuert, so dass die Bildtrommel 48 entsprechend der auf die Oberfläche des Trägersubstrats 12 zu übertragenen Struktur 24 belichtet wird. An den belichteten Stellen wird die Ladung an der Oberfläche abgeleitet, so dass die Bildtrommel 48 ein unsichtbares elektrisches Abbild der Struktur 24 erhält.
Alternativ kann auch eine Vorlage benutzt werden, die nach Art eines Kopierers nach dem Xerographie-Verfahren auf das Trägersubstrat 12 übertragen wird. Dazu wird anstelle der in 6 gezeigten Leuchtdioden-Anordnung 52 eine (nicht gezeigte) Anordnung aus einer Beleuchtungslampe, einem Objektiv und mehrerer Umlenkspiegel verwendet. Mit dieser Anordnung wird die Vorlage auf die Bildtrommel 48 projiziert.
Mit einer Magnetbürste 54 einer Entwicklungseinheit 55 wird dann Toner aus einem Tonerbehälter 53 auf die Bildtrommel 48 übertragen. Zwischen der Bildtrommel 48 und der Entwicklungseinheit 55 wird dazu außerdem eine Vorspannung gelegt. Der Toner haftet nur an den durch die Belichtung entladenen Bereichen der Bildtrommel 48. Anders als bei einem Laserdrucker wird aber der Toner nicht direkt von der Bildtrommel 48 auf das Glassubstrat 12 übertragen. Da das Trägersubstrat 12 aus einem vergleichsweise harten Material besteht, wird der Toner vielmehr von der Bildtrommel 48 zunächst auf ein Transfermedium 56 und erst dann auf das Glassubstrat 12 übertragen. Das Transfermedium 56 weist eine weiche Oberfläche, wie etwa aus Gummi auf, die sich der Oberfläche des Trägersubstrats 12 gut anpassen kann, so dass ein guter Kontakt des Trägersubstrats 12 zum Toner auf dem Transfermedium 56 erreicht wird.
Das in Richtung des Pfeils C mit einem Durchsatz von 1 bis 10 m/min geführte, Trägersubstrat 12 wird mit einem Übertragungskoroton 58 ebenfalls gleichmäßig aufgeladen, so dass der Toner von der Transfertrommel 56 abgezogen wird. Anstelle einer Aufladung mittels eines Übertragungskorotons 58 kann eine uniforme Aufladung auch einfach durch direkten elektrischen Kontakt mit einer (nicht gezeigten) Spannungsquelle erzielt werden, da die Oberfläche des Trägersubstrats 12 aufgrund einer vorangegangenen Behandlung bzw. der aufgetragenen Elektrodenschichten gut leitfähig ist und die Ladung sich gleichmäßig verteilt. In einem nachfolgenden Fixiervorgang wird die mit dem Toner beschichtete Oberfläche auf eine moderate Temperatur unterhalb von 250°C erwärmt und der Toner verfestigt.
Weiter kann die Übertragung vom Transfermedium 56 auf das Glassubstrat im Heißtransfer erfolgen. Dabei wird das Glassubstrat auf Temperaturen von 100 bis 200°C, typischerweise 120 bis 150°C, vorgeheizt. Der Toner schmilzt dabei bei Kontakt mit dem heißen Substrat auf und erstarrt anschließend auf dem sich abkühlenden Substrat. Eine zusätzliche Fixierung kann dabei entfallen.
Insbesondere bei der Beschichtung eines Glassubstrats 12 kann ein transparenter keramischer Toner mit Glasflusspartikeln zum Einsatz kommen. Zusätzlich können je nach Anforderung in diesem Toner auch Streuzentren aus Glasflusspartikeln mit einem anderen Brechungsindex eingelagert oder vermischt sein. Ein derartiger Toner wird im Anschluss an das Aufbringen bei Temperaturen von mehr als 600°C eingebrannt. Bei Verwendung von thermoplastischen oder duroplastischen Tonern erfolgt die Fixierung und/oder die Verfestigung bei Temperaturen von < 250°C, typischerweise bei < 200°C.
Mit einer derartigen elektrophotographischen Beschichtung lässt sich eine laterale Auflösung der Struktur von etwa 20 μm erreichen. Es kann sowohl ein Graustufendruck mit variabler Schichtdicke, etwa mit einer Schichtdicke zwischen 1 μm und 8 μm, als auch ein Rasterdruck durchgeführt werden, um Helligkeitsabstufungen des Leuchtbildes zu erreichen.
Durch mehrfache Wiederholung des Druckvorgangs kann auch leicht eine Struktur 24 so aufgebracht werden, dass sie Bereiche mit stufenweise unterschiedlicher Schichtdicke aufweist.
Um eine farbige Wiedergabe auf dem Trägersubstrat 12 zu erzeugen, muss für jede der üblicherweise vier zur Verfügung stehenden Toner-Farben ein Druckvorgang gemäß des Vierfarbdrucks durchgeführt werden.
Mittels des vorstehend beschriebenen elektrophotographischen Verfahrens können neben Keramikschichten auch Polymerschichten, beispielsweise mit thermoplastischem Polymer als Toner auf Glas- oder Polymersubstraten abgeschieden werden. Zur Herstellung der Strukturen 24 können dabei transparente Toner zur direkten Lichtauskopplung oder farbige Toner zur Beeinflussung des Farborts eingesetzt werden. Dies können beispielsweise transparente oder farbige Polymere ohne oder mit weißen oder farbigen Streupartikeln sein, über deren Volumenanteil die Farbdichte der Endschicht voreingestellt werden kann.
Das elektrophotographische Verfahren ist auf die Anforderungen der Oberflächenbeschichtung von Isolatoren optimiert, wobei eine Behandlung des Glassubstrats 12 in einem (nicht dargestellten) vorangehenden Verfahrensschritt vorgenommen wird.
Auch können leitfähige Substrate anstatt dem in 6 gezeigten Glassubstrat 12 zur Verbesserung der Tonerübertragung verwendet werden. Ebenso wie das mit der Elektrodenschicht versehene Glassubstrat 12 kann dann die Bauteiloberfläche leicht mittels der angelegten Spannung uniform auf ein gewünschtes Potential eingestellt werden.
Mittels des elektrophotographischen Verfahrens können auch Beschichtungen mit Mehrfachstrukturen einfach und durchsatzoptimiert durch Hintereinanderanordnung mehrerer Anlagen in der Produktion erreicht werden.
Im Gegensatz zu den "normalen" Anwendungen eines elektrofotografischen Verfahrens zur Dekorauftragung auf Glaskeramiken als elektrische Isolatoren, die bei der Tonerübertragung eine Spezialbehandlung durch lateral uniforme elektrische Aufladung des Substrats 12 erfordern, kann im Falle von OLED-Substraten die Elektrode auf dem Substrat 12 leicht mittels einer angelegten Spannung uniform auf ein optimales Potenzial zur Tonerübertragung gezielt eingestellt werden.
In 7 wird eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Aufbringen einer Struktur 24 auf ein in Richtung des Pfeils D geführtes Trägersubstrat 12 gezeigt. Die Vorrichtung umfasst ebenfalls eine Recheneinrichtung 64. Die Recheneinrichtung 64 steuert eine Druckvorrichtung 66 mit einem Druckkopf 68. Als Druckkopf 68 kann beispielsweise ein Tintenstrahl-Druckkopf bzw. InkJet-Druckkopf verwendet werden, der mit einem geeigneten Lack als Beschichtungsmaterial befüllt wird.
So lässt sich für die Ausbildung der Struktur 24 ein fluides Beschichtungsmaterial verwenden, das nach dem Aufbringen verfestigt wird. Vorzugsweise besteht dieses fluide Beschichtungsmaterial aus einem aushärtbaren Lack, einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial oder einem Glasfluss.
Die gewünschte Struktur 24 kann so direkt durch die Recheneinrichtung 64 mit der mit dieser verbundenen Druckvorrichtung 66 in Form einer Struktur 24 auf das Trägersubstrat 12 übertragen werden.
Gemäß einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform können Streulichtstrukturen auch mittels eines Airbrush-Verfahrens aufgebracht werden, wobei die Beschichtungsmaterialien aus feinen Düsen auf das Substrat aufgesprüht werden.
8 zeigt in schematischer Ansicht und im Schnitt eine Vorrichtung 69 zur strahlinduzierten lateralen Ausbildung einer Isolator-Strukturschicht auf der Oberfläche eines Trägersubstrats 12. Das Trägersubstrat 12, das in Richtung des Pfeils E geführt wird, ist durch ein geeignetes Verfahren mit einer vernetzbaren, fixierbaren, verschmelzbaren oder verklebbaren Schicht oder Beschichtung 70 versehen. Für eine derartige Lösung von schichtbildendem Material kann beispielsweise aus 2-Komponentengemische, Mono- oder Polymeren, Sol-Gel, Pulver, Nanopartikeln oder Folien gebildet sein. Die Beschichtung 70 kann beispielsweise durch Flüssigauftrag, wie etwa Spin Coating, Tauchbeschichtung oder Drucken, durch Pulverbeschichtung, durch Kontaktübertrag oder thermoplastisches Aufbringen von Folien auf das Substrat aufgetragen werden.
Ein lokal fokussierter Strahl aus einer Strahlquelle 72 sendet kohärentes oder inkohärentes Licht, UV-Licht, IR-Licht, aber alternativ auch Elektronen oder Ionen aus. Zur Modulation der Strahlintensität ist ein Modulator 73 im Strahlengang 76 angeordnet. Die Strahlung wird mittels einer durch einen Rechner 74 angesteuerten Umlenkeinheit 78, die beispielsweise einen verschwenkbaren Spiegel aufweist, im zweidimensionalen Verfahren über die Substratoberfläche 12 gerastert. Alternativ kann der Strahl auch eindimensional entlang einer Linie über das Substrat 12 senkrecht zur Vorschubrichtung E geführt werden.
Durch Steuerung der Intensität des Strahls 76 oder dessen lokale Verweildauer lassen sich die Schichteigenschaften gezielt durch Vernetzen, Fixieren, Verschmelzen oder Verkleben der Beschichtung 70 ausbilden. Dabei werden die gewünschten Strukturen 80 auf der Oberfläche fixiert. Die übrige unbehandelte Vorbeschichtung wird in einem (nicht gezeigten) Reinigungsschritt entfernt.
Anstelle der Spiegelführung kann die Isolator-Strukturschicht auch durch Bestrahlung durch eine Maske ausgebildet werden.
Eine weitere (nicht gezeigte) Möglichkeit einer Beleuchtung zur Strukturausbildung kann durch LED Diodenarrays oder Schwingspiegelarrays mit entsprechender Lichtführung realisiert werden.
Eine alternative (nicht gezeigte) Ausführungsform sieht die lokale Ausbildung der Isolator-Strukturschicht durch strahlinduzierte reaktive Abscheidung/Sublimation aus der Gasphase mittels eines CVD (chemical vapor deposition) Prozesses vor, wobei ein reaktives Gas oder Gasgemisch in der Umgebung des Substrats vorhanden ist.
Die erfindungsgemäß ausgestalteten organischen Leuchtflächenelemente bzw. die aus derartigen Leuchtflächenelementen gebildeten Leuchtflächen können folgendermaßen angewendet werden:
Hinweisschilder in oder an Gebäuden, z. B. Firmenschilder, Türschilder, Hausnummern, bei der Aufzugssteuerung als leuchtende, individuell bedruckte Stockwerk-Kennzeichnungen im und außerhalb des Aufzugs; Sicherheitshinweise in Gebäuden, wie z. B. (individuelle) Fluchtweg-Hinweise, Hinweise auf Feuerlöscheinrichtungen, Standortkennzeichnungen, Lagepläne (bei Stromausfall können die Schilder aufgrund des niedrigeren Stromverbrauchs länger beleuchtet werden); Sicherheitshinweise in Flugzeugen; Verkehrsschilder für den Straßenverkehr und für den Ground-Traffic auf Flughäfen (Flugfeldbeleuchtung, Hinweisschilder etc.); Maschinenbau/Schiffsbau/Kfz-Bereich: individuell leuchtende Instrumententafeln, ggf. in unterschiedlichen Modulen; Instrumenten-Beleuchtung/Hinterleuchtung, Zifferblattbeleuchtung für Uhren; Nachtdesign von Steuerungssystemen; Konsumartikel, wie beleuchtete Namensschilder, Tischkarten, etc.; Telefondisplays, hinterleuchtete Namensschilder für die Kurzwahl; Glastüren mit leuchtenden individuellen Informationen; beleuchtete Spiegel (z. B. im Rahmenbereich); Gerätefronten für HiFi-Geräte (CD-Player, DVD-Player, Videorecorder, Tuner, Verstärker, Receiver, TV-Geräte); Bedienpanel für Hausgeräte (Herd, Mikrowelle, Spülmaschine, Waschmaschine, Kühlschrank, Gefriertruhe/-schrank).
Darüber hinaus sind auch Anwendungen insbesondere der erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren bei anorganischen EL-Bauteilen, bei der Strukturierung von elektrochromen Bauteilen, in der Polymerelektronik und bei der Beschichtung zur Lichtauskopplung von lichtleitenden, kanteneingekoppelten Glas/Polymerplatten zur Herstellung von individuellen Anzeigetafeln für Dekoration, Werbung oder Computer backlights denkbar.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines organischen Leuchtflächenelements (10) mit einem Trägersubstrat (12), welches die Schritte umfasst: – Aufbringen einer ersten leitfähigen Elektrodenschicht (14) auf einer ersten Seite (16) des Trägersubstrats (12), – Aufbringen einer Schicht (18) mit einem organischen, elektrolumineszierenden Material, - Aufbringen einer zweiten leitfähigen Elektrodenschicht (20), und – Aufbringen einer Isolator-Strukturschicht (22) mit einer zumindest bereichsweise ausgebildeten Struktur (24), dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Isolator-Strukturschicht (22) das Aufbringen eines fluiden Beschichtungsmaterials umfasst, das nach dem Aufbringen verfestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das fluide Beschichtungsmaterial ein aushärtbarer Lack, ein thermoplastisches oder duroplastisches Kunststoffmaterial oder ein Glasfluss ausgewählt wird.
Verfahren zur Herstellung eines organischen Leuchtflächenelements (10) mit einem Trägersubstrat (12), welches die Schritte umfasst: – Aufbringen einer ersten leitfähigen Elektrodenschicht (14) auf einer ersten Seite (16) des Trägersubstrats (12), – Aufbringen einer Schicht (18) mit einem organischen, elektrolumineszierenden Material, – Aufbringen einer zweiten leitfähigen Elektrodenschicht (20), und – Aufbringen einer Isolator-Strukturschicht (22) mit einer zumindest bereichsweise ausgebildeten Struktur (24), dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Isolator-Strukturschicht (22) das Aufbringen eines Toners als Beschichtungsmaterial umfasst, der nach dem Aufbringen fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Toner ein Keramikmaterial, Glasfluss, Glasflusspartikel, ein thermoplastisches oder duroplastisches Polymer oder dergleichen Kunststoffmaterial ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolator-Strukturschicht (22) auf einer zweiten Seite (26) des Trägersubstrats (12) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolator-Strukturschicht (22) auf einer ersten Seite (16) des Trägersubstrats (12), insbesondere auf der obersten Schicht aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Isolator-Strukturschicht (22) das Aufbringen einer Zwischenschicht (28) vorzugsweise an der Isolator-Strukturschicht (22) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Zwischenschicht (28) das Aufbringen einer transparenten oder zumindest teilweise Licht absorbierenden und/oder reflektierenden Schicht umfasst, deren Material vorzugsweise aus einem Glas oder Kunststoffmaterial mit vorzugsweise einer Dicke zwischen 0,01 mm und 10 mm ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Isolator-Strukturschicht (22) das Aufbringen einer Isolatorschicht umfasst, welche mittels Laserbearbeitung strukturiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolator-Strukturschicht (22) mittels Siebdruck aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolator-Strukturschicht (22) mit einem Non-Impact-Print-Verfahren aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für das Beschichtungsmaterial ein Material ausgewählt wird, welches im verfestigten bzw. fixierten Zustand transparent oder farbig ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für das Trägersubstrat (12) ein Glas oder ein transparentes Kunststoffmaterial vorzugsweise mit einer Dicke zwischen 0,01 mm und 10 mm ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Beschichtungsmaterial farblose oder farbige Farbpigmente oder dergleichen farbige oder farblose Streupartikel vorzugsweise aus einem Glas- oder Kunststoffmaterial beigefügt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Isolator-Strukturschicht (22) durch Bedrucken mittels eines rechnergesteuerten, berührungslos wirkenden Druckkopfes erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Isolator-Strukturschicht (22) das Aufbringen einer Schicht durch elektrophotographisches Beschichten umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Isolator-Strukturschicht (22) gemäß einer vorbestimmten Verteilung rechnergesteuert erfolgt.
Organisches Leuchtflächenelement (10), herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, welches – ein Trägersubstrat (12), – eine auf einer ersten Seite (16) des Trägersubstrats (12) aufgebrachte erste leitfähige Elektrodenschicht (14), – eine Schicht (18) mit einem organischen, elektrolumineszierenden Material, – eine zweite leitfähige Elektrodenschicht (20), und – eine Isolator-Strukturschicht (22) mit einer zumindest bereichsweise ausgebildeten Struktur (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolator-Strukturschicht (22) ein verfestigtes Beschichtungsmaterial aufweist.
Organisches Leuchtflächenelement (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass für das verfestigte Beschichtungsmaterial ein ausgehärteter Lack, ein thermoplastisches oder duroplastisches Kunststoffmaterial oder ein verfestigter Glasfluss ausgewählt wird.
Organisches Leuchtflächenelement (10), herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, welches – ein Trägersubstrat (12), – eine auf einer ersten Seite (16) des Trägersubstrats (12) aufgebrachte erste leitfähige Elektrodenschicht (14), – eine Schicht (18) mit einem organischen, elektrolumineszierenden Material, – eine zweite leitfähige Elektrodenschicht (20), und – eine Isolator-Strukturschicht (22) mit einer zumindest bereichsweise ausgebildeten Struktur (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolator-Strukturschicht (22) einen fixierten Toner als Beschichtungsmaterial aufweist.
Organisches Leuchtflächenelement (10) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass für den fixierten Toner ein Keramikmaterial, verfestigter Glasfluss, Glasflusspartikel, ein thermoplastisches oder duroplastisches Polymer oder dergleichen Kunststoffmaterial ausgewählt wird.
Organisches Leuchtflächenelement (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolator-Strukturschicht (22) auf einer zweiten Seite (26) des Trägersubstrats (12) aufgebracht ist.
Organisches Leuchtflächenelement (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolator-Strukturschicht (22) auf einer ersten Seite (16) des Trägersubstrats (12), insbesondere auf der obersten Schicht aufgebracht ist.
Organisches Leuchtflächenelement (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass an der Isolator-Strukturschicht (22) eine transparente oder zumindest teilweise Licht absorbierende und/oder reflektierende Zwischenschicht (28) angeordnet ist, welche vorzugsweise ein Glas oder Kunststoffmaterial mit vorzugsweise einer Dicke zwischen 0,01 mm und 10 mm umfasst.
Organisches Leuchtflächenelement (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolator-Strukturschicht (22) zumindest teilweise als transparente oder zumindest teilweise Licht absorbierende und/oder reflektierende Schicht ausgebildet ist.