Beschreibung
Organisches lichtemittierendes Bauelement, Vorrichtung mit einem solchen, Beleuchtungseinrichtung und Anzeigevorrichtung
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102006046302.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft ein organisches lichtemittierendes Bauelement, eine Vorrichtung mit einem organischen lichtemittierenden Bauelement, eine Beleuchtungseinrichtung und eine Anzeigevorrichtung .
Herkömmliche organische lichtemittierende Bauelemente, wie beispielsweise organische Leuchtdioden (OLEDs) , emittieren elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen spektralen Verteilung. Die spektrale Verteilung ist durch die Wahl der Emittermaterialien bestimmt.
Der Farbeindruck solcher herkömmlicher Bauelemente ist im Betrieb üblicherweise praktisch konstant.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein organisches lichtemittierendes Bauelement, eine Vorrichtung mit einem organischen lichtemittierenden Bauelement, eine Beleuchtungseinrichtung und eine Anzeigevorrichtung anzugeben, die besonders vielseitig einsetzbar sind.
Diese Aufgabe wird durch ein organisches lichtemittierendes Bauelement, eine Vorrichtung mit einem organischen lichtemittierenden Bauelement, eine Beleuchtungseinrichtung und eine Anzeigevorrichtung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen ge-
löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein organisches lichtemittierendes Bauelement gemäß der Erfindung weist eine elektrolumineszierende Schicht auf, die dazu vorgesehen ist, bei Einprägen eines elektrischen Betriebsstroms elektromagnetische Strahlung mit einer spektralen Verteilung zu erzeugen, wobei die spektrale Verteilung in Abhängigkeit von der Stromstärke des Betriebsstroms durch die elektrolumineszierende Schicht variiert.
Vorteilhafterweise emittiert das organische lichtemittierende Bauelement elektromagnetische Strahlung mit einer variablen spektralen Verteilung. Insbesondere wird mit Vorteil ein Bauelement erzielt, bei dem die spektrale Verteilung der emittierten elektromagnetischen Strahlung im Betrieb des Bauelements durch Ansteuerung mit einem geeigneten Betriebsstrom in einfacher Weise eingestellt, beziehungsweise variiert, werden kann.
Das organische lichtemittierende Bauelement emittiert beispielsweise elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich, im infraroten und/oder im ultravioletten Spektralbereich. Bei einer Ausgestaltung emittiert das organische lichtemittierende Bauelement elektromagnetische Strahlung mit einer spektralen Verteilung, die im Wesentlichen einen weißen Farbeindruck erzeugt .
Insbesondere wenn das Bauelement im sichtbaren Spektralbereich emittiert, entspricht die spektrale Verteilung der e- mittierten elektromagnetischen Strahlung in der Regel einem Punkt im CIE-Diagramm, dem sogenannten Farbort. Das CIE- Diagramm ist die von der Commision Internationale de
l'Eclairage im Jahr 1931 festgelegte Normfarbtafel. Beispielsweise ein weißer Farbeindruck entspricht dem sogenannten Weiß-Punkt, dem Punkt mit den Koordinaten x = 0,33 und y = 0,33 im CIE-Diagramm.
Mit anderen Worten emittiert bei einer Ausgestaltung das organische lichtemittierende Bauelement also Licht mit einer spektralen Verteilung, deren Farbort im CIE-Diagramm sich mit der Stromstärke des Betriebsstroms ändert.
Beispielsweise verschiebt sich der Farbort mit steigender Stromstärke in Richtung einer blauen Farbe. Zumindest bei dieser Ausgestaltung verringert sich der Anteil langwelliger, beispielsweise roter, elektromagnetischer Strahlung in der spektralen Verteilung mit zunehmender Stromstärke und/oder der Anteil kurzwelliger, beispielsweise blauer, elektromagnetischer Strahlung steigt mit zunehmender Stromstärke, insbesondere kontinuierlich, an. Insbesondere verschiebt sich der Farbort auf einer Linie, beispielsweise entlang einer geraden Strecke, im CIE-Diagramm.
Beispielsweise emittiert ein solches Bauelement bei Betrieb mit einem ersten Betriebsstrom elektromagnetische Strahlung, die einen rötlichen oder roten Farbeindruck hervorruft, bei Betrieb mit einem zweiten Betriebsstrom elektromagnetische Strahlung, die einen weißen Farbeindruck erzeugt und/oder bei Betrieb mit einem dritten Betriebsstrom elektromagnetische Strahlung, die einen bläulichen oder blauen Farbeindruck erzeugt. Ein rötlicher beziehungsweise bläulicher Farbeindruck hat im CIE-Diagramm Koordinaten in der Nähe des Weißpunkts, die gegenüber diesem in Richtung einer roten beziehungsweise blauen Farbe verschoben sind.
Der erste, zweite und dritte Betriebsstrom unterscheiden sich in ihrer Stromstärke und/oder in ihrem zeitlichen Verlauf. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten, zweiten und dritten Betriebsstrom jeweils um einen Gleichstrom oder um einen Strom, der aus Pulsen mit im Wesentlichen konstanter Stromstärke besteht. Der zweite Betriebsstrom hat dabei eine Stromstärke, die größer ist als die Stromstärke des ersten Betriebsstroms und die kleiner ist als die Stromstärke des dritten Betriebsstroms.
Bei einer Ausführungsform enthält die elektrolumineszierende Schicht mindestens ein Polymer. Bevorzugt enthält die e- lektrolumineszierende Schicht auch mindestens einen Dotierstoff, der dem Polymer beispielsweise zugemischt oder anpoly- merisiert ist. Bei dem Polymer und/oder bei dem Dotierstoff handelt es sich zweckmäßigerweise um ein Emittermaterial, also um ein Material, das zur Emission von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist. Bei einer Ausgestaltung ist zumindest ein Dotierstoff ein Chromophor.
Bei einer alternativen Ausführungsform enthält die elektrolumineszierende Schicht ein niedermolekulares Material ("small molecules" ) . Bei einer vorteilhaften Weiterbildung stellt das niedermolekulare Material eine Matrix für mindestens einen Dotierstoff dar, der beispielsweise ebenfalls ein niedermolekulares Material ist. Bei dieser Ausführungsform stellt zweckmäßigerweise das niedermolekulare Material, insbesondere die Matrix und/oder der Dotierstoff, ein Emittermaterial dar.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung enthält die elektrolumineszierende Schicht eine Mehrzahl von Emittermaterialien, die insbesondere bei unterschiedlichen Wellenlängen emittieren. Vorzugsweise ist mindestens eines dieser Emittermaterialien
ein Dotierstoff. Die Konzentration des Dotierstoffs oder mindestens eines der Dotierstoffe beträgt zum Beispiel zwischen 0,1 Mol% und 50 Mol%, vorzugsweise zwischen 0,1 Mol% und 20 Mol%, wobei die Grenzen eingeschlossen sind.
Mit einer Mehrzahl an Emittermaterialien wird vorteilhafterweise ein Bauelement erzielt, das elektromagnetische Strahlung in einem breiten Spektralbereich emittiert, beispielsweise einen im Wesentlichen weißen Farbeindruck erzeugt.
Beispielsweise wird die gewünschte spektrale Verteilung der von dem Bauelement im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung durch die Wahl der Konzentrationen der Dotierstoffe eingestellt. Die notwendigen Konzentrationen können beispielsweise durch Messungen der Absorption und/oder der Photolumineszenz an dem/den Dotierstoff (en) und/oder mittels Zyklovoltametrie, die beispielsweise eine Bestimmung des Ex- zitonenbildungs-Mechanismus in der elektrolumineszierenden Schicht - und insbesondere eine Bestimmung der Exzitonenbil- dung der verschiedenen Emittermaterialien - erlaubt, bestimmt werden. Beispielsweise variiert die spektrale Verteilung der emittierten elektromagnetischen Strahlung stark mit der Konzentration eines Dotierstoffs, der ein Emittermaterial ist, und/oder mit dem Verhältnis der Konzentrationen einer Mehrzahl von Dotierstoffen, die Emittermaterialien sind.
Wenigstens ein Dotierstoff, beispielsweise ein Dotierstoff der zur Emission im roten Spektralbereich vorgesehen ist, liegt vorzugsweise in einer geringen Konzentration in der e- lektrolumineszierenden Schicht vor. Beispielsweise hat der Dotierstoff eine Konzentration von kleiner oder gleich 2 Mol%, insbesondere von kleiner oder gleich 1 Mol%.
Insbesondere wenn der Dotierstoff in einer geringen Konzentration vorliegt zeigt die Emission des Dotierstoffs mit steigendem Betriebsstrom ein Sättigungsverhalten. Auf diese Weise wird mit Vorteil eine besonders hohe Abhängigkeit der spektralen Verteilung von der Stromstärke erzielt.
Bei einer weiteren Ausgestaltung weist die elektrolumineszie- rende Schicht in Richtung von der ersten zur zweiten Elektrode zunächst eine erste und nachfolgend eine zweite Emissions- Schicht auf. Jede der Emissionsschichten enthält zweckmäßigerweise mindestens eines der Emittermaterialien, insbesondere unterscheiden sich die erste und die zweite Emissionsschicht in der Zusammensetzung der Emittermaterialien. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung emittiert die erste Emissionsschicht elektromagnetische Strahlung einer ersten spektralen Verteilung und die zweite Emissionsschicht emittiert e- lektromagnetische Strahlung einer zweiten, von der ersten verschiedenen spektralen Verteilung.
Derzeit wird von den Erfindern angenommen, dass sich mit der zwischen einer an der ersten und der zweiten Elektrode anliegenden Betriebsspannung, die Verteilung und/oder die Mobilität der Ladungsträger in der elektrolumineszierenden Schicht ändert. Mit anderen Worten ändert sich das Ladungsträgerdichteprofil der elektrolumineszierenden Schicht mit der Betriebsspannung. Die Betriebsspannung, die zwischen der an der ersten und der zweiten Elektrode anliegt, korrespondiert mit der Stromstärke des Betriebsstroms: Mit steigender Betriebsspannung steigt der Betriebsstrom und umgekehrt.
Ausgehend von der ersten Elektrode werden im Betrieb des Bauelements erste Ladungsträger in die elektrolumineszierende Schicht injiziert, ausgehend von der zweiten Elektrode werden
zweite Ladungsträger in die elektrolumineszierende Schicht injiziert. Ist die erste Elektrode eine Anode und die zweite Elektrode eine Kathode, sind insbesondere die ersten Ladungsträger Löcher und die zweiten Ladungsträger Elektronen.
Mit der Betriebsspannung steigt beispielsweise die Mobilität der ersten Ladungsträger in der ersten Emissionsschicht. So steigt auch der Anteil der ersten Ladungsträger, welche durch die erste Emissionsschicht hindurch in die zweite Emissionsschicht gelangen und dort mit zweiten Ladungsträgern strahlend rekombinieren. Auf diese Weise steigt mit steigender Betriebsspannung beziehungsweise mit der zur Betriebsspannung korrespondierenden Stromstärke des Betriebsstroms der Anteil der Emission der zweiten Emissionsschicht an der Gesamtemission der elektrolumineszierenden Schicht im Vergleich zur E- mission der ersten Emissionsschicht.
Insbesondere verschiebt sich auf diese Weise das Teilgebiet maximaler Emission der elektrolumineszierenden Schicht, anders ausgedrückt das Teilgebiet der elektrolumineszierenden Schicht in welchem ein Großteil der ersten und zweiten Ladungsträger strahlend rekombiniert . Die Verschiebung erfolgt dabei mit steigendem Betriebsstrom in Richtung von der ersten zur zweiten Elektrode oder umgekehrt .
Bei einer Weiterbildung enthält die elektrolumineszierende Schicht neben der ersten und der zweiten Emissionsschicht zusätzlich eine dritte Emissionsschicht. Die erste, zweite und dritte Emissionsschicht folgen einander in Richtung von der ersten zur zweiten Elektrode nach. Beispielsweise ist die erste Emissionsschicht zur Emission von Licht im blauen Spektralbereich vorgesehen, die zweite Emissionsschicht ist zur Emission Licht im grünen Spektralbereich vorgesehen und
die dritte Schicht ist zur Emission von Licht im roten Spektralbereich vorgesehen. Andere Abfolgen der Farben sind auch denkbar .
Das organische lichtemittierende Bauelement emittiert insbesondere eine Mischstrahlung, die elektromagnetische Strahlung der ersten, der zweiten und gegebenenfalls der dritten Emissionsschicht enthält oder daraus besteht. Insbesondere ändern sich dabei die Anteile elektromagnetischer Strahlung der ersten, der zweiten und/oder der dritten Emissionsschicht am Ge- samt-Lichtstrom der Mischstrahlung mit der Stromstärke des Betriebsstroms. Es ist auch denkbar, dass das Bauelement bei einer ersten Stromstärke des Betriebsstroms elektromagnetische Strahlung emittiert, die nur Licht von einer der Emissionsschichten enthält, etwa von der ersten Emissionsschicht, und bei einer zweiten, insbesondere höheren Stromstärke des Betriebsstroms elektromagnetische Strahlung emittiert, die nur Licht von einer anderen der Emissionsschichten enthält, etwa von der zweiten Emissionsschicht.
Bei zumindest einer Ausgestaltung weist das organische lichtemittierende Bauelement eine Elektrode auf, die zweckmäßigerweise auf der elektrolumineszierenden Schicht angeordnet ist und die in mehrere, voneinander getrennte Teilbereiche untergliedert ist.
Der Ausdruck "auf der elektrolumineszierenden Schicht angeordnet" umfasst dabei zum einen eine Ausführungsform, bei der die Elektrode direkt an die elektrolumineszierende Schicht angrenzt, beispielsweise ist die elektrolumineszierende Schicht direkt auf die Elektrode aufgebracht oder die Elektrode ist direkt auf die elektrolumineszierende Schicht aufgebracht. Zum anderen umfasst der Ausdruck auch eine Ausfüh-
rungsform, bei der zwischen der Elektrode und der elektrolu- mineszierenden Schicht wenigstens eine weitere Schicht, beispielsweise eine Elektronen- oder Lochtransportschicht, angeordnet ist.
Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung weist ein organisches lichtemittierendes Bauelement, beispielsweise gemäß zumindest einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen, und eine Steuereinheit zur Versorgung des organischen lichtemittierenden Bauelements mit dem Betriebsstrom auf, die dazu vorgesehen ist, die Intensität und/oder die spektrale Verteilung der von dem Bauelement erzeugten elektromagnetischen Strahlung zu variieren. Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu geeignet, bei einer vorgegebenen Intensität der elektromagnetischen Strahlung deren spektrale Verteilung zu verändern. Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Stromstärke und/oder die zeitlich gemittelte Stromstärke zu verändern. Zum Beispiel passt die Steuereinheit dazu eine Versorgungs- spannung an, mittels welcher sie den Betriebsstrom in die e- lektrolumineszierende Schicht einprägt.
Beispielsweise prägt die Steuereinheit im Betrieb in die e- lektrolumineszierende Schicht einen im Wesentlichen konstanten elektrischen Betriebsstrom ein, um insbesondere eine vorbestimmte Lichtstärke zu erzielen. Insbesondere ist die Stromstärke des konstanten elektrischen Betriebsstroms einstellbar.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit dazu vorgesehen sein, einen zeitlich variierenden elektrischen Betriebsstrom in die elektrolumineszierende Schicht einzuprägen, um insbesondere eine vorbestimmte Lichtstärke zu erzielen. Beispielsweise erfolgt die zeitliche Variation perio-
disch. Vorzugsweise variiert die Steuereinheit den Betriebsstrom mit einer Frequenz von 25 Hz oder mehr. Vorteilhafterweise können die einzelnen Perioden vom menschlichen Auge dann nicht mehr einzeln aufgelöst werden und das lichtemittierende Bauelement erscheint dem Betrachter als kontinuierlich mit einer mittleren Intensität (Lichtstärke) leuchtend.
Der zeitlich variierende Betriebsstrom hat beispielsweise die Form einer Rechteckwelle. Mit anderen Worten prägt die Steuereinheit den elektrischen Betriebsstrom in einzelnen Pulsen in die elektrolumineszierende Schicht ein.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu geeignet, die Stromstärke eines Pulses, anders ausgedrückt die Pulshöhe, die Dauer eines Pulses und/oder die Wiederholrate der Pulse, insbesondere also die Periodenlänge der Rechteckswelle, zu verändern. Mit anderen Worten ist die Steuereinheit beispielsweise zur Pulsamplituden-, Pulsweiten- und/oder Pulsfrequenzmodulation geeignet. So kann der in die elektrolumineszierende Schicht eingeprägte Betriebsstrom mit Vorteil in besonders einfacher Weise im Betrieb der Vorrichtung verändert werden.
So kann mit Vorteil bei einer vorgegebenen, zeitlich gemit- telten Stromstärke, die Stromstärke des zu einem bestimmten Zeitpunkt in die elektrolumineszierende Schicht eingeprägten Betriebsstroms variiert werden. Die zeitlich gemittelte Stromstärke bestimmt insbesondere die Intensität, anders ausgedrückt die Lichtstärke oder den Lichtstrom, der von dem organischen lichtemittierenden Bauelement emittierten Strahlung. Die (nicht gemittelte) Stromstärke des Betriebsstroms, der zu einem Zeitpunkt tatsächlich in den Schichtstapel eingeprägt wird, beeinflusst dagegen die spektrale Verteilung. Auf diese Weise können die Intensität und die spektrale Ver-
teilung der von dem Bauelement im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung mit Vorteil praktisch unabhängig voneinander variiert werden.
Beispielsweise emittiert das Bauelement elektromagnetische Strahlung einer ersten spektralen Verteilung, wenn die Steuereinheit einen konstanten Betriebsstrom mit einer ersten Stromstärke in die elektrolumineszierende Schicht einprägt. Zum Beispiel hat die erste spektrale Verteilung einen großen Anteil elektromagnetischer Strahlung im langwelligen, beispielsweise roten, Spektralbereich.
Prägt die Steuereinheit dagegen beispielsweise einen gepulsten Betriebsstrom ein, bei dem ein Puls eine zweite Stromstärke hat, die beispielsweise höher ist als die erste Stromstärke, und der im zeitlichen Mittel über mehrere Pulse die gleiche zeitlich gemittelte Stromstärke hat wie der erste Betriebsstrom, dann emittiert das Bauelement beispielsweise e- lektromagnetische Strahlung mit einer zweiten spektralen Verteilung, die vorteilhafterweise von der ersten spektralen Verteilung verschieden ist. Beispielsweise weist die zweite spektrale Verteilung einen geringeren Anteil an langwelliger elektromagnetischer Strahlung auf als die erste spektrale Verteilung.
Enthält die Vorrichtung ein organisches lichtemittierendes Bauelement mit einer Elektrode, die in mehrere, voneinander getrennte Teilbereiche strukturiert ist, die also wenigstens einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich aufweist, umfasst der elektrische Betriebsstrom bei einer Ausgestaltung einen ersten elektrischen Betriebsstrom, der von der Steuereinheit mittels des ersten Teilbereichs in die e- lektrolumineszierende Schicht eingeprägt wird, und einen
zweiten elektrischen Betriebsstrom, der von der Steuereinheit mittels des zweiten Teilbereichs in die elektrolumineszieren- de Schicht eingeprägt wird.
Bevorzugt variiert der erste und/oder der zweite elektrische Betriebsstrom zeitlich, beispielsweise in Form einer Rechteckwelle. Beispielsweise haben der erste elektrische Betriebsstrom und der zweite elektrische Betriebsstrom zu gleichen Zeiten verschiedene Stromstärken.
Bei einer Ausgestaltung haben der erste elektrische Betriebsstrom und der zweite elektrische Betriebsstrom jeweils die Form einer Rechteckwelle, insbesondere mit Pulsen der gleichen Dauer und/oder der gleichen Stromstärke. Bei einer Ausgestaltung hat der erste und/oder der zweite Betriebsstrom die Form einer periodischen Rechteckwelle mit der Periodenlänge T und Pulse mit einer Pulsdauer T/n, wobei n die Anzahl der Teilbereiche der strukturierten Elektrode ist. Dabei bezeichnet der Begriff "Periodenlänge" die Zeitdauer einer Periode und der Begriff "Pulsdauer" die Zeitdauer eines Pulses. Die Frequenz l/T ist vorzugsweise größer oder gleich 25 Hz, sodass der Betrachter die einzelnen Pulse nicht einzeln auflösen kann und ihm insbesondere alle der Teilbereiche des lichtemittierenden Bauelements als kontinuierlich mit einer mittleren Intensität leuchtend erscheinen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung sind die Phasen des ersten und des zweiten elektrischen Betriebsstroms gegeneinander verschoben. Beispielsweise sind die Phasen um 180° gegeneinander verschoben. Bei einer anderen Ausgestaltung unterscheiden sich die Phasen um ein Vielfaches von 360°/n, wobei n wiederum die Anzahl der Teilbereiche der strukturierten E- lektrode ist. Beispielsweise sind der erste und der zweite
elektrische Betriebsstrom Rechteckwellen und die Rechteckwelle des ersten Betriebsstroms ist gegen die Rechteckwelle des zweiten Betriebsstroms verschoben.
Sind in diesem Fall zum Beispiel die Betriebsströme Rechteckwellen mit einer Periodenlänge T und einer Pulsdauer T/n, bei denen die Pulse um 360°/n gegeneinander verschoben sind, wird - abgesehen von möglichen geringfügigen zeitlichen Überschneidungen und/oder Lücken an den Flanken der Pulse - zu einem, insbesondere zu jedem, vorgegebenen Zeitpunkt genau ein Teilbereich der strukturierten Elektrode mit Strom versorgt .
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung stellt die Steuereinheit zu einer vorgegebenen spektralen Verteilung die Stromstärke - insbesondere die maximale Stromstärke der Pulse - des Betriebsstroms als Funktion der spektralen Verteilung, insbesondere als Funktion des Farborts im CIE-Diagramm, ein. Beispielsweise ist die Stromstärke bei einer Ausgestaltung des Bauelements umgekehrt proportional zum Rotanteil der spektralen Verteilung.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung wählt die Steuereinheit die Stromstärke des Betriebsstroms für die vorgegebene spektrale Verteilung aus einer Tabelle aus. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausgestaltung enthält die Tabelle Stromstärken für eine Mehrzahl von Farborten und die Steuereinheit interpoliert mittels einer Funktion die Stromstärke für Farborte, die zwischen zwei benachbarten, inder Tabelle enthaltenen Farborten liegen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung stellt die Steuereinheit zu einer vorgegebenen Intensität die zeitlich gemittelte Stromstärke des Betriebsstroms als Funktion der
vorgegebenen Intensität ein. Beispielsweise ist die zeitlich gemittelte Stromstärke mindestens in einem Bereich zwischen einer ersten und einer zweiten, von der ersten verschiedenen Intensität proportional zur Intensität. Die Funktion ist dann eine lineare Funktion. Alternativ kann die Funktion beispielsweise ein Polynom, eine Wurzelfunktion oder eine Exponentialfunktion sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit die zeitlich gemittelte Stromstärke des Betriebsstroms für eine vorgegebene Intensität anhand einer Tabelle mit Werten für die zeitlich gemittelte Stromstärke für verschiedene vorgegebene Intensitäten auswählen und einstellen.
Beispielsweise stellt die Steuereinheit die Stromstärke und die zeitlich gemittelte Stromstärke als Funktion der vorgegebenen spektralen Verteilung beziehungsweise der vorgegebenen Intensität ein und prägt einen Betriebsstrom in Rechteckpulsen in das lichtemittierende Bauelement ein, dessen Pulsdauer und/oder Frequenz sie aus der Stromstärke und der zeitlich gemittelten Stromstärke bestimmt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinheit, insbesondere die Funktion/en und/oder Tabelle/n, an die Farbempfindlichkeit des menschlichen Auges angepasst. Die Steuereinheit ist beispielsweise dazu vorgesehen, die Intensität beim Übergang von einer Spektralverteilung mit einem Intensitätsmaximum in einem ersten Spektralbereich zu einer Spektralverteilung mit einem Intensitätsmaximum in einem zweiten Spektralbereich derart zu verändern, dass der Betrachter die Helligkeit des lichtemittierenden Bauelements als konstant wahrnimmt .
In der Regel ist die Empfindlichkeit des menschlichen Auges für gelbes und grünes Licht, insbesondere für Licht im gelbgrünen Spektralbereich besonders hoch. Beispielsweise erhöht die Steuereinheit bei einer Ausgestaltung die Intensität beim Übergang von einer Spektralverteilung mit einem Intensitäts- maximum im grünen, gelb-grünen und/oder gelben Spektralbereich zu einer Spektralverteilung mit einem Intensitätsmaximum im blauen oder roten Spektralbereich. So ändert sich insbesondere für den Betrachter vorteilhafterweise nur die wahrgenommene Farbe des von dem Bauelement emittierten Lichts, aber nicht die wahrgenommene Helligkeit.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, eine Abweichung der Emissionscharakteristik des lichtemittierenden Bauelements, insbesondere der Intensität und/oder der spektralen Verteilung der von dem lichtemittierenden Bauelement emittierten elektromagnetischen Strahlung, von einem Sollwert auszugleichen.
Beispielsweise verändern sich die spektrale Verteilung und/oder die Intensität der von dem lichtemittierenden Bauelement bei einer vorgegebenen Stromstärke emittierten elektromagnetischen Strahlung mit der Betriebsdauer, etwa aufgrund von Alterungsprozessen.
Die Steuereinheit ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung beispielsweise dazu vorgesehen die, insbesondere kumulierte, Betriebsdauer des lichtemittierenden Bauelements zu messen, etwa mittels eines Betriebsstundenzählers, und die Stromstärke und/oder die zeitlich gemittelte Stromstärke des in das lichtemittierende Bauelement eingeprägten Betriebsstroms in Abhängigkeit von der Betriebsdauer zu verändern. Dazu verwendet die Steuereinheit vorzugsweise, wie oben beschrieben,
mindestens eine Funktion, deren Parameter entweder fest vorgegeben sind oder vom Benutzer eingestellt werden können, und/oder mindestens eine Tabelle.
Beispielsweise wird auf diese Weise eine Vorrichtung ermöglicht, bei der Änderungen der spektralen Verteilung und/oder Lichtstärke der von dem Bauelement emittierten elektromagnetischen Strahlung mit der Betriebsdauer kompensiert werden, so dass das Bauelement vorteilhafterweise über seine gesamte Lebensdauer Strahlung mit einer praktisch konstanten spektralen Verteilung und/oder Lichtstärke emittiert.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Vorrichtung einen Empfänger, beispielsweise mit einer Fotodiode oder einer Mehrzahl von Fotodioden, der dazu vorgesehen ist, die Intensität und/oder die spektrale Verteilung der von dem Bauelement emittierten Strahlung zu bestimmen. Die Steuereinheit detektiert beispielsweise eine Abweichung der Intensität und/oder der spektralen Verteilung von dem/den Sollwert (en) und verändert die Stromstärke und/oder die zeitlich gemittelte Stromstärke, bis die Abweichung der vom Empfänger bestimmten Intensität und/oder spektralen Verteilung von dem bzw. den Sollwert (en) einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
Mit Vorteil wird von dem lichtemittierenden Bauelement bei diesen Ausgestaltungen im Wesentlichen über die gesamte Lebensdauer der Vorrichtung elektromagnetische Strahlung mit einer genau einstellbaren Intensität und/oder spektralen Verteilung emittiert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit Vorteil in einer Beleuchtungseinrichtung eingesetzt werden. Beispielsweise
wird mit der Vorrichtung eine Beleuchtungseinrichtung mit einem im Betrieb einstellbaren Farbort erzielt.
Beispielsweise weist die Vorrichtung eine Steuereinheit auf, die dazu vorgesehen ist, einen, insbesondere konstanten, Betriebsstrom mit einstellbarer Stromstärke in die elektrolumi- neszierende Schicht des Bauelements einzuprägen. Zumindest in diesem Fall verändert sich die spektrale Verteilung der von dem organischen lichtemittierenden Bauelement emittierten e- lektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit von deren Lichtstärke beziehungsweise Intensität. Zum Beispiel wird bei einer geringen Lichtstärke Licht emittiert, das beim Betrachter einen rötlichen Farbeindruck hervorruft, und bei einer hohen Lichtstärke Licht, das beim Betrachter einen weißen oder bläulichen Farbeindruck hervorruft. Eine solche Beleuchtungseinrichtung kann mit Vorteil für Allgemeinbeleuchtungszwecke eingesetzt werden. Der Farbeindruck des von ihr emittierten Lichts ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bei jeder Intensität besonders gut an die gewohnte Wahrnehmung des Betrachters angepasst. Beispielsweise gleicht er in etwa dem Farbeindruck, den ein mit unterschiedlichen Stromstärken betriebener Glühdraht, etwa in einer konventionellen Glühlampe, hervorruft.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei der Anzeigevorrichtung handelt es sich beispielsweise um eine monochrome oder um eine vollfarbige Anzeigevorrichtung. Beispielsweise handelt es sich um eine Anzeigevorrichtung, die eine Mehrzahl von Bildpunkten (Pixel) aufweist. Beispielsweise enthält jeder Bildpunkt ein rotes, ein grünes und ein blaues Sub-Pixel. Beispielsweise handelt es sich um ein Passiv- oder ein Aktiv-Matrix-Display.
Die spektrale Verteilung des von der Anzeigevorrichtung emittierten Lichts kann mit Vorteil im Betrieb verändert werden. Beispielsweise wird so vorteilhafterweise eine Anzeigevorrichtung mit einer besonders flexibel einstellbaren spektralen Verteilung erzielt. Zudem ist es möglich Abweichungen der spektralen Verteilung der von dem lichtemittierenden Bauelement im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung von der gewünschten spektralen Verteilung auszugleichen. Solche Abweichungen können beispielsweise durch Toleranzen bei der Herstellung solcher Bauelemente und/oder durch Degradations- prozesse bedingt sein.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren IA bis 6B dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Figur IA, einen schematischen Querschnitt durch ein organisches lichtemittierendes Bauelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur IB, eine schematische Draufsicht auf das organische lichtemittierende Bauelement gemäß Figur IA,
Figur IC, eine schematische Draufsicht auf ein organisches lichtemittierende Bauelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ,
Figur ID, einen schematischen Querschnitt durch ein organisches lichtemittierendes Bauelement gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Figur 2, die spektrale Verteilung der von dem organischen lichtemittierenden Bauelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel emittierten elektromagnetischen Strahlung,
Figur 3, die Farborte der in Figur 2 dargestellten elektromagnetischen Strahlung im CIE-Diagramm,
Figur 4, Vorrichtung mit dem organischen lichtemittierenden Bauelement der Figur IA,
Figur 5A7 eine schematische Darstellung eines konstanten e- lektrischen Betriebsstroms,
Figuren 5B und 5C, schematische Darstellungen eines zeitlich variierenden elektrischen Betriebsstroms,
Figur 6, eine schematische Darstellung des von einer Steuereinheit in die elektrolumineszierende Schicht eines Bauelements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur IC eingeprägten Betriebsstroms,
Figur 7A, die spektrale Verteilung einer von dem Betriebs- ström der Figur 5A in dem Bauelement gemäß der Figur IA hervorgerufenen elektromagnetischen Strahlung,
Figur 7B, die spektrale Verteilung einer von dem Betriebs- ström der Figur 5B in dem Bauelement gemäß der Figur IA hervorgerufenen elektromagnetischen Strahlung,
Figur 8, schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen Intensität und zeitlich gemittelter Stromstärke bei dem Bauelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und
Figur 9, schematisch Darstellung einer Vorrichtung mit einem lichtemittierenden Bauelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel .
In den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, wie z. B. Schichten, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß beziehungsweise dick dargestellt sein.
Ein organisches lichtemittierendes Bauelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Figur IA dargestellt ist, weist ein Substrat 1 auf. Beispielsweise ist das Substrat 1 eine Glasplatte oder eine Kunststofffolie .
Auf dem Substrat 1 ist eine erste Elektrode 2 aufgebracht. Beispielsweise ist die erste Elektrode 2 auf das Substrat aufgedampft .
Auf der ersten Elektrode 2 ist eine elektrolumineszierende Schicht 3 angeordnet. Vorliegend grenzt die elektrolumineszierende Schicht 3 an die von dem Substrat 1 abgewandte Fläche 2 der ersten Elektrode an. Alternativ kann zwischen der ersten Elektrode 2 und der elektrolumineszierenden Schicht 3 eine weitere Schicht oder eine Mehrzahl von weiteren Schichten angeordnet sein, beispielsweise eine Lochtransport-
schicht, die bevorzugt PoIy (3 , 4 -Ethylendioxythiophen) (PEDOT) aufweist.
Nachfolgend auf die von der ersten Elektrode 2 entfernte Hauptfläche der elektrolumineszierenden Schicht 3 ist eine zweite Elektrode 4 angeordnet. Die zweite Elektrode 4 grenzt beispielsweise direkt an die elektrolumineszierende Schicht 3 an. Alternativ kann mindestens eine weitere Schicht, beispielsweise eine Elektronentransportschicht , zwischen der e- lektrolumineszierenden Schicht 3 und der zweiten Elektrode 4 angeordnet sein.
Beispielsweise ist die erste Elektrode eine Anode. Vorzugsweise weist die erste Elektrode 2 ein Material auf, das zumindest teilweise für die von der elektrolumineszierenden Schicht 3 im Betrieb erzeugten Strahlung durchlässig ist, beispielsweise ein transparentes leitfähiges Oxid (Transparent Conducting Oxide, TCO) wie Indium-Zinn-Oxid (Indium-Tin- Oxide, ITO) . Bei dieser Ausgestaltung ist vorzugsweise auch das Substrat 1 zumindest teilweise für die von der elektrolumineszierenden Schicht 3 erzeugte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durchlässig. Die von der elektrolumineszierenden Schicht 3 erzeugte Strahlung wird zumindest bei dieser Ausgestaltung bevorzugt zumindest teilweise durch das Substrat 1 hindurch aus dem Bauelement ausgekoppelt.
Die zweite Elektrode 4 bedeckt die elektrolumineszierende Schicht 3 in Draufsicht auf die Haupterstreckungsebene der elektrolumineszierenden Schicht 3 praktisch vollständig (vgl. Figur IB) . Beispielsweise ist die zweite Elektrode 4 die Kathode und enthält insbesondere ein Metall mit einer niedrigen Austrittsarbeit für Elektronen. Bei einer Ausgestaltung weist die Kathode eine Mehrschichtstruktur auf . Bei einer Weiter-
bildung weist die Mehrschichtstruktur eine Schicht, die Ba und/oder CsF enthält oder daraus besteht und die beispielsweise eine Schichtdicke von etwa 0,5 nm hat, und eine AI- Schicht, beispielsweise mit einer Schichtdicke von 150 nm, auf .
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur IC weist die zweite Elektrode 4 einen ersten Teilbereich 41, einen zweiten Teilbereich 42 und einen dritten Teilbereich 43, auf. Die Teilbereiche 41, 42 und 43 sind elektrisch voneinander isoliert. Insbesondere sind die Teilbereiche 41, 42 und 43 voneinander beabstandet. Beispielsweise hat ein Teilbereich 41, 42 und/oder 43 in Draufsicht auf die Haupterstreckungsebene der elektrolumineszierenden Schicht 3 die Form eines Rechtecks. Bevorzugt unterteilen die Teilbereiche 41, 42, 43 die zweite Elektrode 4 in einzelne Streifen. Die Anzahl der Teilbereiche ist selbstverständlich nicht auf drei beschränkt. Insbesondere hat die zweite Elektrode 4 zwischen 2 und 20 Teilbereiche, vorzugsweise zwischen 3 und 10 Teilbereiche, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind. Beispielsweise hat sie 5 Teilbereiche.
Alternativ oder zusätzlich zur zweiten Elektrode 4 kann auch die erste Elektrode 2 zu einer Mehrzahl von Teilbereichen strukturiert sein. Bei einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels ist zwischen den Teilbereichen der strukturierten ersten Elektrode 2 eine Planarisierungsschicht angeordnet .
Die elektrolumineszierende Schicht 3 weist vorliegend ein Polymer auf. Das Polymer enthält beispielsweise ein Polyspiro- Gerüst (englisch „polyspiro backbone"), das vorliegend im blauen Spektralbereich emittiert. Weiter enthält das Polymer
vorliegend jeweils eine geringe Menge von Chromophoren, die im roten beziehungsweise grünen Spektralbereich emittieren als Dotierstoff . Vorliegend handelt es sich bei den Chromophoren um rote beziehungsweise grüne Komonomere . Durch Ko- polimerisation der roten und grünen Komonomere mit dem Po- lyspiro-Gerüst und Lochtransporteinheiten, beispielsweise mittels Suzuki-Polymerisation, wird ein Polymer erzielt, das zur Emission von Licht in einem breiten Spektralbereich, insbesondere von Licht, das einen weißen Farbeindruck hervorruft, geeignet ist. Die roten und grünen Komonomere und das Polyspiro-Gerüst stellen vorliegend die Emittermaterialien der elektrolumineszierenden Schicht 3 dar. Die grünen Chro- mophore sind in dem Polymer vorliegend in einer Konzentration von kleiner oder gleich 1 Mol% enthalten. Die roten Chro- mophore sind in dem Polymer beispielsweise ebenfalls in einer Konzentration von kleiner oder gleich 1 Mol% enthalten.
Die spektrale Verteilung 5 der von der elektrolumineszierenden Schicht 3 erzeugten elektromagnetischen Strahlung ist in Figur 2 in Abhängigkeit von der Stromstärke I0 eines elektrischen Betriebsstroms durch die elektrolumineszierende Schicht 3 dargestellt.
Die relative Intensität der im blauen Spektralbereich emittierten elektromagnetischen Strahlung und der im grünen Spektralbereich, also etwa im Bereich von 400 nm bis 550 nm Wellenlänge, emittierten elektromagnetischen Strahlung ist unabhängig vom Betriebsstrom im Wesentlichen konstant. Dagegen sinkt mit steigender Stromstärke das spektrale Gewicht der in einem Wellenlängenbereich zwischen etwa 550 nm und etwa 700 nm, insbesondere also im roten Spektralbereich, emittierten elektromagnetischen Strahlung, mit anderen Worten
nimmt im Vergleich zum kurzwelligen Anteil der Anteil der langwelligen elektromagnetischen Strahlung ab.
Beispielsweise emittiert der Dotierstoff oder einer der Dotierstoffe in einem langwelligen, insbesondere roten, Spektralbereich, während der/die weitere (n) Dotierstoff (e) und/oder das Kopolymer in einem kurzwelligen, insbesondere grünen und/oder blauen, Spektralbereich emittieren. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Emission des im langwelligen Spektralbereich emittierenden Dotierstoffs bei wachsender Stromstärke einer Sättigung unterliegt, insbesondere aufgrund der geringen Konzentration des Dotierstoffs. Der relative Beitrag der Emission des Dotierstoffs zur Gesamtemission sinkt demnach mit steigender Stromstärke, und das relative spektrale Gewicht des Polyspiro-Gerüsts und des Dotierstoffs, welche im blauen und grünen Spektralbereich emittieren, nimmt mit der Stromstärke zu.
Damit ist eine Änderung des Farborts der von der elektrolumi- neszierenden Schicht 3 erzeugten elektromagnetischen Strahlung im CIE-Diagramm verbunden, das in Figur 3 dargestellt ist. Das CIE-Diagramm gibt den Farbeindruck einer mit einer spektralen Verteilung 5 emittierten elektromagnetischen Strahlung aufgrund seiner Rotanteile (x) , Grünanteile (y) und Blauanteile (z) wieder, wobei x + y + z = 1 gilt. Jedem Farbort ist eine CIE-Koordinate (x,y) zugeordnet. Weißes Licht hat beispielsweise die Anteile x = y = z = 0,33. Der zugehörige Farbort ist der Weißpunkt 7.
Alternativ zu einem Polymer, insbesondere zu einem Kopolymer mit einem oder mehreren zugemischten und/oder anpolymerisier- ten Chromophoren, kann die elektrolumineszierende Schicht 3 auch ein niedermolekulares Material aufweisen. Dem niedermo-
lekularen Material ist vorzugsweise mindestens ein Dotierstoff, beispielsweise ein weiteres niedermolekulares Material zugemischt. Das niedermolekulare Material stellt also insbesondere eine Matrix für den Dotierstoff oder die Dotierstoffe dar. Zumindest der Dotierstoff oder mindestens einer der Dotierstoffe ist vorzugsweise ein Emittermaterial. Weist die elektrolumineszierende Schicht 3 eine Mehrzahl von Dotierstoffen auf, emittieren vorzugsweise mindestens zwei Dotierstoffe Licht mit verschiedener spektraler Verteilung.
Die elektrolumineszierende Schicht 3, die ein niedermolekulares Material enthält, ist beispielsweise durch Verdampfen des niedermolekularen Materials, insbesondere durch gleichzeitiges Verdampfen des Matrix-Materials und des Dotierstoffs, hergestellt. Zum Beispiel enthält die elektrolumineszierende Schicht eine Matrix aus 2-methyl-9, 10-di (2-naphtyl) antrancen
(MADN) . Die Matrix ist bei einer Ausgestaltung mit einem blauen Emitter wie p-bis (p-N,N-diphenyl-aminostyryl) benzen
(DSA-Ph) , etwa in einer Konzentration von 3 Mol%, und einem gelben Emitter wie 5, 6, 11, 12-tetraphenylnaphtalen (Rubren), etwa in einer Konzentration von etwa 0,2 Mol%, dotiert.
Beispielsweise ändert sich das Verhältnis der Anregungseffizienz von mindestens zwei der Emittermaterialien mit der Stromstärke des Betriebsstroms. Insbesondere wird ein erster Dotierstoff, der zum Beispiel gelbes und/oder rotes Licht e- mittiert, bei einer geringen Stromstärke effizient angeregt und bei einer hohen Stromstärke weniger effizient angeregt, während ein zweiter Dotierstoff, der etwa grünes oder blaues Licht emittiert, im Gegensatz dazu bei der hohen Stromstärke effizienter oder etwa gleich effizient angeregt wird wie bei der geringen Stromstärke.
Derzeit wird von den Erfindern angenommen, dass der erste Dotierstoff insbesondere bei geringem elektrischen Feld, also einer geringen Betriebsspannung zwischen der ersten und zweiten Elektrode wie sie bei einer niedrigen Betriebsstromstärke vorliegt, Fallenzustände (englisch „carrier traps") für Ladungsträger ausbildet. Daher ist die Anregungseffizienz des ersten Dotierstoffs bei niedrigen Betriebsstromstärken hoch. Bei höherem Betriebsstrom sind die Fallenzustände besetzt und die Anregungseffizienz ist geringer. Insbesondere tritt ein Sättigungseffekt auf.
In Figur ID ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines organischen lichtemittierenden Bauelements dargestellt, bei dem die elektrolumineszierende Schicht 3 im Verlauf von der ersten Elektrode 2 zur zweiten Elektrode 4 eine Mehrzahl von Emissionsschichten - vorliegend eine erste Emissionsschicht 31, eine zweite Emissionsschicht 32 und eine dritte Emissionsschicht 33 aufweist. Die Emissionsschichten 31, 32, 33 basieren insbesondere auf einem niedermolekularen Material .
Vorzugsweise unterscheiden sich die spektralen Verteilungen, insbesondere also die Farborte, des von den Emissionsschichten 31, 32 und 33 im Betrieb emittierten Lichts. Beispielsweise emittiert die erste Emissionsschicht 31 blaues Licht, die zweite Emissionsschicht 32 grünes Licht und die dritte Emissionsschicht 33 rotes Licht. Zweckmäßigerweise enthalten die Emissionsschichten 31, 32, 33 dazu unterschiedliche Matrix-Materialien und/oder unterschiedliche Dotierstoffe. Als blau emittierender Dotierstoff ist beispielsweise bis (4', 6' - difluorophenylpyridinato) tetrakis (1-pyrazolyl) borat (FIrβ) für die erste Emissionsschicht 31 geeignet, etwa in einer Konzentration von 20 Gew% . Die zweite Emissionsschicht 32 kann zum Beispiel fac-tris (2-phenylpyridine) iridium (Ir(ppy)3) als
grünen Dotierstoff enthalten, zum Beispiel in einer Konzentration von 0,5 Gew%. Als rot emittierender Dotierstoff ist für die dritte Emissionsschicht 33 beispielsweise iridi- um (III) bis (2-phenyl quinolyl-N, C2' ) acetylacetonat (PQIr) vorgesehen, etwa in einer Konzentration von 2 Gew%. Als Material für die Matrix ist für alle genannten Dotierstoffe zum Beispiel p-bis (triphenylsilyly)benzen (UGH2) geeignet.
Mit Vorteil weist das organische lichtemittierende Bauelement eine räumliche Verschiebung des Teilgebiets maximaler Emission der elektrolumineszierenden Schicht 3 mit der Stromstärke I0 des Betriebsstroms auf. Zum Beispiel verschiebt sich das Teilgebiet maximaler Emission mit der Stromstärke I0 von der ersten Elektrode 2 in Richtung zur zweiten Elektrode 4 oder umgekehrt. Beispielsweise überlappt das Teilgebiet maximaler Emission bei einer ersten Stromstärke mit der ersten Emissionsschicht 31, bei einer zweiten, größeren Stromstärke mit der zweiten Emissionsschicht 32 und bei einer dritten Stromstromstärke, die größer ist als die zweite Stromstärke, mit der dritten Emissionsschicht 33. Dies wird, wie im allgemeinen Teil erläutert, durch Änderungen im Verhältnis zwischen den von der ersten und der zweiten Elektrode 2, 4 injizierten Elektronen und Löchern und/oder in der Mobilität der Ladungsträger mit dem zwischen der ersten und zweiten Elektrode 2,4 anliegenden elektrischen Feld bewirkt.
Das Bauelement emittiert vorzugsweise Mischstrahlung, die aus elektromagnetischer Strahlung der ersten Emissionsschicht 31, der zweiten Emissionsschicht 32 und der dritten Emissionsschicht 33 besteht. Der Beitrag der ersten, zweiten und dritten Emissionsschichten 31, 32, 33 zur Gesamtemission ändert sich dabei in Abhängigkeit von der Betriebsstromstärke I0.
Die von der elektrolumineszierenden Schicht 3 gemäß den vorangehenden Ausführungsbeispielen erzeugte elektromagnetische Strahlung hat Farborte 6, die nahe dem Weißpunkt 7 liegen. Der Farbort 6 ändert sich mit der Stromstärke I0 eines elektrischen Betriebsstroms 91-95 durch die elektrolumineszierende Schicht 3.
Insbesondere verschiebt er sich mit steigender Stromstärke I0 in Richtung einer blauen Farbe, angedeutet durch einen Pfeil 8 in Figur 2. D. h. der am weitesten rechts (größter x-Wert) gelegene Farbort 6 gehört zu der spektralen Verteilung, die bei der kleinsten Stromstärke der Figur 2 (10 mA/cm2) emittiert wird, der am weitesten links liegende Punkt zu der größten Stromstärke.
Bei einer Vorrichtung mit einem organischen lichtemittierenden Bauelement 10, beispielsweise mit dem organischen lichtemittierenden Bauelement 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, ist eine Steuereinheit 11, die geeignet ist, die spektrale Verteilung der von der elektrolumineszierenden Schicht 3 erzeugten elektromagnetischen Strahlung zu beeinflussen, zweckmäßigerweise elektrisch leitend mit der ersten Elektrode 2 und der zweiten Elektrode 4 verbunden (vgl. Figur 4) . Die Steuereinheit 11 prägt mittels der ersten Elektrode 2 und der zweiten Elektrode 4 im Betrieb einen elektrischen Betriebsstrom 91-95 in die elektrolumineszierende Schicht 3 ein. Das lichtemittierende Bauelement 10 ist zweckmäßigerweise, beispielsweise zum Schutz der organischen Schicht bzw. Schichten vor Luftsauerstoff und/oder Feuchtigkeit, in einer dem Fachmann grundsätzlich bekannten Weise verkapselt (nicht gezeigt) .
Beispielsweise prägt die Steuereinheit 11 einen im wesentlichen konstanten Betriebsstrom 91 in die elektrolumineszieren- de Schicht 3 ein, wie in Figur 5A dargestellt, so dass die elektrolumineszierende Schicht 3 elektromagnetische Strahlung mit einer ersten spektralen Verteilung 5 emittiert, die in Figur 7A dargestellt ist.
Demgegenüber ist ein zeitlich variierender Betriebsstrom 92 in Figur 5B beispielhaft dargestellt. Der dargestellte zeitlich variierende Betriebsstrom 92 ist ein pulsierender Gleichstrom. Er besteht aus zeitlich periodisch mit einer Periode T wiederkehrenden Pulsen 921, 922, 923. Mit anderen Worten hat der zeitlich variierende Betriebsstrom 92 vorliegend die Form einer periodischen Rechteckwelle mit der Periodenlänge T .
Jeder Puls hat vorzugsweise eine im Wesentlichen rechteckige Form, so dass die Stromstärke I0 während der Dauer eines Pulses praktisch konstant bleibt und an den Flanken möglichst abrupt ansteigt und abfällt.
Die über eine oder mehrere Perioden T gemittelte Stromstärke Iave des zeitlich variierenden Betriebsstroms 92 entspricht beispielsweise der konstanten Stromstärke I0 des konstanten elektrischen Betriebsstroms 91. Die Periodenlänge T, anders ausgedrückt der mittlere zeitliche Abstand zwischen zwei Pulsen 921, 922, ist bevorzugt so gewählt, dass das menschliche Auge die einzelnen Pulse 921, 922, 923 nicht auflösen kann, beispielsweise ist die Periodenlänge kleiner oder gleich 1/25 s. Mit anderen Worten ist der Betriebsstrom 92 mit einer Frequenz von 25 Hz oder mehr gepulst. So entsteht für den Betrachter vorteilhafterweise der Eindruck eines kontinuierlich leuchtenden organischen lichtemittierenden Bauelements.
Prägt die Steuereinheit den zeitlich variierenden Betriebsstrom 92 in die elektrolumineszierende Schicht 3 ein, emittiert diese elektromagnetische Strahlung mit einer zweiten spektralen Verteilung, die beispielsweise von der ersten Spektralverteilung verschieden ist (vgl. Figur 7B).
Haben die zeitlich gemittelte Stromstärken I0 des zeitlich variierenden Betriebsstroms 92 und des zeitlich konstanten Betriebsstroms 91 den gleichen Wert, wird die von dem Bauelement emittierte elektromagnetische Strahlung vom Betrachter mit gleicher Lichtstärke L beziehungsweise Helligkeit wahrgenommen. Die spektralen Verteilungen sind jedoch unterschiedlich (vgl. Figuren 7A und 7B), da die Stromstärke I0 des während eines Pulses in die elektrolumineszierende Schicht 3 eingeprägten zeitlich variierenden elektrischen Betriebs- Stroms 92 einen höheren Wert hat als die Stromstärke I0 des zeitlich konstanten elektrischen Betriebsstroms. Das beim Einprägen des konstanten Betriebsstroms 91 emittierte Licht hat daher einen anderen Farbort im CIE-Diagramm als das beim Einprägen des zeitlich variierenden elektrischen Betriebsstroms 92 emittierte Licht.
Die Steuereinheit 11 ist dazu vorgesehen, die Stromstärke I0, I0' und die Pulsdauer tP, tP' des zeitlich variierenden Betriebsstroms 92, 92' zu variieren, wie in Figur 5C dargestellt. Beispielsweise haben die Betriebsströme 92 und 92' die gleiche zeitlich gemittelte Stromstärke Iave aber unterschiedliche Stromstärken I0, Io ' der einzelnen Pulse 921, 922 bzw. 921', 922', so dass beide Betriebsströme das lichtemittierende Bauelement 10 zur Emission elektromagnetischer Strahlung 13 mit gleicher Intensität L aber unterschiedlicher spektraler Verteilung 5 anregen.
Die zeitlich gemittelte Stromstärke Iave wird von der Steuereinheit 11 beispielsweise als Funktion einer vom Benutzer vorgegebenen Intensität L eingestellt. Die Funktion ist in Figur 8 schematisch dargestellt und in parametrisierter Form in der Steuereinheit gespeichert. In der Steuereinheit 11 ist ebenfalls eine Tabelle mit Werten für die Stromstärke I0 des Betriebsstroms 92 für alle einstellbaren Farborte 6 für die von dem lichtemittierenden Bauelement 10 emittierte Strahlung 13 gespeichert. Zu einem vom Benutzer ausgewählten Farbort 6 wählt die Steuereinheit 11 die zugehörige, in der Tabelle gespeicherte Stromstärke I0.
Zusätzlich enthält die Steuereinheit 11 einen Betriebsstundenzähler. Der aus der Tabelle ausgewählte Wert für die Stromstärke I0 wird als Funktion der mittels des Betriebs- Stundenzählers gemessenen Betriebszeit des lichtemittierenden Bauelements 10 korrigiert. So werden Veränderungen der spektralen Verteilung 5, die beispielsweise aufgrund von Alterungsprozessen des Bauelements 10 auftreten, kompensiert.
Bei einer alternativen Ausgestaltung ist keine Beeinflussung der spektralen Verteilung 5 durch den Benutzer vorgesehen. Stattdessen wird eine Änderung des Farborts 6 mit der Betriebsdauer des Bauelements 10 in Abhängigkeit von der Betriebszeit von der Steuereinheit 11 mittels einer Anpassung der Stromstärke I0 des Betriebsstroms 92 kompensiert.
Weist das Bauelement wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur IC eine strukturierte Elektrode mit mehreren Teilbereichen 41, 42, 43 auf, so ist die Steuereinheit bevorzugt mit jedem der Teilbereiche 41, 42, 43 elektrisch leitend verbunden .
Beispielsweise prägt sie einen ersten elektrischen Betriebsstrom 93 mittels des ersten Teilbereichs 41 in die elektrolu- mineszierende Schicht 3 ein, sowie einen zweiten elektrischen Betriebsstrom 94 mittels des zweiten Teilbereichs 42 und/oder einen dritten elektrischen Betriebsstrom 95 mittels des dritten Teilbereichs 43. Insbesondere wird der erste, zweite, beziehungsweise dritte elektrische Betriebsstrom 93, 94, bzw. 95 in ein erstes, zweites, beziehungsweise drittes Teilgebiet der elektrolumineszierenden Schicht 3 eingeprägt, das im Wesentlichen zwischen dem ersten, zweiten, beziehungsweise dritten Teilbereich 41, 42, bzw. 43 der zweiten Elektrode 4 und der ersten Elektrode 2 angeordnet ist.
Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten, dem zweiten und dem dritten elektrischen Betriebsstrom 93, 94, 95 jeweils um einen zeitlich variierenden elektrischen Betriebsstrom, der zum Beispiel die Form einer Rechteckswelle hat, insbesondere einer periodischen Rechteckswelle mit der Periode T (vgl. Figur 6) . Die Rechteckwellen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Betriebsstroms 93, 94, 95 sind vorliegend um 120° phasenverschoben. Die Pulsdauern betragen vorliegend ein Drittel der Periodenlänge. Mit anderen Worten wird zu jedem Zeitpunkt jeweils nur ein Teilbereich 41, 42 oder 43 mit elektrischem Betriebsstrom 93, 94 oder 95 versorgt. Anders ausgedrückt sind, wenn ein Teilbereich 41 mit Strom versorgt wird, die beiden anderen Teilbereiche 42, 43 stromlos. Beispielsweise emittiert zu einem, insbesondere beliebigen, Zeitpunkt im Wesentlichen nur das erste, zweite o- der dritte Teilgebiet der elektrolumineszierenden Schicht 3 elektromagnetische Strahlung.
Es ist auch möglich, dass zu gleichen Zeiten mehrere Teilbereiche mit Strom versorgt werden. Die Pulse des ersten, zweiten und/oder dritten elektrischen Betriebsstroms 93, 94, 95 können also, anders ausgedrückt, zeitlich überlappen. Ein geringer Überlapp kann auch bei den in Figur 5 dargestellten elektrischen Betriebsströmen 93, 94, 95 vorkommen, und zwar an den Flanken der Pulse. Beispielsweise beim Übergang vom Ende eines Pulses des ersten elektrischen Betriebsstroms 93 zum Anfang eines Pulses des zweiten elektrischen Betriebsstroms 94 können kurzfristig zwei Teilbereiche 41, 42 gleichzeitig mit Strom versorgt werden. Insbesondere kann dies vorkommen, wenn die Flanken nicht praktisch senkrecht verlaufen sondern in einem Winkel zur senkrechten Koordinatenachse, wenn also der Strom über einen Zeitraum, beispielsweise kontinuierlich, ansteigt und/oder abfällt. Die Pulse haben in diesem Fall beispielsweise eine Trapezform.
Zudem ist es möglich, dass die Zeitdauer eines Pulses so kurz gewählt ist, dass während mindestens eines begrenzten Zeitraums zwischen zwei Pulsen kein Teilbereich 41, 42, 43 der zweiten Elektrode 4 mit Strom versorgt wird.
Die Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 9 enthält zusätzlich zu dem organischen lichtemittierenden Bauelement 10 und der Steuereinheit 11 einen Empfänger 12. Der Empfänger enthält vorliegend eine Mehrzahl von Fotodioden und ist dazu vorgesehen, den Anteil an rotem, grünen und blauen Licht in der von dem lichtemittierenden Bauelement 10 emittierten Strahlung 13 zu bestimmen. Dazu ist er so angeordnet, dass er von einem Teil der Strahlung 13 bestrahlt wird.
Der Steuereinheit wird eine bestimmte Intensität L und eine bestimmte spektralen Verteilung 5 für die Strahlung 13 vom
Benutzer vorgegeben. Anhand von Tabellen für die Stromstärke
10 in Abhängigkeit vom Farbort 6 und für die zeitlich gemit- telte Stromstärke Iave in Abhängigkeit von der Intensität L, die in der Steuereinheit 11 enthalten sind, wählt sie die passende Stromstärke I0 und die passende mittlere Stromstärke Iave aus und berechnet daraus mit der Periodenlänge T die Pulsdauer tP des gepulsten Betriebsstroms 92, den sie dem lichtemittierenden Bauelement einprägt.
Aus dem Signal des Empfängers 13 ermittelt die Steuereinheit
11 die tatsächlich emittierte Intensität L und die tatsächlich emittierte spektrale Verteilung 5 der mit dem gewählten Betriebsstrom 92 von dem lichtemittierenden Bauelement 10 e- mittierten Strahlung 13.
Sie vergleicht die tatsächliche Intensität L und die tatsächliche spektrale Verteilung 5 (Ist-Werte) mit den vorgegebenen Sollwerten. Falls mindestens ein Ist-Wert oder die beiden Ist-Werte von dem/den Sollwert (en) abweicht bzw. abweichen, beispielsweise sofern die Abweichung einen fest vorgegebenen oder vom Benutzer einstellbaren Wert überschreitet, passt die Steuereinheit 11 die spektrale Verteilung 5 mittels der Stromstärke I0 und/oder die Intensiät L mittels der Pulsdauer tP, also insbesondere mittels mittlere Stromstärke IaVe/ an, so dass Ist- und Sollwerte übereinstimmen oder sich um weniger als einen vorgegebenen Wert unterscheiden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede neue Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses
Merkmal oder die Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.