WO2014048963A2 - Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelementes - Google Patents

Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelementes Download PDF

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WO2014048963A2
WO2014048963A2 PCT/EP2013/069926 EP2013069926W WO2014048963A2 WO 2014048963 A2 WO2014048963 A2 WO 2014048963A2 EP 2013069926 W EP2013069926 W EP 2013069926W WO 2014048963 A2 WO2014048963 A2 WO 2014048963A2
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WO
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heat distribution
layer
optoelectronic component
layer structure
electrically active
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PCT/EP2013/069926
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Simon SCHICKTANZ
Philipp SCHWAMB
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/87—Arrangements for heating or cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/311—Flexible OLED

Definitions

  • OLED organic light emitting diodes
  • the substances that have a high thermal conductivity, that is good for heat distribution, can often have a high modulus of elasticity.
  • Modulus of elasticity can hardly be compensated for in terms of elasticity in the optoelectronic component, so that the neutral fiber of the optoelectronic component for bending loads is not located near a mechanically sensitive area.
  • a mechanically sensitive region can be, for example, the electrically active region or the cover layer structure.
  • Heat distribution layers may typically comprise a material having high thermal conductivity, for example a metal or graphite.
  • an organic-inorganic substance can be a
  • the term "substance” encompasses all of the abovementioned substances, for example an organic substance, an inorganic substance, and / or a hybrid substance
  • a mixture of substances can be understood to mean components of two or more different substances whose
  • components are very finely divided.
  • a class of substance is a substance or mixture of one or more organic substance (s), one or more inorganic substance (s) or one or more hybrid
  • the dimensional stability of a geometrically shaped substance can be understood on the basis of the modulus of elasticity and the viscosity.
  • a fabric may in various embodiments be dimensionally stable, i. be considered in this sense as hard and / or firm, if the substance has a viscosity in one
  • a fabric can be considered malleable, i. be considered in this sense as soft and / or liquid, if the substance is a
  • Viscosity m in a range of about 1 x 10 Pa-s to
  • a dimensionally stable substance can be added by adding
  • a plastically malleable substance can by means of a
  • Changing the viscosity for example, increasing the viscosity from a first viscosity value to a second viscosity value.
  • the second viscosity value may be many times greater than the first viscosity value, for example in a range of about 10 to
  • the solidification of a substance or mixture of substances may include a process or process, be removed at low molecular weight components of the substance or mixture, for example, solvent molecules or low molecular weight, uncrosslinked components of the substance or the mixture, for example drying or chemical crosslinking of the Stoffs or the substance mixture.
  • low molecular weight components of the substance or mixture for example, solvent molecules or low molecular weight, uncrosslinked components of the substance or the mixture, for example drying or chemical crosslinking of the Stoffs or the substance mixture.
  • Mixture may in the formable state a higher
  • a body of a dimensionally stable substance or mixture of substances may be malleable, for example when the body is arranged as a film, for example one
  • Plastic film a glass foil or a metal foil.
  • Such a body may, for example, be termed mechanically flexible, since changes in the geometric shape of the body, for example, bending of a film,
  • a mechanically flexible body for example a film
  • a mechanically flexible body can also be plastically moldable, for example by the mechanically flexible body being solidified after deformation, for example a
  • the sectional plane of the optoelectronic component can be parallel to the surface normals of the areal interfaces of a cross-section or a layer cross-section
  • the bending area i. the cross-sectional area of the curved layers, the substance or the mixture of substances at the
  • the position of the neutral fiber in the layer cross section of the optoelectronic component can be dependent on the moduli of elasticity of the layers in the layer cross section.
  • the location of the neutral fiber can be calculated, for example, according to Chiang et al. Organic Electronics 10 (2009) 1268-1274.
  • the neutral fiber can also be called a neutral phase.
  • the first body can be connected to the second body by means of atomic and / or molecular forces.
  • Cohesive compounds can often be non-releasable compounds.
  • a region of the layer cross-section of the optoelectronic component may be located below a mechanically sensitive region of an optoelectronic component
  • Optoelectronic device may occur, can be mechanically damaged.
  • a mechanically sensitive area can be damaged more easily than other areas of the
  • Layer cross-section of the optoelectronic component for example due to the chemical and / or structural composition of the mechanically sensitive area.
  • a mechanically sensitive region of an optoelectronic component can, for example, be the electrically active one
  • Optoelectronic component for example, an electrical short circuit of layers in the electrically active region, an interruption of the electrical
  • an edge region of a layer or a layer structure can be understood as the region of the layer cross-section which directly adjoins the reference layer or the reference layer structure.
  • the edge area of a layer or a layer structure can be understood as the region of the layer cross-section which directly adjoins the reference layer or the reference layer structure.
  • Layer structure may be the one to the layer or
  • Cover layer structure may, for example, the
  • the reference layer or the reference layer structure may be understood as the layer or layer structure to which the edge region refers.
  • Optoelectronic component comprising: an electrically active region on or above a support; a cover layer Structure on or above the electrically active region and a heat distribution layer in physical contact and / or thermal contact with the carrier or the cover layer structure; wherein the heat distribution layer is configured to distribute the heat of the electrically active region; and wherein the heat distribution layer is arranged such that the neutral fiber of the optoelectronic component in bending in the optoelectronic component in the electrically active region, in an edge region of the
  • the heat distribution layer may be configured such that the neutral fiber of the optoelectronic component when bending the
  • the heat distribution layer may be configured as a composite film or comprise a composite film.
  • a composite film may comprise a substrate, for example a carrier film or a
  • Support network wherein the substrate may be coated on one side or on both sides, for example with a thin
  • the composite film may be materially bonded to the carrier or the cover layer structure.
  • the cohesive connection can be configured as an adhesive connection and / or a thermal compound connection.
  • the heat distribution layer may have a modulus of elasticity less than about 70 GPa,
  • the heat distribution layer may have a thermal conductivity greater than about 100 W / (m-K), for example, about 700 W / (m-K).
  • the heat distribution layer may have a thickness in a range of about 1 ym to about 500 ym, for example in a range of about 20 ym to about 400 ym, for example in a range of about 50 ym to about 200 ym, for example about 370 ym.
  • the thickness of the support and / or the thickness of the cover layer structure may be such with respect to the thickness and the modulus of elasticity of
  • Heat distribution layer adapted to be that the neutral fiber of the optoelectronic device in bending of the optoelectronic device in the electrically active region, in an edge region of the electrically active
  • the heat distribution layer may comprise or be formed from a substance or mixture of substances from the group of substances: aluminum, steel, copper, carbon black, graphite, graphene, carbon nanotubes.
  • the carbon black, the graphite, the graphene and / or the carbon nanotubes can be configured as platelets and / or threads, the platelets at least partially overlapping and / or the threads at least partially looped.
  • the platelets may have a local orientation, for example an arrangement of the longitudinal axis of the platelets parallel to the surface of the support or the surface of the cover layer structure.
  • the heat distribution layer may be configured as a carrier or at least a part of the carrier. In one embodiment, the heat distribution layer as a cover layer structure or at least a part of
  • the optoelectronic component can be set up as an organic solar cell.
  • the organic solar cell may be mechanically flexible, i. reversibly bendable, be furnished.
  • the method comprising: forming an electrically active region on or above a support; Forming a cover layer structure on or above the
  • Optoelectronic device in the electrically active region, in an edge region of the electrically active
  • the composite film can be applied in physical contact and / or thermal contact with the carrier and / or the cover layer structure.
  • Heat distribution layer with a thermal conductivity greater than about 100 W / (m-K) are formed.
  • the thickness of the carrier and / or the thickness of the cover layer structure can be adjusted with respect to the thickness and the elastic modulus of the heat distribution layer such that the neutral fiber of the optoelectronic component in bending the optoelectronic component in the electrically active region , in a peripheral region of the electrically active
  • the carbon black, the graphite, the graphene and / or the carbon nanotubes can be set up as platelets, wherein the platelets
  • the cover layer structure can be formed or set up, for example as a cover layer in the case of an optoelectronic component with transparent support, which is designed as a bottom emitter.
  • Heat distribution layer may be arranged as a carrier or on or above the support of an optoelectronic component, for example in an optoelectronic device with a transparent cover layer structure, which is set up as a top emitter.
  • the method the
  • the organic light-emitting diode can be formed mechanically flexible and / or formable.
  • Opto-electronic device can be formed as an organic solar cell.
  • the organic solar cell can be made mechanically flexible. Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below. Show it
  • Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a
  • Figure 3 is a schematic cross-sectional view of a
  • Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a
  • Figure 5 is a schematic cross-sectional view for calculating the thickness of a heat distribution layer of an optoelectronic device, according to various embodiments
  • Figure 6 is a schematic representation of the position of the neutral
  • Fiber in an optoelectronic component according to different embodiments of a
  • Figure 7 is a table for different parameters
  • Heat distribution layers of an optoelectronic device are Heat distribution layers of an optoelectronic device.
  • Fig.l shows a schematic cross-sectional view of an optoelectronic component, according to various
  • the optoelectronic component 100 for example, an electronic component 100 providing electromagnetic radiation, for example a light-emitting
  • Component 100 may have a carrier 102.
  • the carrier 102 for example, as a support element for
  • the carrier 102 may include or be formed from glass, quartz, and / or a semiconductor material or any other suitable material. Further, the carrier 102 may be a
  • the plastic may be one or more polyolefins (eg, high or low density polyethylene (PE) or
  • the plastic may be polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyester and / or polycarbonate (PC),
  • PVC polyvinyl chloride
  • PS polystyrene
  • PC polycarbonate
  • the carrier 102 may include or be formed from a metal or metal compound, for example, copper, silver, gold, platinum, steel, aluminum, or the like.
  • a carrier 102 comprising a metal or a
  • Metal compound may also be formed as a metal foil or a metal-coated foil.
  • translucent or “translucent layer” can be understood in various embodiments that a layer is permeable to light
  • the light generated by the light emitting device for example one or more
  • Wavelength ranges for example, for light in one
  • Wavelength range of the visible light (for example, at least in a partial region of the wavelength range of 380 nm to 780 nm). For example, is below the term
  • Translucent layer in various embodiments to understand that essentially the whole in one Structure (for example, a layer) coupled
  • Quantity of light is also coupled out of the structure (for example, layer), wherein a portion of the light can be scattered in this case
  • transparent or “transparent layer” can be understood in various embodiments that a layer is transparent to light
  • Wavelength range from 380 nm to 780 nm), wherein light coupled into a structure (for example a layer) is coupled out of the structure (for example layer) substantially without scattering or light conversion.
  • the organic light emitting diode 100 (or else the light emitting devices according to the above or hereinafter described
  • Embodiments may be configured as a so-called top and bottom emitter.
  • a top and / or bottom emitter can also be used as an optically transparent component,
  • Indium zinc oxide aluminum-doped zinc oxide, as well
  • an electrically active region 106 of the light-emitting component 100 may be arranged on or above the barrier layer 104.
  • the electrically active region 106 may be understood as the region of the light emitting device 100 in which an electric current is used to operate the
  • binary metal oxygen compounds such as ZnO, SnO 2, or In 2 ⁇ 03 also include ternary metal oxygen compounds, such as AlZnO, Zn 2 SnO 4, CdSnC> 3, ZnSnC> 3, MgIn2Ü4, GaInC> 3, Zn2ln2Ü5 or
  • In4Sn30i2 or mixtures of different transparent conductive oxides to the group of TCOs can be used in various embodiments.
  • TCOs do not necessarily correspond to one
  • stoichiometric composition and may also be p-doped or n-doped.
  • Electrode 110 comprises a metal; For example, Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm or Li, and
  • Electrode 110 may be formed by a stack of layers of a combination of a layer of a metal on a layer of a TCO, or vice versa.
  • An example is one
  • ITO indium tin oxide
  • Electrode 110 one or more of the following substances
  • networks of metallic nanowires and particles for example of Ag
  • Networks of carbon nanotubes for example of Ag
  • Graphene particles and layers for example of Graphene particles and layers
  • Networks of semiconducting nanowires for example of Ag
  • the first electrode 110 may comprise electrically conductive polymers or transition metal oxides or electrically conductive transparent oxides.
  • the first electrode 110 may comprise electrically conductive polymers or transition metal oxides or electrically conductive transparent oxides.
  • the first electrode 110 may comprise electrically conductive polymers or transition metal oxides or electrically conductive transparent oxides.
  • Electrode 110 and the carrier 102 may be translucent or transparent.
  • the first electrode 110 comprises or is formed from a metal
  • the first electrode 110 may have, for example, a layer thickness of less than or equal to approximately 25 nm, for example one
  • the first electrode 110 may have, for example, a layer thickness of greater than or equal to approximately 10 nm, for example a layer thickness of greater than or equal to approximately 15 nm
  • the first electrode 110 a the first electrode 110 a
  • Layer thickness in a range of about 10 nm to about 25 nm for example, a layer thickness in a range of about 10 nm to about 18 nm, for example, a layer thickness in a range of about 15 nm to about 18 nm.
  • the first electrode 110 has or is formed from a conductive transparent oxide (TCO)
  • the first electrode 110 has, for example, a layer thickness in a range of approximately 50 nm to approximately 500 nm, for example a layer thickness in a range of approximately 75 nm to approximately 250 nm, for example, a layer thickness in a range of
  • the first electrode 110 can be used as an anode, ie as
  • hole-injecting electrode may be formed or as
  • Cathode that is as an electron-injecting electrode.
  • the first electrode 110 may be a first electrical
  • the first electrical potential may be applied to the carrier 102 and then indirectly applied to the first electrode 110.
  • the first electrical potential may be, for example, the ground potential or another predetermined reference potential.
  • the organic functional layer structure 112 may comprise one or more emitter layers 118, for example with fluorescent and / or phosphorescent emitters, and one or more hole line layers 116 (also referred to as hole transport layer (s) 120).
  • emitter layers 118 for example with fluorescent and / or phosphorescent emitters
  • hole line layers 116 also referred to as hole transport layer (s) 120.
  • one or more electron conduction layers 116 may be provided.
  • organometallic compounds such as derivatives of polyfluorene, polythiophene and polyphenylene (for example 2- or 2,5-substituted poly-p-phenylenevinylene) and metal complexes, for example iridium complexes such as blue-phosphorescent FIrPic (bis (3,5-difluoro-2- (bis 2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) -iridium III), green phosphorescent
  • non-polymeric emitters can be deposited by means of thermal evaporation, for example. Furthermore, can
  • Polymer emitters are used, which in particular by means of a wet chemical process, such as a spin-on process (also referred to as spin coating), are deposited.
  • a wet chemical process such as a spin-on process (also referred to as spin coating)
  • spin coating also referred to as spin coating
  • Emitter materials are also provided in other embodiments.
  • light emitting device 100 may be selected so that light emitting device 100 emits white light.
  • the emitter layer (s) 118 may include a plurality of emitter materials of different colors (for example blue and yellow or blue, green and red)
  • the emitter layer (s) 118 may be also be composed of several sub-layers, such as a blue fluorescent emitter layer 118 or blue
  • phosphorescent emitter layer 118 By mixing the different colors, the emission of light can result in a white color impression.
  • a converter material in the beam path of the primary emission produced by these layers, which at least partially absorbs the primary radiation and emits secondary radiation of a different wavelength, so that from a (not yet white) primary radiation by the combination of primary radiation and secondary Radiation produces a white color impression.
  • the organic functional layer structure 112 may generally include one or more electroluminescent layers.
  • the one or more electroluminescent layers may generally include one or more electroluminescent
  • Hole transport layer 120 is or are, so that, for example, in the case of an OLED an effective
  • the organic functional layer structure 112 may include one or more functional layers, which may be referred to as a
  • Electron transport layer 116 is executed or are, so that, for example, in an OLED an effective
  • Electron injection into an electroluminescent layer or an electroluminescent region is made possible.
  • As a substance for the hole transport layer 120 can be any substance for the hole transport layer 120 .
  • Hole transport layer 120 may be applied, for example, be deposited.
  • electron transport layer 116 may be deposited on or over the emitter layer 118, for example, deposited.
  • the organic functional layer structure 112 (that is, for example, the sum of the thicknesses of hole transport layer (s) 120 and
  • Emitter layer (s) 118 and electron transport layer (s) 116) have a maximum thickness of approximately 1.5 ⁇ m, for example a maximum thickness of approximately 1.2 ⁇ m, for example a maximum layer thickness of approximately 1 ⁇ m, for example a maximum layer thickness of approximately 800 ⁇ m nm, for example a layer thickness of at most approximately 500 nm, for example a layer thickness of at most approximately 400 nm, for example a layer thickness of approximately approximately 300 nm.
  • the organic functional layer structure 112 may include a
  • each OLED may for example have a layer thickness of at most about 1.5 ym, for example, a layer thickness of at most about 1.2 ym, for example, a layer thickness of at most about 1 ym, for example, a layer thickness of about 800 or more nm, for example a layer thickness of at most approximately 500 nm, for example a layer thickness of at most approximately 400 nm, for example a layer thickness of maximum about 300 nm.
  • the organic functional layer structure 112 may for example have a layer thickness of at most about 1.5 ym, for example, a layer thickness of at most about 1.2 ym, for example, a layer thickness of at most about 1 ym, for example, a layer thickness of about 800 or more nm, for example a layer thickness of at most approximately 500 nm, for example a layer thickness of at most approximately 400 nm, for example a layer thickness of maximum about 300 nm.
  • the organic functional layer structure 112 may for example have a layer thickness of at most about 1.5
  • organic functional layer structure 112 may have a layer thickness of at most about 3 ym.
  • Electron transport layer (s) 116 which serve to further improve the functionality and thus the efficiency of the light-emitting device 100.
  • Electrode 114 have the same substances or be formed from it as the first electrode 110, wherein in
  • Electrode 114 (for example, in the case of a metallic second electrode 114), for example, have a layer thickness of less than or equal to about 50 nm,
  • a layer thickness of less than or equal to approximately 45 nm for example, a layer thickness of less than or equal to approximately 40 nm, for example a layer thickness of less than or equal to approximately 35 nm, for example a layer thickness of less than or equal to approximately 30 nm,
  • a layer thickness of less than or equal to about 25 nm for example, a layer thickness of less than or equal to about 20 nm, for example, a layer thickness of less than or equal to about 15 nm, for example, a layer thickness of less than or equal to about 10 nm.
  • the second electrode 114 may generally be formed similarly to, or different from, the first electrode 110.
  • the second electrode 114 may be made of one or more embodiments in various embodiments
  • the first electrode 110 and the second electrode 114 are both formed translucent or transparent. Thus, the shown in Fig.l
  • light emitting device 100 may be formed as a top and bottom emitter (in other words, as a transparent light emitting device 100).
  • the second electrode 114 can be used as the anode, ie as
  • hole-injecting electrode may be formed or as
  • the second electrode 114 may have a second electrical connection to which a second electrical connection
  • the second electrical potential may, for example, have a value such that the
  • Difference from the first electrical potential has a value in a range of about 1.5 V to about 20 V, for example, a value in a range of about 2.5 V to about 15 V, for example, a value in a range of about 3 V. up to about 12 V.
  • On or above the second electrode 114 and thus on or above the electrically active region 106 may optionally be an encapsulation 108, for example in the form of a
  • Barrier thin film / thin film encapsulation 108 are formed or be.
  • a “barrier thin film” 108 or a “barrier thin film” 108 can be understood as meaning, for example, a layer or a layer structure which is suitable for providing a barrier to chemical
  • the thin film encapsulation 108 is designed to be resistant to OLED damaging substances, such as
  • Water, oxygen or solvents can not or at most be penetrated to very small proportions.
  • the thin film encapsulation 108 may be formed as a single layer (in other words, as
  • the thin-layer encapsulation 108 may have a
  • PECVD plasma assisted vapor deposition
  • plasmalose vapor deposition plasmalose vapor deposition
  • PLCVD Chemical Vapor Deposition
  • ALD atomic layer deposition process
  • Atomic layer deposition process are formed.
  • Thin film encapsulation 108 which has multiple sublayers, one or more sublayers of the
  • Separation method can be deposited as a Atomlagenabscheideclar, for example by means of a
  • the thin-film encapsulation 108 may according to a
  • Embodiment a layer thickness of about 0.1 nm (one atomic layer) to about 1000 nm, for example, a layer thickness of about 10 nm to about 100 nm according to an embodiment, for example about 40 nm according to an embodiment.
  • Thin-layer encapsulation 108 has multiple sub-layers, all sub-layers may have the same layer thickness. According to another embodiment, the individual
  • Partial layers of the thin-layer encapsulation 108 have different layer thicknesses. In other words, at least one of the partial layers may have a different one
  • Partial layers of the thin-layer encapsulation 108 may according to one embodiment be translucent or transparent
  • Thin-layer encapsulation 108 (or the individual sub-layers of the thin-layer encapsulation 108) made of a translucent or transparent substance (or a mixture of substances that is translucent or transparent).
  • the thin-layer encapsulation 108 or (in the case of a layer stack having a plurality of sublayers) one or more of the sublayers of the thin-layer encapsulation 108 may include or be formed from one of the following: alumina, zinc oxide, zirconia, titania, hafnia, tantalum oxide
  • Silicon oxynitride indium tin oxide, indium zinc oxide, aluminum ⁇ doped zinc oxide, and mixtures and alloys
  • the thin-layer encapsulation 108 or (in the case of a
  • one or more of the sub-layers of the thin-film encapsulation 108 have one or more high-index substances, in other words, one or more substances with a high
  • Refractive index for example with a refractive index of at least 2.
  • the cover 126 for example made of glass, for example by means of a frit bonding (glass bonding / glass soldering / seal glass bonding) by means of a conventional glass solder in the geometric Edge regions of the organic optoelectronic component 100 with the barrier thin layer 108 are applied.
  • Protective varnish 124 may be provided, by means of which, for example, a cover 126 (for example, a glass cover 126, a metal foil cover 126, a sealed
  • Protective varnish 124 has a layer thickness of greater than 1 ym
  • a layer thickness in a range of about 10 ym to about 50 ym.
  • light-scattering particles for example, dielectric
  • Metals such as gold, silver, iron nanoparticles, or
  • an electrically insulating layer (not shown) may be applied or be,
  • the adhesive may be configured to itself have a refractive index that is less than or greater than the refractive index of the cover 126.
  • an adhesive may be, for example, a low-refractive adhesive such as an acrylate having a refractive index of approximately 1.3.
  • a low-refractive adhesive such as an acrylate having a refractive index of approximately 1.3.
  • Embodiments also completely on an adhesive 124 can be dispensed with, for example in embodiments in which the cover 126, for example made of glass, by means of, for example, plasma spraying on the
  • Thin-film encapsulation 108 are applied.
  • the / may
  • Cover 126 and / or the adhesive 124 has a refractive index (for example at a wavelength of 633 nm) of 1.55.
  • the electrically active region 106 the electrically active region 106
  • Thin-film encapsulation 108 and barrier layer 104 can be understood as a mechanically sensitive region 130.
  • a rigid optoelectronic component for example a rigid, organic light-emitting diode, with a first
  • Heat distribution layer 202
  • the first heat distribution layer 202 may be referred to as
  • Heat distribution layer of a first type are understood.
  • the first heat distribution layer 202 may be formed with the substrate 102 or the overcoat structure 128 in physical and / or thermal contact as shown in the views 200, 210.
  • the mechanically sensitive region 130 may according to a
  • Carrier 102 and the cover layer structure 128 may be arranged.
  • the optoelectronic component 100 may have a flat
  • Heat distribution layer is the heat distributing effect, as well as general properties of the heat distribution layer, for example, the reliability, for example
  • First heat distribution layers 202 may be, for example, a metal or carbon based, for example, graphite, graphene.
  • FIG 3 shows a schematic cross-sectional view of an optoelectronic component with a heat distribution layer.
  • a moldable optoelectronic component 100 for example a moldable OLED
  • a plastic substrate 102 or metal substrate 102 is shown, similar to an embodiment of the descriptions Fig.2.
  • first heat distribution layers 202 are not transparent, for example, heat distribution layers comprising or formed from a metal, graphene, or the like (not shown). It follows that the electromagnetic radiation provided by the optoelectronic component is emitted to the other side, that is not toward the carrier 102.
  • Component 100 is formed or arranged.
  • Transparent layers for example, very thin layers, for example, oxide or nitrite layers, and / or layers whose substance or mixtures a small
  • Heat distribution layer 202 whose substance or mixture has a high modulus of elasticity (shown), no or only a small effect on the position of the neutral fiber exercise (see description of Figure 7).
  • the influence of the organic functional layer structure 112 of the mechanically sensitive region 130 on the position of the neutral fiber can be determined in terms of thickness and
  • Young's modulus of the first heat distribution layer 202 can be considered as low, for example negligible.
  • the neutral fiber may be proximate the first heat distribution layer 202
  • the mechanically sensitive region 130 for example the electrically active region 106
  • the mechanically sensitive region 130 can be mechanically heavily loaded and, for example, become a Damage, such as a short circuit or
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of an optoelectronic component, according to various
  • the carrier 102, the mechanically sensitive region 130, i. the electrically active region 106, the barrier layer 104, and the thin film encapsulation 108; and the capping structure 128 may be similar or equal to one of
  • a second heat distribution layer 402 may be referred to as
  • Heat distribution layer of a second type are understood.
  • the second heat distribution layer 402 may include or be formed from a material having a low elastic modulus, for example less than about 70 GPa, for example less than about 10 GPa, for example less than about 5 GPa, for example less than about 1 GPa, and high thermal conductivity, for example greater than about 10 W / (mK), for example greater about 50 W / (mK), for example greater about 100 W / (mK), for example greater about 200 W / (mK), for example about 500 W / (mK).
  • the second heat distribution layer 40 may include or be formed from a material having a low elastic modulus, for example less than about 70 GPa, for example less than about 10 GPa, for example less than about 5 GPa, for example less than about 1 GPa, and high thermal conductivity, for example greater than about 10 W / (mK), for example greater about 50 W / (mK), for example greater about 100 W / (mK), for example greater about 200 W / (mK), for example about 500
  • Heat distribution layer 402 a substance or a mixture having a modulus of elasticity similar to or equal to Elastic modulus of the carrier 102 and / or the cover layer structure 128 have.
  • the second heat distribution layer 402 may be formed such that the neutral fiber of the
  • Layer structure 112 the barrier layer 104 and / or the Dünn fürverkapselung 108 are formed.
  • This may, for example, a reduction of the mechanical stress on the organic functional layer structure 112, the barrier layer 104 and / or the
  • Thin-film encapsulation 108 in the case of bending of the optoelectronic device 100 result.
  • Heat distribution layer 402 may be configured as a film, for example, a composite film, wherein the film, for example, carbon black, graphite, graphene and / or
  • Carbon nanotubes can / may, for example, as a one-sided or double-sided coating on a metallic foil or a metal mesh,
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of
  • the overcoat structure 128 may have a thickness greater than about 10 ⁇ m, for example in a range of about 100 ⁇ m to about 400 ⁇ m, for example about 200 ⁇ m, and a modulus of elasticity in a range of about 2 GPa to about 8 GPa. for example, about 5 GPa.
  • the thin film encapsulation 108 may have a thickness of less than about 2 ym.
  • Thin film encapsulation 108 may, for example, for oxides, for example, have a value in the range of about 100
  • GPa to about 200 GPa for example in a range of about 120 GPa to about 170 GPa, for example
  • the electrically active region 106 may have a thickness of less than about 2 ym.
  • the metallic content of the electrically active region 106 for example the electrodes 110, 114, may, for example, have a modulus of elasticity in a range from approximately 50 GPa to approximately 100 GPa.
  • the barrier layer 104 may have a thickness of less than about 2 ym.
  • the Young's modulus of the barrier layer 104 For example, for oxides, for example, may have a value of the order of about 170 GPa.
  • the carrier 102 for example a carrier 102 of the one
  • the thickness of the thickness of the material may have a thickness of greater than about 10 ym to about 500 yy, for example about 125 ym.
  • the modulus of elasticity of the carrier 102 may be in the range of about 2 GPa to about 8 GPa, for example about 5 GPa.
  • the second heat distribution layer 402 may have a thickness greater than about 10 ym.
  • the modulus of elasticity of the second heat distribution layer 402 may have an amount less than about 70 GPa, for example, less than about 5 GPa, for example, less than about 1 GPa, for example, less than about 0.5 GPa.
  • the second heat distribution layer 402 may be fixed, for example, on or above the carrier 102, for example by means of an epoxy adhesive or a thermal paste (not shown) are glued.
  • 6 shows a schematic representation of the position of the neutral fiber in an optoelectronic component, according to different embodiments of a
  • Embodiment of a second heat distribution layer 402 The thin film encapsulation 108, the electrically active
  • Region 106, barrier layer 104, and carrier 102 may be configured in accordance with any of the embodiments of the description of FIG.
  • the second heat distribution layer 402 may have a thickness of about 200 ym and an elastic modulus of about 0.5 GPa.
  • the overcoat structure 128 may have a modulus of elasticity in a range of about 2 GPa to about 8 GPa
  • the position of the neutral fiber for example with respect to the electrically active region 106, can be adjusted.
  • the neutral fiber may become the second
  • the neutral fiber may be the second
  • Heat distribution layer 402 approximately at the common
  • the neutral fiber in the electrically active region 106 can be formed.
  • the neutral fiber in the electrically active region 106 can be formed.
  • Optoelectronic device can be made possible by means of, for example, the thickness of the cover layer structure.
  • FIG. 7 shows a table of different parameters relating to the position of the neutral fiber, according to various embodiments of heat distribution layers of FIG. 7
  • heat distribution layers 706 according to design 702 and according to various embodiments 704, as well as the necessary compensation measures or
  • Heat distribution layers 706 have different
  • the thickness of the cover layer structure 128 can be calculated. For each thickness of the carrier 102, the respective associated thickness of the cover layer structure 128 is indicated.
  • An embodiment with a thickness of the carrier 102 of 0 ym can be understood as an embodiment without carrier 102.
  • the second heat distribution layer 402 may be configured as a substrate of the electrically active region 106 at a thickness of the carrier 102 of 0 ym, for example, as a metallic carrier.
  • Heat distribution layers 702 show that metallic
  • Heat distribution layers 702 can be balanced without restriction of the substance or the substance mixture of the carrier 102 only by means of very thick cover layer structures 128, for example greater about 400 ym. Only at
  • Optoelectronic components 100 in which the carrier 102 is arranged as the first heat distribution layers 202, cover layer structures 128 can be realized with a thickness below 400 ym.
  • Heat modulus layers having a low modulus of elasticity 704 may occupy approximately less than half the thickness of the overcoat structure 128.
  • the thickness of the optoelectronic component can be reduced and, in addition, the mechanical flexibility of the optoelectronic component can be increased.
  • Optoelectronic component and a method for producing an optoelectronic component provided with which it is possible a mechanically flexible, optoelectronic device with

Landscapes

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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wirdein optoelektronisches Bauelement (100) bereitgestellt, das optoelektronische Bauelement (100) aufweisend: einen elektrisch aktiven Bereich (106) auf oder über einem Träger (102); eine Deckschicht-Struktur (128) auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich (106) und eine Wärmeverteilungsschicht (402) im körperlichen Kontakt und/oder thermischen Kontakt mit dem Träger (102) oder der Deckschicht-Struktur (128); wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) zum Verteilen der Wärme des elektrisch aktiven Bereiches (106) eingerichtet ist; und wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) derart eingerichtet ist, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes(100) beim Biegen des optoelektronischen Bauelementesin dem elektrisch aktiven Bereich (106), in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches (106), in der Deckschicht-Struktur (128) oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur (128) eingerichtet ist.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein
optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum
Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes
bereitgestellt .
Die laterale Verteilung von Wärme, beispielsweise
Betriebswärme, in optoelektronischen Bauelementen,
beispielsweise organischen Leuchtdioden (organic light emitting diode - OLED) , ist ein grundsätzliches Problem, beispielsweise in Verbindung mit der Anforderung eines formbaren und/oder biegbaren optoelektronischen Bauelementes
Das Problem kann darin gesehen werden, dass die Dicke von Materialschichten des optoelektronischen Bauelementes zur lateralen Wärmeverteilung beiträgt, das heißt zur
Homogenisierung der Wärmeverteilung, aber gleichzeitig die Formbarkeit des optoelektronisehen Bauelementes
beeinträchtigt .
Die Stoffe, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, das heißt gut zur Wärmeverteilung geeignet sind, können häufig einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen.
Dadurch kann der Aufbau formbarer optoelektronischer
Bauelemente mit Wärmeverteilungsschicht zur Entwärmung, beispielsweise OLED-Module, erschwert werden.
Die herkömmliche Wärmeverteilungsschicht mit hohem
Elastizitätsmodul kann in dem optoelektronischen Bauelement bezüglich der Elastizität kaum ausgeglichen werden, so dass sich die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes für Biegebelastungen nicht in der Nähe eines mechanisch sensitiven Bereiches befindet.
Ein mechanisch sensitiver Bereich kann beispielsweise der elektrisch aktive Bereich, oder die Deckschicht-Struktur sein .
Dadurch können die Stressbelastungen beim Biegen dieser mechanisch empfindlichen OLED-Modul-Komponenten, d.h.
mechanisch sensitiven Bereiche, schlecht oder gar nicht optimiert werden.
In einem herkömmlichen Verfahren werden so genannte
Wärmeverteilungsschichten (heat spreader) auf das
optoelektronische Bauelement aufgeklebt. Die
Wärmeverteilungsschichten können in der Regel ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit aufweisen, beispielsweise ein Metall oder Graphit.
Die herkömmlichen Wärmeverteilungsschichten können jedoch ungeeignet sein für Anwendungen, in denen ein mechanisch flexibles optoelektronisches Bauelement erforderlich ist.
In verschiedenen Ausführungsformen werden ein
optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum
Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes
bereitgestellt, mit denen es möglich ist ein mechanisch flexibles, optoelektronisches Bauelement mit
Wärmeverteilungsschicht auszubilden .
Mit anderen Worten: mittels der spezifischen Auslegung der Wärmeverteilungsschicht gemäß verschiedenen Ausgestaltungen können formbare und/oder mechanisch flexible, organische optoelektronische Bauelement realisiert werden.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung des Kohlenstoffs verstanden werden. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem anorganischen Stoff eine, ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in chemisch einheitlicher Form
vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung ohne
Kohlenstoff oder einfacher KohlenstoffVerbindung verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem organisch-anorganischen Stoff (hybrider Stoff) eine,
ungeachtet des jeweiligen Aggregatzustandes , in chemisch einheitlicher Form vorliegende, durch charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften gekennzeichnete Verbindung mit Verbindungsteilen die Kohlenstoff enthalten und frei von Kohlenstoff sind, verstanden werden. Im Rahmen dieser Beschreibung umfasst der Begriff „Stoff" alle oben genannten Stoffe, beispielsweise einen organischen Stoff, einen anorganischen Stoff, und/oder einen hybriden Stoff. Weiterhin kann im Rahmen dieser Beschreibung unter einem Stoffgemisch etwas verstanden werden, was Bestandteile aus zwei oder mehr verschiedenen Stoffen besteht, deren
Bestandteile beispielsweise sehr fein verteilt sind. Als eine Stoffklasse ist ein Stoff oder ein Stoffgemisch aus einem oder mehreren organischen Stoff (en) , einem oder mehreren anorganischen Stoff (en) oder einem oder mehreren hybrid
Stoff (en) zu verstehen. Der Begriff „Material" kann synonym zum Begriff „Stoff" verwendet werden.
Die Formstabilität eines geometrisch geformten Stoffes kann anhand des Elastizitätsmoduls und der Viskosität verstanden werden .
Ein Stoff kann in verschiedenen Ausführungsformen als formstabil, d.h. in diesem Sinne als hart und/oder fest, angesehen werden, wenn der Stoff eine Viskosität in einem
2 23
Bereich von ungefähr 5 x 10 Pa-s bis ungefähr 1 x 10 Pa-s und ein Elastizitätsmodul in einem Bereich von ungefähr 6 12
1 x 10 Pa bis ungefähr 1 x 10 Pa aufweist, da der Stoff nach Ausbilden einer geometrischen Form ein viskoelastisches bis sprödes Verhalten zeigen kann. Ein Stoff kann als formbar, d.h. in diesem Sinne als weich und/oder flüssig, angesehen werden, wenn der Stoff eine
-2
Viskosität m einem Bereich von ungefähr 1 x 10 Pa-s bis
2
ungefähr 5 x 10 Pa-s oder ein Elastizitätsmodul bis ungefähr
6
1 x 10 Pa aufweist, da jede Veränderung der geometrischen Form des Stoffes zu einer irreversiblen, plastischen
Veränderung der geometrischen Form des Stoffes führen kann.
Ein formstabiler Stoff kann mittels Zugebens von
Weichmachern, beispielsweise Lösungsmittel, oder Erhöhen der Temperatur plastisch formbar werden, d.h. verflüssigt werden.
Ein plastisch formbarer Stoff kann mittels einer
Vernetzungsreaktion und/oder Entzug von Weichmachern oder Wärme formstabil werden, d.h. verfestigt werden.
Das Verfestigen eines Stoffs oder Stoffgemisches , d.h. der
Übergang eines Stoffes von formbar zu formstabil, kann ein
Ändern der Viskosität aufweisen, beispielweise ein Erhöhen der Viskosität von einem ersten Viskositätswert auf einen zweiten Viskositätswert. Der zweite Viskositätswert kann um ein Vielfaches größer sein als der erste Viskositätswert sein, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 bis
6
ungefähr 10 . Der Stoff kann bei der ersten Viskosität formbar sein und bei der zweiten Viskosität formstabil sein.
Das Verfestigen eines Stoffs oder Stoffgemisches , d.h. der Übergang eines Stoffes von formbar zu formstabil, kann ein Verfahren oder einen Prozess aufweisen, bei niedermolekularer Bestandteile aus dem Stoff oder Stoffgemisch entfernt werden, beispielsweise Lösemittelmoleküle oder niedermolekulare, unvernetzte Bestandteile des Stoffs oder des Stoffgemischs , beispielsweise ein Trocknen oder chemisches Vernetzen des Stoffs oder des Stoffgemischs . Der Stoff oder das
Stoffgemisch kann im formbaren Zustand eine höhere
Konzentration niedermolekularer Stoffe am gesamten Stoff oder Stoffgemisch aufweisen als im formstabilen Zustand.
Ein Körper aus einem formstabilen Stoff oder Stoffgemisch kann jedoch formbar sein, beispielsweise wenn der Körper als eine Folie eingerichtet ist, beispielsweise eine
Kunststofffolie, eine Glasfolie oder eine Metallfolie. Solch ein Körper kann beispielsweise als mechanisch flexibel bezeichnet werden, da Veränderungen der geometrischen Form des Körpers, beispielsweise ein Biegen einer Folie,
reversibel sein können. Ein mechanisch flexibler Körper, beispielsweise eine Folie, kann jedoch auch plastisch formbar sein, beispielsweise indem der mechanisch flexible Körper nach dem Verformen verfestigt wird, beispielsweise ein
Tiefziehen einer Kunststofffolie .
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einer neutralen Faser eines optoelektronischen Bauelementes der Bereich des Schichtenquerschnittes des optoelektronischen Bauelementes verstanden werden, der beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes, d.h. Ausüben von Zugkräften und Druckkräften auf die Schichten im Querschnitt des optoelektronischen
Bauelementes, keiner Streckung oder Stauchung unterliegt.
Unter einem Querschnitt oder einem Schichtquerschnitt kann die Schnittebene des optoelektronischen Bauelementes parallel zu den Flächennormalen der flächigen Grenzflächen der
Schichten eines optoelektronischen Bauelementes verstanden werden .
Im Biegebereich, d.h. dem Querschnittsbereich der gebogenen Schichten, kann der Stoff oder das Stoffgemisch an der
Außenseite des Schichtquerschnittes bezüglich der Biegekante gestreckt werden, während der Stoff oder das Stoffgemisch an der Innenkante gestaucht wird. Die Lage der neutralen Faser im Schichtenquerschnitt des optoelektronischen Bauelementes kann abhängig sein von den Elastizitätsmodulen der Schichten im Schichtenquerschnitt. Die Lage der neutralen Faser kann beispielsweise berechnet werden gemäß Chiang et al . Organic Electronics 10 (2009) 1268-1274.
Die neutrale Faser kann auch als neutrale Phase bezeichnet werden.
Die Verbindung eines ersten Körpers mit einem zweiten Körper kann formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig sein. Die Verbindungen können lösbar ausgebildet sein, d.h. reversibel, beispielsweise eine Schraubverbindung, ein
Klettverschluss . Die Verbindungen können jedoch auch nicht lösbar ausgebildet sein, d.h. irreversibel, beispielsweise eine Nietverbindung, eine Klebeverbindung. Eine nicht lösbare Verbindung kann dabei nur mittels Zerstörens der
Verbindungsmittel getrennt werden.
Bei einer stoffschlüssigen Verbindung kann der erste Körper mit dem zweiten Körper mittels atomarer und/oder molekularer Kräfte verbunden werden. Stoffschlüssige Verbindungen können häufig nicht lösbare Verbindungen sein.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem mechanisch sensitiven Bereich eines optoelektronischen Bauelementes ein Bereich des Schichtquerschnittes des optoelektronischen
Bauelementes verstanden werden, der bei einem Einwirken von mechanischen Zugkräften und/oder Druckkräften auf diesen Bereich, wie sie beispielweise beim Biegen eines
optoelektronischen Bauelementes auftreten können, mechanisch beschädigt werden kann. Ein mechanisch sensitiver Bereich kann einfacher mechanisch beschädigt werden als andere Bereiche des
Schichtenquerschnittes des optoelektronischen Bauelementes, beispielsweise aufgrund der chemischen und/oder strukturellen Komposition des mechanisch sensitiven Bereiches.
Ein mechanisch sensitiver Bereich eines optoelektronischen Bauelementes kann beispielsweise den elektrisch aktiven
Bereich, die Barriereschicht und/oder die
Dünnfilmverkapselung aufweisen. Eine mechanische Beschädigung eines mechanisch sensitiven Bereiches eines
optoelektronischen Bauelementes kann beispielsweise einen elektrischen Kurzschluss von Schichten in dem elektrisch aktiven Bereich, eine Unterbrechung der elektrischen
Stromführung stromführender Schichten, d.h. eine elektrische Nicht-Versorgung von Bereichen eines optoelektronischen
Bauelementes, oder eine Beschädigung der Verkapselung der Deckschicht-Struktur aufweisen.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter einem Randbereich einer Schicht oder einer Schichtstruktur der Bereich des Schichtquerschnittes verstanden werden, der direkt an die Bezugs-Schicht oder die Bezugs-Schichtstruktur angrenzt. Mit anderen Worten der Randbereich einer Schicht oder
Schichtstruktur kann die zu der Schicht oder
Schichtenstruktur im körperlichen Kontakt stehenden Schichten aufweisen. Ein Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches kann beispielsweise die Barriereschicht oder die
Dünnfilmverkapselung aufweisen. Ein Randbereich der
Deckschicht-Struktur kann beispielsweise die
Dünnfilmverkapselung aufweisen. Die Bezugs-Schicht oder die Bezugs-Schichtstruktur kann als die Schicht oder die Schichtstruktur verstanden werden, auf die sich der Randbereich bezieht.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein
optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, das
optoelektronische Bauelement aufweisend: einen elektrisch aktiven Bereich auf oder über einem Träger; eine Deckschicht- Struktur auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich und eine Wärmeverteilungsschicht in körperlichem Kontakt und/oder thermischen Kontakt mit dem Träger oder der Deckschicht- Struktur; wobei die Wärmeverteilungsschicht zum Verteilen der Wärme des elektrisch aktiven Bereiches eingerichtet ist; und wobei die Wärmeverteilungsschicht derart eingerichtet ist, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich, in einem Randbereich des
elektrisch aktiven Bereiches, in der Deckschicht-Struktur oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur
eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht derart eingerichtet sein, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des
optoelektronischen Bauelementes in dem mechanisch sensitiven Bereich eingerichtet ist. In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht als eine Verbundfolie eingerichtet sein oder eine Verbundfolie aufweisen .
In einer Ausgestaltung kann eine Verbundfolie ein Substrat aufweisen, beispielsweise eine Trägerfolie oder ein
Trägernetz, wobei das Substrat einseitig oder beidseitig beschichtet sein kann, beispielsweise mit einer dünnen
Beschichtung mit hohem Wärmeleitwert. In einer Ausgestaltung kann die Verbundfolie Stoffschlüssig mit dem Träger oder der Deckschicht-Struktur verbunden sein.
In einer Ausgestaltung kann die Stoffschlüssige Verbindung als eine Klebstoff-Verbindung und/oder eine Wärmeleitpaste- Verbindung eingerichtet sein. In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht einen Elastizitätsmodul kleiner ungefähr 70 GPa aufweisen,
beispielsweise kleiner ungefähr 5 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 1 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 0,5 GPa.
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht eine Wärmeleitfähigkeit größer ungefähr 100 W/(m-K) aufweisen, beispielweise ungefähr 700 W/ (m-K) . In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 ym bis ungefähr 500 ym aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 ym bis ungefähr 400 ym, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 ym bis ungefähr 200 ym, beispielsweise ungefähr 370 ym.
In einer Ausgestaltung kann/können die Dicke des Trägers und/oder die Dicke der Deckschicht-Struktur derart bezüglich der Dicke und dem Elastizitätsmodul der
Wärmeverteilungsschicht angepasst sein, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich, in einem Randbereich des elektrisch aktiven
Bereiches, in der Deckschicht-Struktur oder in einem
Randbereich der Deckschicht-Struktur eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet sein aus der Gruppe der Stoffe: Aluminium, Stahl, Kupfer, Ruß, Graphit, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren .
In einer Ausgestaltung kann der Ruß, das Graphit, das Graphen und/oder die Kohlenstoffnanoröhren als Plättchen und/oder Fäden eingerichtet sein, wobei sich die Plättchen wenigstens teilweise überlappen und/oder die Fäden wenigstens teilweise verschlaufen . In einer Ausgestaltung können die Plättchen eine lokale Orientierung aufweisen, beispielsweise eine Anordnung der Längsachse der Plättchen parallel zu der Oberfläche des Trägers oder der Oberfläche der Deckschicht-Struktur.
In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht als Träger oder wenigstens ein Teil des Trägers eingerichtet sein . In einer Ausgestaltung kann die Wärmeverteilungsschicht als Deckschicht-Struktur oder wenigstens ein Teil der
Deckschicht-Struktur eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als organische Leuchtdiode eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann die organische Leuchtdiode mechanisch flexibel, d.h. reversibel biegbar, eingerichtet sein .
In einer Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement als organische Solarzelle eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung kann die organische Solarzelle mechanisch flexibel, d.h. reversibel biegbar, eingerichtet sein .
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes
bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Bilden eines elektrisch aktiven Bereiches auf oder über einem Träger; Bilden einer Deckschicht-Struktur auf oder über dem
elektrisch aktiven Bereich und Ausbilden einer
Wärmeverteilungsschicht auf oder über dem Träger und/oder Ausbilden einer Wärmeverteilungsschicht auf oder über der
Deckschicht-Struktur; wobei die Wärmeverteilungsschicht zum Verteilen der Wärme des elektrisch aktiven Bereiches ausgebildet wird; und wobei die Wärmeverteilungsschicht derart eingerichtet ist, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des
optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich, in einem Randbereich des elektrisch aktiven
Bereiches, in der Deckschicht-Struktur oder in einem
Randbereich der Deckschicht-Struktur eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die
Wärmeverteilungsschicht derart eingerichtet sein, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem mechanisch sensitiven Bereich eingerichtet ist. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Ausbilden der Wärmeverteilungsschicht das Aufbringen einer Verbundfolie aufweisen .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Verbundfolie in einem körperlichen Kontakt und/oder thermischen Kontakt mit dem Träger und/oder der Deckschicht-Struktur aufgebracht werden .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Verbundfolie stoffschlüssig mit dem Träger oder der Deckschicht-Struktur verbunden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die
stoffschlüssige Verbindung als eine Klebstoff-Verbindung und/oder eine Wärmeleitpaste-Verbindung ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die
Wärmeverteilungsschicht einen Elastizitätsmodul
beispielsweise kleiner ungefähr 70 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 5 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr
1 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 0,5 GPa aufweisen. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die
Wärmeverteilungsschicht mit einer Wärmeleitfähigkeit größer ungefähr 100 W/(m-K) ausgebildet werden. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die
Wärmeverteilungsschicht mit einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 ym bis ungefähr 500 ym ausgebildet werden, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 ym bis ungefähr 400 ym, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 ym bis ungefähr 200 ym, beispielsweise ungefähr 370 ym..
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann/können die Dicke des Trägers und/oder die Dicke der Deckschicht-Struktur derart bezüglich der Dicke und dem Elastizitätsmodul der Wärmeverteilungsschicht angepasst werden, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich, in einem Randbereich des elektrisch aktiven
Bereiches, in der Deckschicht-Struktur oder in einem
Randbereich der Deckschicht-Struktur eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die
Wärmeverteilungsschicht einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweisen oder daraus gebildet werden aus der Gruppe der Stoffe: Aluminium, Stahl, Kupfer, Ruß, Graphit, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der Ruß, das Graphit, das Graphen und/oder die Kohlenstoffnanoröhren als Plättchen eingerichtet sein, wobei sich die Plättchen
wenigstens teilweise überlappen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens können die Plättchen eine lokale Orientierung aufweisen, beispielsweise eine
Anordnung der Längsachse der Plättchen parallel zu der
Oberfläche des Trägers oder der Oberfläche der Deckschicht- Struktur . In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die
Wärmeverteilungsschicht als Träger oder wenigstens ein Teil des Trägers ausgebildet werden oder eingerichtet sein.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die
Wärmeverteilungsschicht als Deckschicht-Struktur oder
wenigstens ein Teil der Deckschicht-Struktur ausgebildet werden oder eingerichtet sein, beispielsweise als Deckschicht bei einem optoelektronischen Bauelement mit transparentem Träger, das als Bottom-Emitter eingerichtet ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die
Wärmeverteilungsschicht als Träger oder auf oder über dem Träger eines optoelektronischen Bauelementes angeordnet sein, beispielsweise bei einem optoelektronischen Bauelement mit transparenter Deckschicht-Struktur, das als Top-Emitter eingerichtet ist. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das
optoelektronische Bauelement als eine organische Leuchtdiode ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die organische Leuchtdiode mechanisch flexibel und/oder formbar ausgebildet werden .
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das
optoelektronische Bauelement als eine organische Solarzelle ausgebildet werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die organische Solarzelle mechanisch flexibel ausgebildet werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht eines
optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
Figur 2 eine schematische Querschnittsansicht eines
optoelektronischen Bauelementes mit
WärmeverteilungsSchicht ;
Figur 3 eine schematische Querschnittsansicht eines
optoelektronischen Bauelementes mit
WärmeverteilungsSchicht ;
Figur 4 eine schematische Querschnittsansicht eines
optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen;
Figur 5 eine schematische Querschnittsansicht zur Berechnung der Dicke einer Wärmeverteilungsschicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen;
Figur 6 eine schematische Darstellung zur Lage der neutralen
Faser in einem optoelektronischen Bauelement, gemäß unterschiedlicher Ausgestaltungen einer
Wärmeverteilungsschicht; und
Figur 7 eine Tabelle zu unterschiedlichen Parametern
bezüglich der Lage der neutralen Faser, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen von
Wärmeverteilungsschichten eines optoelektronischen Bauelements .
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird
Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da
Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl
verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Fig.l zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen .
Das optoelektronische Bauelement 100, beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung bereitstellendes elektronisches Bauelement 100, beispielsweise ein lichtemittierendes
Bauelement 100, beispielsweise in Form einer organischen Leuchtdiode 100 kann einen Träger 102 aufweisen. Der Träger 102 kann beispielsweise als ein Trägerelement für
elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise
lichtemittierende Elemente, dienen. Beispielsweise kann der Träger 102 Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderen geeigneten Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Träger 102 eine
Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder
Polypropylen (PP) ) aufweisen oder daraus gebildet sein.
Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC) , Polystyrol (PS) , Polyester und/oder Polycarbonat (PC) ,
Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Träger 102 kann eines oder mehrere der oben
genannten Stoffe aufweisen.
Der Träger 102 kann ein Metall oder eine Metallverbindung aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Stahl, Aluminium oder ähnliches.
Ein Träger 102 aufweisend ein Metall oder eine
Metallverbindung kann auch als eine Metallfolie oder eine Metallbeschichtete Folie ausgebildet sein.
Der Träger 102 kann transluzent oder transparent ausgeführt sein.
Unter dem Begriff „transluzent" bzw. „transluzente Schicht" kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist,
beispielsweise für das von dem Lichtemittierenden Bauelement erzeugte Licht, beispielsweise einer oder mehrerer
Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem
Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm) . Beispielsweise ist unter dem Begriff
„transluzente Schicht" in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte
Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Licht hierbei gestreut werden kann
Unter dem Begriff „transparent" oder „transparente Schicht" kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist
(beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des
Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm) , wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird.
Somit ist „transparent" in verschiedenen
Ausführungsbeispielen als ein Spezialfall von „transluzent" anzusehen .
Für den Fall, dass beispielsweise ein lichtemittierendes monochromes oder im Emissionsspektrum begrenztes
elektronisches Bauelement bereitgestellt werden soll, ist es ausreichend, dass die optisch transluzente Schichtenstruktur zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs des gewünschten monochromen Lichts oder für das begrenzte
Emissionsspektrum transluzent ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische Leuchtdiode 100 (oder auch die lichtemittierenden Bauelemente gemäß den oben oder noch im Folgenden beschriebenen
Ausführungsbeispielen) als ein so genannter Top- und Bottom- Emitter eingerichtet sein. Ein Top- und/oder Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes Bauelement,
beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden. Auf oder über dem Träger 102 kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen optional eine Barriereschicht 104 angeordnet sein. Die Barriereschicht 104 kann eines oder mehrere der folgenden Stoffe aufweisen oder daraus bestehen: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid,
Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid, Siliziumoxid,
Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid,
Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, sowie
Mischungen und Legierungen derselben. Ferner kann die
Barriereschicht 104 in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 5000 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von
ungefähr 40 nm.
Auf oder über der Barriereschicht 104 kann ein elektrisch aktiver Bereich 106 des lichtemittierenden Bauelements 100 angeordnet sein. Der elektrisch aktive Bereich 106 kann als der Bereich des lichtemittierenden Bauelements 100 verstanden werden, in dem ein elektrischer Strom zum Betrieb des
lichtemittierenden Bauelements 100 fließt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der elektrisch aktive Bereich 106 eine erste Elektrode 110, eine zweite Elektrode 114 und eine organische funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, wie sie im Folgenden noch näher erläutert werden. So kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf oder über der Barriereschicht 104 (oder, wenn die Barriereschicht 104 nicht vorhanden ist, auf oder über dem Träger 102) die erste Elektrode 110 (beispielsweise in Form einer ersten
Elektrodenschicht 110) aufgebracht sein. Die erste Elektrode 110 (im Folgenden auch als untere Elektrode 110 bezeichnet) kann aus einem elektrisch leitfähigen Stoff gebildet werden oder sein, wie beispielsweise aus einem Metall oder einem leitfähigen transparenten Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einem Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben Metalls oder unterschiedlicher Metalle und/oder desselben TCO oder unterschiedlicher TCOs . Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Stoffe, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid,
Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoff erbindungen, wie beispielsweise ZnO, Sn02, oder In2<03 gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn2Sn04, CdSnC>3, ZnSnC>3, MgIn2Ü4, GaInC>3, Zn2ln2Ü5 oder
In4Sn30i2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs und können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden.
Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer
stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektrode 110 ein Metall aufweisen; beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, AI, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm oder Li, sowie
Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Stoffe.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektrode 110 gebildet werden von einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine
Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten .
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste
Elektrode 110 eines oder mehrere der folgenden Stoffe
alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Stoffen aufweisen: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und - teilchen, beispielsweise aus Ag; Netzwerke aus Kohlenstoff- Nanoröhren; Graphen-Teilchen und -Schichten; Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten.
Ferner kann die erste Elektrode 110 elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide oder elektrisch leitfähige transparente Oxide aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die erste
Elektrode 110 und der Träger 102 transluzent oder transparent ausgebildet sein. In dem Fall, dass die erste Elektrode 110 ein Metall aufweist oder daraus gebildet ist, kann die erste Elektrode 110 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine
Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm,
beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 18 nm. Weiterhin kann die erste Elektrode 110 beispielsweise Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich ungefähr 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich ungefähr 15 nm. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 110 eine
Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 18 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 18 nm. Weiterhin kann für den Fall, dass die erste Elektrode 110 ein leitfähiges transparentes Oxid (TCO) aufweist oder daraus gebildet ist, die erste Elektrode 110 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 75 nm bis ungefähr 250 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von
ungefähr 100 nm bis ungefähr 150 nm.
Ferner kann für den Fall, dass die erste Elektrode 110 aus beispielsweise einem Netzwerk aus metallischen Nanodrähten, beispielsweise aus Ag, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, einem Netzwerk aus Kohlenstoff- Nanoröhren, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sein können, oder aus Graphen-Schichten und Kompositen gebildet werden, die erste Elektrode 110 beispielsweise eine
Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 40 nm bis ungefähr 250 nm. Die erste Elektrode 110 kann als Anode, also als
löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als
Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode.
Die erste Elektrode 110 kann einen ersten elektrischen
Kontaktpad aufweisen, an den ein erstes elektrisches
Potential (bereitgestellt von einer Energiequelle (nicht dargestellt) , beispielsweise einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle) anlegbar ist. Alternativ kann das erste elektrische Potential an den Träger 102 angelegt werden oder sein und darüber dann mittelbar an die erste Elektrode 110 angelegt werden oder sein. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes Bezugspotential sein. Weiterhin kann der elektrisch aktive Bereich 106 des
lichtemittierenden Bauelements 100 eine organische
funktionelle Schichtenstruktur 112 aufweisen, die auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht ist oder
ausgebildet wird.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann eine oder mehrere Emitterschichten 118 aufweisen, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, sowie eine oder mehrere Lochleitungsschichten 116 (auch bezeichnet als Lochtransportschicht (en) 120). In
verschiedenen Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Elektronenleitungsschichten 116 (auch bezeichnet als Elektronentransportschicht (en) 116) vorgesehen sein.
Beispiele für Emittermaterialien, die in dem
lichtemittierenden Bauelement 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht (en) 118
eingesetzt werden können, schließen organische oder
organometallische Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (z.B. 2- oder 2,5- substituiertes Poly-p-phenylenvinylen) sowie Metallkomplexe, beispielsweise Iridium-Komplexe wie blau phosphoreszierendes FIrPic (Bis (3, 5-difluoro-2- (2-pyridyl) phenyl- (2- carboxypyridyl ) -iridium III), grün phosphoreszierendes
Ir (ppy) 3 (Tris (2-phenylpyridin) iridium III), rot
phosphoreszierendes Ru (dtb-bpy) 3*2 (PFg) (Tris [4, 4' -di-tert- butyl- (2, 2 ' ) -bipyridin] ruthenium (III) komplex) sowie blau fluoreszierendes DPAVBi (4, 4-Bis [4- (di-p- tolylamino) styryl] biphenyl) , grün fluoreszierendes TTPA
( 9, 10-Bis [N, -di- (p-tolyl) -amino] anthracen) und rot
fluoreszierendes DCM2 (4-Dicyanomethylen) -2-methyl-6- j ulolidyl- 9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter ein. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können
Polymeremitter eingesetzt werden, welche insbesondere mittels eines nasschemischen Verfahrens, wie beispielsweise einem Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating) , abscheidbar sind.
Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein.
Es ist darauf hinzuweisen, dass andere geeignete
Emittermaterialien in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls vorgesehen sind.
Die Emittermaterialien der Emitterschicht (en) 118 des
lichtemittierenden Bauelements 100 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das lichtemittierende Bauelement 100 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht (en) 118 kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien
aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht (en) 118 auch aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht 118 oder blau
phosphoreszierenden Emitterschicht 118 , einer grün
phosphoreszierenden Emitterschicht 118 und einer rot
phosphoreszierenden Emitterschicht 118. Durch die Mischung der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ kann auch vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese Schichten erzeugten Primäremission ein Konvertermaterial anzuordnen, das die Primärstrahlung zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen) Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 kann allgemein eine oder mehrere elektrolumineszente Schichten aufweisen. Die eine oder mehreren elektrolumineszenten
Schichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht- polymere Moleküle („small molecules") oder eine Kombination dieser Stoffe aufweisen. Beispielsweise kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine oder mehrere
elektrolumineszente Schichten aufweisen, die als
Lochtransportschicht 120 ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive
Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird.
Alternativ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine oder mehrere funktionelle Schichten aufweisen, die als
Elektronentransportschicht 116 ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in einer OLED eine effektive
Elektroneninjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht wird. Als Stoff für die Lochtransportschicht 120 können
beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, leitendes Polyanilin oder Polyethylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren elektrolumineszenten Schichten als
elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die
Lochtransportschicht 120 auf oder über der ersten Elektrode 110 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein, und die Emitterschicht 118 kann auf oder über der
Lochtransportschicht 120 aufgebracht sein, beispielsweise abgeschieden sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann dir Elektronentransportschicht 116 auf oder über der Emitterschicht 118 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein .
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 (also beispielsweise die Summe der Dicken von Lochtransportschicht (en) 120 und
Emitterschicht (en) 118 und Elektronentransportschicht (en) 116) eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 1,5 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112 beispielsweise einen
Stapel von mehreren direkt übereinander angeordneten
organischen Leuchtdioden (OLEDs) aufweisen, wobei jede OLED beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 1,5 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1,2 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 ym, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die organische funktionelle Schichtenstruktur 112
beispielsweise einen Stapel von zwei, drei oder vier direkt übereinander angeordneten OLEDs aufweisen, in welchem Fall beispielsweise organische funktionelle Schichtenstruktur 112 eine Schichtdicke aufweisen kann von maximal ungefähr 3 ym.
Das lichtemittierende Bauelement 100 kann optional allgemein weitere organische Funktionsschichten, beispielsweise
angeordnet auf oder über der einen oder mehreren
Emitterschichten 118 oder auf oder über der oder den
Elektronentransportschicht (en) 116 aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des lichtemittierenden Bauelements 100 weiter zu verbessern.
Auf oder über der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 oder gegebenenfalls auf oder über der einen oder den mehreren weiteren organischen funktionellen
Schichtenstrukturen kann die zweite Elektrode 114
(beispielsweise in Form einer zweiten Elektrodenschicht 114) aufgebracht sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite
Elektrode 114 die gleichen Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein wie die erste Elektrode 110, wobei in
verschiedenen Ausführungsbeispielen Metalle besonders geeignet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite
Elektrode 114 (beispielsweise für den Fall einer metallischen zweiten Elektrode 114) beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich ungefähr 50 nm,
beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 45 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 40 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 35 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 30 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 15 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich ungefähr 10 nm.
Die zweite Elektrode 114 kann allgemein in ähnlicher Weise ausgebildet werden oder sein wie die erste Elektrode 110, oder unterschiedlich zu dieser. Die zweite Elektrode 114 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen aus einem oder
mehreren der Stoffe und mit der jeweiligen Schichtdicke ausgebildet sein oder werden, wie oben im Zusammenhang mit der ersten Elektrode 110 beschrieben. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen sind die erste Elektrode 110 und die zweite Elektrode 114 beide transluzent oder transparent ausgebildet. Somit kann das in Fig.l dargestellte
lichtemittierende Bauelement 100 als Top- und Bottom-Emitter (anders ausgedrückt als transparentes lichtemittierendes Bauelement 100) ausgebildet sein.
Die zweite Elektrode 114 kann als Anode, also als
löcherinjizierende Elektrode ausgebildet sein oder als
Kathode, also als eine elektroneninjizierende Elektrode. Die zweite Elektrode 114 kann einen zweiten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches
Potential (welches unterschiedlich ist zu dem ersten
elektrischen Potential) , bereitgestellt von der
Energiequelle, anlegbar ist. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die
Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V. Auf oder über der zweiten Elektrode 114 und damit auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich 106 kann optional noch eine Verkapselung 108, beispielsweise in Form einer
Barrierendünnschicht/Dünnschichtverkapselung 108 gebildet werden oder sein.
Unter einer „Barrierendünnschicht" 108 bzw. einem „Barriere- Dünnfilm" 108 kann im Rahmen dieser Anmeldung beispielsweise eine Schicht oder eine Schichtenstruktur verstanden werden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber chemischen
Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Dünnschichtverkapselung 108 derart ausgebildet, dass sie von OLED-schädigenden Stoffen wie
Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Dünnschichtverkapselung 108 als eine einzelne Schicht (anders ausgedrückt, als
Einzelschicht) ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Dünnschichtverkapselung 108 eine
Mehrzahl von aufeinander ausgebildeten Teilschichten
aufweisen. Mit anderen Worten kann gemäß einer Ausgestaltung die Dünnschichtverkapselung 108 als Schichtstapel (Stack) ausgebildet sein. Die Dünnschichtverkapselung 108 oder eine oder mehrere Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 können beispielsweise mittels eines geeigneten
Abscheideverfahrens gebildet werden, z.B. mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD) ) gemäß einer Ausgestaltung, z.B. eines plasmaunterstützten Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD) ) oder eines plasmalosen
Atomlageabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer
Deposition (PLALD) ) , oder mittels eines chemischen
Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition
(CVD) ) gemäß einer anderen Ausgestaltung, z.B. eines
plasmaunterstützten Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) ) oder eines plasmalosen Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma-less
Chemical Vapor Deposition (PLCVD) ) , oder alternativ mittels anderer geeigneter Abscheideverfahren.
Durch Verwendung eines Atomlagenabscheideverfahrens (ALD) können sehr dünne Schichten abgeschieden werden. Insbesondere können Schichten abgeschieden werden, deren Schichtdicken im Atomlagenbereich liegen.
Gemäß einer Ausgestaltung können bei einer
Dünnschichtverkapselung 108, die mehrere Teilschichten aufweist, alle Teilschichten mittels eines
Atomlagenabscheideverfahrens gebildet werden. Eine
Schichtenfolge, die nur ALD-Schichten aufweist, kann auch als „Nanolaminat" bezeichnet werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können bei einer
Dünnschichtverkapselung 108, die mehrere Teilschichten aufweist, eine oder mehrere Teilschichten der
Dünnschichtverkapselung 108 mittels eines anderen
Abscheideverfahrens als einem Atomlagenabscheideverfahren abgeschieden werden, beispielsweise mittels eines
Gasphasenabscheideverfahrens .
Die Dünnschichtverkapselung 108 kann gemäß einer
Ausgestaltung eine Schichtdicke von ungefähr 0.1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm gemäß einer Ausgestaltung, beispielsweise ungefähr 40 nm gemäß einer Ausgestaltung.
Gemäß einer Ausgestaltung, bei der die
Dünnschichtverkapselung 108 mehrere Teilschichten aufweist, können alle Teilschichten dieselbe Schichtdicke aufweisen. Gemäß einer anderen Ausgestaltung können die einzelnen
Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten kann mindestens eine der Teilschichten eine andere
Schichtdicke aufweisen als eine oder mehrere andere der
Teilschichten .
Die Dünnschichtverkapselung 108 oder die einzelnen
Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 können gemäß einer Ausgestaltung als transluzente oder transparente
Schicht ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die
Dünnschichtverkapselung 108 (oder die einzelnen Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108) aus einem transluzenten oder transparenten Stoff (oder einem Stoffgemisch, die transluzent oder transparent ist) bestehen.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Dünnschichtverkapselung 108 oder (im Falle eines Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 einen der nachfolgenden Stoffe aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid
Lanthaniumoxid, Siliziumoxid, Siliziumnitrid,
Siliziumoxinitrid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium¬ dotiertes Zinkoxid, sowie Mischungen und Legierungen
derselben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Dünnschichtverkapselung 108 oder (im Falle eines
Schichtenstapels mit einer Mehrzahl von Teilschichten) eine oder mehrere der Teilschichten der Dünnschichtverkapselung 108 ein oder mehrere hochbrechende Stoffe aufweisen, anders ausgedrückt ein oder mehrere Stoffe mit einem hohen
Brechungsindex, beispielsweise mit einem Brechungsindex von mindestens 2.
In einer Ausgestaltung kann die Abdeckung 126, beispielsweise aus Glas, beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl, glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen Randbereichen des organischen optoelektronischen Bauelementes 100 mit der Barrieredünnschicht 108 aufgebracht werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auf oder über der Dünnschichtverkapselung 108 ein Klebstoff und/oder ein
Schutzlack 124 vorgesehen sein, mittels dessen beispielsweise eine Abdeckung 126 (beispielsweise eine Glasabdeckung 126 eine Metallfolienabdeckung 126, eine abgedichtete
Kunststofffolien-Abdeckung 126) auf der
Dünnschichtverkapselung 108 befestigt, beispielsweise
aufgeklebt ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die optisch transluzente Schicht aus Klebstoff und/oder
Schutzlack 124 eine Schichtdicke von größer als 1 ym
aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 ym bis ungefähr 50 ym. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff einen Laminations- Klebstoff aufweisen oder ein solcher sein.
In die Schicht des Klebstoffs (auch bezeichnet als
Kleberschicht) oder des Schutzlackes 124 können in
verschiedenen Ausführungsbeispielen noch lichtstreuende
Partikel eingebettet sein, die zu einer weiteren Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen können. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können als lichtstreuende Partikel beispielsweise dielektrische
Streupartikel vorgesehen sein wie beispielsweise Metalloxide wie z.B. Siliziumoxid (S1O2), Zinkoxid (ZnO) , Zirkoniumoxid (Zr02), Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), Galliumoxid (Ga20a) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen
Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der transluzenten Schichtenstruktur verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel ,
Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel , oder
dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zwischen der zweiten Elektrode 114 und der Schicht aus Klebstoff und/oder Schutzlack 124 noch eine elektrisch isolierende Schicht (nicht dargestellt) aufgebracht werden oder sein,
beispielsweise SiN, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 1,5 ym, beispielsweise mit einer Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 ym, um elektrisch instabile Stoffe zu schützen, beispielsweise während eines
nasschemischen Prozesses.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff derart eingerichtet sein, dass er selbst einen Brechungsindex aufweist, der kleiner oder größer ist als der Brechungsindex der Abdeckung 126. In einer Ausgestaltung kann ein Klebstoff beispielsweise ein niedrigbrechender Klebstoff sein wie beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. In einer Ausgestaltung kann ein
Klebstoff beispielsweise ein hochbrechender Klebstoff sein der beispielsweise hochbrechende, nichtstreuende Partikel aufweist und einen mittleren Brechungsindex aufweist, der ungefähr dem mittleren Brechungsindex der organisch
funktionellen Schichtenstruktur entspricht, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1,7 bis ungefähr 2,0.
Weiterhin können mehrere unterschiedliche Klebstoffe
vorgesehen sein, die eine Kleberschichtenfolge bilden.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen
Ausführungsbeispielen auch ganz auf einen Klebstoff 124 verzichtet werden kann, beispielsweise in Ausgestaltungen, in denen die Abdeckung 126, beispielsweise aus Glas, mittels beispielsweise Plasmaspritzens auf die
Dünnschichtverkapselung 108 aufgebracht werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die
Abdeckung 126 und/oder der Klebstoff 124 einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von 1,55 aufweisen .
Ferner können in verschiedenen Ausführungsbeispielen
zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten
(beispielsweise kombiniert mit der Verkapselung 108,
beispielsweise der Dünnschichtverkapselung 108) in dem lichtemittierenden Bauelement 100 vorgesehen sein. Die Schichten über oder auf der zweiten Elektrode 114, d.h. beispielsweise der Klebstoff 124 und die Abdeckung 126 können als Deckschicht-Struktur 128 verstanden werden.
Der elektrisch aktive Bereich 106, die
Dünnschichtverkapselung 108 und die Barriereschicht 104 können als mechanisch sensitiver Bereich 130 verstanden werden .
Fig.2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes mit Wärmeverteilungsschicht.
Dargestellt in der schematischen Querschnittsansicht ist ein starres optoelektronisches Bauelement, beispielsweise eine starre, organische Leuchtdiode, mit einer ersten
Wärmeverteilungsschicht 202.
Die erste Wärmeverteilungsschicht 202 kann als
Wärmeverteilungsschicht einer ersten Bauart verstanden werden .
Die erste Wärmeverteilungsschicht 202 kann mit dem Träger 102 oder der Deckschicht-Struktur 128 in einem körperlichen und/oder thermischen Kontakt ausgebildet sein - dargestellt in den Ansichten 200, 210. Der mechanisch sensitive Bereich 130 kann gemäß einer
Ausgestaltung der Beschreibungen der Fig.l zwischen dem
Träger 102 und der Deckschicht-Struktur 128 angeordnet sein. Das optoelektronische Bauelement 100 kann eine flache
und/oder und mechanisch unflexible Bauform aufweisen,
beispielsweise nicht biegbar oder formstabil.
Entscheidender Parameter für die Wahl des Stoffs der
Wärmeverteilungsschicht ist die wärmeverteilende Wirkung, sowie allgemeine Eigenschaften der Wärmeverteilungsschicht beispielsweise die Verlässlichkeit , beispielsweise
Zuverlässigkeit, die Robustheit, die Kosten, die
Prozessierbarkeit.
Dadurch können die mechanischen Eigenschaften der ersten Wärmeverteilungsschicht 202 von untergeordneter Bedeutung sein . Erste Wärmeverteilungsschichten 202 können beispielsweise ein Metall oder Kohlenstoff-basiert sein, beispielsweise Graphit, Graphen .
Fig.3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes mit Wärmeverteilungsschicht.
In der Querschnittsansicht 300 ist eine Ausgestaltung eines formbaren optoelektronischen Bauelementes 100, beispielsweise einer formbaren OLED, auf einem KunststoffSubstrat 102 oder Metallsubstrat 102 dargestellt, ähnlich einer Ausgestaltung der Beschreibungen Fig.2.
Weitere erste Wärmeverteilungsschichten 202 sind nicht transparent, beispielsweise Wärmeverteilungsschichten die ein Metall, Graphen oder ähnliches aufweisen oder daraus gebildet sind (nicht dargestellt) . Daraus folgt, dass die elektromagnetische Strahlung, die von dem optoelektronischen Bauelement bereitgestellt wird, zu der anderen Seite emittiert wird, das heißt nicht in Richtung des Trägers 102.
In Kombination mit ebenfalls nicht transparentem Metall- Träger 102 wird Die erste Wärmeverteilungsschicht 202 auf der Seite des Metall-Trägers 102 in dem optoelektronischen
Bauelement 100 ausgebildet bzw. angeordnet.
Transparente Schichten, beispielsweise sehr dünne Schichten, beispielsweise auch Oxid- oder Nitrit-Schichten, und/oder Schichten deren Stoff oder Stoffgemische einen kleinen
Elastizitätsmodul aufweisen, können bei einem
optoelektronischen Bauelementen mit einer, bezüglich der transparenten Schichten, großen Dicke der ersten
Wärmeverteilungsschicht 202 deren Stoff oder Stoffgemisch ein hohes Elastizitätsmodul aufweist (dargestellt) , keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Lage der neutralen Faser ausüben (siehe Beschreibung der Fig.7) .
Der Einfluss der organischen funktionellen Schichtenstruktur 112 des mechanisch sensitiven Bereiches 130 auf die Lage der neutralen Faser kann bezüglich der Dicke und dem
Elastizitätsmodul der ersten Wärmeverteilungsschicht 202 als gering, beispielsweise vernachlässigbar, angesehen werden.
Aufgrund der Ausgestaltung der ersten Wärmeverteilungsschicht 202 mit hohem Elastizitätsmodul kann die neutrale Faser in der Nähe der ersten Wärmeverteilungsschicht 202,
beispielsweise nahe der geometrischen Mitte des
Schichtquerschnittes, verlaufen.
Dadurch kann beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes 100 beispielsweise der mechanisch sensitive Bereich 130, beispielsweise der elektrisch aktive Bereich 106 mechanisch stark belastet werden und es beispielsweise zu einer Beschädigung, beispielsweise einem Kurzschließen oder
Delaminieren, oder einer Reduzierung der Effizienz der
Schichten des elektrisch aktiven Bereiches 106 kommen. Fig.4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen
Ausgestaltungen .
In den Ansichten 400 sind zwei unterschiedliche, konkrete Ausgestaltungen eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen, dargestellt.
Der Träger 102, der mechanisch sensitive Bereich 130, d.h. der elektrisch aktive Bereich 106, die Barriereschicht 104 und die Dünnschichtverkapselung 108; und die Deckschicht- Struktur 128 können ähnlich oder gleich einer der
Ausgestaltungen der Beschreibung der Fig.l bis Fig.3
eingerichtet sein. Eine zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann als
Wärmeverteilungsschicht einer zweiten Bauart verstanden werden .
Die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann in verschiedenen Ausgestaltungen einen Stoff aufweisen oder daraus gebildet sein, mit einem kleinen Elastizitätsmodul, beispielsweise kleiner ungefähr 70 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 10 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 5 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 1 GPa und einer hohen Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise größer ungefähr 10 W/(m-K), beispielsweise größer ungefähr 50 W/(m-K), beispielsweise größer ungefähr 100 W/(m-K), beispielsweise größer ungefähr 200 W/(m-K), beispielswiese ungefähr 500 W/ (mK) . In einer Ausgestaltung kann die zweite
Wärmeverteilungsschicht 402 einen Stoff oder ein Stoffgemisch mit einem Elastizitätsmodul ähnlich oder gleich dem Elastizitätsmodul des Trägers 102 und/oder der Deckschicht- Struktur 128 aufweisen.
Die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die neutrale Faser des
optoelektronischen Bauelementes 100 auf die Lage des
mechanisch sensitiven Bereiches 130, beispielsweise dem elektrisch aktiven Bereich 106, im Schichtquerschnitt des optoelektronischen Bauelementes 100 eingestellt ist,
beispielsweise mittels Anpassens der Dicke des Substrates und/oder der Deckschicht-Struktur 128.
Dadurch kann die neutrale Faser beispielsweise in einem sehr geringen Abstand zu der organischen funktionellen
Schichtenstruktur 112, der Barriereschicht 104 und/oder der Dünnschichtverkapselung 108 ausgebildet werden.
Daraus kann beispielsweise eine Verminderung des mechanischen Stresses auf die organische funktionelle Schichtenstruktur 112, die Barriereschicht 104 und/oder die
Dünnschichtverkapselung 108 im Falle eines Biegens des optoelektronischen Bauelementes 100 resultieren.
Dadurch können die maximale und/oder dauerhaft mögliche mechanische Belastbarkeit und die Lebensdauer mechanisch belasteter optoelektronischer Bauelemente 100 erhöht werden und neue Anwendungsgebiete ermöglicht werden.
In einer Ausgestaltung kann die zweite
Wärmeverteilungsschicht 402 als eine Folie eingerichtet sein oder aufweisen, beispielsweise eine Verbundfolie, wobei die Folie beispielsweise Ruß, Graphit, Graphen und/oder
Kohlenstoffnanoröhren aufweisen kann/können, beispielsweise als einseitige oder beidseitige Beschichtung auf einer metallischen Folie oder einem metallischen Netz,
beispielsweise als Graphitblatt. Eine Berechnung der Dicke der Wärmeverteilungsschicht ist in den Fig.5 und Fig.6 und der dazugehörigen Beschreibung dargestellt . Fig.5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht zur
Berechnung der Dicke einer Wärmeverteilungsschicht eines optoelektronischen Bauelementes, gemäß verschiedenen
Ausgestaltungen . In einer Ausgestaltung kann die Deckschicht-Struktur 128 eine Dicke größer ungefähr 10 ym aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 100 ym bis ungefähr 400 ym, beispielsweise ungefähr 200 ym, und einen Elastizitätsmodul in einem Bereich von ungefähr 2 GPa bis ungefähr 8 GPa, beispielsweise ungefähr 5 GPa.
Die Dünnschichtverkapselung 108 kann eine Dicke von kleiner ungefähr 2 ym aufweisen. Das Elastizitätsmodul der
Dünnschichtverkapselung 108 kann, beispielsweise für Oxide, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 100
GPa bis ungefähr 200 GPa, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 120 GPa bis ungefähr 170 GPa, beispielsweise
ungefähr 150 GPa aufweisen. Der elektrisch aktive Bereich 106 kann eine Dicke von kleiner ungefähr 2 ym aufweisen. Der elektrisch aktive Bereich 106 kann beispielsweise Metalle und/oder Oxide aufweisen.
Der elektrisch aktive Bereich 106 kann eine Dicke von kleiner ungefähr 2 ym aufweisen. Der metallische Anteil an dem elektrisch aktiven Bereich 106, beispielsweise die Elektroden 110, 114, kann beispielsweise einen Elastizitätsmodul in einem Bereich von ungefähr 50 GPa bis ungefähr 100 GPa aufweisen .
Die Barriereschicht 104 kann eine Dicke von kleiner ungefähr 2 ym aufweisen. Der Elastizitätsmodul der Barriereschicht 104 kann, beispielsweise für Oxide, beispielsweise einen Wert in einer Größenordnung von ungefähr 170 GPa aufweisen.
Der Träger 102, beispielsweise ein Träger 102 der einen
Kunststoff aufweist oder daraus gebildet ist,
kann eine Dicke von größer ungefähr 10 ym bis ungefähr 500ym aufweisen, beispielsweise ungefähr 125 ym.
Der Elastizitätsmodul des Trägers 102 kann beispielsweise einen Betrag in einem Bereich von ungefähr 2 GPa bis ungefähr 8 GPa aufweisen, beispielsweise ungefähr 5 GPa.
Die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann beispielsweise eine Dicke von größer ungefähr 10 ym aufweisen,
beispielsweise in einem Bereich von 50 ym bis ungefähr
400 ym, beispielsweise einem Bereich von 200 ym bis ungefähr 360 ym.
Der Elastizitätsmodul der zweiten Wärmeverteilungsschicht 402 kann beispielsweise einen Betrag von kleiner ungefähr 70 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 5 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 1 GPa, beispielsweise kleiner ungefähr 0,5 GPa aufweisen . Die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann beispielsweise auf oder über dem Träger 102 fixiert werden, beispielsweise mittels eines Epoxid-Klebstoffes oder einer Wärmeleitpaste (nicht dargestellt) aufgeklebt werden. Fig.6 zeigt eine schematische Darstellung zur Lage der neutralen Faser in einem optoelektronischen Bauelement, gemäß unterschiedlicher Ausgestaltungen einer
Wärmeverteilungsschicht .
Dargestellt ist die Lage der neutralen Faser für eine
Ausgestaltung einer zweiten Wärmeverteilungsschicht 402 Die Dünnschichtverkapselung 108, der elektrisch aktive
Bereich 106, die Barriereschicht 104 und der Träger 102 können gemäß einer der Ausgestaltungen der Beschreibung der Fig.5 eingerichtet sein.
Die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann eine Dicke von ungefähr 200 ym aufweisen und einen Elastizitätsmodul von ungefähr 0,5 GPa. Die Deckschicht-Struktur 128 kann einen Elastizitätsmodul in einem Bereich von ungefähr 2 GPa bis ungefähr 8 GPa
aufweisen .
Mittels der Dicke der Deckschicht-Struktur 128 kann die Lage der neutralen Faser beispielsweise bezüglich des elektrisch aktiven Bereiches 106 eingestellt werden.
Bei einer Dicke der Deckschicht-Struktur 128 von ungefähr 166 ym kann sich die neutrale Faser der zweiten
Wärmeverteilungsschicht 402 ungefähr an der gemeinsamen
Grenzfläche, d.h. dem körperlichen Kontakt, der Deckschicht- Struktur 128 und der Dünnschichtverkapselung 108 befinden (dargestellt mittels der Linie 602) . Bei einer Dicke der Deckschicht-Struktur 128 von ungefähr 157 ym kann sich die neutrale Faser der zweiten
Wärmeverteilungsschicht 402 innerhalb des mechanisch
sensitiven Bereiches 130 befinden (dargestellt mittels der Linie 604), beispielsweise in der Mitte bezüglich der
Elastizitätsmodule der Schichten des mechanisch sensitiven Bereiches 130.
Bei einer Dicke der Deckschicht-Struktur 128 von ungefähr 148 ym kann sich die neutrale Faser der zweiten
Wärmeverteilungsschicht 402 ungefähr an der gemeinsamen
Grenzfläche, d.h. dem körperlichen Kontakt, des Trägers 102 und der Barriereschicht 104 befinden (dargestellt mittels der Linie 606) .
Daraus ist ersichtlich das bei der Dicke der Deckschicht- Struktur 128 von ungefähr 154 ym mit einem Elastizitätsmodul von ungefähr 5 GPa die neutrale Faser im elektrisch aktiven Bereich 106 ausgebildet werden kann. Bei einer Dicke der Deckschicht-Struktur 128 von ungefähr 166 ym kann die
neutrale Faser in Richtung der Deckschicht-Struktur
verschoben werden.
Mit anderen Worten: die zweite Wärmeverteilungsschicht 402, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen kann ein
anwendungsspezifisches Einstellen der Position der neutralen Faser in einem mechanisch sensitiven Bereich des
optoelektronischen Bauelementes mittels beispielsweise der Dicke der Deckschicht-Struktur ermöglicht werden.
Fig.7 zeigt eine Tabelle zu unterschiedlichen Parametern bezüglich der Lage der neutralen Faser, gemäß verschiedenen Ausgestaltungen von Wärmeverteilungsschichten eines
optoelektronischen Bauelements.
In der Tabelle der Fig.7 sind Wärmeverteilungsschichten 706 nach Bauart 702 und gemäß verschiedenen Ausgestaltungen 704, sowie die notwendigen Ausgleichsmaßnahmen bzw.
Anpassungsmaßnahmen bezüglich der Dicke des Trägers 708 (0 ym/ 50 ym/ 100 ym) und bezüglich der Dicke der
Deckschicht-Struktur 710 dargestellt, sodass die neutrale Faser in der Nähe des elektrisch aktiven Bereiches 106 ausgebildet ist.
Die unterschiedlichen Ausgestaltungen der
Wärmeverteilungsschichten 706 weisen unterschiedliche
Schichtdicken auf, unterschiedliche Materialien und damit unterschiedliche Elastizitätsmodule . Aus der Kombination des Substrates und der jeweiligen
Wärmeverteilungsschicht kann die Dicke der Deckschicht- Struktur 128 berechnet werden. Für jede Dicke des Trägers 102 ist die jeweils assoziierte Dicke der Deckschicht-Struktur 128 angegeben.
Eine Ausgestaltung mit einer Dicke des Trägers 102 von 0 ym kann als eine Ausgestaltung ohne Träger 102 verstanden werden.
Mit anderen Worten: die zweite Wärmeverteilungsschicht 402 kann bei einer Dicke des Trägers 102 von 0 ym als Substrat des elektrisch aktiven Bereiches 106 eingerichtet sein, beispielsweise als metallischer Träger.
Die Werte der Dicke der Deckschicht-Struktur 710 der
Wärmeverteilungsschichten 702 zeigen, dass metallische
Wärmeverteilungsschichten 702 ohne Beschränkung des Stoffes oder des Stoffgemisches des Trägers 102 nur mittels sehr dicker Deckschicht-Strukturen 128 ausgeglichen werden können, beispielsweise größer ungefähr 400 ym. Nur bei
optoelektronischen Bauelementen 100 bei denen der Träger 102 als erste Wärmeverteilungsschichten 202 eingerichtet ist, können Deckschicht-Strukturen 128 mit einer Dicke unter 400 ym realisiert werden.
Wärmeverteilungsschichten mit kleinem Elastizitätsmodul 704, gemäß verschieden Ausgestaltungen, können ungefähr mit weniger als der Hälfte der Dicke der Deckschicht-Struktur 128 auskommen .
Dadurch kann die Dicke des optoelektronischen Bauelementes reduziert werden und zusätzlich die mechanische Flexibilität des optoelektronischen Bauelementes erhöht werden. In verschiedenen Ausführungsformen werden ein
optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes bereitgestellt, mit denen es möglich ist ein mechanisch flexibles, optoelektronisches Bauelement mit
Wärmeverteilungsschicht auszubilden .

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Bauelement (100), aufweisend:
einen elektrisch aktiven Bereich (106) auf oder über einem Träger (102); eine Deckschicht-Struktur (128) auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich (106) und eine Wärmeverteilungsschicht (402) im körperlichen Kontakt und/oder thermischen Kontakt mit dem Träger (102) oder der Deckschicht-Struktur (128);
· wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) zum
Verteilen der Wärme des elektrisch aktiven Bereiches (106) eingerichtet ist; und
• wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) derart
eingerichtet ist, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes (100) beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes in dem elektrisch aktiven Bereich (106), in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches (106), in der Deckschicht-Struktur (128) oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur (128) eingerichtet ist.
2. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) als eine
Verbundfolie eingerichtet ist oder eine Verbundfolie aufweist .
3. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 2, wobei die Verbundfolie Stoffschlüssig mit dem Träger oder der Deckschicht-Struktur (128) verbunden ist.
4. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Wärmeverteilungsschicht einen
Elastizitätsmodul kleiner ungefähr 70 GPa aufweist. Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Wärmeverteilungsschicht eine
Wärmeleitfähigkeit größer ungefähr 50 W/(m-K) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei die Wärmeverteilungsschicht eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 ym bis ungefähr 500 ym aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Dicke des Trägers (102) und/oder die Dicke der Deckschicht-Struktur (128) derart bezüglich der Dicke und dem Elastizitätsmodul der Wärmeverteilungsschicht (402) angepasst sind/ist, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes (100) beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes (100) in dem elektrisch aktiven Bereich (106), in einem Randbereich des
elektrisch aktiven Bereiches (106), in der Deckschicht- Struktur (128) oder in einem Randbereich der
Deckschicht-Struktur (128) eingerichtet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) einen Stoff oder ein Stoffgemisch aufweist oder daraus gebildet ist aus der Gruppe der Stoffe: Aluminium, Stahl, Kupfer, Ruß, Graphit, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren .
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß Anspruch 8, wobei der Ruß, das Graphit, das Graphen und/oder die Kohlenstoffnanoröhren als Plättchen eingerichtet
ist/sind, wobei sich die Plättchen wenigstens teilweise überlappen, und wobei die Plättchen eine lokale
Orientierung aufweisen, insbesondere ein Anordnung der längsten Achse der Plättchen parallel zu der Oberfläche des Trägers (102) oder der Oberfläche der Deckschicht- Struktur (128) .
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9,
wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) wenigstens als ein Teil des Trägers (102) oder der Deckschicht-Struktur (128) eingerichtet ist.
Optoelektronisches Bauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10,
eingerichtet als organische Leuchtdiode (100).
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen
Bauelementes ,
Bilden eines elektrisch aktiven Bereiches (106) auf oder über einem Träger (102); Bilden einer Deckschicht- Struktur (128) auf oder über dem elektrisch aktiven Bereich (106) und Ausbilden einer
Wärmeverteilungsschicht (402) auf oder über dem Träger und/oder Ausbilden einer Wärmeverteilungsschicht (402) auf oder über der Deckschicht-Struktur (128);
• wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) zum
Verteilen der Wärme des elektrisch aktiven Bereiches (106) ausgebildet wird; und
• wobei die Wärmeverteilungsschicht (402) derart
ausgebildet wird, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes (100) beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes (100) in dem elektrisch aktiven Bereich (106), in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches (106), in der Deckschicht-Struktur (128) oder einem
Randbereich der Deckschicht-Struktur (128) eingerichtet ist.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Ausbilden der Wärmeverteilungsschicht ( 402 ) das Aufbringen einer Verbundfolie aufweist, wobei die
Verbundfolie Stoffschlüssig mit dem Träger oder der Deckschicht-Struktur (128) verbunden wird, wobei die Stoffschlüssige Verbindung als eine Klebstoff-Verbindung und/oder eine Wärmeleitpaste-Verbindung eingerichtet ist .
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13,
wobei die Dicke des Trägers (102) und/oder die Dicke der Deckschicht-Struktur (128) derart bezüglich der Dicke und dem Elastizitätsmodul der Wärmeverteilungsschicht (402) ausgebildet werden, dass die neutrale Faser des optoelektronischen Bauelementes (100) beim Biegen des optoelektronischen Bauelementes (100) in dem elektrisch aktiven Bereich, in einem Randbereich des elektrisch aktiven Bereiches, in der Deckschicht-Struktur oder in einem Randbereich der Deckschicht-Struktur eingerichtet ist .
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