WO2014067852A1 - Organisches optoelektronisches bauelement und verfahren zum betrieb des organischen optoelektronischen bauelements - Google Patents

Organisches optoelektronisches bauelement und verfahren zum betrieb des organischen optoelektronischen bauelements Download PDF

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WO2014067852A1
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organic
detecting element
light detecting
emitting element
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Michael Popp
Marc Philippens
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • Organic optoelectronic component and method for operating the organic optoelectronic component
  • Light sources which corresponds to long-term processes. Changes in the ambient conditions with regard to the lighting, for example, occur when the light incidence through windows in a lighted room at different times of day.
  • Area light sources such as an organic light
  • OLED organic light emitting diode
  • Processing the luminance in the sum decreases with time.
  • the decrease in luminance may be due to elevated temperatures that occur during operation and may damage the organic materials.
  • the radiated light from the light source In order to keep the luminance constant in the environment of a light source such as a surface light source with time, the radiated light from the light source
  • the light source due to a measurement signal of one or more switched externally
  • Sensors are controlled, regulated.
  • external sensors for example, photodiodes, photoconductors,
  • Radiation power can be used at a preselected location, which can be part of a controller of the light source via an external wiring or interconnection.
  • a preselected location which can be part of a controller of the light source via an external wiring or interconnection.
  • At least one object of certain embodiments is to provide an organic optoelectronic device. At least one more task of certain
  • Embodiments are to specify a method for operating an organic optoelectronic component. These tasks are covered by an object and a
  • an organic optoelectronic component has at least one organic light-emitting element which has an organic light-emitting element
  • the at least one organic light-emitting element is designed as an organic light-emitting diode (OLED), which can emit visible light through at least one of the electrodes during operation.
  • OLED organic light-emitting diode
  • at least one of the electrodes is transparent.
  • transparent refers to a layer which is permeable to visible light, whereby the transparent layer may be transparent or at least partially light-scattering and / or partially absorbing light, so that a layer designated as transparent, for example, also diffuse or milky
  • emitting element is as low as possible.
  • a transparent electrode may be made of a transparent conductive oxide ("transparent conductive oxide").
  • TCO transparent conductive oxide
  • graphene graphene
  • metallic network structures or have such a material.
  • organic functional layer stack is located of the organic light-emitting element, can be reflective
  • both electrodes may be transparent.
  • the organic light-emitting element may be formed in particular as a transparent OLED.
  • the organic optoelectronic component furthermore has at least one organic light detecting element which has at least one organic light detecting layer.
  • the at least one organic light detecting element may be configured to convert light incident on the at least one organic light detecting layer into an electrically measurable signal, such as voltage, current or electrical resistance.
  • the organic optoelectronic component has a common substrate for the at least one organic light-emitting element and the at least one organic light-detecting element, which are arranged in particular on the common substrate in laterally adjacent surface regions.
  • the organic light-emitting element and the organic light-detecting element are further arranged in a same plane by the common arrangement on the same substrate in laterally adjacent surface areas, wherein the organic light-emitting element and the organic light detecting element each directly adjacent to the substrate.
  • the common substrate may in particular be the only one
  • Substrate of the organic optoelectronic device be.
  • the functional layer stacks and the electrodes of the organic light-emitting and light-detecting elements of the organic optoelectronic component are applied successively or simultaneously, in particular on the common substrate, so that the common substrate is the substrate which is the substrate
  • the organic light-emitting and light-detecting elements are not formed on their own substrates and then placed on the common substrate, but fabricated on the common substrate.
  • no further substrate is arranged between the common substrate and the organic functional layers of the organic light-emitting and light-detecting elements.
  • lateral here and in the following denotes a direction parallel to the main extension plane of the common substrate, so that a lateral direction is, for example, perpendicular to the stacking direction of the electrodes and the
  • directed organic functional layer stack of at least one organic light-emitting element of at least one organic light-emitting element.
  • the at least one organic light detecting element is organic
  • the photodiode may have an organic functional layer stack between two electrodes, wherein the organic functional layer stack as the organic light detecting layer of the organic light detecting element has at least one pn junction for generating
  • the organic photodiode may have the same structure as the at least one organic light emitting element with respect to the electrodes and the organic functional layer stack
  • the organic photodiode may have other materials and / or other layer structures with respect to the electrodes and / or the organic functional layer stack as compared to the organic light emitting element although an additional effort in the production may be required, but also the sensitivity of the at least one organic light detecting element can be specifically adapted.
  • the at least one organic light detecting element is organic
  • Photoconductor formed and usable with an organic photoconductive material as an organic light-detecting layer, which upon irradiation of light electric
  • Organic photoconductive materials may for example be formed in one layer on an electrically conductive layer, for example an electrode. Furthermore, organic photoconductive materials
  • At least two layers with at least one organic charge carrier generating layer and an organic charge carrier transporting layer are provided.
  • at least two layers with at least one organic charge carrier generating layer and an organic charge carrier transporting layer are provided.
  • an organic light detecting element configured as an organic photoconductor may have the same structure as the at least one organic light emitting element.
  • organic light detecting element this can also be constructed simultaneously as a photoconductor and photodiode.
  • Such an organic light detecting element may be provided with an electrical bias as a photodiode and without
  • electrical bias can be used as a photoconductor. Furthermore, depending on the materials used and structure and the electrical resistance of at least one
  • the at least one organic light detecting Element can be designed and used as an organic photoresistor.
  • Element and the at least one organic light-emitting element have an identical structure. Furthermore, it may also be possible that the organic light detecting element only n- or p-conductive layers or a
  • the at least one organic light emitting element and the at least one organic light detecting element are preferably formed electrically separated from each other with respect to their respective electrodes and organic functional layers on the substrate.
  • the at least one organic light detecting element covers a surface area on the common substrate, which is spatially separated from the surface area that the
  • the at least one organic light-detecting element is smaller than the at least one organic light-emitting element with respect to its area occupation on the common substrate
  • the at least one organic Light detecting element on the common substrate cover an area that is less than or equal to ten percent, or less than or equal to five percent, or less than or equal to one percent of the area that is covered by at least one organic light emitting element on the common substrate.
  • the at least one organic light detecting element optionally be covered with a plurality of organic light emitting elements, while the at least one organic light detecting element or
  • Component in operation has a luminous surface, which may correspond substantially to the total area of the common substrate.
  • a method for operating the organic optoelectronic component comprises an electronic component, for example a controllable current and / or voltage source, which measures the light having ambient light detected by the at least one organic light detecting element and which at least an organic light-emitting element in
  • Detecting detected light detected element means, in particular, that the electronic component that
  • the electronic component so for example a controllable power and / or
  • controllable current and / or voltage source can be formed by an electronic component that acts as a hybrid or monolithic electronic circuit
  • the common substrate for this purpose at least partially an integrated
  • Circuit based on a semiconductor material such as silicon, and / or have printed electronics.
  • the electronic component that is to say for example the controllable current and / or voltage source
  • the electronic component to be designed as an external electronic component which is connected to the organic optoelectronic component via suitable electrical connections such as conductor tracks and / or wire connections ,
  • the at least one organic light-emitting element and the at least one organic light-detecting element separately from one another.
  • the at least one organic light-emitting element with an electronic
  • Component be connected in the form of a current and / or voltage source, while the at least one organic light detecting element with an electronic component in the form of a current and / or voltage and / or
  • Embodiments equally apply to the organic optoelectronic component and to the method for operating the organic optoelectronic component.
  • the at least one organic light detecting element which may have, for example, the same layer structure as the at least one organic light emitting element, on a preferably small, separated surface area of the common substrate, in addition to at least in the organic optoelectronic component described here, at least an organic light emitting element, a sensor element can be integrated.
  • a sensor element can be integrated.
  • an electrically measurable signal such as a photo voltage, a photocurrent or a change in resistance is generated, the higher the higher the incident light intensity is.
  • the sum of all incident light sources for example, by internally in the organic
  • Optoelectronic component conducted scattered light emitted by the at least one organic light emitting element in operation light are formed by externally reflected light, by light of other light sources and combinations thereof.
  • the electrically measurable signal of the at least one organic light detecting element can be further processed in an electronic circuit which can be formed by an external electronic component or which can form a part of the organic optoelectronic component as a monolithic element.
  • the organic light-emitting element can be controlled be that the luminosity at the location of at least one organic light detecting element can be kept constant.
  • the surface of the at least one organic light detecting element can be adapted so that a sufficiently stable electrical signal can be generated in operation, without instability of the light source, that is, the at least one organic light emitting element caused due to unstable feedback.
  • a sufficiently stable electrical signal can be generated in operation, without instability of the light source, that is, the at least one organic light emitting element caused due to unstable feedback.
  • the organic optoelectronic component described here it can be advantageously possible to achieve an exact automatic readjustment of the emitted light intensity of the organic light-emitting element without an external sensor, which is particularly the case
  • the light emitting diode at the point of origin of the light is independent of
  • the at least one organic light detecting element is adapted to detect ambient light.
  • ambient light is here and below referred light, which can meet from outside on the at least one organic light detecting element, that is not within the organic Optoelectronic component is passed by internal scattering or light pipe effects of at least one organic light emitting element to at least one organic light detecting element.
  • the at least one organic light detecting element may be configured to detect ambient light through the common substrate.
  • the common substrate is particularly preferably transparent in this case and may, for example, comprise or be made of glass and / or a transparent plastic.
  • the common substrate in the form of a glass plate or glass layer or in the form of a
  • Plastic plate, plastic layer or plastic film or in the form of a glass-plastic laminate may be formed with at least one glass layer and at least one plastic layer.
  • Ambient light detection through the substrate also formed transparent or has at least one
  • the electrode is designed, for example, as a ring contact.
  • ring contact any shape of an electrode is here and hereinafter referred to, the one of electrode material in the lateral direction wholly or even partially
  • the at least one organic light-detecting element is configured to detect ambient light which is from the side of the organic opposite the substrate
  • the common substrate may be transparent, or at least not transparent, at least in the region of the organic light-detecting element
  • Encapsulation and / or a cover so this is also transparent in this case.
  • the at least one organic light-emitting element is adapted to light on a radiation side of the organic
  • Radiating side which designates that side or those sides on which or on which the organic
  • the common substrate be formed by the side on which viewed from the at least one organic light-emitting layer of the at least one organic light-emitting element, the common substrate.
  • the common substrate is preferably transparent is formed, the at least one organic light emitting element as well as the organic
  • Optoelectronic device may be referred to as a so-called bottom emitter. Furthermore, it is also possible for a radiation side, viewed from the at least one organic light-emitting layer, to rest on the side of the organic one opposite the common substrate
  • the at least one organic light-emitting element and also the organic optoelectronic component can be designed as a so-called top emitter. If the organic optoelectronic component is simultaneously designed as a bottom emitter and as a top emitter, it may preferably be a transparent organic optoelectronic component having two
  • the at least one organic light detecting element is arranged to detect ambient light which is incident on one of a light source
  • Radiation side of the organic optoelectronic component different side is irradiated onto the organic optoelectronic component, so that a radiation side of the organic optoelectronic component and a
  • the organic optoelectronic component for example, in the direction away from the common substrate, the organic optoelectronic component thus has a top emitter configuration, this means that the at least one organic light detecting element can detect ambient light through the common substrate. If, however, the organic optoelectronic component is designed as a bottom emitter, this means that the at least one Organic light detecting element is adapted to ambient light from the side of the organic optoelectronic device opposite to the substrate
  • the organic light-detecting element is configured to detect ambient light which is radiated onto the organic optoelectronic component on the emission side.
  • a detection side of the at least one organic light detecting element in this case corresponds to a radiation side of the at least one organic light emitting element.
  • the organic optoelectronic component has a plurality of organic light detecting elements.
  • a plurality of organic light detecting elements is arranged on the common substrate.
  • the plurality of organic light detecting elements and the at least one organic light emitting element are disposed on the same side of the common substrate.
  • ambient light can be detected, for example, at different positions of the organic optoelectronic component.
  • ambient light can be detected from different sides of the organic optoelectronic component with different organic light detecting elements.
  • At least one of the plurality of organic light detecting elements is configured to receive ambient light through the substrate detect while at least one of the plurality of organic light detecting elements is adapted to detect ambient light from the side of the organic optoelectronic device opposite to the substrate.
  • organic light detecting elements exist that independently of each other ambient light of different
  • Pages of the organic optoelectronic device can detect.
  • at least two of the plurality of light-detecting elements may have different detection sides for the detection of ambient light.
  • an organic light detecting element is provided, the ambient light only on one side of the organic
  • organic light detecting element can detect ambient light on both sides of the organic optoelectronic device and thus detecting both sides
  • a plurality of organic light-emitting elements is arranged on the common substrate.
  • the plurality of organic light emitting elements and the at least one organic light detecting element or also a plurality of organic light detecting elements are all arranged on the same side of the common substrate.
  • the organic light-emitting elements of the plurality of may be controllable separately from one another, so that the individual organic light-emitting elements can be switched on or off independently of one another, for example.
  • each of at least two of the plurality of organic light-emitting elements can each detect at least one organic light
  • That an organic light-detecting element is associated with an organic light-emitting element means, in particular, that the light-detecting element and the light-emitting element with respect to
  • Brightness control of the light-emitting element form a functional unit. Furthermore, it may also mean that the organic light detecting element the
  • the organic optoelectronic component has an encapsulation on the at least one organic light-emitting element and / or on the at least one organic light
  • the encapsulation can For example, be formed by a so-called thin-film encapsulation, the at least one or more thin
  • Atomic layer deposition method is applied to the organic light emitting element and / or on the organic light detecting element.
  • the encapsulation may, for example, also have a glass cover which overlies at least one glass cover
  • Cover with a depression over the organic elements which is applied by means of gluing, soldering, glass soldering, bonding or other suitable method.
  • the at least one organic light-emitting element and the at least one organic light-detecting element are encapsulated with a common encapsulation. In other words, this means that an encapsulation on the organic light
  • an electrical insulator layer can be arranged directly on the substrate, which differs from the
  • Insulator layer directly on the substrate may be provided in particular to the organic light-emitting Element electrically detecting from organic light
  • Element electrically and / or optically isolate.
  • no electrical insulator layer is present between the at least one organic light-emitting element and the at least one organic light-detecting element.
  • this may mean that between the at least one organic light-emitting element and the at least one organic light
  • Substrate is arranged and thus between the two
  • the at least one organic light-emitting element having a first
  • Encapsulation encapsulated separately applied encapsulation This may in particular mean that a gap
  • Detecting element is free of encapsulation.
  • an electrical insulator layer can be arranged between the at least one organic light-emitting element and the at least one organic light-detecting element, which is arranged in the lateral direction between the first and second encapsulation. In other words, this may mean that the electric
  • Insulator layer which preferably for electrical and / or optical isolation of the organic light emitting Elements of organic light detecting element
  • a decoupling layer which is formed for example as a scattering layer and a light extraction of the light generated in the at least one organic light emitting element from the organic optoelectronic
  • the coupling-out layer can be any suitable coupling-out layer.
  • a decoupling layer can also be arranged as an internal scattering layer or decoupling layer between the common substrate and the organic light-emitting element.
  • an outcoupling layer may also be arranged on the side of the organic light-emitting element opposite the substrate.
  • organic optoelectronic component described here can be compared to conventional organic
  • Element can, by a suitable control in operation, a precise adjustment of the radiation power of the at least one organic light-emitting element, in particular may be formed as a surface light element, carried out to external conditions, which may result in operation, for example, to save energy.
  • a suitable control in operation a precise adjustment of the radiation power of the at least one organic light-emitting element, in particular may be formed as a surface light element, carried out to external conditions, which may result in operation, for example, to save energy.
  • an automated electronic circuit which can be embodied as a monolithic electronic component or as an external electronic component with a current and / or voltage source which can control the at least one organic light-emitting element by the electrical signal generated by the at least one organic light detecting element , an efficient readjustment of the lighting can be possible.
  • Measurements with test constructions comprising an organic light emitting element having a luminous area of about 2 cm 2 , an operating voltage of 6.5 V and a luminance of about 2500 cd / m 2 have been obtained by varying the areas of an organic light emitting element and an organic light detecting element and by varying the distance and the lateral offset between the organic light emitting element and the
  • organic light detecting element shown that in the case of an organic photodiode as an organic light detecting element, the larger the surface of the organic light detecting the photosensing voltage
  • organic light detecting element were in the range of 5 mm to 75 mm, for example at 5 mm, 20 mm and 75 mm, a typical detector size for the organic light
  • Detecting element had a diameter of about 4 mm.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an organic compound
  • Figures 2A and 2B are schematic representations of a
  • FIGS 3 to 12 are schematic representations of organic optoelectronic devices according to further aspects
  • FIGS 13A to 16N are schematic representations of
  • FIGS 17 and 18 are schematic representations of organic optoelectronic devices according to further aspects
  • identical, identical or identically acting elements can each be provided with the same reference numerals.
  • the illustrated Elements and their proportions with each other are not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers, components, components and areas, for better presentation and / or better understanding may be exaggerated.
  • OLED organic light emitting diode
  • the organic light-emitting element 100 which in the
  • OLED 100 has a substrate 101, on which an organic functional layer stack 103 with at least one organic light-emitting layer is arranged between electrodes 102 and 104. At least one of the electrodes 102, 104 is transparent, so that light generated in the organic functional layer stack 103 during operation of the OLED 100 can be radiated through the at least one transparent electrode.
  • the substrate 101 is made transparent, for example in the form of a
  • Substrate 101 for example, a transparent
  • Plastic or a glass-plastic laminate Plastic or a glass-plastic laminate.
  • the electrode 102 applied to the substrate 101 is also transparent and comprises, for example, a transparent conductive oxide.
  • Transparent conductive oxides TCO
  • transparent, conductive materials usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, Titanium oxide, indium oxide and indium tin oxide (ITO).
  • metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, Titanium oxide, indium oxide and indium tin oxide (ITO).
  • binary metal oxygen compounds such as ZnO, SnÜ 2 or In 2 Ü 3
  • ternary metal oxygen compounds such as Zn 2 SnC> 4, CdSn0 3 , ZnSnÜ 3 , MgIn 2 Ü 4 , Galn0 3 , ⁇ 2 ⁇ 2 ⁇ 5 or In 4 Sn 3 0i 2 or mixtures of different transparent conductive oxides to the group of TCOs.
  • TCOs do not necessarily correspond to one
  • a transparent electrode may, for example, also comprise a transparent metal, metallic network structures or conductive networks, for example with or made of silver, and / or graphene or carbon-containing layers or a combination of the named transparent materials.
  • the further electrode 104 on the organic functional layer stack 103 is reflective in the embodiment shown and has a metal which may be selected from aluminum, barium, indium, silver, gold, magnesium, calcium and lithium, and compounds,
  • the electrode 104 may comprise Ag, Al or alloys or layer stacks with these, for example Ag / Mg, Ag / Ca, Mg / Al or else Mo / Al / Mo or Cr / Al / Cr.
  • the electrode 104 may also have an above-mentioned TCO material or a layer stack with at least one TCO and at least one metal.
  • the lower electrode 102 is formed as an anode in the embodiment shown, while the upper electrode 104 as
  • the electrodes 102, 104 are preferably formed over a large area and coherently, so that the organic light-emitting element 100 as a luminous source, in particular as a surface light source, is formed. "Large area” may mean that the organic light emitting element 100 has an area greater than or equal to a few
  • At least one of the electrodes 102, 104 of the organic light-emitting element 100, between which the organic functional layer stack 103 is located, is structured, whereby by means of the organic light-emitting element 100 a spatially and / or temporally structured and / or changeable
  • Luminous impression for example, for structured lighting or for a display device can be made possible.
  • electrical contacting of the electrodes 102 and 104 as shown in Figure 1, also
  • Electrode fittings 105 may be provided which extend under the encapsulation 107 described below from the electrodes 102, 104 to the outside.
  • the 105 may be formed transparent or non-transparent depending on the direction of emission of the OLED 100 and, for example, have or be a TCO and / or a metal.
  • the electrode terminals 105 may be formed by a metal layer or a metal layer stack, for example Mo / Al / Mo, Cr / Al / Cr or Al.
  • the organic functional layer stack 103 may
  • emitting layer further organic layers, for example one or more selected from a
  • Hole injection layer a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a hole transport layer, a
  • Electron blocking layer a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer and a charge generation layer (CGL), which are suitable to conduct holes or electrons to the organic light emitting layer or to block the respective transport
  • organic functional layer stack 103 may
  • the organic functional layer stack 103 may have a functional layer designed as a hole transport layer for effective hole injection into the organic layer
  • a functional layer designed as a hole transport layer for effective hole injection into the organic layer
  • materials for a hole transport layer tertiary amines, carbazole derivatives, conductive polyaniline or polyethylenedioxythiophene, for example, may prove to be advantageous as materials for the light
  • emitting layer are suitable electroluminescent
  • Isolator 106 may be present, for example, with or made of polyimide, for example, the electrodes 102, 104 can electrically isolate against each other.
  • the individual layers of the OLED 100 also need not necessarily be insulator layers 106 and may not be present, for example with corresponding mask processes for applying the layers.
  • an encapsulation 107 for protecting the organic functional layer stack 103 and the electrodes 102, 104 is arranged.
  • the encapsulation 107 is particularly preferred as Dünnfilmverkapselung
  • Encapsulation is understood in the present case to mean a device which is capable of forming a barrier to atmospheric substances, in particular to moisture and oxygen and / or to other harmful substances such as corrosive gases, for example hydrogen sulphide.
  • the thin-film encapsulation is designed so that it can be penetrated by atmospheric substances at most to very small proportions. This barrier effect is essentially carried out by thin film encapsulation
  • Encapsulation typically has a thickness of less than or equal to several 100 nm.
  • the thin-film encapsulation may comprise or consist of thin layers suitable for the
  • the thin layers for example, by means of a
  • Atomic layer deposition or molecular layer deposition (MLD) methods are suitable materials for the layers of the encapsulation arrangement.
  • ALD Atomic layer deposition
  • MLD molecular layer deposition
  • alumina for example, alumina, zinc oxide, zirconia,
  • the encapsulation has a layer sequence with a plurality of the thin layers, each having a thickness between an atomic layer and a few 100 nm.
  • ALD atomic layer deposition
  • barrier layers at least one or a plurality of further layers, ie in particular barrier layers and / or
  • PECVD PECVD
  • Materials for this may be the aforementioned materials as well as silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride,
  • layers may each have a thickness between 1 nm and 5 ym, and preferably between 1 nm and 400 nm, with the limits included.
  • the encapsulation 107 can also have a glass cover which, for example, can be in the form of a glass substrate having a cavity on the substrate 101 by means of an adhesive layer
  • Moisture absorbing material such as zeolite
  • Adhesive layer for attaching the lid on the substrate itself to be absorbent for damaging substances and / or adhesive layer structures may be present.
  • Encapsulation 107 as shown in Figure 1, a pasted by means of an adhesive layer 108 cover 109th
  • the cover 109 which may also be referred to as a "superstrate” with respect to its arrangement in comparison to the substrate 101, can be characterized by a
  • Glass layer or glass plate or a plastic, a metal or a combination or a laminate of said materials may be formed and in particular in conjunction with an encapsulation formed as a thin-film encapsulation 107 as a mechanical protection, especially as a cat protection, serve, without the cover 109 itself act encapsulating got to.
  • a protective lacquer for example in the form of a spray lacquer, may also be applied to the encapsulation 107.
  • the OLED 100 is so-called due to the transparent substrate 101 and the transparent lower electrode 102
  • Bottom emitter executed and emits light in operation through the transparent electrode 102 and the transparent substrate 101 from.
  • Layer stack 103 remote from the side of the substrate 101 may be arranged an optical Auskoppeltik 110, the
  • a litter layer with scattering particles in one transparent matrix and / or formed with a light-scattering surface structure for example, as a litter layer with scattering particles in one transparent matrix and / or formed with a light-scattering surface structure. It can also be one
  • Decoupling layer for example, between the substrate 101 and the lower, arranged on the substrate 101 electrode 102 or between other functional layers may be arranged in the form of an internal Auskoppel für.
  • the upper electrode 104 arranged facing away from the substrate 101 may also be transparent, in order to radiate the light generated in operation in the organic functional layer stack 103 through the upper electrode 104 in a direction away from the substrate 101.
  • the OLED 100 is designed as a so-called top emitter. The between the substrate 101 and the organic functional
  • Layer stack 103 disposed lower electrode 102 may, provided no light emission through the substrate 101
  • the substrate 101 may comprise a non-transparent material, such as a non-transparent glass, a non-transparent plastic, a metal, or combinations thereof.
  • the encapsulation 107 and, if present, also the adhesive layer 108 and the cover 109 are transparent in the top emitter configuration.
  • a decoupling layer can be arranged above the upper electrode 104, for example on the cover 109 or between the cover 109 and the encapsulation 107.
  • the OLED 100 can also be used simultaneously as a bottom emitter and as a top emitter and thus preferably as
  • the organic light-emitting element 100 for example with regard to the structure, the layer composition and the materials of the organic functional layer stack, the
  • FIG. 2A shows an organic optoelectronic component according to an exemplary embodiment, which has an organic light-detecting element 200 in addition to an organic light-emitting element 100.
  • the organic light detecting element 200 is used together with the
  • Substrate for the organic light emitting element 100 and the organic light detecting element 200 forms.
  • the organic light-emitting element 100 and the organic light detecting element 200 are disposed on the same side of the common substrate 101 in laterally adjacent surface areas.
  • the organic light emitting element 100 and the organic light detecting element 200 are thereby deposited in a same plane and in direct contact with the substrate 101 thereon.
  • the organic light detecting element 200 is an organic photodiode
  • Detecting element 200 has an organic
  • Layer stack 203 at least one organic light
  • the organic light detecting element 200 in the embodiment shown with respect to the electrodes 202, 204 and the organic functional
  • Layer stack 203 has the same structure as the organic light-emitting element 100 with respect to the electrodes 102, 104 and the organic functional layer stack 103 and may be inversely to the organic light-emitting element 100, that is, with opposite electrical polarity,
  • the production of the organic optoelectronic component shown can cause no or only slight additional costs in comparison with an exclusively light-emitting component.
  • the organic light detecting element 200 in FIG Compared to the organic light emitting element 100 other materials and / or other layer structures in
  • the organic optoelectronic component furthermore has an encapsulation 107, which is formed as a thin-film encapsulation and forms a common encapsulation for the organic light-emitting element 100 and the organic light-detecting element 200.
  • the encapsulation 107 extends over a large area and
  • organic light detecting element 200 On the common encapsulation 107, a common cover 109 is fixed by means of an adhesive layer 108.
  • electrode terminals 205 are provided, which serve for the electrical contacting of the electrodes 202, 204 and which may be formed like the electrode terminal pieces 105 of the organic light-emitting element 100.
  • the electrode connection pieces 105, 205 extend from the elements 100, 200 out of the encapsulation 107, so that the elements 100, 200 can be contacted from the outside.
  • an electrical insulator layer 112 which is covered by the common encapsulation 107, is arranged directly on the substrate 101.
  • the electrical insulator layer 112 which may include, or may be, polyimide or other electrically insulating material, for example, serves electrical purposes
  • Component of Figure 2A indicates the lighting conditions during operation.
  • FIG. 2B as well as in the following figures, the reference signs of the individual layers and parts of the organic optoelectronic component shown in each case are, for the sake of clarity, mainly only with regard to differences from those described so far
  • the organic light-emitting element 100 of FIGS. 2A and 2B, and thus the organic optoelectronic component shown, is pure in the exemplary embodiment shown
  • Optoelectronic component thus forms the
  • Part of the light generated by the organic light emitting element 100 may also be scattered by the transparent substrate due to scattering and
  • Waveguide effects are directed to the organic light detecting element 200, as indicated by the reference numeral 2. Furthermore, depending on the training of
  • Electrodes and insulator layers may also be light due to the common encapsulation of the organic light emitting element 100 to the organic light
  • Encapsulation for example, with regard to a suitable refractive index to avoid total reflection in the substrate or the cover, as well as by suitable, at least
  • Organic light-emitting element 100 as the top emitter, the organic light-emitting element 100 to the organic light detecting element 200 may
  • the ambient light may vary depending on
  • the ambient light 3, 4 may be, for example, light from other natural or artificial light sources or also Be light 1 of the organic optoelectronic device, by external reflection on the organic light
  • the incident on the organic light detecting element 200 light 3, 4 on the front or back, ie on the substrate ⁇ or the cover side of the organic optoelectronic device and thus on the emission side or the emission side opposite side, can by selecting the Materials that exist between the environment and the
  • Light detecting element 200 are affected. For example, by an arrangement of a
  • Ambient light 3, 4 are influenced in the organic light detecting element 200.
  • organic light detecting elements the location of one or more organic light detecting elements with respect to the luminous surface of the organic light
  • the detection surface of the organic light detecting element for example, with respect to an adaptation to the organic light emitting element in geometry, stack and / or wiring, the distance between the organic light detecting element and the organic light-emitting element, the arrangement and number of one or more outcoupling layers and / or the waveguide properties in the substrate or the rest
  • FIG. 3 shows an organic optoelectronic component which, in comparison to the exemplary embodiment of FIGS. 2A and 2B, emits between the organic light
  • Insulator layer 112 has.
  • the common encapsulation extends in this embodiment between the elements 100, 200 to the common substrate. This can
  • the light pipe is influenced by internally guided light between the organic light emitting element 100 and the organic light detecting element 200.
  • FIG. 4A shows an exemplary embodiment of an organic optoelectronic component which, by way of example only, has no common encapsulation with a common encapsulation in comparison with the exemplary embodiment according to FIGS. 2A and 2B
  • the organic light-emitting element 100 has a first encapsulation 107, while the organic light-detecting element 200 has a second encapsulation 208, which differs from the first one
  • Encapsulation 107 is applied separately, so that the organic light emitting element 100 and the organic light detecting element 200 are independently encapsulated. Between the organic light emitting element 100 and the organic light detecting element 200, as shown in Figure 3A, an electrical
  • Insulator layer 112 may be provided by none of
  • Encapsulations 107, 208 is covered.
  • the encapsulations 107, 208 may be the same or
  • FIG. 4B shows a further exemplary embodiment of an organic optoelectronic component which, in comparison to the previous exemplary embodiment, has no
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of an organic optoelectronic component, which has an organic light detecting element 200 that is organic rather than an organic light detecting element 200 embodied as an organic photodiode in comparison to the previous embodiments
  • Photoconductor is formed with an organic photoconductive material 207, which generates electrical charges upon irradiation of light.
  • organic photoconductive material 207 may be formed as a single layer on an electrically conductive layer, such as on an electrode or on that shown in FIG. 5, as in the exemplary embodiment shown
  • Electrode fittings 205 also without additional
  • the organic photoconductive material for example, the organic photoconductive
  • Material 207 is based on a PVK-TNF charge-transfer complex (PVK: polyvinylcarbazole, TNF: 2, 4, 7-trinitro-9-fluorenone). Furthermore, the organic photoconductive material 207 may, for example, also be two-layered in the form of an organic charge carrier-generating layer and an organic
  • Charge carrier transporting layer may be formed.
  • organic carrier-producing materials include (di) azo dyes, squaraine derivatives and Phthalocyanines in question, as organic charge carriers
  • conductive materials for example arylamines, oxadiazoles, TPD (N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis (phenyl) benzidine) and NPB ( ⁇ , ⁇ '-bis (naphthalen-1-yl) - ⁇ , ⁇ 'bis (phenyl) benzidine).
  • TPD N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis (phenyl) benzidine
  • NPB ⁇ , ⁇ '-bis (naphthalen-1-yl) - ⁇ , ⁇ 'bis (phenyl) benzidine
  • formed organic light detecting element 200 has the same structure as the organic light-emitting
  • the organic light detecting element 200 formed as an organic photoconductor can be irradiated with ambient light from both sides, that is, through the substrate and through the encapsulation. To prevent the irradiation of
  • Ambient light for example, from one side or internally guided light on the organic photoconductive
  • Material 207 can also be non-transparent
  • Insulator layers electrically insulated metal layers, non-transparent materials for the encapsulation and / or a non-transparent cover, such as a non ⁇ transparent glass cover, be provided.
  • a non-transparent cover such as a non ⁇ transparent glass cover
  • Detecting element 200 this can also be constructed simultaneously as a photoconductor and photodiode.
  • Organic light detecting element 200 may be used with a bias voltage as a photodiode and without electrical bias as a photoconductor.
  • the organic light detecting element 200 may be formed and used as an organic photoresistor.
  • the organic light detecting element 200 may have an organic functional layer based on pentacene for this purpose.
  • FIGS. 6 to 8 Various exemplary embodiments are shown in FIGS. 6 to 8, in which the different detection directions for an organic light detecting element 200 are explained again, which is purely exemplary as organic
  • Photodiode as in the embodiment of Figures 2A and 2B is formed.
  • the organic light-emitting element 100 is embodied in these embodiments as a bottom emitter and emits light only through the common
  • the organic light-emitting element 100 in the embodiments described below but also be designed as a top emitter, in which case the side with the cover, so the opposite side of the substrate of the organic
  • the organic light-emitting element 100 may also be formed as a transparent OLED, which emits light on both sides.
  • the organic light-detecting element 200 has a transparent electrode 202 on the emission side, ie on the side of the organic functional layer stack facing the substrate, while the oppositely disposed upper electrode 204 is reflective or at least non-transparent as indicated by the hatching.
  • the transparent electrode 202 may be replaced by a TCO or a transparent metal, so a sufficiently thin metal layer, or a combination and / or a plurality of these may be formed, while the non-transparent electrode 204 may be formed for example by a non-transparent metal, that is, a sufficiently thick metal layer.
  • a bottom emitter With regard to one as a bottom emitter
  • formed organic light emitting element 100 is the organic light detecting element 200 of the
  • Embodiment of Figure 6 thus configured to detect ambient light 3, which is irradiated on the emission side of the organic optoelectronic component, so that the emission side of the organic
  • Opto-electronic device in the bottom-emitter configuration or in a transparent version of the detection side of the organic light detecting element 200 corresponds.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of an organic optoelectronic component, in which, in contrast to the previous exemplary embodiment, the lower electrode 202, that is to say the electrode which is arranged on the substrate side, is non-transparent and, for example, reflective
  • the organic light detecting elements 200 is arranged in this embodiment,
  • Detection side of the organic light detecting element 200 is thus from the emission side of the organic optoelectronic device in the bottom-emitter configuration different.
  • top electrode 204 may comprise a transparent material, such as a TCO.
  • a transparent material such as a TCO.
  • Electrode 204 is designed as a ring contact and
  • an electrode 204 formed as a ring contact encloses the opening in a lateral direction only in a partial area and is thus for example U-shaped.
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of an organic optoelectronic component, in which both electrodes 202, 204 are transparent and / or as
  • Ring contact are formed so that the organic light detecting element 200 shown in Figure 8 can detect ambient light 3, 4, which is irradiated from both sides of the organic optoelectronic device.
  • transparent electrode materials may also be used in combination with a non-transparent additional material
  • FIG. 9 shows a further exemplary embodiment in which the distance 114 between the organic light emitting element 100 and the organic light detecting element 200 is reduced compared with the previous exemplary embodiments.
  • the distance 114 By varying the distance 114, for example by the reduction in distance shown or by increasing the distance, the proportion of light conducted internally by the organic light emitting element 100 to the organic light detecting element 200 can be influenced depending on the application. For example, in the case of at least two organic light detecting elements 200, which are arranged directly next to each other and a different distance to the organic light
  • organic light detecting elements 200 a are organic light detecting elements 200 a
  • FIGS. 10 and 11 show further exemplary embodiments of an organic optoelectronic component in which the coupling-out layer 110 is varied in comparison to the exemplary embodiments shown so far.
  • the coupling-out layer 110 additionally extends beyond the organic light-detecting element 200, as a result of which, for example, the proportion of the organic light-emitting element 100 to the organic light-detecting element 200
  • the coupling-out layer 110 is arranged on the side of the common substrate 101 facing the organic functional layer stacks, as a result of which an influence on the internally conducted light as well as on the ambient light coupled into the organic light detecting element 200 may result.
  • a decoupling layer may also be located only above the organic light detecting element 200 or else there may be no decoupling layer. Is this organic
  • FIG. 12 shows a further exemplary embodiment of an organic optoelectronic component in which no insulator layers 106, 206, 112 are present in comparison with the exemplary embodiments shown so far.
  • Light are affected, in this embodiment in particular also directly from the organic light emitting element 100 can be irradiated to the organic light detecting element 200. In particular, between the organic light emitting element 100 and the
  • organic light detecting element 200 only a gap 113 present, which is from the common
  • the electrodes 102, 104 and 202, 204 are formed, for example, by suitable mask processes in the production such that even without
  • the organic light detecting elements 200 shown in Figs. 13A to 13F are respectively formed the same and can detect ambient light on one or both sides according to the previous embodiments.
  • an organic light detecting element 200 may be located in a corner or, more generally, in an edge region of an organic light emitting element 100, thereby providing as much as possible slight influence on the luminous area of the organic optoelectronic component can be achieved.
  • a plurality of organic light detecting elements 200 may also be provided, for example, in two corners or in all four corners of the organic light emitting element 100.
  • an organic light detecting element 200 is also disposed within the luminous area formed by the organic light emitting element 100, in addition, as shown in Fig. 13D is, in the peripheral areas and
  • organic light emitting element 100 may be present organic light detecting elements 200 or, as shown in Figure 13E, only within the luminous area of the organic light emitting element 100, an organic light
  • Detecting element 200 may be present.
  • an entire edge side of an organic light-emitting device may also be used
  • detecting elements 200 may be provided detecting elements 200.
  • FIGS. 14A to 15F Exemplary embodiments are shown in FIGS. 14A to 15F, in which organic light-detecting elements 200, 200 ', 200 "are provided which have different detection sides.
  • the organic light detecting elements 200 have a detection side that detects ambient light through the substrate
  • Organic light detecting elements 200 "are provided for detection on both sides.
  • an organic light detecting element 200 and another organic light detecting element 200 'having mutually different detection sides for ambient light there may be an organic light detecting element 200 for one-side detection and another organic light detecting element 200' 'for two-sided detection of ambient light.
  • FIG. 14C an embodiment is shown which comprises a plurality of organic light detecting elements 200 and 200 'in pairs in the corners of the organic light emitting element 100, wherein an organic light detecting element 200 is additionally provided within the luminous surface of the organic light emitting element 100 .
  • FIGS. 14D and 14E only two organic light-detecting elements 200, 200 'or 200, 200' 'are provided which are themselves
  • a plurality of differently formed organic lights may also be formed
  • Detecting elements 200, 200 extend over an edge region of the organic light emitting element 100.
  • FIGS. 15A to 15F show further exemplary embodiments which each comprise at least one organic light Detecting element 200 '', which allows a double-sided detection. According to the embodiment of FIG. 15A, an organic light detecting element 200 'is additionally provided, while according to FIG. 15A
  • Embodiment of Figure 15B only an organic light detecting element 200 '' in a corner region of the organic light emitting element 100 is provided.
  • the exemplary embodiments of FIGS. 15C to 15E correspond to the exemplary embodiments of FIGS. 13C to 13E, with organic light explicitly detecting bilaterally here
  • Detecting elements 200 '' are provided. According to the
  • Embodiment of Figure 15F is a plurality of differently formed organic light
  • Elements 100 are distributed.
  • FIGS. 16A to 16N show further exemplary embodiments of the arrangement and the geometric configuration of a respective light-emitting element 100 and a light-detecting element 200, wherein the light
  • Embodiments of Figures 13A to 13F the size of the organic light detecting element 200 are varied.
  • the size and shape of the light-emitting element 100 may also be varied, for example, as compared with those shown so far
  • square shapes also have a rectangular or other shape.
  • an organic light detecting element 200 may also be coherently emitting over an entire edge side of an organic light
  • Component 100 extend.
  • organic light detecting element 200 may be disposed, for example, in a region enclosed by the organic light emitting element 100 or a light
  • FIGS. 16F and 16G a plurality of organic light emitting elements 100 is provided, wherein one or more organic light detecting elements 200
  • each of the plurality of light-emitting elements 100 is one
  • organic light detecting element 200 While according to the embodiment of Figure 161, an organic light detecting element 200 is provided, which occupies a larger area compared to the previous embodiments and all of the plurality of light-emitting elements 100 is assigned.
  • the organic light emitting elements 100 and / or the organic light detecting elements 200 may also have shapes other than an angular shape, for example, a circular, an elliptic, or any other shape, and any other relative arrangement and size to each other.
  • the embodiments shown in FIGS. 13A to 16N are arbitrary with one another depending on the application of the organic optoelectronic component
  • FIGS. 17 and 18 are organic optoelectronic
  • the electronic components for electrically interconnecting the at least one organic light emitting element 100 and the at least one organic light detecting element 200 have.
  • Embodiments can be combined.
  • an adjustable current and / or voltage source 300 is provided as the electronic component, which is the electrical element provided by the at least one organic light detecting element 200
  • Optoelectronic component in which a controllable current and / or voltage source 300 is provided, which measures the light detected by the at least one organic light detecting element 200 having ambient light, and which controls at least one organic light emitting element 100 as a function of the measurement.
  • the controllable current and / or voltage source 300 can, for example, with
  • Pulse width modulation method and / or a
  • Pulse frequency modulation method work.
  • controllable current and / or voltage source 300 as shown in Figure 17, an external electronic
  • controllable At least partially integrate current and / or voltage source in the organic optoelectronic component for example by integration in the common substrate or by arrangement on the common substrate.
  • Voltage source 300 may be provided as a monolithic electronic circuit, for example in the substrate or in additional functional layers on the substrate.
  • the controllable current and / or voltage source 300 can be provided as a monolithic electronic circuit, for example in the substrate or in additional functional layers on the substrate.
  • the controllable current and / or voltage source 300 can be provided as a monolithic electronic circuit, for example in the substrate or in additional functional layers on the substrate.
  • the controllable current and / or voltage source 300 can be provided as a monolithic electronic circuit, for example in the substrate or in additional functional layers on the substrate.
  • FIG. 18 shows an exemplary embodiment of an organic optoelectronic component which, instead of a controllable current and / or voltage source 300, which converts the measurement signal provided by the organic light detecting element 200 into a control signal for the organic light emitting element 100, one of a Current and / or voltage meter 302 has separate power and / or voltage source 301, the operation of the
  • Allow feedback wherein the signal of the organic light detecting element 200 is merely measured.
  • Embodiments are combined with each other, even if such combinations are not explicitly with the individual

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Abstract

Es wird ein organisches optoelektronisches Bauelement angegeben mit den Merkmalen: -zumindest ein organisches Licht emittierendes Element (100), das einen organischen funktionellen Schichtenstapel (103) mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht zwischen zwei Elektroden (102, 104) aufweist, und -zumindest ein organisches Licht detektierendes Element (200, 200', 200''), das zumindest eine organische Licht detektierende Schicht aufweist und das mit dem organischen Licht emittierenden Element (100) auf einem gemeinsamen Substrat (101) in lateral benachbarten Flächenbereichen angeordnet ist. Weiterhin wird ein Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements angegeben.

Description

Beschreibung
Organisches optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 220 020.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Es werden ein organisches optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements angegeben.
In beleuchteten Umgebungen können veränderte
Umgebungsbedingungen die Beleuchtungsbedingungen
beziehungsweise Helligkeiten verändern. Beispielsweise können sich die Umgebungsbedingungen bezüglich der momentanen
Beleuchtung verändern, was Kurzzeitprozessen entspricht, sowie durch Alterungsprozesse in den verwendeten
Leuchtquellen, was Langzeitprozessen entspricht. Veränderte Umgebungsbedingungen bezüglich der Beleuchtung entstehen beispielsweise bei verändertem Lichteinfall durch Fenster in einen beleuchteten Raum zu unterschiedlichen Tageszeiten. Flächenlichtquellen wie etwa eine organische Licht
emittierende Diode (OLED) können weiterhin Alterungsprozessen unterliegen, durch die je nach OLED-Schichtaufbau und
Prozessierung die Leuchtdichte in der Summe mit der Zeit abnimmt. Die Abnahme der Leuchtdichte kann beispielsweise durch erhöhte Temperaturen verursacht sein, die während des Betriebs auftreten und die organischen Materialien schädigen können . Um die Leuchtdichte im Umfeld einer Leuchtquelle wie etwa einer Flächenlichtquelle mit der Zeit konstant zu halten, kann das von der Leuchtquelle abgestrahlte Licht
beispielsweise mittels manuellem Dimmen oder mittels einer elektronischen Schaltung, die die Leuchtquelle aufgrund eines Messsignals eines oder mehrerer extern zugeschalteter
Sensoren steuert, geregelt werden. Als externe Sensoren können beispielsweise Fotodioden, Fotoleiter,
Fototransistoren oder Fotothyristoren zur Detektion der gesamten von der Leuchtquelle abgestrahlten
Strahlungsleistung an einem vorgewählten Ort verwendet werden, die über eine externe Verschaltung beziehungsweise Verdrahtung Teil einer Steuerung der Leuchtquelle sein können. Eine derartige Möglichkeit erfordert jedoch
üblicherweise einen hohen Aufwand und verursacht zusätzliche Kosten. Eine manuelle Dimmung hingegen ermöglicht nur eine ungenaue Abstimmung auf tatsächlich vorhandene
Lichtbedingungen und verursacht eine unnötige
Energieverschwendung und unter Umständen falsche
Beleuchtungsbedingungen.
Da die bekannten Steuerungsmöglichkeiten von
Flächenlichtquellen einen hohen Verschaltungsaufwand
aufweisen oder nicht automatisiert werden können, ist eine automatische Nachregelung der Leuchtdichte ohne erheblichen Mehraufwand nicht möglich.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein organisches optoelektronisches Bauelement anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe von bestimmten
Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines organischen optoelektronischen Bauelements anzugeben. Diese Aufgaben werden durch einen Gegenstand und ein
Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des
Gegenstands und des Verfahrens sind in den abhängigen
Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der
nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein organisches optoelektronisches Bauelement zumindest ein organisches Licht emittierendes Element auf, das einen organischen
funktionellen Schichtenstapel mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht zwischen zwei Elektroden
aufweist. Insbesondere ist das zumindest eine organische Licht emittierende Element als organische Licht emittierende Diode (OLED) ausgebildet, die im Betrieb durch zumindest eine der Elektroden sichtbares Licht abstrahlen kann. Hierzu ist zumindest eine der Elektroden transparent ausgebildet.
Mit „transparent" wird hier und im Folgenden eine Schicht bezeichnet, die durchlässig für sichtbares Licht ist. Dabei kann die transparente Schicht klar durchscheinend oder auch zumindest teilweise Licht streuend und/oder teilweise Licht absorbierend sein, so dass eine als transparent bezeichnete Schicht beispielsweise auch diffus oder milchig
durchscheinend sein kann. Besonders bevorzugt ist eine hier als transparent bezeichnete Schicht möglichst derart
durchlässig für sichtbares Licht ausgebildet, dass
insbesondere die Absorption von im organischen Licht
emittierenden Element erzeugtem Licht so gering wie möglich ist.
Beispielsweise kann eine transparente Elektrode aus einem transparenten leitenden Oxid („transparent conductive oxide", TCO) , Graphen, einem transparenten Metall oder metallischen Netzstrukturen sein oder ein solches Material aufweisen. Die andere der zwei Elektroden, zwischen denen sich der
organische funktionelle Schichtenstapel des organischen Licht emittierenden Elements befindet, kann reflektierend
ausgebildet sein und beispielsweise ein Metall aufweisen. Alternativ hierzu können auch beide Elektroden transparent ausgebildet sein. In diesem Fall kann das organische Licht emittierende Element insbesondere als transparente OLED ausgebildet sein.
Das organische optoelektronische Bauelement weist weiterhin zumindest ein organisches Licht detektierendes Element auf, das zumindest eine organische Licht detektierende Schicht aufweist. Insbesondere kann das zumindest eine organische Licht detektierende Element dazu eingerichtet sein, Licht, das auf die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht fällt, in ein elektrisch messbares Signal, etwa eine Spannung, einen Strom oder einen elektrischen Widerstand, umzuwandeln.
Weiterhin weist das organische optoelektronische Bauelement ein gemeinsames Substrat für das zumindest eine organische Licht emittierende Element und das zumindest eine organische Licht detektierende Element auf, die insbesondere auf dem gemeinsamen Substrat in lateral benachbarten Flächenbereichen angeordnet sind. Das organische Licht emittierende Element und das organische Licht detektierende Element sind durch die gemeinsame Anordnung auf demselben Substrat in lateral benachbarten Flächenbereichen weiterhin in einer selben Ebene angeordnet, wobei das organische Licht emittierende Element und das organische Licht detektierende Element jeweils direkt an das Substrat angrenzen. Das gemeinsame Substrat kann insbesondere das einzige
Substrat des organischen optoelektronischen Bauelements sein. Die funktionellen Schichtenstapel und die Elektroden der organischen Licht emittierenden und Licht detektierenden Elemente des organischen optoelektronischen Bauelements werden dabei insbesondere auf dem gemeinsamen Substrat nacheinander oder gleichzeitig aufgebracht, so dass das gemeinsame Substrat dasjenige Substrat ist, das zur
Herstellung der organischen Licht emittierenden und Licht detektierenden Elemente erforderlich und vorgesehen ist. Mit anderen Worten werden die organischen Licht emittierenden und Licht detektierenden Elemente nicht auf eigenen Substraten hergestellt und dann auf dem gemeinsamen Substrat angeordnet, sondern auf dem gemeinsamen Substrat hergestellt. Somit ist dabei insbesondere zwischen dem gemeinsamen Substrat und den organischen funktionellen Schichten der organischen Licht emittierenden und Licht detektierenden Elemente kein weiteres Substrat angeordnet.
Mit „lateral" wird hier und im Folgenden eine Richtung parallel zur Haupterstreckungsebene des gemeinsamen Substrats bezeichnet. Eine laterale Richtung ist somit beispielsweise senkrecht zur Stapelrichtung der Elektroden und des
organischen funktionellen Schichtenstapels des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements gerichtet.
Insbesondere sind das zumindest eine organische Licht
emittierende Element und das zumindest eine organische Licht detektierende Element auf derselben Seite des gemeinsamen Substrats angeordnet. Besonders bevorzugt kann im Hinblick auf weitere optoelektronische Elemente, also weitere Licht emittierende oder Licht detektierende Elemente, die auf dem gemeinsamen Substrat angeordnet sein können, das zumindest eine organische Licht detektierende Element unmittelbar benachbart zum zumindest einen organischen Licht
emittierenden Element sein, das heißt, dass in lateraler Richtung zwischen dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element keine weiteren organischen Licht emittierenden oder Licht detektierenden Elemente vorhanden sind .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht detektierende Element als organische
Fotodiode ausgebildet und einsetzbar. Die organische
Fotodiode kann insbesondere einen organischen funktionellen Schichtenstapel zwischen zwei Elektroden aufweisen, wobei der organische funktionelle Schichtenstapel als organische Licht detektierende Schicht des organischen Licht detektierenden Elements zumindest einen pn-Übergang zur Erzeugung von
Ladungsträgern aufweist. Beispielsweise kann die organische Fotodiode im Hinblick auf die Elektroden und den organischen funktionellen Schichtenstapel denselben Aufbau wie das zumindest eine organische Licht emittierende Element
aufweisen und invers zum zumindest einen organischen Licht emittierenden Element, also mit entgegengesetzter
elektrischer Polung, betrieben werden, wodurch es möglich sein kann, dass die Fertigung des organischen
optoelektronischen Bauelements im Vergleich zu einem
ausschließlich Licht emittierenden Bauelement keine oder nur geringe Mehrkosten verursacht. Alternativ hierzu kann die organische Fotodiode im Vergleich zum organischen Licht emittierenden Element andere Materialien und/oder andere Schichtaufbauten im Hinblick auf die Elektroden und/oder den organischen funktionellen Schichtenstapel aufweisen, wodurch zwar ein zusätzlicher Aufwand bei der Fertigung vonnöten sein kann, jedoch auch die Sensitivität des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements gezielt angepasst werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht detektierende Element als organischer
Fotoleiter mit einem organischen fotoleitenden Material als organische Licht detektierende Schicht ausgebildet und einsetzbar, das bei Einstrahlung von Licht elektrische
Ladungen erzeugt. Organische fotoleitende Materialien können beispielsweise einschichtig auf einer elektrisch leitenden Schicht, beispielsweise einer Elektrode, ausgebildet sein. Weiterhin können organische fotoleitende Materialien
beispielsweise zumindest zweischichtig mit wenigstens einer organischen Ladungsträger erzeugenden Schicht und einer organischen Ladungsträger transportierenden Schicht
ausgebildet sein. Darüber hinaus kann ein als organischer Fotoleiter ausgebildetes organisches Licht detektierendes Element denselben Aufbau wie das zumindest eine organische Licht emittierende Element aufweisen.
Je nach Materialien und Aufbau des zumindest einen
organischen Licht detektierenden Elements kann dieses auch gleichzeitig als Fotoleiter und Fotodiode aufgebaut sein. Ein solches organisches Licht detektierendes Element kann mit einer elektrischen Vorspannung als Fotodiode und ohne
elektrische Vorspannung als Fotoleiter einsetzbar sein. Weiterhin kann je nach verwendeten Materialien und Aufbau auch der elektrische Widerstand des zumindest einen
organischen Licht detektierenden Elements gemessen werden, so dass das zumindest eine organische Licht detektierende Element als organischer Fotowiderstand ausgebildet und einsetzbar sein kann.
Insbesondere kann es wie vorab beschrieben vorteilhaft sein, wenn das zumindest eine organische Licht detektierende
Element und das zumindest eine organische Licht emittierende Element einen identischen Aufbau aufweisen. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass das organische Licht detektierende Element nur n- oder p-leitende Schichten oder eine
optoelektronische Schicht aufweist und diese mit den
entsprechenden Schichten des organischen Licht emittierenden Elements gleich sind.
Das zumindest eine organische Licht emittierende Element und das zumindest eine organische Licht detektierende Element sind bevorzugt hinsichtlich ihrer jeweiligen Elektroden und organischen funktionellen Schichten elektrisch voneinander getrennt auf dem Substrat ausgebildet. Mit anderen Worten bedeckt das zumindest eine organische Licht detektierende Element einen Flächenbereich auf dem gemeinsamen Substrat, der räumlich getrennt vom Flächenbereich ist, den das
zumindest eine organische Licht emittierende Elemente auf dem gemeinsamen Substrat bedeckt. Alternativ hierzu kann es je nach elektrischer Ansteuerung des organischen Licht
emittierenden und des organischen Licht detektierenden
Elements auch möglich sein, dass diese eine gemeinsame
Elektrode aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht detektierende Element in Bezug auf seine Flächenbelegung auf dem gemeinsamen Substrat kleiner als das zumindest eine organische Licht emittierende Element
ausgebildet. Insbesondere kann das zumindest eine organische Licht detektierende Element auf dem gemeinsamen Substrat eine Fläche bedecken, die kleiner oder gleich zehn Prozent oder auch kleiner oder gleich fünf Prozent oder auch kleiner oder gleich ein Prozent der Fläche ist, die vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element auf dem gemeinsamen Substrat bedeckt wird. Mit anderen Worten kann der
überwiegende Teil des gemeinsamen Substrats mit dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element oder
gegebenenfalls mit einer Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen bedeckt sein, während das zumindest eine organische Licht detektierende Element oder
gegebenenfalls eine Mehrzahl von organischen Licht
detektierenden Elementen nur einen kleinen Flächenbereich einnehmen, so dass das organische optoelektronische
Bauelement im Betrieb eine Leuchtfläche aufweist, die im Wesentlichen der Gesamtfläche des gemeinsamen Substrats entsprechen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements ein elektronisches Bauelement, beispielsweise eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle, auf, das das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element detektierte Licht, das Umgebungslicht aufweist, misst und das das zumindest eine organische Licht emittierende Element in
Abhängigkeit der Messung regelt. Dass das elektronische
Bauelement das vom zumindest einen organischen Licht
detektierenden Element detektierte Licht misst, bedeutet insbesondere, dass das elektronische Bauelement das
elektronisch messbare Signal des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements misst. Beispielsweise kann das elektronische Bauelement, also beispielsweise eine regelbare Strom- und/oder
Spannungsquelle, zumindest teilweise in das organische optoelektronische Bauelement integriert sein. Mit anderen Worten kann die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle durch ein elektronisches Bauelement gebildet werden, das als hybride bzw. monolithische elektronische Schaltung
ausgebildet ist, die beispielsweise im gemeinsamen Substrat integriert sein kann oder die in Form von zusätzlichen funktionellen Schichten auf dem gemeinsamen Substrat
ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann das gemeinsame Substrat hierzu zumindest teilweise eine integrierte
Schaltung auf Basis eines Halbleitermaterials, beispielsweise Silizium, und/oder eine gedruckte Elektronik aufweisen.
Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, dass das elektronische Bauelement, also beispielsweise die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle, als externes elektronisches Bauelement ausgebildet ist, das über geeignete elektrische Verbindungen wie etwa Leiterbahnen und/oder Drahtverbindungen mit dem organischen optoelektronischen Bauelement verschaltet ist .
Weiterhin kann es auch möglich sein, das zumindest eine organische Licht emittierende Element und das zumindest eine organische Licht detektierende Element getrennt voneinander zu verschalten. Hierzu kann das zumindest eine organische Licht emittierende Element mit einem elektronischen
Bauelement in Form einer Strom- und/oder Spannungsquelle verbunden sein, während das zumindest eine organische Licht detektierende Element mit einem elektronischen Bauelement in Form eines Strom- und/oder Spannungs- und/oder
Widerstandsmessgerät verbunden ist. Die vorab und im Folgenden beschriebenen Merkmale und
Ausführungsformen gelten gleichermaßen für das organische optoelektronische Bauelement und das Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements.
Durch die monolithische Integration des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements, das beispielsweise denselben Schichtaufbau wie das zumindest eine organische Licht emittierende Element haben kann, auf einem bevorzugt kleinen, separierten Flächenbereich des gemeinsamen Substrats kann mit geringem Aufwand im hier beschriebenen organischen optoelektronischen Bauelement zusätzlich zum zumindest einen organischen Licht emittierenden Element ein Sensorelement integriert werden. Je nach Stärke des auf das organische Licht detektierende Element einfallenden Lichts, das sich aus der Summe aller einfallenden Lichtquellen zusammensetzt, wird ein elektrisch messbares Signal wie etwa eine Fotospannung, ein Fotostrom oder eine Widerstandsänderung erzeugt, das betragsmäßig umso höher ausfällt je höher die einfallende Lichtstärke ist. Die Summe aller einfallenden Lichtquellen kann beispielsweise durch intern im organischen
optoelektronischen Bauelement geleitetes Streulicht des vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element im Betrieb abgestrahlten Lichts, durch extern reflektiertes Licht, durch Licht anderer Lichtquellen sowie Kombinationen dieser gebildet werden. Das elektrisch messbare Signal des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements kann in einer elektronischen Schaltung weiter verarbeitet werden, die durch ein externes elektronisches Bauelement gebildet werden kann oder die als monolithisches Element einen Teil des organischen optoelektronischen Bauelements bilden kann. Durch die elektronische Schaltung kann wiederum das organische Licht emittierende Element so gesteuert werden, dass die Leuchtstärke am Ort des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements konstant gehalten werden kann. Die Fläche des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements kann so angepasst werden, dass im Betrieb ein ausreichend stabiles elektrisches Signal erzeugt werden kann, ohne dass aufgrund instabiler Rückkopplung eine Instabilität der Lichtquelle, also des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements, hervorgerufen wird. Bei dem hier beschriebenen organischen optoelektronischen Bauelement kann es mit Vorteil möglich sein, eine exakte automatische Nachregelung der abgestrahlten Lichtintensität des organischen Licht emittierenden Elements ohne einen externen Sensor zu erreichen, was insbesondere den
Schaltungsaufwand im Vergleich zu bekannten Lösungen
erheblich reduzieren kann. Insbesondere wird die Leuchtdiode am Entstehungsort des Lichtes unabhängig von
Alterungseigenschaften der Lichtquelle auch bei variablen Umgebungsbedingungen automatisch konstant gehalten, wobei beispielsweise ausgenutzt werden kann, dass das zumindest eine organische Licht detektierende Element deutlich
langsamer altert als das zumindest eine organische Licht emittierende Element, da insbesondere die organischen
Materialien des zumindest einen organischen Licht
detektierenden Elements weniger belastet, insbesondere weniger thermisch belastet, werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht detektierende Element dazu eingerichtet, Umgebungslicht zu detektieren. Als „Umgebungslicht" wird hier und im Folgenden Licht bezeichnet, das von außen auf das zumindest eine organische Licht detektierende Element treffen kann, das also nicht innerhalb des organischen optoelektronischen Bauelements durch interne Streu- oder Lichtleitungseffekte vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element zum zumindest einen organischen Licht detektierenden Element geleitet wird.
Beispielsweise kann das zumindest eine organische Licht detektierende Element dazu eingerichtet sein, Umgebungslicht durch das gemeinsame Substrat zu detektieren. Das gemeinsame Substrat ist in diesem Fall besonders bevorzugt transparent ausgebildet und kann beispielsweise Glas und/oder einen transparenten Kunststoff aufweisen oder daraus sein.
Beispielsweise kann das gemeinsame Substrat in Form einer Glasplatte oder Glasschicht oder auch in Form einer
Kunststoffplatte, KunststoffSchicht oder Kunststofffolie oder auch in Form eines Glas-Kunststoff-Laminats mit zumindest einer Glasschicht und zumindest einer KunststoffSchicht ausgebildet sein.
Weist das zumindest eine organische Licht detektierende
Element zwischen der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht und dem gemeinsamen Substrat eine Elektrode auf, so ist diese im Fall einer
Umgebungslichtdetektion durch das Substrat hindurch ebenfalls transparent ausgebildet oder weist zumindest einen
lichtdurchlässigen Bereich auf. Dies kann auch bedeuten, dass die Elektrode beispielsweise als Ringkontakt ausgebildet ist. Als „Ringkontakt" wird hier und im Folgenden jede Form einer Elektrode bezeichnet, die eine von Elektrodenmaterial in lateraler Richtung gänzlich oder auch nur teilweise
umschlossene Öffnung aufweist. Insbesondere kann auch eine beispielsweise U-förmige Elektrode unter den Begriff
Ringkontakt fallen. Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht detektierende Element dazu eingerichtet, Umgebungslicht zu detektieren, das von der dem Substrat gegenüber liegenden Seite des organischen
optoelektronischen Bauelements auf das organische
optoelektronische Bauelement eingestrahlt wird. In diesem Fall kann das gemeinsame Substrat je nach Abstrahlrichtung des organischen Licht emittierenden Elements transparent, zumindest im Bereich des organischen Licht detektierenden Elements nicht transparent oder auch gänzlich nicht
transparent ausgebildet sein. Weist das zumindest eine organische Licht detektierende Element auf der dem Substrat abgewandten Seite der organischen Licht detektierenden
Schicht eine Elektrode auf, so ist diese bevorzugt
transparent oder als Ringkontakt ausgebildet. Weist das organische optoelektronische Bauelement auf der dem
gemeinsamen Substrat abgewandten Seite zumindest im Bereich des organischen Licht detektierenden Elements eine
Verkapselung und/oder eine Abdeckung auf, so ist diese in diesem Fall ebenfalls transparent ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht emittierende Element dazu eingerichtet, Licht auf einer Abstrahlseite des organischen
optoelektronischen Bauelements abzustrahlen. Eine
Abstrahlseite, die diejenige Seite oder diejenigen Seiten bezeichnet, auf der oder auf denen das organische
optoelektronische Bauelement Licht abstrahlt, kann
beispielsweise durch die Seite gebildet werden, auf der von der zumindest einen organischen Licht emittierenden Schicht des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements aus gesehen das gemeinsame Substrat angeordnet ist. In diesem Fall, in dem das gemeinsame Substrat bevorzugt transparent ausgebildet ist, kann das zumindest eine organische Licht emittierende Element wie auch das organische
optoelektronische Bauelement als so genannter Bottom-Emitter bezeichnet werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass eine Abstrahlseite von der zumindest einen organischen Licht emittierenden Schicht aus gesehen auf der dem gemeinsamen Substrat gegenüber liegenden Seite des organischen
optoelektronischen Bauelements angeordnet ist. In diesem Fall kann das zumindest eine organische Licht emittierende Element und auch das organische optoelektronische Bauelement als so genannter Top-Emitter ausgebildet sein. Ist das organische optoelektronische Bauelement gleichzeitig als Bottom- und als Top-Emitter ausgebildet, kann es bevorzugt als transparentes organisches optoelektronisches Bauelement mit zwei
Abstrahlseiten ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht detektierende Element dazu eingerichtet, Umgebungslicht zu detektieren, das auf einer von einer
Abstrahlseite des organischen optoelektronischen Bauelements verschiedenen Seite auf das organische optoelektronische Bauelement eingestrahlt wird, so dass eine Abstrahlseite des organischen optoelektronischen Bauelements und eine
Detektionsseite des zumindest einen organischen Licht
detektierenden Elements verschieden sind. Strahlt das
organische optoelektronische Bauelement beispielsweise in die dem gemeinsamen Substrat abgewandte Richtung ab, weist das organische optoelektronische Bauelement also eine Top- Emitter-Konfiguration auf, bedeutet dies, dass das zumindest eine organische Licht detektierende Element Umgebungslicht durch das gemeinsame Substrat detektieren kann. Ist das organische optoelektronische Bauelement hingegen als Bottom- Emitter ausgebildet, bedeutet dies, dass das zumindest eine organische Licht detektierende Element dazu eingerichtet ist, Umgebungslicht von der dem Substrat gegenüber liegenden Seite des organischen optoelektronischen Bauelements zu
detektieren .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das organische Licht detektierende Element dazu eingerichtet, Umgebungslicht zu detektieren, das auf der Abstrahlseite auf das organische optoelektronische Bauelement eingestrahlt wird. Mit anderen Worten entspricht eine Detektionsseite des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements in diesem Fall einer Abstrahlseite des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das organische optoelektronische Bauelement eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen auf. Dies bedeutet, dass auf dem gemeinsamen Substrat eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen angeordnet ist. Insbesondere sind die Mehrzahl der organischen Licht detektierenden Elemente und das zumindest eine organische Licht emittierende Element auf derselben Seite des gemeinsamen Substrats angeordnet. Durch eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen kann beispielsweise an verschiedenen Positionen des organischen optoelektronischen Bauelements Umgebungslicht detektiert werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass mit verschiedenen organischen Licht detektierenden Elementen Umgebungslicht von verschiedenen Seiten des organischen optoelektronischen Bauelements detektiert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eines der Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen dazu eingerichtet, Umgebungslicht durch das Substrat zu detektieren, während zumindest ein weiteres der Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen dazu eingerichtet ist, Umgebungslicht von der dem Substrat gegenüber liegenden Seite des organischen optoelektronischen Bauelements zu detektieren. Mit anderen Worten sind zumindest zwei
organische Licht detektierende Elemente vorhanden, die unabhängig voneinander Umgebungslicht von verschiedenen
Seiten des organischen optoelektronischen Bauelements detektieren können. Insbesondere können zumindest zwei der Mehrzahl von Licht detektierenden Elementen unterschiedliche Detektionsseiten für die Detektion von Umgebungslicht aufweisen .
Weiterhin kann es auch möglich sein, dass beispielsweise ein organisches Licht detektierendes Element vorgesehen ist, das Umgebungslicht nur auf einer Seite des organischen
optoelektronischen Bauelements detektiert, also
beispielsweise auf der Abstrahlseite oder der der
Abstrahlseite gegenüber liegenden Seite, und somit einseitig detektierend ausgebildet ist, während ein weiteres
organisches Licht detektierendes Element Umgebungslicht auf beiden Seiten des organischen optoelektronischen Bauelements detektieren kann und somit beidseitig detektierend
ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf dem gemeinsamen Substrat eine Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen angeordnet. Insbesondere sind die Mehrzahl der organischen Licht emittierenden Elemente und das zumindest eine organische Licht detektierende Element oder auch eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen alle auf derselben Seite des gemeinsamen Substrats angeordnet. Die organischen Licht emittierenden Elemente der Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen können beispielsweise getrennt voneinander regelbar sein, so dass sich die einzelnen organischen Licht emittierenden Elemente beispielsweise unabhängig voneinander zu- oder abschalten lassen können. Weiterhin kann jedem von zumindest zwei der Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen jeweils zumindest ein organisches Licht detektierendes
Element in Bezug auf die Steuerung zugeordnet sein. Hierdurch kann es möglich sein, dass die durch die Gesamtheit der organischen Licht emittierenden Elemente gebildete
Leuchtfläche des organischen optoelektronischen Bauelements in durch die organischen Licht emittierenden Elemente
gebildete funktionelle Bereiche unterteilt wird, die
unabhängig voneinander geregelt und mit Hilfe der organischen Licht detektierenden Elemente im Hinblick auf die jeweils abgestrahlte Lichtleistung gesteuert werden können.
Dass einem organischen Licht emittierenden Element ein organisches Licht detektierendes Element zugeordnet ist, bedeutet insbesondere, dass das Licht detektierende Element und das Licht emittierende Element im Hinblick auf die
Helligkeitsregelung des Licht emittierenden Elements eine funktionale Einheit bilden. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass das organische Licht detektierende Element dem
zugeordneten organischen Licht emittierenden Element im
Vergleich zu weiteren organischen Licht emittierenden
Elementen am nächsten liegt.
Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform weist das organische optoelektronische Bauelement eine Verkapselung auf dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und/oder auf dem zumindest einen organischen Licht
detektierenden Element auf. Die Verkapselung kann beispielsweise durch eine so genannte Dünnfilmverkapselung gebildet sein, die zumindest eine oder mehrere dünne
Schichten aufweist, die mittels eines Abscheideverfahrens, bevorzugt mittels eines chemischen
Gasphasenabscheideverfahrens und/oder eines
Atomlagenabscheideverfahrens , auf dem organischen Licht emittierenden Element und/oder auf dem organischen Licht detektierenden Element aufgebracht ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Verkapselung beispielsweise auch einen Glasdeckel aufweisen, der über dem zumindest einen
organischen Licht emittierenden Element und/oder über dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element auf dem gemeinsamen Substrat aufgeklebt ist. Weiterhin kann die Verkapselung auch eine Kavitätsverkapselung, also einen
Deckel mit einer Vertiefung über den organischen Elementen, aufweisen, die mittels Kleben, Löten, Glaslöten, Bonden oder einer anderen geeigneten Methode aufgebracht ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das zumindest eine organische Licht emittierende Element und das zumindest eine organische Licht detektierende Element mit einer gemeinsamen Verkapselung verkapselt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass eine Verkapselung auf dem organischen Licht
emittierenden Element und dem organischen Licht
detektierenden Element aufgebracht ist, die sich
zusammenhängend zumindest über beide Elemente erstreckt.
Weiterhin kann zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element eine elektrische Isolatorschicht direkt auf dem Substrat angeordnet sein, die von der
gemeinsamen Verkapselung bedeckt ist. Die elektrische
Isolatorschicht direkt auf dem Substrat kann insbesondere dazu vorgesehen sein, das organische Licht emittierende Element elektrisch vom organischen Licht detektierenden
Element elektrisch und/oder optisch zu isolieren.
Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, dass keine elektrische Isolatorschicht zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element vorhanden ist. Im Fall einer gemeinsamen Verkapselung, insbesondere einer gemeinsamen Dünnfilmverkapselung, kann dies bedeuten, dass zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht
detektierenden Element die Verkapselung direkt auf dem
Substrat angeordnet ist und somit zwischen den beiden
Elementen mit dem gemeinsamen Substrat in unmittelbarem
Kontakt steht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine organische Licht emittierende Element mit einer ersten
Verkapselung und das zumindest eine organische Licht
detektierende Element mit einer zweiten von der ersten
Verkapselung getrennt aufgebrachten Verkapselung verkapselt. Das kann insbesondere bedeuten, dass ein Zwischenraum
zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht
detektierenden Element frei von einer Verkapselung ist.
Weiterhin kann zwischen dem zumindest einen organischen Licht emittierenden Element und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element eine elektrische Isolatorschicht angeordnet sein, die in lateraler Richtung gesehen zwischen der ersten und zweiten Verkapselung angeordnet ist. Mit anderen Worten kann dies bedeuten, dass die elektrische
Isolatorschicht, die bevorzugt zur elektrischen und/oder optischen Isolation des organischen Licht emittierenden Elements vom organischen Licht detektierenden Element
vorgesehen ist, von keiner Verkapselung bedeckt ist und damit frei von Verkapselungsmaterial ist .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf der
Abstrahlseite des organischen optoelektronischen Bauelements eine Auskoppelschicht angeordnet, die beispielsweise als Streuschicht ausgebildet ist und eine Lichtauskopplung des im zumindest einen organischen Licht emittierenden Element erzeugten Lichts aus dem organischen optoelektronischen
Bauelement erleichtert. Die Auskoppelschicht kann
beispielsweise auf der dem organischen Licht emittierende Element und der dem organischen Licht detektierenden Element abgewandten Seite des Substrats angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Auskoppelschicht auch als interne Streuschicht bzw. Auskoppelschicht zwischen dem gemeinsamen Substrat und dem organischen Licht emittierenden Element angeordnet sein. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass eine Auskoppelschicht zusätzlich oder alternativ auf der dem Substrat gegenüber liegenden Seite des organischen Licht emittierenden Elements angeordnet ist.
Das hier beschriebene organische optoelektronische Bauelement kann im Vergleich zu herkömmlichen organischen
Flächenstrahlern ohne erheblichen Mehraufwand und ohne erhebliche Mehrkosten bevorzugt durch eine unveränderte
Prozessführung bei der Herstellung herstellbar sein. Durch die Integration des zumindest einen organischen Licht
detektierenden Elements auf dem gemeinsamen Substrat zusammen mit dem zumindest einen organischen Licht emittierenden
Element kann durch eine geeignete Regelung im Betrieb eine genaue Anpassung der Strahlungsleistung des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements, das insbesondere als Flächenlichtelement ausgebildet sein kann, an externe Bedingungen erfolgen, was im Betrieb beispielsweise zu einer Energieeinsparung führen kann. Insbesondere ist eine
konstante Beleuchtungsleistung am Ort des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements beziehungsweise am Ort des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements möglich. Durch eine automatisierte elektronische Schaltung, die als monolithisches elektronisches Bauelement oder als externes elektronisches Bauelement mit einer Strom- und/oder Spannungsquelle ausgeführt sein kann, die durch das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element erzeugte elektrische Signal das zumindest eine organische Licht emittierende Element steuern kann, kann eine effiziente Nachjustage der Beleuchtung möglich sein.
Messungen mit Testaufbauten, die ein organisches Licht emittierendes Element mit einer Leuchtfläche von etwa 2 cm2, einer Betriebsspannung von 6,5 V und einer Leuchtdichte von etwa 2500 cd/m2 aufwiesen, haben durch eine Variation der Flächen eines organischen Licht emittierenden Elements und eines organischen Licht detektierenden Elements sowie durch Variation des Abstands und des seitlichen Versatzes zwischen dem organischen Licht emittierenden Element und dem
organischen Licht detektierenden Element gezeigt, dass im Falle einer organischen Fotodiode als organischem Licht detektierenden Element die Fotospannung um so größer ist, je größer die Fläche des organischen Licht detektierenden
Elements ist, während die Fotospannung um so kleiner ist, je größer der Abstand und je größer der Versatz zwischen dem organischen Licht emittierenden Element und dem organischen Licht detektierenden Element ist. Typische Abstände zwischen dem organischen Licht emittierenden Element und dem
organischen Licht detektierenden Element lagen im Bereich von 5 mm bis zu 75 mm, beispielsweise bei 5 mm, 20 mm und 75 mm, eine typische Detektorgröße für das organische Licht
detektierende Element wies einen Durchmesser von etwa 4 mm auf .
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen .
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines organischen
Licht emittierenden Elements gemäß einem
Ausführungsbeispiel ,
Figuren 2A und 2B schematische Darstellungen eines
organischen optoelektronischen Bauelements und der
Lichtverhältnisse bei einem organischen optoelektronischen Bauelement gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen,
Figuren 3 bis 12 schematische Darstellungen von organischen optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen,
Figuren 13A bis 16N schematische Darstellungen von
organischen optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen und
Figuren 17 und 18 schematische Darstellungen von organischen optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen .
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In Figur 1 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der
prinzipielle Aufbau eines organischen Licht emittierenden Elements 100 gezeigt, das als organische Licht emittierende Diode (OLED) ausgebildet ist.
Das organische Licht emittierende Element 100, das im
Folgenden auch als OLED 100 bezeichnet sein kann, weist ein Substrat 101 auf, auf dem zwischen Elektroden 102 und 104 ein organischer funktioneller Schichtenstapel 103 mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht angeordnet ist. Zumindest eine der Elektroden 102, 104 ist transparent ausgebildet, so dass im Betrieb der OLED 100 im organischen funktionellen Schichtenstapel 103 erzeugtes Licht durch die zumindest eine transparente Elektrode gestrahlt werden kann.
In der in Figur 1 gezeigten OLED 100 ist das Substrat 101 transparent ausgeführt, beispielsweise in Form einer
Glasplatte oder Glasschicht. Alternativ hierzu kann das
Substrat 101 beispielsweise auch einen transparenten
Kunststoff oder ein Glas-Kunststoff-Laminat aufweisen.
Die auf dem Substrat 101 aufgebrachte Elektrode 102 ist ebenfalls transparent ausgebildet und weist beispielsweise ein transparentes leitendes Oxid auf. Transparente leitende Oxide („transparent conductive oxide", TCO) sind
transparente, leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid und Indiumzinnoxid (ITO) . Neben binären Metallsauerstoff erbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnÜ2 oder In2Ü3 gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise Zn2SnC>4, CdSn03, ZnSnÜ3, MgIn2Ü4, Galn03, Ζη2ΐη2θ5 oder In4Sn30i2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs .
Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer
stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n- dotiert sein. Weiterhin kann eine transparente Elektrode beispielsweise auch ein transparentes Metall, metallische Netzstrukturen bzw. leitende Netzwerke, beispielsweise mit oder aus Silber, und/oder Graphen bzw. kohlenstoffhaltige Schichten oder eine Kombination der genannten transparenten Materialien aufweisen.
Die weitere Elektrode 104 auf dem organischen funktionellen Schichtenstapel 103 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel reflektierend ausgebildet und weist ein Metall auf, das ausgewählt sein kann aus Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Kalzium und Lithium sowie Verbindungen,
Kombinationen und Legierungen damit. Insbesondere kann die Elektrode 104 Ag, AI oder Legierungen oder Schichtstapel mit diesen aufweisen, beispielsweise Ag/Mg, Ag/Ca, Mg/AI oder auch Mo/Al/Mo oder Cr/Al/Cr. Alternativ oder zusätzlich kann die Elektrode 104 auch ein oben genanntes TCO-Material oder einen Schichtenstapel mit zumindest einem TCO und zumindest einem Metall aufweisen.
Die untere Elektrode 102 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Anode ausgebildet, während die obere Elektrode 104 als
Kathode ausgebildet ist. Bei entsprechender Materialwahl ist aber auch ein hinsichtlich der Polarität umgekehrter Aufbau möglich . Die Elektroden 102, 104 sind bevorzugt großflächig und zusammenhängend ausgebildet, so dass das organische Licht emittierende Element 100 als Leuchtquelle, insbesondere als Flächenlichtquelle, ausgeformt ist. „Großflächig" kann dabei bedeuten, dass das organische Licht emittierende Element 100 eine Fläche von größer oder gleich einigen
Quadratmillimetern, bevorzugt größer oder gleich einem
QuadratZentimeter und besonders bevorzugt größer oder gleich einem Quadratdezimeter aufweist. Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, das zumindest eine der Elektroden 102, 104 des organischen Licht emittierenden Elements 100, zwischen denen sich der organische funktionelle Schichtenstapel 103 befindet, strukturiert ausgebildet ist, wodurch mittels des organischen Licht emittierten Elements 100 ein räumlich und/oder zeitlich strukturierter und/oder veränderbar
Leuchteindruck, beispielsweise für strukturierte Beleuchtung oder für eine Anzeigevorrichtung, ermöglicht werden kann. Zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden 102 und 104 können, wie in Figur 1 gezeigt ist, auch
Elektrodenanschlussstücke 105 vorgesehen sein, die unter der weiter unten beschriebenen Verkapselung 107 hindurch von den Elektroden 102, 104 nach außen reichen. Die als elektrische KontaktZuführungen ausgebildeten Elektrodenanschlussstücke
105 können je nach Abstrahlrichtung der OLED 100 transparent oder nicht-transparent ausgebildet sein und beispielsweise ein TCO und/oder ein Metall aufweisen oder daraus sein.
Beispielsweise können die Elektrodenanschlusstücke 105 durch eine Metallschicht oder einen Metallschichtstapel gebildet sein, beispielsweise Mo/Al/Mo, Cr/Al/Cr oder AI. Der organische funktionelle Schichtenstapel 103 kann
zusätzlich zur zumindest einen organischen Licht
emittierenden Schicht weitere organische Schichten aufweisen, beispielsweise eine oder mehrere ausgewählt aus einer
Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer
Elektronenblockierschicht , einer Löcherblockierschicht, einer Elektronentransportschicht , einer Elektroneninjektionsschicht und einer ladungserzeugenden Schicht („Charge generation layer", CGL) , die geeignet sind, Löcher bzw. Elektronen zur organischen Licht emittierenden Schicht zu leiten bzw. den jeweiligen Transport zu blockieren. Die Schichten des
organischen funktionellen Schichtstapels 103 können
organische Polymere, organische Oligomere, organische
Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules") oder Kombinationen daraus aufweisen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der organische funktionelle Schichtenstapel 103 eine funktionelle Schicht aufweist, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist, um eine effektive Löcherinjektion in die organische Licht emittierende Schicht zu ermöglichen. Als Materialien für eine Lochtransportschicht können sich beispielsweise tertiäre Amine, Carbazolderivate, leitendes Polyanilin oder Polyethylendioxythiophen als vorteilhaft erweisen. Als Materialien für die Licht
emittierende Schicht eignen sich elektrolumineszierende
Materialien, die eine Strahlungsemission aufgrund von
Fluoreszenz oder Phosphoreszenz aufweisen, beispielsweise Polyfluoren, Polythiophen oder Polyphenylen oder Derivate, Verbindungen, Mischungen oder Copolymere davon. Weiterhin können, wie in Figur 1 gezeigt ist,
Isolatorschichten 106 vorhanden sein, beispielsweise mit oder aus Polyimid, die beispielsweise die Elektroden 102, 104 gegeneinander elektrisch isolieren können. Je nach Ausgestaltung der einzelnen Schichten der OLED 100 müssen Isolatorschichten 106 auch nicht zwingend erforderlich sein und können nicht vorhanden sein, etwa bei entsprechenden Maskenprozessen zur Aufbringung der Schichten.
Über dem organischen funktionellen Schichtenstapel 103 und den Elektroden 102, 104 ist eine Verkapselung 107 zum Schutz des organischen funktionelle Schichtenstapels 103 und der Elektroden 102, 104 angeordnet. Die Verkapselung 107 ist dabei besonders bevorzugt als Dünnfilmverkapselung
ausgeführt .
Unter einer als Dünnfilmverkapselung ausgebildeten
Verkapselung wird vorliegend eine Vorrichtung verstanden, die dazu geeignet ist, eine Barriere gegenüber atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff und/oder gegenüber weiteren schädigenden Substanzen wie etwa korrosiven Gasen, beispielsweise Schwefelwasserstoff, zu bilden. Mit anderen Worten ist die Dünnfilmverkapselung derart ausgebildet, dass sie von atmosphärischen Stoffen höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann. Diese Barrierewirkung wird bei der Dünnfilmverkapselung im Wesentlichen durch als dünne Schichten ausgeführte
Barriereschichten und/oder Passivierungsschichten erzeugt, die Teil der Verkapselung sind. Die Schichten der
Verkapselung weisen in der Regel eine Dicke von kleiner oder gleich einigen 100 nm auf.
Insbesondere kann die Dünnfilmverkapselung dünne Schichten aufweisen oder aus diesen bestehen, die für die
Barrierewirkung der Verkapselung verantwortlich sind. Die dünnen Schichten können beispielsweise mittels eines
Atomlagenabscheideverfahrens („atomic layer deposition", ALD) oder Moleküllagenabscheideverfahrens („molecular layer deposition", MLD) aufgebracht werden. Geeignete Materialien für die Schichten der Verkapselungsanordnung sind
beispielsweise Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid,
Titanoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid, Tantaloxid. Bevorzugt weist die Verkapselung eine Schichtenfolge mit einer Mehrzahl der dünnen Schichten auf, die jeweils eine Dicke zwischen einer Atomlage und einigen 100 nm aufweisen. Alternativ oder zusätzlich zu mittels ALD oder MLD
hergestellten dünnen Schichten kann die Verkapselung
zumindest eine oder eine Mehrzahl weiterer Schichten, also insbesondere Barriereschichten und/oder
Passivierungsschichten, aufweisen, die durch thermisches Aufdampfen oder mittels eines plasmagestützten Prozesses, etwa Sputtern, chemischer Gasphasenabscheidung („chemical vapor deposition", CVD) oder plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung („plasma-enhanced chemical vapor
deposition", PECVD) , abgeschieden werden. Geeignete
Materialien dafür können die vorab genannten Materialien sowie Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumoxinitrid,
Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Aluminiumoxid sowie Mischungen und Legierungen der genannten Materialien sein. Die eine oder die mehreren weiteren
Schichten können beispielsweise jeweils eine Dicke zwischen 1 nm und 5 ym und bevorzugt zwischen 1 nm und 400 nm aufweisen, wobei die Grenzen eingeschlossen sind.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Dünnfilmverkapselung kann die Verkapselung 107 auch einen Glasdeckel aufweisen, der beispielsweise in Form eines Glassubstrats mit einer Kavität mittels einer KlebstoffSchicht auf dem Substrat 101
aufgeklebt wird. In die Kavität kann weiterhin ein Feuchtigkeit absorbierender Stoff (Getter) , beispielsweise aus Zeolith, eingeklebt sein, um Feuchtigkeit, Sauerstoff oder andere schädigenden Gase, die durch den Klebstoff eindringen können, zu binden. Weiterhin kann auch die
KlebstoffSchicht zur Befestigung des Deckels auf dem Substrat selbst absorbierend für schädigende Substanzen sein und/oder es können KlebstoffSchichtstrukturen vorhanden sein.
Weiterhin kann vom Substrat 101 aus gesehen auf der
Verkapselung 107, wie in Figur 1 gezeigt ist, eine mittels einer KlebstoffSchicht 108 aufgeklebte Abdeckung 109
angeordnet sein. Die Abdeckung 109, die im Hinblick auf ihre Anordnung im Vergleich zum Substrat 101 auch als „Superstrat" bezeichnet werden kann, kann beispielsweise durch eine
Glasschicht oder Glasplatte oder auch einen Kunststoff, ein Metall oder eine Kombination oder ein Laminat der genannten Materialien gebildet sein und insbesondere in Verbindung mit einer als Dünnfilmverkapselung ausgebildeten Verkapselung 107 als mechanischer Schutz, insbesondere als Katzschutz, dienen, ohne dass die Abdeckung 109 selbst verkapselnd wirken muss.
Alternativ oder zusätzlich kann auf der Verkapselung 107 auch ein Schutzlack, beispielsweise in Form eines Sprühlacks, aufgebracht sein. Die OLED 100 ist aufgrund des transparenten Substrats 101 und der transparenten unteren Elektrode 102 als sogenannter
Bottom-Emitter ausgeführt und strahlt im Betrieb Licht durch die transparente Elektrode 102 und das transparente Substrat 101 ab. Zur Verbesserung der Lichtauskopplung kann, wie in Figur 1 gezeigt ist, auf der dem organischen funktionellen
Schichtenstapel 103 abgewandten Seite des Substrats 101 eine optische Auskoppelschicht 110 angeordnet sein, die
beispielsweise als Streuschicht mit Streupartikeln in einer transparenten Matrix und/oder mit einer Licht streuenden Oberflächenstruktur ausgebildet ist. Es kann auch eine
Auskoppelschicht beispielsweise zwischen dem Substrat 101 und der unteren, auf dem Substrat 101 angeordneten Elektrode 102 oder zwischen anderen funktionellen Schichten in Form einer internen Auskoppelschicht angeordnet sein.
Alternativ zur beschriebenen Bottom-Emitter-Konfiguration kann auch die dem Substrat 101 abgewandt angeordnete obere Elektrode 104 transparent ausgebildet sein, um das im Betrieb im organischen funktionellen Schichtenstapel 103 erzeugte Licht durch die obere Elektrode 104 in eine dem Substrat 101 abgewandte Richtung abzustrahlen. In diesem Fall ist die OLED 100 als sogenannter Top-Emitter ausgebildet. Die zwischen dem Substrat 101 und dem organischen funktionellen
Schichtenstapel 103 angeordnete untere Elektrode 102 kann, sofern keine Lichtabstrahlung durch das Substrat 101
erwünscht ist, auch reflektierend ausgebildet sein. Ebenso kann in diesem Fall das Substrat 101 ein nicht-transparentes Material, beispielsweise ein nicht-transparentes Glas, einen nicht-transparenten Kunststoff, ein Metall oder Kombinationen hieraus, aufweisen. Zusätzlich zur oberen Elektrode 104 sind in der Top-Emitter-Konfiguration auch die Verkapselung 107 und, sofern vorhanden, auch die KlebstoffSchicht 108 und die Abdeckung 109 transparent ausgebildet. Weiterhin kann in diesem Fall eine Auskoppelschicht über der oberen Elektrode 104 angeordnet sein, beispielsweise auf der Abdeckung 109 oder zwischen der Abdeckung 109 und der Verkapselung 107. Weiterhin kann die OLED 100 auch gleichzeitig als Bottom- Emitter und als Top-Emitter und damit bevorzugt als
transparente OLED ausgebildet sein und eine Kombination der jeweils in Verbindung mit der Bottom- und Top-Emitter- Konfiguration genannten Merkmale aufweisen.
Im Hinblick auf weitere Merkmale des organischen Licht emittierenden Elements 100, beispielsweise im Hinblick auf den Aufbau, die SchichtZusammensetzung und die Materialien des organischen funktionellen Schichtenstapels, der
Elektroden und der Verkapselung, wird auf die Druckschrift WO 2010/066245 AI verwiesen, die in Bezug auf den Aufbau eines organischen Licht emittierenden Bauelements und auch im
Hinblick auf Modifikationen und Variationen des in Figur 1 gezeigten organischen Licht emittierenden Elements hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird. Die im Folgenden gezeigten Ausführungsbeispiele weisen jeweils ein organisches Licht emittierendes Element 100 auf, das gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ausgebildet sein oder das Modifikationen oder Variationen zu diesem aufweisen kann. Insbesondere sind die in Figur 1 gezeigten Merkmale des prinzipiellen Aufbaus des organischen Licht emittierenden Elements 100 nicht einschränkend für die nachfolgenden Ausführungsbeispiele zu verstehen.
In Figur 2A ist ein organisches optoelektronisches Bauelement gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt, das neben einem organischen Licht emittierenden Element 100 ein organisches Licht detektierendes Element 200 aufweist. Das organische Licht detektierende Element 200 ist zusammen mit dem
organischen Licht emittierenden Element 100 auf dem Substrat 101 angeordnet, sodass das Substrat 101 ein gemeinsames
Substrat für das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 bildet. Insbesondere sind das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 auf derselben Seite des gemeinsamen Substrats 101 in lateral benachbarten Flächenbereichen angeordnet. Das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 sind dadurch in einer selben Ebene und in direktem Kontakt mit dem Substrat 101 auf diesem aufgebracht .
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das organische Licht detektierende Element 200 als organische Fotodiode
ausgebildet und einsetzbar. Das organische Licht
detektierende Element 200 weist einen organischen
funktionellen Schichtenstapel 203 zwischen zwei Elektroden 202, 204 auf, wobei der organische funktionelle
Schichtenstapel 203 zumindest eine organische Licht
detektierende Schicht aufweist. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht als pn-Übergang zur Erzeugung von
Ladungsträgern ausgebildet.
Insbesondere weist das organische Licht detektierende Element 200 im gezeigten Ausführungsbeispiel im Hinblick auf die Elektroden 202, 204 und den organischen funktionellen
Schichtenstapel 203 denselben Aufbau wie das organische Licht emittierende Element 100 im Hinblick auf die Elektroden 102, 104 und den organischen funktionellen Schichtenstapel 103 auf und kann invers zum organischen Licht emittierenden Element 100, also mit entgegengesetzter elektrischer Polung,
betrieben werden. Dadurch kann die Fertigung des gezeigten organischen optoelektronischen Bauelements im Vergleich zu einem ausschließlich Licht emittierenden Bauelement keine oder nur geringe Mehrkosten verursachen. Alternativ hierzu kann das organische Licht detektierende Element 200 im Vergleich zum organischen Licht emittierenden Element 100 andere Materialien und/oder andere Schichtaufbauten im
Hinblick auf die Elektroden 202, 204 und/oder den organischen funktionellen Schichtenstapel 203 aufweisen.
Das organische optoelektronische Bauelement weist weiterhin eine Verkapselung 107 auf, die als Dünnfilmverkapselung ausgebildet ist und die eine gemeinsame Verkapselung für das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 bildet. Mit anderen Worten erstreckt sich die Verkapselung 107 großflächig und
zusammenhängend über die funktionellen Schichten des
organischen Licht emittierenden Elements 100 und des
organischen Licht detektierenden Elements 200. Auf der gemeinsamen Verkapselung 107 ist eine gemeinsame Abdeckung 109 mittels einer Klebeschicht 108 befestigt.
Weiterhin sind Elektrodenanschlusstücke 205 vorhanden, die der elektrischen Kontaktierung der Elektroden 202, 204 dienen und die wie die Elektrodenanschlusstücke 105 des organischen Licht emittierenden Elements 100 ausgebildet sein können. Die Elektrodenanschlussstücke 105, 205 erstrecken sich von den Elementen 100, 200 aus der Verkapselung 107 heraus, sodass die Elemente 100, 200 von außen kontaktierbar sind.
Zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 ist direkt auf dem Substrat 101 eine elektrische Isolatorschicht 112 angeordnet, die von der gemeinsamen Verkapselung 107 bedeckt ist. Die elektrische Isolatorschicht 112, die beispielsweise Polyimid oder ein anderes elektrisch isolierendes Material aufweisen oder daraus sein kann, dient der elektrischen
Isolation des organischen Licht detektierenden Elements 200 vom organischen Licht emittierenden Element 100, sodass die Elektrodenanschlussstücke 105, 205 der Elemente 100, 200 auch in einem geringen Abstand voneinander auf dem gemeinsamen Substrat 101 angeordnet werden können, ohne dass es zu einem elektrischen Übersprechen zwischen den Elementen 100, 200 kommt .
In Figur 2B sind für das organische optoelektronische
Bauelement der Figur 2A die Lichtverhältnisse im Betrieb angedeutet. In Figur 2B wie auch in den nachfolgenden Figuren sind die Bezugszeichen der einzelnen Schichten und Teile des jeweils gezeigten organischen optoelektronischen Bauelements der Übersichtlichkeit halber hauptsächlich nur im Hinblick auf Unterschiede zu den bisher beschriebenen
Ausführungsbeispielen eingezeichnet.
Das organische Licht emittierende Element 100 der Figuren 2A und 2B und damit das gezeigte organische optoelektronische Bauelement ist im gezeigten Ausführungsbeispiel rein
beispielhaft als Bottom-Emitter ausgebildet und strahlt im Betrieb Licht 1 durch das gemeinsame Substrat und die
zwischen dem organischen funktionellen Schichtenstapel und dem gemeinsamen Substrat angeordnete transparent ausgebildete Elektrode ab. Die Substratseite des organischen
optoelektronischen Bauelements bildet somit die
Abstrahlseite. Durch das transparente Substrat kann auch ein Teil des vom organischen Licht emittierenden Element 100 erzeugten Lichts aufgrund von Streuung und
Wellenleitungseffekten zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleitet werden, wie durch das Bezugszeichen 2 angedeutet ist. Weiterhin kann je nach Ausbildung der
Elektroden und Isolatorschichten möglicherweise auch Licht durch die gemeinsame Verkapselung vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht
detektierenden Element 200 gelangen. Durch eine gezielte Anpassung des Abstands zwischen dem organischen Licht
emittierenden Element 100 und dem organischen Licht
detektierenden Element 200 und hierbei insbesondere im
Hinblick auf eine Absorption im gemeinsamen Substrat, durch eine geeignete Anordnung einer oder mehrerer
Auskoppelschichten auf einer oder beiden Seiten des
gemeinsamen Substrats, durch eine geeignete Materialwahl im Hinblick auf die Elektroden, die Isolatorschichten und die
Verkapselung, beispielsweise im Hinblick auf einen geeigneten Brechungsindex zur Vermeidung von Totalreflexion im Substrat oder der Abdeckung, sowie durch geeignete, zumindest
stellenweise nicht-transparente Substratmaterialien,
insbesondere beispielsweise bei einer Ausbildung des
organischen Licht emittierenden Elements 100 als Top-Emitter, kann das intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200
geleitete Licht 2 verringert oder gänzlich unterdrückt werden. Eine gänzliche Unterdrückung oder zumindest eine möglichst große Verringerung des intern geleiteten Lichts 2 kann insbesondere dann erwünscht und von Vorteil sein, wenn durch das organische Licht detektierende Element 200
lediglich Umgebungslicht, also eine Detektion von externem Licht, stattfinden soll. Das Umgebungslicht kann je nach
Anordnung und Ausbildung des organischen optoelektronischen Bauelements auf der Substratseite, angedeutet durch die
Bezugszeichen 3, und/oder auf der Seite der Abdeckung, angedeutet durch die Bezugszeichen 4, auf das organische optoelektronische Bauelement und damit auch auf das
organische Licht detektierende Element 200 eingestrahlt werden. Das Umgebungslicht 3, 4 kann beispielsweise Licht von anderen natürlichen oder künstlichen Lichtquellen oder auch Licht 1 des organischen optoelektronischen Bauelements sein, das durch externe Reflexion auf das organische Licht
detektierende Element 200 zurückgeworfen wird. Das auf das organische Licht detektierende Element 200 einfallende Licht 3, 4 auf der Vorder- oder Rückseite, also auf der Substrat¬ oder der Abdeckungsseite des organischen optoelektronischen Bauelements und damit auf der Abstrahlseite oder der der Abstrahlseite gegenüber liegenden Seite, kann durch die Wahl der Materialien, die zwischen der Umgebung und dem
organischen funktionellen Schichtenstapel des organischen
Licht detektierenden Elements 200 liegen, beeinflusst werden. Beispielsweise kann durch eine Anordnung einer
Auskoppelschicht auch auf einer Seite des organischen Licht detektierenden Elements 200 die Einkopplung von
Umgebungslicht 3, 4 in das organische Licht detektierende Element 200 beeinflusst werden.
In den folgenden Ausführungsbeispielen sind Variationen und Modifikationen des organischen optoelektronischen Bauelements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2A und 2B gezeigt, die unter anderem Variationsmöglichkeiten im Aufbau und zur Lichtdetektion aufweisen. Variiert werden können
beispielsweise die Art des organischen Licht detektierenden Elements im Hinblick auf den Aufbau und die Funktionsweise und/oder die elektrische Beschaltung, die Anzahl der
organischen Licht detektierenden Elemente, die Lage eines oder mehrerer organischer Licht detektierender Elemente in Bezug auf die Leuchtfläche des organischen Licht
emittierenden Elements, die Detektionsfläche des organischen Licht detektierenden Elements beispielsweise in Bezug auf eine Anpassung an das organische Licht emittierende Element in Geometrie, Stapel und/oder Beschaltung, der Abstand zwischen dem organischen Licht detektierenden Element und dem organischen Licht emittierende Element, die Anordnung und Anzahl einer oder mehrerer Auskoppelschichten und/oder die Wellenleitereigenschaften im Substrat oder der übrigen
Schichtstruktur und damit die Signalübertragung zwischen dem organischen Licht emittierenden Element und dem organischen Licht detektierenden Element.
In Figur 3 ist ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, das im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der Figuren 2A und 2B zwischen dem organischen Licht emittierenden
Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 einen Zwischenraum 113 anstelle einer elektrischen
Isolatorschicht 112 aufweist. Die gemeinsame Verkapselung reicht in diesem Ausführungsbeispiel zwischen den Elementen 100, 200 bis zum gemeinsamen Substrat. Hierdurch kann
beispielsweise die Lichtleitung von intern geleitetem Licht zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 beeinflusst werden .
In Figur 4A ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, das rein beispielhaft im Vergleich zum Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2A und 2B keine gemeinsame Verkapselung mit einer gemeinsamen
Abdeckung aufweist. Insbesondere weist das organische Licht emittierende Element 100 eine erste Verkapselung 107 auf, während das organische Licht detektierenden Element 200 eine zweite Verkapselung 208 aufweist, die von der ersten
Verkapselung 107 getrennt aufgebracht ist, sodass das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 unabhängig voneinander verkapselt sind. Zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 kann, wie in Figur 3A gezeigt ist, eine elektrische
Isolatorschicht 112 vorgesehen sein, die von keiner der
Verkapselungen 107, 208 bedeckt ist. Die Verkapselungen 107, 208 können gleich oder
unterschiedlich ausgebildet sein und insbesondere in der Materialwahl, den optischen Eigenschaften und den
Verkapselungseigenschaften an die jeweiligen Erfordernisse des organischen Licht emittierenden Elements 100 und des organischen Licht detektierenden Elements 200 angepasst sein. Auf den Verkapselungen 107, 208 ist jeweils eine Abdeckung 109, 210 mittels einer jeweiligen KlebstoffSchicht 108, 209 aufgebracht, die beispielsweise wie die gemeinsame Abdeckung 109 gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen ausgeführt sein können.
In Figur 4B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, das im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel keine
elektrische Isolatorschicht 112 zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 sondern einen Zwischenraum 113 aufweist . Durch eine getrennte Verkapselung 107, 208 für das organische Licht emittierende Element 100 und das organische Licht detektierende Element 200 kann beispielsweise das vom
organischen Licht emittierenden Element 100 auf das
organische Licht detektierende Element 200 direkt durch
Streuung und/oder Wellenleitung eingestrahlte Licht
beeinflusst werden. Weiterhin kann im Zwischenraum zwischen den Verkapselungen 107, 208 eine elektrische Kontaktierung der Elemente 100, 200 erfolgen, wie weiter unten in Verbindung mit den Figuren 17 und 18 gezeigt ist.
Die in Verbindung mit den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen organischen optoelektronischen Bauelemente können anstelle der dort gezeigten durchgehenden gemeinsamen Verkapselung 107 auch getrennte Verkapselungen 107, 208 für die Elemente 100, 200 aufweisen. In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, das im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen anstelle eines als organische Fotodiode ausgebildeten organischen Licht detektierenden Bauelements 200 ein organisches Licht detektierendes Element 200 aufweist, das als organischer
Fotoleiter mit einem organischen fotoleitenden Material 207 ausgebildet ist, das bei Einstrahlung von Licht elektrische Ladungen erzeugt. Fotoleitende organische Materialien können beispielsweise wie im gezeigten Ausführungsbeispiel einschichtig auf einer elektrisch leitenden Schicht ausgebildet sein, beispielsweise auf einer Elektrode oder auf den in Figur 5 gezeigten
Elektrodenanschlusstücken 205 auch ohne zusätzliche
Elektrode. Beispielsweise kann das organische fotoleitende
Material 207 auf einem PVK-TNF-Charge-Transfer-Komplex (PVK: Polyvinylcarbazol , TNF: 2, 4, 7-Trinitro-9-Fluorenon) basieren. Weiterhin kann das organische fotoleitende Material 207 beispielsweise auch zweischichtig in Form einer organischen Ladungsträger erzeugenden Schicht und einer organischen
Ladungsträger transportierenden Schicht ausgebildet sein. Als organische Ladungsträger erzeugende Materialien kommen beispielsweise (Di-) Azo-Farbstoffe, Squarain-Derivate und Phthalocyanine in Frage, als organische Ladungsträger
leitende Materialien beispielsweise Arylamine, Oxadiazole, TPD (N, N' -Bis (3-methylphenyl) -N, N' -bis (phenyl) -benzidin) und NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -benzidin) . Darüber hinaus kann ein als organischer Fotoleiter
ausgebildetes organisches Licht detektierend Element 200 denselben Aufbau wie das organische Licht emittierende
Element 100 aufweisen, wobei hier die
Sperrschichteigenschaften des zumindest einen pn-Übergangs der organischen aktiven Schicht in den funktionellen
Schichtenstapeln ausgenutzt werden kann.
Das als organischer Fotoleiter ausgebildete organische Licht detektierende Element 200 kann von beiden Seiten, also durch das Substrat und durch die Verkapselung mit Umgebungslicht bestrahlt werden. Zur Verhinderung der Einstrahlung von
Umgebungslicht beispielsweise von einer Seite oder auch intern geleitetem Licht auf das organische fotoleitende
Material 207 können auch zusätzlich nicht-transparente
Isolatorschichten, elektrisch isolierte Metallschichten, nicht-transparente Materialien für die Verkapselung und/oder eine nicht-transparente Abdeckung, beispielsweise eine nicht¬ transparente Glasabdeckung, vorgesehen sein. Je nach Materialien und Aufbau des organischen Licht
detektierenden Elements 200 kann dieses auch gleichzeitig als Fotoleiter und Fotodiode aufgebaut sein. Ein solches
organisches Licht detektierendes Element 200 kann mit einer elektrischen Vorspannung als Fotodiode und ohne elektrische Vorspannung als Fotoleiter einsetzbar sein.
Weiterhin kann je nach Materialien und Aufbau auch der elektrische Widerstand des organischen Licht detektierenden Elements 200 gemessen werden, so dass das organische Licht detektierende Element 200 als organischer Fotowiderstand ausgebildet und einsetzbar sein kann. Beispielsweise kann das organische Licht detektierende Element 200 hierzu eine organische funktionelle Schicht basierend auf Pentacen aufweisen .
In den Figuren 6 bis 8 sind verschiedene Ausführungsbeispiele gezeigt, bei denen die unterschiedlichen Detektionsrichtungen für ein organisches Licht detektierendes Element 200 nochmals erläutert sind, das rein exemplarisch als organische
Fotodiode wie im Ausführungsbeispiel der Figuren 2A und 2B ausgebildet ist. Das organische Licht emittierende Element 100 ist in diesen Ausführungsbeispielen als Bottom-Emitter ausgeführt und strahlt Licht nur durch das gemeinsame
Substrat ab. Alternativ hierzu kann das organische Licht emittierende Element 100 in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen aber auch als Top-Emitter ausgebildet sein, wobei hier die Seite mit der Abdeckung, also die dem Substrat gegenüber liegende Seite des organischen
optoelektronischen Bauelements, die Abstrahlseite bildet. Weiterhin kann das organische Licht emittierende Element 100 auch als transparente OLED ausgebildet sein, die beidseitig Licht abstrahlt.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 weist das organische Licht detektierende Element 200 auf der Abstrahlseite, also auf der dem Substrat zugewandten Seite des organischen funktionellen Schichtenstapels, eine transparente Elektrode 202 auf, während die gegenüber liegend angeordnete obere Elektrode 204 reflektierend oder zumindest nicht-transparent ausgebildet ist, wie durch die Schraffierung angedeutet ist.
Beispielsweise kann die transparente Elektrode 202 durch ein TCO oder ein transparentes Metall, also eine ausreichend dünne Metallschicht, oder eine Kombination und/oder eine Mehrzahl dieser gebildet sein, während die nicht-transparente Elektrode 204 beispielsweise durch ein nicht-transparentes Metall, also eine ausreichend dicke Metallschicht, gebildet sein kann. Im Hinblick auf ein als Bottom-Emitter
ausgebildetes organisches Licht emittierendes Element 100 ist das organische Licht detektierende Element 200 des
Ausführungsbeispiels der Figur 6 somit dazu eingerichtet, Umgebungslicht 3 zu detektieren, das auf der Abstrahlseite auf das organische optoelektronische Bauelement angestrahlt wird, so dass die Abstrahlseite des organischen
optoelektronischen Bauelements in der Bottom-Emitter- Konfiguration oder auch in einer transparenten Ausführung der Detektionsseite des organischen Licht detektierenden Elements 200 entspricht.
In Figur 7 ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, bei dem im Gegensatz zum vorherigen Ausführungsbeispiel die untere Elektrode 202, also die Elektrode, die auf der Substratseite angeordnet ist, nicht-transparent und beispielsweise reflektierend
ausgebildet ist, wie durch die Schraffierung angedeutet ist, während die oben liegende, auf der dem Substrat gegenüber liegenden Seite angeordnete Elektrode 204 transparent oder zumindest in Teilbereichen lichtdurchlässig ausgebildet ist, sodass das organische Licht detektierende Elemente 200 in diesem Ausführungsbeispiel dazu eingerichtet ist,
Umgebungslicht 4 zu detektieren, das von der dem Substrat gegenüber liegenden Seite auf das organische
optoelektronische Bauelement eingestrahlt wird. Die
Detektionsseite des organischen Licht detektierenden Elements 200 ist somit von der Abstrahlseite des organischen optoelektronischen Bauelements in der Bottom-Emitter- Konfiguration verschieden.
Die obere Elektrode 204 kann beispielsweise ein transparentes Material wie etwa ein TCO aufweisen. Alternativ oder
zusätzlich kann es auch möglich sein, dass die obere
Elektrode 204 als Ringkontakt ausgebildet ist und
beispielsweise eine Öffnung über dem organischen
funktionellen Schichtenstapel des organischen Licht
detektierenden Elements 200 aufweist, wie durch die
gestrichelten Linien angedeutet ist. Eine solche Öffnung kann in lateraler Richtung gänzlich von Elektrodenmaterial
umschlossen sein, sodass die Elektrode 204 als vollständiger Ring ausgebildet sein kann. Weiterhin ist es auch möglich, dass eine als Ringkontakt ausgebildete Elektrode 204 in lateraler Richtung die Öffnung nur in einem Teilbereich umschließt und somit beispielsweise U-förmig ausgebildet ist.
In Figur 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, bei dem beide Elektroden 202, 204 transparent und/oder als
Ringkontakt ausgebildet sind, sodass das in Figur 8 gezeigte organische Licht detektierende Element 200 Umgebungslicht 3, 4 detektieren kann, das von beiden Seiten auf das organische optoelektronische Bauelement eingestrahlt wird.
Alternativ zu nicht-transparenten Elektrodenmaterialien können auch transparente Elektrodenmaterialien in Kombination mit einem nicht-transparenten zusätzlichen Material,
beispielsweise einem nicht-transparenten Isolatormaterial, verwendet werden, wobei das zusätzliche, nicht-transparente Material das organische Material des organischen Licht detektierenden Elements vor Umgebungslicht abschatten kann. In Figur 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen der Abstand 114 zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem organischen Licht detektierenden Element 200 reduziert ist. Durch eine Variation des Abstands 114, beispielsweise durch die gezeigte Abstandsverringerung oder auch eine Abstandsvergrößerung, kann je nach Anwendungsfall der Anteil des intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleiteten Lichts beeinflusst werden. Beispielsweise kann im Fall von zumindest zwei organischen Licht detektierenden Elementen 200, die direkt nebeneinander angeordnet sind und einen unterschiedlichen Abstand zum organischen Licht
emittierenden Element 100 aufweisen, unter der Annahme identischer externer Beleuchtung des organischen
optoelektronischen Bauelements und insbesondere der
organischen Licht detektierenden Elemente 200 eine
Unterscheidung der internen und externen Beleuchtung der organischen Licht detektierenden Elemente 200 messbar sein.
In den Figuren 10 und 11 sind weitere Ausführungsbeispiele für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, bei denen die Auskoppelschicht 110 im Vergleich zu den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen variiert ist.
Im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 10 erstreckt sich die Auskoppelschicht 110 zusätzlich auch über das organische Licht detektierende Element 200, wodurch beispielsweise der Anteil des intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200
geleiteten Lichts und/oder der Anteil des eingekoppelten Umgebungslichts variiert werden kann. Im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 11 ist die Auskoppelschicht 110 auf der den organischen funktionellen Schichtenstapeln zugewandten Seite des gemeinsamen Substrats 101 angeordnet, wodurch sich ebenfalls eine Beeinflussung des intern geleiteten Lichts wie auch des in das organische Licht detektierende Element 200 eingekoppelten Umgebungslichts ergeben kann. Alternativ zu den gezeigten Ausführungsbeispielen kann sich eine Auskoppelschicht auch nur über dem organischen Licht detektierenden Element 200 befinden oder es kann auch keine Auskoppelschicht vorhanden sein. Ist das organische
optoelektronische Bauelement und insbesondere das organische Licht emittierende Element 100 anstelle eines Bottom-Emitters als Top-Emitter oder als transparente OLED ausgebildet, können eine oder mehrere Auskoppelschichten in den
beschriebenen Varianten auch auf der dem Substrat abgewandten Seite, also beispielsweise auf der Verkapselung, angeordnet sein. Insbesondere können eine oder mehrere
Auskoppelschichten extern, also auf einer Außenseite, oder intern, also zwischen anderen Schichten des organischen optoelektronischen Bauelements, angeordnet sein. In Figur 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, bei dem im Vergleich zu den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen keine Isolatorschichten 106, 206, 112 vorhanden sind. Hierdurch kann, wie bereits in Verbindung mit Figur 3 in Bezug auf die Isolatorschicht 112 beschrieben ist, der Anteil des intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum
organischen Licht detektierenden Element 200 geleiteten
Lichts beeinflusst werden, das in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere auch direkt vom organischen Licht emittierenden Element 100 auf das organische Licht detektierende Element 200 eingestrahlt werden kann. Insbesondere ist zwischen dem organischen Licht emittierenden Element 100 und dem
organischen Licht detektierenden Element 200 lediglich ein Zwischenraum 113 vorhanden, der von der gemeinsamen
Verkapselung überdeckt wird. Die Elektroden 102, 104 und 202, 204 sind beispielsweise durch geeignete Maskenprozesse bei der Herstellung derart ausgebildet, dass sich auch ohne
Isolatorschichten 106, 206 und die damit partiell offenen organischen Schichten keine Kurzschlüsse ergeben.
In den Figuren 13A bis 16N sind in Aufsichten auf die
Abstrahlseite des organischen optoelektronischen Bauelements Variationsmöglichkeiten für die Anordnung, die Anzahl und die Lage von organischen Licht detektierenden Elementen 200, 200', 200'' in Bezug zu einem oder mehreren Licht
emittierenden Elementen 100 gemäß mehreren
Ausführungsbeispielen gezeigt, wobei der Übersichtlichkeit halber lediglich die Positionen der organischen Licht
emittierenden Elemente und der organischen Licht
detektierenden Elemente ohne genaue Darstellung der
Leuchtfläche und der KontaktZuführungen angedeutet sind. Die in den Figuren 13A bis 13F gezeigten organischen Licht detektierenden Elemente 200 sind jeweils gleich ausgebildet und können Umgebungslicht einseitig oder beidseitg gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen detektieren. Wie in Figur 13A gezeigt ist, kann sich beispielsweise ein organisches Licht detektierendes Element 200 in einer Ecke oder allgemeiner in einem Randbereich eines organischen Licht emittierenden Elements 100 befinden, wodurch eine möglichst geringe Beeinflussung der Leuchtfläche des organischen optoelektronischen Bauelements erreicht werden kann. Wie in den Figuren 13B und 13C gezeigt ist, können auch mehrere organische Licht detektierende Elemente 200 vorhanden sein, beispielsweise in zwei Ecken oder in allen vier Ecken des organischen Licht emittierenden Elements 100.
Darüber hinaus ist es auch möglich, wie in den Figuren 13D und 13E gezeigt ist, dass zusätzlich zu Randbereichen ein organisches Licht detektierendes Element 200 auch innerhalb der durch das organische Licht emittierende Element 100 gebildeten Leuchtfläche angeordnet ist, wobei zusätzlich, wie in Figur 13D gezeigt ist, in den Randbereichen und
insbesondere in den Ecken des organischen Licht emittierenden Elements 100 organische Licht detektierende Elemente 200 vorhanden sein können oder auch, wie in Figur 13E gezeigt ist, nur innerhalb der Leuchtfläche des organischen Licht emittierenden Elements 100 ein organisches Licht
detektierendes Element 200 vorhanden sein kann.
Wie in Figur 13F gezeigt ist, kann beispielsweise auch eine gesamte Randseite eines organischen Licht emittierenden
Elements 100 mit einer Mehrzahl von organischen Licht
detektierenden Elementen 200 versehen sein.
In den Figuren 14A bis 15F sind Ausführungsbeispiele gezeigt, bei denen organische Licht detektierende Elemente 200, 200', 200'' vorgesehen sind, die unterschiedliche Detektionsseiten aufweisen. Rein beispielhaft weisen die organischen Licht detektierenden Elemente 200 eine Detektionsseite auf, die eine Detektion von Umgebungslicht durch das Substrat
ermöglicht, während die organischen Licht detektierenden Elemente 200' eine Detektion von Umgebungslicht ermöglichen, das auf der dem Substrat abgewandten Seite auf das organische optoelektronische Bauelement eingestrahlt wird. Die
organischen Licht detektierenden Elemente 200'' sind für ein beidseitige Detektion vorgesehen.
Wie in den Figuren 14A und 14B gezeigt ist, können
beispielsweise ein organisches Licht detektierendes Element 200 und ein weiteres organisches Licht detektierendes Element 200' mit voneinander unterschiedlichen Detektionsseiten für Umgebungslicht vorhanden sein oder auch ein organisches Licht detektierendes Element 200 für eine einseitige Detektion und ein weiteres organisches Licht detektierendes Element 200'' für eine zweiseitige Detektion von Umgebungslicht. In Figur 14C ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, das mehrere organische Licht detektierende Elemente 200 und 200' jeweils paarweise in den Ecken des organischen Licht emittierenden Elements 100 aufweist, wobei zusätzlich ein organisches Licht detektierendes Element 200 innerhalb der Leuchtfläche des organischen Licht emittierenden Elements 100 vorgesehen ist. In den Ausführungsbeispielen der Figur 14D und 14E sind lediglich zwei organische Licht detektierende Elemente 200, 200' beziehungsweise 200, 200'' vorgesehen, die sich
innerhalb der Leuchtfläche des organischen optoelektronischen Elements 100 befinden.
Wie in Figur 14F gezeigt ist, kann sich auch eine Mehrzahl von unterschiedlich ausgebildeten organischen Licht
detektierenden Elementen 200, 200' über einen Randbereich des organischen Licht emittierenden Elements 100 erstrecken.
In den Figuren 15A bis 15F sind weitere Ausführungsbeispiele gezeigt, die jeweils zumindest ein organisches Licht detektierendes Element 200'' aufweisen, das eine beidseitige Detektion ermöglicht. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 15A ist zusätzlich ein organisches Licht detektierendes Element 200' vorgesehen, während gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Figur 15B lediglich ein organisches Licht detektierendes Element 200'' in einem Eckenbereich des organischen Licht emittierenden Elements 100 vorgesehen ist. Die Ausführungsbeispiele der Figuren 15C bis 15E entsprechen den Ausführungsbeispielen der Figuren 13C bis 13E, wobei hier explizit beidseitig detektierende organische Licht
detektierende Elemente 200'' vorgesehen sind. Gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Figur 15F ist eine Mehrzahl von unterschiedlich ausgebildeten organischen Licht
detektierenden Elementen 200, 200', 200'' mit voneinander unterschiedlichen Detektionsseiten sowie einseitiger und zweiseitiger Detektion vorgesehen, die rein beispielhaft über einen Randbereich des organischen Licht emittierenden
Elements 100 verteilt sind. Durch eine geeignete Wahl und Anordnung von einem oder mehreren organischen Licht detektierenden Elementen 200, 200', 200'' kann eine unabhängige Identifizierung einer
Vorder- und Rückseitenbeleuchtung des organischen
optoelektronischen Bauelements möglich sein. Hierdurch wie auch im Fall von mehreren über eine Leuchtfläche eines organischen Licht emittierenden Elements 100 verteilten organischen Licht detektierende Elementen 200, 200',
200' 'kann eine individuelle Beleuchtungssteuerung erreicht werden. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass durch eine geeignete Wahl und Anzahl von organischen Licht
detektierenden Elementen 200, 200', 200'' beispielsweise ein Lagesensor verwirklicht werden kann. In den Figuren 16A bis 16N sind weitere Ausführungsbeispiele für die Anordnung und die geometrische Ausgestaltung von jeweils einem Licht emittierenden Element 100 und einem Licht detektierenden Element 200 gezeigt, wobei das Licht
detektierende Element 200 einseitig oder beidseitig
detektierend ausgebildet sein kann. Wie in Figur 16A gezeigt ist, kann beispielsweise im Vergleich zu den vorherigen
Ausführungsbeispielen der Figuren 13A bis 13F die Größe des organischen Licht detektierenden Elements 200 variiert werden.
Wie in Figur 16B gezeigt ist, kann auch die Größe und die Form des Licht emittierenden Elements 100 variiert werden und beispielsweise im Vergleich zu den bisher gezeigten
quadratischen Formen auch eine rechteckige oder auch eine andere Form aufweisen.
Wie in Figur 16C gezeigt ist, kann sich ein organisches Licht detektierendes Element 200 auch zusammenhängend über eine gesamte Randseite eines organischen Licht emittierenden
Bauelements 100 erstrecken.
Wie in den Figuren 16D und 16E gezeigt ist, kann ein
organisches Licht detektierendes Element 200 beispielsweise in einem vom organischen Licht emittierenden Element 100 umschlossenen Bereich angeordnet sein oder ein Licht
emittierendes Element 100 in zwei Bereiche unterteilen.
Weiterhin ist es auch möglich, dass, wie in den Figuren 16F und 16G gezeigt ist, eine Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen 100 vorgesehen ist, wobei eines oder mehrere organische Licht detektierende Elemente 200
beabstandet zur Mehrzahl der organischen Licht emittierenden Elemente 100 oder auch unmittelbar einem der organischen Licht emittierenden Elemente 100 zugeordnet sein kann. Im Ausführungsbeispiel der Figur 16H ist im Gegensatz dazu jedem der Mehrzahl der Licht emittierenden Elemente 100 ein
organisches Licht detektierendes Element 200 zugeordnet, während gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 161 ein organisches Licht detektierendes Element 200 vorgesehen ist, das im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen eine größere Fläche einnimmt und allen der Mehrzahl der Licht emittierenden Elemente 100 zugeordnet ist.
Wie in den Figuren 16J bis 16N gezeigt ist, können die organischen Licht emittierenden Elemente 100 und/oder die organischen Licht detektierenden Elemente 200 auch eine von einer eckigen Form abweichende Formen, beispielsweise eine kreisrunde, eine elliptische oder eine beliebige andere Form sowie eine beliebige andere relative Anordnung und Größe zueinander aufweisen. Insbesondere sind die in den Figuren 13A bis 16N gezeigten Ausführungsbeispiele je nach Anwendung des organischen optoelektronischen Bauelements beliebig miteinander
kombinierbar . In den Figuren 17 und 18 sind organische optoelektronische
Bauelemente gemäß weiteren Ausführungsbeispielen gezeigt, die elektronische Bauelemente zur elektrischen Verschaltungen des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements 100 und des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements 200 aufweisen.
Rein beispielhaft und zur erleichterten Darstellung der elektrischen Kontaktierungsmöglichkeiten sind die organischen optoelektronischen Bauelement gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 4A und 4B mit getrennten Verkapselungen gezeigt. Die in den Figuren 17 und 18 gezeigten
Verschaltungsmöglichkeiten sind auch mit den übrigen
Ausführungsbeispielen kombinierbar.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 17 ist als elektronisches Bauelement eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 vorgesehen, die das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element 200 bereitgestellte elektrisch
messbare Signal misst, das je nach Ausbildung des organischen Licht detektierenden Elements 200 durch eine einseitige oder beidseitige Detektion von Umgebungslicht erzeugt wird, und das zumindest eine organische Licht emittierende Element 100 in Abhängigkeit der Messung regelt. Das in Figur 17 gezeigte Ausführungsbeispiel ermöglicht insbesondere die Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb eines organischen
optoelektronischen Bauelements, bei dem eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 vorgesehen ist, die das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element 200 detektierte Licht, das Umgebungslicht aufweist, misst und das zumindest eine organische Licht emittierende Element 100 in Abhängigkeit der Messung regelt. Die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 kann beispielsweise mit
regelbaren Strom- und/oder Spannungsamplituden, einem
Pulsweitenmodulationsverfahren und/oder eine
Pulsfrequenzmodulationsverfahren arbeiten .
Die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 kann, wie in Figur 17 gezeigt ist, ein externes elektronisches
Bauelement sein, das über geeignete Drahtverbindungen oder Leitungsbahnen mit den Elementen 100, 200 verschaltet ist. Alternativ hierzu kann es auch möglich sein, eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle zumindest teilweise in das organische optoelektronische Bauelement zu integrieren, beispielsweise durch Integration in das gemeinsame Substrat oder durch Anordnung auf dem gemeinsamen Substrat. Mit anderen Worten kann die regelbare Strom- und/oder
Spannungsquelle 300 als monolithische elektronische Schaltung beispielsweise im Substrat oder in zusätzlichen funktionellen Schichten auf dem Substrat vorgesehen sein. Die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 kann
Voreinstellungsmöglichkeiten aufweisen, über die
beispielsweise eine gewünschte Helligkeit in Abhängigkeit des Umgebungslichts des optoelektronischen Bauelements
eingestellt werden kann. In Figur 18 ist ein Ausführungsbeispiel für ein organisches optoelektronisches Bauelement gezeigt, das anstelle einer regelbaren Strom- und/oder Spannungsquelle 300, die das vom organischen Licht detektierenden Element 200 bereitgestellte Messsignal in ein Steuersignal für das organische Licht emittierende Element 100 umwandelt, eine von einem Strom- und/oder Spannungsmessgerät 302 separate Strom- und/oder Spannungsquelle 301 aufweist, die einen Betrieb des
organischen optoelektronischen Bauelements ohne direkte
Rückkopplung ermöglichen, wobei das Signal des organischen Licht detektierenden Elements 200 lediglich gemessen wird.
Die im Zusammenhang mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit mit den einzelnen
Figuren beschrieben sind. Weiterhin können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weitere oder alternative
Merkmale gemäß der allgemeinen Beschreibung aufweisen. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Organisches optoelektronisches Bauelement, aufweisend zumindest ein organisches Licht emittierendes Element (100), das einen organischen funktionellen
Schichtenstapel (103) mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht zwischen zwei Elektroden (102, 104) aufweist, und
zumindest ein organisches Licht detektierendes Element (200, 200', 200''), das zumindest eine organische Licht detektierende Schicht aufweist und das mit dem
organischen Licht emittierenden Element (100) auf einem gemeinsamen Substrat (101) in lateral benachbarten Flächenbereichen angeordnet ist.
2. Bauelement nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine organische Licht detektierende Element (200, 200', 200'') als organische Fotodiode ausgebildet ist.
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zumindest eine organische Licht detektierende Element (200, 200', 200'') als organischer Fotoleiter ausgebildet ist.
4. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine organische Licht detektierende
Element (200, 200', 200'') als organischer
Fotowiderstand ausgebildet ist.
5. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine organische Licht detektierende
Element (200, 200', 200'') dazu eingerichtet ist,
Umgebungslicht (3) durch das Substrat (101) zu
detektieren . Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine organische Licht detektierende
Element (200, 200', 200'') dazu eingerichtet ist,
Umgebungslicht (4) zu detektieren, das von der dem
Substrat (101) gegenüber liegenden Seite des organischen optoelektronischen Bauelements auf das organische optoelektronische Bauelement eingestrahlt wird.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine organische Licht emittierende Element (100) dazu eingerichtet ist, Licht (1) auf einer
Abstrahlseite des organischen optoelektronischen
Bauelements abzustrahlen, und das zumindest eine
organische Licht detektierende Element (200, 200', 200'') dazu eingerichtet ist, Umgebungslicht (3, 4) zu detektieren, das auf einer von der Abstrahlseite
verschiedenen Seite auf das organische optoelektronische Bauelement eingestrahlt wird.
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine organische Licht emittierende Element (100) dazu eingerichtet ist, Licht (1) auf einer
Abstrahlseite des organischen optoelektronischen
Bauelements abzustrahlen, und das zumindest eine
organische Licht detektierende Element (200, 200', 200'') dazu eingerichtet ist, Umgebungslicht (3, 4) zu detektieren, das auf der Abstrahlseite auf das
organische optoelektronische Bauelement eingestrahlt wird .
Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf dem gemeinsamen Substrat (101) eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen (200, 200', 200'') angeordnet ist.
10. Bauelement nach Anspruch 9, wobei zumindest eines der Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen (200, 200', 200'') dazu eingerichtet ist, Umgebungslicht (3) durch das Substrat (101) zu detektieren, und
zumindest ein weiteres der Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen (200, 200', 200'') dazu eingerichtet ist, Umgebungslicht (4) von der dem
Substrat (101) gegenüber liegenden Seite des organischen optoelektronischen Bauelements zu detektieren.
11. Bauelement nach Anspruch 9 oder 10, wobei zumindest zwei der Mehrzahl von Licht detektierenden Elementen (200, 200', 200'') unterschiedliche Detektionsseiten zur
Detektion von Umgebungslicht (3, 4) aufweisen.
12. Bauelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei auf dem gemeinsamen Substrat (101) eine Mehrzahl von
organischen Licht emittierenden Elementen (100)
angeordnet ist.
13. Bauelement nach Anspruch 12, wobei zumindest zweien der Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen (100) jeweils zumindest ein organisches Licht
detektierendes Element (200, 200', 200'') zugeordnet ist .
14. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine organische Licht emittierende Element (100) und das zumindest eine organische Licht
detektierende Element (200, 200', 200'') mit einer gemeinsamen Verkapselung (107) verkapselt sind und wobei zwischen dem zumindest einen organischen Licht
emittierenden Element (100) und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element (200, 200', 200'') eine elektrische Isolatorschicht (112) direkt auf dem Substrat (101) und von der gemeinsamen Verkapselung bedeckt (107) angeordnet ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das zumindest eine organische Licht emittierende Element
(100) und das zumindest eine organische Licht
detektierende Element (200, 200', 200'') mit einer gemeinsamen Verkapselung (107) verkapselt sind und wobei zwischen dem zumindest einen organischen Licht
emittierenden Element (103) und dem zumindest einen organischen Licht detektierenden Element (200, 200', 200'') die Verkapselung (107) direkt auf dem Substrat
(101) angeordnet ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das zumindest eine organische Licht emittierende Element
(100) mit einer ersten Verkapselung (107) und das zumindest eine organische Licht detektierende Element
(200, 200', 200'') mit einer zweiten von der ersten Verkapselung (107) getrennt aufgebrachten Verkapselung
(208) verkapselt sind.
Bauelement nach Anspruch 16, wobei zwischen dem
zumindest einen organischen Licht emittierenden Element (100) und dem zumindest einen organischen Licht
detektierenden Element (200, 200', 200'') eine
elektrische Isolatorschicht (112) angeordnet ist, die in lateraler Richtung zwischen der ersten und zweiten
Verkapselung (107, 208) angeordnet ist.
18. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine optische Auskoppelschicht (110) auf einer
Abstrahlseite des organischen optoelektronischen
Bauelements auf einer Außenseite oder zwischen anderen Schichten des organischen optoelektronischen Bauelements angeordnet ist.
19. Verfahren zum Betrieb eines organischen
optoelektronischen Bauelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem eine regelbare Strom- und/oder
Spannungsquelle (300) vorgesehen ist, die das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element (200, 200', 200'') detektierte Licht, das Umgebungslicht (3, 4) aufweist, misst und das zumindest eine organische Licht emittierende Element (100) in Abhängigkeit der Messung regelt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle (300) zumindest teilweise in das organische optoelektronische Bauelement integriert ist .
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