WO2014067870A1 - Verfahren zum betrieb eines organischen optoelektronischen bauelements - Google Patents

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WO2014067870A1
WO2014067870A1 PCT/EP2013/072391 EP2013072391W WO2014067870A1 WO 2014067870 A1 WO2014067870 A1 WO 2014067870A1 EP 2013072391 W EP2013072391 W EP 2013072391W WO 2014067870 A1 WO2014067870 A1 WO 2014067870A1
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organic light
organic
light
layer
emitting element
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PCT/EP2013/072391
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Michael Popp
Marc Philippens
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Publication date
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/831—Aging

Definitions

  • Area light sources such as an organic light
  • Emissive diode OLED
  • OLED Emissive diode
  • the critical luminance can be expressed, for example, by a value LTxx, where xx can mean, for example, 80, 70 or 50 and indicates a decrease in the luminance to 80%, 70% or 50% of the initial radiated value.
  • At least one object of certain embodiments is to provide a method of operating an organic compound
  • a method for operating an organic optoelectronic component the organic optoelectronic component at least one organic light emitting element and at least one organic light detecting element, wherein the at least one organic light detecting
  • Element detects a part of the at least one organic light emitting element emitted light and wherein the light emitted from the at least one organic light emitting element light intensity is controlled.
  • the light intensity of the light emitted by the organic light emitting element which determines the brightness of the organic optoelectronic component, can be controlled from an initial value to a predetermined value to the predetermined value after reaching a reduction of the light intensity.
  • "initial value” denotes a light intensity which predetermines the organic optoelectronic component
  • optoelectronic device radiates light with a constant light intensity despite further aging.
  • predetermined value may be a fraction of the particular
  • Initial value for example 50%, 70% or 90%.
  • a predetermined value of 50%, 70% and 90% may also be referred to as LT50, LT70 and LT90.
  • Light intensity can, for example, by a readjustment of the operating voltage and / or the operating current of the
  • the reduction in light intensity is slowed from an initial value, for example 90%, to a lower value, for example 70%.
  • the at least one organic light-emitting element has an organic functional layer stack with at least one organic light-emitting layer between two electrodes.
  • this is at least one organic light
  • emissive element formed as an organic light-emitting diode (OLED), which in operation by at least one of Electrodes can emit visible light.
  • 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.
  • graphene graphene
  • transparent metal or metallic network structures transparent metal or metallic network structures
  • organic functional layer stack is located of the organic light-emitting element, can be reflective
  • both electrodes may be transparent. In this case, that can
  • organic light-emitting element may be formed in particular as a transparent OLED.
  • the at least one organic light detecting element has at least one
  • the at least one organic light detecting element be adapted to light, which falls on the at least one organic light detecting layer, in a
  • electrically measurable signal such as a voltage, a current or an electrical resistance to convert.
  • 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.
  • the common substrate and the organic functional layers of the organic light-emitting and light-detecting elements disposed no further substrate.
  • the term "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.
  • Shadow the detecting layer from ambient light To effectively shadow the at least one organic light detecting layer of the at least one organic light detecting element from ambient light
  • detecting layer is preferably arranged in the stacking direction between the two non-transparent layers, so that in the stacking direction, a non-transparent layer below and a non-transparent layer over the at least one
  • organic light detecting layer is arranged.
  • ambient light can also be a light which has spectral components which correspond to the absorption spectrum of the at least one organic light-detecting layer.
  • the non-transparent layers are in particular arranged such that they shade the at least one organic light detecting layer from at least that portion of the ambient light which corresponds to the absorption spectrum of the at least one organic light detecting layer and further to the absorption spectrum of the at least one
  • Ambient light is shaded, it is in particular achieved that the at least one organic light detecting layer reaching proportion of ambient light on the at least one light detecting element from the outside
  • the shading preferably effects a reduction of greater than or equal to 90%, and particularly preferably greater than or equal to 99% or even greater than or equal to 99.9% of the ambient light irradiated from outside onto the at least one organic light detecting element. In other words, this means that less than 10% and preferably less than 1% of the ambient light is radiated onto the at least one organic light-detecting layer.
  • the non-transparent layers may also be completely impermeable to ambient light and
  • the at least one organic light-emitting element and the at least one organic light-detecting element are arranged on the same side of the common substrate.
  • the at least one organic light-detecting element can be directly adjacent to the at least one organic light
  • the at least one organic light-emitting element is adapted to emit light on a radiation side of the organic optoelectronic component during operation.
  • Radiating side which designates that side or those sides on which or on which the organic
  • the common substrate is 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 is preferably transparent, 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 that a Radiating side of the at least one organic light emitting layer as seen on the side opposite the common substrate of the organic
  • 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 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 include other materials and / or others as compared to the organic light emitting element Have layer structures with respect to the electrodes and / or the organic functional layer stack, which may require additional effort in the production, 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. Depending on the materials and structure of the at least one
  • 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.
  • 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 one with respect to its area occupation on the common substrate at least one organic light emitting element
  • the at least one organic light detecting element on the common substrate may 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 of the at least one organic light emitting element the common substrate is covered.
  • 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.
  • the organic optoelectronic component is set up in such a way that a part of the device in operation
  • Such an internal light pipe from the at least one organic light emitting element to the at least one organic light detecting element can be, for example, by waveguide effects and / or by scattering effects within the organic optoelectronic device respectively.
  • An internal light pipe for example, can also be influenced by an internal scattering layer.
  • the common substrate can form a light guide, the light from the at least one organic light emitting element internally in the organic
  • Opto-electronic device for at least one organic light detecting element passes.
  • the common substrate is particularly preferably transparent in this case
  • 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.
  • Element between the at least one organic light detecting layer and the common substrate to an electrode it is also transparent in the case of a light pipe in the substrate through or has at least one light-transmissive region.
  • the electrode for example, as
  • Ring contact formed or formed by a transparent material.
  • any shape of an electrode is here and hereinafter referred to, which is one of
  • an example U-shaped electrode may fall under the term ring contact.
  • other layers of the organic optoelectronic component can also serve as a light guide between the organic light emitting element and the organic light detecting element.
  • light pipe effects can also be caused by suitable refractive index differences between individual layers or elements of the organic optoelectronic component.
  • Decoupling layers between the substrate and the substrate-facing electrode influence the internal light pipe.
  • the organic optoelectronic component is set up so that light generated in operation in the at least one light-emitting layer of the at least one organic light-emitting element generates directly in the organic optoelectronic component directly on the at least one organic light detecting layer of the at least one organic light detecting element is irradiated. That can
  • Layers or elements are present which shade the at least one organic light detecting layer completely from the organic light emitting layer.
  • the organic optoelectronic component has an electronic component, for example a controllable current and / or
  • 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 is formed, for example, in the common substrate can be integrated or in the form of additional functional layers on the common substrate
  • 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.
  • controllable current and / or voltage source is designed as an external electronic component, via suitable electrical
  • Connections such as interconnects and / or wire connections to the organic optoelectronic component is connected. Due to the hybrid or monolithic integration of the
  • At least one organic light detecting element as a sensor or detector, in the method described here, light emitted by the at least one organic light emitting element can be detected.
  • the light detected by the at least one organic light detecting element corresponds to a part of the total of the organic light emitting element
  • organic light detecting element can be used, starting from a certain predetermined brightness, the light intensity of the at least one organic light
  • At least one of the two non-transparent layers is formed by a nontransparent cover layer.
  • the non-transparent cover layer may be, for example, a non-transparent plastic or a non-transparent metal,
  • one of the two non-transparent layers can be formed by a non-transparent covering layer, which is arranged on one side of the common substrate facing away from the at least one organic light-detecting layer.
  • the non-transparent covering layer may cover the area on which the at least one organic light detecting element is located on the opposite side of the substrate.
  • the common substrate can have a non-transparent material, for example a non-transparent plastic and / or a nontransparent metal, at least in the region of the at least one organic light detecting element. If the at least one organic light-emitting element is designed as a so-called top emitter and radiates light into the substrate From the opposite direction, the entire common substrate may be formed non-transparent.
  • the common substrate in regions or over the entire surface of a metal layer, for example a
  • Steel foil include or be.
  • Metal layer can also be used as a common electrode
  • At least one of the non-transparent layers is formed by an electrode of the at least one organic light detecting element.
  • a formed as a non-transparent layer ⁇ electrode may be disposed on the side remote from the common substrate side of at least one organic light-detecting layer.
  • the at least one light-detecting element may also have, between the at least one organic light-detecting layer and the common substrate, an electrode which is formed as a non-transparent layer.
  • An electrode formed as a non-transparent layer may in particular comprise a non-transparent metal, that is to say a metal having a sufficient thickness. All the usual metals and metal compounds that can be used for electrodes, such as those described below, are suitable for this purpose, provided that they form a nontransparent layer. Furthermore, graphite is also conceivable.
  • one of the two non-transparent layers is formed by at least part of an encapsulation and / or a cover which, viewed from the common substrate, overlies the at least one organic light detecting layer of the at least one light detecting element is arranged.
  • an encapsulation and / or a cover can be provided, as described below, which has at least one layer made of a non-transparent material
  • the at least one organic light detecting element is formed at least in the region of the at least one organic light detecting element. Furthermore, it may also be possible that on the side facing away from the at least one organic light detecting layer
  • a non-transparent cover layer is applied as described above, which forms one of the two non-transparent layers.
  • 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.
  • Elements preferably have at least one organic light-detecting layer, which is arranged between two non-transparent layers, which shade the respective at least one organic light-detecting layer from ambient light.
  • the respective non-transparent layers may be the same or different for the individual organic light detecting elements.
  • internally-conducted light can be detected, for example, at different positions of the organic optoelectronic component.
  • 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 organic light-emitting elements may
  • each of at least two of the plurality of organic light-emitting elements can each detect at least one organic light
  • radiated light intensity can be controlled.
  • organic light detecting element associated with organic light detecting element in particular, means 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 be any suitable material.
  • the encapsulation can be any suitable material.
  • the at least one or more thin films may 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
  • Element may in the method described here, assuming that the organic optoelectronic device must be replaced with a reduction in light intensity, for example, under LT50 or under LT70, a
  • FIG. 1 is a schematic representation of an organic compound
  • Figures 2A to 2C are schematic representations of a
  • organic optoelectronic device the lighting conditions in an organic
  • Figures 3 to 8B are schematic representations of organic optoelectronic devices according to further embodiments
  • Figures 9A and 12K are schematic representations of organic optoelectronic devices according to further aspects
  • Optoelectronic devices in performing a method for operating this according to another embodiment.
  • 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.
  • Element 100 which is designed as an organic light emitting diode (OLED).
  • OLED organic light emitting diode
  • the organic light-emitting element 100 which in the
  • OLED 100 The following may also be referred to as OLED 100, has
  • Substrate 101 on which between the electrodes 102 and 104, an organic functional layer stack 103 is arranged with at least one organic light-emitting layer. 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.
  • Substrate 101 may be rigid or flexible.
  • the electrode 102 applied to the substrate 101 is also transparent and comprises, for example, a transparent conductive oxide.
  • Transparent conductive oxides TCO
  • metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide,
  • binary metal oxygen compounds such as ZnO, Sn0 2 or ⁇ 2 ⁇ 3 also includes ternary metal oxygen compounds, such as Zn 2 Sn0 4 , CdSn03, ZnSn03, Mgln 2 0 4 , Galn03, ⁇ 2 ⁇ 2 ⁇ 5 or In 4 Sn30i 2 or Mixtures of different transparent conductive oxides to the group of TCOs.
  • TCOs do not necessarily correspond to one
  • the transparent electrode 102 may comprise a transparent metal, for example, one of the following metals in combination with the electrode 104, with a sufficiently small thickness.
  • metallic net structures and / or graphene are also possible as transparent electrode materials.
  • the further electrode 104 on the organic functional layer stack 103 is reflective in the exemplary embodiment shown and has a metal which may be selected from aluminum, barium, indium, silver, gold, magnesium, calcium and lithium and compounds, combinations and alloys therewith.
  • 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.
  • graphite or graphene are also conceivable.
  • the lower electrode 102 is formed in the embodiment shown as an anode, while the upper electrode 104 is formed as a cathode. With appropriate choice of material but also in terms of polarity reversed construction is possible.
  • 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 emitted element 100 spatially and / or temporally structured and / or changeable
  • Luminous impression for example, for structured lighting or for a display device can be made possible.
  • Electrode fittings 105 may be provided which extend under the encapsulation 107 described below from the electrodes 102, 104 to the outside.
  • the electrode connection pieces 105 designed as electrical contact leads can be designed to be transparent or non-transparent and, for example, have or consist of 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
  • organic functional layer stack 103 may
  • the organic functional layer stack 103 has a functional layer designed as a hole transport layer in order to allow effective hole injection into the organic light emitting layer.
  • a hole transport layer for example, tertiary amines, carbazole derivatives, conductive polyaniline or Polyethylendioxythiophen prove to be advantageous.
  • materials for the light for example, tertiary amines, carbazole derivatives, conductive polyaniline or Polyethylendioxythiophen prove to be advantageous.
  • materials for the light for example, tertiary amines, carbazole derivatives, conductive polyaniline or Polyethylendioxythiophen.
  • 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. Depending on
  • Embodiment of 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 herein to mean a device capable of providing a barrier to atmospheric Substances, in particular to moisture and oxygen and / or against other harmful substances such as corrosive gases, such as hydrogen sulfide to form.
  • 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
  • ALD Atomic layer deposition
  • MLD molecular layer deposition
  • alumina for example, alumina, zinc oxide, zirconia,
  • Titanium oxide, hafnium oxide, lanthanum oxide, tantalum oxide preferably has a layer sequence or a
  • Nanolaminate with a plurality of thin layers each having a thickness between one atomic layer and several 100 nm.
  • barrier layers at least one or a plurality of further layers, ie in particular barrier layers and / or
  • Passivation layers which are characterized by thermal Vapor deposition or by means of a plasma-assisted process, such as sputtering, chemical vapor deposition (CVD) or plasma-enhanced chemical vapor deposition ("plasma-enhanced chemical vapor
  • 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 described materials and application methods can be applied or carried out in any order and / or repeatedly.
  • ALD layers and CVD or PECVD layers may be combined.
  • 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 to the substrate itself may be absorbent for damaging substances and / or it may be mixed with adhesive layer structures
  • 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, graphite or a combination or a laminate of said materials may be formed and in particular
  • 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
  • an optical decoupling layer 110 may be arranged on the side of the substrate 101 facing away from the organic functional layer stack 103
  • a scattering layer with scattering particles in a transparent matrix and / or 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.
  • 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 may 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 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
  • Electrodes and the encapsulation is printed on the publication WO 2010/066245 AI, which is hereby expressly incorporated by reference with respect to the structure of an organic light emitting device and also with regard to modifications and variations of the organic light emitting element shown in Figure 1.
  • the features of the basic structure of the organic light-emitting element 100 shown in FIG. 1 are not intended to be limiting for the following exemplary embodiments.
  • 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
  • organic light emitting element 100 is disposed on the substrate 101 so that the substrate 101 forms a common substrate for the organic light emitting element 100 and the organic light detecting element 200.
  • 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 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 connected 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 at least one organic light detecting layer of the organic light detecting element 200 is further arranged between two non-transparent layers 211.
  • One of the two non-transparent layers 211 which is disposed above the organic functional layer stack 203 as viewed from the common substrate 101, is formed by the upper electrode 204 comprising a non-transparent material, for example, one above in connection with the electrodes 102 , 104 described metal such as aluminum, silver and / or magnesium.
  • the other of the two non-transparent layers 211 is formed by a nontransparent cover layer 201, which in the exemplary embodiment shown is on the side of the common side facing away from the organic functional layer stack 203
  • Substrate 101 is disposed and a non-transparent metal and / or a non-transparent plastic
  • non-transparent layers 211 are, as explained in more detail in connection with Figure 2B, to
  • the at least one organic light detecting layer of the organic light is provided and arranged, the at least one organic light detecting layer of the organic light
  • 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 connection pieces 205 are present, which serve for the electrical contacting of the electrodes 202, 204 and which may be formed like the electrode terminals 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
  • Electrode terminals 105, 205 of the elements 100, 200 can also be arranged at a small distance from each other on the common substrate 101, without causing electrical crosstalk between the elements 100, 200.
  • 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 is in
  • Substrate side of the organic optoelectronic component thus forms the emission side.
  • organic light-emitting element 100 generated due to scattering and waveguiding effects internally in the organic optoelectronic component to the organic light detecting element 200, as indicated by the reference numeral 2.
  • organic light-emitting element 100 generated due to scattering and waveguiding effects internally in the organic optoelectronic component to the organic light detecting element 200, as indicated by the reference numeral 2.
  • the organic light-emitting element 100 as the top emitter, the proportion of internally from the organic light emissive element 100 to the organic light detecting element 200 led light 2 are selectively adjusted. If, as in the exemplary embodiment shown, the organic light-detecting element 200 has an electrode 202 between the at least one organic light-detecting layer and the common substrate 101, then it is likewise transparent in the case of a light line in the substrate 101 or has at least one light-transmissive one
  • the electrode 202 is formed, for example, as a ring contact.
  • Ring contact is here and below referred to any form of electrode, the one of electrode material in the lateral direction wholly or even partially
  • ambient light 3, 4 can also be applied to the organic optoelectronic component
  • the ambient light may vary depending on
  • Ambient light 3, 4 may be, for example, light from other natural or artificial light sources, or also light 1 of the organic optoelectronic component, which may be influenced externally by the external organic light
  • the non ⁇ transparent layers may be impervious to the portion of the ambient light 211 at least 90% and particularly preferably at least 99% or even greater than or equal to 99.9%, of the absorption spectrum of at least one
  • Figures 15A and 16A show linear representations
  • Figures 15B and 16B are logarithmic representations.
  • Figures 13A and 13B show the signal of the organic light detecting element of an organic
  • FIGS. 14A and 14B show the corresponding signal for an organic optoelectronic device having an organic light detecting element described herein, wherein the at least one organic light detecting layer is disposed between two non-transparent layers.
  • the comparison between the measured curves shows that in the case of the organic optoelectronic described here
  • Cover layer 201 may be used as a non-transparent layer 211 on the substrate side, for example, a non-transparent electrode 202 or a substrate 101, in the region of the organic light detecting element 200th is not transparent. If the organic light-emitting element 100 is designed as a top emitter, the entire common substrate 101 can also be made non-transparent. For this purpose, the substrate 101 can be formed for example by a metal foil or have a metal foil. The internal light conduction of the light 2 then takes place in this case by layers other than the substrate 101,
  • Electrode 204 as the second non-transparent layer an additional non-transparent cover layer on the cover layer 109, on the encapsulation 107 or between the electrode 204 and the encapsulation 107 may be provided.
  • Cover 109 may be formed as a non-transparent layer 211 at least in the region of the organic light detecting element 200.
  • FIGS. 2A and 2B An exemplary embodiment of a method for operating the organic optoelectronic component according to FIGS. 2A and 2B will be described in conjunction with FIG. 2C.
  • the organic optoelectronic component has for this purpose
  • an electronic component for electrically interconnecting the at least one organic light
  • organic light detecting element 200
  • a controllable current and / or voltage source 300 is provided, which measures the provided by at least one organic light detecting element 200 electrically measurable signal by the internally in the organic optoelectronic device from the organic light emitting element 100 to the organic Light-detecting element 200 is guided directed light, and that the at least one organic light
  • controllable current and / or voltage source 300 can, for example, with controllable current and / or
  • controllable current and / or voltage source 300 as shown in Figure 2C, an external electronic
  • controllable current and / or voltage source at least partially into the organic optoelectronic component, for example by integration into the common substrate or by arrangement on the common substrate.
  • controllable current and / or voltage source at least partially into the organic optoelectronic component, for example by integration into 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.
  • Presetting options have, over the desired parameters can be set.
  • the light intensity of the light emitted by the organic light emitting element 100 total light 1, 2 and in particular their change by detecting the internally conducted light 2 is measured. From reaching a reduction of the light intensity of one
  • Light intensity then regulated to the predetermined value such as is shown in conjunction with FIGS. 15A and 15B by means of exemplary measurements 501, 502, 503, 504 of an organic optoelectronic test component.
  • the curves 501 and 503 are based on measurements of a controlled by the method described here
  • curves 502 and 504 are based on measurements with uncontrolled devices in which only the operating current has been kept constant.
  • FIG. 15A shows the relative operating voltage U 0 LED of the organic light-emitting element as a function of the operating time T, in arbitrary units, while FIG. 15B shows the light intensity L emitted by the organic optoelectronic component.
  • a value of L 100% corresponds to the initial value of
  • Light intensity which is at the predetermined, the measurements based on operating parameters, ie in particular a predetermined operating current, without significant aging, ie when new, achieved. Aging processes increase the operating voltage to maintain it
  • the predetermined value may also be, for example, 50%, 90% or another value.
  • the regulation of the light intensity is effected by a readjustment of the operating voltage of the organic light-emitting element, as can be seen from the curve 501 in FIG. 15A. Furthermore, it may also be possible by a
  • emissive element to slow down the aging, so that, for example, the reduction of the light intensity from a value, for example 90%, to a lower value
  • Embodiments can be combined.
  • the type of organic light detecting element may be varied with regard to the structure and the mode of operation and / or the electrical wiring, the number of
  • organic light detecting elements the location of a or more organic light detecting elements with respect to the luminous area 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 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
  • Detecting element 200 are passed.
  • 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 different from the first one
  • Encapsulation 107 is applied separately, so that the
  • organic light emitting element 100 and 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 FIG.
  • Insulator layer 112 may be provided by none of
  • Encapsulations 107, 208 is covered.
  • the encapsulations 107, 208 may be the same or
  • Encapsulation properties adapted to the respective requirements of the organic light emitting element 100 and the organic light detecting element 200 are in each case a cover 109, 210 applied by means of a respective adhesive layer 108, 209, which may be performed, for example, as the common cover 109 according to the previous embodiments. However, it may also be possible that
  • the encapsulation 208 and / or the cover 210 of the organic light detecting element 200 are formed as a non-transparent layer, while the
  • the encapsulation 107 and the cover 109 may be transparent or non-transparent, independently of the organic light detecting element 200.
  • FIG. 4B shows an exemplary embodiment of an organic optoelectronic component which, in comparison with FIG previous embodiment no electrical insulator layer 112 between the organic light
  • organic light emitting element 100 and organic light detecting element 200 may be applied to organic light emitting element 100
  • organic light detecting element 200 by scattering and / or waveguide internally conducted, for example, directly irradiated, light can be influenced. Furthermore, in the intermediate space between the encapsulations 107, 208, an electrical contacting of the elements 100, 200 take place, as shown below in connection with the figures 13 and 14.
  • the organic optoelectronic components described in connection with the following exemplary embodiments can also have separate encapsulations 107, 208 for the elements 100, 200 instead of the continuous common encapsulation 107 shown there.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of an organic optoelectronic component which has an organic light detecting element 200 as an organic photoconductor with an organic photoconductive material 207 instead of an organic light detecting element 200 designed as an organic photodiode in comparison to the previous embodiments is formed, which generates electrical charges upon irradiation of light.
  • photoconductive organic materials 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 207 may be 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.
  • Suitable organic charge carrier materials are, for example, (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 designed as a photoconductor organic light detecting element 200 can be used as not ⁇ transparent layers, for example, the non-transparent cover shown in Figure 5 and 201 on the substrate at least in the region of the organic light detecting element 200, the encapsulation and / or the cover
  • organic light detecting layer may be provided a further non ⁇ transparent cover layer.
  • non-transparent insulator layers electrically insulated metal layers, non-transparent encapsulation materials and / or a non-transparent cover, for example a non-transparent glass cover, may be provided be.
  • a non-transparent glass cover for example 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 electrical resistance of the organic light detecting element 200 may be measured, so that the organic light detecting element 200 may be formed and usable as an organic photoresistor.
  • the organic light detecting element 200 may have an organic functional layer based on pentacene for this purpose.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment in which, compared with the previous exemplary embodiments, the distance 114 between the organic light-emitting Element 100 and the organic light detecting element 200 is reduced.
  • the distance 114 By varying the distance 114, for example, by the reduction in distance shown or an increase in distance, depending on the application, the proportion of internally emitted by the organic light
  • Element 100 to the organic light detecting element 200 guided light can be influenced.
  • FIGS. 7A and 7B show further exemplary embodiments in which the decoupling layer 110 is varied in comparison to the exemplary embodiments shown so far.
  • the decoupling layer 110 extends in comparison to the previous ones
  • Light can be varied.
  • FIGS. 8A and 8B show further exemplary embodiments of organic optoelectronic components in which, in comparison with those shown so far
  • Embodiments no insulator layers 106, 206, 112 are present. As a result, as already described in connection with FIG. 3 with respect to the interspace 113 instead of an insulator layer 112, the proportion of the internally from the organic light emitting element 100 to the
  • organic optoelectronic component for example, directly from the organic light emitting element 100 to the organic light detecting element 200 can be irradiated.
  • organic light emitting element 100 directly from the organic light emitting element 100 to the organic light detecting element 200 can be irradiated.
  • Electrodes 102, 104 and 202, 204 are included, for example, by suitable mask processes the production designed so that even without
  • FIGS 9A to 12K are in plan views of the
  • organic light detecting elements 200 are indicated without accurate representation of the luminous surface and the contact feeds. In the case of a plurality of organic light detecting elements 200 in the following
  • each of the organic light-detecting elements 200 has at least one organic light-detecting layer which is arranged between two non-transparent layers which shade the respective at least one organic light-detecting layer from ambient light.
  • the respective non-transparent layers may be the same or different for the individual organic light detecting elements 200.
  • 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 making it possible to minimize the influence of the light emitting surface of the organic optoelectronic device.
  • a plurality may also be used organic light detecting elements 200 may be present, for example, in two corners or in all four corners of the organic light-emitting element 100.
  • FIGS. 9D and 9E it is also possible that in addition to edge regions
  • organic light detecting element 200 is also disposed within the luminous surface formed by the organic light emitting element 100, wherein in addition, as shown in Figure 9D, in the edge regions and
  • organic light emitting element 100 may be present organic light detecting elements 200 or, as shown in Figure 9E, only within the luminous area of the 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.
  • organic light detecting elements 200 for example, a measurement of the uniformity of the luminous area of the organic light emitting element 100 may be possible.
  • FIGS. 10A to 12K show further exemplary embodiments of the arrangement, the number and the geometric one
  • the size of the organic light detecting element 200 can be varied as compared to the previous embodiments. As shown in Figure 10B, the size and shape of the light-emitting can also be
  • Elements 100 are varied and, for example, in comparison to the previously shown 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. As shown in Figures 10D and 10E, an organic light detecting
  • element 200 may be disposed in a region enclosed by organic light emitting element 100, or a light emitting element 100 in two
  • organic light detecting element 200 spaced from the plurality of organic light emitting elements 100 or also directly one of the organic light
  • emissive elements 100 may be associated. in the
  • Embodiment of the figure HC is in contrast to each of the plurality of light-emitting elements 100 a
  • 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 exemplary embodiments shown in FIGS. 9A to 12K can be combined with one another.

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines organischen optoelektronischen Bauelements angegeben, -bei dem das organische optoelektronische Bauelement zumindest ein organisches Licht emittierendes Element (100) und zumindest ein organisches Licht detektierendes Element (200) auf einem gemeinsamen Substrat (101) in lateral benachbarten Flächenbereichen aufweist, -bei dem das zumindest eine organische Licht detektierende Element (200) einen Teil des vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element (100) abgestrahlten Lichts (2) detektiert und -bei dem die vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element (100) abgestrahlte Lichtintensität ab Erreichen einer Reduktion der Lichtintensität von einem Anfangswert auf einen vorbestimmten Wert auf den vorbestimmten Wert geregelt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betrieb eines organischen optoelektronischen Bauelements
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 220 053.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines organischen
optoelektronischen Bauelements angegeben.
Flächenlichtquellen wie etwa eine organische Licht
emittierende Diode (OLED) unterliegen Alterungsprozessen, 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.
Durch diesen Effekt wird die Lebensdauer einer OLED
beschränkt, so dass bei Erreichen einer bestimmten kritischen Leuchtdichte das Bauelement ausgewechselt werden muss. Die kritische Leuchtdichte kann beispielsweise durch einen Wert LTxx ausgedrückt werden, wobei xx beispielsweise 80, 70 oder 50 bedeuten kann und einen Abfall der Leuchtdichte auf 80%, 70% oder 50% des anfangs abgestrahlten Werts kennzeichnet.
Um die Leuchtdichte einer Leuchtquelle wie etwa einer
Flächenlichtquelle mit der Zeit konstant zu halten, kann das von der Leuchtquelle abgestrahlte Licht beispielsweise mittels manuellem Dimmen geregelt werden. Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines organischen
optoelektronischen Bauelements anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Verfahrens sind in den abhängigen
Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist bei einem
Verfahren zum Betrieb eines organischen optoelektronischen Bauelements das organische optoelektronische Bauelement zumindest ein organisches Licht emittierendes Element und zumindest ein organisches Licht detektierendes Element auf, wobei das zumindest eine organische Licht detektierende
Element einen Teil des vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element abgestrahlten Lichts detektiert und wobei die vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element abgestrahlte Lichtintensität geregelt wird.
Insbesondere kann die Lichtintensität des vom organischen Licht emittierenden Element abgestrahlten Lichts, die die Helligkeit des organischen optoelektronischen Bauelements bestimmt, ab Erreichen einer Reduktion der Lichtintensität von einem Anfangswert auf einen vorbestimmten Wert auf den vorbestimmten Wert geregelt werden. Mit „Anfangswert" wird hierbei eine Lichtintensität bezeichnet, die das organische optoelektronische Bauelement bei vorbestimmten
Betriebsparametern, also insbesondere einer vorbestimmten Betriebsspannung und/oder einem vorbestimmten Betriebsstrom, ohne signifikante Alterung, also in einem Neuzustand, erreicht. Durch Alterungsprozesse wird sich die Lichtintensität bei denselben Betriebsparametern verringern. Sobald die Lichtintensität bei den vorbestimmten
Betriebsparametern auf einen vorher festgelegten Wert, den vorbestimmten Wert, beispielsweise aufgrund von
Alterungsprozessen abgefallen ist, wird bei dem hier
beschriebenen Verfahren die Lichtintensität auf den
vorbestimmten Wert geregelt, so dass das organische
optoelektronische Bauelement trotz weiterer Alterung Licht mit einer konstanten Lichtintensität abstrahlt. Der
vorbestimmte Wert kann insbesondere ein Bruchteil des
Anfangswerts sein, beispielsweise 50%, 70% oder 90%. Ein vorbestimmter Wert von 50%, 70% und 90% kann auch als LT50, LT70 und LT90 bezeichnet werden. Die Regelung der
Lichtintensität kann beispielsweise durch eine Nachregelung der Betriebsspannung und/oder des Betriebsstroms des
organischen Licht emittierenden Elements erfolgen.
Weiterhin kann es auch möglich sein, durch eine
kontinuierliche Regelung, also eine kontinuierliche
Veränderung der Ansteuerung des organischen Licht
emittierenden Elements die Alterung zu verlangsamen, so dass beispielsweise die Reduktion des Lichtintensität von einem Anfangswert, beispielsweise 90%, auf einen geringeren Wert, beispielsweise 70%, verlangsamt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das zumindest eine organische Licht emittierende Element einen organischen funktionellen Schichtenstapel mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht zwischen zwei Elektroden auf. 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 oder Graphit 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. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das zumindest eine organische Licht detektierende Element zumindest eine
organische Licht detektierende Schicht auf. 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.
Weiterhin ist die zumindest eine organische Licht
detektierende Schicht des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements zwischen zwei nicht-transparenten Schichten angeordnet, die die zumindest eine Licht
detektierende Schicht vor Umgebungslicht abschatten. Um eine wirkungsvolle Abschattung der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements vor Umgebungslicht zu
erreichen, ist die zumindest eine organische Licht
detektierende Schicht bevorzugt in Stapelrichtung zwischen den zwei nicht-transparenten Schichten angeordnet, sodass in Stapelrichtung eine nicht-transparente Schicht unter und eine nicht-transparente Schicht über der zumindest einen
organischen Licht detektierenden Schicht angeordnet ist.
Als "Umgebungslicht" wird hier im Folgenden Licht,
insbesondere sichtbares 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- und/oder Lichtleitungseffekte vom zumindest einen Licht emittierenden Element zum zumindest einen Licht detektierenden Element geleitet wird. Insbesondere kann mit Umgebungslicht auch ein Licht bezeichnet sein, das spektrale Komponenten aufweist, die dem Absorptionsspektrum der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht entsprechen. Mit anderen Worten sind die nicht-transparenten Schichten insbesondere derart eingerichtet, dass sie die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vor zumindest demjenigen Anteil des Umgebungslichts abschatten, der dem Absorptionsspektrum der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht und weiterhin dem Absorptionsspektrum des zumindest einen
organischen Licht detektierenden Elements entspricht.
Dadurch, dass die zumindest eine Licht detektierende Schicht durch die zwei nicht-transparenten Schichten vor dem
Umgebungslicht abgeschattet wird, wird insbesondere erreicht, dass der zur zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht gelangende Anteil von Umgebungslicht, das auf das zumindest eine Licht detektierende Element von außen
eingestrahlt wird, im Vergleich zu einem organischen Licht detektierenden Element ohne die zwei nicht-transparenten
Schichten reduziert wird. Bevorzugt bewirkt die Abschattung eine Reduktion von größer oder gleich 90% und besonders bevorzugt von größer oder gleich 99% oder sogar größer oder gleich 99, 9% des von außen auf das zumindest eine organische Licht detektierende Element eingestrahlten Umgebungslichts. Das bedeutet mit anderen Worten, dass auf die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht weniger als 10% und bevorzugt weniger als 1% des Umgebungslichts eingestrahlt wird. Insbesondere können die nicht-transparenten Schichten auch vollständig undurchlässig für Umgebungslicht und
insbesondere den spektralen Anteil des Umgebungslichts sein, der dem Absorptionsspektrum des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements entspricht. Weiterhin 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 emittierende Element dazu eingerichtet, im Betrieb 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 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.
Insbesondere ist das organische optoelektronische Bauelement derart eingerichtet, dass ein Teil des im Betrieb im
zumindest einen organischen Licht emittierenden Element erzeugten Lichts intern im organischen optoelektronischen Bauelement zum zumindest einen organischen Licht
detektierenden Element und insbesondere zur zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht dieses geleitet wird. Eine derartige interne Lichtleitung vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element zum zumindest einen organischen Licht detektierenden Element kann beispielsweise durch Wellenleitungseffekte und/oder durch Streueffekte innerhalb des organischen optoelektronischen Bauelements erfolgen. Eine interne Lichtleitung kann beispielsweise auch durch eine interne Streuschicht beeinflusst werden.
Beispielsweise kann das gemeinsame Substrat einen Lichtleiter bilden, der Licht vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element intern im organischen
optoelektronischen Bauelement zum zumindest einen organischen Licht detektierenden Element leitet. 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 Lichtleitung im Substrat hindurch ebenfalls transparent ausgebildet oder weist zumindest einen lichtdurchlässigen Bereich auf. Dies kann bedeuten, dass die Elektrode beispielsweise als
Ringkontakt ausgebildet oder durch ein transparentes Material gebildet 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. Alternativ oder zusätzlich zum gemeinsamen Substrat als internem Lichtleiter können auch andere Schichten des organischen optoelektronischen Bauelements als Lichtleiter zwischen dem organischen Licht emittierenden Element und dem organischen Licht detektierenden Element dienen.
Beispielsweise kann eine Verkapselung und/oder eine
Abdeckung, die vom gemeinsamen Substrat aus gesehen über den organischen Schichten angeordnet ist, eine interne
Lichtleitung vom organischen Licht emittierenden Element zum organischen Licht detektierenden Element bewirken. Eine
Schicht oder ein Element des organischen optoelektronischen Bauelements, das als interner Lichtleiter dient, ist
besonders bevorzugt transparent ausgebildet.
Lichtleitungseffekte können insbesondere auch durch geeignete Brechungsindexunterschiede zwischen einzelnen Schichten oder Elementen des organischen optoelektronischen Bauelements hervorgerufen werden. Durch eine geeignete Wahl der
Brechungsindexunterschiede und/oder der Transparenz der
Schichten und Elemente des organischen optoelektronischen Bauelements, die zur Lichtleitung beitragen sollen, kann der Anteil des vom organischen Licht emittierenden Elements zum organischen Licht detektierenden Element intern geleiteten Lichts einstellbar sein. Weiterhin können eine oder mehrere interne Streu- bzw. Auskoppelschichten, also
Auskoppelschichten zwischen dem Substrat und der dem Substrat zugewandten Elektrode die interne Lichtleitung beeinflussen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das organische optoelektronische Bauelement so eingerichtet, dass im Betrieb in der zumindest einen Licht emittierenden Schicht des zumindest einen organischen Licht emittierenden Elements erzeugtes Licht intern im organischen optoelektronischen Bauelement direkt auf die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements eingestrahlt wird. Das kann
insbesondere bedeuten, dass zwischen der zumindest einen organischen Licht emittierenden Schicht und der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht keine
Schichten oder Elemente vorhanden sind, die die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vollständig von der organischen Licht emittierenden Schicht abschatten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das organische optoelektronische Bauelement ein elektronisches Bauelement, beispielsweise eine regelbare Strom- und/oder
Spannungsquelle, auf, das das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element detektierte Licht, das intern im optoelektronischen Bauelement vom zumindest einen Licht emittierenden Element zum zumindest einen Licht
detektierenden Element geleitetes Licht 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 . Durch die hybride bzw. monolithische Integration des
zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements als Sensor beziehungsweise Detektor kann beim hier beschriebenen Verfahren Licht, das vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element abgestrahlt wird, detektiert werden. Das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element detektierte Licht entspricht dabei einem Teil des gesamten vom organischen Licht emittierenden Element
abgestrahlten Lichts und damit auch einem Teil des von organischen optoelektronischen Bauelement an die Umgebung abgestrahlten Lichts. Das Signal des zumindest einen
organischen Licht detektierenden Elements kann dazu verwendet werden, ab einer bestimmten vorbestimmten Helligkeit die Lichtstärke des zumindest einen organischen Licht
emittierenden Elements durch eine Nachregelung des
Betriebsstroms und/oder der Betriebsspannung konstant zu halten oder so moderat zu verändern, dass die Helligkeit des organischen optoelektronischen Bauelements langsamer abnimmt als beim normalen Alterungsprozess des organischen Licht emittierenden Elements.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zumindest eine der zwei nicht-transparenten Schichten durch eine nichttransparente Abdeckschicht gebildet. Die nicht-transparente Abdeckschicht kann beispielsweise einen nicht-transparenten Kunststoff oder ein nicht-transparentes Metall,
beispielsweise Aluminium oder ein anderes weiter unten beispielsweise in Verbindung mit Elektroden beschriebenes
Metall, aufweisen oder daraus sein. Besonders bevorzugt kann eine der zwei nicht-transparenten Schichten durch eine nichttransparente Abdeckschicht gebildet werden, die auf einer der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht abgewandten Seite des gemeinsamen Substrats angeordnet ist. Die nicht-transparente Abdeckschicht kann in diesem Fall den Flächenbereich abdecken, auf dem sich auf der gegenüber liegenden Substratseite das zumindest eine organische Licht detektierende Element befindet. Weiterhin ist es auch
möglich, zwischen dem Substrat und der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht als nichttransparente Schicht eine nicht-transparente Abdeckschicht anzuordnen . Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine der zwei nicht-transparenten Schichten durch das gemeinsame Substrat gebildet. Hierzu kann das gemeinsame Substrat zumindest im Bereich des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements ein nicht-transparentes Material, beispielsweise einen nicht-transparenten Kunststoff und/oder ein nichttransparentes Metall, aufweisen. Ist das zumindest eine organische Licht emittierende Element als so genannter Top- Emitter ausgebildet und strahlt Licht in die dem Substrat abgewandte Richtung ab, kann auch das gesamte gemeinsame Substrat nicht-transparent ausgebildet sein. Beispielsweise kann das gemeinsame Substrat bereichsweise oder über die gesamte Fläche eine Metallschicht, beispielsweise eine
Stahlfolie, aufweisen oder daraus sein. Eine derartige
Metallschicht kann auch als gemeinsame Elektrode der
organischen Elemente dienen. Weiterhin sind auch Graphit oder Graphen denkbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zumindest eine der nicht-transparenten Schichten durch eine Elektrode des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements gebildet. Besonders bevorzugt kann eine als nicht¬ transparente Schicht ausgebildete Elektrode auf der dem gemeinsamen Substrat abgewandten Seite der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das zumindest eine Licht detektierende Element auch zwischen der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht und dem gemeinsamen Substrat eine Elektrode aufweisen, die als nicht-transparente Schicht ausgebildet ist. Eine als nicht-transparente Schicht ausgebildete Elektrode kann insbesondere ein nicht¬ transparentes Metall, also ein Metall mit einer ausreichenden Dicke, aufweisen. Hierzu kommen alle üblichen für Elektroden verwendbaren Metalle und Metallverbindungen wie etwa die weiter unten beschriebenen in Frage, sofern diese eine nichttransparente Schicht bilden. Weiterhin ist auch Graphit denkbar .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine der zwei nicht-transparenten Schichten durch zumindest einen Teil einer Verkapselung und/oder einer Abdeckung gebildet, die vom gemeinsamen Substrat aus gesehen über der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht des zumindest einen Licht detektierenden Elements angeordnet ist. Hierzu kann eine Verkapselung und/oder eine Abdeckung vorgesehen sein, wie weiter unten beschrieben ist, die zumindest eine Schicht aufweist, die aus einem nicht-transparenten Material
zumindest im Bereich des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements gebildet ist. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass auf der der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht abgewandten Seite einer
Verkapselung und/oder einer Abdeckung eine nicht-transparente Abdeckschicht wie vorab beschrieben aufgebracht ist, die eine der zwei nicht-transparenten Schichten bildet.
Weiterhin sind auch Kombinationen der vorab genannten
Möglichkeiten für die zwei nicht-transparenten Schichten möglich .
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. Jedes der Mehrzahl der organischen Licht detektierenden
Elemente weist bevorzugt zumindest eine organische Licht detektierende Schicht auf, die zwischen zwei nicht¬ transparenten Schichten angeordnet ist, die die jeweilige zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vor Umgebungslicht abschatten. Die jeweiligen nicht-transparenten Schichten können gleich oder verschieden für die einzelnen organischen Licht detektierenden Elemente ausgebildet sein. Durch eine Mehrzahl von organisehen Licht detektierenden Elementen kann beispielsweise an verschiedenen Positionen des organischen optoelektronischen Bauelements intern geleitetes Licht detektiert werden.
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 mit dem hier beschriebenen Verfahren geregelt und somit mit Hilfe der organischen Licht
detektierenden Elemente im Hinblick auf die jeweils
abgestrahlte Lichtintensität gesteuert werden können.
Dass einem organischen Licht emittierenden Element e
organisches Licht detektierendes Element zugeordnet 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 au: 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. 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 bei dem hier beschriebenen Verfahren unter der Annahme, dass das organische optoelektronische Bauelement bei einer Reduktion der Lichtintensität beispielsweise unter LT50 oder unter LT70 ausgewechselt werden muss, eine
Lebensdauerverlängerung des organischen Licht emittierenden Elements gegenüber der Standardalterung erreicht werden.
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 bis 2C schematische Darstellungen eines
organischen optoelektronischen Bauelements, der Lichtverhältnisse bei einem organischen
optoelektronischen Bauelement und eines Verfahrens zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, Figuren 3 bis 8B schematische Darstellungen von organischen optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen,
Figuren 9A und 12K schematische Darstellungen von organischen optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen,
Figuren 13A bis 14B Messungen mit organischen
optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen und
Figuren 15A und 15B Messungen mit organischen
optoelektronischen Bauelementen bei der Durchführen eines Verfahrens zum Betrieb dieser gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. 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. Das
Substrat 101 kann starr oder auch flexibel ausgebildet sein.
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, Sn02 oder Ιη2θ3 gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise Zn2Sn04, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, 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 die transparente Elektrode 102 ein transparentes Metall, beispielsweise eines der folgenden in Verbindung mit der Elektrode 104 genannten Metalle mit einer ausreichend geringen Dicke, aufweisen. Darüber hinaus sind als transparente Elektrodenmaterialien auch metallische Netzstrukturen und/oder Graphen möglich. 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. Weiterhin sind auch Graphit oder Graphen denkbar. 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 oder ein
Nanolaminat 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. Die beschriebenen Materialien und Aufbringmethoden können je nach gewünschter Verkapselung in beliebiger Reihenfolge und/oder wiederholt aufgebracht bzw. durchgeführt werden. Beispielsweise können ALD-Schichten und CVD- oder PECVD- Schichten kombiniert sein.
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 gemischt mit
Getterschichten 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, Graphit 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 Merkmalen 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.
Die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht des organischen Licht detektierenden Elements 200 ist weiterhin zwischen zwei nicht-transparenten Schichten 211 angeordnet. Eine der zwei nicht-transparenten Schichten 211, die vom gemeinsamen Substrat 101 aus gesehen über dem organischen funktionellen Schichtenstapel 203 angeordnet ist, wird durch die obere Elektrode 204 gebildet, die ein nicht-transparentes Material aufweist, beispielsweise ein oben im Zusammenhang mit den Elektroden 102, 104 beschriebenes Metall wie etwa Aluminium, Silber und/oder Magnesium. Die andere der zwei nicht-transparenten Schichten 211 wird durch eine nichttransparente Abdeckschicht 201 gebildet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel auf der dem organischen funktionellen Schichtenstapel 203 abgewandten Seite des gemeinsamen
Substrats 101 angeordnet ist und ein nicht-transparentes Metall und/oder einen nicht-transparenten Kunststoff
aufweist. Die nicht-transparenten Schichten 211 sind, wie im Zusammenhang mit Figur 2B näher erläutert ist, dazu
vorgesehen und eingerichtet, die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht des organischen Licht
detektierenden Elements 200 vor Umgebungslicht abzuschatten. 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 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 wird ein Teil des vom
organischen Licht emittierenden Element 100 erzeugten Lichts aufgrund von Streuung und Wellenleitungseffekten intern im organischen optoelektronischen Bauelement zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleitet, wie durch das Bezugszeichen 2 angedeutet ist. Weiterhin kann es je nach Ausbildung der Elektroden, Isolatorschichten und übrigen Schichten und Elemente alternativ oder zusätzlich auch möglich sein, dass Licht in anderen Schichten intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleitet wird,
beispielsweise durch die gemeinsame Verkapselung . 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 Einstellung der 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 der Anteil des intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleiteten Lichts 2 gezielt eingestellt werden. Weist das organische Licht detektierende Element 200 wie im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht und dem gemeinsamen Substrat 101 eine Elektrode 202 auf, so ist diese im Fall einer Lichtleitung im Substrat 101 ebenfalls transparent ausgebildet oder weist zumindest einen lichtdurchlässigen
Bereich auf. Dies kann auch bedeuten, dass die Elektrode 202 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. Wie in Figur 2B weiter gezeigt ist, kann auch Umgebungslicht 3, 4 auf das organische optoelektronische Bauelement
eingestrahlt werden. 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 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 von außen auf das organische
optoelektronische Bauelement zurückgeworfen wird. Durch die in Verbindung mit Figur 2A beschriebenen nichttransparenten Schichten 211, die im gezeigten
Ausführungsbeispiel durch die nicht-transparente
Abdeckschicht 201 auf der Substratseite und durch die obere Elektrode 204 auf der dem Substrat gegenüber liegenden Seite der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht des organischen Licht detektierenden Elements gebildet werden, kann eine Abschattung vor Umgebungslicht 3, 4 im Bereich des organischen Licht detektierenden Elements und damit eine Abschattung der organischen Licht detektierenden Schicht erreicht werden. Insbesondere können die nicht¬ transparenten Schichten 211 zumindest zu 90% und besonders bevorzugt zumindest zu 99% oder sogar größer oder gleich 99,9% undurchlässig für denjenigen Teil des Umgebungslichts sein, der dem Absorptionsspektrum der zumindest einen
organischen Licht detektierenden Schicht entspricht. Dadurch kann der Einfluss des Umgebungslichts 3, 4 auf das elektrisch messbare Signal des organischen Licht detektierenden
Elements, also beispielsweise eine Fotospannung im Falle einer organischen Fotodiode als organisches Licht
detektierendes Element, verringert oder sogar ganz verhindert werden .
In den Figuren 13A bis 14B ist beispielhaft die Auswirkung der nicht-transparenten Schichten auf das Signal des
organischen Licht detektierenden Elements gezeigt, wobei die horizontalen Achsen jeweils die am organischen Licht
emittierenden Element angelegte Spannung U0LED (in
beispielhaften Einheiten) , während die vertikalen Achsen die vom als organische Fotodiode ausgebildeten organischen Licht detektierenden Element gemessene Fotospannung UPD (in jeweils beispielhaften Einheiten) von Testaufbauten für organische optoelektronische Bauelemente zeigen. Die verwendeten Testaufbauten wiesen organische Licht detektierende Elemente mit einem Durchmesser von etwa 4 mm auf und die
Laborbeleuchtung bildete eine externe Leuchtquelle und damit eine externe Störgröße. Die Figuren 15A und 16A zeigen lineare Darstellungen, die Figuren 15B und 16B logarithmische Darstellungen .
Die Figuren 13A und 13B zeigen das Signal des organischen Licht detektierenden Elements eines organischen
optoelektronischen Bauelements für den Fall, dass die
zumindest eine organische Licht detektierende Schicht des organischen Licht detektierenden Elements nicht zwischen zwei nicht-transparenten Schichten angeordnet ist, während die Figuren 14A und 14B das entsprechende Signal für ein hier beschriebenes organisches optoelektronisches Bauelement mit einem organischen Licht detektierenden Element zeigen, bei dem die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht zwischen zwei nicht-transparenten Schichten angeordnet ist. Der Vergleich zwischen den Messkurven zeigt, dass im Falle des hier beschriebene organischen optoelektronischen
Bauelements aufgrund der Abschattung durch die nicht¬ transparenten Schichten die externen Einflüsse durch die Laborbeleuchtung im Sensorsignal nicht sichtbar sind und somit wirkungsvoll verringert werden können, was
beispielsweise aus dem steileren Verlauf der
Ausgleichsgeraden in Figur 14B im Vergleich zur
Ausgleichsgeraden in Figur 13B hervorgeht.
Anstelle der in Figur 2A gezeigten nicht-transparenten
Abdeckschicht 201 kann als nicht-transparente Schicht 211 auf der Substratseite beispielsweise auch eine nicht-transparente Elektrode 202 oder ein Substrat 101 verwendet werden, das im Bereich des organischen Licht detektierenden Elements 200 nicht-transparent ist. Ist das organische Licht emittierende Element 100 als Top-Emitter ausgebildet, kann auch das gesamte gemeinsame Substrat 101 nicht-transparent ausgebildet sein. Hierzu kann das Substrat 101 beispielsweise durch eine Metallfolie gebildet sein oder eine Metallfolie aufweisen. Die interne Lichtleitung des Lichts 2 erfolgt in diesem Fall dann durch vom Substrat 101 verschiedene Schichten,
beispielsweise die Verkapselung 107 und/oder die
Abdeckschicht 109. Anstelle einer nicht-transparenten
Elektrode 204 als zweite nicht-transparente Schicht kann auch eine zusätzliche nicht-transparente Abdeckschicht auf der Abdeckschicht 109, auf der Verkapselung 107 oder zwischen der Elektrode 204 und der Verkapselung 107 vorgesehen sein.
Weiterhin kann auch die Verkapselung 107 und/oder die
Abdeckung 109 als nicht-transparente Schicht 211 zumindest im Bereich des organischen Licht detektierenden Elements 200 ausgebildet sein.
In Verbindung mit Figur 2C wird ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Betrieb des organischen optoelektronischen Bauelements gemäß der Figuren 2A und 2B beschrieben. Das organische optoelektronische Bauelement weist hierzu
zusätzlich ein elektronisches Bauelement zur elektrischen Verschaltung des zumindest einen organischen Licht
emittierenden Elements 100 und des zumindest einen
organischen Licht detektierenden Elements 200 auf.
Als elektronisches Bauelement ist hierbei eine regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle 300 vorgesehen, die das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element 200 bereitgestellte elektrisch messbare Signal misst, das durch das intern im organischen optoelektronischen Bauelement vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht detektierenden Element 200 geleitete Licht erzeugt wird, und die 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 2C 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 gewünschte Parameter eingestellt werden können.
Bei dem organischen optoelektronischen Bauelement des
Ausführungsbeispiels der Figur 2C wird die Lichtintensität des vom organischen Licht emittierenden Element 100 insgesamt abgestrahlten Lichts 1, 2 und insbesondere deren Veränderung durch Detektion des intern geleiteten Lichts 2 gemessen. Ab Erreichen einer Reduktion der Lichtintensität von einem
Anfangswert auf einen vorbestimmten Wert wird die
Lichtintensität dann auf den vorbestimmten Wert geregelt, wie in Verbindung mit den Figuren 15A und 15B anhand beispielhafter Messungen 501, 502, 503, 504 eines organischen optoelektronischen Testbauelements gezeigt ist. Hierbei wurde ein organisches Licht emittierendes Element mit einem
Durchmesser von 5 mm unter beschleunigter Alterung
untersucht. Die Kurven 501 und 503 beruhen auf Messungen eines mit dem hier beschriebenen Verfahren geregelten
Bauelements, während die Kurven 502 und 504 auf Messungen mit ungeregelten Bauelementen beruhen, bei denen lediglich der Betriebsstrom konstant gehalten wurde.
In Figur 15A ist die relative Betriebsspannung U0LED des organischen Licht emittierenden Elements in Abhängigkeit von der Betriebsdauer T, in beliebigen Einheiten, gezeigt, während in Figur 15B die vom organischen optoelektronischen Bauelement abgestrahlte Lichtintensität L gezeigt ist. Ein Wert von L=100% entspricht dabei dem Anfangswert der
Lichtintensität, der bei den vorbestimmten, den Messungen zugrunde gelegten Betriebsparametern, also insbesondere einem vorbestimmten Betriebsstrom, ohne signifikante Alterung, also im Neuzustand, erreicht wird. Durch Alterungsprozesse erhöht sich die Betriebsspannung zur Beibehaltung desselben
Betriebsstroms insbesondere auch bei den ungeregelten
Bauelementen, wie durch die Kurven 502 gezeigt ist, während sich gleichzeitig aber die Lichtintensität verringert, wie durch die Kurven 504 gezeigt ist. Nimmt man eine Reduktion der Helligkeit beispielsweise auf 70% des Anfangswertes als denjenigen Wert an, unterhalb dem ein Leuchtmittel gewechselt werden muss, so bedeutet dies, dass die ungeregelten
Bauelement in etwa nach einer Zeit T=25 ausgetauscht werden müssen . Bei dem hier beschriebenen Verfahren hingegen wird die
Lichtintensität bei einer Reduktion der Lichtintensität auf den vorbestimmten Wert, im gezeigten Beispiel also 70%, auf diesen vorher festgelegten Wert geregelt, so dass das
organische optoelektronische Bauelement, das mit dem hier beschriebenen Verfahren betrieben wird, trotz weiterer
Alterung Licht mit einer konstanten Lichtintensität
abstrahlt, wie anhand der Kurve 503 zu erkennen ist. Der vorbestimmte Wert kann beispielsweise auch 50%, 90% oder einen anderen Wert betragen. Die Regelung der Lichtintensität erfolgt durch eine Nachregelung der Betriebsspannung des organischen Licht emittierenden Elements, wie anhand der Kurve 501 in Figur 15A zu erkennen ist. Weiterhin kann es auch möglich sein, durch eine
kontinuierliche Regelung, also eine kontinuierliche
Veränderung der Ansteuerung des organischen Licht
emittierenden Elements die Alterung zu verlangsamen, so dass beispielsweise die Reduktion des Lichtintensität von einem Wert, beispielsweise 90%, auf einen geringeren Wert,
beispielsweise 70%, verlangsamt wird.
In den folgenden Ausführungsbeispielen sind Variationen und Modifikationen des organischen optoelektronischen Bauelements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2A bis 2C gezeigt, die unter anderem Variationsmöglichkeiten im Aufbau und zur Lichtdetektion aufweisen. Insbesondere das in Verbindung mit Figur 2C beschriebene Verfahren ist mit den folgenden
Ausführungsbeispielen kombinierbar. 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 intern im organischen optoelektronischen
Bauelement Licht durch die Verkapslung vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum organischen Licht
detektierenden Element 200 geleitet 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 4A 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. Es kann jedoch auch möglich sein, dass
beispielsweise die Verkapselung 208 und/oder die Abdeckung 210 des organischen Licht detektierenden Elements 200 als nicht-transparente Schicht ausgebildet sind, während die
Verkapselung 107 und die Abdeckung 109 je nach gewünschten Eigenschaften des organischen Licht emittierenden Elements 100 unabhängig vom organischen Licht detektierenden Element 200 transparent oder nicht-transparent ausgebildet sein können.
In Figur 4B ist ein 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 gemäß den
Ausführungsbeispielen der Figuren 4A und 4B 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 durch Streuung und/oder Wellenleitung intern geleitete, beispielsweise direkt 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 13 und 14 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. Zur Abschattung des als Fotoleiter ausgebildeten organischen Licht detektierenden Elements 200 können als nicht¬ transparente Schichten beispielsweise die in Figur 5 gezeigte nicht-transparente Abdeckschicht 201 auf dem Substrat sowie zumindest im Bereich des organischen Licht detektierenden Elements 200 die Verkapselung und/oder die Abdeckung
vorgesehen sein. Weiterhin kann beispielsweise auch auf der dem Substrat abgewandten Seite der zumindest einen
organischen Licht detektierenden Schicht eine weitere nicht¬ transparente Abdeckschicht vorgesehen sein. Zur Verhinderung der Einstrahlung von Umgebungslicht auf das organische fotoleitende Material 207 können somit alternativ oder 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 Figur 6 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.
In den Figuren 7A und 7B sind weitere Ausführungsbeispiele gezeigt, bei denen die Auskoppelschicht 110 im Vergleich zu den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen variiert ist.
Im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 7A erstreckt sich die Auskoppelschicht 110 im Vergleich zu den vorherigen
Ausführungsbeispielen über einen geringeren Flächenanteil des gemeinsamen Substrats 101 und weist somit eine von den vorherigen Ausführungsbeispielen verschiedene laterale
Ausdehnung auf, wodurch beispielsweise der Anteil des intern vom organischen Licht emittierenden Element 100 zum
organischen Licht detektierenden Element 200 geleiteten
Lichts variiert werden kann.
Im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 7B 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 ergeben kann.
Weiterhin können zu den gezeigten Ausführungsbeispielen auch weitere oder alternativ angeordnete interne und/oder externe Auskoppelschichten vorgesehen sein. Alternativ zu den gezeigten Ausführungsbeispielen 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 den Figuren 8A und 8B sind weitere Ausführungsbeispiele für organische optoelektronische Bauelemente gezeigt, bei denen 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 den Zwischenraum 113 anstelle einer 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 je nach Lage, Geometrie und Materialauswahl der oberen Elektrode 204 intern im
organischen optoelektronischen Bauelement beispielsweise 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 in den Figuren 8A und 8B 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 9A bis 12K 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 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 100 und der
organischen Licht detektierenden Elemente 200 ohne genaue Darstellung der Leuchtfläche und der KontaktZuführungen angedeutet sind. Im Falle einer Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen 200 in den folgenden
Ausführungsbeispielen weist jedes der organischen Licht detektierenden Elemente 200 zumindest eine organische Licht detektierende Schicht auf, die zwischen zwei nicht- transparenten Schichten angeordnet ist, die die jeweilige zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vor Umgebungslicht abschatten. Die jeweiligen nicht-transparenten Schichten können gleich oder verschieden für die einzelnen organischen Licht detektierenden Elemente 200 ausgebildet sein.
Wie in Figur 9A 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 9B und 9C 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 9D und 9E 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 9D 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 9E gezeigt ist, nur innerhalb der Leuchtfläche des organischen Licht
emittierenden Elements 100 ein organisches Licht
detektierendes Element 200 vorhanden sein kann.
Wie in Figur 9F 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.
Durch eine Mehrzahl von organischen Licht detektierenden Elementen 200 kann beispielsweise auch eine Vermessung der Gleichmäßigkeit der Leuchtfläche des organischen Licht emittierenden Elements 100 möglich sein.
In den Figuren 10A bis 12K sind weitere Ausführungsbeispiele für die Anordnung, die Anzahl und die geometrische
Ausgestaltung von einem oder mehreren Licht emittierenden Elementen 100 und einem oder mehreren Licht detektierenden Elementen 200 gezeigt. Wie in Figur 10A gezeigt ist, kann beispielsweise im
Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen der Figuren 9A bis 9F die Größe des organischen Licht detektierenden Elements 200 variiert werden. Wie in Figur 10B 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 10C 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 10D und 10E 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 IIA und IIB gezeigt ist, eine Mehrzahl von organischen Licht emittierenden Elementen 100 vorgesehen ist, wobei ein
organisches Licht detektierendes Element 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 HC 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 HD 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 12A bis 12K 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 9A bis 12K gezeigten Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar.
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
Verfahren zum Betrieb eines organischen
optoelektronischen Bauelements,
bei dem das organische optoelektronische Bauelement zumindest ein organisches Licht emittierendes Element (100) und zumindest ein organisches Licht detektierendes Element (200) aufweist, wobei
- das zumindest eine organische Licht emittierende
Element (100) einen organischen funktionellen
Schichtenstapel (103) mit zumindest einer organischen Licht emittierenden Schicht zwischen zwei Elektroden (102, 104) aufweist, und
- das zumindest eine organische Licht detektierende
Element (200) zumindest eine organische Licht detektierende Schicht aufweist und mit dem organischen Licht emittierenden Element (100) auf einem gemeinsamen Substrat (101) in lateral benachbarten Flächenbereichen angeordnet ist, wobei die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht zwischen zwei nicht-transparenten Schichten (211) angeordnet ist, die die zumindest eine organische Licht detektierende Schicht vor Umgebungslicht (3, 4) abschatten,
bei dem das zumindest eine organische Licht
detektierende Element (200) einen Teil des vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element (100) abgestrahlten Lichts (2) detektiert und
bei dem die vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element (100) abgestrahlte Lichtintensität ab Erreichen einer Reduktion der Lichtintensität von einem Anfangswert auf einen vorbestimmten Wert auf den vorbestimmten Wert geregelt wird. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine regelbare Strom und/oder Spannungsquelle (300) vorgesehen ist, die das vom zumindest einen organischen Licht detektierenden Element (200) detektierte Licht, das intern im
optoelektronischen Bauelement vom zumindest einen Licht emittierenden Element (100) zum zumindest eine Licht detektierende Element (200) geleitetes Licht (2) aufweist, misst und das zumindest eine organische Licht emittierende Element (100) in Abhängigkeit der Messung regelt .
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die regelbare Strom- und/oder Spannungsquelle (300) zumindest teilweise in das organische optoelektronische Bauelement integriert ist .
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der vorbestimmte Wert ausgewählt ist aus 50%, 70% und 90% des Anfangswerts der abgestrahlten Lichtintensität.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die vom zumindest einen organischen Licht emittierenden Element (100) abgestrahlte Lichtintensität durch
Nachregelung einer Betriebsspannung und/oder eines Betriebsstroms des organischen Licht emittierenden Elements (100) geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das gemeinsame Substrat (101) einen Lichtleiter bildet, der Licht (2) vom zumindest einen Licht emittierenden Element (100) intern im optoelektronischen Bauelement zum zumindest einen Licht detektierenden Element (200) leitet .
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem im Betrieb in der zumindest einen Licht emittierenden Schicht des zumindest einen Licht emittierenden Elements (100) erzeugtes Licht (2) intern im optoelektronischen Bauelement direkt auf die zumindest eine Licht
detektierende Schicht des zumindest einen Licht
detektierenden Elements (200) eingestrahlt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zumindest eine der zwei nicht-transparenten Schichten (211) durch eine nicht-transparente Abdeckschicht (201) gebildet wird, die auf einer der zumindest einen
organischen Licht detektierenden Schicht abgewandten Seite des gemeinsamen Substrats (101) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zumindest eine der nicht-transparenten Schichten (211) durch eine Elektrode (202, 204) des zumindest einen organischen Licht detektierenden Elements (200) gebildet wird .
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die als nichttransparente Schicht (211) ausgebildete Elektrode (204) auf der dem gemeinsamen Substrat (101) abgewandten Seite der zumindest einen organischen Licht detektierenden Schicht angeordnet ist.
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