WO2015007574A2 - Bauteil und verfahren zum betrieb eines bauteils - Google Patents

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WO2015007574A2
WO2015007574A2 PCT/EP2014/064612 EP2014064612W WO2015007574A2 WO 2015007574 A2 WO2015007574 A2 WO 2015007574A2 EP 2014064612 W EP2014064612 W EP 2014064612W WO 2015007574 A2 WO2015007574 A2 WO 2015007574A2
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WO
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actuator
component
optoelectronic component
optoelectronic
electrode
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French (fr)
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Christoph Gärditz
Philipp SCHWAMB
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Osram Oled Gmbh
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Publication date
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
    • H10K77/111—Flexible substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/311—Flexible OLED
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/87—Passivation; Containers; Encapsulations
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a component and a
  • a component may be, for example, a light source.
  • Light sources can be used, for example, as flexible organic light-emitting diodes (OLEDs).
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • a desired shaping can be effected in various ways, for example by applying or bonding to a correspondingly preformed carrier material, for example a luminous element.
  • the substrate material can be chosen so that the organic light-emitting diode is malleable and remains in an end position. It is also conceivable that shaping elements specify the shape of the OLED. There is often the problem that the carrier material is rigid.
  • the shape of the OLED can not be changed, and thus no deformation of the optoelectronic component and thus of the component, for example generated during operation, can be achieved. Therefore, various design possibilities can not be realized.
  • An object to be solved is to provide a component and a method for operating a component, which can be deformed specifically or regulated.
  • a component according to an embodiment comprises at least one optoelectronic component with a substrate, a first electrode, a second electrode, wherein at least one organic functional layer is interposed between the first
  • Electrode and second electrode arranged and for the generation and / or absorption of electromagnetic radiation
  • the optoelectronic component has a radiation main side facing the substrate or facing away from it with a length LI, wherein the optoelectronic
  • the actuator is arranged to induce a deformation Wl of the optoelectronic component by a mechanical movement of the actuator.
  • Component here and below means an element that is responsible for the emission and / or absorption of electromagnetic
  • electromagnetic radiation in particular electromagnetic radiation having one or more wavelengths or wavelength ranges from an ultraviolet to infrared spectral range is also referred to as light.
  • light may be visible light and wavelengths or wavelength ranges from a visible spectral range between about 350 nm and about 800 nm
  • Visible light can be here and below
  • optical component is here and below not only finished components, such as
  • LEDs light-emitting diodes
  • solar cells solar cells
  • Laser diodes to understand, but also substrates and / or semiconductor layers, so for example already a
  • Composite of a copper layer and a semiconductor layer constitute a component within the meaning of this application and a
  • the optoelectronic component is an organic light-emitting diode.
  • this is the optoelectronic
  • Component suitable for absorbing electromagnetic radiation and for converting the electromagnetic radiation into electrical energy is
  • Component be a display.
  • display is understood to mean a device for visualization or a pixelated visualization.
  • this is the optoelectronic
  • Component an organic electronic component and, for example, in the form of an organic light-emitting diode (OLED)
  • OLED organic light-emitting diode
  • the OLED may, for example, have a first electrode on the substrate.
  • Electrode can be at least the organic functional layer or a plurality of functional layers of organic materials. Above the
  • a second electrode is applied.
  • the organic functional layer can be selected from a group which is a radiation-emitting
  • the radiation-emitting layer may comprise a single layer or multiple sub-layers, for example layers or sub-layers, which emit in the green, red and / or blue spectral region of the electromagnetic radiation.
  • the radiation-emitting layer may for this purpose have an active region which is suitable for emitting electromagnetic radiation during operation of the organically electronic component.
  • the optoelectronic component ⁇ construction may additionally comprise an encapsulation. As a result, a moisture stability and a stability of the opto ⁇ electronic device against atmospheric oxygen can be generated.
  • the substrate may be glass, quartz, plastic films, metal, metal foils, silicon wafers or any other suitable
  • Substrate material include.
  • the OLED can also be embodied as a so-called “bottom emitter”, that is to say that the electromagnetic radiation generated in the active region is radiated through the substrate The substrate then has a transparency for at least a part of the electromagnetic Radiation on.
  • the first electrode which may be embodied as an anode, may be transparent and / or comprise a material which injects holes.
  • the electrode may comprise or consist of a transparent conductive oxide.
  • Transparent conductive oxide transparent conductive oxide
  • Oxides are generally metal oxides, such as, for example, zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or indium tin oxide (ITO)
  • binary metal oxygen compounds such as, for example, ZnO, SnO 2 or .eta..sub.2O.sub.3, these include ternary metal Auer ⁇ carbon compounds such as Zn2SnOzi, CdSn03,
  • a stoichiometric composition may also be p- or n-doped.
  • the at least one organically functional layer may be organic polymers, organic oligomers, organic
  • the second electrode may be designed as a cathode and thus serve as an electron-injecting material.
  • cathode material can be
  • the second electrode may also have one of the above-mentioned TCOs.
  • the second electrode may also be transparent or the first electrode may be designed as a cathode and the second electrode as an anode. This means in particular that the OLED can also be designed as a top emitter.
  • the first and / or the second electrode can each be formed over a large area. As a result, in the case of an OLED, a large-area radiation of the electromagnetic radiation generated in the active region can be made possible.
  • “Large area” may mean that the organic electronic component has an area greater than or equal to a few square millimeters, preferably greater than or equal to 1 cm 2, and particularly preferably greater than or equal to 1 mm 2
  • the second electrode may be structured at least in partial regions. This can be a
  • structured radiation of the electromagnetic radiation generated in the active region are made possible, such as in the form of pixels or pictograms.
  • the optoelectronic component is formed as a film or a large-area layer structure.
  • "Radiation main side” here and in the following means a side of the optoelectronic component from which a large-area radiation of the electromagnetic radiation generated in the active region is made possible.
  • the main radiation side is oriented perpendicular to the longitudinal extension of the at least one organic functional layer, which comprises an active region, or at least one of the first or second electrode.
  • Radiation main side has a length LI.
  • LI > 10 mm, in particular> 100 mm, for example 120 mm.
  • LI ⁇ 1000 mm.
  • the main radiation side may further have a width L2, wherein LI and L2 span a planar main radiation side, which
  • LI be the length of the main radiation side, where the bend or deformation Wl of the optoelectronic component
  • the length L2 is equal to LI.
  • L2 is> 10 mm, in particular> 100 mm, for example 120 mm.
  • L2 ⁇ 1000 mm.
  • the lengths LI and L2 span at least one rectangular or square area of the main radiation side.
  • Actuator refers to an element that converts electronic signals and / or at least one physical parameter selected from a group that includes temperature, force, voltage, pressure, and current into mechanical motion. Voltage refers here in particular electrical and / or mechanical stress.
  • Amperage refers here in particular electrical
  • the actuator is selected from the group consisting of a bimetal, an electroactive polymer, a dielectric elastomer, a shape memory material, a shape memory alloy, and a piezo element.
  • Bimetal designates here and below at least one metal strip of two layers of different metals, which are connected to one another in a material-locking or form-fitting manner are.
  • a bimetal changes its shape due to the change in temperature. This manifests itself in a bending
  • Thermal expansion coefficient of the metals used may be, for example, zinc and steel or steel in combination with the alloy brass.
  • the change in temperature may be effected externally according to one embodiment.
  • the waste heat of the optoelectronic component for example, the organic light emitting diode can be used to
  • Electroactive polymer refers here and below to a polymer which changes its shape by the influence of electrical voltage and / or charge. Electroactive polymer according to one embodiment may be an ionic electroactive polymer and / or an electronic electroactive polymer. In ionic electroactive polymers based
  • ionic electroactive polymers may be conductive polymers, ionic metal polymer composites, and / or ionic gels.
  • ionic electroactive polymers may be conductive polymers, ionic metal polymer composites, and / or ionic gels.
  • electronic electroactive polymers may be conductive polymers, ionic metal polymer composites, and / or ionic gels.
  • dielectric elastomer is here and below an electroactive elastomer referred to, which can be activated by an electric field.
  • a dielectric elastomer is characterized by high elongation of over 300%, fast response times and high efficiency.
  • Dielectric elastomer is easy to produce, low in weight, low in mechanical complexity, and / or allows use in a wide variety of automotive, robotics, and prosthetic applications
  • Dielectric elastomers convert electrical energy directly into mechanical motion, such as mechanical work.
  • a movement of the dielectric elastomers is created by electrostatic forces acting on the elastic dielectric between two compliant electrodes.
  • an actuator is an
  • dielectric elastomer The advantage is that dielectric elastomers are light, flexible and noiseless. Furthermore, dielectric elastomers have a high energy density of> 0.2 J / cm ⁇ compared to piezoelectric actuators of about 0.1 J / cm ⁇ . Furthermore, dielectric elastomers are easy to produce and thus have low material costs.
  • Dielectric elastomers as actuators can by
  • electrostatic pressure which causes the deformation, is determined by the dielectric constant, the dielectric constant number of material, its thickness and the applied
  • the electrodes must be very flexible, so as not to hinder the surface elongation.
  • silicone rubber is used as the dielectric elastomer.
  • Silicone rubber advantageously has a broad variability of hardness in chemical crosslinking. This silicone rubber can be adjusted to the requirement of the desired actuator.
  • Shape memory material and / or alloy here refers to materials and / or alloys that are related to their
  • the actuator is encapsulated.
  • electrically controllable elements and / or structures are used as actuators.
  • polymers and / or elastomers it is sufficient to apply a voltage, ie only a very small current flows and only a very low power loss generated. This power loss is only generated when switching.
  • Piezo element here and below refers to an element which utilizes the piezoelectric effect. Piezo ⁇ electrical effect describes the change in the electrical polarization and thus the occurrence of an electrical
  • the actuator is formed as a layer and / or foil.
  • the actuator may have a film thickness of about 1 ym to 1 mm, for example 400 ym.
  • the actuator comprises a dielectric
  • the actuator has two flexible electrodes disposed above and below the dielectric elastomer.
  • the actuator changes its shape or extent when changing at least one physical parameter selected from a group that
  • Temperature, force, voltage, pressure and current includes.
  • At least two of the following features are provided. According to one embodiment, at least two of the following features:
  • Optoelectronic device attached to at least one actuator directly by riveting, gluing, screwing, soldering, welding and / or direct application.
  • Direct here and below means that the at least one optoelectronic component is arranged directly on at least one actuator in direct mechanical and / or electrical contact.
  • Gluing can be done by means of an adhesive layer.
  • the adhesive layer can be made homogeneous, that is to say with a uniform layer thickness. Alternatively, it is possible the adhesive layer
  • Rivs designates here and below the positive connection of the at least one optoelectronic component with the at least one actuator.
  • riveting for example, rivets of steel, copper, brass, aluminum alloy, plastic and titanium can be used.
  • Connecting the at least one optoelectronic component with the at least one actuator can be Connecting element, such as a screw can be used.
  • direct application means the indirect or direct application of the at least one optoelectronic component to at least one actuator.
  • Component produced by direct application may be in the form of a film or a layered structure
  • direct application can be selected from a group, the vacuum evaporation,
  • Plasma polymerization synchrotron radiation photodecomposition, spin-coating, vapor deposition, plasma sputtering,
  • films with a layer thickness of 0.6 ym can be produced.
  • Optoelectronic component as a layer structure with a layer thickness dl and the actuator as a layer with a
  • Layer thickness d2 formed, where dl + d2 ⁇ 2 mm.
  • dl + d2 is equal to 10 ym or has one
  • the actuator is very thin, for example, designed with a layer thickness of 1 ym to 1 mm.
  • the nude author has a low weight, is thin and flat. This causes a slight and uniform mechanical movement of the actuator and thus the optoelectronic
  • the actuator is connected to the optoelectronic component over the entire area or partially and / or in a structured manner.
  • Solid surface here and below means that the base of the optoelectronic component and the base of the
  • Actuator are congruent to each other. "Partial" here and in the following means that the base area of the actuator and the base area of the optoelectronic component are unequal. In particular, the base area of the actuator is smaller than the base area of the at least one optoelectronic
  • Component is attached.
  • “partially attached” may mean that the actuator is in accordance with a
  • Embodiment is formed in the form of a wire.
  • the formed as a wire actuator can each two
  • the main radiation side is directly in is arranged directly mechanical and / or electrical contact on the actuator. Furthermore, it may also mean that the main radiation side is arranged indirectly on or above the actuator. In this case, further layers and / or elements can then be arranged between the main radiation side and the actuator.
  • the deformation Wl may be or cause a curvature and / or a rotational movement.
  • the actuator is in its starting position and at least one physical parameter is changed on the actuator and on the optoelectronic component, a length change ALI of the original length LI is induced in the component. This can result in a deformation Wl.
  • the actuator is arranged such that the deformation Wl has a value greater than or equal to 1% and / or less than or equal to 50% of the length LI, the deformation Wl being effected or measured perpendicular to the length LI.
  • Wl corresponds to a value greater than or equal to 1% and / or less than or equal to 30% of the length LI.
  • the deformation Wl is generated during operation of the optoelectronic component.
  • optoelectronic component reversible.
  • Reversible in connection with deformation here and below means an elastic deformation.
  • the optoelectronic component at least partially moves away from its starting position as a result of the mechanical movement of the actuator, and a first deformation Wl of the optoelectronic component is produced, wherein a second deformation W2 of the actuator is subsequently produced by a second mechanical movement of the actuator optoelectronic component is induced.
  • the optoelectronic component deforms from its initial position into an end position, the optoelectronic component being deformed by a second deformation W2 into the end position
  • this generates
  • Optoelectronic device in operation heat and thus triggers the mechanical movement of the actuator.
  • the actuator is a bimetal.
  • heat is generated. This causes a
  • an organic light emitting diode switched off, the optoelectronic device no longer generates heat. This can be because the actuator performs a mechanical movement and returns to its original position.
  • the optoelectronic component returns to the original starting position.
  • the advantage is that due to the change in temperature, that is, without applying a voltage or current, a reversible deformation of the
  • Optoelectronic device can be induced.
  • the actuator may comprise a third electrode and a fourth electrode, wherein the third electrode is the first or second electrode of the
  • Optoelectronic device is and / or wherein the fourth Electrode the first or second electrode of the
  • Sharing actuator and optoelectronic device at least one electrode for power. This can be used to save electrodes and thus costs.
  • the optoelectronic component is rigid. Rigid means here and below that the optoelectronic device per se no deformation
  • Component can for example be induced by a glass substrate which is not deformable.
  • Such rigid optoelectronic components can be arranged such that they are connected to one another via joints or via a flexible band as an actuator and thus can be deformed in its entirety via the joints or via the flexible band as an actuator.
  • a method of operating a device comprising the steps of:
  • the deformation in step C) is reversible.
  • the method is used for operating a component for illumination purposes, safety application and / or for generating a targeted emission characteristic of the electromagnetic radiation.
  • the targeted radiation characteristic can according to a
  • Embodiment directed and / or homogeneous.
  • the method comprises the following steps:
  • Component with the first actuator is at least partially in mechanical contact and
  • Component (1-1, 1-2) are at least partially in direct mechanical contact with each other,
  • Component (1-1, 1-2) as a result of the movement (10), wherein the optoelectronic component (1-1, 1-2) before and / or after the method step A, B, C and / or D electromagnetic radiation ( 7) emitted and / or absorbed.
  • the first and second actuators is a bimetal.
  • a physical parameter such as
  • the first and second actuator can move mechanically.
  • a deformation of the first and second optoelectronic component can be induced by changing the temperature of the first and second actuator, wherein the waste heat of the first and second optoelectronic component can be used.
  • Light emitting diodes are constructed, which change in shape after switching on (principle rising bloom).
  • a change in the color, the light spectrum and / or the brightness of the optoelectronic component can be induced or it can be induced by applying a voltage to the optoelectronic component, a change in the energization of the actuator.
  • Figures 1A and 1B is a schematic side view of a
  • FIGS. 2 to 12 are each a schematic side view of a component according to an embodiment
  • Figure 13 is a schematic side view of an actuator
  • FIGS. 14 to 15 each show a schematic side view of a component according to an embodiment
  • FIG. 16 shows a schematic view of a signal exchange between an optoelectronic component and an actuator according to an embodiment
  • Figure 17 is a schematic side view of a component
  • FIGS. 1A and 1B show a schematic side view of an optoelectronic component in the exemplary embodiment an organic light emitting diode (OLED).
  • the OLED comprises a substrate 2 which is located at the bottom and may be transparent, for example, and may be made of glass.
  • the substrate is formed of ultra-thin glass (UTG) which is flexible.
  • the substrate may alternatively be made of a metal or a transparent one
  • Electrode 3 is arranged, which may be formed as a layer and, for example, may be a transparent conductive oxide. Above this electrode layer 3 is at least one organic functional layer 5 or a plurality of organic layers which are used to produce
  • Electromagnetic radiation are set up. Finally, over the at least one organic functional
  • a second electrode 4 is arranged. That one
  • the one layer or the one element is arranged directly in direct mechanical or electrical contact on the other layer or the other element. Furthermore, it may also mean that the one layer or the one element indirectly on or above the other
  • Layer or the other element is arranged.
  • further layers and / or elements can then be arranged between the one and the other layer or between the one and the other element.
  • further layers for example a hole injection layer and / or a
  • Hole transport layer be arranged. Over the organic functional layer, for example, a
  • the second electrode 4 may, for example, a
  • Electrode of anodes called holes.
  • the holes and the electrodes recombine, resulting in pairs of electrons called excitons and capable of emitting electromagnetic radiation.
  • Optoelectronic component 1 is provided with an encapsulation 6.
  • the at least one organic compound is provided with an encapsulation 6.
  • the substrate 2 comprises, for example, glass, quartz,
  • Plastic films, metal, metal foils, silicon wafers, or other suitable substrate material are plastic films, metal, metal foils, silicon wafers, or other suitable substrate material.
  • FIG. 1A shows the optoelectronic component 1 embodied as a so-called “bottom emitter”, that is to say that in an active region of the at least one organic
  • Radiation 7 is emitted through the substrate 2, while the substrate 2 may have a transparency for at least a portion of the electromagnetic radiation.
  • the first electrode 3 In the bottom Emitter configuration can advantageously also the first electrode 3 have a transparency for at least a portion of the electromagnetic radiation.
  • a transparent conductive oxide or consist of a transparent conductive oxide.
  • Transparent conductive oxides are transparent conductive materials usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide or indium tin oxide. In addition to binary metal oxygen compounds, ternary metal oxygen compounds also belong to the group of TCOs. Additionally or alternatively, the second electrode 4 may be made transparent and / or the first electrode 3 may be implemented as a cathode and the second electrode 4 as an anode. This means in particular that the
  • Optoelectronic component for example, the OLED
  • Top emitter here and below means that the electromagnetic radiation generated in the active region is emitted by the second electrode.
  • the optoelectronic component it is possible for the optoelectronic component to be designed both as a top emitter and as a bottom emitter. This can be realized, for example, in that the first and second
  • Electrode are transparent.
  • the optoelectronic component 1 described in FIG. 1A has a main radiation side 8 on the outside facing the active layer opposite surface of the substrate having a length LI and a width L2.
  • the optoelectronic component 1 described in FIG. 1B has a main radiation side 8 facing away from the substrate 2 with a length LI and a width L2.
  • the length is to width
  • Ratio L1 / L2 1: 1, 2: 1 or 3: 1.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a component 100 according to one embodiment.
  • the component 100 comprises an optoelectronic component 1, which is provided as a layer with a, e.g. is formed in construction described in Figure 1.
  • the optoelectronic component has a preferred layer thickness d1 of 10 ym to 5000 ym
  • the actuator is also formed as a layer with a layer thickness d2, wherein d2, for example, has a value between 0.6 ym to 5000 ym.
  • d2 for example, has a value between 0.6 ym to 5000 ym.
  • Component 1 is connected over the main radiation side 8 over the entire surface with an actuator 9, wherein the
  • the actuator 9 has no deformation Wl in this starting position 12. Will now at least one
  • the shape of the component can be designed specifically and different design options can be generated.
  • a targeted design options can be generated.
  • Abstrahl characterizing may in particular be homogeneous and / or directed.
  • FIGS. 3A and 3B each show a schematic
  • FIGS. 3A and 3B differ from FIG. 2 in that the component 100 of FIG. 2 has a smaller size
  • Deformation Wl compared to the deformation Wl of the component 100 of Figures 3A and 3B.
  • the deformation is a size which corresponds to a unit of length, for example millimeters, or an angular unit,
  • FIG. 3A shows the arrangement of the optoelectronic component 1 over the
  • Actuator 9 it is possible that further layers and / or elements are arranged between the optoelectronic component 1 and the actuator.
  • Optoelectronic component 1 or component 100 has a main radiation side 8, over which
  • FIG. 3B shows, in comparison to FIG. 3A, an arrangement of the optoelectronic component 1 under the actuator 9, the optoelectronic component 1 being electromagnetic
  • Radiation 7 is generated in the direction of the starting position 12 of the actuator 9.
  • FIG. 3C shows a schematic side view of a component 100 according to an embodiment.
  • the component 100 comprises an actuator 9 and two optoelectronic components 1-1 and 1-2. Above the actuator 9 is a second
  • Component 1-1 and the actuator 9 and between the second optoelectronic component 1-2 and the actuator 9 further elements and layers, for example, an adhesive layer or composite layer may be arranged.
  • Optoelectronic devices 1-1 and 1-2 are here
  • the component 100 congruent to each other and each have a deformation Wl.
  • the value of the deformation Wl of the first optoelectronic component 1-1 and the value of the deformation Wl of the second optoelectronic component 1-2 are approximately equal.
  • the value of Wl is 1% to 30% of the value of the length LI.
  • the dashed line in the graph shows the starting position 12 of the actuator 9. According to such an embodiment, the component 100
  • FIG. 3A like FIG. 3A, shows a similar arrangement of the actuator 9 and at least one optoelectronic one Component 1.
  • the figure 3D shows the through the
  • the organic light emitting diode generated targeted and homogeneous radiation characteristic of the electromagnetic radiation 7, which can be actively set and changed by the mechanical movement 10 of the actuator 9.
  • FIGS. 4A to 4C each show a schematic
  • a component 100 is composed of two optoelectronic components 1-1 and 1-2 and two actuators 9-1 and 9-2.
  • the first optoelectronic component 1-1 is arranged with at least one first actuator 9-1 such that a main side of the first optoelectronic component, which of the
  • Substrate facing or away from the first main radiation side 8-1 of the first optoelectronic component 1-1 opposite, with the first actuator is at least partially in mechanical contact and in which a second optoelectronic device 1-2 is arranged with at least one second actuator 9-2 in that a main side of the second optoelectronic component, which is opposite the second main radiation side of the second optoelectronic component 1-2 facing away from the substrate or at least partially, is in mechanical contact with the second actuator.
  • FIG. 4A shows that the first and second
  • Radiation main side 8-1 and 8-2 of the first and second optoelectronic device 1-1 and 1-2 at least
  • FIG. 4B shows alternatively that the first and second
  • d is greater than 0.1 mm and / or less than 100 mm, for example 10 mm.
  • the value of d is 1% to 30% of the value of LI.
  • At least one physical parameter changes the
  • Movement 10 is caused.
  • a mechanical movement 10 of the first and / or second actuator 9-1, 9-2 occurs as a result of the heat generated during operation of the two optoelectronic components 1-1 and 1-2. If the optoelectronic components 1-1 and 1-2 are in operation and generate heat, the first and second actuators 9-1 and 9-2 each perform a mechanical movement 10 in the case of a bimetal. These mechanical movements 10 of both actuators resemble a rising flower. Thus, in operation of the optoelectronic devices 1-1 and 1-2, respectively
  • FIGS. 4A and 4C differ by the arrangement of the respective optoelectronic component on the respective actuator.
  • Figures 4A and 4B show the
  • FIG. 4C shows the arrangement of the respective optoelectronic component 1-1 or 1-2 such that the electromagnetic radiation 7 is radiated away from the starting position 12 of the respective actuator 9-1 or 9-2.
  • FIG. 5 shows a schematic side view of a component 100 according to one embodiment.
  • at least one optoelectronic component 1 and at least one actuator 9 are connected to one another in direct mechanical contact.
  • the actuator 9 is partially with the optoelectronic
  • Component may be rigid according to one embodiment.
  • FIG. 6 shows a schematic side view of a component 100 according to an embodiment.
  • FIG. 6 differs, for example, from the embodiment of FIG. 3A in that the deformation Wl of the optoelectronic
  • Component is a twist with a shear angle.
  • the shear angle is here and hereinafter referred to as the deflection of an end or corner of the actuator in degrees with respect to the starting position 12 of the actuator 9, wherein the other corners of the actuator 9 remain in the starting position.
  • the deformation Wl of the component 100 can be described not only by a change in length but also by an angle change.
  • FIG. 7 shows a schematic side view of a component 100 according to an embodiment, wherein the actuator 9 partial and structured with the optoelectronic
  • the optoelectronic component 1 is connected.
  • the optoelectronic component 1 is formed as a layer.
  • Strip produces a horizontal curvature. This results in the operation of the optoelectronic component complex shapes and design options of the component. The existence
  • Actuator 9 structured is arranged here and below means that the actuator 9 at least partially as
  • Layer is formed, this layer having a defined shape and base, usually of the
  • FIG. 8 shows a schematic side view of a component 100 according to an embodiment.
  • at least one optoelectronic component 1 is arranged under an actuator 9 in direct mechanical contact.
  • the middle image in FIG. 8 shows the starting position 12 of the actuator and thus of the component 100. This starting position 12 could be present, for example, before the operation of the optoelectronic component 1.
  • the dashed lines in the upper and lower images of Figure 8 also show the Starting position 12 of the actuator 9.
  • a mechanical movement 10 of the actuator is induced as a result of the change, which is in a deformation Wl of the optoelectronic component. 1
  • the component 100 can be configured in the form of a half-circular cylinder with a lateral surface, wherein the of the
  • FIGS. 9 to 12 each show a schematic
  • FIG. 9 shows no contrast to FIG. 3A
  • the actuator is designed here as a wire, wherein the wire can be arranged in each case on the edge of the upstream and / or downstream main radiation side of the optoelectronic component.
  • the optoelectronic component is embodied as a so-called top-bottom emitter, due to the non-surface configuration of the actuator 9, electromagnetic radiation 7 can oppose both in the top direction and in the bottom direction, ie in the direction of the starting position 12 of the actuator 9 to the starting position 12 of
  • FIG. 9 shows the actuator 9 formed as a wire in direct contact with the optoelectronic component 1.
  • FIG. 10 shows no direct adjacency of the actuator 9 to the optoelectronic element
  • the actuator 9 is likewise designed as a wire, as in FIG. The actuator connects the
  • Length change ALI of the actuator 9 a deformation Wl of the component can be induced.
  • the advantage of this embodiment is that electromagnetic radiation 7 can be emitted and / or absorbed on both sides.
  • the optoelectronic component 1 can be geometrical
  • the actuator 9 has a length LI in its starting position 12.
  • a deformation Wl of the optoelectronic component 1 can be induced, wherein the deformation Wl can be regarded as segment height and perpendicular to
  • Circular tendon is arranged.
  • the ratio of LI to ALI in% can be used as strain or
  • Shortening of the wire can be called. If the length LI is, for example, 10 cm, then a deformation Wl of the optoelectronic component 1 of 3.2 cm can be induced. This corresponds to a ratio LI to Wl of about 3.1. According to one embodiment, the ratio LI to Wl is less than or equal to 5, in particular less than or equal to 4, in particular less than or equal to 3. Thus, by a reduction of the wire of 36%, a deformation of 3.2 cm can be induced.
  • Arc-shaped optoelectronic component 1 are.
  • the wire which for example has a layer thickness of 0.5 mm, can induce an extension of the actuator 9 of 0.8%.
  • FIG. 11 does not show two wires as actuator 9, but only one wire as actuator 9, which is located on the half of the side edge of width L2 and on the opposite side edge L2 of FIG.
  • FIG. 12 shows, like FIG. 9, a wire shaped one
  • Actuator 9 wherein the wire is arranged on the edge of the upstream or downstream radiation side. Two wires per
  • Optoelectronic component form one each here
  • FIG. 13 shows a schematic side view of a
  • the actuator 9 comprises a third electrode 13 and a fourth electrode 14, wherein between the third electrode 13 and the fourth electrode 14, a material 15 of the actuator is arranged.
  • This Material 15 may be formed as a layer according to one embodiment.
  • the material 15 may be selected from a group consisting of a bimetal, an electroactive
  • Shape memory material, a shape memory alloy and a piezoelectric element comprises.
  • FIG. 14 shows a schematic side view of a component 100 according to an embodiment.
  • FIG. 14 shows an actuator 9, wherein above the actuator 9 a
  • optoelectronic component 1 is arranged.
  • Optoelectronic component 1 comprises a first electrode 3, at least one organic layer 5 and a second electrode 4.
  • the first electrode 3 of the optoelectronic component 1 can simultaneously be the third electrode 13 of the actuator 9, wherein the actuator 9 then also has a fourth electrode 14.
  • Actuator 9 are induced and thus an inventive component 100 can be realized. This can save an additional fourth electrode.
  • Ui here refers to the
  • FIG. 15 shows a schematic side view of a component 100 according to an embodiment.
  • the actuator 9 is arranged between two optoelectronic components 1-1 and 1-2.
  • the optoelectronic components 1-1 and 1-2 each have two electrodes, a first electrode 3 and a second one
  • the special feature here is that the first and / or second electrode 3, 4 of the optoelectronic Component 1 at the same time the electrodes 13, 14 of the
  • Actuators are. Thus, electrodes can be saved while still inducing voltage or current flow in the optoelectronic component 1 and in the actuator 9. This saves material and costs.
  • Ui or U2 denotes the voltage at the optoelectronic component 1-1 or 1-2.
  • U3 denotes the voltage at the actuator 9.
  • the applied voltage can lead to current flow and subsequent deformation Wl or direct deformation by the electrical voltage.
  • FIG. 16 shows a schematic representation of a
  • the control of at least one optoelectronic component 1 and an actuator 9 can via a control S / R successive
  • the control S / R can be set up for control or regulation and power / voltage supply. For example, a large voltage at the actuator 9 signal a strong deformation and be converted by the controller in a color or brightness change of the optoelectronic device 1, so that the optoelectronic device 1 is operated differently depending on its shape.
  • Operating voltage of the optoelectronic component 1 by control to a modified current flow of the actuator 9 lead. For example, a dimming of the
  • Optoelectronic device 1 (current variation) are coupled with a change in shape or it could from a priori knowledge of the temperature of the optoelectronic device 1 closed. From this unwanted consequences on the actuator 9 can be compensated for by a change in control. In addition, signals can also be generated via additional sensors.
  • FIG. 17 shows a schematic side view of a component according to an embodiment.
  • FIG. 17 shows that the
  • Deformation Wl is a curvature.
  • the length LI may be referred to as a chord in the curve.
  • the height perpendicular to the tendon can be considered as deformation Wl (FIG. 17).
  • Ll 10cm. Radius of one
  • Half circle with a length of 10 cm is approximately 3.18 cm.
  • the change in length can be determined by the parameters of
  • Length change of the optoelectronic component which results from the new length of the optoelectronic component and the original length of the optoelectronic
  • Component extend and / or shorten.
  • the deformation Wl may be a rotational movement of the optoelectronic component (not shown here).
  • the invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention includes each new feature individually as well as each

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil (100) umfassend zumindest ein optoelektronisches Bauelement (1) mit einem Substrat (2), einer ersten Elektrode (3), einer zweiten Elektrode (4), wobei zumindest eine organische funktionelle Schicht (5) zwischen erster Elektrode (3) und zweiter Elektrode (4) angeordnet und zur Erzeugung und/oder Absorption von elektromagnetischer Strahlung (7) eingerichtet ist, wobei das optoelektronische Bauelement (1) eine dem Substrat (2) zu- oder abgewandte Strahlungshauptseite (8) mit einer Länge L1 aufweist, wobei das optoelektronische Bauelement (1) mit zumindest einem Aktuator (9) in mechanischem Kontakt steht, wobei der Aktuator (9) so eingerichtet ist, eine Verformung W1 des optoelektronischen Bauelements durch eine mechanische Bewegung (10) des Aktuators (9) zu induzieren.

Description

Beschreibung
Bauteil und Verfahren zum Betrieb eines Bauteils Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil und ein
Verfahren zum Betrieb eines Bauteils.
Ein Bauteil kann beispielsweise eine Lichtquelle sein.
Lichtquellen können beispielsweise als flexible organische Leuchtdioden (OLEDs) eingesetzt werden. Lichtquellen als flexible organische Leuchtdioden eröffnen durch ihre variable Formgebung viele neue Anwendungen und Designmöglichkeiten. Eine gewünschte Formgebung kann auf verschiedene Arten erfolgen, beispielsweise durch Aufbringen oder Verbinden auf ein entsprechend vorgeformtes Trägermaterial, zum Beispiel einen Leuchtkörper. Ebenso kann das Substratmaterial so gewählt werden, dass die organische Leuchtdiode formbar ist und in einer Endlage verbleibt. Auch ist denkbar, dass formgebende Elemente die Form der OLED vorgeben. Dabei besteht oft das Problem, dass das Trägermaterial starr ist. Dabei kann nach der Herstellung der OLED und Fixierung auf den Träger die Form der OLED nicht geändert werden und damit keine beispielsweise während des Betriebs erzeugte Verformung des optoelektronischen Bauelements und damit des Bauteils erzielt werden. Daher können verschiedene Designmöglichkeiten nicht realisiert werden.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Bauteil sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Bauteils anzugeben, das gezielt bzw. geregelt verformt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Eine Bauteil gemäß einer Ausführungsform umfasst zumindest ein optoelektronisches Bauelement mit einem Substrat, einer ersten Elektrode, einer zweiten Elektrode, wobei zumindest eine organische funktionelle Schicht zwischen erster
Elektrode und zweiter Elektrode angeordnet und zur Erzeugung und/oder Absorption von elektromagnetischer Strahlung
eingerichtet ist, wobei das optoelektronische Bauelement eine dem Substrat zu- oder abgewandte Strahlungshauptseite mit einer Länge LI aufweist, wobei das optoelektronische
Bauelement mit zumindest einem Aktuator in mechanischen
Kontakt steht, wobei der Aktuator so eingerichtet ist, eine Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements durch eine mechanische Bewegung des Aktuators zu induzieren.
"Bauteil" bezeichnet hier und im Folgenden ein Element, das zur Aussendung und/oder Absorption elektromagnetischer
Strahlung befähigt ist.
Hier und im Folgenden wird "elektromagnetische Strahlung" insbesondere elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen aus einem ultravioletten bis infraroten Spektralbereich auch als Licht bezeichnet. Licht kann insbesondere sichtbares Licht sein und Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche aus einem sichtbaren Spektralbereich zwischen etwa 350 nm und etwa 800 nm
umfassen. Sichtbares Licht kann hier und im Folgenden
beispielsweise durch seinen Farbort mit CX- und CY- Farbortkoordinaten gemäß der einem Fachmann bekannte so genannte CIE-1931-Farborttafel beziehungsweise CIE- Normfarbtafel charakterisierbar sein. Licht ist insbesondere für den Betrachter sichtbare elektromagnetische Strahlung.
Unter dem Begriff "optoelektronisches Bauelement" sind hier und im Folgenden nicht nur fertige Bauelemente, wie
beispielsweise Leuchtdioden (LEDs) , Solarzellen oder
Laserdioden zu verstehen, sondern auch Substrate und/oder Halbleiterschichten, sodass beispielsweise bereits ein
Verbund einer Kupferschicht und einer Halbleiterschicht ein Bauelement im Sinne dieser Anmeldung darstellen und einen
Bestandteil eines übergeordneten zweiten Bauelements bilden kann, in dem beispielsweise zusätzlich elektrische Anschlüsse vorhanden sind. Insbesondere ist gemäß einer Ausführungsform das optoelektronische Bauelement eine organische Leuchtdiode.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optoelektronische
Bauelement zur Absorption von elektromagnetischer Strahlung und zur Umwandlung der elektromagnetischen Strahlung in elektrische Energie geeignet. Insbesondere ist das
optoelektronische Bauelement eine Solarzelle oder
photovoltaische Zelle.
Gemäß einer Ausführungsform kann das optoelektronische
Bauelement ein Display sein. Unter "Display" wird in diesem Zusammenhang eine Vorrichtung zur Visualisierung oder eine pixelierte Visualisierung verstanden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optoelektronische
Bauelement ein organisches elektronisches Bauelement und zum Beispiel in Form einer organischen Leuchtdiode (OLED)
ausgeformt. Dabei kann die OLED beispielsweise eine erste Elektrode auf dem Substrat aufweisen. Über der ersten
Elektrode kann zumindest die organische funktionelle Schicht oder eine Mehrzahl von funktionellen Schichten aus organischen Materialien aufgebracht sein. Über der
organischen funktionellen Schicht oder der Mehrzahl der funktionellen Schicht ist eine zweite Elektrode aufgebracht.
Dabei kann die organische funktionelle Schicht aus einer Gruppe ausgewählt sein, die eine Strahlungsemittierende
Schicht, eine Lochtransportschicht, eine Lochinjektions¬ schicht, eine Lochblockierungsschicht, eine Elektron- inj ektionsschicht und eine Elektrontransportschicht umfasst. Die Strahlungsemittierende Schicht kann eine einzelne Schicht oder mehrere Teilschichten umfassen, beispielsweise Schichten oder Teilschichten, welche im grünen, roten und/oder blauen Spektralbereich der elektromagnetischen Strahlung emittieren.
Die Strahlungsemittierende Schicht kann dazu einen aktiven Bereich aufweisen, der geeignet ist, im Betrieb des organisch elektronischen Bauelements elektromagnetische Strahlung abzustrahlen .
Gemäß einer Ausführungsform kann das optoelektronische Bau¬ element zusätzlich eine Verkapselung aufweisen. Dadurch kann eine Feuchtestabilität und eine Stabilität des opto¬ elektronischen Bauelements gegen Luftsauerstoff erzeugt werden.
Das Substrat kann Glas, Quarz, Kunststofffolien, Metall, Metallfolien, Siliziumwafer oder ein anderes geeignetes
Substratmaterial umfassen. Die OLED kann auch als sogenannter „Bottom-Emitter" ausgeführt sein, das heißt, dass die im aktiven Bereich erzeugte elektromagnetische Strahlung durch das Substrat abgestrahlt wird. Das Substrat weist dann eine Transparenz für zumindest einen Teil der elektromagnetischen Strahlung auf. Vorteilhafterweise kann die erste Elektrode, die als Anode ausgeführt sein kann, transparent sein und/oder ein Löcher injizierendes Material umfassen. Die erste
Elektrode kann beispielsweise ein transparentes leitendes Oxid aufweisen oder daraus bestehen. Transparente leitende
Oxide (transparent conductive oxides, kurz „TCO") sind in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Kadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoff erbindungen, wie beispiels- weise ZnO, Sn02 oder Ιη2θ3 gehören auch ternäre Metallsauer¬ stoffVerbindungen, wie beispielsweise Zn2SnOzi, CdSn03,
ZnSn03, Mgln20zi, Galn03, Ζη2ΐη2θ5 oder In4Sn30]_2 oder
Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs . Dabei entsprechen die TCOs nicht
zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können weiterhin p- oder n-dotiert sein.
Die zumindest eine organisch funktionelle Schicht kann organische Polymere, organische Oligomere, organische
Monomere, organische kleine nichtpolymere Moleküle ("small molecules") oder Kombinationen daraus aufweisen.
Die zweite Elektrode kann als Kathode ausgeführt sein und somit als Elektron injizierendes Material dienen. Als
Kathodenmaterial können sich unter anderem insbesondere
Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold, Magnesium, Kalzium oder Lithium sowie Verbindungen, Kombinationen und
Legierungen davon als vorteilhaft erweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Elektrode auch eines der oben genannten TCOs aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Elektrode auch transparent ausgeführt sein oder die erste Elektrode kann als Kathode und die zweite Elektrode als Anode ausgeführt sein. Das bedeutet insbesondere, dass die OLED auch als Top-Emitter ausgeführt sein kann. Die erste und/oder die zweite Elektrode können jeweils großflächig ausgebildet sein. Dadurch kann im Falle einer OLED eine großflächige Abstrahlung der im aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung ermöglicht werden.
"Großflächig" kann dabei bedeuten, dass das organische elektronische Bauelement eine Fläche von größer oder gleich einigen Quadratmillimetern, bevorzugt größer oder gleich 1 cm^ und besonders bevorzugt größer oder gleich 1 dm^
aufweist. Alternativ oder zusätzlich können die erste
und/oder die zweite Elektrode zumindest in Teilbereichen strukturiert ausgebildet sein. Dadurch kann eine
strukturierte Abstrahlung der im aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung ermöglicht werden, etwa in Form von Pixeln oder Piktogrammen.
Insbesondere ist das optoelektronische Bauelement als Folie oder großflächiger Schichtaufbau ausgeformt. "Strahlungshauptseite" bedeutet hier und im Folgenden eine Seite des optoelektronischen Bauelements, von der eine großflächige Abstrahlung der im aktiven Bereich erzeugten elektromagnetischen Strahlung ermöglicht wird. Insbesondere ist die Strahlungshauptseite senkrecht zur Längenausdehnung der zumindest einen organischen funktionellen Schicht, welche einen aktiven Bereich umfasst, oder zumindest einer der ersten oder zweiten Elektrode orientiert. Die
Strahlungshauptseite weist eine Länge LI auf. Insbesondere ist LI > 10 mm, insbesondere > 100 mm, beispielsweise 120 mm. Insbesondere ist LI < 1000 mm. Die Strahlungshauptseite kann weiterhin eine Breite L2 aufweisen, wobei LI und L2 eine flächige Strahlungshauptseite aufspannen, welche
elektromagnetische Strahlung emittiert. Insbesondere kann LI die Länge der Strahlungshauptseite sein, dort wo die Biegung bzw. Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements
stattfindet . Insbesondere ist gemäß einer Ausführungsform die Länge L2 gleich LI .
Gemäß einer Ausführungsform ist L2 > 10 mm, insbesondere > 100 mm, beispielsweise 120 mm. Insbesondere ist L2 < 1000 mm. Insbesondere spannen die Längen LI und L2 zumindest eine rechteckige oder quadratische Fläche der Strahlungshauptseite auf .
"Aktuator" bezeichnet hier und im Folgenden ein Element, welches elektronische Signale und/oder zumindest einen physikalischen Parameter, welcher aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Temperatur, Kraft, Spannung, Druck und Stromstärke umfasst, in mechanische Bewegung umwandelt. Spannung bezeichnet hier insbesondere elektrische und/oder mechanische Spannung.
Stromstärke bezeichnet hier insbesondere elektrische
Stromstärke .
Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktuator aus einer Gruppe ausgewählt, die ein Bimetall, ein elektroaktives Polymer, ein dielektrisches Elastomer, ein Formgedächtnismaterial, eine Formgedächtnislegierung und ein Piezoelement umfasst.
"Bimetall" bezeichnet hier und im Folgenden zumindest einen Metallstreifen aus zwei Schichten unterschiedlicher Metalle, die miteinander stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden sind. Ein Bimetall ändert seine Form aufgrund der Änderung der Temperatur. Dies äußert sich in einer Verbiegung
beziehungsweise Formänderung. Ursache für diese Verbiegung beziehungsweise Formänderung ist der unterschiedliche
Wärmeausdehnungskoeffizient der verwendeten Metalle. Diese Metalle können beispielsweise Zink und Stahl sein oder auch Stahl in Kombination mit der Legierung Messing.
Die Änderung der Temperatur kann gemäß einer Ausführungsform von extern bewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Abwärme des optoelektronischen Bauelements beispielsweise der organischen Leuchtdiode dazu genutzt werden, die
Temperatur zu ändern und damit die Form des Bimetalls als Aktuator zu ändern. Damit kann ohne Nutzung von Elektrizität des Aktuators eine Verformung des optoelektronischen
Bauelements und damit des Bauteils erzeugt werden. Somit kann zur Verformung des Aktuators kein zusätzlicher Stromkreis erforderlich sein. "Elektroaktives Polymer" bezeichnet hier und im Folgenden ein Polymer, welches seine Gestalt durch Einfluss elektrischer Spannung und/oder Ladung ändert. Elektroaktives Polymer kann gemäß einer Ausführungsform ein ionisches elektroaktives Polymer und/oder ein elektronisches elektroaktives Polymer sein. Bei ionischen elektroaktiven Polymeren beruht der
Wirkungsmechanismus auf Massentransport (Diffusion von
Ionen) . Ionische elektroaktive Polymere können beispielsweise leitfähige Polymere, ionische Metallpolymerkomposite und/oder ionische Gele sein. Bei elektronischen elektroaktiven
Polymeren beruht der Wirkmechanismus auf elektronischem
Ladungstransport. Zu dieser Gruppe werden elektrostriktive und ferroelektrische Polymere gezählt sowie die elektrischen Elastomere . Unter "dielektrisches Elastomer" wird hier und im Folgenden ein elektroaktives Elastomer bezeichnet, das durch ein elektrisches Feld aktiviert werden kann. Dabei zeichnet sich ein dielektrisches Elastomer durch hohe Dehnung von über 300 %, schnelle Responsezeiten und eine hohe Effizienz aus.
Dielektrisches Elastomer ist leicht herzustellen, zeigt ein geringes Gewicht, ist gering mechanisch komplex und/oder erlaubt damit den Einsatz in verschiedensten Anwendungs- gebieten vom Automobilbau zur Robotik und Prothetik über
Optik bis hin zur Medizintechnik als Sensoren, Aktoren oder Generatoren. Dielektrische Elastomere wandeln elektrische Energie direkt in mechanische Bewegung, beispielsweise mechanische Arbeit, um. Eine Bewegung der dielektrischen Elastomere wird durch elektrostatische Kräfte, die auf das elastische Dielektrikum zwischen zwei nachgiebigen Elektroden wirken, erzeugt. Insbesondere ist ein Aktuator ein
dielektrisches Elastomer. Vorteil ist, dass dielektrische Elastomere leicht, flexibel und geräuschlos sind. Weiterhin besitzen dielektrische Elastomere eine hohe Energiedichte von > 0,2 J/cm^ im Vergleich zu piezoelektrischen Aktoren mit zirka 0,1 J/cm^. Weiterhin sind dielektrische Elastomere leicht herstellbar und weisen damit geringe Materialkosten auf .
Dielektrische Elastomere als Aktuatoren können durch
Anordnung elastischer, nicht leitfähiger Schichten zwischen nachgiebigen Elektroden realisiert werden. Wird eine
elektrische Spannung an die Elektroden angelegt, so wird das Dielektrikum auf der sich anziehenden Ladung gestaucht und erfährt eine Dehnung senkrecht zur Feldrichtung. Der
elektrostatische Druck, welche die Deformation verursacht, wird von der Dielektrizitätskonstanten, der Dielektrizitäts- zahl des Materials, seiner Dicke und von der angelegten
Spannung bestimmt. Da Elastomere Polymere und Polymere nahezu inkompressibel sind, bleibt das Volumen während der
Deformation konstant. Beim Reduzieren der Spannung fließen die überschüssigen Ladungen über die Spannungsquelle ab, das Dielektrikum kehrt in seine ursprüngliche Form zurück und kann aufgrund der gespeicherten elastischen Energie Kräfte ausüben. Die Elektroden müssen sehr nachgiebig sein, um die Flächendehnung nicht zu behindern. Insbesondere werden dielektrische Elastomere aus Silikon, Silikonkautschuk,
Acrylat- und/oder Polyurethanelastomer eingesetzt. Die Härte des Elastomers bestimmt neben dem Design und den
geometrischen Abmessungen die Empfindlichkeit des Aktuators. Insbesondere wird als dielektrisches Elastomer Silikon- kautschuk eingesetzt. Silikonkautschuk weist vorteilhaft eine breite Variabilität der Härte bei der chemischen Vernetzung auf. Damit kann Silikonkautschuk auf die Anforderung des gewünschten Aktuators eingestellt werden. Formgedächtnismaterial und/oder -legierung bezeichnet hier Materialien und/oder Legierungen, welche sich an ihre
ursprüngliche Ausgangslage trotz Verformung „erinnern" und in diese zurückkehren können. Insbesondere ist gemäß einer Ausführungsform der Aktuator verkapselt .
Gemäß einer Ausführungsform werden elektrisch steuerbare Elemente und/oder Strukturen als Aktuatoren eingesetzt. Bei Nutzung von Polymeren und/oder Elastomeren genügt das Anlegen einer Spannung, das heißt es fließt nur ein sehr geringer Strom und es wird nur eine sehr geringe Verlustleistung generiert. Diese Verlustleistung wird lediglich beim Schalten generiert .
"Piezoelement " bezeichnet hier und im Folgenden ein Element, welches den piezoelektrischen Effekt ausnutzt. Piezo¬ elektrischer Effekt beschreibt die Änderung der elektrischen Polarisation und somit das Auftreten einer elektrischen
Spannung an Festkörpern, wenn sie elastisch verformt werden. Piezoelemente können nach der Betriebsweise oder nach der Richtung des genutzten Effekts unterschieden werden. Aus der Unterscheidung von Transversaleffekt, Longitudinaleffekt und Schereffekt ergeben sich drei verschiedene Grundelemente für Piezoelemente . Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktuator als Schicht und/oder Folie ausgeformt. Der Aktuator kann eine Foliendicke von zirka 1 ym bis 1 mm, beispielsweise 400 ym aufweisen. Insbesondere umfasst der Aktuator ein dielektrisches
Elastomer oder besteht daraus. Zusätzlich weist der Aktuator zwei flexible Elektroden auf, welche oberhalb und unterhalb des dielektrischen Elastomers angeordnet sind.
Gemäß einer Ausführungsform ändert der Aktuator seine Form oder Ausdehnung bei Änderung zumindest eines physikalischen Parameters, welcher aus einer Gruppe ausgewählt ist, der
Temperatur, Kraft, Spannung, Druck und Stromstärke umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform sind zumindest zwei
optoelektronische Bauelemente an einem Aktuator oder
zumindest zwei Aktuatoren an einem optoelektronischen
Bauelement befestigt. Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest ein
optoelektronisches Bauelement an zumindest einem Aktuator direkt durch Nieten, Kleben, Schrauben, Löten, Schweißen und/oder direktes Auftragen befestigt.
"Direkt" bezeichnet hier und im Folgenden, dass das zumindest eine optoelektronische Bauelement an zumindest einem Aktuator unmittelbar in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt angeordnet ist.
Weiterhin können zwischen dem optoelektronischen Bauelement und dem Aktuator weitere Schichten und/oder Elemente zwischen dem optoelektronischen Bauelement und dem Aktuator angeordnet sein .
"Kleben" bezeichnet hier und im Folgenden das zumindest
Stoffschlüssige Verbinden des zumindest einen opto¬ elektronischen Bauelements mit dem zumindest einen Aktuator. Kleben kann mittels einer KlebstoffSchicht erfolgen. Die KlebstoffSchicht kann gemäß einer Ausführungsform homogen, das heißt mit einer gleichmäßigen Schichtdicke ausgestaltet sein. Alternativ ist es möglich die KlebstoffSchicht
strukturiert, das heißt nur partiell aufzutragen.
"Nieten" bezeichnet hier und im Folgenden das formschlüssige Verbinden des zumindest einen optoelektronischen Bauelements mit dem zumindest einen Aktuator. Beim Nieten können Niete beispielsweise aus Stahl, Kupfer, Messing, Aluminiumlegierung, Kunststoff und Titan verwendet werden.
"Schrauben" bedeutet hier und im Folgenden ein partielles
Verbinden des zumindest einen optoelektronischen Bauelements mit dem zumindest einen Aktuator. Als Verbindung kann ein Verbindungselement, beispielsweise eine Schraube, verwendet werden .
"Direktes Auftragen" bedeutet in diesem Zusammenhang das mittelbare oder unmittelbare Auftragen des zumindest einen optoelektronischen Bauelements auf zumindest einem Aktuator.
Materialien des zumindest einen optoelektronischen
Bauelements, welche durch direktes Auftragen erzeugt werden, können in Form eines Films oder einer Schichtstruktur
ausgeformt sein. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, direkt aufzutragen. So kann direktes Auftragen ausgewählt sein aus einer Gruppe, die Vakuumevaporation,
Plasmapolymerisation, Synchrotonstrahlung Photozersetzung, Spin-coating, Dampfphasenabscheidung, Plasma-Sputtern,
Vakuumabscheidung und gepulste Laserabscheidung umfasst.
Insbesondere können Filme mit einer Schichtdicke von 0,6 ym erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das
optoelektronische Bauelement als Schichtaufbau mit einer Schichtdicke dl und der Aktuator als Schicht mit einer
Schichtdicke d2 ausgeformt, wobei dl + d2 < 2 mm ist. Je dünner die Schichtdicke dl und d2 ist, umso leichter und besser ist die Verformung und Biegung des Bauteils.
Insbesondere ist dl + d2 gleich 10 ym oder weist einen
Zahlenwert im Bereich zwischen 50 und 300 ym auf.
Insbesondere ist der Aktuator sehr dünn, beispielsweise mit einer Schichtdicke von 1 ym bis 1 mm ausgeführt. Dadurch weist der Aktautor ein geringes Gewicht auf, ist dünn und flach. Dies bewirkt eine leichte und gleichmäßige mechanische Bewegung des Aktuators und damit des optoelektronischen
Bauelements. Zudem können Bauteile mit einem geringen Gewicht produziert werden. Dies ist beispielsweise für
Beleuchtungszwecke vorteilhaft.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Aktuator vollflächig oder partiell und/oder strukturiert mit dem optoelektronischen Bauelement verbunden. "Vollflächig" bezeichnet hier und im Folgenden, dass die Grundfläche des optoelektronischen Bauelements und die Grundfläche des
Aktuators kongruent zueinander sind. "Partiell" bedeutet hier und im Folgenden, dass die Grundfläche des Aktuators und die Grundfläche des optoelektronischen Bauelements ungleich sind. Insbesondere ist die Grundfläche des Aktuators kleiner als die Grundfläche des zumindest einen optoelektronischen
Bauelements, wobei zumindest der partiell ausgeformte
Aktuator auf bzw. teilweise an dem optoelektronischen
Bauelement angebracht ist. „Teilweise angebracht" kann beispielsweise bedeuten, dass der Aktuator gemäß einer
Ausführungsform in Form eines Drahtes ausgeformt ist. Der als Draht ausgeformte Aktuator kann jeweils zwei
gegenüberliegende Eckpunkte eines als Quadrat oder Rechteck ausgeformten optoelektronischen Bauelements in Bezug auf seine Grundfläche miteinander verbinden. Alternativ ist es möglich, dass das optoelektronische Bauelement eine
kreisförmige oder dreieckige Grundfläche aufweist, wobei ein als Draht ausgeformter Aktuator gegenüberliegende Punkte einer Kreissehne oder Seitenkanten des Dreiecks miteinander verbindet. "Strukturiert" bezeichnet hier und im Folgenden, dass der Aktuator zumindest teilweise als Schicht ausgeformt und mit dem optoelektronischen Bauelement verbunden ist.
Dass die Strahlungshauptseite mit dem Aktuator teilweise mechanisch in Kontakt steht, bezeichnet hier und im
Folgenden, dass die Strahlungshauptseite unmittelbar in direkt mechanischen und/oder elektrischen Kontakt auf dem Aktuator angeordnet ist. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die Strahlungshauptseite mittelbar auf beziehungsweise über dem Aktuator angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der Strahlungshauptseite und dem Aktuator angeordnet sein.
"Mechanische Bewegung" bezeichnet hier und im Folgenden die Bewegung des Aktuators und die draus resultierende Einwirkung zumindest einer Kraft auf das zumindest eine
optoelektronische Bauelement, was wiederum zur Verformung des optoelektronischen Bauelements führt.
"Verformung" Wl be eichnet hier und im Folgenden jeden möglichen Prozess , der zu einer Änderung der Form des
optoelektronischen Bauelements in Bezug zu seiner
Ausgangslage führt Insbesondere ist unter Verformung Wl eine krümmende Bewegung und/oder Drehbewegung des
optoelektronischen Bauelements in Bezug zu seiner
Ausgangslage zu ve stehen .
Ausgangslage des Aktuators bezeichnet hier und im Folgenden die Anfangslage des Aktuators, wenn keine Änderung der physikalischen Parameter (Deltawert) , beispielsweise
Temperatur, Kraft, Spannung, Druck, Stromstärke, mit Ausnahme der Gravitationskraft auf den Aktuator wirken. Verformung Wl bezeichnet hier und im Folgenden eine Abweichung in
Längeneinheiten und/oder Winkeleinheiten von der Ausgangslage des Aktuators durch Einwirken zumindest eines physikalischen Parameters, welcher aus einer Gruppe ausgewählt ist, der Temperatur, Kraft, Spannung, Druck und Stromstärke umfasst. Die Verformung Wl kann eine Krümmung und/oder eine Drehbewegung sein oder bewirken.
Befindet sich der Aktuator gemäß einer Ausführungsform in seiner Ausgangslage und wird auf den Aktuator und auf das optoelektronische Bauelement zumindest ein physikalischer Parameter geändert, so wird im Bauteil eine Längenänderung ALI von der ursprünglichen Länge LI induziert. Daraus kann eine Verformung Wl resultieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Aktuator so eingerichtet, dass die Verformung Wl einen Wert größer oder gleich 1% und/oder kleiner oder gleich 50% von der Länge LI aufweist, wobei die Verformung Wl senkrecht zur Länge LI bewirkt bzw. gemessen wird. Bevorzugt entspricht Wl einen Wert größer oder gleich 1% und/oder kleiner oder gleich 30% von der Länge LI .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Verformung Wl im Betrieb des optoelektronischen Bauelements erzeugt.
"Betrieb" bezeichnet hier und im Folgenden die Aussendung und/oder Absorption elektromagnetischer Strahlung vom
optoelektronischen Bauelement.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Verformung des
optoelektronischen Bauelements reversibel. "Reversibel" in Verbindung mit Verformung bedeutet hier und im Folgenden eine elastische Verformung. Das optoelektronische Bauelement bewegt sich von seiner Ausgangslage durch die mechanische Bewegung des Aktuators zumindest teilweise weg und es wird eine erste Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements erzeugt, wobei darauffolgend durch eine zweite mechanische Bewegung des Aktuators eine zweite Verformung W2 des optoelektronischen Bauelements induziert wird. Insbesondere verformt sich das optoelektronische Bauelement von seiner Ausgangslage in eine Endlage, wobei das optoelektronische Bauelement durch eine zweite Verformung W2 in die
ursprüngliche Ausgangslage des optoelektronischen Bauelements zurückkehrt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erzeugt das
optoelektronische Bauelement im Betrieb Wärme und löst damit die mechanische Bewegung des Aktuators aus. Insbesondere ist der Aktuator ein Bimetall. Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements wird Wärme erzeugt. Dies verursacht eine
Temperaturänderung des Bimetalls. Dies resultiert in einer Formänderung beziehungsweise mechanischen Bewegung des
Aktuators, beispielsweise des Bimetalls. Daraus resultiert eine Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements. Somit kann durch Betrieb des optoelektronischen Bauelements eine Verformung dieses optoelektronischen Bauelements verursacht werden. Wird ein optoelektronisches Bauelement,
beispielsweise eine organische Leuchtdiode, ausgeschalten, so erzeugt das optoelektronische Bauelement keine Wärme mehr. Dies kann dazuführen, dass der Aktuator eine mechanische Bewegung ausführt und in seine Ausgangslage zurückkehrt.
Damit kehrt auch das optoelektronische Bauelement in die ursprüngliche Ausgangslage zurück. Vorteil ist, dass aufgrund der Temperaturänderung, das heißt ohne Anlegen einer Spannung oder Stromstärke, eine reversible Verformung des
optoelektronischen Bauelements induziert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Aktuator eine dritte Elektrode und eine vierte Elektrode aufweisen, wobei die dritte Elektrode die erste oder zweite Elektrode des
optoelektronischen Bauelements ist und/oder wobei die vierte Elektrode die erste oder zweite Elektrode des
optoelektronischen Bauelements ist. Somit können sich
Aktuator und optoelektronisches Bauelement zumindest eine Elektrode zur Stromversorgung teilen. Damit können Elektroden und damit Kosten gespart werden.
In einer Ausführung ist das optoelektronische Bauelement starr. Starr bedeutet hier und im Folgenden, dass das optoelektronische Bauelement per se keine Verformung
durchmachen kann. Die Starrheit des optoelektronischen
Bauelements kann beispielsweise durch ein Glassubstrat, welches nicht verformbar ist, induziert werden. Derartige starre optoelektronische Bauelemente können derart angeordnet werden, dass diese über Gelenke oder über ein flexibles Band als Aktuator miteinander verbunden werden und damit in ihre Gesamtheit über die Gelenke oder über das flexible Band als Aktuator verformt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betrieb eines Bauteils angegeben, das folgende Schritte umfasst:
A) Änderung zumindest eines physikalischen Parameters, der die Eigenschaft des Aktuators bestimmt, B) mechanische Bewegung des Aktuators als Folge der Änderung und
C) Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements in Folge der Bewegung.
Dabei gelten die gleichen Definitionen und Merkmale für das Verfahren zum Betrieb eines Bauteils, wie sie vorstehend für das Bauteil angegeben und beschrieben wurden. Gemäß einer Ausführungsform ist die Verformung im Schritt C) reversibel . Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren zum Betrieb eines Bauteils für Beleuchtungszwecke, Sicherheitsanwendung und/oder zur Erzeugung einer gezielten Abstrahlcharakteristik der elektromagnetischen Strahlung benutzt. Die gezielte Abstrahlcharakteristik kann gemäß einer
Ausführungsform gerichtet und/oder homogen sein.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren folgende Schritte :
A) - Anordnen eines ersten optoelektronischen Bauelements (1-1) mit zumindest einem ersten Aktuator (9-1) derart, dass eine Hauptseite des ersten optoelektronischen
Bauelements mit dem ersten Aktuator zumindest teilweise in mechanischem Kontakt steht und
- Anordnen eines zweiten optoelektronischen Bauelements (1-2) mit zumindest einem zweiten Aktuator (9-2) derart, dass eine Hauptseite des zweiten optoelektronischen Bauelements mit dem zweiten Aktuator zumindest teilweise in mechanischem Kontakt steht,
- wobei die erste und zweite Strahlungshauptseite (8-1, 8-2) des ersten und zweiten optoelektronischen
Bauelements (1-1, 1-2) zumindest teilweise in direktem mechanischem Kontakt zueinander stehen,
B) Änderung zumindest eines physikalischen Parameters, der die Eigenschaften des ersten Aktuators (9-1) und/oder des zweiten Aktuators (9-2) bestimmt, Mechanische Bewegung (10) des jeweiligen Aktuators 1, 9-2) als Folge der Änderung, und
D) Verformung Wl des entsprechenden optoelektronischen
Bauelements (1-1, 1-2) in Folge der Bewegung (10), wobei das optoelektronische Bauelement (1-1, 1-2) vor und/oder nach dem Verfahrensschritt A, B, C und/oder D elektromagnetische Strahlung (7) emittiert und/oder absorbiert .
Insbesondere ist der erste und zweite Aktuator ein Bimetall. Durch Änderung eines physikalischen Parameters, wie
beispielsweise der Temperatur, des ersten und zweiten
Aktuators kann der erste und zweite Aktuator sich mechanisch bewegen. Dadurch kann eine Verformung des ersten und zweiten optoelektronischen Bauelements durch Temperaturänderung des ersten und zweiten Aktuators induziert werden, wobei die Abwärme des ersten und zweiten optoelektronischen Bauelements genutzt werden kann. Damit können beispielsweise organische
Leuchtdioden konstruiert werden, die sich nach dem Anschalten in ihrer Form ändern (Prinzip aufgehende Blüte) .
Gemäß einer Ausführungsform kann durch Anlegen einer Spannung am Aktuator eine Änderung der Farbe, des Lichtspektrums und/oder der Helligkeit des optoelektronischen Bauelements induziert werden oder es kann durch Anlegen einer Spannung an das optoelektronische Bauelement eine Änderung der Bestromung des Aktuators induziert werden.
Im Folgenden sollen weitere Vorteile und vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gegenstands anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Die Figuren zeigen:
Figuren 1A und 1B eine schematische Seitenansicht eines
optoelektronischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform,
Figuren 2 bis 12 jeweils eine schematische Seitenansicht eines Bauteils gemäß einer Ausführungsform,
Figur 13 eine schematische Seitenansicht eines Aktuators
gemäß einer Ausführungsform,
Figuren 14 bis 15 jeweils eine schematische Seitenansicht eines Bauteils gemäß einer Ausführungsform,
Figur 16 eine schematische Ansicht eines Signalaustauschs zwischen einem optoelektronischen Bauelement und einem Aktuator gemäß einer Ausführungsform, und
Figur 17 eine schematische Seitenansicht eines Bauteils
gemäß einer Ausführungsform.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen.
Die Figuren 1A und 1B zeigen eine schematische Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements am Ausführungsbeispiel einer organischen Leuchtdiode (OLED) . Die OLED umfasst ein Substrat 2, das sich ganz unten befindet und beispielsweise transparent sein kann und aus Glas sein kann. Insbesondere ist das Substrat aus einem ultra dünnen Glas (UTG, ultra thin glas) geformt, welches flexibel ist. Das Substrat kann alternativ aus einem Metall oder einer transparenten
Plastikfolie sein. Auf dem Substrat 2 ist eine erste
Elektrode 3 angeordnet, welche als Schicht ausgeformt sein kann und beispielsweise ein transparentes leitendes Oxid sein kann. Über dieser Elektrodenschicht 3 befindet sich zumindest eine organische funktionelle Schicht 5 oder eine Mehrzahl von organischen Schichten, welche zur Erzeugung von
elektromagnetischer Strahlung eingerichtet sind. Schließlich ist über der zumindest einen organischen funktionellen
Schicht 5 eine zweite Elektrode 4 angeordnet. Dass eine
Schicht oder ein Element "auf" oder "über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder
aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das ein Element unmittelbar in direkt mechanischem oder elektrischem Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen
Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen und dem anderen Element angeordnet sein. Beispielsweise können über der Elektrodenschicht 3 weitere Schichten, beispielsweise eine Lochinjektionsschicht und/oder eine
Lochtransportschicht, angeordnet sein. Über der organischen funktionellen Schicht können beispielsweise eine
lochblockierende Schicht, eine Elektronentransportschicht und/oder eine Elektroneninjektionsschicht angeordnet sein. Die zweite Elektrode 4 kann beispielsweise eine
Metallelektrode oder eine weitere transparente Elektrode, zum Beispiel aus einem der transparenten leitenden Oxide, sein. Wird zwischen der ersten Elektrode 3 und der zweiten
Elektrode 4 eine Spannung angelegt, so fließt Strom durch das optoelektronische Bauelement. Dabei werden von der einen Elektrode der Kathode Elektronen in die
Elektroninjektionsschicht injiziert und von der anderen
Elektrode der Anoden so genannte Löcher. In der zur Strahlung erzeugenden organisch funktionellen Schicht rekombinieren die Löcher und die Elektroden, wobei Elektronenpaare so genannte Exzitonen entstehen und zur Emission von elektromagnetischer Strahlung fähig sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das
optoelektronische Bauelement 1 mit einer Verkapselung 6 versehen. Dadurch kann die zumindest eine organische
funktionelle Schicht 5 bzw. das gesamte optoelektronische Bauelement 1 vor Luftfeuchtigkeit und/oder Sauerstoff
geschützt werden.
Das Substrat 2 umfasst beispielsweise Glas, Quarz,
Kunststofffolien, Metall, Metallfolien, Siliziumwafer oder ein anderes geeignetes Substratmaterial.
Figur 1A zeigt das optoelektronische Bauelement 1 ausgeführt als so genannten "Bottom-Emitter", das heißt dass die in einem aktiven Bereich der zumindest einen organischen
funktionellen Schicht 5 erzeugten elektromagnetischen
Strahlung 7 durch das Substrat 2 abgestrahlt wird, dabei kann das Substrat 2 eine Transparenz für zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung aufweisen. In der Bottom- Emitter-Konfiguration kann vorteilhafterweise auch die erste Elektrode 3 eine Transparenz für zumindest einen Teil der elektromagnetischen Strahlung aufweisen. Eine transparente erste Elektrode 3, die als Anode ausgeführt sein kann und somit als löcherinjizierendes Material dient, kann
beispielsweise ein transparentes leitendes Oxid aufweisen oder aus einem transparenten leitenden Oxid bestehen.
Transparente leitende Oxide (TCO) sind transparente leitende Materialien in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Kadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid. Neben binären MetallsauerstoffVerbindungen gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen zur Gruppe der TCOs. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Elektrode 4 transparent ausgeführt sein und/oder die erste Elektrode 3 kann als Kathode und die zweite Elektrode 4 als Anode ausgeführt sein. Das bedeutet insbesondere, dass das
optoelektronische Bauelement, beispielsweise die OLED, auch als Top-Emitter ausgeführt sein kann, wie es in Figur 1B gezeigt ist. "Top-Emitter" bezeichnet hier und im Folgenden, dass die im aktiven Bereich erzeugte elektromagnetische Strahlung durch die zweite Elektrode abgestrahlt wird. Alternativ (hier nicht gezeigt) ist es möglich, dass das optoelektronische Bauelement sowohl als Top- als auch als Bottom Emitter ausgeführt ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die erste und zweite
Elektrode transparent ausgeführt sind.
Das in Figur 1A beschriebene optoelektronische Bauelement 1 weist eine Strahlungshauptseite 8 auf der nach außen weisenden, der aktiven Schicht gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats mit einer Länge LI und einer Breite L2 auf.
Das in Figur 1B beschriebene optoelektronische Bauelement 1 weist eine dem Substrat 2 abgewandten Strahlungshauptseite 8 mit einer Länge LI und einer Breite L2 auf.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Länge zu Breite
Verhältnis L1/L2 = 1:1, 2:1 oder 3:1.
Figur 2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform. Das Bauteil 100 umfasst ein optoelektronisches Bauelement 1, welches als Schicht mit einem wie z.B. in Figur 1 beschriebenen Aufbau ausgeformt ist. Dabei weist das optoelektronische Bauelement eine bevorzugte Schichtdicke dl von 10 ym bis 5000 ym
beispielsweise 200 ym auf. Der Aktuator ist ebenfalls als Schicht mit einer Schichtdicke d2 ausgeformt, wobei d2 beispielsweise einen Wert zwischen 0,6 ym bis 5000 ym aufweist. Damit ist der Aktuator sehr dünn ausgestaltet, was zu einem geringen Gewicht führt und die flexiblen
Eigenschaften der OLED erhält. Das optoelektronische
Bauelement 1 ist über die Strahlungshauptseite 8 vollflächig mit einem Aktuator 9 verbunden, wobei die
Strahlungshauptseite 8 des optoelektronischen Bauelements 1 und der Aktuator 9 in direktem mechanischem Kontakt
zueinander stehen. Auf den Aktuator 9 wirken in Ausgangslage 12 mit Ausnahme der Gewichtskraft keine physikalischen
Parameter, wie Temperatur, Kraft, Spannung, Druck und/oder Stromstärke. Der Aktuator 9 weist in dieser Ausgangslage 12 keine Verformung Wl auf. Wird nun zumindest ein
physikalischer Parameter, beispielsweise die Temperatur, Kraft, Druck und/oder Stromstärke an dem Aktuator 9 verändert, so resultiert dies in eine mechanische Bewegung 10 und damit in eine Formänderung oder Ausdehnung des Aktuators 9. Die mechanische Bewegung 10 des Aktuators 9 induziert schließlich die Verformung Wl des optoelektronischen
Bauelements 1. Somit kann durch Änderung der Form und durch mechanische Bewegung 10 des Aktuators von seiner Ausgangslage 12 (gestrichelte Linien) eine Verformung Wl des
optoelektronischen Bauelements 1 gezielt induziert bzw.
geregelt werden. Damit kann gezielt die Form des Bauteils gestaltet werden und unterschiedliche Designmöglichkeiten erzeugt werden. Außerdem kann eine gezielte
Abstrahlcharakteristik der elektromagnetischen Strahlung aktiv eingestellt und gesteuert werden. Die
Abstrahlcharakteristik kann insbesondere homogen und/oder gerichtet sein.
Die Figuren 3A und 3B zeigen jeweils eine schematische
Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform. Dabei unterscheiden sich die Figuren 3A und 3B von der Figur 2 dadurch, dass das Bauteil 100 der Figur 2 eine kleinere
Verformung Wl im Vergleich zu der Verformung Wl des Bauteils 100 der Figuren 3A und 3B aufweist. Insbesondere ist die Verformung eine Größe, welche mit einer Längeneinheit, beispielsweise Millimeter, oder einer Winkeleinheit,
beispielsweise Grad (°), angegeben wird. Figur 3A zeigt die Anordnung des optoelektronischen Bauelements 1 über dem
Aktuator 9. Zusätzlich ist es möglich, dass zwischen dem optoelektronischen Bauelement 1 und dem Aktuator weitere Schichten und/oder Elemente angeordnet sind. Das
optoelektronische Bauelement 1 beziehungsweise das Bauteil 100 weist eine Strahlungshauptseite 8 auf, über die
elektromagnetische Strahlung 7 in entgegengesetzt zur
Richtung der Ausgangslage 12 des Aktuators 9 emittiert wird. Figur 3B zeigt im Vergleich zur Figur 3A eine Anordnung des optoelektronischen Bauelements 1 unter dem Aktuator 9, wobei das optoelektronische Bauelement 1 elektromagnetische
Strahlung 7 in Richtung der Ausgangslage 12 des Aktuators 9 erzeugt wird.
Figur 3C zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform. Das Bauteil 100 umfasst einen Aktuator 9 und zwei optoelektronische Bauelemente 1-1 und 1-2. Über dem Aktuator 9 ist ein zweites
optoelektronisches Bauelement 1-2 und unterhalb des Aktuators 9 ein erstes optoelektronisches Bauelement 1-1 angeordnet. Dabei können zwischen dem ersten optoelektronischen
Bauelement 1-1 und dem Aktuator 9 sowie zwischen dem zweiten optoelektronischen Bauelement 1-2 und dem Aktuator 9 weitere Elemente und Schichten, beispielsweise eine Kleberschicht oder Verbundschicht, angeordnet sein. Beide
optoelektronischen Bauelemente 1-1 und 1-2 sind hier
kongruent zueinander und weisen jeweils eine Verformung Wl auf. Der Wert der Verformung Wl des ersten optoelektronischen Bauelements 1-1 und der Wert der Verformung Wl des zweiten optoelektronischen Bauelements 1-2 sind annähernd gleich groß. Insbesondere beträgt der Wert von Wl 1% bis 30% des Wertes der Länge LI. Die gestrichelte Linie in der Grafik zeigt die Ausgangslage 12 des Aktuators 9. Gemäß einer derartigen Ausführungsform kann das Bauteil 100
elektromagnetische Strahlung 7 beidseitig, das heißt in
Richtung zur Ausgangslage 12 des Aktuators 9 und in entgegen gesetzter Richtung, emittieren.
Die Figur 3D zeigt wie Figur 3A eine gleiche Anordnung des Aktuators 9 und zumindest eines optoelektronischen Bauelements 1. Dabei zeigt die Figur 3D die durch die
Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements 1,
beispielsweise der organischen Leuchtdiode, erzeugte gezielte und homogene Abstrahlcharakteristik der elektromagnetischen Strahlung 7, welche durch die mechanische Bewegung 10 des Aktuators 9 aktiv eingestellt und verändert werden kann.
Die Figuren 4A bis 4C zeigen jeweils eine schematische
Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform. Allen Figuren ist gemeinsam, dass das jeweilige Bauteil 100 aus zwei optoelektronischen Bauelementen 1-1 und 1-2 und zwei Aktuatoren 9-1 und 9-2 zusammengesetzt ist. Dabei ist das erste optoelektronische Bauelement 1-1 mit zumindest einem ersten Aktuator 9-1 derart angeordnet, dass eine Hauptseite des ersten optoelektronischen Bauelements, welche der dem
Substrat zu- oder abgewandten ersten Strahlungshauptseite 8-1 des ersten optoelektronischen Bauelements 1-1 gegenüberliegt, mit dem ersten Aktuator zumindest teilweise in mechanischem Kontakt steht und bei dem ein zweites optoelektronisches Bauelement 1-2 mit zumindest einem zweiten Aktuator 9-2 derart angeordnet ist, dass eine Hauptseite des zweiten optoelektronischen Bauelements, welche der dem Substrat zu- oder abgewandten zweiten Strahlungshauptseite des zweiten optoelektronischen Bauelements 1-2 gegenüberliegt, mit dem zweiten Aktuator zumindest teilweise in mechanischem Kontakt steht .
Figur 4A zeigt, dass die erste und zweite
Strahlungshauptseite 8-1 und 8-2 des ersten und zweiten optoelektronischen Bauelements 1-1 und 1-2 zumindest
teilweise in direktem mechanischem Kontakt zueinander stehen. Figur 4B zeigt alternativ, dass die erste und zweite
Strahlungshauptseite 8-1 und 8-2 des ersten und zweiten optoelektronischen Bauelements mit einem Abstand d
voneinander beabstandet sind. Insbesondere ist d größer 0,1 mm und/oder kleiner 100 mm, beispielsweise 10 mm.
Insbesondere ist der Wert von d 1% bis 30% des Wertes von LI. Ändert zumindest ein physikalischer Parameter die
Eigenschaften des ersten Aktuators 9-1 und/oder des zweiten Aktuators 9-2, so tritt eine mechanische Bewegung 10 des ersten und/oder zweiten Aktuators 9-1 und 9-2 als Folge der
Änderung ein, wobei eine Verformung Wl des ersten und zweiten optoelektronischen Bauelements 1-1 und 1-2 in Folge der
Bewegung 10 verursacht wird. Gemäß einer Ausführungsform tritt eine mechanische Bewegung 10 des ersten und/oder zweiten Aktuators 9-1, 9-2 in Folge der im Betrieb erzeugten Wärme der beiden optoelektronischen Bauelemente 1-1 und 1-2 auf. Sind die optoelektronischen Bauelemente 1-1 und 1-2 in Betrieb und erzeugen Wärme, so führen der erste und zweite Aktuator 9-1 und 9-2 im Falle eines Bimetalls jeweils eine mechanische Bewegung 10 durch. Diese mechanischen Bewegungen 10 beider Aktuatoren gleichen dem einer aufgehenden Blüte. Somit kann bei Betrieb der optoelektronischen Bauelemente 1-1 und 1-2 jeweils
elektromagnetische Strahlung 7 emittiert werden und eine gezielte und geregelte Verformung Wl der optoelektronischen Bauelemente 1-1 und 1-2 und damit des Bauteils 100 erzeugt werden. Die Figuren 4A und 4C unterscheiden sich durch die Anordnung des jeweiligen optoelektronischen Bauelements auf dem jeweiligen Aktuator. Figuren 4A und 4B zeigen die
Anordnung des jeweiligen optoelektronischen Bauelements 1-1 bzw. 1-2 derart, dass die elektromagnetische Strahlung 7 zur Ausgangslage 12 des jeweiligen Aktuators 9-1 bzw. 9-2 hin abgestrahlt wird. Figur 4C zeigt die Anordnung des jeweiligen optoelektronischen Bauelements 1-1 bzw. 1-2 derart, dass die elektromagnetische Strahlung 7 von der Ausgangslage 12 des jeweiligen Aktuators 9-1 bzw. 9-2 weg abgestrahlt wird.
Figur 5 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform. Dabei ist zumindest ein optoelektronisches Bauelement 1 und zumindest ein Aktuator 9 in direktem mechanischem Kontakt miteinander verbunden. Der Aktuator 9 ist dabei partiell mit dem optoelektronischen
Bauelement 1 verbunden. Somit kann nur ein Teilbereich des optoelektronischen Bauelements gezielt und geregelt verformt werden. Der nicht verformte Teil des optoelektronischen
Bauelements kann gemäß einer Ausführungsform starr sein.
Somit können unterschiedliche Designmöglichkeiten und
Abstrahlcharakteristiken aktiv gesteuert und eingestellt werden .
Figur 6 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform. Die Figur 6 unterscheidet sich beispielsweise von der Ausführungsform der Figur 3A dadurch, dass die Verformung Wl des optoelektronischen
Bauelements eine Verdrillung mit einem Scherwinkel ist. Der Scherwinkel wird hier und im Folgenden als die Auslenkung eines Endes oder Ecke des Aktuators in Grad in Bezug auf die Ausgangslage 12 des Aktuators 9 bezeichnet, wobei die anderen Ecken des Aktuators 9 in der Ausgangslage verbleiben. Somit lässt sich die Verformung Wl des Bauteils 100 nicht nur durch eine Längenänderung, sondern auch durch eine Winkeländerung beschreiben.
Figur 7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform, wobei der Aktuator 9 partiell und strukturiert mit dem optoelektronischen
Bauelement 1 verbunden ist. Das optoelektronische Bauelement 1 ist als Schicht ausgeformt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Strukturierung des Aktuators 9 in Form einer
Buchstabenkombination „HII" dargestellt. So können die vertikalen Streifen in der Buchstabenkombination „HII" eine vertikale Aufwölbung erzeugen, während der horizontale
Streifen eine horizontale Aufwölbung erzeugt. Daraus ergeben sich im Betrieb des optoelektronischen Bauelements komplexe Formen und Designmöglichkeiten des Bauteils. Dass ein
Aktuator 9 "strukturiert" angeordnet ist bedeutet hier und im Folgenden, dass der Aktuator 9 zumindest teilweise als
Schicht ausgeformt ist, wobei diese Schicht eine definierte Form und Grundfläche aufweist, üblicherweise von der
Grundfläche des optoelektronischen Bauelements 1 abweicht. Andere Strukturierungen sind ebenfalls denkbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können auch mehrere Aktuatoren 9 eine derartige Strukturierung bilden. Durch Änderung der physikalischen Eigenschaften des zumindest einen Aktuators 9 und damit durch dessen mechanische Bewegung 10 können verschiedene Designmöglichkeiten eines Bauteils 100 erzeugt werden. Figur 8 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform. Dabei wird zumindest ein optoelektronisches Bauelement 1 unter einem Aktuator 9 in direktem mechanischem Kontakt angeordnet. Das mittlere Bild in Figur 8 zeigt gemäß einer Ausführung die Ausgangslage 12 des Aktuator und damit des Bauteils 100. Diese Ausgangslage 12 könnte beispielsweise vor Betrieb des optoelektronischen Bauelements 1 vorliegen. Die gestrichelten Linien im oberen und unteren Bild der Figur 8 zeigen ebenfalls die Ausgangslage 12 des Aktuators 9. Durch Änderung zumindest eines physikalischen Parameters, der die Eigenschaften des Aktuators bestimmt, wird eine mechanische Bewegung 10 des Aktuators als Folge der Änderung induziert, welches in einer Verformung Wl der optoelektronischen Bauelements 1
resultiert. Das obere und untere Bild der Figur 8 zeigen mögliche Ausgestaltungsformen des Bauteils durch diese
Änderung, mechanische Bewegung und Verformung Wl . Dabei kann das Bauteil 100 in Form eines halben Kreiszylinders mit einer Mantelfläche ausgestaltet sein, wobei die von dem
optoelektronischen Bauelement emittierte elektromagnetische Strahlung von der Mantelfläche oder von dieser entgegen gesetzt abgestrahlt wird. Die Figuren 9 bis 12 zeigen jeweils eine schematische
Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform. Die Figuren 9 bis 12 zeigen die Ausformung des Aktuators 9 beziehungsweise 9-1 und 9-2 in Form eines Drahts. Die Figur 9 zeigt im Gegensatz zur Figur 3A keine
vollflächige Ausgestaltung des Aktuators 9. Vielmehr ist der Aktuator hier als Draht ausgeformt, wobei der Draht jeweils an dem Rand der zu- und/oder abgewandten Strahlungshauptseite des optoelektronischen Bauelements angeordnet sein kann. Ist das optoelektronische Bauelement als sogenannter Top-Bottom- Emitter ausgestaltet, so kann aufgrund der nichtflächigen Ausgestaltung des Aktuators 9 elektromagnetische Strahlung 7 sowohl in Top-Richtung als auch in Bottom-Richtung, das bedeutet, in Richtung der Ausgangslage 12 des Aktuators 9 beziehungsweise entgegengesetzt zur Ausgangslage 12 des
Aktuators 9 abgestrahlt werden. Die Figur 9 zeigt den als Draht ausgeformten Aktuator 9 in direktem Kontakt zum optoelektronischen Bauelement 1.
Die Figur 10 zeigt im Gegensatz zur Figur 9 keine direkte Angrenzung des Aktuators 9 an das optoelektronische
Bauelement 1. Vielmehr sind lediglich die Eckpunkte des optoelektronischen Bauelements 1 mit dem Aktuator 9 in
Kontakt. Der Aktuator 9 ist wie in Figur 9 ebenfalls als Draht ausgestaltet. Dabei verbindet der Aktuator die
jeweiligen sich gegenüberliegenden Eckpunkte des
optoelektronischen Bauelements 1 miteinander. Durch die
Längenänderung ALI des Aktuators 9 kann eine Verformung Wl des Bauteils induziert werden. Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass elektromagnetische Strahlung 7 beidseitig emittiert und/oder absorbiert werden kann.
Das optoelektronische Bauelement 1 kann geometrisch
betrachtet als Kreisbogen und der Aktuator 9 als Kreissehne betrachtet werden (Schema 1) . Der Aktuator 9 weist in seiner Ausgangslage 12 eine Länge LI auf. Durch eine Längenänderung ALI des Drahts kann eine Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements 1 induziert werden, wobei die Verformung Wl als Segmenthöhe betrachtet werden kann und senkrecht zur
Kreissehne angeordnet ist.
Das Verhältnis aus LI zu ALI in % kann als Dehnung oder
Verkürzung des Drahts bezeichnet werden. Ist die Länge LI beispielsweise 10 cm, dann kann eine Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements 1 von 3,2 cm induziert werden. Dies entspricht ein Verhältnis LI zu Wl von ca. 3,1. Gemäß einer Ausführungsform ist das Verhältnis LI zu Wl kleiner gleich 5, insbesondere kleiner oder gleich 4, insbesondere kleiner oder gleich 3. Damit kann durch eine Verkürzung des Drahts von 36 % eine Verformung von 3,2 cm induziert werden.
Wie in Figur 9 gezeigt, kann der als Draht ausgeformte
Aktuator 9 in direktem mechanischen Kontakt mit dem als
Kreisbogen ausgeformten optoelektronischen Bauelement 1 stehen. Gemäß dieser Ausführungsform in Figur 9 kann der Draht, welcher beispielsweise eine Schichtdicke von 0,5 mm aufweist, eine Dehnung des Aktuators 9 von 0,8 % induzieren. Figur 11 zeigt im Gegensatz zu Figur 10 nicht zwei Drähte als Aktuator 9, sondern lediglich einen Draht als Aktuator 9, welcher auf der Hälfte der Seitenkante der Breite L2 sowie auf der gegenüberliegenden Seitenkante L2 des
optoelektronischen Bauelements 1 angeordnet ist. Durch
Änderung der Länge LI des Drahtes kann eine Verformung Wl induziert werden.
Figur 12 zeigt wie Figur 9 einen als Draht ausgeformten
Aktuator 9, wobei der Draht am Rand der zu- bzw. abgewandten Strahlungshauptseite angeordnet ist. Zwei Drähte pro
optoelektronischen Bauelement bilden hier jeweils einen
Aktuator 9.
Figur 13 zeigt eine schematische Seitenansicht eines
Aktuators 9 gemäß einer Ausführungsform. Der Aktuator 9 umfasst eine dritte Elektrode 13 und eine vierte Elektrode 14, wobei zwischen dritter Elektrode 13 und vierter Elektrode 14 ein Material 15 des Aktuators angeordnet ist. Dieses Material 15 kann gemäß einer Ausführungsform als Schicht ausgeformt sein. Das Material 15 kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die ein Bimetall, ein elektroaktives
Polymer, ein dielektrisches Elastomer, ein
Formgedächtnismaterial, eine Formgedächtnislegierung und ein Piezoelement umfasst. Dritte Elektrode, welche über dem
Material 15 und die vierte Elektrode, welcher unterhalb des Materials 15 angeordnet ist, bilden den Aktuator 9. Figur 14 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform. Die Figur 14 zeigt einen Aktuator 9, wobei oberhalb des Aktuators 9 ein
optoelektronisches Bauelement 1 angeordnet ist. Das
optoelektronische Bauelement 1 umfasst eine erste Elektrode 3 zumindest eine organische Schicht 5 und eine zweite Elektrode 4. Die erste Elektrode 3 des optoelektronischen Bauelements 1 kann gleichzeitig die dritte Elektrode 13 des Aktuators 9 sein, wobei der Aktuator 9 dann noch eine vierte Elektrode 14 aufweist. Somit kann mittels drei Elektroden ein Stromfluss sowohl im optoelektronischen Bauelement 1 als auch in dem
Aktuator 9 induziert werden und damit ein erfindungsgemäßes Bauteil 100 realisiert werden. Damit kann eine zusätzliche vierte Elektrode gespart werden. Ui bezeichnet hier die
Spannung am optoelektronischen Bauelement 1. U2 bezeichnet die Spannung am Aktuator 9.
Figur 15 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils 100 gemäß einer Ausführungsform. Der Aktuator 9 ist zwischen zwei optoelektronischen Bauelementen 1-1 und 1-2 angeordnet. Die optoelektronischen Bauelemente 1-1 und 1-2 weisen jeweils zwei Elektrode, eine erste Elektrode 3 und eine zweite
Elektrode 4 auf. Das Besondere hier ist, dass die erste und/oder zweite Elektrode 3, 4 des optoelektronischen Bauelements 1 gleichzeitig die Elektroden 13, 14 des
Aktuators sind. Somit können Elektroden gespart werden und trotzdem Spannung bzw. Stromfluss in dem optoelektronischen Bauelement 1 und in dem Aktuator 9 induziert werden. Dies spart Material und Kosten. Ui bzw. U2 bezeichnet die Spannung am optoelektronischen Bauelement 1-1 bzw. 1-2. U3 bezeichnet die Spannung am Aktuator 9.
Je nach Aktuator 9 kann die angelegte Spannung zu Stromfluss und nachfolgende Verformung Wl oder direkte Verformung durch die elektrische Spannung führen.
Figur 16 zeigt eine schematische Darstellung eines
Signalaustauschs zwischen zumindest einem optoelektronischen Bauelement 1 und zumindest einem Aktuator 9. Die Ansteuerung von zumindest einem optoelektronischen Bauelement 1 und einem Aktuator 9 kann über eine Steuerung S/R aufeinander
abgestimmt sein. Die Steuerung S/R kann zur Steuerung oder Regelung und Strom-/Spannungsversorgung eingerichtet sein. So kann beispielsweise eine große Spannung am Aktuator 9 eine starke Verformung signalisieren und durch die Steuerung in eine Färb- oder Helligkeitsänderung des optoelektronischen Bauelements 1 umgesetzt werden, sodass das optoelektronische Bauelement 1 in Abhängigkeit von seiner Form unterschiedlich betrieben wird.
Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise die
Betriebsspannung des optoelektronischen Bauelements 1 per Steuerung zu einer veränderten Bestromung des Aktuators 9 führen. Beispielsweise könnte ein Dimmen des
optoelektronischen Bauelements 1 (Stromvariation) mit einer Formänderung gekoppelt werden oder es könnte aus a priori Wissen auf die Temperatur des optoelektronischen Bauelements 1 geschlossen werden. Daraus können unerwünschte Folgen auf den Aktuator 9 per Ansteuerungsänderung kompensiert werden. Zusätzlich können Signale auch über zusätzliche Sensorik erzeugt werden.
Figur 17 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils gemäß einer Ausführungsform. Figur 17 zeigt, dass die
Verformung Wl eine Krümmung ist. Die Länge LI kann bei der Krümmung als Sehne bezeichnet werden. Die senkrecht zur Sehne stehende Höhe kann als Verformung Wl aufgefasst werden (Figur 17) .
Gemäß einer Ausführungsform ist Ll=10cm. Radius eines
Halbkreises mit Länge 10 cm ist annähernd 3,18cm. Eine mögliche Dehnung eines Aktuators, beispielsweise eines Drahts angeordnet zwischen den gegenüberliegenden Ecken eines optoelektronischen Bauelements, beträgt ca. 36 %. Eine
Dehnung einer Schicht auf eine Mantelfläche des
optoelektronischen Bauelements beträgt 0,8 %. Dehnung
bezeichnet das Verhältnis aus der geänderten Lage ALI zu LI in %. Die Überführung aus der flachen Ausgangslage in die Halbkreisform kann beispielsweise durch Dehnung erzeugt werden . Durch die Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements kann eine Längenänderung und/oder Winkeländerung des
optoelektronischen Bauelements induziert werden. Insbesondere kann die Längenänderung durch die Parameter der
longitudinalen Verformung (Elongation) und Dehnung
beschrieben werden. "Longitudinalverformung" oder
"Elongation" bezeichnet hier und im Folgenden die
Längenänderung des optoelektronischen Bauelements, welche sich aus der neuen Länge des optoelektronischen Bauelements und der ursprünglichen Länge des optoelektronischen
Bauelements ergibt. Dabei kann das optoelektronische
Bauelement sich verlängern und/oder verkürzen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Verformung Wl eine Drehbewegung des optoelektronische Bauelements sein (hier nicht gezeigt) .
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal einzeln sowie jede
Kombination von beschriebenen 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.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 107 675.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Bauteil (100) umfassend
- zumindest ein optoelektronisches Bauelement (1) mit
- einem Substrat (2)
- einer ersten Elektrode (3) ,
- einer zweiten Elektrode (4),
wobei zumindest eine organische funktionelle Schicht (5) zwischen erster Elektrode (3) und zweiter Elektrode (4) angeordnet und zur Erzeugung und/oder Absorption von
elektromagnetischer Strahlung (7) eingerichtet ist,
wobei das optoelektronische Bauelement (1) eine dem Substrat (2) zu- oder abgewandte Strahlungshauptseite (8) mit einer Länge LI aufweist,
wobei das optoelektronische Bauelement (1) mit zumindest einem Aktuator (9) in mechanischem Kontakt steht,
wobei der Aktuator (9) so eingerichtet ist, eine Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements (1) durch eine
mechanische Bewegung (10) des Aktuators (9) zu induzieren.
2. Bauteil (100) nach Anspruch 1, wobei das optoelektronische Bauelement (1) eine organische Leuchtdiode ist, wobei das optoelektronische Bauelement als Schichtaufbau mit einer Schichtdicke dl und der Aktuator (9) als Schicht mit einer Schichtdicke d2 ausgeformt ist, wobei dl+d2 < 2 mm ist, wobei die Verformung Wl senkrecht zur Länge LI angeordnet ist, wobei der Aktuator (9) so eingerichtet ist, dass die
Verformung Wl einen Wert größer oder gleich 1% und kleiner oder gleich 30% der Länge LI aufweist.
3. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verformung Wl senkrecht zur Länge LI angeordnet ist, wobei der Aktuator (9) so eingerichtet ist, dass die Verformung Wl einen Wert größer oder gleich 1% und/oder kleiner oder gleich 50% der Länge LI aufweist.
4. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verformung Wl im Betrieb des optoelektronischen
Bauelements (1) erzeugt wird.
5. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements (1) reversibel ist.
6. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Aktuator (9) ein Material aufweist, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein Bimetall, ein elektroaktives Polymer, ein dielektrisches Elastomer, ein
Formgedächtnismaterial, eine Formgedächtnislegierung und ein Piezoelement umfasst.
7. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das optoelektronische Bauelement (1) als Schichtaufbau mit einer Schichtdicke dl und der Aktuator (9) als Schicht mit einer Schichtdicke d2 ausgeformt ist, wobei dl+d2 < 2 mm ist.
8. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Aktuator (9) seine Form oder Ausdehnung bei Änderung zumindest eines physikalischen Parameters, welcher aus einer Gruppe ausgewählt ist, der Temperatur, Kraft, Spannung, Druck und Stromstärke umfasst, ändert.
9. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest ein optoelektronisches Bauelement (1) an zumindest einem Aktuator (9) direkt durch Nieten, Kleben, Schrauben, Löten, Schweißen und/oder direktes Auftragen befestigt ist.
10. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest zwei optoelektronische Bauelemente (1-1, 1-2) an einem Aktuator (9) befestigt sind oder wobei zumindest zwei Aktuatoren (9-1, 9-2) an einem optoelektronischen Bauelement befestigt sind.
11. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Aktuator (9) vollflächig oder partiell und/oder
strukturiert mit dem optoelektronischen Bauelement (1) verbunden ist.
12. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Aktuator (9) in Form eines Drahts ausgeformt ist.
13. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das optoelektronische Bauelement (1) im Betrieb Wärme erzeugt und damit die mechanische Bewegung (10) des Aktuator (9) auslöst .
14. Bauteil (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Aktuator (9) eine dritte Elektrode (13) und eine vierte Elektrode (14) aufweist, wobei die dritte Elektrode (13) die erste oder zweite Elektrode (3, 4) des optoelektronischen Bauelements ist und/oder wobei die vierte Elektrode (14) die erste oder zweite Elektrode (3, 4) des optoelektronischen Bauelements ist.
15. Verfahren zum Betrieb eines Bauteils (100) nach Anspruch 1,
das folgende Schritte umfasst:
A) Änderung zumindest eines physikalischen Parameters, der die Eigenschaften des Aktuators (9) bestimmt, B) Mechanische Bewegung (10) des Aktuators (9) als Folge der Änderung, und
C) Verformung Wl des optoelektronischen Bauelements (1) in Folge der Bewegung (10) .
16. Verfahren zum Betrieb eines Bauteils (100) nach Anspruch 15, wobei die Verformung Wl im Schritt C) reversibel erfolgt.
17. Verfahren zum Betrieb eines Bauteils (100) nach Anspruch 15 für Beleuchtungszwecke, Sicherheitsanwendungen und/oder zur Erzeugung einer gezielten Abstrahlcharakteristik der elektromagnetischen Strahlung (7).
18. Verfahren zum Betrieb eines Bauteils (100) nach Anspruch 15,
das folgende Schritte umfasst:
A) - Anordnen eines ersten optoelektronischen Bauelements (1-1) mit zumindest einem ersten Aktuator (9-1) derart, dass eine Hauptseite des ersten optoelektronischen
Bauelements mit dem ersten Aktuator zumindest teilweise in mechanischem Kontakt steht und
- Anordnen eines zweiten optoelektronischen Bauelements (1-2) mit zumindest einem zweiten Aktuator (9-2) derart, dass eine Hauptseite des zweiten optoelektronischen Bauelements mit dem zweiten Aktuator zumindest teilweise in mechanischem Kontakt steht,
- wobei die erste und zweite Strahlungshauptseite (8-1, 8-2) des ersten und zweiten optoelektronischen
Bauelements (1-1, 1-2) zumindest teilweise in direktem mechanischem Kontakt zueinander stehen,
B) Änderung zumindest eines physikalischen Parameters, der die Eigenschaften des ersten Aktuators (9-1) und/oder des zweiten Aktuators (9-2) bestimmt, C) Mechanische Bewegung (10) des jeweiligen Aktuators (9- 1, 9-2) als Folge der Änderung, und
D) Verformung Wl des entsprechenden optoelektronischen
Bauelements (1-1, 1-2) in Folge der Bewegung (10), wobei das optoelektronische Bauelement (1-1, 1-2) vor und/oder nach dem Verfahrensschritt A, B, C und/oder D elektromagnetische Strahlung (7) emittiert und/oder absorbiert .
. Verfahren zum Betrieb eines Bauteils (100) nach
Anspruch 15, wobei durch Anlegen einer Spannung am Aktuator eine Änderung der Farbe, des Lichtspektrums und/oder der Helligkeit des optoelektronischen
Bauelements (1) induziert wird oder wobei durch Anlegen einer Spannung an das optoelektronischen Bauelement (1) eine Änderung der Bestromung des Aktuators (9)
induziert wird.
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