WO2016008735A1 - Optoelektronische baugruppe und verfahren zum erkennen eines elektrischen kurzschlusses - Google Patents

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WO2016008735A1
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light emitting
light
diode element
layer
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Arne FLEISSNER
Daniel Riedel
Nina Riegel
Silke SCHARNER
Johannes Rosenberger
Thomas Wehlus
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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the invention relates to an optoelectronic assembly having at least one first light emitting diode element and a second light emitting diode element and a method for detecting an electrical property of a first light emitting diode element or a second light emitting diode element.
  • Optoelectronic components which emit light can be, for example, light-emitting diodes (LEDs) or organic ones
  • An OLED may have an anode and a cathode with an organic functional layer system therebetween.
  • the organic functional may be light emitting diodes (OLEDs).
  • Emitter layers in which electromagnetic radiation is generated a charge carrier pair generation layer structure of two or more
  • CGL Charge pair generation charge generating layer
  • HT hole transport layer
  • E electron transport layer
  • Optoelectronic assemblies have, for example, two or more optoelectronic components, for example LEDs and / or OLEDs, and drive circuits, for example drivers, for operating the optoelectronic components.
  • the optoelectronic components can, for example, be electrically connected in parallel.
  • An optoelectronic component, for example an OLED can be segmented and therefore have a plurality of OLED elements.
  • the OLED elements may, for example, be electrically connected in parallel and / or share at least one common electrode. For example, two OLED elements have the same cathode, but have separate organic ones
  • a typical fault pattern for spontaneous failures is short circuits between the electrodes. Such short circuits are usually very small area, it concentrates thereby a large part of the total current in this short-circuit point. The current density is therefore significantly excessive, so these bodies can heat up very much depending on the area training. This can be for
  • Luminous image lead to completely dark OLEDs and / or simply too hot becoming hot spots on the OLED.
  • Driver electronics or a higher-level evaluation and / or arithmetic unit are detected and a corresponding reaction, such as a protective measure done
  • a conventional fuse does not necessarily interrupt the operation of the OLED in case of a conditional short circuit of an OLED.
  • most of the current will be adversely affected by the local defect, increasing the local current density. This can disadvantageously lead to local overheating at the relevant site of the local defect.
  • a risk of injury such as a risk of burns in direct contact with the OLED, as well as a fire hazard, which are based on the local overheating of the OLED, this can occur, even when using a conventional fuse as described above.
  • the object of the invention is thus, a
  • a further object of the invention is to provide a method for detecting an electrical property, for example a short circuit, in a light-emitting diode element that can be implemented simply and / or inexpensively and / or for reliable and high-quality operation of the light-emitting diode element and / or a light-emitting element optoelectronic assembly, which has the light emitting diode element contributes.
  • an optoelectronic assembly which has at least a first light-emitting diode element, a second light-emitting diode element and an electronic circuit.
  • the first light emitting diode element and the second light emitting diode element are electrically connected in parallel.
  • the electronic circuit is designed to operate during operation
  • the electronic circuit is designed, depending on the comparison, at least one electrical property of the first
  • the electronic circuit enables the detection of at least one electrical characteristic of one of the
  • the electronic circuit preferably has
  • Comparative unit on which performs the comparison On which performs the comparison.
  • an evaluation unit is preferably used, which for example a determined compared value of the currents
  • the electronic circuit is integrated with the one
  • the detection method is based on the comparison of the currents that are in operation by the
  • Light-emitting diode elements flow.
  • the first and the second light-emitting diode element can each be, for example, a single-operated LED or OLED, a single LED or OLED, which is operated together with other LEDs and / or OLEDs, for example by means of electrical Koppeins their cathodes or anodes, or a segment of a multi-segment OLED with each other or more
  • Light emitting diode elements having a common cathode or anode be.
  • the first and the second light-emitting diode element in addition to other individual LEDs,
  • OLEDs or OLED segments are each driven separately, for example, to realize dynamic
  • the at least one electrical property is a short circuit of the corresponding one
  • the short circuit is detected by the current comparison of the luminous element elements.
  • Circuit is calibrated to the already existing at the beginning difference of the currents.
  • the electronic circuit is thus tuned to an already existing difference, so that a deviation from this in the
  • Light emitting diode elements of the optoelectronic assembly for current comparison are selected to match each other.
  • Light emitting diode elements that have manufacturing variations, which include, among other things, the current-voltage characteristics can reflect the individual LED elements, so can be differentiated before the power comparison.
  • the at least one electrical property is an electrical conductivity of the corresponding light-emitting diode element.
  • the at least one electrical property is a current flow through the corresponding one
  • Short circuit in one of the LED elements increases the current flow through this LED element.
  • An increased differential amount of the currents can be detected by means of the electronic circuit and draw conclusions about a local defect. It also allows a safe and high quality operation of the
  • This faulty optoelectronic module go out. This faulty optoelectronic module can
  • Comparative currents that exceeds a predetermined difference amount to recognize the at least one electrical property is detected when a predetermined or fixed excessive difference between the currents to be compared occurs. This exceeding of the difference amount can, for example, by means of
  • Evaluation unit can be detected, which performs the comparison of the currents flowing through the light emitting diode elements, and then to this current comparison, the result of the current comparison with the predetermined difference
  • the localization of local defects of the optoelectronic assembly is advantageously made possible.
  • a difference amount is understood to mean that a difference between two amounts, that is to say positive numbers, is taken.
  • one of the currents becomes sign positive from the other of the currents
  • the electronic circuit is designed to exceed an electrical Switching off one of the light-emitting diode elements and / or the
  • Trigger assembly In other words, the defective light-emitting diode element and / or the entire optoelectronic assembly is switched off by means of the electronic circuit upon detection of local defects.
  • the electronic circuit takes place for example via at least one switch which interrupts the circuit or circuit.
  • the electronic circuit takes place for example via at least one switch which interrupts the circuit or circuit.
  • the electronic circuit has at least one summation current transformer, a coil, a first electrical line of the first light-emitting diode element and a second electrical lines of the second light-emitting diode element.
  • the coil (45) is wound or wound around the summation current transformer (44).
  • the first electrical line and the second electrical line are passed through the summation current transformer.
  • the summation current transformer adds all the currents flowing to and from the consumer with the correct sign.
  • induced currents of the lines add up signially to zero if they are the same height. In normal operation, so lift the Induction effects of the lines, whereby no magnetic flux is induced in the summation current transformer and no secondary current flows. Deviations in the currents and thus deviations from normal operation lead to a current in the coil, whereby a deviation from the summation occurs to zero.
  • the electronic circuit in this case has components and corresponding arrangements which are similar to an FI protection circuit.
  • An FI protection circuit disconnects the monitored circuit when a certain amount is exceeded
  • Fault current that is, when one in a line to
  • the electronic circuit has an integrated microelectronic circuit (IC).
  • IC integrated microelectronic circuit
  • Circuit Such a circuit is due to their small size easy and space-saving in or attached to the optoelectronic assembly.
  • the assembly has a plurality of light-emitting diode elements.
  • the electronic circuit is configured to each have an electrical current flowing through each LED element during operation
  • the electronic circuit adapted to an electrical shutdown of at least one of the light emitting diode elements and / or the optoelectronic assembly to trigger.
  • the optoelectronic assembly thus has n here
  • n is an integer, not a negative number, which is the number of
  • Light emitting diode elements of the module reproduces.
  • the currents flowing through the n light-emitting diode elements are compared and one of the light-emitting diode elements, several of the
  • Light emitting diode elements and / or the entire assembly are switched off depending on the comparison. In particular finds a shutdown application, if one of the
  • Light emitting diode elements or more of the light emitting diode elements have as the other light emitting diode elements.
  • Optoelectronic assembly can be excluded in the present case.
  • the first light-emitting diode element and the second light-emitting diode element are monolithically deposited on a common substrate.
  • the light-emitting diode elements are one in principle
  • the first light-emitting diode element and the second light-emitting diode element are stacked one above the other or arranged laterally next to one another.
  • the laterally segmented optoelectronic as explained above
  • Subassembly is thus present, inter alia, an optoelectronic assembly possible by means of a
  • Intermediate electrode is formed multi-stacked. In a stacked arrangement of the two
  • Light emitting diode elements is used to detect the electrical
  • space-saving optoelectronic assembly can be provided.
  • Light emitting diode element or a second light emitting diode element, wherein the first light emitting diode element and the second
  • Light emitting diode element are electrically operated in parallel. An electrical current flowing through the first light-emitting diode element during operation is compared to an electrical current flowing through the second light-emitting diode element during operation by means of an electronic circuit. The electrical property is detected depending on the comparison.
  • the electronic circuit thus advantageously makes it possible to draw conclusions about at least one electrical characteristic of one of the light-emitting diode elements. For example, local defects can be detected as quickly, reliably, with little effort and space, and advantageously also
  • Light-emitting diode elements for example, in a Optoelectronic assembly are installed together, can be made possible.
  • external fuses can not be reduced or even ruled out, can be detected in the present case and reacted accordingly.
  • the electrical characteristic is detected when there is a predetermined, too large difference between the currents. This can be applied to fast and
  • LED elements determined by the electronic circuit.
  • the currents of the LED elements are compared by means of the electronic circuit.
  • one or more of the light-emitting diode elements are switched off electrically.
  • a plurality of light emitting diode elements for example, together in an optoelectronic
  • Light emitting diode elements is possible. Here is a partial shutdown of individual light-emitting diode elements or switching off all light-emitting diode elements, ie the entire
  • Optoelectronic module if a local defect occurs. In the case of partial shutdown
  • Light emitting diode elements continue to operate. Alternatively, it is of course possible to switch off the entire light-emitting diode elements, ie the entire optoelectronic assembly, when a defect occurs.
  • Figure 1 is a side sectional view of a
  • Figure 2 is a circuit diagram of an embodiment of a
  • optoelectronic assembly - a circuit diagram of an embodiment of an optoelectronic assembly
  • Figure 4 is an illustration of an embodiment of a conventional RCCB;
  • Figure 5 is a detailed sectional view of a
  • An optoelectronic assembly may comprise one, two or more optoelectronic components.
  • an optoelectronic assembly can also be one, two or more
  • Component may have, for example, an active and / or a passive component.
  • An active electronic component for example, a computing, control and / or Control unit and / or have a transistor.
  • passive electronic component may, for example, a capacitor, a resistor, a diode or a coil.
  • An optoelectronic component may be a component emitting electromagnetic radiation.
  • Electromagnetic radiation-emitting component may be in various embodiments, a semiconductor device emitting electromagnetic radiation and / or as a diode emitting electromagnetic radiation, as a diode emitting organic electromagnetic radiation, as a transistor emitting electromagnetic radiation or as an organic electromagnetic
  • Transistor be designed as a light emitting diode element or as an organic light emitting transistor.
  • the light-emitting device may be in different
  • Embodiments be part of an integrated circuit. Furthermore, a plurality of light-emitting
  • Pig.l shows an optoelectronic assembly, in particular an organic light emitting diode 1 (OLED).
  • OLED organic light emitting diode
  • the light-emitting diode 1 may not be an organic light-emitting diode but an inorganic light-emitting diode, in particular an LED.
  • the light-emitting diode 1 has a carrier 12.
  • An optoelectronic layer structure is formed on the carrier 12.
  • the optoelectronic layer structure has a first electrically conductive layer 14, which has a first Contact portion 16, a second contact portion 18 and a first electrode layer 20 has.
  • the carrier 12 with the first electrically conductive layer 14 may also be referred to as a substrate.
  • the second contact portion 18 is connected to the first electrode layer 20 of FIG.
  • Optoelectronic layer structure electrically coupled, for example, the second contact portion 18 and the first electrode layer are formed integrally.
  • the first electrode layer 20 is electrically insulated from the first contact section 16 by means of an electrical insulation barrier 21.
  • Above the first electrode layer 20 is an optically functional layer structure, for example an organic functional layer structure 22, which
  • organic functional layer structure 22 may be any organic functional layer structure 22.
  • Layer structure 22 is a second electrically conductive layer, in particular a second electrode layer 23 of the optoelectronic layer structure formed, the
  • the first electrode layer 20 serves, for example, as the anode or cathode of the optoelectronic layer structure.
  • the second electrode layer 23 serves to correspond to the first electrode layer 20 as the cathode or anode of the optoelectronic layer structure.
  • the light-emitting diode 1 has at least two, for example three or more segments, for example a first segment, a second segment and a third segment. In other words,
  • the light emitting diode 1 is segmented.
  • the first segment is formed by a first light-emitting diode element 50.
  • the second segment is formed by a second light-emitting diode element 52.
  • the third segment is of a third
  • Light emitting diode element 54 is formed.
  • the light emitting diode elements 50, 52, 54 have separate segments of the organic functional layer structure 22 and separate from each other Segments of the first electrode layer 20 on.
  • the first electrode layer 20 has a first electrode 51 of the first light-emitting diode element 50, a first electrode 53 of the second light-emitting diode element 52, and a first electrode 55 of the third light-emitting diode element 54.
  • Light emitting diode 1 has more or fewer segments, so the first electrode layer 20 correspondingly more or fewer first electrodes 51, 53, 55 on.
  • the light-emitting diode elements 50, 52, 54 share the second electrode layer 23, which is not segmented.
  • the second electrode layer 23 may be segmented and / or the first electrode layer 20 may not be segmented and / or formed in one piece.
  • the organic functional layer structure 22 may not be segmented, that is to say in one piece.
  • the first electrodes 51, 53, 55 can not shown
  • the light-emitting diode 1 may be unsegmented, ie have no segments, and / or consist of a single light-emitting diode element. Furthermore, the light-emitting diode 1 with one, two or more, not shown
  • Light emitting diodes be electrically and / or mechanically coupled.
  • the corresponding light-emitting diodes be electrically and / or mechanically coupled.
  • Encapsulation layer 24 a first recess of the encapsulation layer 24 are formed over the first contact portion 16 and a second recess of the encapsulation layer 24 over the second contact portion 18. In the first recess of the encapsulation layer 24, a first contact region 32 is exposed and in the second recess of the
  • Encapsulation layer 24 a second contact region 34 is exposed.
  • the first contact region 32 serves for
  • the adhesive layer 36 comprises, for example, an adhesive, for example an adhesive,
  • a laminating adhesive for example, a laminating adhesive, a paint and / or a resin.
  • a resin for example, a laminating adhesive, a paint and / or a resin.
  • Cover body 38 is formed.
  • the adhesive layer 36 serves to attach the cover body 38 to the
  • the cover body 38 serves for
  • the cover body 38 may serve for distributing and / or dissipating heat generated in the light emitting diode 1.
  • the substrate projects laterally below the cover body 38.
  • Substrate and the cover body 38 may be formed flush or nearly flush at their side edges, wherein a contacting of the contact areas 32, 34, for example via recesses and / or holes in the cover body 38 and / or in the carrier 12 can be carried out.
  • Fig. 2 shows a circuit diagram of an optoelectronic
  • Light emitting diode element 52 for example, formed as the above-explained second light-emitting diode element having. Furthermore, the optoelectronic assembly has an electronic circuit 40.
  • the electronic circuit 40 The electronic
  • Circuit 40 has a first voltage source 42 for
  • the light emitting diode elements 51, 52 are operated electrically in parallel.
  • the light-emitting diode elements 51, 52 preferably have identical current-voltage characteristics as possible.
  • the electronic circuit 40 further has one
  • This circuit 43 serves in particular to detect a conditional short circuit of one of the light-emitting diode elements 51, 52 and to react accordingly.
  • a current II which flows through the first light-emitting diode element 51 during operation
  • a current 12 which in operation flows through the second light-emitting diode element 52, are compared with one another. In normal operation flow through both light emitting diode elements 51, 52 equal currents.
  • Leuchtdiodenelix 52 is increased, the current flow through the corresponding light-emitting diode element, while the current flow through the other light-emitting element decreases.
  • an increased difference amount of the currents II, 12 occurs, as a result of which the conditional short circuit can be detected by comparing these currents II, 12.
  • a shutdown of the optoelectronic assembly by means of the electronic circuit 43 is provided.
  • a shutdown of the optoelectronic assembly is triggered when a predetermined, too large difference between the Streams II, 12 is present.
  • the electronic circuit 43 compensates a difference amount of the currents II, 12 flowing through the individual light-emitting diode elements 51, 52 with a predetermined difference. Is that himself
  • the comparison of the current flowing through the light emitting diode elements 51, 52 currents II, 12 and the eventual shutdown of the optoelectronic assembly can be done by an integrated microelectronic circuit (IC).
  • IC integrated microelectronic circuit
  • the electronic circuit 43 is an IC or has this on.
  • conditional short circuit By detecting the conditional short circuit and the possible disconnection of the optoelectronic assembly, a risk of injury and fire, which can occur due to local heating in the event of a conditional short circuit, can be advantageously excluded.
  • the electronic circuit 43 For detecting a conditional short circuit by means of the electronic circuit 43, the electronic circuit 43 is based on the original differential amount of the currents II, 12 in FIG.
  • the light-emitting diode elements 51, 52 may be stacked on top of one another by means of an intermediate electrode.
  • the optoelectronic assembly can also have a plurality of light-emitting diode elements.
  • Light-emitting element has a correspondingly higher current than the remaining Leuchtdeiodeneiemente.
  • Light emitting diode elements 51, 52 may be provided.
  • the optoelectronic assembly can continue to operate even in the occurrence of individual defects or short circuits without risk of burning and / or fire.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a circuit diagram of an optoelectronic assembly which, for example, largely corresponds to the optoelectronic assembly shown in FIG
  • the optoelectronic assembly has the parallel connected light-emitting diode elements 51, 52 and the electronic circuit 40.
  • the electronic circuit 40 has the parallel connected light-emitting diode elements 51, 52 and the electronic circuit 40.
  • Circuit 40 has the voltage source 42 and the
  • the electronic circuit 43 is not formed as an IC.
  • Embodiment of Figure 3 has a
  • Summation current transformer 44 a coil 45, a first electrical line 46 of the first light emitting diode element 51 and a second electrical line 47 of the second light emitting diode element 52 on.
  • the inductive current transformer has a primary winding, which is flowed through by the current to be measured, as well as a larger number of
  • the primary winding has a busbar guided through the toroidal core of the converter.
  • the residual current is converted from the conductors that are routed through the inductive current transformer.
  • the summation current transformer 44 may be configured differently.
  • the coil 45 is wound, for example, around the summation current transformer 44 or wound around it.
  • the first electrical line 46 and the second electrical line 47 are passed through the summation current transformer 44. In this case, a current flow of the first electrical line 46 and a
  • the lines 46, 47 of the light emitting diode elements 51, 52 run in opposite directions through a transducer core of the summation current transformer 44, so that in
  • Light emitting diode elements 51, 52 in particular a non-zero difference. This can of the
  • each light-emitting diode element 51, 52 can be switched off separately by means of a separate switch 48.
  • a common shutdown by means of a common
  • the electronic circuit 43 of the embodiment of Figure 3 is based on the principle of a conventional FI-protection circuit and is constructed and executed accordingly similar to this.
  • a conventional FI protection circuit is discussed in more detail in the embodiment of FIG. 4 shows the principle of a conventional FI
  • An ordinary RCCB disconnects the monitored circuit when a certain differential current is exceeded. In other words, it separates Residual current circuit breaker, the circuit when a flowing in a line 46 to the consumer and flowing back in another line 47 from the consumer flow no longer have the same height, that is, when the
  • Residual currents can occur when a fault current flows, for example via a local defect such as a short circuit. To that compares the
  • Residual current circuit breaker the height of the return current.
  • the signed sum of all currents flowing through the residual current circuit breaker must be zero for an intact system, that is, the current to the consumer must be equal to the current flowing back from the consumer.
  • the comparison is made in the summation current transformer 44, around which the coil 45 is wound.
  • the summation current transformer 44 has two or more continuous line cores 46, 47
  • the converter thus adds all the current flowing to and from the consumer via their magnetic fields in the converter core with the correct sign. Flows in from a conductor
  • Fig. 5 shows a detailed sectional view of a
  • Light emitting diode element for example one of the
  • Previously explained light-emitting diode elements 50, 52 which may be part of a light-emitting diode 1, for example, the above-explained light-emitting diode 1.
  • the light-emitting diode 1 may be formed as a top emitter and / or bottom emitter. If the light-emitting diode 1 is designed as a top emitter and bottom emitter, the light-emitting diode 1 can be referred to as an optically transparent light-emitting diode.
  • the light-emitting diode 1 has the carrier 12 and an active
  • Barrier layer for example, a first
  • the active region has the first electrode layer 20, the organic
  • the encapsulation layer 24 may be formed as a second barrier layer, for example as a second barrier thin layer.
  • the cover body 38 is arranged.
  • the covering body 38 can be arranged, for example, by means of an adhesive layer 36 on the encapsulation layer 24.
  • the active region is an electrically and / or optically active region.
  • the active region is, for example, the region of the light-emitting diode 1 in which electric current flows for operation of the light-emitting diode 1 and / or in which
  • electromagnetic radiation is generated or absorbed.
  • the organic functional layer structure 22 may be one, two or more functional functionalities
  • the organic functional layer structure 22 may be segmented in the lateral direction.
  • the carrier 12 may be translucent or transparent.
  • the carrier 12 serves as a carrier element for electronic elements or layers, for example light-emitting elements.
  • the carrier 12 may comprise or be formed, for example, glass, quartz, and / or a semiconductor material or any other suitable material.
  • the carrier 12 may be a plastic film or a
  • Laminate with one or more plastic films Laminate with one or more plastic films
  • the plastic may have one or more polyolefins. Furthermore, the plastic may have one or more polyolefins. Furthermore, the plastic may have one or more polyolefins. Furthermore, the plastic may have one or more polyolefins. Furthermore, the plastic may have one or more polyolefins. Furthermore, the plastic may have one or more polyolefins. Furthermore, the plastic may have one or more polyolefins. Furthermore, the plastic may have one or more polyolefins. Furthermore, the
  • the carrier 12 may comprise or be formed from a metal, for example copper, silver, gold, platinum, iron, for example a metal compound,
  • the carrier 12 may be formed as a metal foil or metal-coated foil.
  • the carrier 12 may be part of or form part of a mirror structure.
  • the carrier 12 may have a mechanically rigid region and / or a mechanically flexible region or be formed in such a way.
  • the first electrode layer 20 can be used as anode or as
  • the first electrode layer 20 may be translucent or transparent.
  • the first electrode layer 20 has an electrically conductive
  • the first electrode layer 20 can be any suitable material on, for example, metal and / or a conductive transparent oxide (TCO) or a layer stack of multiple layers comprising metals or TCOs.
  • the first electrode layer 20 can be any suitable material on, for example, metal and / or a conductive transparent oxide (TCO) or a layer stack of multiple layers comprising metals or TCOs.
  • the first electrode layer 20 can be any suitable material on, for example, metal and / or a conductive transparent oxide (TCO) or a layer stack of multiple layers comprising metals or TCOs.
  • An example is a silver layer deposited on an indium tin oxide (ITO) layer (Ag ITO) or ITO-Ag-ITO multilayers.
  • Electrode layer 20 may be segmented.
  • metal for example, Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm or Li, as well as compounds, combinations or
  • Transparent conductive oxides are transparent, conductive materials, for example metal oxides, such as, for example, zinc oxide, tin oxide, cadmium oxide, titanium oxide, indium oxide, or indium tin oxide (ITO).
  • 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 ZnO, SnO 2, or In 2 O 3
  • ternary metal oxygen compounds such as AlZnO, Zn 2 SnO 4, CdSnO 3, ZnSnO 3, Mgln 204,
  • the first electrode layer 20 may alternatively or
  • the first electrode layer 20 may have or be formed from one of the following structures: a network of metallic nanowires, for example of Ag, with conductive polymers
  • Electrode layer 20 have electrically conductive polymers or transition metal oxides.
  • the first electrode layer 20 may, for example, a
  • the first electrode layer 20 may have a first electrical connection to which a first electrical potential can be applied.
  • the first electrical potential may be provided by a power source (not shown), such as a power source or a power source
  • Electrode layer 20 are fed indirectly via the carrier 12.
  • the first electrical potential may, for example, the ground potential or another predetermined
  • the organic functional layer structure 22 may include a hole injection layer, a hole transport layer, a
  • Emitter layer an electron transport layer and / or an electron injection layer.
  • the hole injection layer may be on or above the first
  • Electrode layer 20 may be formed.
  • Hole injection layer may comprise or be formed from one or more of the following materials: HAT-CN, Cu (I) pFBz, MoOx, WOX, VOX, ReOx, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi (III) pFBz, F16CuPc; NPB ( ⁇ , ⁇ '-bis (naphthalen-l-yl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) benzidine); beta-NPB ⁇ , ⁇ '-bis (naphthalen-2-yl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) benzidine); TPD ( ⁇ , ⁇ '-bis (3-methylphenyl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) benzidine); Spiro TPD (N, N'-bis ⁇ 3-methylphenyl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) -benzidine); Spiro-NPB ( ⁇ , ⁇ '-bis (naphthalen-1
  • the hole injection layer may have a layer thickness in a range of about 10 nm to about 1000 nm, for example in a range of about 30 nm to about 300 nm, for example in a range of about 50 nm to about 200 nm.
  • the hole injection layer On or above the hole injection layer the
  • Hole transport layer may be formed.
  • Hole transport layer may comprise or be formed from one or more of the following materials: NPB ( ⁇ , ⁇ '-bis (naphthalen-l-yl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) benzidine); beta-NPB ⁇ , ⁇ '-bis (naphthalen-2-yl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) -benzidine); TPD ( ⁇ , ⁇ '-bis (3-methylphenyl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) benzidine); Spiro TPD ( ⁇ , ⁇ '-bis (3-methylphenyl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) benzidine); Spiro-NPB ( ⁇ , ⁇ '-bis (naphthalen-1-yl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) -spiro); DMFL-TPD ⁇ , ⁇ '-bis (3-methylphenyl) - ⁇ , ⁇ '-bis (phenyl) -9,9
  • the hole transport layer may have a layer thickness in a range of about 5 nm to about 50 nm,
  • nm for example in a range of about 10 nm to about 30 nm, for example about 20 nm.
  • the one or more emitter layers may be formed, for example with fluorescent and / or phosphorescent emitters.
  • the emitter layer may be organic polymers, organic
  • the emitter layer may comprise or be formed from one or more of the following materials: organic or organometallic
  • Iridium complexes such as blue phosphorescent FIrPic
  • the emitter materials may suitably be in one
  • Embedded matrix material for example one technical ceramic or a polymer, for example an epoxy, or a silicone.
  • the first emitter layer may have a layer thickness in a range of about 5 nm to about 50 nm
  • nm for example in a range of about 10 nm to about 30 nm, for example about 20 nm.
  • the emitter layer may have single-color or different-colored (for example blue and yellow or blue, green and red) emitting emitter materials.
  • the emitter layer may have single-color or different-colored (for example blue and yellow or blue, green and red) emitting emitter materials.
  • Emitter layer have multiple sub-layers that emit light of different colors. By mixing the different colors, the emission of light can result in a white color impression. Alternatively or additionally, it can be provided in the beam path of the primary emission generated by these layers
  • a white radiation At least partially absorbed and emitted a secondary radiation of different wavelengths, so that from a (not yet white) primary radiation by the combination of primary radiation and secondary radiation, a white
  • the electron transport layer may include or be formed from one or more of the following materials: NET-18; 2, 2 ', 2 "- (1, 3, 5-benzene triyl) tris (1-phenyl-1-H-benzimidazoles); 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1 , 3, 4-oxadiazoles, 2, 9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP), 8-hydroxyquinolinolato-lithium, 4- (naphthalen-1-yl) -3,5-diphenyl- 4H-1,2,4-triazoles; 1,3-bis [2- (2,2'-bipyridine-6-yl) -1,3,4-oxadiazo-5-yl] benzene; 4,7-diphenyl -1,10-phenanthrolines (BPhen); 3- (4-biphenylyl) -4-phenylene
  • the electron transport layer may have a layer thickness
  • nm in a range of about 5 nm to about 50 nm, for example, in a range of about 10 nm to about 30 nm, for example about 20 nm.
  • Electron injection layer may be formed.
  • Electron injection layer may include or may be formed of one or more of the following materials: NDN-26, MgAg, Cs 2 CO 3, Cs 3 PO 4, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, LiF; 2,2 ', 2 "- (1,3,5-triethylenetriyl) tris (1-phenyl-1-H-benzimidazoles); 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1 , 3, 4-oxadiazoles, 2, 9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP), 8-hydroxyquinolinolato-lithium, 4- (naphthalen-1-yl) -3,5-diphenyl- 4H-1,2,4-triazoles; 1,3-bis [2- (2,2'-bipyridine-6-yl) -1,3,4-oxadiazo-5-yl] benzene; 4,7-diphenyl -1,10-
  • the electron injection layer may have a layer thickness in a range of about 5 nm to about 200 nm, for example in a range of about 20 nm to about 50 nm, for example about 30 nm.
  • organic functional layer structure 22 having two or more organic functional layer structure units
  • corresponding intermediate layers may be interposed between the organic functional layer structure units
  • Layered structure units may each be formed individually according to one embodiment of the above-described organic functional layered structure 22.
  • the intermediate layer may be formed as an intermediate electrode.
  • the intermediate electrode may be electrically connected to an external voltage source.
  • the external voltage source can be at the intermediate electrode
  • the intermediate electrode can also have no external electrical connection, for example by the intermediate electrode having a floating electrical potential.
  • the organic functional layer structure unit may, for example, have a layer thickness of at most approximately 3 ⁇ m, for example a layer thickness of at most approximately 1 ⁇ m, for example a layer thickness of approximately approximately 300 nm.
  • the light-emitting diode 1 may optionally have further functional layers, for example arranged on or above the one or more emitter layers or on or above the
  • Electron transport layer The other functional
  • Layers can be, for example, internal or external input / output coupling structures, which can further improve the functionality and thus the efficiency of the light-emitting diode 1.
  • the second electrode layer 23 may be according to one of
  • Embodiments of the first electrode layer 20 may be formed, wherein the first electrode layer 20 and the second electrode layer 23 may be formed the same or different.
  • the second electrode layer 23 may be formed as an anode or as a cathode.
  • Electrode layer 23 may have a second electrical
  • the second electrical potential may be the same or different
  • Power source can be provided as the first electrical potential.
  • the second electrical potential can be provided as the first electrical potential.
  • the second electrical potential may have a value such that the difference from the first electrical potential has a value in a range of about 1.5V to about 20V, for example, a value in a range of about 2.5V to about 15V, for example, a value in a range of about 3V to about 12V.
  • the encapsulation layer 24 may also be referred to as
  • Encapsulation layer 24 may be translucent or
  • Then be formed transparent layer.
  • Encapsulation layer 24 forms a barrier to chemical contaminants or atmospheric agents, especially to water (moisture) and oxygen.
  • the encapsulation layer 24 is such designed so that they can not be penetrated by substances that can damage the light-emitting diode 1, for example, water, oxygen or solvents, or at most to very small proportions.
  • the encapsulation layer 24 may be in the form of a single layer, a layer stack, or a
  • the encapsulation layer 24 may include or be formed from: alumina, zinc oxide, zirconia,
  • Indium tin oxide Indium tin oxide, indium zinc oxide, aluminum doped zinc oxide, poly (p-phenylene terephthalamide), nylon 66, and mixtures and alloys thereof.
  • the encapsulation layer 24 may have a layer thickness of about 0.1 nm (one atomic layer) to about 1000 nm
  • the encapsulation layer 24 may comprise a high refractive index material, for example, one or more high refractive index materials, such as one
  • the first barrier layer on the carrier 12 corresponding to a configuration of
  • Encapsulation layer 24 may be formed.
  • the encapsulation layer 24 may be formed, for example, by a suitable deposition method, e.g. by atomic layer deposition (ALD), e.g. a plasma-assisted
  • PEALD Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition
  • PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition
  • an input or output coupling layer for example, as an external film (not shown) on the support 12 or as an internal Auskoppeltik (not shown) in
  • the input / outcoupling layer may have a matrix and scattering centers distributed therein, wherein the average refractive index of the input / outcoupling layer is greater than the average
  • Refractive index of the layer from which the electromagnetic radiation is provided may additionally be formed.
  • the adhesive layer 36 may include, for example, adhesive and / or paint, by means of which the cover body 38, for example, arranged on the encapsulation layer 24, for example glued, is.
  • the adhesive layer 36 may be transparent or translucent.
  • Adhesive layer 36 may, for example, comprise particles which scatter electromagnetic radiation, for example light-scattering particles. As a result, the adhesive layer 36 can act as a scattering layer and lead to an improvement in the color angle distortion and the coupling-out efficiency.
  • light scattering particles may be dielectric
  • Metal oxide for example silicon oxide (SiO 2), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2), indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), gallium oxide (Ga 2 Ox) aluminum oxide, or titanium oxide.
  • Other particles may also be suitable provided they have a refractive index that is different from the effective refractive index of the matrix of the adhesive layer 36
  • the adhesive layer 36 may have a layer thickness greater than 1 pm, for example a layer thickness of several pm. In various embodiments, the adhesive may be a lamination adhesive. The adhesive layer 36 may have a refractive index that is less than the refractive index of the cover body 38.
  • the adhesive layer 36 may include, for example, a
  • the adhesive layer 36 may also have a
  • high refractive adhesive for example, has high refractive, non-diffusing particles and has a coating thickness-averaged refractive index
  • functional layer structure 22 for example in a range of about 1.6 to 2.5, for example from 1.7 to about 2.0.
  • the active area On or above the active area may be a so-called
  • Getter layer or getter structure i. a laterally structured getter layer (not shown) may be arranged.
  • the getter layer can be translucent, transparent or opaque.
  • the getter layer may include or be formed from a material that includes fabrics
  • a getter layer may include or be formed from a zeolite derivative.
  • the getter layer may have a layer thickness greater than 1 pm, for example a layer thickness of several pm.
  • the getter layer may comprise a lamination adhesive or in the
  • the covering body 38 may, for example, have a refractive index (for example at a wavelength of 633 nm) of, for example, 1.3 to 3, for example 1.4 to 2, for example 1.5 to 1.8.
  • Optoelectronic assembly more or less light-emitting diodes 1, light emitting diode elements 50, 52 and / or corresponding
  • the light emitting diode elements 50, 52 are replaced by independent light emitting diodes 1. According to various embodiments, a
  • Circuit 40 is designed to one in operation
  • Light emitting diode element 51 to be compared with an electric current flowing in operation through the second light emitting diode element 52, and the electronic circuit 40 is adapted to detect depending on the comparison of at least one electrical property of the first light emitting diode element 51 or the second light emitting diode element 52.
  • the at least one electrical property is a short circuit of the
  • the at least one electrical property is an electrical conductivity of the corresponding light-emitting diode element 51, 52. According to various embodiments, the at least one electrical property is a current flow through the corresponding light-emitting diode element 51, 52.
  • the ⁇ is a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • the electronic circuit 40 is adapted to detect at a difference amount of the currents to be compared, which exceeds a predetermined difference amount, the at least one electrical property. According to various embodiments, the
  • the ⁇ is a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • the electronic circuit 40 comprises a summation current transformer 44, a coil 45, a first electrical lead 46 of the first light emitting diode element 51 and a second electrical lead 47 of the second light emitting diode element 52, the coil 45 being wound around the summation current transformer 44, the first electrical lead 51 and the second electrical line 52 are guided by the summation current transformer 44, and a
  • Optoelectronic assembly a plurality of
  • Light emitting diode elements 51, 52 wherein the electronic circuit 40 is configured to each determine an operating current flowing through each light emitting diode element 51, 52 and to compare the currents of the light emitting diode elements 51, 52 with each other, and the electronic circuit 40 is formed , depending on that
  • the first light emitting diode element 51 and the second light emitting diode element 52 are monolithically deposited on a common substrate.
  • Circuit 40 compared, and the electrical property is detected depending on the comparison.
  • Light emitting diode element 51 or the second light emitting diode element 52 detected. According to various embodiments, the
  • Detected short circuit in the event that a difference amount of the compared currents exceeds a predetermined difference amount.
  • Light emitting diode elements 51, 52 triggered.
  • an electric current flowing in operation is in each case divided by several
  • Circuit 40 determines the currents of the
  • Light emitting diode elements 51, 52 are compared by means of the electronic circuit 40 with each other, and depending on the comparison, one or more of the light emitting diode elements 51, 52 are electrically switched off.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden eine optoelektronische Baugruppe und ein Verfahren zum Erkennen einer elektrischen Eigenschaft bereitgestellt. Die optoelektronische Baugruppe weist zumindest ein erstes Leuchtdiodenelement (51), ein zweites Leuchtdiodenelement (52) und einen elektronischen Schaltkreis (40) auf. Das erste Leuchtdiodenelement (51) und das zweite Leuchtdiodenelement (52) sind elektrisch parallel geschaltet. Der elektronische Schaltkreis (40) ist dazu ausgebildet, einen im Betrieb fließenden elektrischen Strom durch das erste Leuchtdiodenelement (51) mit einem im Betrieb fließenden elektrischen Strom durch das zweite Leuchtdiodenelement (52) zu vergleichen. Der elektronische Schaltkreis (40) ist dazu ausgebildet, abhängig von dem Vergleich mindestens eine elektrische Eigenschaft des ersten Leuchtdiodenelements (51) oder des zweiten Leuchtdiodenelements (52) zu erkennen.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHE BAUGRUPPE UNO VERFAHREN ZUM ERKENNEN EINES ELEKTRISCHEN KURZSCHLUSSES
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Baugruppe mit zumindest einem ersten Leuchtdiodenelement und einem zweiten Leuchtdiodenelement und ein Verfahren zum Erkennen einer elektrischen Eigenschaft eines ersten Leuchtdiodenelernents oder eines zweiten Leuchtdiodenelements.
Optoelektronische Bauelemente, die Licht emittieren, können beispielsweise Leuchtdioden (LEDs) oder organische
Leuchtdioden (OLEDs) sein. Eine OLED kann eine Anode und eine Kathode mit einem organischen funktionellen Schichtensystem dazwischen aufweisen. Das organische funktionelle
Schichtensystem kann aufweisen eine oder mehrere
Emitterschichten, in denen elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, eine Ladungsträgerpaar-Erzeugungs- Schichtenstruktur aus jeweils zwei oder mehr
Ladungsträgerpaar-Erzeugungs-Schichten („Charge generating layer", CGL) zur Ladungsträgerpaarerzeugung, sowie eine oder mehrere Elektronenblockadeschichten, auch bezeichnet als Lochtransportschicht (en) („hole transport layer" -HTL) , und eine oder mehrere Lochblockadeschichten, auch bezeichnet als Elektronentransportschicht (en) („electron transport layer" - ETL) , um den Stromfluss zu richten.
Optoelektronische Baugruppen weisen beispielsweise zwei oder mehr optoelektronische Bauelemente, beispielsweise LEDs und/oder OLEDs, und Ansteuerschaltkreise, beispielsweise Treiber, zum Betreiben der optoelektronischen Bauelemente auf . Die optoelektronischen Bauelemente können beispielsweise elektrisch parallel geschaltet sein. Ein optoelektronisches Bauelement, beispielsweise eine OLED, kann segmentiert sein und daher mehrere OLED-Elemente aufweisen. Die OLED-Elemente können beispielsweise elektrisch parallel geschaltet sein und/oder sich zumindest eine gemeinsame Elektrode teilen. Beispielsweise weisen zwei OLED-Elemente dieselbe Kathode auf, haben jedoch voneinander getrennte organische
funktionelle Schichtenstrukturen und entsprechend voneinander getrennte Anoden. Dies kann dazu beitragen, dass bei einem Kurzschluss eines der OLED-Elemente die anderen OLED-Elemente grundsätzlich weiter betrieben werden können.
Trotz aufwändiger Qualitätskontrollen von OLEDs kann nicht vollständig ausgeschlossen werden, dass die OLEDs in der Anwendung spontan ausfallen. Ein typisches Fehlerbild für Spontanausfälle sind Kurzschlüsse zwischen den Elektroden. Solche Kurzschlüsse sind in der Regel sehr kleinflächig, es konzentriert sich dadurch ein Großteil des GesamtStromes in diesem Kurzschlusspunkt. Die Stromdichte ist folglich deutlich überhöht, womit sich diese Stellen je nach flächiger Ausbildung sehr stark erhitzen können. Dies kann zum
Aufschmelzen der Elektroden, zu dunklen Flecken im
Leuchtbild, zu komplett dunklen OLEDs und/oder einfach zu sehr heiß werdenden Stellen auf der OLED führen. Um
potenzielle Gefahren durch diese Überhitzung
(Verbrennungsgefahr, Brand, Bersten) zu verhindern, sollte ein solcher Kurzschluss von der Ansteuer- bzw.
Treiberelektronik oder einer übergeordneten Auswerteeinheit und/oder Recheneinheit erkannt werden und eine entsprechende Reaktion, beispielsweise eine Schutzmaßnahme, erfolgen
(Abschalten des kurzgeschlossenen Bauelements, Erzeugen von Warnsignalen, Bypassing, also Umgehen des Kurzschlusses, etc.). Gerade im Automobilbereich wird von den Herstellern gefordert, dass z.B. defekte OLEDs oder LEDs in Rückleuchten elektronisch erkannt und zumindest ans Bordsystem gemeldet werden müssen.
Zum Erkennen eines Kurzschlusses im Betrieb einer OLED, der in einzelnen Komponenten der OLED auftreten kann, sind herkömmliche Sicherungen bekannt, deren Funktionsprinzip unter anderem auf den über den Kurzschluss fließenden Strom und der damit verbundenen Spannungsänderung basieren. Im Betrieb der OLED ist es weiter möglich, dass ein lokaler Defekt auftritt, der lokal die Leitfähigkeit zwischen Anode und Kathode der OLED erhöht, ohne dabei einen vollständigen Kurzschluss zu erzeugen. In anderen Worten ausgedrückt wird dabei ein so genannter bedingter Kurzschluss erzeugt, bei dem eine über den Kurzschluss abfallende Spannung nicht auf ein komplett vernachlässigbares Maß gesenkt wird. Eine mit der OLED verschaltete herkömmliche Sicherung bietet hiervor keinen Schutz, da sich bei dem bedingten Kurzschluss die über die OLED abfallende Spannung nicht verringert beziehungsweise sich der durch die OLED fließende Gesamtstrom nicht
zwangsläufig erhöht. Der Gesamtwiderstand der OLED ändert sich somit nicht. Es kommt bei gleichbleibender externer Spannung und gleichbleibendem externen Strom zu einer
Lokalisierung und/oder Konzentrierung des Stroms im lokalen Defekt. Eine herkömmliche Sicherung führt bei einem bedingten Kurzschluss einer OLED demnach nicht zwangsläufig zu einer Unterbrechung des Betriebs der OLED. Im Falle eines bedingten Kurzschlusses fließt der Großteil des Stroms nachteilig durch den lokalen Defekt, wodurch sich die lokale Stromdichte erhöht. Dies kann nachteilig zu einer lokalen Überhitzung an der betreffenden Stelle des lokalen Defekts führen. Eine Verletzungsgefahr, wie beispielsweise eine Verbrennungsgefahr bei direktem Kontakt mit der OLED, sowie eine Brandgefahr, die auf der lokalen Überhitzung der OLED basieren, können hierbei, auch bei Verwendung einer wie oben beschriebenen herkömmlichen Sicherung, auftreten. Die Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine
optoelektronische Baugruppe anzugeben, die sicher und/oder qualitativ hochwertig betrieben werden kann und insbesondere ein Erkennen zumindest einer elektrischen Eigenschaft, insbesondere eines Kurzschlusses, zumindest einer Komponente, insbesondere eines Leuchtdiodenelements, der Baugruppe optoelektronischen ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erkennen einer elektrischen Eigenschaft, beispielsweise eines Kurzschlusses, in einem Leuchtdiodenelement bereitzustellen, das einfach und/oder kostengünstig durchführbar ist und/oder das zu einem sicheren und qualitativ hochwertigen Betreiben des Leuchtdiodenelements und/oder einer optoelektronischen Baugruppe, die das Leuchtdiodenelement aufweist, beiträgt.
Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch eine optoelektronische Baugruppe, die zumindest ein erstes Leuchtdiodenelement, ein zweites Leuchtdiodenelement und einen elektronischen Schaltkreis aufweist. Das erste Leuchtdiodenelement und das zweite Leuchtdiodenelement sind elektrisch parallel geschaltet. Der elektronische Schaltkreis ist dazu ausgebildet, einen im Betrieb fließenden
elektrischen Strom durch das erste Leuchtdiodenelement mit einem im Betrieb fließenden elektrischen Strom durch das zweite Leuchtdiodenelement zu vergleichen. Der elektronische Schaltkreis ist dazu ausgebildet, abhängig von dem Vergleich mindestens eine elektrische Eigenschaft des ersten
Leuchtdiodenelements oder des zweiten Leuchtdiodenelements zu erkennen .
Der elektronische Schaltkreis ermöglicht demnach durch den Vergleich der im Betrieb fließenden Ströme das Erkennen zumindest einer elektrischen Eigenschaft eines der
Leuchtdiodenelemente . Das dadurch erhaltene Wissen über die elektrische Eigenschaft kann vorteilhafterweise zur
Vermeidung von Gefahren wie beispielsweise einer
Verletzungsgefahr und/oder einer Brandgefahr Verwendung finden. Die Sicherheit im Betrieb der optoelektronischen Baugruppe erhöht sich so mit Vorteil.
Der elektronische Schaltkreis weist vorzugsweise zum
Vergleichen der Ströme der Leuchtdiodenelemente eine
Vergleichseinheit auf, die den Vergleich durchführt. Zum Erkennen der mindestens einen elektrischen Eigenschaft findet bevorzugt eine Auswerteeinheit Verwendung, die beispielsweise einem ermittelten verglichenen Wert der Ströme eine
elektrische Eigenschaft zuordnet. Dabei ist nicht
zwangsläufig notwendig, dass die Vergleichseinheit und die Auswerteeinheit verschiedene Komponenten des Schaltkreises bilden. Vielmehr ist es möglich, dass eine einzige Komponente des Schaltkreises die Funktion der Vergleichseinheit und der Auswerteeinheit übernimmt.
In der optoelektronischen Baugruppe ist vorliegend also der elektronische Schaltkreis integriert, mit dem ein
Erkennungsverfahren von zumindest einer elektrischen
Eigenschaft der Leuchtdiodenelemente der Baugruppe
bereitgestellt wird. Das Erkennungsverfahren basiert dabei auf dem Vergleich der Ströme, die im Betrieb durch die
Leuchtdiodenelemente fließen.
Das erste und das zweite Leuchtdiodenelement können jeweils beispielsweise eine einzeln betriebene LED oder OLED, eine einzelne LED oder OLED, die mit anderen LEDs und/oder OLEDs zusammen betrieben wird, beispielsweise mittels elektrischen Koppeins deren Kathoden oder Anoden, oder ein Segment einer Mehrsegment-OLED mit der jeweils anderen oder mehreren
Leuchtdiodenelementen, die eine gemeinsamen Kathode oder Anode aufweisen, sein. Beispielsweise kann das erste und das zweite Leuchtdiodenelement neben anderen einzelnen LEDs,
OLEDs oder OLED-Segmenten separat jeweils angesteuert werden, beispielsweise zur Realisierung von dynamischen
Lichteffekten, beispielsweise im Automobilbereich,
beispielsweise zum Darstellen von Blinkerszenarien und/oder Welcome-Szenarien.
Gemäß einer Weiterbildung ist die mindestens eine elektrische Eigenschaft ein Kurzschluss des entsprechenden
Leuchtdiodenelements. Der Kurzschluss wird vorliegend durch den Stromvergleich der Leuchtdicdenelemente erkannt. Durch das Erkennen des Kurzschlusses eines der Leuchtdiodenelemente mittels des elektronischen Schaltkreises kann
vorteilhafterweise eine Verletzungsgefahr und/oder eine Brandgefahr, die durch eine lokale Überhitzung im Falle von einem bedingten Kurzschluss auftreten können, ausgeschlossen werden . Im Falle von in einem gemeinsamen Prozess abgeschiedenen Leuchtdiodenelementen kann von Leuchtdiodenelementen
ausgegangen werden, die nahezu identische Strom-Spannungs- Charakteristika haben. In anderen Worten ausgedrückt fließen durch das erste Leuchtdiodenelement und das zweite
Leuchtdiodenelement im Normalbetrieb etwa gleich große
Ströme. Tritt nun ein bedingter Kurzschluss in einem der Leuchtdiodenelemente auf, fließt der Großteil des
eingeprägten Stroms durch diesen lokalen Defekt, wodurch sich der Stromfluss durch das entsprechende Leuchtdiodenelement erhöht. Der Stromfluss durch das andere Leuchtdiodenelement, das keinen Kurzschluss aufweist, verringert sich
entsprechend. Dadurch tritt ein erhöhter Differenzbetrag der Ströme auf, anhand dessen mittels Vergleich dieser Ströme der bedingte Kurzschluss erkannt werden kann. Ein sicheres
Betreiben der optoelektronischen Baugruppe ermöglicht sich mit Vorteil .
Im Falle von Leuchtdiodenelementen mit unterschiedlichen Strom-Spannungs-Charakteristika kann ebenfalls eine
Kurzschlusserkennung mittels eines Stromvergleichs
durchgeführt werden. Hierzu wird der elektronische
Schaltkreis auf den bereits zu Beginn bestehenden Unterschied der Ströme kalibriert. Der elektronische Schaltkreis ist dabei also auf einen bereits bestehenden Differenzbetrag abgestimmt, sodass eine Abweichung von diesem im
Normalbetrieb auftretenden Differenzbetrag erkannt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich können die einzelnen
Leuchtdiodenelemente der optoelektronischen Baugruppe zum Stromvergleich zueinander passend ausgewählt werden.
Leuchtdiodenelemente, die Fertigungsschwankungen aufweisen, die sich unter anderem in den Strom-Spannungs-Charakteristika der einzelnen Leuchtdiodenelemente widerspiegeln können, können so bereits vor dem Stromvergleich differenziert werden. Gemäß einer Weiterbildung ist die mindestens eine elektrische Eigenschaft eine elektrische Leitfähigkeit des entsprechenden Leuchtdiodenelements. Insbesondere bei Auftreten eines lokalen Defekts, wie beispielsweise eines bedingten
Kurzschlusses, kann sich die elektrische Leitfähigkeit zwischen Anode und Kathode erhöhen, wodurch der Großteil des Stroms durch diesen lokalen Defekt fließt und sich die lokale Stromdichte erhöht. Das Bestimmen der elektrischen
Leitfähigkeit und insbesondere das Erkennen von Abweichungen der elektrischen Leitfähigkeit vom Normalbetrieb erlauben so die Detektion eines lokalen Defekts des entsprechenden
Leuchtdiodenelements der optoelektronischen Baugruppe. Ein sicheres und qualitativ hochwertiges Betreiben der
optoelektronischen Baugruppe ermöglicht sich mit Vorteil. Gemäß einer Weiterbildung ist die mindestens eine elektrische Eigenschaft ein Stromfluss durch das entsprechende
Leuchtdiodenelement. Bei Auftreten eines bedingten
Kurzschlusses in einem der Leuchtdiodenelemente erhöht sich der Stromfluss durch dieses Leuchtdiodenelement. Ein erhöhter Differenzbetrag der Ströme kann mittels des elektronischen Schaltkreises erkannt und Rückschlüsse auf einen lokalen Defekt gezogen werden. Es ermöglicht sich auch hier ein sicheres und qualitativ hochwertiges Betreiben der
optoelektronischen Baugruppe.
Das Erkennen einer der oben angeführten Eigenschaften erlaubt demnach eine Detektion von lokalen Defekten sowie von
Abweichungen vom Normalbetrieb. Dies kann neben dem
Ausschließen von Gefahren, wie beispielsweise eine
Verletzungs- oder Brandgefahr, zur Qualitätskontrolle einzelner Leuchtdiodenelemente und damit der gesamten
optoelektronischen Baugruppe dienen. Liegen hier bereits in einem Testverfahren nach der Fertigung der optoelektronischen Baugruppe deutlich unterschiedliche Ströme zwischen den einzelnen Leuchtdiodenelementen vor, so ist von einer
fehlerhaften optoelektronischen Baugruppe auszugehen. Diese fehlerhafte optoelektronische Baugruppe kann
vorteilhafterweise direkt nach dem Testverfahren aussortiert werden, wodurch der Verkauf und/oder der Betrieb fehlerhafter optoelektronischer Baugruppen vermieden werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung ist der elektronische Schaltkreis dazu ausgebildet, bei dem Differenzbetrag der zu
vergleichenden Ströme, der einen vorgegebenen Differenzbetrag überschreitet, die mindestens eine elektrische Eigenschaft zu erkennen. Mit anderen Worten ausgedrückt wird die mindestens eine elektrische Eigenschaft erkannt, wenn ein vorgegebener oder festgelegter zu großer Differenzbetrag zwischen den zu vergleichenden Strömen auftritt. Dieses Überschreiten des Differenzbetrags kann beispielsweise mittels der
Auswerteeinheit erkannt werden, die den Vergleich der Ströme, die durch die Leuchtdiodenelemente fließen, durchführt, und die anschließend an diesen Stromvergleich das Ergebnis des Stromvergleichs mit dem vorgegebenen Differenzbetrag
abgleicht. Bei einer erhöhten Abweichung von dem vorgegebenen Differenzbetrag wird ein Erkennen der entsprechenden
elektrischen Eigenschaft ausgelöst. Dadurch ermöglicht sich vorteilhafterweise unter anderem die Lokalisierung von lokalen Defekten der optoelektronischen Baugruppe.
Unter einem Differenzbetrag ist insbesondere zu verstehen, dass eine Differenz zweier Beträge, also positiver Zahlen, genommen wird. Mit anderen Worten wird vorliegend einer der Ströme vorzeichenpositiv von dem anderen der Ströme
subtrahiert. Wird eine Abweichung von Null festgestellt, die unter Beachtung möglicher fertigungsbedingter Schwankungen als überhöht eingestuft werden kann, ist von einem lokalen Defekt, beispielsweise einem Kurzschluss, auszugehen.
Gemäß einer Weiterbildung ist der elektronische Schaltkreis dazu ausgebildet, bei Überschreiten eine elektrische Abschaltung eines der Leuchtdiodenelemente und/oder der
Baugruppe auszulösen. Mit anderen Worten ausgedrückt wird mittels des elektronischen Schaltkreises bei Erkennen von lokalen Defekten das defekte Leuchtdiodenelement und/oder die gesamte optoelektronische Baugruppe abgeschaltet. Eine
Unterbrechung des Betriebs des defekten Leuchtdiodenelements und/oder der optoelektronischen Baugruppe ermöglicht sich dadurch mit Vorteil. Das Abschalten mittels des
elektronischen Schaltkreises erfolgt beispielsweise über zumindest einen Schalter, der den Stromkreis beziehungsweise Schaltkreis unterbricht. Um ein partielles Abschalten der einzelnen Leuchtdiodenelemente bei Auftreten eines Defekts bereitzustellen, weist der elektronische Schaltkreis
vorzugsweise vor oder nach jedem Leuchtdiodenelement einen Schalter auf, der jeweils den Stromkreis beziehungsweise Schaltkreis lediglich des defekten Leuchtdiodenelements unterbricht. Ein derartiger Schalter kann beispielsweise einen Transistor aufweisen oder davon gebildet sein. Gemäß einer Weiterbildung weist der elektronische Schaltkreis zumindest einen Summenstromwandler, eine Spule, eine erste elektrische Leitung des ersten Leuchtdiodenelements und eine zweite elektrische Leitungen des zweiten Leuchtdiodenelements auf. Die Spule (45) ist um den Summenstromwandler (44) gewunden beziehungsweise gewickelt. Die erste elektrische Leitung und die zweite elektrische Leitung sind durch den Summenstromwandler geführt. Ein Stromfluss der ersten
elektrischen Leitung und ein Stromfluss der zweiten
elektrischen Leitung sind gegenläufig. Mit anderen Worten ausgedrückt laufen die Leitungen der beiden
Leuchtdiodenelemente gegenläufig durch den
Summenstromwandler .
Der Summenstromwandler addiert insbesondere alle zum und vom Verbraucher fließende Ströme vorzeichenrichtig. Mit anderen Worten summieren sich induzierte Ströme der Leitungen vorzeichenbehaftet zu Null auf, wenn diese die gleiche Höhe haben. Im Normalbetrieb heben sich also die Induktionswirkungen der Leitungen auf, womit kein Magnetfluss im Summenstromwandler induziert wird und kein Sekundärstrom fließt . Abweichungen in den Strömen und damit Abweichungen vom Normalbetrieb führen zu einem Strom in der Spule, wodurch eine Abweichung von der Aufsummierung zu Null auftritt.
Ausgehend von der Stromabweichung können vorteilhafterweise lokale Defekte detektiert werden. Der elektronische Schaltkreis weist hierbei Komponenten und entsprechende Anordnungen auf, die ähnlich einer FI- Schutzschaltung sind. Eine FI-Schutzschaltung trennt den überwachten Stromkreis bei Überschreiten eines gewissen
Fehlerstroms, das heißt, wenn ein in einer Leitung zum
Verbraucher hin fließender und ein in einer anderen Leitung vom Verbraucher zurück fließender Strom nicht mehr die gleiche Höhe haben und sich die vorzeichenbehafteten Ströme nicht zu Null aufsummieren. FI -Schutzschaltungen sind dem Fachmann hinreichend bekannt und werden daher an dieser
Stelle nicht näher erörtert.
Gemäß einer Weiterbildung weist der elektronische Schaltkreis eine integrierte mikroelektronische Schaltung (IC) auf. Der Vergleich der durch die Leuchtdiodenelemente fließenden
Ströme und das Erkennen der elektrischen Eigenschaft erfolgt hierbei also durch die integrierte mikroelektronische
Schaltung. Eine derartige Schaltung ist aufgrund ihrer geringen Größe einfach und platzsparend in oder an der optoelektronischen Baugruppe anbringbar.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Baugruppe eine Mehrzahl von Leuchtdiodenelementen auf . Der elektronische Schaltkreis ist dazu ausgebildet, jeweils einen im Betrieb fließenden elektrischen Strom durch jedes Leuchtdiodenelement zu
bestimmen und die Ströme der Leuchtdiodenelemente miteinander zu vergleichen. Abhängig von dem Vergleich ist der
elektronische Schaltkreis dazu ausgebildet, eine elektrische Abschaltung mindestens eines der Leuchtdiodenelemente und/oder der optoelektronischen Baugruppe auszulösen. Die optoelektronische Baugruppe weist vorliegend also n
Leuchtdiodenelemente auf. Als n ist hierbei eine ganze, nicht negative Zahl anzusehen, die die Anzahl der
Leuchtdiodenelemente der Baugruppe wiedergibt . Die durch die n Leuchtdiodenelemente fließenden Ströme werden verglichen und eines der Leuchtdiodenelemente, mehrere der
Leuchtdiodenelemente und/oder die gesamte Baugruppe werden abhängig von dem Vergleich abgeschaltet. Insbesondere findet eine Abschaltung Anwendung, wenn eines der
Leuchtdiodenelemente oder mehrere der Leuchtdiodenelemente einen entsprechend höheren Strom, beispielsweise höher als der vorgegebene Differenzbetrag, aufweisen als die übrigen Leuchtdiodenelemente .
Vorteilhafterweise kann dadurch ein sicherer Betrieb von einer optoelektronischen Baugruppe, die eine Mehrzahl von Leuchtdiodenelementen aufweist, ermöglicht werden. Eine
Verletzungs- und Brandgefahr kann auch bei dieser
optoelektronischen Baugruppe vorliegend ausgeschlossen werden.
Gemäß einer Weiterbildung sind das erste Leuchtdiodenelement und das zweite Leuchtdiodenelement monolithisch auf einem gemeinsamen Substrat abgeschieden. Beispielsweise handelt es sich bei den Leuchtdiodenelementen um eine im Prinzip
einzige, jedoch segmentiert gefertigte optoelektronische Baugruppe. Diese können lateral strukturiert so aufgebracht sein, dass sich zwei parallel betreibbare
Leuchtdiodenelemente ergeben, deren funktionelle Schichten gleichzeitig in einem Prozess abgeschieden sind. Dadurch kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass die beiden Leuchtdiodenelemente möglichst identische Strom-Spannungs- Charakteristika aufweisen. Dadurch ist ein Vergleich der durch die Leuchtdiodenelemente fließenden Ströme und eine festzustellende Abweichung dieser Ströme vereinfacht möglich. Gemäß einer Weiterbildung sind das erste Leuchtdiodenelement und das zweite Leuchtdiodenelement übereinander gestapelt oder lateral nebeneinander angeordnet. Neben der wie oben erläuterten, lateral segmentierten optoelektronischen
Baugruppe ist vorliegend demnach unter anderem auch eine optoelektronische Baugruppe möglich, die mittels einer
Zwischenelektrode mehrfachgestapelt ausgebildet ist. Bei einer übereinander gestapelten Anordnung der zwei
Leuchtdiodenelemente wird zum Erkennen der elektrischen
Eigenschaft der Strom durch das untere Leuchtdiodenelement mit dem Strom durch das obere Leuchtdiodenelement verglichen. Durch die gestapelte Anordnung kann mit Vorteil eine
platzsparende optoelektronische Baugruppe bereitgestellt werden.
Derartige übereinander gestapelte Leuchtdiodenelemente sind dem Fachmann ausreichend bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht näher erörtert. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zum
Erkennen einer elektrischen Eigenschaft eines ersten
Leuchtdiodenelements oder eines zweiten Leuchtdiodenelements, bei dem das erste Leuchtdiodenelement und das zweite
Leuchtdiodenelement elektrisch parallel betrieben werden. Ein im Betrieb fließender elektrischer Strom durch das erste Leuchtdiodenelement wird mit einem im Betrieb fließenden elektrischen Strom durch das zweite Leuchtdiodenelement mittels eines elektronischen Schaltkreises verglichen. Die elektrische Eigenschaft wird abhängig von dem Vergleich erkannt .
Durch den elektronischen Schaltkreis sind demnach mit Vorteil Rückschlüsse auf zumindest eine elektrische Eigenschaft eines der Leuchtdiodenelemente möglich. Beispielsweise lassen sich so schnell, sicher, wenig aufwendig und platzsparend lokale Defekte detektieren und vorteilhafterweise zudem
lokalisieren. Ein sicheres Betreiben der
Leuchtdiodenelemente, die beispielsweise in einer optoelektronischen Baugruppe gemeinsam verbaut sind, kann dadurch ermöglicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird als die elektrische
Eigenschaft ein Kurzschluss des ersten Leuchtdiodenelements oder des zweiten Leuchtdiodenelements erkannt. Insbesondere Gefahren, die bei einem bedingten Kurzschluss auftreten können, und die durch Verwendung einer herkömmlichen
beispielsweise externen Sicherungen nicht reduziert oder gar ausgeschlossen werden können, können vorliegend erkannt und darauf entsprechend reagiert werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird der Kurzschluss erkannt, im Falle, dass der Differenzbetrag der verglichenen Ströme den vorgegebenen Differenzbetrag überschreitet. Anders
ausgedrückt wird die elektrische Eigenschaft erkannt, wenn ein vorgegebener, zu großer Differenzbetrag zwischen den Strömen vorliegt. Dadurch lässt sich auf schnelle und
einfache Weise ein Kurzschluss, insbesondere ein bedingter Kurzschluss eines der Leuchtdiodenelemente feststellen.
Gemäß einer Weiterbildung wird bei dem Überschreiten des vorgegebenen Differenzbetrags eine elektrische Abschaltung zumindest eines der Leuchtdiodenelemente ausgelöst. Dadurch kann mit Vorteil sichergestellt werden, dass einzelne oder mehrere defekte Leuchtdiodenelemente bei Auftreten eines Defekts abgeschaltet werden. Mögliche Gefahren können so ausgeschlossen werden. Gemäß einer Weiterbildung wird jeweils ein im Betrieb
fließender elektrischer Strom durch mehrere
Leuchtdiodenelemente mittels des elektronischen Schaltkreises bestimmt . Die Ströme der Leuchtdiodenelemente werden mittels des elektronischen Schaltkreises miteinander verglichen.
Abhängig von dem Vergleich werden eines oder mehrere der Leuchtdiodenelemente elektrisch abgeschaltet . Mit Vorteil können dadurch mehrere Leuchtdiodenelemente, die beispielsweise gemeinsam in einer optoelektronischen
Baugruppe verbaut sind, auf lokale Defekte untersucht werden, wodurch ein sicheres Betreiben dieser Mehrzahl der
Leuchtdiodenelemente möglich ist. Hierbei ist ein partielles Abschalten einzelner Leuchtdiodenelemente oder ein Abschalten aller Leuchtdiodenelemente, also der gesamten
optoelektronischen Baugruppe, bei Auftreten eines lokalen Defekts möglich. Im Falle des partiellen Abschaltens
einzelner Leuchtdiodenelemente aufgrund von partiell
auftretenden Defekten können die noch funktionierenden
Leuchtdiodenelemente weiter betrieben werden. Alternativ ist es natürlich möglich, die gesamten Leuchtdiodenelemente, also die gesamte optoelektronischen Baugruppe, bei Auftreten eines Defekts abzuschalten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine seitliche Schnittdarstellung eines
Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe ;
Figur 2 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer
optoelektronischen Baugruppe,- ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe;
Figur 4 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines herkömmlichen FI-Schutzschalters; Figur 5 eine detaillierte Schnittdarstellung einer
Schichtenstruktur eines Ausführungsbeispiels eines Leuchtdiodenelements . In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser
Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird
Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da
Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl
verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Eine optoelektronische Baugruppe kann ein, zwei oder mehr optoelektronische Bauelemente aufweisen. Optional kann eine optoelektronische Baugruppe auch ein, zwei oder mehr
elektronische Bauelemente aufweisen. Ein elektronisches
Bauelement kann beispielsweise ein aktives und/oder ein passives Bauelement aufweisen. Ein aktives elektronisches Bauelement kann beispielsweise eine Rechen-, Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder einen Transistor aufweisen. Ein
passives elektronisches Bauelement kann beispielsweise einen Kondensator, einen Widerstand, eine Diode oder eine Spule aufweisen.
Ein optoelektronisches Bauelement kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement sein. Ein
elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische
Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot -Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED) , als Licht emittierender
Transistor, als Leuchtdiodenelement oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden
Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse. Pig.l zeigt eine optoelektronische Baugruppe, insbesondere eine organische Leuchtdiode 1 (OLED) . Alternativ dazu kann die Leuchtdiode 1 keine organische Leuchtdiode sondern eine anorganische Leuchtdiode, insbesondere eine LED, sein. Die Leuchtdiode 1 weist einen Träger 12 auf. Auf dem Träger 12 ist eine optoelektronische Schichtenstruktur ausgebildet.
Die optoelektronische Schichtenstruktur weist eine erste elektrisch leitfähige Schicht 14 auf, die einen ersten Kontaktabschnitt 16, einen zweiten Kontaktabschnitt 18 und eine erste Elektrodenschicht 20 aufweist. Der Träger 12 mit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 14 kann auch als Substrat bezeichnet werden. Der zweite Kontaktabschnitt 18 ist mit der ersten Elektrodenschicht 20 der
optoelektronischen Schichtenstruktur elektrisch gekoppelt, beispielsweise sind der zweite Kontaktabschnitt 18 und die erste Elektrodenschicht einstückig ausgebildet. Die erste Elektrodenschicht 20 ist von dem ersten Kontaktabschnitt 16 mittels einer elektrischen Isolierungsbarriere 21 elektrisch isoliert. Über der ersten Elektrodenschicht 20 ist eine optisch funktionelle Schichtenstruktur, beispielsweise eine organische funktionelle Schichtenstruktur 22, der
optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet. Die
organische funktionelle Schichtenstruktur 22 kann
beispielsweise eine, zwei oder mehr übereinander ausgebildete Teilschichten aufweisen, wie weiter unten mit Bezug zu Figur 5 näher erläutert. Über der organischen funktionellen
Schichtenstruktur 22 ist eine zweite elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere eine zweite Elektrodenschicht 23 der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet, die
elektrisch mit dem ersten Kontaktabschnitt 16 gekoppelt ist. Die erste Elektrodenschicht 20 dient beispielsweise als Anode oder Kathode der optoelektronischen Schichtenstruktur. Die zweite Elektrodenschicht 23 dient korrespondierend zu der ersten Elektrodenschicht 20 als Kathode bzw. Anode der optoelektronischen Schichtenstruktur.
Die Leuchtdiode 1 weist mindestens zwei, beispielsweise drei oder mehr Segmente, beispielsweise ein erstes Segment, ein zweites Segment und ein drittes Segment auf. In anderen
Worten ist die Leuchtdiode 1 segmentiert. Das erste Segment ist von einem ersten Leuchtdiodenelement 50 gebildet. Das zweite Segment ist von einem zweiten Leuchtdiodenelement 52 gebildet. Das dritte Segment ist von einem dritten
Leuchtdiodenelement 54 gebildet. Die Leuchtdiodenelemente 50, 52, 54 weisen voneinander getrennte Segmente der organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 und voneinander getrennte Segmente der ersten Elektrodenschicht 20 auf. Insbesondere weist die erste Elektrodenschicht 20 eine erste Elektrode 51 des ersten Leuchtdiodenelements 50, eine erste Elektrode 53 des zweiten Leuchtdiodenelements 52 und eine erste Elektrode 55 des dritten Leuchtdiodenelernents 54 auf. Falls die
Leuchtdiode 1 mehr oder weniger Segmente aufweist, so weist die erste Elektrodenschicht 20 entsprechend mehr bzw. weniger erste Elektroden 51, 53, 55 auf. Optional teilen sich die Leuchtdiodenelemente 50, 52, 54 die zweite Elektrodenschicht 23, die nicht segmentiert ist. Alternativ dazu kann bei den Leuchtdiodenelementen 50, 52, 54 die zweite Elektrodenschicht 23 segmentiert sein und/oder die erste Elektrodenschicht 20 kann nicht segmentiert und/oder einstückig ausgebildet sein. Ferner kann auch bei einer segmentierten Elektrodenschicht 20, 23 die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 nicht segmentiert, also einstückig, ausgebildet sein. Die ersten Elektroden 51, 53, 55 können mit nicht dargestellten
verschiedenen, voneinander elektrisch isolierten, Bereichen des zweiten Kontaktabschnitts 18 elektrisch gekoppelt sein, so dass die Leuchtdiodenelemente 50, 52, 54 unabhängig voneinander betrieben werden können.
Alternativ dazu kann die Leuchtdiode 1 unsegmentiert sein, also keine Segmente aufweisen, und/oder aus einem einzelnen Leuchtdiodenelement bestehen. Ferner kann die Leuchtdiode 1 mit einer, zwei oder mehr nicht dargestellten weiteren
Leuchtdioden elektrisch und/oder mechanisch gekoppelt sein. Beispielsweise können die entsprechenden Leuchtdioden
elektrisch parallel geschaltet sein, beispielsweise über eine elektrische Verbindung der ersten oder zweiten Elektroden, beispielsweise kann eine der Elektroden der verschiedenen Leuchtdioden einstückig ausgebildet sein und sich über mehrere Leuchtdioden erstrecken. über der zweiten Elektrodenschicht 23 und teilweise über dem ersten Kontaktabschnitt 16 und teilweise über dem zweiten Kontaktabschnitt 18 ist eine Verkapselungsschicht 24 der optoelektronischen Schichtenstruktur ausgebildet, die die optoelektronische Schichtenstruktur verkapselt. In der
Verkapselungsschicht 24 sind über dem ersten Kontaktabschnitt 16 eine erste Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 und über dem zweiten Kontaktabschnitt 18 eine zweite Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ausgebildet. In der ersten Ausnehmung der Verkapselungsschicht 24 ist ein erster Kontaktbereich 32 freigelegt und in der zweiten Ausnehmung der
Verkapselungsschicht 24 ist ein zweiter Kontaktbereich 34 freigelegt. Der erste Kontaktbereich 32 dient zum
elektrischen Kontaktieren des ersten Kontaktabschnitts 16 und der zweite Kontaktbereich 34 dient zum elektrischen
Kontaktieren des zweiten Kontaktabschnitts 18.
Ober der Verkapselungsschicht 24 ist eine Haftmittelschicht 36 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 weist beispielsweise ein Haftmittel, beispielsweise einen Klebstoff,
beispielsweise einen Laminierklebstoff, einen Lack und/oder ein Harz auf. Über der Haftmittelschicht 36 ist ein
Abdeckkörper 38 ausgebildet. Die Haftmittelschicht 36 dient zum Befestigen des Abdeckkörpers 38 an der
Verkapselungsschicht 24. Der Abdeckkörper 38 dient zum
Schützen der Leuchtdiode 1, beispielsweise vor mechanischen Krafteinwirkungen von außen. Ferner kann der Abdeckkörper 38 zum Verteilen und/oder Abführen von Hitze dienen, die in der Leuchtdiode 1 erzeugt wird. Das Substrat steht seitlich unter dem Abdeckkörper 38 hervor. Alternativ dazu können das
Substrat und der Abdeckkörper 38 an ihren Seitenkanten bündig oder nahezu bündig ausgebildet sein, wobei eine Kontaktierung der Kontaktbereiche 32, 34 beispielsweise über Ausnehmungen und/oder Löcher im Abdeckkörper 38 und/oder im Träger 12 erfolgen kann.
Fig. 2 zeigt ein Schaltbild einer optoelektronische
Baugruppe, die ein erstes Leuchtdiodenelement 51,
beispielsweise ausgebildet wie das im Vorhergehenden
erläuterte erste Leuchtdiodenelement, und ein zweites
Leuchtdiodenelement 52, beispielsweise ausgebildet wie das im Vorhergehenden erläuterte zweite Leuchtdiodenelement aufweist. Weiter weist die optoelektronische Baugruppe einen elektronischen Schaltkreis 40 auf. Der elektronische
Schaltkreis 40 weist eine erste Spannungsquelle 42 zum
Betreiben der Leuchtdiodenelemente 51, 52 auf.
Die Leuchtdiodenelemente 51, 52 werden elektrisch parallel betrieben. Bevorzugt weisen die Leuchtdiodenelemente 51, 52 möglichst identische Strom-Spannungs-Charakteristika auf. Der elektronische Schaltkreis 40 weist weiter eine
elektronische Schaltung 43 auf, die aus Gründen der einfachen Darstellbarkeit in Figur 2 als einfacher Schalter dargestellt ist. Diese Schaltung 43 dient dazu, insbesondere einen bedingten Kurzschluss eines der Leuchtdiodenelemente 51, 52 festzustellen und entsprechend darauf zu reagieren. Hierzu v/erden mittels der Schaltung 43 ein Strom II, der im Betrieb durch das erste Leuchtdiodenelement 51 fließt, und ein Strom 12, der im Betrieb durch das zweite Leuchtdiodenelement 52 fließt, miteinander verglichen. Im Normalbetrieb fließen durch beide Leuchtdiodenelemente 51, 52 gleich große Ströme. Beim Auftreten eines bedingten Kurzschlusses fließt der
Großteil des eingeprägten Stromes durch den lokalen Defekt. Je nachdem, ob der lokale Defekt in dem ersten
Leuchtdiodenelement 51 oder in dem zweiten
Leuchtdiodenelernent 52 liegt, erhöht sich der Stromfluss durch das entsprechende Leuchtdiodenelement, während sich der Stromfluss durch das andere Leuchtdiodenelement verringert. Dadurch tritt beim Auftreten eines bedingten Kurzschlusses ein erhöhter Differenzbetrag der Ströme II, 12 auf, wodurch der bedingte Kurzschluss durch Vergleichen dieser Ströme II, 12 detektierbar ist.
Im Falle eines bedingten Kurzschlusses, also im Falle von einem erhöhten Differenzbetrag zwischen den Strömen II, 12, ist eine Abschaltung der optoelektronischen Baugruppe mittels der elektronischen Schaltung 43 vorgesehen. Insbesondere wird eine Abschaltung der optoelektronischen Baugruppe ausgelöst, wenn ein vorgegebener, zu großer Differenzbetrag zwischen den Strömen II, 12 vorliegt. Hierzu gleicht die elektronische Schaltung 43 einen Differenzbetrag der Ströme II, 12, die durch die einzelnen Leuchtdiodenelemente 51, 52 fließen, mit einem vorgegebenen Differenzbetrag ab. Liegt der sich
ergebende Differenzbetrag der Ströme II, 12 außerhalb des vorgegebenen Differenzbetrages - zuzüglich einer vorgegebenen Abweichung basierend auf eventuellen Fertigungstoleranzen der Leuchtdiodenelemente 51, 52 -, ist von zumindest einem defekten Leuchtdiodenelement 51, 52 auszugehen.
Der Vergleich der durch die Leuchtdiodenelemente 51, 52 fließenden Ströme II, 12 und die gegebenenfalls erfolgende Abschaltung der optoelektronischen Baugruppe kann durch eine integrierte mikroelektronische Schaltung (IC) erfolgen.
Insbesondere ist hierbei die elektronische Schaltung 43 ein IC oder weist diesen auf .
Durch das Erkennen des bedingten Kurzschlusses und der möglichen Abschaltung der optoelektronischen Baugruppe kann eine Verletzungs- und Brandgefahr, die durch ein lokales Erhitzen im Falle von einem bedingten Kurzschluss auftreten können, mit Vorteil ausgeschlossen werden.
Alternativ zu der oben erörterten optoelektronischen
Baugruppe können die Leuchtdiodenelemente 51, 52 der
Baugruppe unterschiedliche aktive Flächen und dadurch bedingt unterschiedliche Strom-Spannungs-Charakteristika aufweisen. Dies kann beispielsweise bei in verschiedenen Prozessen gefertigten Leuchtdiodenelementen auftreten. Zum Erkennen eines bedingten Kurzschlusses mittels der elektronischen Schaltung 43 ist die elektronische Schaltung 43 auf den ursprünglichen Differenzbetrag der Ströme II, 12 im
Normalbetrieb kalibriert. Bei einer zu großen Abweichung von diesem kalibrierten Differenzbetrag wird entsprechend die Baugruppe abgeschaltet. Ferner können die
Leuchtdiodenelemente voneinander getrennte und/oder
verschiedene Leuchtdioden sein, die zueinander elektrisch parallel geschaltet sind. Weiter alternativ zu der oben erörterten optoelektronischen Baugruppe können die Leuchtdiodenelemente 51, 52 mittels einer Zwischenelektrode übereinander gestapelt angeordnet sein. Hierbei findet zum Erkennen eines bedingten
Kurzschlusses ein Stromvergleich des unteren und des oberen Leuchtdiodenelements Anwendung.
Weiter alternativ zu der oben erörterten optoelektronischen Baugruppe kann die optoelektronische Baugruppe auch mehrere Leuchtdiodenelemente aufweisen. Zum Erkennen eines
Kurzschlusses werden die durch die einzelnen
Leuchtdiodenelemente fließenden Ströme verglichen und die optoelektronische Baugruppe abgeschaltet, wenn ein
Leuchtdiodenelement einen entsprechend höheren Strom aufweist als die übrigen Leuchtdiodeneiemente .
Weiter alternativ zu der oben erörterten Baugruppe kann statt eines Abschaltens der gesamten optoelektronischen Baugruppe lediglich ein Abschalten des oder der defekten
Leuchtdiodenelemente 51, 52 vorgesehen sein. Dabei kann die optoelektronische Baugruppe selbst bei Auftreten einzelner Defekte bzw. Kurzschlüsse weiter ohne Verbrennungs- und/oder Brandgefahr betrieben werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Erkennen des bedingten Kurzschlusses neben der Gefahrenminderung zur
Qualitätskontrolle der Leuchtdiodenelernente 51, 52 eingesetzt werden. Liegen bereits im Testverfahren nach der Fertigung der optoelektronischen Baugruppe deutlich unterschiedliche Ströme II, 12 zwischen den einzelnen Leuchtdiodenelementen 51,52 vor, so ist von einer fehlerhaften optoelektronischen Baugruppe auszugehen. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schaltbildes einer optoelektronischen Baugruppe, die beispielsweise weitgehend der in Figur 2 gezeigten optoelektronischen Baugruppe
entsprechen kann. Die optoelektronische Baugruppe weist die parallel geschalteten Leuchtdiodenelemente 51, 52 und den elektronischen Schaltkreis 40 auf. Der elektronische
Schaltkreis 40 weist die Spannungsquelle 42 und die
elektronische Schaltung 43 auf.
Im Unterschied zu dem in Figur 2 beschriebenen
Ausführungsbeispiel ist die elektronische Schaltung 43 nicht als IC ausgebildet. Die elektronische Schaltung 43 des
Ausführungsbeispiels der Figur 3 weist einen
Summenstromwandler 44, eine Spule 45, eine erste elektrische Leitung 46 des ersten Leuchtdiodenelements 51 und eine zweite elektrische Leitung 47 des zweiten Leuchtdiodenelements 52 auf . Bei dem Summenstromwandler 44 sind zwei oder mehr Leiter durch einen induktiven Stromwandler geführt. Der induktive Stromwandler hat eine Primärwindung, die vom zu messenden Strom durchflössen wird, sowie eine größere Anzahl von
Sekundärwindungen. Die Primärwicklung weist eine durch den Ringkern des Wandlers geführte Stromschiene auf. Gewandelt wird der Differenzstrom aus den Leitern, die durch den induktiven Stromwandler geführt sind. Alternativ dazu kann der Summenstromwandler 44 anders ausgebildet sein.
Die Spule 45 ist beispielsweise um den Summenstromwandler 44 gewunden beziehungsweise um diesen gewickelt. Die erste elektrische Leitung 46 und die zweite elektrische Leitung 47 sind durch den Summenstromwandler 44 geführt. Dabei sind ein Stromfluss der ersten elektrischen Leitung 46 und ein
Stromfluss der zweiten elektrischen Leitung 47 zueinander gegenläufig.
Mit anderen Worten ausgedrückt laufen die Leitungen 46, 47 der Leuchtdiodenelemente 51, 52 gegenläufig durch einen Wandlerkern des Summenstromwandlers 44, sodass sich im
Normalbetrieb die beiden Ströme vorzeichenbehaftet zu Null aufsummieren.
Weist nun eines der Leuchtdiodenelemente 51, 52 einen lokalen Defekt, beispielsweise einen bedingten Kurzschluss, auf, erhöht sich der Stromfluss durch das entsprechende
Leuchtdiodenelement 51, 52, während sich der Stromfluss durch das andere Leuchtdiodenelement 51, 52 verringert. Dadurch entsteht ein erhöhter Differenzbetrag der Ströme der
Leuchtdiodenelemente 51, 52, insbesondere ein von Null verschiedener Differenzbetrag. Dieser kann von der
elektronischen Schaltung 43 erfasst werden und ein Abschalten der optoelektronischen Baugruppe auslösen. Das Abschalten erfolgt beispielsweise mittels Schalter 48. Die Schalter 48 werden mittels eines Schaltschlosses ausgelöst. Hierbei ist jedes Leuchtdiodenelement 51, 52 separat mittels eines eigenen Schalters 48 abschaltbar. Alternativ kann natürlich eine gemeinsame Abschaltung mittels eines gemeinsamen
Schalters vorgesehen sein.
Es ist natürlich anzumerken, dass sich eine Aufsummierung der Ströme zu Null im Normalbetrieb und eine entsprechende
Abweichung von dieser Null - unter Beachtung einer möglichen Abweichung aufgrund von Fertigungstoleranzen - lediglich bei Leuchtdiodenelementen 51, 52 ergeben, die möglichst
identische Strom-Spannungs-Charakteristika aufweisen.
Alternative Ausführungen hierzu sind bereits in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel zu Figur 2 ausgeführt und finden bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 natürlich
entsprechend Anwendung, ohne hier explizit nochmals
aufgeführt zu sein.
Die elektronische Schaltung 43 des Ausführungsbeispiels der Figur 3 basiert auf dem Prinzip einer herkömmlichen FI- Schutzschaltung und ist entsprechend ähnlich zu dieser aufgebaut und ausgeführt. Eine herkömmliche FI- Schutzschaltung ist in dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 näher erörtert. Fig. 4 zeigt das Prinzip einer herkömmlichen FI-
Schutzschaltung. Ein gewöhnlicher FI-Schutzschalter trennt den überwachten Stromkreis bei Überschreiten eines bestimmten Differenzstroms. Mit anderen Worten ausgedrückt trennt der FI-Schutzschalter den Stromkreis, wenn ein in einer Leitung 46 zum Verbraucher hin fließende und ein in einer anderen Leitung 47 vom Verbraucher zurück fließende Strom nicht mehr die gleiche Höhe haben, das heißt, wenn sich die
vorzeichenbehafteten Ströme nicht mehr zu Null aufsummieren .
Differenzströme können auftreten, wenn ein Fehlerstrom fließt, beispielsweise über einen lokalen Defekt wie über einen Kurzschluss. Dazu vergleicht der
Fehlerstromschutzschalter die Höhe des hin- mit der des zurückfließenden Stroms. Die vorzeichenbehaftete Summe aller durch den Fehlerstromschutzschalter fließenden Ströme muss bei einer intakten Anlage Null sein, das heißt, der Strom zum Verbraucher hin muss genauso groß sein wie der Strom, der vom Verbraucher zurück fließt.
Der Vergleich erfolgt in dem Summenstromwandler 44, um den die Spule 45 gewickelt ist. Der Summenstromwandler 44 hat zwei oder mehrere durchlaufende Leitungsadern 46, 47
(Primärwicklungen) . In der Spule 45 wird ein Strom induziert, im Falle, dass im Summenstromwandler 44 aufgrund der
durchlaufenden Leitungsadern 46, 47 ein Magnetfeld
resultiert. Die Leitungsadern 46, 47 sind so geführt, dass ihre Induktionswirkung sich im Normalbetrieb gegenseitig aufhebt, kein Magnetfluss im Wandlerkern induziert wird und kein Sekundärstrom in der Spule 45 fließt.
Der Wandler addiert somit alle zum und vom Verbraucher fließenden Ströme über deren Magnetfelder im Wandlerkern vorzeichenrichtig. Fließt aus einer Leitungsader ein
Fehlerstrom, so ist die Summe von hin- und zurückfließenden Strömen im Wandler nicht mehr Null. Dies hat einen Strom in der Spule 45 zur Folge. Der Sekundärstrom löst ein Relais (Schaltschloss 49) aus, das die Leitung mittels Schalter 48 allpolig abschaltet. Die Spule 45 kann in diesem Zusammenhang auch als Sekundärwicklung oder Auslösespule bezeichnet werden . Fig. 5 zeigt eine detaillierte Schnittdarstellung einer
Schichtenstruktur eines Ausführungsbeispiels eines
Leuchtdiodenelements, beispielsweise eines der im
Vorhergehenden erläuterten Leuchtdiodenelemente 50, 52, das Bestandteil einer Leuchtdiode 1 sein kann, beispielsweise der im Vorhergehenden erläuterten Leuchtdiode 1. Die Leuchtdiode 1 kann als Top-Emitter und/oder Bottom-Emitter ausgebildet sein. Falls die Leuchtdiode 1 als Top-Emitter und Bottom- Emitter ausgebildet ist, kann die Leuchtdiode 1 als optisch transparente Leuchtdiode bezeichnet werden.
Die Leuchtdiode 1 weist den Träger 12 und einen aktiven
Bereich über dem Träger 12 auf. Zwischen dem Träger 12 und dem aktiven Bereich kann eine erste nicht dargestellte
Barriereschicht, beispielsweise eine erste
Barrieredünnschicht, ausgebildet sein. Der aktive Bereich weist die erste Elektrodenschicht 20, die organische
funktionelle Schichtenstruktur 22 und die zweite
Elektrodenschicht 23 auf. Über dem aktiven Bereich ist die Verkapselungsschicht 24 ausgebildet. Die Verkapselungsschicht 24 kann als zweite Barriereschicht, beispielsweise als zweite Barrieredünnschicht, ausgebildet sein. Über dem aktiven
Bereich und gegebenenfalls über der Verkapselungsschicht 24, ist der Abdeckkörper 38 angeordnet. Der Abdeckkörper 38 kann beispielsweise mittels einer Haftmittelschicht 36 auf der Verkapselungsschicht 24 angeordnet sein.
Der aktive Bereich ist ein elektrisch und/oder optisch aktiver Bereich. Der aktive Bereich ist beispielsweise der Bereich der Leuchtdiode 1, in dem elektrischer Strom zum Betrieb der Leuchtdiode 1 fließt und/oder in dem
elektromagnetische Strahlung erzeugt oder absorbiert wird.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 kann ein, zwei oder mehr übereinander ausgebildete funktionelle
Schichtenstruktur-Einheiten und eine, zwei oder mehr
Zwischenschichten zwischen den Schichtenstruktur-Einheiten aufweisen. Die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 kann in lateraler Richtung segmentiert sein.
Der Träger 12 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Der Träger 12 dient als Trägerelement für elektronische Elemente oder Schichten, beispielsweise lichtemittierende Elemente. Der Träger 12 kann beispielsweise Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderes geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein.
Ferner kann der Träger 12 eine Kunststofffolie oder ein
Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien
aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine aufweisen. Ferner kann der
Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC) , Polystyrol (PS) , Polyester und/oder Polycarbonat (PC) , Polyethylenterephthalat (PET) , Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen. Der Träger 12 kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, beispielsweise Kupfer, Silber, Gold, Platin, Eisen, beispielsweise eine MetallVerbindung,
beispielsweise Stahl. Der Träger 12 kann als Metallfolie oder metallbeschichtete Folie ausgebildet sein. Der Träger 12 kann ein Teil einer Spiegelstruktur sein oder diese bilden. Der Träger 12 kann einen mechanisch rigiden Bereich und/oder einen mechanisch flexiblen Bereich aufweisen oder derart ausgebildet sein.
Die erste Elektrodenschicht 20 kann als Anode oder als
Kathode ausgebildet sein. Die erste Elektrodenschicht 20 kann transluzent oder transparent ausgebildet sein. Die erste Elektrodenschicht 20 weist ein elektrisch leitfähiges
Material auf, beispielsweise Metall und/oder ein leitfähiges transparentes Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einen Schichtenstapel mehrerer Schichten, die Metalle oder TCOs aufweisen. Die erste Elektrodenschicht 20 kann
beispielsweise einen Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs aufweisen, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO) oder ITO-Ag-ITO Multischichten. Die erste
Elektrodenschicht 20 kann segmentiert sein.
Als Metall können beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm oder Li, sowie Verbindungen, Kombinationen oder
Legierungen dieser Materialien verwendet werden.
Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Materialien, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO) . Neben binären Metallsauerstoff- Verbindungen, wie beispielsweise ZnO, Sn02, oder In203 gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise AlZnO, Zn2Sn04, CdSn03, ZnSn03, Mgln204,
Galn03, Zn2In205 oder In4Sn3012 oder Mischungen
unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs .
Die erste Elektrodenschicht 20 kann alternativ oder
zusätzlich zu den genannten Materialien aufweisen: Netzwerke aus metallischen Nanodrähten und -teilchen, beispielsweise aus Ag, Netzwerke aus Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen- Teilchen und -Schichten und/oder Netzwerke aus halbleitenden Nanodrähten. Beispielsweise kann die erste Elektrodenschicht 20 eine der folgenden Strukturen aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Netzwerk aus metallischen Nanodrähten, beispielsweise aus Ag, die mit leitfähigen Polymeren
kombiniert sind, ein Netzwerk aus Kohlenstoff-Nanoröhren, die mit leitfähigen Polymeren kombiniert sind und/oder Graphen- Schichten und Komposite. Ferner kann die erste
Elektrodenschicht 20 elektrisch leitfähige Polymere oder Übergangsmetalloxide aufweisen.
Die erste Elektrodenschicht 20 kann beispielsweise eine
Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von 10 nm bis 500 nm, beispielsweise von 25 nm bis 250 nm, beispielsweise von 50 nm bis 100 nm. Die erste Elektrodenschicht 20 kann einen ersten elektrischen Anschluss aufweisen, an den ein erstes elektrisches Potential anlegbar ist. Das erste elektrische Potential kann von einer Energiequelle (nicht dargestellt) bereitgestellt werden, beispielsweise von einer Stromquelle oder einer
Spannungsquelle. Alternativ kann das erste elektrische
Potential an den Träger 12 angelegt sein und der ersten
Elektrodenschicht 20 über den Träger 12 mittelbar zugeführt werden. Das erste elektrische Potential kann beispielsweise das Massepotential oder ein anderes vorgegebenes
Bezugspotential sein.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur 22 kann eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine
Emitterschicht, eine Elektronentransportschicht und/oder eine Elektroneninjektionsschicht aufweisen.
Die Lochinjektionsschicht kann auf oder über der ersten
Elektrodenschicht 20 ausgebildet sein. Die
Lochinjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: HAT-CN, Cu(I)pFBz, MoOx, WOX, VOX, ReOx, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi (III) pFBz, F16CuPc ; NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' - bis (phenyl) -benzidin) ; beta-NPB Ν,Ν' -Bis (naphthalen-2-yl) - Ν,Ν' -bis (phenyl) -benzidin) ; TPD (Ν,Ν' -Bis (3-methylphenyl) - Ν,Ν' -bis (phenyl) -benzidin) ; Spiro TPD (N,N'-Bis{3- methylphenyl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -benzidin) ; Spiro-NPB (Ν,Ν' - Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -spiro) ; DMFL-TPD Ν,Ν'- Bis (3-methylphenyl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -9, 9-dimethyl-fluoren) ; DMFL-NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -9, 9- dimethyl-fluoren) ; DPFL-TPD (Ν,Ν' -Bis (3-methylphenyl) -Ν,Ν' - bis (phenyl) -9, 9-diphenyl-fluoren) ; DPFL-NPB (Ν,Ν'- Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -9, 9-diphenyl-fluoren) ; Spiro-TAD (2 , 2 ' , 7 , 7 · -Tetrakis (n, n-diphenylamino) - 9,9 '- spirobifluoren) ; 9, 9-Bis 14 - (N, N-bis-biphenyl-4 -yl- amino) phenyl] -9H-fluoren; 9, 9-Bis [4- (N,N-bis-naphthalen-2-yl- amino)phenyl] -9H-fluoren; 9, 9-Bis [4- (Ν,Ν' -bis-naphthalen-2- yl-N, N' -bis-phenyl -amino) -phenyl] -9H-fluor; Ν,Ν' bis (phenanthren-9-yl) -Ν,Ν' -bis(phenyl) -benzidin; 2,7 Bis [N, N- bis (9, 9-spiro-bifluorene-2 -yl) -aroino] -9, 9-spiro-bifluoren; 2,2' -Bis (Ν,Ν-bis (biphenyl-4-yl)amino] 9, 9-spiro-bifluoren; 2,2· -Bis (N,N-di-phenyl-amino) 9, 9-spiro-bifluoren; Di- [4- (N,N- ditolyl -amino) -phenyl] cyclohexan; 2, 2 ',7, 7· tetra(N, N-di- tolyl)amino-spiro-bifluoren; und/oder N, Ν,Ν' ,Ν' -tetra- naphthalen-2-yl-benzidin.
Die Lochinjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 1000 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 300 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 200 nm. Auf oder über der Lochinjektionsschicht kann die
Lochtransportschicht ausgebildet sein. Die
Lochtransportschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NPB (Ν,Ν'- Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -benzidin) ; beta-NPB Ν,Ν' -Bis (naphthalen-2-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -benzidin) ; TPD (Ν,Ν' -Bis (3-methylphenyl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -benzidin) ; Spiro TPD (Ν,Ν' -Bis (3-methylphenyl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -benzidin) ; Spiro-NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -spiro) ; DMFL-TPD Ν,Ν' -Bis (3-methylphenyl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -9,9- dimethyl -fluoren) ; DMFL-NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' - bis (phenyl) -9, 9-dimethyl-fluoren) ; DPFL-TPD (N,N'-Bis(3- methylphenyl) -N, N' -bis (phenyl) -9, 9-diphenyl-fluoren) ; DPFL- NPB (Ν,Ν' -Bis (naphthalen-l-yl) -Ν,Ν' -bis (phenyl) -9, 9-diphenyl- fluoren) ; Spiro-TAD (2, 2 ' , 7 , 7 ' -Tetrakis (n, n-diphenylamino) - 9,9 ' -spirobifluoren) ; 9, 9-Bis [4- (N,N-bis-biphenyl-4-yl- amino)phenyl] -9H-fluoren; 9, 9-Bis [4- (N,N-bis-naphthalen-2-yl- amino)phenyl] -9H-fluoren; 9, 9-Bis [4- (Ν,Ν' -bis-naphthalen-2- yl-N,N' -bis-phenyl -amino) -phenyl] -9H-fluor; Ν,Ν'
bis (phenanthren-9-yl) -N, N' -bis (phenyl) -benzidin; 2, 7 -Bis [N, N- bis (9, 9-spiro-bifluorene-2-yl) -amino] -9, 9-spiro-bifluoren; 2,2' -Bis tN,N-bis (biphenyl-4-yl) amino] 9, 9-spiro-bifluoren; 2,2' -Bis (N,N-di-phenyl -amino) 9, 9-spiro-bifluoren; Di- [4- (N,N- ditolyl-amino) -phenyl] cyclohexan; 2 , 2 ' , 7, 7 · -tetra (N, N-di- tolyl) amino-spiro-bifluoren,- und N, Ν,Ν',Ν' tetra-naphthalen- 2-yl-benzidin.
Die Lochtransportschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm,
beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Auf oder über der Lochtransportschicht kann die eine oder mehrere Emitterschichten ausgebildet sein, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern. Die Emitterschicht kann organische Polymere, organische
Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht- polymere Moleküle („small molecules") oder eine Kombination dieser Materialien aufweisen. Die Emitterschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: organische oder organometallische
Verbindungen, wie Derivate von Polyfluoren, Polythiophen und Polyphenylen (z.B. 2- oder 2, 5-substituiertes Poly-p- phenylenvinylen) sowie Metallkomplexe, beispielsweise
Iridium-Komplexe wie blau phosphoreszierendes FIrPic
(Bis (3 , 5-difluoro-2- (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) - iridium III), grün phosphoreszierendes Ir(ppy)3 (Tris(2- phenylpyridin) iridium III), rot phosphoreszierendes Ru (dtb- bpy)3*2(PF6) (Tris [4,4' -di-tert-butyl- (2, 2' ) - bipyridinj ruthenium(III) komplex) sowie blau fluoreszierendes DPAVBi (4 , 4-Bis [4- (di-p-tolylamino) styryl] biphenyl) , grün fluoreszierendes TTPA (9, 10-Bis (N,N-di- (p-tolyl) - amino] anthracen) und rot fluoreszierendes DCM2 (4- Dicyanomethylen) -2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H-pyran) als nichtpolymere Emitter. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche beispielsweise mittels eines nasschemischen Verfahrens abscheidbar sind, wie beispielsweise einem
Aufschleuderverfahren (auch bezeichnet als Spin Coating) . Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem
Matrixmaterial eingebettet sein, beispielsweise einer technischen Keramik oder einem Polymer, beispielsweise einem Epoxid, oder einem Silikon.
Die erste Emitterschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm,
beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Die Emitterschicht kann einfarbig oder verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen. Alternativ kann die
Emitterschicht mehrere Teilschichten aufweisen, die Licht unterschiedlicher Farbe emittieren. Mittels eines Mischens der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, im Strahlengang der durch diese Schichten erzeugten Primäremission ein
Konvertermaterial anzuordnen, das die Primärstrahlung
zumindest teilweise absorbiert und eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge emittiert, so dass sich aus einer (noch nicht weißen) Primärstrahlung durch die Kombination von primärer Strahlung und sekundärer Strahlung ein weißer
Farbeindruck ergibt. Auf oder über der Emitterschicht kann die
Elektronentransportschicht ausgebildet sein, beispielsweise abgeschieden sein. Die Elektronentransportschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NET-18; 2, 2', 2" - (1 , 3 , 5-Benzinetriyl) -tris (1- phenyl-1-H-benzimidazole) ; 2- (4-Biphenylyl) -5- (4-tert- butylphenyl) -1, 3 , 4-oxadiazole, 2, 9-Dimethyl-4 , 7-diphenyl-1, 10- phenanthroline (BCP) ; 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4- (Naphthalen-l-yl) -3, 5-diphenyl-4H-l, 2, 4-triazole; 1, 3-Bis [2- (2,2' -bipyridine-6-yl) -1, 3, 4-oxadiazo-5-yl] benzene; 4,7- Diphenyl-1, 10-phenanthroline (BPhen) ; 3- (4-Biphenylyl) -4- phenyl- 5 -tert-butylphenyl-1, 2, 4-triazole; Bis (2-methyl-8- quinolinolate) -4- (phenylphenolato) aluminium; 6,6' -Bis [5- (biphenyl-4-yl) -1, 3 , 4-oxadiazo-2-yl] -2,2' -bipyridyl; 2- phenyl-9, 10-di (naphthalen-2-yl) -anthracene; 2, 7-Bis [2- (2, 2 ' - bipyridine-6-yl) -1,3 , 4-oxadiazo-5-yl] -9, 9-dimethylfluorene; 1, 3-Bis 12- (4-tert-butylphenyl) -1, 3, 4-oxadiazo-5-yl] benzene; 2- (naphthalen-2-yl) -4, 7-diphenyl-1, 10-phenanthroline; 2, 9- Bis (naphthalen-2-yl) -4 , 7-diphenyl-1, 10-phenanthroline;
Tris (2,4, 6-trimethyl-3- (pyridin-3-yl)phenyl) borane; 1-methyl- 2- (4- (naphthalen-2-yl)phenyl) -lH-imidazo [4,5- f] [1, 10] phenanthrolin; Phenyl-dipyrenylphosphine oxide;
Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid oder dessen Imide;
Perylentetracarbonsäuredianhydrid oder dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer
Silacyclopentadieneinheit .
Die Elektronentransportschicht kann eine Schichtdicke
aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 30 nm, beispielsweise ungefähr 20 nm.
Auf oder über der Elektronentransportschicht kann die
Elektroneninjektionsschicht ausgebildet sein. Die
Elektroneninjektionsschicht kann eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: NDN-26, MgAg, Cs2C03, Cs3P04, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, LiF; 2,2' ,2" - (1, 3, 5-Benzinetriyl) -tris (1-phenyl-1-H- benzimidazole) ; 2- (4 -Biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) - 1, 3, 4-oxadiazole, 2 , 9-Dimethyl-4 , 7-diphenyl-1, 10- phenanthroline (BCP) ; 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 4- (Naphthalen-l-yl) -3, 5-diphenyl-4H-l, 2, 4-triazole; 1, 3-Bis [2- (2,2' -bipyridine-6-yl) -1,3 , 4-oxadiazo-5-yl] benzene; 4,7- Diphenyl-1, 10-phenanthroline (BPhen) ; 3- (4 -Biphenylyl) -4- phenyl-5-tert-butylphenyl-1, 2, 4-triazole; Bis (2-methyl-8- quinolinolate) -4- (phenylphenolato) aluminium; 6,6' -Bis [5- (biphenyl-4 -yl) -1 , 3 , 4-oxadiazo-2-yl] -2,2' -bipyridyl; 2- phenyl-9, 10-di (naphthalen-2-yl) -anthracene; 2 , 7-Bis (2- (2, 2 ' - bipyridine-6-yl) -1, 3 , 4-oxadiazo-5-yl] -9, 9-dimethylfluorene; 1, 3-Bis [ 2 - (4-tert-butylphenyl) -1, 3,4 -oxadiazo-5-ylJ benzene; 2- (naphthalen-2-yl) -4 , 7-diphenyl-1, 10-phenanthroline; 2,9- Bis (naphthalen-2-yl) -4, 7-diphenyl-1, 10-phenanthroline; Tris (2 , 4 , 6-trimethyl-3- (pyridin-3-yl) phenyl) borane; 1-methyl- 2- (4- (naphthalen-2-yl)phenyl) -1H-imidazo (4 , 5- f) (1, 10] phenanthroline; Phenyl-dipyrenylphosphine oxide;
Naphtahlintetracarbonsäuredianhydrid oder dessen Imide;
Perylentetracarbonsäuredianhydrid oder dessen Imide; und Stoffen basierend auf Silolen mit einer
Silacyclopentadieneinheit .
Die Elektroneninjektionsschicht kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 5 nm bis ungefähr 200 nm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise ungefähr 30 nm.
Bei einer organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 mit zwei oder mehr organischen funktionellen Schichtenstruktur- Einheiten können entsprechende Zwischenschichten zwischen den organischen funktionellen Schichtenstruktur-Einheiten
ausgebildet sein. Die organischen funktionellen
Schichtenstruktur-Einheiten können jeweils einzeln für sich gemäß einer Ausgestaltung der im Vorhergehenden erläuterten organischen funktionellen Schichtenstruktur 22 ausgebildet sein. Die Zwischenschicht kann als eine Zwischenelektrode ausgebildet sein. Die Zwischenelektrode kann mit einer externen Spannungsquelle elektrisch verbunden sein. Die externe Spannungsquelle kann an der Zwischenelektrode
beispielsweise ein drittes elektrisches Potential
bereitstellen. Die Zwischenelektrode kann jedoch auch keinen externen elektrischen Anschluss aufweisen, beispielsweise indem die Zwischenelektrode ein schwebendes elektrisches Potential aufweist.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur-Einheit kann beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von maximal ungefähr 3 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 1 μm, beispielsweise eine Schichtdicke von maximal ungefähr 300 nm. Die Leuchtdiode 1 kann optional weitere funktionale Schichten aufweisen, beispielsweise angeordnet auf oder über der einen oder mehreren Emitterschichten oder auf oder über der
Elektronentransportschicht . Die weiteren funktionalen
Schichten können beispielsweise interne oder extern Ein- /Auskoppelstrukturen sein, die die Funktionalität und damit die Effizienz der Leuchtdiode 1 weiter verbessern können.
Die zweite Elektrodenschicht 23 kann gemäß einer der
Ausgestaltungen der ersten Elektrodenschicht 20 ausgebildet sein, wobei die erste Elektrodenschicht 20 und die zweite Elektrodenschicht 23 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die zweite Elektrodenschicht 23 kann als Anode oder als Kathode ausgebildet sein. Die zweite
Elektrodenschicht 23 kann einen zweiten elektrischen
Anschluss aufweisen, an den ein zweites elektrisches
Potential anlegbar ist. Optional kann die zweite
Slektrodenschicht 23 segmentiert sein. Das zweite elektrische Potential kann von der gleichen oder einer anderen
Energiequelle bereitgestellt werden wie das erste elektrische Potential. Das zweite elektrische Potential kann
unterschiedlich zu dem ersten elektrischen Potential sein. Das zweite elektrische Potential kann beispielsweise einen Wert aufweisen derart, dass die Differenz zu dem ersten elektrischen Potential einen Wert in einem Bereich von ungefähr 1,5 V bis ungefähr 20 V aufweist, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 2,5 V bis ungefähr 15 V, beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 3 V bis ungefähr 12 V.
Die Verkapselungsschicht 24 kann auch als
Dünnschichtverkapselung bezeichnet werden. Die
Verkapselungsschicht 24 kann als transluzente oder
transparente Schicht ausgebildet sein. Die
Verkapselungsschicht 24 bildet eine Barriere gegenüber chemischen Verunreinigungen bzw. atmosphärischen Stoffen, insbesondere gegenüber Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff. In anderen Worten ist die Verkapselungsschicht 24 derart ausgebildet, dass sie von Stoffen, die die Leuchtdiode 1 schädigen können, beispielsweise Wasser, Sauerstoff oder Lösemittel, nicht oder höchstens zu sehr geringen Anteilen durchdrungen werden kann. Die Verkapselungsschicht 24 kann als eine einzelne Schicht, ein Schichtstapel oder eine
Schichtstruktur ausgebildet sein.
Die Verkapselungsschicht 24 kann aufweisen oder daraus gebildet sein: Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid,
Titanoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid Lanthaniumoxid,
Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid,
Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Poly (p-phenylenterephthalamid) , Nylon 66, sowie Mischungen und Legierungen derselben.
Die Verkapselungsschicht 24 kann eine Schichtdicke von ungefähr 0,1 nm (eine Atomlage) bis ungefähr 1000 nm
aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von ungefähr 10 nm bis ungefähr 100 nm, beispielsweise ungefähr 40 nm.
Die Verkapselungsschicht 24 kann ein hochbrechendes Material aufweisen, beispielsweise ein oder mehrere Material (ien) mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise mit einem
Brechungsindex von 1,5 bis 3, beispielsweise von 1,7 bis 2,5, beispielsweise von 1,8 bis 2.
Gegebenenfalls kann die erste Barriereschicht auf dem Träger 12 korrespondierend zu einer Ausgestaltung der
Verkapselungsschicht 24 ausgebildet sein. Die Verkapselungsschicht 24 kann beispielsweise mittels eines geeigneten Abscheideverfahrens gebildet werden, z.B. mittels eines Atomlagenabscheideverfahrens (Atomic Layer Deposition (ALD) ) , z.B. eines plasmaunterstützten
Atomlagenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD) ) oder eines plasmalosen
Atomlageabscheideverfahrens (Plasma-less Atomic Layer
Deposition (PLALD) ) , oder mittels eines chemischen
Gasphasenabscheideverfahrens (Chemical Vapor Deposition (CVD) ) , z.B. eines plasmaunterstützten
Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)) oder eines plasmalosen
Gasphasenabscheideverfahrens (Plasma-less Chemical Vapor Deposition (PLCVD) ) , oder alternativ mittels anderer
geeigneter Abscheideverfahren.
Optional kann eine Ein- oder Auskoppelschicht beispielsweise als externe Folie (nicht dargestellt) auf dem Träger 12 oder als interne AuskoppelSchicht (nicht dargestellt) im
Schichtenquerschnitt der Leuchtdiode 1 ausgebildet sein. Die Ein-/Auskoppelschicht kann eine Matrix und darin verteilt Streuzentren aufweisen, wobei der mittlere Brechungsindex der Ein-/Auskoppelschicht größer ist als der mittlere
Brechungsindex der Schicht, aus der die elektromagnetische Strahlung bereitgestellt wird. Ferner können zusätzlich eine oder mehrere Entspiegelungsschichten ausgebildet sein.
Die Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise Klebstoff und/oder Lack aufweisen, mittels dessen der Abdeckkörper 38 beispielsweise auf der Verkapselungsschicht 24 angeordnet, beispielsweise aufgeklebt, ist. Die Haftmittelschicht 36 kann transparent oder transluzent ausgebildet ein. Die
Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise Partikel aufweisen, die elektromagnetische Strahlung streuen, beispielsweise lichtstreuende Partikel. Dadurch kann die Haftmittelschicht 36 als Streuschicht wirken und zu einer Verbesserung des Farbwinkelverzugs und der Auskoppeleffizienz führen. Als Iichtstreuende Partikel können dielektrische
Streupartikel vorgesehen sein, beispielsweise aus einem
Metalloxid, beispielsweise Siliziumoxid (Si02) , Zinkoxid (ZnO) , Zirkoniumoxid (Zr02) , Indium- Zinn-Oxid (ITO) oder Indium- Zink-Oxid (IZO) , Galliumoxid (Ga20x) Aluminiumoxid, oder Titanoxid. Auch andere Partikel können geeignet sein, sofern sie einen Brechungsindex haben, der von dem effektiven Brechungsindex der Matrix der Haftmittelschicht 36
verschieden ist, beispielsweise Luftblasen, Acrylat, oder Glashohlkugeln. Ferner können beispielsweise metallische Nanopartikel, Metalle wie Gold, Silber, Eisen-Nanopartikel, oder dergleichen als lichtstreuende Partikel vorgesehen sein. Die Haftmittelschicht 36 kann eine Schichtdicke größer 1 pm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren pm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Klebstoff ein Laminations-Klebstoff sein. Die Haftmittelschicht 36 kann einen Brechungsindex aufweisen, der kleiner ist als der Brechungsindex des Abdeckkörpers 38. Die Haftmittelschicht 36 kann beispielsweise einen
niedrigbrechenden Klebstoff aufweisen, wie beispielsweise ein Acrylat, der einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 aufweist. Die Haftmittelschicht 36 kann jedoch auch einen
hochbrechenden Klebstoff aufweisen, der beispielsweise hochbrechende, nichtstreuende Partikel aufweist und der einen schichtdickengemittelten Brechungsindex aufweist, der
ungefähr dem mittleren Brechungsindex der organisch
funktionellen Schichtenstruktur 22 entspricht, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1,6 bis 2,5, beispielsweise von 1 , 7 bis ungefähr 2,0.
Auf oder über dem aktiven Bereich kann eine sogenannte
Getter-Schicht oder Getter-Struktur, d.h. eine lateral strukturierte Getter-Schicht, (nicht dargestellt) angeordnet sein. Die Getter-Schicht kann transluzent, transparent oder opak ausgebildet sein. Die Getter-Schicht kann ein Material aufweisen oder daraus gebildet sein, das Stoffe, die
schädlich für den aktiven Bereich sind, absorbiert und bindet. Eine Getter-Schicht kann beispielsweise ein Zeolith- Derivat aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Getter- Schicht kann eine Schichtdicke größer 1 pm aufweisen, beispielsweise eine Schichtdicke von mehreren pm. In
verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Getter-Schicht einen Laminations-Klebstoff aufweisen oder in der
Haftmittelschicht 36 eingebettet sein. Der Abdeckkörper 38 kann beispielsweise von einem Glaskörper, einer Metallfolie oder einem abgedichteten Kunststofffolien- abdeckkörper gebildet sein. Der Abdeckkörper 38 kann
beispielsweise mittels einer Fritten-Verbindung (engl, glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding) mittels eines herkömmlichen Glaslotes in den geometrischen
Randbereichen der Leuchtdiode 1 auf der Verkapselungsschicht 24 bzw. dem aktiven Bereich angeordnet sein. Der Abdeckkörper 38 kann beispielsweise einen Brechungsindex (beispielsweise bei einer Wellenlänge von 633 nm) von beispielsweise 1,3 bis 3, beispielsweise von 1,4 bis 2, beispielsweise von 1,5 bis 1,8 aufweisen.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die Leuchtdiode 1 mehr oder weniger Leuchtdiodenelemente 50, 52 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die
optoelektronische Baugruppe mehr oder weniger Leuchtdioden 1, Leuchtdiodenelemente 50, 52 und/oder entsprechende
Schaltkreise aufweisen. Ferner können anstatt der Leuchtdiode 1 mit den Leuchtdiodenelementen 50, 52 bei allen
Ausführungsbeispielen die Leuchtdiodenelemente 50, 52 durch voneinander unabhängige Leuchtdioden 1 ersetzt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist eine
optoelektronische Baugruppe auf: zumindest ein erstes
Leuchtdiodenelement 51, ein zweites Leuchtdiodenelement 52 und einen elektronischen Schaltkreis 40, wobei das erste Leuchtdiodenelement 51 und das zweite Leuchtdiodenelement 52 elektrisch parallel geschaltet sind, der elektronische
Schaltkreis 40 dazu ausgebildet ist, einen im Betrieb
fließenden elektrischen Strom durch das erste
Leuchtdiodenelement 51 mit einem im Betrieb fließenden elektrischen Strom durch das zweite Leuchtdiodenelement 52 zu vergleichen, und der elektronische Schaltkreis 40 dazu ausgebildet ist, abhängig von dem Vergleich mindestens eine elektrische Eigenschaft des ersten Leuchtdiodenelements 51 oder des zweiten Leuchtdiodenelements 52 zu erkennen. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die mindestens eine elektrische Eigenschaft ein Kurzschluss des
entsprechenden Leuchtdiodenelements 51, 52.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die mindestens eine elektrische Eigenschaft eine elektrische Leitfähigkeit des entsprechenden Leuchtdiodenelements 51, 52. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die mindestens eine elektrische Eigenschaft ein Stromfluss durch das entsprechende Leuchtdiodenelement 51, 52.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der
elektronische Schaltkreis 40 dazu ausgebildet, bei einem Differenzbetrag der zu vergleichenden Ströme, der einen vorgegebenen Differenzbetrag überschreitet, die mindestens eine elektrische Eigenschaft zu erkennen. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der
elektronische Schaltkreis 40 dazu ausgebildet, bei
Überschreiten eine elektrische Abschaltung eines der
Leuchtdiodenelemente 51, 52 und/oder der Baugruppe
auszulösen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist der
elektronische Schaltkreis 40 einen Summenstromwandler 44, eine Spule 45, eine erste elektrische Leitung 46 des ersten Leuchtdiodenelements 51 und eine zweite elektrische Leitung 47 des zweiten Leuchtdiodenelements 52 aufweist, wobei die Spule 45 um den Summenstromwandler 44 gewunden ist, die erste elektrische Leitung 51 und die zweite elektrische Leitung 52 durch den Summenstromwandler 44 geführt sind, und ein
Stromfluss der ersten elektrischen Leitung 51 und ein
Stromfluss der zweiten elektrischen Leitung 52 gegenläufig sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die
optoelektronische Baugruppe eine Mehrzahl von
Leuchtdiodenelementen 51, 52 auf, wobei der elektronische Schaltkreis 40 dazu ausgebildet ist, jeweils einen im Betrieb fließenden elektrischen Strom durch jedes Leuchtdiodenelement 51, 52 zu bestimmen und die Ströme der Leuchtdiodenelemente 51, 52 miteinander zu vergleichen, und der elektronische Schaltkreis 40 dazu ausgebildet ist, abhängig von dem
Vergleich eine elektrische Abschaltung eines der
Leuchtdiodenelemente 51, 52 und/oder der Baugruppe
auszulösen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen sind das erste Leuchtdiodenelement 51 und das zweite Leuchtdiodenelement 52 monolithisch auf einem gemeinsamen Substrat abgeschieden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen sind das erste Leuchtdiodenelement 51 und das zweite Leuchtdiodenelement 52 übereinander gestapelt oder lateral nebeneinander angeordnet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen werden bei einem Verfahren zum Erkennen einer elektrischen Eigenschaft eines ersten Leuchtdiodenelements 51 oder eines zweiten
Leuchtdiodenelements 52 das erste Leuchtdiodenelement 51 und das zweite Leuchtdiodenelement 52 elektrisch parallel
betrieben, und ein im Betrieb fließender elektrischer Strom durch das erste Leuchtdiodenelement 51 wird mit einem im Betrieb fließenden elektrischen Strom durch das zweite
Leuchtdiodenelement 52 mittels eines elektronischen
Schaltkreises 40 verglichen, und die elektrische Eigenschaft wird abhängig von dem Vergleich erkannt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird als die elektrische Eigenschaft ein Kurzschluss des ersten
Leuchtdiodenelements 51 oder des zweiten Leuchtdiodenelements 52 erkannt. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird der
Kurzschluss erkannt, im Falle, dass ein Differenzbetrag der verglichenen Ströme einen vorgegebenen Differenzbetrag überschreitet .
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird bei dem
Überschreiten des vorgegebenen Differenzbetrags eine
elektrische Abschaltung zumindest eines der
Leuchtdiodenelemente 51, 52 ausgelöst.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird jeweils ein im Betrieb fließender elektrischer Strom durch mehrere
Leuchtdiodenelemente 51, 52 mittels des elektronischen
Schaltkreises 40 bestimmt, die Ströme der
Leuchtdiodenelemente 51, 52 werden mittels des elektronischen Schaltkreises 40 miteinander verglichen, und abhängig von dem Vergleich werden eines oder mehrere der Leuchtdiodenelemente 51, 52 elektrisch abgeschaltet.

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronische Baugruppe aufweisend zumindest eine organische Leuchtdiode, die ein erstes
Leuchtdiodenelement (51) und ein zweites Leuchtdiodenelement (52) aufweist, und einen elektronischen Schaltkreis (40), wobei
das erste Leuchtdiodenelement (51) und das zweite
Leuchtdiodenelement (52) elektrisch parallel geschaltet sind und monolithisch auf einem gemeinsamen Substrat abgeschieden sind, und
der elektronische Schaltkreis (40) dazu ausgebildet ist, einen im Betrieb fließenden elektrischen Strom durch das erste Leuchtdiodenelement (51) mit einem im Betrieb
fließenden elektrischen Strom durch das zweite
Leuchtdiodenelement (52) zu vergleichen und abhängig von dem Vergleich einen Kurzschluss des ersten Leuchtdiodenelements (51) oder des zweiten Leuchtdiodenelements (52) zu erkennen und eine elektrische Abschaltung eines der
Leuchtdiodenelemente (51, 52) und/oder der Baugruppe
auszulösen.
2. Optoelektronische Baugruppe Anspruch 1, bei der der elektronische Schaltkreis (40) dazu ausgebildet ist, bei einem Differenzbetrag der zu vergleichenden Ströme, der einen vorgegebenen Differenzbetrag überschreitet, den Kurzschluss zu erkennen.
3. Optoelektronische Baugruppe nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, bei der
der elektronische Schaltkreis (40) einen
Summenstromwandler (44) , eine Spule (45) , eine erste
elektrische Leitung (46) des ersten Leuchtdiodenelements (51) und eine zweite elektrische Leitung (47) des zweiten
Leuchtdiodenelements (52) aufweist, wobei
die Spule (45) um den Summenstromwandler (44) gewunden ist, die erste elektrische Leitung (51) und die zweite elektrische Leitung (52) durch den Summenstromwandler (44) geführt sind, und
ein Stromfluss der ersten elektrischen Leitung (51) und ein Stromfluss der zweiten elektrischen Leitung (52)
gegenläufig sind.
4. Optoelektronische Baugruppe nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste
Leuchtdiodenelement (51) und das zweite Leuchtdiodenelement (52) übereinander gestapelt oder lateral nebeneinander angeordnet sind.
5. Verfahren zum Erkennen eines Kurzschlusses eines ersten Leuchtdiodenelements (51) oder eines zweiten
Leuchtdiodenelements (52) einer organischen Leuchtdiode, bei dem
das erste Leuchtdiodenelement (51) und das zweite
Leuchtdiodenelement (52) elektrisch parallel betrieben werden und monolithisch auf einem gemeinsamen Substrat abgeschieden sind,
ein im Betrieb fließender elektrischer Strom durch das erste Leuchtdiodenelement (51) mit einem im Betrieb
fließenden elektrischen Strom durch das zweite
Leuchtdiodenelement (52) mittels eines elektronischen
Schaltkreises (40) verglichen wird, und
abhängig von dem Vergleich der Kurzschluss erkannt wird und eine elektrische Abschaltung eines der
Leuchtdiodenelernente (51, 52) und/oder der Baugruppe
ausgelöst wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , bei dem der Kurzschluss erkannt wird, im Falle, dass ein Differenzbetrag der
verglichenen Ströme einen vorgegebenen Differenzbetrag überschreitet.
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