WO2016156026A1 - Organische leuchtdiode und verfahren zur herstellung einer organischen leuchtdiode - Google Patents

Organische leuchtdiode und verfahren zur herstellung einer organischen leuchtdiode Download PDF

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WO2016156026A1
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substrate
organic light
scattering particles
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Daniel Riedel
Thomas Wehlus
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Osram Oled GmbH
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Osram Oled GmbH
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    • H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates

Definitions

  • An organic light-emitting diode is specified.
  • One problem to be solved is to specify a scattering layer which can be efficiently introduced into an organic light-emitting diode.
  • the organic light-emitting diode is set up to produce visible light.
  • the organic light emitting diode blue, green, yellow, orange or red light. It is also possible that of the organic light emitting diode in
  • the organic light-emitting diode comprises a substrate.
  • the substrate has a
  • the substrate may be the mechanical supporting and stabilizing component of the organic light emitting diode.
  • the substrate may be mechanically rigid or mechanically flexible and thus bendable
  • the ⁇ be designed. According to at least one embodiment, the ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • the litter layer is
  • electrically conductive at least in one direction perpendicular to the substrate top, preferably both in the direction perpendicular and in the direction parallel to the substrate top.
  • Substrate top and a material of the substrate Preferably, the litter layer and the substrate top touch over the entire surface.
  • an organic layer sequence is applied to the scattering layer.
  • the organic layer sequence is directly and directly on the litter layer.
  • the organic layer sequence comprises at least one layer which is based on at least one organic material and which is used to produce
  • the organic layer sequence can be further layers like
  • Charge carrier transport layers, charge carrier barrier layers and / or charge carrier generating layers have.
  • the cover electrode is mounted on the organic layer sequence. That is, the top electrode is located on a substrate
  • the scattering layer has scattering particles.
  • the scattering particles are to one
  • Light scattering set up In particular, a scattering of the light, which occurs in the
  • Scattering particles is an increased Lichtauskoppeleffizienz of light from the organic light emitting diode out of reach.
  • Conducting particles are electrically conductive. About the conductive particles, the electrical conductivity of the litter layer
  • Lead particles exceed a number of scattering particles, for example by at least a factor of 10 or 10 3 or 10 5 .
  • Scattering particles have a first average diameter and the conductive particles have a second average diameter.
  • the second mean diameter is smaller than the first middle one
  • the conductive particles are preferably so-called nanoparticles, ie particles having an average diameter of at most 100 nm. More preferably, the scattering particles are microparticles, ie particles with a mean diameter between
  • medium diameter is meant in particular the diameter d5 Q in QQ.
  • Densely packed means preferred that a packing density and a
  • Ball packing for equal sized balls is.
  • the volume filling in the scattering layer by the scattering particles together with the conductive particles is at least 67% or 70% or 75% or 80% or 85% or 90% or 95%.
  • Ball packing for balls of the same size can be achieved in that the scattering particles and the conductive particles have different average diameters.
  • a volume fraction of the scattering particles in the scattering layer is at most 50% or 30% or 15% or 10% or 8%.
  • the organic light-emitting diode comprises a substrate having a substrate top side and an electrically conductive scattering layer which is applied directly to the substrate top side.
  • the litter layer comprises scattering particles having a first mean diameter and electrically conductive particles having a smaller, second average diameter. The scattering particles are packed tightly together with the conductive particles in the scattering layer. A volume fraction of the scattering particles in the
  • Litter layer is at most 50%.
  • scattering layers are usually formed from scattering particles that are in an electrical embedded insulating matrix. The matrix is then formed approximately from a glass or a polymer.
  • Litter layer which is generally electrically insulating, is generally located between a substrate and an anode.
  • the production of such scattering layers, which lie between a substrate and an anode, is comparatively expensive.
  • Litter layer it is possible either completely dispense with a separate anode or to arrange the litter layer directly on a side facing away from the substrate of the anode. As a result, the production of the litter layer, in particular with regard to the production of the anode, simplified.
  • the substrate comprises a cover layer.
  • the cover layer is preferably designed to be electrically conductive and, for example, made of an electrically conductive oxide, TCO for short. transparent
  • conductive oxides English transparent conductive oxides, are transparent, electrically conductive materials, usually metal oxides, such as zinc oxide, tin oxide,
  • binary metal oxygen compounds such as
  • ZnO, SnO 2 or ⁇ 2 ⁇ 3 also include ternary metal oxygen compounds, such as Zn 2 SnO 2 , CdSnO 3, ZnSnO 3, Mgln 2 04, GalnO 3, Zn 2 In 2 05 or In 4 Sn 3 0i2 or mixtures of different transparent conductive oxides, to the group of TCOs.
  • the TCOs do not necessarily correspond to a stoichiometric composition and may also be p- or n-doped. Preference is given to the conductive particles of ITO, aluminum doped zinc oxide, short AZO, or from Fluorine-tin oxide, short FTO, produced. In other words, then the substrate top is electrically conductive.
  • the scattering particles and / or the Leitp modifier are each made of a material from the class of TCOs.
  • the scattering particles and the conductive particles are different from one another
  • the refractive indices preferably relate to a wavelength of maximum intensity of the radiation generated by the light-emitting diode during normal use and to room temperature.
  • the mean diameters of the conductive particles and the scattering particles differ by at least a factor of 1.5 or 2 or 3 or 5 or 10.
  • the conductive particles are preferably significantly smaller than the scattering particles.
  • the conductive particles and, alternatively or additionally, also the scattering particles have a relatively large diameter distribution. This may mean that at most 50% or 65% of the lead particles have a
  • the substrate is a glass substrate, a ceramic substrate or a plastic substrate. The substrate is then preferred
  • the substrate is free of scattering particles or scattering centers.
  • the substrate is homogeneously formed from only a single material.
  • the substrate is then an electrically insulating substrate. Especially in this case is the
  • Substrate top formed electrically insulating. According to at least one embodiment, the
  • Litter layer of the LED from the scattering particles and the conductive particles that is, there is no matrix material in which the scattering particles and the Leitpumble are embedded.
  • the term "consist" refers only to solids and liquids, so it is possible that between the particles of the litter layer are evacuated cavities or small interspaces filled with a gas, and if there are gas-filled interstices, these interstices are preferred is filled with an inert gas such as nitrogen or argon, and in the case of the presence of such a gas, the pressure of this gas at room temperature is preferably not or not
  • the average diameter of the scattering particles is at least 50 nm or
  • this is average diameter at most 2 ym or 1 ym or
  • the conductive particles have an average diameter of at least 2 nm or 5 nm or 10 nm. Alternatively or additionally, the average diameter of the conductive particles is at most 100 nm or 50 nm or 20 nm.
  • the scattering particles are made of an electrically insulating material.
  • the scattering particles comprise or consist of one or more of the following materials: T1O2, Ta2Ü5, ZrC> 2, CrC> 2, A1N.
  • the scattering particles are then made from a TCO having a relatively high optical refractive index. Suitable TCOs are given above in connection with the topcoat.
  • the scattering layer has two or more than two partial layers, which are themselves
  • one of the partial layers is formed more scattering for light than another
  • the scattering layer has a first part-layer, which directly adjoins the
  • Substrate top is located. In the first sub-layer there is a higher concentration of scattering particles than in one second sub-layer of the litter layer, wherein the second sub-layer directly to the organic layer sequence
  • Concentration of the scattering particles in the sub-layers by at least a factor of 2 or 3 or 5 or 10.
  • the second sub-layer is free of the scattering particles and / or consists only of the Leitpumblen.
  • the first and the second partial layer adjoin one another directly.
  • Litter layer has exactly two partial layers in this case.
  • the scattering particles are preferably distributed homogeneously and statistically. Alternatively, it is possible that the scattering particles, relative to the
  • Leitproben are more sedimented in the entire litter layer or in the first sub-layer and point towards the substrate top an increasing concentration.
  • an average roughness of a main side of the litter layer facing away from the substrate is at most 50 nm or 25 nm or 15 nm or 10 nm. It is possible that the average roughness, also referred to as R a , is less than 25% or 10% of the mean diameter of the scattering particles. In particular, the average roughness is at most 50% or 100% of
  • Substrate top has a medium roughness at the is at most 15 nm or 10 nm or 5 nm.
  • the mean roughness is remote from the substrate
  • Main side of the litter layer at most a factor of 3 or 2 or 1.5 greater than the average roughness of the
  • Litter layer percolates the conductive particles.
  • a continuous path in particular for the power line, is then formed by the conductive particles in the scattering layer. It is possible that only the conductive particles and thus not the scattering particles are percolated. That is, no coherent paths are formed by the scattering particles alone.
  • LED only emits light on a single main side where the substrate is located.
  • d stands for the mean geometric thickness of the scattering layer and t denotes the mean free path of light in the scattering layer, in particular of light with the wavelength of the maximum intensity of the generated in the organic light emitting diode
  • the thickness of the scattering layer is at least 200 nm or 400 nm or 600 nm. Alternatively or additionally, the thickness of the scattering layer is at most 20 ⁇ m or 5 ⁇ m.
  • the volume fraction of the scattering particles on the scattering layer is at least 1.5% or 3% or 5%. Alternatively or additionally, this volume fraction is at most 15% or 10% or 8%.
  • the litter layer is free or substantially free of organic materials. That may mean that the litter layer at least
  • the functionality of the litter layer ie the scattering effect and the electrical conductivity, is based exclusively on inorganic materials.
  • the high proportion of inorganic materials is achieved in particular by the fact that the litter layer free of a matrix material for the scattering particles or the
  • Leitprobe is. Due to the predominant use of inorganic materials, there is an increased lifetime and resistance to external environmental influences.
  • the thickness of the first layer is the thickness of the first layer
  • the cover electrode is a metallic electrode.
  • the cover electrode is designed as a metal mirror and has, for example, aluminum, silver and / or gold as the main component or consists of a metal alloy thereof or of the materials mentioned.
  • Light-emitting diode a viewer in switched off state milky-turbid and / or whitish. This color impression of the switched-off light-emitting diode is in particular due to the
  • a method for producing an organic light emitting diode is specified.
  • the method produces an organic light emitting diode as indicated in connection with one or more of the above embodiments. Additional features of the method are therefore also disclosed for the organic light emitting diode and vice versa.
  • the method comprises the following steps, preferably in the order given:
  • the solvent is preferably a
  • the solvent is isopropanol, acetone, 1-methoxy-2-propanol or mixtures thereof.
  • the solution via an ink jet printing, English ink jet, a
  • Figures 1 to 3 are schematic sectional views of
  • Figure 4 is a schematic sectional views of
  • Figure 5 is a schematic sectional view of a
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an organic light-emitting diode 1.
  • the light-emitting diode 1 has a substrate 2.
  • the substrate 2 includes a glass base body on which a cover layer 21 of the substrate 2 is applied.
  • the cover layer 21 is a layer of a transparent conductive oxide. In particular, it is in the
  • Cover layer 21 around an ITO layer for example, with a thickness between 100 nm and 200 nm inclusive.
  • the cover layer 21 is an electrically conductive
  • Substrate top 20 formed.
  • the litter layer 3 is composed of comparatively large scattering particles 31, which to a
  • Litter layer 3 a plurality of Leitp sien 32, which are made of an electrically conductive material such as ITO.
  • a material of the scattering article 31 is for example, titanium dioxide. Due to the
  • the conductive particles 32 are tightly packed together with the scattering particles 31.
  • the litter layer 3 is free of a matrix material. Because the
  • Conducting particles 32 are present percolated in the litter layer 3 and are made of an electrically conductive material, the litter layer 3 is electrically conductive as a whole.
  • a thickness d of the litter layer 3 is, for example, between
  • Layer sequence 4 includes at least one active zone for generating light. This light generated in the active region 4 is scattered at the scattering particles 31, whereby a Lichtauskoppeleffizienz the light is increased from the light emitting diode 1 out.
  • the cover electrode 5 applied.
  • the cover electrode 5 is
  • a metal layer or a metal layer system preferably a metal layer or a metal layer system.
  • the cover electrode 5 realizes a mirror for the radiation generated in the organic layer sequence 4.
  • a current injection into the organic layer sequence 4 takes place by means of the litter layer 3 and the cover electrode 5, which are both made of inorganic materials.
  • an encapsulation layer 7 is located on a side of the cover electrode 5 facing away from the substrate 2. Contrary to what is shown, the encapsulation layer 7 can also be composed of several partial layers. Further
  • Components of the organic light emitting diode 1 such as electrical connection areas, power distribution rails,
  • the substrate 2 according to FIG. 2 is a monolithic one
  • Substrate 2 in particular around a glass substrate.
  • the substrate top 20, as well as the entire substrate 2 electrically insulating.
  • a current distribution also in the direction parallel to the substrate upper side 20 thus takes place according to FIG. 2 through the scattering layer 3.
  • the scattering layer 3 Compared to FIG. 1, it is possible for the scattering layer 3 to be made thicker.
  • Such power distribution structures may be printed circuit structures or a printed circuit network, also referred to as bus bars.
  • the scattering layer 3 has two partial layers.
  • the partial layers are shown schematically in FIG. 3 by a dashed-dotted line
  • the first sub-layer which is located directly on the cover layer 21 of the substrate 2 and thus directly on the substrate top 20, has both the scattering particles 31 and the conductive particles 32.
  • the second sub-layer which is located directly on the organic layer sequence 4, is
  • an average roughness of the main side of the litter layer 3 at the organic layer sequence 4 is about 15 nm.
  • the roughnesses of the substrate top 20 and an interface between the cap layer 21 and a substrate main body of the substrate 2 are in the range of 5 nm to 10 nm.
  • Layer sequence 4 is applied, not significantly increased. Materials of the organic layer sequence 4 penetrate
  • FIG. 4 schematically shows method steps for
  • a solution 6 is applied to the substrate top side 20 applied.
  • the substrate 2 is preferably formed, as explained in connection with Figures 1 to 3.
  • the solution 6 comprises a solvent 60 or a mixture of several solvents.
  • the scattering particles 31 and the conductive particles 32 are present.
  • Solvent 60 to stabilize and to prevent agglomeration in particular of the conductive particles 32, the scattering particles 31 and / or the conductive particles 32 may be provided with an organic coating. In the finished
  • Litter layer 3 is this organic casing, which may optionally be present in all other embodiments, without function.
  • this organic coating does not act as a binder between the particles and also not as an electrically conductive medium or as
  • organic materials also have only a very small mass fraction of the finished litter layer.
  • the resulting litter layer 3 is drawn.
  • the solvent 60 preferably evaporates without residue and completely, so that the densely packed litter layer 3 is formed.
  • FIG. 5 illustrates a modification of the light-emitting diode.
  • the organic layer sequence 4 is located directly on a side of an electrode 9 facing away from the substrate 2. A current injection into the organic layer sequence 4 takes place through the electrode 9 as well as through the cover electrode 5.
  • the scattering layer 3 is located between the electrode 9 and the substrate 2.
  • the scattering layer 3 is formed by scattering particles 31, which form into an electrically insulating matrix material 8 are embedded. Since the litter layer 3 is electrically insulating, the electrode 9 must be applied to a main side of the litter layer 3 facing away from the substrate 2 after the litter layer has been produced. This is comparatively

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Abstract

In einer Ausführungsform umfasst die organische Leuchtdiode (1) ein Substrat (2) mit einer Substratoberseite (20) sowie eine elektrisch leitfähige Streuschicht (3), die direkt auf der Substratoberseite (20) aufgebracht ist. Eine organische Schichtenfolge (4) zur Erzeugung von Strahlung befindet sich direkt auf der Streuschicht (3). Eine Deckelektrode (5) ist auf der organischen Schichtenfolge (4) angebracht. Die Streuschicht (3) umfasst Streupartikel (31) mit einem ersten mittleren Durchmesser und elektrisch leitfähige Leitpartikel (32) mit einem kleineren, zweiten mittleren Durchmesser. Die Streupartikel (31) liegen zusammen mit den Leitpartikeln (32) in der Streuschicht (3) dicht gepackt vor. Ein Volumenanteil der Streupartikel (31) in der Streuschicht (3) beträgt höchstens 50 %.

Description

Beschreibung
Organische Leuchtdiode und Verfahren zur Herstellung
organischen Leuchtdiode
Es wird eine organische Leuchtdiode angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer organischen
Leuchtdiode angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Streuschicht anzugeben, die effizient in eine organische Leuchtdiode einbringbar ist.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch eine organische
Leuchtdiode und durch ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte
Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die organische Leuchtdiode zur Erzeugung von sichtbarem Licht eingerichtet. Beispielsweise emittiert die organische Leuchtdiode blaues, grünes, gelbes, oranges oder rotes Licht. Ebenso ist es möglich, dass von der organischen Leuchtdiode im
bestimmungsgemäßen Gebrauch mischfarbiges Licht, insbesondere weißes Licht, emittiert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die organische Leuchtdiode ein Substrat. Das Substrat weist eine
Substratoberseite auf. Bei dem Substrat kann es sich um die mechanisch tragende und stabilisierende Komponente der organischen Leuchtdiode handeln. Das Substrat kann mechanisch starr oder auch mechanisch flexibel und somit biegbar
gestaltet sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet die
Leuchtdiode eine Streuschicht. Die Streuschicht ist
elektrisch leitfähig, zumindest in einer Richtung senkrecht zur Substratoberseite, bevorzugt sowohl in Richtung senkrecht als auch in Richtung parallel zur Substratoberseite.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich die
Streuschicht direkt auf der Substratoberseite. Mit anderen Worten berührt dann ein Material der Streuschicht die
Substratoberseite und ein Material des Substrats. Bevorzugt berühren sich die Streuschicht und die Substratoberseite ganzflächig .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine organische Schichtenfolge auf der Streuschicht angebracht. Bevorzugt befindet sich die organische Schichtenfolge unmittelbar und direkt auf der Streuschicht. Die organische Schichtenfolge beinhaltet mindestens eine Schicht, die auf wenigstens einem organischen Material basiert und die zur Erzeugung von
Strahlung, insbesondere von Licht, eingerichtet ist. Die organische Schichtenfolge kann weitere Schichten wie
Ladungsträgerinj ektionsschichten,
Ladungsträgertransportschichten, Ladungsträgersperrschichten und/oder Ladungsträgererzeugungsschichten aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet die
organische Leuchtdiode eine Deckelektrode. Die Deckelektrode ist auf der organischen Schichtenfolge angebracht. Das heißt, die Deckelektrode befindet sich an einer dem Substrat
abgewandten Seite der organischen Schichtenfolge. Es ist möglich, dass sich die Deckelektrode direkt und unmittelbar auf der organischen Schichtenfolge befindet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Streuschicht Streupartikel auf. Die Streupartikel sind zu einer
Lichtstreuung eingerichtet. Insbesondere erfolgt über die Streupartikel eine Streuung des Lichts, das im
bestimmungsgemäßen Gebrauch der organischen Leuchtdiode in der organischen Schichtenfolge erzeugt wird. Über die
Streupartikel ist eine erhöhte Lichtauskoppeleffizienz von Licht aus der organischen Leuchtdiode heraus erzielbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Streuschicht eine Vielzahl von Leitpartikeln. Die
Leitpartikel sind elektrisch leitfähig. Über die Leitpartikel wird die elektrische Leitfähigkeit der Streuschicht
maßgeblich bestimmt und eingestellt. Eine Anzahl der
Leitpartikel übersteigt eine Anzahl der Streupartikel zum Beispiel um mindestens einen Faktor 10 oder 103 oder 105.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die
Streupartikel einen ersten mittleren Durchmesser auf und die Leitpartikel einen zweiten mittleren Durchmesser. Der zweite mittlere Durchmesser ist kleiner als der erste mittlere
Durchmesser. Bevorzugt handelt es sich bei den Leitpartikeln um so genannte Nanopartikel , also um Partikel mit einem mittleren Durchmesser von höchstens 100 nm. Weiter bevorzugt handelt es sich bei den Streupartikeln um Mikropartikel , also um Partikel mit einem mittleren Durchmesser zwischen
einschließlich 0,1 ym und 10 ym. Unter mittlerem Durchmesser wird insbesondere der Durchmesser d5Q in Q Q verstanden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen die
Streupartikel zusammen mit den Leitpartikeln in der
Streuschicht dicht gepackt vor. Dicht gepackt bedeutet bevorzugt, dass eine Packungsdichte und eine
Volumenausfüllung in der Größenordnung der dichtesten
Kugelpackung für gleich große Kugeln liegt. Beispielsweise liegt die Volumenausfüllung in der Streuschicht durch die Streupartikel zusammen mit den Leitpartikeln bei mindestens 67 % oder 70 % oder 75 % oder 80 % oder 85 % oder 90 % oder 95 %. Eine Packungsdichte oberhalb der dichtesten
Kugelpackung für gleich große Kugeln ist dadurch erzielbar, dass die Streupartikel und die Leitpartikel unterschiedliche mittlere Durchmesser aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Volumenanteil der Streupartikel in der Streuschicht bei höchstens 50 % oder 30 % oder 15 % oder 10 % oder 8 %.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst die organische Leuchtdiode ein Substrat mit einer Substratoberseite sowie eine elektrisch leitfähige Streuschicht, die direkt auf der Substratoberseite aufgebracht ist. Eine organische
Schichtenfolge zur Erzeugung von Strahlung befindet sich direkt auf der Streuschicht. Eine Deckelektrode ist auf der organischen Schichtenfolge angebracht. Die Streuschicht umfasst Streupartikel mit einem ersten mittleren Durchmesser und elektrisch leitfähige Leitpartikel mit einem kleineren, zweiten mittleren Durchmesser. Die Streupartikel liegen zusammen mit den Leitpartikeln in der Streuschicht dicht gepackt vor. Ein Volumenanteil der Streupartikel in der
Streuschicht beträgt höchstens 50 %. Um eine effiziente Lichtauskopplung aus einer organischen Leuchtdiode, kurz OLED, zu erzielen, werden üblicherweise Streuschichten verwendet. Solche Streuschichten sind in der Regel aus Streupartikeln gebildet, die in eine elektrisch isolierende Matrix eingebettet sind. Die Matrix ist dann etwa aus einem Glas oder einem Polymer gebildet. Eine solche
Streuschicht, die insgesamt elektrisch isolierend ist, befindet sich im Allgemeinen zwischen einem Substrat und einer Anode. Die Herstellung solcher Streuschichten, die zwischen einem Substrat und einer Anode liegen, ist jedoch vergleichsweise teuer.
Durch die hier beschriebene elektrisch leitfähige
Streuschicht ist es möglich, entweder gänzlich auf eine separate Anode zu verzichten oder die Streuschicht direkt auf einer dem Substrat abgewandten Seite der Anode anzuordnen. Hierdurch ist die Herstellung der Streuschicht, insbesondere auch mit Blick auf die Herstellung der Anode, vereinfacht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Substrat eine Deckschicht. Die Deckschicht ist bevorzugt elektrisch leitfähig ausgebildet und beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Oxid, kurz TCO, hergestellt. Transparente
leitende Oxide, englisch transparent conductive oxides, sind transparente, elektrisch leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid,
Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid, kurz ITO. Neben binären MetallsauerstoffVerbindungen, wie
beispielsweise ZnO, Sn02 oder Ιη2θ3, gehören auch ternäre MetallsauerstoffVerbindungen, wie beispielsweise Zn2SnOzi, CdSn03, ZnSn03, Mgln204, Galn03, Zn2In205 oder In4Sn30i2 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide, zu der Gruppe der TCOs . Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p- oder n-dotiert sein. Bevorzugt sind die Leitpartikel aus ITO, aus Aluminium dotiertem Zinkoxid, kurz AZO, oder aus Fluor-Zinn-Oxid, kurz FTO, hergestellt. Mit anderen Worten ist dann die Substratoberseite elektrisch leitfähig.
Es ist auch möglich, dass die Streupartikel und/oder die Leitpartikel jeweils aus einem Material aus der Klasse der TCOs hergestellt sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Streupartikel und die Leitpartikel aus voneinander verschiedenen
Materialien hergestellt. Insbesondere liegt ein Unterschied zwischen den Brechungsindizes der Materialien der
Streupartikel und der Leitpartikel bei mindestens 0,1 oder 0,2 oder 0,3. Die Brechungsindizes beziehen sich hierbei bevorzugt auf eine Wellenlänge maximaler Intensität der von der Leuchtdiode im bestimmungsgemäßen Gebrauch erzeugten Strahlung und auf Raumtemperatur.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform unterscheiden sich die mittleren Durchmesser der Leitpartikel und der Streupartikel um mindestens einen Faktor 1,5 oder 2 oder 3 oder 5 oder 10. Mit anderen Worten sind die Leitpartikel bevorzugt deutlich kleiner als die Streupartikel.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Leitpartikel und alternativ oder zusätzlich auch die Streupartikel eine relativ große Durchmesserverteilung auf. Dies kann bedeuten, dass höchstens 50 % oder 65 % der Leitpartikel einen
Durchmesser aufweisen, der zwischen 50 % und 150 % des mittleren Durchmessers der jeweiligen Partikel liegt. Durch eine relativ große Durchmesserverteilung insbesondere der Leitpartikel ist eine besonders dichte Packung in der
Streuschicht erzielbar. Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Substrat um ein Glassubstrat, ein Keramiksubstrat oder ein KunststoffSubstrat . Das Substrat ist dann bevorzugt
durchlässig, insbesondere klarsichtig und transparent für die in der Leuchtdiode im bestimmungsgemäßen Gebrauch erzeugte Strahlung. Insbesondere ist es möglich, dass das Substrat frei von Streupartikeln oder Streuzentren ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Substrat homogen aus nur einem einzigen Material geformt. Insbesondere handelt es sich dann bei dem Substrat um ein elektrisch isolierendes Substrat. Speziell ist in diesem Fall die
Substratoberseite elektrisch isolierend ausgebildet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform besteht die
Streuschicht der Leuchtdiode aus den Streupartikeln und den Leitpartikeln. Das heißt, es ist dann kein Matrixmaterial vorhanden, in das die Streupartikel und die Leitpartikel eingebettet sind. Der Begriff „bestehen" bezieht sich hierbei lediglich auf Feststoffe und Flüssigkeiten. Es ist also möglich, dass sich zwischen den Partikeln der Streuschicht evakuierte Hohlräume oder kleine Zwischenräume befinden, die mit einem Gas gefüllt sind. Sind gasgefüllte Zwischenräume vorhanden, so sind diese Zwischenräume bevorzugt mit einem inerten Gas wie Stickstoff oder Argon gefüllt. Im Falle des Vorhandenseins eines solchen Gases liegt der Druck dieses Gases bei Raumtemperatur bevorzugt nicht oder nicht
signifikant über Normaldruck. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der mittlere Durchmesser der Streupartikel bei mindestens 50 nm oder
100 nm oder 150 nm. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser mittlere Durchmesser bei höchstens 2 ym oder 1 ym oder
0 , 4 ym.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Leitpartikel einen mittleren Durchmesser von mindestens 2 nm oder 5 nm oder 10 nm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt der mittlere Durchmesser der Leitpartikel bei höchstens 100 nm oder 50 nm oder 20 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Streupartikel aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt.
Insbesondere weisen die Streupartikel eines oder mehrere der nachfolgenden Materialien auf oder bestehen aus einem oder mehreren dieser Materialien: T1O2, Ta2Ü5, ZrC>2, CrC>2, A1N.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind auch die
Streupartikel aus einem elektrisch leitenden Material
hergestellt. Insbesondere sind die Streupartikel dann aus einem TCO mit einem relativ hohen optischen Brechungsindex hergestellt. Geeignete TCOs sind oben in Verbindung mit der Deckschicht angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Streuschicht zwei oder mehr als zwei Teilschichten auf, die sich
hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften voneinander unterscheiden. Insbesondere ist eine der Teilschichten stärker streuend für Licht ausgebildet als eine weitere
Teilschicht . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Streuschicht eine erste Teilschicht auf, die sich direkt an der
Substratoberseite befindet. In der ersten Teilschicht liegt eine höhere Konzentration der Streupartikel vor als in einer zweiten Teilschicht der Streuschicht, wobei sich die zweite Teilschicht direkt an der organischen Schichtenfolge
befindet. Beispielsweise unterscheidet sich eine
Konzentration der Streupartikel in den Teilschichten um mindestens einen Faktor 2 oder 3 oder 5 oder 10. Insbesondere ist es möglich, dass die zweite Teilschicht frei von den Streupartikeln ist und/oder lediglich aus den Leitpartikeln besteht . Gemäß zumindest einer Ausführungsform grenzen die erste und die zweite Teilschicht unmittelbar aneinander. Die
Streuschicht weist in diesem Fall genau zwei Teilschichten auf . In der ersten Teilschicht sind die Streupartikel bevorzugt homogen und statistisch verteilt. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Streupartikel, relativ zu den
Leitpartikeln, in der gesamten Streuschicht oder in der ersten Teilschicht stärker sedimentiert sind und in Richtung hin zu der Substratoberseite eine anwachsende Konzentration aufzeigen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine mittlere Rauigkeit einer dem Substrat abgewandten Hauptseite der Streuschicht bei höchstens 50 nm oder 25 nm oder 15 nm oder 10 nm. Es ist möglich, dass die mittlere Rauigkeit, auch als Ra bezeichnet, bei weniger als 25 % oder 10 % des mittleren Durchmessers der Streupartikel liegt. Insbesondere liegt die mittlere Rauigkeit bei höchstens 50 % oder 100 % des
mittleren Durchmessers der Leitpartikel.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die
Substratoberseite eine mittlere Rauigkeit auf, die bei höchstens 15 nm oder 10 nm oder 5 nm liegt. Insbesondere ist die mittlere Rauigkeit der dem Substrat abgewandten
Hauptseite der Streuschicht um höchstens einen Faktor 3 oder 2 oder 1,5 größer als die mittlere Rauigkeit der
Substratoberseite.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind in der
Streuschicht die Leitpartikel perkoliert. Mit anderen Worten ist dann durch die Leitpartikel in der Streuschicht ein durchgehender Pfad insbesondere zur Stromleitung gebildet. Es ist möglich, dass ausschließlich die Leitpartikel und somit nicht die Streupartikel perkoliert sind. Das heißt, durch die Streupartikel allein sind dann keine zusammenhängenden Pfade ausgebildet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert die
Leuchtdiode im bestimmungsgemäßen Betrieb das in der
Leuchtdiode erzeugte Licht durch die Streuschicht und durch das Substrat hindurch. Dabei ist es möglich, dass die
Leuchtdiode nur an einer einzigen Hauptseite, an der sich das Substrat befindet, Licht emittiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt der folgende
Zusammenhang: 0,5 ^ 1 - exp(-d/t) ^ 0,98 oder
0, 5 < 1 - exp ( -d/t) < 0,95 oder 0,7 < 1 - exp ( -d/t) < 0,9 oder 0,75 ^ 1 - exp(-d/t) ^ 0,85. Dabei steht d für die mittlere geometrische Dicke der Streuschicht und t bezeichnet die mittlere freie Weglänge von Licht in der Streuschicht, insbesondere von Licht mit der Wellenlänge der maximalen Intensität des in der organischen Leuchtdiode erzeugten
Lichts. Die Bestimmung der freien Weglänge ist aus
Optiklehrbüchern hinreichend bekannt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die Dicke der Streuschicht bei mindestens 200 nm oder 400 nm oder 600 nm. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Dicke der Streuschicht höchstens 20 ym oder 5 ym. Dabei ist die Streuschicht
bevorzugt gleichmäßig dick, ohne gezielte Dickenschwankungen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der Volumenanteil der Streupartikel an der Streuschicht bei mindestens 1,5 % oder 3 % oder 5 %. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Volumenanteil bei höchstens 15 % oder 10 % oder 8 %.
Bevorzugt liegt ein Volumenanteil zwischen einschließlich 3 % und 8 % vor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Streuschicht frei oder im Wesentlichen frei von organischen Materialien. Das kann bedeuten, dass die Streuschicht zu mindestens
90 Masse-% oder 95 Masse-% oder 98 Masse-% aus anorganischen Materialien besteht. Insbesondere geht die Funktionalität der Streuschicht, also die streuende Wirkung und die elektrische Leitfähigkeit, ausschließlich auf anorganische Materialien zurück. Der hohe Anteil anorganischer Materialien wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Streuschicht frei von einem Matrixmaterial für die Streupartikel oder die
Leitpartikel ist. Durch die überwiegende Verwendung von anorganischen Materialien ist eine erhöhte Lebensdauer und Beständigkeit gegen äußere Umwelteinflüsse gegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Dicke der
Streuschicht konstant, insbesondere mit einer Toleranz von höchstens 50 % oder 25 % des mittleren Durchmessers der
Streupartikel . Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der Deckelektrode um eine metallische Elektrode. Insbesondere ist die Deckelektrode als Metallspiegel gestaltet und weist als Hauptkomponente beispielsweise Aluminium, Silber und/oder Gold auf oder besteht aus einer Metalllegierung hieraus oder aus den genannten Materialien.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erscheint die
Leuchtdiode einem Betrachter in ausgeschaltetem Zustand milchig-trüb und/oder weißlich. Dieser Farbeindruck der ausgeschalteten Leuchtdiode ist insbesondere durch die
Streuschicht verursacht.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer organischen Leuchtdiode angegeben. Mit dem Verfahren wird eine organische Leuchtdiode hergestellt, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für die organische Leuchtdiode offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:
A) Bereitstellen des Substrats mit der Substratoberseite,
B) Herstellen einer Lösung, die zumindest ein Lösungsmittel, die Streupartikel und die Leitpartikel umfasst oder die hieraus besteht,
C) Aufbringen der Lösung auf die Substratoberseite,
D) Trocknen der Lösung durch Entziehen des Lösungsmittels und somit Ausbilden der Streuschicht, und
E) Aufbringen der organischen Schichtenfolge auf die
Streuschicht . Bei dem Lösungsmittel handelt es sich bevorzugt um ein
Lösungsmittel, das rückstandsfrei verdampft, etwa durch
Temperaturerhöhung und/oder Druckabsenkung. Beispielsweise handelt es sich bei dem Lösungsmittel um Isopropanol, Azeton, l-Methoxy-2-Propanol oder um Mischungen hieraus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Lösung über ein Tintenstrahldrucken, englisch ink jet, ein
Schlitzabscheideverfahren, englisch slot dye, über Siebdruck oder Rakeln aufgebracht. Über solche Aufbringmethoden ist es möglich, die Streuschicht nur lokal und somit strukturiert aufzubringen .
Durch die beschriebene Streuschicht ist es möglich, fertig prozessierte Glassubstrate mit aufgesputtertem ITO als Anode zu verwenden und anschließend die elektrisch leitfähige
Streuschicht aufzubringen. Hierdurch können erhebliche
Kostenvorteile entstehen, da entsprechende Glassubstrate kostengünstig sind. Durch die Möglichkeit, die Streuschicht strukturiert mit Druckprozessen aufzubringen, kann die
Streuschicht hinsichtlich ihrer geometrischen Gestalt
flexibel designt werden. Ferner ist durch die Verwendung von anorganischen Materialien für die Streuschicht eine große Lebensdauer erzielbar.
Nachfolgend werden eine hier beschriebene organische
Leuchtdiode und ein hier beschriebenes Verfahren unter
Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen:
Figuren 1 bis 3 schematische Schnittdarstellungen von
Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen organischen Leuchtdioden,
Figur 4 schematische Schnittdarstellungen von
Verfahrensschritten eines hier beschriebenen
Verfahrens zur Erzeugung einer hier beschriebenen organischen Leuchtdiode, und
Figur 5 eine schematische Schnittdarstellung einer
Abwandlung einer organischen Leuchtdiode.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer organischen Leuchtdiode 1 gezeigt. Die Leuchtdiode 1 weist ein Substrat 2 auf. Das Substrat 2 beinhaltet einen Glasgrundkörper, auf den eine Deckschicht 21 des Substrats 2 aufgebracht ist. Die Deckschicht 21 ist eine Schicht aus einem transparenten leitfähigen Oxid. Insbesondere handelt es sich bei der
Deckschicht 21 um eine ITO-Schicht, beispielsweise mit einer Dicke zwischen einschließlich 100 nm und 200 nm. Durch die Deckschicht 21 ist eine elektrisch leitfähige
Substratoberseite 20 gebildet.
Unmittelbar auf der Substratoberseite 20 befindet sich eine Streuschicht 3. Die Streuschicht 3 ist zusammengesetzt aus vergleichsweise großen Streupartikeln 31, die zu einer
Lichtstreuung eingerichtet sind. Ferner umfasst die
Streuschicht 3 eine Vielzahl von Leitpartikeln 32, die aus einem elektrisch leitfähigen Material wie ITO hergestellt sind. Bei einem Material der Streupartikel 31 handelt es sich beispielsweise um Titandioxid. Aufgrund des
Brechungsindexunterschieds zwischen den Streupartikeln 31 und den Leitpartikeln 32 wirken die Streupartikel 31
Iichtstreuend .
In der Streuschicht 3 sind die Leitpartikel 32 zusammen mit den Streupartikeln 31 dicht gepackt. Insbesondere ist die Streuschicht 3 frei von einem Matrixmaterial. Da die
Leitpartikel 32 in der Streuschicht 3 perkoliert vorliegen und aus einem elektrisch leitfähigen Material sind, ist die Streuschicht 3 insgesamt elektrisch leitfähig. Eine Dicke d der Streuschicht 3 liegt beispielsweise zwischen
einschließlich 0,4 ym und 5 ym. Unmittelbar auf die Streuschicht 3 ist eine organische
Schichtenfolge 4 aufgebracht. Die organische Schichtenfolge 4 ist nur stark vereinfacht dargestellt. Die organische
Schichtenfolge 4 beinhaltet zumindest eine aktive Zone zur Erzeugung von Licht. Dieses in der aktiven Zone 4 erzeugte Licht wird an den Streupartikeln 31 gestreut, wodurch eine Lichtauskoppeleffizienz des Lichts aus der Leuchtdiode 1 heraus erhöht ist.
Direkt auf die organische Schichtenfolge 4 ist eine
Deckelektrode 5 aufgebracht. Die Deckelektrode 5 ist
bevorzugt eine Metallschicht oder ein Metallschichtensystem.
Durch die Deckelektrode 5 ist ein Spiegel für die in der organischen Schichtenfolge 4 erzeugte Strahlung realisiert.
Eine Stromeinprägung in die organische Schichtenfolge 4 erfolgt mittels der Streuschicht 3 und der Deckelektrode 5, die beide aus anorganischen Materialien hergestellt sind. Optional befindet sich an einer dem Substrat 2 abgewandten Seite der Deckelektrode 5 eine Verkapselungsschicht 7. Anders als dargestellt, kann die Verkapselungsschicht 7 auch aus mehreren Teilschichten zusammengesetzt sein. Weitere
Komponenten der organischen Leuchtdiode 1 wie elektrische Anschlussbereiche, Stromverteilungsschienen,
Befestigungsvorrichtungen oder weitere Verkapselungsschichten sind zur Vereinfachung der Darstellung jeweils nicht
gezeichnet .
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Leuchtdiode 1 gezeigt. Anders als in Figur 1 handelt es sich bei dem Substrat 2 gemäß Figur 2 um ein monolithisches
Substrat 2, insbesondere um ein Glassubstrat. Damit ist die Substratoberseite 20, wie auch das gesamte Substrat 2, elektrisch isolierend. Eine Stromverteilung auch in Richtung parallel zur Substratoberseite 20 erfolgt somit gemäß Figur 2 durch die Streuschicht 3. Im Vergleich zu Figur 1 ist es möglich, dass die Streuschicht 3 dicker gestaltet ist.
Abweichend von der Darstellung in Figur 2 ist es optional möglich, dass zusätzliche Stromverteilungsstrukturen
vorhanden sind. Bei solchen Stromverteilungsstrukturen kann es sich um Leiterbahnstrukturen oder um ein Leiterbahnnetz handeln, auch als bus bars bezeichnet.
Beim Ausführungsbeispiel, wie in Figur 3 zu sehen, weist die Streuschicht 3 zwei Teilschichten auf. Die Teilschichten sind in Figur 3 schematisch durch eine Strich-Punkt-Linie
voneinander separiert. Diese Auftrennung in die Teilschichten ist allerdings fiktiv und entspricht keiner realen
Materialgrenze oder Materialnaht innerhalb der
Streuschicht 3. Die erste Teilschicht, die sich direkt an der Deckschicht 21 des Substrats 2 und somit direkt an der Substratoberseite 20 befindet, weist sowohl die Streupartikel 31 als auch die Leitpartikel 32 auf. Die zweite Teilschicht, die sich direkt an der organischen Schichtenfolge 4 befindet, ist
ausschließlich oder weit überwiegend aus den Leitpartikeln 32 gebildet. Da die Leitpartikel 32 einen geringeren mittleren Durchmesser aufweisen, ist durch diese Aufteilung der
Streuschicht 3 in zwei Teilschichten eine ebenere, weniger raue Hauptseite der Streuschicht 3 an der organischen
Schichtenfolge 4 realisierbar.
Beispielsweise liegt eine mittlere Rauigkeit der Hauptseite der Streuschicht 3 an der organischen Schichtenfolge 4 bei ungefähr 15 nm. Im Vergleich hierzu liegen die Rauigkeiten der Substratoberseite 20 und einer Grenzfläche zwischen der Deckschicht 21 und einem Substratgrundkörper des Substrats 2 im Bereich von 5 nm bis 10 nm. Mit anderen Worten ist trotz der Partikelstruktur in der Streuschicht 3 die mittlere
Rauigkeit an der Fläche, an der die organische
Schichtenfolge 4 aufgebracht wird, nicht signifikant erhöht. Materialien der organischen Schichtenfolge 4 dringen
bevorzugt nur innerhalb der Rauigkeit dieser Hauptseite der Streuschicht 3 in die Streuschicht 3 ein. Zwischenräume zwischen den Leitpartikeln 32 und/oder den Streupartikeln 31 sind bevorzugt evakuiert, können aber auch mit einem inerten Gas gefüllt sein. In Figur 4 sind schematisch Verfahrensschritte zur
Herstellung der organischen Leuchtdiode 1 dargestellt. Gemäß Figur 4A wird eine Lösung 6 auf die Substratoberseite 20 aufgebracht. Das Substrat 2 ist dabei bevorzugt gebildet, wie in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 erläutert.
Die Lösung 6 umfasst ein Lösungsmittel 60 oder eine Mischung mehrerer Lösungsmittel. In dem Lösungsmittel 60 liegen, bevorzugt homogen verteilt, die Streupartikel 31 sowie die Leitpartikel 32 vor. Um die Partikel 31, 32 in dem
Lösungsmittel 60 zu stabilisieren und um eine Agglomeration insbesondere der Leitpartikel 32 zu verhindern, können die Streupartikel 31 und/oder die Leitpartikel 32 mit einer organischen Umhüllung versehen sein. In der fertigen
Streuschicht 3 ist diese organische Umhüllung, die optional auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein kann, ohne Funktion. Insbesondere wirkt diese organische Umhüllung nicht als Bindemittel zwischen den Partikeln und auch nicht als elektrisch leitfähiges Medium oder als
lichtstreuender Bestandteil. An der fertigen Streuschicht weisen demgemäß organische Materialien auch nur einen sehr geringen Masseanteil auf.
In Figur 4B ist die resultierende Streuschicht 3 gezeichnet. Das Lösungsmittel 60 dampft bevorzugt rückstandsfrei und vollständig ab, sodass sich die dicht gepackte Streuschicht 3 ausbildet .
In Figur 5 ist eine Abwandlung der Leuchtdiode illustriert. Die organische Schichtenfolge 4 befindet sich direkt an einer dem Substrat 2 abgewandten Seite einer Elektrode 9. Eine Stromeinprägung in die organische Schichtenfolge 4 erfolgt durch die Elektrode 9 sowie durch die Deckelektrode 5.
Zwischen der Elektrode 9 und dem Substrat 2 befindet sich die Streuschicht 3. Die Streuschicht 3 ist durch Streupartikel 31 gebildet, die in ein elektrisch isolierendes Matrixmaterial 8 eingebettet sind. Da die Streuschicht 3 elektrisch isolierend ist, muss die Elektrode 9 an einer dem Substrat 2 abgewandten Hauptseite der Streuschicht 3 aufgebracht werden, nachdem die Streuschicht erzeugt wurde. Dies ist vergleichsweise
kostenintensiv.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die
Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 104 793.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugs zeichenliste
1 organische Leuchtdiode
2 Substrat
20 Substratoberseite
21 Deckschicht
3 elektrisch leitfähige Streuschicht
31 Streupartikel
32 elektrisch leitfähige Leitpartikel
4 organische Schichtenfolge
5 Deckelektrode
6 Lösung
60 Lösungsmittel
7 VerkapselungsSchicht
8 Matrixmaterial
9 Elektrode d Dicke der Streuschicht
t freie Weglänge von Licht in der Streuschicht

Claims

Organische Leuchtdiode (1) mit
- einem Substrat (2) mit einer Substratoberseite (20),
- einer elektrisch leitfähigen Streuschicht (3) , die direkt auf der Substratoberseite (20) aufgebracht ist, - einer organischen Schichtenfolge (4), die sich direkt auf der Streuschicht (3) befindet, und
- einer Deckelektrode (5) , die auf der organischen
Schichtenfolge (4) angebracht ist,
wobei
- die Streuschicht (3) Streupartikel (31) mit einem ersten mittleren Durchmesser und elektrisch leitfähige Leitpartikel (32) mit einem kleineren, zweiten mittleren Durchmesser beinhaltet,
- die Streupartikel (31) zusammen mit den Leitpartikeln (32) in der Streuschicht (3) dicht gepackt vorliegen, und
- ein Volumenanteil der Streupartikel (31) in der
Streuschicht (3) höchstens 50 % beträgt.
Organische Leuchtdiode (1) nach dem vorhergehenden
Anspruch,
wobei
- das Substrat (2) eine Deckschicht (21) aus einem elektrisch leitfähigen Oxid umfasst, die die
Substratoberseite (20) bildet,
- ein Unterschied von Brechungsindices von Materialien der Streupartikel (31) und der Leitpartikel (32) mindestens 0,1 beträgt, und
- sich der erste und der zweite mittlere Durchmesser um mindestens einen Faktor 2 unterscheiden.
3. Organische Leuchtdiode (1) nach Anspruch 1, bei der das Substrat (1) ein Glassubstrat, ein
Keramiksubstrat oder ein KunststoffSubstrat ist und die Substratoberseite (20) elektrisch isolierend ist, wobei ein Unterschied von Brechungsindices von
Materialien der Streupartikel (31) und der Leitpartikel (32) mindestens 0,1 beträgt und sich der erste und der zweite mittlere Durchmesser um mindestens einen Faktor 2 voneinander unterscheiden.
4. Organische Leuchtdiode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Streuschicht (3) aus den Streupartikeln (31) und den Leitpartikeln besteht.
5. Organische Leuchtdiode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der mittlere Durchmesser der Streupartikel (31) zwischen einschließlich 100 nm und 400 nm liegt und der mittlere Durchmesser der Leitpartikel (32) zwischen einschließlich 5 nm und 50 nm beträgt.
6. Organische Leuchtdiode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Streupartikel (31) elektrisch isolierend sind und zumindest eines der folgenden Materialien aufweisen oder hieraus bestehen: T1O2, Ta20$, Zr02, Cr02, A1N, und wobei die Leitpartikel (32) ein elektrisch leitfähiges Oxid umfassen oder hieraus bestehen.
7. Organische Leuchtdiode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der die Streuschicht (3) in einer ersten Teilschicht direkt an der Substratoberseite (20) eine höhere
Konzentration der Streupartikel (31) aufweist als in einer zweiten Teilschicht direkt an der organischen Schichtenfolge (4),
wobei die erste und die zweite Teilschicht unmittelbar aneinander grenzen und sich die Konzentrationen der Streupartikel (31) um mindestens einen Faktor 3
voneinander unterscheiden.
Organische Leuchtdiode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine mittlere Rauigkeit einer dem Substrat (2) abgewandten Hauptseite der Streuschicht (3) höchstens 15 nm beträgt und bei weniger als 25 % des mittleren Durchmessers der Streupartikel (31) liegt.
Organische Leuchtdiode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Leitpartikel (32), nicht aber die
Streupartikel (31), in der Streuschicht (3) perkoliert sind, und
wobei die Leuchtdiode (1) im bestimmungsgemäßen Betrieb durch die Streuschicht (3) und das Substrat (2) hindurch Licht abstrahlt.
Organische Leuchtdiode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der 0,5 ^ 1 - exp(-d/t) ^ 0,95 mit d gleich der geometrischen Dicke der Streuschicht (3) und t gleich der mittleren freien Weglänge von Licht in der
Streuschicht (3) ,
wobei außerdem eine Dicke der Streuschicht (3) zwischen einschließlich 0,2 ym und 20 ym beträgt und der Volumenanteil der Streupartikel (3) zwischen einschließlich 3 % und 30 % liegt.
11. Organische Leuchtdiode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der die Streuschicht (3) zu mindestens 90 Masse-% aus anorganischen Materialien besteht und frei von einem Matrixmaterial für die Streupartikel (31) oder die
Leitpartikel (32) ist.
12. Organische Leuchtdiode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der die Streuschicht (3) eine konstante Dicke aufweist, mit einer Toleranz von höchsten 50 % des mittleren Durchmessers der Streupartikel (31),
wobei die Deckelektrode (5) direkt auf der organischen
Schichtenfolge (4) aufgebracht ist und ein Metallspiegel ist,
wobei die Leuchtdiode (1) einem Betrachter aufgrund der Streuschicht (3) in ausgeschaltetem Zustand milchig-trüb und weißlich erscheint, und
wobei die Leuchtdiode (1) im Betrieb sichtbares Licht erzeugt .
13. Verfahren zur Herstellung einer organischen Leuchtdiode (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten :
A) Bereitstellen des Substrats (2) mit der
Substratoberseite (20),
B) Herstellen einer Lösung (6), die zumindest ein
Lösungsmittel (60), die Streupartikel (31) und die
Leitpartikel (32) umfasst,
C) Aufbringen der Lösung (6) auf die Substratoberseite (20) ,
D) Trocknen der Lösung (6) durch Entziehen des
Lösungsmittels (60) zu der Streuschicht (3), und
E) Aufbringen der organischen Schichtenfolge (4) auf die Streuschicht (3) .
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem eine organischen Leuchtdiode (1) mit den
Merkmalen zumindest der Ansprüche 2, 5, 6, 9, 10 und 11 hergestellt wird.
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