DE102012200224A1

DE102012200224A1 - Optoelektronisches bauelement, verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements, vorrichtung zum abtrennen eines raumes und möbelstück

Info

Publication number: DE102012200224A1
Application number: DE102012200224A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dobbertin; Erwin Lang
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2013-07-11
Also published as: US20150028312A1; KR20140116918A; WO2013104572A1; KR101676681B1; CN104040749A

Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement (10) weist auf eine erste Elektrodenschicht (14), eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur (16) auf oder über der ersten Elektrodenschicht (14), eine zweite nicht-transparente Elektrodenschicht (18) auf oder über der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (16), eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur (20) auf oder über der zweiten Elektrodenschicht (18), eine dritte Elektrodenschicht (22) auf oder über der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (20).

Description

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, eine Vorrichtung zum Abtrennen eines Raumes und ein Möbelstück.
Ein optoelektronisches Bauelement eignet sich zum Erzeugen von Licht oder zum Erzeugen von Strom. Als optoelektronische Bauelemente sind beispielsweise Leuchtdioden, insbesondere organische Leuchtdioden, oder Solarzellen, insbesondere organische Solarzellen bekannt. Organische Leuchtdioden werden immer häufiger für neuartige Beleuchtungslösungen verwendet, um durch die spezielle Beleuchtung von Räumen zur Erzeugung einer guten und angenehmen Raum- bzw. leistungsfördernden Arbeitsatmosphäre beizutragen, beispielsweise durch die Mischung von direkter und indirekter Beleuchtung.
Organische Leuchtdioden (OLED) sind in den meisten Ausführungsformen einseitig verspiegelt und emittieren deshalb das Licht nur in eine Richtung (z.B. substratseitig bei Bottom-Emittern bzw. deckglasseitig bei Top-Emittern). Für Anwendungen, in denen eine beidseitige Emission erzielt werden soll, werden zwei OLEDs so angeordnet, dass die Lichtemission in beide Abstrahlrichtungen erfolgt. Dies hat den Nachteil, dass die doppelte Anzahl an OLEDs eingesetzt werden muss, was zu einer erheblichen Kostensteigerung führt. Weitere Nachteile ergeben sich durch die deutlich dickere Bauhöhe solcher Leuchten, wodurch die Vorteile der sehr dünnen und ästhetisch anmutenden OLEDs meist verloren geht. Dadurch ergeben sich große Einschränkungen in der Designfreiheit.
Für die beidseitige Abstrahlung von Licht sind darüber hinaus auch transparente OLEDs bekannt, bei denen die die organisch funktionelle Schichtenstruktur der OLED einschließenden Elektrodenschichten transparent bzw. halbtransparent ausgeführt sind und so eine Lichtabstrahlung substrat- und deckglasseitig möglich ist. Transparente OLEDs haben den weiteren Vorteil, dass sie im ausgeschalteten Zustand transparent sind, was im ausgeschalteten Zustand einerseits eine Durchsicht durch die transparente OLED bzw. das Einfallen von externem Licht durch die transparente OLED hindurch ermöglicht. Die transparenten OLED emittieren grundsätzlich beidseitig. Ein großer Nachteil dieser Bauelemente ist, dass nur ca. 20 % des erzeugten Lichtes in die beiden Halbebenen emittiert werden kann, das restliche Licht ist wellengeleitet und geht durch interne Verluste (z.B. durch interne Totalreflexion und interne Absorption) verloren.
Verschiedene Ausführungsbeispiele ermöglichen die Realisierung von hocheffizienten OLED-Bauelementen, wobei eine effiziente beidseitige Lichtabstrahlung (substratseitig und deckglasseitig) möglich ist, und damit die Realisierung von hocheffizienten Leuchten, die eine Abstrahlung von Licht zu beiden Seiten der Leuchte ermöglichen und die so in einer Leuchte eine Mischung von direkten und indirekten Lichtanteilen vereinen. Dadurch ergeben sich große Designfreiheiten und neue Möglichkeiten für Leuchtenkonzepte, welche beispielsweise bei der Beleuchtung von Räumen zu einer guten und angenehmen Raum- bzw. leistungsfördernden Arbeitsatmosphäre beitragen können.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt. Das optoelektronische Bauelement kann aufweisen eine erste Elektrodenschicht, eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur auf oder über der ersten Elektrodenschicht, eine zweite nicht-transparente Elektrodenschicht auf oder über der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur, eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur auf oder über der zweiten Elektrodenschicht, eine dritte Elektrodenschicht auf oder über der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur.
Die organischen funktionellen Schichtenstrukturen weisen beispielsweise jeweils eine Transportschicht und eine Emitterschicht auf. Beim Anlegen einer Spannung an die erste und die zweite Elektrodenschicht emittiert die erste organische funktionelle Schichtenstruktur Licht und beim Anlegen einer Spannung an die zweite und die dritte Elektrodenschicht emittiert die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur Licht. Das optoelektronische Bauelement ermöglicht eine effiziente Lichtabstrahlung in zwei einander entgegen gesetzten Richtungen. Das optoelektronische Bauelement kann aus beiden Richtungen spiegelnd oder nicht spiegelnd oder nur aus einer der beiden Richtungen spiegelnd wirken. Die beiden organischen funktionellen Schichtenstrukturen können unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken aufweisen, beispielsweiße kann eine der Schichtenstrukturen eine warme, beispielsweise eine warmweiße, Abstrahlcharakteristik aufweisen und die andere der Schichtenstrukturen kann eine kalte, beispielsweise eine kalt-weiße, Abstrahlcharakteristik aufweisen. Die Abstrahlung des Lichts der Schichtenstrukturen kann unabhängig voneinander gerichtet sein, beispielsweise entlang der Flächennormalen, oder ein Lambertsches Abstrahlprofil aufweisen oder schmetterlingsförmig sein. Außerdem kann eine der Schichtenstrukturen Licht einer anderen Farbe emittieren als die andere Schichtenstruktur, so dass das optoelektronische Bauelement in eine erste Abstrahlrichtung Licht einer anderen Farbe abstrahlt als in eine zweite Abstrahlrichtung.
Ferner können die erste Elektrodenschicht, die erste organische funktionelle Schichtenstruktur und die zweite Elektrodenschicht einen Bottom-Emitter bilden und/oder die zweite Elektrodenschicht, die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur und die dritte Elektrodenschicht können einen Top-Emitter bilden. Die zweite Elektrodenschicht ist nicht-transparent ausgebildet, was in diesem Zusammenhang bedeuten kann, dass die zweite Elektrodenschicht für das Licht aus der ersten und/oder zweiten funktionellen Schichtenstruktur nicht transparent ist. Beispielsweise kann die zweite Elektrodenschicht auf einer oder auf beiden ihrer Seiten spiegelnd ausgebildet sein. Dies kann dazu beitragen, dass das Licht in eine der Abstrahlrichtungen eine andere Farbe, eine andere Abstrahlcharakteristik und/oder eine andere Farbtemperatur hat wie das Licht in der anderen Abstrahlrichtung. Beispielsweise kann durch Wahl bestimmter Materialien für die einzelnen Elektrodenschichten ein beidseitig matter, einseitig matter und einseitig spiegelnder oder ein beidseitig spiegelnder Eindruck vermittelt werden. Ferner kann eine Blickwinkelabhängigkeit auf beiden Seiten gleich oder unterschiedlich eingestellt werden.
Die organische funktionelle Schichtenstruktur kann aus organischen Schichten zusammengesetzt sein, die Licht unterschiedlicher Farbe emittieren, so dass die entsprechende Schichtenstruktur Licht emittiert, das sich aus dem Licht der einzelnen organischen Schichten zusammensetzt.
Somit kann das Emissionsverhältnis in beide Richtungen gesteuert werden. Die Emissionsfarbe kann in beide Richtungen unabhängig voneinander eingestellt werden (z.B. neutralweiß, kaltweiß, bzw. Teilbereiche des visuellen Spektrums wie rot, grün, blau etc.). Die Abstrahlcharakteristik kann auf beiden Seiten und in die Emissionsrichtungen unabhängig von einander eingestellt werden.
Die Realisierung von Leuchten ist möglich, bei denen beispielsweise eine Seite spiegelnd ist und die damit für gewisse Anwendungen einen sehr hochwertigen und ästhetisch ansprechenden Eindruck erzeugen. In die andere Emissionsrichtung kann mittels Auskoppelstrukturen eine hohe Effizienz der OLED oder der Leuchte erzielt werden (z.B. Deckenleuchte mit Spiegelfläche nach unten für das optische Erscheinungsbild und den direkten Lichtanteil und mattem Erscheinungsbild nach oben für den indirekten Beleuchtungsanteil).
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das optoelektronische Bauelement ferner ein Substrat auf, wobei die erste Elektrodenschicht auf oder über dem Substrat angeordnet ist. Das Substrat kann Glas oder Folie aufweisen und kann mit einer oder mehreren Barriereschichten versehen sein. Die Abstrahlung des Lichts in eine der beiden Richtungen erfolgt dann substratseitig.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das optoelektronische Bauelement ferner eine Deckschicht auf oder über der dritten Elektrodenschicht auf. Die Deckschicht kann Glas, Folie und/oder einen Lack aufweisen und kann mit einer oder mehreren Barriereschichten versehen sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das optoelektronische Bauelement ferner zumindest eine Verkapselungsschicht auf, über der die erste Elektrodenschicht angeordnet ist und/oder die über der dritten Elektrodenschicht angeordnet ist. Die Verkapselungsschicht kann eine erste Verkapselungsschicht, die die erste Elektrodenschicht und die erste funktionelle Schichtenstruktur einkapselt, und/oder eine zweite Verkapselungsschicht aufweisen, die die zweite Elektrodenschicht und die zweite funktionelle Schichtenstruktur einkapselt. Die Verkapselungsschichten schützen die entsprechenden funktionellen Schichtenstrukturen vor Feuchtigkeit und Verschmutzung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das optoelektronische Bauelement ferner zumindest eine Zusatzschicht auf, über der das Substrat angeordnet ist, die zwischen dem Substrat und der ersten Elektrodenschicht angeordnet ist, die zwischen der ersten Elektrodenschicht und der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur angeordnet ist, die zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur und der zweiten Elektrodenschicht angeordnet ist, die zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der zweiten organischen Funktionellen Schichtenstruktur angeordnet ist, die zwischen der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur und der dritten Elektrodenschicht angeordnet ist, die zwischen der dritten Elektrodenschicht und der Deckschicht angeordnet ist und/oder die über der Deckschicht angeordnet ist. In anderen Worten kann die Zusatzschicht auf, unter, in oder zwischen jeder anderen der vorgenannten Schichten, wie den Elektrodenschichten, den Verkapselungsschichten und/oder den organisch funktionellen Schichtenstrukturen, sowie dem Substrat oder dem Deckglas angeordnet sein. Ferner können an den genannten Stellen mehrere Zusatzschichten angeordnet sein.
Die Zusatzschicht unter dem Substrat oder die Zusatzschicht auf der Deckschicht können als externe Auskoppelstrukturen ausgebildet sein. Die anderen Zusatzschichten können als interne Auskoppelstrukturen ausgebildet sein. Mit Hilfe der Zusatzschichten können beispielsweise die Transmittivität oder die Reflektivität der Elektrodenschichten oder auch das Emissionsverhältnis in beide Abstrahlrichtungen eingestellt werden. Außerdem kann eine Auskoppeleffizienz des erzeugten Lichts verbessert werden. Ferner kann in die beiden Abstrahlrichtungen eine Abstrahlung von Licht unterschiedlicher Farbe eingestellt werden, beispielsweise indem zumindest eine der Zusatzschichten als Farbfilter ausgebildet ist. Ferner kann die Farbtemperatur des abgestrahlten Lichts mit Hilfe der Zusatzschichten eingestellt werden, beispielsweise durch Verwendung einer elektro- oder thermochromen Schicht als Zusatzschicht. Die Zusatzschicht kann auch eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweisen. Die Zusatzschicht oder gegebenenfalls ihre Teilschichten können eine oder mehrere Auskoppelschichten, eine oder mehrere Auskoppelstrukturen, eine oder mehrere Planarisierungsschichten und/oder refraktive oder diffraktive Elemente in einer Matrix aufweisen. Eine derartige Auskoppelstruktur kann eine bearbeitete Teilschicht des Substrats, der Elektrodenschichten, der organisch funktionellen Schichtenstrukturen oder der Deckschicht sein. Beispielsweise kann die Auskoppelstruktur eine Texturierung des Substrats, der Elektrodenschichten, der organisch funktionellen Schichtenstrukturen, der Verkapselungsschichten oder der Deckschicht sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bilden der ersten Elektrodenschicht, Bilden der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur auf oder über der ersten Elektrodenschicht, Bilden der zweiten Elektrodenschicht auf oder über der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur, Bilden der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur auf oder über der zweiten Elektrodenschicht und Bilden der dritten Elektrodenschicht auf oder über der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird das Substrat bereitgestellt und die erste Elektrodenschicht wird auf oder über dem Substrat gebildet. Das Substrat kann Glas oder Folie aufweisen u./o. mit einer oder mehreren Barriereschichten versehen sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Deckschicht auf oder über der dritten Elektrodenschicht gebildet. Die Deckschicht kann Glas, Folie o. Lack aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird zumindest die Verkapselungsschicht gebildet unter der ersten Elektrodenschicht und/oder über der dritten Elektrodenschicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird die Zusatzschicht gebildet unter dem Substrat, zwischen dem Substrat und der ersten Elektrodenschicht, zwischen der ersten Elektrodenschicht und der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur, zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur und der zweiten Elektrodenschicht, zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der zweiten organischen Funktionellen Schichtenstruktur, zwischen der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur und der dritten Elektrodenschicht, zwischen der dritten Elektrodenschicht und der Deckschicht und/oder über der Deckschicht. Ferner kann die Zusatzschicht über, unter oder in der Verkapselungsschicht ausgebildet werden. Die Zusatzschicht kann aus einer, zwei oder mehr Teilschichten gebildet werden. Die Zusatzschicht oder gegebenenfalls ihre Teilschichten kann als Auskoppelschicht, Auskoppelstruktur, Planarisierungsschicht und/oder als Matrix mit refraktiven oder diffraktiven Elementen ausgebildet werden. Die Auskoppelstruktur kann als bearbeitete Teilschicht des Substrats, der Elektrodenschichten, der organisch funktionellen Schichtenstrukturen oder der Deckschicht ausgebildet werden. Beispielsweise kann die Zusatzschicht gebildet werden mittels lokalen Erhitzens des Materials des Substrats, der entsprechenden Elektrodenschicht, der entsprechenden organischen funktionellen Schichtenstruktur bzw. der Deckschicht. Das lokale Erhitzen des Materials der jeweiligen Schicht kann beispielsweise erfolgen unter Verwendung eines Lasers, vorzugsweise derart, dass eine Laserinnengravur der jeweiligen Schicht durchgeführt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist eine Vorrichtung zum Abtrennen eines Raumes das optoelektronische Bauelement auf. Die Vorrichtung kann beispielsweise ein Fenster oder eine Tür sein, beispielsweise ein Trennfenster zwischen zwei Räumen, beispielsweise ein Fenster eines Besprechungsraums, oder eine Tür eines Möbelstücks, beispielsweise eine Schranktür.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist ein Möbelstück die Vorrichtung auf. Das Möbelstück ist beispielsweise eine Vitrine oder ein Schrank.
Die Verwendung der Vorrichtung und des optoelektronischen Bauelements in Vitrinen, Schränken und bei Besprechungsräumen, bei denen der Einsatz von Milchglas gewünscht ist, kann dazu beitragen, eine Privatsphäre zu gewährleisten bzw. den Inhalt auch im ausgeschalteten Zustand zu verdecken. Diese Flächen können mit der sehr effizienten Beleuchtung in zwei Abstrahlrichtungen kombiniert werden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die eine oder die mehreren lokale(n) Veränderungsstruktur(en) derart ausgebildet werden kann/können, dass sie von einem menschlichen Auge kaum wahrnehmbar ist oder sind, aber dennoch einen Teil des Lichts streut oder streuen, um somit die Auskopplung des Lichts zu verbessern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 ein optoelektronisches Bauelement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
2 ein optoelektronisches Bauelement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
3 ein optoelektronisches Bauelement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
4 ein optoelektronisches Bauelement gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
5 ein Ablaufdiagramm, in dem ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt ist;
6 ein Fenster mit einem optoelektronischen Bauelement;
7 ein Möbelstück mit einem optoelektronischen Bauelement.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, „auf“, „über“, „unter“ mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. 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. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen 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 beispielhaften Ausführungsformen 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. Gleiche oder ähnliche Elemente sind in den Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Das optoelektronische Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen als eine organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als eine organische Photodiode (organic photodiode, OPD), als eine organische Solarzelle (organic solar cell, OSC), oder als ein organischer Transistor, beispielsweise als ein organischer Dünnfilmtransistor (organic thin film transistor, OTFT) ausgebildet sein. Das optoelektronische Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von optoelektronischen Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Unter dem Begriff „transluzente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist, beispielsweise für das von dem optoelektronischen Bauelement erzeugte Licht, beispielsweise einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm). Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht“ in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird.
Unter dem Begriff „transparente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm), wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird.
Im Gegensatz dazu kann unter dem Begriff „nicht-transparente Schicht“ in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht nicht durchlässig ist, beispielsweise in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm und/oder in dem Wellenlängenbereich, in dem das Licht aus einer organischen funktionellen Schichtenstruktur des optoelektronischen Bauelements liegt.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 10. Das optoelektronische Bauelement 10 weist ein Substrat 12 und auf dem Substrat 12 eine erste Elektrodenschicht 14 auf. Eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur 16 ist auf oder über der ersten Elektrodenschicht 14 gebildet. Eine zweite nichttransparente Elektrodenschicht 18 ist auf oder über der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 16 gebildet und eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 20 ist auf oder über der zweiten Elektrodenschicht 18 gebildet. Eine dritte Elektrodenschicht 22 ist auf oder über der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 20 gebildet. Auf der dritten Elektrodenschicht 22 ist eine Deckschicht 24 gebildet.
Das optoelektronische Bauelement 10 ermöglicht eine effiziente Lichtabstrahlung in zwei entgegen gesetzte Abstrahlrichtungen, beispielsweise in ein erste Abstrahlrichtung 26 und eine zweite Abstrahlrichtung 28. Beispielsweise können die erste Elektrodenschicht 14, die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 16 und die zweite Elektrodenschicht 18 als Bottom-Emitter ausgebildet sein und/oder die zweite Elektrodenschicht 18, die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 20 und die dritte Elektrodenschicht 22 können als Top-Emitter ausgebildet sein.
Das Substrat 12 kann ein Glas und/oder eine oder mehrere Folien aufweisen und/oder mit einer oder mehreren Barriereschichten versehen sein. Die Deckschicht 24 kann ein Glas, eine oder mehrere Folien o. Lack aufweisen.
Beispielsweise kann das Substrat 12 Glas, Quarz, und/oder ein Halbleitermaterial oder irgendein anderes geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann das Substrat 12 eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)) aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Substrat 12 kann eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen. Das Substrat 12 kann transparent, transluzent, teilweise transluzent, teilweise transparent oder auch opak ausgeführt sein.
Die Deckschicht 24 kann beispielsweise Glas oder ein anderes geeignetes Material aufweisen oder daraus gebildet sein, wie beispielsweise eines der folgenden Materialien: Quarz, ein Halbleitermaterial, eine Kunststofffolie oder ein Laminat mit einer oder mit mehreren Kunststofffolien. Der Kunststoff kann ein oder mehrere Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP)) aufweisen oder daraus gebildet sein. Ferner kann der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester und/oder Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethersulfon (PES) und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Deckschicht 24 kann transluzent, beispielsweise transparent, teilweise transluzent, beispielsweise teilweise transparent, ausgeführt sein. Die Deckschicht 24 kann eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 µm bis ungefähr 50 µm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 40 µm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 25 µm.
Die beiden organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 können unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken aufweisen, beispielsweiße kann eine der Schichtenstrukturen eine warme, beispielsweise warm-weiße, Abstrahlcharakteristik aufweisen und die andere der Schichtenstrukturen kann eine kalte, beispielsweise kalt-weiße, Abstrahlcharakteristik aufweisen. Ferner kann die Abstrahlung gerichtet sein, beispielsweise entlang einer Flächennormalen auf dem Substrat 12 oder auf der Deckschicht 24. Ferner können für jede der Abstrahlrichtungen 26, 28 unabhängig von der jeweils anderen Abstrahlrichtung ein Lambertsches Abstrahlprofil, ein schmetterlingsförmiges Abstrahlprofile, usw. realisiert werden. Außerdem kann eine der organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 Licht einer anderen Farbe emittieren als die andere organische funktionelle Schichtenstruktur 16, 20. Die organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 weisen mindestens je eine Transportschicht und je eine Emitterschicht auf. Die organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 können je eine oder mehrere Emitterschichten, beispielsweise mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Emittern, enthalten, sowie je eine oder mehrere Lochleitungsschichten.
Beispiele für Emittermaterialien, die in dem optoelektronischen Bauelement 10 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Emitterschicht(en) eingesetzt werden können, schließen 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’)-bipyridin]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 ein. Solche nichtpolymeren Emitter sind beispielsweise mittels thermischen Verdampfens abscheidbar. Ferner können Polymeremitter eingesetzt werden, welche insbesondere mittels nasschemischen Verfahren, wie beispielsweise Spin Coating, abscheidbar sind. Die Emittermaterialien können in geeigneter Weise in einem Matrixmaterial eingebettet sein.
Die Emittermaterialien der Emitterschicht(en) des optoelektronischen Bauelements 10 können beispielsweise so ausgewählt sein, dass das optoelektronische Bauelement 10 zumindest in eine der beiden Abstrahlrichtungen 26, 28 Weißlicht emittiert. Die Emitterschicht(en) kann/können mehrere verschiedenfarbig (zum Beispiel blau und gelb oder blau, grün und rot) emittierende Emittermaterialien aufweisen, alternativ kann/können die Emitterschicht(en), wie nachfolgend in Bezug auf 3 näher erläutert, auch aus mehreren funktionellen Teilschichten aufgebaut sein, wie einer blau fluoreszierenden Emitterschicht oder blau phosphoreszierenden Emitterschicht, einer grün phosphoreszierenden Emitterschicht und einer rot phosphoreszierenden Emitterschicht. Durch die Mischung der verschiedenen Farben kann die Emission von Licht mit einem weißen Farbeindruck resultieren. Alternativ kann auch 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 und sekundärer Strahlung ein weißer Farbeindruck ergibt.
Die organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 können allgemein je eine oder mehrere funktionelle Teilschichten aufweisen. Die eine oder mehreren funktionellen Teilschichten kann oder können organische Polymere, organische Oligomere, organische Monomere, organische kleine, nicht-polymere Moleküle („small molecules“) oder Kombination dieser Materialien aufweisen. Beispielsweise kann die oder können die organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 eine oder mehrere funktionelle Teilschichten aufweisen, die als Lochtransportschicht ausgeführt ist oder sind, so dass beispielsweise in dem Fall einer OLED eine effektive Löcherinjektion in eine elektrolumineszierende Schicht oder einen elektrolumineszierenden Bereich ermöglicht werden. Als Material für die Lochtransportschicht können beispielsweise tertiäre Amine, Carbazoderivate, leitendes Polyanilin oder Polythylendioxythiophen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können die eine oder die mehreren funktionellen Teilschichten als elektrolumineszierende Schicht ausgeführt sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Lochtransportschicht der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 16 auf oder über der ersten Elektrodenschicht 14 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein, und die Emitterschicht der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 16 kann auf oder über der Lochtransportschicht der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 16 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein. Ferner kann die Lochtransportschicht der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 20 auf oder über der zweiten Elektrodenschicht 18 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein, und die Emitterschicht der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 20 kann auf oder über der Lochtransportschicht der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 20 aufgebracht, beispielsweise abgeschieden, sein.
Das optoelektronische Bauelement 10 kann allgemein weitere organische Funktionsschichten aufweisen, die dazu dienen, die Funktionalität und damit die Effizienz des optoelektronischen Bauelements 10 weiter zu verbessern.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 16 und/oder die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 20 eine Schichtdicke aufweisen von bis zu 1,5 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von bis zu 1,2 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von bis zu 1 µm, beispielsweise eine Schichtdicke von bis zu 800 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von bis zu 500 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von bis zu 400 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von bis zu 300 nm.
Die erste und die dritte Elektrodenschicht 14, 18 sind vorzugsweise transparent oder transluzent ausgebildet, wobei die erste Elektrodenschicht 14 zumindest für das Licht aus der ersten organisch funktionellen Schichtenstruktur 16 transluzent bzw. transparent ist und wobei die dritte Elektrodenschicht 22 zumindest für das Licht aus der zweiten organisch funktionellen Schichtenstruktur 20 transluzent bzw. transparent ist. Hingegen ist die zweite Elektrodenschicht 18 für das Licht aus der ersten und/oder zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 16, 20 nicht transparent oder nicht transluzent ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Elektrodenschicht 18 für Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich nicht transparent oder nicht transluzent sein. Die zweite Elektrodenschicht 18 kann beispielsweise spiegelnd ausgebildet sein. Beispielsweise kann durch Wahl bestimmter Materialien für die zweite Elektrodenschicht 18 ein beidseitig matter, einseitig matter und/oder ein einseitig spiegelnder oder ein beidseitig spiegelnder Eindruck vermittelt werden. Ferner kann eine Blickwinkelabhängigkeit auf beiden Seiten gleich oder unterschiedlich eingestellt werden.
Die Elektrodenschichten 14, 18, 20 sind mit einem nicht dargestellten Steuerschaltkreis elektrisch gekoppelt, mit dessen Hilfe eine Spannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrodenschicht 14, 18 und/oder zwischen der zweiten und der dritten Elektrodenschicht 18, 22 angelegt werden kann. Dadurch können die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 16 bzw. die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 20 zum Emittieren von Licht angeregt werden. Dies bewirkt eine selektive Abstrahlung von Licht in die erste Abstrahlrichtung 26 und/oder die zweite Abstrahlrichtung 28.
Die erste und/oder die dritte Elektrodenschicht 14, 22 kann aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet werden oder sein, wie beispielsweise aus einem Metall oder einem leitfähigen transparenten Oxid (transparent conductive oxide, TCO) oder einem Schichtenstapel mehrerer Schichten desselben oder unterschiedlicher Metalle und/oder desselben oder unterschiedlicher TCOs. Transparente leitfähige Oxide sind transparente, leitfähige Materialien, beispielsweise Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid, oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO2, oder In2O3 gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 oder In4Sn3O12 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können ferner p-dotiert oder n-dotiert sein. Die erste und/oder die dritte Elektrodenschicht 14, 22 kann als Anode, also als Löcher injizierendes Material ausgebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste und/oder die dritte Elektrodenschicht 14, 22 gebildet werden von einem Schichtenstapel einer Kombination einer Schicht eines Metalls auf einer Schicht eines TCOs, oder umgekehrt. Ein Beispiel ist eine Silberschicht, die auf einer Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO) aufgebracht ist (Ag auf ITO). In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste und/oder die dritte Elektrodenschicht 14, 22 ein Metall aufweisen (beispielsweise Ag, Pt, Au, Mg) oder eine Metalllegierung der beschriebenen Materialien (beispielsweise eine AgMg-Legierung) aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste und/oder die dritte Elektrodenschicht 14, 22 AlZnO oder ähnliche Materialien aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste und/oder die dritte Elektrodenschicht 14, 22 ein Metall aufweisen, das beispielsweise als Kathodenmaterial, also als Elektronen injizierendes Material, dienen kann. Als Kathodenmaterial können unter anderem beispielweise Al, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca oder Li sowie Verbindungen, Kombinationen oder Legierungen dieser Materialien in verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
Die erste und/oder die dritte Elektrodenschicht 14, 22 kann eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 18 nm. Weiterhin kann die erste und/oder die dritte Elektrodenschicht 14, 22 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von größer oder gleich 10 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von größer oder gleich 5 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die erste und/oder die dritte Elektrodenschicht 14, 22 eine Schichtdicke aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 18 nm, beispielsweise eine Schichtdicke in einem Bereich von ungefähr 15 nm bis ungefähr 18 nm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrodenschicht 18 beispielsweise eine Schichtdicke aufweisen von kleiner oder gleich 50 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 45 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 40 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 35 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 30 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 25 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 20 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 15 nm, beispielsweise eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 10 nm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrodenschicht 18 eine beliebig größere Schichtdicke aufweisen.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 10, das im Wesentlichen gleich ausgebildet sein kann wie das optoelektronische Bauelement 10 des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels, wobei im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich eine erste Verkapselungsschicht 30 zwischen dem Substrat 12 und der ersten Elektrodenschicht 14 angeordnet ist und eine zweite Verkapselungsschicht 32 zwischen der dritten Elektrodenschicht 22 und der Deckschicht 24 angeordnet ist. Die Verkapselungsschichten 30, 32 dienen dazu die Elektrodenschichten 14, 18, 22 und die organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 zu schützen, beispielsweise vor Feuchtigkeit, Sauerstoff, Korrosion oder Verschmutzung. Die Verkapselungsschichten 30, 32 sind vorzugsweise transparent oder transluzent ausgebildet, beispielsweise in den Wellenlängenbereichen des Lichts, das die organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 emittieren.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird unter dem Ausdruck „Verkapseln“ oder „Verkapselung“ beispielsweise verstanden, dass eine Barriere gegenüber Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff bereitgestellt wird, so dass die entsprechend verkapselte organische funktionelle Schichtenstruktur 16, 20 nicht von diesen Stoffen durchdrungen werden kann. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Verkapselungsschichten 30, 32 eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen oder daraus bestehen: ein Material oder eine Mischung von Materialien oder einen Stapel von Schichten von Materialien wie beispielsweise SiO2; Si3N4; SiON (diese Materialien werden beispielsweise mittels eines CVD-Verfahrens abgeschieden); Al2O3; ZrO2; TiO2; Ta2O5; SiO2; ZnO; und/oder HfO2 (diese Materialien werden beispielsweise mittels eines ALD-Verfahrens abgeschieden); oder eine Kombination dieser Materialien.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 10, das im Wesentlichen gleich ausgebildet sein kann wie das optoelektronische Bauelement 10 des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels, wobei im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die erste organische funktionelle Schichtenstruktur 16 eine erste funktionelle Teilschicht 40, eine zweite funktionelle Teilschicht 42 und eine dritte funktionelle Teilschicht 44 aufweist und die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 20 weist eine vierte funktionelle Teilschicht 50, eine fünfte funktionelle Teilschicht 52 und eine sechste funktionelle Teilschicht 54 auf. Die funktionellen Teilschichten 40 bis 54 können Licht unterschiedlicher Farbe emittieren. Beispielsweise können die erste und die vierte funktionelle Teilschicht 40, 50 Licht einer ersten Farbe emittieren, beispielsweise rotes Licht, die zweite und die fünfte funktionelle Teilschicht 42, 52 können Licht einer zweiten Farbe emittieren, beispielsweise grünes Licht, und die dritte und die sechste funktionelle Teilschicht 42, 52 können Licht einer dritten Farbe emittieren, beispielsweise blaues Licht. In diesem Zusammenhang können die erste und die zweite organische funktionelle Schichtenstrukturen 16, 20 weitere Zwischenelektrodenschichten aufweisen, die beispielsweise zwischen der ersten und der zweiten funktionellen Teilschicht 40, 42, der zweiten und der dritten funktionellen Teilschicht 42, 44, der vierten und der fünften funktionellen Teilschicht 50, 52 und/oder der fünften und der sechsten funktionellen Teilschicht 52, 54 angeordnet sind zum selektiven Ansteuern der einzelnen funktionellen Teilschichten 40 bis 54. Darüber hinaus können einzelne oder jede der Teilschichten 40 bis 54 je eine Transportschicht und je eine Emitterschicht aufweisen.
Die funktionellen Teilschichten 40 bis 54 ermöglichen abhängig von ihrer Ansteuerung die Abstrahlung von Licht unterschiedlicher Farben, wobei in die erste Abstrahlrichtung 26 Licht einer anderen Farbe abgestrahlt werden kann als in die zweite Abstrahlrichtung 28. Darüber hinaus kann innerhalb einer der organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 das Licht aus einer oder zwei der funktionellen Teilschichten 40 bis 54 mit dem Licht aus zwei bzw. einer der anderen funktionellen Teilschichten gemischt werden, beispielsweise zum Erzeugen von weißem Licht, so dass die entsprechende organische funktionelle Schichtenstruktur 16, 20 Licht emittiert, das sich aus dem Licht der einzelnen funktionellen Teilschichten 40 bis 54 zusammensetzt.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 10, das im Wesentlichen gleich ausgebildet sein kann wie das optoelektronische Bauelement 10 des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels, wobei bei dem im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine erste Zusatzschicht 60 unter dem Substrat 12 ausgebildet ist, zusätzlich oder alternativ zwischen dem Substrat 12 und der ersten Elektrodenschicht 14 eine zweite Zusatzschicht 61 ausgebildet ist, zusätzlich oder alternativ zwischen der ersten Elektrodenschicht 14 und der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 16 ein dritte Zusatzschicht 62 ausgebildet ist, zusätzlich oder alternativ zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 16 und der zweiten Elektrodenschicht 18 eine vierte Zusatzschicht 63 ausgebildet ist, zusätzlich oder alternativ zwischen der zweiten Elektrodenschicht 18 und der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 20 eine fünfte Zusatzschicht 64 ausgebildet ist, zusätzlich oder alternativ zwischen der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 20 und der dritten Elektrodenschicht 22 eine sechste Zusatzschicht 65 ausgebildet ist, zusätzlich oder alternativ zwischen der dritten Elektrodenschicht 22 und der Deckschicht 24 eine siebte Zusatzschicht 66 angeordnet ist und/oder zusätzlich oder alternativ über der Deckschicht 24 eine achte Zusatzschicht 67 ausgebildet ist. Gegebenenfalls können über und/oder unter den Verkapselungsschichten 30, 32 (siehe 2) weitere Zusatzschichten ausgebildet sein.
Die erste Zusatzschicht 60 unter dem Substrat 12 oder die achte Zusatzschicht 67 auf der Deckschicht 24 können als externe Auskoppelstrukturen ausgebildet sein. Die anderen Zusatzschichten 61 bis 66 können als interne Auskoppelstrukturen ausgebildet sein. Mit Hilfe der Zusatzschichten 60 bis 67 können beispielsweise die Transmittivität oder die Reflektivität der Elektrodenschichten 14, 18, 20 oder auch das Emissionsverhältnis in beide Abstrahlrichtungen 26, 28 eingestellt werden. Außerdem kann eine Auskoppeleffizienz des erzeugten Lichts verbessert werden. Ferner kann mit Hilfe der Zusatzschichten 60, 61, 62 unter der ersten Elektrodenschicht 14 und/oder mit Hilfe der Zusatzschichten 65, 66, 67 über der dritten Elektrodenschicht 22 in die beiden Abstrahlrichtungen 26, 28 eine Abstrahlung von Licht unterschiedlicher Farbe eingestellt werden, beispielsweise indem die entsprechenden Zusatzschichten 60, 61, 62, 65, 66, 67 als Farbfilter ausgebildet sind. Ferner kann die Farbtemperatur des abgestrahlten Lichts mit Hilfe der Zusatzschichten 60 bis 67 eingestellt werden, beispielsweise durch Verwendung elektro- oder thermochromer Zusatzschichten 60 bis 67. Beispielsweise kann in die erste Abstrahlrichtung 30, beispielsweise als direkte Beleuchtung, eine Farbtemperatur zwischen 2500 K und 4000 K eingestellt werden und in die zweite Abstrahlrichtung 32 kann, beispielsweise als indirekte Beleuchtung, eine Farbtemperatur von 4000 K bis 6500 K eingestellt werden. Ferner kann eingestellt werden, dass in die erste Abstrahlrichtung 30 45% der erzeugten Lichtmenge abgestrahlt werden und dass in die zweite Abstrahlrichtung 32 55% der erzeugten Lichtmenge abgestrahlt werden.
Jede oder einzelne der Zusatzschichten 60 bis 67 können je eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweisen. Ferner kann jede oder können einzelne der Zusatzschichten 60 bis 67 oder gegebenenfalls ihre Teilschichten Auskoppelschichten, Auskoppelstrukturen, Planarisierungsschichten und/oder refraktive oder diffraktive Elemente in einer Matrix aufweisen. Die Auskoppelstrukturen können bearbeitete Teilschichten des Substrats 12, der Elektrodenschichten 14, 18, 22, der organisch funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20, der Verkapselungsschichten 30, 32 oder der Deckschicht 24 sein. Beispielsweise kann die Auskoppelstruktur eine Texturierung des Substrats 12, der Elektrodenschichten 14, 18, 22, der organisch funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20, der Verkapselungsschichten 30, 32 oder der Deckschicht 24 sein.
Beispielsweise kann eine oder können mehrere der Zusatzschichten 60 bis 67 als Veränderungsstrukturen ausgebildet sein. Beispielsweise kann die erste und/oder die zweite Zusatzschicht 60, 61 zur Auskopplung der Substratmoden innerhalb des Substrats (beispielsweise Glassubstrats) 12 an mindestens einer vorgegebenen Position (oder an mehreren vorgegebenen Positionen) (jeweils) als eine lokale Veränderungsstruktur des Materials des Substrats 12 vorgesehen sein. Ferner kann die siebte und/oder die achte Zusatzschicht 66, 67 zur Auskopplung der Substratmoden innerhalb der Deckschicht (beispielsweise Glasdeckschicht) 24 an mindestens einer vorgegebenen Position (oder an mehreren vorgegebenen Positionen) (jeweils) als eine lokale Veränderungsstruktur des Materials der Deckschicht 24 vorgesehen sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist oder sind die lokale(n) Veränderungsstruktur(en) in Form einer Gravur gebildet, beispielsweise in Form einer Substrat- bzw. Deckschicht-Innengravur. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist oder sind die lokale(n) Veränderungsstruktur(en) in Form einer nicht-periodischen Struktur gebildet. Diese lokale(n) Veränderungsstruktur(en) streuen das beispielsweise von den Emitterschichten erzeugte Licht, das in das Substrat 12 bzw. die Deckschicht 24 geführt wird. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Oberfläche des Substrats 12 bzw. der Deckschicht 24 (beispielsweise die Glasoberfläche) nach wie vor ihren spiegelnden Eindruck behält. Dadurch kann zusätzlich die „Aus-Zustand-Erscheinung“ („Off-State-Appearance“) des optoelektronischen Bauelements 10 verbessert werden. Die eine oder die mehreren lokale(n) Veränderungsstruktur(en) kann oder können an vorgegebenen oder vordefinierten Positionen innerhalb des Substrats 12 oder der Deckschicht 24 gebildet werden, so dass gewünschte, künstlich erzeugte Streustrukturen (nicht auf nicht-deterministische und ungewünschte Unregelmäßigkeiten zurückzuführende Unregelmäßigkeiten in dem Material der jeweiligen Schicht) gebildet werden. Die eine oder die mehreren lokale(n) Veränderungsstruktur(en) können alle die gleiche Größe oder verschiedene Größen aufweisen. Die Anordnung von mehreren lokalen Veränderungsstrukturen in einer oder mehreren Schichten kann zufällig, anders ausgedrückt, nicht-periodisch sein. Alternativ können die lokalen Veränderungsstrukturen in einem vorgegebenen (beispielsweise periodischen) Muster angeordnet werden oder sein. Weiterhin kann mittels der mehreren lokalen Veränderungsstrukturen eine lokale deterministische Struktur, beispielsweise eine Linsenstruktur, in einer oder mehreren Schichten gebildet werden.
Die eine oder mehreren lokale Veränderungsstruktur(en) in der Deckschicht 24 bilden dort Streuzentren. Somit kann die Lichtauskopplung in der zweiten Abstrahlrichtung 28 verbessert werden, indem beispielsweise die Deckschicht 302 (beispielsweise das Deckglas) eine oder mehrere lokale Veränderungsstruktur(en) (beispielsweise in Form einer Innengravur) aufweist.
Zur Auskopplung von in den organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 des optoelektronischen Bauelements 10 geführten Moden kann es unter Umständen nicht genügen, das Substrat 12 und/oder die Deckschicht 24 mit einer oder mehreren lokalen Veränderungsstruktur(en) zu versehen, beispielsweise innenzugravieren, da aufgrund des üblicherweise aufgrund der verwendeten Materialien vorhandenen Brechungsindexsprunges zwischen den organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20, den Elektrodenschichten 14, 18, 22, der Deckschicht 24 und dem Substrat 202 das Licht zumindest teilweise nicht in die Deckschicht 24 oder das Substrat 12 (beispielsweise das Glassubstrat) gelangt. Diesem Aspekt kann mittels der lokalen Veränderungsstrukturen auf verschiedene Arten begegnet werden.
So kann beispielsweise eine der Zusatzschichten 60 bis 67 als eine transparente, hochbrechende Schicht (beispielsweise aus Siliziumnitrid und/oder Titanoxid) oder als ein Stapel mehrerer transparenter, hochbrechender Schichten ausgebildet sein. Die eine oder mehreren lokale(n) Veränderungsstruktur(en) kann/können in der transparenten, hochbrechenden Schicht oder in dem Stapel mehrerer transparenter, hochbrechender Schichten vorgesehen sein. Beispielsweise kann die transparente, hochbrechende Schicht oder der Stapel mehrerer transparenter, hochbrechender Schichten innengraviert werden oder sein. Das aus den Schichten der organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20 kommende Licht kann in der entsprechenden transparenten, hochbrechenden Schicht oder in dem Stapel mehrerer transparenter, hochbrechender Schichten gestreut werden, womit es ausgekoppelt werden kann. Dabei kann beispielsweise die eine oder mehreren lokale(n) Veränderungsstruktur(en) auch an den Grenzflächen der einzelnen Schichten vorgesehen sein.
Weisen die lokalen Veränderungsstrukturen eine Größe im Sub-µm-Bereich auf, so ist es in verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass die lokalen Veränderungsstrukturen in einem nicht-periodischen Muster angeordnet sind. Weisen die lokalen Veränderungsstrukturen eine Größe von mindestens 1 µm auf, so ist es in verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass die lokalen Veränderungsstrukturen in einem periodischen Muster angeordnet sind. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass auch für den Fall, dass die lokalen Veränderungsstrukturen eine Größe von mindestens 1 µm aufweisen, die lokalen Veränderungsstrukturen nicht-periodisch angeordnet sein können. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10.
In einem Schritt S2 wird das Substrat 12 bereitgestellt. Das Substrat 12 wird beispielsweise aus einem Glas oder einer Folie gebildet und kann mit der ersten Zusatzschicht 60 versehen werden, die als Barriereschicht ausgebildet sein kann.
In einem Schritt S4, der optional abgearbeitet werden kann, wird die erste Verkapselungsschicht 30 auf dem Substrat 12 gebildet. Die erste Verkapselungsschicht 30 ist vorzugsweise transparent ausgebildet.
In einem Schritt S6 wird eine erste Elektrodenschicht 14 auf dem Substrat 12 oder gegebenenfalls auf der ersten Verkapselungsschicht 30 gebildet. Die erste Elektrodenschicht 14 ist beispielsweise transparent ausgebildet und mit dem Steuerschaltkreis elektrisch gekoppelt.
In einem Schritt S8 wird die erste organisch funktionelle Schichtenstruktur 16 auf oder über der ersten Elektrodenschicht 14 gebildet, beispielsweise durch Bilden einer oder mehrerer Transportschichten und einer oder mehrerer Emitterschichten und/oder durch Bilden der funktionellen Teilschichten 40, 42, 44.
In einem Schritt S10 wird eine zweite Elektrodenschicht 18 auf oder über der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 16 gebildet. Die zweite Elektrodenschicht 18 wird nicht-transparent ausgebildet. Beispielsweise wird die zweite Elektrodenschicht 18 auf einer Seite matt und auf der anderen Seite spiegelnd oder auf beiden Seiten matt oder auf beiden Seiten spiegelnd ausgebildet. Ferner wird die zweite Elektrodenschicht 18 mit dem Steuerschaltkreis elektrisch gekoppelt.
In einem Schritt S12 wird die zweite organische funktionelle Schichtenstruktur 20 auf oder über der zweiten Elektrodenschicht 18 gebildet, beispielsweise entsprechend der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur 16.
In einem Schritt S14 wird die dritte Elektrodenschicht 22 auf oder über der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur 20 gebildet, beispielsweise entsprechend der ersten Elektrodenschicht 14.
In einem Schritt S16, der optional abgearbeitet werden kann, wird die zweite Verkapselungsschicht 32 über der dritten Elektrodenschicht 22 gebildet, beispielsweise entsprechend der ersten Verkapselungsschicht 30.
In einem Schritt S18 wird die Deckschicht 24 auf oder über der dritten Elektrodenschicht 22 oder gegebenenfalls auf der zweiten Verkapselungsschicht 32 gebildet, beispielsweise aus Glas, Folie o. Lack. Das Glas bzw. die Folie können auf der dritten Elektrodenschicht 22 oder der zweiten Verkapselungsschicht 32 festgeklebt werden.
In einem Zusatzschritt S20, der zwischen einem, zwei oder mehreren der vorstehenden Schritte S2 bis S18 abgearbeitet werden kann, wird oder werden die Zusatzschicht(en) 60 bis 67 und/oder deren Teilschichten gebildet. Die Zusatzschichten 60 bis 67 können beispielsweise als zusätzliche Materialschichten aufgebracht werden oder die Zusatzschichten 60 bis 67 können mittels lokalen Erhitzens des Materials des Substrats 12, der entsprechenden Elektrodenschicht 14, 18, 22, der entsprechenden organischen funktionellen Schichtenstruktur 16, 20, der Deckschicht 24 oder der Verkapselungsschichten 30, 32 ausgebildet werden. Das lokale Erhitzen des Materials der jeweiligen Schicht erfolgt beispielsweise unter Verwendung eines Lasers, vorzugsweise derart, dass eine Laserinnengravur der jeweiligen Schicht durchgeführt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann auch eine Kombination von mehreren gravierten Schichten in dem optoelektronischen Bauelement 10, vorgesehen sein. Auch kann es vorgesehen sein, eine oder mehrere Schichten nur in einem geringen Maße zu gravieren.
Beispielsweise die Technik der Innengravur (unter Verwendung eines oder mehrerer Laser) ermöglicht es, beliebige Strukturen innerhalb der Schichten zu schreiben bzw. auszubilden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können dies beispielsweise besonders streuende Schichten sein, alternativ oder zusätzlich können auch dreidimensionale Strukturen innerhalb einer oder mehrerer Schichten des optoelektronischen Bauelements 10 geschrieben bzw. gebildet werden, welche beispielsweise Linseneffekte hervorrufen können. Dadurch ist es auch möglich, spezielle Effekte für die Endanwendung wie beispielsweise helle leuchtende Schrift in dem Leuchtbild der organischen Leuchtdiode zu erstellen.
Da beispielsweise für die Laserinnengravur an sich alle optisch transluzenten, beispielsweise transparenten, Materialien vorgesehen sein können, muss das Substrat 12 oder die Deckschicht 24 nicht unbedingt aus Glas bestehen. Es ist ebenso möglich, dass es beispielsweise aus Plastik oder sonstigen transluzenten, beispielsweise transparenten, Materialien besteht oder solche aufweist.
Somit ist es in verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen, die Substratmoden und/oder die Moden der anderen Schichten, beispielsweise die Moden der Elektrodenschichten 14, 18, 22 (beispielsweise ITO-Moden) und/oder die Moden der Organik, also der organischen funktionellen Schichtenstrukturen 16, 20, auszukoppeln; diese Moden werden auch bezeichnet als eine ITO/Organik-Mode.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Gravur um bis zu einigen nm an die Grenzflächen einer Schicht heran gebildet werden (jedoch sollte die Grenzfläche nicht zerstört werden, bis auf die Ausführungsbeispiele, in denen bewusst die Grenzfläche strukturiert werden soll).
Das optoelektronische Bauelement 10 kann beispielsweise in einer Vorrichtung zum Abtrennen eines Raumes verwendet werden.
6 zeigt als Vorrichtung zum Abtrennen eines Raumes 70 beispielsweise ein Fenster 72, das im Wesentlichen aus einem oder mehreren optoelektronischen Bauelementen 10 gebildet ist. Das Fenster 72 ist beispielsweise ein Außenfenster oder ein Trennfenster zwischen zwei Räumen, beispielsweise ein Fenster hin zu einem Besprechungsraum. Alternativ oder zusätzlich zu dem Fenster kann der entsprechende Raum 70 auch mit einer Tür abgetrennt sein, die das optoelektronische Bauelement 10 aufweist.
7 zeigt als Vorrichtung zum Abtrennen eines Raumes beispielsweise ein Möbelstück 80, dessen Tür 82 im Wesentlichen aus einem oder mehreren optoelektronischen Bauelementen 10 gebildet ist, wobei der Raum beispielsweise der Innenraum des Möbelstücks 80 ist. Das Möbelstück 80 ist beispielsweise eine Vitrine oder ein Schrank.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Beispielsweise können die Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. Beispielsweise können die Zusatzschichten 60 bis 67 und die Verkapselungsschichten 30, 32 vorgesehen sein. Ferner können die Zusatzschichten 60 bis 67 und die funktionellen Teilschichten 40, 42, 22, 50, 52, 54 vorgesehen sein. Ferner können die Verkapselungsschichten 30, 32 und die funktionellen Teilschichten 40, 42, 22, 50, 52, 54 vorgesehen sein. Ferner können weniger Zusatzschichten 60 bis 67, weniger funktionelle Teilschichten 40, 42, 22, 50, 52, 54 oder nur eine der Verkapselungsschichten 30, 32 vorgesehen sein. Ferner können weitere Zusatzschichten 60 bis 67, weitere funktionelle Teilschichten 40, 42, 22, 50, 52, 54 oder weitere Verkapselungsschichten 30, 32 vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

10: optoelektronisches Bauelement
12: Substrat
14: erste Elektrodenschicht
16: erste organische funktionelle Schichtenstruktur
18: zweite Elektrodenschicht
20: zweite organische funktionelle Schichtenstruktur
22: dritte Elektrodenschicht
24: Deckschicht
26: erste Abstrahlrichtung
28: zweite Abstrahlrichtung
30: erste Verkapselungsschicht
32: zweite Verkapselungsschicht
40: erste funktionelle Teilschicht
42: zweite funktionelle Teilschicht
44: dritte funktionelle Teilschicht
50: vierte funktionelle Teilschicht
52: fünfte funktionelle Teilschicht
54: sechste funktionelle Teilschicht
60: erste Zusatzschicht
61: zweite Zusatzschicht
62: dritte Zusatzschicht
63: vierte Zusatzschicht
64: fünfte Zusatzschicht
65: sechste Zusatzschicht
66: siebte Zusatzschicht
67: achte Zusatzschicht
70: Raum
72: Fenster
80: Möbelstück
82: Tür
S2 – S20: Schritte zwei bis zwanzig

Claims

Optoelektronisches Bauelement (10), aufweisend: · eine erste Elektrodenschicht (14); · eine erste organische funktionelle Schichtenstruktur (16) auf oder über der ersten Elektrodenschicht (14); · eine zweite nicht-transparente Elektrodenschicht (18) auf oder über der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (16); · eine zweite organische funktionelle Schichtenstruktur (20) auf oder über der zweiten Elektrodenschicht (18); · eine dritte Elektrodenschicht (22) auf oder über der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (20).
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend ein Substrat (12), wobei die erste Elektrodenschicht (14) auf oder über dem Substrat (12) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend eine Deckschicht (24) auf oder über der dritten Elektrodenschicht (22).
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend zumindest eine Verkapselungsschicht (30, 32), über der die erste Elektrodenschicht (14) angeordnet ist, und/oder die über der dritten Elektrodenschicht (22) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend zumindest eine Zusatzschicht (60 bis 67), · über der das Substrat (12) angeordnet ist, · die zwischen dem Substrat (12) und der ersten Elektrodenschicht (14) angeordnet ist, · die zwischen der ersten Elektrodenschicht (14) und der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (16) angeordnet ist, · die zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (16) und der zweiten Elektrodenschicht angeordnet (18) ist, · die zwischen der zweiten Elektrodenschicht (18) und der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (20) angeordnet ist, · die zwischen der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (20) und der dritten Elektrodenschicht (22) angeordnet ist, · die zwischen der dritten Elektrodenschicht (22) und der Deckschicht (24) angeordnet ist, und/oder · die über der Deckschicht (24) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 5, bei dem die Zusatzschicht (60 bis 67) eine, zwei oder mehr Teilschichten aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 5, bei dem die Zusatzschicht (60 bis 67) oder gegebenenfalls ihre Teilschichten eine Auskoppelschicht, eine Auskoppelstruktur, eine Planarisierungsschicht und/oder refraktive oder diffraktive Elemente in einer Matrix aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (10), wobei das Verfahren aufweist: · Bilden einer ersten Elektrodenschicht (14); · Bilden einer ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (16) auf oder über der ersten Elektrodenschicht (14); · Bilden einer nicht-transparenten zweiten Elektrodenschicht (18) auf oder über der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (16); · Bilden einer zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (20) auf oder über der zweiten Elektrodenschicht (18); und · Bilden einer dritten Elektrodenschicht (22) auf oder über der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (20).
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei ein Substrat (12) bereitgestellt wird und die erste Elektrodenschicht (14) auf oder über dem Substrat (12) gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei eine Deckschicht (24) auf oder über der dritten Elektrodenschicht (22) gebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei zumindest eine Verkapselungsschicht (30, 32) gebildet wird unter der ersten Elektrodenschicht (14) und/oder über der dritten Elektrodenschicht (22).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei eine Zusatzschicht (60 bis 67) gebildet wird · unter dem Substrat (12), · zwischen dem Substrat (12) und der ersten Elektrodenschicht (14), · zwischen der ersten Elektrodenschicht (14) und der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (16), · zwischen der ersten organischen funktionellen Schichtenstruktur (16) und der zweiten Elektrodenschicht (18), · zwischen der zweiten Elektrodenschicht (18) und der zweiten organischen Funktionellen Schichtenstruktur (20), · zwischen der zweiten organischen funktionellen Schichtenstruktur (20) und der dritten Elektrodenschicht (22), · zwischen der dritten Elektrodenschicht (22) und der Deckschicht (24), und/oder · über der Deckschicht (24).
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die Zusatzschicht (60 bis 67) aus einer, zwei oder mehr Teilschichten gebildet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, bei dem die Zusatzschicht (60 bis 67) oder gegebenenfalls ihre Teilschichten als Auskoppelschicht, Auskoppelstruktur, Planarisierungsschicht und/oder als Matrix mit refraktiven oder diffraktiven Elementen ausgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Zusatzschicht (60 bis 67) gebildet wird mittels lokalen Erhitzens des Materials des Substrats (12), der entsprechenden Elektrodenschicht (14, 18, 22), der entsprechenden organischen funktionellen Schichtenstruktur (16, 20) oder der Deckschicht (24).
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das lokale Erhitzen des Materials der jeweiligen Schicht erfolgt unter Verwendung eines Lasers, vorzugsweise derart, dass eine Laserinnengravur der jeweiligen Schicht durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Abtrennen eines Raumes (70), die das optoelektronische Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.
Möbelstück (80), das die Vorrichtung nach Anspruch 17 aufweist.