具有優(yōu)化接觸的照明模塊的制作方法
【專利說明】具有優(yōu)化接觸的照明模塊
[0001]本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的前序所述的一種照明模塊，該照明模塊具有兩個(gè)板狀電極和安排在這兩個(gè)電極之間的一種活性材料。特別是，該照明模塊可以是一種OLED (有機(jī)發(fā)光二極管)結(jié)構(gòu)或一種QLED (量子點(diǎn)發(fā)光二極管)結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明涉及一種所謂的有機(jī)太陽能電池。
[0002]近年來，由于可以替代常規(guī)光源如白熾燈泡或熒光燈的新型光源的性能的改善，新型光源的發(fā)展取得了顯著進(jìn)步。除了基于半導(dǎo)體的基本上為點(diǎn)狀光源的常規(guī)發(fā)光二極管(LED)之外，尤其是OLED或QLED也已經(jīng)占據(jù)了舞臺(tái)中心，因?yàn)樾滦偷钠矫婀庠稍谶@種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)。作為與常規(guī)的LED相比亮度適中的平面發(fā)光元件，OLED或QLED理想地適合生產(chǎn)平面擴(kuò)散光源。這種光源的使用可能性非常多樣，因此近年來在該領(lǐng)域取得了顯著的發(fā)展。由于其設(shè)計(jì)，OLED或QLED具有所謂的朗伯源的性能，這種朗伯源在任何所期望的發(fā)光角度均具有恒定的亮度。相應(yīng)地，其尤其很好地適合形成大面積光源。
[0003]與有機(jī)太陽能電池一樣，有機(jī)發(fā)光二極管同樣是所謂的薄膜組件。通常，在這種情況下，多個(gè)微薄層被安排在一個(gè)玻璃載體上，即所謂的襯底，其中單獨(dú)的薄層在這種情況下可以僅為幾納米厚。例如，在有機(jī)LED的情況下，提供兩個(gè)電極層，其中一個(gè)或多個(gè)有機(jī)材料層被安排在所述電極層之間。當(dāng)在這兩個(gè)電極層之間施加一個(gè)電壓時(shí)，該有機(jī)材料發(fā)光，其然后意在該安排的區(qū)域上發(fā)光。這必然意味著這兩個(gè)電極層其中之一(通常被安排在該玻璃載體上的電極層)需為透明的。為了形成一個(gè)這樣的透明電極，通常使用一種透明導(dǎo)電氧化物(TCO)，例如銦錫氧化物(ITO)。
[0004]這種類型的結(jié)構(gòu)即為所謂的電流驅(qū)動(dòng)組件，S卩，通過施加一個(gè)電壓到該有機(jī)材料中的這兩個(gè)電極層來產(chǎn)生光。為了實(shí)現(xiàn)均勻高效的光發(fā)射，相應(yīng)地需要電流均勻地分布在該元件的整個(gè)區(qū)域上。然而，這提出了一個(gè)問題，即用于實(shí)現(xiàn)透明電極的上述材料在原理上是導(dǎo)電的，但其導(dǎo)電率相當(dāng)?shù)?。這意味著通過單獨(dú)使用相應(yīng)的材料，在電流流動(dòng)的情況下并因此在產(chǎn)生光的過程中，只能實(shí)現(xiàn)極為有限的均勻度。
[0005]為了提高該透明電極的低導(dǎo)電率，通常將一個(gè)附加的結(jié)構(gòu)金屬層施加到該透明電極上。該金屬層通常由多個(gè)軌道組成，這些軌道形成一個(gè)所謂的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)并具有顯著高于該透明電極的材料的導(dǎo)電率。結(jié)果是，由于這些金屬軌道充當(dāng)電流流動(dòng)的旁路，此區(qū)域上的電流流動(dòng)得以改善。在這種情況下，接觸該安排的縱向側(cè)或端側(cè)上的該金屬層或網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，從而可以在該結(jié)構(gòu)的整個(gè)長度上將電流引入到該電極層中。在這種情況下，形成電流流動(dòng)的電平衡，盡管這在整個(gè)區(qū)域上并非是線性的。而是，形成電流密度增加的多個(gè)區(qū)域，這進(jìn)而抵消了光發(fā)射的均勻化，因?yàn)樵黾拥碾娏髅芏认喈?dāng)于局部增加的光產(chǎn)生。
[0006]在已經(jīng)提及的有機(jī)太陽能電池中也有類似的問題。也在這種情況下，有機(jī)材料被安排在兩個(gè)板狀電極層之間，其中該有機(jī)材料現(xiàn)在將入射光轉(zhuǎn)換為電荷載體，這最終實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)電極之間的電流流動(dòng)。進(jìn)而，至少一個(gè)電極需為透光的并相應(yīng)地進(jìn)而由上述材料組成，這些材料具有相當(dāng)?shù)偷膶?dǎo)電率。然而，甚至在這類有機(jī)太陽能電池的情況下，相應(yīng)地使用了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)格結(jié)構(gòu)再次到目前為止也僅能在一定程度上影響整個(gè)區(qū)域上的均勻電流流動(dòng)。
[0007]因此，本發(fā)明是基于對(duì)迄今為止已知的解決方案提出改進(jìn)的目的，通過本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)這種照明模塊或有機(jī)太陽能電池區(qū)域內(nèi)的電流流動(dòng)的均勻性的進(jìn)一步改善。
[0008]此目的是通過具有權(quán)利要求1的特征的一種照明模塊或一種太陽能電池實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的有利發(fā)展是從屬權(quán)利要求的主題。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的解決方案是基于為該透明電極的材料配置網(wǎng)格形成導(dǎo)體軌道或耦合網(wǎng)格形成導(dǎo)體軌道的概念，從而使得所述導(dǎo)體軌道僅部分連接到該電極材料。換言之，這些導(dǎo)體軌道與該電極材料在某些部分上分離，當(dāng)電流被耦合入時(shí)，這導(dǎo)致避免先前已知的解決方案中的不平衡的可能性。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的解決方案尤其特征在于以下事實(shí):可使用用于構(gòu)造QLED或OLED或有機(jī)太陽能電池的先前已知技術(shù)并且因此可實(shí)現(xiàn)更均勻的電流流動(dòng)而沒有高附加復(fù)雜性水平。
[0010]因此，根據(jù)本發(fā)明，提出了一種照明模塊或一種有機(jī)太陽能電池，其具有兩個(gè)板狀電極和安排在這兩個(gè)電極之間的一種活性材料。在這種情況下，這兩個(gè)電極之一由一種透明材料組成并且還設(shè)有一個(gè)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)格結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)金屬導(dǎo)體軌道，該金屬導(dǎo)體軌道在該透明電極的表面上或在該透明電極的材料中延伸。根據(jù)本發(fā)明，該導(dǎo)體軌道只部分連接至該電極材料。
[0011]根據(jù)有利的發(fā)展，尤其可規(guī)定該網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的該導(dǎo)體軌道從該電極的一個(gè)橫向連接區(qū)域延伸至一個(gè)更中心的區(qū)域，其中離該連接區(qū)域更近的該導(dǎo)體軌道的那部分與該電極材料分離。作為一種替代方案或除此之外，該導(dǎo)體軌道的端部區(qū)域也可以與該電極材料分離，這樣使得在該導(dǎo)體軌道的一個(gè)中心區(qū)域中僅有一個(gè)連接。優(yōu)選地，該網(wǎng)格具有多個(gè)導(dǎo)體軌道，例如這些導(dǎo)體軌道以網(wǎng)格形式安排并且在該照明模塊或該太陽能電池的區(qū)域上平行延伸。
[0012]在這種情況下，這些導(dǎo)體軌道在某些部分上與該電極材料的分離尤其可通過以下事實(shí)實(shí)現(xiàn):在板狀電極材料中設(shè)置多個(gè)凹口。這可以在激光的幫助下以簡單的方式或以常規(guī)方式例如使用光刻技術(shù)發(fā)生，這樣使得實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的解決方案的復(fù)雜性非常低。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的照明模塊可以是如前所述的一個(gè)有機(jī)LED或一個(gè)QLED。然而，根據(jù)本發(fā)明的在該網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與該透明電極之間的耦合即使在已經(jīng)提到的有機(jī)太陽能電池的情況下也具有有利效果。
[0014]在下文中將參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，在附圖中:
[0015]圖1和圖2示出了從現(xiàn)有技術(shù)已知的不帶金屬網(wǎng)格的OLED結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0016]圖3示出了從現(xiàn)有技術(shù)已知的其中存在用于改善電流流動(dòng)的金屬網(wǎng)格的OLED結(jié)構(gòu)的平面圖；
[0017]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的透明電極與金屬網(wǎng)格之間的部分耦合的第一變體；
[0018]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二變體；
[0019]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第三變體；
[0020]圖7a和圖7b分別不出了金屬網(wǎng)格和電極的部分親合和分離的第一可能性，以及
[0021]圖8a和圖8b分別不出了金屬網(wǎng)格和電極之間的部分親合和分離的第二變體。
[0022]將首先參考圖1至圖3對(duì)本發(fā)明所基于的問題進(jìn)行解釋。在這種情況下，圖1和圖2分別示出了從現(xiàn)有技術(shù)已知的常規(guī)有機(jī)LED的截面圖和平面圖，在這種情況下，最初未使用附加的金屬網(wǎng)格改善均勻的電流流動(dòng)。
[0023]對(duì)應(yīng)于圖1所示的截面圖，OLED或QLED的常規(guī)設(shè)計(jì)在于:由兩個(gè)電極12和13組成的一個(gè)層安排被安排在一個(gè)載體襯底5上，該載體襯底通常由一個(gè)玻璃板形成，其中一種活性材料14位于這兩個(gè)電極12、13之間。在OLED的情況下，該活性材料14由一個(gè)或多個(gè)有機(jī)材料層組成，從而使得當(dāng)施加一個(gè)電壓到這兩個(gè)電極12和13之間時(shí)產(chǎn)生光。這種光通常通過下部電極層12和載體襯底5發(fā)射，這就意味著該電極12需要是透明的。所述電極通常相應(yīng)地由一種透明導(dǎo)電氧化物(TCO)組成，其中通常使用銦錫氧化物(ITO)。
[0024]有機(jī)太陽能電池的設(shè)計(jì)在原理上是完全相同的。也在這種情況下，通常兩個(gè)電極被安排在一個(gè)透明載體襯底上，其中有機(jī)材料位于所述電極之間。在太陽能電池的情況下，尤其提供兩層有機(jī)材料，其形成一個(gè)所謂的電子供體和一個(gè)電子受體。在該區(qū)域內(nèi)的入射光的情況下，生成電荷載體，這然后確保這兩個(gè)電極層之間的電流流動(dòng)。也在這種情況下，這兩個(gè)電極之一需為透光的或透明的以獲得高效的光入射，這進(jìn)而就意味著需使用上述透明導(dǎo)電材料。
[0025]圖2示出了圖1中的OLED結(jié)構(gòu)的下側(cè)的視圖，在這種情況下，未對(duì)該載體襯底進(jìn)行說明。在此處看出的是平面透明電極層12，該平面透明電極層通過在該結(jié)構(gòu)的整個(gè)寬度上延伸的一個(gè)觸點(diǎn)10在橫向上進(jìn)行電性連接。在其相對(duì)側(cè)，示出了該電極13的連接13a，然而，該連接未與本發(fā)明進(jìn)一步相關(guān)。通常，該上部電極13由一個(gè)薄金屬層組成，由于其高導(dǎo)電率，該薄金屬層從其區(qū)域上觀看時(shí)未展現(xiàn)有關(guān)通過該安排的電流流動(dòng)的均勻性的任何冋題。
[0026]如果為了實(shí)現(xiàn)通過該有機(jī)材料的電流流動(dòng)并相應(yīng)地產(chǎn)生光而在圖2所示的安排的情況下施加一個(gè)電壓，由于透明電極12的材料的低導(dǎo)電率，該區(qū)域上沒有均勻的電流流動(dòng)。而是，在接近該連接10的區(qū)