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1. (WO2018037113) METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT MODULE, AND COMPONENT MODULE
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Beschreibung

Verfahren zur Herstellung eines Bauelementmoduls und

Bauelementmodul

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102016115902.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelementmoduls aus einem Bauelementhalter und einem

strahlungsemittierenden biegbaren Bauelement und ein

Bauelementmodul mit einem strahlungsemittierenden gekrümmten Bauelement .

Strahlungsemittierende Bauelemente finden sich in einer

Vielzahl von Einsatzgebieten, unter anderem zu Beleuchtungsund Signalisierungszwecken . Solche Bauelemente können

Leuchtdioden (kurz LED von englisch „light-emitting diode" also „lichtemittierende Diode") oder organische Leuchtdioden (kurz OLED von englisch „organic light emitting diode" also „organische lichtemittierende Diode") sein. Letztere lassen sich in Dünnschichttechnik kostengünstig herstellen. Bei Verwendung eines flexiblen Substrats, beispielsweise Plastik, sind solche OLEDs flexibel oder biegbar.

OLEDs sind aus mehreren Schichten aufgebaut, beispielsweise als eine Schichtenfolge von Substratschicht,

Dünnfilmverkapselungsschicht (kurz TFE-Schicht von englisch „thin film encapsulation" also „Dünnfilmverkapselung" ) ,

Elektrode, Funktionsschichten, also Emitter- und

Lochleitungsschicht, Elektrode, Dünnfilmverkapselungsschicht und Schutzschicht.

Alternativ kann auf einer OLED ohne

Dünnfilmverkapselungsschicht und darauf angeordneter

Schutzschicht auch ein Verkapselungsdeckel vorgesehen sein, der eine hermetische Abdichtung der aktiven OLED-Schichten und mechanischen Schutz ermöglicht.

Biegbare OLEDs lassen sich auch in gekrümmter Form montieren. Allerdings führt dies bei Bauteilen, die im planaren Zustand verkapselt und dann gebogen werden, zu Spannungen im Bauteil, vor allem an der Grenzfläche zwischen der OLED und dem

Verkapselungsdeckel. Die Spannungen gehen einher mit großen Rückstellkräften und können unter anderem zur Delamination von Verkapselungsdeckel und Halter führen. Insbesondere eine OLED mit einer Verkapselung aus flexiblen Glas lässt sich aufgrund von mit einer Verformung des Glases einhergehenden Mikrorissen, die sich auch beim Tempern, also dem Erhitzen des Materials, nicht ganz vermeiden lassen, nur schlecht verarbeiten. Eine Lösung für das Problem der auftretenden starken Rückstellkräfte gibt es bisher nicht.

Ein mögliches Einsatzgebiet von biegbaren OLEDs ist der

Automobilbereich, bei dem OLEDs beispielsweise in

Fahrtrichtungsanzeigern oder als Innenraumbeleuchtung

Verwendung finden.

Zur Homogenisierung der Temperaturverteilung und damit auch der Leuchtdichteverteilung von OLEDs im Betrieb bei hohen Leuchtdichten, insbesondere auch bei monochromen Anwendungen z.B. für rote Rücklichter im Automobilbereich und ähnliche Anwendungen, wird auf die Rückseite der OLEDs eine

Wärmeverteilungsfolie aufgebracht. Diese Folie wir auch mit dem englischsprachigen Begriff „heat spreader" also

„Wärmespreitzer" bezeichnet. Die Wärmeverteilungsfolie führt auch zu einer Homogenisierung des Alterungsprozesses.

Bei flexiblen OLEDs auf Plastikfolienträgern ist eine

Wärmeverteilung mittels solch einer Wärmeverteilungsfolie ebenfalls notwendig, da die laterale Wärmeleitfähigkeit der Plastikfolie oder der organischen Schutzschichten oder

Plastikschutzschicht nicht ausreicht, um die Wärme in

ausreichender Weise innerhalb des Bauelements zu verteilen.

Für die Anwendung insbesondere im Automobilbereich ist die Integration eines wärmeverteilenden Bereichs in einem 2,5D-oder 3D-Modul wichtig, um eine homogene

Abstrahlcharakteristik in Kombination mit Langlebigkeit zu erzielen. Die Integration des wärmeverteilenden Bereichs auf Modulebene soll ohne Beschädigung der anderen OLED-Schichten oder mechanischen Stress auf die verschiedenen Schichten der flexiblen OLED erfolgen.

Bei OLEDs mit einem starren Glas-Substrat kann die

Integration des wärmeverteilenden Bereichs bereits auf

Bauteilebene erfolgen, indem beispielsweise auf die Rückseite der OLED eine wärmeleitende Folie laminiert wird. Bei solch einer Folie kann es sich um 50 bis 200 ym dicke

Aluminiumfolie, Kupferfolie, eine Graphitfolie oder ähnliches handeln. Werden solche Bauelemente bei der Modulisierung beispielsweise auf einen Plastikhalter aufgeklebt, ist beim Bauelement bereits der wärmeverteilenden Bereich integriert.

2.5D-OLED-Module können dadurch hergestellt werden, dass eine flexible OLED in 2D-Form prozessiert, anschließend in die 2.5D-Form gebogen und in gebogener Form in einen 2. SD-Bauelementhalter eingeklebt wird. Werden flexible OLEDs auf eine Metallfolie (z.B. aus Edelstahl, Kupfer, Aluminium oder anderes) prozessiert, haben die OLED-Bauelemente den

wärmeverteilenden Bereich bereits im Substrat integriert. Da das Elastizitätsmodul der Metallfolie um Größenordnungen größer ist als das der organischen Funktionsschichten, der organischen Schutzschichten und der Plastikschutzfolie, liegt nach der Biegung die neutrale Faser dieses Schichtenstapels im Wesentlichen in der Mitte des Metallsubstrates. Dies führt bei Biegung der flexiblen OLED zu Stress in den

Funktionsschichten und insbesondere in den

Verkapselungsschichten . Deshalb sind die Biegeradien solcher OLEDs auf Metallfolien auf den Bereich einiger Zentimeter begrenzt und dadurch die Biegeradien im 2.5D-Modul ebenfalls. Je dünner die Metallfolie ist, die verwendet wird, desto kleinere Biegeradien können erzielt werden. Typische Werte für minimale Biegeradien von OLEDs auf z.B. 100 ym dicker Edelstahlfolie (kurz SUS von englisch „steel, special use, stainless" also „Stahl, spezielle Verwendung, rostfrei") sind ca. 2 cm. Verwendet man dünnere Metallfolie, wirkt sich das positiv auf die erreichbaren minimalen Biegeradien aus; die Wärmeleitfähigkeit einer solchen Metallfolie reduziert sich jedoch entsprechend. Für OLEDs mit Glassubstrat für den

Einsatz als Rücklicht im Automobilbereich wird beispielsweise 100 oder 150 ym dicke Aluminiumfolie zur Wärmeverteilung verwendet .

Werden flexible OLEDs auf Plastikfolie prozessiert, kann wie bei OLEDs auf Glas der wärmeverteilende Bereich auf

Bauteilebene durch Lamination des wärmeverteilenden Bereichs auf die Rückseite der OLED auf Bauteilebene integriert werden. Werden solche Plastik-OLEDs mit z.B. Metallfolie auf der Rückseite in die 2.5D-Form gebracht, ist das

physikalische Verhalten hinsichtlich Stress auf die

Funktionsschichten oder die Dünnfilmverkapselungsschichten ähnlich eingeschränkt wie bei den OLEDs, die auf Metallfolie prozessiert werden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung ein verbessertes

Bauelementmodul mit einem flexiblen Bauelement

bereitzustellen und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben .

Ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelementmoduls umfasst das Bereitstellen eines Bauelementhalters mit einer

gekrümmten Oberseite und eines Strahlungsemittierenden, biegbaren Bauelements sowie Biegen und Befestigen des

Bauelements auf der Oberseite, sodass es eine gekrümmte Form hat .

Das durch dieses Verfahren herstellbare Bauelementmodul umfasst einen Bauelementhalter mit einer gekrümmten Oberseite und ein Strahlungsemittierendes Bauelement, das in gekrümmter Form auf der Oberseite angeordnet ist.

Das Verfahren zur Herstellung eines Bauelementmoduls umfasst insbesondere das Bereitstellen eines Bauelementhalters mit gekrümmter Oberseite umfassend einen wärmeverteilenden

Bereich an der Oberseite und eines Strahlungsemittierenden, biegbaren Bauelements sowie Biegen und Befestigen des

Bauelements auf dem wärmeverteilenden Bereich, sodass es eine gekrümmte Form einnimmt.

Das durch dieses Verfahren herstellbare Bauelementmodul umfasst einen Bauelementhalter mit gekrümmter Oberseite umfassend einen wärmeverteilenden Bereich an der Oberseite und ein Strahlungsemittierendes Bauelement, das in gekrümmter Form auf dem wärmeverteilenden Bereich angeordnet ist, sodass eine neutrale Faser im Inneren des gekrümmten Bauelements verläuft. Die neutrale Faser verläuft vorzugsweise außerhalb des Substrats, insbesondere zwischen den Elektroden und innerhalb der Funktionsschichten. An der Oberseite des

Bauelementhalters ist der wärmeverteilende Bereich. Das Material des wärmeverteilenden Bereichs kann an der Oberseite des Bauelementhalters eine Oberfläche des Bauelementhalters ausbilden, oder dazu benachbart sein, beispielsweise

unterhalb einer oberflächigen Schutzschicht liegend.

Ein Bauteilmodul ist ein auf einen Bauelementhalter

montiertes biegbares Bauteil, beispielsweise eine flexible OLED. Der Bereich des Bauteilhalters, auf dem das Bauteil befestigt wird, hat eine gekrümmte Oberseite. Es kann sich auch um einem Bereich gleicher oder nahezu gleicher Dicke handeln, der gekrümmt ist. Mit anderen Worten: sowohl Oberais auch Unterseite sind gekrümmt.

Das Bauelement kann so auf dem wärmeverteilenden Bereich montiert sein, dass ersteres letztes überlappt, oder

umgekehrt oder die Seitenränder von Bauelement und

wärmeverteilenden Bereich bündig übereinander angeordnet sind .

Das Verfahren erlaubt die Bereitstellung von Komponenten in 2.5D-Form für integrierte Schaltungen. Es sind auch auf spezielle Einsatz- und Einbauzwecke optimierte Halterformen möglich, die den Einbau des fertigen Bauteilmoduls

erleichtern oder in einer speziellen Umgebung erst

ermöglichen. Gerade im letzten Fall kann das Bauteilmodul auch mehr als ein Bauteil aufweisen.

Da der wärmeverteilende Bereich auf dem Bauteilhalter

vorgesehen ist, erlaubt das Verfahren die Herstellung von 2.5D-OLED-Modulen mit OLEDs auf Plastik mit kleineren

Biegeradien verglichen zu herkömmlichen Modulen, bei denen der wärmeverteilende Bereich bereits auf Bauteilebene im 2D-Bauteil integriert ist. Biegeradien von weniger als 1 cm werden so ermöglicht. Damit geht eine Verbesserung der

Lagerlebensdauer von OLEDs in 2.5D-Modulen durch Verringerung des Stresses in den Funktionsschichten und den

Dünnfilmverkapselungsschichten einher. Dies wird dadurch erreicht, dass die neutrale Faser, entlang derer die

mechanische Belastung minimal ist, in oder nahe der

Funktionsschichten verläuft.

Das Befestigen des biegbaren Bauelements auf der Oberseite des Bauelementhalters, insbesondere auf dem wärmeverteilenden Bereich des Bauteilhalters, kann durch Laminieren erfolgen. Das Laminieren umfasst beispielsweise das Bauelement mittels einer Kleberschicht oder eines doppelseitigen Klebebands auf dem wärmeverteilenden Bereich zu befestigen. Lamination erlaubt die stoffschlüssige Verbindung von Bauelement und Bauelementhalter in einfacher Weise. Der Biege- und der

Befestigungsschritt können gleichzeitig beim Aufkleben erfolgen, beispielsweise indem das Bauelement beim Kleben auf die gekrümmte Oberseite des Bauelementhalters gedrückt wird.

Beim so gefertigten Bauelementmodul ist eine Kleberschicht oder ein doppelseitiges Klebeband als Klebemittel zwischen dem gebogenen Bauelement und der Oberseite des

Bauelementhalters, insbesondere dem wärmeverteilenden

Bereich, angeordnet. Das Klebemittel fixiert das Bauelement auf dem wärmeverteilenden Bereich, sodass es der Krümmung der Oberseite des Bauelementhalters folgt. Mit anderen Worten: das Bauelement liegt auf der gekrümmten Oberseite des

Bauelementhalters auf. Bauelementunterseite und Oberseite des Bauelementhalters sind verklebt.

Eine Ausführung des Bauelementhalters ist derart geformt, dass der wärmeverteilende Bereich als gekrümmter, von der Oberseite bis zu einer Unterseite des Bauelementhalters durchgehend metallener Bereich ausgebildet ist. Solch ein Bauelementhalter erlaubt durch die Dicke des Materials eine sehr gute Ableitung. Der Bauelementhalter kann komplett metallen sein. Die Herstellung eines solchen

Bauelementhalters kann Fräsen, Gießen, Stanzen oder Biegen umfassen .

In einer alternativen Ausführung wird der Bauelementhalter durch Aufbringen einer wärmeverteilenden Schicht auf einer gekrümmten Oberseite eines Halterkörpers ausgebildet, sodass der Bauelementhalter dann eine wärmeverteilende Schicht auf der gekrümmten Oberseite des Halterkörpers aufweist.

Der Halterkörper kann bei dieser Ausführung beispielsweise aus Plastik gefertigt sein, was mit einer kostengünstigen Herstellung, beispielsweise im Spritzgussverfahren,

einhergeht. Im Spritzverfahren kann auch die wärmeverteilende Schicht, beispielsweise als Metallpaste, auf den

Bauelementhalter aufgetragen werden. Die Spritzschritte können nahezu zeitgleich oder mit zeitlichem Abstand, der das Aushärten eines der Materialien erlaubt, erfolgen.

Bei einer Ausführung erfolgt die Aufbringung der

wärmeverteilenden Schicht galvanisch. Die wärmeverteilende Schicht ist eine galvanisch aufgebrachte bzw. elektrochemisch abgeschiedene Schicht auf der Oberseite des Halterkörpers.

Die wärmeverteilende Schicht wird aufgebracht, indem auf der Oberseite des Halterkörpers eine Aufwachsschicht aufgebracht wird und auf dieser dann mittels galvanischer Abscheidung die wärmeverteilende Schicht aufgebracht wird.

Alternativ kann das Aufbringen der wärmeverteilenden Schicht erfolgenden, indem eine wärmeverteilende Folie auf die

Oberseite des Halterkörpers laminiert wird. Solch ein

Laminieren kann beispielsweise durch Kleben erfolgen und ist eine einfache Verbindungstechnik.

Beim Verfahren zur Herstellung kann vorgesehen sein, dass das Biegen und Befestigen des Bauelements umfasst, es mit einen gekrümmten Verkapselungsdeckel zu verbinden und die Anordnung von gekrümmtem Verkapselungsdeckel und gekrümmtem Bauelement auf dem Bauelementhalter zu fixieren. Alternativ kann das Biegen und Befestigen des Bauelements umfassen, es auf der gekrümmten Oberseite des Bauelementhalters zu fixieren und einen gekrümmten Verkapselungsdeckel auf der Anordnung von Bauelementhalter und gekrümmtem Bauelement zu fixieren. Solch ein Bauelement kann eine OLED mit aktiven Schichten auf einem Substrat sein. Die aktiven Schichten werden durch den

Verkapselungsdeckel geschützt.

Vor der Fixierung des Bauelements entweder am

Verkapselungsdeckel oder dem Bauelementhalter wird es

vorgebogen. Das Vorbiegen des Bauelements kann durch einen externen Stimulus erfolgen, beispielsweise einer mechanischer Kraft, die das Bauelement verformt. Solch eine Verformung könnte reversibel sein, wenn keine anschließende Fixierung am Verkapselungsdeckel oder dem Bauelementhalter erfolgen würde. Es ist auch denkbar, dass das Vorbiegen und Fixieren des Bauelements im selben Schritt erfolgen.

Bei dem derart gefertigten Bauelementmodul aus Bauelement und Bauelementhalter ist auf dem Bauelement ein vorgebogener Verkapselungsdeckel angeordnet. Dieser kann gläsern sein, was ermöglicht, die mechanischen Vorteile einer gläsernen

Verkapselung auch bei einem gebogenen Bauelementmodul nutzen zu können. Der Verkapselungsdeckel ist derart vorgeformt, dass seine Krümmung mit der des starren Bauelementhalters korrespondiert. Dies ermöglicht, dass der Bauelementhalter und der Verkapselungsdeckel sowohl guten Schutz bieten als auch das Bauelement in seiner gebogenen Form fixieren. Das Aufbringen einer Verkapselung im vorgebogenen Zustand löst das Problem der starken Rückstellkräfte.

Beim Verfahren kann vorgesehen sein, dass das Bauelement vorgebogen wird und derart mit dem Bauelementhalter verbunden wird, sodass der Bauelementhalter das Bauelement auf seiner ihm zugewandten Seite verkapselt. Mit anderen Worten: der Bauelementhalter übernimmt auch die Schutzfunktion des

Verkapselungsdeckels , der nun entbehrlich ist. Bei solch einer Ausführung ist vorteilhaft, wenn der Bauelementhalter lichtdurchlässig, beispielsweise gläsern, ist. Hinsichtlich des Vorbiegens gelten die zuvor genannten Aspekte. Es ist auch hier denkbar, dass das Vorbiegen und Fixieren des

Bauelements im selben Schritt erfolgen. Das Vorbiegen ist eine Verformung des Bauelements, ohne dass gleichzeitig der Bauelementhalter verformt wird. Letzterer ist starr.

Wenn das Bauelement zunächst in die gewünschte Form gebracht wird und dann mit dem bereits vorgeformten Bauelementhalter oder dem Verkapselungsdeckel verbunden wird, vermindert dies die Spannungen zwischen den Komponenten und reduziert das Bestreben des Bauelements nach Ablösung, da die

Rücksetzkräfte reduziert werden.

Das Verfahren eignet sich sehr gut für ein biegbares

Bauelement, das eine organische Leuchtdiode, kurz OLED, ist, und ermöglicht dadurch deren Einsatz für eine Vielzahl von Beleuchtungslösungen .

Durch das Aufbringen der wärmeverteilenden Folie auf den Bauelementhalter lässt sich eine Verbesserung der OLED im Betrieb durch die Integration von beliebig dicken

wärmeverteilenden Folien erzielen, ohne die OLED unnötigem mechanischem Stress auszusetzen, da über die Biegung des Bauteils, da die neutrale Faser innerhalb der OLED verläuft, die Funktionsschichten nur gering belastet werden.

Bei den so gefertigten Bauteilmodulen kommt es zu einer

Reduzierung der Delaminationswahrscheinlichkeit der

unterschiedlichen Schichten (insbesondere von Deckschichten, TFE-Schichten, Elektroden, organischen Schichten, etc.) beim Biegen und Fixieren der OLED in der 2.5D-Halterform. Beliebig dicke wärmeverteilende Folien können zur Leuchtdichte-Homogenisierung werden, da die beiden Funktionseinheiten (wärmeverteilender Bereich und OLED) separat aufgebracht werden. Kosteneinsparung durch geringeren Ausschuss wegen der Vermeidung von Delamination auf Grund der Separation der beiden Herstellprozesse für das Bauteil und den

wärmeverteilenden Bereich sind ein weiterer Vorteil.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen in den folgenden Figuren veranschaulicht.

Figur 1 veranschaulicht Verfahrensschritte bei der

Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines

Bauelementmoduls .

Figuren 2a bis 2c zeigen Zwischenprodukte und Endprodukt bei der Herstellung des Ausführungsbeispiels eines

Bauelementmoduls nach dem in Figur 1 veranschaulichten

Verfahren .

Figur 3 veranschaulicht Verfahrensschritte bei der

Herstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Bauelementmoduls .

Figuren 4a bis 4e zeigen Zwischenprodukte und Endprodukt bei der Herstellung des Ausführungsbeispiels eines

Bauelementmoduls nach dem in Figur 3 veranschaulichten

Verfahren .

Figur 5 veranschaulicht Verfahrensschritte bei der

Herstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Bauelementmoduls .

Figuren 6a bis 6f zeigen Zwischenprodukte und Endprodukt bei der Herstellung des Ausführungsbeispiels eines

Bauelementmoduls nach dem in Figur 5 veranschaulichten

Verfahren .

Figur 7 veranschaulicht Verfahrensschritte bei der

Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines

Bauelementmoduls .

Figur 8 veranschaulicht Verfahrensschritte bei der

Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines

Bauelementmoduls .

Figur 9 zeigt schematisch den Aufbau einer beispielhaften OLED als Ausführungsbeispiel eines Bauelements.

Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines

Bauelementmoduls .

Figur 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines

Bauelementmoduls .

Figur 12 zeigt die Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines Bauelementmoduls.

Figur 13 zeigt die Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines Bauelementmoduls.

Figur 1 zeigt Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines Bauelementmoduls 3 (nicht in Figur 1 dargestellt) . In den Figuren 2a-c werden entsprechende Produkte schematisch veranschaulicht. Sie zeigen eine OLED als ein Ausführungsbeispiel eines Strahlungsemittierenden biegsamen Bauelements 1, das auf einen Bauelementhalter 2 aufgebracht wird, um dadurch ein Ausführungsbeispiel eines Bauelementmoduls 3 herzustellen.

Das Verfahren in Figur 1 umfasst das Bereitstellen eines Bauelementhalters 2 mit gekrümmter Oberseite umfassend einen wärmeverteilenden Bereich 40 an der Oberseite und das

Bereitstellen eines Strahlungsemittierenden, biegsamen

Bauelements 1. Dies ist durch Block Sl veranschaulicht. Das Bauelement 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine flexible OLED. Das Bereitstellen der Komponenten 1, 2 kann

gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge erfolgen.

Block S2 veranschaulicht das Biegen und Befestigen des

Bauelements 1 auf dem wärmeverteilenden Bereich 40, sodass es eine gekrümmte Form einnimmt. Der Biegeschritt kann vor dem Befestigungsschritt erfolgen oder gleichzeitig, sodass das Befestigen mit dem Biegen einhergeht.

Figur 2a zeigt als Ausführungsbeispiel des biegbaren

strahlungsemittierenden Bauelements 1 eine flexible OLED in schematischer Darstellung. Solch eine OLED kann im gebogenen Zustand montiert und betrieben werden, sofern die damit einhergehenden mechanischen Spannungen die OLED nicht

beschädigen .

Figur 2b zeigt das Bauelement 1 in gebogenem Zustand. Die gestrichelte Linie veranschaulicht die neutrale Faser 10. Als neutrale Faser 10, auch Nulllinie genannt, wird die diejenige Faser oder Schicht einer Komponente bezeichnet, deren Länge sich bei Verdrehen bzw. Biegen nicht ändert. Die durch Biegen verursachte Beanspruchung ist entlang der neutralen Faser 10 minimal. Im Idealfall tritt keine Zug-, Druck-, oder

Scherspannung auf. Die neutrale Faser 10 verläuft bei der gekrümmten OLED, die auf einem flexiblen Plastiksubstrat integriert ist und keine wärmeverteilende Metallschicht an ihrer Unterseite aufweist, innerhalb der Funktionsschichten oder in deren Nähe. Durch die geringe Spannung in den

Funktionsschichten wird der Betrieb der OLED trotz Biegung nicht oder nur kaum beeinträchtigt.

Figur 2c zeigt das Bauelementmodul 3, gefertigt durch das Befestigen des gebogenen Bauelement 1 auf dem

Bauelementhalter 2 durch ein Klebemittel 7. Der

Bauelementhalter 2 hat eine gekrümmte Oberseite und ist in diesem Ausführungsbeispiel zumindest in dem Bereich, auf dem das Bauelement 1 angeordnet ist, durchgängig von der

Oberseite bis zu einer Unterseite metallen ausgebildet. Dies erlaubt eine gute Wärmeverteilung, sodass der Bereich, auf dem das Bauelement 1 angeordnet ist, als wärmeverteilender Bereich 40 dient. Solche Bauelementhalter 2 können

beispielsweise durch Fräsen aus Aluminium gefertigt werden. Ein anderes Herstellungsverfahren für den Bauelementhalter 2 ist Spritzguss. Alternativ können andere formgebende oder umformende Verfahren, z.B. Stanzen oder Biegen, und/oder andere Metalle verwendet werden. In diesen Ausführungen ist der Bauelementhalter 3 vollständig aus wärmeleitendem

Material gefertigt; er kann beispielsweise aus Aluminium oder einem anderen wärmeleitendem Material gefräst sein.

Die Befestigung des Bauelements 1 kann durch Laminieren erfolgen. Laminieren ist ein stoffschlüssiges Fügeverfahren, das unter Wärmezufuhr oder kalt, also bei

Umgebungstemperatur, erfolgen kann. Im letztgenannten Fall wird unter Zufügung eines Klebemittels 7 eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Komponenten 1, 2 hergestellt.

Die Verbindung von Bauelement 1 und Bauelementhalter 2 kann mittels doppelseitigem Klebeband als ein Ausführungsbeispiel eines Klebemittels 7 erfolgen. Doppelseitiges Klebeband ist ein beidseitig mit Haftklebstoffen beschichtetes

Trägermaterial. Das Klebeband wird mit leicht ablösbaren Schutzfolien auf den Haftflächen bereitgestellt. Beim

Befestigungsvorgang wird üblicherweise zuerst die Schutzfolie einer Seite abgelöst und diese auf das Bauelement 1 oder den Bauelementhalter 2 geklebt. Danach wird die Schutzfolie auf der anderen Seite abgelöst und das Bauelement 1 mit dem

Bauelementhalter 2 verklebt.

Alternativ kann auch eine Kleberschicht als ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Klebemittels 7 zwischen das

Bauelement 1 und den Bauelementhalter 2 eingebracht werden, um eine Verbindung der beiden Teile 1, 2 herzustellen. Dies kann mittels eines Klebefilms erfolgen. Ein Klebefilm ist eine beidseitig haftende Schicht aus Kleber und wird

üblicherweise mit Schutzfolien auf beiden Seiten

bereitgestellt. Beim Befestigungsvorgang wird üblicherweise zuerst die Schutzfolie von einer Seite abgelöst und der

Klebefilm auf das Bauelement 1 oder den Bauelementhalter 2 geklebt. Danach wird die Schutzfolie auf der anderen Seite abgelöst und das Bauelement 1 mit dem Bauelementhalter 2 verklebt. Alternativ kann die Kleberschicht auch durch einen Flüssigkleber als ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Klebemittels 7 ausgebildet werden. Dieser wird in flüssiger Form auf das Bauelement 1 und/oder den Bauelementhalter 2 aufgebracht und dann werden beide Teile 1, 2 durch Aushärten des Flüssigklebers verbunden.

Das Verkleben mittels der oben geschilderten Verfahren kann unter Aufbringen von Druck erfolgen.

Die oben geschilderten Klebeverfahren können alternativ in gleicher Weise, allerdings unter Zuführung von Wärme

durchgeführt werden. Dadurch wird z.B. die Viskosität des Klebers verringert, der beim Abkühlen eine feste Verbindung herbeiführt oder eine chemische Reaktion im Kleber gestartet. Allerdings ist darauf zu achten, dass die Wärme das

Bauelement 1 nicht beschädigt.

Figur 3 zeigt Verfahrensschritte bei der Herstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Bauelementmoduls 2. In den Figuren 4a bis 4e werden korrespondierende Produkte schematisch dargestellt. Im Folgenden wird im Wesentlichen auf die Unterschiede zur Herstellung des vorherigen

Ausführungsbeispiels eingegangen .

Das Verfahren in Figur 3 umfasst, veranschaulicht durch Block S3, das Bereitstellen einer wärmeverteilenden Folie 4, die auch als Heat-Spreader-Folie bezeichnet werden kann. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Aluminiumfolie, eine Kupferfolie oder eine Graphitfolie handeln. Solch eine wärmeverteilende Folie 4 ist schematisch in Figur 4a

dargestellt. Des Weiteren wird ein Halterkörper 5 mit einer gekrümmten Oberseite bereitgestellt. Solch ein Halterkörper 5 kann aus Plastik gefertigt sein. Der Halterkörper 5 ist so dimensioniert, dass daraus ein 2.5D-Bauelementmodul gefertigt werden kann.

Block S4 in Figur 3 veranschaulicht das Befestigen der wärmeverteilenden Folie 4 auf der gekrümmten Oberseite des Halterkörper 5, um daraus den Bauelementhalter 2 mit einer wärmeverteilenden Schicht als wärmeverteilenden Bereich 40 an seiner Oberseite herzustellen. Dies kann durch Laminieren, wie oben beschrieben, erfolgen. Eine schematische Darstellung des so gefertigten Bauelementhalters 2 mit der Folie 4 als dem wärmeverteilenden Bereich 40 fixiert mit einem

Klebemittel 7 auf der Oberseite des Bauelementhalters 2 ist schematisch in Figur 4b dargestellt.

In einem weiteren Schritt wird ein biegbares Bauelement 1, in diesem Ausführungsbeispiel eine flexible OLED, bereit

gestellt, veranschaulicht durch den Block S5 in Figur 3, gebogen, veranschaulicht durch den Block S6, und auf dem Bauelementhalter 2 befestigt, wie durch Block 7

veranschaulicht. Biegen und Befestigen kann alternativ im selben Schritt erfolgen. Die Befestigung kann durch

Laminieren, wie zuvor beschrieben, erfolgen.

Figur 4c zeigt als Ausführungsbeispiel des biegbaren

Strahlungsemittierenden Bauelements 1 eine OLED.

Figur 4d zeigt das Bauelement 1 in gebogenem Zustand. Die gestrichelte Linie 10 veranschaulicht die neutrale Faser.

Figur 4e zeigt das Bauelementmodul 3, gefertigt durch das Befestigen des gebogenen Bauelement 1 auf der

wärmeverteilenden Folie 4 des Bauelementhalters 2. Sowohl zwischen dem Bauelement 1 und der wärmeverteilenden Folie 4 als auch zwischen der wärmeverteilenden Folie 4 und dem

Halterkörper sind Klebemittel 7. Das gezeigt Bauelementmodul 3 umfasst als wesentliche Komponenten das Bauelement 1 und den Bauelementhalter 2 und kann in dieser Form bereits als das zur Verwendung bereite Bauelementmodul 3 angesehen werden. Nichtsdestotrotz ist auch das Vorsehen optionaler Teile, beispielsweise weitere Aufsätze oder Beschichtungen zum Schutz oder zur Beeinflussung der Abstrahlcharakteristik, möglich .

Die Verfahren in Figur 3 zeichnet sich dadurch aus, dass die Integration des Bauelementmoduls 3 durch einen mehrstufigen Laminationsprozess erfolgt: In einem Schritt erfolgt die Lamination der wärmeverteilenden Schicht, im oben

beschriebene Ausführungsbeispiel der Folie 4, auf der oder den Oberflächen des Halterkörpers 5, auf die später auch das biegsame Bauelement 1 geklebt wird. Dann wird, in einem weiteren Schritt, das Bauelement 1 auf den Bauelementhalter 2 geklebt .

Figur 5 zeigt Verfahrensschritte bei der Herstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Bauelementmoduls 3. In den Figuren 6a bis 6f werden korrespondierende Produkte schematisch dargestellt. Im Folgenden wird im Wesentlichen auf die Unterschiede zur Herstellung des vorherigen

Ausführungsbeispiels eingegangen .

Das Verfahren in Figur 5 umfasst, veranschaulicht durch Block S31, das Bereitstellen eines Halterkörpers 5 mit einer gekrümmten Oberseite. Der Halterkörper 5, schematisch

dargestellt in Figur 6a, ist so dimensioniert, dass daraus ein 2.5D-Bauelementmodul gefertigt werden kann.

Auf zumindest einer Oberseite des Halterkörpers 5 wird eine Aufwachsschicht 6 aufgebracht, wie in Block S8 von Figur 5 veranschaulicht. Der Halterkörper 5 mit der Aufwachsschicht 6 ist schematisch in Figur 6b dargestellt. Das Aufbringen der Aufwachsschicht 6 kann beispielsweise durch Drucken oder Sprühen erfolgen.

Im folgenden Schritt, veranschaulicht durch Block S9 der Figur 5, erfolgt eine elektrochemische Abscheidung einer wärmeverteilenden, galvanischen Schicht 44 als

wärmeverteilender Bereich 40. Diese kann die zuvor bereits genannten Metalle, die auch für eine wärmeverteilende Folie 4 verwendet werden, aufweisen. Durch das galvanische

Aufbringen, einem gut beherrschbaren Prozess, lässt sich die gewünschte Dicke der galvanischen Schicht 44 gut und genau einstellen. Der Halterkörper 5 mit seiner Schicht 44 als wärmeverteilenden Bereich 40 auf der Oberseite ist

schematisch in Figur 6c dargestellt.

In weiteren Schritten wird ein biegbares Bauelement 1, in diesem Ausführungsbeispiel eine OLED, bereit gestellt, veranschaulicht durch Block S5 in Figur 5, gebogen,

veranschaulicht durch Block S6, und auf dem Bauelementhalter 2 befestigt, wie durch Block 7 veranschaulicht. Diese

Schritte können in der in Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4c bis 4e beschriebenen Weise erfolgen.

Figur 6d zeigt als Ausführungsbeispiels des biegbaren

Strahlungsemittierenden Bauelements 1 eine OLED.

Figur 6e zeigt das Bauelement 1 in gebogenem Zustand. Die gestrichelte Linie 10 veranschaulicht die neutrale Faser.

Figur 6f zeigt das Bauelementmodul 3, gefertigt durch das Befestigen des gebogenen Bauelements 1 auf der

wärmeverteilenden, galvanischen Schicht 44 des

Bauelementhalters 2. Zwischen dem Bauelement 1 und der

Schicht 44 ist ein Klebemittel 7.

Bei diesem Ausführungsbeispiel, wie auch bei den

vorangegangenen, erfolgt die Integration des

wärmeverteilenden Bereichs 40 unabhängig von der Integration der OLED auf Plastik in das 2.5D-Modul. Dadurch ist es möglich, dass die neutrale Faser 10 beim Biegen der OLED in den bzw. sehr nahe bei den funktionalen OLED-Schichten, im Abstandsbereich von kleiner als 50 ym, bevorzugt kleiner als 10 μιη, noch bevorzugter kleiner als 5 μιη ist, wodurch der Stress auf diese Schichten minimiert werden kann.

Figur 7 zeigt Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines Bauelementmoduls 3 (nicht in Figur 7 dargestellt) .

Das Verfahren in Figur 7 umfasst das Bereitstellen eines Bauelementhalters 2 mit gekrümmter Oberseite und das

Bereitstellen eines Strahlungsemittierenden Bauelements 1. Dies ist durch Block S10 symbolisiert. Das Bauelement 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine flexible OLED 51. Das Bereitstellen der Komponenten 1, 2 kann gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge erfolgen.

Block S20 symbolisiert das Biegen und Befestigen des

Bauelements 1 auf der Oberseite des Bauelementhalters 2, sodass es eine gekrümmte Form hat. Das Vorbiegen des

Bauelements 1, ohne dass gleichzeitig der Bauelementhalter 2 wie in der konventionellen Fertigung gebogen wird, kann vor dem Befestigungsschritt erfolgen oder gleichzeitig, sodass das Befestigen mit dem Biegen einhergeht.

Figur 8 zeigt Verfahrensschritte für die Variante, dass der Biegeschritt, symbolisiert durch Block S21, vor dem

Befestigungsschritt, symbolisiert durch Block S22, erfolgt. Das Vorbiegen des Bauelements 1 umfasst im Biegeschritt S21, es mit einem gekrümmten, d.h. vorgebogenen, und

vorteilhafterweise starren Verkapselungsdeckel 59 zu

verbinden, sodass das Bauelement 1 die gekrümmte Form

einnimmt. Das Bauelement 1 wird vorgebogen, ohne dass gleichzeitig der bereits vorgeformte Verkapselungsdeckel 59 gebogen wird; allerdings kann dieser Schritt vor oder

gleichzeitig mit der Befestigung am Deckel 59 erfolgen. Dann wird im Befestigungsschritt S22 die vorgebogene Anordnung von Verkapselungsdeckel 59 und Bauelement 1 auf dem

Bauelementhalter 2 fixiert, beispielsweise laminiert.

Alternativ kann vorgesehen sein, zunächst das Bauelement 1 zu biegen und auf dem Bauelementhalter 2 zu fixieren und dann den Verkapselungsdeckel 59 aufzusetzen und zu fixieren.

Figur 9 zeigt schematisch den Aufbau einer OLED 51 als

Ausführungsbeispiel eines Bauelements 1, das in oben

beschriebener Weise gebogen montiert werden kann. Die OLED 51 umfasst ein hermetisches Substrat 53, beispielsweise Glas oder Metall, das einerseits als Träger aktiver OLED-Schichten 55 dient, diese aber auch von der Trägerseite her vor

Umwelteinflüssen schützt. Zum Schutz der anderen Seite der aktiven OLED-Schichten 55 ist noch eine Verkapselung

erforderlich. Diese Funktion kann der Bauelementhalter 2 übernehmen, wenn die aktiven OLED-Schichten 55 ihm zugewandt angeordnet werden. Ein Deckel 59 ist dann nicht mehr

erforderlich, kann aber optional vorgesehen sein. Der

Bauelementhalter 2 mit Verkapselungsfunktion ist

vorteilhafter Weise transparent ausgestaltet, um die

Lichtabstrahlung durch ihn hindurch zu ermöglichen. In einem Ausführungsbeispiel ist der Bauelementhalter 2 bereits vorgebogen, von konstanter oder nahezu konstanter Dicke und aus Glas oder transparentem Kunststoff.

Bei einem konventionellen Prozessfluss wird die OLED 51 auf einem Bauelementhalter 2 aufgebracht und verkapselt und die gesamte Anordnung wird dann verformt, um das Bauelementmodul zu fertigen. Tempern ermöglicht beispielsweise die permanente Verformung des gläsernen Bauelementhalters 2, der die darauf befestigte OLED 51 in die gebogene Form zwingt und hält. Im Normalfall treten dann am Rand des Bauelementhalters 2 starke Kräfte auf, welche die OLED 51 wieder in ihre planare Form drängen wollen und zur Ablösung führen. Figur 10 zeigt die gebogene Anordnung einer OLED 51 mit dem Bauelementhalter 2. Durch die Verformung der gesamten Anordnung im selben

Prozessschritt wirken Rückstellkräfte insbesondere an den Rändern, die durch Pfeile 57 angedeutet sind.

Abweichend von der konventionellen Fertigung wird bei der Montage einer oben beschriebenen OLED 51 als Bauelement 1 auf einem bereits gekrümmten Bauelementhalter 2 die OLED 51 zunächst vorgebogen und dann mit dem starren Bauelementhalter 2 verbunden. Der gebogene Bauelementhalter 2 kann aus

getempertem Glas oder Kunststoff gefertigt sein. Das

Vorbiegen der OLED 51 kann durch externen Stimulus erfolgen oder eine permanente Verformung bereits vor dem Aufbringen auf dem Bauelementhalter 2 beinhalten. Im ersten Fall kann die OLED 51 beispielsweise durch mechanische Krafteinwirkung vorgebogen und auf den Bauelementhalter aufgesetzt und befestigt werden, sodass sie dann ihre Verformung durch die Fixierung beibehält. Permanentes Vorbiegen bereits vor dem Befestigen lässt sich durch Tempern erreichen. Wird die OLED 51 vorgebogen verklebt, so gibt es keine Rückstellkräfte, die zu einer Ablösung führen können, oder sie werden signifikannt reduziert, wie in Figur 11, die das Bauelementmodul 3 aus OLED 51 und Bauelementhalter 2 zeigt, durch die fehlenden Pfeile angedeutet. Diese kraftneutrale Verbindung von OLED 51 und Bauelementhalter 2 unterbindet die Rückstellkräfte. Die Verbindung von OLED 51 und Bauelementhalter 2 kann durch Lamination erfolgen. Weitere beispielshafte

Verbindungstechniken sind die Verwendung eines

(Glas- ) Klebers , Verlöten oder Aufschmelzen.

Durch oben beschriebenen Prozessfluss besteht eine hohe

Flexibilität bei der Formgebung des Bauelementmoduls 3 mit der OLED 51 und dem Bauelementhalter 2, der zugleich auch direkt als Verkapselungsdeckel dient. Dies ist in Figur 12 veranschaulicht, die eine vorgebogenen OLED 51 und einen Bauelementhalter 2 für ein S-förmiges Bauelementmodul zeigt.

Figur 13 veranschaulicht einen Prozess, bei dem Dünnglas als Verkapselungsdeckel 59 sowie ein Bauelementhalter 2 für ein S-förmiges Bauelementmodul 3 vorgesehen sind.

Die OLED 51 umfasst ein Substrat 53, beispielsweise Dünnglas oder Metall, auf dem aktive OLED-Schichten 55 angeordnet sind. Ferner ist ein vorgebogener, starrer Bauelementhalter 2, der beispielsweise aus Glass oder Metall gefertigt sein kann und der transparent sein kann aber nicht muss,

vorgesehen. Ein vorgebogener Verkapselungsdeckel 59 des

Moduls 3 kann beispielsweise aus gebogenem Dünnglas gefertigt sein. Bei der Fertigung des Bauelementmoduls 3 wird die OLED 51 zunächst in die gewünschte Form gebracht. Das Vorbiegen der OLED 51 kann durch externen Stimulus erfolgen oder permanent sein, wie oben bereits beschrieben. Dann wird die OLED 51 mit dem ebenfalls vorgeformten Verkapselungsdeckel 59 verbunden, was beispielsweise durch Laminieren, Kleben, Löten oder Aufschmelzen erfolgen kann. Dies minimiert die Spannung der Verbindung, bzw. Interface, zwischen beiden Komponenten, solange die vorgeformte Form beibehalten wird, und reduziert zudem das Bestreben des Laminats, sich von einem eventuellen weiteren Halter, der anschließend angebracht wird, abzulösen. Dann wird die Anordnung von miteinander verbundener OLED 51 und Verkapselungsdeckel 59 mit dem gekrümmten, starren

Bauelementhalter 2 verbunden. Dies kann beispielsweise durch Laminieren, Kleben, Löten oder Aufschmelzen erfolgen. Das Bauelementmodul 3 bietet somit einen hermetisch dichten, zumindest einseitig transparenten und mechanischen Schutz der aktiven OLED-Schichten 55.

Bei einem alternativen Prozess für die in Figur 13 gezeigten Komponenten wird die OLED 51 vorgebogen und dann zunächst mit dem starren Bauelementhalter 2 verbunden. Im selben oder nachfolgenden Schritt wird die OLED 51 mit dem Dünnglas als Deckel 59 hermetisch verkapselt.

Durch die Lamination im vorgebogenen Zustand reduzieren sich die Kräfte am Interface und die Ablösebestrebungen vom

Bauelementhalter 2 und auch vom Verkapselungsdeckel 59. Die Lamination oder anderweitige Fixierung mit Einzeldeckeln als Verkapselungsdeckeln 59 erlaubt beispielsweise den Einsatz von vorgeschnittenem Dünnglas als hermetisch dichte

Verkapselung in Kombination mit einem rigiden

Bauelementhalter 2.

Die Merkmale der Ausführungsbeispiele sind kombinierbar. Die 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.

Bezugs zeichen

1 Bauelement

2 Bauelementhalter

3 Bauelementmodul

4 wärmeverteilende Folie

5 Halterkörper

6 Aufwachsschicht

7 Klebemittel

10 neutrale Faser

40 wärmeverteilender Bereich

44 galvanische Schicht

51 OLED

53 Substrat

55 aktive OLED-Schichten

57 Pfeil

59 Verkapselungsdeckel

Sl, S2, S3, S4, S5,

S6, S7, S8, S9, S10,

S20, S21, S22, S31 Verfahrensschritte