(57)【要約】【課題】取り出し効率が最適化された発光素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、基板（４）に有機発光領域（１）が平坦に形成された構成を有する発光素子発光素子に関する。有機発光領域（１）は、電極と接続されており、不活性の中間領域（２）によって互いに分離されて形成されている。ここで、光放射面（６）には、有機発光領域（１）に割り当てられる、第１の光散乱能を有する第１の光取り出し領域（９）と、不活性の中間領域（２）に割り当てられる、第２の光散乱能を有する第２の光取り出し領域（７）とが形成されており、上記第２の光散乱能は、上記第１の光散乱能よりも大きい。本発明はさらに、発光素子の製造方法に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（４）に有機発光領域（１）が平坦に形成された構成を有する発光素子であって、上記有機発光領域（１）は、電極と接続されており、不活性の中間領域（２）によって互いに分離されて形成されており、光放射面（６）には、
上記有機発光領域（１）に割り当てられる、第１の光散乱能を有する第１の光取り出し領域（９）と、上記不活性の中間領域（２）に割り当てられる、第２の光散乱能を有する第２の光取り出し領域（７）とが形成されており、上記第２の光散乱能は、上記第１の光散乱能よりも大きい、発光素子。
【請求項２】
上記有機発光領域（１）の構成は、基板面（３）に形成され、上記第１の光取り出し領域（９）および上記第２の光取り出し領域（７）は、上記基板面（３）の反対側の上記光放射面（６）に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
上記第２の光取り出し領域（７）には、光取り出し素子（８、１０）が配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の発光素子。
【請求項４】
上記第２の光取り出し領域（７）には、光散乱を助長する表面構造が形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
上記有機発光領域（１）の構成は、全ての有機発光領域（１）に共有の少なくとも１つの有機層を有して成ることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
上記不活性の中間領域（２）は、電極を有さずに形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
上記有機発光領域（１）において形成された少なくとも１つの有機層は、上記不活性の中間領域（２）において、非連続層として実施されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
上記不活性の中間領域（２）は、上記有機発光領域（１）内の電流の電気抵抗よりも大きい、電流の電気抵抗を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項９】
各上記有機発光領域（１）を、その面のひろがりの最も小さい寸法は、少なくとも上記基板（４）の厚さと同一、および、多くとも上記基板（４）の２０倍の厚さと同一であるように形成されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
基板（４）を準備する工程と、
上記基板（４）に、不活性の中間領域（２）によって互いに分離されていると共に電極と接続されている有機発光領域（１）を平坦な構成に生成する工程と、
光放射面（６）に、上記有機発光領域（１）に割り当てられる、第１の光散乱能を有する第１の光取り出し領域（９）と、上記不活性の中間領域（２）に割り当てられる、上記第１の光散乱能よりも大きい第２の光散乱能を有する第２の光取り出し領域（７）とを生成する工程とを有する、発光素子の製造方法。
【請求項１１】
上記有機発光領域（１）の構成を、基板面（３）に形成し、上記第１の光取り出し領域（９）および上記第２の光取り出し領域（７）を、上記基板面（３）の反対側の上記光放射面（６）に形成することを特徴とする、請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
上記第２の光取り出し領域（７）に、光取り出し素子（８、１０）を配置することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
上記第２の光取り出し領域（７）に、光散乱を助長する表面構造を形成することを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１４】
上記有機発光領域（１）の構成を、全ての有機発光領域（１）に共有の少なくとも１つの有機層を有して構成することを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１５】
上記不活性の中間領域（２）を、電極を有さずに形成することを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１６】
上記不活性の中間領域（２）では、上記有機発光領域（１）において形成された少なくとも１つの有機層を非連続層として実施することを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１７】
上記不活性の中間領域（２）を、上記有機発光領域（１）内の電流の電気抵抗よりも大きい、電流の電気抵抗を有して形成することを特徴とする、請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１８】
各上記有機発光領域（１）を、その面のひろがりの最も小さい寸法が、少なくとも上記基板（４）の厚さと同一、および、多くとも上記基板（４）の２０倍の厚さと同一であるように形成することを特徴とする、請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光領域が基板上に平坦に形成された構成を有する発光素子、および、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような発光素子は、様々な設計において知られている。平坦に形成された有機発光領域の構成は、層構造によって包囲されている。前記層構造では、ベース電極およびカバー電極、並びに、これらの電極間に配置された有機層の積層が基板上に形成されており、これによって、有機発光素子が形成されている。上記電極に電圧を印加することによってエネルギーが供給され、ホールおよび電子の形の電荷キャリアが、有機層の積層内に注入され、この発光層において、これらの電荷キャリアは、光を放射しながら再結合される。このような素子は、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の形で製造される。このようなダイオードは、様々な形態に製造可能である。有機層がいわゆる分子または高分子材料から構成された構成が知られている。これらの材料を組み合わせた形態も可能である。
【０００３】
有機層の積層内で生成された光の取り出し効率を最適化するための試みが行われている。発光素子の効率は、この光取り出し効率により決定的な影響を受ける。例えば、文献ＵＳ第６，８３１，４０７  Ｂ２号からは、注入された電荷キャリアが光を放射しながら再結合する発光層において、生成された光の導波を変化させる地形構造を形成するＯＬＥＤ−装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６８３１４０７  Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特に広面積の発光素子の場合、さらに、光取り出しを最適化すると共に可能な限り均一な光画像を実現することが求められている。
【０００６】
本発明の課題は、取り出し効率が最適化された発光素子およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を、本発明に従って、独立請求項１に係る発光素子、および、独立請求項１０に係る発光素子の製造方法によって解決する。本発明の好ましい形態は、従属請求項の対象である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、基板に有機発光領域が平坦に形成された構成を有する発光素子の原理を包含する。これらの有機発光領域は、電極と接続されており、不活性の中間領域によって互いに分離されて形成されている。光放射面には、有機発光領域に割り当てられる、第１の光散乱能を有する第１の光取り出し領域と、不活性の中間領域に割り当てられる、第２の光散乱能を有する第２の光取り出し領域とが形成される。上記第２の光散乱能は、上記第１の光散乱能よりも大きい。
【０００９】
本発明の他の一形態に従って、発光素子の製造方法を実現する。この方法は、基板を準備する工程と、上記基板に、不活性の中間領域によって互いに分離されていると共に電極と接続されている有機発光領域を平坦な構成に生成する工程と、光放射面に、上記有機発光領域に割り当てられる、第１の光散乱能を有する第１の光取り出し領域、および、上記不活性の中間領域に割り当てられる、上記第１の光散乱能よりも大きい第２の光散乱能を有する第２の光取り出し領域を生成する工程とを含む。
【００１０】
本発明によって、有機発光領域内に生成される光を、素子から取り出すことを最適化する可能性を実現する。これは、第１の光取り出し領域と第２の光取り出し領域とで光散乱特性が異なることによって実現され、これら有機発光領域間にある不活性の中間領域に割り当てられる第２の光取り出し領域では、光散乱容量は、第１の光取り出し領域よりも高くなっている。異なる光散乱能、または、異なる光散乱容量の設定は、例えば、第１の光取り出し領域および第２の光取り出し領域において、有機発光領域内に生成される光の散乱係数および／または屈折率が異なるように形成することによって達成可能である。こうして、第１の光取り出し領域が、実質的に、光散乱能を有さないように形成することを提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】不活性の中間領域によって互いに分離された有機発光領域が配置された発光素子を模式的に示す上面図である。
【図２】図１に示す発光素子を模式的に示す側面図である。
【図３】図１に示す発光素子の一部の領域を模式的に示す図である。
【図４】不活性の中間領域によって互いに分離された有機発光領域が配置された、他の一発光素子であって、上記中間領域にはレンズの形の光取り出し素子が配置されている発光素子を模式的に示す図である。
【図５】図４に示す他の発光素子を模式的に示す部分断面図である。
【図６】さらなる光取り出し装置を用いない有機発光素子、および、光取り出し素子として用いた３つの異なるマイクロレンズフィルムの発光の内角に応じた、光取り出し確率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、以下に記載の好ましい実施の形態および添付された図面によって詳細に説明される。すなわち、以下のとおりである。
【００１３】
発光素子は、照明用途に利用可能であることが好ましい。この場合、照明用途とは、照明装置のことを指す。大きな表示素子（画素）を提供する大きなディスプレイと組み合わせた利用も可能である。このようなディスプレイは、テレビ、または携帯電話のディスプレイおよびカメラのディスプレイといった家電領域のディスプレイとは区別される。
【００１４】
特に発光領域に生成される光のために、不活性の中間領域は光学的に透明であることが好ましい。
【００１５】
想定可能な一形態では、用いられる基板は、少なくとも約０．５ｍｍの厚さを有している。基板の厚さは、約０．５ｍｍと約８ｍｍとの間、好ましくは約０．５ｍｍと約２ｍｍとの間にあることが都合がよい。
【００１６】
複数の発光領域は、電気的に並列接続されていてもよいし、または、直列接続されていてもよい。
【００１７】
光の屈折および／または光回折が、光の散乱に貢献し得る。まず、様々な種類の光散乱に関する。レイリー散乱およびミー散乱、並びに、場合によってはラマン散乱といった非弾性の部分がこれに属する。レイリー散乱とは、光の小粒子の弾性散乱に関し、この場合、光波長は変動せず、エネルギー移動は生じない。粒子は、通常、波長の大きさの１／１００〜１／２０の大きさを有している。光波長とほぼ同じ大きさを有する大きな粒子は、ミー散乱に起因し得る。ミー散乱はローレンツ−ミーとも呼ばれる。ミー散乱では、光が干渉するため、散乱された光の波長は、入射した光の波長とは異なる。ラマン散乱では、散乱された光は、入射した光とわずかに異なる波長を有している。ここで、通常人間の目では認識できない色の変化が生じる。
【００１８】
光散乱能は、光屈折によっても影響を受ける。この屈折は、屈折率ｎの局所的な変化による光の方向（角度）の変化である。光屈折は屈折指数とも呼ばれる。屈折素子は、通常ｎ＝１．５〜１．７の屈折率を有するガラス基板上に形成された、異なるｎを有する層、例えばＳｉ３Ｎ４（窒化シリコン、ｎ＝２）から成る層である。屈折はさらに、表面の回折によって、例えば、レンズ、ピラミッド、またはフレネルレンズといった構造において、または、例えばマイクロレンズによって表面に様々に微細構造を施すことによって、影響され得る。
【００１９】
光散乱能は、光学的測定方法による実験によって、例えば偏光解析法または近接場顕微鏡を用いて算出することが可能である。散乱能を算出するための容易な測定方法は、反射されたレーザー光線を検出することである。この際、レーザー光線は、実験される領域を介して、例えば走査の形で導かれる。このレーザー光線は、透明電極に反射すると共に、有機層を通って金属電極に反射する。強く構成された散乱能では、走査パターンが広範囲に亘って歪み、これによって大きな散乱能を示す。
【００２０】
表面領域の散乱能、および空間または体積素子の散乱能は、異なり得る。例えば肉眼で認識可能な構造を有していない、例えば屈折率適合層、ナノ粒子、または、粗面といった表面領域に、一つの散乱能を指定することが可能である。さらに、例えば表面に対して垂直な寸法が、肉眼で認識可能な規模を有するか、または、横方向の寸法と同じ規模である、例えばレンズ、表面構造、または、フレネルレンズといった空間または体積素子に、1つの散乱能を指定可能である。
【００２１】
一方の有機発光領域と他方の不活性の中間領域の間の異なる散乱能の遷移は、散乱能が１つの値から別の値まで連続的に変動する滑らかなまたは連続的な遷移であり得る。このようにして、特に画素状の模様が回避され得る。散乱能の連続的な遷移は、例えば、表面領域にサンドブラスト処理を施すことによって、形成可能である。
【００２２】
あるいは、散乱能が、両方の領域が隣接し合う境界領域においてまたはこれに隣接して、いわば突然に１つの値から別の値に変化する急激な遷移が生じるようにしてもよい。後者は、例えばレンズを光取り出し素子として利用することによって、実現可能である。急激な遷移は、リソグラフィック法を用いて、または、材料を真空蒸着させて形成することも可能である。
【００２３】
一形態では、上方から発光素子を見ると、第１の光取り出し領域が、有機発光領域と、ほぼ一致、つまり完全に重なり合って形成されていることが可能である。第２の光取り出し領域の不活性の中間領域にも、同じ実施形態を補足的または代替的に設けてよい。
【００２４】
有機発光領域の間にある不活性の中間領域では、光の生成は生じない。このような発光しない中間領域の構成は、例えば、前記中間領域において電極を遮断するか、または、電気的に絶縁された層を設けることによって実現可能である。一形態では、上記発光しない中間領域は、有機層のこの中間領域における電流輸送特性を最小化するか、または、完全に阻止することによって実現可能である。これは例えば、この領域に、電荷キャリア輸送を支援する電気的ドーピングを全く形成しない、または、不十分な形にしか形成しないことによって達成可能である。そのためこれは、最終的に発光しない。電気的ドーピングを平坦にパターニングすることは、例えば、マスク−蒸着法、光活性化法または光非活性化法（EP1 912 268 A1号参照）といった様々な方法で実施可能である。電気的ドーピングの代わりに、または、電気的ドーピングと組み合わせて、文献DE103 126 79号に記載の方法を用いて層をパターニングすることも可能である。代替的または補足的に、電荷キャリア注入層をパターニングさせてもよい。
【００２５】
形状的な構成については、有機発光領域は、任意の面の形状、例えば、四角形、三角形又はカム状の面構造を有しうる。不活性の中間領域は、平行する辺を有する帯状の形状からなっていてもよい。有機発光領域及び不活性の中間領域の具体的な形状に依存することなく、本発明は、効率的な光取り出し及び所定の実施形態では、さらに発光素子の均一な光画像を可能とする。
【００２６】
一形態では、不活性の中間領域内に、機能的な層、例えば通電の成立のための層が配置されていてもよい。かかる通電は、例えば、文献US7,118,836から知られている。また、かかる機能的な層により、有機発光領域の所望のスイッチングを実現することができる。あるいは、これに代わって又は補足的に、不活性の中間領域における光の伝播にねらいを定めて影響を与える光反射層が備えられていてもよい。
【００２７】
有機発光領域が平坦に形成された構成は、有機発光素子の集合が一緒にスイッチングされる有機発光素子の集合、又は、多数の発光領域にわたって備えられた単一の素子に関する。有機発光領域においては、種々の構成方法が、有機領域の構成に使用されうる。かかる構成方法には、有機発光素子との関係においてそのようなものとして知られている構成方法、例えば、電気的にドーピングされた電荷キャリア輸送層又は所謂ブロック層の使用が含まれる。発光素子は、照明装置、特に、平面ビーム（Flacenstrahler）又は表示装置として実施されうる。
【００２８】
上記基板としては、公知の透明基板を用いることができる。より好ましくは、上記基板は１００ｎｍより小さい表面粗さを有し、例えば、ガラス基板又はプラスチック基板を使用することができる。また、基板は、固い材料からなっていてもよいし、又は柔軟な材料からなっていてもよい。基板から離れて形成される電極は、通常、不透明の電極であり、例えば、金属からなる反射率が高い電極である。上記電極は、面内で連続的であってもよいし、非連続的であってもよい。基板に隣接して形成されている電極は、通常、光透過性であり、例えば、ＩＴＯ又は類似の変性された酸化物半導体からなっていてもよい。かかる変性された酸化物半導体の例としては、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ又はＣｄの酸化物を挙げることができる。これらは、例えば、Ｓｂ、Ｆ、Ａｌ、又はＺｒによりドーピングされていてもよい。また、上記電極としては、例えばＰＥＤＯＴ−ＰＳＳのような導電性の透明なポリマー、又は高ドープポリアニリン、又はカーボンナノチューブ、又はこれらの組み合わせも用いることができる（例えば、US2006/274049A参照）。
【００２９】
本発明のより好ましい一形態は、有機発光領域の構成が基板の片方の面上に、そして、第１及び第２の光取り出し領域が基板のその片方の面の反対側の面上に形成されている。このようにして、一つの構成が実施される。この構成では、光は、上記基板を通して発光される。かかる方法は、「ボトム−発光」型とも呼ばれる。係る型のみではなく、第１及び第２の光取り出し領域において散乱能を異なるように形成することが可能である。すなわち、割り当てられた基板領域をそれに応じて形成することによって、すなわち、選択により、追加的な光取り出し素子なしに、例えば、基板表面領域の表面処理により製造される。
【００３０】
本発明のより好適な一形態では、第２の光取り出し領域に、光取り出し素子が配置されている。光取り出し素子は、上記基板の表面上に、又は、これに少なくとも部分的に埋め込んで配置される。光取り出し素子は、例えば、レンズ、またはマイクロレンズでもよく、或いは光散乱箔であってもよい。しかし、例えば、接着層の形成による、光散乱層の形成も、所望の光散乱能を得るために採用されうる。あるいは、その代わりに、又は、補足的に第１の光取り出し領域も、少なくとも部分毎に光取り出し素子が備えられていてもよい。光取り出し素子の形成は、一実施形態においては、例えば、蒸着、スパッタリング、熱分解による堆積又は類似の方法により、適切な材料を堆積させることによって達成される。
【００３１】
より好ましくは、本発明はさらに、第２の光取り出し領域に、光散乱を助長する表面構造が形成されている。光散乱を助長する表面構造は、例えば、表面を粗くすることにより得られる。このように表面を粗くすることは、例えば、化学的又は機械的な表面処理によって達成される。かかる表面処理には、化学的なエッチング、サンドブラスト、例えばエメリーを用いた研磨、印刷（プリント）又はスクリーン捺染が含まれる。あるいは、その代わりに、又は、補足的に、第１の光取り出し領域も、光散乱を助長する表面構造が備えられていてもよい。このとき、相当する構造を形成することにより、第２の光取り出し領域における光散乱能が、第１の光取り出し領域における光散乱能よりも大きくなるようにする。
【００３２】
本発明のさらに他の実施形態では、有機発光領域の構成は、白色光を発光するように構成されている。白色光を発光する構成は、有機発光領域から発光する、種々の色の光が白色になるように混合されることにより行われる。しかし、単一の有機発光領域から、それぞれ、白色光が発光されるような実施形態も可能である。
【００３３】
より好ましくは、本発明はさらに、有機発光領域の構成が、少なくとも一つの、すべての有機発光領域に共通の有機層を用いて構成されている。例えば、上記少なくとも一つの有機層は、基板全体に、マスキングを行わずに堆積されうる。また、電力供給を可能にするために、電気的なコンタクトのみを塞がない簡単なマスクが用いられる構成であってもよい。
【００３４】
好ましくは、本発明は、さらに、不活性の中間領域が、電極を含まないように構成されている。
【００３５】
さらに、本発明は、有機発光領域に形成された少なくとも一つの有機層が、不活性の中間領域において、非連続層として構成される。少なくとも一つの、非連続層は、例えば、有機発光領域の構成において、一つの又は多数の直列接続、及び／又は、一つの又は多数の並列接続を形成するために用いられることができる。また、回路は、EP1804308A1又はUS2008/143250に記載されているように集積されていてもよい。
【００３６】
本発明の有利な他の実施形態は、不活性の中間領域が、電流の流れに対する電気抵抗を有している。この電気抵抗は、有機発光領域における電気抵抗よりも大きい。
【００３７】
より好ましくは、本発明の他の実施形態は、上記有機発光領域が、それぞれ、その面の広がりの最も小さい寸法に関して、最小で基板の厚さと略同じであり、最大で基板の厚さの略２０倍である。上記有機発光領域の最も小さい寸法が、基板の厚さの２０倍であると、基板面の垂線に対して約４５°の角度で、取り出される光が、散乱領域に達するまでに、１２回反射される：
Ｎ＝Ｌ／（ｄｔｇ（Ｗ））、
ここで、Ｎは内部における反射の数を示し、Ｌは有機発光領域の側面の寸法を示し、ｄは基板の厚みを示し、ｔｇはタンジェントを示し、Ｗは基板の垂線との角度を示す。
【００３８】
基板の厚みに対して有機発光領域がさらに大きい場合には、発光する光はさらに明確に多く内部で反射する。このことは、上記式から容易に確認できる。
【００３９】
これにより、光が散乱領域に達する前に、光の再吸収の確率が増大し、最終的に全体の効率が低下する。
【００４０】
発光素子の製造方法に関しては、上記好ましい実施形態に応じて、該当する発光素子の実施形態との関連においてされた説明のとおりである。基板上に平坦に形成された有機発光領域の構成の製造には、有機発光素子の製造方法として公知の製造技術、特に、有機材料及び非有機材料の蒸着による堆積を用いることができる。不活性の中間領域を、発光構造と分けておくことは、例えば、適切なマスキングにより達成される。しかし、マスキングを用いない製造技術、例えば、ＯＶＰＤ（US2003/192471参照）又は従来の真空下における熱的蒸着を用いてもよい。
【００４１】
図１は、有機発光領域１が配置された発光素子の模式図を示す。有機発光領域１は、図２に示すとおり、不活性の中間領域２によって互いに分離されている。図２は、図１に示す発光素子の側面図を示す。
【００４２】
図２に示すとおり、通常、ベース電極とカバー電極とを有すると共に両電極の間には有機層の積層を有する有機発光領域１が、基板４の裏面３上に形成されている。有機発光領域１を生成するには、異なる材料を用いて真空蒸発させることよる層堆積法を利用することが可能である。基板４は、例えばガラスから成る。
【００４３】
図２に示すとおり、裏面３の上には蓋体５が備えられている。基板４の表面６上には、不活性の中間領域２に割り当てられた光取り出し領域７に向かい合って、光取り出し素子８が設けられている。光取り出し素子８は、有機発光領域１において生成され、表面６の方に向かって取り出された光に関して、有機発光領域１に割り当てられる光取り出し領域９の場合よりも、大きな散乱能を有している。光取り出し領域９は、光取り出し領域７の間に形成される。例えば光取り出し素子８は、散乱箔を貼り付けることによって形成される。他の実施形態（図示せず）では、散乱能の設定は、不活性の中間領域２の反対側において、基板４を表面処理すること、例えば表面を粗化処理することによって行われる。
【００４４】
図３は、図１に示す発光素子の一部の領域を模式的に示す図である。図に示す矢印は有機発光領域１内に生成される光が、基板４および光取り出し素子８を通過する伝播を模式的に示している。
【００４５】
図４は、不活性の中間領域２によって互いに分離された有機発光領域１が配置された、他の一発光素子であって、その中間領域２では、レンズの形の光取り出し素子１０が配置されている発光素子を模式的に示す図である。図５は、図４に示す他の一発光素子を模式的に示す部分断面図である。図５には、矢印によって、光の伝播がさらに示されている。図４および図５において用いられている符号は、図１から図３までにおいて用いられている符号と同じものが用いられており、同じ符号は同じ特徴を示している。
【００４６】
図１から図３までに示された発光素子の実施形態における光取り出し素子８と異なる点は、図４および図５が示す実施形態においては、不活性の中間領域２の向かい側に半球形のレンズ１０を備えている点である。図４に示すとおり、有機発光領域１の周辺領域を半球形レンズ１０が覆っている。半球形レンズ１０によって、有機発光領域１内に生成された光の散乱能は、半球形レンズ１０の間の部分よりも大きくなる。
【００４７】
以下では、図１から図３までの実施形態における発光素子の他の具体例をより詳細に説明する。
【００４８】
１５０ｍｍ×１５０ｍｍ大の、厚さ約１．１ｍｍのガラスの基板上に、大きな平面状のＩＴＯをスパッタリング法によって堆積させる。このＩＴＯは、厚さ約９０ｎｍであり、可視のスペクトル領域における透過率が８５％以上で、かつ、表面抵抗が約３０オーム／□である。
【００４９】
埋め込まれたＩＴＯは、それぞれ２０ｍｍ×２０ｍｍの面積を有する、３×４のダイオード型の有機発光素子（ＯＬＥＤ）が、基板上に設けられるようにパターニングされている。これらの間隔は、同じく約２０ｍｍである。次にＩＴＯ上に、一般的な熱による真空蒸着法によって、次の層を堆積させる。
１．ｐ型ドープされたホール輸送層：４質量％のF4-TCNQでドープされた、80 nm のMeO-TPD。
２．ホール側の中間層：10 nmのSpiro-TAD
３．オレンジがかった赤色の発光層：15質量%のイリジウム (III) トリス(1-フェニルイソキノリン)でドープされた、10 nmの Spiro-TAD。
４．青色の発光層：6質量%のイリジウム(III)ビス(2-(4,6-ジフルロフェニルl)ピリジナト-N,C2’)ピコリナトでドープされた、15 nmの4,4'-ビス(9-カルバゾリル)-ビフェニルl。
５．電子側の中間層：10 nmのバソフェナントロリン。
６．ｎ型ドープされた電子輸送層：Cs (分子比率は1:1)でドープされた、30 nmのバソフェナントロリン。
７．陰極：100 nmのアルミニウム。
【００５０】
ここでは、アルミニウムの陰極は、ガラス基板をほぼ（すなわち９８％は）完全に覆っている。薄い帯だけが覆われずに残っており、このため、１２個の個々の素子は、互いに電気的に分離されている。
【００５１】
１２個の個々の有機発光領域を備える発光素子は、５Vの電圧の印加によって、１２個すべての有機発光領域において光度が約530 cd/m２である光を、活性の有機発光面に放射する。ここで比較のために、従来技術に対応する散乱箔を基板全体に堆積させる。この散乱箔（例えば、バイエル社製品の光拡散素子を含むMakrofol TP 243 500 オm, Polykarbonatfilmなど）を基板全体に堆積させることにより、同じ電圧でも、光度を約715 cd/m２に高めることができる。このように基板面に散乱箔を堆積させ、その上には有機発光領域は存在しない。
【００５２】
本発明によれば、基板の領域だけが散乱箔で覆われる。散乱箔の裏面には、活性の有機発光領域は存在しない。したがって、発光領域から前方に直接放射円錐に放射される光の大部分は、散乱されず、発光領域を離れる。一方、基板のモード（Substratmoden）は、素子の散乱領域において、つまり、本実施形態では散乱箔を有する領域において、取り出される。
【００５３】
上述の簡単な構成では、基板上の平均光度は、約780 cd/m２であった。これは、完全に平らな散乱箔と比べて約１０％の有効な改善がなされたことになる。また、いずれの散乱箔も持たない装置との比較では約５０％の有効な改善がなされたことになる。
【００５４】
側面からの横方向の広がりと基板の厚みとの比率が小さい最適な形状の場合、光の取り出しは、散乱箔を持たない装置と比較して２倍くらいまでの明らかな改善を測定可能である。
【００５５】
基本的に、基板の面の広がりに垂直方向に、約４０°までの内角の順方向における光取り出しが最も良好であり、この場合、取り出し構造を用いる必要はない。他方、大きな内角の場合の取り出しは、強く散乱する取り出し構造、または、強く屈折する取り出し構造を用いた場合が最適である。全ての内角をみると、全ての角度にわたって可能な限り良好な光取り出しを支援する１つの妥協点が認識できる。
【００５６】
この有利な状況は、有機発光領域の充填比が１よりも小さい場合であり、強くおよび弱く屈折/散乱する取り出し素子、または、全く屈折/散乱しない取り出し素子が局所的に互いに分離されていること場合である。つまり、有機発光領域において、取り出し素子が全く用いられていない理想的な場合である。これによって、有機発光領域内に生成される光は、40ー までの全ての内角にわたって最適に取り出される。大きな内角の光は、内側の全反射によって、この有機発光領域を離れ、その後、有機発光領域の外部において、強く屈折する素子または強く散乱する素子によって取り出される。実際には、局所的に形状が異なる取り出し箔を作成可能である。このフィルムは、有機発光領域内の発光素子に並べられる。
【００５７】
図６は、さらなる取り出し装置を設けていない有機発光素子および光取り出し素子として利用される３つの異なるマイクロレンズフィルムの、光の取り出し確率を光の放射の内角に応じて示す図である。これらのレンズは、それぞれのアスペクト比によって特徴付けられる。アスペクト比とは、レンズの高さをレンズの直径で割ることによって定義される。図示した例では、通常の金属電極の反射率は、８０％であると考えられる。計算は、市販のソフトウェアＡＳＡＰを用いて行った。
【００５８】
図６からは、さらなる取り出し素子を設けていない場合の順方向における取り出し確率は、ほぼ１００％であることが分かる。他方、４４°よりも大きな内角、いわゆる内側全反射に対する臨界角では、光は全く取り出されない。光取り出し装置、図示した例ではマイクロレンズ構造を用いることによって、４４°よりも大きな角度の場合に生成される光の取り出し確率を、大幅に改善することが可能である。しかし同時に、順方向における取り出し確率は、ほぼ１００％から約８０％に悪化する。ここで本発明は、順法方向の光と基板においておきな角度で発光される光とを同時に、効果的に取り出すことを可能にする。これを、異なる散乱能を有する領域を形成することによって実現するものである。
【００５９】
本発明を実現するために、上述の明細書、特許請求の範囲、および図面に開示された本発明の特徴を、その種々の実施形態において、単独で用いて、および、任意に組み合わせることが有意義である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、照明用途に利用可能である。この場合、照明用途とは、照明装置のことを指す。大きな表示素子（画素）を提供する大きなディスプレイと組み合わせた利用も可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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