(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
・単極性の電荷担体阻止層（３）と、
・該電荷担体阻止層（３）の対向する面に設けられた第１の層（１）および第２の層（２）であって、それぞれ少なくとも１つの有機材料を含むように形成された第１の層（１）および第２の層（２）と、
・該電荷担体阻止層（３）と反対側にある該第１の層（１）および第２の層（２）の面に設けられた２つの同時二極性の注入層（４）と、
・第１の電極（８ａ）および第２の電極（８ｂ）と
を有する有機発光部品（１０）であって、
前記第１の層（１）および前記第２の層（２）は、前記有機発光部品（１０）の動作中に光を放出するように構成されており、
前記第１の電極（８ａ）および前記第２の電極（８ｂ）はそれぞれ、前記電荷担体阻止層（３）と反対側の前記各同時二極性の注入層（４）の面に設けられており、
前記有機発光部品（１０）は交流電圧で動作するように構成されており、
動作中、交流電圧が印加されている期間に依存して前記第１の層（１）と第２の層（２）とが交互に発光するように構成されている、
ことを特徴とする、有機発光部品（１０）。
【請求項２】
前記有機発光部品（１０）は、交流電流を調整するための調整ユニット（５）を含み、
前記有機発光部品（１０）は交流電圧で動作するように構成されている、請求項１記載の有機発光部品（１０）。
【請求項３】
前記調整ユニット（５）によって、前記交流電流の特性パラメータである振幅、振幅比およびデューティ比のうち少なくとも１つの特性パラメータが制御される、請求項２記載の有機発光部品（１０）。
【請求項４】
動作中に放出される光の特性パラメータである色調、彩度および明度のうち少なくとも１つの特性パラメータが前記調整ユニット（５）によって制御される、請求項２または３記載の有機発光部品（１０）。
【請求項５】
前記電荷担体阻止層（３）は一貫しており、パターニングされない、請求項１から４までのいずれか１項記載の有機発光部品（１０）。
【請求項６】
動作中に相互に異なる波長領域を発光するように前記第１の層（１）と第２の層（２）とが設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の有機発光部品（１０）。
【請求項７】
前記電荷担体阻止層（３）と反対側の前記第１の層（１）または前記第２の層（２）の面に、動作中に放出された放射の少なくとも１つの一部を別の周波数の放射に変換する変換材（７）が設けられる、請求項１から６までのいずれか１項記載の有機発光部品（１０）。
【請求項８】
前記第１の層（１）は青色スペクトル領域またはＵＶスペクトル領域の光を放出するように構成されており、前記第２の層（２）は緑色スペクトル領域または赤色スペクトル領域の光を放出するように構成されており、
前記電荷担体阻止層（３）と反対側の前記第１の層（１）または前記第２の層（２）の面に、動作中に放出された放射の少なくとも１つの一部を別の周波数の放射に変換する変換材（７）が設けられており、
前記変換材（７）は、前記第１の層（１）または前記第２の層（２）から放出された放射の一部のみを変換するように構成されている、請求項６記載の有機発光部品（１０）。
【請求項９】
基板が設けられており、
前記基板の実装面上に、前記第１の層（１）と前記電荷担体阻止層（３）と前記第２の層（２）と前記同時二極性の注入層（４）とが設けられており、
前記基板は、動作中に放出された光に対して少なくとも部分的に透過性である、請求項１から８までのいずれか１項記載の有機発光部品（１０）。
【請求項１０】
基板が設けられており、
前記基板の実装面上に、前記第１の層（１）と前記電荷担体阻止層（３）と前記第２の層（２）と前記同時二極性の注入層（４）とが設けられており、
前記基板は、動作中に放出された光に対して少なくとも部分的に反射性である、請求項１から９までのいずれか１項記載の有機発光部品（１０）。
【請求項１１】
前記基板は、変換材、反射材、散乱材またはフィルタ材の形態の添加物を含む、請求項９または１０記載の有機発光部品（１０）。
【請求項１２】
少なくとも部分的に透明に形成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の有機発光部品（１０）。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の有機発光部品（１０）を含む発光装置において、
交流電流を調整するための少なくとも１つの調整ユニット（５）を有することを特徴とする、発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願では、有機発光部品と、有機発光部品を有する発光装置とを提供する。
【０００２】
電磁放射を放出する半導体材料ベースの部品、または、電磁放射を受け取る半導体ベースの部品は、日常的に幅広く技術的に利用されており、多岐にわたって採用されている。通常使用される半導体材料は、大まかに分けると、有機半導体材料と無機半導体材料との２つの種類に分類される。有機半導体材料は比較的低コストで製造でき、比較的簡単に支持体に取り付けることができる。さらに、有機半導体材料は無機半導体材料と対照的に、基本的に非常に大面積の発光装置や受光装置を実現することができる。
【０００３】
有機ベースの従来の発光ダイオードも、無機ベースの従来の発光ダイオードも、直流で動作する。しかし、通常の送電網は交流電流のみを供給する。それゆえ、ＬＥＤを商用電圧で動作させるためには、たとえば整流回路等の付加的な要素を使用しなければならない。しかし直流を使用すると、交流電流に伴う利点を利用すること、たとえば電圧を簡単に変圧できるという利点を利用することができなくなるか、または非常に制限されてしまう。
【０００４】
本発明において解決すべき課題は、交流電流によって高効率で動作できる有機発光部品を提供することであり、また、このような有機発光部品を有する発光装置を提供することである。
【０００５】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、該有機発光部品は単極性の電荷担体阻止層を有する。この電荷担体阻止層は、とりわけ有機材料をベースとすることができる。このような電荷担体阻止層は、１種類の電荷担体を通さない層、または、１種類の電荷担体の通過を非常に制限する層を指す。したがって単極とは、電荷担体阻止層が正または負の電荷担体の移動度を大きく阻害するか、ないしは、正または負の電荷担体が該電荷担体阻止層を通過するのを阻止し、かつ、逆極性の電荷を有する電荷担体を通すことができることを意味する。負の電荷担体はたとえば電子であり、正の電荷担体はたとえばいわゆる正孔（英語：hole）である。
【０００６】
少なくとも１つの実施形態では有機発光部品は、動作中に発光または受光するように形成された少なくとも１つの層を含む。この層は、少なくとも１つの有機材料によって形成されており、有利には、動作中に、紫外スペクトル領域、可視スペクトル領域および／または近赤外スペクトル領域の電磁放射を放出するように形成されている。有利には有機発光部品は、２００ｎｍ〜３０００ｎｍのスペクトル領域にある光を放出し、特に有利には３００ｎｍ〜９５０ｎｍのスペクトル領域にある光を放出し、非常に有利には約３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのスペクトル領域にある光を放出する。
【０００７】
少なくとも１つの実施形態では有機発光部品は、正の電荷担体も負の電荷担体も発光層に注入できるように形成された少なくとも１つの同時二極性の注入層を有する。
【０００８】
少なくとも１つの実施形態では、有機発光部品は少なくとも１つの電極を有する。有利には、有機発光部品は第１の電極および第２の電極を有し、これらの電極は特に有利には、電荷担体阻止層と反対側の同時二極性注入層の面に設けられる。前記第１の電極および／または第２の電極を、それぞれ大面積で形成することができる。このことにより、活性領域で生成された電磁放射を大面積で放射できるようになる。「大面積」とは、有機電子部品が数ｍｍ２以上の面積を有することを意味することができ、有利には１ｃｍ２以上の面積を有することを意味することができ、特に有利には１０ｃｍ２以上の面積を有することを意味することができる。択一的または付加的に、第１の電極および／または第２の電極を少なくとも一部の領域においてパターニングによって形成する。このことにより、活性領域で生成された電磁放射のパターン放射を行えるようにすることができ、たとえば画素またはピクトグラムの形態でパターン放射を行えるようにすることができる。
【０００９】
少なくとも１つの実施形態の有機発光部品では、両電極が少なくとも部分的に透明に形成される。少なくとも１つの別の実施形態では、１つの電極は少なくとも部分的に透明であり、他方の電極は少なくとも部分的に、有機発光部品の動作中に放出された放射に対して反射性に形成される。適切な電極材料は、たとえば透明導電酸化物である（いわゆる transparent conductive oxide、略してＴＣＯ）。このような材料は通常は、酸化亜鉛、酸化錫、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化インジウムまたはインジウム‐錫酸化物等の金属酸化物であり、このインジウム‐錫酸化物はＩＴＯとしても知られている。上記で挙げられた金属酸化物等の２元金属酸素化合物の他に、たとえばＺｎ２ＳｎＯ４等の３元金属酸素化合物や、異なる透明導電酸化物から成る混合物も、ＴＣＯの群に含まれる。さらに上記電極には、たとえばアルミニウム、バリウム、インジウム、銀、金、マグネシウム、カルシウムまたはリチウム等の金属も適しており、また、これらの化合物、複合物または合金も適している。また、電極を少なくとも部分的に有機材料によって形成することもできる。たとえば、注入層と直接コンタクトする電極の部分が、該電極の他の部分と異なる材料によって形成されるようにすることもできる。
【００１０】
たとえば電荷担体阻止層、注入層、電極、または有機発光部品の動作中に発光する発光層等である有機機能層のうち１つまたは複数の層が、有機ポリマー、無機オリゴマー、有機モノマー、または非重合の有機小分子（いわゆる small molecules）を含むか、またはこれらの組合せを含むことができる。たとえばエレクトロルミネセンス層またはエレクトロルミネセンス領域にたとえば正孔を有効に注入できるようにするためには、とりわけ、放射放出有機層列が、正孔輸送層として形成された機能層を有するのが有利である。正孔輸送層の材料としては、たとえば第３級のアミン、カルバゾール誘導体、導電性のポリアニリン、またはポリエチレンジオキシチオフェンが有利であることが判明している。さらに、機能層をエレクトロルミネセンス層として形成することも有利である。材料としては、蛍光または燐光によって放射を放出する材料が適しており、たとえばポリフルオリン（Polyfluorin）、ポリチオフェン、ポリフェニレン、またはこれらの誘導体、化合物、混合物またはコポリマーが適している。
【００１１】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、該有機発光部品は単極性の電荷担体阻止層と、それぞれ該電荷担体阻止層の対向する面に取り付けられ少なくとも１つの有機材料を含むように形成された第１の層および第２の層と、該電荷担体阻止層と反対側の該第１の層および該第２の層の面に設けられた２つの同時双極性の注入層とを有する。
【００１２】
このような有機発光部品は、交流電流で高効率で動作することができる。交流電圧によって動作している間は、有機発光部品に長寿命の空間電荷ゾーンが形成されることはなく、さらに、該有機発光部品内部にイオンが拡散するのがこの交流電流動作によって抑圧されるので、該有機発光部品の寿命も長くなる。
【００１３】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、該有機発光部品は交流電流を調整するための調整ユニットを有する。このような調整ユニットはたとえば、商用電圧を実効電圧がより低い交流電圧に変換するトランスによって構成することができる。さらに、前記調整ユニットは電流制限機能および／または電圧制限機能を果たすこともできる。前記調整ユニットはとりわけ、直流電流源ではない。このような調整ユニットにより、過度に高い電流または過度に高い電圧によって有機発光部品が動作中に破壊されるのを阻止することができる。
【００１４】
交流電流を調整するための調整ユニットが設けられる有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、該調整ユニットによって、該交流電流の特性パラメータである振幅、振幅比またはデューティ比のうちいずれか１つの特性パラメータが制御される。交流電流は、正の電圧の期間と負の電圧の期間とを有すると定義される。振幅とは、この正の期間および負の期間の実効電圧を指す。振幅比とは、正の期間の実効電圧と負の期間の実効電圧との比を指す。デューティ比は、正の電圧の期間の長さと、正の期間と負の期間とを合わせた長さとの比として定義される。
【００１５】
とりわけ前記調整ユニットによって、振幅、振幅比およびデューティ比のすべてのパラメータを相互に独立して制御することができる。有利には調整ユニットは、従来の送電網から得られる正弦波形の交流電圧を別の電圧波形に変換することもでき、たとえば方形波電圧に変換することもできる。このような調整ユニットによって、第１の層および第２の層の給電を可変に設定することができ、有機発光部品の動作中に放射される光スペクトルを形成する可能性を広げることができる。
【００１６】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、交流電流を調整するための前記調整ユニットは少なくとも部分的に有機的に形成されている。有機的に形成されているとはここでは、動作に重要でない部分、たとえば調整ユニットのケーシングや電気的線路の絶縁材料等が、たとえばプラスチック等の有機材料から形成されているという意味を含まない。有機的に形成されているとは、たとえば増幅回路またはセンサ等の、動作に重要な構成要素が少なくとも部分的に有機材料をベースとすることを意味する。このような調整ユニットにより、発光層および調整ユニット自体を、有機材料を基礎とする同じ技術で形成することができ、製造にかかる手間を低減することができる。さらに、適切な有機材料を選択すると、調整ユニットを少なくとも部分的に透明に形成すること、および／または、該調整ユニットを発光層と同じ支持体に設けることもできる。
【００１７】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、該有機発光部品の動作中に第１の層および第２の層が交互に発光する。すなわち、正の電荷担体と負の電荷担体との再結合が、第１の層と第２の層とで交互に行われる。電荷担体阻止層によってたとえば、正の電荷担体が該電荷担体阻止層を通過するのが阻止されるので、交流電圧が印加される期間に依存して、正の電荷担体は第１の層に集められるか、または第２の層に集められる。電子等の負の電荷担体はこのような構成の電荷担体阻止層を通過することができるので、印加される期間に関係なく、負の電荷担体は第１の層も第２の層も通過することができる。すなわちこの場合には、各時点でアノードに接続されている層が発光する。
【００１８】
有機発光部品がたとえば、従来の送電網で通常使用されているような５０Ｈｚの周波数の交流電圧で動作する場合、第１の層と第２の層とが交互に５０Ｈｚで発光することにより、該有機発光部品は１００Ｈｚで発光することができる。このような高い周波数では、肉眼ではフリッカを知覚することがなくなり、このような有機発光部品はたとえば、一般照明用の発光装置として使用するのに適する。さらに、負の電圧の期間でも正の電圧の期間でも発光が行われるので、発光出力が一定である場合、交流電圧で動作したとえば負の期間中だけ発光する従来の有機発光ダイオードや無機発光ダイオードと比較すると、動作電圧ないしは動作電流をほぼ半分にすることができる。動作電流ないしは動作電圧が低減することにより、有機発光部品の寿命が長くなる。
【００１９】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、電荷担体阻止層は一貫して形成され、パターニングされない。このことは、少なくとも通常の製造公差以内で第１の層と第２の層とが同じ厚さおよび材料組成になるように電荷担体阻止層が形成されることを意味する。このことはとりわけ、第１の発光層と第２の発光層とが直接コンタクトする箇所がないことを意味する。このような一貫しているパターニングされない層は、特に効率的に設けることができる。このような層によって、製造にかかる手間を低減することができる。
【００２０】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、第１の層および第２の層は、該有機発光部品の動作中に異なる波長領域で発光するように構成される。しかし、第１の層から放出される波長と第２の層から放出される波長とが重なり合うことも可能である。有利には、両層のうち１つが青色スペクトル領域またはＵＶスペクトル領域で発光し、他方の層が緑色スペクトル領域または赤色スペクトル領域で発光する。放射の色が異なる複数の層により、有機発光部品から放出される光の色形成ないしは全体のスペクトルを多様に調整することができる。
【００２１】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、交流電圧を調整するための前記調整ユニットによって、特性パラメータである色調、色彩度および明度のうち少なくとも１つの特性パラメータを制御することができる。有利には前記調整ユニットによって、上記３つすべての特性パラメータが相互に独立して制御される。このような調整ユニットにより、有機発光部品の放射特性を所期のように調整することができる。
【００２２】
少なくとも１つの実施形態では、有機発光部品は少なくとも１つのセンサを有する。このセンサはフォトダイオードとして構成することができる。有利には、前記センサは少なくとも部分的に有機材料をベースとする。センサと、交流電流を調整するための調整ユニットとを介して、動作中の有機発光部品のスペクトルによって放出される光を、たとえば自動的に調整することができる。
【００２３】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、前記電荷担体阻止層と反対側の第１の層および／または第２の層の面に少なくとも１つの変換材が設けられる。この変換材は、動作中に第１の層および第２の層から放出された放射の少なくとも一部を別の周波数の放射に変換する。有利には前記変換材は、両層のうち１つの層にのみ設けられる。しかし、両層に変換材が設けられる場合、該変換材は有利には、両層のうち１つの層の放射のみを変換する。前記変換材はたとえば、有機発光色素または無機発光色素とすることができる。有利には、変換材はたとえば第１の層から放出された放射の一部のみを変換して、有機発光部品が多色で放射するようにされる。このような有機発光部品は、放出される光のスペクトル特性を多様に実現することができる。
【００２４】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、該有機発光部品は少なくとも１つの基板を有し、該基板の実装面に、動作中に発光する第１の層と、電荷担体阻止層と、動作中に発光する第２の層と、同時二極性の注入層とが設けられる。前記基板は、有機発光部品の動作中に放出される光の少なくとも一部に対して透過性である。少なくとも部分的に透過性または透明であるこのような基板によって、有機発光部品の両面に向かって発光が行われる構成を実現することができる。またこのようにして、少なくとも部分的に可視スペクトル領域の少なくとも特定の一部分において透過性である有機発光部品を実現することもできる。
【００２５】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、有機発光部品の基板は少なくとも部分的に反射性に形成されている。すなわち、動作中に放出された光を反射する反射器として基板を使用することができる。このような基板によって、高強度で光を１つの面にのみ送出する有機発光部品を実現することができる。
【００２６】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、有機発光部品の基板はたとえば、凹入部、切欠または窪みの形態にパターニングされており、この切欠、凹入部または窪み等の中に、有機発光部品の種々の有機層が設けられる。この凹入部が種々の有機層を保護するように構成されるか、または反射器として該凹入部を形成することもできる。また、基板にたとえば光出力結合を改善するためのパターニングを設けることも可能である。たとえばフレネルレンズ等のレンズ状のパターニングも形成することができる。
【００２７】
少なくとも１つの実施形態では、有機発光部品は少なくとも１つの蓋板を有する。この蓋板は、基板と同じ材料から形成するか、または別の材料から形成することができる。基板および／または蓋板を形成するために使用できる材料は、ガラス、水晶、プラスチック膜、金属、金属膜、ＴＣＯ、シリコンウェハまたは別の適切な半導体材料である。また、複合材料も使用することができる。有利には基板および／または蓋板に、有機発光部品を電気的にコンタクトするために使用される電気的線路が設けられる。特に有利には、基板および／または蓋板がソーダ石灰ガラスまたは板ガラスから形成される。有利には、基板を作製するための材料と蓋板を作製するための材料とは同じであり、および／または、基板と蓋板とは同じ物理的特性および同じ化学的特性を有する。このような材料を使用することにより、有機発光部品を高い費用対効果で製造し、有機発光部品の機械的特性または化学的特性を所期のように調整することができる。
【００２８】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、基板および／または蓋板は、有機発光部品をたとえば外部の支持体に固定するための付着層を有する。この付着層は、接着性の微細パターニングによって形成するか、または接着層によって形成することができる。有利には、有機発光部品をコンタクトするための電気的端子が外部に案内され、これによって、有機発光部品が機械的に固定されることによって同時に該有機発光部品の電気的なコンタクトが行われるようにされる。
【００２９】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、基板と蓋板とが結合材を介して機械的に結合される。有利には、結合材がさらに、有機層をたとえば湿度や酸素等の周辺影響から保護するように包囲する。結合材は有利には、ガラスはんだ、ガラスフリット、樹脂または金属によって実現される。特に有利には前記結合材は、融点が基板および／または蓋板より格段に低い結合材である。また、結合材は有利には、たとえば電磁放射または電磁界によって溶融可能、軟化可能または硬化可能な結合材である。このような結合材によって、長寿命の有機発光部品を実現することができる。
【００３０】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、基板および／または蓋板および／または結合材に少なくとも１つの添加物が添加される。この添加物はたとえば、フィルタ材、変換材、拡散材ないしは散乱材、または反射材として形成されている。このような添加物によって、たとえば結合材と基板との熱膨張係数の整合を行うことができる。このような添加物により、基板、蓋板および／または結合材の物理的特性および化学的特性を広範に所期のように調整することができる。
【００３１】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では有機発光部品は、有機層を阻害する物質を結合する吸収材料またはゲッタを有する。とりわけ、吸収材料は湿気および酸素を結合する材料である。吸収材料は有機層を被覆するか、または基板と蓋板との間に設けられ、活性層をたとえば環状またはフレーム状に包囲することができる。吸収材料をこのように使用することにより、有機発光部品の寿命を長くすることができる。
【００３２】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、有機発光部品は、基板と蓋板との間の間隔を調整するためのスペーサないしはスペーサ粒子を有する。スペーサを使用することにより、有機発光部品の製造を簡略化することができる。
【００３３】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、有機発光部品は少なくとも部分的に透明に形成されている。このことはとりわけ、種々の有機層および電極が、可視スペクトル領域において透過性であるかまたは少なくとも可視スペクトル領域の少なくとも一部の領域において透過性である材料から形成されることを意味する。また、有機発光部品を可視スペクトル領域のうち所定のスペクトル領域でのみたとえば透明とし、該有機発光部品がカラー発光部品になるようにすることもできる。さらに、有機発光部品の異なる領域ごとに異なる色になるように形成されるか、ないしは、異なる透明領域が交互に設けられるように、該有機発光部品にパターニングを施すこともできる。透明な有機発光部品によってたとえば、一例として窓を有する透明な発光装置を実現することができる。
【００３４】
有機発光部品の少なくとも１つの実施形態では、該有機発光部品は動作中に赤色光を放出するか、または緑色光を放出するか、または青色光を放出する。このような有機発光部品は、いわゆるＲＧＢユニットを形成する。このような有機発光部品は白色光を放出することができ、たとえば一般照明用に適している。
【００３５】
本発明はさらに発光装置を対象とする。本発明の発光装置の少なくとも１つの実施形態では、発光装置は、たとえば上記の実施形態のうち１つまたは複数の実施形態にしたがって構成された少なくとも１つの有機発光部品を有する。さらに発光装置は、交流電流を調整するための少なくとも１つの調整ユニットも有する。有利には、発光装置は多数の有機発光部品を有し、これらは２次元または３次元に配置することができる。また発光装置は、種々の群の有機発光部品であって、各群がたとえばそれぞれ異なる色の光を放出し、たとえば別個の調整ユニットによって駆動制御される有機発光部品を有することもできる。このような発光装置は交流電流によって動作することができ、大面積で製造することができる。
【００３６】
発光装置の少なくとも１つの実施形態では、発光装置は次のような有機発光部品、すなわち、該有機発光部品に対して設けられた調整ユニットが該有機発光部品に含まれる有機発光部品を有する。このような構成では、調整ユニットは有利には、少なくとも部分的に、有機発光部品の有機層と同じ基板に設けられる。有利には発光装置は、有機発光部品から分離された別の制御ユニットを有する。分離されているとは、ここではたとえば、調整ユニットと有機発光部品とが異なる支持体に設けられていること、または、たとえば機械的にフレキシブルに形成された電気的線路が有機発光部品と調整ユニットとを接続することを意味する。このような分離された調整ユニットは、商用電圧をより低い交流電圧に変圧する商用トランスによって形成することができる。その際には、前記有機発光部品に対して設けられた調整ユニットによって、たとえば色の調整を行うことができる。択一的な実施形態では、発光装置全体が、前記有機発光部品から分離された調整ユニットを１つだけ有する。
【００３７】
以下で、本発明による有機発光部品を実施例および添付の図面に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】交流電流による動作原理を説明するための、有機発光部品の１実施例の概略的な側面図である。
【図２ａ】基板を有する実施例の有機発光部品の概略的な側面図である。
【図２ｂ】図２ａの実施例の有機発光部品の概略的な平面図である。
【図３】蓋板を有する実施例の有機発光部品の概略的な断面図である。
【図４】基板に凹入部が設けられた実施例の有機発光部品の概略的な断面図である。
【図５】基板に調整ユニットが設けられた実施例の有機発光部品の概略的な平面図である。
【図６】有機発光部品の交流電流駆動制御を概略的に説明するための図である。
【００３９】
実施例および図面において、同じ構成要素または同機能の構成要素にはそれぞれ同じ参照符号を付してある。また図示されている構成要素は比率通りであると見なすべきではなく、より良い理解のためにはむしろ個々の要素が過度に拡大して示されている場合もある。このことはとりわけ、個々の有機層の層厚さに当てはまる。
【００４０】
図１に、１実施例の有機発光部品１０を示す。この有機発光部品１０は交流電流によって動作する。図１ａないしは１ｂに、交流電流が正である期間ないしは負である期間の電気的な構成を示す。
【００４１】
有機発光部品１０は以下のように構成されている。有機発光部品１０の中央に、電荷担体阻止層３が設けられている。この電荷担体阻止層３は、たとえば電子等の負の電荷担体−が通過できるように形成されている。たとえばいわゆる正孔等の正の電荷担体＋は、この電荷担体阻止層３を透過できないか、または透過するのを大きく制限されるようにすることができる。電荷担体阻止層３は寸法全体にわたって、製造公差以内で同じ材料組成と、等しい厚さとを有する。電荷担体阻止層はたとえば、ＵＳ７０５２３５１Ｂ２に開示されている。この文献の電荷担体阻止層に関する開示内容は、引用によって本願の開示内容に含まれるものとする。
【００４２】
電荷担体阻止層３の両主面に、第１の層１および第２の層２が設けられている。これらの層は、有機発光部品１０の動作中に電磁放射を放出するように形成されている。第１の層１および第２の層２はそれぞれ、少なくとも１つの有機材料を含むように形成されている。適切な有機材料は、たとえばＵＳ２００６０１４５５９９Ａ１に記載されている。この文献の有機発光層に関する開示内容は、引用によって本願の開示内容に含まれるものとする。
【００４３】
電荷担体阻止層３と反対側の第１の層１および第２の層２の面に、同時二極性の注入層４ａ，４ｂが設けられている。この同時二極性の注入層４ａ，４ｂは、正の電荷担体＋も負の電荷担体−も該同時二極性の注入層４ａ，４ｂから第１の層１ないしは第２の層２に注入できるように形成されている。これらの注入層４ａ，４ｂは調整ユニット５に電気的に接続されている。
【００４４】
同時二極性の電荷担体注入層を形成できる手法は種々存在する。たとえば、このような層を作製するために、正孔伝導性の材料と電子伝導性の材料とを同時に蒸着することができる。また、たとえば正孔導電性マトリクス中に、グラジエント電子伝導性ドーパントをたとえば蒸着によって生成することも可能である。正孔伝導性ドーパントを電子伝導性マトリクス中に生成する場合にも、同様のことが当てはまる。
【００４５】
択一的に、同時二極性材料を生成するために、高濃度のドーパント自体を凝集することによって同時二極性材料を生成することもできる。さらに、バンドギャップが低く絶対的なＨＯＭＯレベルが異なる複数の異なる材料を含むマトリクスを同時蒸着することによっても、同時二極性の注入層を形成することができ、正の電荷担体および負の電荷担体を発光層に漸変的ないしは段階的に注入することができる。内因的に同時二極性の材料を使用することも可能である。このような材料はたとえばＵＳ２００７／００７５６３１Ａ１に記載されている。この文献の同時二極性の注入層に関する開示内容は、引用によって本願の開示内容に含まれるものとする。
【００４６】
図１ａに、交流電流が正である期間中の電気的構成を示す。この正の期間中は、同時二極性の注入層４ａは調整ユニット５のアノードＡに電気的に接続されている。注入層４ｂは前記調整ユニット５のカソードＫに導電接続されている。注入層４ａに正の電圧が印加されるので、正の電荷担体＋が該注入層４ａから第１の層１に注入される。このように正の電圧が印加されることにより、正の電荷担体＋は注入層４ａから電荷担体阻止層３の方向に追いやられる。電荷担体阻止層３は正の電荷担体＋を通さないので、正の電荷担体＋は動作中、電荷担体阻止層３の手前で押しとどめられる。しかし、カソードＫないしは注入層４ｂを介して第２の層２に注入された負の電荷担体−は、該注入層４ｂから第１の層１の方向に追いやられ、前記電荷担体阻止層３を透過して第１の層１に到達することができる。このようにして第１の層１において、正の電荷担体＋と負の電荷担体とが再結合する。したがって、交流電圧が正である期間中は、第１の層１から電磁放射が放出される。
【００４７】
図１ｂに、交流電圧が負である期間中の電気的構成を示す。図１ａと対照的に、アノードＡとカソードＫとは入れ替わっている。正の電荷担体＋は注入層４ｂから第２の層２に注入され、電荷担体阻止層３で押しとどめられる。注入層４ａを介して注入された負の電荷担体−は第１の層１を透過し、電荷担体阻止層３を透過し、このようにして第２の層２において電荷担体が再結合し、発光が行われる。したがって、印加されている電圧に依存して、第１の層１と第２の層２とは交互に電磁放射を放出する。
【００４８】
図２に示したような実施例では、有機層１，２，３，４ａ，４ｂは基板９の実装面９０に設けられる。この実装面９０は平坦に形成され、種々の有機層をこの実装面９０に設けることができるようにされる。この実装面９０から以下の層が基板９に設けられる：第１の電極８ａ、第１の同時二極性注入層４ａ、第１の層１、電荷担体阻止層３、第２の層２、第２の同時二極性注入層４ｂ、第２の電極８ｂ、および変換材層７。これらの有機層の動作および構成は、図１の実施例に相応する。
【００４９】
電極８ａおよび８ｂは面全体で、電荷担体阻止層３と反対側の注入層４ａ，４ｂの面に設けられる。この積層体において基板９と反対側にある電極８ｂは基板９の実装面９０まで案内されており、注入層４ｂと異なる層との不所望の電気的な接続が発生することはない。電極８ｂは、動作中に第１の層１および第２の層２から放出された放射に対して透過性である。ここでは、第１の層１と第２の層とは、異なるスペクトル領域で放出する。変換材７は、たとえば第２の層２から放出された放射の一部のみを変換することにより、全体的に、白色光を放射する多色発光性の有機発光部品１０が得られる。電極８ａは、有機発光部品１０から放出された放射に対して反射性に形成されている。電極８ａ，８ｂは実装面９０上において、積層体１，２，３，４ａ，４ｂから狭幅になっていく経路を横方向に案内されている。このことは図２ｂに示されている。
【００５０】
図３中の実施例では、有機発光部品１０は基板９の他に蓋板９１も有する。基板９と蓋板９１とは結合材９５によって機械的に結合されており、たとえばソーダ石灰ガラスから形成され、平坦に形成されている。結合材９５はガラスろうとして形成されている。また、結合材９５、基板９および蓋板９１によって有機層１，２，３，４ａ，４ｂは封止される。第１の層１および第２の層２はここでは、同じスペクトル領域で発光する。基板９および蓋板９１は、第１の層１および第２の層２によって動作中に放出される放射に対して透過性であり、このことは結合材９５と同様である。
【００５１】
有機層１，２，３，４ａ，４ｂの積層順序は、図２に示した実施例に相応し、図３中の実施例では電極８ａも、放出される放射に対して透明に形成されており、可視スペクトル領域の少なくとも一部の領域において透明である有機発光部品１０が実現される。
【００５２】
図４中の実施例では、基板９は凹入部９２を有し、この凹入部９２内に有機層１，２，３，４ａ，４ｂが設けられている。電極８ａは実装面９０において凹入部９２内に面状に設けられており、有機発光部品１０によって放出された放射を反射する反射器を形成する。基板９は、ガラスまたはプラスチック膜から形成することができる。凹入部９２は、型押し法またはエンボス法によって簡単かつ高いコストパフォーマンスで形成することができる。活性層をこの凹入部９２内に設けることにより、蓋板９１を平坦に形成することができる。このようにして、蓋板９１と基板９との間の結合材９５の高さないしは寸法を格段に低減することができ、結合材９５の横方向の寸法を垂直方向の寸法より格段に大きくすることができる。このことにより、有機層を特に高封止性で封止することができる。というのも、積層体１，２，３，４ａ，４ｂと反対側にある結合材９５の外側面は非常に小さくなるからである。しかし、たとえば湿度や酸素が有機層積層体１，２，３，４ａ，４ｂに達する前に横方向に拡散させてこれらの物質を克服するために必要な結合材９５の量は比較的多い。
【００５３】
オプションとして、蓋板９１や基板９に、反射材、拡散材、変換材、フィルタ材、または熱膨張係数を整合するための材料の形態の添加物を添加することもできる。また択一的に、有機発光部品１０から放出される放射に対して電極８ｂを反射性に形成し、電極８ａを透明に形成することもできる。その際には、凹入部９２をたとえばレンズの形態で形成し、第１の層１および第２の層２から放出された光がたとえばより大きな角度領域で均質に放射されるようにすることができる。別のオプションとして、実装面９０と電極８ａとの間に、たとえば有機層１，２，３，４ａ，４ｂの屈折率と基板９の屈折率とを整合するための層、または、種々の有機層１，２，３，４ａ，４ｂまたは電極８ａが設けられる凹入部９２の領域を平坦化するための層を設けることもできる。このような平坦化層によって、有機発光部品１０の製造工程を簡略化することができる。さらに、凹入部９２内に吸収材料ないしはゲッタを設けることもでき、この吸収材料ないしはゲッタがたとえば、有機層１，２，３，４ａ，４ｂまたは基板９および蓋板９１を被覆するようにすることもできる。別のオプションとして、基板９および／または蓋板９１にパターニング部を設けることもでき、たとえば、有機発光部品１０の光出力結合を改善するためのパターニング部を設けることもできる。
【００５４】
図５中の実施例では、積層体１，２，３，４ａ，４ｂの他に調整ユニット５とセンサ５０とを有する有機発光部品１０を示している。この調整ユニット５は基板９と蓋板９１との間に設けられており、センサ５０も蓋板９１と基板９との間に設けられている。積層体１，２，３，４、調整ユニット５およびセンサ５０は、基板９と蓋板９１とを結合する結合材９５によってフレーム状に包囲されている。電極８は、結合材９５の外側および内部領域との電気的接続部、ならびに個々の構成要素間の電気的接続部を成している。有機層１，２，３，４は大面積で基板９に設けられており、基板９の面積の大部分を占める。センサ５０は有機材料をベースとして形成することができ、このセンサ５０によって、有機層１，２，３，４から動作中に放出された光の明度ないしは色調および彩度を測定し、調整ユニット５によって適合することができる。調整ユニット５もまた、少なくとも部分的に有機材料をベースとすることができ、基板９上において結合材９５から成るフレーム内に完全または一部だけ設けることができる。
【００５５】
オプションとして、異なる色を放出する複数の積層体１，２，３，４を基板９上に設けることができる。各積層体１，２，３，４ごとに調整ユニット５およびセンサ５０を使用することができる。また、複数の積層体１，２，３，４を１つの調整ユニット５だけで駆動制御することもできる。
【００５６】
図６に、交流電流調整ユニット５の調整の仕方を示す。図６ｂに示しているように、正の期間および負の期間の長さは異なる。この電圧特性は方形波電圧に相応するが、正弦波状にすることもできる。実効電圧の変化によって、有機発光部品１０から放出される光の明るさを調整することができる。
【００５７】
図６ａで、色調および色彩度の調整を説明する。調整ユニット５によってデューティ比を、すなわち正の期間の長さと振動期間全体の長さとの比を変化させ、択一的および／または付加的に正の期間および／または負の期間の実効電圧を調整すると、有機発光部品１０から放出される光の色調および彩度を制御することができる。このことはとりわけ、第１の層１および第２の層２が動作中に放出するスペクトル領域が異なるように構成されている場合に当てはまる。有利には調整ユニット５は、明度も、色調および彩度も相互に独立して所期のように駆動制御できるように構成され、たとえば、図５中の実施例に示されたようにセンサ５０を使用してそのように駆動制御できるように構成される。
【００５８】
上記の本発明は、実施例に基づく説明によって限定されることはない。むしろ本発明は、あらゆる新規の特徴ならびにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴のすべての組み合わせが含まれ、このことはそのような特徴や組み合わせ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていないにしてもあてはまる。
【００５９】
本願は、ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００８０２５７５５．９号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照により本願に取り入れられる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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