(57)【要約】  種々異なる実施例において、電子素子（１００）は、第１電極（１０４）を有しており、さらに第１電極（１０４）上またはこれを覆う有機機能層構造体（１０６）と、有機機能層構造体（１０６）上またはこれを覆う第２電極（１１２）と、第２電極（１１２）上またはこれを覆う誘電体層（１１４）と、誘電体層（１１４）上またはこれを覆う反射層構造体（１１６）とを有する。
2013545230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子素子（１００）において、
該電子素子は、
−  第１電極（１０４）と、
−  該第１電極（１０４）上のまたは当該第１電極（１０４）を覆う有機機能層構造体（１０６）と、
−  該有機機能層構造体（１０６）上のまたは当該有機機能層構造体（１０６）を覆う第２電極（１１２）と、
−  当該第２電極（１１２）上のまたは当該第２電極（１１２）を覆う誘電体層（１１４）と、
−  当該誘電体層（１１４）上のまたは当該誘電体層（１１４）を覆う反射層構造体（１１６）とを有しており、
前記有機機能層構造体（１０６）は、前記第１電極（１０４）と前記第２電極（１１２）との間で第１マイクロキャビティを構成し、
前記誘電体層（１１４）は、前記第２電極（１１２）と前記反射構造体（１１６）との間で第２マイクロキャビティを構成する、
ことを特徴とする電子素子（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載の電子素子（１００）において、
前記第１マイクロキャビティが前記第２電極（１１２）を介して前記第２マイクロキャビティに光結合されるように前記第２電極（１１２）が構成されている、
ことを特徴とする電子素子（１００）。
【請求項３】
請求項２に記載の電子素子（１００）において、
前記第２電極（１１２）は、前記有機機能層構造体（１０６）から放射されるビームに対して半透明である、
ことを特徴とする電子素子（１００）。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の電子素子（１００）において、
前記誘電体層（１１４）は、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長領域の少なくとも１つの部分領域におけるビームに対して透明である、
ことを特徴とする電子素子（１００）。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の電子素子（１００）において、
前記誘電体層（１１４）は、つぎの方法のうちの１つによって被着されている、すなわち、
−  化学気相デポジット法
−  物理気相デポジット法
−  スピンコーティング法
−  印刷法
−  スキージ法
−  スプレー法
−  ディップコーティング法のいずれかによって被着されている、
ことを特徴とする電子素子（１００）。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の電子素子（１００）において、
前記誘電体層（１１４）は、原子層エピタキシ層である、
ことを特徴とする電子素子（１００）。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の電子素子（１００）において、
前記誘電体層（１１４）は、約５０ｎｍから約２μｍの範囲の、有利には約７０ｎｍから約２００ｎｍの範囲の層厚を有する、
ことを特徴とする電子素子（１００）。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の電子素子（１００）において、
前記誘電体層（１１４）は、SiO2，Si3N4，SiON，Al2O3，ZrO2，TiO2，Ta2O5，SiO2，ZnOおよびHfO2からなるグループから選択される材料または当該材料の混合物または当該材料の層の積層体を有するかまたは当該材料の組み合わせを有する、
ことを特徴とする電子素子（１００）。
【請求項９】
電子素子（１００）を作製する方法（２００）において、
当該方法は、
−  第１電極（１０４）を形成するステップ（２０２）と、
−  当該第１電極（１０４）上にまたは当該第１電極（１０４）を覆って有機機能層構造体（１０６）を形成するステップ（２０４）と、
−  当該有機機能層構造体（１０６）上にまたは当該有機機能層構造体（１０６）を覆って第２電極（１１２）を形成するステップ（２０６）と、
−  当該第２電極（１１２）上にまたは当該第２電極（１１２）を覆って誘電体層（１１４）を形成するステップ（２０８）と、
−  前記有機機能層構造体（１０６）が前記第１電極（１０４）と前記第２電極（１１２）との間で第１マイクロキャビティを構成するように、かつ、前記誘電体層（１１４）が、前記第２電極（１１２）と前記反射層構造体（１１６）との間で第２マイクロキャビテを構成するように、
前記誘電体層（１１４）上にまたは当該誘電体層（１１４）を覆って反射層構造体（１１６）を形成するステップとを有する、
ことを特徴とする、電子素子（１００）を作製する方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記第１マイクロキャビティと前記第２マイクロキャビティとが光結合されるように前記第２電極（１１２）を構成する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、
前記有機機能層構造体（１０６）から放射されるビームに対して半透明に前記第２電極（１１２）を構成する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９から１１までのいずれか１項に記載の方法において、
３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長領域の少なくとも１つの部分領域におけるビームに対して透明である層として前記誘電体層（１１４）を形成する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項９から１２までのいずれか１項に記載の方法において、
前記誘電体層（１１４）をつぎの方法のうちの１つによって被着する、すなわち、
−  化学気相デポジット法
−  物理気相デポジット法
−  スピンコーティング法
−  印刷法
−  スキージ法
−  スプレー法
−  ディップコーティング法
のいずれか１つの方法によって被着する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項９から１３までのいずれか１項に記載の方法において、
前記誘電体層（１１４）を原子層エピタキシ法によって被着する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項９から１４までのいずれか１項に記載の方法において、
約５０ｎｍから約２μｍの範囲の、有利には約７０ｎｍから約２００ｎｍの範囲の層厚で前記誘電体層（１１４）を形成する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項９から１５までのいずれか１項に記載の方法において、
前記誘電体層（１１４）を、SiO2，Si3N4，SiON，Al2O3，ZrO2，TiO2，Ta2O5，SiO2，ZnOおよびHfO2からなるグループから選択される材料または当該材料の混合物または当該材料の層の積層体から形成するか、または当該材料の組み合わせとする、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子および電子素子を作製する方法に関する。
【０００２】
互いに光結合される２つのマイクロキャビティ（英語：coupled microcavities）を有する有機発光ダイオードは、M.Mazzeo等による"Shaping white light through electroluminescent fully organic coupled-microcavities", Advanced Materials, Doil 0.1002/adma.201001631, 2010年9月に記載されている。いずれにせよ有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）によって構成される一般的なマイクロキャビティに加え、第２のマイクロキャビティにより、ＯＬＥＤの放射スペクトルに影響を及ぼすことができ、これにより、例えば、高い色再現指標を達成することができる。この付加的なマイクロキャビティは、２つの金属製ミラーの間に配置される透明な有機層によって構成され、これらの２つのマイクロキャビティ間に配置されるこのミラーは半透明であるため、２つのマイクロキャビティ間で光結合が行われる。
【０００３】
本発明の発明者によって確認されたのは、互いに光結合される２つのマイクロキャビティを有するこのようなＯＬＥＤは、達成可能な色再現指標もＯＬＥＤの達成可能な効率も共に、材料をデポジッションする際の極めてわずかな層厚のばらつきに対して脆弱なことである。有機層を被着するための従来の蒸着法によれば、例えば、一般的に±５％の範囲の層厚のばらつきが発生する。これにより、互いに光結合された２つのマイクロキャビティを有するＯＬＥＤ（Coupled-Microcavity OLED）の商品としての実現は極めて困難である。
【０００４】
したがって上記の欠点を克服し、また互いに光結合される２つのマイクロキャビティを有するＯＬＥＤを商品として実現可能にする構造または方法を提供するという課題が生じるのである。
【０００５】
この課題は、本願発明の独立請求項に記載した電子素子および電子素子を作製する方法によって解決される。
【０００６】
オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントを作製する方法およびオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの発展形態および有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【０００７】
種々異なる実施例において、例えば発光電子素子のような電子素子と、例えば発光電子素子のような電子素子を作製する方法とが提供され、ここではこの方法により、結合形マイクロキャビティＯＬＥＤに匹敵しかつ高い信頼性で達成可能な色再現指標が保証され、またこのような電子素子の商品としての実現および作製も可能になる。
【０００８】
種々異なる実施例において、例えば発光電子素子のような電子素子が提供される。上記の電子素子は、第１電極と、第１電極上のまたは第１電極を覆う有機機能層構造体と、この有機機能層構造体上のまたは有機機能層構造体を覆う第２電極と、この第２電極上のまたは第２電極を覆う誘電体層と、この誘電体層上のまたは誘電体層を覆う反射層構造体とを有することが可能である。
【０００９】
従来の結合形マイクロキャビティＯＬＥＤにおいて一般的に設けられている第２有機層に代わる、種々異なる実施例において設けられている上記の誘電体層により、被着される誘電体層の厚さに関して、この誘電体層を正確に被着することができる。種々異なる実施例によれば、上記の被着される誘電体層は、有機層を被着する場合に発生するような上で説明した大きな層厚のばらつきの悪影響を受けることはない。したがって種々異なる実施例によれば、一層正確な層厚制御が可能になり、これにより、商品として実現する場合であっても、達成可能な高い色再現指標を高い信頼性で保証することができるのである。
【００１０】
したがって容易にわかるように種々異なる実施例において１つの結合形マイクロキャビティＯＬＥＤが提供され、このＯＬＥＤでは、ただ１つの有機機能層構造体が設けられておりかつ誘電体層に結合されているため、例えば光結合されているため、色再現指標を増大させる結合作用が得られる。
【００１１】
さらに、種々異なる実施例において、形成される上記の発光電子素子のカプセリング作用が上記の有機層に代わる誘電体層により、得られることを指摘しておく。従来の結合形マイクロキャビティＯＬＥＤにおいて一般的に必要であるのは、付加的な手段により、例えば、結合形マイクロキャビティＯＬＥＤに付加的に被着される複数の層により、例えばＡＬＤ層（原子層エピタキシデポジション、英語Atomic Layer Deposition）またはいわゆるゲッタを有するキャビティガラスカプセリングの層により、形成した結合形マイクロキャビティＯＬＥＤをさらに酸素および水から保護することである。
【００１２】
したがって容易にわかるように上記の誘電体層を使用することにより、上記の層厚のばらつきの問題が解決されると同時にカプセリング作用が得られる結合形マイクロキャビティＯＬＥＤ構造が得られるのである。ここで指摘しておきたいのは、種々異なる実施例において、当然のことながら、発光電子素子を付加的にカプセリングするため、必要な場合にはさらに付加的な層または手段を設けられることである。
【００１３】
種々異なる実施例において、「カプセル化」または「カプセリング」という表現は、例えば、湿気および／または酸素に対するバリアを提供して、上記の有機機能層構造体をこれら物質が貫通できないようにすることである。
【００１４】
１つの実施形態において、上記の誘電体層と有機機能層構造体とが光結合されるように第２電極を構成することができる。
【００１５】
さらに、上記の有機機能層構造体から放射されるビームに対して第２電極を半透明とすることが可能である。
【００１６】
１つの発展形態において、上記の誘電体層は、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長領域の少なくとも１つの部分領域におけるビームに対して透明な層である。
【００１７】
上記の誘電体層は、以下の方法のうちの１つによって被着される層とすることが可能である。すなわち、化学気相デポジット法（ＣＶＤ  chemical vapor deposition）、物理気相デポジット法（ＰＶＤ  physical vapor deposition）、遠心分離法（スピンコーティング）、印刷法、スキージ法、スプレー法およびディップコーティング法のうちの１つによって被着される層とすることが可能である。
【００１８】
種々異なる実施例において、ＣＶＤ法としてプラズマ支援の化学気相デポジット法（PE-CVD  plasma enhanced chemical vapor deposition,）を使用することができる。容器において、被着すべき層を被着しようとする素子を覆っておよび／またはこれの周りを取り囲んでプラズマを形成する。ここではこの容器に少なくとも２つの気相の出発化合物を供給し、これらをプラズマにおいてイオン化して互いの反応のために活発化させる。プラズマを形成することによって可能になり得るのは、例えば上記の誘電体層の形成を可能にするために上記の素子の表面を加熱すべき温度を、プラズマレスのＣＶＤ法に比べて低減できることである。例えばこれが有利になり得るのは、例えば形成すべき発光電子素子のような上記の素子が、最大温度以上の温度で損傷するおそれがある場合である。この最大温度は、例えば、種々異なる実施例において形成すべき発光電子素子において、例えば約１２０℃になることがあるため、例えば上記の誘電体層が被着される温度は、１２０℃以下の、例えば８０℃以下にすることができる。
【００１９】
択一的には上記の誘電体層を物理気相デポジット法（ＰＶＤ  physical vapor deposition）を用いてデポジットすることができ、例えば、スパッタリング、イオン支援デポジット法または加熱蒸着によってデポジットすることができる。
【００２０】
種々異なる実施形態において上記の誘電体層は、原子層エピタキシ層、言い換えれば、原子層エピタキシ法（ＡＬＤ  atomic layer deposition）によって被着される層とすることができる。
【００２１】
原子層エピタキシ法とは、別のＣＶＤ法と異なり、まず少なくとも２つのガス状の出発化合物のうちの第１出発化合物を容器に供給し、この容器に、ＡＬＤ法を用いて表面に層を形成しようとしている素子を準備する方法のことであると理解することができる。上記の第１出発化合物は上記の表面において吸収され、例えば均一または不均一に（しかもこの場合に長距離秩序なしに）吸収され得る。第１出発化合物によって上記の表面を完全にまたはほぼ完全にコーティングした後、上記の少なくとも２つの出発化合物のうちの第２出発化合物を供給することができる。この第２出発化合物は、上記の表面において例えば不均一ではあるが例えば完全に平坦に面を覆うように吸収された第１出発化合物と反応することができ、これによって第２層の単分子層を形成することができる。他のＣＶＤ法の場合と同様に、上記の表面を室温以上の温度に加熱することができる。これにより、単分子層を形成するための反応を温度的に誘導することができる。設定すべき表面温度は、試薬に依存し、言い換えると第１出発化合物および第２出発化合物に依存し得る。したがってこのプロセスを繰り返せば順次に複数の単分子層を上下に被着することができ、これにより、ＡＬＤ法によって被着すべき層の所望の層厚を極めて正確に（再現可能に）調整することができるのである。
【００２２】
上記の誘電体層は、約５０ｎｍから約２μｍの範囲の、例えば約７０ｎｍから約２００ｎｍの範囲の層厚を有することが可能である。
【００２３】
上記の誘電体層は、例えばAl2O3，ZrO2，TiO2，Ta2O5，SiO2，ZnOおよび／またはHfO2のような材料、または材料の混合物またはこれらの材料からなる層の積層体を有することができる。このことが意味するのは、上記の誘電体層が、例えば、１つの材料または複数の材料からなる個別の層によって、または例えば上記の材料からなる同じないしは種々異なる材料からなる上下に積層された多数の層からなる個別の層によって形成され得ることである。基本的には、達成可能な層厚のばらつきに関して、十分に高い精度で被着可能な、例えばデポジット可能な任意の適切な材料／またはすべての材料を使用することができる。
【００２４】
層厚制御における殊に高い精度は、誘電体層を被着するために原子層エピタキシ法を使用すれば得られるため、例えば、原子層エピタキシ法を用いてデポジット可能なすべての材料を使用することでき、上記の材料ではこれが満たされている。
【００２５】
種々異なる実施例においてＡＬＤ法を使用する際には誘電体層用の第１出発化合物および／または第２出発化合物は、例えばトリメチル金属化合物ならびに酸素含有化合物のような有機金属化合物とするかこれを含むことができる。例えば、Al2O3を有する誘電体層をＡＬＤデポジットするため、トリメチルアルミニウムを第１出発化合物とし、ならびに水（H2O）またはN2Oを第２出発材料とすることが可能である。これとは択一的に、例えば水（H2O）またはN2Oを第１出発化合物とすることが可能である。
【００２６】
種々異なる実施例において、ＡＬＤ法の変形実施形態として、プラズマレスＡＬＤ法（plasmaless atomic layer deposition, PLALD）を使用することも可能であり、この方法に対してはプラズマは形成されず、単分子層を形成する際には、コーティングすべき表面の温度だけによって上記の出発化合物の反応を誘導する。上記の層をデポジットしようとしている上記の表面の温度は、ＰＬＡＬＤ法では、種々異なる実施例において６０℃以上および／または１２０℃以下とすることが可能である。
【００２７】
種々異なる実施例において、ＡＬＤ法の変形実施形態としてプラズマ支援ＡＬＤ法（plasma enhanced atomic layer deposition, PEALD法）を使用することができ、ここでは第２出発化合物は、プラズマの形成と同時に供給され、これによってＰＥＣＶＤ法の場合と同様に、第２出発化合物を活発化させることができる。これにより、ＰＬＡＬＤ法と比較して、上記の表面を加熱すべき温度を下げることができるのにもかかわらず、プラズマ形成によって出発材料間の反応を誘導することができるのである。例えば、上記の単分子層は、１２０℃未満の、例えば８０℃以下の温度でデポジットすることができる。別の複数の単分子層を形成するためには、第１出発材料の供給のプロセスと、その後の第２出発材料の供給のプロセスとを繰り返すことができる。
【００２８】
種々異なる実施例において、例えば発光電子素子のような電子素子を作製する方法が提供される。この方法は、つぎを有し得る。すなわち、第１電極の形成と、第１電極上のまたはこれを覆う有機機能層構造体の形成と、有機機能層構造体上のまたはこれを覆う第２電極の形成と、第２電極上のまたはこれを覆う誘電体層の形成と、誘電体層上のまたはこれを覆う反射層構造体の形成とを有し得るのである。
【００２９】
第２電極は、上記の誘電体層と有機機能層構造体とが光結合されるように形成することができる。
【００３０】
さらに第２電極は、上記の有機機能層構造体から放射されるビームに対して半透明に構成することができる。
【００３１】
１つの実施形態では、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長領域の少なくとも１つの部分領域のビームに対して透明な層として上記の誘電体層を構成することが可能である。
【００３２】
別の実施形態において上記の誘電体層は、以下の方法のうちの１つを用いて、すなわち、化学気相デポジット法（ＣＶＤ，chemical vapor deposition）、物理気相デポジット法（ＰＶＤ，physical vapor deposition）、スピンコーティング（spin coating）、印刷法、スキージ法、スプレー法およびディップコーティング法のうちの１つを用いて形成することができる。
【００３３】
さらに原子層エピタキシ法を用いて上記の誘電体層を被着することができる。
【００３４】
別の１つの発展形態によれば、上記の誘電体層は、約５０ｎｍから約２μｍの範囲の、例えば約７０ｎｍから２００ｎｍの範囲の層厚で形成することができる。
【００３５】
さらに別の１つの発展形態によれば、上記の誘電体層を、Al2O3，ZrO2，TiO2，Ta2O5，SiO2，ZnOおよび／またはHfO2からなるグループから選択される材料または材料の混合物または複数の材料の層の積層体から形成することができる。
【００３６】
本発明の実施例を図面に示し、以下で詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】１つの実施例による発光電子素子を示す図である。
【図２】１つの実施例にしたがい、発光電子素子を作製する方法を示す流れ図である。
【００３８】
以下の詳細な説明では、この説明の一部を構成しかつ説明を目的として、特定の実施形態を示した添付の図面を参照しており、ここでこれらの実施形態には本発明を適用可能である。このような観点において方向を示す語、例えば「上」、「下」、「前方」、「後方」、「前方のもの」、「後方のもの」などは、上記の１つまたは複数の図の向きを基準にして使用している。実施形態のコンポーネントは、いくつかの種々異なる向きに位置決めすることができるため、上記の方向を示す語は、説明のためのものであり、まったく制限的なものではない。本発明の保護範囲を逸脱することなく、別の実施形態を利用し、構造的または論理的な変更を行い得ることは自明のことである。ここで説明する種々異なる例示的な実施形態の特徴的構成は、特に断らない限り、互いに組み合わせることができることは明らかである。したがって以下の詳細な説明は、制限という意味で捉えるべきではなく、本発明の権利保護範囲は添付の特許請求の範囲によって定められるのである。
【００３９】
上記の説明の枠内において「接続する」、「結線する」ならびに「結合する」という語は、直接的な接続も間接的な接続も示すため、直接的または間接的な結線を示すため、ならびに、直接的または間接な結合を示すために使用されている。複数の図面において理にかなっている限りにおいて、同じまたは類似の要素には同じ参照符号が付されている。
【００４０】
図１には種々異なる実施例にしたがい、例えば発光電子素子１００のような電子素子１００が示されている。
【００４１】
電子素子１００は、種々異なる実施例において、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ，organic light emitting diode）として、有機フォトダイオード（ＯＰＤ，organic photodiode）として、有機太陽電池（ＯＳＣ，organic solar cell）として、または有機トランジスタとして、例えば有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ，organic thin film transistor）として形成することができる。発光電子素子１００は、種々異なる実施例において集積回路の一部分とすることが可能である。さらに多数の（例えば発光）電子素子１００を設けることができ、これらは例えば共通の１つのケーシング内に収容される。
【００４２】
（例えば発光）電子素子１００は、基板１０２を有し得る。例えば基板１０２は、電子素子または層、例えばオプトエレクトロニクス素子用の支持体素子として使用することができる。例えば基板１０２は、ガラス、石英および／または半導体材料または他の任意の有利な材料を有し得るかまたはこのような材料から構成することが可能である。さらに基板１０２は、１つのプラスチックシート、または、１つまたは複数のプラスチックシートを備えた１つの積層体を有するか、またはこのようなものから構成することが可能である。このプラスチックは、１つまたは複数のポリオレフィン（例えば、低密度または高密度のポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ））を有するかまたはこのようなものから構成することが可能である。さらに上記のプラスチックは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチロール（ＰＳ）、ポリエステルおよび／またはポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）および／またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を有するかまたはこれらから構成することができる。さらに基板１０２は、例えば金属製シートを有することができ、例えば、アルミニウムシート、特殊鋼シート、銅シートまたはこれらの組み合わせまたはシート積層体を有し得る。基板１０２は、上で挙げた材料のうちの１つまたはいくつかを有し得る。基板１０２は、透明または部分的に透明に実施することができ、または不透明に実施することも可能である。
【００４３】
基板１０２上またはこれを覆って第１電極層１０４を被着することができる。第１電極１０４（以下では下側電極１０４とも称する）は、導電性材料から構成するかまたはこのようなものとすることが可能であり、例えば、金属または透明導電酸化物（ＴＣＯ，transparent conductive oxide）から、または同じ金属または種々異なる金属および／または同じＴＣＯまたは種々異なるＴＣＯの複数の層からなる積層体から構成するかまたはこのようなものとすることが可能である。透明導電酸化物は、例えば、すず酸化物、亜鉛酸化物、カドミウム酸化物、チタン酸化物、インジウム酸化物またはインジウムすず酸化物（ＩＴＯ）のような透明かつ導電性の材料である。例えばZnO，SnO2またはIn2O3のような２元の金属酸素化合物の他に、例えばZn2SnO4，CdSnO3，ZnSnO3，MgIn2O4，GaInO3，Zn2In2O5またはIn4Sn3O12のような３元の金属酸素化合物、または種々異なる透明導電酸化物の混合物もＴＣＯのグループに属する。さらにＴＣＯは、必ずしも化学量論的な組成に相応する必要はなく、さらにｐドーピングまたはｎドーピングすることができる。第１電極１０４は、アノードとして、すなわち正孔注入材料として形成することが可能である。
【００４４】
種々異なる実施例において第１電極１０４は、ＴＣＯの層上の金属の層の組み合わせまたはこの逆の組み合わせの積層体によって構成することができる。１つの例は、インジウムすず酸化層（ＩＴＯ）上に被着される銀層（ＩＴＯ上のAg）である。種々異なる実施例において第１電極１０４は、金属（例えばAg，Pt，Au，Mg）を有することができるかまたは上記の材料の金属合金（例えばAgMg合金）を有することができる。種々異なる実施例において第１電極１０４は、AlZnOまたは類似の材料を有し得る。
【００４５】
種々異なる実施形態において第１電極１０４は、例えば、カソード材料、すなわち電子注入材料として使用可能な金属を有することができる。カソード材料として、殊に、例えばAl，Ba，In，Ag，Au，Mg，CaまたはLi、ならびに、これらの材料の化合物、組み合わせまたは合金を種々異なる実施例において使用することができる。
【００４６】
発光電子素子１００をボトムエミッタとして構成する場合、第１電極１０４は、例えば、約２５ｎｍ以下の層厚を有することができ、例えば、約２０ｎｍ以下の層厚、例えば約１８ｎｍ以下の層厚を有することができる。さらに第１電極１０４は、例えば約１０ｎｍ以上の層厚を、例えば約１５ｎｍ以上の層厚を有し得る。種々異なる実施例において第１電極１０４は、約１０ｎｍから約２５ｎｍの範囲の層厚を、例えば約１０ｎｍから約１８ｎｍの範囲の層厚を、例えば約１５ｎｍから約１８ｎｍの範囲の層厚を有することができる。
【００４７】
発光電子素子１００をトップエミッタとして構成する場合、第１電極１０４は、例えば約４０ｎｍ以上の層厚を、例えば約５０ｎｍ以上の層厚を有し得る。
【００４８】
さらに（例えば発光）電子素子１００は、第１電極１０４上にまたはこれ覆って被着されているかまたは被着される有機機能層構造体１０６を有することができる。
【００４９】
有機機能層構造体１０６は、例えば、蛍光性および／またはりん光性のエミッタを備えた１つまたは複数のエミッタ層１０８と、１つまたは複数の正孔ガイド層１１０を有し得る。
【００５０】
１つまたは複数のエミッタ層１０８についての種々異なる実施例の電子素子に使用可能なエミッタ材料の例には、ポリフルオレン、ポリチオフェンおよびポリフェニレン（例えば２−または２．５−置換ポリｐフェニルビニレン）などの誘導体、ならびに金属錯体、例えば、青色のりん光性のFIrPic（ビス（３，５−ジフルオロ−２−（２−ピリジル）フェニル−（２−カルボキシピリジル）−イリジウムIII）のようなイリジウム錯体、緑色のりん光性のIr(ppy)3（トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムIII）、赤色のりん光性Ru（dtb-bpy）3＊2(PF6)（トリス［４，４'−ジ−ｔ−ブチル−（２，２’）−ビピリジン］ルテニウム（III）錯体）ならびに青色の蛍光性のDPAVBi（４，４−ビス［４−（ジ−ｐ−トリラミノ）スチリル］ビフェニル）、緑色の蛍光性のTTPA（９，１０−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ−（ｐ−トリル）−アミノ］アントラセン）および赤色の蛍光性のDCM2（４−ジシアノメチレン）−２−メチル−６−ジュロリジル−９−エニル−４Ｈ−ピラン）のような有機または有機金属化合物が非ポリマエミッタとして含まれている。このような非ポリマエミッタは、例えば、熱蒸着によってデポジット可能である。さらに、例えばスピンコーティングなどの殊に湿式化学法によってデポジット可能なポリマエミッタを使用可能である。
【００５１】
上記のエミッタ材料は、適当な手法でマトリクス材料に埋め込むことができる。
【００５２】
電子素子１００が白色光を放射するように電子素子１００の１つまたは複数のエミッタ層１０８のエミッタ材料を選択することができる。１つまたは複数のエミッタ層１０８は、複数の異なる色（例えば、青色および黄色、または青色、緑色および赤色）を放射するエミッタ材料を有することができ、また択一的には１つまたは複数のエミッタ層１０８は、複数の部分層から形成することも可能であり、青色の蛍光エミッタ層１０８または青色のりん光エミッタ層１０８、緑色の蛍光エミッタ層１０８および赤色の蛍光エミッタ層１０８から形成することも可能である。これらの種々異なる色を混ぜることにより、白色の色印象を有する光の放射が得られる。択一的にはこれらの層によって形成される１次放射のビーム路に、１次ビームの少なくとも一部を吸収して別の波長の２次ビームを放射する変換材料を配置することも可能であり、これによって（まだ白色でない）１次ビームから、１次ビームと２次ビームとを組み合わせることによって白色の色印象が得られるのである。
【００５３】
有機機能層構造体１０６は一般的に１つまたは複数の機能層を有することができる。この１つまたは複数の機能層は、有機ポリマ、有機オリゴマ、有機モノマ、有機非ポリマ小分子（"small molecues"）またはこれらの材料の組み合わせを有し得る。例えば、有機機能層構造体１０６は、正孔輸送層１１０として実施される１つまたは複数の機能層を有し得るため、例えば、ＯＬＥＤの場合に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効果的に正孔を注入することができる。正孔輸送層１１０用の材料として、例えば、第３アミン、カルバゾル誘導体、導電性ポリアニリンまたはポリエチレンジオキシチオフェンを使用可能である。種々異なる実施例において上記の１つまたは複数の機能層は、エレクトロルミネセンス層として実施することができる。
【００５４】
種々異なる実施例において正孔輸送層１１０は、第１電極１０４上にまたはこれを覆って被着することができ、例えばデポジットすることができ、またエミッタ層１０８は正孔輸送層１１０上にまたはこれに覆って被着する、例えばデポジットすることができる。
【００５５】
電子素子１００は一般的に、電子素子１００の機能性をさらに改善しひいてはその効率をさらに改善するために使用される別の有機機能層を有し得る。
【００５６】
発光電子素子１００は、「ボトムエミッタ」および／または「トップエミッタ」として実施することができる。
【００５７】
種々異なる実施例において、有機機能層構造体１０６は、最大で約１．５μｍ、例えば最大で約１．２μｍ、例えば最大で約１μｍ、例えば最大で約８００ｎｍ、例えば最大で約５００ｎｍ、例えば最大で約４００ｎｍ、例えば最大で約３００ｎｍの層厚を有し得る。種々異なる実施例において有機機能層構造体１０６は、例えば、上下に直接配置される複数のＯＬＥＤの積層体を有することができ、各ＯＬＥＤは、例えば最大で約１．５μｍの層厚、例えば最大で約１．２μｍの層厚、例えば最大で約１μｍの層厚、例えば最大で約８００ｎｍの層厚、例えば最大で約５００ｎｍの層厚、例えば最大で約４００ｎｍの層厚、例えば最大で約３００ｎｍの層厚を有し得る。種々異なる実施例において有機機能層構造体１０６は、例えば、上下に直接配置される３つまたは４つのＯＬＥＤの積層体を有することができ、この場合、例えば、有機機能層構造体１０６は、最大で約３μｍの層厚を有し得る。
【００５８】
有機機能層構造体１０６上にまたはこれを覆って、第２電極１１２を被着することができる。
【００５９】
第２電極１１２は、第２電極１１２上にまたはこれを覆って被着される誘電体層１１４と、有機機能層構造体１０６とが光結合されるように構成することができる。第２電極１１２は、有機機能層構造体１０６から放射されるビームに対して半透明に構成することができる。種々異なる実施例において、第２電極１１２は、有機機能層構造体１０６と誘電体層１１４との間の十分な結合強度（第２電極１１２の層厚が大きくなればなるほど結合強度は小さくなる）と、発光素子１００の達成可能な効率（第２電極１１２の層厚が大きくなればなるほど効率は高くなる）およびこれに伴う色再現指標との間で、所望の妥協が選択されるような層厚を有することができる。種々異なる実施例において第２電極１１２は、第１電極１０４と同じ材料を有するかまたはこの材料から構成することができ、ここでは種々異なる実施例において金属が殊に有利である。
【００６０】
種々異なる実施例において第２電極１１２は、例えば約５０ｎｍ以下の層厚、例えば約４５ｎｍ以下の層厚、例えば約４０ｎｍ以下の層厚、例えば約３５ｎｍ以下の層厚、例えば約３０ｎｍ以下の層厚、例えば約２５ｎｍ以下の層厚、例えば約２０ｎｍ以下の層厚、例えば約１５ｎｍ以下の層厚、例えば約１０ｎｍ以下の層厚を有し得る。
【００６１】
第２電極１１２上またはこれを覆って（以下では（透明）中間層とも称する）誘電体層１１４が被着されるかまたは被着されていることが可能である。
【００６２】
誘電体層１１４は、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長領域の少なくとも１つの部分領域のビームに対して透過な層とすることができる。例えば、単色発光電子素子または放射スペクトルが制限された電子素子を提供しようとする場合には、誘電体層１１４が、所望の単色光の波長領域の少なくとも１つの部分領域におけるビームに対して少なくとも透過性を有するか、または上記の制限された放射スペクトルに対して透過性を有するかで十分である。
【００６３】
種々異なる実施例において誘電体層１１４は、ＡＬＤ法によってデポジットされ、これによって誘電体層１１４は、原子層エピタキシ層として構成される。種々異なる実施例において誘電体層１１４は、約５０ｎｍから約２μｍの範囲の層厚で、例えば約７０ｎｍから約２００ｎｍの範囲で、例えば約１００ｎｍから約１２０ｎｍの範囲でデポジットされる。この層厚においてカプセリング作用が保証され、例えば結合形マイクロキャビティの厚さを極めて正確に調整することができる。誘電体層１１４は、例えばSiO2，Si3N4，SiON（これらの材料は、例えばＣＶＤ法によってデポジットされる），Al2O3；ZrO2； TiO2；Ta2O5；SiO2；ZnOおよび／またはHfO2（これらの材料は例えばＡＬＤ法によってデポジットされる）などのような材料または材料の混合物または材料からなる層の積層体またはこれらの材料の組み合わせを有し得る。
【００６４】
誘電体層１１４上またはこれを覆って反射層構造１１６が被着されているかまたはこれを被着することができる。
【００６５】
反射層構造体１１６は、第１電極１０２と同じ材料から構成することができ、ここで層厚は、発光電子素子１００がトップエミッタとして構成される場合に、反射層構造体１１６が、例えば約２５ｎｍ以下の層厚、例えば２０ｎｍ以下の層厚、例えば１８ｎｍ以下の層厚を有し得るように選択することができる。さらに第１電極１０４は、例えば約１０ｎｍ以上の層厚、例えば約１５ｎｍ以上の層厚を有し得る。種々異なる実施例において、反射層構造体１１６は、約１０ｎｍから約２５ｎｍの範囲の層厚を有することができ、例えば約１０ｎｍから約１８ｎｍの範囲の層厚を、例えば約１５ｎｍから約１８ｎｍの範囲の層厚を有し得る。
【００６６】
発光電子素子１００がボトムエミッタとして構成される場合、反射層構造体１１６は、例えば約４０ｎｍ以上の層厚、例えば約５０ｎｍ以上の層厚を有し得る。
【００６７】
反射層構造体１１６は、１つまたは複数のミラーを有し得る。反射層構造体１１６が複数のミラーを有する場合、各ミラーは各誘電体層によって互いに分離される。
【００６８】
図１に示した電子素子１００は、光ビーム１１８によってシンボリックに示されているようにボトムエミッタとして構成されている。
【００６９】
発光電子素子１００を作製する際のＡＬＤ法およびＣＶＤ法により、ＡＬＤ法を用いることによって極めて正確に調整可能な層厚で誘電体層１１４をデポジットすることができる。種々異なる実施例において、容易にわかるように、互いに光結合される２つのマイクロキャビティを有する慣用の有機発光ダイオードにおいて設けられる第２有機層を、密度の高い１つの誘電体層によって置き換えることができる。
【００７０】
種々異なる実施例において、上記のデポジットされる誘電体層１１４はカプセリング作用を有しているため、構成される電子素子および例えば有機機能層構造体１０６は、空気または水などの浸入から保護される。
【００７１】
技術的な条件に起因して、ＡＬＤ法は、有機材料の蒸着に比べて格段に層厚のばらつきが小さく、これにより、種々異なる実施例によれば、例えば結合形マイクロキャビティＯＬＥＤを商品として利用可能になる。例えば、これにより、有機層の層厚のばらつきも、例えば誘電体層１１４の層厚の調整によって補償することができ、これによって商品としての装置における歩留まりを高めることができる。
【００７２】
種々異なる実施例において、種々異なる実施例による複数または多数の発光電子１００を用いて照明装置または表示装置（ディスプレイ）を提供することができる。この照明装置または表示装置は、大面積に構成されるアクティブな発光面を有し得る。種々異なる実施例において「大面積」とは、上記の発光面が、数平方ミリメートル以上、例えば数平方センチメート以上、例えば数平方デシメートル以上の面積を有することを意味し得る。
【００７３】
図２には流れ図２００が示されており、ここでは発光電子素子を作製するための方法が１つの実施例にしたがって示されている。
【００７４】
２０２では第１電極が形成され、また２０４では有機機能層構造体が第１電極上にまたはこれを覆って形成される。さらに２０６では第２電極が有機機能層構造体上にまたはこれを覆って形成され、２０８では誘電体層が第２電極上にまたはこれを覆って形成される。最後に２１０では反射層構造体が上記の誘電体層上にまたはこれを覆って形成される。
【図１】
2013545230.tif 000003
【図２】
2013545230.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月28日(2013.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子素子において、
該電子素子は、
−  第１電極と、
−  該第１電極上のまたは当該第１電極を覆う有機機能層構造体と、
−  該有機機能層構造体上のまたは当該有機機能層構造体を覆う第２電極と、
−  当該第２電極上のまたは当該第２電極を覆う誘電体層と、
−  当該誘電体層上のまたは当該誘電体層を覆う反射層構造体とを有しており
前記誘電体層は、化学気相デポジット法（ＣＶＤ）または物理気相デポジット法（ＰＶＤ）のうちの１つによって被着されており、
前記有機機能層構造体は、前記第１電極と前記第２電極との間で第１マイクロキャビティを構成し、
前記誘電体層は、前記第２電極と前記反射構造体との間で第２マイクロキャビティを構成する、
ことを特徴とする電子素子。
【請求項２】
請求項１に記載の電子素子において、
前記第１マイクロキャビティが前記第２電極を介して前記第２マイクロキャビティに光結合されるように前記第２電極が構成されている、
ことを特徴とする電子素子。
【請求項３】
請求項２に記載の電子素子において、
前記第２電極は、前記有機機能層構造体から放射されるビームに対して半透明である、
ことを特徴とする電子素子。
【請求項４】
請求項１に記載の電子素子において、
前記誘電体層は、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長領域の少なくとも１つの部分領域におけるビームに対して透明である、
ことを特徴とする電子素子。
【請求項５】
請求項１に記載の電子素子において、
前記誘電体層は、原子層エピタキシ層（ＡＬＤ）である、
ことを特徴とする電子素子。
【請求項６】
請求項１に記載の電子素子において、
前記誘電体層は、約５０ｎｍから約２μｍの範囲の層厚を有する、
ことを特徴とする電子素子。
【請求項７】
請求項１に記載の電子素子において、
前記誘電体層は、材料、材料の混合物および複数の材料の層の積層体からなるグループのうちの１つを含んでおり、
前記材料は、SiO2，Si3N4，SiON，Al2O3，ZrO2，TiO2，Ta2O5，SiO2，ZnOおよびHfO2のうちの１つまたは複数からなるグループから選択される、
ことを特徴とする電子素子。
【請求項８】
電子素子を作製する方法において、
当該方法は、
−  第１電極を形成するステップと、
−  当該第１電極上にまたは当該第１電極を覆って有機機能層構造体を形成するステップと、
−  当該有機機能層構造体上にまたは当該有機機能層構造体を覆って第２電極を形成するステップと、
−  当該第２電極上にまたは当該第２電極を覆って誘電体層を形成するステップを有しており、当該誘電体層を化学気相デポジット法または物理気相デポジット法のうち１つのによって被着し、
前記方法はさらに
−  前記有機機能層構造体が前記第１電極と前記第２電極との間で第１マイクロキャビティを構成するように、かつ、前記誘電体層が前記第２電極と前記反射層構造体との間で第２マイクロキャビティを構成するように、
前記誘電体層上または当該誘電体層を覆って反射層構造体を形成するステップとを有する、
ことを特徴とする、電子素子を作製する方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記第１マイクロキャビティと前記第２マイクロキャビティとが光結合されるように前記第２電極を構成する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記有機機能層構造体から放射されるビームに対して半透明に前記第２電極を構成する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法において、
３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長領域の少なくとも１つの部分領域におけるビームに対して透明である層として前記誘電体層を形成する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の方法において、
前記誘電体層を原子層エピタキシ法（ＡＬＤ）によって被着する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項８に記載の方法において、
約５０ｎｍから約２μｍの範囲の層厚で前記誘電体層を形成する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項８に記載の方法において、
前記誘電体層を、材料、材料の混合物および複数の材料の層の積層体から構成し、
前記材料は、SiO2，Si3N4，SiON，Al2O3，ZrO2，TiO2，Ta2O5，SiO2，ZnOおよびHfO2のうちの１つまたは複数からなるグループから選択される、
ことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2013545230.tif 000005
2013545230.tif 000006
2013545230.tif 000007
2013545230.tif 000008
2013545230.tif 000009
2013545230.tif 000010