(57)【要約】  本発明は、駆動中に第１の波長スペクトルの電磁放射（１５）を放射する有機層列（１）と、有機層列から放射された電磁放射の光路で見て、有機層列の後方に配置される誘電体層列（２）と、誘電体層列の後方に配置される波長変換領域（３）とを含むオプトエレクトロニクスデバイスに関する。本発明によれば、波長変換領域は少なくとも部分的に第１の波長スペクトルの電磁放射を第２の波長スペクトルの電磁放射へ変換するように構成されており、誘電体層列は第２の波長スペクトルの少なくとも一部に相当する第３の波長スペクトルの電磁放射に対して少なくとも部分的に不透過性となるように構成されている。
2010541137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動中に第１の波長スペクトルの電磁放射（１５）を放射する有機層列（１）と、該有機層列から放射された前記電磁放射の光路に配置される波長変換領域（３）と、前記有機層列から放射された前記電磁放射の光路において前記有機層列と前記波長変換領域とのあいだに配置される誘電体層列（２）とを含む
オプトエレクトロニクスデバイスであって、
前記波長変換領域は少なくとも部分的に前記第１の波長スペクトルの前記電磁放射を第２の波長スペクトルの電磁放射へ変換するように構成されており、
前記誘電体層列は、前記第２の波長スペクトルの少なくとも一部に相当する第３の波長スペクトルの電磁放射に対して少なくとも部分的に不透過性を有するように構成されている
ことを特徴とするオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項２】
前記誘電体層列は前記第１の波長スペクトルの前記電磁放射に対して少なくとも部分的に透過性を有するように構成されている、請求項１記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項３】
前記第１の波長スペクトルの前記電磁放射に対する前記誘電体層列の前記透過性は該電磁放射のそのつどの入射角によって定まる、請求項２記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項４】
前記第１の波長スペクトルは青色波長領域および／または緑色波長領域を含み、前記第２の波長スペクトルは黄色波長領域を含む、請求項１から３までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項５】
前記誘電体層列は前記第３の波長スペクトルを有する前記電磁放射の少なくとも大部分を反射する、請求項１から４までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項６】
前記誘電体層列はそれぞれ異なる誘電率を有する少なくとも２つの層（２１〜２４）を含む、請求項１から５までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項７】
前記誘電体層列の前記少なくとも２つの層のうち隣接する層どうしはそれぞれ異なる屈折率を有する、請求項６記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項８】
前記誘電体層列は周期的な順序で配置された複数の第１の層（２１，２３）と複数の第２の層（２２，２４）とを含み、前記複数の第１の層は第１の屈折率を有し、前記複数の第２の層は前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項９】
前記誘電体層列は所定の限界波長を有しており、該限界波長よりも小さい波長の電磁放射をほぼ透過させ、該限界波長よりも大きい波長の電磁放射をほぼ不透過とする、請求項１から８までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１０】
前記誘電体層列は薄膜積層体として構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１１】
前記誘電体層列および前記波長変換領域は前記有機層列に間接または直接に接触している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１２】
前記誘電体層列は前記有機層列および前記波長変換領域に直接に接触する、請求項１１記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１３】
前記有機層列から放射された前記電磁放射の光路で見て前記波長変換領域の前方または後方に、包囲部材、特に前記有機層列に対する包囲部材が配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１４】
前記包囲部材は薄膜カバーとして構成されている、請求項１３記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１５】
前記包囲部材は前記誘電体層列によって形成されている、請求項１３または１４記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動時に電磁放射を放出する有機オプトエレクトロニクスデバイスに関する。
【０００２】
本発明の課題は、波長変換領域を備え、駆動中に高効率で電磁放射を放出するオプトエレクトロニクスデバイスを提供することである。
【０００３】
この課題は、独立請求項に記載された特徴を有するオプトエレクトロニクスデバイスによって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されており、図示の実施例に即して詳細に後述する。
【０００４】
本発明は、駆動中に第１の波長スペクトルの電磁放射を放射する有機層列と、この有機層列から放射された電磁放射の光路に配置される波長変換領域と、当該の光路において有機層列と波長変換領域とのあいだに配置される誘電体層列とを含むオプトエレクトロニクスデバイスに関する。本発明によれば、波長変換領域は少なくとも部分的に第１の波長スペクトルの電磁放射を第２の波長スペクトルの電磁放射へ変換するように構成されており、誘電体層列は第２の波長スペクトルの少なくとも一部に相当する第３の波長スペクトルの電磁放射に対して少なくとも部分的に不透過性を有するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明のオプトエレクトロニクスデバイスの第１の実施例の概略図である。
【図２】本発明のオプトエレクトロニクスデバイスの第２の実施例の概略図である。
【図３】スペクトル特性の例を示す図である。
【０００６】
特に、観察者にとっては、オプトエレクトロニクスデバイスの駆動時に放出される電磁放射が知覚される。ここで知覚される電磁放射は、主として、波長変換されずに波長変換領域を通過して放射された第１の波長スペクトルの電磁放射と、波長変換領域から放射された第２の波長スペクトルの電磁放射とを重畳したものに相当する。
【０００７】
ここで、オプトエレクトロニクスデバイスの駆動時には、第１の波長スペクトルの電磁放射が有機層列から放射され、誘電体層列を通過した後、波長変換領域へ入射する。ここで、第１の波長スペクトルの電磁放射は少なくとも部分的に第２の波長スペクトルの電磁放射へ変換される。第２の波長スペクトルの電磁放射の放出は通常は等方性であって、つまり種々の方向への放出が行われる。言い換えると、第２の波長スペクトルの電磁放射の一部が有機層列および誘電体層列の方向、すなわち、第１の波長スペクトルの電磁放射の光路の方向とは反対方向へ放射される。
【０００８】
誘電体層列は第２の波長スペクトルの少なくとも一部に相当する第３の波長スペクトルの電磁放射に対して不透過性を有するので、変換された第２の波長スペクトルの電磁放射は有機層列の領域に達しない。したがって、第２の波長スペクトルの電磁放射が有機層列においてエネルギとして吸収されることが阻止される。有機層列における吸光度が減少ないし低下することにより、オプトエレクトロニクスデバイスの効率が高まる。
【０００９】
本発明の実施形態では、"波長スペクトル"、"スペクトル"または"部分スペクトル"とは、所定の波長の少なくとも１つのスペクトル成分および／または複数の波長および／または複数の波長領域を備えた電磁放射のスペクトル分布を表す。以下では、第１のスペクトルおよび第２のスペクトルは、第１のスペクトルのスペクトル成分およびその相対強度と第２のスペクトルのスペクトル成分およびその相対強度とが等しく、第１のスペクトルの絶対強度と第２のスペクトルの絶対強度とが異なる場合に、等しいものとする。
【００１０】
本発明の実施形態では、"部分的に"とはスペクトルの一部、例えば第１のスペクトルの一部を表す。特に、部分スペクトルとは、当該のスペクトルの成分の一部から成る。また"部分"とは、スペクトルまたは部分スペクトルの強度の一部を表すこともある。
【００１１】
本発明の実施形態では、"変換する"とは、第１のスペクトルの電磁放射の部分スペクトルと第２のスペクトルとが等しくなく、第１のスペクトルの電磁放射の部分スペクトルが波長変換領域によって少なくとも部分的に第２のスペクトルの電磁放射へ変換されることを表す。これは特に、第２のスペクトルが第１のスペクトルの電磁放射の部分スペクトルのスペクトル分布とは異なるスペクトル分布を有することを意味している。
【００１２】
また、波長変換領域は吸収スペクトルと放出スペクトルとを有しており、この吸収スペクトルと放出スペクトルとは有利には等しくない。有利には、吸収スペクトルは第１のスペクトルの電磁放射の部分スペクトルを含み、放出スペクトルは第２のスペクトルを含む。特に、吸収スペクトルおよび放出スペクトルは、それぞれ、第１のスペクトルの電磁放射にも第２のスペクトルの電磁放射にも含まれない別のスペクトル成分を含んでいてよい。すなわち、波長変換領域において第１の波長スペクトルの電磁放射から第２の波長スペクトルの電磁放射が形成されるのである。
【００１３】
誘電体層列は、第１の波長スペクトルの電磁放射に対して、有利には少なくとも部分的に透過性を有する。この場合、第１の波長スペクトルの電磁放射に対する誘電体層列の透過性はそのつどの入射角に応じて定められる。例えば、誘電体層列は垂直に入射する第１の波長スペクトルの電磁放射に対しては少なくとも部分的に透過性を有するが、所定の角度を下回って浅く入射する第１のスペクトルの電磁放射に対しては少なくとも部分的に不透過性を有する。
【００１４】
第１の波長スペクトルは例えば青色波長領域および／または緑色波長領域を含み、第２の波長スペクトルは黄色波長領域を含む。したがって、同様に、第２の波長スペクトルの少なくとも一部に相当する第３の波長領域は黄色波長領域を含む。
【００１５】
別の実施形態では、誘電体層列は第３の波長スペクトルの電磁放射の少なくとも大部分を反射する。このため、例えば、第１のスペクトルの電磁放射はほとんど阻止されずに有機層列から誘電体層列を通って波長変換領域へ達し、波長変換領域で形成される第２のスペクトルおよび第３のスペクトルの電磁放射は誘電体層列から外部へ向かって、すなわちオプトエレクトロニクスデバイスの放射方向へ、反射される。
【００１６】
別の実施形態では、誘電体層列はそれぞれ異なる誘電率を有する少なくとも２つの層を含む。例えば、ここでは、複数の層のうち互いに隣接する層はそれぞれ異なる屈折率を有する。隣接する層のあいだでの屈折率の跳躍的変化により、電磁放射の波長に応じた透過ないし反射が生じる。
【００１７】
例えば、誘電体層列は所定の限界波長を有しており、この限界波長よりも小さい波長の電磁放射をほぼ透過させ、この限界波長よりも大きい波長の電磁放射をほぼ不透過とする。当該の限界波長は、例えば、誘電体層列の各層の屈折率、および／または、各層の層厚さによって定まる。この場合、特に、誘電体層列を通過する電磁放射の干渉効果が発生する。誘電体層列は例えばブラッグ鏡の形態で形成されるかまたはブラッグ鏡である。
【００１８】
誘電体層列での電磁放射の透過ないし反射は損失なしで行われ、電磁放射の吸収は発生しない。これにより、有利には、オプトエレクトロニクスデバイスの駆動中の加熱の度合が低減される。
【００１９】
別の実施形態では、誘電体層列は薄膜積層体として構成される。有利には、それぞれの層の厚さは１００ｎｍより小さい。
【００２０】
別の実施形態では、誘電体層列および波長変換領域は有機層列に直接または間接に接触する。例えば、誘電体層列は、直接に、または、付加的な中間層を介して、有機層列に接続されている。
【００２１】
少なくとも１つの実施形態によれば、誘電体層列が有機層列をカプセル化し、そのカバーとなる。つまり、誘電体層列は、光学特性を有するほか、湿分および／または大気に対して有機層列を保護する保護部となる。誘電体層列はこの場合には有機層列の側面も覆う。例えば、有機層列が基板上に被着される場合、誘電体層列は、当該の有機層列のうち基板によって覆われていない表面を覆う。ここで、誘電体層列は特に薄膜包囲部材として構成される。
【００２２】
別の実施形態では、誘電体層列および波長変換領域は有機層列から空間的に分離されて配置される。例えば、誘電体層列および波長変換領域は、支持体構造体の上方で有機層列から離れた箇所に、例えば包囲されて、配置される。有機層列、包囲部材、誘電体層列および波長変換領域のあいだには例えば希ガスが充填される。
【００２３】
別の実施形態では、誘電体層列は周期的な配列順序で第１の層および第２の層を有する。このために、各層は、誘電体材料、例えば酸化物、窒化物、硫化物、および／または、ＭｇＦ２などのフッ化物を有する。第１の層は第１の屈折率を有し、第２の層は第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する。例えば、第１の層は第２の層よりも低い屈折率を有し、例えば二酸化ケイ素を含む。第２の層はより高い屈折率を有する材料、例えば二酸化チタン、二酸化ジルコニウムまたは五酸化タンタルなどを含む。別の適切な材料としては例えばアルミニウム酸化物またはケイ素窒化物が挙げられる。第１の層および第２の層の厚さは例えば反射すべきスペクトル成分の波長の１／４である。ここでの"厚さ"は特に第１の層および第２の層における電磁放射の光学波長を意味する。複数の第１の層の厚さおよび複数の第２の層の厚さはそれぞれ等しくてもよいし、これに加えてまたはこれに代えて、異なっていてもよい。誘電体層列の各層の個々の反射率に応じて、１つまたは複数の第１の層および第２の層の組が定められる。
【００２４】
さらに、有機層列は特に有機発光ダイオードＯＬＥＤとして形成される。ＯＬＥＤは、有機層または少なくとも１つの有機層を含む層列を有しており、駆動時に電磁放射を放出する活性領域を有する。また、ＯＬＥＤは第１の電極および第２の電極を有しており、当該の第１の電極と第２の電極とのあいだに活性領域を備えた有機層または有機層列が配置される。第１の電極および第２の電極は正孔または電子を活性領域へ注入し、そこでの再結合によって電磁放射を放出させるのに適している。
【００２５】
さらに、第１の電極は基板上に配置される。第１の電極の上方には、有機層あるいは有機材料から成る１つまたは複数の機能層を含む有機層列が被着される。活性領域を含む機能層は例えば電子輸送層、エレクトロルミネセンス層および／または正孔輸送層を含む。機能層または少なくとも１つの有機層の上方には第２の電極が被着される。
【００２６】
例えば、基板は、ガラス、石英、プラスティックシート、金属、金属シート、シリコンウェハまたは他の任意の適切な基板材料を含む。例えば、基板は、複数の層を含む層列または積層体として構成されていてもよい。半導体層列がいわゆる"ボトムエミッション型"に構成される場合、つまり、活性領域で形成された電磁放射が基板を通して放射される場合、有利には、基板が電磁放射の少なくとも一部に対して透過性を有する。このとき、波長変換領域およびフィルタ層は半導体層列とは反対側の基板の面に配置される。
【００２７】
少なくとも１つの実施形態によれば、少なくとも１つの電極は、透明な導電性酸化物、金属または有機材料を有するか、または、これらから形成される。
【００２８】
ボトムエミッション型の構成では、有利には、第１の電極は電磁放射の少なくとも一部に対して透過性を有する。透明な第１の電極はアノードとして構成され、正の電荷である"正孔"を注入するために用いられる。この第１の電極は例えば透明な導電性酸化物を含むか、または、透明な導電性酸化物から形成される。透明な導電性酸化物ＴＣＯ（transparent conductive oxides）は、一般には、亜鉛酸化物、錫酸化物、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錫酸化物ＩＴＯなどの金属酸化物である。ただし、透明な導電性酸化物は、ＺｎＯ，ＳｎＯ２，Ｉｎ２Ｏ３などの２物質の金属酸化物だけでなく、Ｚｎ２ＳｎＯ４，ＣｄＳｎＯ３，ＺｎＳｎＯ３，ＭｇＩｎ２Ｏ４，ＧａＩｎＯ３，Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５，Ｉｎ４Ｓｎ３Ｏ１２などの３物質の金属酸化物や、透明な導電性酸化物のグループの種々の物質の混合物であってもよい。また、透明な導電性酸化物ＴＣＯは必ずしも化学量論的な組成に相応せず、ｐドープないしｎドープされていてもよい。これに代えてまたはこれに加えて、第１の電極が金属、例えば銀を含んでいてもよい。
【００２９】
少なくとも１つの有機層を含む半導体層列は、ポリマー、オリゴマー、モノマー、有機小分子（organic small molecules）、他の有機非ポリマー化合物またはこれらの混合物を含む。特に有利には、層列の機能層は正孔輸送層として構成されており、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へ効果的に正孔を注入することができる。こうした機能層ないし活性領域の構造体の材料、構造その他は当分野の技術者には良く知られているので、ここでは詳細には立ち入らない。
【００３０】
第２の電極はカソードとして構成され、電子注入材料として用いられる。カソード材料としては、特に、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、ならびに、これらの化合物、混合物ないし合金が有利であると判明している。これに代えてまたはこれに加えて、第２の電極を透明に構成することもできる。これは、ＯＬＥＤが"トップエミッション型"に構成される場合、つまり、活性領域で形成された電磁放射が半導体層列のうち基板の反対側の面から放射される場合に、特に有利である。波長変換領域およびフィルタ層は、半導体層列および特に第２の電極の上方に配置される。
【００３１】
金属層その他から形成される電極が有機積層体から放射された光に対して透過性を有するように構成されている場合、金属層が充分に薄く構成されていると有利である。有利には、こうした半透明の金属層の厚さは１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内の値である。
【００３２】
また、第１の電極がカソードとして構成され、第２の電極がアノードとして構成されてもよく、半導体層列はボトムエミッション型に構成されてもトップエミッション型に構成されてもよい。半導体層列がトップエミッション型でありかつ同時にボトムエミッション型であるように構成することもできる。
【００３３】
半導体層列は、活性領域として、従来のｐｎ接合部、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造（ＳＱＷ構造）または多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）などを有する。当該の半導体層列は、活性領域のほか、他の機能層ないし機能領域、例えば、ｐドープまたはｎドープされた電荷担体輸送層すなわち電子輸送層または正孔輸送層、ｐドープまたはｎドープされた閉じ込め層、クラッド層、バッファ層および／または電極あるいはこれらの組み合わせを含むこともある。活性領域またはその他の機能領域の構造ないし機能は当分野の技術者には良く知られているので、ここでは詳細には立ち入らない。
【００３４】
別の有利な実施形態によれば、波長変換層は少なくとも１つの波長変換物質を含む。少なくとも１つの実施形態によれば、波長変換領域はガーネット群に属する少なくとも１つの波長変換物質を含む。波長変換物質は例えばＣｅｒドープされたガーネット群の粒子を含み、特に、ＣｅｒドープされたイットリウムアルミニウムガーネットＹＡＧ：Ｃｅ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ）、ＣｅｒドープされたテルビウムアルミニウムガーネットＴＡＧ：Ｃｅ、ＣｅｒドープされたテルビウムイットリウムアルミニウムガーネットＴｂＹＡＧ：Ｃｅ、ＣｅｒドープされたガドリニウムイットリウムアルミニウムガーネットＧｄＹＡＧ：Ｃｅ、および、ＣｅｒドープされたガドリニウムテルビウムイットリウムアルミニウムガーネットＧｄＴｂＹＡＧ：Ｃｅのいずれかを含む。また、波長変換物質は例えば次のものであってもよい。すなわち、
・米国公開第２００４／０６２６９９号明細書に記載されている希土類およびアルカリ土類金属のガーネット群；
・独国公開第１０１４７０４０号明細書に記載されている窒化物、シオン、シアロン；
・国際公開第００／３３３９０号明細書に記載されているオルトシリケート、硫化物、バナジン酸塩；
・独国公開第１００３６９４０号明細書に記載されているクロロシリケート；
・米国特許第６６１６８６２号記載されているアルミネート、酸化物、ハロフォスフェート
などである。ここに掲げた各文献の内容は引用によって本発明に組み込まれるものとする。また、波長変換物質はここに挙げた波長変換物質の適切な混合物ないし化合物であってもよい。
【００３５】
少なくとも１つの別の実施形態によれば、波長変換領域は少なくとも１つの色素を含む。有利な色素として、有機色素、無機色素、ペリレン、クマリン、蛍光色素などが挙げられる。これらの色素は波長変換物質として用いられる。
【００３６】
さらに、波長変換領域は、透明であるかまたは少なくとも部分的に透光性を有するマトリクス材料を含み、ここで、当該のマトリクス材料に波長変換物質が埋め込まれるかまたは化学的に結合される。透明なマトリクス材料は、例えば、シリコーン、エポキシド、アクリレート、イミド、カーボネート、オレフィンまたはこれらからの誘導体などの透明なプラスティックである。
【００３７】
波長変換領域はシートとして構成することもできる。つまり、波長変換領域は例えば少なくとも１つの波長変換物質の埋め込まれたプラスティックシートとして構成することができる。
【００３８】
また、波長変換領域は、ガラスまたは透明なプラスティックを含む基板上に被着することもできる。こうした基板はシートとは異なって自己支持可能つまり自立可能である。つまり、こうした基板は高い機械的安定性を有する。
【００３９】
有機層列がトップエミッション型構造を有する実施形態では、オプトエレクトロニクスデバイスは、有機層列から放射される光の光路で見て波長変換領域の前方または後方に、包囲部材を有する。言い換えると、波長変換領域および誘電体層列が有機層列とともに包囲されるか、または、有機層列以外の波長変換領域および誘電体層列が包囲される。包囲部材は薄膜包囲部材として構成することができる。
【００４０】
本発明の特徴および有利な実施例または実施態様を以下に図示の実施例に即して詳細に説明する。
【００４１】
図中、同じ素子または同じ機能を有する素子には同じ参照番号を付してある。なお、図の要素は縮尺通りには描かれておらず、むしろ、わかりやすくするために意図的に拡大して示されていることに注意されたい。
【００４２】
図１にはオプトエレクトロニクスデバイスの実施例が示されている。オプトエレクトロニクスデバイスは電極１０および活性領域１１を含む有機層列１を有している。有機層列１はこの明細書では機能層または機能層列と称することもあり、例えば有機発光ダイオードＯＬＥＤとして構成される。特に、有機層列１の活性領域１１は第１の波長スペクトルの電磁放射１５を放出するのに適している。
【００４３】
第１の波長スペクトルの電磁放射１５の光路には誘電体層列２および波長変換領域３が配置されている。波長変換領域３は、図示の実施例では、マトリクス材料３１に埋め込まれた波長変換物質３２を含む。誘電体層列２は層２１〜２４を含むが、これらの層はそれぞれ隣接する層に対して異なる誘電率を有する材料から形成されており、相応にそれぞれ異なる屈折率を有する。
【００４４】
波長変換物質３２は第１の波長スペクトルの電磁放射１５の部分スペクトルを少なくとも部分的に第２の波長スペクトルの電磁放射１６へ変換する。波長変換物質３２として、ここでは、第１の波長スペクトルに含まれる少なくとも１つのスペクトル成分または少なくとも１つの波長領域を吸収スペクトルとして有する材料が特に適する。吸収された電磁放射は、有利には、第１の波長スペクトルの電磁放射１５とは異なる波長で再放出される。
【００４５】
個々の層２１〜２４を誘電体層列２に配置することにより、第２の波長スペクトルの少なくとも一部に相応する第３の波長スペクトルの電磁放射は透過しない。第１の波長スペクトルの電磁放射１５は有利には有機層列からほぼ垂直に放射され、この実施例では、ほとんど阻止されずに、つまり、そのスペクトル成分をほとんど変化させずに、誘電体層列２を通過する。言い換えれば、誘電体層列２は基本的には第１の波長スペクトルの電磁放射１５に対して透過性を有するが、所定の入射角では、第１の波長スペクトルの電磁放射１５に対しても不透過性を有する。
【００４６】
第２の波長スペクトルの電磁放射１６は波長変換領域３から等方的に放射され、部分的に第１の波長スペクトルの電磁放射１５とともにオプトエレクトロニクスデバイスから出射される。第２の波長スペクトル１６の電磁放射の一部は誘電体層列２の方向へ放出されるが、誘電体層列２は当該の成分を透過させずに反射する。オプトエレクトロニクスデバイスの動作中、第１の波長スペクトルの電磁放射１５と第２の波長スペクトルの電磁放射１６とが結合されて出力される。オプトエレクトロニクスデバイスの観察者には、第１の波長スペクトルと第２の波長スペクトルとの重畳から得られる色印象が喚起される。例えば、第１の波長スペクトルは青色波長領域を含み、第２の波長スペクトルは黄色波長領域を含むので、この場合、観察者には白色の色印象が与えられる。
【００４７】
この実施例では、変換された第２の波長スペクトルの電磁放射１６は誘電体層列２で反射されて有機層列１までは戻らないので、有機層列１における変換された放射の部分吸収が回避される。これによりオプトエレクトロニクスデバイスの効率が高まる。
【００４８】
誘電体層列２の各層の材料特性により、誘電体層列２は、第２の波長スペクトルの電磁放射の少なくとも一部に相応する第３の波長スペクトルの電磁放射に対して不透過となる。有利には、誘電体層列２は第２の波長スペクトルの電磁放射および第３の波長スペクトルの電磁放射に対してほぼ完全に不透過である。このために、例えば、隣接する層どうし、すなわち層２１，２２は、異なる屈折率を有する。屈折率の跳躍的変化により、所定の波長の電磁放射または光は誘電体層列２を通過できないのである。
【００４９】
この実施例では、誘電体層列２は第１の層２１，２３と第２の層２２，２４との周期的なシーケンスを有している。ここで、第１の層は第１の屈折率を有し、第２の層は第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する。第１の層および第２の層はそれぞれ同じ層厚さを有する。これに代えて、第１の層２１，２３と第２の層２２，２４とが異なる屈折率を有するようにすることもできる。例えば、誘電体層列２の各層がそれぞれ異なる屈折率を有してもよい。ただし、この場合にも、高い屈折率を有する層と低い屈折率を有する層とが交互に並べられなければならない。また、層２１〜２４の層厚さは任意にそれぞれ異なっていてもよい。誘電体層列２の層の数はこの実施例では６個であるが、これに限定されず、より多くてもより少なくても良い。例えば、誘電体層列は８個以上の層を有することができる。
【００５０】
誘電体層列２は所定の限界波長を有しており、この限界波長より小さな波長の電磁放射を透過させ、この限界波長より大きな波長の電磁放射を不透過とする。当該の限界波長は、誘電体層列２の各層の層厚さおよび／または屈折率に応じて定まる。
【００５１】
この実施例では、誘電体層列２および波長変換領域３は直接または間接に有機層列１に接触する。言い換えると、有機層列１，誘電体層列２および波長変換領域３は、相互に接続された共通の構造体を形成する。この実施例のオプトエレクトロニクスデバイスによる波長変換はチップレベル変換ＣＬＣ（chip level conversion）と称される。
【００５２】
図２には、図１のオプトエレクトロニクスデバイスと同様の方式で動作するオプトエレクトロニクスデバイスの別の実施例が示されている。図２の実施例では、図１の実施例とは異なり、有機層列１が誘電体層列２および波長変換領域３から空間的に分離されて配置されている。このために、有機層列１は支持体基板５上に被着され、図示されていないが支持体基板上で包囲されている。また、ここでは、誘電体層列２および波長変換領域３を有機層列１から離した状態で機械的に支承する支承素子６が設けられている。当該の支承素子６は有機層列１の配置されている空間を気密またはガス密に閉鎖する。そして、このようにして形成された誘電体層列２と有機層列１とのあいだの空間に、例えば、透明なガス状物質、有利には希ガスが充填される。
【００５３】
図１の実施例に則して前述したように、有機層列１は第１の波長スペクトルの電磁放射１５を放出する。この電磁放射１５は誘電体層列２を通過し、波長変換領域３において少なくとも部分的に第２の波長スペクトルの電磁放射１６へ変換される。なお、変換された電磁放射１６の有機層列１への戻り放射は誘電体層列２によって阻止される。
【００５４】
図２の実施例では、波長変換領域３が光を形成する有機層列１に対して離れて配置されているので、こうした装置は"リモート燐光デバイス"とも称される。
【００５５】
図３には、種々の透過特性ないし放出特性を有するスペクトルと波長λとの関係が示されている。放出特性または放出スペクトルＥＳは例えば有機層列１から放出された電磁放射１５のスペクトル特性であり、青色波長領域を含む。変換スペクトルＣＳは波長変換領域３から放出される電磁放射１６の波長スペクトルであり、黄色波長領域または赤色‐緑色波長領域を含む。誘電体層列２の透過スペクトルＴＳは青色波長領域を含む。つまり、誘電体層列２は有機層列１から放射された電磁放射１６を透過させるが、黄色波長領域または赤色‐緑色波長領域に対しては不透過である。したがって、変換された電磁放射１６は誘電体層列２を通り抜けない。
【００５６】
透過特性ＴＳ、特に誘電体層列２の透過特性は、付加的に、それぞれの電磁放射の入射角によっても変化する。前述した実施例における誘電体層列２について電磁放射が反射される限界波長は、電磁放射（光）の入射角によって定まる。入射角０°に対して限界波長が定義され、入射角が大きくなるにつれて対応する波長は短くなる。こうして、誘電性のフィルタ層によってオプトエレクトロニクスデバイスの放射特性の配向が定められる。
【００５７】
有機層列から垂直に放出される青色光または青色‐緑色光は誘電体層列を阻止されずに通過する。青色‐緑色光が後方散乱を起こして有機層列へ戻る場合にも、選択された角度領域で誘電性のフィルタ層へ入射するのであれば、通過可能である。また、青色光または青色‐緑色光が後方散乱を起こして有機層列の方向へ大きな角度で戻る場合には、誘電体層列２での反射が起こり、この光は波長変換領域３へ向かう。したがって、後方散乱した青色光または青色‐緑色光の付加的な吸収は低減される。波長変換領域３での変換を経たより長い波長の電磁放射は、誘電体層列２の透過特性に基づいて、小さな入射角で有機層列１へ達する。第１の波長スペクトルの電磁放射の少なくとも一部が角度に応じて透過または反射されることにより、オプトエレクトロニクスデバイス全体での効率が上昇する。
【００５８】
図示の実施例のオプトエレクトロニクスデバイスは例えばフラッシュライト用の部品やカメラ付携帯電話機などに適する。また、こうしたオプトエレクトロニクスデバイスは例えば一般照明用の照明装置にも適する。
【００５９】
本発明を図示の実施例に則して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、明細書ないし図面に示されている本発明の全ての特徴は、それが特許請求の範囲に明示的に記載されていなくとも、単独であるいは任意に組み合わされて、本発明の対象となりうる。
【００６０】
本願は独国出願第１０２００７０４６０２８．９号および独国出願第１０２００７０５０７８６．１号の優先権を主張するものであり、これらの文献の内容は引用によって本発明に組み込まれるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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