(57)【要約】  本発明は有機発光素子に関する。有機発光素子は基板（１）を有しており、基板（１）には光学出力層（２）が被着されており、光学出力層（２）には半透明電極（３）が被着されており、半透明電極（３）には有機正孔伝導層（４）又は有機電子伝導層（６）が被着されており、それらの伝導層には有機発光層（５）が被着されており、有機発光層には有機電子伝導層（６）又は有機正孔伝導層（４）が被着されており、更にその上に反射性電極（７）が被着されている。有機発光層（５）は、反射性電極（７）まで１５０ｎｍ以上の間隔を有している。
2015502006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光素子において、
半透明基板（１）と、半透明電極（３）と、複数の有機機能層を備えている有機機能積層体と、反射性電極（７）とを有しており、
前記半透明基板（１）の上には光学出力層（２）が被着されており、
前記半透明電極（３）は前記出力層（２）の上に設けられており、
前記有機機能層には、前記半透明電極（３）の上に設けられている有機正孔伝導層（４）と、該正孔伝導層（４）の上に設けられている、少なくとも一つの有機発光層（５）と、有機電子伝導層（６）とが含まれており、
前記少なくとも一つの有機発光層（５）は、前記反射性電極（７）まで１５０ｎｍ以上の間隔を有している、
ことを特徴とする、有機発光素子。
【請求項２】
有機発光素子において、
半透明基板（１）と、半透明電極（３）と、複数の有機機能層を備えている有機機能積層体と、反射性電極（７）とを有しており、
前記半透明基板（１）の上には光学出力層（２）が被着されており、
前記半透明電極（３）は前記出力層（２）の上に設けられており、
前記有機機能層には、前記半透明電極（３）の上に設けられている少なくとも一つの有機電子伝導層（６）と、該電子伝導層（６）の上に設けられている、少なくとも一つの有機発光層（５）と、有機正孔伝導層（４）とが含まれており、
前記少なくとも一つの有機発光層（５）は、前記反射性電極（７）まで１５０ｎｍ以上の間隔を有している、
ことを特徴とする、有機発光素子。
【請求項３】
６００ｎｍの波長において、前記少なくとも一つの発光層（５）と前記反射性電極（７）との間の光路長は１．６・１５０ｎｍ以上且つ１．８・２２５ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載の素子。
【請求項４】
前記少なくとも一つの発光層（５）から前記反射性電極（７）までの前記間隔は１８０ｎｍ以上且つ２２５ｎｍ以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の素子。
【請求項５】
前記少なくとも一つの発光層（５）から前記反射性電極（７）までの前記間隔は、前記少なくとも一つの発光層（５）において生成された放射束のうちの、プラズモンの形態で前記反射性電極（７）に入力される相対的な割合が１０％以下であるように選定されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の素子。
【請求項６】
前記有機機能積層体は、５ｎｍよりも厚く、且つ、４５０ｎｍよりも大きい波長に対して０．００５以下の吸収係数ｋを有している少なくとも一つの有機機能層を有している、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の素子。
【請求項７】
前記半透明電極（３）は、４５０ｎｍよりも大きい波長に対して、０．００５以下の吸収係数ｋを有しており、且つ、可視スペクトル領域において８０％以上の総透過率を有している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の素子。
【請求項８】
前記反射性電極（７）は可視スペクトル領域において８０％以上の反射率を有している、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の素子。
【請求項９】
前記光学出力層（２）は、前記有機機能層及び前記半透明電極（３）の、層厚で重み付けられた平均屈折率以上の屈折率を有している、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１０】
前記光学出力層（２）は光散乱性である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１１】
前記光学出力層（２）は、屈折率が１．８以上、特に１．８５以上の材料を有しており、該材料内に散乱中心部が分散されて配置されている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１２】
前記有機機能積層体は、
−前記電子伝導層（６）と前記少なくとも一つの発光層（５）との間の正孔ブロック層、
−前記正孔伝導層（４）と前記少なくとも一つの発光層（５）との間の電子ブロック層、
から選択されている、少なくとも一つの別の有機層を更に有している、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１３】
前記正孔伝導層（４）と前記電子伝導層（６）との間に、複数の発光層（５１，５ｎ）が配置されている、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１４】
前記反射性電極（７）と前記少なくとも一つの発光層（５）との間に配置されている前記電子伝導層（６）又は前記正孔伝導層（４）はドーピングされている、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１５】
前記半透明電極（３）は１５０μΩ・ｃｍ以上且つ５００μΩ・ｃｍ以下の比抵抗を有している、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）では、生成された光の一部しか直接的に出力されない。活性領域において生成された光の残りの部分は種々の損失経路に分散し、それによって例えば、基板、透明電極及び有機層における伝達作用により案内される光、並びに金属性の電極において生成される可能性がある表面プラズモンになる。この伝達作用は特に、ＯＬＥＤの個々の層間並びに個々の領域間の境界面における屈折率の差によって生じる。一般的に、公知のＯＬＥＤでは、放射に関して、活性領域において生成された光の約１／４しか周囲、即ち、例えば空気中に出力されず、生成された光の約２５％は基板内の伝達によって失われ、生成された光の約２０％は透明電極及び有機層内の伝達によって失われ、また約３０％は金属性電極における表面プラズモンの生成によって失われる。特に損失経路に案内される光は、付加的な技術的措置を講じなければ、ＯＬＥＤから出力することはできない。
【０００３】
光出力、従って放出される光パワーを高めるために、例えば、基板内を案内される光を放出される光に結合させて出力する措置が公知である。このために、例えば、基板外面には散乱粒子を有しているシート、表面がパターニングされたシート、例えばマイクロレンズが使用される。基板の外面に直接的にパターニングを形成するか、又は散乱粒子を基板内に封入することも公知である。例えば散乱シートを使用するそれらの幾つかのアプローチは既に商業的に使用されており、特に照明モジュールとして実施されているＯＬＥＤにおいては、そのようなアプローチを放出面に関してスケールアップすることができる。しかしながら、光を出力させるためのそれらのアプローチは、出力効率が基板内を伝達する光の約６０〜７０％に限定されており、また層若しくはシートが被着されることによって、拡散反射性の乳白色の表面が形成されるのでＯＬＥＤによって形成される像に著しく影響が及ぼされるという重大な欠点を有している。
【０００４】
有機層又は透明電極内を伝達する光を出力させるための別のアプローチも公知である。しかしながらそれらのアプローチは未だ商業的にはＯＬＥＤ製品において成果を収めていない。例えば、Y. Sun，S.R. Forrest著の刊行物Nature Photonics (2008年)の2.483ページには、屈折率の低い材料を有するパターニングされた領域が透明電極に被着される、いわゆる「低屈折率グリッド（"low-index grid）」が提案されている。また、例えば刊行物US 2007/0257608に記載されているように、透明電極の下に高屈折性散乱領域をポリマーマトリクスで設けることも公知である。ここではポリマーマトリクスが通常の場合、ｎ＝１．５の範囲の屈折率を有しており、また湿式化学的に被着される。更には、Ziebarth等著の刊行物Adv. Funct. Mat. 14（2004年）の451頁、並びにDo等著のAdv. Mat. 15（2003年）の1214頁に記載されているように、光の波長領域にある大きさのパターニングを有している周期的な散乱構造が設けられているブラッグ格子又はフォトニック結晶も公知である。
【０００５】
しかしながらそれらの措置では、ＯＬＥＤの活性領域において生成される光の内のプラズモンに変換される部分を制御することができず、ひいては出力させることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特定の実施の形態の少なくとも一つの課題は、効率及び光出力が改善された有機発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は独立請求項に記載されている構成によって解決される。そのような構成の有利な実施の形態及び発展形態は従属請求項に記載されており、また以下の説明及び添付の図面より明らかになる。
【０００８】
少なくとも一つの実施の形態によれば、有機発光素子が基板の上に半透明電極及び反射性電極を有しており、それらの半透明電極と反射性電極との間に有機機能積層体が配置されている。
【０００９】
ここで、また下記において「半透明」とは、可視光に対して透過性である層を表す。半透明層は透明であるか、即ち透き通って光を通すものであるか、又は、少なくとも部分的に光を散乱させる及び／又は光を吸収するものであり、それにより、半透明層は例えば拡散性であるか又は乳白色に見えることも考えられる。特に有利には、ここで半透明と称させる層が可能な限り透明に形成されており、それにより特に光の吸収が可能な限り少なくなる。
【００１０】
一つの別の実施の形態によれば、有機機能積層体は、正孔伝導層と電子伝導層との間に配置されている少なくとも一つの有機発光層を有している。例えば、半透明電極上に有機正孔伝導層を配置し、その上に少なくとも一つの有機発光層を配置し、更にその上に有機電子伝導層を配置することができる。それとは異なり、有機機能積層体は上記の構造とは逆の構造も有することができる。つまり、そのような場合には、半透明電極上に有機電子伝導層が配置されており、その上に少なくとも一つの有機発光層が配置されており、更にその上に有機正孔伝導層が配置されている。
【００１１】
一つの別の特に有利な実施の形態によれば、基板は半透明に形成されており、また半透明電極は半透明基板と有機機能積層体との間に配置されているので、それにより、少なくとも一つの有機発光層において生成された光を半透明電極及び半透明基板を通過させて放出させることができる。その種の有機発光素子を「ボトムエミッタ」と称することもできる。例えば、基板は、層、ボード、フィルム又はラミネートの形態の一つ又は複数の材料を有することができ、その材料はガラス、石英、プラスチック、金属、シリコンウェハから選択されている。特に有利には、基板はガラス、例えばガラス層、ガラスフィルム又はガラスボードを有しているか、又はそれらの材料から成る。
【００１２】
一つの別の実施の形態によれば、基板上に光学出力層が被着されており、この光学出力層の上にはやはり半透明電極が配置されている。光学出力層は特に、いわゆる内部出力に適しており、またそのために設けられている。即ち、光学出力層は、発光層において生成された放射束又はそこにおいて生成された光のうちの、有機層及び／又は半透明電極内を案内される部分を低減することに適しており、またそのために設けられている。特に有利には、光学出力層は、屈折率が１．６以上の材料を有している。特に有利には、光学出力層の屈折率は１．８以上であり、特に有利には１．８５以上である。特に有利には、光学出力層は、有機機能層及び半透明電極の、層厚で重み付けられた平均屈折率以上の屈折率を有している。
【００１３】
光学出力層は、例えば、いわゆる高屈折性ガラス、即ち、屈折率が１．８以上、特に有利には１．８５以上、例えば１．９であるガラスを有することができる。
【００１４】
更に、光学出力層が有機材料、特にポリマーベースの材料、例えば湿式化学的に基板に被着させることができる材料を有することができる。例えば、光学出力層はこのために、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリアクリレート、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、エポキシドの内の一つ又は複数の材料を有することができる。
【００１５】
一つの別の実施の形態によれば、光学出力層は光散乱性である。このために、光学出力層は例えば、前述の材料の内の一つに分散されて設けられている散乱中心部を有している。このために前述の材料は、散乱中心部が埋め込まれているマトリクス材料を形成している。散乱中心部を例えば、材料マトリクスよりも高い又は低い屈折率を有している領域及び／又は粒子によって形成することができる。例えば、散乱中心部をＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3の粒子によって、又は、例えば空気を充填することができる孔によって形成することができる。
【００１６】
一つの別の特に有利な実施の形態によれば、少なくとも一つの有機発光層は、反射性電極まで１５０ｎｍ以上の間隔を有している。このことは特に、少なくとも一つの有機発光層と反射性電極との間に配置されている、有機機能積層体の複数の有機機能層の総厚が１５０ｎｍ以上であることを意味していると考えられる。特に有利には、少なくとも一つの有機発光層と反射性電極との間に配置されている電荷キャリア伝導層、即ち、上述の配置構成に従い、電子伝導層又は正孔伝導層がそのような厚さを有している。
【００１７】
一つの特に有利な実施の形態においては、有機発光素子が半透明基板を有しており、この半透明基板上に光学出力層が被着されており、その光学出力層の上に半透明電極が被着されており、更に、半透明電極の上には、有機正孔伝導層と、正孔伝導層の上の少なくとも一つの有機発光層と、その上の有機電子伝導層とを含んでいる、複数の有機機能層を備えている有機機能積層体が被着されている。更には反射性電極が配置されており、少なくとも一つの有機発光層は、反射性電極まで１５０ｎｍ以上の間隔を有している。
【００１８】
一つの別の特に有利な実施の形態においては、有機発光素子が半透明基板を有しており、この半透明基板上に光学出力層が被着されており、その光学出力層の上に半透明電極が被着されており、また、半透明電極の上には、有機電子伝導層と、電子伝導層の上の少なくとも一つの有機発光層と、その上の有機正孔伝導層とを含んでいる、複数の有機機能層を備えている有機機能積層体が被着されている。更には反射性電極が配置されており、少なくとも一つの有機発光層は、反射性電極まで１５０ｎｍ以上の間隔を有している。
【００１９】
一つの別の実施の形態によれば、反射性電極まで１５０ｎｍ以上の間隔を有している少なくとも一つの有機発光層と反射性電極との間に、別の有機発光層は配置されていない。換言すれば、その場合、反射性電極と少なくとも一つの有機発光層との間には、非放射性の有機機能層、即ち、特に上述の配置構成によれば正孔伝導層又は電子伝導層しか配置されていないので、従って、反射性電極まで１５０ｎｍ以上の間隔を有している少なくとも一つの有機発光層は、有機機能積層体において反射性電極の一番近くにある発光層である。反射性電極を特に、正孔伝導層又は電子伝導層と直接的に接するように設けることができる。
【００２０】
一つの別の実施の形態によれば、少なくとも一つの発光層と反射性電極との間の光路長は、例えば６００ｎｍの波長に関して、１５０ｎｍの１．６倍以上且つ２２５ｎｍの１．８倍以下である。ここで、値１．６及び１．８は有利な屈折率値の範囲に相当する。
【００２１】
特に有利には、少なくとも一つの有機発光層と反射性電極との間の間隔は１８０ｎｍ以上且つ２２５ｎｍ以下である。
【００２２】
本発明者は、非常に有利には、少なくとも一つの有機発光層から反射性電極までの上述の間隔によって、発光層において生成された放射束又は発光層において生成された光の、プラズモンの形態で反射性電極に入力される相対的な割合を低減できることを確認した。特に、本発明者は、少なくとも一つの有機発光層から反射性電極までの間隔を、少なくとも一つの有機発光層において生成された放射束の、プラズモンの形態、特に表面プラズモンの形態で反射性電極に入力される相対的な割合が１０％以下であるように選定できることを確認した。従ってそのような間隔では、有機層及び／又は半透明電極内を伝導作用によって案内される、生成された放射束又は生成された光の割合が高められる。プラズモンとは異なり、そのような光の部分を光学出力層によって少なくとも部分的に有機発光素子から出力させることができ、それにより、ここで説明する有機発光素子では、基板を通過して放出される光パワーを、少なくとも一つの有機発光層と反射性電極の間隔が一般的に比較的短い公知のＯＬＥＤに比べて高めることができる。
【００２３】
電極及び有機層の上方には、更に、カプセル化部を配置することができる。カプセル化部を例えば、ガラスカバーの形態で、又は有利には、薄膜カプセル化部の形態で実施することができる。
【００２４】
ガラスカバー、例えば凹部を備えているガラス基板の形態のガラスカバーを、接着層を用いて基板に接着させることができる。更に凹部には、例えばゼオライトから成る吸湿剤（ゲッタ）を貼り付け、接着剤を通り侵入する湿気又は酸素を補足することもできる。
【００２５】
本明細書において、薄膜カプセル化部として形成されているカプセル化部とは、周囲雰囲気中の物質に対するバリア、特に湿気及び酸素に対するバリア及び／又は別の有害物質、例えば硫化水素のような腐食性の気体に対するバリアを形成することに適している装置であると解される。換言すれば、薄膜カプセル化部は、周囲雰囲気中の物質からせいぜい極僅かな程度の浸透しか受けないように形成されている。このバリア効果は、薄膜カプセル化部において実質的に、薄膜カプセル化部の一部である薄い層として実施されているバリア層及び／又はパッシベーション層によって生じる。通常の場合、カプセル化部の層は数１００ｎｍ以下の厚さを有している。
【００２６】
特に、薄膜カプセル化部は、カプセル化部のバリア効果を担う複数の薄い層を有しているか、又は、そのような薄い層から形成されている。薄膜層を例えば、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）によって堆積させることができる。カプセル化部の層に適した材料は、例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化タンタルである。有利には、カプセル化部は、複数の薄い層を備えている積層体を有しており、それらの薄い層はそれぞれ一原子層分以上の厚さから１０ｎｍ以下の間の厚さを有している。
【００２７】
ＡＬＤを用いて製造される薄い層の代わりに、またはそれに加えて、カプセル化部は少なくとも一つの別の層又は複数の別の層、つまり特にはバリア層及び／又はパッシベーション層を有することができ、それらの層は熱蒸着によって、又はプラズマ支援によるプロセス、例えばスパッタリングによって、又はプラズマ支援による化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ：plasma-enhanced chemical vapor deposition）によって蒸着される。これに適した材料として、上記に挙げた材料並びに、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、アルミニウムでドーピングされた酸化亜鉛、酸化アルミニウム並びにそれらの材料の混合物及び合金が考えられる。一つ又は複数の別の層は例えば、それぞれ１ｎｍ以上５μｍ以下の厚さ、有利には１ｎｍ以上４００ｎｍ以下の厚さを有することができる。
【００２８】
更には、光学出力層が特にポリマーから形成されている場合には、その光学出力層の上及び半透明電極の下に薄膜カプセル化部として形成されているカプセル化部を形成することができる。特に、光学出力層が密閉されていない場合には、有機発光素子を下方から、即ち半透明電極の下において密閉しカプセル化することができる。
【００２９】
本発明者は、以下において説明する別の実施の形態及び特徴が、上述の実施の形態及び特徴を備えている、特に、少なくとも一つの有機発光層と反射性電極との間の上述の間隔を備えている、本明細書で説明する有機発光素子の効率及び光出力に非常に有利に作用するので、従って、ここで説明する実施の形態及び特徴は有機発光素子に関する非常に効果的な層構造のための構造制御と解することができ、それらは特にその有利な相互作用においても傑出している。
【００３０】
別の実施の形態によれば、半透明電極は、有機層に適合されており、且つ、有利には有機層の層厚で重み付けられた屈折率の平均値に対応する屈折率を有している。半透明電極は特に、１．６以上の屈折率、特に有利には１．７以上の屈折率を有することができる。半透明電極に関して、１．７以上且つ２．１以下の範囲にある屈折率も特に有利であることが分かった。
【００３１】
一つの別の実施の形態によれば、半透明電極は吸収率が低く、特に、４５０ｎｍを上回るスペクトル領域、例えば４５０ｎｍから６４０ｎｍの間の可視スペクトル領域において低い吸収率を有している。特に有利には、半透明電極はそのようなスペクトル領域において、０．００５以下の吸収係数ｋを有している。特に、可視スペクトル領域における半透明電極の総透過率は８０％を下回らず、従って８０％以上である。
【００３２】
一つの別の実施の形態によれば、半透明電極はアノードとして形成されており、従って半透明電極を正孔注入材料として使用することができる。反射性電極はカソードとして形成されている。それとは異なり、半透明電極をカソードとして形成し、従って半透明電極を電子注入材料として使用することもできる。その場合、反射性電極はアノードとして形成されている。アノード又はカソードとしての半透明電極及び反射性電極の形成は、特に、有機機能積層体の上述の構造に従う。
【００３３】
半透明電極は例えば透明導電性酸化物を有することができるか、又は半透明電極を透明導電性酸化物から形成することができる。透明導電性酸化物（transparent conductive oxides、略して「ＴＣＯ」）は透明な導電性の材料、通常は金属酸化物、例えば酸化亜鉛、酸化スズ、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化インジウム又は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。２元金属酸素化合物、例えばＺｎＯ，ＳｎＯ2又はＩｎ2Ｏ3の他に、３元金属酸素化合物、例えばＺｎ2ＳｎＯ4，ＣｄＳｎＯ3，ＺｎＳｎＯ3，ＭｇＩｎ2Ｏ4，ＧａＩｎＯ3，Ｚｎ2Ｉｎ2Ｏ5又はＩｎ4Ｓｎ3Ｏ12若しくは異なる透明導電性酸化物の混合物もＴＣＯのグループに属する。更には、ＴＣＯは必ずしも化学量論的な関係に対応しているものではなく、ＴＣＯをｐ型又はｎ型にドーピングすることもできる。
【００３４】
一つの別の有利な実施の形態によれば、半透明電極はＩＴＯを有しているか、又はＩＴＯから形成されている。特に、半透明電極は５０ｎｍ以上且つ２００ｎｍｍ以下の厚さを有することができる。その種の厚さの範囲では、半透明電極の可視スペクトル領域における透過率は８０％以上であり、また比抵抗ρは約１５０から５００μΩ・ｃｍの範囲にある。
【００３５】
一つの別の実施の形態によれば、反射性電極は、アルミニウム、バリウム、インジウム、銀、金、マグネシウム、カルシウム及びリチウム並びにそれらの化合物、組み合わせ及び合金から選択された金属を有している。特に、反射性電極はＡｇ，Ａｌ又はそれらとの合金、例えばＡｇ：Ｍｇ，Ａｇ：Ｃａ，Ｍｇ：Ａｌを有することができる。択一的又は付加的に、反射性電極は上述のＴＣＯ材料の内の一つを有することもできる。
【００３６】
更に、反射性電極が少なくとも二つ以上の層を有し、いわゆる二重層（Bi-Layer）電極又は多層（Multi-Layer）電極として形成されていても良い。例えば、反射性電極はこのために、有機層に対向して、３０ｎｍ以上且つ５０ｎｍ以下の厚さのＡｇ層を有することができ、そのＡｇ層上にはアルミニウム層が被着されている。反射性電極が、金属と金属の層の組み合わせ又は金属と多層の組み合わせの代わりに、少なくとも一つの金属層と組み合わされた一つ又は複数のＴＣＯ層を有することもできる。例えば、反射性電極はＴＣＯ層と銀層とが組み合わされたものを有することができる。例えば、二つのＴＣＯ層間に一つの金属層を配置することも可能である。その種の実施の形態においては、それらの層の内の一つの層又は複数の層を核形成層として形成することもできる。
【００３７】
更に、反射性電極が、反射率又は反射スペクトル領域を調整するための別の光学的な適合層を有することもできる。その種の光学的な適合層は、特に、単色放射型の有機発光層若しくは単色放射型の有機発光素子では有利である。このために、光学的な適合層は有利には導電性であることが望ましく、また例えば、ブラッグミラーのような配置構成で上下に重ねて配置されている一つ又は複数のＴＣＯ層を有することができる。
【００３８】
特に有利には、反射性電極は可視スペクトル領域において８０％以上の反射率を有している。
【００３９】
反射性電極を例えば物理気相成長法（ＰＶＤ：physical vapor deposition）、及び／又は、電子ビーム蒸着、及び／又は、スパッタリングによって形成することができる。
【００４０】
半透明電極と反射性電極との間の有機機能層、即ち少なくとも正孔伝導層、少なくとも一つの有機発光層及び電子伝導層は、有機ポリマー、有機オリゴマー、有機モノマー、非ポリマーの有機小分子若しくは小分子化合物（small molecules）又はそれらの組合せを有することができる。
【００４１】
一つの別の実施の形態によれば、少なくとも一つの有機発光層と反射性電極との間に配置されている電荷キャリア伝導層、即ち、上述の実施の形態の有機機能積層体の配置構成によれば電子伝導層又は正孔伝導層がドーパントを有している。特に、電荷キャリア伝導層は上述の間隔に対応する厚さを有している。そのような電荷キャリア伝導層の大きい厚さに基づき、ドーパントによって有利には導電性が高められ、ひいては有機発光素子の動作電圧が低く保たれる。
【００４２】
一つの別の実施の形態によれば、正孔伝導層は少なくとも一つの正孔注入層、正孔輸送層又はそれらの組み合わせを有している。特に、正孔輸送層又は正孔注入層には、分子化合物から成るドーピングされた層も、導電性ポリマーから成る層も該当する。特に正孔輸送層のための材料として、例えば第三級アミン、カルバゾール誘導体、導電性ポリアニリン又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分かった。更には、例えば以下の材料が適していると考えられる：
Ν，Ν’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ν，Ν’−ビス（フェニル）−ベンジジン（ＮＰＢ）、
Ν，Ν’−ビス（ナフタレン−２−イル）−Ν，Ν’−ビス（フェニル）−ベンジジン（β−ＮＰＢ）、
Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、
Ν，Ν’−ビス（３−メチルフェニル）−Ν，Ν’−ビス（フェニル）−９，９−スピロフルオレン（スピロ−ＴＰＤ）、
Ν，Ν’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ν，Ν’−ビス（フェニル）−９，９−スピロフルオレン（スピロ−ＮＰＢ）、
Ν，Ν’−ビス（３−メチルフェニル）−Ν，Ν’−ビス（フェニル）−９，９−ジメチル−フルオレン（ＤＭＦＬ−ＴＰＤ）、
Ν，Ν’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ν，Ν’−ビス（フェニル）−９，９−ジメチル−フルオレン（ＤＭＦＬ−ＮＰＢ）、
Ν，Ν’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ν，Ν’−ビス（フェニル）−９，９−ジフェニル−フルオレン（ＤＰＦＬ−ＴＰＤ）、
Ν，Ν’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ν，Ν’−ビス（フェニル）−９，９−ジフェニル−フルオレン（ＤＰＦＬ−ＮＰＢ）、
２，２’，７，７’−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−９，９’−スピロフルオレン（スピロ−ＴＡＤ）、
９，９−ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ビス−ビフェニル−４−イル−アミノ）フェニル］−９Ｈ−フルオレン（ＢＰＡＰＦ）、
９，９−ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ビス−ナフタレン−２−イル−アミノ）フェニル］−９Ｈ−フルオレン（ＮＰＡＰＦ）、
９，９−ビス［４−（Ν，Ν’−ビス−ナフタレン−２−イル−Ｎ，Ｎ’−ビス−フェニル−アミノ）−フェニル］−９Ｈ−フルオレン（ＮＰＢＡＰＦ）、
２，２’，７，７’−テトラキス［Ｎ−ナフタレニル（フェニル）−アミノ］−９，９−スピロフルオレン（スピロ−２ＮＰＢ）、
Ν，Ν’−ビス（フェナントレン−９−イル）−Ν，Ν’−ビス（フェニル）−ベンジジン（ＰＡＰＢ）、
２，７−ビス［Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−スピロ−ビフルオレン−２−イル）−アミノ］−９，９−スピロフルオレン（スピロ−Ｓ）、
２，２’−ビス［Ｎ，Ｎ−ビス（ビフェニル−４−イル）アミノ］−９，９−スピロフルオレン（２，２’−スピロ−ＤＢＰ）、
２，２’−ビス（Ｎ，Ｎ−ジ−フェニル−アミノ）−９，９−スピロフルオレン（スピロ−ＢＰＡ）
【００４３】
ドーパントとして、例えば、金属酸化物、金属有機化合物、有機材料又はそれらの混合物を使用することができ、例えば、ＷＯ3，ＭｏＯ3，Ｖ2Ｏ5，Ｒｅ2Ｏ7及びＲｅ2Ｏ5，ジ−ロジウム−テトラ−トリフルオロアセタート（Ｒｈ2（ＴＦＡ）4）又は等電子のルテニウム化合物Ｒｕ2（ＴＦＡ）2（ＣＯ）2又は芳香族機能基を有しているか、又は、芳香族有機材料である有機材料、例えば、顕著な数のフルオロ置換基及び／又はシアン化物（ＣＮ）置換基を有している芳香族材料を使用することができる。
【００４４】
小分子化合物を特に、真空中の熱蒸着（ＶＴＥ：vacuum thermal evaporation）又は物理気相成長（ＰＶＤ）によって、又は液相から被着させることができる。ポリマー材料を例えば液相から被着させることができるか、又は、小分子出発材料の結合によって半透明電極の表面に形成することができる。同様に、二つのアプローチを組み合わせて、液体を用いる方法によって被着された正孔注入層の上に、１０ｎｍから２０ｎｍの厚さを有している、ｐ型にドーピングされた正孔注入層の薄い層を蒸着させることも可能である。
【００４５】
正孔伝導層は有利には、１．６以上の屈折率、特に有利には１．６以上且つ１．９以下の範囲にある屈折率を有している。
【００４６】
一つの別の実施の形態によれば、発光層がエレクトロルミネセンス材料を有しており、また特に有利には、エレクトロルミネセンス層又はエレクトロルミネセンス積層体として形成されている。このための材料として、蛍光又は燐光に基づく放射を放出する材料、例えばポリフルオレン、ポリチオフェン又はポリフェニレン又はそれらの誘導体、化合物、混合物若しくはコポリマー、例えば２置換又は２，５置換されたポリ−ｐ−フェニレンビニレン、並びに金属錯体、例えばイリジウム錯体、例えば青色の燐光を発する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）、緑色の燐光を発するＩｒ（ｐｐｙ）３（トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムＩＩＩ）、赤色の燐光を発するＲｕ（ｄｔｂ−ｂｐｙ）３＊２（ＰＦ６）（トリス［４，４’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−（２，２’）−ビピリジン］ルテニウム（ＩＩＩ）錯体）、並びに、青色の燐光を発するＤＰＡＶＢｉ（４，４−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル）、緑色の燐光を発するＴＴＰＡ（９，１０−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ−（ｐ−トリル）−アミノ］アントラセン）、及び、赤色の燐光を発する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）が適している。
【００４７】
蛍光も燐光も示す材料も考えられる。更に、発光層の材料として、当業者には公知である、いわゆる一重項ハーベスト（Harvesting）又は三重項ハーベストも利用することができる。少なくとも一つの有機発光層の材料に依存して、この有機発光層は単色光、二色光又は多色光、例えば白色光を生成することができる。
【００４８】
一つの別の実施の形態によれば、正孔伝導層は少なくとも一つの正孔注入層、正孔輸送層又はそれらの組み合わせを有している。
【００４９】
電子伝導層に関しては、例えば以下の材料が適していると考えられる：
８−ヒドロキシキノリノラト−リチウム（Ｌｉｑ）、
２，２’，２’’−（１，３，５−ベンジントリイル）−トリス（１−フェニル−１−Ｈ−ベンゾイミダゾール）（ＴＰＢｉ）、
２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、
２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）、
４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）、
ビス−（２−メチル−８−キノリノラト）−４−（フェニルフェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、
１，３−ビス［２−（２，２’−ビピリジン−６−イル）−１，３，４−オキサジアゾ−５−イル］ベンゼン（Ｂｐｙ−ＯＸＤ）、
６，６’−ビス［５−（ビフェニル−４−イル）−１，３，４−オキサジアゾ−２−イル］−２，２’−ビピリジル（ＢＰ−ＯＸＤ−Ｂｐｙ）、
３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、
４−（ナフタレン−１−イル）−３，５−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール（ＮＴＡＺ）、
２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＮＢｐｈｅｎ）、
２，７，−ビス［２−（２，２’−ビピリジン−６−イル）−１，３，４−オキサジアゾ−５−イル］−９，９−ジメチルフルオレン（Ｂｂｙ−ＦＯＸＤ）、
１，３−ビス［２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾ−５−イル］ベンゼン（ＯＸＤ−７）
【００５０】
ドーパントとして、例えばアルカリ金属、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、金属有機化合物、分子ドーパント又はそれらの混合物、例えばＬｉ、Ｃｓ3Ｐｏ4、Ｃｓ2ＣＯ3、メタロセン、即ち、Ｍ（Ｃｐ）2の形で一つの金属Ｍと二つのシクロペンタジエニル基（Ｃｐ）を有している金属有機化合物、又は、金属−ヒドロピリミドピリミジン錯体を使用することができる。金属には例えばタングステン、モリブデン及び／又はクロムを含むことができるか、又は金属は例えばタングステン、モリブデン及び／又はクロムである。
【００５１】
例えば、電子伝導層は電子輸送層を有することができ、この電子輸送層は例えば２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）又は４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）を有している。この材料は有利には、Ｌｉ，Ｃｓ2ＣＯ3，Ｃｓ3Ｐｏ4又は分子ドーパントから選択されているドーパントを有することができる。
【００５２】
有機正孔伝導層、少なくとも一つの有機発光層及び有機電子伝導層に付加的に、一つ又は複数の別の有機層を有機機能積層体内に設けることもできる。特に、例えば電子伝導層と発光層との間に正孔ブロック層を配置することができる。また、正孔伝導層と発光層との間に電子ブロック層を配置することもできる。
【００５３】
本発明者は、有機機能積層体の内の複数の有機層、特に５ｎｍ以上の厚さを有している有機層が可視スペクトル領域において、即ち４５０ｎｍよりも大きい波長に対して０．００５以下の吸収係数ｋを有している場合には特に有利であることを確認した。特にこのことは、例えば３５０ｎｍまでの厚さの正孔輸送層を有することができる正孔伝導層についても当てはまる。
【００５４】
一つの別の実施の形態によれば、正孔伝導層と電子伝導層との間に、少なくとも一つの有機発光層として複数の発光層が配置されている。その場合、複数の発光層が一つの積層体を形成することができる。更に、隣接する発光層間に電子伝導層及び正孔伝導層をそれぞれ一つ配置することもできる。有機発光素子は特に、半透明電極と反射性電極との間において、少なくとも二つ以上の機能積層体ユニットを有することができ、それらの機能積層体ユニットはそれぞれ少なくとも一つの有機電子伝導層と、有機正孔伝導層と、その間に配置されている有機発光層とを有している。積層体ユニットの電子伝導層が隣接する積層体ユニットの正孔伝導層に接しているか、又はその逆となるように機能積層体ユニットを直列に接続することができる。電子伝導層と正孔伝導層を隣接させて、またそれらの層間に電荷キャリア生成領域として機能する非ドーピング層が配置されているように組み合わされたものを、「電荷生成層（ＣＧＬ：charge generation layer）」と称することもできる。
【００５５】
単一の発光層又は複数の発光層の形態の少なくとも一つの有機発光層は特に有利には、狭い波長領域又は広い波長領域の可視光、即ち単色光又は多色光又は例えば白色光を放出することができる。このために、少なくとも一つの有機発光層は、単一の層又は複数の発光層の形態で、一つ又は複数の有機発光材料を有することができる。種々の有機発光材料を組み合わせることによって、少なくとも一つの発光層において多色光又は白色光を生成することができる。
【００５６】
複数の有機発光層が設けられている場合、特に複数の積層体ユニットが上下に重なって配置されている場合には、有機発光層が有利には以下の組み合わせの内の一つとして設けられていると考えられる：
−複数の発光層の内の一方の発光層は赤色及び緑色の光を放出し、他方の発光層は青色の光を放出する。
−全てが白色光を放出する、少なくとも二つ又は三つの発光層が設けられている。
−少なくとも三つの発光層が設けられており、それらの発光層の内の一つが赤色光、黄色光及び青色光を放出する。
−少なくとも三つの発光層が設けられており、それらの発光層の内の一つが赤色光及び緑色光を放出し、二つの発光層が青色光を放出する。その場合、青色光を放出する層も、赤色光及び緑色光を放出する層も、基板から見て例えば一番下又は一番上の発光層を形成することができる。
【００５７】
ここで説明する有機発光素子の有機層は、上述の実施の形態に応じて、少なくとも２５０ｎｍの総厚を有することができる。複数の発光層が設けられている場合、特に複数の機能積層体ユニットが上下に重なって配置されている場合には、有機層の総厚は１μｍまでになる。
【００５８】
ここで説明する有機発光素子は、少なくとも一つの有機発光層と反射性電極との間の１５０ｎｍ以上の間隔によって、上述のプラズモン損失経路の効果的な抑制を達成することができ、これによって、特に、半透明基板と半透明電極との間の光学出力層と協働して、公知のＯＬＥＤに比べて効率を高めることができる。光学出力層及び半透明電極が上述の屈折率を有している場合には特に有利である。
【００５９】
更なる利点、有利な実施の形態及び発展形態は、図面を参照しながら以下において説明する複数の実施例より明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１Ａ】一つの実施例による有機発光素子の概略図を示す。
【図１Ｂ】別の実施例による有機発光素子の概略図を示す。
【図２】従来のＯＬＥＤの活性層において生成される放射束の出力経路及び損失経路での相対的割合を概略的に示す。
【図３】別の実施例による有機発光素子の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
種々の実施例及び図面において、同一、同種又は同様に機能する構成要素に対してはそれぞれ同一の参照番号を付している。図示されている構成要素及びそれらの構成要素相互間の大きさの比率は縮尺通りではなく、むしろ個々の構成要素、例えば層、構成部材、構成素子及び領域は図面を見やすくするため、及び／又は、より良い理解のために過度に大きく示している場合もある。
【００６２】
図１には、有機発光素子１００の一実施例が示されている。この有機発光素子１００は基板１を有しており、その基板１上には光学出力層２が被着されている。光学出力層２の上方には、半透明電極３及び反射層７が被着されている。半透明電極３と反射層７との間には、有機正孔伝導層４と、少なくとも一つの有機発光層５と有機電子伝導層６とを含む、複数の有機機能層から成る有機機能積層体が配置されている。
【００６３】
有機発光素子は、いわゆる「ボトムエミッタ」として形成されており、またそのためにガラスから成る半透明基板を有している。それとは異なり、基板１が別の半透明材料、例えばプラスチック又はガラス・プラスチック積層板を有することができるか、又は基板１をそのような材料から形成することができる。
【００６４】
光学出力層２は効率的に光を出力するために、有機機能層及び半透明電極３の、層厚で重み付けられた平均屈折率以上の屈折率を有している。これに関して光学出力層２は、図示されている実施例において、やはりガラスを有しており、特に約１．９の屈折率を有している高屈折性ガラスから成るガラスを有している。それとは異なり、光学出力層２が上記において挙げたようなポリマー材料を基礎としていても良い。
【００６５】
更に出力層２は、ガラス材料内に分散されている、粒子又は孔の形態の散乱中心部を有しており、その散乱中心部はガラス材料よりも高い屈折率、又はガラス材料よりも低い屈折率を有している。散乱中心部が孔の形態の場合には、それらの孔を例えば空気で充填することができる。他方、粒子としては例えばＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2及び／又はＡｌ2Ｏ3を使用することができる。上記において述べたように、光学出力層２によって、半透明電極３において、又は有機層、特に正孔伝導層４において伝導される光の少なくとも一部を有機発光素子１００から基板１を介して出力することができる。
【００６６】
電極３，７及び有機層４，５，６の上方には、更に、カプセル化部が配置されているが、ここでは見易くするために図示していない。カプセル化部を例えば、上記において述べたように、ガラスカバーの形態で、又は有利には、薄膜カプセル化部の形態で実施することができる。
【００６７】
更には、特に光学出力層２がポリマーを有している場合には、上記において述べたように、その光学出力層２の上、且つ、半透明電極３の下に薄膜カプセル化部として形成されているカプセル化部も形成されていることが必要になる。
【００６８】
半透明電極３は１．６以上の屈折率、有利には１．７以上且つ２．１以下の屈折率を有している。更に、半透明電極３の厚さ及び材料は、４５０ｎｍから６４０nmの可視スペクトル領域における吸収係数が０．００５以下であるように選定されている。特に、半透明電極３の透過率は可視スペクトル領域において８０％以上である。
【００６９】
このために図示されている実施例においては、半透明電極が５０ｎｍ以上且つ２００ｎｍ以下の厚さを有するインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から成る。これによって、１５０μΩ・ｃｍ以上且つ５００μΩ・ｃｍ以下の範囲にある半透明電極３の比抵抗を達成することができ、ひいては、半透明電極３の十分に高い導電率を保証することができる。
【００７０】
正孔伝導層４は、３５０nmまでの厚さを有することができる、少なくとも一つの正孔輸送層を有している。更に、正孔伝導層４は、正孔輸送層と半透明電極３との間に、数１０ｎｍの範囲の厚さを有することができる正孔注入層を有することができる。正孔輸送層も正孔注入層も、上記において述べたような材料、例えば小分子化合物（「small molecules」）又はポリマーからなるもので良い。
【００７１】
少なくとも一つの有機発光層５は、少なくとも一つの有機材料を有しており、その有機材料は、電極３及び７の概略的に示されている結線によって示唆されているような有機発光素子１００の動作時に、可視波長領域にある光を放出する。有機発光層５は、上記において述べたような材料の内の一つ又は複数の材料を有することができる。
【００７２】
図示されている実施例において、電子伝導層６は、反射性電極７に直接的に接するように配置されており、且つ、１５０ｎｍ以上の厚さ、有利には１８０ｎｍ以上の厚さを有している。これによって、少なくとも一つの有機発光層５は、反射性電極７まで１５０ｎｍ以上の間隔、有利には１８０ｎｍ以上の間隔を有している。有機機能積層体における一般的な屈折率を考慮して、特に有利には、少なくとも一つの発光層５と反射性電極との間の光路長は６００ｎｍの波長において、１．６・１５０ｎｍ以上且つ１．８・２２５ｎｍ以下である。特に、その間隔に関して、１５０ｎｍ以上且つ２２５ｎｍ以下の範囲、有利には１８０ｎｍ以上且つ２２０ｎｍ以下の範囲が特に有利であることが分かった。
【００７３】
上述の厚さにおいて電子伝導層６の十分に高い伝導率を保証するために、電子伝導層６は導電性ドーピングされている。図示されている実施例において、電子伝導層は電子輸送層を有しており、この電子輸送層はマトリクス材料ＢＣＰ又はＢＰｈｅｎを有している。マトリクス材料はＬｉ、Ｃｓ2ＣＯ3、Ｃｓ3Ｐｏ4でドーピングされているか、又は分子ドーパントを介してドーピングされている。
【００７４】
更に、電子伝導層６は電子輸送層と反射性電極７との間に電子注入層を有している。電子伝導層６の上述の厚さは、電子注入層及び電子輸送層の総厚に関連する。更に、例えば、有機発光層５と電子伝導層６との間には、少なくとも一つの別の有機層、例えば正孔ブロック層を配置することができる。有機発光層５と反射性電極との間に配置されている全ての有機機能層の総厚は、有機発光層５と反射性電極７との間の上述の間隔が達成されるように選定されている。
【００７５】
図示されている実施例において、反射性電極は金属から成り、また特にＡｇ、Ａｌ若しくは、Ａｇ：Ｍｇ、Ａｇ：Ｃａ又はＭｇ：Ａｌのような合金を有している。それとは異なり、反射性電極７が少なくとも二つ以上の金属層を有していること、又は、一つ又は複数の金属層と組み合わされた一つ又は複数のＴＣＯ層を有していることも考えられる。例えば、反射性電極７は、例えばブラッグミラーのように構成を有しているＴＣＯ積層体から成る光学適合層も有することができ、それにより、反射性電極７の反射率を発光層５の放射スペクトルに適合させることができる。反射性電極７は可視スペクトル領域において８０％以上の反射率を有している。
【００７６】
有機機能積層体の有機層、特に５ｎｍ以上の厚さを有している有機層が可視スペクトル領域において、即ち４５０ｎｍよりも大きい波長に対して０．００５以下の吸収係数ｋを有している場合には特に有利である。
【００７７】
図１Ａに図示されている層の他に、更に別の有機層、例えば、電子ブロック層を発光層と正孔伝導層４との間に設けることもできる。
【００７８】
図１Ｂには有機発光素子１０１に関する別の実施例が示されており、この実施例では、前述の実施例とは異なり、有機発光積層体の層の順序が逆になっており、従って、半透明電極３上には電子伝導層６が配置されており、電子伝導層６の上には少なくとも一つの有機発光層５が配置されており、少なくとも一つの有機発光層５の上には有機正孔伝導層４が配置されているので、この実施例においては、正孔伝導層４が少なくとも一つの有機発光層５と反射性電極７との間に配置されている。
【００７９】
素子１０１のそれらの層の材料を、図１Ａの実施例と同様に、また上記において述べたものと同様に実施することができる。図１Ａの実施例のように、図１Ｂの有機発光素子１０１は、少なくとも一つの発光層５と反射性電極との間に、同様に１５０ｎｍ以上の間隔を有することができる。
【００８０】
図示されている実施例における発光層５と反射性電極７との間の、ここで述べる１５０ｎｍ以上の非常に大きい間隔は、光学出力層２と協働して、公知のＯＬＥＤに比べて効率を著しく高める。このことは特に、図２と関連させて明らかになる。この図２においては、光学出力層が設けられていないか又は他の光を出力させるための措置が講じられていない、標準ガラス基板上の従来の緑色発光ＯＬＥＤのシミュレーションを基礎としており、また発光層と反射性電極との間に配置されている一つ又は複数の層の厚さＤ（これは反射性電極と発光層との間の間隔に相当する）に依存する、発光層において生成される光の出力経路及び損失経路の相対的な割合Ｌが示されている。出力経路及び損失経路の図示されている相対的な割合は、ここで説明する実施例に限定されるものではないと解され、また個々の構成要素の構造及び材料の選択に応じて変化すると考えられる。
【００８１】
領域２１は、半透明基板から出力される光の相対的な割合を表している。領域２２は、ガラス基板内の伝達によって案内される光の相対的な割合に対応する。領域２３は、有機層、半透明電極及び基板内での吸収によって失われる光の相対的な割合を表している。領域２４は、半透明電極内の伝達及び有機層内の伝達、例えば図１Ａに示したものと同じ層の順序の場合には特に正孔伝導層内の伝達によって案内される光の相対的な割合を表している。領域２５は、表面プラズモンから反射性電極への入力を介して失われる割合を表している。
【００８２】
基板から出力される光２１の相対的な割合は、Ｄの値が１５０ｎｍを超えると僅かに上昇し、それに対し、主軸においてはＤの値が大きくなるに連れ、プラズモンの入力によって惹起される損失経路、即ち領域２５が著しく減少し、それによって、有機層及び半透明電極内を案内される光の相対的な割合が上昇する。特に、Ｄの値が１５０ｎｍ以上のプラズモン損失チャネルの割合２５は１０％未満である。
【００８３】
ここで説明する有機発光素子において付加的に設けられている光学出力層２によって、特に、有機発光層５と反射性電極７の間隔が１５０ｎｍ以上である場合に優勢になる、半透明電極３及び有機層内を案内される光の割合を、少なくとも部分的に出力することができる。これによって、ここで説明する有機発光素子に関して光出力が高められ、従って、効率も顕著に高めることができる。
【００８４】
図３には、有機発光素子１０２に関する別の実施例が示されており、この実施例は、図１Ａの実施例の修正形態を表しており、その図１Ａに示した実施例とは異なり、複数の発光層を有している。ここではそれらの発光層の内、層５１及び５ｎが示されている。それらの層５１及び５ｎの間には別の発光層を設けることもできる。各発光層５１，５ｎは正孔伝導層と電子伝導層との間に配置されているので、例えば、図３に示した発光層５１は正孔伝導層４と電子伝導層６１との間に設けられている。
【００８５】
有機発光素子１０２は従って、複数の機能積層体ユニットを有しており、それらの機能積層体ユニットは半透明電極３と反射性電極７との間に直列に配置されており、相互に隣接している正孔伝導層及び電子伝導層との間に、つまり例えば図３において見て取れる電子伝導層６１とそれに隣接する正孔伝導層４１との間に、いわゆる「電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）」８が配置されており、この電荷発生層８はいわゆる電荷キャリアペア発生ゾーンとして使用され、それによって有機積層体の直列電圧を低減することができる。例えばＣＧＬはｐ型にドーピングされた層及びｎ型にドーピングされた層を有しており、それらの層の間にはドーピングされていない中間層、例えば金属酸化物から成る層が配置されている。
【００８６】
一番上の電子伝導層６は、図１Ａの実施例におけるものと同様に、反射性電極７に直接的に隣接して配置されており、また上述の実施例と関連させて説明したような厚さを有しているので、その結果、図３に示した一番上の電極、従って反射性電極７の一番近くに配置されている発光層５ｎと反射性電極７との間の間隔は１５０ｎｍ以上であり、従って反射性電極７におけるプラズモン励起が可能な限り抑制される。
【００８７】
ここで図示した実施例の有機層は、個々の機能積層体ユニットに対して少なくとも２５０ｎｍの厚さを有しているので、図３における積層構造は１μｍまでの総厚を有することができる。特に有利には、有機発光素子１０２の積層構造の発光層５１，５ｎは赤色、緑色、青色及び／又は白色から成る混色光を放出する。赤色／緑色及び青色を放出するか、又はいずれも白色を放出する二つの発光層を備えている構造、若しくは、全てが白色を放出するか、赤色、緑色及び青色を発光するか、又は、赤色／緑色並びに青色及び青色を放出する三つの発光層を備えている構造が特に有利である。
【００８８】
図３に示されている有機層の順序とは異なり、図３の実施例の有機積層体の構造を図１Ｂの実施例のように反対にすることもできる。
【００８９】
本発明は実施例に基づいた説明によって制限されるものではない。むしろ本発明はあらゆる新規の特徴並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組み合わせ各々が含まれ、このことはそのような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当てはまる。
【図１Ａ】
2015502006.tif 000003
【図１Ｂ】
2015502006.tif 000004
【図２】
2015502006.tif 000005
【図３】
2015502006.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月13日(2014.6.13)
【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】
有機発光素子において、
半透明基板（１）と、半透明電極（３）と、複数の有機機能層を備えている有機機能積層体と、反射性電極（７）とを有しており、
前記半透明基板（１）の上には光学出力層（２）が被着されており、
前記半透明電極（３）は前記出力層（２）の上に設けられており、
前記有機機能層には、前記半透明電極（３）の上に設けられている有機正孔伝導層（４）と、該正孔伝導層（４）の上に設けられている、少なくとも一つの有機発光層（５）と、有機電子伝導層（６）とが含まれており、
前記少なくとも一つの有機発光層（５）は、前記反射性電極（７）まで１５０ｎｍ以上の間隔を有しており、
前記有機機能積層体は、５ｎｍよりも厚く、且つ、４５０ｎｍよりも大きい波長に対して０．００５以下の吸収係数ｋを有している少なくとも一つの有機機能層を有している、及び／又は、
前記反射性電極（７）と前記少なくとも一つの発光層（５）との間に配置されている前記電子伝導層（６）又は前記正孔伝導層（４）はドーピングされている、
ことを特徴とする、有機発光素子。
【請求項２】
有機発光素子において、
半透明基板（１）と、半透明電極（３）と、複数の有機機能層を備えている有機機能積層体と、反射性電極（７）とを有しており、
前記半透明基板（１）の上には光学出力層（２）が被着されており、
前記半透明電極（３）は前記出力層（２）の上に設けられており、
前記有機機能層には、前記半透明電極（３）の上に設けられている少なくとも一つの有機電子伝導層（６）と、該電子伝導層（６）の上に設けられている、少なくとも一つの有機発光層（５）と、有機正孔伝導層（４）とが含まれており、
前記少なくとも一つの有機発光層（５）は、前記反射性電極（７）まで１５０ｎｍ以上の間隔を有しており、
前記有機機能積層体は、５ｎｍよりも厚く、且つ、４５０ｎｍよりも大きい波長に対して０．００５以下の吸収係数ｋを有している少なくとも一つの有機機能層を有している、及び／又は、
前記反射性電極（７）と前記少なくとも一つの発光層（５）との間に配置されている前記電子伝導層（６）又は前記正孔伝導層（４）はドーピングされている、
ことを特徴とする、有機発光素子。
【請求項３】
６００ｎｍの波長において、前記少なくとも一つの発光層（５）と前記反射性電極（７）との間の光路長は１．６・１５０ｎｍ以上且つ１．８・２２５ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載の素子。
【請求項４】
前記少なくとも一つの発光層（５）と前記反射性電極（７）との間の前記間隔は１８０ｎｍ以上且つ２２５ｎｍ以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の素子。
【請求項５】
前記少なくとも一つの発光層（５）から前記反射性電極（７）までの前記間隔は、前記少なくとも一つの発光層（５）において生成された放射束のうちの、プラズモンの形態で前記反射性電極（７）に入力される相対的な割合が１０％以下であるように選定されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の素子。
【請求項６】
５ｎｍよりも厚く、且つ、４５０ｎｍよりも大きい波長に対して０．００５以下の吸収係数ｋを有している前記少なくとも一つの有機機能層は、厚さが３５０ｎｍまでの正孔輸送層を有している正孔伝導層である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の素子。
【請求項７】
前記半透明電極（３）は、４５０ｎｍよりも大きい波長に対して、０．００５以下の吸収係数ｋを有しており、且つ、可視スペクトル領域において８０％以上の総透過率を有している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の素子。
【請求項８】
前記反射性電極（７）は可視スペクトル領域において８０％以上の反射率を有している、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の素子。
【請求項９】
前記光学出力層（２）は、前記有機機能層及び前記半透明電極（３）の、層厚で重み付けられた平均屈折率以上の屈折率を有している、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１０】
前記光学出力層（２）は光散乱性である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１１】
前記光学出力層（２）は、屈折率が１．８以上、特に１．８５以上の材料を有しており、該材料内に散乱中心部が分散されて配置されている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１２】
前記有機機能積層体は、
−前記電子伝導層（６）と前記少なくとも一つの発光層（５）との間の正孔ブロック層、
−前記正孔伝導層（４）と前記少なくとも一つの発光層（５）との間の電子ブロック層、
から選択されている、少なくとも一つの別の有機層を更に有している、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１３】
前記正孔伝導層（４）と前記電子伝導層（６）との間に、複数の発光層（５１，５ｎ）が配置されている、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１４】
前記半透明電極（３）は１５０μΩ・ｃｍ以上且つ５００μΩ・ｃｍ以下の比抵抗を有している、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１５】
前記反射性電極と前記少なくとも一つの有機発光層との間には、非放射性の有機機能層のみが設けられている、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１６】
前記反射性電極まで１５０ｎｍ以上の間隔を有している前記少なくとも一つの有機発光層は、前記有機機能積層体において前記反射性電極の一番近くにある発光層である、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１７】
前記有機発光素子は、前記半透明電極と前記反射性電極との間において、少なくとも二つ以上の機能積層体ユニットを有しており、該機能積層体ユニットはそれぞれ少なくとも一つの有機電子伝導層と、有機正孔伝導層と、該有機電子伝導層と該有機正孔伝導層との間に配置されている有機発光層とを有している、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の素子。
【国際調査報告】
2015502006.tif 000007
2015502006.tif 000008
2015502006.tif 000009
2015502006.tif 000010