JP5645966B2 - 輝度が均一なオプトエレクトロニクス装置 - Google Patents

Description

本発明は、オプトエレクトロニクス装置、例えば有機発光ダイオード又はエレクトロクロミック装置に関する。

有機発光ダイオード（OLED：organic light emitting diode）は、電気的なエネルギから電磁放射を生成するルミネセンス放射器である。ＯＬＥＤは少なくとも一つの有機活層を備えており、この有機活性層において電磁放射が生じる。活性層はアノードとカソードとの間に配置されている。電位が印加されると、アノードは正孔を活性層に注入し、他方ではカソードは電子を注入する。注入された正孔及び電子はそれぞれ（外部から印加される電界の影響を受けながら）反対側の荷電された電極に向かって移動し、活性層内での再結合時にエレクトロルミネセンス放射を生成する。

エレクトロクロミック装置は典型的には、同様にアノードとカソードとの間に埋め込まれている活性層のための固い支持体を備えている。直流電圧がアノード及びカソードを介して印加されている場合、活性層内には色変化が生じる。幾つかの用途に関してアノード、カソード及び活性層は透明である。つまりエレクトロクロミック層を例えば、自動車のフロントガラス又はミラーにおける防眩として使用することができる。

その種の電気光学的な装置において、アノードもしくはカソードの固有の抵抗に起因して、それぞれの電極に沿って横方向電圧が降下することは問題である。横方向電圧とは、電極（アノード又はカソード）のコンタクト端子から離れる方向における電圧の経過を意味している。これによって、例えばＯＬＥＤにおいては不均一な透過性が生じる。エレクトロクロミック装置では不均一な色画像が生じる。いずれの作用も不所望なものであり、可能な限り抑制されることが望ましい。

本発明が基礎とする課題は、可能な限り均一な電圧を活性層に印加するオプトエレクトロニクス装置を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部分に記載されている構成を備えているオプトエレクトロニクス装置によって解決される。

このオプトエレクトロニクス装置の発展形態及び有利な実施の形態は従属請求項に記載されている。

実施例の説明
オプトエレクトロニクス装置の種々の実施の形態は、第１の導電部及び第２の導電部を備えている。第２の導電部は第１の電気的な端子に接続されている。第１の導電部と第２の導電部との間には、放射を放出するための機能層が配置されている。第２の導電部は第１の導電率を有しており、この第１の導電率は第２の導電部の長さにわたり第１の電気的な端子から離れる方向において単調に変化する。

導電部は電荷の機能層への供給及び注入に使用される。導電部は積層体の形態の適切な構造、コンタクト、コンタクト材料、無機又は有機の電荷輸送層などを有していることが多い。導電部は金属、例えばＡｇないし金属化合物を含有することができる。複数の導電部の内の少なくとも一つを透明な導体部として構成することができる。透明な導体部は透明な導電性酸化物（transparent conductive oxideないしTCO）を含有することができる。ＴＣＯは通常の場合、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。ＳｎＯ₂及びＩｎ₂Ｏ₃も含まれる２成分の金属酸素化合物の他に、３成分の金属酸素化合物、例えばＺｎ₂ＳｎＯ₄，ＣｄＳｎＯ₃，ＺｎＳｎＯ₃，ＭｇＩｎ₂Ｏ₄，ＧａＩｎＯ₃，Ｚｎ₂Ｉｎ₂Ｏ₅又はＩｎ₄Ｓｎ₃Ｏ₁₂若しくは種々の透明導電性酸化物の混合物もＴＣＯ群に含まれる。更には、ＴＣＯは必ずしも化学量論的な組成に対応していなければならないのではなく、高い導電率を達成するために、ｐドープ又はｎドープされていても良い。導電部は高導電性の有機材料、例えばポリエチレンジオキシチオフェン（「PEDOT」）、又はドープされた有機層を含むことができる。有機導電層との関係において、術語「ドープ」は有機層の部分的な酸化ないし還元を表す。前述の全ての材料を相互に適切に組み合わせて、第１の導電部又は第２の導電部内に設けることもできる。

幾つかの実施の形態においては、機能層が有機発光層を含んでいる。従って、オプトエレクトロニクス装置は有機エレクトロルミネセンス素子ないしＯＬＥＤを形成する。

幾つかの実施の形態においては、第２の導電部はコンタクト層を含んでいる。幾つかの実施例においては、コンタクト層に一定の面導電率を備えさせ、コンタクト層の厚さをこのコンタクト層の長さにわたり、第１の電気的な端子から離れる方向において単調に変化させることができる。コンタクト層は通常の場合、一定の比抵抗、従って一定の面抵抗を有しているので、層厚と共にそれぞれの局所的な導電率も変化する。

幾つかの実施の形態においては、第２の導電部は電荷輸送層を含む。電荷輸送層はドープされた有機半導体材料を含有することができる。幾つかの実施の形態においては、ドープされた有機半導体材料のドーパント濃度は第１の電気的な端子から離れる方向において単調に変化する。それと同時に、ドープによって電荷輸送層の導電率が調整される。第２の導電部における導電率プロフィールは、電荷輸送層におけるドーパント濃度のプロフィール（ドーパントプロフィール）に依存する。

幾つかの実施の形態においては、第１の導電率は第１の電気的な端子から離れる方向において大きく単調に変化する。通常の場合、第１の導電率は第２の電気的な端子から離れる方向において低下する。

幾つかの実施の形態においては、第２の導電部はカソードを形成する。第１の導電率は電子導電率に対応する。

幾つかの実施の形態においては、第１の導電部は第２の電気的な端子に接続されている。第１の導電部は第２の導電率を有しており、この第２の導電率は第１の導電部の長さにわたり第２の電気的な端子から離れる方向において単調に変化する。第１の導電部はアノードを形成する。第２の導電率は正孔導電率に対応する。

以下では、オプトエレクトロニクス装置の種々の実施例を図面に基づき詳細に説明する。図中、参照番号の最初の数字は、その参照番号が最初に使用される図面の番号を表す。同一の参照番号は同種又は同様に作用する素子又は特性に関して全ての図面において使用される。

オプトエレクトロニクス装置の平面図を示す。 切断面Ａ−Ａに沿った、図１による公知のオプトエレクトロニクス装置の断面図を示す。 オプトエレクトロニクス装置の等価回路図を示す。 切断面Ａ−Ａに沿った、図１によるオプトエレクトロニクス装置の第１の実施例の断面図を示す。 図４による第１の実施例の第１の構成を示す。 図５ａの第１のコンタクト層を形成するための第１の方法を示す。 図５ａの第１のコンタクト層を形成するための第２の方法を示す。 図４による第１の実施例の第２の構成を示す。 図２による公知のオプトエレクトロニクス装置の輝度分布のシミュレーションを示す。 図４によるオプトエレクトロニクス装置の第１の実施例の輝度分布のシミュレーションを示す。 切断面Ａ−Ａに沿った、図１によるオプトエレクトロニクス装置の第２の実施例の断面図を示す。 第２のオプトエレクトロニクス装置の平面図を示す。 切断面Ａ−Ａに沿った、図１０による第２のオプトエレクトロニクス装置の断面図を示す。 第３のオプトエレクトロニクス装置の平面図を示す。 切断面Ａ−Ａに沿った、図１２による第３のオプトエレクトロニクス装置の断面図を示す。

図面の詳細な説明
図１は、オプトエレクトロニクス装置の一つの実施例を示す。オプトエレクトロニクス装置１００は例えばエレクトロルミネセンス装置である。オプトエレクトロニクス装置１００は第１の上面を有しており、この第１の上面には第１のコンタクト層１０２が設けられている。第１のコンタクト層１０２は第１の端子１０４と接続されている。この接続は第１の電極１０６を介して行なわれる。図示されているオプトエレクトロニクス装置１００の実施例において、第１の電極１０６はカソードの一部である。オプトエレクトロニクス装置１００のアノードは第２の端子１０８と接続されており、且つ第２の電極１１０を有している。第２の電極１１０は第２のコンタクト層に直接的に接しており、この第２のコンタクト層はオプトエレクトロニクス装置１００の第１のコンタクト層１０２側とは反対側の上面を覆っている。第２のコンタクト層は図１には図示していない。以下では、オプトエレクトロニクス装置１００の構造を切断面Ａ−Ａに沿った断面図に基づき詳細に説明する。相互に対向している第１の電極１０６及び第２の電極１１０は、図示を簡略化するために、第１の端子１０４又は第２の端子１０８の一部と見なされる。

図２は、切断面Ａ−Ａに沿った、図１による公知のオプトエレクトロニクス装置の断面図を示す。オプトエレクトロニクス装置１００は基板２００を有しており、この基板２００上には積層体が設けられている。典型的には、基板２００は透明な支持体、例えばガラス又はシート、例えば可撓性のプラスチックシートである。基板２００上には第２のコンタクト層２０２が設けられている。第２のコンタクト層２０２もオプトエレクトロニクス装置１００から放出される放射の範囲において透明である。このために第１のコンタクト層２００は適切な透明導電性材料、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）のような透明導電性酸化物を含有している。第２のコンタクト層２０２上には第１の電荷輸送層２０４が設けられている。第２のコンタクト層２０２及び第１の電荷輸送層２０４は、オプトエレクトロニクス装置１００の第１の導電部２０６を形成している。図示されている実施例においては、第１の導電部２０６はオプトエレクトロニクス装置１００のアノードである。相応に、第１の電荷輸送層２０４は正孔の移動度が高い材料を含有している。

第１の導電部２０６上には機能層２０８が設けられている。機能層２０８の内部では、この機能層２０８に電圧が印加されると、放出される放射が生成される。機能層２０８はエレクトロルミネセンス材料を含有している。例えばエレクトロルミネセンス材料は、蛍光又は燐光を放射するための適切なポリマーを有することができる。択一的に、蛍光又は燐光を放出する有機小分子を有機エレクトロルミネセンス層として使用することができる。

機能層２０８上には第２の電荷輸送層２１０が設けられており、この第２の電荷輸送層２１０の上にも第１のコンタクト層１０２が設けられている。第２の電荷輸送層２１０及び第１のコンタクト層１０２は、発光装置１００の第２の導電部２１２を形成している。図示されている実施例においては、第２の導電部２０６は発光装置１００のカソードである。

第１の導電部２０６は第２の端子１０８と接続されている。第２の導電部２１２は第１の端子１０４と接続されている。第１の端子１０４及び第２の端子１０８はオプトエレクトロニクス装置１００への電流供給に使用される。このために、第１の端子１０４及び第２の端子１０８はエネルギ源に接続されている。例えば、第１の端子１０４及び第２の端子１０８は定電流源、例えばバッテリ又はドライバ回路に接続されている。

図３は、オプトエレクトロニクス装置１００の等価回路図を示す。第１のコンタクト層１０２は実質的に、横方向及び垂直方向における高い導電率を有している。第１のコンタクト層１０２は第１の端子１０４に接続されている。第１のコンタクト層１０２の真性の抵抗は、横方向の長さにおいて、第１の抵抗３００と第２の抵抗３０２と第３の抵抗３０４とから成る直列回路として表される。通常の場合、第１のコンタクト層１０２は金属、例えばＡｌを含有している。同様に、第１のコンタクト層１０２は透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Transparent Conductive Oxide）、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）を含有していても良い。第１の抵抗３００、第２の抵抗３０２及び第３の抵抗３０４はオーム抵抗としてモデリングされる。

同様のことが、第２の端子１０８に接続されている第２のコンタクト層２０２にも当てはまる。第２のコンタクト層２０２の導電率は、第４の抵抗３０６と第５の抵抗３０８と第６の抵抗３１０とから成る直列回路によって表される。

第１のコンタクト層１０２と第２のコンタクト層２０２との間においては、電流がオプトエレクトロニクス装置内を実質的に垂直方向に流れる。ここでは電流が第１の電荷輸送層２０４、機能層２０８及び第２の電荷輸送層２１０を流れる。第１の電荷輸送層２０４は電子輸送層（ＥＴＬ：electron transport layer）とも称される。この第１の電荷輸送層２０４はｎドープされた導電性の有機又は無機の材料を含有することができる。第２の電荷輸送層２０４は正孔輸送層（ＨＴＬ：hole transport layer）とも称される。この第２の電荷輸送層２１０はｐドープされた導電性の有機又は無機の材料を含有することができる。両電荷輸送層に対して適切な真性の層、即ちドープされていない層を使用することもできる。通常の場合、両電荷輸送層は垂直方向のオーム抵抗を有している。

機能層２０８は非オーム特性を有している。このことは、機能層２０８に印加される電圧（Ｖ）と機能層を流れる電流（Ｉ）との間に線形の関係性が存在しないことを意味している。機能層が例えばｐｎ接合部を有している場合には、その特性はダイオードの特性、ｌｏｇ（Ｉ）∝Ｖに相当する。

有機ルミネセンスダイオードでは機能層２０８が例えば有機エレクトロルミネセンス材料を含有しており、この有機エレクトロルミネセンス材料は電位が印加されると光を発する。有機エレクトロルミネセンス材料は例えばポリマーである。蛍光又は燐光を放出する有機小分子も有機エレクトロルミネセンス材料として使用することができる。この場合には、電荷輸送はホッピングプロセス又はトンネリングプロセスを介して行なわれる。印加される電圧（Ｖ）と機能層２０８を流れる電流（Ｉ）との関係を、電子管のＩ−Ｖ特性に応じて、即ちＩ∝Ｖ^2/3に応じて表すことができる。

オプトエレクトロニクス装置の種々の層平面のこの特性に応じて、オプトエレクトロニクス装置を垂直方向においては、オーム抵抗と、ダイオードのような非線形素子と、別のオーム抵抗とから成る直列回路によって表すことができる。オプトエレクトロニクス装置の横方向の長さに基づき、垂直方向における電流を複数のその種の直列回路から成る並列回路によってモデリングすることができる。

相応に、図３には第１の電流経路が示されており、この第１の電流経路は第７の抵抗３１２と第１のダイオード３１４と第８の抵抗３１６とを備えている。第１の電流経路は、第１の抵抗３００と第２の抵抗３０２との間に位置する第１のノード３１８を第６の抵抗３１０に接続する。この第１の電流経路に並列に第２の電流経路が設けられており、この第２の電流経路は第９の抵抗３２０と第２のダイオード３２２と第１０の抵抗３２４とから成る直列回路を含んでいる。第２の電流経路は、第２の抵抗３０２と第３の抵抗３０４との間に位置する第２のノード３２６を、第６の抵抗３１０と第５の抵抗３０８との間に位置する第３のノード３２７に接続する。並列回路の最後には第３の電流経路が設けられており、この第３の電流経路は第１１の抵抗３２８と第３のダイオード３３０と第１２の抵抗３３２とから成る直列回路を含んでいる。第３の電流経路は第３の抵抗３０４を、第５の抵抗３０８と第４の抵抗３０６との間に位置する第４のノード３３４に接続する。

図３においては、等価回路図を第２の電流経路の複数回（ｎ回）の繰り返しによって改善できることが示唆されている。極限値においては、電流密度モデルが比導電率によって表される。

図２に示した公知のオプトエレクトロニクス装置においては、全ての導電層が横方向の長さにわたり一定の導電率を有している。従って、第１の抵抗３００の抵抗値、第２の抵抗３０２の抵抗値及び第３の抵抗３０４の抵抗値は等しい。同様に、第４の抵抗３０６の抵抗値、第５の抵抗３０８の抵抗値及び第６の抵抗３１０の抵抗値は等しい。

第１のコンタクト層１０２の材料と第２のコンタクト層２０２の材料は透過性オプトエレクトロニクス装置の場合には同一であることが多いので、比導電率は異なっていない。しかしながら他の多くの用途においては材料が異なっている。この場合には比導電率は異なっており、従って通常の場合、第１の抵抗３００、第２の抵抗３０２及び第３の抵抗３０４の抵抗値は、第４の抵抗３０６、第５の抵抗３０８及び第６の抵抗３１０の抵抗値とは異なっている。

通常の場合、第１の電荷輸送層２１０及び第２の電荷輸送層２０４は異なるドーパントを有しており、従って導電率も相互に異なっている。この場合、正孔輸送層には使用される電子輸送層の電子移動度よりも遥かに高い正孔移動度を有している材料が通常は使用されることを考慮することができる。しかしながら各層において、それぞれの導電率は図２から公知のオプトエレクトロニクス装置では横方向の長さにおいて一定であるので、第７の抵抗３１２、第９の抵抗３２０及び第１１の抵抗３２８は同一の抵抗値を有している。同様に、第８の抵抗３１６、第１０の抵抗３２４及び第１２の抵抗３３２は同一の抵抗値を有している。同様に、機能層２０８は均一の導電率を有しているので、第１のダイオード３１４、第２のダイオード３２２及び第３のダイオード３３０の特性曲線は等しい。

従って、図２に示されているオプトエレクトロニクス装置はその電気的な特性に関して均一な構造を有している。その結果、第１の端子１０４及び第２の端子１０８を介して供給される電流が一定の場合には、オプトエレクトロニクス装置の横方向の拡張部に沿って電圧降下が生じる。この作用は例えば刊行物［１］に記載されている。これによって、例えばＯＬＥＤにおいては画一的ではない、即ち不均一な透過性が生じる。

以下では、個々の実施例に基づき、どのようにして可能な限り均一な透過性が達成されるかを説明する。以下において説明する全ての実施例は、機能層２０８において可能な限り均一な垂直方向の電圧分布を達成することを目標としている。

図４は、切断面Ａ−Ａに沿った、図１によるオプトエレクトロニクス装置１００の第１の実施例の断面図を示す。第１の実施例は、第２の導電部２１２が第１の端子１０４から離れる方向において導電率４００の経過を有している点において図２の公知の装置とは異なっている。導電率４００は第１の端子から距離を取るにつれて低下する。有利には、線形に低下する導電率でもって殊に均一な輝度を達成することができる。

このことは例えば、第１のコンタクト層内に横方向の導電率の経過が設けられていることによって実施することができる。図３の等価回路図の範囲においては、例えば、第１の抵抗３００の抵抗値Ｒ₁は抵抗値Ｒ₂よりも小さく、この第２の抵抗３０２の抵抗値Ｒ₂は第３の抵抗３０４の抵抗値Ｒ₃よりも小さい。したがって、導電率は第１の端子１０４から離れる方向において大きく単調に低下する経過４００を有している。このことは例えば第１のコンタクト層の層厚を適切に選択することによって実施することができる。その種の実施例は図５に示されている。この実施例は実質的に図２の構造であるが、しかしながらここでは第１のコンタクト層５００が設けられており、この第１のコンタクト層５００の層厚Ｄは第１の端子１０４から離れるにつれて薄くなっている。第１のコンタクト層５００は均一な材料から構成されており、この均一な材料は一定の比導電率ρを有しており、層抵抗Ｒ_sq＝ρ／Ｄは第１の端子１０４から離れるにつれ大きくなる。その種の層厚プロフィールを複数の方法によって形成することができる。つまり、第１のコンタクト層５００を複数のマスクを使用して形成することができる。これによって、層厚の階段状の経過が形成されることも考えられる。また第１のコンタクト層５００をコーティングプロセス、例えば蒸着によって形成することもできる。この場合には、傾斜した蒸着又は異なる強さの蒸着によって異なる層厚プロフィールを形成することができる。同様に、第１のコンタクト層５００がプリント法で、例えば適切なプリントマスクを用いたシルクスクリーン法によって形成されることも考えられる。同様に、有機材料を用いるプリントでは、プリントされる層の加熱時の所定の温度プロフィールによって層厚プロフィールを適切に選択することができる。

図５ｂ及び図５ｃにおいては、第１のコンタクト層５００を形成するための二つの方法が例示的に示されている。図５ｂは、第１のコンタクト層５００を積層体５０２上に設けるための第１の方法を示す。このために積層体５０２が絞り５０４の下に案内される。絞り５０４は図５ｂの奥行きの方向においてスリット状に延在している。ここでは積層体５０２及び絞り５０４が断面図で示されている。絞り５０４は奥行き方向の長さにおいて、積層体５０２の奥行きの長さを有している。絞り５０４は材料源５０６と積層体５０２との間に配置されている。材料源５０６からは、例えば蒸着によって第１のコンタクト層を形成するための材料が放出され、この材料は絞り５０４を通過して積層体５０２の表面に衝突する。積層体５０２は絞りの下方に案内され、絞り５０４に並行に水平方向５０８に移動される。材料源５０６から放出された材料は、絞り５０４の下方に存在する、表面の部分領域上に堆積され、それにより部分領域５１０が形成される。部分領域５１０の局所的な厚さは、材料源５０６の領域に晒されている時間によって決定される。この時間を変化させることにより、種々の厚さを達成することができる。第１のコンタクト層５００の厚さの横方向の連続的な経過を達成するために、積層体はその移動が加速されながら（即ち、より高速な移動又は徐々に緩慢になる移動）絞り５０４を通過される。移動速度が低下すると、第１のコンタクト層の厚さは、材料源５０６に最後に晒される領域において大きくなる。これは図５ｂに示唆されている。移動速度が上がる場合には、最初に蒸着される領域においては、第１のコンタクト層５００の比較的厚いプロフィールが生じ、このプロフィールの厚さは後に蒸着される領域に向かって小さくなる。

第１のコンタクト層５００を形成するための第２の方法は図５ｃより明らかになる。図５ｃには絞りシステムが平面図で示されている。この絞りシステムは絞りプレート５１２を有している。絞りプレート５１２は複数の絞りスリット５１４を備えている。それらの絞りスリット５１４の長さはそれぞれ異なっている。絞りスリット５１４を介することにより、（図５ｃにおいては見易くするために図示していない）材料源から放出される材料は絞りシステム５１２を通過する。積層体５０２は一定の速度で絞りシステム５１２の下方を案内される。絞りスリット５１４を介して、それらの絞りスリットの長さにそれぞれ依存する量の材料が積層体５０２の表面に衝突してコンタクト層５００を形成し、このコンタクト層５００は長手方向において連続的に変化する厚さプロフィールを有している。

第２の方法を実施する場合、絞りシステム５１２の面全体にわたる均一な材料の流れを提供する材料源が準備される。同様に、絞りシステム５１２の上方に、又は絞りシステム５１２の代わりに、材料源が比較的小さいシステムを準備することも考えられる。この場合には、比較的長い絞りスリットの上方に、又は、比較的長い絞りスリットの代わりに、比較的小さい材料源の大部分が配置され、また、比較的短い絞りスリットの上方、又は、比較的短いスリットの代わりに、材料源の僅かな部分が配置される。

全ての方法に関して、材料源乃至絞りシステムと絞り及び積層体との間の相対運動が必要になる。垂直方向の層厚プロフィールを達成するために、それらの構成要素の内の一つが移動すれば十分であることが分かる。

図５ａに示されている実施例に付加的に、又は、その実施例の代わりに、第２の導電部２１２の水平方向の導電率を第１のコンタクト１０４から離れるにつれ低下させることができる。実質的に、第２の電荷輸送層の導電率がこれに寄与する。第２の電荷輸送層は例えばｎドープされた材料から形成されている。図６に示されているような導電率は図２の構造とは異なり、第１の端子から離れる方向においてドーパントの濃度が連続的に低下するようなドーピングプロフィールを有している第２の電荷輸送層６００が設けられていることによって制御される。図３の等価回路図においては、第７の抵抗３１２の抵抗値Ｒ₇は第９の抵抗３２０の抵抗値Ｒ₉よりも小さく、またこの第９の抵抗３２０の抵抗値Ｒ₉は第１１の抵抗３２８の抵抗値Ｒ₁₁よりも小さい。電荷輸送層を形成する際に、局所的なドーパント濃度を多数の方法によって調整することができる。つまり一般的には、比較的大きい半完成品がドープ源からの微粒子流に晒される。半完成品が有効断面積を通過する速度によって、又は、ドープ源の温度の変化によって、総線量、従って半完成品内に生じるドーパント濃度に影響が及ぼされる。同様に、半完成品が比較的小さい場合には、線量を制御するために複数の遮蔽部及び比較的小さいフィルタマスクを使用することも考えられる。

図５ａ及び図６に示されている措置を適切に組み合わせることができる。総じて、機能層２０８に印加される電圧は、第１の端子１０４及び第２の端子１０８を介して供給される電荷によって決定される。第１の端子１０４の近傍における第２の導電部２１２の導電率が高いことによって、確かに大きい電子流を生じさせることができるが、実際の電流は正孔がアノード側に流れることによって制限されたままである。これに対して、アノード端子の近傍、即ち第２の端子１０８の近傍における電子流は導電率が比較的低いことによって制限される。第１の端子１０４の近傍における輝度及び第２の端子１０８の近傍における輝度は電荷の流れが制限されていることによって低減される。これによって透過性は総じてより均一になる。

図７及び図８に基づき、前述の措置によって均一な透過性が達成されることが明らかになる。図７は、図２による公知のオプトエレクトロニクス装置の輝度分布のシミュレーションを示す。ここではグレースケールの形態でエレクトロルミネセンス装置の表面における輝度分布が単位ｃｄ／ｍ²で示されている。横軸（Ｘ軸）は左側におけるカソード端子と右側におけるアノード端子との間の長さを表している。縦軸（Ｙ軸）は端子に沿った長さを表している（図１を参照されたい）。このシミュレーションからは、輝度が端子間の中心において、二つの端子の内の一方の近傍における輝度よりも遙かに低いことが見て取れる。長さ及び輝度のスケールはこのシミュレーションのために選定されたものであり、従って、例示的なものであると解するべきである。

これとは異なり、図８は、図４によるオプトエレクトロニクス装置の第１の実施例の輝度分布のシミュレーションを示す。図７と同等のグラフが選択された。それらのグラフの比較から、第１の実施例の輝度は、公知のオプトエレクトロニクス装置の輝度に比べて遙かに均一になっていることが見て取れる。

図９は、切断面Ａ−Ａに沿った、図１によるオプトエレクトロニクス装置１００の第２の実施例の断面図を示す。第２の実施例は、第１の導電部２０６が第２の端子１０８から離れる方向において導電率９００の経過を有している点において、第１の実施例とは異なっている。導電率９００は第２の端子から離れるにつれ低下する。第２の端子１０８がアノードである場合、この導電率は正孔導電率を意味している。導電率を、第２の導電部２１２の導電率と同様に、第２のコンタクト層の厚さの変更によって、及び／又は、第１の電荷輸送層におけるドーパント濃度の選択によって局所的に調整することができる。

即ち、アノードにおける導電率プロフィールが付加的に設けられる。従って、全体的に機能層２０８の両接触面への電荷の流れを制御することができる。正孔導電率は一般的に電子導電率よりも大きく低下するので、この措置は特に電子導電率の適合に付加的に有利である。

ずらされた電極を備えているオプトエレクトロニクス装置
図１０は、第２のオプトエレクトロニクス装置１０００の平面図を示す。この平面図からは、第２のオプトエレクトロニクス装置１０００は、第２の電極１１０がそれぞれ一つの部分領域を用いて第２のオプトエレクトロニクス装置１０００の対向している二つの側縁に配置されている点において第１のオプトエレクトロニクス装置とは異なっていることが分かる。第１の電極１０６はそれぞれ一つの部分領域を用いて、同様に対向している別の二つの側縁の一部に配置されている。従って、第１のオプトエレクトロニクス装置とは異なる電流密度プロフィールが、オプトエレクトロニクス装置のボディによって生じる。

第２のオプトエレクトロニクス装置１０００の構造は図１１から明らかになる。図１１は、切断面Ａ−Ａに沿った、第２のオプトエレクトロニクス装置１０００の実施例の断面図を示す。基板２００上には第１の導電部２０６が設けられている。この第１の導電部は、第１のオプトエレクトロニクス装置の場合と同様に、第２のコンタクト層２０２及び第１の電荷輸送層２０４を備えている。それらの層はそれぞれ、第１のオプトエレクトロニクス装置と関連させて説明したような材料を含有している。第２のコンタクト層２０２は第２の電極１１０と電気的に接続されており、この第２の電極１１０は両側から第２のコンタクト層２０２に接触している。

第１の導電部２０６の上には、第１のオプトエレクトロニクス装置の場合と同様に、機能層２０８が設けられており、この機能層２０８自体は第２の導電部２１２によって覆われている。第２の導電部２１２は第２の電荷輸送層２１０及び第１のコンタクト層１０２から形成されている。第１のコンタクト層１０２は、図１０との関連において明らかになっているように、第１の電極１０６と接触接続されている。第１のコンタクト層は第１の電極の二つの部分領域間の軸において一定の厚さを有しており、従って一定の導電率を有している。この導電率はその領域から側縁に向かって連続的に低下する。第１のコンタクト層１０２が均一な層厚を有しているが、その代わりに例えば第２の電荷輸送層２１０が相応のドーパントプロフィールを有していることも同様に考えられる。ドーパントプロフィールの選択は図６の実施例の概要から明らかになる。第２の導電部の導電率が、幾何学的に第２の電極１１０の近くに位置する領域に向かって低下することが重要である。

第１の電極１０６及び第２の電極１１０の配置構成及び幾何学的配置に依存して、それぞれの導電部の電荷導電率が対応する電極から対向する逆の極性を有する電極に向かって低下するように、第２の導電部２１２（また同様に第２の導電部２０６）が構成されていることが基本思想である。

環状電極を備えたオプトエレクトロニクス装置
別の電極構造を備えている別のオプトエレクトロニクス装置を第３のオプトエレクトロニクス装置に基づき説明する。図１２は、第３のオプトエレクトロニクス装置１２００の平面図を示す。図面を見やすくするために、この図示されている側に通常設けられている封止部は図示していない。

オプトエレクトロニクス装置１２００はエレクトロルミネセンス装置である。オプトエレクトロニクス装置１２００は第１の上面を有しており、この第１の上面には第１のコンタクト層１０２が設けられている。第１のコンタクト層１０２は第１の端子１０４と接続されている。この接続は第１の電極１０６を介して行なわれる。図示されているオプトエレクトロニクス装置１２００の実施例において、第１の電極１０６はカソードの一部である。第１の電極１０６は第１のコンタクト層１０２上に設けられている。オプトエレクトロニクス装置１２００のアノードは第２の端子１０８と接続されており、且つ第２の電極１１０を有している。第２の電極１１０は環状電極として構成されており、且つ、第２のコンタクト層に直接的に接しており、この第２のコンタクト層はオプトエレクトロニクス装置１２００の第１のコンタクト層１０２側とは反対側の上面を覆っている。以下では、オプトエレクトロニクス装置１２００の構造及び電極の配置構成を切断面Ａ−Ａに沿った断面図に基づき詳細に説明する。

図１３は、切断面Ａ−Ａに沿った、図１２による第３のオプトエレクトロニクス装置の断面図を示す。この断面図は、第３のオプトエレクトロニクス装置１３００の電極の配置構成及び幾何学配置が第１及び第２のオプトエレクトロニクス装置とは異なっていることを示している。第３のオプトエレクトロニクス装置１３００は基板２００を有しており、この基板２００上には第２のコンタクト層２０２が設けられている。第２のコンタクト層２０２は第２の電極１１０によって環状に包囲されている。第２の電極１１０は第２の端子１０８に接続されている。第２のコンタクト層２０２上には第１の電荷輸送層２０４が設けられている。第１の電荷輸送層２０４と第２の電荷輸送層２１０との間には機能層２０８が配置されている。第２の電荷輸送層２１０上には第１のコンタクト層１０２が配置されている。第１のコンタクト層１０２は中央領域を備えており、この中央領域は垂直方向の対称軸Ｂ−Ｂの周辺において一定の厚さを有している。この領域から離れる方向において、第１のコンタクト層の層厚は外面に向かって、従って、環状電極の近傍に向かって、即ち第２の電極１１０に向かって薄くなる。この配置構成においては、導電率の横方向の経過は半径方向の経過と同義である。第１のコンタクト層１０２の中央領域において、第１の電極１０６はこの第１のコンタクト層１０２と接触接続している。中央領域の外側では第１の電極１０６がパッシベーション層１３００によって第１のコンタクト層１０２から電気的に絶縁されている。

第１のコンタクト層１０２及び電極１０６の上には、図１２には示さなかった封止部１３０２が設けられている。この封止部１３０２は積層体の保護に使用され、また例えばパッシベーション層、プラスチックなどから形成されている。

第１のコンタクト層１０２をその他の積層体上に設けるために、種々の製造方法を使用することができる。例えば、第１のコンタクト層１０２の材料が絞りを介して、回転する積層体の中央に被着される、一種の「スピンオン（spin-on）方法」が考えられる。同様に、材料が釣鐘状の比率で積層体の表面に被着されるように、絞り又は同心の絞りを有するシステムを介して材料源が材料を放出することも考えられる。蒸着中の積層体の回転は、第１のコンタクト層１０２の一様な回転対称の構成に寄与することができる。同様に、例えば回転する材料源又は回転する絞りシステムを設けることも考えられる。

総括
上記においては、本願の基本思想を説明するために、オプトエレクトロニクス装置を幾つかの実施例に基づいて説明した。上記の実施例は特定の特徴の組み合わせに制限されるものではない。幾つかの特徴及び実施の形態が、特別な実施例又は個々の実施例との関連においてのみ説明されていた場合であっても、それらの特徴及び実施の形態はそれぞれ別の実施例の別の特徴と組み合わせることができる。同様に、一般的な技術的教示を実現できる限り、幾つかの実施例においては個別に示した特徴又は特別な実施の形態を省略又は追加することができる。

文献
本明細書において以下の刊行物を引用した。
[1] Neyts, K. et al.: "Inhomogeneous Luminance in Organic Light Emitting Diodes Related to Electrode Resistivity": Journal of Applied Physics, Bd. 100, S.114513 ff., American Inst. Of Physics, New York: 2006

１００ 第１のオプトエレクトロニクス装置、 １０２ 第１のコンタクト層、 １０４ 第１の端子、 １０６ 第１の電極、 １０８ 第２の端子、 １１０ 第２の電極、 ２００ 基板、 ２０２ 第２のコンタクト層、 ２０４ 第１の電荷輸送層、 ２０６ 第１の導電部、 ２０８ 機能層、 ２１０ 第２の電荷輸送層、 ２１２ 第２の導電部、 ３００ 第１の抵抗、 ３０２ 第２の抵抗、 ３０４ 第３の抵抗、 ３０６ 第４の抵抗、 ３０８ 第５の抵抗、 ３１０ 第６の抵抗、 ３１２ 第７の抵抗、 ３１４ 第１のダイオード、 ３１６ 第８の抵抗、 ３１８ 第１のノード、 ３２０ 第９の抵抗、 ３２２ 第２のダイオード、 ３２４ 第１０の抵抗、 ３２６ 第２のノード、 ３２７ 第３のノード、 ３２８ 第１１の抵抗、 ３３０ 第３のダイオード、 ３３２ 第１２の抵抗、 ３３４ 第４のノード、 ４００ 第１の導電率、 ５００ 第１のコンタクト層、 ６００ ドーパントプロフィール、 ９００ 第２の導電率、 １０００ 第２のオプトエレクトロニクス装置、 １２００ 第３のオプトエレクトロニクス装置、 １３００ パッシベーション層、 １３０２ 封止部

Claims (12)

1. オプトエレクトロニクス装置において、
   第２の電気的な端子（１０８）に接続されており、且つ、第２のコンタクト層（２０２）及び第１の電荷輸送層（２０４）を有している第１の導電部（２０６）と、
   第１の電気的な端子（１０４）に接続されており、且つ、第１のコンタクト層（１０２）及び第２の電荷輸送層（２１０）を有している第２の導電部（２１２）と、
   放射を放出するために、前記第１の導電部（２０６）と前記第２の導電部（２１２）との間に配置されている機能層（２０８）とを備えており、
   前記第１のコンタクト層（１０２）の厚さは、該第１のコンタクト層（１０２）の長さにわたり、前記第１の電気的な端子（１０４）から離れる方向において単調に変化することを特徴とする、オプトエレクトロニクス装置。
2. 前記機能層（２０８）は有機発光層を含む、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス装置。
3. 前記第１のコンタクト層（１０２）は、前記オプトエレクトロニクス装置を流れる電流が前記第１のコンタクト層（１０２）において実質的に横方向に流れるように構成されている、請求項１又は２に記載のオプトエレクトロニクス装置。
4. 前記第１の電荷輸送層及び前記第２の電荷輸送層は、前記オプトエレクトロニクス装置を流れる電流が前記第１の電荷輸送層及び前記第２の電荷輸送層において実質的に横方向に流れるように構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
5. 前記第１のコンタクト層（１０２）は、層平面に沿った横方向の抵抗を有し、該抵抗は、前記第２の導電部（２１２）の長さにわたり、前記第１の電気的な端子（１０４）から離れる方向において単調に変化する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
6. 前記電荷輸送層（２１０）はドープされた有機半導体材料を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
7. 前記ドープされた有機半導体材料のドーパント濃度は前記第１の電気的な端子（１０４）から離れる方向において単調に変化する、請求項６に記載のオプトエレクトロニクス装置。
8. 前記第２の電荷輸送層（２１０）の第１の導電率は前記第１の電気的な端子（１０４）から離れる横方向において大きく単調に変化する、請求項６又は７に記載のオプトエレクトロニクス装置。
9. 前記第１の導電率は前記第１の電気的な端子（１０４）から離れる方向において低下する、請求項８に記載のオプトエレクトロニクス装置。
10. 前記第２の導電部（２１２）はカソードを形成し、前記第１の導電率は電子導電率に対応する、請求項８又は９に記載のオプトエレクトロニクス装置。
11. 前記第１の導電部（２０６）は第２の導電率を有しており、該第２の導電率は前記第１の導電部（２０６）の長さにわたり、前記第２の電気的な端子（１０８）から離れる方向において単調に変化する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
12. 前記第１の導電部（２０６）はアノードを形成し、前記第２の導電率は正孔導電率に対応する、請求項１１に記載のオプトエレクトロニクス装置。

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