JP2012522345A - 有機オプトエレクトロニクス素子および有機オプトエレクトロニクス素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

有機オプトエレクトロニクス素子（１）の少なくとも１つの実施形態では、該有機オプトエレクトロニクス素子は支持体（２）と、該支持体（２）に取り付けられた第１の電極（１１）とを有する。さらに、有機オプトエレクトロニクス素子（１）は少なくとも１つの有機積層（３）を有し、該有機積層（３）は少なくとも１つの有機活性層（３３）を有する。また、前記有機オプトエレクトロニクス素子（１）は第２の電極（２２）を有し、前記有機積層（３）は前記第１の電極（１１）と該第２の電極（２２）との間に設けられている。横方向に少なくとも１つの暗領域（４）と少なくとも１つの明領域（５）とが形成されており、暗領域（４）および明領域（５）の双方において、局所的または面全体に、第１の電極（１１）と第２の電極（２２）と有機積層（３）とが支持体（２）に設けられている。前記暗領域（４）の第１の反射率は、前記明領域（５）の第２の反射率と最大１５パーセントポイント異なる。

Description

本発明は、有機オプトエレクトロニクス素子に関する。さらには、有機オプトエレクトロニクス素子の製造方法を提供する。

本発明の課題は、有機オプトエレクトロニクス素子が動作している以外でも外見上見分けられない明領域と暗領域とを有する、有機オプトエレクトロニクス素子を実現することである。また、本発明の別の課題は、このような有機オプトエレクトロニクス素子の製造方法を実現することである。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、有機オプトエレクトロニクス素子は支持体を備えている。前記支持体は、有機オプトエレクトロニクス素子を機械的に支持するのに使用される。この支持体によって有機オプトエレクトロニクス素子を機械的に安定化することができる。前記支持体は、ガラス、ガラス膜、水晶、プラスチック、プラスチック膜、金属、金属膜、シリコンのうちいずれかの材料を含むか、またはこれらの材料のうちいずれかの材料から形成することができる。有利には、前記基板は完全または局所的に、有機オプトエレクトロニクス素子から放出される電磁波に対して透明または透光性である。

少なくとも１つの実施形態では、有機オプトエレクトロニクス素子の支持体に第１の電極が設けられている。前記第１の電極は前記支持体に直接コンタクトすることができ、また、該支持体と該第１の電極との間に局所的または面全体に、少なくとも１つの中間層を設けることもできる。前記中間層を用いて、前記支持体の表面特性を前記第１の電極に適合することができ、たとえば、該中間層を用いて該支持体と該第１の電極とを付着させることができる。また、前記中間層を用いて前記支持体の表面の粗面度を低減することもできる。中間層が設けられている場合、有利には該中間層は、前記有機オプトエレクトロニクス素子から放出される放出光に対して透過性または透光性とされる。

有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記第１の電極は電磁波に対して透過性であり、有利には、該有機オプトエレクトロニクス素子から放出される放出光に対して透明である。たとえば、前記第１の電極はアノードとして形成される。その際には、前記第１の電極は正孔注入材料として使用される。前記第１の電極はたとえば透明導電性酸化物から成る。前記第１の電極に適切な材料はとりわけ、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、酸化インジウム亜鉛または酸化インジウム錫である。前記第１の電極の材料はドープ材を含むことができ、該第１の電極の材料に少なくとも局所的にｐ型ドープまたはｎ型ドープを行うことができる。

有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記支持体と反対側の前記第１の電極の主面に有機積層が設けられる。前記有機積層は少なくとも１つの有機活性層を含む。前記有機活性層は、前記有機オプトエレクトロニクス素子の動作中に、放出すべき電磁波を生成するように構成されている。前記電磁波の波長は２００ｎｍ〜３０００ｎｍのスペクトル領域内にあり、有利には３５０ｎｍ〜８５０ｎｍのスペクトル領域内にある。とりわけ、前記有機オプトエレクトロニクス素子の動作中に前記有機活性層において生成される電磁波は可視光である。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記有機積層は前記少なくとも１つの有機活性層の他にさらに、少なくとも１つのキャリア輸送層および／またはキャリア注入層および／またはキャリア阻止層を有する。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記有機活性層は少なくとも１つの有機ポリマーを含むか、または有機オリゴマーを含むか、または有機モノマーを含むか、または非ポリマー有機小分子を含むか、またはこれらの材料の組合せを含む。

有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記支持体と反対側の前記有機積層の面に第２の電極が設けられる。すなわち、前記有機積層は前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置する。たとえば、前記第２の電極はカソードとして形成され、とりわけ該第２の電極は、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、リチウム、鋼のうち１つの材料を含むか、またはこれらの材料のうち１つから成る。有利には前記第２の電極は、前記有機積層において生成された電磁波に対して非透過性および／または反射性に形成されている。前記支持体の他に前記第２の電極も、前記有機オプトエレクトロニクス素子を機械的に安定化させることができる。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、有機オプトエレクトロニクス素子は光透過面を有する。前記光透過面は前記有機オプトエレクトロニクス素子の限界面であり、前記有機活性層において生成された電磁波または該電磁波の一部または大部分が該有機オプトエレクトロニクス素子から出るときに通過する限界面である。たとえば前記光透過面は、前記有機積層と反対側の前記支持体の主面によって形成される。前記光透過面は、たとえば反射防止機能を有するコーティングを前記支持体の前記主面に設けることによって形成される。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、横方向に少なくとも１つの暗領域と少なくとも１つの明領域とが形成される。横方向とはとりわけ、前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの主延在方向に沿った方向を意味する。前記明領域は本願では、有機オプトエレクトロニクス素子の光透過面のうち、面積単位で放出される光出力が暗領域より大きい領域であり、明領域とはとりわけ、有機オプトエレクトロニクス素子を上から見たときの平面図において、該有機オプトエレクトロニクス素子の動作中に暗領域より明るく見える領域である。有利には、前記有機オプトエレクトロニクス素子は複数の明領域と複数の暗領域とを有する。前記明領域および暗領域はここでは、前記有機オプトエレクトロニクス素子の光透過面の相互に繋がった区域である。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記少なくとも１つの暗領域おいても、前記少なくとも１つの明領域においても、前記第１の電極と前記第２の電極と前記有機積層とが支持体に全体的または局所的に設けられている。換言すると、電極に含まれる成分および有機積層に含まれる成分は、明領域と暗領域とにおいて同一である。たとえば、明領域および暗領域の双方において、第２の電極および有機積層が製造公差の範囲内で同一に作成される。たとえば第１の電極もまた、暗領域と明領域とにとりわけ一続きで設けられた層であり、該層は、有利には製造公差の範囲内で一定の厚さを有する。すなわち、第１の電極と第２の電極と有機積層との成形または幾何学的な形状によって、明領域と暗領域とにおける光透過面のパターニングを行うことはない。

本発明の少なくとも１つの実施形態では、有機オプトエレクトロニクス素子の暗領域は第１の反射率を有する。たとえば前記反射率は、暗領域における光透過面の反射率である。このことに対応して、前記有機オプトエレクトロニクス素子の明領域は第２の反射率を有し、該第２の反射率はたとえば、明領域における光透過面の反射率である。

有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、暗領域の第１の反射率は明領域の第２の反射率と最大１５パーセントポイント異なり、有利には最大１０パーセントポイント異なり、とりわけ最大５パーセントポイント異なる。換言すると、明領域における光透過面の反射率と暗領域における光透過面の反射率とは等しいか、または有利には、製造公差の範囲内で等しい。

前記反射率はたとえば、入射光のパワーと、反射されて出射する光のパワーとの商である。すなわち、この反射率を求めるためにはたとえば、光透過面に当たった光のパワーを測定し、該光透過面によって反射された光のパワーと比較する。たとえば、暗領域の第１の反射率は１５％であり、このことにより、明領域の第２の反射率は有利には１０％〜２０％である。

有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、該有機オプトエレクトロニクス素子は支持体と、該支持体に設けられた第１の電極とを有する。さらに、前記有機オプトエレクトロニクス素子は少なくとも１つの有機積層を有し、該有機積層は少なくとも１つの有機活性層を有する。また、前記有機オプトエレクトロニクス素子は第２の電極を有し、前記有機積層は前記第１の電極と該第２の電極との間に設けられている。横方向に少なくとも１つの暗領域と少なくとも１つの明領域とが形成されており、暗領域および明領域の双方において、局所的または面全体に、第１の電極と第２の電極と有機積層とが支持体上に設けられている。前記暗領域の第１の反射率は、前記明領域の第２の反射率と最大１５パーセントポイント異なる。

有機オプトエレクトロニクス素子の動作中には、前記少なくとも１つの明領域と前記少なくとも１つの暗領域とによってパターンおよび／または文字および／または記号を表示することができる。たとえばパターンの明るい光放出領域を、明領域が形成し、光を放出しないかまたは光放出強度が弱い暗領域によって、明領域とのコントラスト部分が形成される。暗領域の第１の反射率と明領域の第２の反射率とがほぼ等しいことにより、有機オプトエレクトロニクス素子の動作で表示されるパターン等が、該有機オプトエレクトロニクス素子の動作期間外では見えなくなるようにすることができる。換言すると、有機オプトエレクトロニクス素子が動作していないときに、外部から肉眼で有機オプトエレクトロニクス素子を見たとき、とりわけ光透過面を見たときに、有機オプトエレクトロニクス素子のとりわけ光透過面が均質でありかつ構造化されていないように見えるようにすることができる。すなわち、有機オプトエレクトロニクス素子の動作期間外では、観察者がこのパターンを認識できないようにする。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記少なくとも１つの暗領域において、前記支持体と反対側の前記第１の電極の主面に、自己組織分子を有する単層膜が設けられている。この単層膜はとりわけ暗領域にのみ設けられ、明領域には単層膜は設けられない。有利には、暗領域全体が単層膜によって被覆される。換言すると、暗領域をもっぱら、とりわけ第１の電極の主面に対して垂直な方向に単層膜が形成された有機積層の場所にのみ設けることができる。単層膜とはとりわけ、主面における分子層の高さがちょうど１分子のみであることを指す。それゆえ有利には、単層膜において同じ分子は相互に上下に重ならない。

したがって、単層膜は第１の電極と有機積層との間にある。単層膜はたとえば、印刷法によって第１の電極上に設けることができる。実現可能な単層膜構造の横方向のサイズは、たとえば１００μｍであり、とりわけ２５μｍである。有利には、単層膜構造のサイズは、たとえば単層膜の生成時に使用される印刷法の位置分解能によってのみ制限される。換言すると、単層膜を非常に微細なパターンで生成することができる。

本発明の有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、単層膜は単調色で形成される。換言すると、単層膜の吸収係数および／または反射係数は可視スペクトル領域において、波長にほぼ依存しない。たとえば、４７０ｎｍ〜６５０ｎｍのスペクトル領域では、単層膜の吸収係数および／または反射係数は最大１０パーセントポイントの偏差で、とりわけ最大３パーセントポイントの偏差で一定である。たとえば吸収係数は０％〜１０％であり、とりわけ０．０１％〜３％である。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、単層膜は電気絶縁性である。すなわち、有機オプトエレクトロニクス素子の動作中には、単層膜に電流が前記第１の電極に対して垂直な方向に流れることがない。有機積層の横方向の電気伝導率が無視できる程度であれば、有機積層において生成される光は、単層膜が設けられていない領域においてのみ生成される。有利には、単層膜は第１の電極に対して垂直な方向に少なくとも１ＭＶ／ｃｍの降伏電圧を有し、とりわけ少なくとも３０ＭＶ／ｃｍの降伏電圧を有する。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、第１の電極に対して垂直方向の単層膜の厚さは０．５ｎｍ〜５．０ｎｍであり、とりわけ１．０ｎｍ〜３．０ｎｍである。すなわち、前記単層膜の厚さは、有機積層で生成される光の波長と比較して非常に小さい。それゆえ、単層膜が有機オプトエレクトロニクス素子の光学的特性に及ぼす影響、とりわけ光屈折率に及ぼす影響は全く無いか、または無視できる程度である。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では前記単層膜は、リン酸基またはケイ酸基またはカルボニル酸基またはトリクロロシラン基または同様の基をヘッド基として含みかつ長い脂肪鎖とを含む分子によって生成されるか、またはこのような分子から成る。このような分子の代わりとして、または付加的に、単層膜の分子は、たとえばベンゾールやシクロペンタン等の環状共役系を有する大きな基を含むこともできる。このような分子の例に、２［（トリメチルオキシシシル）エチル］ベンゼン（2[(trimethyloxysily)ethyl]benzene）または３‐［２‐（トリメチルオキシシシル）エチル］ピリジン（3-[2-(trimethyloxysily)ethyl]pyridine）がある。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、暗領域において前記支持体が、前記有機積層に向かい合う面において表面粗化されている。換言すると、前記有機積層に向かい合う前記支持体の面は、明領域ではほぼ平滑であり、暗領域では所期のように粗面化されている。したがって、この表面粗化部分は支持体と第１の電極との間にある。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記光透過面は製造公差の範囲内で、明領域および暗領域の双方において同じ特性を有し、たとえば粗面度に関して同じ特性を有する。換言するととりわけ、前記有機積層と反対側の支持体の面は構造化されない。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記表面粗化部分の平均粗面度は５ｎｍ〜１μｍであり、とりわけ２０ｎｍ〜５００ｎｍである。したがって、前記表面粗化部分の平均粗面度はとりわけ、前記有機積層で生成された光の波長以下である。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記表面粗化部分および／または暗領域の横方向の構造サイズは少なくとも１ｍｍであり、とりわけ少なくとも３ｍｍである。換言すると、前記表面粗化部分、ひいては有利には暗領域は、１方向または２方向に、少なくとも上記値の寸法を有する。つまり、前記表面粗化部分を面状に形成することができる。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記支持体の暗領域に形成される表面粗化部分は、前記平均粗面度に相当する平均深さを有する細溝状またはチャネル状のパターンで形成される。細溝状とは、パターンの平均長さが平均幅より少なくとも１０倍大きいことを指すことができる。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記支持体と前記第１の電極との間に中間層が設けられている。前記中間層は有利には、前記支持体の屈折率との差が最大０．１である屈折率を有し、前記支持体の屈折率との差がとりわけ最大０．０５である屈折率を有する。たとえば、前記支持体の屈折率が１．５０である場合、前記中間層の屈折率は１．４５〜１．５５である。たとえば、前記中間層は酸化物層であり、とりわけ二酸化シリコン層である。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、第１の電極に対して垂直方向の中間層の厚さは１０ｎｍ〜２００ｎｍであり、とりわけ１５ｎｍ〜４０ｎｍである。前記中間層が前記表面粗化部分上に設けられている場合、有利には、前記支持体と反対側の該中間層の面は該表面粗化部分の領域より平滑である。前記中間層の平均厚さは、前記支持体の前記表面粗化部分の平均粗面度の領域内とすることができる。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記少なくとも１つの暗領域の面積あたりの平均光パワーは、前記少なくとも１つの明領域の面積あたりの平均光パワーの最大６０％であり、とりわけ最大４５％である。たとえば、暗領域において放出される光パワーはほとんど無い。また、暗領域の面積あたりの光パワーを明領域の面積あたりの光パワーの１％〜６０％とし、有利には２％〜４５％とし、とりわけ４％〜３０％とすることができる。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記支持体はガラスを含むかまたはガラスから成り、前記第１の電極は透明導電性酸化物を含むかまたは透明導電性酸化物から成り、前記第２の電極は金属を含むかまたは金属から成る。このような構成により、前記有機積層において生成された光は支持体を透過し、とりわけ、該有機積層と反対側の該支持体の主面から放出される。

前記有機オプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態では、前記支持体と反対側の前記第１の電極の主面は前記少なくとも１つの暗領域において、前記少なくとも１つの明領域における仕事関数よりも高い仕事関数を有する。前記仕事関数はたとえば、前記第１の電極内の１点から該第１の電極の表面の外側の１点へ電子等のキャリアを押し出すのに必要とされる最小エネルギーである。たとえば、暗領域における前記第１の電極の仕事関数と明領域における仕事関数との差は少なくとも０．１０ｅＶであり、有利には少なくとも０．２５ｅＶであり、とりわけ少なくとも０．４０ｅＶである。前記仕事関数の絶対値は、有利には４．０ｅＶ〜５．０ｅＶであり、とりわけ約４．５ｅＶである。有利には、たとえば有機分子薄膜を含む別個のコーティングを成膜することによって、とりわけ単層の有機分子薄膜を含む別個のコーティングを成膜することによって、前記仕事関数が変化することはない。換言すると前記第１の電極には、前記仕事関数に影響する前述の別個のコーティングは設けられない。

さらに、有機オプトエレクトロニクス素子の製造方法も開示する。たとえばこの方法によって、上記の実施形態のうち１つまたは複数の実施形態を参照して説明した有機オプトエレクトロニクス素子を製造することができる。したがって、前記有機オプトエレクトロニクス素子の構成は本発明の製造方法の特徴としても開示されたものであり、本発明の製造方法の特徴は前記有機オプトエレクトロニクス素子の構成としても開示されたものである。

本発明の製造方法の少なくとも１つの実施形態では、該製造方法は以下のステップを有する：
・支持体に第１の電極を設けるステップ
・前記第１の電極に感光性材料を設け、該感光性材料の所定の区域外を露光する露光ステップ
・前記感光性材料を除去する除去ステップ
・前記第１の電極に別の感光性材料を設け、該別の感光性材料の所定の部分領域外を露光する露光ステップ
・前記別の感光性材料を除去する除去ステップ
・少なくとも前記第１の電極に、少なくとも１つの有機活性層を含む有機積層と第２の電極とを形成するステップ
前記感光性材料の除去ステップでは、前記第１の電極の厚さは製造公差の範囲内で変わらない。上記製造方法において有利には、前記所定の区域と前記部分領域とが重なる少なくとも１つのオーバーラップ領域における、前記支持体と反対側の前記第１の電極の主面の仕事関数を、該第１の電極の他の領域の仕事関数と比較して低下させる。

換言すると１つのステップにおいて、たとえばフォトレジストを前記第１の電極に設け、該フォトレジストを少なくとも局所的に露光する。次に、前記フォトレジストをたとえば現像後に除去する。その際には、第１の電極をパターニングする必要はない。前記製造方法の別のステップにおいて、たとえばフォトレジスト等である別の感光性材料を前記第１の電極に設けて露光し、とりわけ現像する。オプションとして、前記別のフォトレジストを少なくとも局所的に除去することにより、前記第１の電極をパターニングすることができる。また、材料除去によって前記第１の電極をパターニングすることなく、前記別の第２のフォトレジストを除去することもできる。

このようにして、感光性材料の露光が行われることなく該感光性材料が２重に設けられて除去された前記第１の電極の領域により、前記少なくとも１つの明領域が形成される。ここでは、感光性材料を２回成膜し、露光されなかった該感光性材料を２回除去し、有利には２回現像することにより、前記第１の電極の仕事関数が低下することを利用する。このように低下した仕事関数により、製造された有機オプトエレクトロニクス素子の動作時には、上述のように処理された領域はより明るく見える。

前記製造方法の少なくとも１つの実施形態では、前記第１の電極はインジウム錫酸化物を含むか、またはインジウム錫酸化物から成る。さらに、Ｏ_２プラズマを用いる灰化および／または溶剤を用いるリンシングを行うことにより、前記感光性材料および／または前記別の感光性材料を除去する。

前記製造方法の少なくとも１つの実施形態では、前記別の感光性材料の露光ステップと前記別の感光性材料の除去ステップとの間にさらに、該別の感光性材料が露光されなかった前記部分領域外において、前記第１の電極の材料を完全または部分的に除去するステップを実施する。換言すると、前記別の感光性材料によって形成されたマスクを用いて前記第１の電極をパターニングする。このパターニングは、前記部分領域外において前記第１の電極の材料を除去することによって行われ、とりわけエッチング除去によって行われる。

前記製造方法の少なくとも１つの実施形態では、前記部分領域と前記所定の区域とが重なるオーバーラップ領域によって少なくとも１つの明領域を形成する。すなわち前記明領域は、
・感光性材料が２回設けられ、
・露光されず、
・前記感光性材料が設けられるごとに除去され、
・有利には前記感光性材料が設けられるごとに現像された、
前記第１の電極の少なくとも１つの領域である。

前記製造方法の少なくとも１つの実施形態では、前記部分領域外の前記第１の電極の領域に、少なくとも１つの暗領域が形成される。したがって、前記少なくとも１つの明領域と前記少なくとも１つの暗領域とでは、前記第１の電極の厚さや材料組成に差異が無く、有利には、前記支持体と反対側の前記第１の電極の主面における仕事関数のみが異なる。

前記製造方法の少なくとも１つの実施形態では、前記第１の電極はインジウム錫酸化物、略してＩＴＯから形成されるか、またはＩＴＯから成る。前記感光性材料および前記別の感光性材料の露光は、２４０ｎｍ〜３８０ｎｍの波長で行われる。前記感光性材料として有利なのは、ポジ型フォトレジストである。とりわけ前記明領域において、有利には、前記感光性材料および前記別の感光性材料の双方の現像を行う。

前記製造方法の少なくとも１つの実施形態では、前記感光性材料および前記別の感光性材料は完全に除去される。換言すると、前記有機オプトエレクトロニクス素子が完成した後、該有機オプトエレクトロニクス素子は感光性材料を有さない。

本発明の有機オプトエレクトロニクス素子を使用できるいくつかの用途として、例えばディスプレイ又は表示装置のバックライトがある。さらに、本発明の有機オプトエレクトロニクス素子は、プロジェクション用の照明装置、投光器又は光源、又は一般照明においても使用することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の有機オプトエレクトロニクス素子および製造方法を実施例に基づいて詳しく説明する。なお、各図において、同じ要素には同じ参照記号を付してある。しかし、個々の要素間のサイズ比は実際の寸法通りではなく、理解し易いように過度に拡大表示されていることもある。

本発明の１実施例の有機オプトエレクトロニクス素子の概略的な断面図である。 明領域および暗領域の反射率の定義を示す概略図である。 本発明の別の実施例の有機オプトエレクトロニクス素子の概略的な断面図である。 本発明の別の実施例の有機オプトエレクトロニクス素子の概略的な断面図である。 本発明の有機オプトエレクトロニクス素子の製造方法の実施例を示す概略図である。

図１に、有機オプトエレクトロニクス素子１の実施例が示されている。支持体２の主面２０に第１の電極１１が設けられている。前記支持体２と反対側の前記第１の電極１１の主面６に有機積層３が設けられており、該有機積層３は有機活性層３３を含む。前記支持体２と反対側の前記有機積層３の面に第２の電極２２が設けられている。したがって、前記有機オプトエレクトロニクス素子１の動作時には、前記第１の電極１１と前記第２の電極２２とを介して前記有機積層３に電流が流れる。前記有機オプトエレクトロニクス素子１の動作中、前記有機積層３３において電磁波が生成され、有利には可視スペクトル領域および／または近紫外線スペクトル領域内の電磁波が生成される。

前記支持体２はたとえばガラスを含むかガラス膜を含む。前記第１の電極１１はたとえばインジウム錫酸化物またはインジウム亜鉛酸化物から成る。前記支持体２の主面２０に対して垂直方向の該支持体２の厚さは、たとえば２００μｍ〜２ｍｍである。前記第１の電極１１の厚さは、たとえば５０ｎｍ〜２００ｎｍであり、とりわけ約１２０ｎｍである。前記第１の電極１１の材料の屈折率は、とりわけ１．７〜１．８である。前記支持体２の材料の屈折率は約１．４５〜１．５５である。前記有機積層３の厚さは、１００ｎｍのオーダである。前記第２の電極２２はたとえば、金属を蒸着するか、または鋼膜によって形成され、該第２の電極２２の厚さは有利には２０ｎｍ〜５００μｍの領域内である。

前記第１の電極１１の主面６に、単層膜７が局所的に設けられている。前記単層膜７は自己組織化分子から成る。たとえば単層膜７は、印刷法を用いて主面６に設けられている。前記第１の電極１の主面６に対して垂直方向の前記単層膜７の厚さは、とりわけ０．５ｎｍ〜５．０ｎｍである。したがって、前記単層膜７の厚さは有利には、有機積層３の厚さより数分の１小さい。単層膜７は電気絶縁性かつ透光性である。

前記第１の電極１１の主面６に対して平行な方向の前記有機積層３の横方向の電気伝導度は無視できる程度だけであるから、前記有機活性層３３に電流を流すときには、該第１の電極１１上に単層膜７が設けられていない領域にのみ電流が流れる。このことにより、前記単層膜７が設けられた領域は暗領域４となり、単層膜７が設けられていない領域は明領域５となり、前記有機オプトエレクトロニクス素子１の動作中には、前記暗領域４は前記明領域５より格段に暗く見える。前記有機オプトエレクトロニクス素子１の動作中には、前記暗領域４において有機活性層３３では電磁波がほとんど生成されない。

したがって上記有機オプトエレクトロニクス素子１では、第１の電極１１、有機積層３および第２の電極２２の構成は暗領域４と明領域５とで相違しない。とりわけ、前記第１の電極１１が前記支持体２の主面２０を実質的に全体的に被覆することにより、前記有機オプトエレクトロニクス素子１の動作期間外では、前記明領域５と前記暗領域４とによって形成された単層膜７のパターンは認識できなくなる。前記第１の電極１１の屈折率が前記支持体２の屈折率と格段に異なり、このことによって該第１の電極１１の反射特性が該支持体２の反射特性と異なるので、たとえば暗領域４において該第１の電極１１が除去された場合には、前記有機オプトエレクトロニクス素子１が動作していないとき、該暗領域４と前記明領域５とによって形成されたパターンを認識することができる。

前記有機積層３３において生成された光は、前記支持体２を通って前記有機オプトエレクトロニクス素子１から出射する。この場合には、前記第１の電極１１と反対側の前記支持体２の主面が光透過面１７を成す。有利には、前記第２の電極２２は、前記有機積層３において生成された光に対して反射性および／または非透光性となるように形成されている。

換言すると、前記有機オプトエレクトロニクス素子１が動作していないときに前記光透過面１７を見ると、前記明領域４と前記暗領域５とを見分けることはできない。前記第２の電極２２が非透光性である場合には、前記明領域４の第１の反射率と前記暗領域５の第２の反射率とはほとんど相違しないということになる。

図２において、前記第１の反射率および前記第２の反射率を詳細に説明する。前記少なくとも１つの明領域４と前記少なくとも１つの暗領域５とにおいて前記光透過面１７に入射した入射光Ｒ_４，１，Ｒ_５，１のパワーと、該光透過面１７において反射した反射光Ｒ_４，２，Ｒ_５，２のパワーとを求め、該入射光Ｒ_４，１，Ｒ_５，１のパワーと該反射光Ｒ_４，２，Ｒ_５，２のパワーとを比較することにより、前記第１の反射率および前記第２の反射率を求めることができる。その際には、前記暗領域４の第１の反射率は、前記反射光パワーＲ_４，２と前記入射光パワーＲ_４，１との商であり、同様に、前記明領域５の第２の反射率は、前記反射光パワーＲ_５，２と前記入射光パワーＲ_５，１との商である。

たとえば、可視スペクトル領域において、すなわちとりわけ４８０ｎｍ〜６４０ｎｍの領域において、入射角が０°〜７０°の入射領域内にある場合、前記第１の反射率と前記第２の反射率とに差はないか、またはほとんど差が無い。

前記有機オプトエレクトロニクス素子１が透明または透光性である場合、前記第１の反射率および前記第２の反射率の代わりに、または両反射率の他に付加的に、前記有機オプトエレクトロニクス素子１の透過率値を前記暗領域４と前記明領域５とにおいて反射率と同様に求め、両透過率値を比較することもできる。その際に有利なのは、前記暗領域４における透過率値と前記明領域４における透過率値とに差がないか、またはほとんど差がないことであり、また、前記暗領域４における反射率と前記明領域５における反射値とに差がないかまたはほとんど差がないことも有利である。

したがって簡単に言うと、前記有機オプトエレクトロニクス素子１が動作していない間、前記暗領域４と前記明領域５とを視認で区別することができなくなるのは、前記第１の電極１１が前記暗領域４上と前記明領域５上とに設けられており、前記有機オプトエレクトロニクス素子１における光の反射率および／または吸収率および／または透過率に前記単層膜７が与える影響が無いか、または有意でないことに拠る。

図３に、本発明の有機オプトエレクトロニクス素子１の別の実施例が示されている。前記第１の電極１１と前記支持体２との間に中間層１２が設けられており、該中間層１２はたとえば二酸化シリコンから成る。前記第１の電極１１の主面６に対して垂直方向の前記中間層１２の厚さは、約２０ｎｍである。

前記支持体２の主面２０は、前記暗領域４において表面粗化されている８。この表面粗化部分８は中間層１２によって被覆されている。前記支持体２と反対側の前記中間層１２の主面はほぼ平滑である。換言すると、前記中間層１２は前記支持体２の表面粗化部分８を完全または部分的８に平滑化することができる。

このことにより、前記第１の電極１１と前記第２の電極２２と前記有機積層３とは、前記支持体２の主面２０全体に、製造公差の範囲内でほぼ等しく設けられている。前記有機オプトエレクトロニクス素子１の動作中、前記有機積層３全体において、横方向に光が生成される。前記表面粗化部分８によって、暗領域４から光が明領域５へ偏向される。このことにより、暗領域４では、前記光透過面１７において前記有機オプトエレクトロニクス素子１から出射する出射光の面積あたりの平均光パワーは、明領域５における出射光の面積あたりの平均光パワーよりたとえば５０％小さくなる。前記表面粗化部分８によって、光透過面および第１の電極１１の反射率に及ぼされる影響はほとんど無くなる。したがって、前記有機オプトエレクトロニクス素子１が動作していない間は、前記光透過面１７を見ると、暗領域４と明領域５とを見分けることができなくなる。

前記表面粗化部分８の平均粗面度は、たとえば２０ｎｍ〜５００ｎｍである。前記表面粗化部分はたとえば、支持体２の主面２０にレーザ照射するか、または所定の粒度を有する研磨手段を用いて該主面２０を研磨することによって形成することができる。前記表面粗化部分８は、支持体２の複数の主延在方向において等方性に形成するか、または、前記粗面度に相当する平均深さの複数のチャネルを相互にほぼ平行に形成することによって該表面粗化部分８を実現することができる。

図４に示された実施例では前記第１の電極１１ａ，１１ｂは、前記支持体２の主面２０上に一続きで設けられた層である。しかし、前記第１の電極１１ａ，１１ｂの主面６の仕事関数は、明領域５よりも暗領域４において高い。したがって、暗領域４において有機積層に注入されるキャリアは、明領域５において有機積層に注入されるキャリアより少ない。このことにより、前記有機オプトエレクトロニクス素子１が動作している間に暗領域４において生成される光は少なくなるので、該暗領域４はより暗く見える。前記有機オプトエレクトロニクス素子１が動作していない間は、前記光透過面１７を見ると、肉眼では暗領域４と明領域５とを見分けることができなくなる。

第２の電極２２および活性積層と第１の電極１１とを離隔させることにより、前記明領域５における第１の電極１１ｂの主面６の仕事関数と、前記暗領域４における第１の電極１１ａの主面６の仕事関数とを測定することができるようになり、その際には、前記第１の電極１１ａ，１１ｂの主面６はほぼ変わらない。したがって、たとえば光電子分光法を用いて局所的に仕事関数を測定することができる。

図１〜４に示された実施例ではオプションとして、前記第１の電極１１と前記支持体１２との間に中間層１２を設けることができる。この中間層１２は、図１〜４には示されていない。

図５に、たとえば図４に示された有機オプトエレクトロニクス素子を製造するための製造方法を示す。

図５Ａのステップでは、支持体２の主面２０に第１の電極１１を設ける。たとえば、前記第１の電極１１はインジウム錫酸化物、略してＩＴＯから成る。

図５Ｂには、前記第１の電極１１の主面６に感光性材料９が設けられ、とりわけ現像されるのが示されている。感光性材料９の厚さは、たとえば約２μｍである。感光性材料９は有利にはポジ型フォトレジスト（positive resist）である。すなわち、感光性材料９は露光されると、とりわけ現像されたときに少なくとも部分的に破壊されるか、または所定の溶剤に溶解するようにされる。

前記感光性材料は、たとえばＡＺ １５１８またはＯＣＧ ８２５である。前記感光性材料を現像するための現像装置（Developer）としては、たとえばＭＩＦ ３５０が使用される。前記露光は有利には、水銀高圧ランプまたは水銀キセノン高圧ランプの紫外光をフィルタリングせずに使用して、約４ｍＷ／ｃｍ^２の放射出力および約２０秒の露光時間で行われる。露光はたとえば、前記第１の電極１１の所定の区域１３外でのみ行われる。図５Ｂに、矢印によって露光を示している。

次に、図５Ｃに示されているように、感光性材料９を除去する。感光性材料９を除去する際には、前記第１の電極１１の材料は除去されないか、または実質的に除去されない。換言すると、前記支持体２の主面２０に対して垂直な方向の前記第１の電極１１の厚さは、前記感光性材料９の除去によって影響されない。前記感光性材料９は有利には、酸素プラズマを用いる灰化と、たとえばグリコールエステル等の溶剤を用いるリンシングとを行うことによって除去される。

さらに、図５Ｄに示されているように、第１の電極１１上に別の感光性材料１４を設け、有利には現像する。この別の感光性材料１４も、ポジ型フォトレジストとすることができる。前記別の感光性材料１４も、矢印によって示されているように、部分領域１５外の部分において露光される。オプションとして、前記区域１３および／または部分領域１５が前記支持体２の主面２０全体を含むこともできる。その際には、前記別の感光性材料１４の露光を省略することができ、また、前記感光性材料９の露光も省略することができる。

前記第１の電極１１の区域１３外において感光性材料９の露光が行われた後、該区域１３は部分領域１５によって完全または部分的に包囲される。前記部分領域１５と前記区域１３とが重なる領域がオーバーラップ領域１６となる。すなわち、前記オーバーラップ領域１６において感光性材料９，１４は現像されたが、露光されていない。

図５Ｅに示された、オプションである別のステップにおいて、前記別の感光性材料のうち前記部分領域１５外にある部分を除去する。さらに、部分領域１５外において前記第１の電極１１を除去することもできる。換言すると、前記第１の電極１１のパターニングは、該第１の電極１１の材料の除去によって行われる。とりわけ、前記支持体２の主面２０を少なくとも局所的に露出させる。

次に、図５Ｆに示されているように、前記部分領域１５において前記第１の電極１１の厚さを変えることなく、前記別の感光性材料１４を除去する。

感光性材料９，１４の現像を２回行い、除去を２回行うことにより、前記オーバーラップ領域１６において前記第１の電極１１ｂの主面６の仕事関数を、該オーバーラップ領域１６外における該第１の電極１１ａの主面６の仕事関数と比較して低減させる。

次に、図５Ｇに示されているように、前記有機オプトエレクトロニクス素子１を完成させる。その際には、前記少なくとも１つの活性層３３を有する有機積層３と、第２の電極２２とを設ける。これは、前記第１の電極１１上にのみ設けるか、または、図５Ｇに示された実施形態と異なって、面全体に設けることができる。

オプションとして、図５Ｇに示されていない別の層を設けることができる。この別の層はたとえば、有機オプトエレクトロニクス素子１ととりわけ有機積層３とをパッケージ封止するための層である。さらにオプションとして、前記光透過面１７にたとえば反射防止層を設けることもできる。

上記の本発明は、実施例に基づく上記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あらゆる組み合わせが含まれる。このことはこのような特徴またはこ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場合であっても当てはまる。

本願は、ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００９０１５５７４．０号および１０２００９０２２９０２．７号の優先権を主張するものであり、その開示内容は引用により本願に含まれるものとする。

Claims (14)

1. ・支持体（２）と、
   ・前記支持体（２）に設けられた第１の電極（１１）と、
   ・少なくとも１つの有機活性層（３３）を含む少なくとも１つの有機積層（３）と、
   ・第２の電極（２２）と
   を有する有機オプトエレクトロニクス素子であって、
   前記有機積層（３３）は、前記第１の電極（１１）と前記第２の電極（２２）との間に存在し、
   横方向に少なくとも１つの暗領域（４）と少なくとも１つの明領域（５）とが設けられており、
   前記暗領域（４）および前記明領域（５）の双方において、少なくとも局所的に、前記第１の電極（１１）と前記第２の電極（２２）と前記有機積層（３３）とが前記支持体に設けられており、
   前記暗領域（４）の第１の反射率と前記明領域（５）の第２の反射率との差は最大１５パーセントポイントである
   ことを特徴とする、有機オプトエレクトロニクス素子。
2. 前記暗領域（４）において、前記支持体（２）と反対側の前記第１の電極（１１）の主面（６）上に、自己組織化分子を含む単層膜（７）が設けられている、請求項１記載の有機オプトエレクトロニクス素子。
3. 前記単層膜（７）は単調色かつ電気絶縁性であり、０．５ｎｍ〜５．０ｎｍの厚さを有する、請求項１または２記載の有機オプトエレクトロニクス素子。
4. 前記単層膜（７）は、２［（トリメチルオキシシシル）エチル］ベンゼンまたは３‐［２‐（トリメチルオキシシシル）エチル］ピリジンを含むか、または、２［（トリメチルオキシシシル）エチル］ベンゼンまたは３‐［２‐（トリメチルオキシシシル）エチル］ピリジンから成る、請求項２または３記載の有機オプトエレクトロニクス素子。
5. 前記有機積層（３）に向かい合う前記支持体（２）の面（２０）は、前記暗領域（４）において表面粗化部分（８）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の有機オプトエレクトロニクス素子。
6. 前記表面粗化部分（８）の平均粗面度は５ｎｍ〜１μｍである、請求項５記載の有機オプトエレクトロニクス素子。
7. 前記支持体（２）と前記第１の電極（１１）との間に、透明な中間層（１２）が設けられており、
   前記中間層（１２）の厚さは１０ｎｍ〜２００ｎｍである、請求項１から６までのいずれか１項記載の有機オプトエレクトロニクス素子。
8. 前記有機オプトエレクトロニクス素子は、複数の前記暗領域（４）と複数の前記明領域（５）とを有し、
   前記明領域（４）によって少なくとも１つのパターンおよび／または記号が形成されており、前記有機オプトエレクトロニクス素子が動作していない間は、該パターンおよび／または記号は見えない、請求項１から７までのいずれか１項記載の有機オプトエレクトロニクス素子。
9. 前記暗領域（４）の面積あたりの光パワーは、前記明領域（５）の面積あたりの光パワーの最大５０％である、請求項１から８までのいずれか１項記載の有機オプトエレクトロニクス素子。
10. 前記支持体（２）はガラスを含み、
    前記第１の電極（１１）は透明導電性酸化物を含み、
    前記第２の電極（２２）は金属を含む、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の有機オプトエレクトロニクス素子。
11. 前記支持体（２）と反対側の前記第１の電極（１１）の主面（６）の仕事関数は、前記明領域（５）よりも前記暗領域（４）において高く、
    前記第１の電極（１１）の材料は、前記暗領域（４）と前記明領域（５）とにおいて同じである、請求項１から１０までのいずれか１項記載の有機オプトエレクトロニクス素子。
12. 有機オプトエレクトロニクス素子（１）の製造方法であって、
    ・支持体（２）に第１の電極（１１）を設けるステップと、
    ・前記第１の電極（１１）に感光性材料（９）を設け、所定の区域（１３）外において前記感光性材料（９）を露光する露光ステップと、
    ・前記第１の電極（１１）の厚さが変わらないように、前記感光性材料（９）を除去する除去ステップと、
    ・前記第１の電極（１１）に別の感光性材料（１４）を設け、部分領域（１５）外において該別の感光性材料（１４）を露光する露光ステップと、
    ・前記別の感光性材料（１４）を除去する除去ステップと、
    ・少なくとも前記第１の電極（１１）に、少なくとも１つの有機活性層（３３）を含む有機積層（３）と第２の電極（２２）とを生成するステップと
    を有し、
    前記所定の区域（１３）と前記部分領域（１５）とが重なる少なくとも１つのオーバーラップ領域（１６）において、前記支持体（２）と反対側の前記第１の電極（１１）の主面（６）の仕事関数を、該第１の電極（１１）の他の領域より低下させる
    ことを特徴とする、製造方法。
13. 前記製造方法は、前記別の感光性材料（１４）の露光ステップと該別の感光性材料（１４）の除去ステップとの間にさらに、前記部分領域（１５）外において前記第１の電極（１１）の材料を除去するステップを有し、
    前記オーバーラップ領域（１５）によって少なくとも１つの明領域（５）が形成され、該明領域（５）以外の他の前記部分領域（１５）によって暗領域（４）が形成される、請求項１２記載の製造方法。
14. 前記第１の電極（１１）はインジウム錫酸化物を含むかまたはインジウム錫酸化物から成り、
    前記感光性材料（９）および前記別の感光性材料（１４）の露光を、２４０ｎｍ〜３８０ｎｍの波長で行い、
    前記感光性材料（９）および前記別の感光性材料（１４）としてポジ型フォトレジストを使用し、
    前記オーバーラップ領域（１６）において前記感光性材料（９）および前記別の感光性材料（１４）を現像する、請求項１２または１３記載の製造方法。

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