JP5972260B2

JP5972260B2 - 発光デバイス及びその製造方法

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Publication number: JP5972260B2
Application number: JP2013507900A
Authority: JP
Inventors: エドワルド・ウィレム・アルバート・ヤング; ジョアンヌ・サラ・ウィルソン; シュテファン・ハーケマ; ドロシー・クリスティン・エルメス; ヤスパー・ヨースト・ミヒェル; アントニウス・マリア・ベルナルドゥス・ファン・モル; エミリ・ギャラン; リシャール・フランツ; ディミテール・ルボミロフ・コツェフ
Original assignee: ネーデルランドセ・オルガニサティ・フォール・トゥーヘパスト−ナトゥールウェテンスハッペライク・オンデルズーク・テーエヌオー; ハンツマン・アドヴァンスト・マテリアルズ・（スウィツァーランド）・ゲーエムベーハー
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2031-04-29
Also published as: TWI556472B; US20130207083A1; TW201205887A; KR101843481B1; EP2383817A1; WO2011136653A1; CN102870250A; JP2013527570A; EP2564444A1; KR20130106767A; SG185093A1; CN102870250B; US9093666B2; MA34241B1; CA2797840A1

Description

本発明は発光デバイスに関する。本発明は更に発光デバイスの製造方法に関する。

有機発光デバイス（ＯＬＥＤ，ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）（ポリマーＯＬＥＤ及び小分子ＯＬＥＤの両方を含む）は、多様なバーチャル及び直視型ディスプレイの有力な候補であり、それらディスプレイとしては、ラップトップコンピュータ、テレビ、デジタル腕時計、電話機、ポケットベル、携帯電話、計算機等が挙げられる。無機半導体発光デバイスとは異なり、有機発光デバイスは一般的に単純であり、比較的製造が簡単で安価である。また、ＯＬＥＤは、多様な色を必要とする応用及び大面積デバイスに関する応用において有用である。

電子及び正孔がＯＬＥＤの発光層内で結合して光子を発生させると、ＯＬＥＤが発光する。発光層内の光子の発生を生じさせる電子及び正孔の結合のパーセンテージは、“内部エレクトロルミネッセンス量子効率”と称される。デバイス外部に伝えられる又は“結合”される発生光子のパーセンテージは、“外部エレクトロルミネッセンス量子効率”又はデバイスの“外部結合”効率と称される。モデルによると、発生した光子の僅か略２０％又はそれ以下のみが、デバイス外部に伝えられると予測されている。これは、少なくとも一部には、ＯＬＥＤ内部の界面における内部反射によって、発生した光子がＯＬＥＤデバイス内部にトラップされて、ＯＬＥＤ内部における光子の導波及びＯＬＥＤによるトラップされた光子の吸収を生じさせるからであると考えられている。吸収は、ＯＬＥＤデバイスのいずれの部分内部（ＩＴＯアノード層内部や基板内部等）においても生じ得る。内部反射は、特定の部分の屈折率が隣接部分の屈折率よりも大きい箇所において生じる。こうした現象は、外部エレクトロルミネッセンス量子効率を低下させて、デバイス表面から外向きに伸びる方向におけるルミネッセンス又は輝度を低下させる。

特許文献１には、活性領域の上方及び／又は基板表面上に配置された複合障壁層が設けられたＯＬＥＤが記載されている。複合障壁層は、一つ以上のポリマー平坦化副層と一つ以上の高密度副層との交互の組を備える。複数のポリマー平坦化副層のうち少なくとも一つは、その内部に含有された微粒子を有する。好ましくは、これは、活性領域の最も近くにポリマー平坦化副層を含む。微粒子は、ＯＬＥＤの外部結合効率を上昇させるのに有効である。好ましくは、微粒子は、透明物質製であり、好ましくは、金属、酸化金属（例えばＴｉＯ_２）、比較的高い屈折率を有する他のセラミック物質等の無機物質製であり、好ましくは、微粒子は、略１．７以上の屈折率を有する。好ましくは、微粒子は、その発明のＯＬＥＤデバイスを備えたディスプレイの活性領域又は画素の最大寸法よりも実質的に小さい。好ましくは、微粒子は、ＯＬＥＤが発生させる光の波長λよりも大きいサイズを有する。従って、好ましくは、微粒子は、略０．４μｍ〜０．７μｍ以上の粒径を有する。好ましくは、微粒子は、略０．４μｍから略１０μｍの範囲又はそれ以上のサイズを有する。微粒子の存在は、平坦化層の平坦化効果を低下させる。

特許文献２には、ＯＬＥＤデバイス及びその製造方法が開示されている。有機発光ダイオード素子が基板上に配置される。有機発光ダイオード素子を備えた基板上に、マイクロレンズ部を有するシーラント層が配置されることによって、外部の湿気及び／又は酸素から有機発光ダイオード素子を遮蔽している。シーラント層は、液体プレポリマーを含むプレ組成物製である。一実施形態では、シーラント層が、二つの補助シーラント層の間に挟まれる。補助シーラント層は、酸化シリコンフィルム及び窒化シリコン、それらの積層体のうち一つであり得る。

特許文献３には、微細透明物質を分散させた透明媒体によって形成された光取り出し層を備えた発光デバイス（微細透明物質の屈折率は透明媒体の屈折率と異なる）が開示されている。

米国特許出願公開第２００３／１２７９７３号明細書米国特許出願公開第２００９／３０２７４４号明細書米国特許出願公開第２００５／１９４８９６号明細書欧州特許出願公開第０４８８３７４号明細書米国特許第７１０９６５１号明細書欧州特許出願第１０１６１４５２．７号

Ｅ．Ａｒｅｖａｌｏｅｔａｌ． "Ｅｐｏｘｙ／ｐｏｌｙ（ｂｅｎｚｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）ｂｌｅｎｄｓ：ｍｉｓｃｉｂｉｌｉｔｙ，ｐｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｎｃｕｒｉｎｇａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ"，ｉｎＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ８ｔｈＰｏｌｙｍｅｒｓｆｏｒＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｂｕｄａｐｅｓｔ，Ｈｕｎｇａｒｙ，１３−１６Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２００５．Ｒ．Ｂａｔｈｅｌｔｅｔａｌ．ＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ８（２００７），ｐ．ｐ．２９３−２９９．

本発明の一課題は、従来技術の欠点を少なくとも部分的に解決することである。

本発明の第一の側面によると、
‐ 有機発光ダイオード構造体と、
‐ 少なくとも第一の無機層、有機層及び第二の無機層を有する光透過窓を備えた封止体とを備えた発光デバイスが提供され、有機層は、第二の構成要素によって埋め込まれた第一の有機構成要素が分散した領域を備え、第一及び第二の構成要素は相互に異なる屈折率を有し、有機層は第一の無機層と第二の無機層の間に挟まれる。

本発明の第二の側面によると、
‐ 発光構造体を提供するステップと、
‐ 封止体を提供するステップとを備えた発光デバイスの製造方法が提供され、封止体を提供するステップは、
‐ 少なくとも第一の無機層を提供するステップと、
‐ 相互に異なる屈折率を有する第一及び第二の有機構成要素で少なくとも構成された有機層を提供するステップ（少なくとも第一の構成要素は、複合有機層中において少なくとも第二の構成要素によって埋め込まれた領域として分散している）と、
‐ 有機層を硬化させるステップと、
‐ 第二の無機層を提供するステップとによって光透過窓を提供するステップを備える。

特許請求の範囲に記載されるデバイス及び方法は、以下の議論を考慮すると、進歩性を有するものである。

特許文献２から知られているＯＬＥＤデバイスは、光出力効率を改善する目的のマイクロレンズ部を備えた層を有しているので、当業者には、特許文献３に開示されているような光抽出層を適用する動機が存在しない。

更に、特許文献３の段落２１８、２１９によると、光抽出層の構造は、光が散乱される効果を有する。対照的に、特許文献２は、ぼやけ現象を回避するためのものである。例えば、段落５０、５５、５５を参照。従って、これらの特許文献は相互に相容れない教示を有するものであり、当業者が、特許文献３の光抽出層を特許文献２のデバイスに適用することを阻害するものである。

有機層は、典型的に５から２００μｍの間の厚さを有する。無機層は、実際には、有機層よりも実質的に薄い。５μｍよりも実質的に薄い（例えば１μｍ）有機層は、十分な平坦化を与えない。２００μｍよりも実質的に厚い（例えば５００μｍ以上）有機層は、不必要な放射の吸収をもたらし得る。無機層は、典型的に１００から３００ｎｍの範囲の厚さを有する。１００ｎｍよりも実質的に薄い（例えば１０ｎｍ以下）無機層は、高密度の無機層の堆積を要し、これには専用の堆積法が必要となる。３００ｎｍよりも実質的に厚い（例えば１０００ｎｍ以上）無機層の堆積は、障壁構造体の機能性の顕著な改善をもたらさないので、不必要に長い堆積時間を要することになる。更に、厚い無機層は、障壁構造体の半透明性にとって好ましくない。

第二の構成要素によって埋め込まれた第一の構成要素の分散した領域を有する有機層は、少なくとも第二の液体有機物質中に少なくとも第一の液体有機物質の分散体を調製して（これら液体有機物質は相互に非混合性である）、少なくとも第一の無機層に分散体を適用することによって、得られ得る。非混合性有機物質は、互いの中に実質的に溶解しない有機物質であると考えられる。本方法のこの実施形態では、第一の有機物質を、無機層に適用する前に、例えば撹拌によって、第二の無機物質中に分散させる。これには、第一の成分によって形成される領域の平均サイズ、従って有機層の光学特性を、分散体を形成する際に制御することができるという利点がある。有機層中の二つの相互に非混合性の物質は、極性有機物質及び非極性物質を含み得る。また、二種以上の無機物質が、有機層を提供するために用いられる組成中に存在し得る。

本方法の他の実施形態では、有機層を硬化させるステップが、第二の構成要素によって埋め込まれた第一の構成要素の領域の形成をもたらす。この場合、有機層を調製するために用いられる有機物質は相互に混合性であり得る。これには、これらの物質を製造プロセスにおいて直ちに用いることができる安定な混合物として調製可能であるという利点がある。この混合物を、有機層を適用するのに用いられる印刷ユニット内に保存することも可能であり、使用されない際に印刷ユニットを掃除する必要がなくなる。硬化時に相互に異なる相の領域の形成を生じさせるこのような相互に混合性の物質の例は、非特許文献１に記載されている。

第二の構成要素によって埋め込まれた第一の有機構成要素が分散した領域を備えた有機層（第一及び第二の構成要素は相互に異なる屈折率を有する）は、有機発光ダイオード構造体から発する放射を、これらの構成要素の界面において屈折させる。全内部反射によって反射されてしまったであろう放射は、この場合、或る角度範囲にわたって分布するようになり、光透過窓を通って少なくとも部分的に出て行くようになる。この有機層の使用は、４０％ものＯＬＥＤ出力の増強をもたらしている。散乱粒子が設けられた有機層の適用による増強は略２５％に限られている。例えば、非特許文献２を参照。

更に、用いられる物質が有機物であるので、分散体が液状で適用可能であることが有利である。例えば、物質は、溶解状態又は溶融状態であり得る。代わりに、例えば重合によって後で硬化される液体有機物質を用いることもできる。必要であれば、有機物質の一方は、他方の物質によって形成された固体のシー（海）の中のアイランド（島）として液状のままであり得る。分散体を液状で適用することができるので、固体粒子を備えた混合物と比較すると、平坦化させ易い。また、分散体を用いることは、製造機器が詰まり難くなるので、製造プロセス（例えば印刷）にとって有利である。

相互に非混合性の有機物質の多様な組み合わせは、特に機械特性の改善を得るために知られているが、有機発光ダイオードの光外部結合の改善のための障壁構造体における一対の無機層の間の有機層としての使用は、今まで知られていなかった。例えば、特許文献４には、製品内で硬化するエポキシ樹脂組成物を提供するために、有機シリコン化合物を含浸させた熱可塑性樹脂と混合させた硬化剤及びエポキシ樹脂を備えた組成物が開示されていて、その組成物は、接着性及び熱インパクトが改善されていて、半導体デバイスを封止するのに適している。特許文献４によると、“高いガラス転移温度、低い膨張係数及び高いひび耐性を有するエポキシ樹脂組成物の実現は、主に、エポキシシリコーン樹脂コポリマーが、（硬化性）エポキシ樹脂で含浸可能であるが、エポキシ樹脂組成物中のシー‐アイランド構造であると考えられるためである”と観測されている。

第一の及び第二の無機層（それらの間に、少なくとも二種の相互に非混合性の透明有機物質の分散体で構成された有機層が配置される）に適した物質として、酸化金属、窒化金属、炭化金属、酸窒化金属、酸ホウ化金属、それらの組み合わせが挙げられるが、これらに限られるものではない。好ましくは、酸化金属は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫、インジウム錫酸化物、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、これらの組み合わせから選択される。好ましくは、窒化金属は、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化ホウ素、これらの組み合わせから選択される。好ましくは、酸窒化金属は、酸窒化アルミニウム、酸窒化シリコン、酸窒化ホウ素、これらの組み合わせから選択される。片側性の発光デバイスにおいては、不透明な障壁層を、デバイスの発光しない側に用いることができる。不透明な障壁無機物質としては、金属、セラミック、ポリマー、サーメットが挙げられるが、これらに限られるものではない。不透明サーメットの例としては、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、二ケイ化タングステン、二ホウ化チタン、二ホウ化ジルコニウムが挙げられるが、これらに限られるものではない。

特許文献５には、少なくとも一つの有機層及び一対の電極を含む有機エレクトロルミネッセンスセルが開示されている。有機層は、一対の電極の間に挟まれた発光層を含む。一対の電極は、反射電極及び透明電極を含む。有機エレクトロルミネッセンスセルは、Ｂ_０＜Ｂ_θの関係を満たすように形成され、ここで、Ｂ_０は、光抽出表面から観測者に放射されるルミネッセンスの正面輝度値であり、Ｂ_θは、５０度から７０度の角度におけるルミネッセンスの輝度値である。反射／屈折角撹乱領域が提供されて、ルミネッセンスの反射／屈折の角度が撹乱される一方、ルミネッセンスが発光層から透明電極を介して観測者側に出力されるようになる。有機エレクトロルミネッセンスセルには、観測者側において、発光層と出力媒体との間の光の反射／屈折の角度を撹乱するための領域が設けられる。一実施形態では、その領域は、ミクロドメインの分散体を備える。ミクロドメインの分散／分布の観点からは、相分離をもたらすような組み合わせが好ましい。その分散／分布は、組み合わされた物質の相互可溶性に基づいて制御可能である。相分離は、溶媒中に相互に不溶性の物質を溶解させる方法や、相互に不溶性の物質を熱溶解させながらそれら相互に不溶性の物質を混合する方法等の適切な方法によって、実施可能である。特許文献５では、その領域が、第一及び第二の無機層の間の平坦化層として障壁構造に適用可能であることは認識されていない。

以下、上記の及び他の側面を、図面を参照して詳述する。

本発明の第一の側面に係る発光デバイスの第一の実施形態の断面図を示す。図１のＩＩ‐ＩＩに沿った断面に対応するＳＥＭ写真を示す。図１のＩＩ‐ＩＩに沿った断面をより概略的に示す。図１の断面ＩＩ‐ＩＩに対応するＡＦＭ写真を示す。図１の視線ＩＩＩに沿ったＥＥＤＸ写真である。発光デバイスの外部結合効率を測定するための第一の測定モードを示す。発光デバイスの外部結合効率を測定するための第一の測定モードを示す。発光デバイスの外部結合効率を測定するための第一の測定モードを示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。本発明の第二の側面に係る方法の一実施形態を示す。

以下の詳細な説明においては、本発明の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が与えられる。しかしながら、当業者は、本発明は、それら具体的な詳細がなくても本発明が実施可能であることを理解されたい。他の場合では、周知の方法、手順、及び構成要素は、本発明の側面を曖昧にしないために詳述されない。

以下、本発明の実施形態が示されている添付図面を参照しながら、本発明を詳述する。しかしながら、本発明は、多様な形式において実現可能であり、本願で与えられる実施形態に限定されるものではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示を完全なものして、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供されるものである。図面において、層及び領域のサイズ及び相対的サイズは、明確性のため誇張されたものであり得る。本発明の実施形態は、本発明の理想的な実施形態（及び中間構造体）の概略的な図である断面図を参照して説明される。従って、例えば製造方法及び／又は公差の結果として、図面の形状からの変動が予想される。従って、本発明の実施形態は、本願で示された領域の特定の形状に限定されるものではなく、例えば製造に起因する形状のずれを含むものである。従って、図面の示される領域は概略的な性質のものであって、それらの形状は、デバイスの領域の実際の形状を示すためのものではなく、本発明の範囲を限定するものでもない。

本願において、所定の物質の“層”は、その長さ及び幅の両方と比較して小さな厚さの物質の領域を含む。層の例としては、シート、箔、ラミネーション、コーティング等が挙げられる。本願において、層は平坦である必要はなく、曲がっていたり、折り畳まれていたり、輪郭が与えられていたりし得て、例えば、他の構成要素を少なくとも部分的に包み得る。本願において、層は、複数の副層を含み得る。層は、個別部分の集合体で構成され得て、例えば、個々の画素を備えた複数の個別活性領域の層であり得る。

図１は、有機発光ダイオード構造体１０を備えた発光デバイスを示す。有機発光ダイオード構造体１０は、第一及び第二の障壁構造体２０、３０によって封止されている。発光ダイオード構造体は、例えば以下の層、即ち、厚さ略１２０ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ，ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ）層によって形成されたアノード、厚さ略１００ｎｍのＰＥＤＯＴ層、厚さ８０ｎｍの発光ポリマー層（ＬＥＰ，ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｌａｙｅｒ）、バリウム副層（５ｎｍ）及びアルミニウム副層（１００ｎｍ）を有するカソード層を順次備える。第一の障壁構造体２０は、第一の無機層２１と、有機層２２と、第二の無機層２３とを備える。第二の障壁構造３０は、第一の無機層３１と、有機層３２と、第二の無機層３３とを備える。発光デバイスは、第一及び第二の中間層２１、５１を介して基板５０に取り付けられる。必要であれば、基板は除去され得る。

封止体２０、３０の第一の無機層３１と、有機層３２と、第二の無機層３３とを有する第二の障壁構造体３０は、光透過窓を形成する。第二の障壁構造体の有機層３２は、少なくとも二つの相互に非混合性の有機物質の分散体から成る。この例では、無機層３１、３３は、１５０ｎｍの厚さを有し、ＳｉＮ製である。有機層３２は１００μｍの厚さを有する。

図２は、図１のＩＩ‐ＩＩに沿った有機層３２の断面に対応するＳＥＭ写真を示す。

示される実施形態では、分散体は、二種のエポキシシリコン樹脂（９０．５ｗ％）及び脂環式エポキシ樹脂（７．５ｗ％）の混合物を備える。更に、分散体は、２ｗ％の光開始剤を備える。この組成では、二種のシリコンエポキシ樹脂は混合性であり（透明な溶液及びフィルムを与える）、そのエポキシ樹脂１は、脂環式エポキシと混合性ではなく（白色の溶液及びフィルムを与える）、そのエポキシ樹脂２は、脂環式エポキシ樹脂と混合性である（透明な溶液及びフィルムを与える）。有機層３２を形成するのに適切な物質は、例えば特許文献６に見出すことができる。

有機層内の透明有機物質は、マイクロメートルサイズの相分離領域を形成し、それら相分離領域は、相互に異なる屈折率を有して、光が、それら相分離領域間の界面において屈折する。

図２Ａにも概略的に示されるように、第一及び第二の有機物質は、アイラインド相３２ａ（写真において暗灰色）及びシー相（写真において明灰色）を有するシー‐アイランド構造体（海‐島構造体）を形成する。

図３は、有機層３２のＡＦＭ写真を示す。この写真では、アイランド相３２ａのみが示されている。この写真から、アイランド相３２ａがレンズ状素子として成形されていることが明らかとなる。

表面分析を行って、有機層中の相の組成を決定した。図３Ａは、層表面におけるＳｉの分布を示す。ここで、相対的に明るい領域は相対的に高いＳｉ含有量を有し、相対的に暗い領域は相対的に低いＳｉ含有量を有する。

更に詳細な測定によると、以下の表に示されるような、質量パーセントでの元素Ｃ、Ｏ及びＳｉの分布が、アイランド相（ＩＤ１）及びシー相（ＩＤ２）に対して示された。

この表から、シー相が、アイランド相と比較して相対的にＳｉリッチであると結論付けることができる。

相互に非混合性の透明有機物質の分散体を備えた有機層が設けられた発光デバイスの光出力の改善を、そのような相を有さない同じ発光デバイスの光出力と比較した。また、光出力を、マイクロレンズが設けられた市販の光外部結合箔を有する発光デバイスの光出力とも比較した。

非常に優れた均一性を有するカラーポイントＡ（温白色）におけるハイブリッド白色ＯＬＥＤを試験用に用いた。白色ＯＬＥＤの光出力（Ｏ）を、直径５０ｃｍのＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍｓ製の積分球ＩＳＢ５００の特別なマウント上で測定して、ＣＡＳ１４０Ｂ分光計で分析した。平坦な場合、ＯＬＥＤの前面からの放射のみが考慮されて、側面からの放出はブロックされた。基板内に放出される光を得るために、半球マクロ抽出器（直径１００ｍｍ）を、屈折率整合流体を用いて基板に取り付けた。測定は、図４の３つ全ての測定モードに対して同一の電流で、平坦な（ブランク）な場合に略１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度で行われた。図４Ａは、側面がテーピングされた平坦なモードを示す。図４Ｂは、表面散乱構造体（Ｓ）でのモードを示し、この場合、表面散乱構造体は、ガラスの上又はＯＬＥＤの直接上の波形層として示されている。図４Ｃは、半球マクロ抽出器（Ｈ）での測定を示す。ＯＬＥＤの発光領域は１０．６５ｃｍ^２である。側面に対する発光の無いブランクな基準に対する個々の輝度の比として改善が示される。これから、ＩＬＯ（％単位）が、その基準に対する相対的な差として導出される。外部結合効率（ＯＥ，ｏｕｔｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）は、ガラス基板中の光の空気中に結合されたパーセンテージである（半球マクロ抽出器で測定される）。結果を以下の表２に示す。

この測定では、本発明に係るデバイスの第二の障壁構造体内の有機層と同じ組成を有するＪＢ２‐１０Ｂと示された箔を用いて、砂糖水（ｎ＝１．４であるが複屈折性）で光学的に取り付けるか、又は屈折率整合流体ＣａｒｇｉｌｌｅＳｅｒｉｅｓＡ（ｎ＝１．５３）で取り付けた。また、３Ｍ製の両面接着箔を、厚さ０．７ｍｍのフロートガラスプレートの頂部以外に用いた。表に見て取れるように、箔ＪＢ２‐１０Ｂが設けられたＯＬＥＤの出力効率は、基準状態の出力効率（５２．３％）と比較して略７０％と顕著に改善されている。このようにして得られた出力効率は、マイクロレンズを用いる市販の外部結合箔に対するものに匹敵する。

図５Ａから図５Ｌは、本発明に係るデバイスの考えられる製造方法を示す。

図５Ａに示されるステップＳ１では、基板５０が提供される。本発明によると、基板は無機物質製である。無機物質は、例えば、セラミック物質、ガラス又は金属を備え得る。

ステップ５Ｂでは、リリース層５１が基板５０に適用される。有機層を適用するための上述の方法がこの目的に適している。

リリース層５１は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ，ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）等のシリカ有機ベースポリマーを備え得るが、代わりに、製造中に基板５０に対するワークピースの十分な接着力を提供するが完了後にはワークピースの簡単なリリースを可能にする他の成分を備え得る。また、驚くべきことに、ＰＥＤＯＴやＬＥＰ等のＯＬＥＤデバイスの活性層に用いられる物質も、この目的に適していると分かった。完成品を基板５０からからリリース際に、リリース層５１は製品と共に在るか、又は基板５０と共に在り得る。リリース層５１が基板５０と共に在る場合、再利用又は取り外しが可能である。

図５Ｄから図５Ｆにそれぞれ示されるステップＳ４からＳ６では、層２１、２２、２３を備えた第一の障壁層２０が、リリース層５１に適用される。図示される実施形態では、これらのステップは、
第一の無機層２２が適用される図５Ｄに示されるステップＳ４、
第一の有機層２３が第一の無機層２２に適用される図５Ｅに示されるステップＳ５、
第二の無機層２４が第一の有機層２３に適用される図５Ｆに示されるステップＳ６を備える。

この場合、ステップＳ４の前に、図５Ｃに示される追加ステップＳ３が行われて、追加の有機層２１がリリース層５１に適用されて、第一の無機層２２が追加の有機層２１に適用されることになる。

図５Ｇに示されるステップＳ７では、有機発光ダイオード１０が構築される。その構築は当業者には周知であるので、本願では詳述しない。

ステップＳ８からステップＳ１１では、第二の障壁構造体３０が、有機薄膜電子デバイスの頂部に適用される。

これらのステップは、
第三の無機層３１が適用される図５Ｈに示されるステップＳ８、
第二の有機層３２が第三の無機層３１に適用される図５Ｉに示されるステップＳ９を備える。第二の有機層３２は、第一及び第二の相互に非混合性の透明有機物質の分散体として適用される。この分散体において、第一の透明有機物質は、二種のエポキシシリコン樹脂の混合物（９０．５ｗ％）を備え、第二の透明有機物質は、脂環式エポキシ樹脂（７．５ｗ％）である。更に、分散体は、２ｗ％の光開始剤を備える。これら成分は、磁気撹拌機（ＨｅｉｄｏｌｐｈＭＲＨｅｉ‐Ｅｎｄ）を用いて、５００ｒｐｍで略１０分間撹拌することによって、同時に混合される。その後、その処方物を、プラスチックピペットを用いてバーコーター（ＲＫＣｏｎｔｒｏｌコーター）に適用して、１００マイクロメートルのワイヤバーを用いてフィルムとして適用した。撹拌後において、相対的に低いシリコン含有量を有するアイランド相３２ａが、相対的に高いシリコン含有量を有するシー相３２ｂ内に細かく分布した。細かく分布したアイランド相３２ａは、１から１０μｍの範囲の直径を有するマイクロレンズを形成する。より長い時間撹拌することによって、より細かな分布が得られる。より短い時間の撹拌は、より粗い分布を生じさせる。

図５Ｊに示されるように、次のステップＳ１０において、このようして適用された有機層３２が、３Ｊ／ｃｍ^２の放射線量を提供するＵＶＡ源を用いた放射によって、硬化される。

図５Ｋに示されるステップＳ１１において、第四の無機層３３が第一の有機層３２に適用される。

図２Ｌに示される次のステップＳ１２において、これまでのステップで形成された製品が、基板５０からリリースされる。これによって、図１に示されるような封止された電子デバイスが得られる。図１Ａに示されるように、単一の基板５０上に、より多くの数のデバイスを構築することができる。

上述の製造方法では、無機層は、あらゆる種類の物理気相堆積法（蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、反応性スパッタリング、反応蒸着等）、及びあらゆる種類の化学気相堆積法（熱ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、フォトアシストＣＶＤ（ＰＶＣＶＤ）、プラズマ増強ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）等）によって適用可能である。

有機層は、あらゆる種類のコーティング法（スピンコーティング、スロットダイコーティング、キスコーティング、ホットメルトコーティング、スプレーコーティング等）、及びあらゆる種類の印刷法（インクジェット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、回転スクリーン印刷等）によって適用可能である。また、相互に非混合性の透明有機物質の分散体を備える第二の有機層３２も、これらの方法のうち一つによって適用可能である。これと共に、分散体が固体粒子を備えず、有機物質中の成分の沈殿が防がれることが有利である。

明確性のため、図面には、電子デバイス１０が如何にして外部導体に電気的に接続されるのかについては示されていない。好ましくは、電子デバイスに対する導電体は、例えば後続の無機層２４、２１の間のモリブデンコーティングを備えたアルミニウム導体として提供される。その中において、モリブデンコーティングは接着層として機能する。導電体を適用するこのステップは、上述の方法に係るステップＳ７とステップＳ８との間において適用可能である。代替実施形態では、外部導体に対する電気接続が、後に、例えばステップ２Ｋの後に提供される。これは、少なくとも一つの障壁層を介して電子デバイスの導電体に向けて個別のホールをパンチングして、ホールを導電性物質で充填することによって可能となる。

図示される実施形態においては、発光デバイスが基板５０からリリースされているが、基板に対して発光デバイスを保持する他の実施形態も可能である。この場合、リリース層５１が省かれ得る。また、追加の有機層２１も省かれ得る。一実施形態では、第一の障壁構造体２０に、代替的に又は追加的に、相互に非混合性の透明有機物質の分散体を備えた有機層２３が設けられる。他の実施形態では、障壁構造体２０が、例えば金属箔又はガラスプレートに置換される。

発光構造体を最初に適用する必要は無い。一実施形態では、まず、光透過窓が設けられて、発光構造体がその光透過窓に適用される。

本願明細書において、“備える”との用語は、述べられた特徴、整数、ステップ、工程、素子及び／又は構成要素の存在を特定するものであるが、一つ又は複数の特徴、整数、ステップ、工程、素子、構成要素、及び／又はそれらの組の存在又は追加を排除するものではないことを理解されたい。特許請求の範囲において、“備える”との用語は、他の素子又はステップを排除するものではなく、また、単数形の表現は複数の場合を排除するものではない。単一の構成要素又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載されている複数の事項の機能を満たし得る。特定の複数の手段が相互に異なる請求項に記載されていることは、これらの手段の組み合わせを有利に用いることができないことを示すものではない。特許請求の範囲における参照符号は、範囲を限定するものではない。

更に、特に断らない限り、“又は”とは、包含的な又はであって、排他的な又はではない。例えば、条件Ａ又はＢは、Ａが真（又は存在）でありＢが偽（又は非存在）であること、Ａが偽（又は非存在）でありＢが真（又は存在）であること、Ａ及びＢの両方が真（又は存在）であることのいずれかを満たす。

１０有機発光ダイオード構造体
２０第一の障壁構造体
２１追加の有機層
２２第一の無機層
２３第一の有機層
２４第二の無機層
３０第二の障壁構造体
３１第三の無機層
３２第二の有機層
３３第四の無機層
５０基板
５１リリース層

Claims

有機発光ダイオード構造体（１０）と、
少なくとも第一の無機層（３１）、有機層（３２）及び第二の無機層（３３）を有する光透過窓（３０）を備えた封止体（２０、３０）とを備えた発光デバイスであって、
前記有機層（３２）が、第二の有機構成要素（３２ｂ）によって埋め込まれた第一の有機構成要素の分散した領域（３２ａ）を備え、前記第一の有機構成要素及び前記第二の有機構成要素が相互に異なる屈折率を有し、前記有機層（３２）が、前記第一の無機層（３１）と前記第二の無機層（３３）との間に挟まれている、発光デバイス。
前記領域（３２ａ）がレンズ状素子を形成している、請求項１に記載の発光デバイス。
前記レンズ状素子（３２ａ）が、０．５μｍから２０μｍの範囲内の直径を実質的に有する、請求項２に記載の発光デバイス。
前記有機層（３２）が５μｍから１００μｍの間の厚さを有する、請求項１に記載の発光デバイス。
前記第一の無機層（３１）及び前記第二の無機層（３３）が１０ｎｍから１０００ｎｍの範囲内の厚さを有する、請求項１に記載の発光デバイス。
前記第一の無機層（３１）及び前記第二の無機層（３３）が１００ｎｍから３００ｎｍの範囲内の厚さを有する、請求項５に記載の発光デバイス。
前記有機層が、
（メタ）アクリレート、エポキシ、オキセタンから選択された重合物質Ａと
シリコン（メタ）アクリレート、シリコンエポキシ、フッ化（メタ）アクリレート、フッ化エポキシから選択された重合物質Ｂとを備える、請求項１に記載の発光デバイス。
前記第一の有機構成要素中のシリコン含有量が、前記第二の有機構成要素中のシリコン含有量よりも低い、請求項１に記載の発光デバイス。
発光デバイスを製造するための方法であって、
発光構造体を提供するステップ（Ｓ７）と、
封止体を提供するステップとを備え、前記封止体を提供するステップが、
少なくとも第一の無機層を提供するステップ（Ｓ８）と、
相互に異なる屈折率を有する第一の有機構成要素及び第二の有機構成要素から少なくとも構成された有機層を提供するステップ（Ｓ９）と、
前記有機層を硬化させるステップ（Ｓ１０）と、
第二の無機層を提供するステップ（Ｓ１１）によって、光透過窓を提供するステップを備え、
少なくとも前記第一の有機構成要素が、複合有機層中において少なくとも前記第二の有機構成要素によって埋め込まれた領域として分散している、方法。
前記有機層を提供するステップ（Ｓ９）が、少なくとも第二の液体有機物質中に少なくとも第一の液体有機物質の分散体を調製するステップと、前記分散体を少なくとも前記第一の無機層に適用するステップとを備え、前記第一の液体有機物質及び前記第二の液体有機物質が相互に非混合性である、請求項９に記載の方法。
前記有機層を硬化させるステップ（Ｓ１０）が、前記第二の有機構成要素によって埋め込まれた前記第一の有機構成要素の領域の形成を生じさせる、請求項９に記載の方法。
前記第一の有機構成要素中のシリコン含有量が、前記第二の有機構成要素中のシリコン含有量よりも低い、請求項９に記載の方法。