オプトエレクトロニクスデバイス
【課題】波長変換層を備えた活性領域を有するオプトエレクトロニクスデバイスを提供すること
【解決手段】・第１の電極を含み、・第１の電極上の、活性領域を有するビーム放射層列を含み、活性領域は面法線を備えた主延在面を有しており、非ランベルト放射特性を有する電磁一次ビームを放出し、・ビーム放射層列上の、一次ビームに対して透過性の第２の電極を含み、・一次ビームのビーム路内にある波長変換層を含み、波長変換層は一次ビームの少なくとも一部を電磁二次ビームに変換し、・第１の電極は一次ビームに対して反射性であり、・非ランベルト放射特性は、ビーム放射層列の一次ビームの強度によって、面法線に対して測定された放射角度αに依存して定められ、・角度が最大角度まで上昇するにつれて増大し、・波長変換層内での電磁一次ビームの変換率は、放射角度が上昇するにつれて増大する、オプトエレクトロニクスデバイス。
【解決手段】・第１の電極を含み、・第１の電極上の、活性領域を有するビーム放射層列を含み、活性領域は面法線を備えた主延在面を有しており、非ランベルト放射特性を有する電磁一次ビームを放出し、・ビーム放射層列上の、一次ビームに対して透過性の第２の電極を含み、・一次ビームのビーム路内にある波長変換層を含み、波長変換層は一次ビームの少なくとも一部を電磁二次ビームに変換し、・第１の電極は一次ビームに対して反射性であり、・非ランベルト放射特性は、ビーム放射層列の一次ビームの強度によって、面法線に対して測定された放射角度αに依存して定められ、・角度が最大角度まで上昇するにつれて増大し、・波長変換層内での電磁一次ビームの変換率は、放射角度が上昇するにつれて増大する、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】
請求項１の上位概念に記載された様式のオプトエレクトロニクスデバイスを提示する。
【背景技術】
【０００２】
活性領域を有するオプトエレクトロニクスデバイスが公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特定の実施形態の少なくとも１つの課題は、さらに波長変換層を備えている活性領域を有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。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、オプトエレクトロニクスデバイスであって、
・第１の電極を含み、
・当該第１の電極上の、活性領域を有するビーム放射層列を含み、ここで当該活性領域は面法線を備えた主延在面を有しており、非ランベルト放射特性を有する電磁一次ビームを放出し、
・前記ビーム放射層列上の、前記一次ビームに対して透過性の第２の電極を含み、
・前記一次ビームのビーム路内にある波長変換層を含み、当該波長変換層は、前記一次ビームの少なくとも一部を電磁二次ビームに変換し、
ここで
・前記第１の電極は前記一次ビームに対して反射性であり、
・前記非ランベルト放射特性は、前記ビーム放射層列の一次ビームの強度Ｉ（α）によって、前記面法線に対して測定された放射角度αに依存して定められ、
・α≧０°の前記強度Ｉ（α）は、角度αが最大角度αｍａｘまで上昇するにつれて増大し、
・前記波長変換層内での前記電磁一次ビームの変換率は、放射角度αが上昇するにつれて増大する、
ことを特徴と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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
このオプトエレクトロニクスデバイスの有利な実施形態および発展形態は従属請求項に記載されており、さらには以下の説明および図面にも記載されている。
【０００６】
少なくとも１つの実施形態に相応するオプトエレクトロニクスデバイスは殊に以下の素子を含む。すなわち：
・第１の電極を含む、
・前記第１の電極上の、活性領域を有するビーム放射層列を含む、ここでこの活性領域は、面法線を有する主延在面を有しており、非ランベルト放射特性を有する電磁一次ビームを放出する、
・前記一次ビームに対して透過性の第２の電極を含む、ここでこの第２の電極はビーム放出層列上にある、
・前記一次ビームのビーム路内にある波長変換層、ここでこの波長変換層は、前記一次ビームの少なくとも一部を電磁二次ビームに変換する。
このようなオプトエレクトロニクスデバイスにおいて、
・前記第１の電極は前記一次ビームに対して反射性であり、
・前記非ランベルト放射特性は、前記ビーム放射層列の一次ビームの強度Ｉ（α）によって、面法線に対して測定された放射角度αに依存して定められ、
・前記強度Ｉ（α）は０°≦αｍｉｎ＜αｍａｘでαｍｉｎ≦α≦αｍａｘである角度αの場合に、最小角度αｍｉｎから最大角度αｍａｘへ角度が上昇するとともに増大し、
・前記波長変換層内での前記電磁一次ビームの変換率は放射角度αが上昇するにつれて増大する。
【０００７】
強度Ｉ（α）はここで殊に角度に依存する強度分布である。この強度分布によって一次ビームは波長変換層内に入射する。殊に一次ビームの一部は波長変換層を変換されずに通過し、波長変換層から出射し、ここから放射される。さらに、電磁二次ビームも波長変換層から出射し、ここから放射される。従って外部の観察者は電磁一次ビームと電磁二次ビームとの重畳によって混合色の発光印象を認識する。この混合色発光印象は、一次ビームと二次ビーム相互の相対的な割合に依存する。
【０００８】
輝度印象、すなわち混合色発光印象の輝度はさらに、一次ビームおよび二次ビームの絶対的な強度に依存する。均一かつ等方性の混合色発光印象を観察者に与えるために、各放射角度αのもとで、一次ビームの強度と二次ビームの強度が等しい比で認識されることが必要である。
【０００９】
殊に電磁二次ビームは波長変換層によって等方性に放射される。すなわち、波長変換層内に入射した一次ビームの放射角度αに依存せずに、波長変換層は、一次ビームの一部を変換することによって生成された二次ビームを、角度αに依存することなく再び放射し、観察者によって認識される二次ビームの強度が角度αに依存しなくなる。
【００１０】
しかし波長変換層内で一次ビームを二次ビームに変換する率は、さらに、波長変換層内での横断可能な距離に比例する。波長変換層内での電磁一次ビームの横断可能な最大距離は放射角度αが上昇するとともに増大するので、一次ビームを二次ビームに変換する率も、放射角度αが上昇するとともに増大する。放射角度αが大きくなればなるほど、角度αで波長変換層内に入射する一次ビームに対する、変換されずに角度αで再び波長変換層から出射する一次ビームの相対的な割合は低くなる。例えば波長変換層は厚さＤで面状に構成され、有機層列の主延在方向に対して平行な面にあり、有機層列を介して一次ビームのビーム路内に配置される。従って一次ビームを二次ビームに変換する率は、Ｄ／ｃｏｓαに比例する。これによって、有機層列の面法線に対する角度αに依存して、不均一な混合色の発光印象が生じるだろう。殊に、発光ダイオードの場合には通常である、ｃｏｓαに比例する角度依存の強度分布を有するランベルト放射特性の場合には、これは次のことを意味する。すなわち、角度αが小さい場合の、波長変換層から出射する、変換されていない一次ビームの割合が、角度αが大きい場合よりも大きいことを意味する。これによって、通常の発光ダイオードの場合には、二次ビームに対して、変換されていない一次ビームの相対的な割合が低減されることによって、発光印象は放射角度αに依存して変化する。
【００１１】
しかし一次ビームの強度Ｉ（α）は、角度（α）が最小角度αｍｉｎ≧０から最大角度αｍａｘへと上昇するともに増大するので、角度αに依存する、一次ビームから二次ビームへの変換率に対抗作用が及ぼされる。強度Ｉ（α）はここで角度領域αｍｉｎ≦α≦αｍａｘの角度領域において、単調に上昇する関数によってあらわされる。例えば放射角度の最小角度は面法線に対して平行である。すなわち、αｍｉｎ＝０°である。
【００１２】
ここで、一次ビームの放射特性は、最大角度αｍａｘの場合に最大強度Ｉｍａｘを伴う強度Ｉ（α）を有する。殊に、この最大強度Ｉｍａｘは０°≦α≦９０°に対する強度関数Ｉ（α）の大域的な極大値をあらわす。すなわち、放射方向αｍａｘで、角度に依存する最も高い強度Ｉｍａｘが放射される。最大角度αｍａｘはここで１０°以上である。さらに、最大角度は１５°以上または特に有利には２０°以上である。さらにまたは付加的に最大角度は６０°以下であるか、または有利には６５°以下であるか、または特に有利には７０°以下である。
【００１３】
一次ビームの放射特性は、α＝０°の角度の場合、すなわちビーム放射層列の主延在方向に対する、面法線に対して平行な放射方向において、強度Ｉ０によって特徴付けられ、０°≦α≦９０°の範囲における角度αの場合には関数Ｉ０／ｃｏｓαによってあらわされるか、または近似される。さらに、０°≦α≦βでの角度に対する強度Ｉ（α）は、関数Ｉ（α）＝Ｉ０［１／ｃｏｓα＋Ａ（α）］によってパラメータ化され、ここでβは１５°以下であるか、または有利には３０°以下であるか、または特に有利には６５°以下である。ここでＡ（α）は−Ｑ≦Ａ（α）≦Ｑの範囲内の値を取り、ここでＱ≦０．８であり、有利にはＱ≦０．５であるか、または特に有利にはＱ≦０．２５である。これは殊に次のことを意味している。すなわち、Ｉ（α）はｃｏｓαの反転に対する比例関係から、±Ｑぶんだけ偏差し得るということを意味している。従ってビーム放射層列から放出された一次ビームの強度は、０°≦α≦βでの角度αの場合には関数Ｉ（α）によってあらわさる。その関数値は幅２Ｑを有する領域において、関数Ｉ０／ｃｏｓαの周辺に位置し、関数Ｉ０／ｃｏｓαからＱ以下だけ偏差し得る。すなわち、｜Ｉ（α）−Ｉ０／ｃｏｓα｜≦Ｑ・Ｉ０である。ここで放射特性は、角度αｍａｘ≦βの場合または角度αｍａｘ＞βの場合に最大強度Ｉｍａｘを有する。
【００１４】
第１の電極は所与の反射度Ｒを伴う材料を有しており、ビーム放射層列は電磁一次ビームに対して屈折率ｎを有する。この屈折率はここでビーム放射層列にわたって一定であるか、または少なくとも部分領域において、例えば異なる機能層において一定である。さらに屈折率ｎが、ビーム放射層列にわたって変化してもよい。ビーム放射層列の活性領域は厚さｄを有しており、第１の電極から平均間隔Ｌの間隔をあけて配置される。この平均間隔Ｌはここで、活性領域の厚さｄにわたって平均された、第１の電極までの間隔である。ここでパラメータＲ、ｎ、ｄおよびＬは次のように選択される。すなわち、ビーム放射層列が上述した放射特性を有するように選択される。例えば、第１の電極の反射度Ｒおよびビーム放射層列の屈折率ｎは各材料選択に基づいて設定される。従って平均間隔Ｌおよび活性領域の厚さｄを選択することによって、所望の放射特性が可能になる。これに対して択一的に、ビーム放射層列および活性領域の寸法、すなわち平均間隔Ｌと厚さｄを、例えばオプトエレクトロニクスデバイスの構造または製造方法によって設定することができる。従って、反射性の第１の電極のための材料を反射度Ｒに関して選択することによって、所望の放射特性を実現することができる。
【００１５】
例えばこのために平均間隔Ｌは一次ビームの波長のサイズまたはそれよりも小さい。一次ビームが複数の波長のスペクトル分布および/または波長領域を有する場合、一次ビームは平均波長によっても表され、ビーム放射層列の寸法はこれ以降、一次ビームの平均波長に関連する。さらに、平均間隔は一次ビームの半波長以下であってもよく、または一次ビームの四分の一波長以下であってもよく、または一次ビームの八分の一波長以下であってもよい。さらにまたは付加的に、平均間隔Ｌは一次ビームの波長の二十分の一以上であってよく、または一次ビームの波長の十分の一以上であってよい。これは例えば次のことを意味している。すなわち、一次ビームの平均波長が紫外から青色までの場合には、間隔Ｌは約１５ｎｍ〜２００ｎｍの間であり、有利には３０ｎｍ〜１００ｎｍの間であり、特に有利には４０ｎｍ〜６０ｎｍの間であってよいことを意味している。
【００１６】
このような平均間隔Ｌによって、反射性の第１の電極と関連して、少なくとも半面の反射性空洞をビーム放射層列内に形成することができる。励起された状態（エキシトン）によって活性領域内に放射されたホトンないし波束はこのような場合に第１の電極で反射される。平均間隔Ｌが一次ビームの波長のサイズ以下であることによって、励起された状態を伴う放射された波束の再結合が波束の放射の間も可能であることが容易に判断される。従って、励起された状態は波束の放射の間、その「固有の」反射された波束の電磁界によって影響される。従って反射された波束の位相長に応じて、励起された状態の放射を増強させる、または低減させることができる。この場合に位相長は、ビーム放射層列の屈折率、第１の電極内への電磁ビームの侵入深度と関連した第１の電極の反射度並びに、波束の放射方向に関連した、励起状態と第１の電極との間の間隔に依存する。これによって、ビーム放射層列内にモード構造が形成される。このモード構造は、より大きな放射角度αに対する一次ビームの放射を助長するおよび/または作用する。
【００１７】
さらに活性領域の厚さは放射モードの形成に影響を与える。殊にこれは、活性領域の厚さｄが２０ｎｍ以下である場合に有利である。有利にはこの厚さｄは１５ｎｍ以下であるか、またはさらに１０ｎｍ以下である。さらに活性領域の厚さｄは５ｎｍ以下であってよい。
【００１８】
ここでビーム放射層列は、有機の、ビーム放射ダイオード（ＯＬＥＤ）として、ないしは有機層列として構成される。有機層列ないしＯＬＥＤは例えば基板を有している。ここで第１の電極は直接的にこの基板上に配置されうる。第１の電極は反射性に構成されており、第２の電極は透明であるので、一次ビームは基板から離れる方向で放射されうる（トップエミッタ型）。択一的に第２の電極を直接的に基板上に配置することができる。従って一次ビームは基板を通って放射されうる（ボトムエミッタ型）。第１の電極上には、有機材料からなる１つまたは複数の機能層を備えた機能領域が被着されうる。ここで機能層は例えば１つまたは複数の電子注入層（electron injection layer, EIL）、電子搬送層（electron transport layer, ETL）、ホール遮断層（hole blocking layer, HIL）、エレクトロルミネセンス層（electroluminescent layer, EL）、電子遮断層（electron blocking layer, EBL）、ホール搬送層（hole transport layer, HTL）および／またはホール注入層（hole injection layer, HIL）を有しうる。個々の層が、上述した層のうちの複数の層の機能を有していてもよい。従って、１つの層を例えばＨＩＬとしておよびＨＴＬとしてまたはＥＩＬとしておよびＥＴＬとして用いることができる。活性領域は例えばＥＬによって形成されるか、またはＥＬを含む。さらに活性領域を例えば、第２の層の境界面の領域内に構成することもでき、例えばＥＴＬとＨＴＬの間の境界に設けることができる。
【００１９】
例えば基板はガラス、石英、プラスチックフィルム、金属、金属フィルム、半導体ウェハ、例えばケイ素ウェハまたはゲルマニウムウェハまたは燐光体含有半導体材料および／または窒素含有半導体材料に基づくウェハまたは任意の別の適切な基板材料を含む。有機層列ないしＯＬＥＤがいわゆる「ボトムエミッタ型」として構成されている場合、すなわち活性領域内で形成された一次ビームが基板を通って放射される場合には、基板は一次ビームの少なくとも一部に対して透過性である。
【００２０】
第１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てもよい。カソード材料としてはとりわけアルミニウム、バリウム、インジウム、銀、金、マグネシウム、カルシウム、リチウム並びにそれらの化合物、組み合わせ、合金が有利であることがわかっている。
【００２１】
アノードとして構成され、ホール注入材料として用いられる透明な第２の電極は、例えば透明な導電性酸化物を有しているか、または透明な導電性酸化物から成る。透明な導電性酸化物（transparent conductive oxides, 略してTCO）は、透明で、導電性材料であり、通常は金属酸化物、例えば酸化亜鉛、酸化錫、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化インジウムまたはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）である。例えばＺｎＯ、ＳｎＯ２またはＩｎ２Ｏ３等である二元金属酸素化合物の他に、三元金属酸素化合物もＴＣＯのグループに属し、この第３級金属酸素化合物は例えばＺｎ２ＳｎＯ４、ＣｄＳｎＯ３、ＺｎＳｎＯ３、ＭｇＩｎ２Ｏ４、ＧａＩｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５またはＩｎ４Ｓｎ３Ｏ１２である。または、異なる透明な導電性酸化物の混合物もＴＣＯのグループに属する。さらに、ＴＣＯは必ずしも化学量論的な組成に相応しなくてはならないわけではなく、ｐ型ドーピングまたはｎ型ドーピングとすることもできる。択一的または付加的に、第２の電極が金属、例えば第１の電極に関連して挙げた金属を有していてよい。例えば、第２の電極は金属層を含む。この金属層は少なくとも部分的に、一次ビームに対して透過性である。さらに第２の電極は、有機導電性材料を有することもできる。
【００２２】
この機能層は例えば有機ポリマー、有機オリゴマー、有機モノマー、有機系の小さな非ポリマー分子（小分子）またはそれらの組み合わせを有していてもよい。この機能層内の材料に依存して、形成された第１のビームは個々の波長または領域、または紫外から赤色スペクトル領域からの組み合わせを有する。
【００２３】
さらにＯＬＥＤは電子および機能領域に対して、湿気からの保護及び／又は酸化物質、例えば酸素からの保護を達成するために、被包部を有していてもよい。ここでこの被包部は、基板を含むＯＬＥＤ全体を取り囲む。択一的に基板は被包部の一部を構成する。この場合前記被包部は１つ又はそれ以上の層を含み得る。その場合被包部のこれらの層は例えばプレーナー層、バリヤ層、水及び／又は酸素吸収層、化合物層、若しくはそれらの組み合わせであってもよい。さらに被包部は透明に構成される。これは殊に、有機層列が「トップエミッタ型」として構成されている場合である。
【００２４】
さらに、ビーム放射層列を無機発光ダイオード（ＬＥＤ）として、すなわち無機半導体層列として構成することもできる。この場合には半導体層列はエピタキシャル層列として、すなわちエピタキシャルに成長された半導体層列として構成される。殊に半導体層列は、例えば無機材料、例えばＩｎＧａＡｌＮをベースとして形成することができ、例えばＧａＮ薄膜半導体層列として構成することが可能である。ＩｎＧａＡｌＮベースの半導体層列にはとりわけ、通常は異なる個々の層から成る層列を有するエピタキシャル形成された半導体層列が、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮのＩＩＩ‐Ｖ化合物半導体材料系から成る材料を有する個層を少なくとも１つ有する半導体層列が含まれる。ここでは、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１およびｘ＋ｙ≦１である。
【００２５】
択一的または付加的に半導体層列は、ＩｎＧａＡｌＰをベースとすることもできる。すなわち半導体層列は、異なる個層を有することができ、そのうち少なくとも１つの個層は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＰのＩＩＩ‐Ｖ化合物半導体材料系から成る材料を有することができ、ここでは０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１およびｘ＋ｙ≦１である。択一的または付加的に、半導体層列は別のＩＩＩ‐Ｖ化合物半導体材料系、例えばＡｌＧａＡｓベースの材料、またはＩＩ‐ＶＩ化合物半導体材料系を有してもよい。
【００２６】
別の実施形態では、半導体層列として、ビームを放射する薄膜半導体層列が使用される。さらに、ビーム放射半導体層列またはビーム放射薄膜半導体層列を発光ダイオードまたは薄膜発光ダイオードとして構成することができる。ビーム放射薄膜層列または薄膜発光ダイオードは殊に以下の特徴を有する：すなわち、
−ビームを生成するエピタキシャル層列の第１の主表面（ここでこの第１の主表面は担体エレメントの方を向いている）に反射層が被着または形成されており、この反射層はエピタキシャル層列において生成された電磁ビームの少なくとも一部分をこのエピタキシャル層列に反射して戻す；
−エピタキシャル層列は２０μｍ以下の領域の厚さを有しており、殊に１０μｍの領域の厚さを有している；さらに、
−エピタキシャル層列には、混合構造を有する少なくとも１つの面を備えた少なくとも１つの半導体層が含まれており、理想的なケースではこの面によりエピタキシャル層列内にほぼエルゴード的な光分布が生じる。つまりこれは最大限にエルゴード的な確率分散特性を有している。
【００２７】
薄膜半導体発光ダイオードの原理については、例えばI. Schnitzer等によるAppl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174-2176に記載されている。この刊行物の開示内容は、引用によって本願の開示内容とする。
【００２８】
ビーム放射層列の別の素子、例えば基板または被包部に関して、並びに電極に関して、有機層列に関連して挙げた材料および特徴を応用することができる。
【００２９】
さらにビーム放射層列は上述した有機および無機層の組み合わせを有することもできる。
【００３０】
さらにビーム放射層列を、有機または無機ダイオードの代わりに、エレクトロルミネセンスデバイス（ＥＬＢ）のためのエレクトロルミネセンス層列として、例えばエレクトロルミネセンスフィルム（ＥＬＦ）として構成することもできる。ＥＬＢは、例えば硫酸亜鉛をベースとした無機材料を含む活性領域を有することができる。これは電気的絶縁材料内に組み込まれるか、または電気的絶縁性層の間に配置される。活性領域はさらに適切なドーパントを有し、このドーパントは例えば銅および／またはユーロピウムを含むことができる。ＥＬＦはプラスチックフィルムを有し、このプラスチックフィルムの間に電極とエレクトロルミネセンス層列が配置され、基板としておよび／または被包部として構成される。
【００３１】
波長変換層は１つまたは複数の波長変換材料を有し、この波長変換材料は電磁一次ビームを少なくとも部分的に吸収し、少なくとも部分的に一次ビームとは異なる波長領域を有する二次ビームとして放出する。この電磁一次ビームおよび電磁二次ビームは、赤外から紫外における波長領域、殊に可視波長領域における１つまたは複数の波長および／または波長領域を含むことができる。この場合には、一次ビームのスペクトルおよび／または二次ビームのスペクトルは幅が狭く、一次ビームおよび／または二次ビームは単色またはほぼ単色の波長領域を有することができる。一次ビームのスペクトルおよび／または二次ビームのスペクトルは択一的に幅が広くてもよく、一次ビームおよび／または二次ビームは混合色の波長を有することができる。ここでこの混合色波長領域は連続的なスペクトルまたは異なる波長を有する離散的な複数のスペクトル成分を有することができる。例えば電磁的な一次ビームは紫外から青色波長領域からの波長領域を有することができ、電磁二次ビームは青色から赤色波長領域からの波長領域を有することができる。特に有利には一次ビームおよび二次ビームは重畳して、白色発光印象を生起させることができる。このために一次ビームは有利には青色発光印象を生起させ、二次ビームは黄色発光印象を生起させる。ここでこの黄色発光印象は、黄色波長領域にある二次ビームのスペクトル成分および／または緑および赤色波長領域内のスペクトル成分によって生じる。
【００３２】
波長変換材料はここで以下の材料のうちの１つまたは複数を有する：すなわち、希土類およびアルカリ土類金属のガーネット、例えばＹＡＧ：Ｃｅ３＋を有し、さらに窒化物、ニトリドシリケート、サイオン、サイアロン、アルミン酸塩、酸化物、ハロフォスフェート、オルトケイ酸塩、硫化物、バナジン酸塩、ペリレン、クマリンおよびクロロシリケートである。さらに波長変換層は、例えば上述した波長変換材料を有する適切な混合物および／または組み合わせを含むこともできる。これによって、例えば上述したように、波長変換層が第１の青色波長領域を吸収し、緑および赤色波長および／または黄色波長領域を有する第２の波長領域で放出することが可能になる。
【００３３】
さらに波長変換層は透明なマトリックス材料を含むことができる。このマトリックス材料は１つまたは複数の波長変換材料を取り囲むか、または１つまたは複数の波長変換材料を含むか、または波長変換材料と科学的に結合されている。この透明なマトリッ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、ウレタン、カーボネート、オレフィンまたはこれらの誘導体をモノマー、オリゴマーまたはポリマーの形状で、混合物、コポリマーまたはそれとの化合物として有する。例えばマトリックス材料はエポキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはシリコーン樹脂（例えばポリジメチルシロキサン）である。
【００３４】
１つまたは複数の波長変換材料はここで均一にマトリックス材料内に分布する。これに対して択一的に波長変換層が複数の波長変換材料を有することも可能である。この波長変換材料は、波長変換層の異なる層内に配置されている。
【００３５】
波長変換層はさらに、透明な担体基板を有しており、この担体基板上に１つまたは複数の波長変換材料が直接的に被着されるか、またはこの担体基板上に、１つまたは複数の波長変換材料を含むマトリックス材料が被着される。基板材料としては例えば、ビーム放射層列のための基板と関連して挙げた材料が適している。
【００３６】
波長変換層はさらに、屈折率整合材料ないしは光学結合材料（例えば屈折率整合ジェルまたはオイル）を介して、ビーム放射層列に光学的に結合される。このために例えば、「ボトムエミッタ型」として構成されたビーム放射層列、例えば「ボトムエミッタ型」構造を有するＯＬＥＤまたはＬＥＤの場合には、波長変換層は光学ジェルによって、ビーム放射層列の基板に光学的に結合される。これに対して択一的に、「トップエミッタ型」として構成されたビーム放射層列の場合には、波長変換層を第２の電極上に、または被包部上に、光学ジェルによって配置することができる。
【００３７】
ビーム放射層列と波長変換層の間には、有利である場合には、付加的な層（例えば結合物層、接着層または別の機能層）が配置される。本発明のさらなる利点、有利な実施形態および発展形態は以下の明細書で図１〜５Ｂに関連して記載した実施例から明らかとなる。
【実施例】
【００３８】
実施例および図面において、同じ構成素子または同機能の構成素子にはそれぞれ同じ参照符号を付してある。
【００３９】
ここに図示された要素および該要素相互間のサイズ比は、基本的に拡大比率どおりであると見なすべきではない。むしろ、たとえば層、構成部分、構成要素および領域等の個々の素子は、より良好に見やすくし、かつ／または理解しやすくするため、過度に厚く、または過度に大きく図示されていることがある。
【００４０】
以降の実施例では、有機層列のみを有する、単に例として示されたオプトエレクトロニクスデバイスが記載されている。これは、一般的な部分に記載されているように、無機層列またはエレクトロルミネセンス層列によって置き換えることができる。また、無機層列またはエレクトロルミネセンス層列と組み合わせることができる。
【００４１】
図１には、有機層列１および波長変換層２を伴うオプトエレクトロニクスデバイス１００の実施例が示されている。
【００４２】
有機層列１は活性領域１０を有する。ここでこの活性領域は作動時に、青色の電磁一次ビーム（例えば矢印Ｐによって示されている）を放射する。さらに有機層列１は機能層１１および１５を含む。これらの機能層は例えば電子搬送層１１として、およびホール搬送層１５として（明細書の一般的な箇所に記載されているように）構成されている。活性領域１０は、機能層１１および１５から注入された電子およびホールを、電磁一次ビームを生成するために再結合する。有機層列１は第１の電極３の上に配置されている。この第１の電極は、一次ビームを反射するように構成されている。図示された実施例の場合には、金属、ここでは殊に銀から成る反射性の第１の電極３が適している。有機層列１上には、さらに第２の電極４が配置されている。ここでこの第２の電極は透明な導電性酸化物から成り、一次ビームを透過する。従って活性領域１０内で生成された電磁一次ビームは第２の電極４を通じて放射される。有機層列１および電極３および４は基板１９上に被着される。ここで透過性の第２の電極４は基板１９の方を向いており、この基板１９の上に配置されている。基板１９はこの図示された実施例ではガラスである。
【００４３】
活性領域１０は主延在面Ｅを有している。これは面法線Ｎによって特徴付けされる。活性領域１０はさらに厚さｄを有しており、第１の電極３から平均間隔Ｌを有している。
【００４４】
基板１９上には波長変換層２が配置されている。この波長変換層は、一般的な箇所における記載のように、マトリックス材料２１内に埋め込まれた波長変換材料２２を有している。マトリックス材料２１は図示の実施例ではエポキシ樹脂であり、ガラス基板１９と同じく、約１．５の屈折率を有している。波長変換材料２２は、図示の実施例では、ニトリドシリケートとＹＡＧ：Ｃｅ３＋から成る混合物であり、青色の電磁一次ビームを黄色の電磁二次ビームに変換するのに適している。この二次ビームはここで等方性であり、矢印Ｓによって例示的に示されているように、均一に全ての方向に放射される。
【００４５】
波長変換層２は面状に構成されており、厚さＤを有している。波長変換層２は、活性領域１の主延在面Ｅに対して平行に配置されている。矢印Ｘ１によって、面法線Ｎに対して平行な電磁一次ビームの放射方向が示されている。この方向に放射された一次ビームが波長変換層２内で二次ビームに変換される率は、波長変換層２における一次ビームの横断可能な最大距離に比例し、ひいては波長変換層２の厚さＤに比例する。その放射方向が放射方向Ｘ１から異なっている一次ビームの場合、例えば例示された放射方向Ｘ２に沿って面法線Ｎに対して放射角度αで一次ビームが放出される場合には、波長変換層２を通る横断可能な最大距離は、Ｄ／ｃｏｓαに比例する。従って、変換率もＤ／ｃｏｓαに比例するので、面法線Ｎに対する放射角度αが大きくなればなるほど、一次ビームが二次ビームに変換される率が上がる。従って、角度αで波長変換層２に入射した一次ビーム全体に対する、波長変換層２を角度αで、変換されずに通過する一次ビームの相対的な割合は角度αが高くなるにつれて低くなる。
【００４６】
破線の矢印Ｐ’によって、上述したような、活性領域における一次ビームの放射に与えられる、反射性の第１の電極３の作用が示されている。自身の「固有の」放射されたビームによる、上述した励起子の自己影響によって、一次ビームの放射特性に影響が与えられる。この概略的な図面では、矢印Ｐ’が従来の意味での光放射の拡散および反射を示しているのではないことに注意されたい。むしろ、励起子によって放射された一次ビームはダイポールビーム領域の形であらわされる。これは、有機層列内で拡散し、第１の電極３によって反射される。
【００４７】
図２は、上記の説明に相応するオプトエレクトロニクスデバイスの有機層列の一次ビームの放射強度Ｉ（α）を伴う放射特性のグラフを示している。水平軸には放射角度αが示されており、垂直軸には角度に依存した正規化された放射強度が示されている。
【００４８】
放射強度４０１は１／ｃｏｓαに対して比例する依存度を示している。これは放射時には面法線Ｎに対して平行であり、強度Ｉ０によってあらわされる。上述の実施例では、容易に以下のことが読み取れる。すなわち、このような放射特特性が、電磁一次ビームに対する上述した角度依存性の変換率に対抗作用を及ぼし、この変換率を少なくとも部分的に補償することができることが読み取れる。放射強度４０２および４０３は放射強度４０１に対して、強度＋Ｑ・Ｉ０ないし−Ｑ・Ｉ０ぶんだけ、垂直軸上でシフトされている。グラフ４０２および４０３によって関数領域が生じ、この関数領域内では、一般的な箇所における説明に相応して、α＝０°から境界角度α＝βまでオプトエレクトロニクスデバイスの適切な放射強度Ｉ（α）が経過する。放射強度に対するこのような関数は上述のように、関数Ｉ（α）＝Ｉ０［１／ｃｏｓα＋Ａ（α）］によってあらわされる。ここでＡ（α）は次のように選択される。すなわち、角度領域０°≦α≦βに対して｜Ｉ（α）−Ｉ０／ｃｏｓα｜≦Ｑ・Ｉ０が当てはまるように選択される。
【００４９】
例えばこれに対して一次ビーム放射強度４１１および４１２が示されている。これら２つの一次ビーム放射強度に対して同じ角度βが当てはまる。これは垂直な破線４４０によって示されている。放射強度４１１は、垂直な破線４２１によって示された角度αｍａｘの際に、最大強度Ｉｍａｘを有する。垂直な破線４３１によって示される放射角度αｍｉｎから、角度αｍａｘ（線４２１）まで放射強度は上昇し、この領域において単調に上昇する関数曲線によってあらわされる。放射強度４１２は同じように、属する最小角度αｍｉｎ（線４３２）と最大角度αｍａｘ（線４２２）との間で、放射角度αに対して単調に上昇する関数曲線を有している。放射強度４１１および４１２は、上述の説明に相応に、記載したオプトエレクトロニクスデバイスに対する適切な放射強度Ｉ（α）である、放射強度Ｉ（α）の全ての関数クラスに対する例である。
【００５０】
以降で説明するレイトレーシングシミュレーションを用いた場合には、図１に相応した２つのオプトエレクトロニクスデバイス１００に対する、一次ビームと二次ビームが放射されて重畳した部分のＣＩＥ色位置分布が、一次ビームの異なる放射強度Ｉ（α）で求められる。一般的な箇所に説明されたように、シミュレートされたオプトエレクトロニクスデバイス１００の放射強度は、第１の電極３の反射度Ｒ、有機層列１の屈折率ｎおよび／または活性領域１０と第１の電極３との間の間隔Ｌを、活性領域１０の厚さｄの適切な選択に関連して変えることによって得られる。比較するために、黄色光発光ルミネセンス変換部を有する従来の青色ＯＬＥＤが同じようにシミュレートされている。従来のＯＬＥＤのルミネセンス変換部における変換の場合には、シミュレートされたビーム取り出し率は０．６２であった。放射特性２０２に対してはオプトエレクトロニクスデバイス１００の波長変換層２内での変換の場合には０．６２であり、放射特性０．５９に対しては０．５９であった。従って、全ビーム取り出し率は約０．６であった。
【００５１】
図３Ａには、従来のＯＬＥＤ（曲線２０１）並びに図１に相応するオプトエレクトロニクスデバイス１００の有機層列１（曲線２０２および２０３）に対するシミュレーションのために検出された一次ビームの３つの放射特性が示されている。ここで垂直軸上に示されたこれら３つの放射強度２０１、２０２、２０３はそれぞれ、水平軸上の放射角度αに依存して示されている。
【００５２】
従来のＯＬＥＤの放射強度２０１は、ランベルト放射の典型的な放射特性を示している。すなわち、既知の発光ダイオードで典型的であるように、放射強度Ｉ（α）はｃｏｓαに比例している。曲線２０２および２０３に相応する放射強度は、ランベルト放射特性とは異なる放射特性を示す。放射強度２０２および２０３はそれぞれ最小角度αｍｉｎ＝０°（参照番号２２０によって示されている垂直軸と一致する）および最大角度αｍａｘ（それぞれ垂直な破線２２２および２２３）を有しており、これらの間で各放射強度は放射角度αが増大するとともに、最大強度Ｉｍａｘまで上昇する。ここで放射強度２０２に対する最大角度αｍａｘは約３０°である。これに対して、曲線２０３に従った放射特性は、約８０°の最大角度αｍａｘまで、１／ｃｏｓαに比例する、放射強度Ｉ（α）を示す。
【００５３】
曲線２０１、２０２および２０３に相応する放射特性から結果として生じる、０°と７０°の間での放射角度αに依存した、既知のＣＩＥ色度図における一次ビームと二次ビームの重畳の色位置は、レイトレーシングシミュレーションによって求められ、図２Ｂに示されている。ここで矢印２１０は増大する放射角度αを示している。点２１１（白抜きの正方形）は、青色の一次ビームと図２Ａにおける放射強度２０１を伴う黄色の二次ビームを伴った、ルミネセンス変換部によって放射された電磁ビームを有する典型的なＯＬＥＤのＣＩＥ色位置を示している。ここでこれは放射角度αに依存して、０°〜７０°の間で、観察者によって認識される色位置である。図示されたＣＩＥ色度図から次のことが読み取れる。すなわち、放射角度αが上昇するとともに、ルミネセンス変換部における角度に依存する変換率によって、発光印象の黄色シフトが認識されることが読み取れる。点２１２（黒円）は、図１に示されたオプトエレクトロニクスデバイス１００に対する、図２Ａにおける曲線２０２に従った放射特性に対する相応するＣＩＥ色位置変化を示している。点２１３（黒塗り正方形）はこれに相応して、図１に示されたオプトエレクトロニクスデバイス１００に対する、図２Ａにおける曲線２０３に従った放射特性に対する相応する色位置変化を示している。ランベルト放射特性との偏差が増大するとともに、かつ最大放射強度Ｉｍａｘが大きい最大角度αｍａｘへとシフトするとともに、放射角度による色位置変化の減少が確認される。
【００５４】
図４Ａにはオプトエレクトロニクスデバイス３００に対する別の実施例が示されている。図１における実施例に示されるように、オプトエレクトロニクスデバイス３００も透明なガラス基板１９を有している。このガラス基板上には有機層列１が、第１の電極３と第２の電極４の間に配置されている。電極３および４並びに有機層列１は従来の蒸着プロセスによって被着されている。有機層列１は殊に、有機的な小さい分子（小分子）を有する材料を含む。
【００５５】
基板１９上には透明な第２の電極４が被着されている。図示の実施例ではこの第２の電極４はＩＴＯから成る。第２の電極４上には有機層列１が被着されている。この有機層列は第２の電極４上にホール注入層（ＨＩＬ）１５を含み、その上に電子遮断層（ＥＢＬ）１４を含む。ＥＢＬ１４上にはエレクトロルミネセンス層（ＥＬ）１０が被着されている。これは有機層列１の活性領域を構成する。ＥＬ１０は、オプトエレクトロニクスデバイス３００の作動時に青い一次ビームを放射するのに適している。ＥＬ１０上にはホール遮断層（ＨＢＬ）１２が被着されており、ホール遮断層の上には電子搬送層（ＥＴＬ）１１が被着されている。有機層列１上には、銀から成る第１の電極３が配置されている。ここでこの第１の電極は、ＥＬ１０によって放射された一次ビームを反射する。基板１９および第２の電極４は透明であるので、オプトエレクトロニクスデバイスは、いわゆる「ボトムエミッタ型」として構成されている。
【００５６】
ＥＢＬ１４とＨＢＬ１２との間にＥＬ１０を組み込むことによって、有機層列１の活性領域１０を良好に位置付け、境界付けすることができる。なぜなら、励起子、すなわち電子とホールの対は、ＥＢＬ１４とＨＢＬ１２との間にのみ形成されるからである。
【００５７】
電極３、４および有機層列１上には被包部５が配置されている。この被包部は電極３、４および有機層列１を、有害な外部影響（例えば湿気または酸素）または機械的損傷から保護することができる。
【００５８】
有機層列１の方を向いていない、基板１９の表面上には、有機層列１の一次ビームのビーム路内に波長変換層２が配置されている。これは、ガラスから成る担体基板２０を有している。この担体基板上にはニトリドシリケートを含有しており、かつＹＡＧ：Ｃｅ３＋を含有している波長変換材料２２が、エポキシ樹脂マトリックス材料２１内に収容されている。波長変換層２を製造するために、粉砕工場において、波長変換材料２２はエポキシ樹脂材料とともに均一に細かく砕かれ、混ぜられている。この混合物は基板２０上に被着され、１５０℃で１時間、硬化されている。波長変換材料２２を伴う、硬化されたマトリックス材料２１の厚さＤは約３０μｍである。
【００５９】
波長変換層２は光学的なジェル６によって、基板１９上に被着され、光学的に結合されている。
【００６０】
図４Ｂには、オプトエレクトロニクスデバイスの別の実施例３０１が示されている。ここでこの実施例は、図４Ａに示されたオプトエレクトロニクスデバイス３００の別の形態である。オプトエレクトロニクスデバイス３０１では、一次ビームを反射する第１の電極３が基板１９上に被着されている。この反射性の第１の電極３上には、有機層列１が、上述のように、しかし逆の順番で配置されている。層列１上には、ＩＴＯから成る透明な第２の電極４が配置されている。被包部５は同じように透明な材料を有している。これは例えばガラスまたは透明なプラスチックである。従って、ＥＬ１０内で形成された一次ビームは基板１９から離れた方向へ、第２の透明な電極４および被包部５を通じて放射され、オプトエレクトロニクスデバイス３０１はいわゆる「トップエミッタ型」として構成される。波長変換層２は被包部５上に光学的なジェル６によって被着され、光学的に結合されている。
【００６１】
放射された電磁ビームの放射特性およびＣＩＥ色位置分布を測定するために、ＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩとして構成された３つのオプトエレクトロニクスデバイスが、オプトエレクトロニクスデバイス３００の図４Ａに示された実施例に相応して製造された。全ての３つのオプトエレクトロニクスデバイスＩ、ＩＩおよびＩＩＩは以下で、例えば、有機層列１の電極３、４および層１０、１１、１２、１４、１５の厚さを有している。
・第２の電極４：１２０ｎｍ、
・ＨＩＬ１５：２０ｎｍ、
・ＥＢＬ１４：１０ｎｍ、
・ＥＬ１０：２５ｎｍ、
・ＨＢＬ１２：１０ｎｍ、
・ＥＴＬ１１：ｘｎｍ、
・第１の電極：１５０ｎｍ。
【００６２】
ＥＴＬ１１の厚さｘは、オプトエレクトロニクスデバイスＩ、ＩＩおよびＩＩＩの場合には約１５ｎｍ、３０ｎｍおよび５０ｎｍである。これによって、ＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩに対する反射性の第１の電極と活性領域との間の平均間隔Ｌは、相互に比較して変化する。
【００６３】
図５Ａには、ここから得られる放射特性５０１、５０２および５０３が、一次ビームの角度に依存する放射強度Ｉ（α）として示されている。曲線５０１に従った放射強度Ｉ（α）はここで、約１５ｎｍのＥＴＬ厚さｘを有するＯＬＥＤＩの放射特性である。曲線５０２に従った放射強度Ｉ（α）は、約３０ｎｍのＥＴＬ厚さｘを有するＯＬＥＤＩＩの放射特性であり、曲線５０３に従った放射強度Ｉ（α）は、約５０ｎｍのＥＴＬ厚さｘを有するＯＬＥＤＩＩＩの放射特性である。
【００６４】
放射特性５０１を有するＯＬＥＤＩはここで実質的にランベルト放射特性を有し、従来のＯＬＥＤをあらわしている。ＯＬＥＤＩＩおよびＩＩＩはこれに対して、非ランベルト放射特性を有している。ここで放射強度Ｉ（α）は、放射角度α＝０°から垂直線５２２および５２３によってあらわされた最大角度αｍａｘまで、最大放射強度Ｉｍａｘへ向かって上昇する。放射特性は以下の方法によって求められている；波長変換層２の代わりに、基板１９上に、屈折率整合ガラス（インデックスマッチングジェル）６を用いて、直径２５ｃｍのガラス半球が中央に配置される。ゴニオメータおよびゴニオメータと接続されたライトガイドスペクトルメータによって、ガラス半球から出射するＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩの一次ビームが放射角度αに依存して測定される。ガラス半球の幾何学的形状によって、半球表面での周辺空気に対する一次ビームの出射角度は、基板１９内の放射角度と同じものである。ガラス半球および基板１９は屈折率整合されているので、基板１９における全反射に対する角度よりも大きい放射角度を有する一次ビームも測定される。従って測定された放射特性は、ＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩの各有機層列１の放射特性に相応する。これらは、基板１９内に達する一次ビームによって定められる。ここで全反射に基づいて第２の電極でないし第２の電極内で反射された一次ビームの成分だけが、基板１９内に達しない。
【００６５】
ゴニオメータ測定から、７ｍＡ／ｃｍ２の電流密度が印加された場合の、３つのＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩの光出力も求められる。光出力は任意単位でＯＬＥＤＩの場合には０．１０７４であり、ＯＬＥＤＩＩの場合には０．１０８８であり、ＯＬＥＤＩＩＩの場合には０．１１４１である。
【００６６】
図５Ｂには、ＯＬＥＤＩ（測定点５１１）、ＩＩ（測定点５１２）およびＩＩＩ（測定点５１３）の一次ビームおよび二次ビームの重畳の各ＣＩＥ色位置分布が、波長変換層２によって図３Ａで示されたのと同じように示されている。ここで矢印５１０は増大する放射角度αを示している。この測定は標準的なゴニオメータによって行われたものである。放射特性が図５Ａにおける曲線５０１に相応するランベルト放射特性から離れるほど、放射角度に依存して、結果として生じた発光印象の色変化が減少することが明確に読み取れる。同じ材料を使用しているのにも係わらずＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩの色位置が相互に相対的に僅かに異なっているのは、反射性の第１の電極３によって形成された微少空洞の影響に起因するものである。
【００６７】
本発明は上述した実施例に限定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あてはまる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスを概略的に示す図
【図２】一次ビームの放射特性のグラフ
【図３Ａ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスに対する放射特性のシミュレーション
【図３Ｂ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスに対する放射特性のシミュレーションから結果として生じる、角度に依存したＣＩＥ色位置分布
【図４Ａ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスを概略的に示す図
【図４Ｂ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスを概略的に示す図
【図５Ａ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスに対する放射特性のグラフ
【図５Ｂ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスに対する放射特性のグラフおよび、ここから結果として生じる、角度に依存したＣＩＥ色位置分布
【符号の説明】
【００６９】
１ ビーム放射層列、 ２ 波長変換層、 ３ 第１の電極、 ４ 第２の電極、 ６ 光学ジェル、 １０ 活性領域、 １９ 基板、 ２０ 担体基板、 ２１ マトリックス材料、 ２２ 波長変換材料
【技術分野】
【０００１】
請求項１の上位概念に記載された様式のオプトエレクトロニクスデバイスを提示する。
【背景技術】
【０００２】
活性領域を有するオプトエレクトロニクスデバイスが公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特定の実施形態の少なくとも１つの課題は、さらに波長変換層を備えている活性領域を有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。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、オプトエレクトロニクスデバイスであって、
・第１の電極を含み、
・当該第１の電極上の、活性領域を有するビーム放射層列を含み、ここで当該活性領域は面法線を備えた主延在面を有しており、非ランベルト放射特性を有する電磁一次ビームを放出し、
・前記ビーム放射層列上の、前記一次ビームに対して透過性の第２の電極を含み、
・前記一次ビームのビーム路内にある波長変換層を含み、当該波長変換層は、前記一次ビームの少なくとも一部を電磁二次ビームに変換し、
ここで
・前記第１の電極は前記一次ビームに対して反射性であり、
・前記非ランベルト放射特性は、前記ビーム放射層列の一次ビームの強度Ｉ（α）によって、前記面法線に対して測定された放射角度αに依存して定められ、
・α≧０°の前記強度Ｉ（α）は、角度αが最大角度αｍａｘまで上昇するにつれて増大し、
・前記波長変換層内での前記電磁一次ビームの変換率は、放射角度αが上昇するにつれて増大する、
ことを特徴と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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
このオプトエレクトロニクスデバイスの有利な実施形態および発展形態は従属請求項に記載されており、さらには以下の説明および図面にも記載されている。
【０００６】
少なくとも１つの実施形態に相応するオプトエレクトロニクスデバイスは殊に以下の素子を含む。すなわち：
・第１の電極を含む、
・前記第１の電極上の、活性領域を有するビーム放射層列を含む、ここでこの活性領域は、面法線を有する主延在面を有しており、非ランベルト放射特性を有する電磁一次ビームを放出する、
・前記一次ビームに対して透過性の第２の電極を含む、ここでこの第２の電極はビーム放出層列上にある、
・前記一次ビームのビーム路内にある波長変換層、ここでこの波長変換層は、前記一次ビームの少なくとも一部を電磁二次ビームに変換する。
このようなオプトエレクトロニクスデバイスにおいて、
・前記第１の電極は前記一次ビームに対して反射性であり、
・前記非ランベルト放射特性は、前記ビーム放射層列の一次ビームの強度Ｉ（α）によって、面法線に対して測定された放射角度αに依存して定められ、
・前記強度Ｉ（α）は０°≦αｍｉｎ＜αｍａｘでαｍｉｎ≦α≦αｍａｘである角度αの場合に、最小角度αｍｉｎから最大角度αｍａｘへ角度が上昇するとともに増大し、
・前記波長変換層内での前記電磁一次ビームの変換率は放射角度αが上昇するにつれて増大する。
【０００７】
強度Ｉ（α）はここで殊に角度に依存する強度分布である。この強度分布によって一次ビームは波長変換層内に入射する。殊に一次ビームの一部は波長変換層を変換されずに通過し、波長変換層から出射し、ここから放射される。さらに、電磁二次ビームも波長変換層から出射し、ここから放射される。従って外部の観察者は電磁一次ビームと電磁二次ビームとの重畳によって混合色の発光印象を認識する。この混合色発光印象は、一次ビームと二次ビーム相互の相対的な割合に依存する。
【０００８】
輝度印象、すなわち混合色発光印象の輝度はさらに、一次ビームおよび二次ビームの絶対的な強度に依存する。均一かつ等方性の混合色発光印象を観察者に与えるために、各放射角度αのもとで、一次ビームの強度と二次ビームの強度が等しい比で認識されることが必要である。
【０００９】
殊に電磁二次ビームは波長変換層によって等方性に放射される。すなわち、波長変換層内に入射した一次ビームの放射角度αに依存せずに、波長変換層は、一次ビームの一部を変換することによって生成された二次ビームを、角度αに依存することなく再び放射し、観察者によって認識される二次ビームの強度が角度αに依存しなくなる。
【００１０】
しかし波長変換層内で一次ビームを二次ビームに変換する率は、さらに、波長変換層内での横断可能な距離に比例する。波長変換層内での電磁一次ビームの横断可能な最大距離は放射角度αが上昇するとともに増大するので、一次ビームを二次ビームに変換する率も、放射角度αが上昇するとともに増大する。放射角度αが大きくなればなるほど、角度αで波長変換層内に入射する一次ビームに対する、変換されずに角度αで再び波長変換層から出射する一次ビームの相対的な割合は低くなる。例えば波長変換層は厚さＤで面状に構成され、有機層列の主延在方向に対して平行な面にあり、有機層列を介して一次ビームのビーム路内に配置される。従って一次ビームを二次ビームに変換する率は、Ｄ／ｃｏｓαに比例する。これによって、有機層列の面法線に対する角度αに依存して、不均一な混合色の発光印象が生じるだろう。殊に、発光ダイオードの場合には通常である、ｃｏｓαに比例する角度依存の強度分布を有するランベルト放射特性の場合には、これは次のことを意味する。すなわち、角度αが小さい場合の、波長変換層から出射する、変換されていない一次ビームの割合が、角度αが大きい場合よりも大きいことを意味する。これによって、通常の発光ダイオードの場合には、二次ビームに対して、変換されていない一次ビームの相対的な割合が低減されることによって、発光印象は放射角度αに依存して変化する。
【００１１】
しかし一次ビームの強度Ｉ（α）は、角度（α）が最小角度αｍｉｎ≧０から最大角度αｍａｘへと上昇するともに増大するので、角度αに依存する、一次ビームから二次ビームへの変換率に対抗作用が及ぼされる。強度Ｉ（α）はここで角度領域αｍｉｎ≦α≦αｍａｘの角度領域において、単調に上昇する関数によってあらわされる。例えば放射角度の最小角度は面法線に対して平行である。すなわち、αｍｉｎ＝０°である。
【００１２】
ここで、一次ビームの放射特性は、最大角度αｍａｘの場合に最大強度Ｉｍａｘを伴う強度Ｉ（α）を有する。殊に、この最大強度Ｉｍａｘは０°≦α≦９０°に対する強度関数Ｉ（α）の大域的な極大値をあらわす。すなわち、放射方向αｍａｘで、角度に依存する最も高い強度Ｉｍａｘが放射される。最大角度αｍａｘはここで１０°以上である。さらに、最大角度は１５°以上または特に有利には２０°以上である。さらにまたは付加的に最大角度は６０°以下であるか、または有利には６５°以下であるか、または特に有利には７０°以下である。
【００１３】
一次ビームの放射特性は、α＝０°の角度の場合、すなわちビーム放射層列の主延在方向に対する、面法線に対して平行な放射方向において、強度Ｉ０によって特徴付けられ、０°≦α≦９０°の範囲における角度αの場合には関数Ｉ０／ｃｏｓαによってあらわされるか、または近似される。さらに、０°≦α≦βでの角度に対する強度Ｉ（α）は、関数Ｉ（α）＝Ｉ０［１／ｃｏｓα＋Ａ（α）］によってパラメータ化され、ここでβは１５°以下であるか、または有利には３０°以下であるか、または特に有利には６５°以下である。ここでＡ（α）は−Ｑ≦Ａ（α）≦Ｑの範囲内の値を取り、ここでＱ≦０．８であり、有利にはＱ≦０．５であるか、または特に有利にはＱ≦０．２５である。これは殊に次のことを意味している。すなわち、Ｉ（α）はｃｏｓαの反転に対する比例関係から、±Ｑぶんだけ偏差し得るということを意味している。従ってビーム放射層列から放出された一次ビームの強度は、０°≦α≦βでの角度αの場合には関数Ｉ（α）によってあらわさる。その関数値は幅２Ｑを有する領域において、関数Ｉ０／ｃｏｓαの周辺に位置し、関数Ｉ０／ｃｏｓαからＱ以下だけ偏差し得る。すなわち、｜Ｉ（α）−Ｉ０／ｃｏｓα｜≦Ｑ・Ｉ０である。ここで放射特性は、角度αｍａｘ≦βの場合または角度αｍａｘ＞βの場合に最大強度Ｉｍａｘを有する。
【００１４】
第１の電極は所与の反射度Ｒを伴う材料を有しており、ビーム放射層列は電磁一次ビームに対して屈折率ｎを有する。この屈折率はここでビーム放射層列にわたって一定であるか、または少なくとも部分領域において、例えば異なる機能層において一定である。さらに屈折率ｎが、ビーム放射層列にわたって変化してもよい。ビーム放射層列の活性領域は厚さｄを有しており、第１の電極から平均間隔Ｌの間隔をあけて配置される。この平均間隔Ｌはここで、活性領域の厚さｄにわたって平均された、第１の電極までの間隔である。ここでパラメータＲ、ｎ、ｄおよびＬは次のように選択される。すなわち、ビーム放射層列が上述した放射特性を有するように選択される。例えば、第１の電極の反射度Ｒおよびビーム放射層列の屈折率ｎは各材料選択に基づいて設定される。従って平均間隔Ｌおよび活性領域の厚さｄを選択することによって、所望の放射特性が可能になる。これに対して択一的に、ビーム放射層列および活性領域の寸法、すなわち平均間隔Ｌと厚さｄを、例えばオプトエレクトロニクスデバイスの構造または製造方法によって設定することができる。従って、反射性の第１の電極のための材料を反射度Ｒに関して選択することによって、所望の放射特性を実現することができる。
【００１５】
例えばこのために平均間隔Ｌは一次ビームの波長のサイズまたはそれよりも小さい。一次ビームが複数の波長のスペクトル分布および/または波長領域を有する場合、一次ビームは平均波長によっても表され、ビーム放射層列の寸法はこれ以降、一次ビームの平均波長に関連する。さらに、平均間隔は一次ビームの半波長以下であってもよく、または一次ビームの四分の一波長以下であってもよく、または一次ビームの八分の一波長以下であってもよい。さらにまたは付加的に、平均間隔Ｌは一次ビームの波長の二十分の一以上であってよく、または一次ビームの波長の十分の一以上であってよい。これは例えば次のことを意味している。すなわち、一次ビームの平均波長が紫外から青色までの場合には、間隔Ｌは約１５ｎｍ〜２００ｎｍの間であり、有利には３０ｎｍ〜１００ｎｍの間であり、特に有利には４０ｎｍ〜６０ｎｍの間であってよいことを意味している。
【００１６】
このような平均間隔Ｌによって、反射性の第１の電極と関連して、少なくとも半面の反射性空洞をビーム放射層列内に形成することができる。励起された状態（エキシトン）によって活性領域内に放射されたホトンないし波束はこのような場合に第１の電極で反射される。平均間隔Ｌが一次ビームの波長のサイズ以下であることによって、励起された状態を伴う放射された波束の再結合が波束の放射の間も可能であることが容易に判断される。従って、励起された状態は波束の放射の間、その「固有の」反射された波束の電磁界によって影響される。従って反射された波束の位相長に応じて、励起された状態の放射を増強させる、または低減させることができる。この場合に位相長は、ビーム放射層列の屈折率、第１の電極内への電磁ビームの侵入深度と関連した第１の電極の反射度並びに、波束の放射方向に関連した、励起状態と第１の電極との間の間隔に依存する。これによって、ビーム放射層列内にモード構造が形成される。このモード構造は、より大きな放射角度αに対する一次ビームの放射を助長するおよび/または作用する。
【００１７】
さらに活性領域の厚さは放射モードの形成に影響を与える。殊にこれは、活性領域の厚さｄが２０ｎｍ以下である場合に有利である。有利にはこの厚さｄは１５ｎｍ以下であるか、またはさらに１０ｎｍ以下である。さらに活性領域の厚さｄは５ｎｍ以下であってよい。
【００１８】
ここでビーム放射層列は、有機の、ビーム放射ダイオード（ＯＬＥＤ）として、ないしは有機層列として構成される。有機層列ないしＯＬＥＤは例えば基板を有している。ここで第１の電極は直接的にこの基板上に配置されうる。第１の電極は反射性に構成されており、第２の電極は透明であるので、一次ビームは基板から離れる方向で放射されうる（トップエミッタ型）。択一的に第２の電極を直接的に基板上に配置することができる。従って一次ビームは基板を通って放射されうる（ボトムエミッタ型）。第１の電極上には、有機材料からなる１つまたは複数の機能層を備えた機能領域が被着されうる。ここで機能層は例えば１つまたは複数の電子注入層（electron injection layer, EIL）、電子搬送層（electron transport layer, ETL）、ホール遮断層（hole blocking layer, HIL）、エレクトロルミネセンス層（electroluminescent layer, EL）、電子遮断層（electron blocking layer, EBL）、ホール搬送層（hole transport layer, HTL）および／またはホール注入層（hole injection layer, HIL）を有しうる。個々の層が、上述した層のうちの複数の層の機能を有していてもよい。従って、１つの層を例えばＨＩＬとしておよびＨＴＬとしてまたはＥＩＬとしておよびＥＴＬとして用いることができる。活性領域は例えばＥＬによって形成されるか、またはＥＬを含む。さらに活性領域を例えば、第２の層の境界面の領域内に構成することもでき、例えばＥＴＬとＨＴＬの間の境界に設けることができる。
【００１９】
例えば基板はガラス、石英、プラスチックフィルム、金属、金属フィルム、半導体ウェハ、例えばケイ素ウェハまたはゲルマニウムウェハまたは燐光体含有半導体材料および／または窒素含有半導体材料に基づくウェハまたは任意の別の適切な基板材料を含む。有機層列ないしＯＬＥＤがいわゆる「ボトムエミッタ型」として構成されている場合、すなわち活性領域内で形成された一次ビームが基板を通って放射される場合には、基板は一次ビームの少なくとも一部に対して透過性である。
【００２０】
第１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てもよい。カソード材料としてはとりわけアルミニウム、バリウム、インジウム、銀、金、マグネシウム、カルシウム、リチウム並びにそれらの化合物、組み合わせ、合金が有利であることがわかっている。
【００２１】
アノードとして構成され、ホール注入材料として用いられる透明な第２の電極は、例えば透明な導電性酸化物を有しているか、または透明な導電性酸化物から成る。透明な導電性酸化物（transparent conductive oxides, 略してTCO）は、透明で、導電性材料であり、通常は金属酸化物、例えば酸化亜鉛、酸化錫、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化インジウムまたはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）である。例えばＺｎＯ、ＳｎＯ２またはＩｎ２Ｏ３等である二元金属酸素化合物の他に、三元金属酸素化合物もＴＣＯのグループに属し、この第３級金属酸素化合物は例えばＺｎ２ＳｎＯ４、ＣｄＳｎＯ３、ＺｎＳｎＯ３、ＭｇＩｎ２Ｏ４、ＧａＩｎＯ３、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５またはＩｎ４Ｓｎ３Ｏ１２である。または、異なる透明な導電性酸化物の混合物もＴＣＯのグループに属する。さらに、ＴＣＯは必ずしも化学量論的な組成に相応しなくてはならないわけではなく、ｐ型ドーピングまたはｎ型ドーピングとすることもできる。択一的または付加的に、第２の電極が金属、例えば第１の電極に関連して挙げた金属を有していてよい。例えば、第２の電極は金属層を含む。この金属層は少なくとも部分的に、一次ビームに対して透過性である。さらに第２の電極は、有機導電性材料を有することもできる。
【００２２】
この機能層は例えば有機ポリマー、有機オリゴマー、有機モノマー、有機系の小さな非ポリマー分子（小分子）またはそれらの組み合わせを有していてもよい。この機能層内の材料に依存して、形成された第１のビームは個々の波長または領域、または紫外から赤色スペクトル領域からの組み合わせを有する。
【００２３】
さらにＯＬＥＤは電子および機能領域に対して、湿気からの保護及び／又は酸化物質、例えば酸素からの保護を達成するために、被包部を有していてもよい。ここでこの被包部は、基板を含むＯＬＥＤ全体を取り囲む。択一的に基板は被包部の一部を構成する。この場合前記被包部は１つ又はそれ以上の層を含み得る。その場合被包部のこれらの層は例えばプレーナー層、バリヤ層、水及び／又は酸素吸収層、化合物層、若しくはそれらの組み合わせであってもよい。さらに被包部は透明に構成される。これは殊に、有機層列が「トップエミッタ型」として構成されている場合である。
【００２４】
さらに、ビーム放射層列を無機発光ダイオード（ＬＥＤ）として、すなわち無機半導体層列として構成することもできる。この場合には半導体層列はエピタキシャル層列として、すなわちエピタキシャルに成長された半導体層列として構成される。殊に半導体層列は、例えば無機材料、例えばＩｎＧａＡｌＮをベースとして形成することができ、例えばＧａＮ薄膜半導体層列として構成することが可能である。ＩｎＧａＡｌＮベースの半導体層列にはとりわけ、通常は異なる個々の層から成る層列を有するエピタキシャル形成された半導体層列が、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮのＩＩＩ‐Ｖ化合物半導体材料系から成る材料を有する個層を少なくとも１つ有する半導体層列が含まれる。ここでは、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１およびｘ＋ｙ≦１である。
【００２５】
択一的または付加的に半導体層列は、ＩｎＧａＡｌＰをベースとすることもできる。すなわち半導体層列は、異なる個層を有することができ、そのうち少なくとも１つの個層は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＰのＩＩＩ‐Ｖ化合物半導体材料系から成る材料を有することができ、ここでは０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１およびｘ＋ｙ≦１である。択一的または付加的に、半導体層列は別のＩＩＩ‐Ｖ化合物半導体材料系、例えばＡｌＧａＡｓベースの材料、またはＩＩ‐ＶＩ化合物半導体材料系を有してもよい。
【００２６】
別の実施形態では、半導体層列として、ビームを放射する薄膜半導体層列が使用される。さらに、ビーム放射半導体層列またはビーム放射薄膜半導体層列を発光ダイオードまたは薄膜発光ダイオードとして構成することができる。ビーム放射薄膜層列または薄膜発光ダイオードは殊に以下の特徴を有する：すなわち、
−ビームを生成するエピタキシャル層列の第１の主表面（ここでこの第１の主表面は担体エレメントの方を向いている）に反射層が被着または形成されており、この反射層はエピタキシャル層列において生成された電磁ビームの少なくとも一部分をこのエピタキシャル層列に反射して戻す；
−エピタキシャル層列は２０μｍ以下の領域の厚さを有しており、殊に１０μｍの領域の厚さを有している；さらに、
−エピタキシャル層列には、混合構造を有する少なくとも１つの面を備えた少なくとも１つの半導体層が含まれており、理想的なケースではこの面によりエピタキシャル層列内にほぼエルゴード的な光分布が生じる。つまりこれは最大限にエルゴード的な確率分散特性を有している。
【００２７】
薄膜半導体発光ダイオードの原理については、例えばI. Schnitzer等によるAppl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174-2176に記載されている。この刊行物の開示内容は、引用によって本願の開示内容とする。
【００２８】
ビーム放射層列の別の素子、例えば基板または被包部に関して、並びに電極に関して、有機層列に関連して挙げた材料および特徴を応用することができる。
【００２９】
さらにビーム放射層列は上述した有機および無機層の組み合わせを有することもできる。
【００３０】
さらにビーム放射層列を、有機または無機ダイオードの代わりに、エレクトロルミネセンスデバイス（ＥＬＢ）のためのエレクトロルミネセンス層列として、例えばエレクトロルミネセンスフィルム（ＥＬＦ）として構成することもできる。ＥＬＢは、例えば硫酸亜鉛をベースとした無機材料を含む活性領域を有することができる。これは電気的絶縁材料内に組み込まれるか、または電気的絶縁性層の間に配置される。活性領域はさらに適切なドーパントを有し、このドーパントは例えば銅および／またはユーロピウムを含むことができる。ＥＬＦはプラスチックフィルムを有し、このプラスチックフィルムの間に電極とエレクトロルミネセンス層列が配置され、基板としておよび／または被包部として構成される。
【００３１】
波長変換層は１つまたは複数の波長変換材料を有し、この波長変換材料は電磁一次ビームを少なくとも部分的に吸収し、少なくとも部分的に一次ビームとは異なる波長領域を有する二次ビームとして放出する。この電磁一次ビームおよび電磁二次ビームは、赤外から紫外における波長領域、殊に可視波長領域における１つまたは複数の波長および／または波長領域を含むことができる。この場合には、一次ビームのスペクトルおよび／または二次ビームのスペクトルは幅が狭く、一次ビームおよび／または二次ビームは単色またはほぼ単色の波長領域を有することができる。一次ビームのスペクトルおよび／または二次ビームのスペクトルは択一的に幅が広くてもよく、一次ビームおよび／または二次ビームは混合色の波長を有することができる。ここでこの混合色波長領域は連続的なスペクトルまたは異なる波長を有する離散的な複数のスペクトル成分を有することができる。例えば電磁的な一次ビームは紫外から青色波長領域からの波長領域を有することができ、電磁二次ビームは青色から赤色波長領域からの波長領域を有することができる。特に有利には一次ビームおよび二次ビームは重畳して、白色発光印象を生起させることができる。このために一次ビームは有利には青色発光印象を生起させ、二次ビームは黄色発光印象を生起させる。ここでこの黄色発光印象は、黄色波長領域にある二次ビームのスペクトル成分および／または緑および赤色波長領域内のスペクトル成分によって生じる。
【００３２】
波長変換材料はここで以下の材料のうちの１つまたは複数を有する：すなわち、希土類およびアルカリ土類金属のガーネット、例えばＹＡＧ：Ｃｅ３＋を有し、さらに窒化物、ニトリドシリケート、サイオン、サイアロン、アルミン酸塩、酸化物、ハロフォスフェート、オルトケイ酸塩、硫化物、バナジン酸塩、ペリレン、クマリンおよびクロロシリケートである。さらに波長変換層は、例えば上述した波長変換材料を有する適切な混合物および／または組み合わせを含むこともできる。これによって、例えば上述したように、波長変換層が第１の青色波長領域を吸収し、緑および赤色波長および／または黄色波長領域を有する第２の波長領域で放出することが可能になる。
【００３３】
さらに波長変換層は透明なマトリックス材料を含むことができる。このマトリックス材料は１つまたは複数の波長変換材料を取り囲むか、または１つまたは複数の波長変換材料を含むか、または波長変換材料と科学的に結合されている。この透明なマトリッ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、ウレタン、カーボネート、オレフィンまたはこれらの誘導体をモノマー、オリゴマーまたはポリマーの形状で、混合物、コポリマーまたはそれとの化合物として有する。例えばマトリックス材料はエポキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはシリコーン樹脂（例えばポリジメチルシロキサン）である。
【００３４】
１つまたは複数の波長変換材料はここで均一にマトリックス材料内に分布する。これに対して択一的に波長変換層が複数の波長変換材料を有することも可能である。この波長変換材料は、波長変換層の異なる層内に配置されている。
【００３５】
波長変換層はさらに、透明な担体基板を有しており、この担体基板上に１つまたは複数の波長変換材料が直接的に被着されるか、またはこの担体基板上に、１つまたは複数の波長変換材料を含むマトリックス材料が被着される。基板材料としては例えば、ビーム放射層列のための基板と関連して挙げた材料が適している。
【００３６】
波長変換層はさらに、屈折率整合材料ないしは光学結合材料（例えば屈折率整合ジェルまたはオイル）を介して、ビーム放射層列に光学的に結合される。このために例えば、「ボトムエミッタ型」として構成されたビーム放射層列、例えば「ボトムエミッタ型」構造を有するＯＬＥＤまたはＬＥＤの場合には、波長変換層は光学ジェルによって、ビーム放射層列の基板に光学的に結合される。これに対して択一的に、「トップエミッタ型」として構成されたビーム放射層列の場合には、波長変換層を第２の電極上に、または被包部上に、光学ジェルによって配置することができる。
【００３７】
ビーム放射層列と波長変換層の間には、有利である場合には、付加的な層（例えば結合物層、接着層または別の機能層）が配置される。本発明のさらなる利点、有利な実施形態および発展形態は以下の明細書で図１〜５Ｂに関連して記載した実施例から明らかとなる。
【実施例】
【００３８】
実施例および図面において、同じ構成素子または同機能の構成素子にはそれぞれ同じ参照符号を付してある。
【００３９】
ここに図示された要素および該要素相互間のサイズ比は、基本的に拡大比率どおりであると見なすべきではない。むしろ、たとえば層、構成部分、構成要素および領域等の個々の素子は、より良好に見やすくし、かつ／または理解しやすくするため、過度に厚く、または過度に大きく図示されていることがある。
【００４０】
以降の実施例では、有機層列のみを有する、単に例として示されたオプトエレクトロニクスデバイスが記載されている。これは、一般的な部分に記載されているように、無機層列またはエレクトロルミネセンス層列によって置き換えることができる。また、無機層列またはエレクトロルミネセンス層列と組み合わせることができる。
【００４１】
図１には、有機層列１および波長変換層２を伴うオプトエレクトロニクスデバイス１００の実施例が示されている。
【００４２】
有機層列１は活性領域１０を有する。ここでこの活性領域は作動時に、青色の電磁一次ビーム（例えば矢印Ｐによって示されている）を放射する。さらに有機層列１は機能層１１および１５を含む。これらの機能層は例えば電子搬送層１１として、およびホール搬送層１５として（明細書の一般的な箇所に記載されているように）構成されている。活性領域１０は、機能層１１および１５から注入された電子およびホールを、電磁一次ビームを生成するために再結合する。有機層列１は第１の電極３の上に配置されている。この第１の電極は、一次ビームを反射するように構成されている。図示された実施例の場合には、金属、ここでは殊に銀から成る反射性の第１の電極３が適している。有機層列１上には、さらに第２の電極４が配置されている。ここでこの第２の電極は透明な導電性酸化物から成り、一次ビームを透過する。従って活性領域１０内で生成された電磁一次ビームは第２の電極４を通じて放射される。有機層列１および電極３および４は基板１９上に被着される。ここで透過性の第２の電極４は基板１９の方を向いており、この基板１９の上に配置されている。基板１９はこの図示された実施例ではガラスである。
【００４３】
活性領域１０は主延在面Ｅを有している。これは面法線Ｎによって特徴付けされる。活性領域１０はさらに厚さｄを有しており、第１の電極３から平均間隔Ｌを有している。
【００４４】
基板１９上には波長変換層２が配置されている。この波長変換層は、一般的な箇所における記載のように、マトリックス材料２１内に埋め込まれた波長変換材料２２を有している。マトリックス材料２１は図示の実施例ではエポキシ樹脂であり、ガラス基板１９と同じく、約１．５の屈折率を有している。波長変換材料２２は、図示の実施例では、ニトリドシリケートとＹＡＧ：Ｃｅ３＋から成る混合物であり、青色の電磁一次ビームを黄色の電磁二次ビームに変換するのに適している。この二次ビームはここで等方性であり、矢印Ｓによって例示的に示されているように、均一に全ての方向に放射される。
【００４５】
波長変換層２は面状に構成されており、厚さＤを有している。波長変換層２は、活性領域１の主延在面Ｅに対して平行に配置されている。矢印Ｘ１によって、面法線Ｎに対して平行な電磁一次ビームの放射方向が示されている。この方向に放射された一次ビームが波長変換層２内で二次ビームに変換される率は、波長変換層２における一次ビームの横断可能な最大距離に比例し、ひいては波長変換層２の厚さＤに比例する。その放射方向が放射方向Ｘ１から異なっている一次ビームの場合、例えば例示された放射方向Ｘ２に沿って面法線Ｎに対して放射角度αで一次ビームが放出される場合には、波長変換層２を通る横断可能な最大距離は、Ｄ／ｃｏｓαに比例する。従って、変換率もＤ／ｃｏｓαに比例するので、面法線Ｎに対する放射角度αが大きくなればなるほど、一次ビームが二次ビームに変換される率が上がる。従って、角度αで波長変換層２に入射した一次ビーム全体に対する、波長変換層２を角度αで、変換されずに通過する一次ビームの相対的な割合は角度αが高くなるにつれて低くなる。
【００４６】
破線の矢印Ｐ’によって、上述したような、活性領域における一次ビームの放射に与えられる、反射性の第１の電極３の作用が示されている。自身の「固有の」放射されたビームによる、上述した励起子の自己影響によって、一次ビームの放射特性に影響が与えられる。この概略的な図面では、矢印Ｐ’が従来の意味での光放射の拡散および反射を示しているのではないことに注意されたい。むしろ、励起子によって放射された一次ビームはダイポールビーム領域の形であらわされる。これは、有機層列内で拡散し、第１の電極３によって反射される。
【００４７】
図２は、上記の説明に相応するオプトエレクトロニクスデバイスの有機層列の一次ビームの放射強度Ｉ（α）を伴う放射特性のグラフを示している。水平軸には放射角度αが示されており、垂直軸には角度に依存した正規化された放射強度が示されている。
【００４８】
放射強度４０１は１／ｃｏｓαに対して比例する依存度を示している。これは放射時には面法線Ｎに対して平行であり、強度Ｉ０によってあらわされる。上述の実施例では、容易に以下のことが読み取れる。すなわち、このような放射特特性が、電磁一次ビームに対する上述した角度依存性の変換率に対抗作用を及ぼし、この変換率を少なくとも部分的に補償することができることが読み取れる。放射強度４０２および４０３は放射強度４０１に対して、強度＋Ｑ・Ｉ０ないし−Ｑ・Ｉ０ぶんだけ、垂直軸上でシフトされている。グラフ４０２および４０３によって関数領域が生じ、この関数領域内では、一般的な箇所における説明に相応して、α＝０°から境界角度α＝βまでオプトエレクトロニクスデバイスの適切な放射強度Ｉ（α）が経過する。放射強度に対するこのような関数は上述のように、関数Ｉ（α）＝Ｉ０［１／ｃｏｓα＋Ａ（α）］によってあらわされる。ここでＡ（α）は次のように選択される。すなわち、角度領域０°≦α≦βに対して｜Ｉ（α）−Ｉ０／ｃｏｓα｜≦Ｑ・Ｉ０が当てはまるように選択される。
【００４９】
例えばこれに対して一次ビーム放射強度４１１および４１２が示されている。これら２つの一次ビーム放射強度に対して同じ角度βが当てはまる。これは垂直な破線４４０によって示されている。放射強度４１１は、垂直な破線４２１によって示された角度αｍａｘの際に、最大強度Ｉｍａｘを有する。垂直な破線４３１によって示される放射角度αｍｉｎから、角度αｍａｘ（線４２１）まで放射強度は上昇し、この領域において単調に上昇する関数曲線によってあらわされる。放射強度４１２は同じように、属する最小角度αｍｉｎ（線４３２）と最大角度αｍａｘ（線４２２）との間で、放射角度αに対して単調に上昇する関数曲線を有している。放射強度４１１および４１２は、上述の説明に相応に、記載したオプトエレクトロニクスデバイスに対する適切な放射強度Ｉ（α）である、放射強度Ｉ（α）の全ての関数クラスに対する例である。
【００５０】
以降で説明するレイトレーシングシミュレーションを用いた場合には、図１に相応した２つのオプトエレクトロニクスデバイス１００に対する、一次ビームと二次ビームが放射されて重畳した部分のＣＩＥ色位置分布が、一次ビームの異なる放射強度Ｉ（α）で求められる。一般的な箇所に説明されたように、シミュレートされたオプトエレクトロニクスデバイス１００の放射強度は、第１の電極３の反射度Ｒ、有機層列１の屈折率ｎおよび／または活性領域１０と第１の電極３との間の間隔Ｌを、活性領域１０の厚さｄの適切な選択に関連して変えることによって得られる。比較するために、黄色光発光ルミネセンス変換部を有する従来の青色ＯＬＥＤが同じようにシミュレートされている。従来のＯＬＥＤのルミネセンス変換部における変換の場合には、シミュレートされたビーム取り出し率は０．６２であった。放射特性２０２に対してはオプトエレクトロニクスデバイス１００の波長変換層２内での変換の場合には０．６２であり、放射特性０．５９に対しては０．５９であった。従って、全ビーム取り出し率は約０．６であった。
【００５１】
図３Ａには、従来のＯＬＥＤ（曲線２０１）並びに図１に相応するオプトエレクトロニクスデバイス１００の有機層列１（曲線２０２および２０３）に対するシミュレーションのために検出された一次ビームの３つの放射特性が示されている。ここで垂直軸上に示されたこれら３つの放射強度２０１、２０２、２０３はそれぞれ、水平軸上の放射角度αに依存して示されている。
【００５２】
従来のＯＬＥＤの放射強度２０１は、ランベルト放射の典型的な放射特性を示している。すなわち、既知の発光ダイオードで典型的であるように、放射強度Ｉ（α）はｃｏｓαに比例している。曲線２０２および２０３に相応する放射強度は、ランベルト放射特性とは異なる放射特性を示す。放射強度２０２および２０３はそれぞれ最小角度αｍｉｎ＝０°（参照番号２２０によって示されている垂直軸と一致する）および最大角度αｍａｘ（それぞれ垂直な破線２２２および２２３）を有しており、これらの間で各放射強度は放射角度αが増大するとともに、最大強度Ｉｍａｘまで上昇する。ここで放射強度２０２に対する最大角度αｍａｘは約３０°である。これに対して、曲線２０３に従った放射特性は、約８０°の最大角度αｍａｘまで、１／ｃｏｓαに比例する、放射強度Ｉ（α）を示す。
【００５３】
曲線２０１、２０２および２０３に相応する放射特性から結果として生じる、０°と７０°の間での放射角度αに依存した、既知のＣＩＥ色度図における一次ビームと二次ビームの重畳の色位置は、レイトレーシングシミュレーションによって求められ、図２Ｂに示されている。ここで矢印２１０は増大する放射角度αを示している。点２１１（白抜きの正方形）は、青色の一次ビームと図２Ａにおける放射強度２０１を伴う黄色の二次ビームを伴った、ルミネセンス変換部によって放射された電磁ビームを有する典型的なＯＬＥＤのＣＩＥ色位置を示している。ここでこれは放射角度αに依存して、０°〜７０°の間で、観察者によって認識される色位置である。図示されたＣＩＥ色度図から次のことが読み取れる。すなわち、放射角度αが上昇するとともに、ルミネセンス変換部における角度に依存する変換率によって、発光印象の黄色シフトが認識されることが読み取れる。点２１２（黒円）は、図１に示されたオプトエレクトロニクスデバイス１００に対する、図２Ａにおける曲線２０２に従った放射特性に対する相応するＣＩＥ色位置変化を示している。点２１３（黒塗り正方形）はこれに相応して、図１に示されたオプトエレクトロニクスデバイス１００に対する、図２Ａにおける曲線２０３に従った放射特性に対する相応する色位置変化を示している。ランベルト放射特性との偏差が増大するとともに、かつ最大放射強度Ｉｍａｘが大きい最大角度αｍａｘへとシフトするとともに、放射角度による色位置変化の減少が確認される。
【００５４】
図４Ａにはオプトエレクトロニクスデバイス３００に対する別の実施例が示されている。図１における実施例に示されるように、オプトエレクトロニクスデバイス３００も透明なガラス基板１９を有している。このガラス基板上には有機層列１が、第１の電極３と第２の電極４の間に配置されている。電極３および４並びに有機層列１は従来の蒸着プロセスによって被着されている。有機層列１は殊に、有機的な小さい分子（小分子）を有する材料を含む。
【００５５】
基板１９上には透明な第２の電極４が被着されている。図示の実施例ではこの第２の電極４はＩＴＯから成る。第２の電極４上には有機層列１が被着されている。この有機層列は第２の電極４上にホール注入層（ＨＩＬ）１５を含み、その上に電子遮断層（ＥＢＬ）１４を含む。ＥＢＬ１４上にはエレクトロルミネセンス層（ＥＬ）１０が被着されている。これは有機層列１の活性領域を構成する。ＥＬ１０は、オプトエレクトロニクスデバイス３００の作動時に青い一次ビームを放射するのに適している。ＥＬ１０上にはホール遮断層（ＨＢＬ）１２が被着されており、ホール遮断層の上には電子搬送層（ＥＴＬ）１１が被着されている。有機層列１上には、銀から成る第１の電極３が配置されている。ここでこの第１の電極は、ＥＬ１０によって放射された一次ビームを反射する。基板１９および第２の電極４は透明であるので、オプトエレクトロニクスデバイスは、いわゆる「ボトムエミッタ型」として構成されている。
【００５６】
ＥＢＬ１４とＨＢＬ１２との間にＥＬ１０を組み込むことによって、有機層列１の活性領域１０を良好に位置付け、境界付けすることができる。なぜなら、励起子、すなわち電子とホールの対は、ＥＢＬ１４とＨＢＬ１２との間にのみ形成されるからである。
【００５７】
電極３、４および有機層列１上には被包部５が配置されている。この被包部は電極３、４および有機層列１を、有害な外部影響（例えば湿気または酸素）または機械的損傷から保護することができる。
【００５８】
有機層列１の方を向いていない、基板１９の表面上には、有機層列１の一次ビームのビーム路内に波長変換層２が配置されている。これは、ガラスから成る担体基板２０を有している。この担体基板上にはニトリドシリケートを含有しており、かつＹＡＧ：Ｃｅ３＋を含有している波長変換材料２２が、エポキシ樹脂マトリックス材料２１内に収容されている。波長変換層２を製造するために、粉砕工場において、波長変換材料２２はエポキシ樹脂材料とともに均一に細かく砕かれ、混ぜられている。この混合物は基板２０上に被着され、１５０℃で１時間、硬化されている。波長変換材料２２を伴う、硬化されたマトリックス材料２１の厚さＤは約３０μｍである。
【００５９】
波長変換層２は光学的なジェル６によって、基板１９上に被着され、光学的に結合されている。
【００６０】
図４Ｂには、オプトエレクトロニクスデバイスの別の実施例３０１が示されている。ここでこの実施例は、図４Ａに示されたオプトエレクトロニクスデバイス３００の別の形態である。オプトエレクトロニクスデバイス３０１では、一次ビームを反射する第１の電極３が基板１９上に被着されている。この反射性の第１の電極３上には、有機層列１が、上述のように、しかし逆の順番で配置されている。層列１上には、ＩＴＯから成る透明な第２の電極４が配置されている。被包部５は同じように透明な材料を有している。これは例えばガラスまたは透明なプラスチックである。従って、ＥＬ１０内で形成された一次ビームは基板１９から離れた方向へ、第２の透明な電極４および被包部５を通じて放射され、オプトエレクトロニクスデバイス３０１はいわゆる「トップエミッタ型」として構成される。波長変換層２は被包部５上に光学的なジェル６によって被着され、光学的に結合されている。
【００６１】
放射された電磁ビームの放射特性およびＣＩＥ色位置分布を測定するために、ＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩとして構成された３つのオプトエレクトロニクスデバイスが、オプトエレクトロニクスデバイス３００の図４Ａに示された実施例に相応して製造された。全ての３つのオプトエレクトロニクスデバイスＩ、ＩＩおよびＩＩＩは以下で、例えば、有機層列１の電極３、４および層１０、１１、１２、１４、１５の厚さを有している。
・第２の電極４：１２０ｎｍ、
・ＨＩＬ１５：２０ｎｍ、
・ＥＢＬ１４：１０ｎｍ、
・ＥＬ１０：２５ｎｍ、
・ＨＢＬ１２：１０ｎｍ、
・ＥＴＬ１１：ｘｎｍ、
・第１の電極：１５０ｎｍ。
【００６２】
ＥＴＬ１１の厚さｘは、オプトエレクトロニクスデバイスＩ、ＩＩおよびＩＩＩの場合には約１５ｎｍ、３０ｎｍおよび５０ｎｍである。これによって、ＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩに対する反射性の第１の電極と活性領域との間の平均間隔Ｌは、相互に比較して変化する。
【００６３】
図５Ａには、ここから得られる放射特性５０１、５０２および５０３が、一次ビームの角度に依存する放射強度Ｉ（α）として示されている。曲線５０１に従った放射強度Ｉ（α）はここで、約１５ｎｍのＥＴＬ厚さｘを有するＯＬＥＤＩの放射特性である。曲線５０２に従った放射強度Ｉ（α）は、約３０ｎｍのＥＴＬ厚さｘを有するＯＬＥＤＩＩの放射特性であり、曲線５０３に従った放射強度Ｉ（α）は、約５０ｎｍのＥＴＬ厚さｘを有するＯＬＥＤＩＩＩの放射特性である。
【００６４】
放射特性５０１を有するＯＬＥＤＩはここで実質的にランベルト放射特性を有し、従来のＯＬＥＤをあらわしている。ＯＬＥＤＩＩおよびＩＩＩはこれに対して、非ランベルト放射特性を有している。ここで放射強度Ｉ（α）は、放射角度α＝０°から垂直線５２２および５２３によってあらわされた最大角度αｍａｘまで、最大放射強度Ｉｍａｘへ向かって上昇する。放射特性は以下の方法によって求められている；波長変換層２の代わりに、基板１９上に、屈折率整合ガラス（インデックスマッチングジェル）６を用いて、直径２５ｃｍのガラス半球が中央に配置される。ゴニオメータおよびゴニオメータと接続されたライトガイドスペクトルメータによって、ガラス半球から出射するＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩの一次ビームが放射角度αに依存して測定される。ガラス半球の幾何学的形状によって、半球表面での周辺空気に対する一次ビームの出射角度は、基板１９内の放射角度と同じものである。ガラス半球および基板１９は屈折率整合されているので、基板１９における全反射に対する角度よりも大きい放射角度を有する一次ビームも測定される。従って測定された放射特性は、ＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩの各有機層列１の放射特性に相応する。これらは、基板１９内に達する一次ビームによって定められる。ここで全反射に基づいて第２の電極でないし第２の電極内で反射された一次ビームの成分だけが、基板１９内に達しない。
【００６５】
ゴニオメータ測定から、７ｍＡ／ｃｍ２の電流密度が印加された場合の、３つのＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩの光出力も求められる。光出力は任意単位でＯＬＥＤＩの場合には０．１０７４であり、ＯＬＥＤＩＩの場合には０．１０８８であり、ＯＬＥＤＩＩＩの場合には０．１１４１である。
【００６６】
図５Ｂには、ＯＬＥＤＩ（測定点５１１）、ＩＩ（測定点５１２）およびＩＩＩ（測定点５１３）の一次ビームおよび二次ビームの重畳の各ＣＩＥ色位置分布が、波長変換層２によって図３Ａで示されたのと同じように示されている。ここで矢印５１０は増大する放射角度αを示している。この測定は標準的なゴニオメータによって行われたものである。放射特性が図５Ａにおける曲線５０１に相応するランベルト放射特性から離れるほど、放射角度に依存して、結果として生じた発光印象の色変化が減少することが明確に読み取れる。同じ材料を使用しているのにも係わらずＯＬＥＤＩ、ＩＩおよびＩＩＩの色位置が相互に相対的に僅かに異なっているのは、反射性の第１の電極３によって形成された微少空洞の影響に起因するものである。
【００６７】
本発明は上述した実施例に限定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あてはまる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスを概略的に示す図
【図２】一次ビームの放射特性のグラフ
【図３Ａ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスに対する放射特性のシミュレーション
【図３Ｂ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスに対する放射特性のシミュレーションから結果として生じる、角度に依存したＣＩＥ色位置分布
【図４Ａ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスを概略的に示す図
【図４Ｂ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスを概略的に示す図
【図５Ａ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスに対する放射特性のグラフ
【図５Ｂ】別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスに対する放射特性のグラフおよび、ここから結果として生じる、角度に依存したＣＩＥ色位置分布
【符号の説明】
【００６９】
１ ビーム放射層列、 ２ 波長変換層、 ３ 第１の電極、 ４ 第２の電極、 ６ 光学ジェル、 １０ 活性領域、 １９ 基板、 ２０ 担体基板、 ２１ マトリックス材料、 ２２ 波長変換材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプトエレクトロニクスデバイスであって、
・第１の電極（３）を含み、
・当該第１の電極（３）上の、活性領域（１０）を有するビーム放射層列（１）を含み、ここで当該活性領域は面法線（Ｎ）を備えた主延在面（Ｅ）を有しており、非ランベルト放射特性を有する電磁一次ビームを放出し、
・前記ビーム放射層列（１）上の、前記一次ビームに対して透過性の第２の電極（４）を含み、
・前記一次ビームのビーム路内にある波長変換層（２）を含み、当該波長変換層は、前記一次ビームの少なくとも一部を電磁二次ビームに変換し、
ここで
・前記第１の電極（３）は前記一次ビームに対して反射性であり、
・前記非ランベルト放射特性は、前記ビーム放射層列（１）の一次ビームの強度Ｉ（α）によって、前記面法線（Ｎ）に対して測定された放射角度αに依存して定められ、
・α≧０°の前記強度Ｉ（α）は、角度αが最大角度αｍａｘまで上昇するにつれて増大し、
・前記波長変換層（２）内での前記電磁一次ビームの変換率は、放射角度αが上昇するにつれて増大する、
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】
・前記放射特性は最大強度Ｉｍａｘを、１０°以上かつ７５°以下の最大角度αｍａｘで有する、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】
・前記放射特性は角度α＝０°の場合には強度Ｉ０を有しており、
・前記放射特性は角度αが０°≦α≦１５°の場合には、Ｉ（α）＝Ｉ０［１／ｃｏｓα＋Ａ（α）］で強度Ｉ（α）を有し、
・Ａ（α）は、０°≦α≦１５°の場合には、−０．８≦Ａ（α）≦０．８の範囲の値をとる、
請求項１または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の電極（３）は、電磁一次ビームに対して反射度Ｒを有する材料を有しており、
・前記ビーム放射層列（１）は屈折率ｎを有しており、
・前記活性領域（１０）は厚さｄを有し、前記第１の電極から平均間隔Ｌで配置されており、当該平均間隔Ｌは、
・前記第１の電極および第２の電極（３、４）を伴う前記有機層列（１）が非ランベルト放射特性を有するように調整されている、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】
・前記平均間隔Ｌは前記電磁一次ビームの半波長以下であり、かつ前記電磁一次ビームの波長の二十分の一以上である、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】
・前記活性領域（１０）の厚さｄは２０ｎｍ以下である、請求項４または５記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項７】
・前記ビーム放射層列（１）はさらに基板（１９）を有しており、
・前記第１の電極（３）は直接的に当該基板（１９）上に配置されている、請求項１から６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８】
・前記ビーム放射層列（１）はさらに基板（１９）を有しており、
・前記第２の電極（４）は直接的に当該基板（１９）上に配置されている、請求項１から６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】
・前記波長変換層（２）は波長変換材料（２２）を、透明な担体基板（２０）上に有している、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】
・前記波長変換層（２）は、波長変換材料（２２）を透明なマトリックス材料（２１）内に有している、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】
・前記マトリックス材料（２１）は、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の材料の混合物または組み合わせを有する、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】
・前記波長変換層（２）は光学ジェル（６）を介して前記ビーム放射層列（１）に光学的に結合されている、請求項１から１１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１３】
・前記ビーム放射層列（１）は有機層列を含む、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】
・前記活性領域（１０）は少なくとも１つの有機ポリマー、有機オリゴマー、有機モノマー、有機小分子またはこれらの組み合わせを有する、請求項１から１３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１５】
・前記第２電極（４）は、以下のグループからの少なくとも１つの透明な材料を含み、当該グループは、
・金属、
・金属酸化物および
・有機導電性材料から成る、請求項１から１４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１６】
・前記第１の電極（３）はアルミニウム、バリウム、インジウム、銀、金、マグネシウム、カルシウムまたはリチウムまたはそれらの化合物、組み合わせまたは合金を有する、請求項１から１５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１７】
・前記電磁一次ビームは、紫外から青色までの波長領域からの波長領域を有している、請求項１から１６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１８】
・前記電磁二次ビームは、青色から赤色波長領域からの波長領域を有している、請求項１から１７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１】
オプトエレクトロニクスデバイスであって、
・第１の電極（３）を含み、
・当該第１の電極（３）上の、活性領域（１０）を有するビーム放射層列（１）を含み、ここで当該活性領域は面法線（Ｎ）を備えた主延在面（Ｅ）を有しており、非ランベルト放射特性を有する電磁一次ビームを放出し、
・前記ビーム放射層列（１）上の、前記一次ビームに対して透過性の第２の電極（４）を含み、
・前記一次ビームのビーム路内にある波長変換層（２）を含み、当該波長変換層は、前記一次ビームの少なくとも一部を電磁二次ビームに変換し、
ここで
・前記第１の電極（３）は前記一次ビームに対して反射性であり、
・前記非ランベルト放射特性は、前記ビーム放射層列（１）の一次ビームの強度Ｉ（α）によって、前記面法線（Ｎ）に対して測定された放射角度αに依存して定められ、
・α≧０°の前記強度Ｉ（α）は、角度αが最大角度αｍａｘまで上昇するにつれて増大し、
・前記波長変換層（２）内での前記電磁一次ビームの変換率は、放射角度αが上昇するにつれて増大する、
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】
・前記放射特性は最大強度Ｉｍａｘを、１０°以上かつ７５°以下の最大角度αｍａｘで有する、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】
・前記放射特性は角度α＝０°の場合には強度Ｉ０を有しており、
・前記放射特性は角度αが０°≦α≦１５°の場合には、Ｉ（α）＝Ｉ０［１／ｃｏｓα＋Ａ（α）］で強度Ｉ（α）を有し、
・Ａ（α）は、０°≦α≦１５°の場合には、−０．８≦Ａ（α）≦０．８の範囲の値をとる、
請求項１または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の電極（３）は、電磁一次ビームに対して反射度Ｒを有する材料を有しており、
・前記ビーム放射層列（１）は屈折率ｎを有しており、
・前記活性領域（１０）は厚さｄを有し、前記第１の電極から平均間隔Ｌで配置されており、当該平均間隔Ｌは、
・前記第１の電極および第２の電極（３、４）を伴う前記有機層列（１）が非ランベルト放射特性を有するように調整されている、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】
・前記平均間隔Ｌは前記電磁一次ビームの半波長以下であり、かつ前記電磁一次ビームの波長の二十分の一以上である、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】
・前記活性領域（１０）の厚さｄは２０ｎｍ以下である、請求項４または５記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項７】
・前記ビーム放射層列（１）はさらに基板（１９）を有しており、
・前記第１の電極（３）は直接的に当該基板（１９）上に配置されている、請求項１から６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８】
・前記ビーム放射層列（１）はさらに基板（１９）を有しており、
・前記第２の電極（４）は直接的に当該基板（１９）上に配置されている、請求項１から６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】
・前記波長変換層（２）は波長変換材料（２２）を、透明な担体基板（２０）上に有している、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】
・前記波長変換層（２）は、波長変換材料（２２）を透明なマトリックス材料（２１）内に有している、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】
・前記マトリックス材料（２１）は、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の材料の混合物または組み合わせを有する、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】
・前記波長変換層（２）は光学ジェル（６）を介して前記ビーム放射層列（１）に光学的に結合されている、請求項１から１１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１３】
・前記ビーム放射層列（１）は有機層列を含む、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】
・前記活性領域（１０）は少なくとも１つの有機ポリマー、有機オリゴマー、有機モノマー、有機小分子またはこれらの組み合わせを有する、請求項１から１３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１５】
・前記第２電極（４）は、以下のグループからの少なくとも１つの透明な材料を含み、当該グループは、
・金属、
・金属酸化物および
・有機導電性材料から成る、請求項１から１４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１６】
・前記第１の電極（３）はアルミニウム、バリウム、インジウム、銀、金、マグネシウム、カルシウムまたはリチウムまたはそれらの化合物、組み合わせまたは合金を有する、請求項１から１５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１７】
・前記電磁一次ビームは、紫外から青色までの波長領域からの波長領域を有している、請求項１から１６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１８】
・前記電磁二次ビームは、青色から赤色波長領域からの波長領域を有している、請求項１から１７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。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【公開番号】特開２００８−３０６１９１（Ｐ２００８−３０６１９１Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５０５１０（Ｐ２００８−１５０５１０）
【出願日】平成２０年６月９日（２００８．６．９）
【出願人】（５９９１３３７１６）オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (586)
【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｌｅｉｂｎｉｚｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ−９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月９日（２００８．６．９）
【出願人】（５９９１３３７１６）オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (586)
【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｌｅｉｂｎｉｚｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ−９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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