光电子器件和用于制造光电子器件的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光电子器件和一种用于制造光电子器件的方法。
【背景技术】
[0002] 在光电子器件、尤其有机发光二极管(0LED)中，仅将所产生的光的一部分直接耦 合输出。能够观察到下述损失通道:透明的、设置在所发射的辐射的射束路径中的衬底的波 导效应;有机层中的和透明的、设置在所发射的辐射的射束路径中的电极的波导效应；由于 所发射的辐射穿过的材料而引起的吸收损失;和表面等离子体激元的构成、尤其在金属电 极例如阴极处的表面等离子体激元的构成。
[0003] 在损失通道中引导的光在没有技术上的附加措施的情况下尤其不能够从0LED中 親合输出。
[0004] 迄今为止，为了提高光耦合输出从而提高例如在衬底外侧的具有散射颗粒的薄膜 上的放射的光功率，使用具有表面结构化部、例如微透镜的薄膜。也已知的是，设有衬底外 侧的直接的结构化部或者将散射颗粒引入到衬底，例如玻璃中。这些方法途径中的一些、例 如使用散射薄膜已经在在商业上使用并且尤其能够在构成为发光模块的0LED中关于放射 面按比例增加。然而这些用于光耦合输出的方法途径具有如下主要缺点：耦合输出效率被 限制于在衬底中传导的光的大致60%至70%，并且显著地影响0LED的外观，因为通过所施 加的层或者膜产生乳状的、漫反射的表面。
[0005] 此外已知如下方法途径:将在有机层中或者在透明电极中引导的光耦合输出。然 而这些方法途径迄今为止仍未在商业上在0LED产品中得以实现。例如在文献Y. Sun, S.R.Forrest，Nature Photonics 2483(2008)中提出构成所谓的"低折射率网格low-index grids"，其中将结构化的、具有低折射率材料的区域施加到透明的电极上。此外也已知的 是，在聚合的基体材料中将高折射的散射区域施加在透明的电极下方，例如在文献US 2007/0257608中描述。在此，聚合的基体材料通常具有在n= 1.5范围中的折射率并且以湿 化学的方式施加。
[0006] 然而，通过这种措施不能够影响在0LED的有源区域中所产生的光的在等离子体激 元中转换的份额或者完全不能够将其耦合输出。
【发明内容】
[0007] 待实现的目的在于：提出一种光电子器件以及一种用于制造光电子器件的方法， 所述光电子器件具有电磁辐射的改进的耦合输出和效率。
[0008] 该目的通过具有独立权利要求的特征的主题实现。所述主题的有利的实施方式和 改进方案在从属权利要求中提出并且从下述描述和附图中得出。
[0009] 根据一个实施方式的光电子器件包括:至少一个具有有源区域的有机功能层，所 述有源区域发射电磁辐射;耦合输出元件，所述耦合输出元件设置在所发射的电磁辐射的 射束路径中，其中耦合输出元件包括基体材料和至少一个设置在其中的分离相或者多个分 离相，所述相与基体材料不同。在此，分离相的折射率小于基体材料的折射率。通过基体材 料中的分离相产生电磁辐射在耦合输出元件中的散射。
[0010]发明人已确认:包括基体材料和至少一个分离相的耦合输出元件，与常规的光电 子器件的常规的耦合输出元件相比，在光电子器件中具有明显提高的光耦合输出、效率改 进和电磁辐射的改进的散射。此外，光电子器件中的包括基体材料和至少一个分离相的耦 合输出元件，与例如仅使用散射颗粒(Si0 2)以进行光耦合输出的常规的耦合输出元件相比 具有更低的粗糙度。
[0011]电磁辐射在此并且在下文中优选包括具有一个或多个波长或从紫外至红外的光 谱范围的波长范围的电磁福射，尤其优选，电磁福射是具有由大致350nm和大致800nm之间 的可见的光谱范围中的波长或波长范围的可见光。在此并且在下文中能够将电磁辐射称为 "光，，或者"可见光，，。
[0012]在本申请的范围中，将术语"器件"不仅理解为已制成的器件，例如有机发光二极 管(0LED)，而且将其理解为衬底和/或有机层序列。有机层序列与第一电极和第二电极的复 合件例如已经能够是器件并且形成上级的第二器件的组成部分，在所述第二器件中例如附 加地存在电端子。
[0013]根据至少一个实施方式，光电子器件具有下述元件：
[0014]-衬底，在所述衬底上施加有所提及的耦合输出元件，其中衬底是半透明的，
[0015] -在耦合输出元件上方的第一电极，所述第一电极是半透明的，
[0016] -在第一电极上方的由至少一个有机功能层和/或其它功能层构成的层结构。
[0017] 特别地，耦合输出元件能够适合于并且设置用于进行所谓的内部的耦合输出、即 用于减少在发光层中产生的辐射功率或在该处产生的光的如下部分，所述部分在有机功能 层和/或半透明的电极中引导。
[0018] 在此并且在下文中以"半透明的"来表示对于可见光而言可透过的层。在此，半透 明的层能够是透明的、即清晰透视的，或者至少部分地散射光和/或部分地吸收光，使得半 透明的层例如也能够是漫射的或者乳状透视的。尤其优选的是，在此称为半透明的层尽可 能透明地构成，使得尤其对光的吸收是尽可能低的。
[0019] 在本发明的范围中，设置或者施加在第二层"上"或"上方"的第一层是指:第一层 以直接的机械接触和/或电接触的方式直接设置或施加在第二层上。此外，也能够表示间接 接触，其中其它的层设置在第一层和第二层之间。
[0020] 根据另一实施方式的光电子器件具有下述元件：
[0021] -衬底，
[0022] -第一电极，所述第一电极施加在衬底上方，
[0023] -由至少一个有机功能层和/或其它功能层构成的层结构，所述层结构施加在第一 电极上方，
[0024]-施加在层结构上方的第二电极，所述第二电极是半透明的并且在所述第二电极 上施加有耦合输出元件。
[0025]根据另一实施方式，由至少一个有机功能层和/或其它功能层构成的层结构能够 包括耦合输出元件。特别地，耦合输出元件成形为层。耦合输出元件作为层结构的一部分具 有散射光和电传导的特性。
[0026] 在此并且在下文中，将"分离相"能够理解为限界的空间区域，在所述空间区域中 特定的物理和/或化学参数是均匀的。尤其密度、折射率和/或聚集态属于物理参数。分离相 与耦合输出元件的基体材料具有至少一个边界面。分离相和基体材料的区别在于至少一个 化学的和/或物理的参数，使得在分离相和基体材料的边界面处至少一个化学的和/或物理 的参数突然地改变。折射率例如能够在分离相和基体材料的过渡部中提高和/或减小。分布 在耦合输出元件的基体材料中的分离相是电磁辐射的散射中心。颗粒，例如Si0 2、Ti02、 Zr02、Al2〇3，和其它的微粒，例如无机的纳米颗粒在本发明的范围中不被视为分离相。颗粒 能够作为填充材料包含在基体材料和分离相中。
[0027] 介质的折射率η在本文中作为物理的无量纲的变量说明：光在该介质中波长和相 速度比在真空中小以何种因数。折射率的值通常针对钠 D线在589nm中的波长来说明。介质 在此例如表示耦合元件中的基体材料或者分离相。成形为层的有机功能层也能够称为介 质。
[0028]根据一个实施方式，耦合输出元件的折射率大于或等于1.65。
[0029]根据一个实施方式，基体材料的折射率大于或等于1.65。
[0030]根据一个实施方式，分离相的折射率小于1.65。
[0031]在分离相(η小于1.65)和基体材料(η大于1.65)的过渡部中折射率能够跳跃式地 变大。通过在分离相和基体材料之间的边界面处的折射率差，由具有有源区域的至少一个 有机功能层发射的电磁辐射被散射。
[0032] 在本文中将电磁辐射的"散射"理解为电磁辐射在分离相在基体材料中的相边界 处的转向。
[0033] 分离相的小的粗糙度引起整个耦合输出元件与其它的有机功能层、衬底和第一 和/或第二电极的改进的相容性。此外，耦合输出元件改进光电子器件的改进的光耦合输出 和效率。
[0034] 根据另一个实施方式，所述耦合输出元件相对于常规的耦合输出元件小地吸收或 者不吸收要耦合输出的电磁辐射。
[0035] 根据一个实施方式，分离相是气态的和/或液态的。
[0036] 根据一个实施方式，分离相聚集第一化合物，所述第一化合物选自：Ν2、⑶2、⑶、 Ν0Χ、ΝΗ3、水、极性化合物和非极性化合物。Ν0Χ在此表示氮的气态氧化物的集合名称，因为由 于氮的多种氧化态而存在多种氮氧化合物。因此，氧化氮Ν0 Χ例如能够是Ν20(-氧化二氮）、 Ν0(-氧化氮）、Ν2〇3(三氧化二氮）、Ν〇2(二氧化氮）、Ν2〇4(四氧化二氮)和Ν 2〇5(五氧化二氮）。 第一化合物能够是液态的和/或气态的。特别地，分离相的折射率因此小于1. 〇〇 1，例如氮 (Ν2)的折射率为1.000300并且二氧化碳(C02)的折射率为1.000450。水的折射率为1.33。 [0037]光电子器件、例如0LED中的耦合输出元件根据一个实施方式包括处于固态聚集态 中的基体材料和至少一个处于气态的和/或液态的聚集态中的分离相。分离相和基体材料 之间的聚集态差引起电磁辐射的散射。由此提高离开光电子器件的光耦合输出和光耦合输 出效率。
[0038]根据一个实施方式，分布在基体材料中的分离相分别具有5nm和5μηι之间的、尤其 200nm至2μηι之间的大小。
[0039]根据另一实施方式，分布在基体材料中的分离相的几何形状能够是任意的。分离 相能够具有可不精确描述的几何结构或几何形状，所述几何结构或几