Organisches, Weißlicht nach oben emittierendes Bauelement

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet organischer, Weißlicht nach oben emittierender Bauelemente.

Hinterfirund der Erfindung

Derartige Bauelemente werden in der Regel auf einem tragenden Substrat gebildet und verfügen üblicherweise über eine Grundelektrode und eine Deckelektrode sowie eine Anordnung dünner organischer Schichten, die zwischen und in elektrischem Kontakt mit der Grundelektrode und der Deckelektrode angeordnet ist. Die Anordnung organischer Schichten ist konfiguriert, beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Grundelektrode und die Deckelektrode Licht zu emittieren. Die Lichterzeugung erfolgt, indem beim Anlegen der Spannung elektrische Ladungsträger in die Anordnung organischer Schichten injiziert werden, nämlich Elektronen und Löcher, welche dann zu einem sogenannten lichtemittierenden Bereich, welcher auch als Emitterzone bezeichnet wird, gelangen und dort unter Abgabe von Licht rekombinieren. Wenn das erzeugte Licht im wesentlichen durch die transparent ausgeführte Deckelektrode hindurch emittiert wird, wird von einem nach oben emittierenden oder topemittierenden Bauelement gesprochen. Im Unterschied dazu erfolgt die Lichtemission bei einem nach unten oder bottom-emittierenden Bauelement im wesentlichen durch die transparente Grundelektrode. Derartige Bauelemente sind insbesondere in Form organischer lichtemittierender Dioden bekannt, welche verkürzt als OLED bezeichnet werden..

Der Herstellung von OLEDs liegen aufwendige Verfahren zugrunde. Deshalb liegt die Frage nach speziellen Strukturen nahe, die besonders einfach und günstig zu erzeugen sind. Nach oben emittierende OLEDs stellen geringe Anforderungen an die Art und Beschaffenheit des Substrats, auf dem das Bauelement hergestellt wird. Im Gegensatz dazu benötigen bottom- emittierende OLEDs, also nach unten emittierende OLEDs, ein transparentes Substrat, zum Beispiel in Form von Glas oder Kunststoff, einschließlich einer leitfähigen Beschichtung mit festgelegten Rahmenbedingungen bezüglich der optischen und mechanischen Eigenschaften wie geringe Absorption, hohe Transparenz, Leitfähigkeit, geringe Rauhigkeit und gegebenenfalls Flexibilität.

Organische lichtemittierende für Beleuchtungs- oder Signalzwecke sollen überdies Licht so effizient wie möglich erzeugen und abstrahlen können. Hierbei soll das emittierte Licht verschiedenen Anforderungen genügen, zum Beispiel hinsichtlich Farbe und Helligkeit von der Betrachtungsrichtung, welche mittels eines Betrachtungswinkels charakterisierbar ist, mög- liehst unabhängig sein.

Das Verhältnis der Anzahl der Lichtquanten, welche das Bauelement verlassen können, zur Anzahl von Lichtquanten, welche in dem Bauelement erzeugt werden, wird als Auskoppeleffizienz bezeichnet. Eine sehr gute Möglichkeit diese zu steigern, besteht in der Einbettung des Bauelementes in eine Mikrokavität, das heißt zwischen zwei reflektierenden Schichten, die als Spiegel wirken, so wie es in top-emittierenden Bauelementen, insbesondere OLEDs der Fall ist. Obwohl dieser Aufbau die Lichtausbeute erheblich steigert, verschlechtert sich im Gegenzug die Winkelabhängigkeit des Emissionsspektrums. So kommt es im Allgemeinen nicht nur zu einer Verringerung der Intensität unter größeren Betrachtungswinkeln, sondern vor allem zu einer deutlichen Farbverfälschung des abgestrahlten Lichtes.

Der Vorteil der Nutzung einer Mikrokavitätsstruktur, welcher für einfarbig emittierende, organische Bauelemente von Nutzen ist, kann aber auch zu Nachteilen führen, insbesondere für top-emittierende OLEDs, die weißes Licht emittieren sollen. Die Erzeugung von weißem Licht wird in organischen Lichtemittierenden Bauelementen üblicherweise mittels additiver Farbmischung realisiert. Eine Möglichkeit besteht darin, mindestens zwei, besser drei verschiedene Arten von Emittermolekülen in das Bauelement einzubringen, welche jeweils einen bestimmten Teil des Lichtspektrums (Farbe) abstrahlen, um in der Summe weißes Licht zu erzeugen. Wegen der bevorzugten Emission eines bestimmten Spektralbereiches in Mikroka- vitäten ist es daher eher schwierig, weißes Licht aus dem Bauelement auszukoppeln. Zum anderen ist der optische Pfad des Lichtes in einer Mikrokavität vom Winkel abhängig, woraus eine starke Blickwinkelabhängigkeit des Emissionsspektrums resultiert. Aufgrund dieser Eigenschaften genügen derartige Strukturen offensichtlich nicht den geforderten Ansprüchen. Eine top-emittierende OLED, die trotz dieser Mikrokavitätsstruktur fähig ist, in einem breiten Spektralbereich zu emittieren, und hierbei ein relativ blickwinkelunabhängiges Spektrum besitzt, ist demzufolge von großem Interesse.

Realisierungen solcher Strukturen mit weißer Lichtemission gibt es kaum, da aufgrund der vorherigen Erläuterungen keine viel versprechenden Ergebnisse zu erzielen sind. Frühere Ex-

perimente und Untersuchungen (H. Riel et al.: Tuning the emission characteristics of top- emitting organic light-emitting devices by means of a dielectric capping layer: An experimen- tal and theoretical study, J. Appl. Phys., 94 (8), 2003, Seiten 5290 - 5296; Q. Huang et al.: Performance improvement of top-emitting organic light-emitting diodes by an organic cap- ping layer: An experimental study, J. Appl. Phys., 100 (6), 2006, 064507-1 - 064507-5) haben gezeigt, dass die Emission mittels einer zusätzlichen organischen, dielektrischen Schicht auf der Deckelektrode verändert, sogar gesteigert werden kann, ohne elektrische Leitungsvorgänge innerhalb der Mikrokavität zu beeinflussen. Die zusätzliche Deckschicht wurde mit ihren Eigenschaften wie Dicke und Brechungsindex an einfarbig emittierende OLEDs ange- passt, um eine möglichst hohe Transmission des optischen Teilsystems zu erreichen. Im spektralen Bereich in Vorwärtsrichtung geht jedoch unter höheren Betrachtungswinkeln Helligkeit verloren, das heißt im besten Fall wird eine Verstärkung des Mikrokavitätseffektes erzielt.

Weißlicht nach oben emittierende OLEDs mit den gewünschten Eigenschaften sind mit dieser Herangehensweise und den bekannten Bauelementen nicht für praktische Anwendungen realisierbar. Deshalb zeigen bisherige Versuche (S. F. Hsu et al.: Highly efficient top-emitting white organic electroluminescent devices, Appl. Phys. Lett, 86 (25), 2005, Seiten 5290 - 5296) zwar Weißlichtemission, sind aber in ihrer spektralen Charakteristik stark vom Blick- winkel abhängig.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein organisches, Weißlicht nach oben emittierendes Bauelement zu schaffen, bei dem die Weißlichtemission verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein organisches, Weißlicht nach oben emittierendes Bauelement nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß ist ein organisches, Weißlicht nach oben emittierendes Bauelement mit einer Elektrode, einer transparent und als Deckelektrode ausgeführten Gegenelektrode und einer Anordnung organischer Schichten, die zwischen und in elektrischem Kontakt mit der Elektrode an der Gegenelektrode angeordnet ist und die konfiguriert ist, beim Anlegen einer elektri-

sehen Spannung an die Elektrode und die Gegenelektrode Licht zu emittieren, geschaffen, wobei auf die Gegenelektrode auf einer von der Anordnung organischer Schichten abgewandten Seite eine Deckschicht aufgebracht ist mit einer Dicke in Nanometern in einem Schichtdickenbereich D wie folgt:

D = d ± (0.2 x d),

wobei d = 10.4n ² - 75n + 150 gilt und n der optische Brechungsindex der Deckschicht ist.

Mit Hilfe der vorgeschlagenen Ausgestaltung der Deckschicht ist es bei dem organischen, Weißlicht nach oben emittierenden Bauelement gelungen, den Umfang der Weißlichtemission zu optimieren und überdies die spektrale Emissionsverteilung des emittierten Lichtes vom Betrachtungswinkel weitestgehend unabhängig zu machen. In Abhängigkeit vom optischen Brechungsindex n der Deckschicht wird diese mit einer Dicke in einem vorgegebenen Schichtdickenbereich gebildet. Bei der Ausbildung der Deckschicht mit einer solchen Dicke wird bei der Emission des in der Anordnung organischer Schichten erzeugten Lichtes unterschiedlicher Wellenlängen, welches sich schließlich additiv zu Weißlicht zusammensetzt, nicht mehr nur ein bestimmter Wellenlängenbereich nach außen abgegeben, wie es im Stand der Technik der Fall ist. Auch die Winkelabhängigkeit des Emissionsspektrums ist minimiert.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Deckschicht eine Dicke in einem Schichtdickenbereich D wie folgt aufweist: D = d ± (0.1 x d).

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der opti- sehe Brechungsindex n der Deckschicht in einem Bereich zwischen etwa 1.8 und etwa 2.4 liegt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Deckschicht aus einem organischen Material ist.

Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass die Deckschicht eine optische Mik- rokavität zwischen einem Elektrodenbereich auf einer der Anordnung organischer Schichten zugewandten Seite der Elektrode und einem Randbereich auf einer der Anordnung organischer Schichten abgewandten Seite der Deckschicht ausbildend hergestellt ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die optische Mikrokavität vollständig überlappend mit einer weiteren optischen Mikrokavität in der Anordnung organischer Schichten gebildet ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass in einem von der Anordnung organischer Schichten umfassten lichtemittierenden Bereich Emittermaterialien angeordnet sind, die sich additiv zu Weißlicht mischendes Licht unterschiedlicher Farben emittieren.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Anordnung organischer Schichten ein oder mehrere dotierte organische Schichten umfasst, die eine elektrische Dotierung aufweisen.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Elektrode semitrans- parent ausgeführt ist. Auf diese Weise ist ein semitransparentes Bauelement geschaffen.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aufbaus eines organischen, Weißlicht nach oben emittierenden Bauelementes,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Phasendifferenz in Abhängigkeit von der Wellenlänge für eine erste und eine zweite optische Mikrokavität, Fig. 3 eine graphische Darstellung der relativen Emission in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement ohne Deckschicht,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der relativen Emission in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement mit einer Deckschicht mit einer Dicke von 150nm,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der relativen Emission in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement mit einer Deckschicht mit einer Dicke von 50nm und einem optischen Brechungsindex vom 1,8,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der relativen Emission in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement mit einer Deckschicht mit einer Dicke von 40nm und einem optischen Brechungsindex vom 2, Fig. 7 eine graphische Darstellung eines Abstandes von Farbkoordinaten der relativen Emission bei 0° von Farbkoordinaten eines idealen Weißlichtpunktes mit den Farbkoordinaten (0,33; 0,33) im CIE 1931 Farbraum in Abhängigkeit von der Dicke der Deckschicht mit dem optischen Brechungsindex n = 1,8 für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement, Fig. 8 eine graphische Darstellung der maximalen Abweichung von Farbkoordinaten der relativen Emission für einen Betrachtungswinkel im Bereich von 0° bis 60° von Farbkoordinaten der relativen Emission bei 0° im CIE 1931 Farbraum in Abhängigkeit von der Dicke der Deckschicht mit dem optischen Brechungsindex n = 1,8 für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement, Fig. 9 eine graphische Darstellung der Dicke einer Deckschicht für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement in Abhängigkeit vom optischem Brechungsindex der Deckschicht für die die jeweiligen Farbkoordinaten der relativen Emission unter 0° Betrachtungswinkel im CIE 1931 Farbraum dem Weißpunkt (0,33; 0,33) am nächsten liegen (optimale Weißlichtaffinität) und die änderung der Farbkoordina- ten für den Betrachtungswinkel im Bereich von 0° bis 60° minimal wird (höchste

Farbtreue),

Fig. 10 eine graphische Darstellung der Dicke der Deckschicht für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement in Abhängigkeit vom optischem Brechungsindex der Deckschicht, für die die jeweiligen Farbkoordinaten der relativen Emission un- ter 0° Betrachtungswinkel im CIE 1931 Farbraum dem Weißpunkt (0,33; 0,33) am nächsten liegen (optimale Weißlichtaffinität) und Schichtdicken der Deckschicht für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement in Abhängigkeit vom optischem Brechungsindex der Deckschicht für Konfigurationen an den Toleranzgrenzen von +/- 20%, Fig. 11 eine graphische Darstellung der Dicke der Deckschicht für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement in Abhängigkeit vom optischem Brechungsindex der Deckschicht, für die die änderung der Farbkoordinaten für Betrachtungswinkel im Bereich von 0° bis 60° minimal wird (höchste Farbtreue), und der Schichtdicken der Deckschicht für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement in Ab-

hängigkeit vom optischem Brechungsindex der Deckschicht für Konfigurationen an den Toleranzgrenzen von +/- 20% mit der jeweiligen änderung der Farbkoordinaten für Betrachtungswinkel im Bereich von 0° bis 60°,

Fig. 12 eine graphische Darstellung der relativen Emission in Abhängigkeit von der WeI- lenlänge bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement mit einer Deckschicht mit einer Dicke von 38nm (untere Toleranzgrenze) und einem optischen Brechungsindex vom 1,8,

Fig. 13 eine graphische Darstellung der relativen Emission in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement mit einer Deckschicht mit einer Dicke von 48nm und einem optischen Brechungsindex vom 1,8 und

Fig. 14 eine graphische Darstellung der relativen Emission in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement mit einer Deckschicht mit einer Dicke von 58nm (obere Toleranzgrenze) und einem optischen Brechungsindex vom 1,8,

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines organischen, Weißlicht nach oben emittierenden Bauelementes, welches deshalb auch als top-emittierendes Bauelement bezeichnet wird und insbesondere als eine organische lichtemittierende Diode ausführbar ist, bei dem auf einem Substrat 1 eine Grundelektrode 2 als Anode gebildet ist, die beispielsweise aus Silber und mit einer Schichtdicke von wenigstens etwa 80 nm gebildet ist. Auf der Grundelektrode 2 ist ein Stapel organischer Schichten 3, die jeweils aus organischem Material sind, aufgebracht, welcher bevorzugt mit einer Schichtdicke von etwa 100 nm gebildet ist und einen lichtemittierenden Bereich 4 umfasst, in welchem in den Stapel organischer Schichten 3 inji- zierte Ladungsträger unter Abgabe von Licht rekombinieren. Auf den Stapel organischer Schichten 3 folgt eine Deckelektrode 5 in Form einer Kathode, die zum Beispiel ebenfalls aus Silber und mit einer Schichtdicke von etwa 15 nm hergestellt ist. Außenseitig ist die Deckelektrode 5 mit einer Deckschicht 6 aus einem organischen Material versehen, die als zusätzliche Schicht gebildet ist. In Fig. 1 nicht dargestellt ist eine wahlweise vorgesehene Kapse- lung des Bauelementes auf der Deckschicht 6.

Mit dem Aufbringen der Deckschicht 6 werden in optischer Hinsicht mehrere Parameter des organischen, Weißlicht nach oben emittierenden Bauelementes verändert. Zunächst ändert sich eine Grenzfläche A zwischen der Deckelektrode 5 und der Deckschicht 6. Ohne die

Deckschicht 6 grenzt die Deckelektrode 5 an Luft. Des weiteren entsteht eine Grenzfläche B zwischen der Deckschicht 6 und Luft, die ohne das Vorsehen der Deckschicht 6 nicht vorhanden ist. Und schließlich wird der optische Brechungsindex für den Bereich zwischen den Grenzflächen A und B, nämlich den Bereich der Deckschicht 6 verändert.

Aufgrund des Vorsehens der Deckschicht 6 bei dem organischen, Weißlicht nach oben emittierenden Bauelement gemäß Fig. 1 entstehen zwei sich überlappende optische Mikrokavitä- ten, nämlich eine erste optische Mikrokavität 7 und eine zweite optische Mikrokavität 8. Die optischen Mikrokavitäten 7, 8 beeinflussen die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen, welche das in dem lichtemittierenden Bereich 4 erzeugte Licht repräsentieren, in dem Bauelement. Für bestimmte Wellenlängen ergeben sich Resonanzbedingungen in Verbindung mit den optischen Mikrokavitäten 7, 8, was zur Ausbildung stehender Wellen äquivalent ist. Hierbei können diejenigen elektromagnetischen Wellen maximale, konstruktive Interferenz erzielen, die nach einem vollen Umlauf in der optischen Mikrokavität einen Phasenunter- schied von 2πm besitzen (vgl. Fig. 2, m = 0, 1, 2, ...). Dieses bedeutet, dass Wellenberge genau mit Wellenbergen und Wellentäler genau mit Wellentälern zusammenfallen. Die elektromagnetischen Wellen, deren Wellenlängen die Resonanzbedingungen erfüllen, werden als Moden des von der optischen Mikrokavität gebildeten Resonators bezeichnet (Fig. 3). Der Reflexionsgrad in den Endbereichen des Resonators entscheidet darüber, ob eine Mode schmalbandig (hohe Reflexion) oder eher breitbandig (niedrige Reflexion) ist.

Bei dem organischen, Weißlicht nach oben emittierenden Bauelement gemäß Fig. 1 bildet die erste optische Mikrokavität 7 den eigentlichen Resonator, dessen einzige Mode aufgrund der benutzten Deckelektrode 5 aus Metall relativ schmalbandig ist und im sichtbaren Wellenlän- genbereich des Lichtes liegt. Die zweite optische Mikrokavität 8 ist zwischen der Grenzfläche B und der Grundelektrode 2 gebildet. Das nach außen, nämlich nach oben abgegebene Licht wird in seinen Eigenschaften nun nicht mehr nun durch die erste optische Mikrokavität 7 sondern durch beide optische Mikrokavitäten 7, 8 bestimmt. Es ergibt sich eine Koexistenz der beiden optischen Mikrokavitäten 7, 8, deren Moden sich gegenseitig verstärken können, wenn ihre Resonanzbedingungen für den gleichen Wellenlängenbereich gelten. In diesem Fall wird ein optimierter Mikrokavitätseffekt für den entsprechenden Wellenlängenbereich erhalten, wodurch sich eine höhere Intensität des abgegebenen Lichtes in Vorwärtsrichtung erhält (vgl. Fig. 4). Ein solcher Effekt wurde bereits im Stand der Technik beobachtet (H. Riel et al.: Tuning the emission characteristics of top-emitting organic light-emitting devices by means of a

dielectric capping layer: An experimental and theoretical study, J. Appl. Phys., 94 (8), 2003, Seiten 5290 - 5296).

Wird nun jedoch die Dicke der Deckschicht 6 in Nanometern in einem Schichtdickenbereich D wie folgt gewählt: D = d ± (0.2 x d), wobei d = 10.4n ² - 75n + 150 gilt und n der optische Brechungsindex der Deckschicht ist, ergibt sich ein interessanter Effekt dahingehend, dass die spektrale Emissionsverteilung des emittierten Lichtes vom Betrachtungswinkel bezogen auf das Lot der Außenfläche der Deckschicht 6 weitestgehend unabhängig ist.

In einem Ausführungsbeispiel wurde die Deckschicht 6 mit einem Brechungsindex von etwa n = 1,8 und einer Dicke von etwa 50nm gebildet.

Gemäß den Fig. 5 und 6 hat der Brechungsindex n der Deckschicht 6 einen wesentlichen Ein- fluss auf die Stärke von Resonanzen der beiden optischen Mikrokavitäten 7, 8 und somit die Gestalt des optischen Spektrums. Eine besonders gute Auskoppeleffizienz für das in dem Stapel organischer Schichten 3 erzeugte Licht wurde für Deckschichten mit einem Brechungsindex n = 1,8 in den Ausführungsbeispielen beobachtet.

Bei dem Ausführungsbeispiel mit einer Deckschicht 6 von 50mm, die einen optischen Bre- chungsindex von n = 1,8 aufweist, wird Licht im grünen und im gelben Spektralbereich durch die erste optische Mikrokavität 7 bevorzugt emittiert. Der Teil des Lichtes, welcher im Gegensatz hierzu das gesamte Bauelement, das heißt die zweite optische Mikrokavität 8 durchläuft, besitzt aber im grünen Spektralbereich gerade einen Phasenunterschied im Bereich von π und interferiert destruktiv, das heißt Licht dieses Spektralbereiches wird von der zweiten optischen Mikrokavität 8 nicht bevorzugt. Licht im blauen und im roten Spektralbereich erfüllt jedoch die Resonanzbedingung in der zweiten optischen Mikrokavität 8 (vgl. Fig. 2), so dass das Resultat eine Kombination gegensätzlicher Bestrebungen der beiden optischen Mikrokavitäten 7, 8 ist. Eine solche, von keiner der beiden optischen Mikrokavitäten 7, 8 dominierte überlagerung ist dafür verantwortlich, dass die üblicherweise beobachteten Mikrokavi- tätseffekte bei dem vorgeschlagenen organischen, Weißlicht nach oben emittierenden Bauelement kaum oder gar nicht zu beobachten sind. Das Fehlen eines starken Mikrokavitätscha- rakters führt weiterhin zu einer sehr schwachen Abhängigkeit des Emissionsspektrums vom Betrachtungswinkel (vgl. Fig. 5). Wird überdies die gesamte Lichtmenge betrachtet, die das

Bauelement verlässt, so stellt sich bei Verwendung der Deckschicht 6 in der angegebenen Art und Weise ein maximaler Wert für die Auskoppeleffizienz ein.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren 7 bis 14 weiter erläutert.

Es wurde das Emissionsverhalten bei Verwendung der Deckschicht 6 weiter untersucht. Zu beachten ist, dass hierbei Emissionsaffinitäten zur Charakterisierung benutzt werden, da sie die optischen Eigenschaften eines nach oben emittierenden Bauelementes unabhängig von den benutzten Emittermaterialien beschreiben. Die Emissionsaffinität bezeichnet ein fiktives Emissionsspektrum, welches emittiert würde, falls die Moleküle der in den Stapel organischer Schichten 3 eingelagerten Emittermaterialien ein konstantes Spektrum emittieren, d. h. ein Spektrum, bei dem die Intensität für alle Wellenlängen den gleichen Wert aufweist. Sie zeigt somit, welche Spektralbereiche durch die gewählte Bauelementstruktur bevorzugt oder welche weniger gut ausgekoppelt werden. Für Weißlicht emittierende Bauelemente sollte kein spezieller Spektralbereich bevorzugt werden, sondern ein eher breites Mikrokavitätsspektrum entstehen, damit rote, grüne und blaue Komponenten des Weißlichtes gut ausgekoppelt werden.

Als Kriterium für eine möglichst breite Affinität werden die Farbkoordinaten im CIE Farb- räum genutzt. Der Abstand eines Punktes im Farbraum vom idealen Weißlichtpunkt (0,33; 0,33) kann als Maß benutzt werden, um zugehörige Spektren numerisch bezüglich ihrer Farbe zu charakterisieren. So lassen sich Spektren anhand von Zahlen vergleichen und für relevante Brechungsindizes der Deckschicht die optimalen Schichtdicken bestimmen, für die der oben beschriebene Effekt einer breiten Affinität eintritt (siehe Fig. 7).

Für die Charakterisierung der Blickwinkelabhängigkeit der Affinität werden ebenfalls die Farbkoordinaten des CIE Farbraumes genutzt. Diese und somit der zugehörige Punkt im Farbraum werden sich - abhängig von der Deckschicht 6 - mit dem Blickwinkel ändern. Die maximale änderung der Farbkoordinaten bezogen auf die Farbkoordinaten von 0° kann als Maß für die Farbtreue gelten (siehe Fig. 8). Es muss in diesem Zusammenhang noch erwähnt werden, dass hier nur Winkel zwischen 0 und 60° betrachtet werden, da für größere Winkel im Allgemeinen der p-polarisierte Anteil der Affinität einen großen Einfluss hat. Dies führt dazu, dass die größte Farbabweichung für die meisten Bauelementstrukturen bei etwa 80° auftritt, also bei Winkeln von eher geringer praktischer Bedeutung.

Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung der Dicke einer Deckschicht für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement in Abhängigkeit vom optischem Brechungsindex der Deckschicht für die die jeweiligen Farbkoordinaten der relativen Emission unter 0° Betrach- tungswinkel im CIE 1931 Farbraum dem Weißpunkt (0,33; 0,33) am nächsten liegen (optimale Weißlichtaffinität) und die änderung der Farbkoordinaten für den Betrachtungswinkel im Bereich von 0° bis 60° minimal wird (höchste Farbtreue).

Es sind optimale Deckschichtdicken gezeigt, die mittels der oben genannten Kriterien für op- timale Weißlichtemission und höchste Farbtreue numerisch ermittelt wurden. Es wurde gefunden, dass Brechungsindizes der Deckschicht 6 von kleiner 1,8 weniger gute Ergebnisse liefern, da in dem Fall die Grenzschicht zwischen der Deckschicht 6 und Luft zu wenig Ein- fluss hat, um die zweite optische Mikrokavität 8 wirksam zu formen. Ebenfalls ist zu erkennen, dass für n = 2,6 die höchste Farbtreue und das optimale Weißlichtspektrum bei verschie- den Schichtdicken auftreten. Somit ist es schwierig, beide gewünschte Effekte, Weißlichtspektrum und Farbtreue zu vereinen.

Alle anderen Kombinationen dazwischen, also bei Brechungsindizes n = 1,8 bis etwa 2,4, zeigen eine gute übereinstimmung der Deckschichtdicken für optimale Emissionsaffinität für weißes Licht und höchste Farbtreue. Somit stellt sich dieser Bereich als optimaler Wertebereich für die Auswahl von Brechungsindex und Schichtdicke der Deckschicht 6 dar. Als Toleranzbereich für die Deckschichtdicke mit dem optischen Brechungsindex n = 1,8 bis 2,4 wird ein Intervall um die optimale Deckschichtdicke von ± (0.2 x d) bevorzugt.

Fig. 10 zeigt eine graphische Darstellung der Dicke der Deckschicht für ein organisches, Weißlicht emittierendes Bauelement in Abhängigkeit vom optischem Brechungsindex der Deckschicht, für die die jeweiligen Farbkoordinaten der relativen Emission unter 0° Betrachtungswinkel im CIE 1931 Farbraum dem Weißpunkt (0,33; 0,33) am nächsten liegen (optimale Weißlichtaffinität) und Schichtdicken der Deckschicht für ein organisches, Weißlicht emit- tierendes Bauelement in Abhängigkeit vom optischem Brechungsindex der Deckschicht für Konfigurationen an den Toleranzgrenzen von +/- 20%.

In Fig. 10 sind die Deckschichtdicken an der unteren und an der oberen Grenze des Toleranzbereiches in Abhängigkeit vom optischen Brechungsindex aufgetragen. Mittels der angegebe-

nen Farbkoordinaten kann man die änderung der Emissionsaffinität bezüglich Weißlichtemission an den Toleranzgrenzen im Vergleich zum optimalen Wert für die Deckschichtdicke verfolgen. Die maximale änderung der Farbkoordinaten zwischen den Betrachtungswinkeln 0° und 60° bezogen auf 0° dient als Maß für die Farbtreue der Emission in Abhän- gigkeit vom Betrachtungswinkel. Dieses Maß ist in Fig.11 für Bauelementstrukturen mit einer Deckschicht mit dem optischen Brechungsindex n = 1,8 bis 2,4 auch für die Toleranzgrenzen dargestellt. Die veränderte Emission an den Toleranzgrenzen für Bauelementstrukturen mit einer Deckschicht mit dem Brechungsindex n = 1,8 ist in Fig.12 und Fig.14 im Vergleich zu der Emission der optimalen Bauelementstruktur in Fig.13 ersichtlich. Die Abbildungen Fig.10 bis Fig.14 sollen verdeutlichen, dass Bauelementstrukturen mit einer Deckschicht innerhalb des Toleranzbereiches den zugrunde liegenden Effekt zeigen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.