特許 6108557 少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤ照明とＩＲ感受性の良い光起電性パネルとを備えた窓を提供するための方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6108557

(24)【登録日】2017年3月17日

(45)【発行日】2017年4月5日

(54)【発明の名称】少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤ照明とＩＲ感受性の良い光起電性パネルとを備えた窓を提供するための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/28 20060101AFI20170327BHJP

   H05B 33/24 20060101ALI20170327BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20170327BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20170327BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20170327BHJP

   H01L 31/0352 20060101ALI20170327BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/28

   H05B33/24

   H05B33/02

   H05B33/14 B

   H05B33/10

   H01L31/04 342

【請求項の数】104

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2014-503912(P2014-503912)

(86)(22)【出願日】2012年4月3日

(65)【公表番号】特表2014-514710(P2014-514710A)

(43)【公表日】2014年6月19日

(86)【国際出願番号】US2012032002

(87)【国際公開番号】WO2012138658

(87)【国際公開日】20121011

【審査請求日】2015年4月2日

(31)【優先権主張番号】61/472,079

(32)【優先日】2011年4月5日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513245059

【氏名又は名称】ユニバーシティー オブ フロリダ リサーチ ファウンデーション，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＦＬＯＲＩＤＡ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ，ＩＮＣ．

(73)【特許権者】

【識別番号】513210253

【氏名又は名称】ナノホールディングス，リミテッド ライアビリティー カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｎａｎｏｈｏｌｄｉｎｇｓ，ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110001302

【氏名又は名称】特許業務法人北青山インターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】ソ，フランキー

(72)【発明者】

【氏名】キム，ドヨン

(72)【発明者】

【氏名】プラダーン，バーベンドラ，ケイ．

【審査官】 中山 佳美

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５０４１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０１５０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８１９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７８００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１８４２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０５Ｂ ３３／２８

Ｈ０１Ｌ ３１／０４−３１／０６

Ｈ０１Ｓ １０／００−１０／４０

Ｈ０１Ｓ ３０／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）と、
光（ＰＶ）電池とを備える装置であって、
前記ＰＶ電池は、１つまたは複数の波長を有する光子に対する感受性が良く、前記１つまたは複数の波長は、ＰＶ電池波長範囲にあり、前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍを超え、前記ＰＶ電池は、無機材料を含む赤外線感光材料層を備え、
前記ＯＬＥＤは、
有機発光層と、
鏡と、
可視光線に透明なＯＬＥＤ陽極電極と、
可視光線に透明なＯＬＥＤ陰極電極と
を備え、
前記有機発光層は、前記ＯＬＥＤ陽極電極と前記ＯＬＥＤ陰極電極との間に配置され、前記鏡は、前記ＯＬＥＤ陽極電極及び前記ＯＬＥＤ陰極電極のうちの１つが前記鏡と前記有機発光層との間にくるように配置され、
前記鏡は、第１の可視光線波長範囲で反射可能であり、前記有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも第１の部分は、前記第１の可視光線波長範囲内の波長を有し、前記鏡は、第２の可視光線波長範囲で透過可能であり、前記有機発光層は、前記第２の可視光線波長範囲の少なくとも一部分の波長を有する光を発光しない、装置。

【請求項2】

請求項１に記載の装置において、前記ＰＶ電池の入力表面への入射光線の少なくとも一部分が、前記ＰＶ電池を通過して前記ＰＶ電池の出力表面を出て、前記ＯＬＥＤの入力表面に入射し、前記ＯＬＥＤを通過するように構成されることを特徴とする装置。

【請求項3】

請求項１に記載の装置において、前記ＰＶ電池が前記ＯＬＥＤと直接接触するように、前記ＰＶ電池が前記ＯＬＥＤの直上にあることを特徴とする装置。

【請求項4】

請求項１に記載の装置において、前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとの間に少なくとも１つの光学的に透明なプラスチック膜を更に備えることを特徴とする装置。

【請求項5】

請求項４に記載の装置において、前記ＰＶ電池は、前記少なくとも１つの光学的に透明なプラスチック膜と統合されることを特徴とする装置。

【請求項6】

請求項４に記載の装置において、前記ＯＬＥＤは、前記少なくとも１つの光学的に透明なプラスチック膜と統合されることを特徴とする装置。

【請求項7】

請求項１に記載の装置において、前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとの間に少なくとも１つのガラス基板を更に備えることを特徴とする装置。

【請求項8】

請求項７に記載の装置において、前記ＰＶ電池は、前記少なくとも１つのガラス基板と統合されることを特徴とする装置。

【請求項9】

請求項７に記載の装置において、前記ＯＬＥＤは、前記少なくとも１つのガラス基板と統合されることを特徴とする装置。

【請求項10】

請求項１に記載の装置において、前記有機発光層によって発光される前記可視光線は、前記第１の可視光線波長範囲内の波長を有し、前記有機発光層は、前記第２の可視波長範囲の波長を有する光を発光しないことを特徴とする装置。

【請求項11】

請求項１に記載の装置において、前記鏡は、誘電体スタック鏡を含むことを特徴とする装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の装置において、前記誘電体スタック鏡は、Ｔａ２Ｏ５層とＳｉＯ２層とを備えることを特徴とする装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の装置において、前記誘電体スタック鏡は、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２が交互に重なった層を備え、各Ｔａ２Ｏ５層は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有し、各ＳｉＯ２層は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の装置において、前記誘電体スタック鏡は、Ｎ層のＴａ２Ｏ５を備え、ＳｉＯ２層の数はＮ−１〜Ｎ＋１の範囲にあり、Ｎは１〜４０の範囲にあることを特徴とする装置。

【請求項15】

請求項１に記載の装置において、前記ＯＬＥＤは、正孔輸送層と電子輸送層とを更に備えることを特徴とする装置。

【請求項16】

請求項１に記載の装置において、前記有機発光層は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、ＭＥＨ−ＰＰＶ、Ａｌｑ３またはＦｌｒｐｉｃを含むことを特徴とする装置。

【請求項17】

請求項１５に記載の装置において、前記正孔輸送層は、ＮＰＢ、ＴＡＰＣ、ＴＦＢまたはＴＰＤを含むことを特徴とする装置。

【請求項18】

請求項１５に記載の装置において、前記電子輸送層は、ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ、３ＴＰＹＭＢまたはＡｌｑ３を含むことを特徴とする装置。

【請求項19】

請求項１に記載の装置において、前記ＯＬＥＤ陽極電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、銀ナノワイヤ及びマグネシウム：銀／Ａｌｑ３（Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３）スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み、前記ＯＬＥＤ陰極電極は、ＩＴＯ、ＣＮＴ、ＩＺＯ、銀ナノワイヤ及びＭｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする装置。

【請求項20】

請求項１９に記載の装置において、前記ＯＬＥＤ陰極電極は、Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層を備え、前記Ｍｇ：Ａｇ層は、３０ｎｍ未満の厚さを有し、ＭｇとＡｇは、１０：１（Ｍｇ：Ａｇ）の割合で存在し、前記Ａｌｑ３層は、０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有することを特徴とする装置。

【請求項21】

請求項１に記載の装置において、前記ＯＬＥＤ陽極電極は、前記鏡と前記有機発光層との間に配置されることを特徴とする装置。

【請求項22】

請求項１に記載の装置において、前記ＯＬＥＤ陰極電極は、前記鏡と前記有機発光層との間に配置されることを特徴とする装置。

【請求項23】

請求項１に記載の装置において、前記ＯＬＥＤは、
ガラス基板と、
前記ＯＬＥＤ陽極電極上の正孔輸送層と
を更に備え、
前記鏡は、誘電体スタック鏡を含み、前記誘電体スタック鏡は、前記ガラス基板上に配置され、前記誘電体スタック鏡は、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２が交互に重なった層を備え、
前記ＯＬＥＤ陽極電極は、前記誘電体スタック鏡上に配置され、前記ＯＬＥＤ陽極電極は、ＩＴＯを含み、
前記有機発光層は、前記正孔輸送層上に配置され、
前記ＯＬＥＤ陰極電極は、前記有機発光層上に配置され、前記ＯＬＥＤ陰極電極は、Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層を備え、前記Ｍｇ：Ａｇ層は、３０ｎｍ未満の厚さを有し、ＭｇとＡｇは、１０：１（Ｍｇ：Ａｇ）の割合で存在し、前記Ａｌｑ３層は、０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有することを特徴とする装置。

【請求項24】

請求項１に記載の装置において、前記赤外線感光材料層は、量子ドットを含むことを特徴とする装置。

【請求項25】

請求項２４に記載の装置において、前記量子ドットは、ＰｂＳ量子ドットまたはＰｂＳｅ量子ドットであることを特徴とする装置。

【請求項26】

請求項１に記載の装置において、前記ＰＶ電池は、７００ｎｍ〜約２０００ｎｍの波長を有する光子に対する感受性が良いことを特徴とする装置。

【請求項27】

請求項２６に記載の装置において、前記ＰＶ電池は、７００ｎｍ未満の波長を有する光子に対する感受性が良くないことを特徴とする装置。

【請求項28】

請求項１に記載の装置において、前記ＰＶ電池は、ＰＶ電池陽極電極とＰＶ電池陰極電極とを備えることを特徴とする装置。

【請求項29】

請求項２８に記載の装置において、前記ＰＶ電池陽極電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、銀ナノワイヤ及びマグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み、前記ＰＶ電池陰極電極は、ＩＴＯ、ＣＮＴ、ＩＺＯ、銀ナノワイヤ及びマグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする装置。

【請求項30】

請求項２９に記載の装置において、前記ＰＶ電池陽極電極または前記ＰＶ電池陰極電極のうちの少なくとも１つは、マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層を備え、前記マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層のマグネシウム：銀層は、３０ｎｍ未満の厚さを有し、前記マグネシウム：銀層は、１０：１（マグネシウム：銀）の組成比を有することを特徴とする装置。

【請求項31】

請求項２９に記載の装置において、前記ＰＶ電池陽極電極または前記ＰＶ電池陰極電極のうちの少なくとも１つは、マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層を備え、前記マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層のＡｌｑ３層は、０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚さを有することを特徴とする装置。

【請求項32】

請求項２８に記載の装置において、前記ＰＶ電池陽極電極は、可視光線の少なくとも一部分及び赤外線の少なくとも一部分に透明であり、前記ＰＶ電池陰極電極は、可視光線の少なくとも一部分及び赤外線の少なくとも一部分に透明であることを特徴とする装置。

【請求項33】

請求項１に記載の装置において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、１μｍを超えることを特徴とする装置。

【請求項34】

請求項３３に記載の装置において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍ〜１μｍの範囲にあることを特徴とする装置。

【請求項35】

請求項３３に記載の装置において、前記ＰＶ電池は、０．７０μｍ未満の波長を有する光子に対する感受性が良くないことを特徴とする装置。

【請求項36】

請求項１に記載の装置において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．８５μｍを超えることを特徴とする装置。

【請求項37】

請求項３６に記載の装置において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍ〜０．８５μｍの範囲にあることを特徴とする装置。

【請求項38】

請求項３６に記載の装置において、前記ＰＶ電池は、０．８５μｍ未満の波長を有する光子に対する感受性が良くないことを特徴とする装置。

【請求項39】

装置を製作する方法であって、
光（ＰＶ）電池を形成する工程であって、前記ＰＶ電池は、１つまたは複数の波長を有する光子に対する感受性が良く、前記１つまたは複数の波長は、ＰＶ電池波長範囲にあり、前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍを超え、前記ＰＶ電池は、無機材料を含む赤外線感光材料層を備えるものである工程と、
有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）を形成する工程と、
前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとを結合する工程と
を含み、
前記ＯＬＥＤを形成する工程は、
鏡を形成する工程と、
ＯＬＥＤ陽極電極を前記鏡上に形成する工程であって、前記ＯＬＥＤ陽極電極は可視光線に透明である、工程と、
有機発光層を前記ＯＬＥＤ陽極電極上に形成する工程と、
ＯＬＥＤ陰極電極を前記有機発光層上に形成する工程であって、前記ＯＬＥＤ陰極電極は可視光線に透明である、工程と
を含み、
前記鏡は、第１の可視光線波長範囲で反射可能であり、前記有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも第１の部分は、前記第１の可視光線波長範囲内の波長を有し、前記鏡は、第２の可視光線波長範囲で透過可能であり、前記有機発光層は、前記第２の可視光線波長範囲の少なくとも一部分の波長を有する光を発光しない、方法。

【請求項40】

請求項３９に記載の方法において、前記ＰＶ電池の入力表面への入射光線の少なくとも一部分が、前記ＰＶ電池を通過して前記ＰＶ電池の出力表面を出て、前記ＯＬＥＤの入力表面に入射し、前記ＯＬＥＤを通過するように構成されることを特徴とする方法。

【請求項41】

請求項３９に記載の方法において、前記ＰＶ電池が前記ＯＬＥＤと直接接触するように、前記ＰＶ電池が前記ＯＬＥＤの直上にあることを特徴とする方法。

【請求項42】

請求項３９に記載の方法において、前記ＰＶ電池を形成する工程は、前記ＰＶ電池を光学的に透明なプラスチック膜上に形成する工程を含み、前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとを結合する工程は、前記ＰＶ電池の前記光学的に透明なプラスチック膜を前記ＯＬＥＤと結合する工程を含むことを特徴とする方法。

【請求項43】

請求項４２に記載の方法において、前記ＯＬＥＤは、光学的に透明なプラスチック膜と統合され、前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとを結合する工程は、前記ＰＶ電池の前記光学的に透明なプラスチック膜を前記ＯＬＥＤの前記光学的に透明なプラスチック膜と結合する工程を含むことを特徴とする方法。

【請求項44】

請求項３９に記載の方法において、前記ＯＬＥＤは、光学的に透明なプラスチック膜と統合され、前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとを結合する工程は、前記ＰＶ電池を前記ＯＬＥＤの前記光学的に透明なプラスチック膜と結合する工程を含むことを特徴とする方法。

【請求項45】

請求項３９に記載の方法において、前記ＰＶ電池を形成する工程は、前記ＰＶ電池をガラス基板上に形成する工程を含み、前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとを結合する工程は、前記ＰＶ電池の前記ガラス基板を前記ＯＬＥＤと結合する工程を含むことを特徴とする方法。

【請求項46】

請求項４５に記載の方法において、前記ＯＬＥＤは、ガラス基板と統合され、前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとを結合する工程は、前記ＰＶ電池の前記ガラス基板を前記ＯＬＥＤの前記ガラス基板と結合する工程を含むことを特徴とする方法。

【請求項47】

請求項３９に記載の方法において、前記ＯＬＥＤは、ガラス基板と統合され、前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとを結合する工程は、前記ＰＶ電池を前記ＯＬＥＤの前記ガラス基板と結合する工程を含むことを特徴とする方法。

【請求項48】

請求項３９に記載の方法において、前記有機発光層によって発光される前記可視光線は、前記第１の可視光線波長範囲内の波長を有し、前記有機発光層は、前記第２の可視波長範囲の波長を有する光を発光しないことを特徴とする方法。

【請求項49】

請求項３９に記載の方法において、前記鏡は、誘電体スタック鏡を含むことを特徴とする方法。

【請求項50】

請求項４９に記載の方法において、前記誘電体スタック鏡は、Ｔａ２Ｏ５層とＳｉＯ２層とを備えることを特徴とする方法。

【請求項51】

請求項５０に記載の方法において、前記誘電体スタック鏡は、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２が交互に重なった層を備え、各Ｔａ２Ｏ５層は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有し、各ＳｉＯ２層は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする方法。

【請求項52】

請求項５１に記載の方法において、前記誘電体スタック鏡は、Ｎ層のＴａ２Ｏ５を備え、ＳｉＯ２層の数はＮ−１〜Ｎ＋１の範囲にあり、Ｎは１〜４０の範囲にあることを特徴とする方法。

【請求項53】

請求項３９に記載の方法において、前記ＯＬＥＤを形成する工程は、
前記有機発光層を形成する前に正孔輸送層を前記ＯＬＥＤ陽極電極上に形成する工程と、
電子輸送層を形成する工程と
を更に含むことを特徴とする方法。

【請求項54】

請求項３９に記載の方法において、前記有機発光層は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、ＭＥＨ−ＰＰＶ、Ａｌｑ３またはＦｌｒｐｉｃを含むことを特徴とする方法。

【請求項55】

請求項５３に記載の方法において、前記正孔輸送層は、ＮＰＢ、ＴＡＰＣ、ＴＦＢまたはＴＰＤを含むことを特徴とする方法。

【請求項56】

請求項５３に記載の方法において、前記電子輸送層は、ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ、３ＴＰＹＭＢまたはＡｌｑ３を含むことを特徴とする方法。

【請求項57】

請求項３９に記載の方法において、前記ＯＬＥＤ陽極電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、銀ナノワイヤ及びマグネシウム：銀／Ａｌｑ３（Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３）スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み、前記ＯＬＥＤ陰極電極は、ＩＴＯ、ＣＮＴ、ＩＺＯ、銀ナノワイヤ及びＭｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする方法。

【請求項58】

請求項５７に記載の方法において、前記ＯＬＥＤ陰極電極は、Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層を備え、前記Ｍｇ：Ａｇ層は、３０ｎｍ未満の厚さを有し、ＭｇとＡｇは、１０：１（Ｍｇ：Ａｇ）の割合で存在し、前記Ａｌｑ３層は、０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有することを特徴とする方法。

【請求項59】

請求項３９に記載の方法において、前記赤外線感光材料層は、量子ドットを含むことを特徴とする方法。

【請求項60】

請求項５９に記載の方法において、前記量子ドットは、ＰｂＳ量子ドットまたはＰｂＳｅ量子ドットであることを特徴とする方法。

【請求項61】

請求項３９に記載の方法において、前記ＰＶ電池は、７００ｎｍ〜約２０００ｎｍの波長を有する光子に対する感受性が良いことを特徴とする方法。

【請求項62】

請求項３９に記載の方法において、前記ＰＶ電池は、７００ｎｍ未満の波長を有する光子に対する感受性が良くないことを特徴とする方法。

【請求項63】

請求項３９に記載の方法において、前記ＰＶ電池は、ＰＶ電池陽極電極とＰＶ電池陰極電極とを備えることを特徴とする方法。

【請求項64】

請求項６３に記載の方法において、前記ＰＶ電池陽極電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、銀ナノワイヤ及びマグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み、前記ＰＶ電池陰極電極は、ＩＴＯ、ＣＮＴ、ＩＺＯ、銀ナノワイヤ及びマグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする方法。

【請求項65】

請求項６４に記載の方法において、前記ＰＶ電池陽極電極または前記ＰＶ電池陰極電極のうちの少なくとも１つは、マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層を備え、前記マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層のマグネシウム：銀層は、３０ｎｍ未満の厚さを有し、前記マグネシウム：銀層は、１０：１（マグネシウム：銀）の組成比を有することを特徴とする方法。

【請求項66】

請求項６４に記載の方法において、前記ＰＶ電池陽極電極または前記ＰＶ電池陰極電極のうちの少なくとも１つは、マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層を備え、前記マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層のＡｌｑ３層は、０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚さを有することを特徴とする方法。

【請求項67】

請求項６３に記載の方法において、前記ＰＶ電池陽極電極は、可視光線の少なくとも一部分及び赤外線の少なくとも一部分に透明であり、前記ＰＶ電池陰極電極は、可視光線の少なくとも一部分及び赤外線の少なくとも一部分に透明であることを特徴とする方法。

【請求項68】

請求項３９に記載の方法において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、１μｍを超えることを特徴とする方法。

【請求項69】

請求項６８に記載の方法において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍ〜１μｍの範囲にあることを特徴とする方法。

【請求項70】

請求項６８に記載の方法において、前記ＰＶ電池は、０．７０μｍ未満の波長を有する光子に対する感受性が良くないことを特徴とする方法。

【請求項71】

請求項３９に記載の方法において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．８５μｍを超えることを特徴とする方法。

【請求項72】

請求項７１に記載の方法において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍ〜０．８５μｍの範囲にあることを特徴とする方法。

【請求項73】

請求項７１に記載の方法において、前記ＰＶ電池は、０．８５μｍ未満の波長を有する光子に対する感受性が良くないことを特徴とする方法。

【請求項74】

エリアを照らす方法であって、
装置を提供する工程を含み、前記装置は、
有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）と、
光（ＰＶ）電池とを備え、
前記ＰＶ電池は、１つまたは複数の波長を有する光子に対する感受性が良く、前記１つまたは複数の波長は、ＰＶ電池波長範囲にあり、前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍを超え、前記ＰＶ電池は、無機材料を含む赤外線感光材料層を備え、
前記ＯＬＥＤは、
有機発光層と、
鏡と、
可視光線に透明なＯＬＥＤ陽極電極と、
可視光線に透明なＯＬＥＤ陰極電極と
を備え、
前記有機発光層は、前記ＯＬＥＤ陽極電極と前記ＯＬＥＤ陰極電極との間に配置され、前記鏡は、前記ＯＬＥＤ陽極電極及び前記ＯＬＥＤ陰極電極のうちの１つが前記鏡と前記有機発光層との間にくるように配置され、
前記鏡は、第１の可視光線波長範囲で反射可能であり、前記有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも第１の部分は、前記第１の可視光線波長範囲内の波長を有し、前記鏡は、第２の可視光線波長範囲で透過可能であり、前記有機発光層は、前記第２の可視光線波長範囲の少なくとも一部分の波長を有する光を発光しない、方法。

【請求項75】

請求項７４に記載の方法において、前記装置は、前記ＰＶ電池の入力表面への入射光線の少なくとも一部分が、前記ＰＶ電池を通過して前記ＰＶ電池の出力表面を出て、前記ＯＬＥＤの入力表面に入射し、前記ＯＬＥＤを通過するように構成されることを特徴とする方法。

【請求項76】

請求項７４に記載の方法において、前記ＰＶ電池が前記ＯＬＥＤと直接接触するように、前記ＰＶ電池が前記ＯＬＥＤの直上にあることを特徴とする方法。

【請求項77】

請求項７４に記載の方法において、前記装置は、前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとの間に少なくとも１つの光学的に透明なプラスチック膜を更に備えることを特徴とする方法。

【請求項78】

請求項７４に記載の方法において、前記装置は、前記ＰＶ電池と前記ＯＬＥＤとの間に少なくとも１つのガラス基板を更に備えることを特徴とする方法。

【請求項79】

請求項７４に記載の方法において、前記有機発光層によって発光される前記可視光線は、前記第１の可視光線波長範囲内の波長を有し、前記有機発光層は、前記第２の可視波長範囲の波長を有する光を発光しないことを特徴とする方法。

【請求項80】

請求項７４に記載の方法において、前記鏡は、誘電体スタック鏡を含むことを特徴とする方法。

【請求項81】

請求項８０に記載の方法において、前記誘電体スタック鏡は、Ｔａ２Ｏ５層とＳｉＯ２層とを備えることを特徴とする方法。

【請求項82】

請求項８１に記載の方法において、前記誘電体スタック鏡は、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２が交互に重なった層を備え、各Ｔａ２Ｏ５層は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有し、各ＳｉＯ２層は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする方法。

【請求項83】

請求項８２に記載の方法において、前記誘電体スタック鏡は、Ｎ層のＴａ２Ｏ５を備え、ＳｉＯ２層の数はＮ−１〜Ｎ＋１の範囲にあり、Ｎは１〜４０の範囲にあることを特徴とする方法。

【請求項84】

請求項７４に記載の方法において、前記ＯＬＥＤは、正孔輸送層と電子輸送層とを更に備えることを特徴とする方法。

【請求項85】

請求項７４に記載の方法において、前記有機発光層は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、ＭＥＨ−ＰＰＶ、Ａｌｑ３またはＦｌｒｐｉｃを含むことを特徴とする方法。

【請求項86】

請求項８４に記載の方法において、前記正孔輸送層は、ＮＰＢ、ＴＡＰＣ、ＴＦＢまたはＴＰＤを含むことを特徴とする方法。

【請求項87】

請求項８４に記載の方法において、前記電子輸送層は、ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ、３ＴＰＹＭＢまたはＡｌｑ３を含むことを特徴とする方法。

【請求項88】

請求項７４に記載の方法において、前記ＯＬＥＤ陽極電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、銀ナノワイヤ及びマグネシウム：銀／Ａｌｑ３（Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３）スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み、前記ＯＬＥＤ陰極電極は、ＩＴＯ、ＣＮＴ、ＩＺＯ、銀ナノワイヤ及びＭｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする方法。

【請求項89】

請求項８８に記載の方法において、前記ＯＬＥＤ陰極電極は、Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層を備え、前記Ｍｇ：Ａｇ層は、３０ｎｍ未満の厚さを有し、ＭｇとＡｇは、１０：１（Ｍｇ：Ａｇ）の割合で存在し、前記Ａｌｑ３層は、０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有することを特徴とする方法。

【請求項90】

請求項７４に記載の方法において、前記赤外線感光材料層は、量子ドットを含むことを特徴とする方法。

【請求項91】

請求項９０に記載の方法において、前記量子ドットは、ＰｂＳ量子ドットまたはＰｂＳｅ量子ドットであることを特徴とする方法。

【請求項92】

請求項７４に記載の方法において、前記ＰＶ電池は、７００ｎｍ〜約２０００ｎｍの波長を有する光子に対する感受性が良いことを特徴とする方法。

【請求項93】

請求項９２に記載の方法において、前記ＰＶ電池は、７００ｎｍ未満の波長を有する光子に対する感受性が良くないことを特徴とする方法。

【請求項94】

請求項７４に記載の方法において、前記ＰＶ電池は、ＰＶ電池陽極電極とＰＶ電池陰極電極とを備えることを特徴とする方法。

【請求項95】

請求項９４に記載の方法において、前記ＰＶ電池陽極電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、銀ナノワイヤ及びマグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み、前記ＰＶ電池陰極電極は、ＩＴＯ、ＣＮＴ、ＩＺＯ、銀ナノワイヤ及びマグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする方法。

【請求項96】

請求項９５に記載の方法において、前記ＰＶ電池陽極電極または前記ＰＶ電池陰極電極のうちの少なくとも１つは、マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層を備え、前記マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層のマグネシウム：銀層は、３０ｎｍ未満の厚さを有し、前記マグネシウム：銀層は、１０：１（マグネシウム：銀）の組成比を有することを特徴とする方法。

【請求項97】

請求項９５に記載の方法において、前記ＰＶ電池陽極電極または前記ＰＶ電池陰極電極のうちの少なくとも１つは、マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層を備え、前記マグネシウム：銀／Ａｌｑ３スタック層のＡｌｑ３層は、０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚さを有することを特徴とする方法。

【請求項98】

請求項９４に記載の方法において、前記ＰＶ電池陽極電極は、可視光線の少なくとも一部分及び赤外線の少なくとも一部分に透明であり、前記ＰＶ電池陰極電極は、可視光線の少なくとも一部分及び赤外線の少なくとも一部分に透明であることを特徴とする方法。

【請求項99】

請求項７４に記載の方法において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、１μｍを超えることを特徴とする方法。

【請求項100】

請求項９９に記載の方法において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍ〜１μｍの範囲にあることを特徴とする方法。

【請求項101】

請求項９９に記載の方法において、前記ＰＶ電池は、０．７０μｍ未満の波長を有する光子に対する感受性が良くないことを特徴とする方法。

【請求項102】

請求項７４に記載の方法において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．８５μｍを超えることを特徴とする方法。

【請求項103】

請求項１０２に記載の方法において、前記ＰＶ電池の感受性が良い前記１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍ〜０．８５μｍの範囲にあることを特徴とする方法。

【請求項104】

請求項１０２に記載の方法において、前記ＰＶ電池は、０．８５μｍ未満の波長を有する光子に対する感受性が良くないことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、２０１１年４月５日に出願された米国仮特許出願第６１／４７２，０７９号明細書の利益を主張し、同特許の開示は、いかなる図、表、図面も含めて、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）は、有機材料を組み込み、光を発光する。透明ＯＬＥＤは、上面電極と下面電極とを含み、その両方とも透明電極である。従来の下面発光または上面発光のいずれかであり得る片面ＯＬＥＤは、一般に、反射電極と透明電極とを含む。いずれの場合も、有機発光層は電極間に含まれる。

【発明の概要】

【0003】

対象発明の実施形態は、例えば、昼間は光電池として機能し得、例えば、夜間はソリッドステート照明を提供し得る装置を提供するための方法及び装置に関連する。従って、装置は、採光窓として機能し得る。実施形態は、少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤと光電池とを組み入れることができる。光電池は、例えば、１μｍを超える波長を有する光などの赤外線に対する感受性が良いものであり得る。装置は、ＯＬＥＤが発光する一方向が建物または他の構造の内部に向けられ、環境中に出ないように配列することができる。

【0004】

ある実施形態では、光電池、例えば、少なくとも赤外線に対する感受性が良い光電池（赤外線光電池）は、量子ドットを含む赤外線（ＩＲ）感光層を組み込むことができる。量子ドットは、例えば、ＰｂＳまたはＰｂＳｅ量子ドットであり得るが、実施形態はこれらに限定されない。光電池は、少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤ上に組み入れることができる。図１を参照すると、装置は、例えば、昼間は光電池として機能し得、例えば、夜間は照明を提供し得る。

【0005】

一実施形態では、装置は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）と、光（ＰＶ）電池とを含み得、ＰＶ電池は、１つまたは複数の波長を有する光子に対する感受性が良く、１つまたは複数の波長は、ＰＶ電池波長範囲にあり、１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍを超える。ＯＬＥＤは、有機発光層と、鏡と、可視光線に透明なＯＬＥＤ陽極電極と、可視光線に透明なＯＬＥＤ陰極電極とを含み得る。有機発光層は、ＯＬＥＤ陽極電極とＯＬＥＤ陰極電極との間に配置することができ、鏡は、ＯＬＥＤ陽極電極及びＯＬＥＤ陰極電極のうちの１つが鏡と有機発光層との間にくるように配置することができる。鏡は、第１の可視光線波長範囲で反射可能であり、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも第１の部分は、第１の可視光線波長範囲内の波長を有し、鏡は、第２の可視光線波長範囲で透過可能であり、有機発光層は、第２の可視光線波長範囲の少なくとも一部分の波長を有する光を発光しない。更なる実施形態では、ＰＶ電池の感受性が良い１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、１μｍを超える。

【0006】

別の実施形態では、装置を製作する方法は、ＰＶ電池を形成する工程であって、ＰＶ電池は、１つまたは複数の波長を有する光子に対する感受性が良く、１つまたは複数の波長は、ＰＶ電池波長範囲にあり、１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍを超える、工程と、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）を形成する工程と、ＰＶ電池とＯＬＥＤとを結合する工程とを含み得る。ＯＬＥＤを形成する工程は、鏡を形成する工程と、ＯＬＥＤ陽極電極を鏡上に形成する工程であって、ＯＬＥＤ陽極電極は可視光線に透明である、工程と、有機発光層をＯＬＥＤ陽極電極上に形成する工程と、ＯＬＥＤ陰極電極を有機発光層上に形成する工程であって、ＯＬＥＤ陰極電極は可視光線に透明である、工程とを含み得る。鏡は、第１の可視光線波長範囲で反射可能であり、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも第１の部分は、第１の可視光線波長範囲内の波長を有し、鏡は、第２の可視光線波長範囲で透過可能であり、有機発光層は、第２の可視光線波長範囲の少なくとも一部分の波長を有する光を発光しない。更なる実施形態では、ＰＶ電池の感受性が良い１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、１μｍを超える。

【0007】

別の実施形態では、エリアを照らす方法は、装置を提供する工程を含み得、装置は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）と、ＰＶ電池とを含み、ＰＶ電池は、１つまたは複数の波長を有する光子に対する感受性が良く、１つまたは複数の波長は、ＰＶ電池波長範囲にあり、１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍを超える。ＯＬＥＤは、有機発光層と、鏡と、可視光線に透明なＯＬＥＤ陽極電極と、可視光線に透明なＯＬＥＤ陰極電極とを含み得、有機発光層は、ＯＬＥＤ陽極電極とＯＬＥＤ陰極電極との間に配置され、鏡は、ＯＬＥＤ陽極電極及びＯＬＥＤ陰極電極のうちの１つが鏡と有機発光層との間にくるように配置される。鏡は、第１の可視光線波長範囲で反射可能であり、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも第１の部分は、第１の可視光線波長範囲内の波長を有し、鏡は、第２の可視光線波長範囲で透過可能であり、有機発光層は、第２の可視光線波長範囲の少なくとも一部分の波長を有する光を発光しない。更なる実施形態では、ＰＶ電池の感受性が良い１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、１μｍを超える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】図１Ａは、対象発明の実施形態による装置の昼間の動作原理を示す。

【図1B】図１Ｂは、対象発明の実施形態による装置の夜間の動作原理を示す。

【図2A】図２Ａは、対象発明の実施形態によるＯＬＥＤに組み込むことができる誘電体スタック鏡の断面図を示す。

【図2B】図２Ｂは、図２Ａの誘電体スタック鏡の透過率スペクトルを示す。

【図3A】図３Ａは、対象発明の実施形態による透明な片面発光ＯＬＥＤを通して見られる透視画像を示す。

【図3B】図３Ｂは、対象発明の実施形態によるＯＬＥＤの断面図を示す。

【図3C】図３Ｃは、対象発明の実施形態によるＯＬＥＤの電流密度及びルミネッセンス対電圧を示す。

【図3D】図３Ｄは、対象発明の実施形態によるＯＬＥＤの電流効率対電流密度を示す。

【図4A】図４Ａは、様々なサイズのＰｂＳナノ結晶の吸光度スペクトルを示し、差し込み図は、ピーク波長１．３μｍの厚さ５０ｎｍのＰｂＳｅ量子ドット膜の吸収係数スペクトル及びＴＥＭ画像を示す。

【図4B】図４Ｂは、対象発明の実施形態の理論上の短絡電流密度の最大値（Ｊ_ＳＣ）及び電力変換効率（ＰＣＥ）を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

層、領域、パターンまたは構造について言及する際に、「〜の上に」または「〜の上方に」という用語が本明細書で使用される場合、層、領域、パターンまたは構造が別の層または構造の直上にあることも、介在層、領域、パターンまたは構造が存在することもあり得ることが理解される。層、領域、パターンまたは構造について言及する際に、「〜の下に」または「〜の下方に」という用語が本明細書で使用される場合、層、領域、パターンまたは構造が他の層または構造の直下にあることも、介在層、領域、パターンまたは構造が存在することもあり得ることが理解される。層、領域、パターンまたは構造について言及する際に、「〜の直上に」という用語が本明細書で使用される場合、介在層、領域、パターンまたは構造が存在しないように、層、領域、パターンまたは構造が別の層または構造の直上にあることが理解される。

【0010】

数値と併せて、「約」という用語が本明細書で使用される場合、値は、値の９５％から値の１０５％の範囲にあり得る、即ち、値は、規定値の＋／−５％であり得ることが理解される。例えば、「約１ｋｇ」は、０．９５ｋｇ〜１．０５ｋｇを意味する。

【0011】

「ＯＬＥＤ」という用語と併せて、「少なくとも部分的に透明な」という用語が本明細書で使用される場合（例えば、「少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤ」、「少なくとも部分的に透明なＯＬＥＤ」）、鏡及び／または鏡基板を含み得るＯＬＥＤは、光の可視スペクトルの少なくとも一部分がＯＬＥＤを通過できるようなものであることが理解される。「陽極」、「陰極」または「電極」という用語と併せて、「透明」という用語が本明細書で使用される場合、陽極、陰極または電極は、発光層によって生成された光がさしたる反射もなく陽極、陰極または電極を通過できるようなものであることが理解される。

【0012】

所与の値の波長または所与の範囲内の波長を有するある種の光または光子に対する感受性が良い光電池の説明と併せて、「感受性が良い」という用語が本明細書で使用される場合、光電池は、光電池の感受性が良い光の吸収やキャリアの生成が可能であることが理解される。所与の値の波長または所与の範囲内の波長を有するある種の光または光子に対する感受性が良くないまたは感受性が悪い光電池の説明と併せて、「感受性が良くない」または「感受性が悪い」という用語が本明細書で使用される場合、光電池は、光電池の感受性が良くない光の吸収や光の吸収からのキャリアの生成が可能でないことが理解される。

【0013】

対象発明の実施形態は、例えば、昼間は光（ＰＶ）電池として機能し得、例えば、夜間はソリッドステート照明を提供し得る装置を提供するための方法及び装置に関連する。従って、装置は、採光窓として機能し得る。実施形態は、少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤとＰＶ電池とを組み入れることができる。ＰＶ電池は、例えば、１μｍを超える波長を有する光などの赤外線に対する感受性が良いものであり得る。更なる実施形態では、ＰＶ電池は、０．８５μｍを超える波長を有する光に対する感受性が良いものであり得る。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池は、０．７０μｍを超える波長を有する光に対する感受性が良いものであり得る。装置は、ＯＬＥＤが発光する一方向が建物または他の構造の内部に向けられ、環境中に出ないように配列することができる。

【0014】

ある実施形態では、ＰＶ電池、例えば、少なくとも赤外線に対する感受性が良いＰＶ電池（赤外線ＰＶ電池）は、量子ドットを含む赤外線（ＩＲ）感光層を組み込むことができる。量子ドットは、例えば、ＰｂＳまたはＰｂＳｅ量子ドットであり得るが、実施形態はこれらに限定されない。ＰＶ電池は、少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤ上に組み入れることができる。図１を参照すると、装置は、例えば、昼間はＰＶ電池として機能し得、例えば、夜間は照明を提供し得る。また、装置は、可視光線の少なくとも一部分に少なくとも部分的に透明なものであり、それにより、採光窓として機能し得る。

【0015】

対象発明の実施形態は、少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤを含む装置を提供するための方法及び装置に関連する。少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤは、透明陽極電極及び透明陰極電極とともに鏡基板を含み得る。鏡は、光の可視スペクトルの少なくとも一部分が通過できるようなものである一方で、光の可視スペクトルの少なくとも別の部分の反射も行えるようにすることができる。例えば、鏡は、ＯＬＥＤの発光層（例えば、有機発光層）によって発光される可視光線の少なくとも一部分を反射することができる。一実施形態では、ＯＬＥＤは、誘電体スタック鏡と、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）下面陽極と、電極と、Ｍｇ：Ａｇ上面陰極電極とを含み得る。

【0016】

少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤとＰＶ電池とを使用して窓を作成する際、ＯＬＥＤ光は主に一方向に発光するため、昼間など、ＰＶ電池を介して太陽エネルギーを利用する間に外を見たり、夜間など、片面発光ＯＬＥＤを照明源として動作させたりすることは有利に可能である。窓は、ＯＬＥＤが発光する一方向が建物または他の構造内に向けられ、環境中に出ないように配列することができる。また、窓は、昼間など、ＰＶ電池が太陽エネルギーを吸収できるように配列することもできる。

【0017】

対象発明の実施形態では、装置の少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤは、誘電体鏡基板などの鏡基板を組み込むことができる。ＯＬＥＤは、透明陽極電極と、有機発光層と、透明陰極電極とを更に含み得る。特定の実施形態では、鏡は、誘電体スタック鏡であり得、Ｔａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２が交互に重なった層を含み得る。特定の実施形態では、ＯＬＥＤは、ガラス基板と、ガラス基板上の誘電体スタック鏡であって、Ｔａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２が交互に重なった層を組み込む、誘電体スタック鏡と、誘電体スタック鏡上の透明陽極電極であって、ＩＴＯを含む、透明陽極電極と、透明陽極上の正孔輸送層と、正孔輸送層上の有機発光層と、有機発光層上の透明陰極電極であって、透明陰極電極はＭｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層を含み、Ｍｇ：Ａｇ層は３０ｎｍ未満の厚さを有し、ＭｇとＡｇは１０：１（Ｍｇ：Ａｇ）の割合で存在し、Ａｌｑ３層は０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有する、透明陰極電極とを含み得る。

【0018】

更に、対象発明の更なる実施形態では、少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤを製作する方法は、ＰＶ電池を形成する工程と、ＯＬＥＤを形成する工程と、ＰＶ電池とＯＬＥＤとを結合する工程とを含み得る。ＯＬＥＤを形成する工程は、鏡を形成する工程と、透明陽極を鏡上に形成する工程と、有機発光層を透明陽極上に形成する工程と、透明陰極を有機発光層上に形成する工程とを含み得る。鏡は、例えば、誘電体スタック鏡であり得、誘電体スタック鏡は、異なる屈折率を有する２つの誘電材料が交互に重なった層を含む。

【0019】

本明細書に記載されるように、ＰＶ電池と少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤとを組み込む装置は、１つまたは複数のある波長を有する光に透明であり得、その結果、昼間、ＰＶ電池が太陽エネルギーを吸収している際に外を見ることが可能である一方で、外が暗い間、照明源となることも可能である。ＯＬＥＤ光は、主に一方向に発光され、装置は、光が建物または他の構造内に向けて発光され、環境中に出ないように配列することができる。実施形態では、ＯＬＥＤは、光の可視スペクトルの一部分に少なくとも部分的に透明である一方で、光の可視スペクトルの別の部分の反射も行える。装置のＯＬＥＤは、可視スペクトルの所与の範囲の波長を有する光を発光する発光層（例えば、有機発光層）と、ＯＬＥＤの発光層によって発光される光の少なくとも一部分の反射が可能な鏡とを含み得る。また、鏡は、ＯＬＥＤによって発光されない光の可視スペクトルの少なくとも一部分に透明でもあり得る。

【0020】

図１Ａを参照すると、例えば、外部環境からの入射光線２０は、ＰＶ電池５０に入射することができ、入射光線の一部分は、装置１０中を移動することができ、その結果、装置は、可視光線２０に少なくとも部分的に透明であり、装置は、例えば、昼間に、内側から外部環境を見るために使用することができる。図１Ｂを参照すると、装置１０は、例えば、外が暗い夜間に、光（２４、２６）を生成するために使用することができ、そのかなりの割合（例えば、約９０％または＞９０％）は一方向２６に透過し、そのごく一部（例えば、約１０％または＜１０％）のみが反対方向２４に失われる。このように、ＯＬＥＤ９５からの光の大部分は一方向に透過するため、ＯＬＥＤ９５を片面ＯＬＥＤと呼ぶ。装置は、生成された光の大半２６が所望の場所（例えば、建物もしくは構造の内部、または、外部の光が必要とされるエリアに向けて）に提供される一方で、ほんの一部分のみが反対方向２４に失われるように配置することができる。装置１０は、場合により、ガラス基板６０及び／または１つもしくは複数の電極層３０を含み得る。多くの実施形態では、各電極層３０は、当技術分野で知られるいかなる透明電極でもあり得、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、銀ナノワイヤ及び／またはマグネシウム：銀／Ａｌｑ３（Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３）スタック層を含む層が挙げられる。各電極層３０は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含み得、本明細書で明確に挙げられるもの以外のＴＣＯを含む。また、装置１０は、可視鏡８０も含み得る。特定の実施形態では、可視鏡は、赤外線（ＩＲ）放射が鏡を通過できるようなものであり得る。

【0021】

図２Ａを参照すると、対象発明の実施形態による装置のＯＬＥＤに組み込むことができる誘電体スタック鏡１００は、異なる屈折率（ｎ）を有する誘電材料（３７、３９）が交互に重なった層を含み得る。例えば、高いｎの材料３７はＴａ_２Ｏ_５であり得、低いｎの材料３９はＳｉＯ_２であり得るが、実施形態はこれらに限定されない。各層（３７、３９）は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有し得、１〜４０（量の面で）の各種の層が存在し得る。

【0022】

誘電体スタック鏡１００は、場合により、ガラス基板６０に隣接して配置する、及び／または、ＩＴＯ層３５などのＯＬＥＤの電極に隣接して配置することができる。一実施形態では、誘電体スタック鏡１００は、赤外線（ＩＲ）及び／または可視光スペクトルの一部分などのある波長範囲（または複数の波長範囲）の光２１に透明である一方で、可視光スペクトルの別の部分などのある波長範囲（または複数の波長範囲）の光２２を反射し得る。即ち、誘電体スタック鏡１００は、ある波長範囲（または複数の波長範囲）の光２１に対し、約１０％または＜１０％の反射率を有する一方で、ある波長範囲（または複数の波長範囲）の光２２に対し、約９０％または＞９０％の反射率を有し得る。例えば、誘電体スタック鏡１００は、（少なくとも）赤外線（ＩＲ）及び／または赤色の光に透明である一方で、（少なくとも）緑色の光を反射することができる。特定の実施形態では、誘電体スタック鏡は、発光層９０によって生成された光を反射する。

【0023】

ある実施形態では、誘電体スタック鏡は、Ｔａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２が交互に重なった層を組み込むことができる。各Ｔａ_２Ｏ_５層は、例えば、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有し得、各ＳｉＯ_２層は、例えば、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有し得る。誘電体スタック鏡は、例えば、Ｎ層のＴａ_２Ｏ_５を含み得、ＳｉＯ_２層の数はＮ−１〜Ｎ＋１の範囲にあり、Ｎは１〜４０の範囲にある。

【0024】

図２Ｂを参照すると、一実施形態では、誘電体スタック鏡１００は、４７５ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の波長を有する光に対し、９８％を超える反射率を有し得、４４０ｎｍまたは６００ｎｍの波長を有する光に対し、少なくとも８０％の透過率（即ち、２０％以下の反射率）を有し得る。誘電体スタック鏡１００を通して見ると、図３Ａの画像のように見え、その結果、誘電体スタック鏡は赤色の光に透明であるため、誘電体スタック鏡を通過する光は、やや赤みを帯びた外観を有し得る。

【0025】

図３Ｂを参照すると、一実施形態では、装置の少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤ２００は、鏡１０１（誘電体スタック鏡など）と、鏡１０１上の透明陽極電極１３０と、透明陽極電極１３０上の有機発光層２２０と、有機発光層２２０上の透明陰極電極２３０とを含み得る。ＯＬＥＤ２００は、場合により、鏡１０１下のガラス基板６０を含み得る。また、ＯＬＥＤ２００は、場合により、透明陽極電極１３０上かつ有機発光層２２０下の正孔輸送層２１０も含み得る。また、ＯＬＥＤ２００は、場合により、電子輸送層（図示せず）も含み得る。

【0026】

一実施形態では、誘電体スタック鏡１０１は、Ｔａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２が交互に重なった層を含み得る。各Ｔａ_２Ｏ_５層は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有し得、各ＳｉＯ_２層は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有し得る。誘電体スタック鏡１０１は、Ｎ層のＴａ_２Ｏ_５を含み得、ＳｉＯ_２層の数はＮ−１〜Ｎ＋１の範囲にあり、Ｎは１〜４０の範囲にある。

【0027】

有機発光層２２０は、例えば、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−ｐ−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、トリス−（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）及び／またはビス［（４，６−ジ−フルオロフェニル）−ピリジネート−］ピコリネート（Ｆｌｒｐｉｃ）を含み得るが、実施形態はこれらに限定されない。正孔輸送層２１０は、（Ｎ，Ｎ’−ジ−［（１−ナフタレニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル］−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン）（ＮＰＢ）、１，１−ビス（（ジ−４−トリルアミノ）フェニル）シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、（ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン））（ＴＦＢ）及び／またはジアミン誘導体（ＴＰＤ）を含み得るが、実施形態はこれらに限定されない。電子輸送層（図示せず）は、ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ、３ＴＰＹＭＢ及び／またはＡｌｑ３を含み得るが、実施形態はこれらに限定されない。透明陽極電極３７は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、銀ナノワイヤまたはマグネシウム：銀／Ａｌｑ３（Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３）スタック層を含み得るが、実施形態はこれらに限定されない。透明陰極電極２３０は、ＩＴＯ、ＣＮＴ、ＩＺＯ、銀ナノワイヤまたはＭｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層を含み得るが、実施形態はこれらに限定されない。

【0028】

一実施形態では、透明陰極電極２３０は、Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層を含み得る。Ｍｇ：Ａｇ層２３１は、３０ｎｍ未満の厚さを有し得る。特定の実施形態では、Ｍｇ：Ａｇ層２３１は、約１０ｎｍの厚さを有し得る。更なる実施形態では、Ｍｇ：Ａｇ層２３１は、１１ｎｍの厚さを有し得る。ＭｇとＡｇは、１０：１（Ｍｇ：Ａｇ）または約１０：１（Ｍｇ：Ａｇ）の割合で存在し得る。Ａｌｑ３層２３２は、０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有し得る。特定の実施形態では、Ａｌｑ３層２３２は、約５０ｎｍの厚さを有し得る。更なる実施形態では、Ａｌｑ３層２３２は、５０ｎｍの厚さを有し得る。

【0029】

透明陽極電極１３０、有機発光層２２０、正孔輸送層２１０（存在する場合）及び電子輸送層（存在する場合）は、各々が約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さを有し得る。より具体的には、これらの層の各々は、約４０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚さを有し得る。特定の実施形態では、透明陽極電極１３０は約１１０ｎｍの厚さを有し得、有機発光層２２０は約７０ｎｍの厚さを有し得、正孔輸送層２１０は約７０ｎｍの厚さを有し得る。

【0030】

対象発明の実施形態では、少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤを製作する方法は、ＰＶ電池を形成する工程と、ＯＬＥＤを形成する工程と、ＰＶ電池とＯＬＥＤとを結合する工程とを含み得る。ＯＬＥＤを形成する工程は、鏡を形成する工程と、透明陽極を鏡上に形成する工程と、有機発光層を透明陽極上に形成する工程と、透明陰極を有機発光層上に形成する工程とを含み得る。鏡は、例えば、誘電体スタック鏡であり得、誘電体スタック鏡は、異なる屈折率を有する２つの誘電材料が交互に重なった層を含む。

【0031】

ある実施形態では、誘電体スタック鏡は、Ｔａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２が交互に重なった層を含み得、各Ｔａ_２Ｏ_５層は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有し、各ＳｉＯ_２層は、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの厚さを有し、誘電体スタック鏡は、Ｎ層のＴａ_２Ｏ_５を含み、ＳｉＯ_２層の数はＮ−１〜Ｎ＋１の範囲にあり、Ｎは１〜４０の範囲にある。誘電体スタック鏡は、４７５ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の波長を有する光に対し、９８％を超える反射率を有し得、誘電体スタック鏡は、４４０ｎｍの波長を有する光に対し、２０％未満の反射率を有し、誘電体スタック鏡は、６００ｎｍの波長を有する光に対し、２０％未満の反射率を有する。

【0032】

多くの実施形態では、透明陰極電極は、Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層を含み、透明陰極電極を形成する工程は、３０ｎｍ未満の厚さでＭｇ：Ａｇ層を形成する工程であって、ＭｇとＡｇは、１０：１（Ｍｇ：Ａｇ）の割合で存在する、工程と、０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さでＭｇ：Ａｇ層上にＡｌｑ３層を形成する工程とを含む。

【0033】

対象発明の実施形態によれば、有利な装置は、透明陽極電極（例えば、ＩＴＯ下面陽極電極）と透明陰極電極（例えば、薄いＭｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３上面陰極電極）とともに鏡を利用する少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤを含み得る。鏡は、ある範囲（または複数の範囲）の波長を有する光に対し、非常に高い（例えば、約９０％または＞９０％）反射率を有し得る一方で、異なる１つまたは複数の範囲の波長を有する光に対し、低い（例えば、２０％以下）反射率を有し得る。図２Ａに示されるように、例えば、鏡は、約４７５ｎｍ〜約５５０ｎｍの範囲の波長を有する光に対し、９８％を超える反射率を有し得、約４４０ｎｍまたは約６００ｎｍの波長を有する光に対し、＞８０％の透過率（２０％以下の反射率）を有し得る。鏡は、光の可視スペクトルの少なくとも一部分に透明であり得、鏡を通過する光は、例えば、図３Ａで見られるようなやや赤みを帯びた外観を有し得る。多くの実施形態では、ＯＬＥＤから発光される光の９０％超が透明陽極電極中を透過し、ある波長範囲の光のかなりごく一部（＜１０％）のみが鏡中を透過することができる。

【0034】

対象発明の多くの実施形態では、装置のＯＬＥＤは、鏡を組み込むことができる。ＯＬＥＤは、可視スペクトルの所与の波長を有するか、または、ある範囲内の波長（その少なくとも一部分は可視スペクトルである）を有する光を発光する発光層（例えば、有機発光層）を含み得る。鏡は、ＯＬＥＤの発光層によって発光される可視光線の少なくとも一部分を反射することができる。例えば、鏡は、ＯＬＥＤの発光層によって発光される可視光線の９０％超を反射することができる。様々な実施形態では、鏡は、ＯＬＥＤの発光層によって発光される可視光線の次の割合または範囲、即ち、９０％、約９０％、＞９１％、９１％、約９１％、＞９２％、９２％、約９２％、＞９３％、９３％、約９３％、＞９４％、９４％、約９４％、＞９５％、９５％、約９５％、＞９６％、９６％、約９６％、＞９７％、９７％、約９７％、＞９８％、９８％、約９８％、＞９９％、９９％、約９９％、約１００％、１００％、＞８９％、８９％、約８９％、＞８８％、８８％、約８８％、＞８７％、８７％、約８７％、＞８６％、８６％、約８６％、＞８５％、８５％、約８５％、＞８４％、８４％、約８４％、＞８３％、８３％、約８３％、＞８２％、８２％、約８２％、＞８１％、８１％、約８１％、＞８０％、８０％、約８０％、＞７９％、７９％、約７９％、＞７８％、７８％、約７８％、＞７７％、７７％、約７７％、＞７６％、７６％、約７６％、＞７５％、７５％、約７５％、＞７４％、７４％、約７４％、＞７３％、７３％、約７３％、＞７２％、７２％、約７２％、＞７１％、７１％、約７１％、＞７０％、７０％、約７０％、少なくとも９０％、少なくとも９１％、少なくとも９２％、少なくとも９３％、少なくとも９４％、少なくとも９５％、少なくとも９６％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、少なくとも８９％、少なくとも８８％、少なくとも８７％、少なくとも８６％、少なくとも８５％、少なくとも８４％、少なくとも８３％、少なくとも８２％、少なくとも８１％、少なくとも８０％、少なくとも７９％、少なくとも７８％、少なくとも７７％、少なくとも７６％、少なくとも７５％、少なくとも７４％、少なくとも７３％、少なくとも７２％、少なくとも７１％または少なくとも７０％のうちのいずれか１つを反射することができる。

【0035】

また、鏡は、可視スペクトルの光の少なくとも一部分に透明であるかまたは透過可能でもある。例えば、鏡は、ＯＬＥＤの発光層によって発光される可視スペクトルの一部分を含まない可視光線の一部分の＜２０％（即ち、ＯＬＥＤの発光層によって発光される光の波長または波長範囲と重複しないある範囲の波長を有する可視光線の＜２０％）の反射が可能である（即ち、＞８０％の透過が可能である）。様々な実施形態では、鏡は、ＯＬＥＤの発光層によって発光される光と重複しない波長または波長範囲を有する可視光線の次の割合または範囲、即ち、２０％、約２０％、＜２１％、２１％、約２１％、＜２２％、２２％、約２２％、＜２３％、２３％、約２３％、＜２４％、２４％、約２４％、＜２５％、２５％、約２５％、＜２６％、２６％、約２６％、＜２７％、２７％、約２７％、＜２８％、２８％、約２８％、＜２９％、２９％、約２９％、約０％、０％、＜１９％、１９％、約１９％、＜１８％、１８％、約１８％、＜１７％、１７％、約１７％、＜１６％、１６％、約１６％、＜１５％、１５％、約１５％、＜１４％、１４％、約１４％、＜１３％、１３％、約１３％、＜１２％、１２％、約１２％、＜１１％、１１％、約１１％、＜１０％、１０％、約１０％、＜９％、９％、約９％、＜８％、８％、約８％、＜７％、７％、約７％、＜６％、６％、約６％、＜５％、５％、約５％、＜４％、４％、約４％、＜３％、３％、約３％、＜２％、２％、約２％、＜１％、１％、約１％、＜３０％、３０％、約３０、２０％以下、２１％以下、２２％以下、２３％以下、２４％以下、２５％以下、２６％以下、２７％以下、２８％以下、２９％以下、１９％以下、１８％以下、１７％以下、１６％以下、１５％以下、１４％以下、１３％以下、１２％以下、１１％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、１％以下または３０％以下のうちのいずれか１つの反射が可能である。

【0036】

鏡は、可視スペクトルの光の少なくとも一部分に透明であるかまたは透過可能である。例えば、鏡は、可視光線の全スペクトルの＞８０％の反射が可能である。様々な実施形態では、鏡は、可視光線の全スペクトルの次の割合または範囲、即ち、２０％、約２０％、＜２１％、２１％、約２１％、＜２２％、２２％、約２２％、＜２３％、２３％、約２３％、＜２４％、２４％、約２４％、＜２５％、２５％、約２５％、＜２６％、２６％、約２６％、＜２７％、２７％、約２７％、＜２８％、２８％、約２８％、＜２９％、２９％、約２９％、＜３０％、３０％または約３０％、＜３１％、３１％、約３１％、＜３２％、３２％、約３２％、＜３３％、３３％、約３３％、＜３４％、３４％、約３４％、＜３５％、３５％、約３５％、＜３６％、３６％、約３６％、＜３７％、３７％、約３７％、＜３８％、３８％、約３８％、＜３９％、３９％、約３９％、４０％、４０％または約４０％、＜４１％、４１％、約４１％、＜４２％、４２％、約４２％、＜４３％、４３％、約４３％、＜４４％、４４％、約４４％、＜４５％、４５％、約４５％、＜４６％、４６％、約４６％、＜４７％、４７％、約４７％、＜４８％、４８％、約４８％、＜４９％、４９％、約４９％、５０％、５０％または約５０％、＜５１％、５１％、約５１％、＜５２％、５２％、約５２％、＜５３％、５３％、約５３％、＜５４％、５４％、約５４％、＜５５％、５５％、約５５％、＜５６％、５６％、約５６％、＜５７％、５７％、約５７％、＜５８％、５８％、約５８％、＜５９％、５９％、約５９％、６０％、６０％または約６０％、＜６１％、６１％、約６１％、＜６２％、６２％、約６２％、＜６３％、６３％、約６３％、＜６４％、６４％、約６４％、＜６５％、６５％、約６５％、＜６６％、６６％、約６６％、＜６７％、６７％、約６７％、＜６８％、６８％、約６８％、＜６９％、６９％、約６９％、７０％、７０％または約７０％、＜７１％、７１％、約７１％、＜７２％、７２％、約７２％、＜７３％、７３％、約７３％、＜７４％、７４％、約７４％、＜７５％、７５％、約７５％、＜７６％、７６％、約７６％、＜７７％、７７％、約７７％、＜７８％、７８％、約７８％、＜７９％、７９％、約７９％、８０％、８０％または約８０％、＜８１％、８１％、約８１％、＜８２％、８２％、約８２％、＜８３％、８３％、約８３％、＜８４％、８４％、約８４％、＜８５％、８５％、約８５％、＜８６％、８６％、約８６％、＜８７％、８７％、約８７％、＜８８％、８８％、約８８％、＜８９％、８９％、約８９％、９０％、約９０％、＞９０％、＞８９％、＞８８％、＞８７％、＞８６％、＞８５％、＞８４％、＞８３％、＞８２％、＞８１％、＞８０％、＞７９％、＞７８％、＞７７％、＞７６％、＞７５％、＞７４％、＞７３％、＞７２％、＞７１％、＞７０％、＞２０％、＞２１％、＞２２％、＞２３％、＞２４％、＞２５％、＞２６％、＞２７％、＞２８％、＞２９％、＞３０％、＞３１％、＞３２％、＞３３％、＞３４％、＞３５、＞３６％、＞３７％、＞３８％、＞３９％、＞４０％、＞４１％、＞４２％、＞４３％、＞４４％、＞４５％、＞４６％、＞４７％、＞４８、＞４９％、＞５０％、＞５１％、＞５２％、＞５３％、＞５４％、＞５５％、＞５６％、＞５７％、＞５８％、＞５９％、＞６０％、＞６１％、＞６２％、＞６３％、＞６４％、＞６５％、＞６６％、＞６７％、＞６８％、＞６９％、少なくとも９０％、少なくとも８９％、少なくとも８８％、少なくとも８７％、少なくとも８６％、少なくとも８５％、少なくとも８４％、少なくとも８３％、少なくとも８２％、少なくとも８１％、少なくとも８０％、少なくとも７９％、少なくとも７８％、少なくとも７７％、少なくとも７６％、少なくとも７５％、少なくとも７４％、少なくとも７３％、少なくとも７２％、少なくとも７１％、少なくとも７０％、少なくとも２０％、少なくとも２１％、少なくとも２２％、少なくとも２３％、少なくとも２４％、少なくとも２５％、少なくとも２６％、少なくとも２７％、少なくとも２８％、少なくとも２９％、少なくとも１９％、少なくとも１８％、少なくとも１７％、少なくとも１６％、少なくとも１５％、少なくとも１４％、少なくとも１３％、少なくとも１２％、少なくとも１１％、少なくとも１０％、少なくとも９％、少なくとも８％、少なくとも７％、少なくとも６％、少なくとも５％、少なくとも４％、少なくとも３％、少なくとも２％、少なくとも１％、少なくとも３０％、少なくとも３１％、少なくとも３２％、少なくとも３３％、少なくとも３４％、少なくとも３５、少なくとも３６％、少なくとも３７％、少なくとも３８％、少なくとも３９％、少なくとも４０％、少なくとも４１％、少なくとも４２％、少なくとも４３％、少なくとも４４％、少なくとも４５％、少なくとも４６％、少なくとも４７％、少なくとも４８、少なくとも４９％、少なくとも５０％、少なくとも５１％、少なくとも５２％、少なくとも５３％、少なくとも５４％、少なくとも５５％、少なくとも５６％、少なくとも５７％、少なくとも５８％、少なくとも５９％、少なくとも６０％、少なくとも６１％、少なくとも６２％、少なくとも６３％、少なくとも６４％、少なくとも６５％、少なくとも６６％、少なくとも６７％、少なくとも６８％、少なくとも６９％、９０％以下、８９％以下、８８％以下、８７％以下、８６％以下、８５％以下、８４％以下、８３％以下、８２％以下、８１％以下、８０％以下、７９％以下、７８％以下、７７％以下、７６％以下、７５％以下、７４％以下、７３％以下、７２％以下、７１％以下、７０％以下、２０％以下、２１％以下、２２％以下、２３％以下、２４％以下、２５％以下、２６％以下、２７％以下、２８％以下、２９％以下、３０％以下、３１％以下、３２％以下、３３％以下、３４％以下、３５以下、３６％以下、３７％以下、３８％以下、３９％以下、４０％以下、４１％以下、４２％以下、４３％以下、４４％以下、４５％以下、４６％以下、４７％以下、４８以下、４９％以下、５０％以下、５１％以下、５２％以下、５３％以下、５４％以下、５５％以下、５６％以下、５７％以下、５８％以下、５９％以下、６０％以下、６１％以下、６２％以下、６３％以下、６４％以下、６５％以下、６６％以下、６７％以下、６８％以下または６９％以下のうちのいずれか１つの反射が可能である。

【0037】

一実施形態では、装置のＯＬＥＤは、鏡を組み込むことができ、光（少なくともその一部分が可視スペクトルである）を発光する発光層（例えば、有機発光層）を含み得る。様々な実施形態では、鏡は、ＯＬＥＤの発光層によって発光される可視光線の少なくとも８０％または少なくとも９０％を反射することができ、ＯＬＥＤの発光層によって発光される光以外の可視光線の９０％以下の反射も可能である。様々な実施形態では、鏡は、ＯＬＥＤの発光層によって発光される可視光線の上で挙げられた範囲の値のいずれかを反射することができ、ＯＬＥＤの発光層によって発光される光を含む波長範囲と重複しない可視光線の波長範囲に対して上で挙げられた範囲の値のいずれかの反射も可能である。

【0038】

対象発明の実施形態によれば、有利な装置は、鏡と、透明陽極電極（例えば、ＩＴＯ下面陽極電極）と、透明陰極電極（例えば、薄いＭｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３上面陰極電極）と、有機発光層とを含み得る少なくとも部分的に透明な片面発光ＯＬＥＤを含み得る。様々な実施形態では、鏡は、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも８０％または少なくとも９０％を反射することができ、ＯＬＥＤの有機発光層によって発光される光以外の可視光線の９０％以下を反射することができる。鏡は、誘電体スタック鏡であり得、異なる屈折率を有する２つの誘電材料が交互に重なった層を含み得る。誘電材料は、例えば、Ｔａ_２Ｏ_５及びＳｉＯ_２であり得る。

【0039】

更なる実施形態では、鏡は、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも８０％を反射することができ、ＯＬＥＤの有機発光層によって発光される光以外の可視光線の８０％以下を反射することができる。

【0040】

更に、更なる実施形態では、鏡は、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも８０％を反射することができ、ＯＬＥＤの有機発光層によって発光される光以外の可視光線の５０％以下を反射することができる。

【0041】

更に、更なる実施形態では、鏡は、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも８０％を反射することができ、ＯＬＥＤの有機発光層によって発光される光以外の可視光線の２０％以下を反射することができる。

【0042】

更に、更なる実施形態では、鏡は、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも９０％を反射することができ、ＯＬＥＤの有機発光層によって発光される光以外の可視光線の５０％以下を反射することができる。

【0043】

更に、更なる実施形態では、鏡は、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも９０％を反射することができ、ＯＬＥＤの有機発光層によって発光される光以外の可視光線の２０％以下を反射することができる。

【0044】

更に、更なる実施形態では、鏡は、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも９０％を反射することができ、ＯＬＥＤの有機発光層によって発光される光以外の可視光線の１０％以下を反射することができる。

【0045】

更に、更なる実施形態では、鏡は、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも８０％を反射することができ、ＯＬＥＤの有機発光層によって発光される光以外の可視光線の１０％以下を反射することができる。

【0046】

多くの実施形態では、対象発明は、ＰＶ電池を含み得、ＰＶ電池は、１つまたは複数の波長を有する光子に対する感受性が良く、１つまたは複数の波長は、ある波長範囲（例えば、「ＰＶ電池波長範囲」と呼ぶことができる）にあり、その結果、１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、ＰＶ電池波長範囲にない。ＰＶ電池の感受性が良い１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、１μｍを超え得る。更なる実施形態では、ＰＶ電池の感受性が良い１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．８５μｍを超え得る。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池の感受性が良い１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７５μｍを超え得る。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池の感受性が良い１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍを超え得る。

【0047】

当技術分野で知られるように、スペクトルの可視範囲は、３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ（境界を含む）である。

【0048】

図４Ｂを参照すると、対象発明の実施形態による装置のＰＶ電池は、電力変換効率（ＰＣＥ）の増加をもたらすことができる。図４Ｂは、入射光線の分光放射照度（Ｗ／ｍ^２ｎｍ）対波長（ｎｍ）を示す。約４００ｎｍ〜約８５０ｎｍの範囲の波長を有する光に対する感受性が良い無機光電池（例えば、ＣｄＴｅを含む）の場合、約４００ｎｍ〜約８５０ｎｍの範囲のすべての光子がキャリアに変換されれば、Ｊ_ＳＣは２９．１ｍＡ／ｃｍ^２であり、Ｖ_ＯＣが０．８５Ｖかつ曲線因子（ＦＦ）が８０％であれば、ＰＣＥは２０％である。ＰｂＳ量子ドットを含み、約７００ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲の波長を有する光に対する感受性が良いＩＲ ＰＶ電池の場合、約７００ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲のすべての光子がキャリアに変換されれば、Ｊ_ＳＣは４４．０ｍＡ／ｃｍ^２であり、Ｖ_ＯＣが０．５ＶかつＦＦが８０％であれば、ＰＣＥは１７．６％である。ＰｂＳ量子ドットを含み、約８５０ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲の波長を有する光に対する感受性が良いＩＲ ＰＶ電池の場合、約８５０ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲のすべての光子がキャリアに変換されれば、Ｊ_ＳＣは３３．４ｍＡ／ｃｍ^２であり、Ｖ_ＯＣが０．５ＶかつＦＦが８０％であれば、ＰＣＥは１３．４％である。

【0049】

溶液処理可能なナノ結晶（例えば、ＰｂＳまたはＰｂＳｅナノ結晶）を使用する赤外光検出器については、米国特許出願第１３／２７２，９９５号明細書（２０１１年１０月１３日に出願）に記載されており、同特許は、米国仮特許出願第６１／４１６，６３０号明細書（２０１０年１１月２３日に出願）の優先権を主張し、両特許の開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。そのようなＩＲ光検出器は、広域製造に適合するものとして示されている。対象発明の実施形態では、光電池は、米国仮特許出願第６１／４１６，６３０号明細書の優先権を主張する米国特許出願第１３／２７２，９９５号明細書に記載されている赤外光検出器のものと同様の構造、及び／または、米国仮特許出願第６１／４１６，６３０号明細書に記載されている赤外光検出器のものと同様の構造を有し得る。また、ＰｂＳｅ量子ドットの吸光度を示す図４Ａを参照すると、ＰｂＳｅ量子ドットは、赤外線感受性を有する。

【0050】

再度図１Ａ及び１Ｂを参照すると、多くの実施形態によれば、装置１０のＰＶ電池５０（例えば、ＩＲ ＰＶ電池）は、１μｍを超える波長を有する光子に対する感受性が良いものであり得る。一実施形態では、ＰＶ電池５０は、最大２５００ｎｍの波長を有する光子に対する感受性が良い。別の実施形態では、ＰＶ電池５０は、最大約２０００ｎｍの波長を有する光子に対する感受性が良い。更なる実施形態では、ＰＶ電池５０は、最大２０００ｎｍの波長を有する光子に対する感受性が良い。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池５０は、約８５０ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲の波長を有する光子に対する感受性が良い。

【0051】

この説明や添付の特許請求の範囲では、ＰＶ電池５０が所与の範囲の所与の値の波長または少なくともある値の波長を有する光子に対する感受性が良いものとして説明される場合、明確に規定されない限り、所与の範囲外の所与の値とは異なる波長またはある値未満の波長を有する光子に対する感受性が良いＰＶ電池５０を除外しないことを理解されたい。即ち、この説明や添付の特許請求の範囲では、ＰＶ電池５０が所与の範囲の所与の値の波長または少なくともある値の波長を有する光子に対する感受性が良いものとして説明される場合、ＰＶ電池５０が既定の値を有するかもしくは既定の範囲の光子に対してのみ感受性が良いこと、または、ＰＶ電池５０が所与の範囲内の所与の値の波長もしくはある値を超える波長を有する光子に対する感受性が良くないことが明確に規定されない限り、ＰＶ電池５０は、少なくともそれらの光子に対する感受性が良く、更に、所与の範囲外の所与の値とは異なる波長またはある値未満の波長を有する光子に対する感受性が良いものであってもなくともよい。

【0052】

様々な実施形態では、ＰＶ電池５０は、次の値（すべての値は、単位がμｍである）、即ち、０．４０、０．４１、０．４２、０．４３、０．４４、０．４５、０．４６、０．４７、０．４８、０．４９、０．５０、０．５１、０．５２、０．５３、０．５４、０．５５、０．５６、０．５７、０．５８、０．５９、０．６０、０．６１、０．６２、０．６３、０．６４、０．６５、０．６６、０．６７、０．６８、０．６９、０．７０、０．７１、０．７２、０．７３、０．７４、０．７５、０．７６、０．７７、０．７８、０．７９、０．８０、０．８１、０．８２、０．８３、０．８４、０．８５、０．８６、０．８７、０．８８、０．８９、０．９０、０．９１、０．９２、０．９３、０．９４、０．９５、０．９６、０．９７、０９８、０．９９、１．００、１．０１、１．０２、１．０３、１．０４、１．０５、１．０６、１．０７、１．０８、１．０９、１．１０、１．１１、１．１２、１．１３、１．１４、１．１５、１．１６、１．１７、１．１８、１．１９、１．２０、１．２１、１．２２、１．２３、１．２４、１．２５、１．２６、１．２７、１．２８、１．２９、１．３０、１．３１、１．３２、１．３３、１．３４、１．３５、１．３６、１．３７、１．３８、１．３９、１．４０、１．４１、１．４２、１．４３、１．４４、１．４５、１．４６、１．４７、１．４８、１．４９、１．５０、１．５１、１．５２、１．５３、１．５４、１．５５、１．５６、１．５７、１．５８、１．５９、１．６０、１．６１、１．６２、１．６３、１．６４、１．６５、１．６６、１．６７、１．６８、１．６９、１．７０、１．７１、１．７２、１．７３、１．７４、１．７５、１．７６、１．７７、１．７８、１．７９、１．８０、１．８１、１．８２、１．８３、１．８４、１．８５、１．８６、１．８７、１．８８、１．８９、１．９０、１．９１、１．９２、１．９３、１．９４、１．９５、１．９６、１．９７、１．９８または１．９９の少なくともいずれかの波長を有する光子に対する感受性が良いものであり得る（即ち、ＰＶ電池５０は、少なくとも０．４０μｍ、少なくとも０．４１μｍ、…、少なくとも１．９９μｍの波長を有する光子に対する感受性が良いものであり得る）。更なる実施形態では、ＰＶ電池５０は、次の値（すべての値は、単位がμｍである）、即ち、０．４０、０．４１、０．４２、０．４３、０．４４、０．４５、０．４６、０．４７、０．４８、０．４９、０．５０、０．５１、０．５２、０．５３、０．５４、０．５５、０．５６、０．５７、０．５８、０．５９、０．６０、０．６１、０．６２、０．６３、０．６４、０．６５、０．６６、０．６７、０．６８、０．６９、０．７０、０．７１、０．７２、０．７３、０．７４、０．７５、０．７６、０．７７、０．７８、０．７９、０．８０、０．８１、０．８２、０．８３、０．８４、０．８５、０．８６、０．８７、０．８８、０．８９、０．９０、０．９１、０．９２、０．９３、０．９４、０．９５、０．９６、０．９７、０９８、０．９９、１．００、１．０１、１．０２、１．０３、１．０４、１．０５、１．０６、１．０７、１．０８、１．０９、１．１０、１．１１、１．１２、１．１３、１．１４、１．１５、１．１６、１．１７、１．１８、１．１９、１．２０、１．２１、１．２２、１．２３、１．２４、１．２５、１．２６、１．２７、１．２８、１．２９、１．３０、１．３１、１．３２、１．３３、１．３４、１．３５、１．３６、１．３７、１．３８、１．３９、１．４０、１．４１、１．４２、１．４３、１．４４、１．４５、１．４６、１．４７、１．４８、１．４９、１．５０、１．５１、１．５２、１．５３、１．５４、１．５５、１．５６、１．５７、１．５８、１．５９、１．６０、１．６１、１．６２、１．６３、１．６４、１．６５、１．６６、１．６７、１．６８、１．６９、１．７０、１．７１、１．７２、１．７３、１．７４、１．７５、１．７６、１．７７、１．７８、１．７９、１．８０、１．８１、１．８２、１．８３、１．８４、１．８５、１．８６、１．８７、１．８８、１．８９、１．９０、１．９１、１．９２、１．９３、１．９４、１．９５、１．９６、１．９７、１．９８または１．９９の少なくともいずれかの波長を有する光子に対してのみ感受性が良く、その値未満の波長を有するいずれの光子に対しても感受性が良くないものであり得る（即ち、ＰＶ電池５０は、少なくとも０．４０μｍ、少なくとも０．４１μｍ、…、少なくとも１．９９μｍの波長を有する光子に対してのみ感受性が良く、０．４０μｍ未満、０．４１μｍ未満、…、１．９９μｍ未満のそれぞれの波長を有するいずれの光子に対しても感受性が良くないものであり得る）。

【0053】

ある実施形態では、ＰＶ電池５０は、量子ドットを含むＩＲ感光層を含み得る。量子ドットは、例えば、ＰｂＳまたはＰｂＳｅ量子ドットであり得るが、実施形態はこれらに限定されない。

【0054】

多くの実施形態では、装置１０は、ＰＶ電池５０の片面または両面上に電極３０を含み得る。一実施形態では、ＰＶ電池５０は、透明陽極と透明陰極とを含む。各電極層３０は、当技術分野で知られるいかなる透明電極でもあり得、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、銀ナノワイヤ及び／またはマグネシウム：銀／Ａｌｑ３（Ｍｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３）スタック層を含む層が挙げられる。特定の実施形態では、透明電極層のうちの１つまたは複数は、Ｍｇ：Ａｇ層が１０：１（Ｍｇ：Ａｇ）の割合を有するようなＭｇ：Ａｇ／Ａｌｑ３スタック層であり得る。Ｍｇ：Ａｇ層は、３０ｎｍ未満の厚さを有し得、Ａｌｑ３層は、０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有し得る。各電極層３０は、スペクトルの可視領域の光の少なくとも一部分に透明であり得る。各電極層３０は、スペクトルの赤外線領域の光の少なくとも一部分（好ましくは、すべて）に透明であり得る。ある実施形態では、各電極層３０は、スペクトルの可視領域の光の少なくとも一部分（好ましくは、すべて）及びスペクトルの赤外線領域の光の少なくとも一部分（好ましくは、すべて）に透明であり得る。一実施形態では、装置１０は、ＯＬＥＤ９０とＰＶ電池５０との間にガラス基板６０を含み得る。例えば、ＰＶ電池５０はガラス基板６０上に製作することができ、次いで、ガラス基板６０はＯＬＥＤ９０と結合することができ、ＯＬＥＤ９０もまたガラス基板６０を含み得る。

【0055】

多くの実施形態では、装置１０は、ＰＶ５０の入力表面への入射光線が、ＰＶ電池５０を通過してＰＶ電池５０の出力表面を出て、ＯＬＥＤ９５の入力表面に入射し、ＯＬＥＤ９５に入って通過するように構成することができる。

【0056】

対象発明の一実施形態では、エリアを照らす方法は、装置を提供する工程を含み得、装置は、ＯＬＥＤとＰＶ電池とを備える。ＯＬＥＤ及びＰＶ電池は、本明細書に記載されるようなものであり得る。例えば、ＰＶ電池は、第１の１つまたは複数の波長を有する光子に対する感受性が良いものであり得、第１の１つまたは複数の波長は、ＰＶ電池波長範囲にあり、第１の１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、１μｍを超える。更なる実施形態では、第１の１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．８５μｍを超える。更に、更なる実施形態では、第１の１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７５μｍを超える。更に、更なる実施形態では、第１の１つまたは複数の波長のうちの少なくとも１つは、０．７０μｍを超える。ＯＬＥＤは、有機発光層と、鏡と、可視光線に透明な第１の陽極電極と、可視光線に透明な第１の陰極電極とを含み得る。有機発光層は、第１の陽極電極と第１の陰極電極との間に配置することができ、鏡は、第１の陽極電極及び第１の陰極電極のうちの１つが鏡と有機発光層との間にくるように配置することができる。鏡は、第１の可視光線波長範囲で反射可能であり、有機発光層によって発光される可視光線の少なくとも第１の部分は、第１の可視光線波長範囲内の波長を有し、鏡は、第２の可視光線波長範囲で透過可能である。有機発光層は、第２の可視光線波長範囲の少なくとも一部分の波長を有する光を発光しないように構成することができる。

【0057】

装置のＰＶ電池は、例えば、少なくとも１μｍを超える波長を有する光子に対する感受性が良いものであり得る。一実施形態では、装置のＰＶ電池は、例えば、少なくとも０．８５μｍを超える波長を有する光子に対する感受性が良いものであり得る。更に、更なる実施形態では、装置のＰＶ電池は、例えば、少なくとも０．７５μｍを超える波長を有する光子に対する感受性が良いものであり得る。更に、更なる実施形態では、装置のＰＶ電池は、例えば、少なくとも０．７０μｍを超える波長を有する光子に対する感受性が良いものであり得る。一実施形態では、ＰＶ電池は、最大２５００ｎｍの波長を有する光子に対する感受性が良い。別の実施形態では、ＰＶ電池は、最大約２０００ｎｍの波長を有する光子に対する感受性が良い。更なる実施形態では、ＰＶ電池は、最大２０００ｎｍの波長を有する光子に対する感受性が良い。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池は、約８５０ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲の波長を有する光子に対する感受性が良い。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池は、約７５０ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲の波長を有する光子に対する感受性が良い。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池は、約７００ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲の波長を有する光子に対する感受性が良い。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池は、約１０００ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲の波長を有する光子に対する感受性が良い。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池は、約８５０ｎｍ〜約２５００ｎｍの範囲の波長を有する光子に対する感受性が良い。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池は、約７５０ｎｍ〜約２５００ｎｍの範囲の波長を有する光子に対する感受性が良い。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池は、約７００ｎｍ〜約２５００ｎｍの範囲の波長を有する光子に対する感受性が良い。更に、更なる実施形態では、ＰＶ電池は、約１０００ｎｍ〜約２５００ｎｍの範囲の波長を有する光子に対する感受性が良い。

【0058】

ある実施形態では、ＰＶ電池は、量子ドットを含むＩＲ感光層を含み得る。量子ドットは、例えば、ＰｂＳまたはＰｂＳｅ量子ドットであり得るが、実施形態はこれらに限定されない。

【0059】

対象発明の実施形態では、装置は、入射光線がＰＶ電池に入射し、光の少なくとも一部分がＰＶ電池によって吸収され、光の少なくとも一部分がＰＶ電池とＯＬＥＤを通過するように構成することができる。

【0060】

一実施形態では、装置を形成する方法は、ガラス基板上にＰＶ電池を製作し、次いで、ガラス基板をＯＬＥＤと結合する工程を含み得る。また、本方法は、ＰＶ電池のガラス基板がＯＬＥＤのガラス基板と結合されるようにガラス基板上にＯＬＥＤを形成する工程含み得る。

【0061】

更なる実施形態では、ＰＶ電池は、光学的に透明なプラスチック膜にコーティングすることができ、次いで、光学的に透明なプラスチック膜は、ＯＬＥＤと結合することができる。更に、更なる実施形態では、ＯＬＥＤは、光学的に透明なプラスチック膜にコーティングすることができ、次いで、光学的に透明なプラスチック膜は、ＰＶ電池と結合することができる。更に、更なる実施形態では、ＯＬＥＤとＰＶ電池の両方とも、光学的に透明なプラスチック膜にコーティングすることができ、ＰＶ電池の光学的に透明なプラスチック膜は、ＯＬＥＤの光学的に透明なプラスチック膜と結合することができる。光学的に透明なプラスチック膜は、可視光線の少なくとも一部分（好ましくは、すべて）に透明であり得る。

【0062】

ある実施形態では、１つまたは複数の追加のＰＶ電池を対象発明の装置に組み込むことができる。１つまたは複数の追加のＰＶ電池の各々は、可視スペクトル及び／または赤外線スペクトルの光に対する感受性が良いものであり得る。例えば、従来のＰＶ電池は、例えば、可視光線に対する感受性が良いものを含み得る。特定の実施形態では、含まれるいかなる追加のＰＶ電池も、ＯＬＥＤの鏡が透過可能な範囲の可視光線の少なくとも一部分に対する感受性が良くない。好ましい実施形態では、含まれるいかなる追加のＰＶ電池も、ＯＬＥＤの鏡が透過可能な範囲の可視光線のいずれに対する感受性が良くない。

【0063】

ＩＲ光検出器の製作については、以前に参照された米国仮特許出願第６１／４１６，６３０号明細書（２０１０年１１月２３日に出願）の優先権を主張する米国特許出願第１３／２７２，９９５号明細書（２０１１年１０月１３日に出願）に記載され、及び／または、米国仮特許出願第６１／４１６，６３０号明細書（２０１０年１１月２３日に出願）に記載され、ここで再度詳細に説明される。

【0064】

米国仮特許出願第６１／４１６，６３０号明細書（２０１０年１１月２３日に出願）の優先権を主張する米国特許出願第１３／２７２，９９５号明細書（２０１１年１０月１３日に出願）及び／または米国仮特許出願第６１／４１６，６３０号明細書（２０１０年１１月２３日に出願）は、センサとして使用するため及びアップコンバージョンデバイスで使用するための高検出能を有する赤外光検出器について記載する。暗電流が支配的な雑音指数である場合、検出能は、以下の方程式（１）で表現することができる。

【0065】

Ｄ^＊＝Ｒ／（２ｑＪ_ｄ）^１／２ （１）
式中、Ｒは応答度であり、Ｊ_ｄは暗電流密度であり、ｑは素電荷（１．６×１０^−１９Ｃ）である。最適の検出能を有する光検出器を実現するには、非常に低い暗電流密度が必要とされる。本発明の実施形態による光検出器は、深い最高被占準位（ＨＯＭＯ）を有する正孔阻止層（ＨＢＬ）と、高い最低空準位（ＬＵＭＯ）を有する電子阻止層（ＥＢＬ）とを含み、ＥＢＬはＩＲ感光層の陽極接面上に位置し、ＨＢＬは陰極接面上に位置する。層は、厚さ約２０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲にあり得、電極間の全間隔は、５μｍ未満である。本発明の実施形態によるＩＲ光検出器は、５Ｖ未満の印加電圧での高検出能を可能にする。

【0066】

ＩＲ感光層は、有機もしくは有機金属含有材料または無機材料であり得る。材料は、例えば、最大１８００ｎｍ、最大２０００ｎｍ、最大２５００ｎｍまたはそれ以上の波長など、近ＩＲ（７００〜１４００ｎｍ）を超えて広がるＩＲの大部分を通じて吸収することができる。例示的な有機または有機金属含有材料は、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸−３，４，９，１０−二無水物（ＰＣＴＤＡ）、スズ（ＩＩ）フタロシアニン（ＳｎＰｃ）、ＳｎＰｃ：Ｃ_６０、塩化アルミニウムフタロシアニン（ＡｌＰｃＣｌ）、ＡｌＰｃＣｌ：Ｃ_６０、チタニルフタロシアニン（ＴｉＯＰｃ）及びＴｉＯＰｃ：Ｃ_６０を含む。感光層として使用するための無機材料は、ＰｂＳｅ量子ドット（ＱＤ）、ＰｂＳ ＱＤ、ＰｂＳｅ薄膜、ＰｂＳ薄膜、ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、Ｓｉ、Ｇｅ及びＧａＡｓを含む。

【0067】

ＨＢＬは、これらには限定されないが、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）、ｐ−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン（ＵＧＨ２）、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）、トリス−（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ_３）、３，５’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ベンゼン（ｍＣＰ）、Ｃ_６０及びトリス［３−（３−ピリジル）−メシチル］ボラン（３ＴＰＹＭＢ）を含む有機または有機金属含有材料であり得る。あるいは、ＨＢＬは、これらには限定されないが、ＺｎＯまたはＴｉＯ_２の薄膜またはナノ粒子を含む無機材料であり得る。

【0068】

ＥＢＬは、例えば、これらには限定されないが、ポリ（９，９−ジオクチル−フルオレン−コ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ＴＦＢ）、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’（２−ナフチル）−（１，１’−フェニル）−４，４’−ジアミン）（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）ベンジジン（ＴＰＤ）、ポリ−Ｎ，Ｎ’−ビス−４−ブチルフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−フェニルベンジジン（ポリ−ＴＰＤ）またはポリスチレン−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ，Ｎ−ビス（４−ｎ−ブチルフェニル）−（１，１０−ビフェニル）−４，４−ジアミン−パーフルオロシクロブタン（ＰＳ−ＴＰＤ−ＰＦＣＢ）などの有機材料であり得る。

【0069】

光検出器は、阻止層なしのもの、ＥＢＬとしてポリ−ＴＰＤを用いたもの、ＨＢＬとしてＺｎＯナノ粒子を用いたもの、ＥＢＬ及びＨＢＬとしてポリ−ＴＰＤ及びＺｎＯナノ粒子を用いたものがそれぞれ準備され、ＩＲ感光層は、ＰｂＳｅナノ結晶を含んでいた。光検出器に対する暗電流−電圧（Ｊ−Ｖ）図は、ＥＢＬ及びＨＢＬを用いたものでは、阻止層なしの光検出器より３桁を超えて減少していた。両方の阻止層を用いた光検出器は、９５０ｎｍより短いＩＲ及び可視波長にわたって１０^１１ジョーンズを超える検出能を示す。

【0070】

無機ナノ粒子光検出器もまた、阻止層なしのもの、ＥＢＬ及びＨＢＬ層を用いたものが構築された。光検出器は、様々なＨＢＬ（ＢＣＰ、Ｃ６０またはＺｎＯ）、ＥＢＬ（ＴＦＢまたはポリ−ＴＰＤ）及びＰｂＳｅ量子ドットを含むＩＲ感光層を含んでいた。減少の大きさは異なるが、光検出器を含むＰｂＳｅ上に配置されたＥＢＬ及びＨＢＬの配置は、低い印加電圧での暗電流のかなりの減少をもたらす。

【0071】

実施例１
対象発明の装置で使用するためのＯＬＥＤであって、約１ｍｍの厚さを有するガラス基板と、ガラス基板の直上の誘電体スタック鏡と、ＩＴＯを含み、誘電体スタック鏡の直上の約１１０ｎｍの厚さを有する透明陽極電極と、ＮＰＢを含み、透明陽極電極の直上の約７０ｎｍの厚さを有する正孔輸送層と、Ａｌｑ３を含み、正孔輸送層の直上の約７０ｎｍの厚さを有する有機発光層と、約５０ｎｍの厚さを有するＡｌｑ３層及び約１１ｎｍの厚さを有するＭｇ：Ａｇ層を備える有機発光層の直上の透明陰極電極とを含むＯＬＥＤが製作された。

【0072】

図３Ｃを参照すると、この片面透明ＯＬＥＤの上面及び下面発光の両方に対する電流密度（ｍＡ／ｃｍ^２）及びルミネッセンス（Ｃｄ／ｍ^２）が電圧の関数として示されている。このＯＬＥＤに対する上面発光と下面発光との割合は、約９：１である。図３Ｄを参照すると、この片面透明ＯＬＥＤの上面及び下面発光の両方に対する電流効率（ｃｄ／Ａ）が電流密度（ｍＡ／ｃｍ^２）の関数として示されている。

【0073】

本明細書で言及されるかまたは引用されるすべての特許、特許出願、仮出願及び刊行物は、すべての図及び表を含めて、本明細書の明確な教示に矛盾しない範囲で、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0074】

本明細書に記載される実施例及び実施形態は、単なる例示のみを目的とし、それらを踏まえて様々な変更形態または変形形態が当業者に提案され、本願の精神及び範囲内に含まれることを理解されたい。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】