張力緩和層、反射防止層およびバリア層を備えたＯＬＥＤ構造
ＯＬＥＤ構造は、実質的に柔軟な基板、基板とＯＬＥＤ構造との間に配置された少なくとも１つのバリア層、およびＯＬＥＤ構造とディスプレイ表面との間に配置された少なくとも１つの反射防止層を含む。バリア層は１０層までの積層体を含んでよく、各積層体は、誘電体層および光吸収層を含む。追加に、バリア層の上に別の柔軟な基板が配置されていてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＬＥＤ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光デバイス／ダイオード（ＯＬＥＤ）は、例えば、エレクトロルミネッセント・ポリマーおよび小分子構造から製造されることが多い発光デバイスである。これらのデバイスは、ディスプレイ並びに他の用途における従来の光源に対する代替として多大な注目を集めている。特に、ＯＬＥＤを用いたディスプレイは、液晶（ＬＣ）ディスプレイの代替であろう。何故ならば、ＬＣ材料および構造は、形態がより複雑であり、用途がより制限される傾向にあるからである。
【０００３】
有益なことに、ＯＬＥＤを用いたディスプレイには、ＬＣディスプレイに必要とされるような光源（バックライト）は必要ない。ＯＬＥＤは自発光源であり、それゆえ、それらのＬＣの対応品よりもずっと小型である。さらに、ＯＬＥＤを用いたディスプレイは、幅広い条件下で見える状態を維持する。さらに、固定されたセル間隙に依存するＬＣディスプレイと異なり、ＯＬＥＤを用いたディスプレイは柔軟であり得る。
【０００４】
ＯＬＥＤは、ディスプレイおよび少なくとも上述した利点を持つ他の用途のための光源を提供するが、その遍在的な実施をしにくくさせ得る特定の検討事項および制限がある。ＯＬＥＤ材料およびデバイスの欠点の１つは、環境汚染の受け易さである。特に、水蒸気または酸素へのＯＬＥＤディスプレイの曝露は、ＯＬＥＤの有機材料と構造部材にとって有害であり得る。前者に関して、水蒸気および酸素への曝露は、有機エレクトロルミネッセント材料自体の発光能力を低減し得る。後者に関して、例えば、ＯＬＥＤディスプレイに通常使用される反応性金属陰極のこれらの汚染物への曝露は、やがて、「ダークスポット」区域を生じ、ＯＬＥＤデバイスの耐用年数を減少させ得る。したがって、ＯＬＥＤディスプレイとそれらの構成部材と材料を、水蒸気および酸素などの環境汚染物への曝露から保護することが有益である。
【０００５】
環境汚染を最小にするために、公知のＯＬＥＤディスプレイは通常、縁がガラスまたは金属カバーで密封された、厚く剛性のガラス基板上に製造される。しかしながら、軽量の柔軟な基板上にＯＬＥＤを提供することがしばしば望まれる。例えば、薄いプラスチック（例えば、ポリマー）基板をこのように使用することが有益であろう。残念ながら、ポリカーボネートなどのプラスチック基板は、水蒸気および酸素の透過を許容できないほど受けやすい。公知の水分と酸素のバリア層はしばしば脆く、それゆえ、柔軟な基板の用途には有用ではない。最後に、高分子誘電体のむしろ厚い層が、バリア層と考えられてきた。しかしながら、このように用いられる公知の厚い層の材料は、平らなことが望ましいスクリーンを湾曲させるであろう。したがって、これらは、柔軟な基板のＯＬＥＤディスプレイに使用するのには適していない。
【０００６】
先に概説した公知の構造の欠点に加え、特定の照明条件下でのディスプレイの視認性の問題により、公知のＯＬＥＤ構造が多くの用途に適さなくなっていた。例えば、日光の下および周囲光がかなり明るい他の状況下において、ディスプレイは、周囲光により読みづらくなることがある。それゆえ、通常「ウォッシュアウト(wash out)」と言われるこの状況により、手持ち式デバイスなどの特定のディスプレイ用途においてＯＬＥＤの使用は限られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、必要とされているのは、少なくとも上述した欠点を克服したディスプレイ構造である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ある実施の形態によれば、ＯＬＥＤ構造は、実質的に柔軟な基板、基板とＯＬＥＤ構造との間に配置された少なくとも１つのバリア層、およびＯＬＥＤ構造とディスプレイ表面との間に配置された少なくとも１つの反射防止層を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
例示の実施の形態は、添付の図面と共に読んだときに、以下の詳細な説明からもっともよく理解される。様々な特徴は、必ずしも同じ縮尺で描かれていないことを強調しておく。議論を明らかにするために、寸法は、任意の増加または減少されているであろう。
【００１０】
以下の詳細な説明において、制限ではなく説明目的のために、特定の詳細を開示した実施の形態が、本発明を十分に理解するために述べられている。しかしながら、この開示の恩恵を受けた当業者には、本発明は、ここに開示した特定の詳細から逸脱しない他の実施の形態で実施してもよいことが明らかであろう。さらに、よく知られたデバイス、方法および材料の説明は、本発明の説明を曖昧にしないように、省略されている。
【００１１】
ここに記載した実施の形態において、ＯＬＥＤの構造が非常に詳しく述べられている。しかしながら、これは単に本発明の例示の実施にすぎないことに留意されたい。すなわち、本発明は、上述したものと同様の問題を受けやすい他の技術にも適用される。例えば、他のタイプの光源を含むフォトニクスおよびディスプレイの実施の形態が本発明の範囲に含まれるのが明らかである。これらとしては、以下に限られないが、集積回路および半導体構造が挙げられる。最後に、これらの実施の形態は、様々な用途に使用してよいことに留意されたい。これらの用途としては、以下に限られないが、手持ち式デバイスおよびコンピュータ・ディスプレイなどのディスプレイ・デバイスが挙げられる。
【００１２】
図１は、部分分解図に示した実施の形態によるＯＬＥＤ構造１００を示している。ＯＬＥＤ構造１００は、可視光に対して透明であるのが有益な基板１０１を含む。例示として、基板に選択される材料は、観察面１０６で所望の強度と引っ掻き抵抗性を与える。基板１０１は、例示として、プラスチックなどのポリマー材料、または適切なガラス層、もしくはガラス、ポリマーおよび他の材料の組合せである。基板１０１がポリマーである実施の形態において、そのポリマーは、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミドなどである。ある実施の形態において、そのようなポリマー層は、約５０μｍから約１０5μｍの厚さを有する。さらに、基板はナノ複合フイルムを含んでよい。このフイルムは、柔軟性を与える適切な材料の上に配置される、水蒸気と酸素に対するバリアを与える。さらに、これらの材料の層は、様々な組合せで用いてよい。その組成にかかわらず、基板１０１は、ＯＬＥＤ構造が柔軟になるように柔軟であるのが有益である。
【００１３】
基板１０１は、ＯＬＥＤデバイスをその上に配置できる支持体を与え、柔軟である。基板自体は、水蒸気または酸素もしくはそれらの両方などの汚染物に対するバリアであってよく、汚染物が、ＯＬＥＤを備えた層１０２に到達するのを防ぐ。あるいは、汚染を防ぐための別の層を基板１０１の上に配置してよい。図１の実施の形態において、反射防止（ＡＲ）層１０７は、汚染物に対するバリア層として機能する。本発明の説明が続くに連れより明らかになるように、層１０５が、層１０２の上に配置され、汚染物から層１０２を保護する。定量的に、バリア層が、バリアを通る水蒸気の透過が約１０-6ｇ／ｍ2／日より小さいような水蒸気に対するバリアを与え、バリアを通る酸素の透過が約１０-5ｃｍ3／ｍ2／日より小さいような酸素に対するバリアを与えることが有用である。
【００１４】
層１０２は、例示として、実施の形態のＯＬＥＤを含む多層構造である。例示として、層１０２は、電子輸送層（ＥＴＬ）／発光層（ＥＬ）／ホール輸送層からなる三層積層体である。これらの層は、図２には示されていないが、熱蒸着やスピンコーティングにより堆積され、ＯＬＥＤ構造１００のＯＬＥＤ層を形成する。層１０２は、"Prospects and applications for organic light-emitting devices" to Burrows, et al. Current Opinion in Solid State and Materials Science 1997に記載されたタイプのものであってよい。この論文の開示をここに特別に含む。陽極ライン１０３および陰極ライン１０４が、照明を行うために必要な電圧をＯＬＥＤに与えるために、層１０２の両側に配置されている。これらのラインは、一般に金属であり、標準的な技法により配置される。
【００１５】
陰極ライン１０４は、例示として、エレクトロ・インジェクションのための低仕事関数金属からなる。例えば、陰極ラインは、Ｃａ，Ｌｉ，ＭｇまたはＭｇ／Ａｇ，Ａｌ／Ｌｉなどの合金もしくはＬｉｆ／Ａｌ，Ｌｉ2Ｏ／Ａｌ，ＣａＦ／Ａｌ構造などの多層材料であってよい。陽極ライン１０３は、可視光に対して実質的に透明でなければならない。高仕事関数を提供するように改質された表面を持つインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）が、実施の形態においてこの能力に用いられる。この目的のために、ＩＴＯは透明導電層であり、この層は基板１０１上に被覆されている。ＩＴＯはＨＴＬを介してＥＬ層にホールを注入する。この表面処理により、仕事関数を増加させることができ、これにより、ホール注入に対する低電位のバリアが得られる。
【００１６】
容易に認識できるように、実装は、ＯＬＥＤを用いたデバイスの耐用年数にとって重要であり、これは、柔軟な基板上のＯＬＥＤを用いたデバイスにとっては特にそうである。ここに記載した実施の形態において、層１０５は、交互すなわち層状構造に配置された複数の金属薄層および透明誘電体層からなる。各金属層は、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲の厚さを有し、各透明誘電体層は、約１０ｎｍから約３００ｎｍの厚さを有する。環境光の反射を抑えることによって黒の背景を適切に形成し、適切な汚染物バリア層を提供するために、１から１０の積層体を用いて、層１０５を形成してよい。ここで、積層体は、一層の誘電体と一層の吸収金属である。
【００１７】
実施の形態の積層体の金属薄層の応力タイプを、積層体の誘電体層の応力（通常は圧縮）を帳消しにするために、引張または圧縮のいずれかに変更することが有益である。したがって、圧縮応力の加えられたフイルム／引張応力に加えられたフイルムは、応力を帳消しにし、ディスプレイは「曲がらない」。さらに、金属薄層は延性であり、水分バリア層として働く誘電体層は、金属薄層により隔てられたいくつかの薄層に分けられる。この構造は柔軟であり、水分バリア層は、曲げにより壊れないことが都合よい。
【００１８】
層１０５の構造の別の有用な特徴は、反射防止特性およびディスプレイ・デバイスのための裏板としての機能であり、このディスプレイ・デバイス中ではＯＬＥＤ構造１００が機能する。すなわち、この積層構造はディスプレイの裏面のみにしか置くことができない。何故ならば、観察面でのバリア／ＡＲ層は可視光に対して透明でなければならないからである。ここにさらに詳しく説明するように、層１０５は、１／４波長誘電体層、反射層および光吸収層を含む積層体であってよい。
【００１９】
最後に、適切な疎水性ポリマーなどの疎水性材料の層（図１には示されていない）を層１０５の最も後の表面に配置してもよく、背面基板（図示せず）が、層１０５または疎水性層の上に配置される。基板１０１とは異なり、背面基板は、透明である必要はなく、それゆえ、可視光に対する透明性を考慮せずに、柔軟性および汚染を防ぐ能力について選択してよい。そのような材料としては、以下に限られないが、ポリマー、ガラスおよび当業者の知識の範囲内の他の材料が挙げられる。観察面１０６に最も近い基板の側にＡＲ層１０７が配置されている。ＡＲ層１０７は、観察面１０６に入射する光（例えば、ウォッシュアウト効果により、ＯＬＥＤ構造１００を含むディスプレイの出力の観察を妨げる周囲光）の反射を防ぐことが有益である。すなわち、ＯＬＥＤの発光方向に対して反対に向けられた成分を有する方向から、観察面に入射する光が、観察面１０６で実質的に反射されない。ここにさらに詳しく説明するように、ＡＲ層１０７は、観察面に入射する光の帳消し作用を与える多層誘電積層体であってよい。この物理的現象はよく知られており、この現象のために、厚さ、屈折率および誘電積層体の層の数を注意深く選択する必要がある。
【００２０】
反射防止特性に加え、ＡＲ層１０７の誘電体層は、水蒸気および酸素などの汚染物が基板１０１を横切って層１０２または他の層に到達しないようにする適切なバリアを与える。それゆえ、ＯＬＥＤ構造の観察面での密閉性は、誘電性のＡＲ層１０７により与えられる。
【００２１】
上述し、ここに詳しく説明する実施の形態において、ＡＲ層１０７は、観察面１０６に入射する周囲光に対する反射防止層として働く。このＡＲ層１０７はまた、柔軟性、酸素と水蒸気に対するバリア、および引っ掻き抵抗性も与える。観察面１０６とは反対の層１０２の側にある層１０５は、汚染物、特に、水蒸気と酸素に対するバリアを提供する。層１０５は、周囲光または環境光の反射を減少させることによって、観察面１０６の黒または暗い背景も与える。本発明の説明が続けられるに連れより明らかとなるように、層１０５は、ＯＬＥＤ構造１００の背面でこの所望の暗い背景を提供するために、反射防止誘電積層体などの光吸収層を含んでもよい。黒の背景は、明るい周囲または背景の照明においてディスプレイが機能するのに非常に重要であるのが認識できる。日光などの明るい背景照明下でディスプレイを見る場合、グレアおよび表面反射により、画像を観察するのが妨げられるかもしれない。実施の形態において、暗いまたは黒の背景は、比較的グレアが減少した鮮明な画像を与える。
【００２２】
図２Ａは、ある実施の形態によるＯＬＥＤ構造１００の背面層１０５のためのコーティング構造２００を示している。コーティング構造２００は、ＯＬＥＤデバイスの「後」側（例えば、観察面１０６に最も近い側とは反対の層１０２側）に配置された多層構造２０１である。この多層構造２０１は、光吸収層２０２、および透明層２０３からなる少なくとも１つの積層体を含む。この光吸収層は、例示として、金属であり、透明層２０２は誘電体である。その実施の形態において、１つの積層体であってよく、１０ほど多い積層体であってもよい。誘電体層２０４は、多層構造２０１の第１の金属層とＯＬＥＤ構造の陰極ラインとの間に配置しなければならない。最後に、疎水性層２０５を多層構造と後面または背面基板２０６との間に配置してもよい。疎水性層２０５は、約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲の厚さを有する。
【００２３】
酸素は、水蒸気ほどＯＬＥＤデバイスに損傷を与えないことに留意されたい。しかしながら、酸素バリアは、実現するのがずっと難しい。原子の間隔／距離が短く、酸素原子の移行する傾向が低い材料構造が、この能力に関して特に有用である。密で、ピンホールのない非晶質構造（結晶化していない）を用いてもよい。金属フイルムは容易に結晶化するかもしれず、誘電体層は、カラム構造で形成されるかもしれないが、薄い低温堆積（冷却された基板上へのマグネトロン・スパッタリングなど）により、結晶化およびカラム構造を避けることができる。そのような酸素バリア層は、背面基板とＯＬＥＤデバイス層との間、例えば、疎水性層２０５と多層構造２０１との間に配置してもよい。
【００２４】
例示として、吸収層２０２は、図１の実施の形態の層１０５に関して述べたように、黒っぽい金属層である。これらの層は、所望の暗い背景を助長し、観察面でのコントラストを改善できる。さらに、これらの層は、基板の応力を減少させる。前述したように、環境からの光（日光、ランプなど）は、ＯＬＥＤのＥＬ層から放出される光と競合する。ＯＬＥＤ構造を通過するこの「環境」光は、反射して、観察者の目に戻るのを防がなければならない。多層構造２０１は、この機能を果たし、ＯＬＥＤ構造が優れた観察コントラストを有することができる。
【００２５】
吸収層２０２は通常、可視光を吸収するように選択される。吸収層２０２に適した材料としては、以下に限られないが、Ｍｏ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｙ，Ｔａ，ＮｉおよびＷなどの薄い金属コーティング；ダイヤモンド状炭素、ＳｉＯx、酸素欠損Ｉｎ2Ｏ3、ＩＴＯ、ＳｎＯ2および類似の材料などの薄い吸収誘電体；またはＳｉ，Ｓｅ，Ｇｅ，ＧａＡｓ，ＧａＮ，Ｓｅ，ＧａＳｅ，ＧａＴｅ，ＣｄＴｅ，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＺｎＳ，ＺｎＯ，ＣｄＳｅ，ＩｎＰおよびＢＮなどの半導体材料が挙げられる。最後に、これらの層は、選択された材料に応じて、標準的な堆積技法によって、１．０μｍから約１００μｍの範囲の厚さに堆積されることに留意されたい。
【００２６】
透明層２０３は、厚さが約２０ｎｍから約３００ｎｍである誘電性の層であることが有用である。適切な材料としては、以下に限られないが、Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＯＮ，ＢａＦ2，ＢａＴｉＯ3，ＢｅＯ，ＭｇＯ，ＧｄＯ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＴｈＯ2，ＣｅＯ2，ＨｆＯ2，Ｓｅ2Ｏ3，ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ2，Ｙ3Ａｌ15Ｏ12，ＺｅＳｉＯ4，Ｔａ2Ｏ5，ＨｆＮ，ＺｒＮ，ＳｉＣ，Ｂｉ12ＳｉＯ20が挙げられる。材料と波長に応じて、これらの層は、１００μｍから約３００μｍの範囲の厚さを有する。
【００２７】
最後に、多層構造２０１の材料の堆積プロセスを調節することによって、前記実施の形態で、フイルム積層体の応力による基板の湾曲が減少することに留意されたい。すなわち、スパッタリングの圧力制御、堆積速度および材料の選択などのプロセスの調節により、誘発する応力を実質的に無効にできる。例えば、前述したように、多層構造の金属（すなわち、光吸収層２０２）は、誘電体層２０３の応力を打ち消す応力を有するように選択できる。別の実施の形態において、ポリマー基板のこの反りは、応力を無効にするために、適切な無機材料（例えば、ガラス）でポリマーの両側を被覆することによって防げるであろう。
【００２８】
図２Ａのコーティング構造２００の代わりの構造が図２Ｂに示されている。多層積層体２０８は、観察面に向かって反射して戻らない／吸収されることが望ましい選択された波長で１／４波長に等しい厚さを持つ誘電体層を含む。この積層体は、周囲光を反射する反射面２１０および上述した層２０３などの黒っぽい金属も含む。積層体２０８は、光を吸収することに加え、酸素と湿度のバリアとして機能する。この目的のために、光減衰のための多層積層体に選択される材料は、水蒸気と酸素がＯＬＥＤ構造に到達するのを防ぐバリア層も提供する。
【００２９】
その実施の形態において、積層体２０８は、ディスプレイにおけるＯＬＥＤ構造の「暗い」背景を形成する。多層積層体２０８は、多層積層体の異なる界面からの方向２１２に反射される光により、方向２０７からの光を打ち消す光学干渉構造を含む。この反射光は、積層体２０８の場合には、その構造により、等しい強度と反対の位相を有する。そのような光学干渉構造は、物理光学の技術分野においてよく知られており、しばしば積層誘電体フィルタ(dielectric stack filter)と称される。例えば、多層積層体２０８は、ここに特別に引用する、ドブロウルスキー(Dobrowolski)等の米国特許第５５２１７５９号明細書に記載されたタイプのものであってよい。
【００３０】
黒っぽい金属層２１１が、図示したように多層積層体の遠い側に配置されている。層２１０は、約５０μｍから約２００μｍの範囲の厚さを有し、また役立つように、ＯＬＥＤ構造の観察面に向かって戻る周囲光の反射を抑制する。図２Ｂの実施の形態を使用する場合、誘電体層２０９は役立つように、約５６０ｎｍ（人の視力で最も敏感な波長領域）で１／４波長厚である。この層は、同様に水分バリアも提供する。層２１０は、タングステンやインコネルなどの、光を非常によく吸収する金属である。あるいは、酸素欠損ＩｎＳｎＯx、またはＩＴＯを光吸収層２１０として用いてもよい。化学量論的ＩＴＯは透明な半導体であるが、その材料中で酸素の欠如が増えると、その透明性は著しく減少し、導電性が著しく増加することに留意されたい。
【００３１】
図２Ａおよび２Ｂに関して説明した層は、公知の電子ビーム、スパッタリングまたはウェブ被覆技法、もしくはそれらの組合せによって、１００℃未満の温度で形成されるであろう。
【００３２】
図３は、ある実施の形態によるＯＬＥＤ構造の前面、すなわち観察面（例えば、ＯＬＥＤ構造１００の観察面１０６）に役立つように配置されたコーティング構造３００を示している。例えば、このコーティング構造を、図１の実施の形態のＡＲ層１０７に用いてもよい。例えば、コーティング構造３００をＡＲ層１０７として使用してもよい。
【００３３】
コーティング構造３００は、別の透明層３０３上に配置された透明層３０２の上に配置されたバリア層３０１からなる多層構造３０６を含む透明構造である。透明層３０２，３０３は、図２の透明層と同じ材料で同じ厚さのものである。透明層３０３は、基板３０４に直接配置されても、または別の層を介して配置されてもよい。コーティング構造３００は、交互になった、比較的屈折率の高い層と比較的屈折率の低い層とを有する。この構造は、「低−高−低」またはＬＨＬ積層体として一般に知られており、反射を防ぐのに非常に有用である。ＬＨＬ積層構造と調和する際に、コーティング構造は、図３に具体的に示した３層より多い層を有していてもよい。
【００３４】
基板３０４は有用に、上述したような材料のポリマー層である。ＯＬＥＤ構造の観察面（例えば１０６）に配置されたコーティング構造３００は、役立つように、観察面からの反射を減少させ、水分が基板３０４を透過し、ＯＬＥＤ領域（例えば、図１の層１０２）に到達するのを防ぐ。しかしながら、コーティング構造の全ての層は必然的に透明である。良好なバリア層は、高い屈折率を有する材料であることが多い。例えば、Ａｌ2Ｏ3（ｎ＝１．６５）、ＴｉＯ2（ｎ＝２．２〜２．３）、Ｔａ2Ｏ5（ｎ＝２．１〜２．２）などの優れたバリア層は、比較的高い屈折率を有し、本発明の実施の形態にしたがって用いてよい。それゆえ、バリア層３０１は、疎水性特徴について選択されたポリマー材料であってよく、誘電体層の頂面にあってもよいことに留意されたい。
【００３５】
ある実施の形態のｎL／ｎH／ｎL反射防止構造について、表面反射は、約２％未満に、または約０．５％未満までにも削減できる。ＩＴＯは高屈折率材料であるが、堆積中の反応性スパッタリング・ガスまたは蒸着ガスを変更することによって、ＯＬＥＤ構造を持つポリマー／プラスチック基板の屈折率一致を行って、観察面からの反射を改善することができる。
【００３６】
追加の透明層３０３を基板３０４の上に配置してもよいことに留意されたい。この目的のために、バリア層の屈折率が１．４５未満であることを条件として、透明層３０３およびバリア層３０１は３層反射防止層を構成する。さらに、屈折率の異なる透明層３０２，３０３が、無機材料の多層反射防止コーティングに一般に要求される。
【００３７】
ある実施の形態によれば、多層反射防止コーティング（例えば、多層ＡＲ構造３０６）を用いて、広いＡＲ帯域を可能にし、汚染物に対する比較的改善されたバリアを提供する。各層の選択は、要求される屈折率、および要求される厚さによる。３層コーティングについて、電気ベクトルが等しい大きさと反対の符号となる公知の条件は：
ｙ1／ｙ0＝ｙ2／ｙ1＝ｙ3／ｙ2−”’ｙ基板／ｙ3（式１）
ここで、ｙi（ｉ＝１，２，３・・・）はｉ番目の層の光学アドミタンスであり、ｙ基板は、基板の光学アドミタンスであり、ｙ0は周囲媒体の光学アドミタンスである。それゆえ、ｎ基板＝１．５２である場合、ある実施の形態の４層ＡＲ層は、ＭｇＦ（ｎ＝１．２７および９２．７ｎｍの厚さ）／ＺｒＯ2（ｎ＝２．０６および１３１．７ｎｍの厚さ）／ＭｇＦ（３０．３ｎｍの厚さ）／ＺｒＯ2（１６．５ｎｍの厚さ）である。
【００３８】
最後に、図２の実施の形態に関して説明したような材料の屈折率一致層３０５が、図示したように基板３０４上に配置される。この層は、層３０１，３０２および３０３のように、図２の実施の形態に関して説明したような公知の方法により製造される。
【００３９】
バリア層３０１、および透明層３０２，３０３からなる反射防止層の各層の内の一層は、役立つように、基板３０１の屈折率の平方根と等しい。例えば、ＩＴＯは、５５０ｎｍで約２．０の屈折率を有する。屈折率一致層３０５は約１．８１の屈折率を有し、例えば、Ｓｉ3Ｎｉ4、ＳｉＯＮおよびＢｉＯ2が屈折率一致層３０５の有望な候補になるはずである。すなわち、屈折率一致層を提供することが有用である。何故ならば、２つの隣接層の屈折率に急激な変化があると、反射が生じるからである。反射により、ディスプレイのグレアが生じ、これは、上述した理由のために有害である。
【００４０】
最後に、この実施の形態において、汚染物がＯＬＥＤに到達するのを防ぎ、また引っ掻きを防ぐために、ナノ複合クレイをバリア層として使用できることに留意されたい。
【００４１】
図４は、ポリマー基板上の３層ＡＲコーティングに関する反射率（％）対波長（ｎｍ）を示している。この３層は、ガラス／Ｗ（７ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）である。反射率は、有用な波長範囲に亘り微小であることが有益であるのが分かる。
【００４２】
図５は、ガラス／Ｗ（６．１ｎｍ）／ＳｉＯ2（７８．５ｎｍ）／Ｗ（１５．３ｎｍ）／ＳｉＯ2（７８．５ｎｍ）／Ａｌ（７１ｎｍ）の６層のＡＲコーティングに関する反射率対波長を示している。積層体の層の数が増えるほど、水分バリア特性が良好になるのが分かる。しかしながら、背面からの反射の減少は、最初の２層か３層の吸収金属層により大部分が抑制される。
【００４３】
実施の形態の議論により実施の形態を詳細に説明してきたが、本発明の開示の恩恵を受けた当業者には、本発明の改変が明らかであるのが明瞭である。そのような改変や変種は、添付の特許請求の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ある実施の形態によるＯＬＥＤ構造の部分分解図
【図２】ある実施の形態によるバリア／反射防止コーティング／後方反射構造の断面図
【図３】ある実施の形態による基板の前（見る）側にある反射防止コーティング構造の断面図
【図４】ある実施の形態による三層の反射防止積層体の反射率対波長を表すグラフ
【図５】ある実施の形態による三層の反射防止積層体の反射率対波長を表すグラフ
【符号の説明】
【００４５】
１００ ＯＬＥＤ構造
１０１ 基板
１０６ 観察面
１０７ ＡＲ層
２００，３００ コーティング構造
２０１ 多層積層体
２０２，２０７，２１０ 光吸収層
２０３，２０９ 誘電体層
２０５ 疎水性層
３０１ バリア層
３０２，３０３ 透明層
３０６ 多層構造
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＬＥＤ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光デバイス／ダイオード（ＯＬＥＤ）は、例えば、エレクトロルミネッセント・ポリマーおよび小分子構造から製造されることが多い発光デバイスである。これらのデバイスは、ディスプレイ並びに他の用途における従来の光源に対する代替として多大な注目を集めている。特に、ＯＬＥＤを用いたディスプレイは、液晶（ＬＣ）ディスプレイの代替であろう。何故ならば、ＬＣ材料および構造は、形態がより複雑であり、用途がより制限される傾向にあるからである。
【０００３】
有益なことに、ＯＬＥＤを用いたディスプレイには、ＬＣディスプレイに必要とされるような光源（バックライト）は必要ない。ＯＬＥＤは自発光源であり、それゆえ、それらのＬＣの対応品よりもずっと小型である。さらに、ＯＬＥＤを用いたディスプレイは、幅広い条件下で見える状態を維持する。さらに、固定されたセル間隙に依存するＬＣディスプレイと異なり、ＯＬＥＤを用いたディスプレイは柔軟であり得る。
【０００４】
ＯＬＥＤは、ディスプレイおよび少なくとも上述した利点を持つ他の用途のための光源を提供するが、その遍在的な実施をしにくくさせ得る特定の検討事項および制限がある。ＯＬＥＤ材料およびデバイスの欠点の１つは、環境汚染の受け易さである。特に、水蒸気または酸素へのＯＬＥＤディスプレイの曝露は、ＯＬＥＤの有機材料と構造部材にとって有害であり得る。前者に関して、水蒸気および酸素への曝露は、有機エレクトロルミネッセント材料自体の発光能力を低減し得る。後者に関して、例えば、ＯＬＥＤディスプレイに通常使用される反応性金属陰極のこれらの汚染物への曝露は、やがて、「ダークスポット」区域を生じ、ＯＬＥＤデバイスの耐用年数を減少させ得る。したがって、ＯＬＥＤディスプレイとそれらの構成部材と材料を、水蒸気および酸素などの環境汚染物への曝露から保護することが有益である。
【０００５】
環境汚染を最小にするために、公知のＯＬＥＤディスプレイは通常、縁がガラスまたは金属カバーで密封された、厚く剛性のガラス基板上に製造される。しかしながら、軽量の柔軟な基板上にＯＬＥＤを提供することがしばしば望まれる。例えば、薄いプラスチック（例えば、ポリマー）基板をこのように使用することが有益であろう。残念ながら、ポリカーボネートなどのプラスチック基板は、水蒸気および酸素の透過を許容できないほど受けやすい。公知の水分と酸素のバリア層はしばしば脆く、それゆえ、柔軟な基板の用途には有用ではない。最後に、高分子誘電体のむしろ厚い層が、バリア層と考えられてきた。しかしながら、このように用いられる公知の厚い層の材料は、平らなことが望ましいスクリーンを湾曲させるであろう。したがって、これらは、柔軟な基板のＯＬＥＤディスプレイに使用するのには適していない。
【０００６】
先に概説した公知の構造の欠点に加え、特定の照明条件下でのディスプレイの視認性の問題により、公知のＯＬＥＤ構造が多くの用途に適さなくなっていた。例えば、日光の下および周囲光がかなり明るい他の状況下において、ディスプレイは、周囲光により読みづらくなることがある。それゆえ、通常「ウォッシュアウト(wash out)」と言われるこの状況により、手持ち式デバイスなどの特定のディスプレイ用途においてＯＬＥＤの使用は限られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、必要とされているのは、少なくとも上述した欠点を克服したディスプレイ構造である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ある実施の形態によれば、ＯＬＥＤ構造は、実質的に柔軟な基板、基板とＯＬＥＤ構造との間に配置された少なくとも１つのバリア層、およびＯＬＥＤ構造とディスプレイ表面との間に配置された少なくとも１つの反射防止層を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
例示の実施の形態は、添付の図面と共に読んだときに、以下の詳細な説明からもっともよく理解される。様々な特徴は、必ずしも同じ縮尺で描かれていないことを強調しておく。議論を明らかにするために、寸法は、任意の増加または減少されているであろう。
【００１０】
以下の詳細な説明において、制限ではなく説明目的のために、特定の詳細を開示した実施の形態が、本発明を十分に理解するために述べられている。しかしながら、この開示の恩恵を受けた当業者には、本発明は、ここに開示した特定の詳細から逸脱しない他の実施の形態で実施してもよいことが明らかであろう。さらに、よく知られたデバイス、方法および材料の説明は、本発明の説明を曖昧にしないように、省略されている。
【００１１】
ここに記載した実施の形態において、ＯＬＥＤの構造が非常に詳しく述べられている。しかしながら、これは単に本発明の例示の実施にすぎないことに留意されたい。すなわち、本発明は、上述したものと同様の問題を受けやすい他の技術にも適用される。例えば、他のタイプの光源を含むフォトニクスおよびディスプレイの実施の形態が本発明の範囲に含まれるのが明らかである。これらとしては、以下に限られないが、集積回路および半導体構造が挙げられる。最後に、これらの実施の形態は、様々な用途に使用してよいことに留意されたい。これらの用途としては、以下に限られないが、手持ち式デバイスおよびコンピュータ・ディスプレイなどのディスプレイ・デバイスが挙げられる。
【００１２】
図１は、部分分解図に示した実施の形態によるＯＬＥＤ構造１００を示している。ＯＬＥＤ構造１００は、可視光に対して透明であるのが有益な基板１０１を含む。例示として、基板に選択される材料は、観察面１０６で所望の強度と引っ掻き抵抗性を与える。基板１０１は、例示として、プラスチックなどのポリマー材料、または適切なガラス層、もしくはガラス、ポリマーおよび他の材料の組合せである。基板１０１がポリマーである実施の形態において、そのポリマーは、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミドなどである。ある実施の形態において、そのようなポリマー層は、約５０μｍから約１０5μｍの厚さを有する。さらに、基板はナノ複合フイルムを含んでよい。このフイルムは、柔軟性を与える適切な材料の上に配置される、水蒸気と酸素に対するバリアを与える。さらに、これらの材料の層は、様々な組合せで用いてよい。その組成にかかわらず、基板１０１は、ＯＬＥＤ構造が柔軟になるように柔軟であるのが有益である。
【００１３】
基板１０１は、ＯＬＥＤデバイスをその上に配置できる支持体を与え、柔軟である。基板自体は、水蒸気または酸素もしくはそれらの両方などの汚染物に対するバリアであってよく、汚染物が、ＯＬＥＤを備えた層１０２に到達するのを防ぐ。あるいは、汚染を防ぐための別の層を基板１０１の上に配置してよい。図１の実施の形態において、反射防止（ＡＲ）層１０７は、汚染物に対するバリア層として機能する。本発明の説明が続くに連れより明らかになるように、層１０５が、層１０２の上に配置され、汚染物から層１０２を保護する。定量的に、バリア層が、バリアを通る水蒸気の透過が約１０-6ｇ／ｍ2／日より小さいような水蒸気に対するバリアを与え、バリアを通る酸素の透過が約１０-5ｃｍ3／ｍ2／日より小さいような酸素に対するバリアを与えることが有用である。
【００１４】
層１０２は、例示として、実施の形態のＯＬＥＤを含む多層構造である。例示として、層１０２は、電子輸送層（ＥＴＬ）／発光層（ＥＬ）／ホール輸送層からなる三層積層体である。これらの層は、図２には示されていないが、熱蒸着やスピンコーティングにより堆積され、ＯＬＥＤ構造１００のＯＬＥＤ層を形成する。層１０２は、"Prospects and applications for organic light-emitting devices" to Burrows, et al. Current Opinion in Solid State and Materials Science 1997に記載されたタイプのものであってよい。この論文の開示をここに特別に含む。陽極ライン１０３および陰極ライン１０４が、照明を行うために必要な電圧をＯＬＥＤに与えるために、層１０２の両側に配置されている。これらのラインは、一般に金属であり、標準的な技法により配置される。
【００１５】
陰極ライン１０４は、例示として、エレクトロ・インジェクションのための低仕事関数金属からなる。例えば、陰極ラインは、Ｃａ，Ｌｉ，ＭｇまたはＭｇ／Ａｇ，Ａｌ／Ｌｉなどの合金もしくはＬｉｆ／Ａｌ，Ｌｉ2Ｏ／Ａｌ，ＣａＦ／Ａｌ構造などの多層材料であってよい。陽極ライン１０３は、可視光に対して実質的に透明でなければならない。高仕事関数を提供するように改質された表面を持つインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）が、実施の形態においてこの能力に用いられる。この目的のために、ＩＴＯは透明導電層であり、この層は基板１０１上に被覆されている。ＩＴＯはＨＴＬを介してＥＬ層にホールを注入する。この表面処理により、仕事関数を増加させることができ、これにより、ホール注入に対する低電位のバリアが得られる。
【００１６】
容易に認識できるように、実装は、ＯＬＥＤを用いたデバイスの耐用年数にとって重要であり、これは、柔軟な基板上のＯＬＥＤを用いたデバイスにとっては特にそうである。ここに記載した実施の形態において、層１０５は、交互すなわち層状構造に配置された複数の金属薄層および透明誘電体層からなる。各金属層は、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲の厚さを有し、各透明誘電体層は、約１０ｎｍから約３００ｎｍの厚さを有する。環境光の反射を抑えることによって黒の背景を適切に形成し、適切な汚染物バリア層を提供するために、１から１０の積層体を用いて、層１０５を形成してよい。ここで、積層体は、一層の誘電体と一層の吸収金属である。
【００１７】
実施の形態の積層体の金属薄層の応力タイプを、積層体の誘電体層の応力（通常は圧縮）を帳消しにするために、引張または圧縮のいずれかに変更することが有益である。したがって、圧縮応力の加えられたフイルム／引張応力に加えられたフイルムは、応力を帳消しにし、ディスプレイは「曲がらない」。さらに、金属薄層は延性であり、水分バリア層として働く誘電体層は、金属薄層により隔てられたいくつかの薄層に分けられる。この構造は柔軟であり、水分バリア層は、曲げにより壊れないことが都合よい。
【００１８】
層１０５の構造の別の有用な特徴は、反射防止特性およびディスプレイ・デバイスのための裏板としての機能であり、このディスプレイ・デバイス中ではＯＬＥＤ構造１００が機能する。すなわち、この積層構造はディスプレイの裏面のみにしか置くことができない。何故ならば、観察面でのバリア／ＡＲ層は可視光に対して透明でなければならないからである。ここにさらに詳しく説明するように、層１０５は、１／４波長誘電体層、反射層および光吸収層を含む積層体であってよい。
【００１９】
最後に、適切な疎水性ポリマーなどの疎水性材料の層（図１には示されていない）を層１０５の最も後の表面に配置してもよく、背面基板（図示せず）が、層１０５または疎水性層の上に配置される。基板１０１とは異なり、背面基板は、透明である必要はなく、それゆえ、可視光に対する透明性を考慮せずに、柔軟性および汚染を防ぐ能力について選択してよい。そのような材料としては、以下に限られないが、ポリマー、ガラスおよび当業者の知識の範囲内の他の材料が挙げられる。観察面１０６に最も近い基板の側にＡＲ層１０７が配置されている。ＡＲ層１０７は、観察面１０６に入射する光（例えば、ウォッシュアウト効果により、ＯＬＥＤ構造１００を含むディスプレイの出力の観察を妨げる周囲光）の反射を防ぐことが有益である。すなわち、ＯＬＥＤの発光方向に対して反対に向けられた成分を有する方向から、観察面に入射する光が、観察面１０６で実質的に反射されない。ここにさらに詳しく説明するように、ＡＲ層１０７は、観察面に入射する光の帳消し作用を与える多層誘電積層体であってよい。この物理的現象はよく知られており、この現象のために、厚さ、屈折率および誘電積層体の層の数を注意深く選択する必要がある。
【００２０】
反射防止特性に加え、ＡＲ層１０７の誘電体層は、水蒸気および酸素などの汚染物が基板１０１を横切って層１０２または他の層に到達しないようにする適切なバリアを与える。それゆえ、ＯＬＥＤ構造の観察面での密閉性は、誘電性のＡＲ層１０７により与えられる。
【００２１】
上述し、ここに詳しく説明する実施の形態において、ＡＲ層１０７は、観察面１０６に入射する周囲光に対する反射防止層として働く。このＡＲ層１０７はまた、柔軟性、酸素と水蒸気に対するバリア、および引っ掻き抵抗性も与える。観察面１０６とは反対の層１０２の側にある層１０５は、汚染物、特に、水蒸気と酸素に対するバリアを提供する。層１０５は、周囲光または環境光の反射を減少させることによって、観察面１０６の黒または暗い背景も与える。本発明の説明が続けられるに連れより明らかとなるように、層１０５は、ＯＬＥＤ構造１００の背面でこの所望の暗い背景を提供するために、反射防止誘電積層体などの光吸収層を含んでもよい。黒の背景は、明るい周囲または背景の照明においてディスプレイが機能するのに非常に重要であるのが認識できる。日光などの明るい背景照明下でディスプレイを見る場合、グレアおよび表面反射により、画像を観察するのが妨げられるかもしれない。実施の形態において、暗いまたは黒の背景は、比較的グレアが減少した鮮明な画像を与える。
【００２２】
図２Ａは、ある実施の形態によるＯＬＥＤ構造１００の背面層１０５のためのコーティング構造２００を示している。コーティング構造２００は、ＯＬＥＤデバイスの「後」側（例えば、観察面１０６に最も近い側とは反対の層１０２側）に配置された多層構造２０１である。この多層構造２０１は、光吸収層２０２、および透明層２０３からなる少なくとも１つの積層体を含む。この光吸収層は、例示として、金属であり、透明層２０２は誘電体である。その実施の形態において、１つの積層体であってよく、１０ほど多い積層体であってもよい。誘電体層２０４は、多層構造２０１の第１の金属層とＯＬＥＤ構造の陰極ラインとの間に配置しなければならない。最後に、疎水性層２０５を多層構造と後面または背面基板２０６との間に配置してもよい。疎水性層２０５は、約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲の厚さを有する。
【００２３】
酸素は、水蒸気ほどＯＬＥＤデバイスに損傷を与えないことに留意されたい。しかしながら、酸素バリアは、実現するのがずっと難しい。原子の間隔／距離が短く、酸素原子の移行する傾向が低い材料構造が、この能力に関して特に有用である。密で、ピンホールのない非晶質構造（結晶化していない）を用いてもよい。金属フイルムは容易に結晶化するかもしれず、誘電体層は、カラム構造で形成されるかもしれないが、薄い低温堆積（冷却された基板上へのマグネトロン・スパッタリングなど）により、結晶化およびカラム構造を避けることができる。そのような酸素バリア層は、背面基板とＯＬＥＤデバイス層との間、例えば、疎水性層２０５と多層構造２０１との間に配置してもよい。
【００２４】
例示として、吸収層２０２は、図１の実施の形態の層１０５に関して述べたように、黒っぽい金属層である。これらの層は、所望の暗い背景を助長し、観察面でのコントラストを改善できる。さらに、これらの層は、基板の応力を減少させる。前述したように、環境からの光（日光、ランプなど）は、ＯＬＥＤのＥＬ層から放出される光と競合する。ＯＬＥＤ構造を通過するこの「環境」光は、反射して、観察者の目に戻るのを防がなければならない。多層構造２０１は、この機能を果たし、ＯＬＥＤ構造が優れた観察コントラストを有することができる。
【００２５】
吸収層２０２は通常、可視光を吸収するように選択される。吸収層２０２に適した材料としては、以下に限られないが、Ｍｏ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｙ，Ｔａ，ＮｉおよびＷなどの薄い金属コーティング；ダイヤモンド状炭素、ＳｉＯx、酸素欠損Ｉｎ2Ｏ3、ＩＴＯ、ＳｎＯ2および類似の材料などの薄い吸収誘電体；またはＳｉ，Ｓｅ，Ｇｅ，ＧａＡｓ，ＧａＮ，Ｓｅ，ＧａＳｅ，ＧａＴｅ，ＣｄＴｅ，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＺｎＳ，ＺｎＯ，ＣｄＳｅ，ＩｎＰおよびＢＮなどの半導体材料が挙げられる。最後に、これらの層は、選択された材料に応じて、標準的な堆積技法によって、１．０μｍから約１００μｍの範囲の厚さに堆積されることに留意されたい。
【００２６】
透明層２０３は、厚さが約２０ｎｍから約３００ｎｍである誘電性の層であることが有用である。適切な材料としては、以下に限られないが、Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＯＮ，ＢａＦ2，ＢａＴｉＯ3，ＢｅＯ，ＭｇＯ，ＧｄＯ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＴｈＯ2，ＣｅＯ2，ＨｆＯ2，Ｓｅ2Ｏ3，ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ2，Ｙ3Ａｌ15Ｏ12，ＺｅＳｉＯ4，Ｔａ2Ｏ5，ＨｆＮ，ＺｒＮ，ＳｉＣ，Ｂｉ12ＳｉＯ20が挙げられる。材料と波長に応じて、これらの層は、１００μｍから約３００μｍの範囲の厚さを有する。
【００２７】
最後に、多層構造２０１の材料の堆積プロセスを調節することによって、前記実施の形態で、フイルム積層体の応力による基板の湾曲が減少することに留意されたい。すなわち、スパッタリングの圧力制御、堆積速度および材料の選択などのプロセスの調節により、誘発する応力を実質的に無効にできる。例えば、前述したように、多層構造の金属（すなわち、光吸収層２０２）は、誘電体層２０３の応力を打ち消す応力を有するように選択できる。別の実施の形態において、ポリマー基板のこの反りは、応力を無効にするために、適切な無機材料（例えば、ガラス）でポリマーの両側を被覆することによって防げるであろう。
【００２８】
図２Ａのコーティング構造２００の代わりの構造が図２Ｂに示されている。多層積層体２０８は、観察面に向かって反射して戻らない／吸収されることが望ましい選択された波長で１／４波長に等しい厚さを持つ誘電体層を含む。この積層体は、周囲光を反射する反射面２１０および上述した層２０３などの黒っぽい金属も含む。積層体２０８は、光を吸収することに加え、酸素と湿度のバリアとして機能する。この目的のために、光減衰のための多層積層体に選択される材料は、水蒸気と酸素がＯＬＥＤ構造に到達するのを防ぐバリア層も提供する。
【００２９】
その実施の形態において、積層体２０８は、ディスプレイにおけるＯＬＥＤ構造の「暗い」背景を形成する。多層積層体２０８は、多層積層体の異なる界面からの方向２１２に反射される光により、方向２０７からの光を打ち消す光学干渉構造を含む。この反射光は、積層体２０８の場合には、その構造により、等しい強度と反対の位相を有する。そのような光学干渉構造は、物理光学の技術分野においてよく知られており、しばしば積層誘電体フィルタ(dielectric stack filter)と称される。例えば、多層積層体２０８は、ここに特別に引用する、ドブロウルスキー(Dobrowolski)等の米国特許第５５２１７５９号明細書に記載されたタイプのものであってよい。
【００３０】
黒っぽい金属層２１１が、図示したように多層積層体の遠い側に配置されている。層２１０は、約５０μｍから約２００μｍの範囲の厚さを有し、また役立つように、ＯＬＥＤ構造の観察面に向かって戻る周囲光の反射を抑制する。図２Ｂの実施の形態を使用する場合、誘電体層２０９は役立つように、約５６０ｎｍ（人の視力で最も敏感な波長領域）で１／４波長厚である。この層は、同様に水分バリアも提供する。層２１０は、タングステンやインコネルなどの、光を非常によく吸収する金属である。あるいは、酸素欠損ＩｎＳｎＯx、またはＩＴＯを光吸収層２１０として用いてもよい。化学量論的ＩＴＯは透明な半導体であるが、その材料中で酸素の欠如が増えると、その透明性は著しく減少し、導電性が著しく増加することに留意されたい。
【００３１】
図２Ａおよび２Ｂに関して説明した層は、公知の電子ビーム、スパッタリングまたはウェブ被覆技法、もしくはそれらの組合せによって、１００℃未満の温度で形成されるであろう。
【００３２】
図３は、ある実施の形態によるＯＬＥＤ構造の前面、すなわち観察面（例えば、ＯＬＥＤ構造１００の観察面１０６）に役立つように配置されたコーティング構造３００を示している。例えば、このコーティング構造を、図１の実施の形態のＡＲ層１０７に用いてもよい。例えば、コーティング構造３００をＡＲ層１０７として使用してもよい。
【００３３】
コーティング構造３００は、別の透明層３０３上に配置された透明層３０２の上に配置されたバリア層３０１からなる多層構造３０６を含む透明構造である。透明層３０２，３０３は、図２の透明層と同じ材料で同じ厚さのものである。透明層３０３は、基板３０４に直接配置されても、または別の層を介して配置されてもよい。コーティング構造３００は、交互になった、比較的屈折率の高い層と比較的屈折率の低い層とを有する。この構造は、「低−高−低」またはＬＨＬ積層体として一般に知られており、反射を防ぐのに非常に有用である。ＬＨＬ積層構造と調和する際に、コーティング構造は、図３に具体的に示した３層より多い層を有していてもよい。
【００３４】
基板３０４は有用に、上述したような材料のポリマー層である。ＯＬＥＤ構造の観察面（例えば１０６）に配置されたコーティング構造３００は、役立つように、観察面からの反射を減少させ、水分が基板３０４を透過し、ＯＬＥＤ領域（例えば、図１の層１０２）に到達するのを防ぐ。しかしながら、コーティング構造の全ての層は必然的に透明である。良好なバリア層は、高い屈折率を有する材料であることが多い。例えば、Ａｌ2Ｏ3（ｎ＝１．６５）、ＴｉＯ2（ｎ＝２．２〜２．３）、Ｔａ2Ｏ5（ｎ＝２．１〜２．２）などの優れたバリア層は、比較的高い屈折率を有し、本発明の実施の形態にしたがって用いてよい。それゆえ、バリア層３０１は、疎水性特徴について選択されたポリマー材料であってよく、誘電体層の頂面にあってもよいことに留意されたい。
【００３５】
ある実施の形態のｎL／ｎH／ｎL反射防止構造について、表面反射は、約２％未満に、または約０．５％未満までにも削減できる。ＩＴＯは高屈折率材料であるが、堆積中の反応性スパッタリング・ガスまたは蒸着ガスを変更することによって、ＯＬＥＤ構造を持つポリマー／プラスチック基板の屈折率一致を行って、観察面からの反射を改善することができる。
【００３６】
追加の透明層３０３を基板３０４の上に配置してもよいことに留意されたい。この目的のために、バリア層の屈折率が１．４５未満であることを条件として、透明層３０３およびバリア層３０１は３層反射防止層を構成する。さらに、屈折率の異なる透明層３０２，３０３が、無機材料の多層反射防止コーティングに一般に要求される。
【００３７】
ある実施の形態によれば、多層反射防止コーティング（例えば、多層ＡＲ構造３０６）を用いて、広いＡＲ帯域を可能にし、汚染物に対する比較的改善されたバリアを提供する。各層の選択は、要求される屈折率、および要求される厚さによる。３層コーティングについて、電気ベクトルが等しい大きさと反対の符号となる公知の条件は：
ｙ1／ｙ0＝ｙ2／ｙ1＝ｙ3／ｙ2−”’ｙ基板／ｙ3（式１）
ここで、ｙi（ｉ＝１，２，３・・・）はｉ番目の層の光学アドミタンスであり、ｙ基板は、基板の光学アドミタンスであり、ｙ0は周囲媒体の光学アドミタンスである。それゆえ、ｎ基板＝１．５２である場合、ある実施の形態の４層ＡＲ層は、ＭｇＦ（ｎ＝１．２７および９２．７ｎｍの厚さ）／ＺｒＯ2（ｎ＝２．０６および１３１．７ｎｍの厚さ）／ＭｇＦ（３０．３ｎｍの厚さ）／ＺｒＯ2（１６．５ｎｍの厚さ）である。
【００３８】
最後に、図２の実施の形態に関して説明したような材料の屈折率一致層３０５が、図示したように基板３０４上に配置される。この層は、層３０１，３０２および３０３のように、図２の実施の形態に関して説明したような公知の方法により製造される。
【００３９】
バリア層３０１、および透明層３０２，３０３からなる反射防止層の各層の内の一層は、役立つように、基板３０１の屈折率の平方根と等しい。例えば、ＩＴＯは、５５０ｎｍで約２．０の屈折率を有する。屈折率一致層３０５は約１．８１の屈折率を有し、例えば、Ｓｉ3Ｎｉ4、ＳｉＯＮおよびＢｉＯ2が屈折率一致層３０５の有望な候補になるはずである。すなわち、屈折率一致層を提供することが有用である。何故ならば、２つの隣接層の屈折率に急激な変化があると、反射が生じるからである。反射により、ディスプレイのグレアが生じ、これは、上述した理由のために有害である。
【００４０】
最後に、この実施の形態において、汚染物がＯＬＥＤに到達するのを防ぎ、また引っ掻きを防ぐために、ナノ複合クレイをバリア層として使用できることに留意されたい。
【００４１】
図４は、ポリマー基板上の３層ＡＲコーティングに関する反射率（％）対波長（ｎｍ）を示している。この３層は、ガラス／Ｗ（７ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）である。反射率は、有用な波長範囲に亘り微小であることが有益であるのが分かる。
【００４２】
図５は、ガラス／Ｗ（６．１ｎｍ）／ＳｉＯ2（７８．５ｎｍ）／Ｗ（１５．３ｎｍ）／ＳｉＯ2（７８．５ｎｍ）／Ａｌ（７１ｎｍ）の６層のＡＲコーティングに関する反射率対波長を示している。積層体の層の数が増えるほど、水分バリア特性が良好になるのが分かる。しかしながら、背面からの反射の減少は、最初の２層か３層の吸収金属層により大部分が抑制される。
【００４３】
実施の形態の議論により実施の形態を詳細に説明してきたが、本発明の開示の恩恵を受けた当業者には、本発明の改変が明らかであるのが明瞭である。そのような改変や変種は、添付の特許請求の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ある実施の形態によるＯＬＥＤ構造の部分分解図
【図２】ある実施の形態によるバリア／反射防止コーティング／後方反射構造の断面図
【図３】ある実施の形態による基板の前（見る）側にある反射防止コーティング構造の断面図
【図４】ある実施の形態による三層の反射防止積層体の反射率対波長を表すグラフ
【図５】ある実施の形態による三層の反射防止積層体の反射率対波長を表すグラフ
【符号の説明】
【００４５】
１００ ＯＬＥＤ構造
１０１ 基板
１０６ 観察面
１０７ ＡＲ層
２００，３００ コーティング構造
２０１ 多層積層体
２０２，２０７，２１０ 光吸収層
２０３，２０９ 誘電体層
２０５ 疎水性層
３０１ バリア層
３０２，３０３ 透明層
３０６ 多層構造
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＬＥＤ構造であって、
少なくとも１つの実質的に柔軟な基板、前記基板と前記ＯＬＥＤ構造との間に配置された少なくとも１つのバリア層、および前記ＯＬＥＤ構造とディスプレイ表面との間に配置された少なくとも１つの反射防止層を含むＯＬＥＤ構造。
【請求項２】
前記少なくとも１つのバリア層の上に別の実質的に柔軟な基板が配置されていることを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項３】
前記少なくとも１つの反射防止層がバリア構造を含むことを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項４】
前記少なくとも１つのバリア層が、誘電体層および光吸収層からなる少なくとも１つの積層体を含むことを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項５】
誘電体層が、前記少なくとも１つの反射防止層と前記ＯＬＥＤ構造との間、および前記少なくとも１つのバリア層と前記ＯＬＥＤ構造との間にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項６】
前記別の基板と前記少なくとも１つのバリア層との間に疎水性層をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項７】
前記基板と前記ＯＬＥＤ構造との間に疎水性層をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項８】
前記バリア構造および前記少なくとも１つのバリア層の各々が、約１０-6ｇ／ｍ2／日より小さい比率でその中を通る水蒸気の透過を防ぎ、約１０-5ｃｍ3／ｍ2／日より小さい比率でその中を通る酸素の透過を防ぐことを特徴とする請求項３記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項９】
少なくとも１つの実質的に柔軟な基板、前記基板と発光構造との間に配置された少なくとも１つのバリア層、および前記発光構造とディスプレイ表面との間に配置された少なくとも１つの反射防止層を含む発光ディスプレイ・デバイス。
【請求項１０】
前記反射防止層がバリア構造を含むことを特徴とする請求項９記載の発光ディスプレイ・デバイス。
【請求項１】
ＯＬＥＤ構造であって、
少なくとも１つの実質的に柔軟な基板、前記基板と前記ＯＬＥＤ構造との間に配置された少なくとも１つのバリア層、および前記ＯＬＥＤ構造とディスプレイ表面との間に配置された少なくとも１つの反射防止層を含むＯＬＥＤ構造。
【請求項２】
前記少なくとも１つのバリア層の上に別の実質的に柔軟な基板が配置されていることを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項３】
前記少なくとも１つの反射防止層がバリア構造を含むことを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項４】
前記少なくとも１つのバリア層が、誘電体層および光吸収層からなる少なくとも１つの積層体を含むことを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項５】
誘電体層が、前記少なくとも１つの反射防止層と前記ＯＬＥＤ構造との間、および前記少なくとも１つのバリア層と前記ＯＬＥＤ構造との間にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項６】
前記別の基板と前記少なくとも１つのバリア層との間に疎水性層をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項７】
前記基板と前記ＯＬＥＤ構造との間に疎水性層をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項８】
前記バリア構造および前記少なくとも１つのバリア層の各々が、約１０-6ｇ／ｍ2／日より小さい比率でその中を通る水蒸気の透過を防ぎ、約１０-5ｃｍ3／ｍ2／日より小さい比率でその中を通る酸素の透過を防ぐことを特徴とする請求項３記載のＯＬＥＤ構造。
【請求項９】
少なくとも１つの実質的に柔軟な基板、前記基板と発光構造との間に配置された少なくとも１つのバリア層、および前記発光構造とディスプレイ表面との間に配置された少なくとも１つの反射防止層を含む発光ディスプレイ・デバイス。
【請求項１０】
前記反射防止層がバリア構造を含むことを特徴とする請求項９記載の発光ディスプレイ・デバイス。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００７−５１１０４９（Ｐ２００７−５１１０４９Ａ）
【公表日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３８２４８（Ｐ２００６−５３８２４８）
【出願日】平成１６年１０月２７日（２００４．１０．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３５８１４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４５９４８
【国際公開日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願人】（３９７０６８２７４）コーニング インコーポレイテッド (1,222)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２７日（２００４．１０．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３５８１４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４５９４８
【国際公開日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願人】（３９７０６８２７４）コーニング インコーポレイテッド (1,222)
【Ｆターム（参考）】
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