有機エレクトロルミネッセント光源
透明基板３と、透明電極４と、反射性電極９と、光を発する少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層５であって、３００ｎｍよりも大きく、好ましくは４００ｎｍよりも大きく、特に好ましくは５００ｎｍよりも大きい厚さを有し、電極４、９間に配されている少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層５とを有する エレクトロルミネッセント光源である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光抽出を改善するための有機層を有するエレクトロルミネッセント光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板、少なくとも２つの電極及び前記電極の間に配されている有機エレクトロルミネッセント層を有する有機層（ＯＬＥＤ）を備える非常に多くのエレクトロルミネッセント光源が、知られている。光は、典型的には、動作電圧を印加することによって前記エレクトロルミネッセント層内に生成され、透明基板を介して発せられる。従って、このような所謂底部エミッタは、これに応じて、前記基板と前記エレクトロルミネッセント層との間に配されている透明電極（通常、陽極）と、反射性第２の電極（通常、陰極）とを有する。前記基板、陽極及びエレクトロルミネッセント層の光学特性（例えば屈折率）並びに前記陰極の反射率のため、５０ｎｍと１５０ｎｍとの間の典型的な層の厚さを有する前記エレクトロルミネッセント層内で生成される光の一部のみが、前記エレクトロルミネッセント光源から抽出される。前記光の約１/３は、前記反射性電極（典型的には、前記陰極）における放射を伴うことなく損失され、前記光の１/３は、前記有機エレクトロルミネッセント層内に残存し、前記光の１/３は、前記基板内に抽出される。前記基板と空気との間の界面における付加的な光損失のため、典型的なＯＬＥＤにおいて、前記有機エレクトロルミネッセント層内で生成される光の２０％乃至２５％のみが、前記ＯＬＥＤから抽出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
非常に多くの種々の方法（例えば、前記基板の特別な表面構造、前記透明電極と前記基板との間の光散乱のための層、及び/又は前記エレクトロルミネッセント層内の光の放出方向に影響を与える所謂マイクロキャビティ構造）が、光抽出を向上させるために使用される。前記発光効率（前記有機エレクトロルミネッセント層内で生成される光の量に対する、抽出される光の割合（fraction））を増加させる全ての知られている方法は、前記エレクトロルミネッセント光源と前記透明電極との間の界面に存在する光の最大抽出を目標としている。文献、米国特許出願公開第20050062399A1号は、前記有機エレクトロルミネッセント層内で生成される光の波形を変更するための前記陽極と前記基板との間の付加的な層構造を開示している。これらの手段は、前記層表面に垂直な発光効率を、他の光の伝搬方向を犠牲にして７/３倍に増加させることができるが、前記のような既知の方法は、発光効率全体を、全ての光の伝搬方向にわたって全体的には、１．５倍の最大増加を達成することができるのみである。２５％迄である元の発光効率の場合、このことは、３８％までの改善に対応する。従って、生成される光のうちの半分よりも多くの光が、前記エレクトロルミネッセント光源から抽出されておらず、従って、発光効率から失われている。この状況において、前記発光効率の更なる増加が望ましい。
【０００４】
従って、本発明の目的は、改善された発光効率を持つ有機エレクトロルミネッセント光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、透明基板、透明電極及び反射性電極と、前記反射性電極における光損失を減少するための光を発する少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層であって、２５０ｎｍよりも大きく、好ましくは４００ｎｍよりも大きく、特に好ましくは５００ｎｍよりも大きい厚さを有する少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層とを有するエレクトロルミネッセント光源によって達成される。前記陰極の表面プラズモンとの結合（金属内の伝導電極ガスの集団励起）のため、前記有機エレクトロルミネッセント層内の励起状態の非放射遷移は、前記電子及び孔再結合領域の前記陰極までの距離を増加させ、従って、前記反射性電極における光損失の低減を生じさせることによって、最小化されることができる。第１の近似によると、前記再結合領域は、前記有機エレクトロルミネッセント層の中央部にある。
【０００６】
好適なエレクトロルミネッセント光源において、前記有機エレクトロルミネッセント層は、少なくとも１つの正孔伝導層と１つの電子伝導層とを有しており、前記電子伝導層の厚さは、２００ｎｍよりも大きく、好ましくは２５０ｎｍよりも大きく、特に好ましくは３００ｎｍよりも大きい。正孔伝導層は、以下ではＨＴＬ層と称され、電子伝導層は、以下ではＥＴＬ層と称される。類似の伝導特性を有するＥＴＬ及びＨＴＬ層の場合、前記再結合領域は、典型的には、前記ＥＴＬ層と前記ＨＴＬ層との間の界面の近くにある。ここで、前記再結合領域から前記陰極までの距離は、前記ＥＴＬ層の厚さに比例する。
【０００７】
特に好適なエレクトロルミネッセント光源において、前記正孔伝導層の厚さは、９０ｎｍよりも大きく、好ましくは１５０ｎｍよりも大きく、特に好ましくは２００ｎｍよりも大きい。実験により、固定されているＥＴＬ層厚さの場合、前記発光効率（前記有機エレクトロルミネッセント層内で生成される光の量に対する、基板内に抽出される光の割合）は、前記ＨＴＬ層厚さの適切な選択によって１５％改善されることができることが示された。
【０００８】
前記電子伝導層及び前記正孔伝導層が、差が｜ｎＥ−ｎＬ｜≦０．１である屈折率ｎＥ（ＥＴＬ）及びｎＬ（ＨＴＬ）を有するのが、更に好ましい。実験によって、前記ＥＴＬ層と前記ＨＴＬ層との間の屈折率の差ができる限り小さい場合、前記発光効率が、特に高くなることが示された。
【０００９】
この場合において、伝導性を増加させるために、前記電子伝導層が、ｎ型ドーパント（好ましくは金属）を含む、及び／又は前記正孔伝導層が、前記正孔伝導層（好ましくは有機材料）を含むことが特に好ましい。前記ＥＴＬ層及び前記ＨＴＬ層におけるドーパントによって、これらの層の電気伝導性は、大きい層厚さに適合化されることができ、この結果、小さい層厚さの場合と本質的に同じ動作電圧が、達成されることができる。
【００１０】
エレクトロルミネッセント光源の好適実施例において、前記有機エレクトロルミネッセント層は、１,０００ｎｍよりも小さく、好ましくは８００ｎｍよりも小さく、特に好ましくは６００ｎｍよりも小さい層の厚さを有する。電気特性は、全体的な層の厚さが、可能な限り小さい場合に、有利に調整されることができる。
【００１１】
他の好適な実施例において、前記透明基板は、１．６よりも大きく、好ましくは１．８よりも大きい屈折率を有する。前記発光効率は、より高い屈折率を有する基板によって大幅に増加されることができる。
【００１２】
エレクトロルミネッセント光源の特に好適な実施例において、前記透明基板、前記透明電極及び前記有機エレクトロルミネッセント層の屈折率の間の差分は、０．１よりも小さく、好ましくは前記屈折率は同一である。このようにして、光損失は、前記エレクトロルミネッセント光源内部の界面における反射のために、減少される又は回避されることができる。
【００１３】
この場合において、前記エレクトロルミネッセント光源の前記反射性電極が、９０％よりも大きい反射率を持つことが更に好ましい。基板／空気の界面によって反射され戻される光は、前記エレクトロルミネッセント光源から抽出され、この界面に再び到達した後、対応する背面反射電極の反射率が高い場合に、整合的に大きくなることがあるであろう。
【００１４】
この場合、前記基板が、空気との界面に光抽出構造を有するのが特に好ましい。この種の抽出構造によれば、前記基板内に注入される光が、前記エレクトロルミネッセント光源のほぼ完全に外に抽出されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のこれらの及び他の見地は、以下に記載される実施例を参照して、明らかになり、説明されるであろう。
【００１６】
図１は、所謂底部発光エレクトロルミネッセント光源であって、一般に、透明電極４と少なくとも部分的に反射性の電極９との間に配されている少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層５とを有する層構造（平面の透明基板３な基板上に設けられている）から構成されている底部発光エレクトロルミネッセント光源を示している。前記透明基板の屈折率は、１．４と２．０との間で変化し得て、例えば、ホウ珪酸ガラスは、屈折率ｎ＝１．４５を有し、ＰＭＭＡは屈折率ｎ＝１．４９を有し、ＰＥＴは屈折率ｎ＝１．６５を有し、高指数（high−index）スコットガラスＳＦ５７はｎ＝１．８５を有する。有機エレクトロルミネッセント層５は、典型的には、複数のサブ層６乃至８から作られている。有機エレクトロルミネッセント層５の場合において、低い仕事関数を有する材料の電子注入層が、更に、電極９（典型的には前記陰極）と前記エレクトロルミネッセント層５との間に配されることができ、孔注入層が、更に、電極４（典型的には前記陽極）と前記エレクトロルミネッセント層５との間に配されることができる。底部発光光源において、光１０は、基板３を介して観測者に到達する。
【００１７】
向上された発光効率を有するエレクトロルミネッセント光源１は、一般に、基板３の空気に面している側における発光効率を改善するように光抽出構造２を有する。光抽出構造２は、四角錐構造、三角錐構造、六角錐構造、楕円状のドーム構造及び/又は円錐構造を有していても良い。このようにして、構造化されている層は、例えば、注入モールディング方法によって製造され、前記基板上に積層されることができる。前記基板の前記屈折率以上の屈折率を有する材料は、第２の光抽出層と前記基板との間の界面における全反射を回避するために、光抽出層２に好ましい。前記基板と同じ屈折率を有する材料は、空気との界面において反射される光の割合を最小化するように前記空気との屈折率の差をできるだけ小さく保持するために、好ましい。他の実施例において、光抽出層２は、透明マトリクス材及び光散乱粒子（例えば、前記マトリクス材とは異なる屈折率を有する反射性粒子及び/又は粒子）の粒子層として設計されることもできる。
【００１８】
これに代わるものとして、付加的な光抽出層を回避するために、薄膜の、リソグラフィ及び/又はのこ引き（sawing）のプロセスによって、光抽出構造２を前記基板上に直接的に設けることも更に可能である。
【００１９】
透明電極４は、例えばｐドープシリコン、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）又はアンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）を含んでいても良い。透明電極４を、特に高い電気伝導性を有する有機材料、例えば、ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ（ＨＣ Ｓｔａｒｃｋ社によるバイトロン（登録商標）Ｐ）内の合成樹脂（３、４−エチレンジオキシチオフェン）から作ることも可能である。電極４は、好ましくは、１．６と２．０との間の屈折率を有するＩＴＯから構成されている。反射性電極９自身は、例えば、アルミニウム、銅、銀又は金から作られている反射性のものであっても良く、又は反射層構造を有していても良い。前記反射性層又は層構造が、光放出方向１０から見て電極９の下方に配されている場合、電極９は、透明であっても良い。電極９は、構造化されていても良く、例えば、前記のような伝導材料又は複数の伝導材料の平行な多数の片を含んでいても良い。代替的には、電極９が構造化されており、平坦な表面として設計されていても良い。
【００２０】
発光ポリマ（ＰＬＥＤ）又は小さい発光有機分子は、有機孔又は電子輸送マトリクス材内に埋め込まれており、例えば、エレクトロルミネッセント層５用の前記有機材料として使用されることができる。前記有機エレクトロルミネッセント層内に小さい発光分子を有するＯＬＥＤは、ＳＭＯＬＥＤ（小分子有機発光ダイオード）とも称される。前記のような層において、正孔及び電子は、遭遇し、互いに再結合する。前記発光材料の前記マトリクス材への材料依存の電子結合によって、前記発光材料は、直接的に、又はエネルギ伝達を介しての何れかによって、励起される。励起された前記発光材料は、光を発することによって基底状態に戻る。前記のような効率を改善させるために、典型的なエレクトロルミネッセント光源１の前記有機エレクトロルミネッセント層は、孔輸送層６（ＨＴＬ層）、再結合層７（ＥＬ層）及び電子輸送層８（ＥＴＬ層）を有しており、再結合層７は、前記ＨＴＬ層と前記ＥＴＬ層との間に配されている。ＥＴＬ層８は、再結合層７と陰極９との間にあり、ＨＴＬ層６は、再結合層７と陽極４との間にある。
【００２１】
例えば、テトラフルオロ−テトラシアノ−キノジメタン（quinodimethane）（Ｆ４−ＴＣＮＱ）をドープされた４，４'，４''−トリス−（Ｎ−（３−メチル−フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）−トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）と、例えば、トリアリルアミン、ジアリルアミン、トリスチルべネアミン（tristilbeneamines）又はポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＤＯＴ）及びポリ（スチレンスルホン酸塩）の混合物である孔輸送層とは、ＨＴＬ層６用の材料として使用される。
【００２２】
例えば、トリス−（８−ヒドロキシ−キノリナト（quinolinato））−アルミニウム（Ａｌｑ３）、１，３，５−トリス−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２基）ベンゼン（ＴＰＢＩ）又は低電子複素環化合物（例えば、１，３，４−オキサジアゾール又は１，２，４−トリアゾール）は、ＥＴＬ層８のための材料として使用される。
【００２３】
所謂ＳＭＯＬＥＤ層としての実施例において、再結合層７は、例えば、マトリクス材（例えば、４，４'，４''−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）又は１，３，５−トリス−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−基）ベンゼン（ＴＰＢＩ）又はＮ、Ｎ−ジフェニル−Ｎ、Ｎ−ジ−（３−メチル−フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ））内に埋め込まれた発光材料としてのインジウム合成物を有していても良い。本発明は、光放出のための励起の仕組みとは独立のものである。
【００２４】
従来のエレクトロルミネッセント光源は、３０ｎｍと６５ｎｍと間の厚さを有するＨＴＬ層と、４０ｎｍと８０ｎｍとの間の厚さを有するＥＴＬ層とを有する。再結合層７と一緒に、従来の有機エレクトロルミネッセント層５は、１００ｎｍと１５０ｎｍとの間の全体の厚さを有する。前記のような電荷輸送特性及び前記のような意図されている効果的な光生成により、有機エレクトロルミネッセント層５は、できるだけ薄いものであるように予め選択される。
【００２５】
しかしながら、本発明によるエレクトロルミネッセント光源１は、３００ｎｍよりも大きく、好ましくは４００ｎｍよりも大きく、特に好ましくは５００ｎｍよりも大きい厚さを有する、光を発する有機エレクトロルミネッセント層５を有している。前記有機層内の励起された状態の非放射遷移は、前記陰極の表面プラズモン（金属内の伝導電極気体の集団励起）との結合によるものであり、前記電子及び孔再結合領域からの距離を増加させることによって最小化されることができ、これに応じて、前記反射性電極における光損失の低減を生じる。類似の伝導特性を有するＥＴＬ及びＨＴＬ層の場合、再結合領域は、典型的には、前記ＥＴＬと前記ＨＴＬ層との間の界面の近くにある。ここで、前記再結合領域から前記陰極への距離は、前記ＥＴＬ層の厚さに比例する。
【００２６】
図１に示されている有機エレクトロルミネッセント層５は、ドープされた正孔伝導ＨＴＬ層６と、前記電子及び孔再結合領域が本質的に存在する光を発する再結合層７と、ドープされた電子伝導ＥＴＬ層８との所謂ｐｉｎ構造を持っている。この層構造により、前記再結合領域は、前記陰極から規定された距離にあり、本質的には、前記ＥＴＬ層の厚さに対応している。
【００２７】
図２は、透明電極４から基板３に励起される有機エレクトロルミネッセント層５内に生成された光のパーセント割合を、様々なＨＴＬ層の厚さ６に対するＥＴＬ層８の厚さの関数として示している。ここで、基板３は屈折率１．７を有しており、前記透明電極４は屈折率１．９を有している。異なるＨＴＬ層厚さのためのデータは、５０ｎｍの場合は実線により、１００ｎｍの場合は点線により、１５０ｎｍの場合は破線により、２００ｎｍの場合は一点鎖線により、２５０ｎｍの場合はダイアモンド印を有する線により示されている。
【００２８】
図２から分かるように、前記基板への最大光抽出６５％が、（同じ屈折率１．７５を有する場合）５０ｎｍ/８０ｎｍの従来のＨＴＬ/ＥＴＬ層厚さによって達成され、大気中における約４５％の発光効率に対応する。基板３内に抽出される光の量は、２５０ｎｍ前後のＥＴＬ層の厚さにおいて最大に到達する。前記ＨＴＬ層の厚さ６に依存して、前記光抽出は、再び僅かに低下する、又はより大きいＥＴＬ層の厚さ８に対してほぼ一定に留まる。基板３内に抽出される光の割合の著しい増大は、９０ｎｍよりも大きいＨＴＬ層厚さに対して達成される。ＨＴＬ層の厚さ６が２００ｎｍよりも大きい場合、エレクトロルミネッセント層５内で生成される光の８０％以上が、最適化されたＥＴＬ層の厚さを有する基板３内に抽出されることができる。前記基板上に配されている最適化された光抽出構造２を有する光抽出層によれば、前記基板内に注入される光は、大部分に渡って、エレクトロルミネッセント光源１から抽出される光であることができる。前記エレクトロルミネッセント光源から抽出される光の量も、前記陰極の反射率に依存する。８０％−８５％の反射率を有する従来のアルミニウム陰極の場合、大気中への光抽出によってエレクトロルミネッセント光源に関して６０％よりも大きい発光効率が、得られる。９０％よりも大きい陰極の反射率の場合（例えば、９５％までの反射率を有する金の陰極）、この値は、６５％よりも大きくなるまで増加されることができる。可視スペクトル範囲における基板３内への光抽出が、波長に、微弱にしか依存しないことも好ましい。
【００２９】
基板３の屈折率の効果は、図３から分かる。図２、図３は、透明電極４から基板３内に抽出される有機エレクトロルミネッセント光源１の光のパーセント割合を、ここでは屈折率１．５を有する基板について、様々なＨＴＬ層の厚さ６に関するＥＴＬ層８の厚さの関数として示している。異なるＨＴＬ層の厚さに関するデータは、５０ｎｍの場合は実線により、１００ｎｍの場合は点線により、１５０ｎｍの場合は破線により、２００ｎｍの場合は一点鎖線により、２５０ｎｍの場合はダイアモンド印を有する線により表されている。前記ＥＴＬ層の厚さの変化は、図２と比較して発光効率に対する効果が小さく、１５０ｎｍと２００ｎｍとの間のＨＴＬ層の厚さに関して、前記発光効率は、従来技術によるエレクトロルミネッセント装置の場合の典型的な層の厚さと比較して、屈折率１．７を有する基板の場合の８０％よりも同じく高い発光効率を達成することなく、層の厚さと比較して、１００ｎｍ乃至１２０ｎｍのＥＴＬ層の厚さの場合に約１０％だけ増加されることができる。
【００３０】
ＥＴＬ及びＨＴＬ層の異なる屈折率（例えば、屈折率１．７を有するＥＴＬ層と、屈折率１．９を有するＨＴＬ層）の効果が、図４に示されている。これまでの図にあったように、図４は、透明電極４から基板３内に抽出される有機エレクトロルミネッセント光源１の光のパーセント割合を、様々なＨＴＬ層厚さ６に関するＥＴＬ層８の厚さの関数として示している。前記基板の屈折率は、１．７である。異なるＨＴＬ層の厚さに関する当該データは、５０ｎｍの場合には実線により、１００ｎｍの場合には点線により、１５０ｎｍの場合には破線により、２００ｎｍの場合には一点鎖線により、２５０ｎｍの場合にはダイアモンド印を有する線により表されている。光のせいぜい７０％が、同じ屈折率を有するＨＴＬ/ＥＴＬ層よりも１０％小さい約２５０ｎｍの最適なＥＴＬ層の厚さに関して基板内に抽出されるが、前記ＥＴＬ層の厚さに対する発光効率の類似の依存性は、図２内に見られる。ここで、最適なＨＴＬ層の厚さは、１５０ｎｍと２００ｎｍとの間にある。この最適なＨＴＬ層の厚さは、前記ＥＴＬ及び前記ＨＴＬ層の屈折率間の差によって変化する。
【００３１】
特に好適な実施例において、基板３、透明電極４及び有機エレクトロルミネッセント層５は、ほぼ同じ屈折率、好ましくは等しい屈折率を有しており、有機エレクトロルミネッセント層５内で生成される光の約９０％が、前記基板内に抽出されることができる。これに応じて最適化される前記基板の光抽出構造２であって、光抽出構造２を備える光抽出層として前記基板内に設けられ得る光抽出構造２によれば、有機エレクトロルミネッセント光源１に関して６０％乃至６８％（金の陰極の場合、６５％乃至７２％でさえある）の発光効率が得られ、従来技術に対する劇的な改善を表している。有機エレクトロルミネッセント層は、典型的には、１．７と１．８との間の屈折率を有しており、透明電極（例えば、ＩＴＯから作られる）は、典型的には、１．８と２．０との間の屈折率を有している。材料に依存して、基板の屈折率は、１．４と３．０との間で変化し得る。従って、対応する特に好適な実施例において、前記基板、前記透明電極及び前記有機エレクトロルミネッセント層は、屈折率１．８を有する。
【００３２】
他の実施例において、前記基板からの光抽出を改善するための付加的な層（例えば、小さい濃度において光散乱粒子を含む数十μｍのオーダの厚さを有する高指数ポリマ）が、透明電極４と基板３との間に配されることもできる。
【００３３】
有機エレクトロルミネッセント層５に関して１，０００ｎｍまでの層の厚さの場合、電気伝導性は、それぞれ孔及び電子伝導ＨＴＬ及びＥＴＬ層のための所謂ｎ型及び/又はｐ型ドーパントによって、改善されることができる。従って、ＥＴＬ及びＨＴＬ層６及び８に最適な層の厚さを含む１，０００ｎｍよりも小さい層の厚さが、有利である。有機エレクトロルミネッセント層５の層の厚さは、好ましくは、８００ｎｍ未満であり、特に好ましくは６００ｎｍ未満である。しかしながら、このことは、従来技術と比較して３倍よりも大きい因子によって、有機エレクトロルミネッセント層５の層の厚さに未だ対応している。例えば、高い導電性が、２ｍｏｌ％のテトラフルオロ−テトラシアノ−キノジメタン（quinodimethane）（Ｆ４−ＴＣＮＱ）をドープされた４，４'，４''−トリス−（３−メチルフェニルフェニルアミノ）−トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）を有するＨＴＬ層６において達成されることができる。ＥＴＬ層８において、高い導電性が、例えば、１ Ｂｐｈｅｎ 分子に対してＬｉ原子のドーピング濃度を有する４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（phenantroline）（ＢＰｈｅｎ）層内のＬｉドーピングによって達成されることができる。これに応じてドープされている有機層は、１００ｎｍの付加的な層厚さごとに約０．１Ｖの前記層の厚さに渡って電圧降下を生じることを示している。有機エレクトロルミネッセント層５（２００ｎｍの代わりに６００ｎｍ）の三重の層の厚さと、４Ｖと８Ｖとの間の従来の動作電圧とにより、前記層厚さの増大は、１０％よりも小さい動作電圧の上昇に対応する。
【００３４】
様々なドーピングレベルが、既知の技術（例えば、水晶振動子モニタによる対応する蒸着レート制御を伴う同時電子ビーム蒸着）によって調整されることができる。上述のドーピングレートは、例としてのものであり、意図されている動作電圧及び意図されている光生成レートに依存し、それぞれの要件に応じて適応化されることができる。
【００３５】
添付図面及び本明細書を参照して上述で説明された実施例は、単に、エレクトロルミネッセント光源からの光抽出の改善の例を表しているものであり、添付の特許請求の範囲をこれらの範囲に限定するものであるとみなしてはならない。添付の特許請求の範囲によって覆われているような代替的な実施例は、当業者にとって可能なものである。添付の従属請求項の番号は、前記請求項の他の組み合わせが、本発明の有利な実施例を表すことができないと意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明によるエレクトロルミネッセント光源を示している。
【図２】前記基板内に光を抽出した場合の発光効率を、屈折率ｎ＝１．７を有する基板に関して、前記ＥＴＬ層の厚さの関数として示している。
【図３】前記基板内に光を抽出した場合の発光効率を、屈折率ｎ＝１．５を有する基板に関して、前記ＥＴＬ層の厚さの関数として示している。
【図４】前記基板内に光を抽出した場合の発光効率を、前記ＨＴＬ層及び前記ＥＴＬ層に関してそれぞれ１．９及び１．７の屈折率ｎを有し、前記基板に関してｎ＝１．７の屈折率を有する前記ＥＴＬ層の厚さの関数として示している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光抽出を改善するための有機層を有するエレクトロルミネッセント光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板、少なくとも２つの電極及び前記電極の間に配されている有機エレクトロルミネッセント層を有する有機層（ＯＬＥＤ）を備える非常に多くのエレクトロルミネッセント光源が、知られている。光は、典型的には、動作電圧を印加することによって前記エレクトロルミネッセント層内に生成され、透明基板を介して発せられる。従って、このような所謂底部エミッタは、これに応じて、前記基板と前記エレクトロルミネッセント層との間に配されている透明電極（通常、陽極）と、反射性第２の電極（通常、陰極）とを有する。前記基板、陽極及びエレクトロルミネッセント層の光学特性（例えば屈折率）並びに前記陰極の反射率のため、５０ｎｍと１５０ｎｍとの間の典型的な層の厚さを有する前記エレクトロルミネッセント層内で生成される光の一部のみが、前記エレクトロルミネッセント光源から抽出される。前記光の約１/３は、前記反射性電極（典型的には、前記陰極）における放射を伴うことなく損失され、前記光の１/３は、前記有機エレクトロルミネッセント層内に残存し、前記光の１/３は、前記基板内に抽出される。前記基板と空気との間の界面における付加的な光損失のため、典型的なＯＬＥＤにおいて、前記有機エレクトロルミネッセント層内で生成される光の２０％乃至２５％のみが、前記ＯＬＥＤから抽出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
非常に多くの種々の方法（例えば、前記基板の特別な表面構造、前記透明電極と前記基板との間の光散乱のための層、及び/又は前記エレクトロルミネッセント層内の光の放出方向に影響を与える所謂マイクロキャビティ構造）が、光抽出を向上させるために使用される。前記発光効率（前記有機エレクトロルミネッセント層内で生成される光の量に対する、抽出される光の割合（fraction））を増加させる全ての知られている方法は、前記エレクトロルミネッセント光源と前記透明電極との間の界面に存在する光の最大抽出を目標としている。文献、米国特許出願公開第20050062399A1号は、前記有機エレクトロルミネッセント層内で生成される光の波形を変更するための前記陽極と前記基板との間の付加的な層構造を開示している。これらの手段は、前記層表面に垂直な発光効率を、他の光の伝搬方向を犠牲にして７/３倍に増加させることができるが、前記のような既知の方法は、発光効率全体を、全ての光の伝搬方向にわたって全体的には、１．５倍の最大増加を達成することができるのみである。２５％迄である元の発光効率の場合、このことは、３８％までの改善に対応する。従って、生成される光のうちの半分よりも多くの光が、前記エレクトロルミネッセント光源から抽出されておらず、従って、発光効率から失われている。この状況において、前記発光効率の更なる増加が望ましい。
【０００４】
従って、本発明の目的は、改善された発光効率を持つ有機エレクトロルミネッセント光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、透明基板、透明電極及び反射性電極と、前記反射性電極における光損失を減少するための光を発する少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層であって、２５０ｎｍよりも大きく、好ましくは４００ｎｍよりも大きく、特に好ましくは５００ｎｍよりも大きい厚さを有する少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層とを有するエレクトロルミネッセント光源によって達成される。前記陰極の表面プラズモンとの結合（金属内の伝導電極ガスの集団励起）のため、前記有機エレクトロルミネッセント層内の励起状態の非放射遷移は、前記電子及び孔再結合領域の前記陰極までの距離を増加させ、従って、前記反射性電極における光損失の低減を生じさせることによって、最小化されることができる。第１の近似によると、前記再結合領域は、前記有機エレクトロルミネッセント層の中央部にある。
【０００６】
好適なエレクトロルミネッセント光源において、前記有機エレクトロルミネッセント層は、少なくとも１つの正孔伝導層と１つの電子伝導層とを有しており、前記電子伝導層の厚さは、２００ｎｍよりも大きく、好ましくは２５０ｎｍよりも大きく、特に好ましくは３００ｎｍよりも大きい。正孔伝導層は、以下ではＨＴＬ層と称され、電子伝導層は、以下ではＥＴＬ層と称される。類似の伝導特性を有するＥＴＬ及びＨＴＬ層の場合、前記再結合領域は、典型的には、前記ＥＴＬ層と前記ＨＴＬ層との間の界面の近くにある。ここで、前記再結合領域から前記陰極までの距離は、前記ＥＴＬ層の厚さに比例する。
【０００７】
特に好適なエレクトロルミネッセント光源において、前記正孔伝導層の厚さは、９０ｎｍよりも大きく、好ましくは１５０ｎｍよりも大きく、特に好ましくは２００ｎｍよりも大きい。実験により、固定されているＥＴＬ層厚さの場合、前記発光効率（前記有機エレクトロルミネッセント層内で生成される光の量に対する、基板内に抽出される光の割合）は、前記ＨＴＬ層厚さの適切な選択によって１５％改善されることができることが示された。
【０００８】
前記電子伝導層及び前記正孔伝導層が、差が｜ｎＥ−ｎＬ｜≦０．１である屈折率ｎＥ（ＥＴＬ）及びｎＬ（ＨＴＬ）を有するのが、更に好ましい。実験によって、前記ＥＴＬ層と前記ＨＴＬ層との間の屈折率の差ができる限り小さい場合、前記発光効率が、特に高くなることが示された。
【０００９】
この場合において、伝導性を増加させるために、前記電子伝導層が、ｎ型ドーパント（好ましくは金属）を含む、及び／又は前記正孔伝導層が、前記正孔伝導層（好ましくは有機材料）を含むことが特に好ましい。前記ＥＴＬ層及び前記ＨＴＬ層におけるドーパントによって、これらの層の電気伝導性は、大きい層厚さに適合化されることができ、この結果、小さい層厚さの場合と本質的に同じ動作電圧が、達成されることができる。
【００１０】
エレクトロルミネッセント光源の好適実施例において、前記有機エレクトロルミネッセント層は、１,０００ｎｍよりも小さく、好ましくは８００ｎｍよりも小さく、特に好ましくは６００ｎｍよりも小さい層の厚さを有する。電気特性は、全体的な層の厚さが、可能な限り小さい場合に、有利に調整されることができる。
【００１１】
他の好適な実施例において、前記透明基板は、１．６よりも大きく、好ましくは１．８よりも大きい屈折率を有する。前記発光効率は、より高い屈折率を有する基板によって大幅に増加されることができる。
【００１２】
エレクトロルミネッセント光源の特に好適な実施例において、前記透明基板、前記透明電極及び前記有機エレクトロルミネッセント層の屈折率の間の差分は、０．１よりも小さく、好ましくは前記屈折率は同一である。このようにして、光損失は、前記エレクトロルミネッセント光源内部の界面における反射のために、減少される又は回避されることができる。
【００１３】
この場合において、前記エレクトロルミネッセント光源の前記反射性電極が、９０％よりも大きい反射率を持つことが更に好ましい。基板／空気の界面によって反射され戻される光は、前記エレクトロルミネッセント光源から抽出され、この界面に再び到達した後、対応する背面反射電極の反射率が高い場合に、整合的に大きくなることがあるであろう。
【００１４】
この場合、前記基板が、空気との界面に光抽出構造を有するのが特に好ましい。この種の抽出構造によれば、前記基板内に注入される光が、前記エレクトロルミネッセント光源のほぼ完全に外に抽出されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のこれらの及び他の見地は、以下に記載される実施例を参照して、明らかになり、説明されるであろう。
【００１６】
図１は、所謂底部発光エレクトロルミネッセント光源であって、一般に、透明電極４と少なくとも部分的に反射性の電極９との間に配されている少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層５とを有する層構造（平面の透明基板３な基板上に設けられている）から構成されている底部発光エレクトロルミネッセント光源を示している。前記透明基板の屈折率は、１．４と２．０との間で変化し得て、例えば、ホウ珪酸ガラスは、屈折率ｎ＝１．４５を有し、ＰＭＭＡは屈折率ｎ＝１．４９を有し、ＰＥＴは屈折率ｎ＝１．６５を有し、高指数（high−index）スコットガラスＳＦ５７はｎ＝１．８５を有する。有機エレクトロルミネッセント層５は、典型的には、複数のサブ層６乃至８から作られている。有機エレクトロルミネッセント層５の場合において、低い仕事関数を有する材料の電子注入層が、更に、電極９（典型的には前記陰極）と前記エレクトロルミネッセント層５との間に配されることができ、孔注入層が、更に、電極４（典型的には前記陽極）と前記エレクトロルミネッセント層５との間に配されることができる。底部発光光源において、光１０は、基板３を介して観測者に到達する。
【００１７】
向上された発光効率を有するエレクトロルミネッセント光源１は、一般に、基板３の空気に面している側における発光効率を改善するように光抽出構造２を有する。光抽出構造２は、四角錐構造、三角錐構造、六角錐構造、楕円状のドーム構造及び/又は円錐構造を有していても良い。このようにして、構造化されている層は、例えば、注入モールディング方法によって製造され、前記基板上に積層されることができる。前記基板の前記屈折率以上の屈折率を有する材料は、第２の光抽出層と前記基板との間の界面における全反射を回避するために、光抽出層２に好ましい。前記基板と同じ屈折率を有する材料は、空気との界面において反射される光の割合を最小化するように前記空気との屈折率の差をできるだけ小さく保持するために、好ましい。他の実施例において、光抽出層２は、透明マトリクス材及び光散乱粒子（例えば、前記マトリクス材とは異なる屈折率を有する反射性粒子及び/又は粒子）の粒子層として設計されることもできる。
【００１８】
これに代わるものとして、付加的な光抽出層を回避するために、薄膜の、リソグラフィ及び/又はのこ引き（sawing）のプロセスによって、光抽出構造２を前記基板上に直接的に設けることも更に可能である。
【００１９】
透明電極４は、例えばｐドープシリコン、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）又はアンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）を含んでいても良い。透明電極４を、特に高い電気伝導性を有する有機材料、例えば、ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ（ＨＣ Ｓｔａｒｃｋ社によるバイトロン（登録商標）Ｐ）内の合成樹脂（３、４−エチレンジオキシチオフェン）から作ることも可能である。電極４は、好ましくは、１．６と２．０との間の屈折率を有するＩＴＯから構成されている。反射性電極９自身は、例えば、アルミニウム、銅、銀又は金から作られている反射性のものであっても良く、又は反射層構造を有していても良い。前記反射性層又は層構造が、光放出方向１０から見て電極９の下方に配されている場合、電極９は、透明であっても良い。電極９は、構造化されていても良く、例えば、前記のような伝導材料又は複数の伝導材料の平行な多数の片を含んでいても良い。代替的には、電極９が構造化されており、平坦な表面として設計されていても良い。
【００２０】
発光ポリマ（ＰＬＥＤ）又は小さい発光有機分子は、有機孔又は電子輸送マトリクス材内に埋め込まれており、例えば、エレクトロルミネッセント層５用の前記有機材料として使用されることができる。前記有機エレクトロルミネッセント層内に小さい発光分子を有するＯＬＥＤは、ＳＭＯＬＥＤ（小分子有機発光ダイオード）とも称される。前記のような層において、正孔及び電子は、遭遇し、互いに再結合する。前記発光材料の前記マトリクス材への材料依存の電子結合によって、前記発光材料は、直接的に、又はエネルギ伝達を介しての何れかによって、励起される。励起された前記発光材料は、光を発することによって基底状態に戻る。前記のような効率を改善させるために、典型的なエレクトロルミネッセント光源１の前記有機エレクトロルミネッセント層は、孔輸送層６（ＨＴＬ層）、再結合層７（ＥＬ層）及び電子輸送層８（ＥＴＬ層）を有しており、再結合層７は、前記ＨＴＬ層と前記ＥＴＬ層との間に配されている。ＥＴＬ層８は、再結合層７と陰極９との間にあり、ＨＴＬ層６は、再結合層７と陽極４との間にある。
【００２１】
例えば、テトラフルオロ−テトラシアノ−キノジメタン（quinodimethane）（Ｆ４−ＴＣＮＱ）をドープされた４，４'，４''−トリス−（Ｎ−（３−メチル−フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）−トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）と、例えば、トリアリルアミン、ジアリルアミン、トリスチルべネアミン（tristilbeneamines）又はポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＤＯＴ）及びポリ（スチレンスルホン酸塩）の混合物である孔輸送層とは、ＨＴＬ層６用の材料として使用される。
【００２２】
例えば、トリス−（８−ヒドロキシ−キノリナト（quinolinato））−アルミニウム（Ａｌｑ３）、１，３，５−トリス−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２基）ベンゼン（ＴＰＢＩ）又は低電子複素環化合物（例えば、１，３，４−オキサジアゾール又は１，２，４−トリアゾール）は、ＥＴＬ層８のための材料として使用される。
【００２３】
所謂ＳＭＯＬＥＤ層としての実施例において、再結合層７は、例えば、マトリクス材（例えば、４，４'，４''−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）又は１，３，５−トリス−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−基）ベンゼン（ＴＰＢＩ）又はＮ、Ｎ−ジフェニル−Ｎ、Ｎ−ジ−（３−メチル−フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ））内に埋め込まれた発光材料としてのインジウム合成物を有していても良い。本発明は、光放出のための励起の仕組みとは独立のものである。
【００２４】
従来のエレクトロルミネッセント光源は、３０ｎｍと６５ｎｍと間の厚さを有するＨＴＬ層と、４０ｎｍと８０ｎｍとの間の厚さを有するＥＴＬ層とを有する。再結合層７と一緒に、従来の有機エレクトロルミネッセント層５は、１００ｎｍと１５０ｎｍとの間の全体の厚さを有する。前記のような電荷輸送特性及び前記のような意図されている効果的な光生成により、有機エレクトロルミネッセント層５は、できるだけ薄いものであるように予め選択される。
【００２５】
しかしながら、本発明によるエレクトロルミネッセント光源１は、３００ｎｍよりも大きく、好ましくは４００ｎｍよりも大きく、特に好ましくは５００ｎｍよりも大きい厚さを有する、光を発する有機エレクトロルミネッセント層５を有している。前記有機層内の励起された状態の非放射遷移は、前記陰極の表面プラズモン（金属内の伝導電極気体の集団励起）との結合によるものであり、前記電子及び孔再結合領域からの距離を増加させることによって最小化されることができ、これに応じて、前記反射性電極における光損失の低減を生じる。類似の伝導特性を有するＥＴＬ及びＨＴＬ層の場合、再結合領域は、典型的には、前記ＥＴＬと前記ＨＴＬ層との間の界面の近くにある。ここで、前記再結合領域から前記陰極への距離は、前記ＥＴＬ層の厚さに比例する。
【００２６】
図１に示されている有機エレクトロルミネッセント層５は、ドープされた正孔伝導ＨＴＬ層６と、前記電子及び孔再結合領域が本質的に存在する光を発する再結合層７と、ドープされた電子伝導ＥＴＬ層８との所謂ｐｉｎ構造を持っている。この層構造により、前記再結合領域は、前記陰極から規定された距離にあり、本質的には、前記ＥＴＬ層の厚さに対応している。
【００２７】
図２は、透明電極４から基板３に励起される有機エレクトロルミネッセント層５内に生成された光のパーセント割合を、様々なＨＴＬ層の厚さ６に対するＥＴＬ層８の厚さの関数として示している。ここで、基板３は屈折率１．７を有しており、前記透明電極４は屈折率１．９を有している。異なるＨＴＬ層厚さのためのデータは、５０ｎｍの場合は実線により、１００ｎｍの場合は点線により、１５０ｎｍの場合は破線により、２００ｎｍの場合は一点鎖線により、２５０ｎｍの場合はダイアモンド印を有する線により示されている。
【００２８】
図２から分かるように、前記基板への最大光抽出６５％が、（同じ屈折率１．７５を有する場合）５０ｎｍ/８０ｎｍの従来のＨＴＬ/ＥＴＬ層厚さによって達成され、大気中における約４５％の発光効率に対応する。基板３内に抽出される光の量は、２５０ｎｍ前後のＥＴＬ層の厚さにおいて最大に到達する。前記ＨＴＬ層の厚さ６に依存して、前記光抽出は、再び僅かに低下する、又はより大きいＥＴＬ層の厚さ８に対してほぼ一定に留まる。基板３内に抽出される光の割合の著しい増大は、９０ｎｍよりも大きいＨＴＬ層厚さに対して達成される。ＨＴＬ層の厚さ６が２００ｎｍよりも大きい場合、エレクトロルミネッセント層５内で生成される光の８０％以上が、最適化されたＥＴＬ層の厚さを有する基板３内に抽出されることができる。前記基板上に配されている最適化された光抽出構造２を有する光抽出層によれば、前記基板内に注入される光は、大部分に渡って、エレクトロルミネッセント光源１から抽出される光であることができる。前記エレクトロルミネッセント光源から抽出される光の量も、前記陰極の反射率に依存する。８０％−８５％の反射率を有する従来のアルミニウム陰極の場合、大気中への光抽出によってエレクトロルミネッセント光源に関して６０％よりも大きい発光効率が、得られる。９０％よりも大きい陰極の反射率の場合（例えば、９５％までの反射率を有する金の陰極）、この値は、６５％よりも大きくなるまで増加されることができる。可視スペクトル範囲における基板３内への光抽出が、波長に、微弱にしか依存しないことも好ましい。
【００２９】
基板３の屈折率の効果は、図３から分かる。図２、図３は、透明電極４から基板３内に抽出される有機エレクトロルミネッセント光源１の光のパーセント割合を、ここでは屈折率１．５を有する基板について、様々なＨＴＬ層の厚さ６に関するＥＴＬ層８の厚さの関数として示している。異なるＨＴＬ層の厚さに関するデータは、５０ｎｍの場合は実線により、１００ｎｍの場合は点線により、１５０ｎｍの場合は破線により、２００ｎｍの場合は一点鎖線により、２５０ｎｍの場合はダイアモンド印を有する線により表されている。前記ＥＴＬ層の厚さの変化は、図２と比較して発光効率に対する効果が小さく、１５０ｎｍと２００ｎｍとの間のＨＴＬ層の厚さに関して、前記発光効率は、従来技術によるエレクトロルミネッセント装置の場合の典型的な層の厚さと比較して、屈折率１．７を有する基板の場合の８０％よりも同じく高い発光効率を達成することなく、層の厚さと比較して、１００ｎｍ乃至１２０ｎｍのＥＴＬ層の厚さの場合に約１０％だけ増加されることができる。
【００３０】
ＥＴＬ及びＨＴＬ層の異なる屈折率（例えば、屈折率１．７を有するＥＴＬ層と、屈折率１．９を有するＨＴＬ層）の効果が、図４に示されている。これまでの図にあったように、図４は、透明電極４から基板３内に抽出される有機エレクトロルミネッセント光源１の光のパーセント割合を、様々なＨＴＬ層厚さ６に関するＥＴＬ層８の厚さの関数として示している。前記基板の屈折率は、１．７である。異なるＨＴＬ層の厚さに関する当該データは、５０ｎｍの場合には実線により、１００ｎｍの場合には点線により、１５０ｎｍの場合には破線により、２００ｎｍの場合には一点鎖線により、２５０ｎｍの場合にはダイアモンド印を有する線により表されている。光のせいぜい７０％が、同じ屈折率を有するＨＴＬ/ＥＴＬ層よりも１０％小さい約２５０ｎｍの最適なＥＴＬ層の厚さに関して基板内に抽出されるが、前記ＥＴＬ層の厚さに対する発光効率の類似の依存性は、図２内に見られる。ここで、最適なＨＴＬ層の厚さは、１５０ｎｍと２００ｎｍとの間にある。この最適なＨＴＬ層の厚さは、前記ＥＴＬ及び前記ＨＴＬ層の屈折率間の差によって変化する。
【００３１】
特に好適な実施例において、基板３、透明電極４及び有機エレクトロルミネッセント層５は、ほぼ同じ屈折率、好ましくは等しい屈折率を有しており、有機エレクトロルミネッセント層５内で生成される光の約９０％が、前記基板内に抽出されることができる。これに応じて最適化される前記基板の光抽出構造２であって、光抽出構造２を備える光抽出層として前記基板内に設けられ得る光抽出構造２によれば、有機エレクトロルミネッセント光源１に関して６０％乃至６８％（金の陰極の場合、６５％乃至７２％でさえある）の発光効率が得られ、従来技術に対する劇的な改善を表している。有機エレクトロルミネッセント層は、典型的には、１．７と１．８との間の屈折率を有しており、透明電極（例えば、ＩＴＯから作られる）は、典型的には、１．８と２．０との間の屈折率を有している。材料に依存して、基板の屈折率は、１．４と３．０との間で変化し得る。従って、対応する特に好適な実施例において、前記基板、前記透明電極及び前記有機エレクトロルミネッセント層は、屈折率１．８を有する。
【００３２】
他の実施例において、前記基板からの光抽出を改善するための付加的な層（例えば、小さい濃度において光散乱粒子を含む数十μｍのオーダの厚さを有する高指数ポリマ）が、透明電極４と基板３との間に配されることもできる。
【００３３】
有機エレクトロルミネッセント層５に関して１，０００ｎｍまでの層の厚さの場合、電気伝導性は、それぞれ孔及び電子伝導ＨＴＬ及びＥＴＬ層のための所謂ｎ型及び/又はｐ型ドーパントによって、改善されることができる。従って、ＥＴＬ及びＨＴＬ層６及び８に最適な層の厚さを含む１，０００ｎｍよりも小さい層の厚さが、有利である。有機エレクトロルミネッセント層５の層の厚さは、好ましくは、８００ｎｍ未満であり、特に好ましくは６００ｎｍ未満である。しかしながら、このことは、従来技術と比較して３倍よりも大きい因子によって、有機エレクトロルミネッセント層５の層の厚さに未だ対応している。例えば、高い導電性が、２ｍｏｌ％のテトラフルオロ−テトラシアノ−キノジメタン（quinodimethane）（Ｆ４−ＴＣＮＱ）をドープされた４，４'，４''−トリス−（３−メチルフェニルフェニルアミノ）−トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）を有するＨＴＬ層６において達成されることができる。ＥＴＬ層８において、高い導電性が、例えば、１ Ｂｐｈｅｎ 分子に対してＬｉ原子のドーピング濃度を有する４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（phenantroline）（ＢＰｈｅｎ）層内のＬｉドーピングによって達成されることができる。これに応じてドープされている有機層は、１００ｎｍの付加的な層厚さごとに約０．１Ｖの前記層の厚さに渡って電圧降下を生じることを示している。有機エレクトロルミネッセント層５（２００ｎｍの代わりに６００ｎｍ）の三重の層の厚さと、４Ｖと８Ｖとの間の従来の動作電圧とにより、前記層厚さの増大は、１０％よりも小さい動作電圧の上昇に対応する。
【００３４】
様々なドーピングレベルが、既知の技術（例えば、水晶振動子モニタによる対応する蒸着レート制御を伴う同時電子ビーム蒸着）によって調整されることができる。上述のドーピングレートは、例としてのものであり、意図されている動作電圧及び意図されている光生成レートに依存し、それぞれの要件に応じて適応化されることができる。
【００３５】
添付図面及び本明細書を参照して上述で説明された実施例は、単に、エレクトロルミネッセント光源からの光抽出の改善の例を表しているものであり、添付の特許請求の範囲をこれらの範囲に限定するものであるとみなしてはならない。添付の特許請求の範囲によって覆われているような代替的な実施例は、当業者にとって可能なものである。添付の従属請求項の番号は、前記請求項の他の組み合わせが、本発明の有利な実施例を表すことができないと意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明によるエレクトロルミネッセント光源を示している。
【図２】前記基板内に光を抽出した場合の発光効率を、屈折率ｎ＝１．７を有する基板に関して、前記ＥＴＬ層の厚さの関数として示している。
【図３】前記基板内に光を抽出した場合の発光効率を、屈折率ｎ＝１．５を有する基板に関して、前記ＥＴＬ層の厚さの関数として示している。
【図４】前記基板内に光を抽出した場合の発光効率を、前記ＨＴＬ層及び前記ＥＴＬ層に関してそれぞれ１．９及び１．７の屈折率ｎを有し、前記基板に関してｎ＝１．７の屈折率を有する前記ＥＴＬ層の厚さの関数として示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、透明電極と、反射性電極と、光を発する少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層であって、２５０ｎｍよりも大きく、好ましくは４００ｎｍよりも大きく、特に好ましくは５００ｎｍよりも大きい厚さを有すると共に前記電極間に配されている少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層とを有するエレクトロルミネッセント光源。
【請求項２】
前記有機エレクトロルミネッセント層が、少なくとも１つの正孔伝導層及び１つの電子伝導層を有しており、前記電子伝導層の厚さは、２００ｎｍよりも大きく、好ましくは２５０ｎｍよりも大きく、特に好ましくは３００ｎｍよりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項３】
前記正孔伝導層の厚さが、９０ｎｍよりも大きく、好ましくは１５０ｎｍよりも大きく、特に好ましくは２００ｎｍよりも大きいことを特徴とする、請求項２に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項４】
前記電子伝導層及び前記正孔伝導層が、|ｎＥ−ｎＬ|≦０．１の差である屈折率ｎＥ及びｎＬを有していることを特徴とする、請求項２又は３に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項５】
導電性を増加させるために、前記電子伝導層が、好ましくは金属であるｎ型ドーパントを含んでおり、及び/又は前記正孔伝導層が好ましくは有機材料であるｐ型ドーパントを含んでいることを特徴とする、請求項２乃至４の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセント層が、１，０００ｎｍよりも小さく、好ましくは８００ｎｍよりも小さく、特に好ましくは６００ｎｍよりも小さい層の厚さを有することを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項７】
前記透明基板が、１．６よりも高く、好ましくは１．８よりも高い屈折率を有することを特徴とする、請求項１乃至６の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項８】
前記透明基板、前記透明電極及び前記有機エレクトロルミネッセント層の屈折率が、０．１よりも小さいだけ異なっており、好ましくは同一であることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項９】
前記反射性電極が９０％よりも大きい反射率を有することを特徴とする、前記１乃至８の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項１０】
前記基板が、大気との界面に光抽出構造を有していることを特徴とする、請求項１乃至９の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項１】
透明基板と、透明電極と、反射性電極と、光を発する少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層であって、２５０ｎｍよりも大きく、好ましくは４００ｎｍよりも大きく、特に好ましくは５００ｎｍよりも大きい厚さを有すると共に前記電極間に配されている少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセント層とを有するエレクトロルミネッセント光源。
【請求項２】
前記有機エレクトロルミネッセント層が、少なくとも１つの正孔伝導層及び１つの電子伝導層を有しており、前記電子伝導層の厚さは、２００ｎｍよりも大きく、好ましくは２５０ｎｍよりも大きく、特に好ましくは３００ｎｍよりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項３】
前記正孔伝導層の厚さが、９０ｎｍよりも大きく、好ましくは１５０ｎｍよりも大きく、特に好ましくは２００ｎｍよりも大きいことを特徴とする、請求項２に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項４】
前記電子伝導層及び前記正孔伝導層が、|ｎＥ−ｎＬ|≦０．１の差である屈折率ｎＥ及びｎＬを有していることを特徴とする、請求項２又は３に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項５】
導電性を増加させるために、前記電子伝導層が、好ましくは金属であるｎ型ドーパントを含んでおり、及び/又は前記正孔伝導層が好ましくは有機材料であるｐ型ドーパントを含んでいることを特徴とする、請求項２乃至４の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセント層が、１，０００ｎｍよりも小さく、好ましくは８００ｎｍよりも小さく、特に好ましくは６００ｎｍよりも小さい層の厚さを有することを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項７】
前記透明基板が、１．６よりも高く、好ましくは１．８よりも高い屈折率を有することを特徴とする、請求項１乃至６の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項８】
前記透明基板、前記透明電極及び前記有機エレクトロルミネッセント層の屈折率が、０．１よりも小さいだけ異なっており、好ましくは同一であることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項９】
前記反射性電極が９０％よりも大きい反射率を有することを特徴とする、前記１乃至８の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【請求項１０】
前記基板が、大気との界面に光抽出構造を有していることを特徴とする、請求項１乃至９の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント光源。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００８−５４３０７４（Ｐ２００８−５４３０７４Ａ）
【公表日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１４２７６（Ｐ２００８−５１４２７６）
【出願日】平成１８年５月３０日（２００６．５．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００６／０５１７０５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１２９２６５
【国際公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月３０日（２００６．５．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００６／０５１７０５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１２９２６５
【国際公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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