有機発光デバイス、それを製造するための方法、および複数の有機発光デバイスを備えるアレイ
【課題】 有機発光デバイス、それを製造するための方法、および複数の有機発光デバイスを備えるアレイを提供する。
【解決手段】 本発明は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に配置された少なくとも１つの有機材料層と、当該第１の電極とは反対側の当該第２の電極上に配置された誘電体キャッピング層とを有し、当該キャッピング層が、当該少なくとも１つの有機材料層内で生成された光を発するために、当該第２の電極と反対側の外側表面を備える多層構造を備えた有機発光デバイスに関する。キャッピング層は、外部光の反射率は低減するが、少なくとも１つの有機材料層内で生成された光の当該キャッピング層を介したアウトカップリングは増加する効果を有する。
【解決手段】 本発明は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に配置された少なくとも１つの有機材料層と、当該第１の電極とは反対側の当該第２の電極上に配置された誘電体キャッピング層とを有し、当該キャッピング層が、当該少なくとも１つの有機材料層内で生成された光を発するために、当該第２の電極と反対側の外側表面を備える多層構造を備えた有機発光デバイスに関する。キャッピング層は、外部光の反射率は低減するが、少なくとも１つの有機材料層内で生成された光の当該キャッピング層を介したアウトカップリングは増加する効果を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光デバイス、それを製造するための方法、および複数の有機発光デバイスを備えるアレイを提供する。
【背景技術】
【０００２】
ここ数年、ノートブックおよび携帯情報端末などの移動体情報および電気通信デバイスが急速に発達してきた。対応するデバイスは、より軽量化およびより効率化されつつある。近年、こうしたデバイス向けのフラット・パネル・ディスプレイがますます普及してきている。現在では、フラット・パネル・ディスプレイとしていわゆる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が使用されているが、ＬＣＤには、たとえば背景照明が必要であることおよび視野角が限られていることなど、いくつかの欠点がある。
【０００３】
フラット・パネル・ディスプレイには、液晶に加えて、有機発光ダイオード、いわゆる有機ＬＥＤまたはＯＬＥＤを使用することができる。こうした有機ＬＥＤは、より高い発光効率およびより広い視野角を有する。有機ＬＥＤの基本的特徴は、特定有機材料のエレクトロルミネッセンスである。特定の有機材料は、第１の近似で、対応する有機ＬＥＤによって発せられる光の色、すなわち波長を決定する。
【０００４】
図１は、既知の有機ＬＥＤ１００を示す概略図である。一般的な有機ＬＥＤ１００は、一般に、ガラスまたは同様の透明材料で作られた基板１０１を備える。基板１０１の上に、アノード層１０２が形成される。好ましくは、アノード層１０２は比較的高い仕事関数を有する材料で作られ、可視光線に対してほぼ透明である。したがって、アノード層１０２の典型的な材料はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）である。アノード層１０２の上にエレクトロルミネッセンス材料の層１０３が形成され、有機ＬＥＤ１００の発光層１０３として働く。発光層１０３を形成するための一般的な材料は、Ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｖｉｎｙｌｅｎ）（ＰＰＶ）などの高分子およびｔｒｉｓ（８−ｏｘｙｃｈｉｎｏｌｉｎａｔｏ）アルミニウム（Ａｌｑ３）などの分子である。分子の場合、発光層１０３は、通常、いくつかの分子層を備える。アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、またはマグネシウム（Ｍｇ）などのより低い仕事関数を有する材料のカソード層１０４が、発光層１０３の上に形成される。カソード層１０４およびアノード層１０２は、動作時に電源１０５に接続される。
【０００５】
エレクトロルミネッセンスの基本原理、それ故、有機ＬＥＤの基本原理は、以下のとおりである。アノード層１０２およびカソード層１０４は、電荷担体、すなわち電子および正孔を、発光層１０３、すなわちアクティブ層に注入する。発光層１０３内を電荷担体が輸送され、反対の電荷の電荷担体がいわゆるエキシトン、すなわち励起状態を形成する。光を生成することによって、エキシトンは放射状に基底状態に崩壊する。生成された光は、その後、有機ＬＥＤにより、ＩＴＯなどの透明材料で作られたアノード層１０２を介して発せられる。生成される光の色は、有機層１０３に使用される材料によって異なる。
【０００６】
さらに、いわゆる多層有機ＬＥＤも知られている。多層有機ＬＥＤは、複数のカソード層、複数の有機層、または複数のアノード層もしくはそれらの任意の組合せを備える。複数の有機層を使用することにより、単一の有機層を備える有機ＬＥＤに比べて、有機ＬＥＤの効率を上げることができる。複数の有機層の２つの有機層間の境界面は、少なくとも１つの電荷担体タイプ（電子または正孔）について、ダイオードを通過する電流を減少させる障壁として働くことができる。それ故、少なくとも１つの電荷担体タイプが境界面に蓄積し、それ故、電子および正孔の再結合の可能性が上がることにより、有機ＬＥＤの効率向上につながる。
【０００７】
Ｌ．Ｓ． Ｈｕｎｇ他の、「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ ＬｉＦ／Ａｌ ｂｉｌａｙｅｒ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．７８、Ｎｏ．４（２００１年１月２２日）、５４４〜５４６ページでは、生成された光が有機ＬＥＤのアノードを介して発せられる代わりにカソードを介して発せられる有機ＬＥＤが開示されている。こうした有機ＬＥＤの概略図が図２に示されている。有機ＬＥＤ２００の基板として、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）層２０１が与えられる。アルファ−ナフチルフェニルビフェニル（α−ｎａｐｈｔｙｌｐｈｅｎｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）ジアミン（ＮＰＢ）層２０２がＩＴＯ基板２０１上に形成され、正孔輸送層として働く。ＩＴＯ基板２０１の下には、反射銀ミラー２０９が形成される。Ａｌｑ３層２０３が正孔輸送層２０２上に形成され、電子輸送／発光層として働く。さらに、Ａｌｑ３層２０３の上にカソード２０４が形成される。
【０００８】
カソード２０４は、光学的に透過性であり、有機ＬＥＤに対する電子注入接点として効果的な、いわゆる多層カソード構造として、複数のカソード層によって形成される。多層カソード構造は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）の極薄層２０５、電子注入接点としてのＡｌ層２０６、およびシート抵抗削減のための銀層２０７を備える。さらに、光の透過を向上させるための透明な誘電体層２０８が、多層カソード構造の上に形成される。この透明な誘電体層２０８は、カソード２０４、すなわち多層カソード構造を介した光の発光効率を向上させるために使用される。
【０００９】
この有機ＬＥＤでは、生成された光はカソード２０４を介して発せられる。こうした有機ＬＥＤは、トップエミッション型有機ＬＥＤとも呼ばれる。トップエミッションは、カソード２０４がＬｉＦ／Ａｌ２重層を備えることから可能である。ＬｉＦ層２０５の適切な厚さは約０．３ｎｍとされ、Ａｌ層２０６の適切な厚さは０．１ｎｍから１．０ｎｍの間とされる。キャッピング層とも呼ばれる誘電体層２０８には、Ａｌｑ３またはＭｇＯが使用できる。
【００１０】
この有機ＬＥＤの欠点の１つが、有機ＬＥＤの色、すなわち特定の有機ＬＥＤから発せられる光の波長に合わせて、屈折誘電体層２０８の厚さを調節しなければならないことである。すなわち、異なる色を発光する各有機ＬＥＤは、有機ＬＥＤの効率を上げるために、異なる厚さの屈折層２０８を有するものとしなければならない。したがって、異なる色を発光する有機ＬＥＤを備えるフラット・パネル・ディスプレイが製造される場合、各色の有機ＬＥＤについて、屈折誘電体層２０８の厚さが異なる。この欠点を概略的に示すために、図２は、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）の３つの部分に分けられている。図２（ａ）と示された左側の部分は、たとえば青色光などの比較的短い波長の光を発するための有機ＬＥＤを示し、比較的薄い屈折誘電体層２０８を有する。図２（ｂ）と示された中央の部分は、たとえば緑色光または黄色光などの中波長の光を発するための有機ＬＥＤを示し、図２（ａ）に示された屈折誘電体層２０８よりも厚い屈折誘電体層２０８を有する。図２（ｃ）と示された右側の部分は、たとえば赤色光などの比較的長い波長の光を発するための有機ＬＥＤを示し、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されたものよりも厚い屈折誘電体層２０８を有する。波長が長くなるほど、屈折誘電体層２０８の目的を達成するために、すなわち有機ＬＥＤの光の出力を増加させるために、屈折誘電体層２０８内の光路長を長くしなければならない。さらに、有機ＬＥＤのアルファ−ナフチルフェニルビフェニル（α−ｎａｐｈｔｙｌｐｈｅｎｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）ジアミン（ＮＰＢ）層２０２およびＡｌｑ３層２０３の厚さも、同様に適合させなければならない。
【００１１】
したがって、各ピクセルが単一の有機ＬＥＤによって実現される、赤、緑および青の複数のピクセルを備えるディスプレイでは、各色について異なる厚さの層を有する屈折誘電体層２０８を有機ＬＥＤ上に堆積させなければならない。これにより、複数の有機ＬＥＤを備えるディスプレイを製造する方法の処理が複雑かつ困難になり、すなわち、あらゆる厚さの屈折誘電体層２０８に対して別々の処理ステップが必要となる。
【００１２】
こうした有機ＬＥＤの他の欠点は、屈折誘電体層２０８が光の出力、すなわち輝度を増加させても、有機ＬＥＤのコントラスト比は依然として相対的に低いことである。
【特許文献１】ＷＯ ０３／０５５２７５号
【非特許文献１】Ｌ．Ｓ． Ｈｕｎｇ他の、「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ ＬｉＦ／Ａｌ ｂｉｌａｙｅｒ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．７８、Ｎｏ．４（２００１年１月２２日）、５４４〜５４６ページ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、従来技術の有機ＬＥＤおよび複数の有機ＬＥＤを備えるディスプレイの少なくともいくつかの欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に配置された少なくとも１つの有機材料層と、第２の電極上に配置された誘電体キャッピング層とを有する多層構造を備えた有機発光デバイスを対象とする。キャッピング層は、外部光の反射率は減少するが、キャッピング層を介した少なくとも１つの有機材料層内で生成される光のアウトカップリング（outcoupling）は増加するという効果を得るために選択される。好ましくは、反射率が極小まで減少する厚さを選択できるように、材料を選択することができ、同じ厚さで、輝度とも呼ばれる生成される光のアウトカップリングも極小または極小に近くなる。
【００１５】
本発明の他の態様では、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に配置された少なくとも１つの有機材料層と、第１の電極とは反対側の第２の電極の側面上に配置され、少なくとも１つの有機材料層内で生成された光を発するための第２の電極とは反対側の外側表面を備えるキャッピング層とを有する有機発光デバイスを製造する方法が提供される。この方法は、第１の電極を提供するステップと、第１の電極上に少なくとも１つの有機層を形成するステップと、少なくとも１つの有機層上に第２の電極を形成するステップと、第２の電極上にキャッピング層を形成するステップとを含む。キャッピング層によって、外部光の反射率が低減し、キャッピング層の少なくとも１つの有機材料層内で生成された光のアウトカップリングが増加する。
【００１６】
本発明の他の態様では、複数の有機発光デバイスのアレイが提供される。各有機発光デバイスは、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に配置された少なくとも１つの有機材料層と、第１の電極とは反対側の第２の電極上に配置された誘電体キャッピング層とを有する多層構造を備え、キャッピング層は、少なくとも１つの有機材料層内で生成された光を発するための第２の電極とは反対側の外部表面を備える。各有機発光デバイスのキャッピング層は、外部光の反射率低減を実現するが、少なくとも１つの有機材料層内で生成された光のキャッピング層を介したアウトカップリングは増加する。複数の有機発光デバイスのうちの少なくとも１つの有機発光デバイスは、複数の有機発光デバイスのうちの他の有機発光デバイスの光の色と異なる色の光を発する。さらに、複数の有機発光デバイスのうちのそれぞれの有機発光デバイスのキャッピング層は、ほぼ等しい厚さを有する。好ましくは、この厚さは、第１の電極および第２の電極のために選択された材料セットについて、外部光の反射率は低減するが、少なくとも１つの有機材料層内で生成された光のキャッピング層を介したアウトカップリングは増加するように適合される。
【００１７】
本発明のユニークな特徴は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）のキャッピング層がキャッピング層全体にわたって同じ厚さを示すことができると同時に、ＯＬＥＤ全体、すなわちＯＬＥＤスタック（積層）全体の反射率は低減し、光の強さ、すなわち輝度は増加することである。驚いたことに発明者らは、反射率および輝度を同時に向上させることが可能であり、これがより輝度および効率が高く、よりコントラスト比の高い、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）につながることを発見した。
【００１８】
本発明によるＯＬＥＤのアレイの利点は、各単一のＯＬＥＤが発する光の色に関係なく、各ＯＬＥＤのキャッピング層の厚さが実質的に同じであるように選択できることである。したがって、たとえばディスプレイなどのＯＬＥＤのアレイの製造方法を簡略化することができる。さらにこのアレイは、発光面、すなわちキャッピング層の外側表面によって形成される表面が、ほぼ均一な面であるように製造することができる。たとえば発光面は、平面として、またはＯＬＥＤの下にある層がすでに湾曲している場合は曲面として形成することができる。
【００１９】
現状において、キャッピング層の厚さは、第２の電極とキャッピング層との間の境界面からキャッピング層の外側表面までが測定される。さらに、「反射率」という表現は、ＯＬＥＤデバイス全体の反射率、すなわち、反射光の強さと入射光の強さの比として理解される。具体的に言えば、ＯＬＥＤデバイス全体の反射率を低減させることによって、外部光、すなわち、たとえば太陽またはオフィス内の人工的な光源などの外部光源からの入射光の反射が低減される。これは、キャッピング層の厚さを、たとえばＯＬＥＤのキャッピング層の外側表面などの１つの境界面から反射される入射光と、たとえば第１の電極層に隣接する有機層とＯＬＥＤの第１の電極との間の境界面などの他の境界面から反射される他の入射光との間に減殺的干渉が発生するような厚さに適合することによって達成することができる。
【００２０】
さらに本発明の好ましい実施形態について、従属請求の範囲で記述する。この実施形態は、本発明による有機発光デバイスに関連して説明されるが、本発明による方法および複数の有機発光デバイスを備えるアレイにも関する。
【００２１】
第１の電極は、複数の副層（sublayer）を備えることができる。
【００２２】
ある実施形態では、第１の電極は反射層を備える。好ましくは、反射層は、少なくとも１つの有機材料層とは反対側の第１の電極上に配置され、すなわち第１の電極は、反射層と少なくとも１つの有機材料層との間に配置される。
【００２３】
好ましくは、反射層は誘電体層を備えることができる。他の実施形態では、反射層は、金属層、具体的にはアルミニウム層または銀層を備える。
【００２４】
反射層は、生成された光が反射層から第２の電極方向に反射されるため、有機発光デバイスの効率を増加させることができるという利点を与える。具体的に言えば、アルミニウムは、一般的な処理ステップで容易に処理することができ、低コスト材料であるため、ＯＬＥＤの反射層に好適な材料である。さらにアルミニウムは、高反射性を示すように容易に処理されるため、たとえば、ＷＯ ０３／０５５２７５号に記載されたある方法で表面が処理された場合、同時にＯＬＥＤの電極として使用することができる反射層を提供するのに好適である。反射層を使用することによって、トップエミッション型ＯＬＥＤの効率を、透明な第１の電極を介して発光するＯＬＥＤ、いわゆる基板透過エミッション型ＯＬＥＤの効率よりも高い値に上げることができる。
【００２５】
好ましくは、第１の電極はインジウム錫酸化物を備える。インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）は、ＩＴＯが透明であり、比較的高い仕事関数を示すことから、ＯＬＥＤの第１の電極に好適な材料である。
【００２６】
さらに他の実施形態では、有機発光デバイスは、第１の電極と第２の電極との間に配置された複数の有機材料層を備える。複数の有機材料層を使用することで、ＯＬＥＤの効率をさらに上げることができる。複数の有機材料層のうちの２つの有機材料層間の境界面は、少なくとも１つの電荷担体タイプ（電子または正孔）について、ＯＬＥＤを介する電流を防ぐ障壁として働くことができる。したがって、少なくとも１つの電荷担体タイプが境界面に蓄積し、それ故、電子および正孔の再結合の可能性が増加して、ＯＬＥＤの効率を上げることにつながる。
【００２７】
さらに他の実施形態では、第２の電極は複数の第２の電極の副層を備える。好ましくは、第２の電極は、ＬｉＦ層、Ａｌ層、Ｌｉ２Ｏ層、ＣｓＦ層、安息香酸Ｌｉ層、Ｌｉアセトネート、カルシウム層、マグネシウム層、チタン層、銀層の１つまたはこれらの任意の組合せを備える。これらの材料はすべて、第２の電極用の材料として好適な材料であり、比較的低い仕事関数を提供する。具体的に言えば、ＬｉＦ層またはＡｌ層もしくは両方を有する第２の電極は、比較的低い仕事関数を提供するため、効率的である。同時に、薄いＬｉＦ／Ａｌ層を有する第２の電極は、ＯＬＥＤによって生成された光を、それを介して発するのに適している。ＬｉＦ層の適切な厚さは０．３ｎｍの範囲であり、一方、Ａｌ層の適切な厚さは０．１ｎｍおよび１．０ｎｍの間である。
【００２８】
好ましくは、キャッピング層の厚さは、異なる光の波長に対して外部光源の反射率を低減するように適合される。異なる光の波長に対してデバイスの性能が向上するようにキャッピング層の厚さを適合させることにより、たとえば赤、緑および青の異なる色の光についてキャッピング層の厚さが好適にはほぼ同じであるため、容易な方法で異なる色の光を発するＯＬＥＤを備えるディスプレイを製造することができる。
【００２９】
さらに、異なる色について異なる厚さを有する電子または正孔もしくは両方の輸送層が使用される場合、電子または正孔もしくは両方の輸送層の厚さにおけるこれらの相違を補償してＯＬＥＤアレイの平滑な表面をもたらすように、キャッピング層の厚さも同様に適合させることができる。この適合は、ＯＬＥＤの均一または平坦な表面が達成できるように、異なる波長に対して好適な屈折率を有する材料を選択することによって、達成することができる。すなわち、異なる色についての光路長の相違が、異なる色についての電子または正孔もしくは両方の輸送層の厚さの相違と同じであるように、異なる色についてのキャッピング層の材料または材料の屈折率もしくはこれら両方が選択される。光路長は、ＯＬＥＤの、および好ましくはＯＬＥＤ全体、すなわちＯＬＥＤスタック全体の、いくつかの色の反射率を低減し、光の強さ、すなわち輝度を増加させるものである。
【００３０】
さらに他の実施形態では、キャッピング層は複数のキャッピング副層を備える。好ましくは、各キャッピング副層の屈折率は異なる。個々のキャッピング副層の屈折率は、第１の電極からの個々のキャッピング副層それぞれの距離を基準に、単調に増加または減少することができる。説明する方法では、副層の屈折率の単調増加または単調減少によって、キャッピング層の厚さ全体にわたるキャッピング層の屈折率に傾斜が与えられる。
【００３１】
一実施形態によれば、キャッピング層は異常分散を伴う材料を含む。キャッピング層について異常分散を伴う材料を使用することによって、異なる光の波長に適合するキャッピング層を達成することができるが、異なる色の光を発するＯＬＥＤのキャッピング層は同じ厚さを有する。これは、異常分散を伴う材料が光の波長の増加に伴って屈折率も増加するという事実によって可能である。このように、キャッピング層の使用に欠かせない光路長は、波長と共に増加する。したがって、波長に伴う屈折率の増加および光路長の増加を、互いに一致させることができる。それ故、たとえば赤、緑、または青色の光を発するＯＬＥＤなどの、対応するＯＬＥＤによって発せられる光の色に関係なく、すべてのキャッピング層について同じキャッピング層の厚さを達成することができる。
【００３２】
キャッピング層の材料は、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＰｂＴｅの１つまたはこれらの組合せとすることができる。これらの材料はすべて、一般的なＯＬＥＤが参照する波長間隔、すなわち、原則的に約４００ｎｍから７００ｎｍの可視光の間隔の、全部または一部において、異常分散を示す材料である。キャッピング層に好適な材料は、１．６から４の間、好ましくは２から３の間の屈折率を有する。キャッピング層の材料の分散は、最も好ましくは、屈折率が、波長４００ｎｍの光で約２．３、波長７００ｎｍの光で約２．７の範囲内である。しかしながら、１．６から２．２などの低い屈折率または２．８から４などの高い屈折率を有する材料は、キャッピング層なしのＯＬＥＤに比べて、すでに改善されている。それ故、これらの材料を使用すると、キャッピング層の外側表面の反射率の低減およびキャッピング層の透過率の増加に関して、キャッピング層による改善が容易に達成できる。
【００３３】
他の実施形態では、キャッピング層は強誘電体材料または液晶材料あるいはその両方を含む。強誘電体材料ならびに液晶材料は、材料の屈折率を制御する可能性を示す。それ故、屈折率を、および屈折率に関して光路長を制御することができる。したがって、屈折率を調整すること、ならびに、生成された光のキャッピング層を介したアウトカップリングは増加するが、たとえばアノードなどの第１の電極材料およびたとえばカソードなどの第２の電極材料の選択されたセットについて、外部光の反射率を低減させるために働くキャッピング層の厚さを計算することが可能である。強誘電体材料および液晶材料は、異常分散を有する材料として動作する、具体的には制御可能な分散を有する材料として動作するように制御することができる。
【００３４】
キャッピング層は、第３の電極と第４の電極との間に配置することができる。強誘電体材料または液晶材料を含むキャッピング層を２つの電極間に配置することによって、キャッピング層の屈折率を制御するための効率的な方法が提供される。これらの材料は、それらがさらされる電界の強度によって、それらの屈折率を変化させる。それ故、各色についての屈折率は、第３の電極と第４の電極の間にキャッピング層を配置し、これらの電極によって提供される電界を変化させることによって、キャッピング層の異常分散をシミュレートしながら個々に設定することができる。たとえば、液晶材料ＭＢＢＡ（ｐ−ｍｅｔｈｏｘｙ− ｂｅｚｙｌｉｄｅｎｅ− ｐ’−ｂｕｔｙｌａｎｉｌｉｎｅ）およびＢＭＡＯＢ（ｐ− ｂｕｔｙｌ− ｐ’− ｍｅｔｈｏｘｙ− ａｚｏｏｘｙｂｅｎｚｅｎｅ）は、それらの屈折率を１．５から１．８および１．６から２．０に、それぞれ変化させる。キャッピング層としての液晶材料の場合、第３の電極は好ましくは、たとえばダイアモンド・ライク・カーボンを使用して、液晶材料が配置された層の向きと液晶材料が整列するように処理される。本発明によれば、第１の電極または第２の電極も、第３の電極と同様に使用することができる。
【００３５】
要約すると、本発明の一態様によれば、たとえば、有機発光ダイオード、または電流がデバイスを通って流れている場合に光を発する任意のデバイスなどの、トップエミッション型有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）の輝度およびとりわけコントラスト比は、ＯＬＥＤの１つの電極層上に誘電体キャッピング層を形成することによって増加する。この特徴を示す好適な材料は、この有利な機能を提供するように選択することができる。より好ましい方法では、好ましくは０から５０ｎｍの間の所定のキャッピング層厚さの範囲内でのキャッピング層厚さの増加と共に、輝度が増加する材料を選択することができる。さらにより好ましい方法では、所定の厚さ範囲内でのキャッピング層厚さの増加と共に、反射率が低減する材料を選択することができ、より好ましくは、同じ厚さ範囲内で輝度が増加する材料が使用できる。最も好ましい実施形態では、輝度が少なくとも極小を示し、反射率が少なくとも極小を示すかまたは少なくとも極小に比較的近いキャッピング層の厚さを選択することができる。ここで比較的近いというのは、次の最小から１０ｎｍの範囲内、好ましくは最小から５ｎｍ未満の距離であると解釈することができる。誘電体キャッピング層は、ＯＬＥＤによってどちらの電極を通じて光が発せられるかの選択に依存して、ＯＬＥＤのアノードまたはカソードのいずれかの上に形成することができる。キャッピング層の厚さは、外部光の反射および生成された光のキャッピング層を介したアウトカップリングを、物理的に可能な範囲内の所望の値まで向上させるように適合することができる。具体的に言えば、この厚さは、ＯＬＥＤによって発せられる光の異なる波長に対して厚さが等しくなるように決定することができる。
【００３６】
具体的に言えば、キャッピング層の表面の反射率を適合させることによって、外部光源からの入射光の反射が低減され、それによりＯＬＥＤのコントラスト比が向上する。これは、たとえばＯＬＥＤのキャッピング層の外部表面などの、１つの境界面から反射される入射光と、たとえば、ＯＬＥＤの第１の有機層とたとえばアノードなどの第１の電極層との間の境界面からなど、他の境界面から反射される他の入射光との間で減殺的干渉が発生するような厚さへとキャッピング層の厚さを適合させることによって達成することができる。
【００３７】
好ましくは、キャッピング層は、キャッピング層を介する光路長が通過光の波長の増加に伴って増加するような異常分散を示す誘電体材料で作られる。従来の誘電体材料は正常（normal）分散を示すが、いくつかの誘電体材料、たとえば、ＰｂＴｅ、ＰｂＳｅ、何らかのガラスまたは液体、あるいはＰｂＳまたはＺｎＳまたはＺｅＳｎまたはそれらの組み合わせなどの狭バンドギャップ半導体は、異常分散を示すため、これらの材料はキャッピング層用に選択するのに好適であるとみなされる。異常分散材料を使用する場合、光路長はキャッピング層の所与の厚さでの波長の増加と共に増加するが、正常の分散を示す従来の誘電体材料では、波長の増加と共に光路長の減少が見られる。キャッピング層の材料の屈折率は、好ましくは４００ｎｍの波長に対して約２．３、７００ｎｍの波長に対して約２．７である。しかしながら、１．６から２．２の間の低い屈折率または２．７を超える高い屈折率の材料は、キャッピング層のないＯＬＥＤに比べてすでに改善されている。それ故、キャッピング層に対する異常分散を示す誘電体材料を使用することによって、異なる色の光を発するＯＬＥＤのカソード上に配置された同じ厚さのキャッピング層を使用することができる容易な方法が提供される。これは、異なるＯＬＥＤ、すなわち異なる色の光を発するＯＬＥＤのアレイをパターン化する作業の少ない製造方法の簡略化という利点につながる。
【００３８】
別の方法または追加の方法として、キャッピング層は、外部電界によって設定可能な屈折率を有する強誘電体材料または液晶材料を含むことができる。それ故、これらの材料を含むキャッピング層が２つの電極間に挟まれている場合、各色、すなわち１つの色の光を発する各ＯＬＥＤの屈折率を個々に設定することができる。
【００３９】
本発明は、すべての色について均一のキャッピング層厚さを有するデバイスを製造するため、および電気的に調整可能な光学特性をＯＬＥＤに提供するための方法について説明する。本発明の他の利点は、光の出力の増加に加えて、より高いコントラスト比を達成するために反射性の低減が得られるように、キャッピング層が調整できることである。
【００４０】
さらに、キャッピング層の厚さの調整に加えて、反射率を低減させること、および同時に層のアウトカップリング効率を増加させる、すなわちＯＬＥＤの光の出力を増加させることによって、ＯＬＥＤを最適化するために、ＯＬＥＤのすべての層の厚さを調整することができる。アウトカップリング効率は、視野角、すなわち、ユーザがＯＬＥＤを見る角度に合わせることもできる。厚さの調整による反射率の低減は、ＯＬＥＤの異なる層間の異なる境界で反射される光線間の減殺的干渉の効果を使用することによって達成することができる。所定の屈折率および吸収係数を備えた電極金属を選択することによって、干渉を微調整することができる。減殺的干渉では、λ／２、すなわち、波長の半分または波長の半分の奇数倍の干渉に至る光線間の相対的位相シフトが使用される。振幅の合計が一致した場合、完全な消滅（annihilation）が発生する。
【００４１】
ＯＬＥＤのアノード、カソード、または有機層もしくはそれらの組合せは、単層構造によって、または複数層構造、いわゆるスタック（積層）のいずれかによって形成することができる。さらに、反射層は、ＯＬＥＤの効率を上げるために、ＯＬＥＤの一側面上に形成することができる。反射層は、金属材料または誘電体材料を含むことができる。
【００４２】
以下で、図面に表された実施形態を参照しながら本発明について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）を備える３つのサブピクセルのアレイを示す概略図である。本発明の実施形態では、有機発光デバイスは有機発光ダイオードである。アレイ３００の各ＯＬＥＤは、基板３０９を備える。示された実施形態では、基板３０９はガラス基板であり、その上にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）層３０１が形成される。ガラス基板３０９の下、すなわちＩＴＯ層３０１と反対側には、ミラー層３１０が形成される。ＩＴＯ層３０１は、有機発光ダイオードの第１の電極、たとえばアノードとして使用され、図３には示されていない電源に接続される。ミラー層３１０は、ＯＬＥＤの効率を上げるために形成される。こうしたミラー層３１０は、たとえば銀層または誘電体材料によって形成することができる。
【００４４】
別の方法としては、アルミニウムの層によってアノード３０１を形成することができる。この場合、ミラー層３１０は、アノード３０１のアルミニウムが反射性を有し、ミラー層それ自体として働くように、アノード３０１のアルミニウム層を処理することによって形成することができる。ミラー層３１０が誘電体反射材料によって形成される場合、ミラー層３１０は電極として使用されず、したがって誘電体ミラー層３１０の場合、別の電極層が配置される。
【００４５】
ＯＬＥＤのアクティブ部分、すなわちＯＬＥＤの有機部分は、ＩＴＯ層３０１上に形成することができる。図３に示されたＯＬＥＤでは、アクティブ部分は２つの副層を備える。第１の副層３０２は正孔輸送層３０２として形成される。正孔輸送層３０２は、α−ナフチルフェニルビフェニル・ジアミン（ＮＰＢ）または従来技術で周知の他の等価の材料で作ることができる。第２の副層３０３は電子輸送層として形成され、トリス（８−オキシチノリナト）（ｔｒｉｓ（８−ｏｘｙｃｈｉｎｏｌｉｎａｔｏ））アルミニウム（Ａｌｑ３）で形成することができる。別の方法としては、アクティブ部分は、たとえばＡｌｑ３で作られた単一の発光層を備えることができる。第１の副層３０２ならびに第２の副層３０３の好ましい厚さは、それぞれ約６０ｎｍである。ＯＬＥＤの有機部分は、エレクトロルミネッセンスを示す有機材料、たとえばポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｖｉｎｙｌｅｎ））（ＰＰＶ）などの高分子で形成することができる。
【００４６】
複数の副層３０２、３０３を備えるアクティブ部分を使用して、ＯＬＥＤの効率を上げることができる。アクティブ部分の２つの副層３０２、３０３間の境界面は、少なくとも１つの電荷担体タイプ（電子または正孔）について、ＯＬＥＤを介した流れを減らすかまたは阻止する、障壁として働く。したがって、少なくとも１つの電荷担体タイプが境界面に累積し、電子および正孔の再結合の可能性が増加して、ＯＬＥＤの効率を上げることにつながる。
【００４７】
多層構造、いわゆるスタックが、アクティブ部分上に形成される。多層構造は、ＯＬＥＤの第２の電極、たとえばカソードとして使用される。それ故、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示される概略的ＯＬＥＤは、多層カソード構造、すなわち複数の層を含むカソードを備える。多層カソード構造の第１の層３０５は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）層３０５である。ＬｉＦ層３０５の好ましい厚さは、約０．３ｎｍである。多層カソード構造の第１の層３０５は、アクティブ部分３０２、３０３上に形成される。多層カソード構造の第２の層３０６は、第１の層３０５上に形成される。第２の層３０６はアルミニウム（Ａｌ）で形成され、０．１ｎｍから０．６ｎｍの間の好ましい厚さを有する。図３（ａ）〜図３（ｃ）に示された実施形態では、また、多層カソード構造は第３の層３０７を備える。第３の層３０７は銀で作られ、約２０ｎｍの好ましい厚さを有する。銀層３０７の目的は、カソードの抵抗を低減することである。
【００４８】
カソードは、多層カソード構造に限定されることなく、単層で形成することもできる。こうした単層カソードには、アルミニウムまたはカルシウムまたはマグネシウムまたはマグネシウム／銀の合金を含む材料を使用することができる。通常、カルシウムまたはマグネシウム・カソードを有するＯＬＥＤは、カルシウムまたはマグネシウム層の厚さがアルミニウム層の厚さと同じである場合、光の可視スペクトル（たとえば波長約５５０ｎｍ）において、アルミニウムで形成されたカソードを有するＯＬＥＤによって提供される輝度よりも約３０％高い輝度を提供する。
【００４９】
キャッピング層３０８は、カソード・スタック上に、すなわち図３のカソード・スタックの第３の層３０７上に形成される。この例では、キャッピング層３０８は、可視光の範囲内、すなわち波長が４００ｎｍから７００ｎｍの間の光で異常分散を示す誘電体材料で作られる。異常分散は、屈折率ｎが角周波数ωと共に減少する、すなわち屈折率ｎが波長λと共に増加する分散のタイプである。キャッピング層３０８に好適な材料はセレン化鉛（ＰｂＳｅ）または硫化鉛（ＰｂＳ）またはセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）または硫化亜鉛（ＺｎＳ）またはテルル化鉛（ＰｂＴｅ）である。異常分散を示す材料を使用することで、異なる色を発するＯＬＥＤに対して同じ厚さのキャッピング層３０８が使用できるようになる。
【００５０】
キャッピング層３０８は、外部光の反射が低減され、同時に、ＯＬＥＤによって生成された光のキャッピング層３０８を介したアウトカップリングが増加する効果を有するように選択される。これは、本明細書でより詳細に説明するように、材料および厚さの選択の問題である。
【００５１】
図３（ａ）〜図３（ｃ）では、正孔輸送層３０２および電子輸送層３０３が異なる色に対して同じ厚さを有するように示されているが、電子輸送層または正孔輸送層もしくは両方３０２、３０３は、異なる色に対して異なる厚さを有することができる。この場合、キャッピング層３０８の厚さは、電子輸送層または正孔輸送層もしくは両方３０２、３０３の厚さにおけるこれらの差異を補償するようにも適合することができ、これにより均一または平坦な面が生じる。この適合は、異なる波長に対して好適な屈折率の材料を選択することによって達成することができる。すなわち、異なる色に対する光路長における差異が、異なる色に対する電子輸送層または正孔輸送層もしくは両方の厚さにおける差異と同じであるように、異なる色に対するキャッピング層３０８の材料または材料の屈折率もしくは両方が選択される。光路長は、ＯＬＥＤ全体、すなわちＯＬＥＤスタック全体の反射率が減少し、輝度が増加するように選択される。
【００５２】
図４は、本発明の他の実施形態によるＯＬＥＤ４００を示す概略図である。図４の実施形態では、ＯＬＥＤ４００は銀を含むミラー層４０１を備える。ミラー層４０１は、光を反射させて戻すことによって、ＯＬＥＤの光の出力を増加させるために使用される。インジウム錫酸化物で作られた電極層４０２が、ミラー層４０１上に形成される。ＩＴＯ層４０２は、ＯＬＥＤ４００の第１の電極、たとえばアノードとして使用され、図４には示されていない電源に接続される。別の方法としては、アノード４０２はアルミニウムで形成することが可能であり、アノード４０２が反射性を有するようにアノード４０２のアルミニウムが処理された場合、ミラー層４０１は省略することができる。
【００５３】
ＯＬＥＤのアクティブ部分４０３、すなわち有機部分が、アノード４０２上に形成される。図４に概略的に示されたＯＬＥＤでは、ＯＬＥＤの発光層として働くアクティブ部分はＡｌｑ３で作ることができる。発光層４０３の好ましい厚さは約１２０ｎｍである。別の方法としては、アクティブ部分４０３は、図３に関して説明されたように、ＯＬＥＤの効率を上げるために、複数の副層を備える多層として形成することができる。
【００５４】
第２の電極層４０４が、アクティブ部分４０３上に形成される。第２の電極層４０４は、ＯＬＥＤの第２の電極４０４、たとえばカソードとして使用される。図４に示された概略的ＯＬＥＤでは、カソード４０４はアルミニウムで作られる。別の方法としては、図３に関して説明されたように、カソード４０４は多層カソード構造として形成することができる。
【００５５】
第３の電極４０５がカソード４０４上に形成される。第３の電極４０５は、強誘電体材料または液晶材料で作られ、第３の電極４０５上に形成されるキャッピング層４０６の屈折率を制御するために使用される。
【００５６】
第４の電極４０７がキャッピング層４０６上に形成される。第３の電極４０５および第４の電極４０７は、キャッピング層４０６の屈折率を制御するために使用される。
【００５７】
すでに述べたように、強誘電体材料ならびに液晶材料は、それらの屈折率を制御する可能性を示す。それ故、こうした材料によって形成されるキャッピング層４０６の屈折率、および屈折率に関連する光路長を制御することができる。したがって、ＯＬＥＤスタック全体の反射率が低減され、キャッピング層４０６を介したアウトカップリングが増加するように、キャッピング層４０６の屈折率を調整することおよび厚さを計算することが可能である。記述された方法では、強誘電体材料および液晶材料が、異常分散を有する材料として動作するように、具体的には制御可能な分散を有する材料として動作するように制御することができると言える。
【００５８】
強誘電体材料または液晶材料を含むキャッピング層４０６を第３の電極４０５と第４の電極４０７との間に配置することによって、キャッピング層４０６の屈折率を制御するための効率的な方法が提供される。これらの材料は、現在の電界の強さに従ってそれらの屈折率を変化させる。それ故、各色に対する屈折率を個々に設定し、キャッピング層４０６を第３の電極４０５と第４の電極４０７との間に配置すること、およびこれらの電極４０５、４０７によって提供される電界を変化させることによって、キャッピング層４０６の異常分散をシミュレートすることができる。別の方法としては、ＯＬＥＤの第２の電極４０４は、第３の電極４０５としても使用することができる。キャッピング層４０６として液晶材料を使用する場合、第３の電極４０５は、好ましくは、たとえばダイアモンド・ライク・カーボンを使用して、液晶材料が整列するように処理される。
【００５９】
図５にはシミュレーションの結果が示される。反射率および輝度が同時に向上されるという本発明の態様の実現可能性を示すために、シミュレーションが実行された。図５では、白色光の反射率、ならびに赤、緑および青の光の発光輝度に関するシミュレーション結果が描かれている。さらに、ガラス基板３０９、７０ｎｍの厚さを有するアルミニウムで作られたたとえばアノード層などの第１の電極層３０１、５ｎｍの厚さを有するフッ素化炭素（ＣＦＸ）で作られた副層、４０ｎｍから８０ｎｍの間の厚さを有するＮＰＢで作られた正孔輸送層として働く第１の副層３０２、１０ｎｍの厚さを有する発光層、４０ｎｍから７０ｎｍの厚さのＡｌｑ３の電子輸送層３０３、および１０ｎｍの厚さを有するアルミニウムで作られたたとえばカソードなどの第２の電極３０５〜３０７を備えるＯＬＥＤに基づいてシミュレーションが実行された。ＺｎＳｅで作られたキャッピング層３０８が、カソード３０５〜３０７上に形成される。シミュレーションでは、キャッピング層３０８の厚さは３０ｎｍから７０ｎｍの間で、５ｎｍずつ変化した。さらに、波長が２０ｎｍずつ変動する３８０ｎｍから７８０ｎｍの間の波長の光について、反射率および輝度が調べられた。
【００６０】
図５（ａ）は、緑色光のアウトカップリングされた輝度および白色光の反射率に対するキャッピング層３０８の厚さ（Ａｌｑ３：６５ｎｍ、ＮＰＢ：５５ｎｍ）を描いた図である。厚さは、０ｎｍから７０ｎｍの間で変動させた。反射率は、約４５ｎｍのキャッピング層厚さで６５％から約３０％への減少を示した後、７０ｎｍのキャッピング層厚さで５０％への増加を示す。同時に、アウトカップリングされた輝度は、０ｎｍ厚さのキャッピング層３０８に対する相対値０．１５から、４５ｎｍの同じキャッピング層厚さに対する最大値０．３３へと増加し、ここで反射率はその最小値となった。
【００６１】
図５（ｂ）は、青色光の反射率およびアウトカップリングされた輝度に対するキャッピング層３０８の厚さを描いた図である。厚さは０ｎｍから７０ｎｍの間で変動させた（Ａｌｑ３：５５ｎｍ、ＮＰＢ：５０ｎｍ）。青色光の輝度は、０ｎｍキャッピングでの０．１５から、対応する３５ｎｍのキャッピング層厚さでの０．２８への増加を示し、その後７０ｎｍのキャッピング層厚さで０．１６へとわずかな減少を示す。対応する反射率は、３５ｎｍで最小１５％という反対の挙動を示す。
【００６２】
図５（ｃ）は、赤色光の輝度および反射率に対するキャッピング層３０８の厚さを描いた図である。厚さは、０ｎｍから７０ｎｍの間で変動させた（Ａｌｑ３：７０ｎｍ、ＮＰＢ：５５ｎｍ）。赤色光の輝度は、０ｎｍのキャッピング層厚さに対応する０．０９から、約４５ｎｍのキャッピング層厚さでの最大０．１９への増加を示し、その後、７０ｎｍのキャッピング層厚さで０．１３への減少を示す。さらに反射率は、４５ｎｍのキャッピング層で最小値２９％を有する。
【００６３】
図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）から、白色光の最小反射率とほぼ同じキャッピング層厚さで、緑、赤および青色の光の最大輝度を達成できることがわかる。対応するキャッピング層３０８の厚さは、３５ｎｍから４５ｎｍの間で変動させる。それ故、所定のキャッピング層３０８の厚さは、外部光源の反射率が低減する一方で、生成される光のキャッピング層３０８を介したアウトカップリングされる輝度は増加するように適合させることができる。
【００６４】
要約すると、本明細書では、すべての色についてほぼ１つのみのキャッピング層厚さを有する改良されたディスプレイを製造するための方法、および電気的に調整可能な光学的特性を有するＯＬＥＤを提供するための方法が説明される。本発明の他の利点は、出力される光は増加するのに対して、より高いコントラスト比を達成するために反射率の低減が得られるように、キャッピング層３０８が調整できることである。
【００６５】
さらに、キャッピング層３０８の厚さを調整することに加えて、たとえば反射率を低減し、同時に層の透過性を増加させること、すなわちＯＬＥＤの出力光を増加させることによって、ＯＬＥＤを改善するためにＯＬＥＤのすべての層の厚さを調整することができる。厚さの調整は、ＯＬＥＤの異なる層間の異なる境界面で反射される光線間の減殺的干渉の効果を使用することによって達成することができる。減殺的干渉では、λ／２、すなわち、波長の半分の干渉に至る光線間の相対的位相シフトが使用される。
【００６６】
以上、本発明およびその利点について詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、置換、および修正が行えることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来技術による一般的な有機発光ダイオードを示す概略図である。
【図２】従来技術による有機発光ダイオードを備える異なる波長の光を発する３つのサブピクセルを示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態による有機発光デバイスを備えるアレイを示す概略図である。
【図４】本発明の他の実施形態による有機発光デバイスを示す概略図である。
【図５】本発明によるＯＬＥＤに関するシミュレーションの結果を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光デバイス、それを製造するための方法、および複数の有機発光デバイスを備えるアレイを提供する。
【背景技術】
【０００２】
ここ数年、ノートブックおよび携帯情報端末などの移動体情報および電気通信デバイスが急速に発達してきた。対応するデバイスは、より軽量化およびより効率化されつつある。近年、こうしたデバイス向けのフラット・パネル・ディスプレイがますます普及してきている。現在では、フラット・パネル・ディスプレイとしていわゆる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が使用されているが、ＬＣＤには、たとえば背景照明が必要であることおよび視野角が限られていることなど、いくつかの欠点がある。
【０００３】
フラット・パネル・ディスプレイには、液晶に加えて、有機発光ダイオード、いわゆる有機ＬＥＤまたはＯＬＥＤを使用することができる。こうした有機ＬＥＤは、より高い発光効率およびより広い視野角を有する。有機ＬＥＤの基本的特徴は、特定有機材料のエレクトロルミネッセンスである。特定の有機材料は、第１の近似で、対応する有機ＬＥＤによって発せられる光の色、すなわち波長を決定する。
【０００４】
図１は、既知の有機ＬＥＤ１００を示す概略図である。一般的な有機ＬＥＤ１００は、一般に、ガラスまたは同様の透明材料で作られた基板１０１を備える。基板１０１の上に、アノード層１０２が形成される。好ましくは、アノード層１０２は比較的高い仕事関数を有する材料で作られ、可視光線に対してほぼ透明である。したがって、アノード層１０２の典型的な材料はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）である。アノード層１０２の上にエレクトロルミネッセンス材料の層１０３が形成され、有機ＬＥＤ１００の発光層１０３として働く。発光層１０３を形成するための一般的な材料は、Ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｖｉｎｙｌｅｎ）（ＰＰＶ）などの高分子およびｔｒｉｓ（８−ｏｘｙｃｈｉｎｏｌｉｎａｔｏ）アルミニウム（Ａｌｑ３）などの分子である。分子の場合、発光層１０３は、通常、いくつかの分子層を備える。アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、またはマグネシウム（Ｍｇ）などのより低い仕事関数を有する材料のカソード層１０４が、発光層１０３の上に形成される。カソード層１０４およびアノード層１０２は、動作時に電源１０５に接続される。
【０００５】
エレクトロルミネッセンスの基本原理、それ故、有機ＬＥＤの基本原理は、以下のとおりである。アノード層１０２およびカソード層１０４は、電荷担体、すなわち電子および正孔を、発光層１０３、すなわちアクティブ層に注入する。発光層１０３内を電荷担体が輸送され、反対の電荷の電荷担体がいわゆるエキシトン、すなわち励起状態を形成する。光を生成することによって、エキシトンは放射状に基底状態に崩壊する。生成された光は、その後、有機ＬＥＤにより、ＩＴＯなどの透明材料で作られたアノード層１０２を介して発せられる。生成される光の色は、有機層１０３に使用される材料によって異なる。
【０００６】
さらに、いわゆる多層有機ＬＥＤも知られている。多層有機ＬＥＤは、複数のカソード層、複数の有機層、または複数のアノード層もしくはそれらの任意の組合せを備える。複数の有機層を使用することにより、単一の有機層を備える有機ＬＥＤに比べて、有機ＬＥＤの効率を上げることができる。複数の有機層の２つの有機層間の境界面は、少なくとも１つの電荷担体タイプ（電子または正孔）について、ダイオードを通過する電流を減少させる障壁として働くことができる。それ故、少なくとも１つの電荷担体タイプが境界面に蓄積し、それ故、電子および正孔の再結合の可能性が上がることにより、有機ＬＥＤの効率向上につながる。
【０００７】
Ｌ．Ｓ． Ｈｕｎｇ他の、「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ ＬｉＦ／Ａｌ ｂｉｌａｙｅｒ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．７８、Ｎｏ．４（２００１年１月２２日）、５４４〜５４６ページでは、生成された光が有機ＬＥＤのアノードを介して発せられる代わりにカソードを介して発せられる有機ＬＥＤが開示されている。こうした有機ＬＥＤの概略図が図２に示されている。有機ＬＥＤ２００の基板として、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）層２０１が与えられる。アルファ−ナフチルフェニルビフェニル（α−ｎａｐｈｔｙｌｐｈｅｎｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）ジアミン（ＮＰＢ）層２０２がＩＴＯ基板２０１上に形成され、正孔輸送層として働く。ＩＴＯ基板２０１の下には、反射銀ミラー２０９が形成される。Ａｌｑ３層２０３が正孔輸送層２０２上に形成され、電子輸送／発光層として働く。さらに、Ａｌｑ３層２０３の上にカソード２０４が形成される。
【０００８】
カソード２０４は、光学的に透過性であり、有機ＬＥＤに対する電子注入接点として効果的な、いわゆる多層カソード構造として、複数のカソード層によって形成される。多層カソード構造は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）の極薄層２０５、電子注入接点としてのＡｌ層２０６、およびシート抵抗削減のための銀層２０７を備える。さらに、光の透過を向上させるための透明な誘電体層２０８が、多層カソード構造の上に形成される。この透明な誘電体層２０８は、カソード２０４、すなわち多層カソード構造を介した光の発光効率を向上させるために使用される。
【０００９】
この有機ＬＥＤでは、生成された光はカソード２０４を介して発せられる。こうした有機ＬＥＤは、トップエミッション型有機ＬＥＤとも呼ばれる。トップエミッションは、カソード２０４がＬｉＦ／Ａｌ２重層を備えることから可能である。ＬｉＦ層２０５の適切な厚さは約０．３ｎｍとされ、Ａｌ層２０６の適切な厚さは０．１ｎｍから１．０ｎｍの間とされる。キャッピング層とも呼ばれる誘電体層２０８には、Ａｌｑ３またはＭｇＯが使用できる。
【００１０】
この有機ＬＥＤの欠点の１つが、有機ＬＥＤの色、すなわち特定の有機ＬＥＤから発せられる光の波長に合わせて、屈折誘電体層２０８の厚さを調節しなければならないことである。すなわち、異なる色を発光する各有機ＬＥＤは、有機ＬＥＤの効率を上げるために、異なる厚さの屈折層２０８を有するものとしなければならない。したがって、異なる色を発光する有機ＬＥＤを備えるフラット・パネル・ディスプレイが製造される場合、各色の有機ＬＥＤについて、屈折誘電体層２０８の厚さが異なる。この欠点を概略的に示すために、図２は、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）の３つの部分に分けられている。図２（ａ）と示された左側の部分は、たとえば青色光などの比較的短い波長の光を発するための有機ＬＥＤを示し、比較的薄い屈折誘電体層２０８を有する。図２（ｂ）と示された中央の部分は、たとえば緑色光または黄色光などの中波長の光を発するための有機ＬＥＤを示し、図２（ａ）に示された屈折誘電体層２０８よりも厚い屈折誘電体層２０８を有する。図２（ｃ）と示された右側の部分は、たとえば赤色光などの比較的長い波長の光を発するための有機ＬＥＤを示し、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されたものよりも厚い屈折誘電体層２０８を有する。波長が長くなるほど、屈折誘電体層２０８の目的を達成するために、すなわち有機ＬＥＤの光の出力を増加させるために、屈折誘電体層２０８内の光路長を長くしなければならない。さらに、有機ＬＥＤのアルファ−ナフチルフェニルビフェニル（α−ｎａｐｈｔｙｌｐｈｅｎｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）ジアミン（ＮＰＢ）層２０２およびＡｌｑ３層２０３の厚さも、同様に適合させなければならない。
【００１１】
したがって、各ピクセルが単一の有機ＬＥＤによって実現される、赤、緑および青の複数のピクセルを備えるディスプレイでは、各色について異なる厚さの層を有する屈折誘電体層２０８を有機ＬＥＤ上に堆積させなければならない。これにより、複数の有機ＬＥＤを備えるディスプレイを製造する方法の処理が複雑かつ困難になり、すなわち、あらゆる厚さの屈折誘電体層２０８に対して別々の処理ステップが必要となる。
【００１２】
こうした有機ＬＥＤの他の欠点は、屈折誘電体層２０８が光の出力、すなわち輝度を増加させても、有機ＬＥＤのコントラスト比は依然として相対的に低いことである。
【特許文献１】ＷＯ ０３／０５５２７５号
【非特許文献１】Ｌ．Ｓ． Ｈｕｎｇ他の、「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ ＬｉＦ／Ａｌ ｂｉｌａｙｅｒ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．７８、Ｎｏ．４（２００１年１月２２日）、５４４〜５４６ページ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、従来技術の有機ＬＥＤおよび複数の有機ＬＥＤを備えるディスプレイの少なくともいくつかの欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に配置された少なくとも１つの有機材料層と、第２の電極上に配置された誘電体キャッピング層とを有する多層構造を備えた有機発光デバイスを対象とする。キャッピング層は、外部光の反射率は減少するが、キャッピング層を介した少なくとも１つの有機材料層内で生成される光のアウトカップリング（outcoupling）は増加するという効果を得るために選択される。好ましくは、反射率が極小まで減少する厚さを選択できるように、材料を選択することができ、同じ厚さで、輝度とも呼ばれる生成される光のアウトカップリングも極小または極小に近くなる。
【００１５】
本発明の他の態様では、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に配置された少なくとも１つの有機材料層と、第１の電極とは反対側の第２の電極の側面上に配置され、少なくとも１つの有機材料層内で生成された光を発するための第２の電極とは反対側の外側表面を備えるキャッピング層とを有する有機発光デバイスを製造する方法が提供される。この方法は、第１の電極を提供するステップと、第１の電極上に少なくとも１つの有機層を形成するステップと、少なくとも１つの有機層上に第２の電極を形成するステップと、第２の電極上にキャッピング層を形成するステップとを含む。キャッピング層によって、外部光の反射率が低減し、キャッピング層の少なくとも１つの有機材料層内で生成された光のアウトカップリングが増加する。
【００１６】
本発明の他の態様では、複数の有機発光デバイスのアレイが提供される。各有機発光デバイスは、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に配置された少なくとも１つの有機材料層と、第１の電極とは反対側の第２の電極上に配置された誘電体キャッピング層とを有する多層構造を備え、キャッピング層は、少なくとも１つの有機材料層内で生成された光を発するための第２の電極とは反対側の外部表面を備える。各有機発光デバイスのキャッピング層は、外部光の反射率低減を実現するが、少なくとも１つの有機材料層内で生成された光のキャッピング層を介したアウトカップリングは増加する。複数の有機発光デバイスのうちの少なくとも１つの有機発光デバイスは、複数の有機発光デバイスのうちの他の有機発光デバイスの光の色と異なる色の光を発する。さらに、複数の有機発光デバイスのうちのそれぞれの有機発光デバイスのキャッピング層は、ほぼ等しい厚さを有する。好ましくは、この厚さは、第１の電極および第２の電極のために選択された材料セットについて、外部光の反射率は低減するが、少なくとも１つの有機材料層内で生成された光のキャッピング層を介したアウトカップリングは増加するように適合される。
【００１７】
本発明のユニークな特徴は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）のキャッピング層がキャッピング層全体にわたって同じ厚さを示すことができると同時に、ＯＬＥＤ全体、すなわちＯＬＥＤスタック（積層）全体の反射率は低減し、光の強さ、すなわち輝度は増加することである。驚いたことに発明者らは、反射率および輝度を同時に向上させることが可能であり、これがより輝度および効率が高く、よりコントラスト比の高い、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）につながることを発見した。
【００１８】
本発明によるＯＬＥＤのアレイの利点は、各単一のＯＬＥＤが発する光の色に関係なく、各ＯＬＥＤのキャッピング層の厚さが実質的に同じであるように選択できることである。したがって、たとえばディスプレイなどのＯＬＥＤのアレイの製造方法を簡略化することができる。さらにこのアレイは、発光面、すなわちキャッピング層の外側表面によって形成される表面が、ほぼ均一な面であるように製造することができる。たとえば発光面は、平面として、またはＯＬＥＤの下にある層がすでに湾曲している場合は曲面として形成することができる。
【００１９】
現状において、キャッピング層の厚さは、第２の電極とキャッピング層との間の境界面からキャッピング層の外側表面までが測定される。さらに、「反射率」という表現は、ＯＬＥＤデバイス全体の反射率、すなわち、反射光の強さと入射光の強さの比として理解される。具体的に言えば、ＯＬＥＤデバイス全体の反射率を低減させることによって、外部光、すなわち、たとえば太陽またはオフィス内の人工的な光源などの外部光源からの入射光の反射が低減される。これは、キャッピング層の厚さを、たとえばＯＬＥＤのキャッピング層の外側表面などの１つの境界面から反射される入射光と、たとえば第１の電極層に隣接する有機層とＯＬＥＤの第１の電極との間の境界面などの他の境界面から反射される他の入射光との間に減殺的干渉が発生するような厚さに適合することによって達成することができる。
【００２０】
さらに本発明の好ましい実施形態について、従属請求の範囲で記述する。この実施形態は、本発明による有機発光デバイスに関連して説明されるが、本発明による方法および複数の有機発光デバイスを備えるアレイにも関する。
【００２１】
第１の電極は、複数の副層（sublayer）を備えることができる。
【００２２】
ある実施形態では、第１の電極は反射層を備える。好ましくは、反射層は、少なくとも１つの有機材料層とは反対側の第１の電極上に配置され、すなわち第１の電極は、反射層と少なくとも１つの有機材料層との間に配置される。
【００２３】
好ましくは、反射層は誘電体層を備えることができる。他の実施形態では、反射層は、金属層、具体的にはアルミニウム層または銀層を備える。
【００２４】
反射層は、生成された光が反射層から第２の電極方向に反射されるため、有機発光デバイスの効率を増加させることができるという利点を与える。具体的に言えば、アルミニウムは、一般的な処理ステップで容易に処理することができ、低コスト材料であるため、ＯＬＥＤの反射層に好適な材料である。さらにアルミニウムは、高反射性を示すように容易に処理されるため、たとえば、ＷＯ ０３／０５５２７５号に記載されたある方法で表面が処理された場合、同時にＯＬＥＤの電極として使用することができる反射層を提供するのに好適である。反射層を使用することによって、トップエミッション型ＯＬＥＤの効率を、透明な第１の電極を介して発光するＯＬＥＤ、いわゆる基板透過エミッション型ＯＬＥＤの効率よりも高い値に上げることができる。
【００２５】
好ましくは、第１の電極はインジウム錫酸化物を備える。インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）は、ＩＴＯが透明であり、比較的高い仕事関数を示すことから、ＯＬＥＤの第１の電極に好適な材料である。
【００２６】
さらに他の実施形態では、有機発光デバイスは、第１の電極と第２の電極との間に配置された複数の有機材料層を備える。複数の有機材料層を使用することで、ＯＬＥＤの効率をさらに上げることができる。複数の有機材料層のうちの２つの有機材料層間の境界面は、少なくとも１つの電荷担体タイプ（電子または正孔）について、ＯＬＥＤを介する電流を防ぐ障壁として働くことができる。したがって、少なくとも１つの電荷担体タイプが境界面に蓄積し、それ故、電子および正孔の再結合の可能性が増加して、ＯＬＥＤの効率を上げることにつながる。
【００２７】
さらに他の実施形態では、第２の電極は複数の第２の電極の副層を備える。好ましくは、第２の電極は、ＬｉＦ層、Ａｌ層、Ｌｉ２Ｏ層、ＣｓＦ層、安息香酸Ｌｉ層、Ｌｉアセトネート、カルシウム層、マグネシウム層、チタン層、銀層の１つまたはこれらの任意の組合せを備える。これらの材料はすべて、第２の電極用の材料として好適な材料であり、比較的低い仕事関数を提供する。具体的に言えば、ＬｉＦ層またはＡｌ層もしくは両方を有する第２の電極は、比較的低い仕事関数を提供するため、効率的である。同時に、薄いＬｉＦ／Ａｌ層を有する第２の電極は、ＯＬＥＤによって生成された光を、それを介して発するのに適している。ＬｉＦ層の適切な厚さは０．３ｎｍの範囲であり、一方、Ａｌ層の適切な厚さは０．１ｎｍおよび１．０ｎｍの間である。
【００２８】
好ましくは、キャッピング層の厚さは、異なる光の波長に対して外部光源の反射率を低減するように適合される。異なる光の波長に対してデバイスの性能が向上するようにキャッピング層の厚さを適合させることにより、たとえば赤、緑および青の異なる色の光についてキャッピング層の厚さが好適にはほぼ同じであるため、容易な方法で異なる色の光を発するＯＬＥＤを備えるディスプレイを製造することができる。
【００２９】
さらに、異なる色について異なる厚さを有する電子または正孔もしくは両方の輸送層が使用される場合、電子または正孔もしくは両方の輸送層の厚さにおけるこれらの相違を補償してＯＬＥＤアレイの平滑な表面をもたらすように、キャッピング層の厚さも同様に適合させることができる。この適合は、ＯＬＥＤの均一または平坦な表面が達成できるように、異なる波長に対して好適な屈折率を有する材料を選択することによって、達成することができる。すなわち、異なる色についての光路長の相違が、異なる色についての電子または正孔もしくは両方の輸送層の厚さの相違と同じであるように、異なる色についてのキャッピング層の材料または材料の屈折率もしくはこれら両方が選択される。光路長は、ＯＬＥＤの、および好ましくはＯＬＥＤ全体、すなわちＯＬＥＤスタック全体の、いくつかの色の反射率を低減し、光の強さ、すなわち輝度を増加させるものである。
【００３０】
さらに他の実施形態では、キャッピング層は複数のキャッピング副層を備える。好ましくは、各キャッピング副層の屈折率は異なる。個々のキャッピング副層の屈折率は、第１の電極からの個々のキャッピング副層それぞれの距離を基準に、単調に増加または減少することができる。説明する方法では、副層の屈折率の単調増加または単調減少によって、キャッピング層の厚さ全体にわたるキャッピング層の屈折率に傾斜が与えられる。
【００３１】
一実施形態によれば、キャッピング層は異常分散を伴う材料を含む。キャッピング層について異常分散を伴う材料を使用することによって、異なる光の波長に適合するキャッピング層を達成することができるが、異なる色の光を発するＯＬＥＤのキャッピング層は同じ厚さを有する。これは、異常分散を伴う材料が光の波長の増加に伴って屈折率も増加するという事実によって可能である。このように、キャッピング層の使用に欠かせない光路長は、波長と共に増加する。したがって、波長に伴う屈折率の増加および光路長の増加を、互いに一致させることができる。それ故、たとえば赤、緑、または青色の光を発するＯＬＥＤなどの、対応するＯＬＥＤによって発せられる光の色に関係なく、すべてのキャッピング層について同じキャッピング層の厚さを達成することができる。
【００３２】
キャッピング層の材料は、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＰｂＴｅの１つまたはこれらの組合せとすることができる。これらの材料はすべて、一般的なＯＬＥＤが参照する波長間隔、すなわち、原則的に約４００ｎｍから７００ｎｍの可視光の間隔の、全部または一部において、異常分散を示す材料である。キャッピング層に好適な材料は、１．６から４の間、好ましくは２から３の間の屈折率を有する。キャッピング層の材料の分散は、最も好ましくは、屈折率が、波長４００ｎｍの光で約２．３、波長７００ｎｍの光で約２．７の範囲内である。しかしながら、１．６から２．２などの低い屈折率または２．８から４などの高い屈折率を有する材料は、キャッピング層なしのＯＬＥＤに比べて、すでに改善されている。それ故、これらの材料を使用すると、キャッピング層の外側表面の反射率の低減およびキャッピング層の透過率の増加に関して、キャッピング層による改善が容易に達成できる。
【００３３】
他の実施形態では、キャッピング層は強誘電体材料または液晶材料あるいはその両方を含む。強誘電体材料ならびに液晶材料は、材料の屈折率を制御する可能性を示す。それ故、屈折率を、および屈折率に関して光路長を制御することができる。したがって、屈折率を調整すること、ならびに、生成された光のキャッピング層を介したアウトカップリングは増加するが、たとえばアノードなどの第１の電極材料およびたとえばカソードなどの第２の電極材料の選択されたセットについて、外部光の反射率を低減させるために働くキャッピング層の厚さを計算することが可能である。強誘電体材料および液晶材料は、異常分散を有する材料として動作する、具体的には制御可能な分散を有する材料として動作するように制御することができる。
【００３４】
キャッピング層は、第３の電極と第４の電極との間に配置することができる。強誘電体材料または液晶材料を含むキャッピング層を２つの電極間に配置することによって、キャッピング層の屈折率を制御するための効率的な方法が提供される。これらの材料は、それらがさらされる電界の強度によって、それらの屈折率を変化させる。それ故、各色についての屈折率は、第３の電極と第４の電極の間にキャッピング層を配置し、これらの電極によって提供される電界を変化させることによって、キャッピング層の異常分散をシミュレートしながら個々に設定することができる。たとえば、液晶材料ＭＢＢＡ（ｐ−ｍｅｔｈｏｘｙ− ｂｅｚｙｌｉｄｅｎｅ− ｐ’−ｂｕｔｙｌａｎｉｌｉｎｅ）およびＢＭＡＯＢ（ｐ− ｂｕｔｙｌ− ｐ’− ｍｅｔｈｏｘｙ− ａｚｏｏｘｙｂｅｎｚｅｎｅ）は、それらの屈折率を１．５から１．８および１．６から２．０に、それぞれ変化させる。キャッピング層としての液晶材料の場合、第３の電極は好ましくは、たとえばダイアモンド・ライク・カーボンを使用して、液晶材料が配置された層の向きと液晶材料が整列するように処理される。本発明によれば、第１の電極または第２の電極も、第３の電極と同様に使用することができる。
【００３５】
要約すると、本発明の一態様によれば、たとえば、有機発光ダイオード、または電流がデバイスを通って流れている場合に光を発する任意のデバイスなどの、トップエミッション型有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）の輝度およびとりわけコントラスト比は、ＯＬＥＤの１つの電極層上に誘電体キャッピング層を形成することによって増加する。この特徴を示す好適な材料は、この有利な機能を提供するように選択することができる。より好ましい方法では、好ましくは０から５０ｎｍの間の所定のキャッピング層厚さの範囲内でのキャッピング層厚さの増加と共に、輝度が増加する材料を選択することができる。さらにより好ましい方法では、所定の厚さ範囲内でのキャッピング層厚さの増加と共に、反射率が低減する材料を選択することができ、より好ましくは、同じ厚さ範囲内で輝度が増加する材料が使用できる。最も好ましい実施形態では、輝度が少なくとも極小を示し、反射率が少なくとも極小を示すかまたは少なくとも極小に比較的近いキャッピング層の厚さを選択することができる。ここで比較的近いというのは、次の最小から１０ｎｍの範囲内、好ましくは最小から５ｎｍ未満の距離であると解釈することができる。誘電体キャッピング層は、ＯＬＥＤによってどちらの電極を通じて光が発せられるかの選択に依存して、ＯＬＥＤのアノードまたはカソードのいずれかの上に形成することができる。キャッピング層の厚さは、外部光の反射および生成された光のキャッピング層を介したアウトカップリングを、物理的に可能な範囲内の所望の値まで向上させるように適合することができる。具体的に言えば、この厚さは、ＯＬＥＤによって発せられる光の異なる波長に対して厚さが等しくなるように決定することができる。
【００３６】
具体的に言えば、キャッピング層の表面の反射率を適合させることによって、外部光源からの入射光の反射が低減され、それによりＯＬＥＤのコントラスト比が向上する。これは、たとえばＯＬＥＤのキャッピング層の外部表面などの、１つの境界面から反射される入射光と、たとえば、ＯＬＥＤの第１の有機層とたとえばアノードなどの第１の電極層との間の境界面からなど、他の境界面から反射される他の入射光との間で減殺的干渉が発生するような厚さへとキャッピング層の厚さを適合させることによって達成することができる。
【００３７】
好ましくは、キャッピング層は、キャッピング層を介する光路長が通過光の波長の増加に伴って増加するような異常分散を示す誘電体材料で作られる。従来の誘電体材料は正常（normal）分散を示すが、いくつかの誘電体材料、たとえば、ＰｂＴｅ、ＰｂＳｅ、何らかのガラスまたは液体、あるいはＰｂＳまたはＺｎＳまたはＺｅＳｎまたはそれらの組み合わせなどの狭バンドギャップ半導体は、異常分散を示すため、これらの材料はキャッピング層用に選択するのに好適であるとみなされる。異常分散材料を使用する場合、光路長はキャッピング層の所与の厚さでの波長の増加と共に増加するが、正常の分散を示す従来の誘電体材料では、波長の増加と共に光路長の減少が見られる。キャッピング層の材料の屈折率は、好ましくは４００ｎｍの波長に対して約２．３、７００ｎｍの波長に対して約２．７である。しかしながら、１．６から２．２の間の低い屈折率または２．７を超える高い屈折率の材料は、キャッピング層のないＯＬＥＤに比べてすでに改善されている。それ故、キャッピング層に対する異常分散を示す誘電体材料を使用することによって、異なる色の光を発するＯＬＥＤのカソード上に配置された同じ厚さのキャッピング層を使用することができる容易な方法が提供される。これは、異なるＯＬＥＤ、すなわち異なる色の光を発するＯＬＥＤのアレイをパターン化する作業の少ない製造方法の簡略化という利点につながる。
【００３８】
別の方法または追加の方法として、キャッピング層は、外部電界によって設定可能な屈折率を有する強誘電体材料または液晶材料を含むことができる。それ故、これらの材料を含むキャッピング層が２つの電極間に挟まれている場合、各色、すなわち１つの色の光を発する各ＯＬＥＤの屈折率を個々に設定することができる。
【００３９】
本発明は、すべての色について均一のキャッピング層厚さを有するデバイスを製造するため、および電気的に調整可能な光学特性をＯＬＥＤに提供するための方法について説明する。本発明の他の利点は、光の出力の増加に加えて、より高いコントラスト比を達成するために反射性の低減が得られるように、キャッピング層が調整できることである。
【００４０】
さらに、キャッピング層の厚さの調整に加えて、反射率を低減させること、および同時に層のアウトカップリング効率を増加させる、すなわちＯＬＥＤの光の出力を増加させることによって、ＯＬＥＤを最適化するために、ＯＬＥＤのすべての層の厚さを調整することができる。アウトカップリング効率は、視野角、すなわち、ユーザがＯＬＥＤを見る角度に合わせることもできる。厚さの調整による反射率の低減は、ＯＬＥＤの異なる層間の異なる境界で反射される光線間の減殺的干渉の効果を使用することによって達成することができる。所定の屈折率および吸収係数を備えた電極金属を選択することによって、干渉を微調整することができる。減殺的干渉では、λ／２、すなわち、波長の半分または波長の半分の奇数倍の干渉に至る光線間の相対的位相シフトが使用される。振幅の合計が一致した場合、完全な消滅（annihilation）が発生する。
【００４１】
ＯＬＥＤのアノード、カソード、または有機層もしくはそれらの組合せは、単層構造によって、または複数層構造、いわゆるスタック（積層）のいずれかによって形成することができる。さらに、反射層は、ＯＬＥＤの効率を上げるために、ＯＬＥＤの一側面上に形成することができる。反射層は、金属材料または誘電体材料を含むことができる。
【００４２】
以下で、図面に表された実施形態を参照しながら本発明について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）を備える３つのサブピクセルのアレイを示す概略図である。本発明の実施形態では、有機発光デバイスは有機発光ダイオードである。アレイ３００の各ＯＬＥＤは、基板３０９を備える。示された実施形態では、基板３０９はガラス基板であり、その上にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）層３０１が形成される。ガラス基板３０９の下、すなわちＩＴＯ層３０１と反対側には、ミラー層３１０が形成される。ＩＴＯ層３０１は、有機発光ダイオードの第１の電極、たとえばアノードとして使用され、図３には示されていない電源に接続される。ミラー層３１０は、ＯＬＥＤの効率を上げるために形成される。こうしたミラー層３１０は、たとえば銀層または誘電体材料によって形成することができる。
【００４４】
別の方法としては、アルミニウムの層によってアノード３０１を形成することができる。この場合、ミラー層３１０は、アノード３０１のアルミニウムが反射性を有し、ミラー層それ自体として働くように、アノード３０１のアルミニウム層を処理することによって形成することができる。ミラー層３１０が誘電体反射材料によって形成される場合、ミラー層３１０は電極として使用されず、したがって誘電体ミラー層３１０の場合、別の電極層が配置される。
【００４５】
ＯＬＥＤのアクティブ部分、すなわちＯＬＥＤの有機部分は、ＩＴＯ層３０１上に形成することができる。図３に示されたＯＬＥＤでは、アクティブ部分は２つの副層を備える。第１の副層３０２は正孔輸送層３０２として形成される。正孔輸送層３０２は、α−ナフチルフェニルビフェニル・ジアミン（ＮＰＢ）または従来技術で周知の他の等価の材料で作ることができる。第２の副層３０３は電子輸送層として形成され、トリス（８−オキシチノリナト）（ｔｒｉｓ（８−ｏｘｙｃｈｉｎｏｌｉｎａｔｏ））アルミニウム（Ａｌｑ３）で形成することができる。別の方法としては、アクティブ部分は、たとえばＡｌｑ３で作られた単一の発光層を備えることができる。第１の副層３０２ならびに第２の副層３０３の好ましい厚さは、それぞれ約６０ｎｍである。ＯＬＥＤの有機部分は、エレクトロルミネッセンスを示す有機材料、たとえばポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｖｉｎｙｌｅｎ））（ＰＰＶ）などの高分子で形成することができる。
【００４６】
複数の副層３０２、３０３を備えるアクティブ部分を使用して、ＯＬＥＤの効率を上げることができる。アクティブ部分の２つの副層３０２、３０３間の境界面は、少なくとも１つの電荷担体タイプ（電子または正孔）について、ＯＬＥＤを介した流れを減らすかまたは阻止する、障壁として働く。したがって、少なくとも１つの電荷担体タイプが境界面に累積し、電子および正孔の再結合の可能性が増加して、ＯＬＥＤの効率を上げることにつながる。
【００４７】
多層構造、いわゆるスタックが、アクティブ部分上に形成される。多層構造は、ＯＬＥＤの第２の電極、たとえばカソードとして使用される。それ故、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示される概略的ＯＬＥＤは、多層カソード構造、すなわち複数の層を含むカソードを備える。多層カソード構造の第１の層３０５は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）層３０５である。ＬｉＦ層３０５の好ましい厚さは、約０．３ｎｍである。多層カソード構造の第１の層３０５は、アクティブ部分３０２、３０３上に形成される。多層カソード構造の第２の層３０６は、第１の層３０５上に形成される。第２の層３０６はアルミニウム（Ａｌ）で形成され、０．１ｎｍから０．６ｎｍの間の好ましい厚さを有する。図３（ａ）〜図３（ｃ）に示された実施形態では、また、多層カソード構造は第３の層３０７を備える。第３の層３０７は銀で作られ、約２０ｎｍの好ましい厚さを有する。銀層３０７の目的は、カソードの抵抗を低減することである。
【００４８】
カソードは、多層カソード構造に限定されることなく、単層で形成することもできる。こうした単層カソードには、アルミニウムまたはカルシウムまたはマグネシウムまたはマグネシウム／銀の合金を含む材料を使用することができる。通常、カルシウムまたはマグネシウム・カソードを有するＯＬＥＤは、カルシウムまたはマグネシウム層の厚さがアルミニウム層の厚さと同じである場合、光の可視スペクトル（たとえば波長約５５０ｎｍ）において、アルミニウムで形成されたカソードを有するＯＬＥＤによって提供される輝度よりも約３０％高い輝度を提供する。
【００４９】
キャッピング層３０８は、カソード・スタック上に、すなわち図３のカソード・スタックの第３の層３０７上に形成される。この例では、キャッピング層３０８は、可視光の範囲内、すなわち波長が４００ｎｍから７００ｎｍの間の光で異常分散を示す誘電体材料で作られる。異常分散は、屈折率ｎが角周波数ωと共に減少する、すなわち屈折率ｎが波長λと共に増加する分散のタイプである。キャッピング層３０８に好適な材料はセレン化鉛（ＰｂＳｅ）または硫化鉛（ＰｂＳ）またはセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）または硫化亜鉛（ＺｎＳ）またはテルル化鉛（ＰｂＴｅ）である。異常分散を示す材料を使用することで、異なる色を発するＯＬＥＤに対して同じ厚さのキャッピング層３０８が使用できるようになる。
【００５０】
キャッピング層３０８は、外部光の反射が低減され、同時に、ＯＬＥＤによって生成された光のキャッピング層３０８を介したアウトカップリングが増加する効果を有するように選択される。これは、本明細書でより詳細に説明するように、材料および厚さの選択の問題である。
【００５１】
図３（ａ）〜図３（ｃ）では、正孔輸送層３０２および電子輸送層３０３が異なる色に対して同じ厚さを有するように示されているが、電子輸送層または正孔輸送層もしくは両方３０２、３０３は、異なる色に対して異なる厚さを有することができる。この場合、キャッピング層３０８の厚さは、電子輸送層または正孔輸送層もしくは両方３０２、３０３の厚さにおけるこれらの差異を補償するようにも適合することができ、これにより均一または平坦な面が生じる。この適合は、異なる波長に対して好適な屈折率の材料を選択することによって達成することができる。すなわち、異なる色に対する光路長における差異が、異なる色に対する電子輸送層または正孔輸送層もしくは両方の厚さにおける差異と同じであるように、異なる色に対するキャッピング層３０８の材料または材料の屈折率もしくは両方が選択される。光路長は、ＯＬＥＤ全体、すなわちＯＬＥＤスタック全体の反射率が減少し、輝度が増加するように選択される。
【００５２】
図４は、本発明の他の実施形態によるＯＬＥＤ４００を示す概略図である。図４の実施形態では、ＯＬＥＤ４００は銀を含むミラー層４０１を備える。ミラー層４０１は、光を反射させて戻すことによって、ＯＬＥＤの光の出力を増加させるために使用される。インジウム錫酸化物で作られた電極層４０２が、ミラー層４０１上に形成される。ＩＴＯ層４０２は、ＯＬＥＤ４００の第１の電極、たとえばアノードとして使用され、図４には示されていない電源に接続される。別の方法としては、アノード４０２はアルミニウムで形成することが可能であり、アノード４０２が反射性を有するようにアノード４０２のアルミニウムが処理された場合、ミラー層４０１は省略することができる。
【００５３】
ＯＬＥＤのアクティブ部分４０３、すなわち有機部分が、アノード４０２上に形成される。図４に概略的に示されたＯＬＥＤでは、ＯＬＥＤの発光層として働くアクティブ部分はＡｌｑ３で作ることができる。発光層４０３の好ましい厚さは約１２０ｎｍである。別の方法としては、アクティブ部分４０３は、図３に関して説明されたように、ＯＬＥＤの効率を上げるために、複数の副層を備える多層として形成することができる。
【００５４】
第２の電極層４０４が、アクティブ部分４０３上に形成される。第２の電極層４０４は、ＯＬＥＤの第２の電極４０４、たとえばカソードとして使用される。図４に示された概略的ＯＬＥＤでは、カソード４０４はアルミニウムで作られる。別の方法としては、図３に関して説明されたように、カソード４０４は多層カソード構造として形成することができる。
【００５５】
第３の電極４０５がカソード４０４上に形成される。第３の電極４０５は、強誘電体材料または液晶材料で作られ、第３の電極４０５上に形成されるキャッピング層４０６の屈折率を制御するために使用される。
【００５６】
第４の電極４０７がキャッピング層４０６上に形成される。第３の電極４０５および第４の電極４０７は、キャッピング層４０６の屈折率を制御するために使用される。
【００５７】
すでに述べたように、強誘電体材料ならびに液晶材料は、それらの屈折率を制御する可能性を示す。それ故、こうした材料によって形成されるキャッピング層４０６の屈折率、および屈折率に関連する光路長を制御することができる。したがって、ＯＬＥＤスタック全体の反射率が低減され、キャッピング層４０６を介したアウトカップリングが増加するように、キャッピング層４０６の屈折率を調整することおよび厚さを計算することが可能である。記述された方法では、強誘電体材料および液晶材料が、異常分散を有する材料として動作するように、具体的には制御可能な分散を有する材料として動作するように制御することができると言える。
【００５８】
強誘電体材料または液晶材料を含むキャッピング層４０６を第３の電極４０５と第４の電極４０７との間に配置することによって、キャッピング層４０６の屈折率を制御するための効率的な方法が提供される。これらの材料は、現在の電界の強さに従ってそれらの屈折率を変化させる。それ故、各色に対する屈折率を個々に設定し、キャッピング層４０６を第３の電極４０５と第４の電極４０７との間に配置すること、およびこれらの電極４０５、４０７によって提供される電界を変化させることによって、キャッピング層４０６の異常分散をシミュレートすることができる。別の方法としては、ＯＬＥＤの第２の電極４０４は、第３の電極４０５としても使用することができる。キャッピング層４０６として液晶材料を使用する場合、第３の電極４０５は、好ましくは、たとえばダイアモンド・ライク・カーボンを使用して、液晶材料が整列するように処理される。
【００５９】
図５にはシミュレーションの結果が示される。反射率および輝度が同時に向上されるという本発明の態様の実現可能性を示すために、シミュレーションが実行された。図５では、白色光の反射率、ならびに赤、緑および青の光の発光輝度に関するシミュレーション結果が描かれている。さらに、ガラス基板３０９、７０ｎｍの厚さを有するアルミニウムで作られたたとえばアノード層などの第１の電極層３０１、５ｎｍの厚さを有するフッ素化炭素（ＣＦＸ）で作られた副層、４０ｎｍから８０ｎｍの間の厚さを有するＮＰＢで作られた正孔輸送層として働く第１の副層３０２、１０ｎｍの厚さを有する発光層、４０ｎｍから７０ｎｍの厚さのＡｌｑ３の電子輸送層３０３、および１０ｎｍの厚さを有するアルミニウムで作られたたとえばカソードなどの第２の電極３０５〜３０７を備えるＯＬＥＤに基づいてシミュレーションが実行された。ＺｎＳｅで作られたキャッピング層３０８が、カソード３０５〜３０７上に形成される。シミュレーションでは、キャッピング層３０８の厚さは３０ｎｍから７０ｎｍの間で、５ｎｍずつ変化した。さらに、波長が２０ｎｍずつ変動する３８０ｎｍから７８０ｎｍの間の波長の光について、反射率および輝度が調べられた。
【００６０】
図５（ａ）は、緑色光のアウトカップリングされた輝度および白色光の反射率に対するキャッピング層３０８の厚さ（Ａｌｑ３：６５ｎｍ、ＮＰＢ：５５ｎｍ）を描いた図である。厚さは、０ｎｍから７０ｎｍの間で変動させた。反射率は、約４５ｎｍのキャッピング層厚さで６５％から約３０％への減少を示した後、７０ｎｍのキャッピング層厚さで５０％への増加を示す。同時に、アウトカップリングされた輝度は、０ｎｍ厚さのキャッピング層３０８に対する相対値０．１５から、４５ｎｍの同じキャッピング層厚さに対する最大値０．３３へと増加し、ここで反射率はその最小値となった。
【００６１】
図５（ｂ）は、青色光の反射率およびアウトカップリングされた輝度に対するキャッピング層３０８の厚さを描いた図である。厚さは０ｎｍから７０ｎｍの間で変動させた（Ａｌｑ３：５５ｎｍ、ＮＰＢ：５０ｎｍ）。青色光の輝度は、０ｎｍキャッピングでの０．１５から、対応する３５ｎｍのキャッピング層厚さでの０．２８への増加を示し、その後７０ｎｍのキャッピング層厚さで０．１６へとわずかな減少を示す。対応する反射率は、３５ｎｍで最小１５％という反対の挙動を示す。
【００６２】
図５（ｃ）は、赤色光の輝度および反射率に対するキャッピング層３０８の厚さを描いた図である。厚さは、０ｎｍから７０ｎｍの間で変動させた（Ａｌｑ３：７０ｎｍ、ＮＰＢ：５５ｎｍ）。赤色光の輝度は、０ｎｍのキャッピング層厚さに対応する０．０９から、約４５ｎｍのキャッピング層厚さでの最大０．１９への増加を示し、その後、７０ｎｍのキャッピング層厚さで０．１３への減少を示す。さらに反射率は、４５ｎｍのキャッピング層で最小値２９％を有する。
【００６３】
図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）から、白色光の最小反射率とほぼ同じキャッピング層厚さで、緑、赤および青色の光の最大輝度を達成できることがわかる。対応するキャッピング層３０８の厚さは、３５ｎｍから４５ｎｍの間で変動させる。それ故、所定のキャッピング層３０８の厚さは、外部光源の反射率が低減する一方で、生成される光のキャッピング層３０８を介したアウトカップリングされる輝度は増加するように適合させることができる。
【００６４】
要約すると、本明細書では、すべての色についてほぼ１つのみのキャッピング層厚さを有する改良されたディスプレイを製造するための方法、および電気的に調整可能な光学的特性を有するＯＬＥＤを提供するための方法が説明される。本発明の他の利点は、出力される光は増加するのに対して、より高いコントラスト比を達成するために反射率の低減が得られるように、キャッピング層３０８が調整できることである。
【００６５】
さらに、キャッピング層３０８の厚さを調整することに加えて、たとえば反射率を低減し、同時に層の透過性を増加させること、すなわちＯＬＥＤの出力光を増加させることによって、ＯＬＥＤを改善するためにＯＬＥＤのすべての層の厚さを調整することができる。厚さの調整は、ＯＬＥＤの異なる層間の異なる境界面で反射される光線間の減殺的干渉の効果を使用することによって達成することができる。減殺的干渉では、λ／２、すなわち、波長の半分の干渉に至る光線間の相対的位相シフトが使用される。
【００６６】
以上、本発明およびその利点について詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、置換、および修正が行えることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来技術による一般的な有機発光ダイオードを示す概略図である。
【図２】従来技術による有機発光ダイオードを備える異なる波長の光を発する３つのサブピクセルを示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態による有機発光デバイスを備えるアレイを示す概略図である。
【図４】本発明の他の実施形態による有機発光デバイスを示す概略図である。
【図５】本発明によるＯＬＥＤに関するシミュレーションの結果を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層構造を備える有機発光デバイスであって、
第１の電極（３０１）と、
第２の電極（３０５〜３０７）と、
前記第１の電極（３０１）と前記第２の電極（３０５〜３０７）との間に配置された少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）と、
前記第２の電極（３０５〜３０７）上に配置され、外部光の反射率の低減、および前記少なくとも１つの有機材料層で生成された光のキャッピング層（３０８）を介したアウトカップリングの増加を提供する誘電体キャッピング層（３０８）と、
を有する有機発光デバイス。
【請求項２】
反射層（３１０）をさらに備える、請求項１に記載の有機発光デバイス。
【請求項３】
前記反射層（３１０）が、誘電体層および金属層のうちの１つ、好ましくはアルミニウム層および銀層のうちの１つを備える、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項４】
前記反射層（３１０）が、前記少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）と反対の前記第１の電極の側面上に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項５】
前記第１の電極（３０１）がインジウム錫酸化物を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項６】
前記第２の電極（３０５〜３０７）が、ＬｉＦ層、Ａｌ層、Ｌｉ２Ｏ層、ＣｓＦ層、安息香酸Ｌｉ、Ｌｉアセトネート、カルシウム層、マグネシウム層、チタン層、および銀層の１つまたはこれらの任意の組合わせを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項７】
前記キャッピング層（３０８）の厚さが、外部光源からの光の反射率を前記光の異なる波長に対して低減させるように適合される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項８】
前記キャッピング層（３０８）が、異なる屈折率を有する複数のキャッピング副層を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項９】
前記キャッピング副層の屈折率が、前記第１の電極（３０１）からの個々のキャッピング副層それぞれの距離に関して単調に増加または減少する、請求項８に記載の有機発光デバイス。
【請求項１０】
前記キャッピング層（３０８）が異常分散を有する材料を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項１１】
前記キャッピング層（３０８）が、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＰｂＴｅ、強誘電体材料および液晶材料のうちの１つまたは複数を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項１２】
前記キャッピング層（３０８）が、第３の電極（４０５）と第４の電極（４０７）の間に配置される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項１３】
第１の電極（３０１）と、第２の電極（３０５〜３０７）と、前記第１の電極（３０１）と前記第２の電極（３０５〜３０７）との間に配置された少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）と、前記第１の電極（３０１）とは反対側の前記第２の電極（３０５〜３０７）上に配置され、前記少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）内で生成された光を発するための前記第２の電極（３０５〜３０７）とは反対側の外側表面を備える誘電体キャッピング層（３０８）とを備える有機発光デバイスを製造するための方法であって、
前記第１の電極（３０１）を設けるステップと、
前記第１の電極（３０１）上に前記少なくとも１つの有機層（３０２，３０３）を形成するステップと、
前記少なくとも１つの有機層（３０２，３０３）上に前記第２の電極（３０５〜３０７）を形成するステップと、
前記第２の電極（３０５〜３０７）上に前記誘電体キャッピング層（３０８）を形成するステップであって、前記キャッピング層（３０８）は、
外部光の反射率が低減し、前記少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）内で生成された光の前記キャッピング層（３０８）を介したアウトカップリングが増加する効果を与えるように選択されるステップと、
を有する方法。
【請求項１４】
少なくとも２つの有機発光デバイスのアレイであって、
各有機発光デバイスが、
第１の電極（３０１）と、
第２の電極（３０５〜３０７）と、
前記第１の電極（３０１）と前記第２の電極（３０５〜３０７）との間に配置された少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）と、
前記第１の電極（３０１）とは反対側の前記第２の電極（３０５〜３０７）上に配置され、前記少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）内で生成された光を発するための外側表面を備える誘電体キャッピング層（３０８）と、
を有する多層構造を備え、
前記キャッピング層（３０８）が、外部光の反射率の低減、および前記少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）で生成された光の前記キャッピング層（３０８）を介したアウトカップリングの増加を提供し、
前記少なくとも２つの有機発光デバイスが異なる色の光を発し、
前記少なくとも２つの有機発光デバイスそれぞれの前記キャッピング層（３０８）が、実質的に等しい厚さを有する、
少なくとも２つの有機発光デバイスのアレイ。
【請求項１】
多層構造を備える有機発光デバイスであって、
第１の電極（３０１）と、
第２の電極（３０５〜３０７）と、
前記第１の電極（３０１）と前記第２の電極（３０５〜３０７）との間に配置された少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）と、
前記第２の電極（３０５〜３０７）上に配置され、外部光の反射率の低減、および前記少なくとも１つの有機材料層で生成された光のキャッピング層（３０８）を介したアウトカップリングの増加を提供する誘電体キャッピング層（３０８）と、
を有する有機発光デバイス。
【請求項２】
反射層（３１０）をさらに備える、請求項１に記載の有機発光デバイス。
【請求項３】
前記反射層（３１０）が、誘電体層および金属層のうちの１つ、好ましくはアルミニウム層および銀層のうちの１つを備える、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項４】
前記反射層（３１０）が、前記少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）と反対の前記第１の電極の側面上に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項５】
前記第１の電極（３０１）がインジウム錫酸化物を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項６】
前記第２の電極（３０５〜３０７）が、ＬｉＦ層、Ａｌ層、Ｌｉ２Ｏ層、ＣｓＦ層、安息香酸Ｌｉ、Ｌｉアセトネート、カルシウム層、マグネシウム層、チタン層、および銀層の１つまたはこれらの任意の組合わせを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項７】
前記キャッピング層（３０８）の厚さが、外部光源からの光の反射率を前記光の異なる波長に対して低減させるように適合される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項８】
前記キャッピング層（３０８）が、異なる屈折率を有する複数のキャッピング副層を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項９】
前記キャッピング副層の屈折率が、前記第１の電極（３０１）からの個々のキャッピング副層それぞれの距離に関して単調に増加または減少する、請求項８に記載の有機発光デバイス。
【請求項１０】
前記キャッピング層（３０８）が異常分散を有する材料を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項１１】
前記キャッピング層（３０８）が、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＰｂＴｅ、強誘電体材料および液晶材料のうちの１つまたは複数を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項１２】
前記キャッピング層（３０８）が、第３の電極（４０５）と第４の電極（４０７）の間に配置される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機発光デバイス。
【請求項１３】
第１の電極（３０１）と、第２の電極（３０５〜３０７）と、前記第１の電極（３０１）と前記第２の電極（３０５〜３０７）との間に配置された少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）と、前記第１の電極（３０１）とは反対側の前記第２の電極（３０５〜３０７）上に配置され、前記少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）内で生成された光を発するための前記第２の電極（３０５〜３０７）とは反対側の外側表面を備える誘電体キャッピング層（３０８）とを備える有機発光デバイスを製造するための方法であって、
前記第１の電極（３０１）を設けるステップと、
前記第１の電極（３０１）上に前記少なくとも１つの有機層（３０２，３０３）を形成するステップと、
前記少なくとも１つの有機層（３０２，３０３）上に前記第２の電極（３０５〜３０７）を形成するステップと、
前記第２の電極（３０５〜３０７）上に前記誘電体キャッピング層（３０８）を形成するステップであって、前記キャッピング層（３０８）は、
外部光の反射率が低減し、前記少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）内で生成された光の前記キャッピング層（３０８）を介したアウトカップリングが増加する効果を与えるように選択されるステップと、
を有する方法。
【請求項１４】
少なくとも２つの有機発光デバイスのアレイであって、
各有機発光デバイスが、
第１の電極（３０１）と、
第２の電極（３０５〜３０７）と、
前記第１の電極（３０１）と前記第２の電極（３０５〜３０７）との間に配置された少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）と、
前記第１の電極（３０１）とは反対側の前記第２の電極（３０５〜３０７）上に配置され、前記少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）内で生成された光を発するための外側表面を備える誘電体キャッピング層（３０８）と、
を有する多層構造を備え、
前記キャッピング層（３０８）が、外部光の反射率の低減、および前記少なくとも１つの有機材料層（３０２，３０３）で生成された光の前記キャッピング層（３０８）を介したアウトカップリングの増加を提供し、
前記少なくとも２つの有機発光デバイスが異なる色の光を発し、
前記少なくとも２つの有機発光デバイスそれぞれの前記キャッピング層（３０８）が、実質的に等しい厚さを有する、
少なくとも２つの有機発光デバイスのアレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００８−５２１１６５（Ｐ２００８−５２１１６５Ａ）
【公表日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４０７３４（Ｐ２００７−５４０７３４）
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００５／００３３１６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０５４１３７
【国際公開日】平成１８年５月２６日（２００６．５．２６）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００５／００３３１６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０５４１３７
【国際公開日】平成１８年５月２６日（２００６．５．２６）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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