JP2003297559A - 上面発光型有機発光ダイオード表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上面発光型ＯＬＥＤ表示装置における乾燥手
段を改良すること。 【解決手段】 (a) 基板と、(b) 該基板の片面上に配置
されたアレイ状の有機発光ダイオード要素と、(c) 該基
板の同一面側で該アレイ状の有機発光ダイオード要素の
上に、該有機発光ダイオード要素による発光を妨害しな
いようにパターン配置された乾燥剤とを含んで成る、上
面発光型有機発光ダイオード表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、有機発光ダイオー
ド（ＯＬＥＤ）表示装置に関し、より詳細には、ＯＬＥ
Ｄ発光材料の湿分による劣化を防止することにより当該
表示装置の性能、信頼性及び健全性を高め、かつ、その
コントラストを改良することに関する。 【０００２】 【従来の技術】有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装
置は、その規定の動作及び／又は保存寿命に至る前に装
置性能が早期に低下することのないよう、約１０００ｐ
ｐｍ未満の湿度レベルが要求される。包装された装置の
内部環境を上記湿度レベル範囲に制御するため、一般
に、当該装置を封入するか、又は、当該装置と乾燥剤を
カバー内部にシールする。上記湿度レベルを維持するた
め、例えば、金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、硫
酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸塩のような乾燥剤
が用いられる。例えば、感湿性電子デバイス用乾燥剤に
ついて記載した米国特許第６２２６８９０号明細書（20
01年５月８日発行、Borosonら）を参照されたい。Boros
onらの図２に開示された装置は、透明基板を介して発光
する、いわゆる底面発光型ＯＬＥＤ装置である。乾燥剤
は、当該基板の裏側にシールされる閉鎖容器の中の有機
発光材料の上に配置されている。 【０００３】いわゆる上面発光型ＯＬＥＤ装置の場合、
有機材料は同様に基板上に配置されるが、光は、基板表
面から、シールされた閉鎖容器の一部をもなす透明カバ
ープレートを介して、放出される。この配置では、閉鎖
容器内の有機材料の上に乾燥剤を配置すると、当該ＯＬ
ＥＤによる発光を妨害することになる。 【０００４】 【特許文献１】米国特許第６２２６８９０号明細書 【特許文献２】米国特許第６２６８２９５号明細書 【特許文献３】米国特許第４７６８２９２号明細書 【特許文献４】国際公開第００／３６６６５号パンフレ
ット 【特許文献５】特開２００１−１２６８６４号公報 【特許文献６】特開平１１−１６２６３４号公報 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】したがって、上面発光
型ＯＬＥＤ表示装置における乾燥手段を改良する必要が
ある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記課題は、(a) 基板
と、(b) 該基板の片面上に配置されたアレイ状の有機発
光ダイオード要素と、(c) 該基板の同一面側で該アレイ
状の有機発光ダイオード要素の上に、該有機発光ダイオ
ード要素による発光を妨害しないようにパターン配置さ
れた乾燥剤とを含んで成る、上面発光型有機発光ダイオ
ード表示装置によって解決される。本発明の好ましい実
施態様によると、パターン配置された乾燥剤が、当該表
示装置のコントラストを高めるためのブラックマトリッ
クス機能を発揮する。 【０００７】本発明による有利な効果は、ＯＬＥＤ要素
を乾燥することにより、上面発光型ＯＬＥＤ表示装置の
寿命が延びることである。好ましい実施態様において
は、当該表示装置のコントラストが同時に改良される。 【０００８】 【発明の実施の形態】図面は、比例配分されていないこ
とを理解されたい。個々の層は極めて薄く、各層の厚さ
の差が非常に大きいため、一定の割合で図示できないか
らである。図１に、基板１２と、ＯＬＥＤ要素に動力を
提供するＴＦＴのアレイを含む薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）アクティブマトリックス層１４とを含む、従来技術
の上面発光型ＯＬＥＤ表示装置１０を示す。ＴＦＴアク
ティブマトリックス層の上には、パターン化された第１
絶縁層１６が設けられ、その上に、アレイ状の第１電極
１８が、ＴＦＴアクティブマトリックス層と電気的に接
触するように設けられている。アレイ状の第１電極１８
の上には、各第１電極１８の少なくとも一部が露出され
るように、パターン化された第２絶縁層１７が設けられ
ている。 【０００９】第１電極と絶縁層の上には、赤色発光性有
機電場発光（ＥＬ）要素１９Ｒ、緑色発光性有機電場発
光（ＥＬ）要素１９Ｇ及び青色発光性有機電場発光（Ｅ
Ｌ）要素１９Ｂが設けられている。本明細書中、これら
の有機ＥＬ要素をまとめて有機ＥＬ層と呼ぶ場合もあ
る。発光性画素領域は、一般に、第１電極１８の有機Ｅ
Ｌ要素と接触している領域によって画定される。有機Ｅ
Ｌ層の上には、発生した赤色光、緑色光及び青色光が透
過し得るに十分な透光性を有する透明な共通第２電極３
０が設けられている。本明細書中、各第１電極、その関
連する有機ＥＬ要素、及び第２電極を組み合わせたもの
をＯＬＥＤ要素と称する。典型的な上面発光型ＯＬＥＤ
表示装置は、各ＯＬＥＤ要素が赤色光、緑色光又は青色
光を発するアレイ状のＯＬＥＤ要素を含んでなる。しか
しながら、アレイ状のＯＬＥＤ要素が同じ色の光、例え
ば、白色光、を発するようなモノクロ表示装置も知られ
ている。 【００１０】動作に際しては、ＴＦＴ層１４の薄膜トラ
ンジスタによって、個別選択的にアドレス可能な第１電
極１８と共通第２電極３０との間に電流を流す。有機Ｅ
Ｌ要素の内部で正孔と電子が再結合することにより発光
が起こる。 【００１１】図２を参照すると、本発明の第１態様によ
る上面発光型ＯＬＥＤ装置は、第２電極の上に設けられ
た透明保護層３２を含み、さらに、透明保護層３２に接
触している吸光性乾燥剤４０のパターン化層を含む。Ｏ
ＬＥＤ装置の上には、透明カバー３６が、該装置と該カ
バーとの間に一定の間隙を維持した状態で設けられてい
る。この部分横断面図には、該カバーが該表示装置の縁
部に取り付けられている様子は図示されていない。 【００１２】透明保護層３２は任意構成要素である。し
たがって、パターン化された乾燥剤層を直接第２電極３
０に接するように設けることもできる。保護層３２を設
ける場合には、例えば、特開２００１−１２６８６４号
公報に記載されているような無機材料（SiＯ_x又はSi
Ｎ_x）で構成することができる。別法として、保護層３
２を、例えば、テフロン(登録商標)、ポリイミド及び特
開平１１−１６２６３４号公報に記載されているポリマ
ーをはじめとする高分子のような有機材料で構成しても
よい。保護層３２は、多重層状の有機材料もしくは無機
材料又はこれらの組合せを含むことができる。保護層３
２として、例えば、米国特許第６２６８２９５号明細書
及び国際公開第００／３６６６５号パンフレットに開示
されているような、無機層と有機層とを交互に配置した
ものが有用である。いずれも場合も、保護層３２は、光
学的透明性が高いこと、好ましくは透過率が７０％を超
えること、が必要である。本明細書では、便宜上、基板
から任意の保護層にかけての層の組合せをＯＬＥＤ基板
と称する。 【００１３】吸光性乾燥剤４０は、ＯＬＥＤ要素１９
Ｒ、１９Ｇ及び１９Ｂによる発光を妨害しないように、
符号２４Ｒ、２４Ｇ及び２４Ｂで示した発光性画素領域
の間にパターン配置されている。上述したように、発光
性画素領域は、一般に、第１電極の有機ＥＬ要素と接触
している領域によって画定される。その結果の上面図を
図３に示す。 【００１４】図３を参照すると、表示装置１０は、赤色
光、緑色光及び青色光をそれぞれ発する発光画素領域２
４Ｒ、２４Ｇ及び２４Ｂのパターン化配列を有する。吸
光性乾燥剤４０は、画素間又はＯＬＥＤ要素間におい
て、画素からの発光がカバー（図３には図示されていな
い）を通るようにパターン化されている。吸光性乾燥剤
は、利用可能な全領域に配置する必要はなく、発光画素
領域によって使用されない利用可能な装置領域の一部の
みに配置してもよい。吸光性乾燥剤は、平面層状に配置
する必要もなく、当該基板上に付着した材料の表面に適
合させてもよい。吸光性乾燥剤は、当該技術分野で知ら
れているスクリーン印刷法のような厚膜加工法によっ
て、付着及びパターン化を行なうことができる。吸光性
乾燥剤は、ＯＬＥＤ層よりもはるかに厚く、かつ、重質
に付着させることができる。一般に、材料の付着量が多
くなるほど、乾燥性及び吸光性は良好となる。 【００１５】吸光性乾燥剤４０は、当該技術分野で知ら
れているフォトリソグラフィ法によって、パターン付着
させることができる。例えば、吸光性乾燥剤を、液体と
して全面に塗布し、これにマスクを介して輻射線を当て
ることにより、当該塗膜の一部を重合させることができ
る。当該材料の輻射線に晒された部分が硬化し、残部は
洗い流される。また、乾式フィルムフォトリソグラフィ
法を使用してもよい。さらに、例えば、乾燥剤４０をド
ナー基板上にコーティングし、そのドナー基板をＯＬＥ
Ｄ基板に接触するように、又はこれに極めて近づけて、
配置し、そしてそのドナーをレーザーで選択的に加熱す
ることにより乾燥剤をＯＬＥＤ基板へ転写させる、とい
うようなパターン式感熱転写法を使用することもでき
る。吸光性乾燥剤４０は、薄い乾燥剤層を順次付着した
複数の薄層として構成してもよい。 【００１６】図７に示したように、カバー３６はＯＬＥ
Ｄ画素領域２４の上にキャビティを形成する。吸光性乾
燥剤４０を、当該装置の周囲に乾燥シール剤４０’とし
て使用することにより、さらに乾燥性を高めることがで
きる。当該間隙に水分又は酸素がほとんど又はまったく
含まれないように、例えば、窒素又はアルゴンのような
不活性雰囲気中で封止を行なう。吸光性乾燥剤は、実際
にカバー３６に接触しても接触しなくてもよい。接触す
る場合、各画素領域は独立したキャビティとなる。図７
においては、簡略化のため、ＴＦＴ層、有機ＥＬ層、第
２電極及び任意の保護層は、単一の併合層１３として図
示されている。 【００１７】本発明では多種多様な乾燥剤を使用するこ
とができるが、現在好ましい固体乾燥剤は、アルカリ金
属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、硫酸塩、金属塩化
物及び過塩素酸塩からなる群より選ばれる。バインダー
としては、透湿性であり、かつ、輻射線硬化性である、
すなわち赤外線、可視光線もしくは紫外線のような電磁
線を当てること、又は加熱すること、により硬化し得る
ものが好ましい。好適なバインダーとして、輻射線硬化
性の市販フォトレジスト組成物、又は輻射線硬化性のア
クリレート、メタクリレート、環化ポリイソプレン、ポ
リビニルシンナメート、エポキシ、シリコーン及び接着
剤が挙げられる。当該乾燥剤は、酢酸セルロース、エポ
キシ、フェノキシ、シロキサン、メタクリレート、スル
ホン、フタレート及びアミドからなる群より選ばれる、
吸湿速度を高める、又はこれを維持する、バインダーを
含むことができる。 【００１８】本発明においては、乾燥剤４０又は乾燥シ
ール剤４０’が吸光性を有する必要はなく、その代わり
に透明又は半透明であってもよい。乾燥剤４０が吸光性
を具備する場合には、当該装置のコントラストを高める
上で有用となる。本発明において好適な吸光性乾燥剤
は、色が黒い。パターン化された吸光性乾燥剤４０は、
周囲光を吸収することによりコントラストを向上させる
ブラックマトリックスとして機能する。用語「黒色」又
は「ブラックマトリックス」は、全波長域の光を完全に
吸収することを意味するものではなく、当該マトリック
スが観察者に暗く見え、そして色相がほとんどないこと
を意味する。本発明は、当該技術分野で知られている円
形偏光子その他の吸光層の使用による光損失を伴わずに
コントラストが高くなるという点で、従来技術よりも有
利である。その上、吸光性乾燥剤は、当該表示装置の他
の層を介して案内される、又は放出された、光をも吸収
する。このため、当該装置における迷走光のレベルが低
下し、その鮮鋭性が向上するという効果が得られる。 【００１９】黒色が好適ではあるが、所望の特徴を得る
ため他の乾燥剤色を使用してもよい。吸光剤は、当該乾
燥剤／バインダーマトリックスへの添加剤となることが
でき、色素及び顔料からなる群より選ぶことができる。
顔料として、例えば、カーボンブラック、グラファイ
ト、金属酸化物、金属硫化物及びフタロシアニンのよう
な金属錯体を挙げることができる。別法として、吸光性
を固有に示す乾燥剤又はバインダーを選択することもで
きる。 【００２０】第２の実施態様では、ＯＬＥＤ基板上の最
上層ではなく、透明カバー３６の内側に吸光性乾燥剤を
適用する。図４を参照するが、当該カバーは、ＯＬＥＤ
基板とは別個に調製することができる。上述した同様の
マスク技法を使用することにより、カバー３６の上にパ
ターン化乾燥剤４０を付着させることができる。当該カ
バーを基板に取り付ける際には、当該吸光性乾燥剤が画
素からの光を遮ることのないように、カバー３６とＯＬ
ＥＤ基板を整合させる。 【００２１】別法として、吸光性乾燥剤が当該基板の最
上層と当該カバーとの双方に接触するように、吸光性乾
燥剤を配置することができる（図示なし）。これを表示
装置の全面で行なうと、各画素要素はキャビティ内に別
個独立に閉鎖されることになる。さらに、ＯＬＥＤ表示
装置の周辺部においてのみ当該基板と当該カバーの双方
に接触するように吸光性乾燥剤を付着させることによ
り、当該周辺部に物理的湿分障壁が存在するが、画素要
素はすべて共通の間隙に露出されるという構成を採用す
ることも可能である。 【００２２】図５を参照する。別の実施態様によると、
パターン化乾燥剤層が画素領域２４の間に配置されるよ
うに、有機ＥＬ層を構成する１又は２以上の層と一緒
に、吸光性乾燥剤４０をパターン化する。当該乾燥剤
は、１又は２以上の層の一部又は全部を構成することが
できる。すなわち、乾燥剤は、当該層を構成すること、
又は複数層の１つに配置されることができる。この場
合、当該装置を製造する方法は従来通りであり、その唯
一の違いは、画素領域間の間隙を埋めるために使用する
材料が、乾燥特性を有するということである。 【００２３】別の実施態様によると、第２絶縁層１７が
絶縁性吸光性乾燥剤を含む。第２絶縁層が、第１電極の
露出領域を画定することにより画素領域を画定するの
で、当該パターン化乾燥剤層は必然的に画素領域間に配
置されることとなる。第２絶縁層１７の目的は、第１電
極１８のエッジを平滑にし、かつ、第２電極３０に対す
る短絡防止を助長することである。当該乾燥剤は、例え
ば、上述した乾燥剤の一種、又は上述した乾燥剤の一種
をアクリル系バインダーに混合したもの、であることが
できる。当該バインダーとしては、第２絶縁層として使
用されるものであればどのようなポリマーでも使用する
ことができる。当該乾燥剤及びバインダーは、従来のフ
ォトリソグラフィ法により、又は第２絶縁層の付着、パ
ターン化に通常用いられる任意の手法により、付着し、
パターン化することができる。同様に、第１絶縁性１６
が乾燥剤を含むことも可能である。 【００２４】図６に示したように、本発明の各種実施態
様は相互に排他的ではなく、単一の装置において組み合
わせることも可能である。例えば、吸光性乾燥剤４０を
基板の最上層の上と、カバーの上と、その他の層の内部
とにパターン化することができる。各種態様を組み合わ
せることにより、表示装置の乾燥性及びコントラストが
さらに改良される。図６に示したように、有機電場発光
要素１９Ｒ、１９Ｇ及び１９Ｂの各要素間に間隙が形成
されており、該間隙内に乾燥剤４０が設けられている。 【００２５】本発明において、第２絶縁層は必須ではな
い。第２絶縁層を使用する場合、これは一般に有機ＥＬ
要素と、第２電極と、任意の保護層との厚さの合計より
もはるかに厚いことを認識すべきである。この場合、発
光性画素領域がくぼみ領域に位置し、そして第２絶縁層
が***領域を構成する三次元レリーフパターンが創出さ
れる。その様子を図９に示す。有機ＥＬ要素と、第２電
極と、任意の保護層とをまとめて併合層１５として示
す。併合層１５は、当該構造体の上に適合するように
（コンフォーマブル様式で）付着されている。このよう
なレリーフパターンが存在する場合、吸光性乾燥剤４０
のコンタクトプリントを周知の方法で実施することがで
きる。それによると、乾燥剤のパターン化工程が大幅に
簡略化されるので、有利である。 【００２６】例えば、乾燥剤４０をドナーシート上に被
覆し、これをＯＬＥＤ基板に物理的に接触するように配
置することができる。乾燥剤は、それが接触している隆
起部分においてのみ転写する。転写を促進するため、Ｏ
ＬＥＤ基板の表面を定着剤で処理してもよい。当該ドナ
ーからＯＬＥＤ基板への乾燥剤転写を助長するため、熱
を使用してもよい。別法として、乾燥剤４０を、当該乾
燥剤を被覆したローラー表面から当該***領域の上にロ
ーラーコーティングしてもよい。 【００２７】透明カバー３６は、典型的にはガラス又は
プラスチックのシートであるが、当該基板の上に付着さ
れた材料の表面に、すなわち、乾燥剤４０をパターン配
置したＯＬＥＤ基板の上に、適合するように付着される
材料を含むことができる。透明コンフォーマブルカバー
３６’としては、保護層３２として有用な材料と同一の
ものを使用することができる。この様子を図８に示す。 【００２８】本発明は、上面発光型ＯＬＥＤアクティブ
マトリックス装置について有利に実施される。しかしな
がら、当業者であれば、単純マトリックス装置又はパッ
シブマトリックス装置をはじめとする任意の上面発光型
ＯＬＥＤ装置において本発明を使用できることを、容易
に理解することができる。 【００２９】各ＯＬＥＤ要素において、本発明を成功裏
に実施することができる層構成はいくつかある。典型的
な構造は、図１（Ｂ）に示したように、アノード層１０
３、正孔注入層１０５、正孔輸送層１０７、発光層１０
９、電子輸送層１１１及びカソード層１１３を含む。こ
れらの層については、以下に詳述する。これら有機層の
全体厚は５００nm未満であることが好ましい。第１電極
１８はカソードであってもアノードであってもよく、そ
して第２電極３０は当然にその反対となる。ＯＬＥＤ要
素にエネルギーを付与するため電源２５０が必要であ
り、そしてアノード及びカソードへ電気接続するため導
電配線２６０が必要である。ＴＦＴ層及び付随する配線
がこれらの機能を提供する。 【００３０】当該ＯＬＥＤ要素は、基板を介して観察さ
れるものではないため、基板１２は、透光性又は不透明
のいずれかであってもよい。この場合の用途向け支持体
には、ガラス、プラスチック、半導体材料、セラミック
ス及び回路基板材料が含まれるが、これらに限定はされ
ない。 【００３１】アノード層１０３が第２電極３０として働
く場合、当該アノードは当該発光に対して透明又は実質
的に透明であることが必要である。本発明に用いられる
共通の透明アノード材料はインジウム錫酸化物(ITO)、
インジウム亜鉛酸化物(IZO)及び酸化錫であるが、例示
としてアルミニウム又はインジウムをドープした酸化亜
鉛、マグネシウムインジウム酸化物及びニッケルタング
ステン酸化物をはじめとする他の金属酸化物でも使用す
ることができる。これらの酸化物の他、窒化ガリウムの
ような金属窒化物、セレン化亜鉛のような金属セレン化
物、及び硫化亜鉛のような金属硫化物を層１０３に使用
することもできる。アノード層が第１電極１８の機能を
提供する場合には、層１０３の透過性は問題とならず、
透明、不透明又は反射性を問わずいずれの導電性材料で
も使用することができる。このような用途向けの導体の
例として、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム及
び白金が挙げられるが、これらに限定はされない。典型
的なアノード材料は、透過性であってもそうでなくて
も、４.１ eV以上の仕事関数を有する。望ましいアノー
ド材料は、一般に、蒸発法、スパッタ法、化学的気相成
長(CVD)法又は電気化学法のような適当な手段のいずれ
かによって付着される。アノードは、周知のフォトリソ
グラフ法によってパターン化することもできる。 【００３２】アノード１０３と正孔輸送層１０７との間
に正孔注入層１０５を設けることがしばしば有用とな
る。正孔注入性材料は、後続の有機層のフィルム形成性
を改良し、かつ、正孔輸送層への正孔注入を促進するの
に役立つことができる。正孔注入層に用いるのに好適な
材料として、米国特許第４７２０４３２号明細書に記載
されているポルフィリン系化合物や、米国特許第６２０
８０７５号明細書に記載されているプラズマ蒸着フルオ
ロカーボンポリマーが挙げられる。有機ＥＬデバイスに
有用であることが報告されている別の代わりの正孔注入
性材料が、欧州特許出願公開第０８９１１２１号及び同
第１０２９９０９号明細書に記載されている。 【００３３】正孔輸送層１０７は、芳香族第三アミンの
ような正孔輸送性化合物を少なくとも一種含有する。芳
香族第三アミン類は、少なくとも一つが芳香環の員であ
る炭素原子にのみ結合されている３価窒素原子を少なく
とも１個含有する化合物であると理解されている。一態
様として、芳香族第三アミンはアリールアミン、例え
ば、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリ
ールアミン又は高分子アリールアミンであることができ
る。単量体トリアリールアミンの例がKlupfelらの米国
特許第３１８０７３０号明細書に記載されている。Bran
tleyらの米国特許第３５６７４５０号及び同第３６５８
５２０号明細書には、１個以上の活性水素含有基を含
み、かつ／又は、１個以上のビニル基で置換されてい
る、他の適当なトリアリールアミンが開示されている。
より好ましい種類の芳香族第三アミンは、米国特許第４
７２０４３２号及び同第５０６１５６９号に記載されて
いるような芳香族第三アミン部分を２個以上含有するも
のである。以下、有用な芳香族第三アミンを例示する。 1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサ
ン 1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシ
クロヘキサン 4,4’-ビス(ジフェニルアミノ)クアドリフェニル ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)-フェニルメ
タン N,N,N-トリ(p-トリル)アミン 4-(ジ-p-トリルアミノ)-4’-[4(ジ-p-トリルアミノ)-ス
チリル]スチルベン N,N,N’,N’-テトラ-p-トリル-4,4’-ジアミノビフェニ
ル N,N,N’,N’-テトラフェニル-4,4’-ジアミノビフェニ
ル N,N,N’,N’-テトラ-1-ナフチル-4,4’-ジアミノビフェ
ニル N,N,N’,N’-テトラ-2-ナフチル-4,4’-ジアミノビフェ
ニル N-フェニルカルバゾール 4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェ
ニル（ＮＰＢ） 4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ビ
フェニル 4,4”-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]-p-ター
フェニル 4,4’-ビス[N-(2-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェ
ニル 4,4’-ビス[N-(3-アセナフテニル)-N-フェニルアミノ]
ビフェニル 1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレ
ン 4,4’-ビス[N-(9-アントリル)-N-フェニルアミノ]ビフ
ェニル 4,4”-ビス[N-(1-アントリル)-N-フェニルアミノ]-p-タ
ーフェニル 4,4’-ビス[N-(2-フェナントリル)-N-フェニルアミノ]
ビフェニル 4,4’-ビス[N-(8-フルオルアンテニル)-N-フェニルアミ
ノ]ビフェニル 4,4’-ビス[N-(2-ピレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェ
ニル 4,4’-ビス[N-(2-ナフタセニル)-N-フェニルアミノ]ビ
フェニル 4,4’-ビス[N-(2-ペリレニル)-N-フェニルアミノ]ビフ
ェニル 4,4’-ビス[N-(1-コロネニル)-N-フェニルアミノ]ビフ
ェニル 2,6-ビス(ジ-p-トリルアミノ)ナフタレン 2,6-ビス[ジ-(1-ナフチル)アミノ]ナフタレン 2,6-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ナフ
タレン N,N,N’,N’-テトラ(2-ナフチル)-4,4”-ジアミノ-p-タ
ーフェニル 4,4’-ビス{N-フェニル-N-[4-(1-ナフチル)-フェニル]
アミノ}ビフェニル 4,4’-ビス[N-フェニル-N-(2-ピレニル)アミノ]ビフェ
ニル 2,6-ビス[N,N-ジ(2-ナフチル)アミン]フルオレン 1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレ
ン 【００３４】別の種類の有用な正孔輸送性材料として、
欧州特許第１００９０４１号に記載されているような多
環式芳香族化合物が挙げられる。さらに、ポリ(N-ビニ
ルカルバゾール)(PVK)、ポリチオフェン、ポリピロー
ル、ポリアニリン及びPEDOT/PSSとも呼ばれているポリ
(3,4-エチレンジオキシチオフェン)／ポリ(4-スチレン
スルホネート)のようなコポリマー、といった高分子正
孔輸送性材料を使用することもできる。 【００３５】米国特許第４７６９２９２号及び同第５９
３５７２１号に詳述されているように、有機ＥＬ要素の
発光層(LEL)１０９は発光材料又は蛍光材料を含み、そ
の領域において電子-正孔対が再結合する結果として電
場発光が生じる。発光層は、単一材料で構成することも
できるが、より一般的には、ホスト材料に単一又は複数
種のゲスト化合物をドーピングしてなり、そこで主とし
て当該ドーパントから発光が生じ、その発光色にも制限
はない。発光層に含まれるホスト材料は、後述する電子
輸送性材料、上述した正孔輸送性材料、又は正孔-電子
再結合を支援する別の材料もしくはその組合せ、である
ことができる。ドーパントは、通常は高蛍光性色素の中
から選ばれるが、リン光性化合物、例えば、国際公開第
９８／５５５６１号、同第００／１８８５１号、同第０
０／５７６７６号及び同第００／７０６５５号に記載さ
れているような遷移金属錯体も有用である。ドーパント
は、ホスト材料中、０．０１〜１０質量％の範囲内で塗
布されることが典型的である。特に有用な発光性ドーパ
ントとして、フェニルピリジン及びその誘導体のイリジ
ウム錯体が挙げられる。ホスト材料として、ポリフルオ
レンやポリビニルアリーレン（例、ポリ(p-フェニレン
ビニレン)、PPV）のような高分子材料を使用することも
できる。この場合、当該高分子ホスト中に低分子ドーパ
ントを分子レベルで分散させること、或いは、当該ホス
トポリマーに少量成分を共重合させることによりドーパ
ントを添加すること、が可能である。 【００３６】ドーパントとしての色素を選定するための
重要な関係は、当該分子の最高被占軌道と最低空軌道と
の間のエネルギー差として定義されるバンドギャップポ
テンシャルの対比である。ホストからドーパント分子へ
のエネルギー伝達の効率化を図るためには、当該ドーパ
ントのバンドギャップがホスト材料のそれよりも小さい
ことが必須条件となる。 【００３７】有用性が知られているホスト及び発光性分
子として、米国特許第４７６９２９２号、同第５１４１
６７１号、同第５１５０００６号、同第５１５１６２９
号、同第５４０５７０９号、同第５４８４９２２号、同
第５５９３７８８号、同第５６４５９４８号、同第５６
８３８２３号、同第５７５５９９９号、同第５９２８８
０２号、同第５９３５７２０号、同第５９３５７２１号
及び同第６０２００７８号に記載されているものが挙げ
られるが、これらに限定はされない。 【００３８】8-ヒドロキシキノリン及び類似のオキシン
誘導体の金属錯体は、電場発光を支援することができる
有用なホスト化合物の一種であり、特に好適なものであ
る。以下、有用なキレート化オキシノイド系化合物の例
を示す。 CO-1：アルミニウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-
キノリノラト)アルミニウム(III)〕 CO-2：マグネシウムビスオキシン〔別名、ビス(8-キノ
リノラト)マグネシウム(II)〕 CO-3：ビス[ベンゾ{f}-8-キノリノラト]亜鉛(II) CO-4：ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(II
I)-μ-オキソ-ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニ
ウム(III) CO-5：インジウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-キ
ノリノラト)インジウム〕 CO-6：アルミニウムトリス(5-メチルオキシン)〔別名、
トリス(5-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)〕 CO-7：リチウムオキシン〔別名、(8-キノリノラト)リチ
ウム(I)〕 CO-8：ガリウムオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラ
ト)ガリウム(III)〕 CO-9：ジルコニウムオキシン〔別名、テトラ(8-キノリ
ノラト)ジルコニウム(IV)〕 【００３９】その他の有用なホスト材料の種類として、
9,10-ジ-(2-ナフチル)アントラセン及びその誘導体のよ
うなアントラセン誘導体、米国特許第５１２１０２９号
に記載されているジスチリルアリーレン誘導体、及び2,
2’,2”-(1,3,5-フェニレン)トリス[1-フェニル-1H-ベ
ンズイミダゾール]のようなベンズアゾール誘導体が挙
げられるが、これらに限定はされない。 【００４０】有用な蛍光性ドーパントとして、アントラ
セン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、
クマリン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレ
ンピラン、チオピラン、ポリメチン、ピリリウム及びチ
アピリリウムの各誘導体、フルオレン誘導体、ペリフラ
ンテン誘導体、並びにカルボスチリル化合物が挙げられ
るが、これらに限定はされない。 【００４１】本発明の有機ＥＬデバイスの電子輸送層１
１１を形成するのに用いられる好適な薄膜形成性材料
は、オキシン（通称8-キノリノール又は8-ヒドロキシキ
ノリン）自体のキレートをはじめとする、金属キレート
化オキシノイド系化合物である。当該化合物は、電子の
注入・輸送を助長し、高い性能レベルを発揮すると共
に、薄膜加工が容易である。オキシノイド系化合物の例
は、上述した通りである。 【００４２】他の電子輸送性材料として、米国特許第４
３５６４２９号明細書に記載されている各種ブタジエン
誘導体、及び米国特許第４５３９５０７号明細書に記載
されている各種複素環式蛍光増白剤が挙げられる。ベン
ズアゾール及びトリアジンもまた有用な電子輸送性材料
である。 【００４３】場合によっては、必要に応じて、層１０９
及び層１１１を、発光と電子輸送の両方を支援する機能
を発揮する単一層にすることが可能である。これらの層
は、低分子型ＯＬＥＤシステム及び高分子型ＯＬＥＤシ
ステムのどちらにおいても一体化することが可能であ
る。例えば、高分子型システムの場合、PEDOT-PSSのよ
うな正孔輸送層をPPVのような高分子発光層との組合せ
で採用することが通例である。このシステムにおいて
は、PPVが発光と電子輸送の両方を支援する機能を発揮
する。 【００４４】カソード１１３は、第１電極１８として働
く場合には、透明である必要はなく、ほとんどすべての
導電性材料を含んでなることができる。望ましいカソー
ド材料は、下部の有機層との良好な接触が確保されるよ
う良好なフィルム形成性を示し、低電圧での電子注入を
促進し、かつ、良好な安定性を有する。有用なカソード
材料は、低仕事関数金属（＜４.０eV）又は合金を含む
ことが多い。好適なカソード材料の１種に、米国特許第
４８８５２２１号明細書に記載されているMg:Ag合金
（銀含有率１〜２０％）を含むものがある。別の好適な
種類のカソード材料として、薄い電子注入層(EIL)と、
これより厚い導電性金属層とを含む二層形が挙げられ
る。EILは、カソードと有機層（例、ETL）との間に配置
される。ここで、EILは、低仕事関数金属又は金属塩を
含むことが好ましく、その場合、これより厚い導電層が
低仕事関数を有する必要はない。このようなカソードの
一つに、米国特許第５６７７５７２号明細書に記載され
ている、LiF薄層にこれより厚いAl層を載せてなるもの
がある。その他の有用なカソード材料として、米国特許
第５０５９８６１号、同第５０５９８６２号及び同第６
１４０７６３号明細書に記載されているものが挙げられ
るが、これらに限定はされない。 【００４５】カソード層１１３が第２電極３０として働
く場合には、当該カソードは透明又はほぼ透明でなけれ
ばならない。このような用途の場合、金属が薄くなけれ
ばならないか、又は透明導電性酸化物もしくはこれら材
料の組合せを使用しなければならない。透光性カソード
については、米国特許第４８８５２１１号、同第５２４
７１９０号、特開平３−２３４９６３号、米国特許第５
７０３４３６号、同第５６０８２８７号、同第５８３７
３９１号、同第５６７７５７２号、同第５７７６６２２
号、同第５７７６６２３号、同第５７１４８３８号、同
第５９６９４７４号、同第５７３９５４５号、同第５９
８１３０６号、同第６１３７２２３号、同第６１４０７
６３号、同第６１７２４５９号、欧州特許第１０７６３
６８号及び米国特許第６２７８２３６号に詳細に記載さ
れている。カソード材料は、蒸発法、スパッタ法又は化
学的気相成長法により付着させることが典型的である。
必要な場合には、例えば、マスク介在蒸着法、米国特許
第５２７６３８０号及び欧州特許出願公開第０７３２８
６８号明細書に記載の一体型シャドーマスク法、レーザ
ーアブレーション法及び選択的化学的気相成長法をはじ
めとする多くの周知の方法により、パターンを形成させ
てもよい。 【００４６】上述した有機材料は昇華法のような蒸気相
法により適宜付着されるが、フィルム形成性を高めるた
め、流体から、例えば、任意のバインダーと共に溶剤か
ら、付着させてもよい。当該材料がポリマーである場合
には、溶剤付着法が好適であるが、スパッタ法やドナー
シートからの熱転写法のような他の方法を使用してもよ
い。昇華法により付着すべき材料は、例えば、米国特許
第６２３７５２９号明細書に記載されているように、タ
ンタル材料を含むことが多い昇華体「ボート」から気化
させてもよいし、当該材料をまずドナーシート上にコー
ティングし、その後基板に接近させて昇華させてもよ
い。複数材料の混合物を含む層は、独立した複数の昇華
体ボートを利用してもよいし、予め混合した後単一のボ
ート又はドナーシートからコーティングしてもよい。パ
ターン化付着は、シャドーマスク、一体型シャドーマス
ク（米国特許第５２９４８７０号明細書）、ドナーシー
トからの空間画定型感熱色素転写（米国特許第５８５１
７０９号及び同第６０６６３５７号明細書）及びインク
ジェット法（米国特許第６０６６３５７号明細書）を利
用して達成することができる。すべての有機層をパター
ン化することができるが、最も一般的には、発光層のみ
をパターン化し、その他の層を装置全体に均一付着させ
ることができる。 【００４７】本発明のＯＬＥＤ装置は、所望によりその
特性を高めるため、周知の各種光学効果を採用すること
ができる。これには、透光性を極大化するための層厚の
最適化、誘電体ミラー構造の付与、反射性電極の吸光性
電極への交換、ディスプレイへの遮光又は反射防止コー
ティングの付与、ディスプレイへの偏光媒体の付与、又
はディスプレイへの着色、中性濃度もしくは色変換フィ
ルタの付与が包含される。具体的には、フィルタ、偏光
子及び遮光又は反射防止コーティングを、カバーの上
に、又はカバーの一部として、設けることができる。本
発明の別の実施態様において、ＯＬＥＤ要素は、白色光
を発光し、その白色発光型ＯＬＥＤ要素の上にＲＧＢフ
ィルタを設けて全色表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】（Ａ）は従来技術の上面発光型ＯＬＥＤ表示装
置を示す部分横断面図であり、（Ｂ）はＯＬＥＤ要素の
構築に使用することができる各種層の一部を例解する当
該技術分野で知られている典型的なＯＬＥＤ要素を示す
横断面図である。 【図２】本発明の第１態様によりＯＬＥＤ基板の最上層
に乾燥剤を適用した表示装置を示す部分横断面図であ
る。 【図３】図２に示した表示装置の上面図である。 【図４】本発明の第２態様により表示装置のカバーの内
側に乾燥剤を適用した表示装置を示す部分横断面図であ
る。 【図５】本発明の第３態様により他の層内に乾燥剤を適
用した表示装置を示す部分横断面図である。 【図６】最上層の上と、カバーの上と、他の層内とに乾
燥剤を適用した表示装置を示す部分横断面図である。 【図７】表示装置の周囲に乾燥剤を適用した表示装置を
示す横断面図である。 【図８】ＯＬＥＤ基板の最上層に乾燥剤を適用し、コン
フォーマルなカバーを有する表示装置を示す部分横断面
図である。 【図９】乾燥剤がコンタクトプリントされている表示装
置を示す部分横断面図である。 【符号の説明】 １０…上面発光型ＯＬＥＤ表示装置 １２…基板 １３、１５…併合層 １４…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アクティブマトリッ
クス層 １６…第１絶縁層 １７…第２絶縁層 １８…第１電極 １９Ｒ…赤色発光性有機電場発光（ＥＬ）要素 １９Ｇ…緑色発光性有機電場発光（ＥＬ）要素 １９Ｂ…青色発光性有機電場発光（ＥＬ）要素 ２４…画素領域 ２４Ｒ…赤色発光性画素領域 ２４Ｇ…緑色発光性画素領域 ２４Ｂ…青色発光性画素領域 ３０…透明第２電極 ３２…保護層 ３６…透明カバー ３６’…透明コンフォーマブルカバー ４０…吸光性乾燥剤 ４０’…乾燥シール剤 １０３…アノード層 １０５…正孔注入層 １０７…正孔輸送層 １０９…発光層 １１１…電子輸送層 １１３…カソード層 ２５０…電源 ２６０…導電配線

フロントページの続き (72)発明者 マイケル ルイス ボロソン アメリカ合衆国，ニューヨーク 14610, ロチェスター，グローブナー ロード 281 (72)発明者 テレンス ロバート オトゥール アメリカ合衆国，ニューヨーク 14580, ウェブスター，オールド ミル レーン 526 Ｆターム(参考） 3K007 AB11 AB13 AB17 BA06 BB05 DB03 FA02

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 (a) 基板と、 (b) 該基板の片面上に配置されたアレイ状の有機発光ダ
   イオード要素と、 (c) 該基板の同一面側で該アレイ状の有機発光ダイオー
   ド要素の上に、該有機発光ダイオード要素による発光を
   妨害しないようにパターン配置された乾燥剤とを含んで
   成る、上面発光型有機発光ダイオード表示装置。