JP2003505823A

JP2003505823A - Long life polymer light emitting device with improved luminous efficiency and radiance

Info

Publication number: JP2003505823A
Application number: JP2001510925A
Authority: JP
Inventors: ビー．オレガンマリー; ツァンチ
Original assignee: デュポンディスプレイズインコーポレイテッド
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2003-02-12
Also published as: TW493289B; CN1373908A; CN1182601C; MY133491A; WO2001006576A1; CA2377077A1; EP1196955A1

Abstract

(57)【要約】有機発光材料から作製される発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光効率および放射輝度は、低仕事関数層および高仕事関数高反射率層を含んだ多層カソード層を、高仕事関数高反射率アノード材料と組み合わせて素子中で用いることによって向上させることができる。 (57) [Summary] The luminous efficiency and radiance of a light-emitting diode (LED) made of an organic light-emitting material are determined by a multi-layer cathode layer including a low work function layer and a high work function and a high reflectivity layer. It can be improved by using it in a device in combination with a reflectance anode material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】（発明の分野）本発明は、発光効率および放射輝度が改良された有機重合体発光ダイオードに
関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to organic polymer light emitting diodes with improved luminous efficiency and radiance.

【０００２】（関連技術の説明）共役系有機重合体層で作製されたダイオード、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）
は、ディスプレイ技術に利用される可能性のために注目を集めている。標準的な
重合体ＬＥＤの構成は、順次接触した状態で、以下の層を備えている。インジウ
ム−スズ酸化物（ＩＴＯ）のコーティングを有する基板、不活性化層、発光重合
体、次いで単層のカソード。有機重合体ベースのＬＥＤ分野では、仕事関数が比
較的高い金属をアノードとして用いるのが一般的であり、これは、半導体エレク
トロルミネセンス重合体の、さもなければ充填されているπバンド中に、正孔を
注入する役目をしている。カソードの材料としては、仕事関数が比較的低い金属
が好ましく、これは、半導体エレクトロルミネセンス重合体の、さもなければ空
のπ^*バンド中に、電子を注入する役目をしている。アノードに注入された正孔
とカソードに注入された電子は、活性層内で放射的に再結合して発光する。アノ
ード材料として使われる仕事関数が比較的高い代表的な材料には、インジウム／
スズ酸化物の透明導電薄膜がある。あるいは、導電性エメラルジン塩の形をした
ポリアニリンの薄膜も使用できる。インジウム／スズ酸化物の薄膜および導電性
エメラルジン塩の形をしたポリアニリンの薄膜は、透明電極として、どちらもＬ
ＥＤからの発光が素子から有用なレベルで放射されるため、従来から好まれてき
た。Description of Related Art Diodes made with conjugated organic polymer layers, especially light emitting diodes (LEDs)
Have received attention due to its potential use in display technology. A standard polymeric LED configuration comprises the following layers, in sequential contact. A substrate with a coating of indium-tin oxide (ITO), a passivation layer, a light emitting polymer, and then a single layer cathode. In the field of organic polymer-based LEDs, it is common to use metals with a relatively high work function as the anode, which means that in the otherwise filled π band of the semiconductor electroluminescent polymer, It serves to inject holes. The material of the cathode is preferably a metal with a relatively low work function, which serves to inject electrons into the otherwise empty π ^* band of the semiconducting electroluminescent polymer. The holes injected into the anode and the electrons injected into the cathode radiatively recombine in the active layer to emit light. A typical material having a relatively high work function used as an anode material is indium /
There is a transparent conductive thin film of tin oxide. Alternatively, a thin film of polyaniline in the form of a conductive emeraldine salt can be used. The thin film of indium / tin oxide and the thin film of polyaniline in the form of conductive emeraldine salt are both used as transparent electrodes for L
The light emitted from the ED is emitted from the device at a useful level, and has been conventionally preferred.

【０００３】カソード材料として用いるのに適当な、仕事関数が比較的低い代表的な金属は
、カルシウム、マグネシウム、バリウムなどである。アルカリ金属は、過度に動
きやすく、発光層（例えば、エレクトロルミネセンス重合体）をドープする作用
があり、これによってショートを引き起こし、素子の寿命を許容できないほど縮
めてしまう。Typical metals having a relatively low work function suitable for use as a cathode material are calcium, magnesium, barium and the like. Alkali metals are overly mobile and have the effect of doping the emissive layer (eg, electroluminescent polymer), which causes shorts and unacceptably shortens the lifetime of the device.

【０００４】低仕事関数の金属（Ｃａｏ，Ｙ．、ＰＣＴＷＯ９８／５７３８１、およびＰ
ｉｃｈｌｅｒ，Ｋ．、国際特許出願ＷＯ９８／１０６２１を参照）の極薄層、ま
たは低仕事関数の金属酸化物（Ｃａｏ，Ｙ．、ＰＣＴ出願Ｎｏ．９９ＵＳ／２３
７７５）の極薄層の形をしたカソードによって、従来の厚膜カソードを用いた類
似のＬＥＤと比べて、初期性能（例えば、輝度および効率）が比較的またはより
良く、耐用年数が長いＬＥＤが得られることが、当技術分野で知られている。Low work function metals (Cao, Y., PCT WO98 / 57381, and P
ichler, K .; , International Patent Application WO98 / 10621), or a low work function metal oxide (Cao, Y., PCT Application No. 99US / 23).
775), the cathode in the form of an ultra-thin layer allows LEDs with relatively or better initial performance (eg, brightness and efficiency) and longer service life to be compared to similar LEDs using conventional thick film cathodes. What is obtained is known in the art.

【０００５】重合体ＬＥＤの作製は改良されてきたが、解決すべき課題が残っている。例え
ば、重合体ＬＥＤの輝度と効率については、これらを特定のディスプレイ用途に
使うには十分である。しかし、電池動作の装置では、発光効率は決定的なパラメ
ータである。より高い発光効率によって、電池を再充電せずに、直接より長い使
用期間が得られる。より一般的には、発光効率が高ければ、より広い範囲のディ
スプレイ用途に使えるようになる。それゆえ、より高い発光効率を有する重合体
ＬＥＤが求められている。特定の用途では、光出力は、前方への狭い円錐形であ
ることが好ましい。こうした用途では、高い放射輝度が特に重要である。Although the fabrication of polymeric LEDs has been improved, there remain challenges to be solved. For example, the brightness and efficiency of polymeric LEDs are sufficient to use them in certain display applications. However, in a battery-operated device, luminous efficiency is a critical parameter. The higher luminous efficiency directly provides a longer service life without recharging the battery. More generally, higher luminous efficiency allows for a wider range of display applications. Therefore, there is a need for polymer LEDs with higher luminous efficiency. For certain applications, the light output is preferably a narrow cone forward. High radiance is especially important in such applications.

【０００６】（発明の概要）本発明は、高反射率および高仕事関数を有する半透明層を含むアノードと、金
属、金属酸化物およびこれらの組合せから選択される低仕事関数材料の少なくと
も１つの第１カソード層および高反射率および高仕事関数を有する少なくとも１
つの第２カソード層を含むカソードとを含む発光ダイオードに関する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to an anode comprising a semi-transparent layer having high reflectivity and high work function and at least one low work function material selected from metals, metal oxides and combinations thereof. A first cathode layer and at least one having a high reflectance and a high work function
And a cathode including two second cathode layers.

【０００７】本発明は、改良された発光効率および改良された放射輝度を達成する。第１の
実施形態では、半透明層または第２カソード層は、少なくとも９１．４％の反射
率および約４ｅＶより大きい仕事関数を有する。第２の実施形態では、半透明層
および／または第２カソード層は、４００〜５００ｎｍの発光波長で少なくとも
８６％の反射率を有する。好ましい実施形態では、半透明層および第２カソード
層はいずれも銀である。The present invention achieves improved luminous efficiency and improved radiance. In the first embodiment, the semi-transparent layer or the second cathode layer has a reflectance of at least 91.4% and a work function greater than about 4 eV. In a second embodiment, the semi-transparent layer and / or the second cathode layer has a reflectivity of at least 86% at an emission wavelength of 400-500 nm. In a preferred embodiment, the semitransparent layer and the second cathode layer are both silver.

【０００８】本明細書で用いる句「隣接する」は、１層が他の層のすぐ隣にあることを必ず
しも意味しない。１つまたは複数の中間層を、隣接すると言われた層の間に設け
ることができる。The phrase “adjacent” as used herein does not necessarily mean that one layer is immediately next to another layer. One or more intermediate layers can be provided between the layers said to be adjacent.

【０００９】本明細書で用いる句「発光の波長での反射率．．．」は、光の特定波長でのあ
る層の反射率を言う。反射率を示す波長は、素子からのピーク発光の波長である
。Ｊ．Ｈ．Ｗｅａｖｅｒ、Ｈ．Ｐ．Ｒ．ＦｒｅｄｅｒｉｋｓｅｉｎＣＲＣ
Ｈａｎｄｂｏｏｋ「ＯｐｔｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｅｔａｌ
ｓａｎｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」１２〜１１７頁の標準表から反射
率の値を読む。As used herein, the phrase “reflectance at a wavelength of emitted light ...” refers to the reflectance of a layer at a particular wavelength of light. The wavelength showing the reflectance is the wavelength of peak light emission from the device. J. H. Weaver, H .; P. R. Frederikse in CRC
Handbook "Optical Properties of metal"
Read the reflectance values from the standard table on pages 12-117 of "S and semiconductors".

【００１０】本明細書で用いる句「半透明」は、少なくとも多少の光を、好ましくは、対象
の特定波長の光量の約４％と２５％の間を透過させることができることを意味す
るものと定義する。As used herein, the phrase “translucent” means capable of transmitting at least some light, preferably between about 4% and 25% of the amount of light of a particular wavelength of interest. Define.

【００１１】（好ましい実施形態の説明）図１で最もよくわかるように、ＬＥＤ素子１００は、基板１１０およびアノー
ド１２０を含む。アノード１２０は、高反射率金属の半透明層１２２および任意
選択の不活性化層１２８を含む。半透明層１２２は、基板１１０に隣接する第１
表面１２４と反対側の第２表面１２６とを有する。少なくとも１つの発光層１３
０が、アノード１２０とカソード１４０との間に配設されている。カソード１４
０は、低仕事関数材料の第１カソード層１４２および高反射率金属の第２カソー
ド層１４４を含む。矢印１５０で示したように、光は基板１１０を通って放射す
る。Description of the Preferred Embodiment As best seen in FIG. 1, the LED device 100 includes a substrate 110 and an anode 120. The anode 120 includes a semi-transparent layer 122 of high reflectance metal and an optional passivation layer 128. The semi-transparent layer 122 is a first transparent layer adjacent to the substrate 110.
It has a surface 124 and an opposite second surface 126. At least one light emitting layer 13
0 is disposed between the anode 120 and the cathode 140. Cathode 14
0 includes a first cathode layer 142 of low work function material and a second cathode layer 144 of high reflectance metal. Light is emitted through the substrate 110, as indicated by arrow 150.

【００１２】基板基板１１０として使用できる適当な材料には、例えば、ガラスや重合体フィル
ムが含まれる。Substrates Suitable materials that can be used as the substrate 110 include, for example, glass and polymeric films.

【００１３】アノード素子の光放射側にＩＴＯなどの透明電極を用いることが普通のやり方であるが
、電極中の透過損失を最小限にするため、本発明では透明電極を高反射率金属層
の薄層で置換えまたは強化して素子の効率を向上させる。図１で最もよくわかる
ように、アノード１２０は、半透明層１２２と、半透明層１２２の第２表面１２
６上にコーティングされた導電性重合体の不活性化層１２８とからなる複合層と
することができる。Although it is common practice to use a transparent electrode such as ITO on the light emitting side of the anode element, in order to minimize the transmission loss in the electrode, the present invention uses a transparent electrode of a high reflectance metal layer. Substitution or enhancement with thin layers to improve device efficiency. As best seen in FIG. 1, the anode 120 includes a translucent layer 122 and a second surface 12 of the translucent layer 122.
6 and a passivation layer 128 of a conductive polymer coated on the top surface of the conductive layer 6.

【００１４】第１の代替実施形態（図示せず）では、アノードは、正孔注入層として働くこ
とができる導電性の電流搬送層のみを含み不活性化層を含んでいない。第２の代
替実施形態（図示せず）では、アノードは、半透明層１２２の第１表面１２４に
隣接してＩＴＯなどの透明導電層、および不活性化層１２８を含む。第３の代替
実施形態（図示せず）では、アノードは、半透明層１２２の第１表面１２４に隣
接してＩＴＯなどの透明導電層を含み不活性化層を含んでいない。複合アノード
１２０の半透明層１２２または代替の単一アノード層（図示せず）は、高仕事関
数（一般的には約４．０ｅＶより大きい）の高反射率金属の群から選択されるア
ノード材料から作られる。適当な金属の例としては、銀、金、アルミニウム、お
よび銅が含まれる。好ましい実施形態では、半透明層１２２は、発光波長での反
射率が少なくとも９１．４％であり、良導体である（導電性が約１０²〜約１０⁸ Ω^-1ｃｍ^-1で、滑らかな連続のフィルムを形成することができる）。第２の好ま
しい実施形態では、半透明層は、発光波長での反射率が約９２％より大きい。第
３の好ましい実施形態では、半透明層は、発光波長での反射率が約９２％〜約９
６．５％である。第４の好ましい実施形態では、半透明層は、発光波長での反射
率が約９４％〜約９６．５％である。第５の好ましい実施形態では、半透明層１
２２は、発光波長での反射率が約９６％より大きい。他の好ましい実施形態では
、半透明層１２２は、発光波長４００ｎｍ〜５００ｎｍでの反射率が少なくとも
８６％である。こうしたアノード材料の例には、銀、アルミニウム、金、および
銅、ならびにこのような金属の合金が含まれる。In a first alternative embodiment (not shown), the anode comprises only a conductive current-carrying layer which can serve as a hole-injection layer and no passivation layer. In a second alternative embodiment (not shown), the anode includes a transparent conductive layer, such as ITO, adjacent the first surface 124 of the translucent layer 122, and a passivation layer 128. In a third alternative embodiment (not shown), the anode includes a transparent conductive layer such as ITO adjacent the first surface 124 of the semitransparent layer 122 and no passivation layer. The semi-transparent layer 122 of composite anode 120 or an alternative single anode layer (not shown) is an anode material selected from the group of high work function (typically greater than about 4.0 eV) high reflectance metals. Made from. Examples of suitable metals include silver, gold, aluminum and copper. In a preferred embodiment, the semi-transparent layer 122 has a reflectance of at least 91.4% at the emission wavelength and is a good conductor (conductivity of about 10 ² to about 10 ⁸ Ω ⁻¹ cm ⁻¹ , smooth. A continuous film can be formed). In a second preferred embodiment, the semitransparent layer has a reflectivity at the emission wavelength of greater than about 92%. In a third preferred embodiment, the semi-transparent layer has a reflectance at the emission wavelength of about 92% to about 9%.
It is 6.5%. In a fourth preferred embodiment, the semitransparent layer has a reflectance at the emission wavelength of about 94% to about 96.5%. In a fifth preferred embodiment, the translucent layer 1
No. 22 has a reflectance at the emission wavelength of more than about 96%. In another preferred embodiment, the semitransparent layer 122 has a reflectance of at least 86% at an emission wavelength of 400 nm to 500 nm. Examples of such anode materials include silver, aluminum, gold, and copper, as well as alloys of such metals.

【００１５】半透明層１２２は、薄膜付着用の当分野で既知の任意の技術を用いて一般に作
製することができ、例えば純金属または合金または他の膜前駆体を用いた、例え
ば真空蒸着、スパッタ付着、電子ビーム付着、または化学真空メッキが含まれる
。金属層の厚さは、蒸着／付着の速度および時間によって制御することができる
。蒸着／付着の一般の速度は、約０．５〜１０Å／秒である。半透明層の厚さは
、少なくとも多少の光を透過させるのに十分な程度薄く（半透明となるように）
、連続層を形成するのに十分な程度に厚いものとする。一般には、半透明金属層
１２２は、厚みが約１００Å〜約５００Åである。第１の好ましい実施形態では
、半透明層は、厚みが約２５０〜約４００Åである。第２の好ましい実施形態で
は、半透明層は、厚みが約２７５〜約３５０Åである。第３の好ましい実施形態
では、半透明層は、厚みが約２７５〜約３２５Åである。The translucent layer 122 can generally be made using any technique known in the art for thin film deposition, eg, using a pure metal or alloy or other film precursor, eg, vacuum deposition, Includes sputter deposition, electron beam deposition, or chemical vacuum plating. The thickness of the metal layer can be controlled by the deposition / deposition rate and time. Typical deposition / deposition rates are about 0.5-10Å / sec. The thickness of the translucent layer is thin enough (at least to be translucent) to allow at least some light transmission.
, Thick enough to form a continuous layer. Generally, the semi-transparent metal layer 122 has a thickness of about 100Å to about 500Å. In a first preferred embodiment, the translucent layer has a thickness of about 250 to about 400Å. In a second preferred embodiment, the translucent layer has a thickness of about 275 to about 350Å. In a third preferred embodiment, the translucent layer has a thickness of about 275 to about 325Å.

【００１６】導電性材料の光学的不活性化層１２８によって、用いる発光性重合体と仕事関
数がきちんと整合していない高反射率金属を使用できるようになった。本発明で
有用な導電性材料の正確な形態は、多種多様であり決定的ではない。適当な導電
性材料には、それだけには限らないが、ポリ（アニリン）、ポリ（アニリン）ブ
レンド、ポリチオフェン、およびポリチオフェンブレンドが含まれる。有用な導
電性ポリ（アニリン）には、ホモポリマー（単独重合体）、誘導体、およびバル
クポリマー（塊状重合体）とのブレンドが含まれる。有用なポリ（アニリン）の
例には、米国特許第５，２３２，６３１号、および第５，７２３，８７３号に開
示されたものが含まれる。有用な導電性ポリチオフェンには、ホモポリマー、誘
導体、およびバルクポリマーとのブレンドが含まれる。有用なポリチオフェンの
例には、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）などのポリ（エチレンジ
オキシチオフェン）（ＰＥＤＴ）、および米国特許第５，７６６，５１５号や第
５，０３５，９２６号に開示されたものが含まれる。用語「ポリアニリン」およ
び「ポリチオフェン」は、本明細書では、総称して置換および非置換の材料を含
めて用いる。この用語は、任意の随伴ドーパント、特に材料を導電性にするため
に使う酸性材料も含めるようにして用いる。The optically passivating layer 128 of conductive material allows the use of high reflectance metals that do not have a work function that is not properly matched to the emissive polymer used. The precise morphology of the electrically conductive materials useful in the present invention varies widely and is not critical. Suitable conductive materials include, but are not limited to, poly (aniline), poly (aniline) blends, polythiophenes, and polythiophene blends. Useful conductive poly (anilines) include homopolymers (homopolymers), derivatives, and blends with bulk polymers (bulk polymers). Examples of useful poly (aniline) s include those disclosed in US Pat. Nos. 5,232,631 and 5,723,873. Useful conductive polythiophenes include homopolymers, derivatives, and blends with bulk polymers. Examples of useful polythiophenes include poly (ethylenedioxythiophene) (PEDT), such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene), and US Pat. Nos. 5,766,515 and 5,035,926. Include those disclosed in. The terms "polyaniline" and "polythiophene" are used generically herein to include substituted and unsubstituted materials. The term is used to include any accompanying dopants, especially acidic materials used to render the material conductive.

【００１７】カソード第１カソード層１４２は、低仕事関数金属または低仕事関数金属酸化物から選
択される（一般に約３．５ｅＶ未満）。適当な低仕事関数材料の例には、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、およびランタニド金属、および、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、およびランタニド金属の酸化物が含まれる。用語「アルカリ金
属」は、本明細書では、周期表ＩＡ族の元素を指す通常の意味で用いる。用語「
アルカリ金属酸化物」は、本明細書では、アルカリ金属と酸素の化合物を指す通
常の意味で用いる。本明細書では、アルカリ金属酸化物は、便宜上、対応する単
純な酸化物の化学式（例えば、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｒｂ₂Ｏ、およびＣｓ ₂ Ｏ）によって表す。ただし、この単純酸化物の記号が表す内容は、混合酸化物
および非化学量論的酸化物を含めた他の酸化物（例えば、Ｌｉ_xＯ、Ｎａ_xＯ、Ｋ _x Ｏ、Ｒｂ_xＯ、およびＣｓ_xＯ、ただしｘは約０．１〜約２である）をも包含す
るものである。[0017] Cathode The first cathode layer 142 is selected from a low work function metal or a low work function metal oxide.
Selected (generally less than about 3.5 eV). Examples of suitable low work function materials include
Li metal, alkaline earth metal, and lanthanide metal, and alkali metal,
It includes oxides of the alkaline earth metals and lanthanides. The term "alkaline gold
“Genus” is used herein in the conventional sense to refer to the elements of Group IA of the Periodic Table. the term"
"Alkali metal oxide" is used herein to refer to a compound of an alkali metal and oxygen.
Used in the usual sense. In the present specification, alkali metal oxides are, for convenience, the corresponding monoxides.
Chemical formula of pure oxide (eg Li₂O, Na₂O, K₂O, Rb₂O, and Cs ₂ Represented by O). However, the content of this simple oxide symbol is mixed oxide.
And other oxides, including non-stoichiometric oxides (eg, Li_xO, Na_xO, K _x O, Rb_xO, and Cs_xO, where x is from about 0.1 to about 2)
It is something.

【００１８】用語「アルカリ土類金属」は、本明細書では、周期表ＩＩＡ族の元素を指す通
常の意味で用いる。好ましいアルカリ土類金属には、マグネシウム（すなわち、
Ｍｇ）、カルシウム（すなわち、Ｃａ）、ストロンチウム（すなわち、Ｓｒ）、
およびバリウム（すなわち、Ｂａ）が含まれる。用語「アルカリ土類金属酸化物
」は、本明細書では、アルカリ土類金属と酸素の化合物を指す通常の意味で用い
る。本明細書では、アルカリ土類金属酸化物は、便宜上、対応する単純な酸化物
の化学式（例えば、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯ）によって
表す。ただし、この単純酸化物の記号が表す内容は、混合酸化物および非化学量
論的酸化物を含めた他の酸化物（例えば、Ｍｇ_xＯ、Ｂａ_xＯ、Ｃａ_xＯ、Ｓｒ_xＯ
、およびＢａ_xＯ、ただしｘは約０．１〜約１である）をも包含するものである
。The term “alkaline earth metal” is used herein in the conventional sense to refer to an element from Group IIA of the periodic table. Preferred alkaline earth metals include magnesium (ie,
Mg), calcium (ie Ca), strontium (ie Sr),
And barium (ie, Ba). The term "alkaline earth metal oxide" is used herein in the conventional sense to refer to a compound of alkaline earth metal and oxygen. For convenience, alkaline earth metal oxides are represented herein by the corresponding simple oxide chemical formulas (eg, MgO, BaO, CaO, SrO, and BaO). However, the contents of the symbol represents the simple oxides, mixed oxides and non-stoichiometric oxides of other oxides, including (for _{_{example, Mg x O, Ba x O}} , Ca x O, Sr x O
, And Ba _x O, where x is from about 0.1 to about 1).

【００１９】用語「ランタニド金属」は、本明細書では、セリウム（すなわち、Ｃｅ）から
ルテチウム（すなわち、Ｌｕ）までの、周期表のランタニド系列の元素を指す通
常の意味で用いる。好ましいランタニド金属には、サマリウム（すなわち、Ｓｍ
）、イッテルビウム（すなわち、Ｙｂ）、およびネオジム（すなわち、Ｎｄ）が
含まれる。用語「ランタニド金属酸化物」は、本明細書では、ランタニド金属と
酸素の化合物を指す通常の意味で用いる。本明細書では、ランタニド金属酸化物
は、便宜上、＋３価状態の対応する単純な酸化物の化学式（例えば、Ｓｍ₂Ｏ₃、
Ｙｂ₂Ｏ₃、およびＮｄ₂Ｏ₃）によって表す。ただし、この単純酸化物の記号が表
す内容は、混合酸化物および非化学量論的酸化物を含めた他の酸化物（例えば、
Ｓｍ_xＯ、Ｙｂ_xＯ、およびＮｄ_xＯ、ただしｘは約０．１〜約１．５である）を
も包含するものである。The term “lanthanide metal” is used herein in the conventional sense to refer to elements of the lanthanide series of the periodic table, from cerium (ie Ce) to lutetium (ie Lu). Preferred lanthanide metals include samarium (ie, Sm
), Ytterbium (ie, Yb), and neodymium (ie, Nd). The term “lanthanide metal oxide” is used herein in the conventional sense to refer to a compound of lanthanide metal and oxygen. As used herein, lanthanide metal oxides are for convenience represented by the corresponding simple oxide chemical formulas (eg, Sm ₂ O ₃ ,
Yb ₂ O ₃ and Nd ₂ O ₃ ). However, this simple oxide symbol indicates that other oxides including mixed oxides and non-stoichiometric oxides (for example,
Sm _x O, Yb _x O, and Nd _x O, where x is about 0.1 to about 1.5).

【００２０】好ましい実施形態では、第１カソード層１４２は、低仕事関数金属酸化物を含
む。第１カソード層１４２は、一般に熱真空蒸着によって付着することができる
。一般に、第１カソード層１４２は、厚さが約１０から２００Åである。蒸着／
付着の一般の速度は、毎秒約０．２から４Åである。In a preferred embodiment, the first cathode layer 142 comprises a low work function metal oxide. The first cathode layer 142 can be deposited, typically by thermal vacuum deposition. Generally, the first cathode layer 142 has a thickness of about 10 to 200Å. Deposition /
Typical rates of deposition are about 0.2 to 4Å per second.

【００２１】半透明層１２２と同様に、第２カソード層１４４は、高い反射率と高い仕事関
数を有し、滑らかで連続した膜を形成することができる材料から作られる。一般
には、第２カソード層１４４は、４ｅＶより大きい仕事関数を有する。好ましい
実施形態では、第２カソード層１４４は、発光波長での反射率が少なくとも９１
．４％である。第２の好ましい実施形態では、第２カソード層は、発光波長での
反射率が９２％から９６．５％である。第３の好ましい実施形態では、第２カソ
ード層は、発光波長での反射率が９４％から９６．５％である。第４の好ましい
実施形態では、第２カソード層は、発光波長での反射率が９６％を超える。他の
好ましい実施形態では、第２カソード層１４４として、発光波長４００ｎｍから
５００ｎｍでの反射率が少なくとも８６％の金属を用いる。半透明層１２２と同
様に、第２カソード層１４４は、金属および金属合金から選択されるカソード材
料を含む。適当な高仕事関数金属の例には、アルミニウム、銀、銅、金などと、
このような金属の合金が含まれる。Like the semi-transparent layer 122, the second cathode layer 144 is made of a material that has a high reflectivity and a high work function and is capable of forming a smooth, continuous film. Generally, the second cathode layer 144 has a work function greater than 4 eV. In a preferred embodiment, the second cathode layer 144 has a reflectance of at least 91 at the emission wavelength.
． 4%. In a second preferred embodiment, the second cathode layer has a reflectance at the emission wavelength of 92% to 96.5%. In a third preferred embodiment, the second cathode layer has a reflectance at the emission wavelength of 94% to 96.5%. In a fourth preferred embodiment, the second cathode layer has a reflectivity of more than 96% at the emission wavelength. In another preferred embodiment, the second cathode layer 144 is made of a metal having a reflectance of at least 86% at an emission wavelength of 400 nm to 500 nm. Like the translucent layer 122, the second cathode layer 144 comprises a cathode material selected from metals and metal alloys. Examples of suitable high work function metals include aluminum, silver, copper, gold, etc.,
Such metal alloys are included.

【００２２】好ましい実施形態では、半透明層１２２および第２カソード層１４４のいずれ
にも、発光波長での反射率が少なくとも９１．４％の金属または金属合金が用い
られる。他の好ましい実施形態では、発光波長４００ｎｍから５００ｎｍでの反
射率が少なくとも８６％の金属が、半透明層１２２および第２カソード層１４４
のいずれにも用いられる。In a preferred embodiment, both the semitransparent layer 122 and the second cathode layer 144 are made of a metal or metal alloy having a reflectance of at least 91.4% at the emission wavelength. In another preferred embodiment, the metal having a reflectance of at least 86% at an emission wavelength of 400 nm to 500 nm comprises a semitransparent layer 122 and a second cathode layer 144.
It is used for both.

【００２３】一般に、第２カソード層１４４は、半透明層１２２に用いられる材料と同じで
ある必要はない。例えば、高仕事関数半透明アノードには金を使うことができ、
２層カソードの高反射率金属層として銀を使うことができる。好ましい実施形態
では、高反射率層、すなわち第２カソード層１４４および半透明層１２２はいず
れも、反射率が少なくとも９１．４％の金属、または発光波長４００ｎｍから５
００ｎｍでの反射率が少なくとも８６％の金属を有する。より好ましい実施形態
では、２層カソードの高反射率金属層および半透明アノードのいずれにも銀（Ａ
ｇ）を使う。In general, the second cathode layer 144 need not be the same as the material used for the translucent layer 122. For example, gold can be used for high work function translucent anodes,
Silver can be used as the high reflectance metal layer of the two-layer cathode. In a preferred embodiment, the high reflectance layer, ie, the second cathode layer 144 and the semitransparent layer 122, are both metals with a reflectance of at least 91.4%, or an emission wavelength of 400 nm to 5 nm.
It has a metal with a reflectance at 00 nm of at least 86%. In a more preferred embodiment, silver (A) is used for both the high reflectance metal layer of the bilayer cathode and the semitransparent anode.
Use g).

【００２４】任意選択で、複層カソードシステム（図示せず）を使うことができる。例えば
、高反射率カソード層の第１層（好ましくは、不透明とするのに十分な厚さを有
する）を、他の１層の高反射率カソード層によって覆うことができる。この層の
反射率は、第１高反射率カソード層より高くても低くてもよい。３層のカソード
キャッピング構成では、最上端の金属は、滑らかな連続膜を形成することができ
る任意の安定な金属、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金でよい。後
続の層を、例えば素子の不活性化や密封など特定の機能を目的として、追加する
ことができる。素子の密封に有用な層の例には、空気安定キャッピング層が含ま
れる。用語「空気安定」は、素子の周りに存在する恐れのある周囲酸素や水分か
ら、キャッピング層の下層を保護する能力を指す。空気安定キャッピング層用の
適当な材料は、金属および金属合金である。Optionally, a multi-layer cathode system (not shown) can be used. For example, a first layer of high reflectance cathode layer (preferably having a sufficient thickness to be opaque) can be covered by another layer of high reflectance cathode layer. The reflectivity of this layer may be higher or lower than the first high reflectivity cathode layer. In a three layer cathode capping configuration, the topmost metal can be any stable metal capable of forming a smooth continuous film, such as aluminum or aluminum alloys. Subsequent layers may be added for the purpose of specific functions such as passivation or sealing of the device. Examples of layers useful for sealing the device include air stable capping layers. The term "air-stabilized" refers to the ability to protect the underlying layer of the capping layer from ambient oxygen and moisture that may be present around the device. Suitable materials for the air stable capping layer are metals and metal alloys.

【００２５】半透明層１２２と同様に、第２カソード層１４４は、既知の付着技術を用いて
作製することができる。一般的な蒸着／付着速度は、約１〜２０Å／秒である。
第２カソード層１４４は、第１カソード層を覆うのに十分な厚さを有し、対象の
波長で高い反射率が得られる程度に不透明とする。一般には、第２カソード層は
、少なくとも約８００Åの厚さを有する。Like the translucent layer 122, the second cathode layer 144 can be made using known deposition techniques. Typical deposition / deposition rates are about 1-20 Å / sec.
The second cathode layer 144 has a thickness sufficient to cover the first cathode layer and is opaque to the extent that high reflectivity is obtained at the wavelength of interest. Generally, the second cathode layer has a thickness of at least about 800Å.

【００２６】発光層衛生本発明のＬＥＤでは、少なくとも１つの発光層１３０（ルミネセンス層、また
はエレクトロルミネセンス層とも呼ばれる）は、エレクトロルミネセンス半導体
有機材料を含む。一般に、ＬＥＤで発光層として使用される材料は、エレクトロ
ルミネセンスを示す重合体または分子材料を含み、特に、エレクトロルミネセン
スを示し、かつ可溶性であって溶液から均質な薄膜に加工可能な材料を含む。Emissive Layer Sanitary In the LED of the present invention, at least one emissive layer 130 (also referred to as a luminescent layer or electroluminescent layer) comprises an electroluminescent semiconductor organic material. In general, the materials used as the light-emitting layer in LEDs include electroluminescent polymeric or molecular materials, especially those that are electroluminescent and are soluble and can be processed from solution into homogeneous thin films. Including.

【００２７】有用な分子発光材料の例には、アントラセン、チアジアゾール誘導体など単純
な有機分子が含まれ、クマリン誘導体はエレクトロルミネセンスを示すことが知
られている。さらに、例えばＴａｎｇ他の米国特許第５，５５２，６７８号に記
載のように、８−ヒドロキシキノリンと３価金属イオン、特にアルミニウムなど
との錯体も適当な発光材料である。Examples of useful molecular light emitting materials include simple organic molecules such as anthracene and thiadiazole derivatives, coumarin derivatives are known to exhibit electroluminescence. In addition, complexes of 8-hydroxyquinoline with trivalent metal ions, especially aluminum, are also suitable emissive materials, as described, for example, in US Pat. No. 5,552,678 to Tang et al.

【００２８】有用な重合体発光材料の例には、半導体共役重合体が含まれる。適当な半導体
共役重合体の例には、ポリ（フェニレンビニレン）、ＰＰＶ、およびエネルギー
ギャップＥｇが約２．１ｅＶの半導体重合体である、ポリ（２−メトキシ−５−
（２′−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）、ＭＥＨ−
ＰＰＶ、などのＰＰＶの可溶性誘導体が含まれる。この材料は、Ｗｕｄｌ，Ｆ．
，Ｈｏｇｅｒ，Ｓ．，Ｚｈａｎｇ，Ｃ．，Ｐａｋｂａｚ，Ｋ．，Ｈｅｅ
ｇｅｒ，Ａ．Ｊ．，ＰｏｌｙｍｅｒＰｒｅｐｒｉｎｔｓ，１９９３年，３４
巻（ｎｏ．１），１９７頁により詳細に記載されている。この用途に有用である
と記載された他の材料は、エネルギーギャップＥｇが約２．２ｅＶの半導体重合
体である、ポリ（２，５−ビス（コレスタノキシ）−１，４−フェニレンビニレ
ン）、ＢＣＨＡ−ＰＰＶである。この材料は、米国特許第５，１８９，１３６号
により詳細に記載されている。他の適当な重合体には、例えば、Ｂｒａｕｎ，Ｄ
．，Ｇｕｓｔａｆｓｓｏｎ，Ｇ．，ＭｃＢｒａｎｃｈＤ．，およびＨｅ
ｅｇｅｒ，Ａ．Ｊ．，「Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅａｎｄ
ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｐｏｌｙ（３−ｔｈｉｏｐ
ｈｅｎｅ）ｄｉｏｄｅｓ」Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，１９９２年、７２巻、
５６４頁に記載のポリ（３−アルキルチオフェン）；Ｇｒｅｍ，Ｇ．，Ｌｅ
ｄｉｔｚｋｙ，Ｇ．，Ｕｌｌｒｉｃｈ，Ｂ．，およびＬｅｉｓｉｎｇ，Ｇ．
，「Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｂｌｕｅ−ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎ
ｇｄｅｖｉｃｅｕｓｉｎｇｐｏｌｙ（−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）」Ａ
ｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１９９２年、４巻、３６頁に記載のポリ（パラ−フェニレ
ン）およびＹａｎｇ，Ｚ．，Ｓｏｋｏｌｉｋ，Ｌ．，およびＫａｒａｓｚ
Ｆ．Ｅ．，「Ｓｏｌｕｂｌｅｂｌｕｅｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ
ｐｏｌｙｍｅｒ」Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，１９９３年，２６巻
，１１８８頁に記載のその可溶性誘導体；ならびにＰａｒｋｅｒＩ．Ｄ
．，Ｐｅｉ，Ｑ．，Ｍａｒｒｏｃｃｏ，Ｍ．，「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｂｌｕｅｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｆｒｏｍａｆｌｕ
ｏｒｉｎａｔｅｄｐｏｌｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ」Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．，１９９４年，６５巻，１２７２頁に記載のポリキノリンが含
まれる。共役半導体重合体と非共役のホスト重合体または担体重合体とのブレン
ドも、Ｚｈａｎｇ，Ｃ．，ｖｏｎＳｅｇｇｅｒｎ，Ｈ．，Ｐａｋａｂ
ａｚ，Ｋ．，Ｋｒａａｂｅｌ，Ｂ．，Ｓｃｈｍｉｄｔ，Ｈ．Ｗ．，
およびＨｅｅｇｅｒ，Ａ．Ｊ．，「Ｂｌｕｅｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉ
ｎｅｓｃｅｎｔｄｉｏｄｅｓｕｔｉｌｉｚｉｎｇｂｌｅｎｄｓｏｆｐ
ｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）ｉｎｐ
ｏｌｙ（９−ｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）」，ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＭｅ
ｔａｌｓ，１９９４年，６２巻，３５頁に記載のように、重合体ＬＥＤの
活性層として有用である。Ｙｕ，Ｇ．，およびＨｅｅｇｅｒ，Ａ．Ｊ
．，「Ｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｐｈｏｔｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓ
ｍａｄｅｗｉｔｈｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｓ」，
ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＭｅｔａｌｓ，１９９７年，８５巻，１１８３頁
に記載のように、２つ以上の共役重合体を含むブレンドも有用である。Examples of useful polymeric light emitting materials include semiconducting conjugated polymers. Examples of suitable semiconducting conjugated polymers are poly (phenylene vinylene), PPV, and poly (2-methoxy-5-, which is a semiconducting polymer with an energy gap Eg of about 2.1 eV.
(2'-ethyl-hexyloxy) -1,4-phenylenevinylene), MEH-
Included are soluble derivatives of PPV, such as PPV. This material is commercially available from Wudl, F .;
Hoger, S .; Zhang, C .; , Pakbaz, K .; , Hee
Ger, A .; J. , Polymer Preprints, 1993, 34.
Volume (no. 1), p. 197. Other materials described as useful for this application are semiconducting polymers with an energy gap Eg of about 2.2 eV, poly (2,5-bis (cholestanoxy) -1,4-phenylene vinylene), BCHA. -It is PPV. This material is described in more detail in US Pat. No. 5,189,136. Other suitable polymers include, for example, Braun, D
． , Gustafsson, G .; , McBranch D .; , And He
eger, A .; J. , "Electroluminescence and
electrical transport in poly (3-thiop
hene) diodes ”J. Appl. Phys. , 1992, Volume 72,
Poly (3-alkylthiophenes) described on page 564; Grem, G .; , Le
ditzky, G .; Ullrich, B .; , And Leising, G .;
, "Realization of blue-light-emittin.
g device using poly (-p-phenylene) "A
dv. Mater. , 1992, 4, 36, and poly (para-phenylene) and Yang, Z .; Sokolik, L .; , And Karasz
F. E. , "Soluble blue light-emitting
Polymer ”Macromolecules, 1993, 26, 1188; and its soluble derivatives; and Parker I. et al. D
． , Pei, Q. , Marrocco, M .; , "Efficient
blue electroluminescence from a flu
"organized polyquinoline" Appl. Phys.
Lett. , 1994, vol. 65, p. 1272. Blends of conjugated semiconducting polymers with non-conjugated host or carrier polymers are also described by Zhang, C .; , Von Seggern, H .; , Pakab
az, K.K. , Kraabel, B .; Schmidt, H .; W. ，
And Heeger, A .; J. , "Blue electrolumini
Nescent Diodes Utilizing blends of p
oly (p-phenylphenylene vinylene) in p
ly (9-vinylcarbazole) ", Synthetic Me
tals, 1994, vol. 62, p. 35, are useful as active layers in polymeric LEDs. Yu, G. , And Heeger, A .; J
． , "High efficiency photonic devices
made with semiconducting polymers ",
Blends containing two or more conjugated polymers are also useful, as described in Synthetic Metals, 1997, 85, 1183.

【００２９】一実施形態では、エレクトロルミネセンス有機材料が、エレクトロルミネセン
ス半導体有機重合体であり、この重合体は、π共役重合体またはπ共役部分のセ
グメントを含む共重合体である。共役重合体は、当技術分野でよく知られている
。エレクトロルミネセンス半導体有機重合体の適当な例には、それだけには限ら
ないが、（ｉ）ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）およびフェニレン部分の様々な位置を
置換したその誘導体；（ｉｉ）ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）およびビニレン部分の様々な位置を
置換したその誘導体；（ｉｉｉ）ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）およびフェニレン部分の様々な位
置を置換し、かつビニレン部分の様々な位置も置換したその誘導体；（ｉｖ）ポリ（アリーレンビニレン）、ただしアリーレンを、ナフタレン、ア
ントラセン、フリレン、チエニレン、オキサジアゾールなどの部分とすることが
できる；（ｖ）ポリ（アリーレンビニレン）の誘導体、ただしアリーレンを上記（ｉｖ
）のようにすることができ、さらにアリーレンの様々な位置に置換基があっても
よい；（ｖｉ）ポリ（アリーレンビニレン）の誘導体、ただしアリーレンを上記（ｉ
ｖ）のようにすることができ、さらにビニレンの様々な位置に置換基があっても
よい；（ｖｉｉ）ポリ（アリーレンビニレン）の誘導体、ただしアリーレンを上記（
ｉｖ）のようにすることができ、さらにアリーレンの様々な位置に置換基があっ
てもよく、ビニレンの様々な位置に置換基があってもよい；（ｖｉｉｉ）（ｉｖ）、（ｖ）、（ｖｉ）、および（ｖｉｉ）などのアリーレ
ンビニレンオリゴマーと、非共役オリゴマーとの共重合体；（ｉｘ）ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）などのはしご形重合体誘導体
などを含めて、ポリ（ｐ−フェニレン）およびフェニレン部分の様々な位置を置
換したその誘導体；（ｘ）ポリ（アリーレン）、ただし、アリーレンを、ナフタレン、アントラセ
ン、フリレン、チエニレン、オキサジアゾールなどの部分とすることができ、ま
たアリーレン部分の様々な位置を置換したその誘導体とすることができる；（ｘｉ）（ｘ）などのオリゴアリーレンと、非共役オリゴマーとの共重合体；（ｘｉｉ）ポリキノリンおよびその誘導体；（ｘｉｉｉ）ポリキノリンと、例えば、溶解性を与えるためにアルキルまたは
アルコキシ基でフェニレンを置換したｐ−フェニレンとの共重合体；（ｘｉｖ）ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスチアゾール）、ポリ（
ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）、ポリ（ｐ−フェニレン−
２，６−ベンズイミダゾール）、およびこれらの誘導体などの剛直ロッド重合体
；などが含まれる。In one embodiment, the electroluminescent organic material is an electroluminescent semiconducting organic polymer, which is a π-conjugated polymer or a copolymer comprising segments of π-conjugated moieties. Conjugated polymers are well known in the art. Suitable examples of electroluminescent semiconducting organic polymers include, but are not limited to, (i) poly (p-phenylene vinylene) and its derivatives substituted at various positions of the phenylene moiety; (ii) poly (p- (Phenylene vinylene) and its derivatives substituted at various positions of the vinylene moiety; (iii) poly (p-phenylene vinylene) and its derivatives substituted at various positions of the phenylene moiety and also at various positions of the vinylene moiety; (Iv) poly (arylene vinylene), where the arylene can be a moiety such as naphthalene, anthracene, furylene, thienylene, oxadiazole; (v) a derivative of poly (arylene vinylene), where the arylene is as described above
), And there may be substituents at various positions on the arylene; (vi) a derivative of poly (arylene vinylene), provided that
v) and there may be substituents at various positions on the vinylene; (vii) a derivative of poly (arylene vinylene), where arylene is the above (
iv) and may have substituents at various positions on the arylene and at various positions on vinylene; (viii) (iv), (v), (Vi), and copolymers of arylene vinylene oligomers such as (vii) with non-conjugated oligomers; (ix) poly (9,9-dialkylfluorene) such as ladder-type polymer derivatives, etc. (p-phenylene) and its derivatives substituted at various positions of the phenylene moiety; (x) poly (arylene), provided that the arylene is a moiety such as naphthalene, anthracene, furylene, thienylene, oxadiazole, It can also be a derivative thereof in which various positions of the arylene moiety are substituted; (xi) non-covalent with oligoarylene such as (x) (Xiii) Polyquinoline and derivatives thereof; (xiii) Polyquinoline and, for example, p-phenylene in which phenylene is substituted with an alkyl or alkoxy group for imparting solubility; (xiv) ) Poly (p-phenylene-2,6-benzobisthiazole), poly (
p-phenylene-2,6-benzobisoxazole), poly (p-phenylene-
2,6-benzimidazole), and rigid rod polymers such as derivatives thereof; and the like.

【００３０】半導体共役重合体に、個別の分子化合物をブレンドしたり、または共有結合で
付加した、半導体共役重合体と個別分子との組合せも有用である。ポリ（フルオ
レン）誘導体も有用である。例えば、米国特許第５，７７７，０７０号、第５，
７０８，１３０号、および第５，９００，３２７号を参照されたい。Combinations of semiconducting conjugated polymers with individual molecules, in which individual molecular compounds are blended or covalently attached to the semiconducting conjugated polymers, are also useful. Poly (fluorene) derivatives are also useful. For example, US Pat. Nos. 5,777,070, 5,
See 708,130, and 5,900,327.

【００３１】一実施形態では、エレクトロルミネセンス半導体有機材料が、エレクトロルミ
ネセンス半導体有機重合体である。好ましい実施形態では、エレクトロルミネセ
ンス半導体有機材料は、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（アリーレンビ
ニレン）、ポリ（ｐ−フェニレン）、およびポリ（アリーレン）からなる群から
選択される。In one embodiment, the electroluminescent semiconductor organic material is an electroluminescent semiconductor organic polymer. In a preferred embodiment, the electroluminescent semiconductor organic material is selected from the group consisting of poly (p-phenylene vinylene), poly (arylene vinylene), poly (p-phenylene), and poly (arylene).

【００３２】発光層は、担体重合体および添加物など、他の材料を含むこともできる。一般
には、発光層は、所望の発光波長、したがって共振器サイズに応じて、約６００
から約１１００Åの厚さを有する。The emissive layer can also include other materials such as carrier polymers and additives. Generally, the emissive layer will have a thickness of about 600 depending on the desired emission wavelength and thus the resonator size.
Has a thickness of about 1100Å.

【００３３】発光層は、一般に当技術分野で既知の任意の技術、特に、例えば溶液から直接
キャストすること、および重合体前駆体をキャストし引き続き反応（例えば、加
熱）させて所望の重合体を生成することを含めて、有機分子および有機重合体Ｌ
ＥＤの技術分野で既知の方法を用いて作製することができる。The emissive layer is generally formed by any technique known in the art, in particular casting directly from solution and casting the polymer precursor followed by reaction (eg heating) to give the desired polymer. Organic molecule and organic polymer L, including producing
It can be prepared using a method known in the technical field of ED.

【００３４】半透明高反射率金属層を含むアノードとともに、高反射率金属でキャッピング
した少なくとも１つの低仕事関数金属または金属酸化物の極薄層を（効率的な電
子注入のために）含む多層カソードを用いて、優れた電子注入、高反射率、微小
共振器構成の高いＱを達成することができ、それによって発光効率および放射輝
度が改良されることがわかった。微小共振器効果が、発光効率および輝度を高め
ると思われる。この素子の半透明金属アノードおよび２層カソードの反射率が比
較的高いことによって、微小共振器構造中に高性能重合体ＬＥＤが形成される。
微小共振器効果が、放射した光のバンド幅を狭める。この狭まりの結果、放射し
た大部分の光子の波長が、ヒトの眼の高感度領域へシフトし（図２参照）、これ
によって発光構造の発光効率が著しく増大する。同じルミネセンス重合体を用い
て従来の構造に作製した重合体ＬＥＤの広いエレクトロルミネセンススペクトル
を、比較のため図３に示す。A multilayer comprising (for efficient electron injection) at least one ultra-thin layer of a low work function metal or metal oxide capped with a high reflectivity metal together with an anode comprising a semi-transparent high reflectivity metal layer. It has been found that the cathode can be used to achieve excellent electron injection, high reflectivity, and high Q of the microresonator configuration, which improves emission efficiency and radiance. It is believed that the microresonator effect enhances luminous efficiency and brightness. The relatively high reflectivity of the semi-transparent metal anode and bilayer cathode of this device forms a high performance polymer LED in the microcavity structure.
The microresonator effect narrows the bandwidth of emitted light. As a result of this narrowing, the wavelength of most of the emitted photons shifts to the sensitive region of the human eye (see Figure 2), which significantly increases the luminous efficiency of the light emitting structure. A broad electroluminescence spectrum of a polymer LED made in a conventional structure using the same luminescent polymer is shown in FIG. 3 for comparison.

【００３５】カプセル封じ長期の劣化を防止するために、一般に、本発明のＬＥＤをカプセルで包むこと
が好ましい。カプセル封じの方法は、当技術分野でよく知られている。例えば、
素子を、ガラス板の間に密封すること、またはバリヤー重合体層の間に密封する
ことができる。Encapsulation In order to prevent long term deterioration, it is generally preferred to encapsulate the LED of the present invention. Encapsulation methods are well known in the art. For example,
The device can be sealed between glass plates or between barrier polymer layers.

【００３６】実施例以下の実施例は、本発明のある特徴および利点を説明するものである。これら
は、本発明を例示するものであるが、限定するものではない。Examples The following examples illustrate certain features and advantages of the present invention. These are illustrative of the invention but not limiting.

【００３７】下記の実施例および比較例では、以下の測定値を求めるために以下の手順に従
った。In the examples and comparative examples below, the following procedure was followed in order to obtain the following measured values.

【００３８】効率ＵＤＴＳ３７０オプトメータ（米国カリフォルニア州サンディエゴのＧａｍ
ｍａＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃの一部、ＵＤＴから市販）を用いて効率を測定した
。このオプトメータはフォトダイオードを有し、これは下記の手順を用いて較正
する。フォトダイオードは、以下のように較正する。既知の均質な発光を示すＮ
ＩＳＴ較正光源を用いた。画素活性領域の大きさの光線のみが発生するようにマ
スクを用いた。この光から所与の距離にフォトダイオードを配置し、電圧値を記
録した。このようにして、特定の光強度（３４０ｃｄ／ｍ²）に対応する電圧値
を得た。Efficiency UDT S370 optometer (Gam, San Diego, CA, USA
The efficiency was measured using a part of ma Scientific, commercially available from UDT). The optometer has a photodiode, which is calibrated using the following procedure. The photodiode is calibrated as follows. N showing a known homogeneous emission
An IST calibration light source was used. A mask was used so that only light rays of the size of the pixel active area were generated. A photodiode was placed at a given distance from this light and the voltage value was recorded. In this way, a voltage value corresponding to a specific light intensity (340 cd / m ² ) was obtained.

【００３９】放射輝度放射輝度は、Ｎｅｗｐｏｒｔフォトダイオード（米国カリフォルニア州のＮｅ
ｗｐｏｒｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＩｒｖｉｎｅから市販）を用いて
測定した。Radiance Radiance is measured by a Newport photodiode (Ne, CA, USA).
wport Corporation of Irvine (commercially available).

【００４０】寿命耐用年数試験用に、エポキシ樹脂およびガラスカバーを用いてＬＥＤを密封し
た。寿命試験は、空気中で、素子内の個々の画素について、定電流、パルス０．
５ｍｓｅｃ、デューティサイクル０．５％、画素あたり５ｍＡで実施した。フォ
トダイオードを較正したＵＤＴＳ３７０オプトメータを用いて、１画素が光出
力ゼロまで減衰するのに要した時間を測定した。Lifetime For the lifetime test, the LED was sealed with epoxy resin and glass cover. The life test is carried out in air with constant current, pulse 0.
It was carried out at 5 msec, a duty cycle of 0.5%, and 5 mA per pixel. A UDT S370 optometer with a calibrated photodiode was used to measure the time taken for one pixel to decay to zero light output.

【００４１】比較例Ａ以下のようにして重合体ＬＥＤを作製した。部分的にＩＴＯをコーティングし
たガラス基板に、ポリ（アニリン）ブレンド（一般的な調製方法が米国特許第５
，６２６，７９５号に記載されている）溶液を、空気中６，０００ｒｐｍでスピ
ンコートした。得られた膜を５０℃の熱板上で３０分間、次いで真空下７０℃で
一昼夜乾燥した。ＣｏｖｉｏｎＯｒｇａｎｉｃＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
ｓＧｍｂＨ（ドイツ、フランクフルト）から市販の、ＣｏｖｉｏｎＰＤＯ
１２２のトルエン溶液を、ｐＡｎｉ薄膜上に１，８００ｒｐｍでスピンコートし
た（窒素のグローブボックス中）。この膜を、真空下室温で１時間乾燥した。Ｃ
ｏｖｉｏｎＰＤＯ１２２の重合体膜上に、バリウムカソードを厚さ３０オン
グストロームに蒸着した。バリウム層の上にアルミニウム層を３，０００Åに蒸
着した。Comparative Example A A polymer LED was prepared as follows. A glass substrate partially coated with ITO has a poly (aniline) blend (generally prepared in US Pat.
, 626,795) was spin coated in air at 6,000 rpm. The resulting film was dried on a hot plate at 50 ° C. for 30 minutes and then under vacuum at 70 ° C. overnight. Covion Organic Semiconductor
Covion PDO available from s GmbH (Frankfurt, Germany)
A toluene solution of 122 was spin coated onto the pAni thin film at 1800 rpm (in a nitrogen glove box). The membrane was dried under vacuum at room temperature for 1 hour. C
A barium cathode was deposited to a thickness of 30 Å on the ovion PDO 122 polymer film. An aluminum layer was vapor-deposited on the barium layer to a thickness of 3,000 liters.

【００４２】比較例Ｂアルミニウムを、厚さ３，０００Åの銀蒸着層で置換した以外は、比較例Ａと
同様にして重合体ＬＥＤを作製した。Comparative Example B A polymer LED was prepared in the same manner as Comparative Example A, except that aluminum was replaced with a silver vapor deposition layer having a thickness of 3,000Å.

【００４３】実施例１ＩＴＯを、厚さ３００Åの銀蒸着層で置換した以外は、比較例Ａと同様にして
重合体ＬＥＤを作製した。Example 1 A polymer LED was produced in the same manner as Comparative Example A, except that ITO was replaced with a silver vapor deposition layer having a thickness of 300 Å.

【００４４】実施例２ＩＴＯの上に、厚さ３００Åの銀を蒸着した以外は、比較例Ａと同様にして重
合体ＬＥＤを作製した。この素子の性能は、下記のように実施例１および実施例
３の性能とほぼ同等である。Example 2 A polymer LED was produced in the same manner as Comparative Example A, except that silver having a thickness of 300 Å was vapor-deposited on ITO. The performance of this element is almost the same as the performance of Example 1 and Example 3 as described below.

【００４５】実施例３アルミニウム層を、厚さ３、０００Åの銀蒸着層で置換した以外は、実施例１
または実施例２に記載のようにして重合体ＬＥＤを作製した。これらの素子の効
率を測定した。Example 3 Example 1 except that the aluminum layer was replaced with a 3,000 Å thick evaporated silver layer.
Alternatively, a polymer LED was prepared as described in Example 2. The efficiency of these devices was measured.

【００４６】素子の性能を表１に要約して示す。[0046] The device performance is summarized in Table 1.

【００４７】[0047]

【表１】 [Table 1]

【００４８】上記の表１によると、ＩＴＯを銀３００Åで置換すると（ただし、アルミニウ
ムは変えない）、光の出力が多少向上して、輝度が１２％増大する（すなわち、
比較例Ａ対実施例１）。しかし、実施例３に記載の構造を有する素子で、最も劇
的な向上を達成した。この実施例では、銀アノードを用い、かつ銀は２層カソー
ド構造に用いた高反射率金属である。実施例３の素子は、比較例Ａの素子より８
０％を超えて明るい。表１は、アノード側を変えずに、カソード側のアルミニウ
ムを銀に置換するだけでは（比較例Ａ対Ｂ）、素子の効率は向上しないことも示
している。実際、光の出力は低下している。According to Table 1 above, replacing ITO with silver 300 Å (but not aluminum) slightly improves light output and increases brightness by 12% (ie,
Comparative Example A vs. Example 1). However, the device having the structure described in Example 3 achieved the most dramatic improvement. In this example, a silver anode was used and silver is the high reflectance metal used in the two-layer cathode structure. The device of Example 3 has 8 elements more than the device of Comparative Example A.
Brighter than 0%. Table 1 also shows that replacing the aluminum on the cathode side with silver without changing the anode side (Comparative Example A vs. B) does not improve the efficiency of the device. In fact, the light output is reduced.

【００４９】実施例１および３の素子の発光を、放射単位（Ｗ／Ｓｒ／ｍ²）でも測定した
。この測定は、ヒトの眼の反応の影響を無視し、光の出力を絶対項として測定す
る。結果を下記の表２に要約して示す。本発明によって作製された素子の放射輝
度（実施例３）は、同じルミネセンス重合体を用いて従来の重合体ＬＥＤ構造に
作製した素子の放射輝度より２．５倍大きかったことに注目されたい。The emission of the devices of Examples 1 and 3 was also measured in emission units (W / Sr / m ² ). This measurement ignores the effects of the human eye reaction and measures the light output as an absolute term. The results are summarized in Table 2 below. Note that the radiance of the device made according to the invention (Example 3) was 2.5 times greater than the radiance of the device made in a conventional polymer LED structure using the same luminescent polymer. .

【００５０】図４は、実施例３の素子のエレクトロルミネセンススペクトルを示す図である
。どちらの素子にも同じ発光重合体を使用しているにもかかわらず、図３に見ら
れるスペクトルと比べて、エレクトロルミネセンス発光が狭くなっていることに
注目されたい。実施例３の微小共振器中にＣｏｖｉｏｎＰＤＯ１２２が閉じ
込められることが、発光を狭くしていると思われる。FIG. 4 is a diagram showing an electroluminescence spectrum of the device of Example 3. Note the narrower electroluminescent emission compared to the spectrum seen in FIG. 3, despite the use of the same light emitting polymer for both devices. The confinement of the Covion PDO 122 in the microresonator of Example 3 seems to narrow the emission.

【００５１】[0051]

【表２】 [Table 2]

【００５２】比較例Ｃ用いた半導体共役重合体が、ＣｏｖｉｏｎＯｒｇａｎｉｃＳｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒｓＧｍｂＨ（ドイツ、フランクフルト）から市販の、Ｃｏｖｉｏ
ｎＰＤＹ１３１であり、ＣｏｖｉｏｎＰＤＹ１３１の膜を３，０００ｒ
ｐｍでスピンコートした以外は、比較例Ａと同様にして重合体ＬＥＤを作製した
。バリウム層の厚さは１５Åであった。Comparative Example C The semiconducting conjugated polymer used was Covion Organic Semiconductor.
Covio, commercially available from ductors GmbH (Frankfurt, Germany)
n PDY 131 and Covion PDY 131 film 3,000r
A polymer LED was prepared in the same manner as in Comparative Example A, except that spin coating was performed with pm. The thickness of the barium layer was 15Å.

【００５３】この素子のエレクトロルミネセンススペクトルを図５に示す。[0053] The electroluminescence spectrum of this device is shown in FIG.

【００５４】実施例４用いた半導体共役重合体がＣｏｖｉｏｎＰＤＹ１３１であり、Ｃｏｖｉｏ
ｎＰＤＹ１３１の膜を３，０００ｒｐｍでスピンコートした以外は、実施例
３と同様にして重合体ＬＥＤを作製した。バリウムの厚さは１５Åであった。Example 4 The semiconducting conjugated polymer used was Covion PDY 131, Covio
A polymer LED was produced in the same manner as in Example 3 except that the n PDY 131 film was spin-coated at 3,000 rpm. The thickness of barium was 15Å.

【００５５】この素子のエレクトロルミネセンススペクトルを図６に示す。[0055] The electroluminescence spectrum of this device is shown in FIG.

【００５６】[0056]

【表３】 [Table 3]

【００５７】[0057]

【表４】 [Table 4]

【００５８】上記の表３および表４は、比較例Ｃおよび実施例４の素子の結果を示す。カソ
ードキャッピング金属をアルミニウムから銀に変え、アノード側のＩＴＯを銀で
置換した場合、他の半導体重合体を用いても光の出力の大きな向上が実現された
ことにより、本発明は１つの半導体重合体に限定されるものではないことが明ら
かになった。実施例４の素子は、比較例Ｃの素子よりも２．５倍大きい発光効率
を示した（表３）。Tables 3 and 4 above show the results for the devices of Comparative Example C and Example 4. When the cathode capping metal is changed from aluminum to silver and the ITO on the anode side is replaced with silver, a large improvement in the light output is realized even if another semiconductor polymer is used. It became clear that it is not limited to coalescence. The device of Example 4 exhibited a luminous efficiency 2.5 times higher than that of the device of Comparative Example C (Table 3).

【００５９】実施例４および比較例Ｃの素子について、光の出力対電圧（Ｌ−Ｖ）曲線を測
定し、測定値を図７に示した。図７のデータは、実施例４で作製された素子から
著しく高い輝度が得られたことを示している。Light output versus voltage (LV) curves were measured for the devices of Example 4 and Comparative Example C, and the measured values are shown in FIG. The data in FIG. 7 shows that significantly higher brightness was obtained from the device made in Example 4.

【００６０】下記の表５は、比較対象とするＩＴＯアノード層を有する素子よりも、実施例
１および実施例３の素子の方がより長い寿命を有し、より安定であることを示し
ている。Table 5 below shows that the devices of Examples 1 and 3 have longer life and are more stable than the devices with the ITO anode layer for comparison. .

【００６１】[0061]

【表５】 [Table 5]

【００６２】実施例１および実施例３、ならびに比較例Ａの素子は、エージングプロセスを
加速して多くの素子の試験ができるように、非常に高い電流条件とみなされる条
件（パルス０．５ｍｓｅｃ、デューティサイクル０．５％、画素あたり５ｍＡ）
で試験した。これら３つの素子のなかで、比較例Ａの素子は、発光が最も少なく
、最も急速にゼロに減少した（２．５時間後には発光なし）。実施例１および実
施例３の素子は、その寿命について非常に異なる動作を示す。どちらの場合も、
輝度は初期値の約５０％まで減少し、次いでそのレベルに留まる。実施例１およ
び実施例３の素子の場合は、試験完了前には故障点に到達しなかった。The devices of Examples 1 and 3 and Comparative Example A are considered to be very high current conditions (pulse 0.5 msec, so that many devices can be tested by accelerating the aging process). (Duty cycle 0.5%, 5mA per pixel)
Tested in. Of these three devices, the device of Comparative Example A had the least light emission and the most rapidly decreased to zero (no light emission after 2.5 hours). The devices of Example 1 and Example 3 exhibit very different behavior with respect to their lifetime. In both cases,
The brightness decreases to about 50% of its initial value and then stays at that level. In the case of the devices of Example 1 and Example 3, the failure point was not reached before the completion of the test.

【００６３】したがって、アノード層として一般にはＩＴＯが銀より好まれているが、本発
明で銀構造を用いることによって、ＩＴＯ素子を用いるよりも向上した耐用年数
を得ることができる。Therefore, although ITO is generally preferred over silver as the anode layer, the use of the silver structure in the present invention can provide improved service life over the use of ITO devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明に有用な重合体ＬＥＤ素子構成の概略図である。この図は、一定の縮尺
を意図したものではない。FIG. 1 is a schematic diagram of a polymeric LED device configuration useful in the present invention. This figure is not intended to be to scale.

【図２】光に対するヒトの眼の感度を、波長の関数として示す図である。[Fig. 2] FIG. 3 shows the sensitivity of the human eye to light as a function of wavelength.

【図３】ＩＴＯ電極およびＢａ／Ａｌ電極を有する、ＣｏｖｉｏｎＰＤＯ１２２を
用いて製造した比較例の重合体ＬＥＤ（すなわち比較例Ａ）のエレクトロルミネ
センススペクトルを示す図である。FIG. 3 shows the electroluminescence spectrum of a comparative polymer LED (ie, Comparative Example A) made with Covion PDO 122 having ITO electrodes and Ba / Al electrodes.

【図４】３００Åの銀アノードおよびＢａ／Ａｇ電極を有する、本発明の重合体ＬＥＤ
（すなわち実施例３）のエレクトロルミネセンススペクトルを示す図である。FIG. 4: Polymer LED of the invention with 300Å silver anode and Ba / Ag electrode.
It is a figure which shows the electroluminescent spectrum of (namely, Example 3).

【図５】ＩＴＯ電極およびＢａ／Ａｌ電極を有する、ＣｏｖｉｏｎＰＤＹ１３１を
用いて製造した比較用重合体ＬＥＤ（すなわち比較例Ｃ）のエレクトロルミネセ
ンススペクトルを示す図である。FIG. 5 shows the electroluminescence spectrum of a comparative polymer LED (ie Comparative Example C) made with Covion PDY 131 having ITO electrodes and Ba / Al electrodes.

【図６】３００Åの銀アノードおよびＢａ／Ａｇカソードを有する、ＣｏｖｉｏｎＰ
ＤＹ１３１を用いて製造した本発明の重合体ＬＥＤ（すなわち実施例４）のエ
レクトロルミネセンススペクトルを示す図である。FIG. 6: Covion P with 300Å silver anode and Ba / Ag cathode.
FIG. 5 shows the electroluminescence spectrum of a polymer LED of the invention (ie Example 4) made with DY 131.

【図７】実施例４および比較例Ｃの素子における、輝度対電圧曲線のグラフを示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a graph of a luminance vs. voltage curve in the devices of Example 4 and Comparative Example C.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成１４年３月８日（２００２．３．８）[Submission date] March 8, 2002 (2002.3.8)

【手続補正１】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者チツァンアメリカ合衆国 93117 カリフォルニア州ゴーレタエンシーナロード 5817 アパートメントナンバー102 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB11 CB01 CB04 DB03 5F041 AA03 AA04 CA45 CA46 CA77 CA82 CA83 CA88 CA92 CA94 CA98 CB13 FF01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Chi Tsang United States 93117 California State Goleta Encina Road 5817 Apartment number 102 F-term (reference) 3K007 AB02 AB03 AB11 CB01 CB04 DB03 5F041 AA03 AA04 CA45 CA46 CA77 CA82 CA83 CA88 CA92 CA94 CA98 CB13 FF01

Claims

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項１】高反射率および高仕事関数を有する半透明層（１２２）を含
むアノード（１２０）と、金属、金属酸化物およびこれらの組合せから選択される低仕事関数材料の少なく
とも１つの第１カソード層（１４２）および高反射率および高仕事関数を有する
少なくとも１つの第２カソード層（１４４）を含むカソード（１４０）とを含むことを特徴とする発光素子（１００）。1. An anode (120) comprising a semi-transparent layer (122) having high reflectivity and high work function and at least one first low work function material selected from metals, metal oxides and combinations thereof. A cathode (140) comprising one cathode layer (142) and at least one second cathode layer (144) having a high reflectivity and a high work function.

【請求項２】半透明層が、４ｅＶより大きい仕事関数を有することを特徴
とする請求項１に記載の素子。2. Device according to claim 1, characterized in that the semitransparent layer has a work function greater than 4 eV.

【請求項３】半透明層が、金属および金属合金から選択されるアノード材
料を含むことを特徴とする請求項１に記載の素子。3. The device according to claim 1, wherein the semitransparent layer comprises an anode material selected from metals and metal alloys.

【請求項４】第２カソード層が、４ｅＶより大きい仕事関数を有すること
を特徴とする請求項１に記載の素子。4. The device according to claim 1, wherein the second cathode layer has a work function larger than 4 eV.

【請求項５】第２カソード層が、金属および金属合金から選択されるカソ
ード材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の素子。5. The device according to claim 1, wherein the second cathode layer comprises a cathode material selected from metals and metal alloys.

【請求項６】半透明層および少なくとも１つの第２カソード層から選択さ
れる素子構成部品の少なくとも１つが、発光波長で少なくとも９１．４％の反射
率を有することを特徴とする請求項１に記載の素子。6. The method of claim 1, wherein at least one of the device components selected from the semitransparent layer and the at least one second cathode layer has a reflectance of at least 91.4% at the emission wavelength. The described element.

【請求項７】半透明層および少なくとも１つの第２カソード層から選択さ
れる素子構成部品の少なくとも１つが、波長４００ｎｍから５００ｎｍの発光で
少なくとも８６％の反射率を有することを特徴とする請求項１に記載の素子。7. The at least one device component selected from the semi-transparent layer and the at least one second cathode layer has a reflectance of at least 86% for emission of wavelengths from 400 nm to 500 nm. 1. The device according to 1.

【請求項８】半透明層および少なくとも１つの第２カソード層から選択さ
れる素子構成部品の少なくとも１つが、銀を含むことを特徴とする請求項１に記
載の素子。8. The device of claim 1, wherein at least one of the device components selected from the semitransparent layer and the at least one second cathode layer comprises silver.

【請求項９】半透明層が、カソードに隣接する第１表面（１２４）と反対
側の第２表面（１２６）とを有し、アノードが第１表面に隣接して不活性化層（
１２８）をさらに含み、不活性化層が、ポリ（アニリン）、ポリ（アニリン）ブ
レンド、ポリチオフェン、およびポリチオフェンブレンドから選択される不活性
化材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の素子。9. The translucent layer has a first surface (124) adjacent to the cathode and an opposite second surface (126), and the anode is adjacent to the first surface and the passivation layer (124).
128), wherein the passivation layer comprises a passivation material selected from poly (aniline), poly (aniline) blends, polythiophenes, and polythiophene blends. .

【請求項１０】半透明層が、カソードに隣接する第１表面および反対側の
第２表面を有し、アノードが半透明層の第２表面に隣接してインジウム／スズ酸
化物の透明層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の素子。10. The semitransparent layer has a first surface adjacent the cathode and an opposite second surface, and the anode has a transparent layer of indium / tin oxide adjacent the second surface of the semitransparent layer. The device of claim 1, further comprising: