JP2012530335A - ダイオードおよび基板平坦化層を有する有機発光ダイオードを作成するための方法 - Google Patents
ダイオードおよび基板平坦化層を有する有機発光ダイオードを作成するための方法 Download PDFInfo
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Abstract
本特許は透明な基板(250)上の有機発光ダイオード(OLED)について述べる。OLEDは反射性カソード(210)と半反射性アノード(230)との間に形成されたマイクロキャビティ(220)からなる。マイクロキャビティは少なくとも1つの発光層(225)を有する複数の有機層(221、223、225、227、229)を含む。OLEDは基板とOLEDの半透明アノード(230)を形成する上部の金属層との間の透明な平坦化層(240)を特徴とする。本発明はそのようなOLEDを作成するための方法についても述べる。
Description
本発明は有機発光ダイオード(OLED)に関し、特に基板を通る発光を有するマイクロキャビティを含むOLEDに関する。本発明はより詳しくは光抽出の効率を増大するために基板の平坦性を改良するための方法を述べるものである。
OLEDはそれに電位差が加えられた時に発光する電子デバイスである。1987年にKodak社のTangらは最初に雑誌Applied Physics Lettersに、続いて1989年にJournal of Applied Physicsに大きな発光効率を有するOLEDを発表した。それ以後、ポリマーを用いたものなど、改良された性能を有する多くのOLED構造が記述されてきた。
透明な基板(140)を通して下向き(100)に発光するそのような電子デバイスを図1に示す。デバイスには下部の透明電極(130)、その中に電子−空孔型電導を発現できる有機発光構造(120)、および上部の反射金属電極(110)が含まれる。一般に、発光有機構造はそれ自体積層され、空孔注入層(129)、空孔輸送層(127)、空孔と電子の組み合わせによって作成される発光層(125)、電子輸送層(123)および電子注入層(121)を含み得る。下部の透明電極(130)はデバイスのアノードを構成する一方、上部の反射金属電極(110)はカソードである。
一般に、アノードはインジウムスズ酸化物(ITO)等の透明な酸化物からなっている。残念ながら、この酸化物はOLEDの操作の間に問題を引き起こす。正に、SchlatmannらがApplied Physical Letters、69、1764頁(1996)に述べたように、内部電場による有機層内の酸素とインジウムの移動によって、長期にはその劣化が引き起こされる。したがって、LiらによってThin Solid Films、477、57頁(2005)に公開されているように、ITOの電気的性質はその表面の処理に大きく依存する。さらに、ZhouによってApplied Physics Letters、74、609頁(1999)に報告されているように、ITOの出力は空孔注入を制限し、その結果、OLEDの効率を制限する。さらに、ITOのコストはインジウムの価格の高騰によって過去数年間、非常に増大してきた。一方、ITOは個々のピクセルが1mm(ミリメーター)未満のディスプレイ用途には充分な電導性を有しているが、そのような透明電極の電導性は、照明の場合に、より大きな活性表面への依存が要求される用途においては不充分であることが証明されてきた。正に、大きな活性表面を有するOLEDを開発するためには、IkaiらによってApplied Physics Letters、79、156頁(2001)に言及されているように、効率および寿命に関する顕著な改良がまだ必要とされている。
一般的にはITOはごくわずかに粗、即ち数nm(ナノメーター)であるが、それにも関わらずその表面には数十nmの電流の電導ピークを観察することができる(G. Lueら、Synthetic Metals、144、1頁(2004))。ITO上のこれらの表面の不規則性は、有機層の積み重ねによるダイオードの内部に電導路を形成し、いわゆるホットポイントおよび短絡をもたらす可能性がある。たとえばK.B. Kimら、Japan Journal of Applied Physics、42 (2003)、L438〜L440頁を参照されたい。
上述の問題、即ちITOのコストおよびピークを軽減するために、ITOから作られたアノードをガラス基板または可撓性のプラスチック基板の上に敷設した単一の純粋に金属の半透明層に置き換えることができよう。この金属層のアイディアが最近実験され、得られた結果がPengらによってApplied Physics Letters、87、173505頁 (2005)に公開された。一方、ガラスまたはプラスチック基板は高濃度の埃の存在のために充分に清浄化することが必要である。しかし、この清浄化は1μm(マイクロメーターまたはミクロン)より小さな埃粒子を除去するには不充分であるように思われる。この埃はITOピークと同様の電導路を生成し、ダイオード内部での短絡または活性表面における黒点の形成をもたらす可能性がある。
Tangら、Applied Physics Letters (1987)
Tangら、Journal of Applied Physics (1989)
Schlatmannら、Applied Physics Letters、69、1764頁 (1996)
Liら、Thin Solid Films、477、57頁 (2005)
Zhou、Applied Physics Letters、74、609頁 (1999)
lkaiら、Applied Physics Letters、79、156頁 (2001 )
G. Lueら、Synthetic metals、144、1頁 (2004)
K. B. Kimら、Japan Journal of Applied Physics、42 (2003)、L438〜L440頁
Pengら、Applied Physics Letters、87、173505頁 (2005)
したがって、埃粒子が大きくても良好な基板の性質をもたらす方法によって上述の問題を克服すること、これが本発明の主目的の1つである。
本発明の他の特徴、目的および利点は、以下の詳細な説明および添付した図面を読むことによって明らかになるであろう。これには他の利点も組み込まれ得ることが理解される。
本発明は基板上に構築された有機発光ダイオード(OLED)について記述している。これにはカソードとアノードとの間に形成されたマイクロキャビティが含まれる。マイクロキャビティには少なくとも1つの発光層を含む複数の有機層が含まれる。これは基板と電極の1つを構成する上部の金属層との間の平坦化層を含むことを特徴としている。有利には、平坦化層の厚みおよび粗度はOLEDの電気光学的特性を改良するために制御される。
非制限的な可能性によれば:
−平坦化層は硫化亜鉛(ZnS)および/またはセレン化亜鉛(ZnSe)等の材料から作られている。
−平坦化層の粗度は基板の粗度より小さい。
−平坦化層の厚みは基板上に存在する全ての埃を吸収するように構成されている。
−平坦化層の厚みは1ミクロン以下である。
−アノードは半透明であるために充分に薄い銀(Ag)もしくはアルミニウム(Al)または銀(Ag)とアルミニウム(Al)との合金の層からなっている。
−基板はガラスのシートである。
−ダイオードは基板、透明である平坦化層およびアノードを構成する金属層を通して発光するように構成されている。
−これは基板に対向するマイクロキャビティの側面を通して発光するように構成され、その中で上部の金属層は少なくとも半反射性である。
−平坦化層は硫化亜鉛(ZnS)および/またはセレン化亜鉛(ZnSe)等の材料から作られている。
−平坦化層の粗度は基板の粗度より小さい。
−平坦化層の厚みは基板上に存在する全ての埃を吸収するように構成されている。
−平坦化層の厚みは1ミクロン以下である。
−アノードは半透明であるために充分に薄い銀(Ag)もしくはアルミニウム(Al)または銀(Ag)とアルミニウム(Al)との合金の層からなっている。
−基板はガラスのシートである。
−ダイオードは基板、透明である平坦化層およびアノードを構成する金属層を通して発光するように構成されている。
−これは基板に対向するマイクロキャビティの側面を通して発光するように構成され、その中で上部の金属層は少なくとも半反射性である。
さらに、本発明は基板の上に構築され、カソードとアノードとの間に形成されるマイクロキャビティであって少なくとも1つの発光層を有する一連の有機層を含むマイクロキャビティを含むこの型の有機発光ダイオード(OLED)を作成するための方法について記述している。
方法の特徴は:
−平坦化層は、電極の1つを構成することになる金属層の堆積に先立って基板上に堆積する、ということである。
−平坦化層は、電極の1つを構成することになる金属層の堆積に先立って基板上に堆積する、ということである。
有利には:
−平坦化層の堆積は硫化亜鉛(ZnS)および/またはセレン化亜鉛(ZnSe)等の材料の真空下における蒸着によって起こる。
−堆積した平坦化層の厚みは、その粗度が下の透明基板の粗度よりも小さくなるように制御される。
−堆積した平坦化層の厚みは、平坦化層の厚みが基板上に存在する全ての残留した埃を吸収するように制御される。
−平坦化層は硫化亜鉛(ZnS)の層である。
−平坦化層はセレン化亜鉛(ZnSe)の層である。
−真空下における蒸着による平坦化層の堆積は遅い蓄積速度で、低温で起こる。
−アノードは、半透明であるために充分に薄い銀(Ag)もしくはアルミニウム(Al)または銀(Ag)とアルミニウム(Al)との合金の層の真空下における熱蒸着によって、平坦化層の上に堆積する。
−上部の金属層はアノードを構成し、基板および平坦化層は基板を通して発光ダイオードを形成するために透明である。
−アノードは、半透明であるために充分に薄い銀(Ag)もしくはアルミニウム(Al)または銀(Ag)とアルミニウム(Al)との合金の層の真空下における熱蒸着によって平坦化層の上に堆積する。
−上部の金属層は、基板に対向するマイクロキャビティの側面を通して発光するダイオードを構成するために少なくとも半反射性である。
−平坦化層はガラス基板上に堆積する。
−平坦化層の堆積は硫化亜鉛(ZnS)および/またはセレン化亜鉛(ZnSe)等の材料の真空下における蒸着によって起こる。
−堆積した平坦化層の厚みは、その粗度が下の透明基板の粗度よりも小さくなるように制御される。
−堆積した平坦化層の厚みは、平坦化層の厚みが基板上に存在する全ての残留した埃を吸収するように制御される。
−平坦化層は硫化亜鉛(ZnS)の層である。
−平坦化層はセレン化亜鉛(ZnSe)の層である。
−真空下における蒸着による平坦化層の堆積は遅い蓄積速度で、低温で起こる。
−アノードは、半透明であるために充分に薄い銀(Ag)もしくはアルミニウム(Al)または銀(Ag)とアルミニウム(Al)との合金の層の真空下における熱蒸着によって、平坦化層の上に堆積する。
−上部の金属層はアノードを構成し、基板および平坦化層は基板を通して発光ダイオードを形成するために透明である。
−アノードは、半透明であるために充分に薄い銀(Ag)もしくはアルミニウム(Al)または銀(Ag)とアルミニウム(Al)との合金の層の真空下における熱蒸着によって平坦化層の上に堆積する。
−上部の金属層は、基板に対向するマイクロキャビティの側面を通して発光するダイオードを構成するために少なくとも半反射性である。
−平坦化層はガラス基板上に堆積する。
本発明の目標、目的、ならびに特徴および利点は、以下に添付した図面によって説明される本発明の1つの実施形態の詳細な説明によって、より良く強調される。図面の中で:
図2はいわゆる下向き発光ダイオードについてこれ以降に記述する可能な実施形態による、本発明に基づく有機発光ダイオードの構造を説明している。この型のOLEDは下向きに、即ちデバイスの機械的支持体でもある少なくとも部分的に透明な基板(250)、たとえばガラスを通して発光する。用語「透明な」は一般に、それが可視領域において70%を超える透過率を有することを意味する。硫化亜鉛(ZnS)またはセレン化亜鉛(ZnSe)の層が熱蒸着によってガラス基板の上に堆積する。有利には、層(240)は少なくとも200nmの厚みがあり、好ましくは500nmを超える厚みがある。これ以降に提示する実施例においては、平坦化層(240)は1段階のみで設置される。この例は制限的なものではなく、本発明には堆積の継続によって得られる数層の平坦化層の形成が含まれる。金属アノード(230)はこの堆積の上に直接堆積される。アノード(230)はたとえば銀(Ag)の層からなる。このアノード(230)は、可視光波長の範囲内で半透明なままとするため、厚みが50nm未満(その典型的な値は数十ナノメーターである)である。応用において提示する例として、半透明は光を部分的に透過し、部分的に反射する層を意味する。反射率は可視領域全体において通常50%を超える。アノード(230)は上部電極(210)の堆積の後に形成されることになるマイクロキャビティ(220)の下部ミラーを構成する。
他の実施形態においては、アノードはアルミニウム(Al)または共蒸着による銀−アルミニウム合金から作られてもよい。
アノード(230)とカソード(210)との間に、以下の5つの有機層が連続的に堆積される。
−数十ナノメーターの第1の有機層(229)は、正電圧に接続した際にアノード(230)によって注入される空孔の輸送を促進するために作用する。これはアノードの直上に位置する。用いられる材料は空孔電導(即ち電子欠乏による)を促すためにドープ(P型ドーピング)してもよい。下層のアノードに付随する場合には、その際電気抵抗層(229)は非常に低くてよい。
−次の有機層(227)は厚みが10ナノメーター程度であり、上層から来て次に空孔輸送を促進するために用いられる下の有機層に結合する(正常に発光中間層と結合する代わりに)可能性がある電子をブロックする。
−遷移層(225)は、電子と正孔とが結合して発光する有機層である。その厚みは、発すべき光の色に基づいて用いられる材料に依存する。
−発光層の直上に位置する層(223)は、下の層からの正孔をブロックする。この層は電子をブロックするために作用する層(227)と関連して二重の役割を果たす。この層は等価の厚みを有する。これらは共に、電子−正孔の対の組み合わせを中間の発光ゾーン(225)に閉じ込める。
−上部有機層(221)は、負電圧に接続した際にカソードによって注入される電子の輸送を促進する。用いられる材料は過剰の電子による電導を促すためにドープ(N型ドーピング)してもよい。反射カソード(210)を形成する金属層に付随する場合には、その際層の電気抵抗は非常に弱く、その厚みに関係しない。下部ドープ層の場合と同じく、その厚みは数十ナノメーターである。
−数十ナノメーターの第1の有機層(229)は、正電圧に接続した際にアノード(230)によって注入される空孔の輸送を促進するために作用する。これはアノードの直上に位置する。用いられる材料は空孔電導(即ち電子欠乏による)を促すためにドープ(P型ドーピング)してもよい。下層のアノードに付随する場合には、その際電気抵抗層(229)は非常に低くてよい。
−次の有機層(227)は厚みが10ナノメーター程度であり、上層から来て次に空孔輸送を促進するために用いられる下の有機層に結合する(正常に発光中間層と結合する代わりに)可能性がある電子をブロックする。
−遷移層(225)は、電子と正孔とが結合して発光する有機層である。その厚みは、発すべき光の色に基づいて用いられる材料に依存する。
−発光層の直上に位置する層(223)は、下の層からの正孔をブロックする。この層は電子をブロックするために作用する層(227)と関連して二重の役割を果たす。この層は等価の厚みを有する。これらは共に、電子−正孔の対の組み合わせを中間の発光ゾーン(225)に閉じ込める。
−上部有機層(221)は、負電圧に接続した際にカソードによって注入される電子の輸送を促進する。用いられる材料は過剰の電子による電導を促すためにドープ(N型ドーピング)してもよい。反射カソード(210)を形成する金属層に付随する場合には、その際層の電気抵抗は非常に弱く、その厚みに関係しない。下部ドープ層の場合と同じく、その厚みは数十ナノメーターである。
P型ドープ層、発光材料の非ドープ層(固有:I)およびN型ドープ層を積層した上述の有機層の構造は(電子および正孔をブロックする層を除外すれば)、PINとして知られる構造を形成する。有機構造のために用いられる材料は、ドープしてもしなくても、有利には全て同じ屈折率(1.7に近い)を有し、そのため中間透過層(225)から発した光の透過に影響を与え得る内部反射を引き起こさない。これらの材料は全て市販されている。これらは真空下の熱蒸着によって容易に堆積させることができる。
図3は、それぞれ150nmおよび210nmの厚みを有するZnS(310)およびZnSe(320)の層による可視波長範囲の光の透過率(330)および吸光度(340)を示す。これらの光学的性質はITOの性質に近い。ZnSおよびZnSeの透過率は、ZnSについて620nm(312)およびZnSeについて690nm(322)の波長において最大値99%に達する。ZnSおよびZnSeの最小透過率は、それぞれ68%および66%の透過率に対応する。これらの値はZnSについて440nm(314)およびZnSeについて560nm(324)の波長で得られる。
厚みに対するZnS光の透過を、590nm(橙色)および620nm(赤色)の2つの波長について厚み2μm(2000nm)まで、図4に示す。ZnS層の厚みが増加するにつれて平均透過率が振動および低減することが注目される。ZnS層の透過率は620nmにおいて厚み1.04μmで74%である。590nmにおいては、これは厚み760nmで71%である。
ZnS層の平坦性および均一性を特徴付けるため、図5にZnSの400nmの層およびZnSeの200nmの層の特別の顕微鏡、いわゆるAFM(「原子間力顕微鏡」)による測定の結果を示す。測定によってZnS(520)について3.7nmおよびZnSe(510)について0.4nmの平均粗度が得られる。表面は30nm未満のZnSピークおよび12nm未満のZnSeピークを示す。比較すると、そのような厚みのITOのピークは100nmを超えるであろう。これらの測定値は、ZnSまたはZnSeを用いてガラス基板上に一様かつ均一で平坦な層を形成することの利点を示している。
ZnSの埃を完全にカバーして表面を平坦にする能力を検討するため、基板上の埃の存在を模擬するアルミニウムスタッドを堆積させた。アルミニウムスタッドは厚み1μm、幅41μmで、64μmの周期で堆積させる。アルミニウムスタッドの厚みは清浄化の最後に残る埃の最大厚みに対応する。即ち、埃粒子の最大寸法は変動することがあり、平坦化層の厚みはこの寸法に適合させることができる。
機械的表面形状測定装置で測定したアルミニウムスタッドの中心を通る断面の厚みの変動を図6に示す。いくつかのスタッドは繰り返し頻度約65μm(610)で1μm(620)を超えている。次いでこれらのスタッドを厚み1μmのZnSの層で覆う。走査電子顕微鏡を用いて、ZnSの層で覆われたアルミニウムスタッドの試料について、全体の変動は僅かに約120nm程度、即ちアルミニウムスタッドの最初の厚みの9分の1の小ささであることが観察される。
これらの結果は、アルミニウムスタッドの間の空間を均一に満たし、次いでそれらの間に空間を残すことなしにそれらの上に均一な層を形成するZnSの能力を示している。
OLEDデバイスを作成する際の平坦化層としてこれらの材料を用いることによってもたらされる利点を、以下の図7および図8に示す。1cm2の活性表面上で、一方では平坦化層としてZnSを用いる橙色のOLEDキャビティで、他方では平坦化層としてZnSeを用いるOLED赤色キャビティで。これらの実験において、ZnSeまたはZnSは熱蒸着によってガラス基板上に堆積する。P−I−Nキャビティにおいて銀を半透明アノードおよび反射カソードとして用いた。ZnS層の厚みは、可能な最良の発光効率が得られるように最適化される。それは1ミクロンである。ZnSeの厚みは200nmである。
図7ではZnSから作られた平坦化層で得られた電流密度曲線を、ZnSを用いない他の2つの実施形態と比較している(710)。値は電圧に対するcm2あたりのミリアンペア(mA)で表わされている。ガラスと銀との間のZnSの中間層は電流密度に影響しないことが注目され、これは銀の層が充分に厚く、ドープ層Pへの正しい注入が可能であること、およびZnSの層との界面が銀の電気特性に影響しないことを意味している。
図7はまた、m2あたりのカンデラ(Cd/m2)で表わされる輝度に対するampあたりのカンデラ(Cd/A)で表わされる電流効率または出力(720)を示す。1000nmのZnSで最大出力は22Cd/Aに達する(722)。これは、非キャビティガラス/ITOダイオード(726)およびキャビティガラス/Agダイオード(724)でそれぞれ得られた8Cd/Aおよび17Cd/Aと比較されるべきである。熱蒸着されたZnSのような平坦化層の使用によって基板と銀層との間の中間層の厚みを調節する可能性がもたらされ、それによりZnSのないキャビティの場合よりも高い光抽出効率が達成される。キャビティを有しないダイオードに関しては、それらは8Cd/Aの最大電流効率を有する。さらに、平坦化層としてZnSを用いるダイオードの照明の成功率は100%である。ガラス/ITOダイオードおよびガラス/Agダイオードの成功率は60%未満である。図7はまた、3つの型のデバイスで得られた発光スペクトルを示す(730)。
ZnSe平坦化層で同様の結果が得られた。この場合には、活性層は赤色リン光生成物でドープされた有機化合物によって形成される。これらの結果を図8に示す。これは上述のように比較したデバイスの電流効率(810)を示す。200nmのZnSeで最大効率(812)は26Cd/Aに達し、非キャビティガラス/ITOダイオードおよびキャビティガラス/Agダイオードでそれぞれ得られた7Cd/Aおよび22Cd/Aと比較される。発光スペクトル(820)はZnSまたはZnSeを用いたOLEDのマイクロキャビティ効果による青色へのシフトを示す。
これらの結果は、平坦化層を製造する際のZnSまたはZnSeの有利な効果を証明している。得られた結果は特に、そのような平坦化層の存在によってキャビティを有するOLED、特にそれだけではないが「ボトムエミッション」とも呼ばれる透明な基板を通して下向きに発光するように設計されたOLEDの光学結合が改良されることを示している。より一般的には、ここで提案された平坦化層を上向きに発光するダイオード(「トップエミッション」と呼ばれる)に適用して、基板の粗度を制御することができる。全ての場合において、平坦化層は基板を直接カバーするために、基板と電極との間に位置し、基板と直接接触していることが有利である。
以下はトップエミッションダイオード、即ち基板に対向する側に用いることができる構造の例である。基板は透明または半透明である必要のない多様な種類のものであってよい。金属材料(アルミニウム、銀、銅またはこれらの元素から誘導される合金等) の単一のフィルムで充分である。基板はまた、金属/金属または金属/合金または合金/金属型の多層および特に二層であってよい。上述の金属および合金はそれらの全体の工業的統合により、完全に適切である。
平坦化層は、特にZnSまたはZnSeにおいて、基板上に蒸着によって堆積される。有利には基板を通るトップエミッションダイオードについて上述した例と同様に、少なくとも50ナノメーターの厚みで充分である。
光が基板に対向して出ていくことを保証するために、平坦化層の上に形成される電極は少なくとも半反射性である。これは完全に反射性であってもよい。半反射性は、それが受ける光線の大部分、有利には少なくとも60%を可視領域の全体にわたって反射することを意味する。特に厚みが少なくとも50ナノメーターのアルミニウム、銀または金の箔が適切であり得る。
両方の型のダイオードについて、選択された材料(ZnSもしくはZnSeまたはそれらの組み合わせ)における平坦化層によって、驚くべきことにダイオードの光学的性質に影響することなしに最適の表面特性が得られる。
したがって、本発明の目的は硫化亜鉛(ZnS)またはセレン化亜鉛(ZnSe)の厚い層の真空下における熱蒸着によって明白に達成される。正に、得られる層は平坦で一定の厚みを有する。これは緻密で、その上に直接堆積されるべき金属の半透明アノードの平坦性をさもなければ悪化させる可能性がある表面上の欠陥の生成が避けられる。平坦化層は僅かに粗である。上層に孔を開け、それにより機能性のない黒点または短絡の出現を生じ得る粗さは検出されない。
極端に厚い場合でさえも、重合層は透明のままであり、基板を通した最大量の光の抽出を可能にする。ZnSおよびZnSeは、それらの吸光係数が小さい(<10−5)ことおよび禁制広帯域(それぞれ3.4eV(電子ボルト)および2.7eV)により、可視波長範囲において透明である。
さらに、ZnSおよびZnSeは低温で熱蒸着できることにも注目しなければならない。たとえばZnSについては、0.5〜5Å/sの速度で750℃〜950℃の範囲の温度が達成できる。ZnSeについては、600℃〜800℃の範囲の温度または0.5〜5Å/sの速度が満足できる。これによって堆積する層の化学量論を正確に制御することが可能になるだけでなく、粗度をさらに低減して表面のピークの発現を防止するために厚みおよび蒸着速度を制御することが可能になる。
さらに、これらの材料はZnSについては2.4、ZnSeについては2.6の高い屈折率を有する。これによってダイオードの光学結合が増大し、特に中央の発光層から基板を通しての光の抽出が増大する。
100 下向き
110 上部の反射金属電極(カソード)
120 有機発光構造
121 電子注入層
123 電子輸送層
125 発光層
127 空孔輸送層
129 空孔注入層
130 下部の透明電極(アノード)
140 基板
210 上部電極(カソード)
220 マイクロキャビティ
221 上部有機層
223 発光層の直上に位置する層(正孔ブロック層)
225 遷移層(発光ゾーン)
227 有機層(電子ブロック層)
229 第1の有機層(電気抵抗層)
230 アノード
240 平坦化層
250 基板
310 ZnS
312 620nm
314 440nm
320 ZnSe
322 690nm
324 560nm
330 透過率
340 吸光度
510 ZnSe
520 ZnS
610 65μm
620 1μm
710 電流密度曲線
720 電流効率または出力
722 ZnS
724 キャビティガラス/Ag
726 非キャビティガラス/ITO
730 発光スペクトル
810 電流効率
812 最大効率
820 発光スペクトル
110 上部の反射金属電極(カソード)
120 有機発光構造
121 電子注入層
123 電子輸送層
125 発光層
127 空孔輸送層
129 空孔注入層
130 下部の透明電極(アノード)
140 基板
210 上部電極(カソード)
220 マイクロキャビティ
221 上部有機層
223 発光層の直上に位置する層(正孔ブロック層)
225 遷移層(発光ゾーン)
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229 第1の有機層(電気抵抗層)
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310 ZnS
312 620nm
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722 ZnS
724 キャビティガラス/Ag
726 非キャビティガラス/ITO
730 発光スペクトル
810 電流効率
812 最大効率
820 発光スペクトル
Claims (19)
- 基板(250)を有し、カソード(210)およびアノード(230)からなる2つの電極の間に形成されたマイクロキャビティ(220)を含む有機発光ダイオード(OLED)であって、マイクロキャビティ(220)は少なくとも1つの発光層(225)を有する複数の有機層を含み、
基板(250)と電極の1つを形成する上部の金属層との間に平坦化層(240)を含み、平坦化層(240)は硫化亜鉛(ZnS)および/またはセレン化亜鉛(ZnSe)を含む材料から作られ、基板(250)の粗度よりも小さい粗度を有することを特徴とする有機発光ダイオード。 - 平坦化層の厚みが基板(250)上に存在する全ての埃を吸収するように構成されている、請求項1に記載のダイオード。
- 平坦化層(240)が硫化亜鉛(ZnS)の層である、請求項1または2に記載のダイオード。
- 平坦化層(240)がセレン化亜鉛(ZnSe)の層である、請求項1または2に記載のダイオード。
- そこの重合の厚みが1マイクロメーター以下である、請求項1から4のいずれか一項に記載のダイオード。
- アノード(230)が半透明であるために充分に薄い銀(Ag)もしくはアルミニウム(Al)または銀(Ag)とアルミニウム(Al)との合金の層からなっている、請求項1から5のいずれか一項に記載のダイオード。
- 透明な基板(250)がガラスのシートである、請求項1から6のいずれか一項に記載のダイオード。
- 基板(250)、透明である重合層(240)およびアノード(230)を形成する金属層を通して発光するように構成されている、請求項1から7のいずれか一項に記載のダイオード。
- 基板(250)に対向するマイクロキャビティ(220)の側面によって発光するように構成され、上部の金属層が少なくとも半反射性である、請求項1から7の一項に記載のダイオード。
- 基板(250)を有し、カソード(210)およびアノード(230)からなる2つの電極の間に形成されたマイクロキャビティ(220)を含む有機発光ダイオード(OLED)を作成するための方法であって、マイクロキャビティ(220)は少なくとも1つの発光層(225)を有する複数の有機層を含み、
平坦化層(240)は電極の1つを形成する金属層の堆積に先立って硫化亜鉛(ZnS)および/またはセレン化亜鉛(ZnSe)を含む材料の真空下における熱蒸着によって基板(250)上に堆積され、堆積した平坦化層の厚みはその粗度が下の透明基板(510、520)の粗度よりも小さくなるように制御されることを特徴とする方法。 - 平坦化層の堆積の厚みは、平坦化層の厚みが基板上に存在する全ての残留した埃を吸収するように制御される、請求項10に記載の方法。
- 平坦化層(240)が硫化亜鉛(ZnS)の層である、請求項10または11に記載の方法。
- 平坦化層(240)がセレン化亜鉛(ZnSe)の層である、請求項10または11に記載の方法。
- 真空下における熱蒸着による平坦化層の堆積が750℃〜950℃の間の温度で、0.5Å/s〜5Å/sの間の蓄積速度で実施される、請求項12に記載の方法。
- 真空下における熱蒸着による平坦化層の堆積が600℃〜800℃の間の温度で、0.5Å/s〜5Å/sの間の蓄積速度で行われる、請求項13に記載の方法。
- 上部の金属層がアノードを構成し、基板および平坦化層が基板を通して発光するダイオードを構成するために透明である、請求項10から15の一項に記載の方法。
- アノード(230)が、半透明であるために充分に薄い銀(Ag)もしくはアルミニウム(Al)または銀(Ag)とアルミニウム(Al)との合金の層の真空下における熱蒸着によって平坦化層の上に堆積される、請求項16に記載の方法。
- 上部の金属層が、基板(250)に対向するマイクロキャビティ(220)の側面によって発光するダイオードを形成するために少なくとも半反射性である、請求項10から15の一項に記載の方法。
- 平坦化層がガラス基板上に堆積する、請求項10から18のいずれか一項に記載の方法。
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