JP2005522016A - 指向性発光を有する機械的に可撓性の有機エレクトロルミネセント・デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
レッド発光蛍光体:Y2O3:Bi3+,Eu3+;Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+;SrMgP2O7:Eu2+,Mn2+;(Y,Gd)(V,B)O4:Eu3+;及び3.5MgO.0.5MgF2.GeO2:Mn4+(マグネシウムフルオロゲルマネート)。
イエロー発光蛍光体:(Ba,Ca,Sr)5(PO4)10(Cl,F)2:Eu2+,Mn2+
更に、エネルギー活用を増大させる方法として、他のイオンを蛍光体中に組み入れて、有機材料から放出された光からのエネルギーを蛍光体ホスト格子の他の活性剤のイオンに輸送することができる。例えば、Sb3+及びMn2+イオンが同じ蛍光体格子に存在する場合、Sb3+は、Mn2+ではあまり効率的に吸収されないブルー領域の光を効率的に吸収して、そのエネルギーをMn2+に輸送する。従って、有機EL材料による大きな発光総量が双方のイオンによって吸収され、デバイス全体のより高い量子効率をもたらす。
20 有機ELデバイス
40 基板
50 多層障壁被膜
52 有機ポリマー材料の層
54 無機材料の層
60 放射線反射金属層
Claims (49)
- (a)第1の表面及び第2の表面を有し、該表面の少なくとも一方に、実質的に透明な有機ポリマーの少なくとも1つのサブ層(52)と実質的に透明な無機材料の少なくとも1つのサブ層(54)とを含む多層障壁被膜(50)が被覆されている可撓性の実質的に透明な基板(40)と、
(b)2つの電極(22、38)の間に配置された有機エレクトロルミネセント(「EL」)層(30)を備え、前記可撓性の実質的に透明な基板(40)上に配置される有機EL素子(20)と、
(c)前記可撓性の実質的に透明な基板(40)に対向して前記EL素子(20)上に配置された反射金属層(60)と、
を備える発光デバイス(10)。 - 前記多層障壁被膜(50)が、前記反射金属層(60)と接合されて前記有機EL素子(20)の周囲に封止部を形成することを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記反射金属層(60)上に配置される第2の多層障壁被膜(150)を更に備える請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記有機EL素子(20)上に配置される第2の多層障壁被膜(150)を更に備える請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記有機EL素子(20)と反対側で前記基板(40)の表面上に配置される光散乱層(90)を更に備える請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記光散乱層(90)が、光散乱粒子を含むことを特徴とする請求項5に記載の発光デバイス(10)。
- 前記光散乱粒子が、前記有機EL素子(20)によって放出された第1の波長域を有する電磁(「EM」)放射線の一部を吸収し且つ第2の波長域を有するEM放射線を放出する光ルミネセント(「PL」)材料を含むことを特徴とする請求項6に記載の発光デバイス(10)。
- 前記光散乱粒子が、実質的に透明なポリマー材料内に分散されていることを特徴とする請求項6に記載の発光デバイス(10)。
- 前記光散乱層が、テクスチュア加工された表面を有することを特徴とする請求項5に記載の発光デバイス(10)。
- 前記基板(40)が、テクスチュア加工された表面を有することを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記有機EL素子(20)が、前記多層障壁被膜(50)上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記有機EL素子(20)が、前記多層障壁被膜(50)に対向して前記基板(40)の表面上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記有機EL素子(20)上に配置された実質的に透明な有機ポリマーの接着層(58)を更に備え、前記反射金属層(60)が、前記接着層(58)上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記多層障壁被膜(50)の実質的に透明な有機ポリマー(52)が、ポリアクリレート、アクリロニトリル、ポリ(フッ化ビニル)、ポリ(塩化ビニリデン)、ビニルアルコールとグリオキサールのコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、パリレン、シクロオレフィンから導かれたポリマー類及びこれらの誘導体、並びにこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記多層障壁被膜(50)の実質的に透明な無機材料(54)が、金属、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物、金属オキシナイトライド、金属オキシカーバイド、及び炭窒化物からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記有機EL層(30)が、ポリ(ビニルカルバゾール)、ポリ(アルキルフルオレン)、ポリ(パラフェニレン)、ポリシラン、これらの誘導体、これらの混合物、及びこれらのコポリマーからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記有機EL層(30)が、1,2,3−トリス{n−(4−ジフェニルアミノフェニル)フェニルアミノ}ベンゼン、フェニルアントラセン、テトラアリールエテン、クマリン、ルブレン、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、アルミニウム−(ピコリメチルケトン)−ビス{2,6−ジ(t−ブチル)フェノキシド、スカンジウム−(4−メトキシ−ピコリメチルケトン)−ビス(アセチルアセトネート)、アルミニウム−アセチルアセトネート、ガリウム−アセチルアセトネート、及びインジウム−アセチルアセトネートからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記2つの電極(22、38)のうちの1つが前記基板(40)上に配置されている陽極(38)であり、該陽極が、酸化インジウム・スズ(「ITO」)、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、酸化カドミウムスズ、これらの混合物、及びアルミニウム又はフッ素がドープされたこれらの酸化物からなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記2つの電極(22、38)のうちの第2のもの(22)が陰極であり、K、Li、Na、Mg、La、Ce、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、In、Sn、Zn、Zr、Sm、Eu、これらの合金、及びこれらの混合物からなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記反射金属層(60)が、アルミニウム、銀、及びこれらの合金からなる群から選択された金属を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス(10)。
- 前記散乱粒子が、ルチル(TiO2)、ハフニア(HfO2)、ジルコニア(ZrO2)、ジルコン(ZrO・SiO2)、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット(Gd3Ga5O12)、硫酸バリウム、イットリア(Y2O3)、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(「YAG」、Y3Al5O12)、カルサイト(CaCO3)、サファイア(Al2O3)、ダイアモンド、酸化マグネシウム、酸化ゲルマニウム、及びこれらの混合物からなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項6に記載の発光デバイス(10)。
- 前記PL材料が、(Y1−xCex)3Al5O12;(Y1−x−yGdxCey)3Al5O12;(Y1−xCex)3(Al1−yGay)O12;(Y1−x−yGdxCey)(Al5−zGaz)O12;(Gd1−xCex)Sc2Al3O12;Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+,Mn2+;GdBO3:Ce3+,Tb3+;CeMgAl11O19:Tb3+;Y2SiO5:Ce3+,Tb3+;BaMg2Al16O27:Eu2+,Mn2+;Y2O3:Bi3+,Eu3+;Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+;SrMgP2O7:Eu2+,Mn2+;(Y,Gd)(V,B)O4:Eu3+;3.5MgO.0.5MgF2.GeO2:Mn4+(マグネシウムフルオロゲルマネート);BaMg2Al16O27:Eu2+;Sr5(PO4)10Cl2:Eu2+;(Ca,Ba,Sr)(Al,Ga)2S4:Eu2+;(Ba,Ca,Sr)5(PO4)10(Cl,F)2:Eu2+,Mn2+;Lu3Al5O12:Ce3+;Tb2Al5O12:Ce3+;及びこれらの混合物からなり、ここで、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦5及びx+y≦1である群から選択されていることを特徴とする請求項7に記載の発光デバイス(10)。
- (a)第1の表面及び第2の表面を有し、該表面の少なくとも一方が実質的に透明な有機ポリマーの少なくとも1つのサブ層(52)と実質的に透明な無機材料の少なくとも1つのサブ層(54)とを含む多層障壁被膜(50)が被覆されている可撓性の実質的に透明な基板(40)と、
(b)2つの電極(22、38)の間に配置された有機エレクトロルミネセント(「EL」)層(30)を備え、前記可撓性の実質的に透明な基板(40)上に配置される有機EL素子(20)と、
(c)前記基板(40)に対向して前記EL素子(20)上に配置された接着層(58)と、
(d)前記接着層(58)上に配置された反射金属層(60)と、
(e)散乱粒子を含む光散乱層(90)と、
を備え、
前記多層障壁被膜(50)の実質的に透明な有機ポリマー(52)が、ポリアクリレート、アクリロニトリル、ポリ(フッ化ビニル)、ポリ(塩化ビニリデン)、ビニルアルコールとグリオキサールのコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、パリレン、シクロオレフィンから導かれたポリマー類及びこれらの誘導体、並びにこれらの混合物からなる群から選択され、
前記多層障壁被膜(50)の実質的に透明な無機材料(54)が、アルミニウム、銀、銅、金、白金、パラジウム、これらの合金、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物、金属オキシカーバイド、金属オキシナイトライド、及び炭窒化物からなる群から選択され、
前記有機EL層(30)が、ポリ(n−ビニルカルバゾール)、ポリ(アルキルフルオレン)、ポリ(パラフェニレン)、ポリシラン、1,2,3−トリス{n−(4−ジフェニルアミノフェニル)フェニルアミノ}ベンゼン、フェニルアントラセン、テトラアリールエテン、クマリン、ルブレン、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、アルミニウム−(ピコリメチルケトン)−ビス{2,6−ジ(t−ブチル)フェノキシド、スカンジウム−(4−メトキシ−ピコリメチルケトン)−ビス(アセチルアセトネート)、アルミニウム−アセチルアセトネート、ガリウム−アセチルアセトネート、及びインジウム−アセチルアセトネートからなる群から選択されたEL材料を含み、
前記結合材料(58)が、ポリアクリレート、アクリロニトリル、ポリ(フッ化ビニル)、ポリ(塩化ビニリデン)、ビニルアルコールとグリオキサールのコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、パリレン、シクロオレフィンから導かれたポリマー類及びこれらの誘導体、並びにこれらの混合物からなる群から選択され、
前記反射金属層(60)が、アルミニウム、銀、及びこれらの合金からなる群から選択された金属を含み、
前記散乱粒子が、ルチル(TiO2)、ハフニア(HfO2)、ジルコニア(ZrO2)、ジルコン(ZrO・SiO2)、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット(Gd3Ga5O12)、硫酸バリウム、イットリア(Y2O3)、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(「YAG」、Y3Al5O12)、カルサイト(CaCO3)、サファイア(Al2O3)、ダイアモンド、酸化マグネシウム、酸化ゲルマニウム、及びこれらの混合物からなる群から選択された材料を含むことを特徴とする発光デバイス(10)。 - 前記反射金属層(60)上に配置された第2の多層障壁被膜(150)を更に備え、前記第2の多層障壁被膜(150)が、有機材料の少なくとも1つのサブ層(152)と無機材料の少なくとも1つのサブ層(154)とを含むことを特徴とする請求項23に記載の発光デバイス(10)。
- 前記光散乱層(90)内に散乱粒子と混合されたPL材料の粒子を更に含み、前記PL材料が、(Y1−xCex)3Al5O12;(Y1−x−yGdxCey)3Al5O12;(Y1−xCex)3(Al1−yGay)O12;(Y1−x−yGdxCey)(Al5−zGaz)O12;(Gd1−xCex)Sc2Al3O12;Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+,Mn2+;GdBO3:Ce3+,Tb3+;CeMgAl11O19:Tb3+;Y2SiO5:Ce3+,Tb3+;BaMg2Al16O27:Eu2+,Mn2+;Y2O3:Bi3+,Eu3+;Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+;SrMgP2O7:Eu2+,Mn2+;(Y,Gd)(V,B)O4:Eu3+;3.5MgO.0.5MgF2.GeO2:Mn4+(マグネシウムフルオロゲルマネート);BaMg2Al16O27:Eu2+;Sr5(PO4)10Cl2:Eu2+;(Ca,Ba,Sr)(Al,Ga)2S4:Eu2+;(Ba,Ca,Sr)5(PO4)10(Cl,F)2:Eu2+,Mn2+;Lu3Al5O12:Ce3+;Tb2Al5O12:Ce3+;及びこれらの混合物からなり、ここで0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦5及びx+y≦1である群から選択されていることを特徴とする請求項23に記載の発光デバイス(10)。
- 発光デバイス(10)の作製方法であって、
(a)第1の表面及び第2の表面を有し、該表面の少なくとも一方が実質的に透明な有機ポリマーの少なくとも1つのサブ層(52)と実質的に透明な無機材料の少なくとも1つのサブ層(54)とを含む多層障壁被膜(50)が被覆されている可撓性の実質的に透明な基板(40)を準備する段階と、
(b)2つの電極(22、38)の間に配置された有機EL層(30)を含む有機EL素子(20)を前記可撓性の実質的に透明な基板(40)上に配置する段階と、
(c)前記可撓性の実質的に透明な基板(40)に対向して前記有機EL素子(20)上に反射金属層(60)を配置する段階と、
を含む方法。 - 前記有機EL素子(20)を配置する段階が、前記多層障壁被膜(50)が被覆されている前記基板(40)の表面上に第1の導電性材料を堆積させることによって第1の電極(22)を形成する段階と、前記第1の電極(22)上に前記有機EL層(30)を堆積させる段階と、前記有機EL層(30)上に第2の導電性材料を堆積させることによって第2の電極(38)を形成する段階とを含む
請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。 - 前記反射金属層(60)を配置する段階が、前記有機EL素子(20)の周囲の前記多層障壁被膜(50)に前記反射金属層(60)を接合する段階を含む請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記有機EL素子(20)に対向して前記基板(40)の表面上に光散乱粒子の層(90)を配置する段階を更に含む請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記有機EL素子(20)が、前記障壁被膜(50)の最も外側のサブ層上に配置されることを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記有機EL素子(20)が、前記多層障壁被膜(50)に対向して前記基板(40)の表面上に配置され、前記多層障壁被膜(50)及び前記反射金属層(60)が前記有機EL素子(20)の周囲で接合されることを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記散乱粒子が、前記有機EL素子(20)によって放出された第1の波長域を有する電磁(「EM」)放射線の一部を吸収して第2の波長域を有するEM放射線を放出する光ルミネセント(「PL」)材料を含むことを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記散乱粒子が、実質的に透明なポリマー材料内に分散されることを特徴とする請求項29に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記反射金属層(60)を配置する前に、前記有機素子(20)上に実質的に透明な有機ポリマーの接着層(58)を配置する段階を更に含む請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記多層障壁被膜(50)の前記実質的に透明な有機ポリマー(52)が、ポリアクリレート、アクリロニトリル、ポリ(フッ化ビニル)、ポリ(塩化ビニリデン)、ビニルアルコールとグリオキサールのコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、パリレン、シクロオレフィンから導かれたポリマー類及びこれらの誘導体、並びにこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記多層障壁被膜(50)の前記実質的に透明な有機ポリマー(52)が、物理蒸着、化学蒸着、蒸発堆積、浸漬コート、印刷、及びスプレーからなる群から選択された方法によって堆積されることを特徴とする請求項35に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記多層障壁被膜(50)の実質的に透明な無機材料(54)が、金属、金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物、金属オキシカーバイド、金属オキシナイトライド、及び炭窒化物からなる群から選択されることを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記実質的に透明な無機材料(54)が、物理蒸着、化学蒸着、フラッシュ蒸発材料からの堆積、イオンビームアシスト蒸着、スパッタリング、プラズマ化学気相成長、及び電気メッキからなる群から選択された方法によって堆積されることを特徴とする請求項36に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記有機EL層(30)が、ポリ(n−ビニルカルバゾール)、ポリ(アルキルフルオレン)、ポリ(パラフェニレン)、ポリシラン、これらの誘導体、これらの混合物、及びこれらのコポリマーからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記有機EL層(30)が、1,2,3−トリス{n−(4−ジフェニルアミノフェニル)フェニルアミノ}ベンゼン、フェニルアントラセン、テトラアリールエテン、クマリン、ルブレン、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、アルミニウム−(ピコリメチルケトン)−ビス{2,6−ジ(t−ブチル)フェノキシド、スカンジウム−(4−メトキシ−ピコリメチルケトン)−ビス(アセチルアセトネート)、アルミニウム−アセチルアセトネート、ガリウム−アセチルアセトネート、及びインジウム−アセチルアセトネートからなる群から選択されたEL材料を含むことを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記有機EL層(30)が、物理蒸着、化学蒸着、蒸発堆積法、スピンコート、浸漬コート、スプレー、印刷、及びキャスティングからなる群から選択された方法によって堆積されることを特徴とする請求項39に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記有機EL層(30)が、前記EL材料のうちの少なくとも1つと実質的に透明な担体とを含む混合物を堆積させることによって形成され、前記堆積が、物理蒸着、化学蒸着、スピンコート、浸漬コート、スプレー、印刷、及びキャスティングからなる群から選択された方法によって行われることを特徴とする請求項40に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記反射金属層(60)を配置する段階が、物理蒸着及びスパッタリングからなる群から選択された方法によって行われることを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記反射金属層(60)上に無機材料の少なくとも1つの層を堆積する段階を更に含む請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記無機材料の少なくとも1つの層を堆積する段階が、物理蒸着、イオンビームアシスト蒸着、スパッタリング、及びプラズマ化学気相成長法からなる群から選択された方法によって行われることを特徴とする請求項44に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記金属反射層上に第2の多層障壁被膜(150)を配置する段階を更に含み、前記第2の多層障壁被膜(150)が、有機材料の少なくとも1つのサブ層(152)と無機材料の少なくとも1つのサブ層(154)とを備えることを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記有機EL素子(20)上に第2の多層障壁被膜(150)を配置する段階を更に含む請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記反射金属層(60)が、前記基板(40)及び前記有機EL材料(20)に積層されることを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
- 前記反射金属層(60)が、接着層(58)上に配置され、前記反射層及び前記接着層(58)が共に、前記基板(40)及び前記有機EL素子(20)に積層されることを特徴とする請求項48に記載の発光デバイス(10)の作製方法。
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