JP2006235590A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低反射率層を備えた電子装置を提供すること。
【解決手段】本発明の電子装置は、光透過性の低反射率層１４を有する基板１２と、この基板１２上の第１の導電体１６と、この第１の導電体１６上の活性材料２０と、この活性材料２０上の第２の導電体１８とを備えている。光透過性の低反射率層１４は水分を浸透してもよい。また、基板１２は可撓性であってもよいし、剛体であってもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、低反射率層を備えた電子装置に関し、より詳細には、低反射率層を用いることによって改善したコントラスト特性を有するアレイ状の有機電子装置に関する。

電子装置、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、例えば、フラットパネルディスプレイを含むさまざまな用途に用いられている。この電子装置は、陽極層と活性層及び陰極層を有する複数の層を備え、ホール輸送層又は電子注入層あるいはその両方を備えている。ＯＬＥＤでは、陰極は、仕事関数が低い金属、例えば、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ａｌ−Ｌｉ合金、Ｃａ／Ａｌ二重層、Ｂａ／Ａｌ二重層、及びＬｉＦ／Ａｌ二重層で作製し、また、その膜厚が２０ナノメータを越えると、鏡面のような反射特性を持つ場合もある。この陰極の反射率が高いので、明るい環境の下では、電子装置の可読性が劣り、またコントラストが低下する。

米国特許第４，３５６，４２９号明細書 米国特許第４，５３９，５０７号明細書 米国特許第５，２４７，１９０号明細書 米国特許第５，４０８，１０９号明細書 米国特許第５，３１７，１６９号明細書

この反射率を抑えるために、円偏光子が用いられる場合がある。しかし、円偏光子は、電子装置から放射した光の約６０％を遮り、また、膜厚や製造コストを大幅に増加させる。

ディスプレイのコントラストを改善するために、高コントラストの干渉フィルムなどの干渉機構が、有機活性層と、陽極層又は陰極層のいずれかとの間に配置される場合もある。しかし、この干渉機構は、特定の波長に限定される。電子装置の実際のコントラスト比は、周囲光ばかりではなく、電子装置自身から放出された光によっても影響を受ける。フルカラーディスプレイにそのような技術を組み込み、明るさが変化する環境でも耐えうる最終製品を作製しても、製造時の複雑さが増し、歩留まりを低下させ、また、電子装置の性能低下につながるかもしれない。

また、ディスプレイのコントラストを改善するために、ディスプレイの画素間に光吸収材料を使う場合もある。この場合、この光吸収材料は、基板内部に効率的に配置される。しかし、基板内部に配置された光吸収材料では、最適なコントラストが実現されない場合もある。

従って、コントラスト特性を改善した有機電子装置が必要である。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、低反射率層を用いることによって改善したコントラスト特性を有するアレイ状の電子装置を提供することにある。

本実施形態では、電子装置は、光透過性で低反射率の水分浸透層を有する基板と、この基板上の第１の導電体と、この第１の導電体上の活性材料と、この活性材料上の第２の導電体とを備えている。

また、他の実施形態では、電子装置は、光透過性の低反射率層を備える剛体基板と、この剛体基板上の第１の導電体と、この第１の導電体上の活性材料と、この活性材料上の第２の導電体とを備えている。

また、他の実施形態では、電子装置は、光透過性の低反射率層を有する基板であって、この基板を透過する所望の電磁放射線がどの程度反射しないかという所望の度合いによって決定され選択された膜厚を有する低反射率層を備えた基板と、この基板上の第１の導電体と、この第１の導電体上の活性材料と、この活性材料上の第２の導電体とを備えている。

上述した概要、及び下記の詳細な説明は、例示及び説明のみを目的とし、添付の請求項に定義された本発明を限定するわけではない。

添付図面は、本発明を例示として図示するものであって、これに限定されるものではない。

当然のことながら、明確にするために個別の実施形態として上記及び下記で説明する本発明の特定の特徴は、１つの実施形態においても、組み合わせて実現することが可能である。逆に言えば、簡潔にするために１つの実施形態として説明する本発明のさまざまな特徴は、個別に、あるいはあらゆる組合せで実現することが可能である。さらに、ある範囲内として述べられた値について言及する場合は、それは、その範囲内にある一切の値を含むものとする。当然のことながら、図面の各要素は、必ずしも縮図として描かれたものではない。例えば、図に示した一部の要素の寸法は、本発明の実施形態の理解を深める一助となるように、他の要素に対して誇張されている場合もある。

本発明の他の特徴や効果は、以下の詳細な説明、及び請求項から明確となろう。

本実施形態では、電子装置は、光透過性で低反射率の水分浸透層を有する基板と、この基板上の第１の導電体と、この第１の導電体上の活性材料と、この活性材料上の第２の導電体とを備えている。活性材料は、有機活性材料である。電子装置は、ディスプレイ装置であってもよいし、光検出装置であってもよい。また、低反射率層は、実質的に基板に囲まれていてもよい。あるいは、この低反射率層は、基板と第１の導電体との間の基板表面上に配置してもよい。

他の実施形態では、電子装置は、光透過性の低反射率層を備える剛体基板と、この剛体基板上の第１の導電体と、この第１の導電体上の活性材料と、この活性材料上の第２の導電体とを備えている。活性材料は、有機活性材料である。電子装置は、ディスプレイ装置であってもよいし、光検出装置であってもよい。剛体基板はガラスであってもよく、低反射率層は、実質的にこのガラス基板に囲まれている。また、このガラス基板は、ガラス基板と第１の導電体との間のガラス基板の表面側に配置される低反射率層を含んでもよい。

他の実施形態では、電子装置は、光透過性の低反射率層を含む基板であって、この基板を透過する所望の電磁放射線がどの程度反射しないか、という所望の程度（ｓｅｓｉｒｅｄ ｄｅｇｒｅｅ）度合いによって決定され選択された膜厚を有する低反射率層を備えて基板と、この基板上の第１の導電体と、この第１の導電体上の活性材料と、この活性材料上の第２の導電体とを備えている。活性材料は、有機活性材料である。電子装置は、ディスプレイ装置であってもよいし、光検出装置であってもよい。また、低反射率層は、実質的に基板に囲まれていてもよい。あるいは、この低反射率層は、基板と第１の導電体との間の基板表面上に配置してもよい。

１．定義
以下の詳細な実施形態を説明する前に、いくつかの用語を次に定義する。

本明細書中で用いられる用語「活性（の）（ａｃｔｉｖｅ）」は、それを層又は材料に対して用いる場合は、電子放射特性を示す層又は材料を意味する目的で用いる。活性層材料は、放射線を放出してもよいし、あるいは放射線を受ける場合は、電子・ホール対の濃度変化を示してもよい。

用語「アレイ（ａｒｒａｙ）」、「周辺回路（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）」、及び「リモート回路（ｒｅｍｏｔｅ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）」は、有機電子装置の異なる領域又は異なる素子を意味する目的で用いる。例えば、アレイは、（通常は、行と列とで表される）規則的な配列に、画素、セル、あるいは他の構造を含んでもよい。アレイ内にある画素、セル、あるいは他の構造は、周辺回路によって局部的に制御されてもよく、この周辺回路は、アレイと同じ有機電子装置内にはあるが、アレイよりは外側に位置する場合もある。リモート回路は、通常は、周辺回路から離れて位置し、（通常は周辺回路を介して）アレイとの間で信号を送受信できる。この周辺回路は、また、アレイとは無関係な機能を実行してもよい。さらに、このリモート回路は、アレイを有する基板上にあってもよいし、なくてもよい。

用語「電荷輸送（ｃｈａｒｇｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）」は、それを層、材料、部材、又は構造に対して用いる場合は、その層、材料、部材、又は構造の膜厚を通って、比較的効率よく、かつ電荷損失も少なく電荷が移動しやすい層、材料、部材、又は構造を意味する目的で用いる。

用語「連続（的な）（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ）」及びその活用形は、実質的に切れ目がないことを意味する目的で用いる。本実施形態では、連続的に印刷する、ということは、液滴を用いた堆積技術とは反対に、液体又は液体組成の実質的に切れ目がない流れを用いて印刷することである。他の実施形態では、連続的に広げる、ということは、層、部材、又は構造に、その長手方向に沿って著しい切れ目がない層、部材、又は構造の長さに対して用いる。

用語「電子吸引（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｗｉｔｈｄｒａｗｉｎｇ）」は、「ホール注入（ｈｏｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ）」と同義語である。文言上は、ホールは、電子の欠損を表し、通常は、電子を取り除くことによって形成され、また、電子を取り除くことによって、ホールと呼ばれる正に帯電したキャリアが生成される、あるいは注入されるという錯覚を作り出す。ホールは、電子がシフトすることによって移動する。その結果、その電子が欠損した領域は、隣接層からの電子で満たされ、その隣接層からの電子のシフトは、あたかもホールがその隣接層に移動したかのように見える。ここでは、説明を簡単にするために、ホール、ホール注入、ホール輸送という用語、及びその変形形態を用いることにする。

用語「最大放出（ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｍａｘｉｍｕｍ）」は、放出される放射線の最大強度を意味する目的で用いる。最大放出には、それに対応する波長又は波長スペクトル（例えば、赤色光、緑色光、又は青色光）がある。

用語「基本的にＸ（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ Ｘ）」は、ある層又は材料の成分が主にＸであるが、その層又は材料がその本来の目的を果たせなくなるまで、その層又は材料の機能性にひどい悪影響を及ぼすことはない他の成分を含んでもよい。

用語「高吸収度（ｈｉｇｈ ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）」は、それが、層又は材料を変更するのに用いられる場合は、目的とする波長又はスペクトルにおいて、放射線の約１０％しか、その層又は材料を透過しないことを意味する目的で用いる。

用語「高（い）仕事関数（ｈｉｇｈ ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）」は、それが層又は材料に対して用いられる場合は、少なくとも約４．４ｅＶの仕事関数を有する層又は材料を意味する目的で用いる。

用語「層（ｌａｙｅｒ）」は、用語「膜（ｆｉｌｍ）」と同じ意味で用いられ、所望の領域を覆う被覆のことを言う。この用語は、大きさには限定されない。領域は、装置全体のように大きくてもよいし、実際のビジュアルディスプレイなどのような特定の機能を有する領域のように小さくてもよいし、また、１つの副画素のようにさらに小さくてもよい。層及び膜は、気相堆積法や液相堆積法（連続及び不連続技術）、及び熱転写法を含むあらゆる従来の堆積技術で形成することができる。連続堆積技術には、スピン塗布（コーティング）、グラビア塗布、カーテン塗布、ディップ塗布、スロットダイ塗布、スプレー塗布、連続ノズル塗布が含まれるが、これらに限定されるわけではない。不連続堆積技術には、インクジェット印刷、グラビア印刷、及びスクリーン印刷が含まれるが、これらに限定されるわけではない。

用語「低反射率（ｌｏｗ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）」は、それが層又は材料に対して用いられる場合は、目的とする波長又は波長スペクトルにおいて、放射線の約３０％しか反射しない層又は材料を意味する目的で用いる。光の場合、目的とするスペクトルの放射線は可視スペクトル（約４００〜７００ｎｍの波長）であり、場合によっては、この目的とする波長は約５４０ｎｍである。

用語「低（い）仕事関数（ｌｏｗ ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）」は、それが層又は材料に対して用いられる場合は、約４．４ｅＶくらいの大きさの仕事関数を有する層又は材料を意味する目的で用いる。

用語「ほとんど（の）（ｍｏｓｔ）」は、半分よりも多い場合を意味する目的で用いる。

Ｂ「の上の（ｏｎ）」Ａ、の場合のように、用語「〜の上（の、に）（ｏｎ）」は、例えば、物理的にＢと接触しているＡの場合のような直接「〜の上（の、に）（ｏｎ）」、あるいは、他の材料又は層を介して、Ａは間接的にＢと接している、のいずれかを意味するものとする。

用語「有機電子装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）」又は「電子装置（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）」は、１つ又は複数の有機半導体層又は有機半導体材料を含む電子装置を意味する目的で用いる。この有機電子装置には、（１）電気エネルギーを放射線に変換する電子装置（例えば、発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイ、ダイオードレーザ、あるいは照明パネル）、（２）電子過程を介して信号を検出する電子装置（例えば、光検出器、光導電セル、フォトレジスタ、光スイッチ、フォトトランジスタ、光電管、赤外線（ＩＲ）検出器、あるいはバイオセンサ）、（３）放射線を電気エネルギーに変換する電子装置（例えば、光起電力装置、あるいは太陽電池）、（４）１つ又は複数の有機半導体層を備える１つ又は複数の電子素子を含む電子装置（例えば、トランジスタ、あるいはダイオード）、又は項（１）から（４）に記載の電子装置のあらゆる組合せが含まれるが、これらに限定されるわけではない。

用語「画素（ｐｉｘｅｌ）」は、最小完成品ユニットであり、かつアレイ中で繰り返されるユニットを意味する目的で用いる。また、用語「副画素」は、画素の一部のみを構成し、画素の全てを構成するわけではない画素の一部分を意味する目的で用いる。フルカラーディスプレイでは、フルカラーの画素は、赤色、緑色、及び青色のスペクトル領域にある原色の３種類の副画素を備えることができる。モノクロディスプレイでは、画素を含むが、副画素は含まなくてもよい。センサアレイは、画素を含むことができ、この画素は、副画素を含んでもよいし、含まなくてもよい。

用語「基礎面（ｐｒｉｍａｒｙ ｓｕｒｆａｃｅ）」は、基板のある面であって、後で、その面から電子素子が形成される基板面を意味する目的で用いる。

用語「放射線放出素子（ｒａｄｉａｔｉｏｎ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」は、適切にバイアスが加えられると、目的とする波長又は波長のスペクトルで放射線を放出する電子素子を意味する目的で用いる。この放射線は、可視光スペクトル領域であってもよいし、可視光スペクトル領域外（紫外（ＵＶ）又は赤外（ＩＲ））であってもよい。発光ダイオードは、この放射線放出素子の一例である。

用語「放射線感応素子（ｒａｄｉａｔｉｏｎ−ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」は、目的とする波長又は波長スペクトルで、放射線を検知、又は放射線に感応することができる電子素子を意味する目的で用いる。この放射線は、可視光スペクトル領域であってもよいし、可視光スペクトル領域外（ＵＶ又はＩＲ）であってもよい。光検出器、赤外線センサ、バイオセンサ、光起電力セルは、この放射線感応素子の例である。

用語「ユーザ面（ｕｓｅｒ ｓｉｄｅ）」は、電子装置を通常動作させる際に、主に使用する電子装置面を意味する目的で用いる。ディスプレイの場合、ユーザが見る電子装置面が、ユーザ面となる。センサ又は光起電力セルの場合は、ユーザ面は、検知する放射線、又は電気エネルギーに変換する放射線を主に受ける面となる。電子装置には、場合によっては、複数のユーザ面があることに留意されたい。

用語「可視光スペクトル（ｖｉｓｉｂｌｅ ｌｉｇｈｔ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）」は、約４００〜７００ｎｍに対応する波長を有する放射線スペクトルを意味する目的で用いる。

用語「〜の内部（に、の）（ｗｉｔｈｉｎ）」は、次のいずれか一方を意味するものとする。実質的に基板に囲まれている第１の層又は材料の場合のように、第１の層又は材料は、基板などの第２の層又は材料に完全に組み込まれている。あるいは、第１の層は、基板と、その一方の面のみで接触している。

元素周期律表の列に対応する族番号は、「ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、８１版、２０００年」に記載の「新表記法」を用いる。

本明細書で用いられる用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、あるいはこれらの他の活用形は、非排他的包含をカバーする目的で用いる。例えば、リスト上の複数の要素を含む工程、方法、品物、あるいは装置は、必ずしもこれらの要素のみに限定されるわけではなく、明示的にはリスト上に記載されていない他の要素や、そのような工程、方法、品物、あるいは装置に内在する他の要素を含んでもよい。さらに、それとは反対に明示的に述べられていなければ、「又は（ｏｒ）」は、包含的な「又は」のことを言っており、排他的な「又は」のことを言っているわけではない。例えば、条件Ａ又は条件Ｂがある場合は、「Ａは真（又は存在している）かつＢは偽（又は存在していない）」、「Ａは偽（又は存在していない）かつＢは真（又は存在している）」、及び「ＡもＢも真（存在している）」のうちのいずれか１つを満足する。また、「ａ」又は「ａｎ」の使用法としては、本発明の複数の要素や素子を説明するのに用いられる。これは、単に便宜上のためであり、かつ本発明の一般的な意味を与えるために用いられる。本明細書では、「１つの」又は「少なくとも１つの」という意味を含むように読む必要があり、単数形はまた、別途、それが意味を持つことが明らかでない限りは、複数形を含んでいる。

別段の定義がない限り、本明細書で用いられる全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する分野の技術者が一般的に理解するものと同じ意味を持っている。本発明を実行したり、あるいは検証したりする場合、本明細書に記載の方法及び材料と類似した、あるいは同等の方法及び材料を用いることができるが、適切な方法及び材料については以下で説明する。本明細書で触れるあらゆる刊行物、出願特許、特許、及び他の参考文献は、その全てを引用し、援用する。なお、紛争が生じた場合は、定義を含む本明細書が優先される。また、本明細書に記載の材料、方法、及び実施例は、単なる例示であって、限定するものではない。

本明細書に記載されない範囲においても、具体的な材料、処理方法、及び回路に関する数多くの詳細な事項は、従来型事項であり、有機発光ダイオードディスプレイ、有機光検出器、有機太陽電池、及び有機半導体に関する技術の範囲内で、教科書や他の情報源から知ることができる。

２．光学の原理
実施形態に立ち入る前に、以下の説明をより明確にするために、いくつかの光学原理について扱う。ＯＬＥＤ装置のコントラストを定量的に特性化するために、次の方程式を用いてコントラスト比ＣＲを導入する。

ＬＯＮは、ターンオン時のＯＬＥＤ装置の輝度であり、一般には、２００Ｃｄ／ｍ^２に設定される。ＬＯＦＦは、オフ時のＯＬＥＤ装置の輝度である。Ｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄは、この装置から反射された周囲光である。従って、ＣＲは、周囲の輝度によって決まる。明るい環境の場合、例えば、直射日光の下では、コントラスト比は、暗い条件下で測定されたコントラスト比よりも小さい。フラットパネルディスプレイ業界では、コントラスト比に対して、２種類の標準的な試験が用いられる。そのうちの１つが、暗所コントラスト比であり、他の１つが明所コントラスト比である。実験設備及び手順は、ビデオ電子規格協会（Ｖｉｄｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ： 「ＶＥＳＡ」）のディスプレイ計測委員会（Ｄｉｓｐｌａｙ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）による「フラットパネルディスプレイ計測規格（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ Ｓｔａｎｄａｒｄ）」に詳細が述べられている。以下の実施例において、本明細書の範囲内で用いるコントラスト比は、明所コントラスト比試験で設定された条件を用いて得たものである。

コントラストは、Ｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄをできるだけゼロに近づけることによって改善することができる。本実施形態では、電子装置は、Ｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄを装置に到達する入射周囲光Ｌｉｎｃｉｄｅｎｔのわずか約３０％にすることができる。他の実施形態では、Ｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄは、Ｌｉｎｃｉｄｅｎｔのわずか約１０％、場合によっては、１％にまですることができる。Ｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄを低減する１つの方法は、できるだけ周囲放射線の吸収を多くし、できるだけ周囲放射線の反射を少なくする材料を用いるか、又は高吸収度と低反射率との組合せを用いることである。この電子装置は、多くの異なった層を含んでもよく、場合によっては、各層は、個別に、又は任意の組合せで検討する必要があることに留意されたい。

３．有機電子装置
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、全ての図面を通して、可能な限り、同じ参照番号を、同じ部分（要素）又は類似した部分（要素）を指すのに用いることにする。

図１は、本発明の係る低反射率層を備えたアレイ状の電子装置の関する部分断面図で、放射線の吸収と反射の概念を示す図である。図１には、第１の層１０２と第２の層１０４及び鏡面仕上げの表面１０６が示されている。入射放射線１１２０（Ｌｉｎｃｉｄｅｎｔ）は、放射線１１２１として表面１０１で反射し、また、放射線１１４１として示すように、少なくとも一部は透過する。第１の層１０２と第２の層１０４との間の界面１０３で、放射線１１４１は、放射線１１４２として表面１０１方向に反射する。放射線１１４２は、放射線１１２２として、この装置から透過して外部に放出され、また、放射線１１４３として示すように、表面１０１で反射する。この放射線１１４３は、放射線１１４４として界面１０３で反射し、放射線１１２３として放出される。図示はしないが、放射線１１４３の一部は、少なくとも部分的に層１０４を透過する。放射線は、導波路と同様に、層１０２に沿って通過し続けることができるが、その放射線については、図１には示していない。

少なくとも放射線の一部は、層１０２によって、放射線がその層を通過するたびに吸収されることに留意されたい。また、界面１０３に到達する放射線の一部は、層１０４に入射できる。従って、放射線１１２１は、放射線１１２２よりも強度が高く、放射線１１２２は、放射線１１２３よりも強度が高い。

さらに図１を参照すると、少なくとも放射線１１４１の一部は、放射線１１６２として示すように、層１０４を透過することができる。放射線１１６２は、鏡面仕上げの表面１０６に到達するので、その表面１０６に到達する放射線のほとんど全てが、放射線１１６４で示すように反射する。界面１０３では、放射線１１６４の一部が、放射線１１６６で示すように反射し、また、放射線１１４５で示すように層１０２を透過する。層１０２と同様に、層１０４は、導波路の機能を果たすことができ、放射線１１６６、１１６８、及び図示はしないが他の放射線を含むことができる。

層１０２を透過する放射線の一部（矢印１１４５及び１１４７で示す）は、放射線１１２４及び１１２５で示すように放出される。放射線１１４５の一部は、矢印１１４６で示すように、表面１０１で反射する。層内での放射線の「跳ね返り（ｂｏｕｎｃｉｎｇ）」、及び透過又は層からの放出は、継続して生じるが、図１には示していないことに留意されたい。

層１０２での吸収しか考慮しない場合は、反射放射線１１２１は、極めて強いかもしれない。また、第１の層１０２が低反射率であることしか考慮しない場合は、第２の層１０４を通過し、表面１０６で反射し、装置から再放出される放射線（次の放射線を参照：１１４１〜１１６２〜１１６４〜１１４５〜１１２４）は、極めて強いかもしれない。従って、Ｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄを確実に最小化するためには、全ての層の反射率及び吸収度の両方を考慮しなければならない。

図２は、本発明の電子装置の一実施形態を示す部分断面図である。この電子装置１０は、基板１２を備えている。この基板１２の中に組み込まれているのが低反射率層１４である。基板１２は、実質的にこの低反射率層１４を取り囲んでいる。また、基板１２の一方の面には、複数の行（又は列）に配列された複数の第１の導電体１６があり、それらは第１の方向に伸びている。互いに間隔をあけた複数の第２の導電体１８は、第１の方向と実質的に垂直な方向に配置されている。活性層２０は、この第１の導電体と第２の導電体との間に位置している。第１の導電体１６、第２の導電体１８、及び活性材料２０を備える全体構造は、囲い（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）２４で囲繞される場合もある。

基板１２は、あらゆる材料で作製することができ、例えば、ガラス、セラミック、アルミナなどの剛体材料、あるいは、高分子材料などの可撓性材料が利用可能である。この高分子膜に適した高分子の例としては、次の中から選択された１つ、又は複数の材料が挙げられる。ポリオレフィン（例えば、ポリエチレンやポリプロピレン）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリロニトリルとポリメタクリロニトリル、全フッ素化及び部分フッ素化高分子（例えば、ポリテトラフルオロエチレンや、テトラフルオロエチレンとポリスチレンとの共重合体）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルのホモ重合体及び共重合体を含むポリアクリル酸樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、及び以上の組合せ。複数の高分子膜が使われる場合は、適切な接着剤を用いるか、既知の塗布法、共押し出し法、あるいは他の類似した手法を含む通常の層形成方法によってそれらを接合することができる。この高分子膜は、一般には、約１２〜２５０ミクロン（０．５〜１０ミル）の範囲に入る膜厚を備えている。２層以上の膜がある場合は、それぞれの膜厚は、かなり薄くできる。

高分子膜は、基本的に、上述した高分子のうちの１つ又は複数を含んでもよく、また、この膜は、１つ又は複数の通常の添加剤を含んでもよい。例えば、市販の高分子膜の多くは、大きなロール状で保管する際に、膜の重なり合った部分が互いに貼り付かないように、スリップ剤やつや消し剤が入っている。

有機活性層２０の組成は、通常、有機電子装置１０の用途によって決まる。有機活性層２０が放射線放出有機電子素子で用いられる場合は、この有機活性層２０に十分なバイアス電圧を加えると、有機活性層２０の材料は放射線を放射する。この放射線放出の活性層は、ほぼ全ての有機エレクトロルミネッセンス材料又は他の有機放射線放出材料を含むことができる。

有機活性層２０の材料は、低分子系材料であってもよいし、高分子系材料であってもよい。低分子系材料には、例えば、特許文献１（Ｔａｎｇ）及び特許文献２（Ｖａｎ Ｓｌｙｋｅ）に記載の材料が含まれてもよい。高分子系材料には、特許文献３（Ｆｒｉｅｎｄ）、特許文献４（Ｈｅｅｇｅｒ）、及び特許文献５（Ｎａｋａｎｏ）に記載の材料が含まれてもよい。代表的な材料は、半導体性の共役高分子であり、例えば、「ＰＰＶ」と呼ばれるポリ（フェニレンビニレン）やポリフルオレンなどがある。添加剤使用の有無に関わらず、発光材料を他の材料のマトリックス中に分散してもよい。有機活性層は、一般には、約４０〜１００ｎｍの範囲に入る膜厚を備えている。

有機活性層２０が、放射線感応有機電子装置又は受放射線有機電子装置に用いられる場合は、この有機活性層２０の材料は、多くの共役高分子やエレクトロルミネッセンス材料、さらにフォトルミネッセンス材料を含むことができる。具体的な例としては、ポリ（２−メトキシ、５−（２−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、及びＣＮ−ＰＰＶとのＭＥＨ−ＰＰＶ複合材料が含まれる。この種の装置では、有機活性層２０は、通常、約５０〜５００ｎｍの範囲に入る膜厚を備えている。

低反射率層１４には、無数の材料を用いることができる。この低反射率層１４の電気特性は、導電性から半導体性へ、さらに絶縁性へと変えてもよい。低反射率層１４に適切な材料は、次の中から選択された１つ又は複数の無機材料を含むことができる。単元素金属（例えば、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｉｎなど）、合金（例えば、Ｍｇ−Ａｌ、Ｌｉ−Ａｌなど）、金属酸化物（例えば、ＣｒｘＯｙ、ＦｅｘＯｙ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＺｎＯなど）、酸化物合金（例えば、ＩｎＳｎＯ、ＡｌＺｎＯ、ＡｌＳｎＯなど）、金属窒化物（例えば、ＡｌＮ、ＷＮ、ＴａＮ、ＴｉＮなど）、窒化物合金（例えば、ＴｉＳｉＮ、ＴａＳｉＮなど）、金属酸窒化物（例えば、ＡｌＯＮ、ＴａＯＮなど）、酸窒化物合金、１４族酸化物（例えば、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２など）、１４族窒化物（例えば、Ｓｉ３Ｎ４、シリコンリッチＳｉ３Ｎ４など）、１４族酸窒化物（例えば、シリコン酸窒化物、シリコンリッチ・シリコン酸窒化物など）、１４族材料（例えば、グラファイト、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅなど）、１３−１５族半導体材料（例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓなど）、１２−１６族半導体材料（例えば、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳＳｅなど）、及び以上のあらゆる組合せなど。単元素金属という用語は、基本的に単一の元素からなり、他の金属元素との均質な合金でもなければ、他の元素との分子化合物でもない。合金という用語に対しては、シリコンは、金属であるとみなすことができる。多くの実施形態において、単元素金属としてであろうと、分子化合物（例えば、金属酸化物、金属窒化物など）の一部としてであろうと、金属は、クロム、タンタル、金などを含む遷移金属（元素の周期律表における３〜１２族内の元素）であってもよい。

低反射率層１４は、また、次の中から選択された１つ又は複数の有機材料で作製することもできる。ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリロニトリル及びポリメタクリロニトリル、全フッ素化及び部分フッ素化高分子（例えば、ポリテトラフルオロエチレンや、テトラフルオロエチレンとポリスチレンとの共重合体）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルのホモ重合体及び共重合体を含むポリアクリル酸樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、有機電荷移動錯体（例えば、テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）など）、及び以上のあらゆる組合せなど。

当業者には当然のことながら、低反射率層１４の膜厚は、以下の方程式を用いて、所望の反射率を得るために調整することができる。

ここで、ηは選択した材料の、ある特定の波長（λ）での屈折率、
ｄは、層の膜厚、
θは、放射線の入射角、
φは、波長λの時の、理想反射面で反射された放射線の全ての位相変化、
ｍは、整数、
λは、ある特定の波長である。

低反射率層１４は、防湿材料であってもよいし、水分浸透層であってもよい。本明細書で用いられる用語「水分浸透」層は、酸素又は水蒸気の輸送速度が１．０ｃｃ／ｍ^２／２４ｈｒ／ａｔｍよりも大きな層を意味するものとする。従って、限定されない一実施形態では、低反射率層１４は、基板１２内部にある光透過性の水分浸透層であり、ガラス、セラミック、アルミナなどの剛体、又は高分子材料などの可撓性材料である。限定されない他の実施形態では、この低反射率層１４は、ガラス、セラミック、アルミナなどの剛体基板１２内部にある光透過性の層（水分浸透性であってもよい）である。上記の実施形態のいずれにおいても、第１の導電体１６は剛体基板１２の上にあり、活性層２０は第１の導電体１６の上にあり、第２の導電体１８は活性層２０の上にある。

反射率は、入射放射線の内のどの程度が反射されたかを、放射線の強度で測定した尺度である。低反射率層１４の反射率は、約３０％（１００％×Ｉｒｅｆｌｅｃｔｅｄ／Ｉｉｎｃｉｄｅｎｔ）を越えてはならない。式２は、層のおおよその膜厚を決めるのに用いてもよい。あるいは、式２は、低反射率を実現できる層の膜厚に対する許容範囲を決めるのに用いてもよい。式２は、膜厚に関する正弦関数である。従って、ある特定の波長に対して低反射率を得るために、複数の膜厚を用いることができる。また、式２は、赤外線や紫外線などの可視光スペクトル以外の放射線に用いてもよい。

可視光スペクトルの場合は、低反射率層の適切な膜厚を求めるための特定の波長に対して５４０ｎｍを用いることができ、また、理想反射面として金属製のミラーを用いることができる。目的とする放射線に応じて、他の波長を用いることもできる。シータ（θ）は、ほぼ４５度として選択してもよい。計算では、単一の膜厚を与えるが、製造のことを考慮すると、膜厚の許容範囲を与えてもよい。この膜厚が、範囲外にならない限りは、無理なく許容できる低反射率を得ることができる。

低反射率層１４は、上記の式を用いて計算された膜厚を有することができる。この低反射率層１４によって、許容（低）レベルの反射率を達成しつつ、活性層２０に、あるいは活性層２０から目的とするスペクトル範囲内のかなりの放射線を透過できる。層での透過と反射との間には、あるトレードオフ関係が生じる可能性がある。反射率がゼロに近づくにつれ、低反射率層１４を通過する放射線の透過率も低下する場合がある。しかし、透過率の低下は、反射率の低下ほど深刻ではない。従って、反射率がゼロに近くなっても、透過率を約５０％しか減少させることはないと思われる。透過率が低すぎる場合は、反射率をほんの少し増加させてもよい。

実質的に均一な組成の層の吸収度は、実験的に求めることができ、その実験から収集した吸収度（又は透過率）に関する測定結果のデータを用いて、膜厚の関数として吸収度の方程式を作ることができる。各材料は、膜厚の関数として、それ自身の吸収度方程式を持つことができる。吸収度と透過率とは、相補的な過程であることに留意されたい。層に入射する放射線の一部が、最初に吸収され、残りの放射線が透過できる。目的とする波長又はスペクトルにおいて吸収度が高い材料は、低い透過率であることから、当業者は、吸収度という概念よりも透過率という概念を使う場合もある。

隣接する層の間の界面での反射率は、次の式（３）によって求めることができる。

ここで、ηｘ及びηｙは、その界面の両側にある材料の屈折率である。

層及び界面それぞれに対する一連の式は、（各層の通過それぞれに対する）吸収度、単一の層の反射率（式２）、及び界面での反射率（式３）を用いて作ることができる。理論的には、式の数は非常に多くなる可能性がある。しかし、簡略化するためのある仮定をおくことができる。例えば、放射線１１２１及び１１２２は、それぞれ放射線１１２３と比較するとかなり強度が高いと思われる。従って、放射線１１２３は無視してもよい。同様に放射線１１２４及び１１２５も強度が高いが、層１０４で反射して装置の外に放出される「次の反射」（図１には示さず）の強度は低いと思われる。さらに鏡面仕上げの表面１０６は、そこに到達する一切の放射線を反射すると仮定することができる。もし、この表面１０６が黒体であれば、一切の放射線を吸収することができる。

これらの式及び簡略化のための仮定を用いたコンピュータプログラムを実行して、Ｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄが、任意の１つ又は複数の層の膜厚によってどの程度の影響を受けるのか、あるいはその層の組成を変えることによってどの程度の影響を受けるのかを求めることができる。Ｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄは、放射線１１２１〜１１２５を合算したものとしてもよい。この放射線１１２１〜１１２５は、それぞれ、強度も違えば位相も違うことに留意されたい。各層の膜厚及び組成を変化させることで、この強度及び位相も変化させることができ、その結果、相殺的な干渉によって、Ｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄを減少させることができる。

上述した式の代わりとして、反射方程式及び吸収方程式の任意の組合せを用いてもよい。多くの装置では、図１で示す２層ではなく、いくつかの層を持つことがある。上述した式は、１つの層、又は複数の層の一部分にしか注目できない。当業者であれば、使用すべき方程式の種類や数を理解されよう。

図３は、本発明の電子装置の他の実施形態を示す部分断面図である。図３に示す電子装置１１０は、図２の装置と類似しているが、低反射率層１４を基板１２の一方の面上に備えている。

電子装置１０又は１１０は、第１の導電体１６と第２の導電体１８とに供給された電流及び／又は電圧に応じて、可視光などの電磁波を発生させることができる。このようにして、この電子装置１０又は１１０は、例えば、ディスプレイ装置やＯＬＥＤとして機能する。しかし、電子装置１０又は１１０は、装置に入射する光に応じて、電圧又は電流を発生させる。このようにして、この電子装置１０又は１１０は、光検出器、フォトダイオード、光抵抗器、光導電セル、光スイッチ、光トランジスタ、光電管、あるいは光起電力セルとして機能する。以上の装置それぞれにおいて、低反射率層１４は、光が基板１２を透過して、活性材料２０に入射できるように光透過性でなければならない。

光活性材料を用いる装置は、１つ又は複数の電荷輸送層を含んでもよく、それらは、光活性（例えば、発光）層とコンタクト層（ホール注入コンタクト層）との間に位置する。装置は、２つ以上のコンタクト層を含むことができる。光活性層とホール注入コンタクト層との間にホール輸送層を配置してもよい。ホール注入コンタクト層は、陽極と呼ばれる場合もある。光活性層と電子注入コンタクト層との間に電子輸送層を配置してもよい。電子注入コンタクト層は、陰極と呼ばれる場合もある。

アレイ状の電子装置は、低反射率層を用いることによって、効果的にコントラスト比を改善する。上述したように、低反射率層は、層の膜厚や材料を最適化することで、層の界面での反射率を減少させるように設計することができる。

上述した明細書では、特定の実施形態を参照して本発明を説明してきた。しかし、当業者には当然のことながら、以下の請求項に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな修正形態や変更形態も可能である。従って、本明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味で扱われるべきであり、そのような修正形態の全てが、本発明の範囲に含まれるように意図される。

以上、特定の実施形態に関して、利点、他の効果、及び課題を解決するための方法を説明してきた。しかし、この利点、効果、及び課題を解決するための方法、さらに利点、効果、及び解決方法を生じさせる、あるいは顕著にさせる可能性がある全ての要素は、全ての請求項の重大な、又は必須の、あるいは基本的な特徴又は要素と解釈されるべきものではない。

本発明に係る低反射率層を備えたアレイ状の電子装置に関する部分断面図である。 本発明の電子装置の一実施形態を示す部分断面図である。 本発明の電子装置の他の実施形態を示す部分断面図である。

符号の説明

１０１ 表面
１０２ 第１の層
１０３ 界面
１０４ 第２の層
１０６ 鏡面仕上げの表面
１１２０〜１１２５ 放射線
１１４１〜１１４７ 放射線
１１６２〜１１６８ 放射線
１０，１１０ 電子装置
１２ 基板
１４ 低反射率層
１６ 第１の導電体
１８ 第２の導電体
２０ 活性層
２４ 囲い

Claims (10)

1. 光透過性で低反射率の水分浸透層を有する基板と、
   該基板上の第１の導電体と、
   該第１の導電体上の活性材料と、
   該活性材料上の第２の導電体と
   を備えたことを特徴とする電子装置。
2. 前記活性材料は、有機活性材料であることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記電子装置は、ディスプレイ装置であることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
4. 前記電子装置は、光検出装置であることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
5. 前記低反射率層は、前記基板に実質的に取り囲まれていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
6. 前記低反射率層は、前記基板と前記第１の導電体との間の、前記基板の表面上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
7. 光透過性の低反射率層を有する基板であって、前記低反射率層が、前記基板を介して透過される所望の電磁放射線の非反射率の所望の程度によって決定される選択された膜厚を有し、
   前記基板上の第１の導電体と、
   該第１の導電体上の活性材料と、
   該活性材料上の第２の導電体と
   を備えたことを特徴とする電子装置。
8. 前記基板はガラスであり、前記低反射率層は、前記ガラス基板によって実質的に取り囲まれていることを特徴とする請求項７に記載の電子装置。
9. 前記基板はガラスであり、前記低反射率層は、前記ガラス基板と前記第１の導電体との間の、前記ガラス基板の表面上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の電子装置。
10. 前記活性材料は、有機活性材料であることを特徴とする請求項７に記載の電子装置。
    

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