JP2009519563A - 調色可能な発光デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

調色可能な発光デバイス（１０）は、第１発光素子（１２）と、第２発光素子（１６）と、第１発光素子（１２）及び第２発光素子（１６）間に配置された能動光変換素子（１４）と、少なくとも１つの光透過素子とを備え、第１発光素子（１２）及び第２発光素子（１６）が異なる波長の光を発光する（１８，２０）。能動光変換素子として、例えばエレクトロクロミック素子、フォトクロミック素子及びサーモクロミック素子を使用できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、調色可能な発光デバイス、特に調色可能な有機発光デバイスに関する。

有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）は、フラットパネルディスプレイ及び一般照明に応用できる可能性を有しているため、活発な研究開発が行われている。現在得られる装置又はモデルは主として色が固定された装置に集中しており、その固定色はＯＬＥＤが発光する固有の色であるか、種々の色変換技術により、例えば追加のフォトルミネセント層を用いて赤色及び／又は緑色及び／又は青色発光デバイスの積層構造を作製することにより作り出される任意の色である。
米国特許出願公開第２００５／１５３７７５号明細書

しかし、特定の用途、例えばインテリア／エクステリア装飾や信号表示などでは、調色性の改良が望まれている。したがって、発光デバイスから出てくる光の色をよく制御することができる調色可能な発光デバイスが必要とされている。

本発明の１観点によれば、調色可能な発光デバイスが提供される。１実施形態では、調色可能な発光デバイスは、第１発光素子と、第２発光素子と、第１発光素子及び第２発光素子間に配置され、エレクトロクロミック素子、フォトクロミック素子及びサーモクロミック素子から選択される能動光変換素子とを備える。

別の実施形態では、調色可能な発光デバイスは、第１発光素子と、第２発光素子と、第１発光素子及び第２発光素子間に配置されたエレクトロクロミック素子と、少なくとも１つの光透過素子とを備え、第１発光素子及び第２発光素子が異なる波長の光を発光する。

他の実施形態では、調色可能な発光デバイスは、第１発光素子と、第２発光素子と、第１発光素子及び第２発光素子間に配置されたフォトクロミック素子と、少なくとも１つの光透過素子とを備え、第１発光素子及び第２発光素子が異なる波長の光を発光する。

さらに他の実施形態では、調色可能な発光デバイスは、第１発光素子と、第２発光素子と、第１発光素子及び第２発光素子間に配置されたサーモクロミック素子と、少なくとも１つの光透過素子とを備え、第１発光素子及び第２発光素子が異なる波長の光を発光する。

本発明の他の観点によれば、調色可能な発光デバイスの製造方法が提供される。

本発明の上記その他の特徴、観点及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより十分に理解できるはずである。図面中同じ符号は同じ部品を示す。

本明細書及び添付の特許請求の範囲において、多数の用語に言及するが、これらの用語は以下の意味をもつと定義される。単数表現は、文脈上明らかにそうでない場合以外は、複数も含む。

ここで用いる記述「間に配置された」、「上に配置された」もしくは「上に堆積された」とは、あるものの直上にかつ接触して配置もしくは堆積されるか、あるものの上に間に層を介在して配置もしくは堆積されることを意味する。

本発明の種々の実施態様で用いる用語「アルキル」は、炭素及び水素原子を含有し、所望に応じて炭素及び水素に加えて他の原子、例えば周期律表の１５、１６及び１７族から選択される原子を含有する、線状アルキル、枝分れアルキル、アラルキル、シクロアルキル、ビシクロアルキル、トリシクロアルキル及びポリシクロアルキル基を意味する。アルキル基は飽和でも不飽和でもよく、また例えばビニルもしくはアリルを含有してもよい。用語「アルキル」は、アルコキシド基のアルキル部分も包含する。特記しない限り、種々の実施態様において、線状及び枝分れアルキル基は、炭素原子数１〜約３２のものであり、その具体例として、Ｃ_１−Ｃ_３２アルキル（所望に応じてＣ_１−Ｃ_３２アルキル、Ｃ_３−Ｃ_１５シクロアルキル又はアリールから選択される基１つもしくは複数で置換されていてもよい）、及びＣ_３−Ｃ_１５シクロアルキル（所望に応じてＣ_１−Ｃ_３２アルキル及びアリールから選択される基１つもしくは複数で置換されていてもよい）が挙げられるが、これらに限らない。特定の具体例を挙げると、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル及びドデシルがある。シクロアルキル及びビシクロアルキル基の具体例には、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、ビシクロヘプチル及びアダマンチルがあるが、これらに限らない。種々の実施態様で、アラルキル基は炭素原子数７〜約１４のものであり、その例にはベンジル、フェニルブチル、フェニルプロピル及びフェニルエチルがあるが、これらに限らない。本発明の種々の実施態様で用いる用語「アリール」は、環炭素原子数６〜２０の置換もしくは非置換アリール基を意味する。これらのアリール基の具体例には、所望に応じてＣ_１−Ｃ_３２アルキル、Ｃ_３−Ｃ_１５シクロアルキル、アリール、及び周期律表の１５、１６及び１７族から選択される原子を含む官能基から選択される基１つもしくは複数で置換されていてもよいＣ_６−Ｃ_２０アリールがあるが、これらに限らない。アリール基の特定の具体例には、置換もしくは非置換のフェニル、ビフェニル、トリル、キシリル、ナフチル及びビナフチルがあるが、これらに限らない。

ここで用いる用語「実質的に透明な」は、可視波長範囲の光の少なくとも５０％が物品もしくは部品、代表的には厚さ約０．５μｍ以下のフィルムを、１０°以下の入射角で透過することを意味する。

本発明の実施形態によれば、調色可能な発光デバイスが提供される。１実施形態では、調色可能な発光デバイスは、第１発光素子と、第２発光素子と、第１発光素子及び第２発光素子間に配置され、エレクトロクロミック素子、フォトクロミック素子、サーモクロミック素子又はこれらの２つ以上の組合せからなる能動光変換素子と、少なくとも１つの光透過素子とを備え、第１発光素子及び第２発光素子が異なる波長の光を発光する。

ここで、本発明の調色可能な発光デバイスの種々の実施形態に存在するエレクトロクロミック素子、フォトクロミック素子及びサーモクロミック素子は、「能動」光変換素子であると定義され、蛍光体やカラーフィルタのような受動光変換素子とは区別される。能動光変換素子は、素子を透過する光を印加バイアスに応答してかつバイアスの関数として変調する。エレクトロクロミック素子の場合、バイアスは、そのエレクトロクロミック素子に電圧差を印加することにより得られる。フォトクロミック素子の場合、バイアスは、そのフォトクロミック素子に光源の光を照射することにより得られる。サーモクロミック素子の場合、バイアスは、そのサーモクロミック素子に熱をかけるか、素子から熱を除去することにより得られる。当業者であれば、それぞれの場合に、バイアスを大きくも小さくもかけることができる（即ち、バイアスは調整可能である）ので、能動光変換素子から出てくる色はそれにより調整可能であることが、理解できるはずである。ある実施形態では、本発明の調色可能な発光デバイスから出てくる光は、所定のバイアスの印加により、例えば調色可能な発光デバイス内のエレクトロクロミック素子に特定の電圧差をかけることにより、変調される。他の例では、環境によりバイアスをかける。例えば、フォトクロミック素子の場合、調色可能な発光デバイスから出てくる色を、周囲光のレベルの意図的な変化又は周囲光のレベルの意図しない変化により、変調することができる。ここで適用できる周囲光のレベルの意図的な変化とは、例えば、劇場や航空機客室を意図的に暗くする際に起こるような周囲光のレベルの変化である。ここで適用できる周囲光のレベルの意図しない変化とは、例えば、黒雲が太陽を遮る際に起こるような周囲光のレベルの変化であるか、或いはさらに言えば、太陽の設定により引き起こされる周囲光のレベルの変化、即ち必ずしも意図したものではないが予期された変化である。同様に、サーモクロミック素子の場合、色の変化は、温度の意図的な変化の結果とすることができ、或いは温度の意図しない変化への応答であってもよい。このような調色可能な発光デバイスは、色に変化により、調色可能な発光デバイスのサーモクロミック素子と熱接触関係にあるものが冷たいか、温かいか、熱いかを信号表示する温度表示装置として使用できる。１実施形態では、本発明の調色可能な発光デバイスはさらに、少なくとも１つの受動光変換素子を備える。

図１に示すように、調色可能な発光デバイス１０は、異なる波長の光を発光する第１ＯＬＥＤ１２及び第２ＯＬＥＤ１６を備える。１実施形態では、第１ＯＬＥＤ１２は青色発光ＯＬＥＤ、第１ＯＬＥＤ１６は赤色発光ＯＬＥＤとすることができる。或いは、異なる波長の光を発光するＯＬＥＤの異なる組合せを使用することもできる。例えば、第１ＯＬＥＤ１２は赤色発光ＯＬＥＤ、第１ＯＬＥＤ１６は青色発光ＯＬＥＤとすることができる。エレクトロクロミック素子１４の透過特性は印加電圧バイアスを変えることにより調整できる。かくして装置から出てくる光の知覚色は、装置から直接出てくる非変調光１８とエレクトロクロミック素子１４により変調された変調光２０との組合せとなる。１実施形態では、エレクトロクロミック素子１４をフォトクロミック素子に置き換える。フォトクロミック素子を用いる場合、フォトクロミック素子は光調整可能なソースと組み合わせることにより調整できる。別の実施形態では、エレクトロクロミック素子１４をサーモクロミック素子に置き換える。サーモクロミック素子を用いる場合、サーモクロミック素子は温度調整可能なソースと組み合わせることにより調整できる。種々の実施形態で、調色可能な発光デバイスの１つ以上の構成要素が実質的に透明であるのが有利である。

図２は、図１の調色可能な発光デバイス（１０）を２２として示す断面図である。この図示例で、調色可能な発光デバイスは、第１ＯＬＥＤ１２、エレクトロクロミック素子１４及び第２ＯＬＥＤ１６を備え、ここで第１ＯＬＥＤ１２は基板２４、第１電極２６、第１エレクトロルミネセント層２８及び第２電極３０を含み、エレクトロクロミック素子１４は第２基板２４、第３電極２６、エレクトロクロモホア（発色団）層３２及び第４電極３０を含み、第２ＯＬＥＤ１６は第３基板２４、第５電極２６、第２エレクトロルミネセント層２８及び第６電極３０を含む。第１ＯＬＥＤは外部の調整可能な電圧ソース３４に別個に接続され、エレクトロクロミック素子は外部の調整可能な電圧ソース３６に接続され、第２ＯＬＥＤも外部の調整可能な電圧ソース３８に別個に接続されている。このことは、上述した３つの素子、即ち第１ＯＬＥＤ、エレクトロクロミック素子及び第２ＯＬＥＤが光学的にカップリングされているが、電気的に隔離されていることを示している。

図３は、図１の調色可能な発光デバイス（１０）を異なる電源構成を有する発光デバイス４０として示す断面図である。図２の場合と同様に、断面図で示された発光デバイスは、第１ＯＬＥＤ１２、エレクトロクロミック素子１４及び第２ＯＬＥＤ１６を備え、ここで第１ＯＬＥＤ１２は第１基板２４、第１電極２６、第１エレクトロルミネセント層２８及び第２電極３０を含み、エレクトロクロミック素子１４は第２基板２４、第３電極２６、エレクトロクロモホア（発色団）層３２及び第４電極３０を含み、第２ＯＬＥＤ１６は第３基板２４、第５電極２６、第２エレクトロルミネセント層２８及び第６電極３０を含む。第１ＯＬＥＤは外部の調整可能な電圧ソース３４に別個に接続されている。エレクトロクロミック素子及び第２ＯＬＥＤは単一の外部の調整可能な電圧ソース４２に接続されている。このことは、上述した素子のうち２つが電気的にカップリングされ、上述した３つの素子すべて、即ち第１ＯＬＥＤ、エレクトロクロミック素子及び第２ＯＬＥＤが光学的にカップリングされていることを示している。

図４は、フォトクロミック素子３３を有する調色可能な発光デバイス４４である実施形態を示す。

図５は、サーモクロミック素子３５を有する調色可能な発光デバイス４６である実施形態を示す。

前述したように、１実施形態では、本発明の調色可能な発光デバイスの第１発光素子及び第２発光素子は有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）である。本発明に用いるのに適当なＯＬＥＤ４８は、代表的には、エレクトロルミネセント（ＥＬ）層（以下、有機エミッタ層又は発光層ともいう）を２つの電極（陽極及び陰極）間に挟んだ構成であり、例えば図６でＯＬＥＤ５０、５２及び５４のそれぞれについて示す通りである。さらに、ＥＬ層は様々な態様で構成でき、例えば、（ａ）単一層構成５０、（ｂ）２層構成５２又は（ｃ）３層構成５４とすることができ、（ａ）単一層構成５０では単一層有機半導体が効率のよい正孔（ホール）注入／輸送、発光、電子注入／輸送機能をなし、（ｂ）２層構成５２では発光層のほかの別個の層が正孔注入（又は電子注入）層として作用し、（ｃ）３層構成５４では装置が発光層に加えて、別個の正孔注入層と別個の電子注入層を有する。さらに、それぞれの構成について、必要に応じて、１つ以上の追加の層が、例えば電荷阻止又は閉じこめ機能を得る目的で存在してもよい。

いくつかの図に電極２６として示した陽極（アノード）は、通常、大きな仕事関数、例えば約４．０ｅＶより大きい、具体的には約５ｅＶ〜約７ｅＶの仕事関数を有する材料からなる。この目的には、透明な金属酸化物、例えば酸化錫インジウム（ＩＴＯ）が通常用いられる。ＩＴＯは光透過に対して実質的に透明で、有機発光層から発せられた光が簡単にＩＴＯ陽極層を、深刻な減衰なしに、通り抜けるのを許す。陽極層として用いるのに適当な他の材料には、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化亜鉛インジウム、酸化錫亜鉛インジウム、酸化アンチモン及びこれらの混合物がある。陽極層は下側の素子の上に、物理的気相堆積、化学的気相堆積（ＣＶＤ）、スパッタリングなど種々の方法で堆積することができる。このような導電性酸化物を含む陽極の厚さは、代表的には約１０ｎｍ〜約５００ｎｍ、特定すると約１０ｎｍ〜約２００ｎｍ、さらに特定すると約５０ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲にある。ある実施形態では、金属の薄い実質的に透明な層も適当であり、例えば厚さ約５０ｎｍ未満、特定すると約２０ｎｍ未満の金属層が適当である。陽極用に適当な金属には、例えば、銀、銅、タングステン、ニッケル、コバルト、鉄、セレン、ゲルマニウム、金、白金、アルミニウム又はこれらの混合物又は合金がある。

いくつかの図に電極３０として示した陰極（カソード）は、負の電荷キャリア（電子）を有機発光層に注入する作用をなし、通常、低い仕事関数、例えば約４ｅＶより低い仕事関数を有する材料からなる。しかし、当業者であれば、陰極として用いるのに適当な材料すべてが低い仕事関数をもつ必要はないことを理解できるであろう。陰極として用いるのに適当な材料には、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、ランタノイド類元素、又はこれらの合金又は混合物がある。陰極層の作製に適当な合金材料には、Ａｇ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｌｉ、Ｉｎ−Ｍｇ及びＡｌ−Ｃａ合金がある。層状非合金構造、例えばＣａ等の金属又はＬｉＦ、ＫＦもしくはＮａＦ等の非金属の薄層（厚さ約１〜約５０ｎｍ）に、アルミニウム又は銀等の他の金属の厚い層を重ねた構造も使用できる。陰極は下側層の上に、物理的気相堆積、化学的気相堆積（ＣＶＤ）、スパッタリングなどで堆積することができる。用途に応じて、陰極は透明もしくは半透明でも（例えばＩＴＯ、金属の薄層にＩＴＯを重ねたもの）、不透明でもよい（例えば厚い金属層）。

エレクトロルミネセント（ＥＬ）材料は、通常、電圧バイアスが印加されると光を発光する有機蛍光及び／又はリン光材料を指す。ＥＬ材料は、所望の波長範囲の光を発光するように調整することができる。ＥＬ層の厚さは約４０ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲に保つのが好ましい。ＥＬ材料は、ポリマー、コポリマー、ポリマー混合物又は不飽和結合を有する低分子量有機分子のいずれでもよい。多数のＥＬ材料が、Advanced Materials 2000, 12 (23) 1737-1750に開示されている。使用できるＥＬ材料の例には、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）及びその誘導体；ポリフルオレン及びその誘導体、例えばポリ（アルキルフルオレン）、具体的にはポリ（９，９−ジヘキシルフルオレン）、ポリ（ジオクチルフルオレン）もしくはポリ（９，９−ビス（３，６−ジオキサヘプチル）−フルオレン−２，７−ジイル）；ポリ（ｐ−フェニレン）（ＰＰＰ）及びその誘導体、例えばポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）もしくはポリ（２，５−ジヘプチル−１，４−フェニレン）；ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）及びその誘導体、例えばジアルコキシ置換ＰＰＶ及びシアノ置換ＰＰＶ；ポリチオフェン及びその誘導体、例えばポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（４，４’−ジアルキル−２，２’−ビチオフェン）、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）；ポリ（ピリジンビニレン）及びその誘導体；ポリキノキサリン及びその誘導体；ポリキノリン及びその誘導体が挙げられるが、これらに限らない。特定の実施形態では、ＥＬ材料としてＮ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−４−アニリン末端封鎖ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）が適当である。これらのポリマーの混合物又はこれらのポリマーもしくは他のポリマーの１つ以上に基づくコポリマーを使用してもよい。

前述したように、ＥＬ材料として用いるのに適当な他の１群の材料はポリシランである。代表的には、ポリシランはケイ素主鎖に種々のアルキル及び／又はアリール側基が置換した線状ポリマーである。ポリシランは、ポリマー主鎖に沿って非局在化σ共役電子を有する準一次元材料である。ポリシランの例には、ポリ（ジ−ｎ−ブチルシラン）、ポリ（ジ−ｎ−ペンチルシラン）、ポリ（ジ−ｎ−ヘキシルシラン）、ポリ（メチルフェニルシラン）及びポリ（ビス（ｐ−ブチルフェニル）シラン）がある。

ＥＬ材料として、重量平均分子量が例えば約５０００ｇ／モルより小さい、芳香族単位含有有機材料も適用できる。このような材料の１例に、１，３，５−トリス（Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ）ベンゼンがあり、これは３８０−５００ｎｍの波長範囲の光を発光する。有機ＥＬ層は、低分子量有機分子、例えば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、コロネン又はこれらの誘導体から製造することもできる。これらの材料は一般に最大波長約５２０ｎｍの光を発光する。さらに他の材料として、低分子量金属有機錯体も適当であり、例えばアルミニウム、ガリウム及びインジウム−アセチルアセトナート（４１５−４５７ｎｍの波長範囲の光を発光する）、アルミニウム−（ピコリルメチルケトン）−ビス（２，６−ジ（ｔ−ブチル）フェノキシド）又はスカンジウム−（４−メトキシ−ピコリルメチルケトン）−ビス（アセチルアセトナート）（４２０−４３３ｎｍの範囲の光を発光する）がある。白色光用途では、ＥＬ材料は青−緑波長の光を発光するものが好適である。可視波長範囲で発光する他の適当なＥＬ材料は、８−ヒドロキシキノリンの有機−金属錯体、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム及びその誘導体である。ＥＬ材料の他の例が、U. Mitschke and P. Bauerle, "The Electroluminescence of Organic Materials, J. Mater. Chem., Vol. 10, pp.1471-1507 (2000)に開示されているが、これらに限らない。

上述したように、ＯＬＥＤはさらに１つ以上の層、例えば電荷輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、正孔注入増強層、電子輸送層、電子注入層及び電子注入増強層又はこれらの任意の組合せを含んでもよい。ＯＬＥＤはさらに、基板層、例えばポリマー基板などを含んでもよい。

電荷輸送層として用いるのに適当な材料には、通常、低乃至中間分子量の有機ポリマーがあり、例えば、重量平均分子量Ｍｗが約２００，０００ｇ／モルより小さい有機ポリマーがあり、具体的にはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン、ポリ（３，４−プロピレンジオキシチオフェン）（ＰＰｒｏＤＯＴ）、ポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）等である。

正孔輸送層に適当な材料の例には、トリアリールジアミン、テトラフェニルジアミン、芳香族第三アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェンなどがある。正孔阻止層に適当な材料には、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）などがある。

正孔注入層に適当な材料は当業者によく知られており、ｐ−ドープト（プロトンドープト）伝導性ポリマー、例えばプロトンドープトポリチオフェン又はポリアニリン、及びｐ−ドープト有機半導体、例えばテトラフルオロテトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＱＮ）、ドープト有機及び高分子半導体、及びトリアリールアミン含有化合物及びポリマーが挙げられる。適当な電子注入材料も当業者によく知られており、ポリフルオレン及びその誘導体、アルミニウムトリス（８−ヒドロキシキノリン）（Ａｌｑ３）、アルカリ（アルカリ土類）金属でｎ−ドープされた有機／高分子半導体などが挙げられる。

正孔注入増強層に適当な材料の例には、アリーレン系化合物、例えば３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス（１，２，５−チアジアゾロ）−ｐ−キノビス（１，３−ジチオール）などがある。

電子注入増強層及び電子輸送層に適当な材料の例には、金属有機錯体、例えばオキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体などがある。

代表的には、ＯＬＥＤは剛固な基板及び可撓性基板から選択される１又は２つの基板を備える。剛固な基板には、ガラス、金属及びプラスチックがあるが、これらに限らない。可撓性基板には、可撓性ガラス、金属ホイル及びプラスチックフィルムがあるが、これらに限らない。基板の例には、熱可塑性ポリマー、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）、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリオレフィンなど、ガラス、金属及びこれらの組合せがある。調色可能な発光デバイスの一部を構成する光透過性素子は、代表的には、別個の基板層であるか、上述したようなＯＬＥＤ内に含まれる基板である。

前述したように、本発明の調色可能な発光デバイスのいくつかの実施形態に使用される受動光変換素子は、具体的には、カラーフィルタ及び蛍光体である。カラーフィルタは代表的には、ある色を吸収し、他の色の演色性を改良することのできる着色ガラス、ゼラチン又はプラスチックのシートである。カラーフィルタは当業界で周知である。

蛍光体は別のタイプの受動光変換素子の具体例である。蛍光体はリン光（ホスホレセンス）現象を呈する。リン光は、最初の光露出後に持続する発光と定義することができる。これは、「刺激遮断後の残光」と言うこともある。蛍光体は当業界でよく知られており、代表的には、様々なタイプの遷移金属化合物や希土類化合物である。用語「遷移金属」は一般に、亜鉛及びスカンジウムを含む周期律表のｄブロックの元素を指す。これは、周期律表の３〜１２族に対応する。原子番号が大きくなるにつれて内部ｆ軌道が埋められていく、ランタノイド及びアクチノイド系列からの「内部遷移元素」の化合物も蛍光体として使用できる。内部遷移元素は、セリウム（原子番号５８）からルテチウム（原子番号７１）までとトリウム（原子番号９０）からローレンシウム（原子番号１０３）までの元素からなる。希土類化合物は代表的には、アクチニウム、トリウム、プロトアクチウム、ウラン、ネプツニウム、プルトニウム、アメリシウム、キュリウム、バークリウム、カリホルニウム、アインスタイニウム、フェルミウム、メンデレビウム、ノーベリウム及びローレンシウムを含むランタノイド系列内の元素の酸化物である。

本発明の調色可能な発光デバイスは、追加の層、例えば耐摩耗性層、密着層、耐薬品性層、フォトルミネセント層、放射線吸収層、放射線反射層、バリア層、平坦化層、光拡散層など及びこれらの組合せの１つ以上を含んでもよい。

適当なエレクトロクロミック材料の例には、無機金属酸化物、大抵は遷移金属酸化物（例えばＷＯ_３、Ｖ_２Ｏ_５など）、導電性ポリマー、例えば非置換及び置換ポリアニリン、ポリチオフェン及びポリピロール、などが挙げられる。エレクトロクロミック素子に用いるのに適当な電極材料の例には、透明な金属酸化物、例えばＩＴＯ、フッ素ドープトＳｎＯ_２など、半透明薄層金属（Ａｕなど）、及び導電性ポリマー、例えばポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などが挙げられる。１実施形態では、イオン伝導体及び／又は電解質を、調色可能な発光デバイスのエレクトロクロミック素子の成分として使用することもできる。適当なイオン伝導体及び電解質の例には、電解質溶液、例えば過塩素酸リチウムのプロピレンカーボネート溶液及びイオン性液体；ポリマー材料（例えばポリビニルブチラール、ポリエチレンオキサイド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレングリコール）、リチウム塩（例えばＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣｌ、ＬｉＰＦ_６）及び溶剤（例えばプロピレンカーボネート、アセトニトリル、エチレンカーボネートなど）を含有するゲル電解質；並びに固体ポリマー電解質（例えば硬化又は架橋ポリアクリレート、ポリウレタンなど）がある。

エレクトロクロミック素子は、エレクトロクロミック装置（ＥＣＤ＝electrochromic device）と言うこともある。図９にＥＣＤ７８の例を示す。ＥＣＤは無機ＥＣＤでも、有機ＥＣＤでもよい。構造１（図９の８０）を有する無機ＥＣＤは、C. Bechinger et al., J. Appl. Phys. 80, pp1226, 1996及び D. R. Rosseinsky et al., Advanced Materials, 13, pp783-793, 2001 に準じて作製することができる。具体的には、ＩＴＯを下部透明電極（第１透明電極）として用い、その上にエレクトロクロミック材料（代表的にはＷＯ_３のような遷移金属酸化物を含有）、イオン伝導体層（例えばＭｇＦ_２又は電解質）、イオン蓄積層（例えばＶ_２Ｏ_５）、及び透明な上部電極（第２透明電極、例えば薄い金属層、ＩＴＯ層など）を順次堆積する。１実施形態では、使用するエレクトロクロミック材料の選択により、色の変化及び／又は透過性を制御することができる。

構造２（図９の８２）を有する有機ＥＣＤは、W. Lu et al, Science, 297, pp983-987, 2002 及びAA. Argun et al, Adv. Mater. 15, pp1338-1341, 2003に準じて作製することができる。具体的な実施形態では、ＩＴＯを下部透明電極として用い、その上に第１有機エレクトロクロミック材料（図示せず、例えばポリチオフェン及びその誘導体）、イオン伝導体層（例えば電解質）、第２相補的エレクトロクロミック材料（図示せず、例えばポリアニリン）、及び透明な上部電極（例えば薄い金属層、ＩＴＯ層など）を順次堆積する。或いはまた、米国特許第５，１２４，８３２号及び同第６，１３６，１６１号に開示されているように、装置アセンブリを積層により製造することができる。即ち、（１）基板、第１透明導体（例えばＩＴＯ層、Ｆ添加ＳｎＯ_２層など）、第１ポリマーエレクトロクロミック材料（例えばポリチオフェン）、ゲル電解質（例えばポリマー母材にリチウムトリフレートを分散したもの）のような電解質の成形済みシートを含む第１コンポーネントと、（２）第２エレクトロクロミック材料、無機イオン蓄積層（例えばＴｉＯ_２）及び基板を含む第２コンポーネントとを積層することにより、装置アセンブリを形成することができる。使用するエレクトロクロミック材料の選択により、色の変化及び／又は透過性を制御することができる。例えば、G. Sonmez et al, Adv. Mater., V16, pp1905, 2004に開示されているように、赤、緑及び青色エレクトロクロミックポリマー材料を使用することができる。

構造１（図９の８０）を有する無機−有機ハイブリッドＥＣＤは、H. Heuer et al, Adv. Funct. Mater. V12, pp89-94, 2002に準じて作製することができる。具体的には、（１）基板、第１透明導体（例えばＩＴＯ層、Ｆ添加ＳｎＯ_２層など）、ポリマーエレクトロクロミック材料（例えばポリチオフェン）及びゲル電解質（例えばポリマー母材にリチウムトリフレートを分散したもの）を含む第１コンポーネントと、（２）無機イオン蓄積層（例えばＴｉＯ_２）、第２透明電極及び基板を含む第２コンポーネントとを接合することにより、装置アセンブリを形成する。使用するエレクトロクロミック材料の選択により、色の変化及び／又は透過性を制御することができる。

フォトクロミック材料は当業界で周知である。適当なフォトクロミック材料の例には、米国特許第６，９３６，７２５号に記載されているような非対称フォトクロミック化合物がある。米国特許第６，９５６，９８４号に記載されているような「フォトクロミックタンパク質」を調色可能な発光デバイスのフォトクロミック素子として使用することもできる。

米国特許第６，３０６，３１６号及びドイツ国特許第１９８２０７８１号に記載されているようなピラン誘導体を、本発明の調色可能な発光デバイスのフォトクロミック素子におけるフォトクロミック化合物として使用することができる。ピラン誘導体の具体例には、３−（４−ジフェニルアミノフェニル）−３−（２−フルオロフェニル）−３Ｈ−ナフト［２，１−ｂ］ピラン、３−（４−ジメチルアミノフェニル）−３−（２−フルオロフェニル）−３Ｈ−ナフト［２，１−ｂ］ピラン、３−（２−フルオロフェニル）−３−［４−（Ｎ−モルホリニル）フェニル］−３Ｈ−ナフト［２，１−ｂ］ピラン、３−（２−フルオロフェニル）−３−［４−（Ｎ−ピペリジニル）フェニル］−３Ｈ−ナフト［２，１−ｂ］ピラン、３−（４−ジメチルアミノフェニル）−６−（Ｎ−モルホリニル）−３−フェニル−３Ｈ−ナフト［２，１−ｂ］ピラン、６−（Ｎ−モルホリニル）−３−［４−（Ｎ−モルホリニル）フェニル］）−３−フェニル−３Ｈ−ナフト［２，１−ｂ］ピラン、６−（Ｎ−モルホリニル）−３−フェニル−３−［４−（Ｎ−ピペリジニル）フェニル］−３Ｈ−ナフト［２，１−ｂ］ピラン、６−（Ｎ−モルホリニル）−３−フェニル−３−［４−（Ｎ−ピロリジニル）フェニル］−３Ｈ−ナフト［２，１−ｂ］ピラン、及びこれらの２つ以上の混合物がある。ＷＯ９９／１５５１８に開示されたフォトクロミックなインデノ［２，１−ｆ］ナフト［１，２−ｂ］ピラン及びドイツ国特許第１９９０２７７１号に開示されたスピロ−９−フルオレ［１，２−ｂ］ピランも、本発明の調色可能な発光デバイスのフォトクロミック素子における成分として有用である。

１実施形態では、本発明の調色可能な発光デバイスに用いるフォトクロミック素子は、重合性フォトクロミック組成物、例えば米国特許第６，３６２，２４８号に記載の組成物の硬化物を含有する。

１実施形態では、フォトクロミック素子の製造に、米国特許第６，３８７，５１２号に記載されているような、灰色を与えるフォトクロミック２Ｈ−ナフト［１，２−ｂ］ピラン化合物を使用することができる。別の実施形態では、米国特許第５，７０８，１８１号に記載のスピロピラン塩化合物の１つ以上が、フォトクロミック素子の成分として有用である。フォトクロミック素子の成分として有用である他の化合物群の例として、アゾベンゼン化合物、チオインジゴ化合物、ジチゾン金属錯体、スピロピラン化合物、スピロオキサジン化合物、フルギド化合物、ジヒドロピレン化合物、スピロチオピラン化合物、１，４−２Ｈ−オキサジン化合物、トリフェニルメタン化合物、ビオロゲン化合物、ナフトピラン化合物及びベンゾピラン化合物が例示される。

フォトクロミック素子の製造については、様々な方法が当業界で知られている。１実施形態では、フォトクロミック素子を米国特許第６，４７６，１０３号に記載の方法により製造する。

１実施形態では、フォトクロミック物質を追加の助剤なしで使用する。本発明の別の実施形態では、フォトクロミック物質を助剤、例えば高沸点溶剤、可塑剤、合成樹脂、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノールなどの１種以上と組み合わせることにより、色変化機能及び／又は光堅牢性を高めることができる。これらの化合物は、フォトクロミック物質と組み合わせて用いるよく知られた添加剤であり、その割合は通常の範囲から選択することができる。ヒンダードフェノール化合物の適当な例には、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、４−ヒドロキシメチル−２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，２’−メチレン−（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデン−ビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）などがある。ヒンダードアミン化合物の適当な例には、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）セバケート、コハク酸ジメチルと１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンの重縮合物、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）−２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロネート、１−［２−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）エチル］−４−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、８−ベンジル−７，７，９，９−テトラメチル−３−オクチル−１，３，８−トリアザスピロ［４．５］ウンデカン−２，４−ジオン、テトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジン）ブタンカーボネート、並びに特開昭６２−２５２４９７に開示されたＭａｒｋ ＬＡ５７、Ｍａｒｋ ＬＡ６２及びＭａｒｋ ＬＡ６７（すべてアデカ社の登録商標）が挙げられる。

当業界で知られた種々のサーモクロミック材料を本発明のサーモクロミック素子に使用することができる。例えば、酸応答発色団物質及び米国特許第５，４３１，６９７号に開示されているような酸性物質を含有するサーモクロミック材料を使用できる。酸応答発色団（クロモジェニック）物質には、トリフェニルメタンフタリド化合物、フタリド化合物、フタラン化合物、アシル−ロイコメチレンブルー化合物、フルオラン化合物、トリフェニルメタン化合物、ジフェニルメタン化合物、スピロピラン化合物などがある。適当な酸応答発色団物質の具体例としては、３，６−ジメトキシフルオラン、３，６−ジブトキシフルオラン、３−ジエチルアミノ−６，８−ジメチルフルオラン、３−クロロ−６−フェニルアミノフルオラン、３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−クロロフルオラン、３−ジエチルアミノ−７，８−ベンゾフルオラン、２−アニリノ−３−メチル−６−ジエチルアミノフルオラン、３，３’，３”−トリス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）フタリド、３，３’−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）フタリド、３−ジエチルアミノ−７−フェニルアミノフルオラン、３，３−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−６−ジメチルアミノフタリド、３−（４−ジエチルアミノフェニル）−３−（１−エチル−２−メチルインドール−３−イル）フタリド、３−（４−ジエチルアミノ−２−メチル）フェニル−３−（１，２−ジメチルインドール−３−イル）フタリド、及び２’−（２−クロロアニリノ）−６’−ジブチルアミノスピロ（フタリド−３，９’−キサンテン）が挙げられるが、これらに限らない。適当な酸性物質には、１，２，３−ベンゾトリアゾール化合物、フェノール化合物、チオウレア化合物、オキソ−芳香族カルボン酸などがある。酸性化合物の具体例としては、５−ブチルベンゾトリアゾール、ビスベンゾトリアゾール−５−メタン、フェノール、ノニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、２，２’−ビフェノール、β−ナフトール、１，５−ジヒドロキシナフタレン、アルキルｐ−ヒドロキシベンゾエート、フェノール樹脂オリゴマーなどが挙げられる。サーモクロミック材料は溶剤とともに用いるのが好ましい。溶剤の使用により、材料がより高い感度及び精細度で温度変化に応答性となる。適当な溶剤には、アルコール、アルコール−アクリロニトリルアダクト、アゾメチン化合物、エステルなどがある。溶剤の具体例としては、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、ラウリルアルコール−アクリロニトリルアダクト、ミリスチルアルコール−アクリロニトリルアダクト、ステアリルアルコール−アクリロニトリルアダクト、ベンジリデン−ｐ−トルイジン、ベンジリデン−ブチルアミン、カプリン酸オクチル、カプリン酸デシル、カプリル酸ミリスチル、ラウリン酸デシル、ラウリン酸ラウリル、ラウリン酸ミリスチル、ミリスチン酸デシル、ミリスチン酸ラウリル、ミリスチン酸セチル、パルミチン酸ラウリル、パルミチン酸セチル、パルミチン酸ステアリル、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸セチル、４−メトキシ安息香酸ステアリル、チオジプロピオン酸ジラウリル、チオジプロピオン酸ジミリスチル、安息香酸ステアリル、ステアリン酸ベンジル、チオジプロピオン酸ジベンジル、チオジプロピオン酸ジステアリル、安息香酸ベンジル及びトリラウリン酸グリセロールが挙げられる。なお、ここで用いる用語「サーモクロミック材料」は、サーモクロミズムのヒステリシスを示す擬似サーモクロミック材料を含むすべてのサーモクロミック材料を意味する。

米国特許第５，４２６，１４３号に開示されているような固有のサーモクロミック材料を、調色可能な発光デバイスに用いるサーモクロミック素子に使用することもできる。固有のサーモクロミック材料は、加熱時に、別個の試薬を必要とせずに、化学的に変性され、かつその過程で色を変える発色団（クロモフォア）を含有する。米国特許第６，９２９，１３６号に開示されているような、ＦａｓｔＹｅｌｌｏｗ、ＧｏｌｄＯｒａｎｇｅ、Ｖｅｒｍｉｌｌｉｏｎ、ＢｒｉｌｌｉａｎｔＲｏｓｅ、Ｐｉｎｋ、Ｍａｇｅｎｔａ、ＦａｓｔＢｌｕｅ、ＡｒｔｉｃＢｌｕｅ、ＢｒｉｌｌｉａｎｔＧｒｅｅｎ、ＦａｓｔＢｌａｃｋ、ＧｒｅｅｎＢｒｏｗｎ及びこれらの混合物などのサーモクロミック色素をサーモクロミック素子に使用できる。米国特許第６，４８６，３１９号に開示されているようなリレン（Ｒｙｌｅｎｅ）色素もサーモクロミック素子に使用できる。米国特許第４，１３８，３５７号に開示されているような別のサーモクロミック材料は、電子受容性酸化合物と反応して発色することができる実質的に無色な電子供与性発色剤及び芳香族ヒドロキシエステルを含む。米国特許第４，０２８，１１８号に開示されているように、電子供与性クロマチック有機化合物、フェノール性ヒドロキシル基を含有する化合物、高級脂肪族一価アルコールから選択される化合物、及び高級脂肪族一価酸アルコールエステルから選択される化合物から形成される、−４０℃〜８０℃の範囲の温度で鋭い可逆的メタクロメーション（metachromation）を示すサーモクロミック材料を、調色可能な発光デバイスのサーモクロミック素子として使用することもできる。

米国特許第５，４８０，４８２号に開示されているようにジアミノアルカン活性剤の存在下で色を変化する可逆的サーモクロミック顔料も、本発明のサーモクロミック素子として使用することができる。これらの顔料を製造するのに使用できる適当な色素には、６−（ジメチルアミノ）−３，３−ビス（ジメチルアミノフェニル）−１−（３Ｈ）イソベンゾフラノン（ＣｒｙｓｔａｌＶｉｏｌｅｔラクトン）、２’−アニリノ−６−ジエチルアミノ−３−メチルフルオラン、２’−ジベンジルアミノ−６’−ジエチルアミノフルオラン、３，３−ビス（１−ブチル−２−メチル−１−Ｈ−インドール−３−イル）−１（３Ｈ）−イソベンゾフラノン、３−（４−ジメチルアミノフェニル）−３−［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−オクチルフェニル）アミノ］フタリド、２，４，８，１０−テトライオド−３，９−ジヒドロキシ−６−（３’，４’，５’，６’−テトラクロロフェニル−２−フタリド）キサンテノン（ＲｏｓｅＢｅｎｇａｌラクトン）、３，３−ビス（４’−ヒドロキシ−３’−メチル−５’−ジカルボキシメチルアミノメチル）フェニルイソベンゾフラン−３−オン（ｏ−クレゾールフタレインコンプレクソン）、３，３−ビス（ナトリウム−３’−スルホナト−４’−ヒドロキシフェニル）−４，５，６，７−テトラブロモイソベンゾフラン−３−オン（スルホブロモナフタレインナトリウム塩）、３，３−ビス（３’，５’−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）イソベンゾフラン−３−オン（テトラブロモフェノールフタレイン）、ブロモクレゾールグリーン、チモールフタレインが挙げられるが、これらに限らない。これらの顔料をサーモクロミック素子に使用すれば、例外的に広い範囲の色入力を変調することができ、これにより本発明の調色可能な発光デバイスからの光出力のより適切な色制御を達成する。

米国特許第５，２８１，５７０号に開示されているような、電子供与性発色剤；ヒドロキシフェニル基を含有するスルフィド、スルホキシド又はスルホン；及び極めて明るくかつ濃い色に発色し、狭い温度範囲で色相の変化（着色−無色）を発生し、長期間にわたって安定なサーモクロマチズムを呈する、アルコール、エステル、エーテル、ケトン、カルボン酸もしくは酸アミドから選択される化合物を含む、他の可逆的サーモクロミック材料をサーモクロミック素子に使用することもできる。或いはまた、米国特許第６，０４８，３８７号に開示されているような、電子供与性発色性有機化合物としてのジアザローダミンラクトン誘導体、電子受容性化合物、及び所定の温度範囲でこれら成分間の可逆的電子交換反応をもたらす反応媒体を含有する可逆的サーモクロミック組成物も使用できる。この可逆的サーモクロミック組成物は着色状態でははっきりした赤色を呈し、無色状態では無色になり、ほとんど残色がない。さらに他の可逆的サーモクロミック化合物には、米国特許第５，２９４，３７５号に開示されているような橋かけフタリド及びスルフィン酸エステルがある。

当業界で知られた他のサーモクロミック組成物も、本発明の調色可能な発光デバイスのサーモクロミック素子に使用することができる。１例では、サーモクロミック組成物は、電子供与性発色性有機化合物、電子受容性化合物、及び米国特許第５，３５０，６３４号に開示されているようなジフェニルアミン誘導体から選択される少なくとも１種の減感剤又は米国特許第５，３５０，６３３号に開示されているようなカルバゾール誘導体から選択される少なくとも１種の減感剤を含有する。米国特許第４，７４３，３９８号に開示されているような他のサーモクロミック組成物は、バインダ中に色素（カラーラント）及び活性剤（アクチベータ）を含有し、この活性剤は、サーモクロミック色素が、活性剤の不在下で該色素が色変化を生じる温度より低い温度で色を変化するように作用する。１実施形態では、サーモクロミック色素は葉酸で、活性剤はｐＫ４．２未満の酸である。さらに他の適当なサーモクロミック組成物が米国特許第４，７１７，７１０号に開示されており、このサーモクロミック組成物は、電子供与性発色性材料、１，２，３−トリアゾール化合物、弱塩基性難溶性アゾメチン又はカルボン酸塩、及びアルコール、アミドもしくはエステル溶剤を含有する。サーモクロミック組成物の他の例には、米国特許第６，９０８，５０５合に開示されているような、１種以上の発色剤と１種以上のルイス酸とをポリマー混合物に添加した組合せがある。このような組成物は、より低い臨界完溶点で実質的に透明な状態から実質的に非透明な状態に外観を可逆的に変化させる。さらに他の組成物例が米国特許第４，６２０，９４１号に開示されており、この組成物は、電子供与性有機発色性化合物と、チオウレア及びその誘導体、グアニジン及びその誘導体、ベンゾチアゾール及びベンゾチアゾリル誘導体から選択される、発色材料として作用する化合物と、アルコール、エステル、ケトン、エーテル、酸アミド、カルボン酸及び炭化水素から選択される、減感剤として作用する化合物とをそれぞれ１種以上含有する。

特定の実施形態で使用できる反射素子は、ミラー及びアルミニウムフィルムなどであるが、これらに限らない。ミラーには通常、高反射性金属ホイルや、ガラスもしくはプラスチック基板上の金属フィルムなどがある。

図７は、本発明の１観点による調色可能な発光デバイスを製造する方法の一例５６を示すフローチャートである。本方法５６では、まず最初の工程５８で基板、１実施形態ではガラス基板を用意する。（図７の説明では、図２の構成を参照するのが有効である。図２では、第１ＯＬＥＤが第１基板２４、第１電極２６、第１ＥＬ層２８及び第２電極３０を含むものとして示されている。）つぎの工程６０で、第１ＯＬＥＤを基板の上に配置する。つぎの工程６２で、能動光変換素子（例えばエレクトロクロミック素子、フォトクロミック素子又はサーモクロミック素子）を第１ＯＬＥＤの上に配置する（図２参照）。つぎの工程６４で、第２ＯＬＥＤを能動光変換素子の上に配置する（図２参照）。

本発明の調色可能な発光デバイスを構成する様々な層を堆積又は配置する工程は、既知の方法で行うことができ、例えばスピンコーティング、ディップコーティング、リバースロールコーティング、ワイヤ巻きもしくはメイヤーロッドコーティング、直接及びオフセットグラビアコーティング、スロットダイコーティング、ブレードコーティング、ホットメルトコーティング、カーテンコーティング、ナイフオーバーロールコーティング、押出、エアーナイフコーティング、噴射、回転スクリーンコーティング、多層スライドコーティング、同時押出、メニスカスコーティング、コンマ及びマイクログラビアコーティング、リソグラフィ法、ラングミュア法、フラッシュ蒸着、気相堆積、プラズマ支援化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、ＲＦプラズマ支援化学気相堆積（ＲＦＰＥＣＶＤ）、膨張性熱プラズマ化学気相堆積（ＥＴＰＣＶＤ）、電子−サイクロトロン共鳴プラズマ支援化学気相堆積（ＥＣＲＰＥＣＶＤ）、誘導結合プラズマ支援化学気相堆積（ＩＣＰＥＣＶＤ）、スパッタリング法（反応性スパッタリングを含む）、類似の方法及びこれらの組合せがある。

これ以上詳述しなくても、当業者は本明細書の説明を読んで本発明を最大限に利用できると考えられる。特許請求された発明を実施するにあたって当業者へ指針を与えるために、以下に実施例を示す。提示した実施例は、本出願の教示内容に寄与する研究の代表的なものに過ぎない。したがって、これらの実施例は、いかなる意味でも特許請求の範囲に規定された本発明を限定するものではない。
実施例１
調色可能な発光デバイスを下記の通りに製造した。
工程１：赤色有機発光デバイスの製造
基板として酸化錫インジウムＩＴＯ（適用フィルム）で予め被覆されたガラスを使用した。ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）（Ｂａｙｅｒ社製）の層（約６５ｎｍ）を紫外線−オゾン処理したＩＴＯ基板上にスピンコーティングにより堆積し、ついで空気中１８０℃で１時間焼成した。つぎに赤発光ポリマー（ＬＥＰ＝light-emitting polymer）（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製ＲＰ１４５）の層（約７０ｎｍ）をＰＥＤＯＴ層の上にスピンコートした。つぎにサンプルを、名目上酸素及び水分含量が１ｐｐｍ未満のアルゴン充満グローブボックスに移した。つぎにＬＥＰ層の上にＮａＦ（４ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）二層陰極を基本真空２ｘ１０^−６トルにて熱蒸着した。ガラススライドを用い、光学的に透明な脱ガス接着剤（ＮｏｒｌａｎｄＯｐｔｉｃａｌＡｄｈｅｓｉｖｅ６８、ＮｏｒｌａｎｄＰｒｏｄｕｃｔｓ社（米国ニュージャージー州クランベリ所在）製）でシールすることにより、この装置を封止した。能動発光面積は約０．２ｃｍ^２であった。
工程２：青色半透明有機発光デバイスの製造
基板としてＩＴＯで予め被覆されたガラスを使用した。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの層（約６５ｎｍ）を紫外線−オゾン処理したＩＴＯ基板上にスピンコーティングにより堆積し、ついで空気中１８０℃で１時間焼成した。つぎに青ＬＥＰ（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製ＢＰ１０５）の層（約６５ｎｍ）をＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層の上にスピンコートした。つぎにサンプルを、名目上酸素及び水分含量が１ｐｐｍ未満のアルゴン充満グローブボックスに移した。つぎにＬＥＰ層の上にＣａ（５ｎｍ）／Ａｕ（２５ｎｍ）二層陰極を基本真空２ｘ１０^−６トルにて熱蒸着した。Ｃａ／Ａｕ二層は、可視光範囲で半透明であった。ガラススライドを用い、ＮｏｒｌａｎｄＯｐｔｉｃａｌＡｄｈｅｓｉｖｅ６８接着剤でシールすることにより、この装置を封止した。能動発光面積は約０．２ｃｍ^２であった。
工程３：温度応答部品の製造
この実験では、サーモクロミック素子のソースとして市販品であるＧｅｒｂｅｒＦｕｎＧｒｉｐｓ（登録商標）Ｓｐｉｌｌ−ＰｒｏｏｆＣｏｌｏｒＣｈａｎｇｉｎｇＣｕｐを使用した。このカップの詳細な説明は米国特許第６，５１３，３７９号にある。このカップは室温（約２４℃）で明るい青色を呈し、それより低温（約−５℃）で暗いピンク色を呈した。さらに、色の変化は可逆的である。購入したカップをはさみで１／２インチｘ１／２インチ平板に切断し、これらの平板を、さらに処理することなく、サーモクロミック素子として使用した。
工程４：サーモクロミック素子を有する調色可能な発光デバイスの製造
工程３で製造したサーモクロミック素子を、工程１で製造した赤ＯＬＥＤと工程２で製造した青ＯＬＥＤとの間に挟んだ。このとき２つのＯＬＥＤの能動発光区域が重なるように注意した。このアセンブリは、最終的な知覚色が２成分、即ち（１）青ＯＬＥＤが発する青色光の部分と、（２）赤ＯＬＥＤが発光し、サーモクロミック素子及び半透明な青ＯＬＥＤを通ってくる赤色光の部分とからなるように位置合わせした。アセンブリの端部をＮｏｒｌａｎｄ接着剤でシールして機械的一体性を確保した。

実施例１で製造した調色可能な発光デバイスを用いた試験結果から、調色可能な発光デバイスから出てくる最終的な知覚色が温度依存性であることが認められたので、サーモクロミック素子が装置が発光する赤色光の全量を変調したことが実証された。そこで、調色可能な発光デバイスの発光スペクトルを−５℃、２４℃及び８０℃で測定した。各温度での測定前に、各温度条件で５分の保留時間をとった。種々の温度で測定した発光スペクトルを図８に示す。波長６８をＸ軸に、相対強度７０をＹ軸にとって、得られた値をグラフにプロットした。なお、各スペクトルはそのピーク強度に対して正規化した。−５℃（曲線７２参照）では、サーモクロミック素子は赤色光に高吸収性であり、そのため最終的な知覚色のなかで青色成分が優勢となり、その結果青色が知覚された。２４℃（曲線７４参照）では、サーモクロミック素子は赤色光に比較的低吸収性であり、そのため最終的な知覚色が赤色成分をもっと多く含み、その結果白色が知覚された。８０℃（曲線７６参照）では、発光スペクトルは同等レベルの赤及び青成分を含有し、最終的な知覚色は紫がかった白色であった。さらに、温度の変化からもたらされる色変化は完全に可逆的であった。
（予想）実施例２
実施例１に記載したように、青色発光ＯＬＥＤ及び赤色発光ＯＬＥＤを製造する。実施例１の工程１の手順に準じて、エレクトロクロミック素子を製造する。但し、ＬＥＰの代わりにエレクトロクロミック材料であるヘプチルビオロゲンブロミドを用いる。つぎにエレクトロクロミック素子を２つのＯＬＥＤの間に挟み、実施例１に記載したように、ガラススライドを用い、ＮｏｒｌａｎｄＯｐｔｉｃａｌＡｄｈｅｓｉｖｅ６８接着剤でシールすることにより、この装置を封止する。但し、２つのＯＬＥＤ及びエレクトロクロミック素子を図２に示すように３つの独立作動の電源に接続する。調色可能な発光デバイスから出てくる最終的な知覚色は、エレクトロクロミック素子に印加する電圧バイアスを変えることにより調整可能であることが分かる。

ここでは本発明のいくつかの特徴だけを具体的に示し説明したが、当業者には多くの変更や改変が想起できるであろう。したがって、特許請求の範囲は、このような変更例や改変例を本発明の要旨の範囲に入るものとして包含する。

本発明による調色可能な発光デバイスの１実施形態を示す線図である。 本発明による調色可能な発光デバイスの１実施形態を示す断面図である。 本発明による調色可能な発光デバイスの別の実施形態を示す断面図である。 本発明による調色可能な発光デバイスの他の実施形態を示す断面図である。 本発明による調色可能な発光デバイスのさらに他の実施形態を示す断面図である。 ＯＬＥＤ構造を例示する線図である。 本発明による調色可能な発光デバイスを製造する方法の一例を示すフローチャートである。 異なる温度で調色可能な発光デバイスが発光する色の変化を示すグラフである。 エレクトロクロミック素子の例を示す線図である。

符号の説明

１０ 調色可能な発光デバイス
１２ ＯＬＥＤ
１４ エレクトロクロミック素子
１６ 蛍光体
１８ 非変調光
２０ 変調された光
２２ ミラー
２４ 基板
２６ 電極
２８ ＥＬ層
３０ 電極
３２ エレクトロクロミック層
３３ フォトクロミック層
３５ サーモクロミック層
４４，４６ 調色可能な発光デバイス
５０，５２，５４ ＯＬＥＤ
５８ 第１工程
６０ 第２工程
６２ 第３工程
６４ 第４工程

Claims (10)

1. （ｉ）第１発光素子と、
   （ｉｉ）第２発光素子と、
   （ｉｉｉ）第１発光素子及び第２発光素子間に配置され、エレクトロクロミック素子、フォトクロミック素子及びサーモクロミック素子から選択される能動光変換素子と、
   （ｉｖ）少なくとも１つの光透過素子とを備え、
   第１発光素子及び第２発光素子が異なる波長の光を発光する、
   調色可能な発光デバイス。
2. 第１発光素子及び第２発光素子の少なくとも１つが可視光に対して少なくとも部分的に透明である、請求項１記載の調色可能な発光デバイス。
3. さらに、少なくとも１つの受動光変換素子を備える、請求項１記載の調色可能な発光デバイス。
4. 第１発光素子及び第２発光素子の少なくとも１つが有機発光デバイスであり、
   この有機発光デバイスが、第１電極（２６）と、第２電極（３０）と、第１電極及び第２電極間に配置されたエレクトロルミネセント層（２８）とを備え、第１電極及び第２電極が少なくとも１つの調整可能な電圧源（３４）に作動連結されている、
   請求項１又は請求項２記載の調色可能な発光デバイス（１０）。
5. 前記エレクトロルミネセント層（２８）が有機ポリマーを含有する、請求項１記載の調色可能な発光デバイス（１０）。
6. 前記能動光変換素子がエレクトロクロミック素子（１４）である、請求項１記載の調色可能な発光デバイス。
7. 前記エレクトロクロミック素子（１４）が、第１電極（２６）と、第２電極（３０）と、第１電極及び第２電極間に配置されたエレクトロクロモホア層（３２）とを備え、第１電極及び第２電極が少なくとも１つの調整可能な電圧源（３６）に作動連結されている、請求項１記載の調色可能な発光デバイス。
8. （ｉ）第１発光素子と、
   （ｉｉ）第２発光素子と、
   （ｉｉｉ）第１発光素子及び第２発光素子間に配置されたフォトクロミック素子（３３）と、
   （ｉｖ）少なくとも１つの光透過素子とを備え、
   第１発光素子及び第２発光素子が異なる波長の光を発光する、
   調色可能な発光デバイス。
9. （ｉ）第１発光素子と、
   （ｉｉ）第２発光素子と、
   （ｉｉｉ）第１発光素子及び第２発光素子間に配置されたサーモクロミック素子（３５）と、
   （ｉｖ）少なくとも１つの光透過素子とを備え、
   第１発光素子及び第２発光素子が異なる波長の光を発光する、
   調色可能な発光デバイス。
10. 前記サーモクロミック素子（３５）がサーモクロミック材料をベース材料に含有させた構成である、請求項９記載の調色可能な発光デバイス。

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