JP5606458B2 - フォトニックデバイスのための透明基板 - Google Patents
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Description
・Y,Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Ni,Zn,Al,Ga,In,Si,Ge,Sn,Sb,Biから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの少なくとも二つの混合物の酸化物;
・ホウ素、アルミニウム、ケイ素、ゲルマニウムから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの混合物の窒化物;
・酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウム;
・酸炭化ケイ素。
・Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Zn,Al,Ga,In,Si,Ge,Sn,Sb,Biから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの少なくとも二つの混合物をドープされた酸化物及び酸素が化学量論より低い酸化物;
・ホウ素、アルミニウム、ケイ素、ゲルマニウムから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの混合物をドープされた窒化物;
・ドープされた酸炭化Si;
・ドープ剤はAl,Ga,In,Sn,P,Sb,Fから選択される少なくとも一つの元素を含むことが好ましい。酸窒化ケイ素の場合において、ドープ剤はB,Al及び/又はGaを含む。
・酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム並びにそれらの少なくとも二つの混合物。
・亜鉛−錫、亜鉛−アルミニウム、亜鉛−チタン、亜鉛−インジウム、錫−インジウムの混合酸化物;
・窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、酸炭窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム並びにそれらの少なくとも二つの混合物;
・このバリヤー層はおそらく錫をドープされるか又は錫と合金される。
・Y,Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Zn,Al,Ga,In,Si,Ge,Sn,Sb,Biから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの少なくとも二つの混合物の酸化物;
・ホウ素、アルミニウム、ケイ素、ゲルマニウムから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの混合物の窒化物;
・酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウム;
・酸炭化ケイ素。
・Y,Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Zn,Al,Ga,In,Si,Ge,Sn,Sb,Biから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの少なくとも二つの混合物をドープされた酸化物及び酸素が化学量論より少ない酸化物;
・ホウ素、アルミニウム、ケイ素、ゲルマニウムから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの混合物でドープされた窒化物;
・ドープされた酸炭化Si;
・ドープ剤はAl,Ga,In,Sn,P,Sb,Fから選択される少なくとも一つの元素を含むことが好ましい。酸窒化ケイ素の場合において、ドープ剤はB,Al及び/又はGaを含む。
○ (バリヤー層と合併される)TiO2から作られた光透過を改良するための層
○ ZnO又はZnxSnyOz(式中、x+y≧3及びz≦6)から作られた結晶層
式中、TME_o,B及びTD1_oは定数であり、TME_oは10.0〜25.0nm、好ましくは10.0〜23.0nmの範囲の値を有し、Bは10.0〜16.5nmの範囲の値を有し、TD1_oは23.9*nD1〜28.3*nD1nmの範囲の値を有し、nD1は550nmの波長における光透過を改良するための被覆の屈折率を表わし、nsupportは550nmの波長における支持体の屈折率を表わす。好ましくは、定数TME_o,B及びTD1_oは、TME_oが10.0〜23.0nm、好ましくは10.0〜22.5nm、より好ましくは11.5〜22.5nmの範囲を有し、Bが11.5〜15.0nmを有し、TD1_oが24.8*nD1〜27.3*nD1nmの範囲の値を有するようなものである。より好ましくは、定数TME_o,B及びTD1_oは、TME_oが10.0〜23.0nm、好ましくは10.0〜22.5nm、より好ましくは11.5〜22.5nmの範囲の値を有し、Bが12.0〜15.0nmの範囲を有し、TD1_oが24.8*nD1〜27.3*nD1nmの範囲の値を有するようなものである。
○ (バリヤー層と合併される)TiO2から作られた光透過を改良するための層
○ ZnO又はZnxSnyOz(式中、x+y≧3及びz≦6)から作られた結晶層
○ 光透過を改良するための被覆の幾何学的厚さは少なくとも50.0nmに等しく、好ましくは少なくとも60.0nmに等しく、より好ましくは少なくとも70.0nmに等しく、最大100nmに等しく、好ましくは最大90.0nmに等しく、より好ましくは最大80.0nmに等しい。
○ (バリヤー層と合併される)TiO2から作られた光透過を改良するための層
○ ZnO又はZnxSnyOz(式中、x+y≧3及びz≦6)から作られた結晶層
○ 光透過を改良するための被覆の幾何学的厚さは少なくとも20.0nmに等しく、最大40.0nmに等しい。
・光透過を改良するための層(1101)を含む光透過を改良するための被覆(110)
・金属導電層(112)
・光透過を改良するための層(1101)を含む光透過を改良するための被覆(110)
・金属導電層(112)
・挿入被覆(113)
・標準化被覆(114)
・機能的被覆(9)
・支持体(10)
・以下のものを含む光透過を改良するための被覆(110):
○ バリヤー層(1100)
○ 光透過を改良するための層(1101)
○ 結晶層(1102)
・犠牲層(111a)
・金属導電層(112)
・犠牲層(111b)
・挿入層(113)
・標準化層(114)
・光透過を改良するための層(1101)を含む光透過を改良するための被覆(110)
・金属導電層(112)
・犠牲層(111b)
・挿入被覆(113)
・標準化被覆(114)
・100.0nmに等しい幾何学的厚さを有する支持体(10)
・電極(11):
■ 光透過を改良するための被覆(110)、
■ Agから作られた金属導電層(112)、
・有機発光デバイスの有機部分は、それが以下の構造を有するようなものである:
■ 25.0nmに等しい幾何学的厚さを有する正孔輸送層HTL、
■ 10.0nmに等しい幾何学的厚さを有する電子ブロッキング層EBL、
■ 光源Aに対応する白色光のガウススペクトルを放出しかつ16.0nmに等しい幾何学的厚さを有する放出層、
■ 10.0nmに等しい幾何学的厚さを有する正孔ブロッキング層HBL、
■ 43.0nmに等しい幾何学的厚さを有する電子輸送層ETL。
・100.0nmに等しい厚さを有するAlから作られた対電極。
・100.0nmに等しい幾何学的厚さを有する支持体(10)
・電極(11):
■ 光透過を改良するための被覆(110)、
■ Agから作られた金属導電層(112)、
・有機発光デバイスの有機部分は、それが以下の構造を有するようなものである:
■ 25.0nmに等しい幾何学的厚さを有する正孔輸送層HTL、
■ 10.0nmに等しい幾何学的厚さを有する電子ブロッキング層EBL、
■ 16.0nmに等しい幾何学的厚さを有する、赤、緑又は青色光のスペクトルの放出を起こす放出層、それらの色座標はCIE XYZ 1931測色図において(0.63,0.36),(0.24,0.68)又は(0.13,0.31)にそれぞれ等しく、それによればデバイスは赤、緑又は青色光の放出のために与えられる、
■ 10.0nmに等しい幾何学的厚さを有する正孔ブロッキング層HBL、
■ 43.0nmに等しい幾何学的厚さを有する電子輸送層ETL。
・100.0nmに等しい厚さを有するAlから作られた対電極。
・方程式Eorg=Ein−Aに対応する第一領域(式中、Aは5.0〜75.0nm、好ましくは20.0〜60.0nm、より好ましくは30.0〜45.0nmの範囲の値を有する定数である)
・方程式Eorg=Ein−Cに対応する第二領域(式中、Cは150.0〜250.0nm、好ましくは160.0〜225.0nm、より好ましくは75.0〜205.0nmの範囲の値を有する定数である)
・N,N′−ビス(1−ナフチル)―N,N′−ジフェニル−1,1′−ビフェニル−4,4′−ジアミン(アルファ−NPDに略される)の層、
・1,4,7−トリアザシクロノナン−N,N′,N′′−トリアセテート(TCTAに略される)+トリス[2−(2−ピリジニル)フェニル−C,N]イリジウム(Ir(ppy)3に略される)の層、
・4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BPhenに略される)の層、
・LiFの層、
・少なくとも一つの金属から構成される上部反射電極。好ましい実施形態によれば、上部反射電極の金属は少なくともAgからなる。代替実施形態によれば、上部反射電極の金属は少なくともAlからなる。
・4mole%のNPD−2をドープされたN,N,N′,N′′−テトラキス(4−メトキシフェニル)−ベンジジン(MeO−TPDに略される)の層、
・N,N′−ジ(ナフタレン−1−イル)−N−N′−ジフェニル−ベンジジン(NPBに略される)の層、
・イリジウム−ビス−(4,6−ジフルオロフェニル−ピリジナート−N,C2)−ピコリネート(FirPicに略される)、トリス[2−(2−ピリジニル)フェニル−C,N]イリジウム(Ir(ppy)3に略される)及びイリジウム(III)ビス(2−メチルジベンゾ[f.h]キノキサリン)(アセチルアセトネート)(Ir5MDQに略される)2(acac)で部分的にドープされた2,2′,2′′(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンズイミダゾール)(TBPiに略される)から及び4,4′,4′′−トリス(N−カルバゾイル)−トリフェニルアミン(TCTAに略される)から形成された発光層の積層体、
・2,2′,2′′(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス−(1−フェニル−1H−ベンズイミダゾール)(TBPiに略される)の層、
・Csをドープされた4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンの層、
・少なくとも一つの金属から構成される上部反射電極。好ましい実施形態によれば、上部反射電極の金属は少なくともAgからなる。代替実施形態によれば、上部反射電極の金属は少なくともAlからなる。
・TiO2ベース層はAr/O2雰囲気において0.5Paの圧力でチタンターゲットを使用して蒸着される、
・ZnxSnyOzベース層はAr/O2雰囲気において0.5Paの圧力でZnSn合金ターゲットを使用して蒸着される、
・Agベース層はAr雰囲気において0.5Paの圧力でAgターゲットを使用して蒸着される、
・Tiベース層はAr雰囲気において0.5Paの圧力でTiターゲットを使用して蒸着され、続くAr/O2プラズマによって部分的に酸化されることができる、
・窒化Tiに基づく表面電気特性を標準化するための層は80/20Ar/N2雰囲気において0.5Paの圧力でTiターゲットを使用して蒸着される。
さらに、結晶層(1102)及び挿入層(114)は同じ性質を有する。これらの層はZnxSnyOz(式中、x+y≧3及びz≦6)から作られ、ZnxSnyOzは好ましくは最大95重量%の亜鉛を含む(亜鉛の重量百分率は層に存在する金属の全重量に対して表示される)。
さらに、結晶層(1102)及び挿入層(114)は同じ性質を有する。これらの層はZnxSnyOz(式中、x+y≧3及びz≦6)から作られ、ZnxSnyOzは好ましくは最大95重量%の亜鉛を含む(亜鉛の重量百分率は層に存在する金属の全重量に対して表示される)。
さらに、結晶層(1102)及び挿入層(114)は同じ性質を有する。これらの層はZnxSnyOz(式中、x+y≧3及びz≦6)から作られ、ZnxSnyOzは好ましくは最大95重量%の亜鉛を含む(亜鉛の重量百分率は層に存在する金属の全重量に対して表示される)。例3は、結晶層(1102)の幾何学的厚さに対して最適化される電極を有する本発明に従う透明基板を示す。
・第一領域は方程式Eorg=Ein−Aに対応し、式中、Aは5.0〜75.0nm、好ましくは20.0〜60.0nm、より好ましくは30.0〜45.0nmの範囲の値を有する定数である。
・第二領域は方程式Eorg=Ein−Cに対応し、式中、Cは150.0〜250.0nm、好ましくは160.0〜225.0nm、より好ましくは75.0〜205.0nmの範囲を有する定数である。
さらに、結晶層(1102)と挿入層(114)は同じ性質を有する。これらの層はZnxSnyOz(式中、x+y≧3及びz≦6)から作られ、ZnxSnyOzは好ましくは最大95重量%の亜鉛を含む(亜鉛の重量百分率は層に存在する金属の全重量に対して表示される)。例2の電気的特性が、比較例である例1Rに示されるものよりかなり高いことは明らかである。
さらに、結晶層(1102)と挿入層(114)は同じ性質を有する。これらの層はZnxSnyOz(式中、x+y≧3及びz≦6)から作られ、ZnxSnyOzは好ましくは最大95重量%の亜鉛を含む(亜鉛の重量百分率は層に存在する金属の全重量に対して表示される)。さらに、例2は、微細な金属層を有しかつ光透過特性を改良するための被覆の有意な厚さを有する透明基板を特に示す。改良被覆のかかる厚さの利点は以下の通りである:
・一方で、それは、基板から来る汚染物質の移行、本ケースではガラス基板から生じるアルカリ性物質の移行によって前記層のいかなる混入に対しても金属導電層の良好な保護を可能にする、
・他方で、それは、金属導電層の形成のために使用される貴金属の使用を少なくすることができる。
・本発明による基板を含むデバイスの耐用寿命は例1Rと比較すると長いだけでなく、同一の支持体(10)からなりかつ90nmに等しい幾何学的厚さを有するその上に配置されたITOの電極を持つ透明基板と比較しても長く、その耐用寿命は162時間に達する(表VIIに結果は示されていない)。
・厚い導電層を有する例3の表面抵抗(Ω/□)は例2及び1Rの表面抵抗(Ω/□)の少なくとも半分程度であり、この特性は、例えば金属格子のようないかなる導電性補強も使用せずに大きい寸法のデバイスを形成する可能性を与える。
・本発明による透明基板の例(例2及び3)を有する有機発光デバイスで達成された光学的性能レベルは、比較例1Rで得られるものより高い。実際、同じ光強度を得るために付与される電圧は例1Rより例2及び3の方が低い。
Claims (18)
- 支持体(10)及び電極(11)を含むフォトニックデバイスのための透明基板(1)であって、前記電極(11)が単一の金属導電層(112)、及び前記電極を通る光透過を改良するための特性を有する少なくとも一つの被覆(110)を含む積層構造を含み、前記被覆(110)が、少なくとも3.0nmより大きくかつ最大でも200nmに等しいか又はそれより小さい幾何学的厚さを有し、前記被覆(110)が、光透過を改良するための少なくとも一つの層(1101)を含み、かつ金属導電層(112)と支持体(10)の間に位置され、支持体(10)の上に前記電極(11)が蒸着されているものにおいて、光透過を改良するための特性を有する被覆(110)の光学的厚さTD1と金属導電層(112)の幾何学的厚さTMEが以下の方程式によって関係づけられていることを特徴とする透明基板:
式中、TME_o,B及びTD1_oは定数であり、TME_oは12.0〜22.5nmの範囲の値を有し、Bは12〜15nmの範囲の値を有し、TD1_oは24.8*nD1〜27.3*nD1nmの範囲の値を有し、nD1は550nmの波長における光透過を改良するための被覆の屈折率を表わし、nsupportは550nmの波長における支持体の屈折率を表わし、
前記光透過を改良するための特性を有する被覆が、少なくとも以下のものを含むことを特徴とする透明基板:
− Y,Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Ni,Zn,Al,Ga,In,Si,Ge,Sn,Sb,Biから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの少なくとも二つの混合物の酸化物;ホウ素、アルミニウム、ケイ素、ゲルマニウムから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの混合物の窒化物;酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウム;酸炭化ケイ素から選択される一種の化合物、及び/又は
− Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Zn,Al,Ga,In,Si,Ge,Sn,Sb,Biから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの少なくとも二つの混合物をドープされた酸化物及び酸素が化学量論より低い酸化物;ホウ素、アルミニウム、ケイ素、ゲルマニウムから選択される少なくとも一つの元素並びにそれらの混合物をドープされた窒化物;ドープされた酸炭化Siから選択される一種の化合物。 - 支持体(10)及び電極(11)を含むフォトニックデバイスのための透明基板(1)であって、前記電極(11)が単一の金属導電層(112)、及び前記電極を通る光透過を改良するための特性を有する少なくとも一つの被覆(110)を含む積層構造を含み、前記被覆(110)が、少なくとも3.0nmより大きくかつ最大でも200nmに等しいか又はそれより小さい幾何学的厚さを有し、前記被覆(110)が、光透過を改良するための少なくとも一つの層(1101)を含み、かつ金属導電層(112)と支持体(10)の間に位置され、支持体(10)の上に前記電極(11)が蒸着されているものにおいて、光透過を改良するための特性を有する被覆(110)の光学的厚さT D1 と金属導電層(112)の幾何学的厚さT ME が以下の方程式によって関係づけられていることを特徴とする透明基板:
式中、T ME_o ,B及びT D1_o は定数であり、T ME_o は10.0〜25.0nmの範囲の値を有し、Bは10.0〜16.5nmの範囲の値を有し、T D1_o は23.9*n D1 〜28.3*n D1 nmの範囲の値を有し、n D1 は550nmの波長における光透過を改良するための被覆の屈折率を表わし、n support は550nmの波長における支持体の屈折率を表わし、
前記支持体が、前記支持体(10)に関して前記電極(11)を形成する多層積層物の上部に位置される表面電気特性を標準化するための薄層(114)を含み、前記標準化層が窒化物、酸化物、炭化物、酸窒化物、酸炭化物、炭窒化物、酸炭窒化物から選択される少なくとも一つの材料を含むとき、前記標準化層は、少なくとも0.5nmで最大6.0nmの幾何学的厚さを有し、前記標準化層が単一金属又は金属の混合物から構成されるとき、前記標準化層は、少なくとも0.5nmで最大5.0nmの幾何学的厚さを有することを特徴とする透明基板。 - 支持体(10)が、550nmの波長において少なくとも1.2に等しい値の屈折率nsupportを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の透明基板。
- 光透過を改良するための被覆(110)の屈折率が支持体(10)の屈折率より高いことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の透明基板。
- 支持体(10)が550nmの波長において1.4〜1.6の範囲の屈折率を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の透明基板。
- 金属導電層(112)の幾何学的厚さが少なくとも16.0nmに等しくかつ最大29.0nmに等しく、光透過を改良するための被覆(110)の幾何学的厚さが少なくとも20.0nmに等しくかつ最大40.0nmに等しいことを特徴とする請求項5に記載の透明基板。
- 支持体が550nmにおいて1.5に等しい屈折率を有すること、及び金属導電層(112)の幾何学的厚さが少なくとも6.0nmに等しくかつ最大22.0nmに等しく、光透過を改良するための被覆(110)の幾何学的厚さが少なくとも50.0nmに等しくかつ最大130.0nmに等しいことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の透明基板。
- 電極が、少なくとも一つの追加の結晶層(1102)を含む光透過を改良するための被覆(110)を有し、支持体(10)に関して、前記結晶層(1102)が、前記被覆(110)を形成する積層構造から最も離れた層であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の透明基板。
- 結晶層(1102)の幾何学的厚さが、光透過を改良するための被覆(110)の全幾何学的厚さの少なくとも7%に等しいことを特徴とする請求項8に記載の透明基板。
- 電極(11)が、表面電気特性を標準化するための薄い層(114)を有し、それが、支持体(10)に関して前記電極(11)を形成する多層積層構造の上にあることを特徴とする請求項1に記載の透明基板。
- 電極(11)が、金属導電層(112)と薄い標準化層(114)の間に位置された少なくとも一つの追加の挿入層(113)を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の透明基板。
- 金属導電層(112)がその面の少なくとも一つの上に少なくとも一つの犠牲層(111a及び/又は111b)を有することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の透明基板。
- 前記電極(11)が上に蒸着される支持体(10)が、電極(11)が上に蒸着される面とは反対の面の上に少なくとも一つの機能被覆(9)を含むことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の透明基板。
- 支持体側(10)の反射rsupportが、少なくとも28%に等しくかつ最大49%に等しい値を有することを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の透明基板。
- 以下の二つの段階で実施されることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の透明基板の製造方法:
− 光透過を改良するための特性を有する被覆(110)の支持体(10)の蒸着、
− 金属導電層(112)の蒸着直後にフォトニックシステムを形成する異なる機能要素の蒸着。 - 以下の二つの段階で実施されることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の透明基板の製造方法:
− 電極(11)を通る光透過を改良するための特性を有する被覆(110)、金属導電層(112)、犠牲層(111b)、挿入層(113)の支持体(10)の蒸着、
− 標準化層(114)の蒸着直後のフォトニックシステムを形成する異なる機能要素の蒸着。 - 請求項1〜14のいずれかに記載の少なくとも一つの透明基板を含む有機発光デバイス。
- 準白色光を放出する請求項17に記載の有機発光デバイス。
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