(57)【要約】  マイクロキャビティを有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）に関する様々な方法とシステムが提供される。一実施形態では、白色光源は、青色光の狭いスペクトルを発光するように構成された第１のマイクロキャビティ有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）と、緑色光の狭いスペクトルを発光するように構成された第２のマクロキャビティＯＬＥＤと、赤色光の狭いスペクトルを発光するように構成された第３のマクロキャビティＯＬＥＤと、を含む。別の実施形態では、光源は、ガラス基板上に配置された複数のＯＬＥＤを含む。ＯＬＥＤの各々は、予め規定されたスペクトルでガラス基板に実質的に直交する光を発光するように構成されている。ＯＬＥＤの各々は、半反射ミラーと、    発光層を含み、各ＯＬＥＤ中の発光層がＯＬＥＤによって発光された光のそれぞれの色に対応する。
2013520784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光の狭いスペクトルを発光するように構成された第１のマイクロキャビティ有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）と、
緑色光の狭いスペクトルを発光するように構成された第２のマクロキャビティＯＬＥＤと、
赤色光の狭いスペクトルを発光するように構成された第３のマクロキャビティＯＬＥＤと、
を含む白色光源。
【請求項２】
青色光は、実質的におよそ４３５ｎｍからおよそ５４０ｎｍの範囲内の波長に対応する強度を含み、緑色光は、実質的におよそ５２５ｎｍからおよそ６５５ｎｍの範囲内の波長に対応する強度を含み、赤色光は、実質的におよそ５８５ｎｍからおよそ６７５ｎｍの範囲内の波長に対応する強度を含む、請求項１の光源。
【請求項３】
青色光は、実質的におよそ４５０ｎｍからおよそ４８０ｎｍの範囲内の波長に対応するピーク強度を含み、緑色光は、実質的におよそ５３０ｎｍからおよそ５７５ｎｍの範囲内の波長に対応するピーク強度を含み、赤色光は、実質的におよそ６２０ｎｍからおよそ６５０ｎｍの範囲内の波長に対応するピーク強度を含む、請求項２の光源。
【請求項４】
第１のマイクロキャビティＯＬＥＤ、第２のマイクロキャビティＯＬＥＤおよび第３のマイクロキャビティＯＬＥＤは、各々共通のガラス基板上に配置されている、請求項１の白色光源。
【請求項５】
発光された赤色光、緑色光および青色光は、共通のガラス基板に実質的に直交している、請求項４の白色光源。
【請求項６】
ガラス基板上に配置された複数のＯＬＥＤであって、複数のＯＬＥＤの各々は、予め規定されたスペクトルでガラス基板に実質的に直交する光を発光するように構成されており、複数のＯＬＥＤの各々は、
半反射ミラーと、
発光層であって、各ＯＬＥＤ中の発光層がＯＬＥＤによって発光された光のそれぞれの色に対応するものを含むものと、
を含む光源。
【請求項７】
半反射層が１／４波長スタックを含む、請求項６の光源。
【請求項８】
半反射層が高い屈折率を有する層の上に形成された低い屈折率を有する層を含む、請求項６の光源。
【請求項９】
半反射層が複数の二酸化チタン層と交番する複数の二酸化珪素層を含む、請求項６の光源。
【請求項１０】
半反射層が銀膜を含む、請求項６の光源。
【請求項１１】
ＯＬＥＤの各々が更に、
電子輸送層の上に形成された陰極であって、電子輸送層は発光層の上に形成されているものと、
酸化インジウム錫（ＩＴＯ）層の上に形成された正孔輸送層であって、発光層は正孔輸送層の上に形成されているものと、を含み、
ＩＴＯ層が半反射ミラーの上に形成されている、請求項６の光源。
【請求項１２】
電子輸送層が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０フェナントロリン（ＢＣＰ）層またはトリス［３−（３−ピリジル）−メシチル］ボラン（“３ＴＰＹＭＢ”）層を含む、請求項１１の光源。
【請求項１３】
陰極が、炭酸セシウム（ＣｓＣＯ３）とアルミニウム（Ａｌ）かまたはフッ化リチウム（ＬｉＦ）とＡｌを含む、請求項１１の光源。
【請求項１４】
正孔輸送層が、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）を含む、請求項１１の光源。
【請求項１５】
複数のＯＬＥＤに含まれた第１のＯＬＥＤの発光層が、トリス（２−フェニルイソキノリン）イリジウム（“Ｉｒ（ｐｉｇ）３”）を添加した３，５’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ベンゼン（“ｍＣＰ”）を含む、請求項６の光源。
【請求項１６】
複数のＯＬＥＤに含まれた第２のＯＬＥＤの発光層が、ファク−トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（“Ｉｒ（ｐｐｙ）３”）を添加したｍＣＰを含む、請求項１５の光源。
【請求項１７】
複数のＯＬＥＤに含まれた第３のＯＬＥＤの発光層が、ｍＣＰ：イリジウム（ＩＩＩ）ビス［（４，６−ジ−フルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］ピコリン酸（“Ｆｌｒｐｉｃ”）を含む、請求項１６の光源。
【請求項１８】
ＯＬＥＤの各々が、半反射ミラーと陰極によって規定されたマイクロキャビティを含む、請求項６の光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願へのクロスリファレンス］この出願は、２０１０年２月２３日に出願されシリアル番号61/307,191を有する“MICROCAVITY OLEDS FOR LIGHTING”と題された同時係属中の米国仮出願の優先権を主張し、その全体がここで引用によって組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
広帯域光源は、自然な太陽光に類似する照明スペクトルを有する高品質照明を提供するのに使われることができる。可視光スペクトル全体に渡る光を提供しない光源は、物体の色が鈍く見えるようにするかまたは、物体が違う色であるように見えるようにすることさえできる。例えば、限定された量の赤色光を発光する商業用蛍光灯は、物体が鈍い赤かまたは茶色にさえ見えるようにすることができる。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の多くの側面が、以下の図面を参照することでより良く理解されることができる。図中のコンポーネンツは必ずしも実寸大ではなく、代りに本開示の原理を明確に描写することに強調が置かれている。しかも、図において、同様の参照番号はいくつかの図を通して対応する部分を指し示す。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、本開示の様々な実施形態に従った、白色発光するＯＬＥＤの複数の層を通した発光された光の伝導の非限定的な例を描いているグラフィック表現である。
【図２】図２は、本開示の様々な実施形態に従った、図１の白色発光するＯＬＥＤの複数の層の様々なモードを描いているグラフィック表現である。
【図３】図３は、本開示の様々な実施形態に従った、マイクロキャビティ有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の例のグラフィック表現である。
【図４】図４は、本開示の様々な実施形態に従った、マイクロキャビティ有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の例のグラフィック表現である。
【図５】図５は、本開示の様々な実施形態に従った、図３および４のマイクロキャビティＯＬＥＤの半反射ミラーの例のグラフィック表現である。
【図６】図６は、本開示の様々な実施形態に従った、図３および４のマイクロキャビティＯＬＥＤの半反射ミラーの例のグラフィック表現である。
【図７】図７は、本開示の様々な実施形態に従った、図３および４のマイクロキャビティＯＬＥＤとマイクロキャビティを欠いたＯＬＥＤの光強度の非限定的な例を描いているグラフィック表現である。
【図８】図８は、本開示の様々な実施形態に従った、図３および４のマイクロキャビティＯＬＥＤとマイクロキャビティを欠いたＯＬＥＤの光強度の非限定的な例を描いているグラフィック表現である。
【図９】図９は、本開示の様々な実施形態に従った、複数の図３および４のマイクロキャビティＯＬＥＤを含んだ白色光を発光する光源の例のグラフィック表現である。
【図１０】図１０は、本開示の様々な実施形態に従った、図９の白色光を発光する光源の光強度の非限定的な例を描いているグラフィック表現である。
【図１１】図１１は、本開示の様々な実施形態に従った、図３および４のマイクロキャビティＯＬＥＤの製作を描いているフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
ここに開示されるのは、マイクロキャビティを有する１つ以上の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含んだ光源の様々な実施形態と、それを製作する方法である。ここで図面中に描かれた通りの実施形態の記載を詳細に参照するが、そこではいくつかの図を通して同様の参照番号が同様の部分を指し示す。
【０００６】
マイクロキャビティＯＬＥＤは、ＯＬＥＤ基板と実質的に直交する光を発光する。ＯＬＥＤのマイクロキャビティは、発光された光がＯＬＥＤ内に保持されることを許容する代わりに、ＯＬＥＤによって発光された光がＯＬＥＤから外に向けられるのでＯＬＥＤが非常に効率的となり強い光を作成することを許容する。加えて、本出願は複数のマイクロキャビティＯＬＥＤを含んだ白色光源を記載する。いくつかの実施形態では、白色光源は、狭いスペクトルで強い赤色光を発光するマイクロキャビティＯＬＥＤと、狭いスペクトルで強い緑色光を発光するマイクロキャビティＯＬＥＤと、狭いスペクトルで強い青色光を発光するマイクロキャビティＯＬＥＤを含む。各マイクロキャビティＯＬＥＤが狭いスペクトルで特定の色を強く発光するので、白色光源が物体を照した時に、物体によって反射された可視色は、強度と白色光源によって発光された光の帯域の選択のために、明るく刺激的で暖かくなり得る。
【０００７】
白熱および／または蛍光電球を使った人工照明を含んだ種々の光源が利用可能である。人工照明は、商業的、工業的またはオフィス設定で時々使われ、しばしば光パネルの形である。人工照明は、貧しい光抽出のためにそれらが発光する光の４０−５０％を失い得る。また、最新技術のＬＥＤのような光源が１００ｌｍ／Ｗ（ルーメンパーワット）の視感度を有しているとしても、人工照明の視感度は４０ｌｍ／Ｗまで低くなり得る。
【０００８】
光源が発光する光の帯域が広ければ広いほど、光源によって発光された光は太陽光により類似したものとなる。照明において使われる効果尺度は色調指数（ＣＲＩ）である。ＣＲＩは、太陽のような自然光源との比較で様々な物体の色を再生する光源の能力の定量的測度である。可視スペクトル全体をカバーする広帯域光源は、９０より大きなＣＲＩを有する。対照的に、少量の赤色光を発光する商業用蛍光灯は、５０まで低いＣＲＩを有する。この赤色光の欠如のために、商業用蛍光灯によって照らされた時、赤い物体は鈍い赤かまたは茶色にさえ見える。白色発光するＯＬＥＤは、有機材料が幅広い発光スペクトルを有するので照明のために有用である。単一のＯＬＥＤパネル中に赤色、緑色および青色の発光体を組み合わせることは、発光スペクトルに応じて８０よりも高いＣＲＩを有するＯＬＥＤを生み出す。
【０００９】
いくつかの効率的な白色発光するＯＬＥＤは、１００ｌｍ／Ｗまでの視感度を有する。しかしながら、それは製造について実用的ではないエキゾチックな光抽出方法を要求する。図１は、白色発光するＯＬＥＤ１００の複数の層を通した発光された光１０２の伝導の非限定的な例の図である。図１に見ることができるように、白色発光するＯＬＥＤ１００から発光された光が有機層１０４、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）層１０６および／またはガラス基板１０８中の屈折および反射のために閉じ込められるので、発光された光１０２の僅かな部分のみが空気１１０中に抽出される。有機層１０４、ＩＴＯ層１０６およびガラス基板１０８についての屈折率（ｎ）の例も描かれている。
【００１０】
図２は、白色発光するＯＬＥＤ１００の複数の層の様々なモードの図である。図２に見ることができるように、薄膜導波モード２０２（即ち、図１の有機層１０４および／またはＩＴＯ層１０６のモード）は発光された光１０２のおよそ４０−５０％を閉じ込め、基板モード２０４（即ち、図１のガラス基板１０８のモード）は発光された光１０２のおよそ２０−３０％を閉じ込め、発光された光１０２のおよそ２０−３０％だけが空気モード２０６に達する。ガラス基板モード２０４はレンズアレイまたはフォトニック結晶を使って排除され得る一方で、薄膜導波モード２０２は、有機／ＩＴＯ層１０４／１０６がＯＬＥＤ１００の内部にあって外部にアクセス可能ではないので、排除することが非常に難しい。
【００１１】
図３は、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００の非限定的な実施形態の図である。マイクロキャビティＯＬＥＤ３００は、ガラス基板３０２と、ガラス基板３０２上に形成された半反射ミラー３０４を含む。いくつかの実施形態では、半反射ミラー３０４は薄い銀層（例えば、およそ１０−２０ｎｍの厚さ）であり、その他の実施形態では、半反射ミラー３０４は二酸化珪素（ＳｉＯ２）と二酸化チタン（ＴｉＯ２）のスタックを含んだ１／４波長スタックであり、それは更に詳細に後述される。更には、ＩＴＯ層３０６が半反射ミラー３０４上に形成される。いくつかの実施形態では、ＩＴＯ層３０６は、およそ１０ｎｍの厚さである。
【００１２】
正孔輸送層３０８が、ＩＴＯ層３０６上に形成される。いくつかの実施形態では、正孔輸送層３０８は、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（1,1-bis[(di-4-tolylamino)phenyl]cyclohexane）（ＴＡＰＣ）層を含み、それはおよそ５０ｎｍの厚さであっても良い。発光層３１０が、正孔輸送層３０８上に形成される。発光層３１０に含まれた材料が、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００によって発光される光の色（またはスペクトル周波数）を決定する。例えばおよそ５８５ｎｍからおよそ６７５ｎｍの範囲中の赤色光を発光するマイクロキャビティＯＬＥＤ３００については、発光層３１０は、例えばトリス（２−フェニルイソキノリン）イリジウム（tris(2-phenylisoquinoline)iridium）（“Ｉｒ（ｐｉｇ）３”）を添加した３，５’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ベンゼン(3,5’-N,N’-dcarbazole-benzene)（“ｍＣＰ”）を含んでいても良い。同様に、例えばおよそ５２５ｎｍからおよそ６５５ｎｍの範囲中の緑色光を発光するマイクロキャビティＯＬＥＤ３００については、発光層３１０は、例えばファク−トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）(fac-tris(2-phenylpyridinato)iridium(III)（“Ｉｒ（ｐｐｙ）３”）を添加したｍＣＰを含んでいても良い。同様に、例えばおよそ４３５ｎｍからおよそ５４０ｎｍの範囲中の青色光を発光するマイクロキャビティＯＬＥＤ３００については、発光層３１０は、例えば３，５’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ベンゼン（ｍＣＰ）：イリジウム（ＩＩＩ）ビス［（４，６−ジ−フルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］ピコリン酸(3,5’-N,N’-dicarazole-benzene(mCP):iridium(III)bis
[(4,6-di-fluorophenyl)-pyridinato-N,C2’]picolinate）（“Ｆｌｒｐｉｃ”）を含んでいても良い。
【００１３】
電子輸送層３１２が、発光層３１０上に形成される。電子輸送層３１２は、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０フェナントロリン（2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline）（ＢＣＰ）層および／またはトリス［３−（３−ピリジル）−メシチル］ボラン（tris[3-(3-pyridyl)-mesityl]borane）（“３ＴＰＹＭＢ”）層を含んでいても良い。更には、陰極３１４が、電子輸送層３１２上に形成される。陰極３１４は金属層を含む。例えば、陰極３１４は、炭酸セシウム（ＣｓＣＯ３）（およそ１ｎｍの厚さ）とアルミニウム（Ａｌ）（およそ１００ｎｍの厚さ）かまたはフッ化リチウム（ＬｉＦ）（およそ１ｎｍの厚さ）とＡｌ（およそ１００ｎｍの厚さ）を含んでいても良い。
【００１４】
図４は、青色光を発光するマイクロキャビティＯＬＥＤ３００の別の非限定的な実施形態の図である。図４に描かれた実施形態では、陰極３１４は、およそ１００ｎｍの厚さであるアルミニウム（Ａｌ）層４１４ａと、およそ１ｎｍの厚さであるＬｉＦ層４１４ｂを含む。ＬｉＦ層４１４ｂは、およそ４０ｎｍの厚さであるＢＣＰ層４１２を含んだ電子輸送層３１２上に蒸着される。ＢＣＰ層４１２は、およそ２０ｎｍの厚さであるｍＣＰ：Ｆｌｒｐｉｃ層４１０を含んだ発光層３１０上に蒸着される。加えて、発光層３１０は、およそ５０ｎｍの厚さであるＴＡＰＣ層４０８ａを含んだ正孔輸送層３０８上に蒸着される。更には、発光層３１０は、およそ２５ｎｍの厚さであり、およそ５０ｎｍの厚さのＩＴＯ層３０６上に形成された、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層４０８ｂを含む。
【００１５】
図５は、図３および４に描かれたマイクロキャビティＯＬＥＤ３００の実施形態の半反射ミラー３０４の非限定的な例の図である。半反射ミラー３０４の描かれた例は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）層５０４ｂ上に形成された、二酸化珪素（ＳｉＯ２）層５０４ａを含む１／４波長スタックである。ＳｉＯ２層５０４ａとＴｉＯ２層５０４ｂの厚さは各々、光の１／４波長に対応する。従って、半反射ミラー３０４の層５０４ａおよび５０４ｂの厚さは、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００によって発光された光の波長に依存する。一実装では、二酸化珪素層５０４ａはおよそ７９ｎｍの厚さであり。二酸化チタン層５０４ｂはおよそ４８ｎｍの厚さである。半反射ミラー３０４は、およそ１ｍｍの厚さであっても良いガラス基板３０２上に形成される。いくつかの実施形態では、半反射ミラー３０４の面積は、およそ１インチ×およそ１インチである。また、いくつかの実施形態では、半反射ミラー３０４は、４７５ｎｍにおいて０．３９に実質的に等しい反射率（Ｒ）を有する。半反射ミラー３０４の反射能は、およそ４０％とおよそ７０％の間で変動しても良く、反射スペクトルは広い。
【００１６】
図６は、図３および４に描かれたマイクロキャビティＯＬＥＤ３００の実施形態の半反射ミラー３０４の別の非限定的な例の図である。図６に描かれた半反射ミラー３０４の例は、図５に描かれたような１セット（５０４ａ／５０４ｂ）の代わりに図６に描かれた半反射ミラー３０４が２セットの二酸化珪素と二酸化チタン層（５０４ａ／５０４ｂおよび６０４ａ／６０４ｂ）を含むこと以外は、図５に描かれた半反射ミラー３０４の例と同様である。一実装では、二酸化珪素層５０４ａおよび６０４ａはおよそ７９ｎｍの厚さであり、二酸化チタン層５０４ｂおよび６０４ｂはおよそ４８ｎｍの厚さである。その他の実装では、二酸化珪素層５０４ａと６０４ａおよび／または二酸化チタン層５０４ｂと６０４ｂは、異なる厚さを有していても良い。更には、その他の実施形態では、半反射ミラー３０４は、３セット以上の二酸化珪素および二酸化チタン層を含んでいても良い。図６に描かれたもののようないくつかの実施形態では、半反射ミラー３０４は、４７５ｎｍにおいて０．７０に実質的に等しいＲを有する。図５および６に描かれた半反射ミラー３０４の各々は、低い屈折率を有する材料（例えば、ＳｉＯ２）と高い屈折率を有する材料（例えば、ＴｉＯ２）の交番する層を含む。
【００１７】
図３に戻って、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００の動作がここで記載される。マイクロキャビティＯＬＥＤ３００の陰極３１４が反射ミラーとしての役目を果たし、半反射ミラー３０４がハーフミラーとしての役目を果たし、よって陰極３１４と半反射ミラー３０４の間にマイクロキャビティ３２０を形成する。マイクロキャビティ３２０は、低い透過率と高い反射能の両方の性質を有する。言い換えると、半反射ミラー３０４は、部分的に透過性で部分的に透明な層である。光子がマイクロキャビティ３２０の内部で生成されるにつれて、それらはミラーによってマイクロキャビティ３２０ｂの両サイドから反射され、半反射ミラー３０４によって提供されたハーフミラーから伝導される。従って、ガラス基板３０２を通して半反射ミラー３０４から伝導された光３１６は、全ての方向への代わりに、ガラス基板３０２に実質的に直交する方向に伝導される。マイクロキャビティ３２０が発光された光を特定の方向に向き付けするので、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００によって発光された光のかなりの量もまたマイクロキャビティＯＬＥＤ３００から伝導され、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００内に保持はされない。
【００１８】
上述したマイクロキャビティ効果のために、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００は、マイクロキャビティ３２０を欠いたＯＬＥＤとは非常に異なる発光特性を有する。マイクロキャビティ３２０を欠いたＯＬＥＤは、全ての方向に光を発光するランベルト型光源である。ランベルト型光源は、発光された光の多くの量が無駄にされる（例えば、照らされるべき物体またはエリアを直接照らさない）ので、照明には望ましくない。他方、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００は、マイクロキャビティ３２０の反射性質に依存した方向性発光体である。結果として、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００は、マイクロキャビティ３２０を欠いたＯＬＥＤの効率のおよそ３〜４倍の効率を有することができる。
【００１９】
図７は、図３に描かれたマイクロキャビティＯＬＥＤ３００の実施形態と、マイクロキャビティ３２０を欠いたＯＬＥＤの実施形態の発光スペクトルのグラフである。特定には、図７は、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００対マイクロキャビティ３２０を欠いた緑色発光するＯＬＥＤについての、ＥＬ強度対波長のグラフである。図７に見ることができるように、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００の輝度はおよそ３８５ｎｉｔｓであるのに対し、緑色発光するＯＬＥＤの輝度はおよそ１０８ｎｉｔｓである。
【００２０】
図８は、図７のマイクロキャビティＯＬＥＤ３００の実施形態対マイクロキャビティ３２０を欠いたＯＬＥＤについての光の強度対光の角度の極座標プロットである。図８に見ることができるように、（「キャビティ無し」８１０と標記された）マイクロキャビティ３２０を欠いたＯＬＥＤは、（「キャビティ」８２０と標記された）マイクロキャビティＯＬＥＤ３００よりも低い強度を有し、光は主に−３０度と＋３０度の間の角度で光源から発光される。図７および８を一緒に考慮すると、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００については、発光された光のスペクトルと発光の角度の両方が狭いことを見ることができる。
【００２１】
図９は、複数のマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃを含んだ白色光を発光する光源９００の非限定的な実施形態の図である。マイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃは、非常に効率的であることができる燐光性のＯＬＥＤである。例えば、緑色光を発光するマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ｂの視感効率は、３００ｌｍ／Ｗまで高くなることができる一方で、マイクロキャビティ無しの緑色光を発光するＯＬＥＤは、１００ｌｍ／Ｗだけの視感効率を有し得る。更には、青色光を発光するマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａと赤色光を発光するマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ｃの効率は、各々６０ｌｍ／Ｗより上であり得る。従って、複数のマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃを含んだ白色発光する光源９００は、およそ１５０−２００ｌｍ／Ｗの全体的効率を達成し得る。この効率は、人工照明に使われたＬＥＤの効率よりも３〜４倍大きくなり得る。
【００２２】
赤、緑および青のマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃから生成された白色光は、図１０に示されたスペクトルと同様の発光スペクトルを有する。図１０に見ることができるように、青色光３１６ａ（図９）は、実質的におよそ４３５ｎｍからおよそ５４０ｎｍの範囲内の波長に対応する強度１０１０を含んでいても良く、緑色光３１６ｂ（図９）は、実質的におよそ５２５ｎｍからおよそ６５５ｎｍの範囲内の波長に対応する強度１０２０を含んでいても良く、赤色光３１６ｃ（図９）は、実質的におよそ５８５ｎｍからおよそ６７５ｎｍの範囲内の波長に対応する強度１０３０を含んでいても良い。同様に、これも図１０に見ることができるように、青色光は、実質的におよそ４５０ｎｍからおよそ４８０ｎｍの範囲内の波長に対応するピーク強度を含んでいても良く、緑色光は、実質的におよそ５３０ｎｍからおよそ５７５ｎｍの範囲内の波長に対応するピーク強度を含んでいても良く、赤色光は、実質的におよそ６２０ｎｍからおよそ６５０ｎｍの範囲内の波長に対応するピーク強度を含んでいても良い。従って、白色光を発光する光源９００によって発光された白色光は、全ての波長について同じ強度を含んでおらず、むしろ発光スペクトルは或る色についてのピーク強度を含んだ狭いスペクトルを含む。光源９００が物体を照らす時、物体から反射する色は、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃによって発光された光の３つの狭い発光帯域が飽和したＲＧＢ色においてピークになるので、飽和しているように見える。白色光を発光する光源９００の実施形態が物体を照らす時、物体の色は、白色光を発光する光源９００によって発光され物体から反射された光の予め規定された帯域の結果として、より暖かく、より明るく刺激的で、より少なく鈍く見える。例えば、赤い物体は、物体が白熱光源によって照らされた時に見えるレンガの赤または赤ワインの赤よりも、白色光を発光する光源９００によって照らされた時により多くの消防車の赤を有するように見える。加えて、白色光を発光する光源９００によって発光された光は非常に方向性であるので、外部人工照明は必要無い。
【００２３】
次に図１１を参照すると、示されているのはマイクロキャビティＯＬＥＤ３００（図３）を製作する方法の例を描いているフローチャート１１００である。ブロック１１０２で始まって、ガラス基板３０２（図３）が提供される。ブロック１１０４では、半反射ミラー３０４（図３）がガラス基板３０２上に蒸着される。ＳｉＯ２およびＴｉＯ２層のスタックを含んだ半反射ミラー３０４の場合（図５および６）には、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２の各層はスパッタリングによって蒸着されても良い。銀の薄い層を含んだ半反射ミラー３０４の場合には、銀は真空蒸着によって蒸着されることができる。いくつかの実施形態では、銀の層はおよそ１０−２０ｎｍの厚さである。
【００２４】
次に、ブロック１１０６では、ＩＴＯ層３０６（図３）がスパッタリングによって蒸着される。いくつかの実施形態では、ＩＴＯ層３０６はおよそ１００ｎｍの厚さである。正孔輸送層３０８（図３）がそれからブロック１１０８で蒸着される。正孔輸送層３０８をＩＴＯ層３０６上に蒸着するのに真空蒸着が使われても良い。その後、発光層３１０（図３）がそれからブロック１１１０で正孔輸送層３０８上に蒸着される。発光層３１０を蒸着するのに真空蒸着が使われても良い。更には、電子輸送層３１２（図３）がブロック１１１２で発光層３１０上に蒸着される。電子輸送層３１２を蒸着するのに真空蒸着が使われても良い。発光層３１０が蒸着された後、陰極３１４（図３）がブロック１１１４で形成される。いくつかの実装では、陰極３１４は、炭酸セシウム（ＣｓＣＯ３）（およそ１ｎｍの厚さ）、アルミニウム（Ａｌ）（およそ１００ｎｍの厚さ）および／またはフッ化リチウム（ＬｉＦ）（およそ１ｎｍの厚さ）の層を電子輸送層３１２上に蒸着することによって形成されても良い。
【００２５】
図９を参照すると、白色光を発光する光源９００を製作する方法は、複数のマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃを製作することを含む。複数のマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃは、図９に描かれているように共通の基板３０２上に製作されても良い。加えて、方法は、青色、緑色および赤色光に対応する３つの異なる発光層３１０ａ、３１０ｂおよび３１０ｃが各マイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃのために蒸着されること以外は、マイクロキャビティＯＬＥＤ３００を製作することについて上述されたステップを含む。例えば、共通の基板３０２がブロック１１０２で提供されても良い。複数のマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃの各々がそれから、ブロック１１０４から１１１４について記載されたように製作されても良い。複数のマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃは、同時にまたは連続して共通の基板３０２上に製作されても良い。図９が３つのマイクロキャビティＯＬＥＤ３００ａ、３００ｂ、３００ｃを描く一方で、白色光を発光する光源９００のその他の実施形態は、その他の複数、組み合わせおよび／または構成のマイクロキャビティＯＬＥＤを含むことができる。
【００２６】
本開示の上述した実施形態は、開示の原理の明確な理解のために説明された実装の可能な例に過ぎないことが強調されるべきである。多くの変形および変更が、開示の精神と原理から実質的に逸脱することなしに上述された実施形態に対してなされても良い。全てのそのような変更および変形が、ここでこの開示の範囲内に含まれ、以下の請求項によって保護されることが意図されている。
【００２７】
比、濃度、量およびその他の数値的データは、ここでは範囲の形式で表現されても良いことに注意すべきである。そのような範囲の形式は、便利さと簡潔さのために使われ、よって、範囲の限界として明記された数値のみを含むのではなく、その範囲内に包含されるサブ範囲の個々の数値の全ても含むように、あたかも数値とサブ範囲が明記されているかのように、柔軟なやり方で解釈されるべきであることが理解されるべきである。描写すると、「およそ０．１％からおよそ５％」の濃度範囲は、およそ０．１重量％からおよそ５重量％の明記された濃度のみを含むのではなく、示された範囲内の個々の濃度（例えば、１％、２％、３％および４％）とサブ範囲（例えば、０．５％、１．１％、２．２％、３．３％および４．４％）も含むように解釈されるべきである。「およそ」という用語は、数値の有効数字に従った伝統的な丸めを含むことができる。加えて、「およそｘからｙ」という表現は「およそｘからおよそｙ」を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月24日(2012.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光の狭いスペクトルを発光するように構成された第１のマイクロキャビティ有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）と、
緑色光の狭いスペクトルを発光するように構成された第２のマクロキャビティＯＬＥＤと、
赤色光の狭いスペクトルを発光するように構成された第３のマクロキャビティＯＬＥＤと、
を含む白色光源。
【請求項２】
青色光は、実質的におよそ４３５ｎｍからおよそ５４０ｎｍの範囲内の波長に対応する強度を含み、緑色光は、実質的におよそ５２５ｎｍからおよそ６５５ｎｍの範囲内の波長に対応する強度を含み、赤色光は、実質的におよそ５８５ｎｍからおよそ６７５ｎｍの範囲内の波長に対応する強度を含む、請求項１の光源。
【請求項３】
青色光は、実質的におよそ４５０ｎｍからおよそ４８０ｎｍの範囲内の波長に対応するピーク強度を含み、緑色光は、実質的におよそ５３０ｎｍからおよそ５７５ｎｍの範囲内の波長に対応するピーク強度を含み、赤色光は、実質的におよそ６２０ｎｍからおよそ６５０ｎｍの範囲内の波長に対応するピーク強度を含む、請求項２の光源。
【請求項４】
ガラス基板上に配置された複数のＯＬＥＤであって、複数のＯＬＥＤの各々は、予め規定されたスペクトルでガラス基板に実質的に直交する光を発光するように構成されており、複数のＯＬＥＤの各々は、
半反射層と、
発光層であって、各ＯＬＥＤ中の発光層がＯＬＥＤによって発光された光のそれぞれの色に対応するものを含むものと、
を含む光源。
【請求項５】
半反射層が１／４波長スタックを含む、請求項４の光源。
【請求項６】
半反射層が高い屈折率を有する層の上に形成された低い屈折率を有する層を含む、請求項４の光源。
【請求項７】
ＯＬＥＤの各々が更に、
電子輸送層の上に形成された陰極であって、電子輸送層は発光層の上に形成されているものと、
酸化インジウム錫（ＩＴＯ）層の上に形成された正孔輸送層であって、発光層は正孔輸送層の上に形成されているものと、を含み、
ＩＴＯ層が半反射層の上に形成されている、請求項４の光源。
【請求項８】
電子輸送層が、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０フェナントロリン（ＢＣＰ）層またはトリス［３−（３−ピリジル）−メシチル］ボラン（“３ＴＰＹＭＢ”）層を含み、陰極が、炭酸セシウム（ＣｓＣＯ３）とアルミニウム（Ａｌ）かまたはフッ化リチウム（ＬｉＦ）とＡｌを含み、正孔輸送層が、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）を含む、請求項７の光源。
【請求項９】
複数のＯＬＥＤに含まれた第１のＯＬＥＤの発光層が、トリス（２−フェニルイソキノリン）イリジウム（“Ｉｒ（ｐｉｇ）３”）を添加した３，５’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ベンゼン（“ｍＣＰ”）を含み、  複数のＯＬＥＤに含まれた第２のＯＬＥＤの発光層が、ファク−トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（“Ｉｒ（ｐｐｙ）３”）を添加したｍＣＰを含み、複数のＯＬＥＤに含まれた第３のＯＬＥＤの発光層が、ｍＣＰ：イリジウム（ＩＩＩ）ビス［（４，６−ジ−フルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］ピコリン酸（“Ｆｌｒｐｉｃ”）を含む、請求項４の光源。
【請求項１０】
ＯＬＥＤの各々が、半反射層と陰極によって規定されたマイクロキャビティを含む、請求項４の光源。
【国際調査報告】
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