(57)【要約】本発明は、有機発光装置（ＯＬＥＤ）に関し、前記有機発光装置は：第１の電極（１０２）；第２の電極（１０５）；前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機発光層（１０４）；及び前記第１の電極と前記発光層との間に設けられた有機電荷移動層（１０３）とを含み、（ｉ）前記電荷移動層が、前記発光層に面した前記電荷移動層の表面がパターン化されるか又は表面構造を与えられ、及び／又は（ｉｉ）前記発光層へ電荷移動を可能にする配列層が、前記電荷移動層及び前記発光層との間に設けられ、配列層は、前記発光層の分子の光学的双極子が前記分子軸の共通の好ましい方向に向くことを促進する、前記有機発光装置である。前記パターン化又は構造化された電荷移動層及び／又は前記配列層の使用は、前記ＯＬＥＤ層スタックからの光出力カップリングを改善、即ち外部量子収量を増加させる。
2013527606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光装置（ＯＬＥＤ）であり、前記有機発光装置は：
第１の電極；
第２の電極；
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機発光層；及び
前記第１の電極と前記発光層との間に設けられた有機電荷移動層とを含み、
（ｉ）前記電荷移動層が、前記発光層に面した前記電荷移動層の表面上がパターン化されるか又は表面構造を与えられ、及び／又は
（ｉｉ）前記発光層へ電荷移動を可能にする配列層が、前記電荷移動層及び前記発光層との間に設けられ、配列層は、前記発光層の分子の光学双極子が前記分子軸の共通の好ましい方向に向くことを促進する、ＯＬＥＤ。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＬＥＤであり、前記配列層が前記電荷移動層と前記発光層の間に設けられ、前記電荷移動層及び前記発光層の両方に直接接触する、ＯＬＥＤ。
【請求項３】
請求項１に記載のＯＬＥＤであり、前記配列層が単分子層である、ＯＬＥＤ。
【請求項４】
請求項２に記載のＯＬＥＤであり、前記電荷移動層の周期的構造が、１０Ａ（オングストローム）から１００ｎｍの範囲の周期的寸法を持つ、ＯＬＥＤ。
【請求項５】
請求項１に記載のＯＬＥＤであり、前記電荷移動層が、前記ＯＬＥＤの層の全ての他の層の屈折率よりも小さい屈折率を持つ、ＯＬＥＤ。
【請求項６】
請求項５に記載のＯＬＥＤであり、前記電荷移動層がフォトニック結晶を形成する、ＯＬＥＤ。
【請求項７】
請求項５又は６のいずれか１項に記載のＯＬＥＤであり、前記電荷移動層の周期的構造が１ｎｍから１００μｍの範囲の周期的寸法を持つ、ＯＬＥＤ。
【請求項８】
請求項５又は６のいずれか１項に記載のＯＬＥＤであり、前記電荷移動層の周期的構造が１ｎｍから１μｍの範囲の周期的寸法を持つ、ＯＬＥＤ。
【請求項９】
請求項７に記載のＯＬＥＤであり、
前記フォトニック結晶の面内方向での光学密度が、パターン化されたか又は前記表面構造を持つ電荷移動層により抑制され、及び／又は前記層法線に関して定義された全内部反射角の臨界角（θＣ）よりも小さい角度を持つ方向での状態の光密度がパターン化されたか又は前記表面構造を持つ電荷移動層により強化される、ＯＬＥＤ。
【請求項１０】
請求項１に記載のＯＬＥＤであり、前記少なくとも１つの層が、溶液プロセスされる、ＯＬＥＤ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＯＬＥＤであり、少なくとも前記電荷移動層が溶液プロセスされる、ＯＬＥＤ。
【請求項１２】
請求項１に記載のＯＬＥＤを製造する方法であり、前記方法は次のステップ：
（ａ）  層スタックの基礎を形成するために、基板上に第１の電極層を形成するステップ；
（ｂ）  前記層スタック上に電荷移動層を形成するステップ；
（ｃ）  表面構造を持つように前記電荷移動層をパターン化又はエンボス化するか又は前記電荷移動層上に配列層を形成するステップ；及び／又は前記電荷移動層に配列層を形成するステップ；
（ｄ）  前記パターン化又はエンボス化された電荷移動層上に発光層を形成するか又は前記配列層上に発光層を形成して、それにより前記発光層の分子の分子軸が共通の好ましい方向に配列され；及び
（ｅ）  前記層スタック上に第２の電極層を与えるステップ、を含む方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であり、前記エンボス化がナノインプリント技術を用いて実施される、方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載のＯＬＥＤを製造するための請求項１２に記載の方法であり、前記少なくともステップ（ｂ）が溶液プロセス技術を用いて実施される、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であり、前記ステップ（ｄ）及び（ｅ）の少なくとも１つが、真空処理技術を用いて実施される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された光出力カップリングを与える有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、及びかかる装置を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、発光ダイオード（ＬＥＤ）に基づく発光装置は、広い範囲の種類の照明製品のためにますます使用されてきている。特に、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、広告情報及び指示サインなどの看板照明としてますます使用されてきている。
【０００３】
ＯＬＥＤの製品化のために、装置効率は重要なパラメータの１つである。装置全体の効率は、内部量子収率及び外部量子収率（光出力カップリング）で決まる。最近では多くの技術が内部量子収率を改善するために提案されており、これには例えば電荷再結合を増加させるための移動層のドーピング、及びほぼ１００％の内部量子収率が達成可能な三重項発光の使用が含まれる。また外部量子収率を増加するための多くの技術が提案されており、これには三重項−三重項アニーリングに基づく三重項発光の外部量子収率ロールオフを低減するための特別のスタック設計及び種々の屈折率と厚さを持つ層を選択して前記層境界での発光の反射を低減させることが含まれる。例えば、米国特許第７、２６９、０６２号明細書には、ヘテロ構造有機装置が示唆され、これは有機材料を、例えば正孔移動層のためにインクジェット又はその他の技術を介して堆積させ、その後前記堆積させた有機材料を不溶性にするためにクロスリンクさせることで形成される。前記プロセスは層の順次堆積のために繰り返され得る。前記クロスリンク層は種々の材料のバンドギャップと屈折率を選択して、再結合ゾーンの位置又は発光光子の光閉じ込めを制御して、内部及び外部量子収率を改善し得る。
【０００４】
しかしながら、既存装置の問題は、なお比較的多くの光が、層境界での全内部反射のため前記有機層又はガラス基板内に閉じ込められる、ということである。そこで、ＯＬＥＤの外部量子収率を改善するための必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，２６９，０６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、この問題を解決し、改善された光出力カップリングを持つＯＬＥＤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面によると、この及び他の課題はＯＬＥＤにより達成され、前記ＯＬＥＤには少なくとも：
−  第１の電極；
−  第２の電極；
−  前記第１及び第２の電極の間に設けられる有機発光層；及び
−  前記第１の電極と前記発光層との間に設けられる有機電荷移動層を含み、前記電荷移動層は、前記発光層に面する前記電荷移動層の表面上がパターン化されているか、又は周期的表面構造を有する、を含む。パターン化されているか又は前記周期的表面構造を持つ前記電荷移動層に代えて又はこれに加えて、前記ＯＬＥＤは配列層を含み、これは前記発光層への電荷移動を可能とし、かつ前記電荷移動層と前記発光層との間に設けられ、前記配列層は、前記発光層の分子の光学的双極子を１つの共通の好ましい方向へ配列することを促進する。
【０００８】
本発明は、異なる機構により前記ＯＬＥＤの光出力カップリング効率を増加させ得る。いくつかの実施態様は主に前記機構の１つにより増加される出力カップリングを促進するために最適化され、一方他の実施態様は２又はそれ以上の機構を同時に利用して増加された出力カップリングを達成するように適合され得る。
前記機構には：
−  前記発光層／電荷移動層境界の屈折性を、例えば前記発光層からこの境界への入射光の全内部反射の臨界角を増加させ、より多い光が前記電荷移動層及びまた前記ガラス基板を通過できるように、適合させること、
−  前記電荷移動層のフォトニック結晶特性を利用すること、ここで前記特性は、前記電荷移動層の面内方向の状態の光学密度の抑制、及び前記全内部反射の臨界角よりも小さい入射角（前記発光層／電荷移動層境界での）に対応する方向の状態の光学密度の増加を含み、それによって多くの光が、前記発光層内に閉じ込められることなく前記電荷移動層を通過させること、
−  前記発光分子の光学的双極子の１つの好ましい方向に配列し、それにより、前記電荷移動層境界での実質的又は全反射を起こさない入射角を持つ方向に発光を向ける、ことを含む。
【０００９】
前記機構のそれぞれは、発光層からの発光の抽出を改善し、これらの機構のそれぞれは、前記電荷移動層のパターン化又は前記発光層に面する表面上に周期的表面構造を持たせることで達成され得る。
【００１０】
さらに、前記光学的双極子の配列はまた、通常前記電荷移動層と前記発光層の間の、前記発光層と直接接触して設けられる配列層により達成され得る。
従って本発明はまたＯＬＥＤに関し前記ＯＬＥＤには少なくとも：
−  第１の電極；
−  第２の電極；
−  前記第１の電極と第２の電極との間に設けられる有機発光層；及び
−  有機電荷移動層又は
電荷移動層と追加の層を含む有機電荷移動層アセンブリを含み、
前記電荷移動層又は電荷移動アセンブリが、前記第１の電極と前記発光層の間に設けられ、及び前記発光層の分子の光学的双極子の１つの共通の好ましい方向への配列を促進するように適合され、そこで
（ｉ）  前記電荷移動層がパターン化されるか、又は前記発光層に面する前記電荷移動層の表面に周期的表面構造を持ち、パターン又は表面構造が前記配列を促進させ、及び／又は
（ｉｉ）  前記電荷移動層アセンブリの追加の層が配列層であり、これは配列を促進し、及び前記電荷移動層と前記発光層との間に設けられる、ＯＬＥＤである。
【００１１】
前記光学的双極子の配列は通常は、前記発光層の分子の、分子軸が１つの共通の好ましい方向を指すように自己配列することにより達成され得る。
【００１２】
前記発光層の分子の光学的双極子が１つの共通の方向へ配列されると、前記発光層内の前記双極子により生成される光は１つの特定の方向に発光される。前記分子軸及び従ってまた前記発光分子の光学的双極子の配列の制御により、発光の方向が制御され、より多くの光が隣接する層に透過され、発光層内への導光による閉じ込めがない。従って、発光層の分子が配列されない場合に比較してより多くの光が発光層から抽出され得る。
【００１３】
通常は、前記配列層は、前記電荷移動層と前記発光層との間に設けられ、及び前記電荷移動層と前記発光層との両方に直接接触する。前記発光層への電荷移動が保証されるために、前記配列層は単分子層を含み得る。
【００１４】
前記パターン又は周期的表面構造の好ましい寸法は、前記機構のうちの優勢な機構に依存する。本発明の実施態様では、前記電荷移動層の周期的構造は、１０オングストローム（Ａ）から１００ｎｍの範囲の周期的寸法を持ち、これは発光分子の配列を促進することで効果的に光出力カップリングを増加させるために適した範囲である。本発明の他の実施態様では、前記電荷移動層の周期的構造は、１ｎｍから１００μｍの範囲、例えば１ｎｍから１μｍの範囲の周期的寸法を持つ。
【００１５】
本発明の実施態様、特に光出力カップリング効率が前記機構（１）又は（２）の１つで増加される場合の実施態様では、前記電荷移動層は、前記ＯＬＥＤの層の全ての他の層の屈折率よりも小さい屈折率を持ち得る。前記電荷移動層の低い屈折率は、前記発光層／電荷移動層境界での全内部反射の臨界角を増加するように寄与する。そのような実施態様では、前記電荷移動層の周期的構造は、１ｎｍから１００μｍの範囲、例えば１ｎｍから１μｍの範囲での周期寸法を持ち得る。
【００１６】
本発明の実施態様では、前記電荷移動層はフォトニック結晶を形成し得る。そのような実施態様では、前記フォトニック結晶の面内方向での状態の光学密度は、パターン化された又は前記表面構造を持つ電荷移動層により抑制され得る、及び／又は前記層垂直に関して定義される全内部反射の臨界角（θＣ）よりも小さい角度を持つ方向での状態の光学密度は、パターン化された、又は前記表面構造を持つ電荷移動層により強化され得る。従って、前記発光層から始まる前記正孔移動層への光の伝搬が強化される。そのような実施態様では、前記電荷移動層の周期的構造は、１ｎｍから１００μｍの範囲、例えば１ｎｍから１μｍの範囲で周期的寸法を持ち得る。
【００１７】
他の側面で、本発明はここで記載されたＯＬＥＤの製造の方法を提供し、前記方法は次のステップ：
（ａ）  基板上に第１の電極を設けて層スタックの基礎を形成するステップ；
（ｂ）  前記層スタック上に電荷移動層を形成するステップ；
（ｃ）  前記電荷移動層をパターン化するか、又は前記電荷移動層をエンボス化して表面構造を持たせるステップ；又は
（ｄ）  前記パターン化又はエンボス化された電荷移動層上に発光層を形成するステップ、又は前記配列層上に発光層を形成し、それにより前記発光層の分子の軸が１つの共通の望ましい方向に配列され；及び
（ｅ）  前記層スタック上に第２の電極を設けるステップ、を含む。
【００１８】
ステップ（ｃ）のエンボス化はナノインプリント技術を用いて実施され得る。
【００１９】
本発明の実施態様では、前記層の少なくとも１つが溶液プロセスで処理される。溶液プロセスは層の真空蒸着堆積よりも簡便であり、この製造プロセスをより簡単にかつ安価なものにする。また、溶液プロセスは、１つのステップで望ましい厚さの滑らかな層を製造することができる。具体的には、前記電荷移動層は溶液プロセスで処理され得る。従って、本発明の実施態様では、ステップ（ｂ）の少なくとも１つは溶液プロセス技術を用いて実施され得る。さらに、ステップ（ｄ）及び（ｅ）の少なくとも１つは真空プロセス技術を用いて実施され得る。
【００２０】
留意すべきことは、本発明は特許請求の範囲に記載される構成の全ての可能な組み合わせに関する、ということである。
【００２１】
本発明のこれらの側面及び他の側面について、本発明の実施態様を示す添付の図面を参照して以下より詳しく説明される。図で示されるように、層及び領域（ゾーン）のサイズは説明目的のために誇張されており、本発明の実施態様の一般的な構造を説明するために与えられている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の１つの実施態様による装置の断面側面図を示す。
【図２】図２は、本発明の他の実施態様による装置の断面側面図を示す。
【図３】図３は、本発明の他の実施態様による装置の部分の断面側面図を示す。
【図４】図４は、本発明の他の実施態様による装置の部分の断面側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明者は次の知見を得た。即ち、ＯＬＥＤの光出力カップリング効率は、発光層に隣接して層（通常は、正孔移動層などの前記発光層と前記アノードの間に位置され、エンボス化された周期的表面構造を持つ）を設けるか、又は前記層をパターン化することで改善される、ということである。本発明者はさらに次の知見を得た。即ち、パターン化されるか又は前記周期的表面構造を持つ前記電荷移動相に代えて又は加えて、ＯＬＥＤの光出力カップリング効率は、前記電荷移動層と前記発光層の間に配向層を取り入れることで、前記配向層が、前記発光層の分子の光学的双極子を共通する１つの好ましい方向へ配向させることで、改善される、ということである。
【００２４】
図１は、本発明による有機発光装置の断面図を示す。前記ＯＬＥＤ１００は、ボトム発光構成のために従来の基板１０１（例えばガラス基板）上に設けられている。前記基板１０１上には、透明アノード１０２（通常はインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ））、有機正孔移動層１０３、有機発光層１０４及び従来のカソード１０５（通常は金属から形成される）が設けられる。想定されるべきことは、前記装置はまた、前記アノード１０２と前記発光層１０４との間（例えば正孔注入層又は電気阻止層）、又は前記発光層１０４と前記カソード１０５（例えば電子注入層又は移動層又は正孔阻止層）との間、又はその両方に設けられる１又はそれ以上の追加の電荷移動又は電荷阻止層を含み得る、ということである。
【００２５】
本発明の前記有機発光装置は、小分子ＯＬＥＤ（ｓｍＯＬＥＤ）又はポリマー性有機光発光装置（ＰＬＥＤ）であり得る。
【００２６】
正孔移動層１０３は、溶液プロセス技術又は真空堆積技術により製造され得る。通常、前記正孔移動層は、従来の溶液プロセス技術、例えばスピンコーティング、インクジェット印刷、スクリーン印刷、ディッピングなどの技術を用いて与えられる。
【００２７】
さらに、前記正孔移動層（ＨＴＬ）１０３は、前記発光層に面する前記ＨＴＬの表面の周期的パターンを形成する表面構造を持って与えられる。前記構造の周期寸法は、約１ｎｍから１００ｎｍの範囲であり得る。前記表面構造は、エンボス化で与えられ得る。これにより、例えばナノインプリントリソグラフィ技術を用いる、エンボス化された表面構造が得られる。前記ＨＴＬ、の最大厚さは通常は、１ｎｍから１μｍの範囲、例えば約１００ｎｍである。前記望ましい厚さは、前記ＨＴＬの材料に依存し、又前記装置の全体の設計又は構造にも依存する。
【００２８】
いかなる理論にも縛られることなく、次のことが考えられる。即ち、外部量子収率の増加は、主に、前記正孔移動層の特性に依存して、本発明の異なる実施態様での異なる機構により主に達成され得る、ということである。
【００２９】
例えば、本発明の実施態様では、前記正孔移動層１０３は、前記隣接する発光層１０４の屈折率よりも低い屈折率を持ち得る。前記正孔移動層の低屈折率及び、パターン化又は表面構造化の組み合わせにより、前記正孔移動層内にできるだけ閉じ込められることなく前記透明基板を通じて透過することを保証される。前記アノード（通常ＩＴＯ）は、前記発光層の屈折率と類似する屈折率を持ち得る。
【００３０】
本発明の他の実施態様では、前記正孔移動層１０３はフォトニック結晶を形成する。そのようなフォトニック結晶では、前記正孔移動層がパターン化されているか又は前記のような表面構造を持つことから、面内方向での光学密度を下げ及び／又は全内部反射（θｃ、前記層の垂直に対して）の臨界角よりも小さい入射角を持つ方向での状態の光学密度を上げる。従って、前記正孔移動層を通る前記発光層からの光の伝播が増加する。
【００３１】
フォトニック結晶ＨＬＴは前記発光層１０４の屈折率よりも小さい屈折率を持ち得る。
【００３２】
前記のフォトニック結晶を用いる本発明の実施態様では、前記正孔移動層の構造化表面は、前記発光層内のパターン化発光を与えるように適合され得る。図２は、発光層２０４と直接接触する構造化正孔移動層２０３を含むＯＬＥＤの部分を示す。前記構造化構成により、前記ＨＴＬ２０３のある領域２０３ａは他の領域２０３ｂよりも小さい厚さの層を持つ。領域２０３ａのより小さい厚さが、正孔について最も低い抵抗値を与えることから、正孔は優先的に領域２０３ａを介して注入され、発光は従って前記正孔移動層の領域２０３ａに隣接する発光層の領域２０４ａで優先的に起こることとなる。図３で示される他の実施態様では、前記正孔移動層の小さい厚さの領域は除かれ（例えば、異方性の反応性イオンエッチングにより）、パターン化（不連続の）正孔移動層が形成される。ここでは、正孔は残る正孔移動層の領域３０３ａを通じてのみ注入され、従って光は前記ＨＴＬの領域３０３ａに隣接する発光層の領域３０４ａから発光されることとなる。そのような局所的発光領域の空間分布は、光を強め合う干渉の方向を制御することを可能にする。従って光の強め合う干渉が、全内部反射の臨界角よりも小さい前記発光層／ＨＴＬ境界での入射角を持つ方向で達成され得る。さらに光の弱め合う干渉が、全内部反射の臨界角よりも大きい入射角を持つ方向で達成され得る。従って、発光の方向は、前記発光層−ＨＴＬ境界での全内部反射が低減、最小化又は完全に抑制されるように適合され得る。
【００３３】
ここで使用される、層についての「パターン化」とは、前記層が不連続であり、その基礎表面上にあるパターンが形成されている（例えば、リソグラフィ又はエッチングにより、最初の連続層の選択された部分を除去することで形成される）ことを意味する。
【００３４】
ここで使用される、層についての「構造化された表面」又は「エンボス化」とは、前記層が、その表面上を部分的にパターン化されてインプリントを形成するか、エンボス化されるが、層厚さは完全には除去されずに基礎層又は基板の表面が暴露される、ことを意味する。従って表面構造化又はエンボス化層は連続である。
【００３５】
さらに本発明者は、ＯＬＥＤの光出力カップリングはまた、前記発光層の分子を配列させて、前記発光分子の分子軸を１つの共通の好ましい方向に配列させるようにすることで、改善されるということを見出した。前記発光層の分子の分子軸の配列のよって、前記分子の光学双極子が配列され、それにより光が既定の方向に発光する。従って、前記分子軸の配列を促進又は制御することで、発光の方向が促進又は制御されて、全内部反射を起こさない方向での光の発光を増加させ、それにより全内部反射を起こす方向での光の発光を低減又は抑制して、光出力カップリングを増加させることとなる。
【００３６】
前記配列される分子軸の好ましい方向に関して配列された光学双極子の好ましい方向は、使用される材料に依存し、さらにこれらの方向はお互いに異なり得る。
【００３７】
前記発光分子の配列は、前記配列を促進する周期的表面構造でエンボス化された正孔移動層の上に発光層を堆積することで達成され得る。従って、図１に記載されたＨＴＬ、のパターン化又は表面構造はまた光学双極子の配列に寄与し、それにより前記の機構による光出力カップリングを増加させることができる。
【００３８】
しかし、前記ＨＴＬの異なる寸法のパターン又は周期的表面構造であっても多かれ少なかれ前記配列効果を達成する、ということも考えられる。例えば、分子軸の配列を促進するために。ＨＴＬのパターン又は表面構造は、１ｎｍから１００ｎｍの範囲、又はより小さい範囲、例えば約１０Ａ（オングストローム）又は２０Ａから１００ｎｍまでの範囲を持ち得る。前記パターン又は表面構造のより大きい寸法、例えば１μｍまで又は１００μｍなどのより大きい寸法は、前記発光分子の配列を促進するというより、主に低屈折率との組み合わせにより光出力カップリングを増加させ得る。従って、ＨＴＬのパターン又は表面構造の最適寸法は、本発明の異なる実施態様についてそれぞれ異なり得る。
【００３９】
ここで使用される「自己配列」とは、小さい分子の分子軸が１つの共通の好ましい方向に配列されるように、小分子自ら配列する現象を意味する。
【００４０】
ここで使用される「共通の好ましい方向」とは、物質又は材料の異方性の現象を意味し、そのような物質又は材料（発光物質）の分子の分子軸が、前記分子を配列するように誘導する前記物質が堆積された上に存在する物理的及び／又は化学的構造などの特定の状態に置かれた場合に、自動的に配列する方向を意味する。留意すべきことは、ここで用語「好ましい」との表現は、選択的な構成でなく、前記物質自体の性質を意味する、ということである。
【００４１】
発光物質の分子が配列すると、分子軸は一般には共通の好ましい方向を指す。この共通の好ましい方向は実質的に前記層平面に垂直であり得るか、又は前記層平面に関して傾いている。
【００４２】
従来の小分子ＯＬＥＤ（ｓｍＯＬＥＤ）では、発光分子の光学双極子は発光層内でランダムに配列され、光は全ての方向から発光され、従っていくらかの光は道光により失われる。ポリマー性ＯＬＥＤ（ＰＯＬＥＤ）はしかし、ある程度の分子秩序性（配列）を有する。従って、本発明のこの実施態様はｓｍＯＬＥＤの応用に最も効果的であり得るが、ＰＬＥＤでもポリマー性発光物質の分子秩序性をさらに増加させるために使用され得る。
【００４３】
ＨＴＬ１０３の表面構造は、前記発光層１０４が前記構造上に適用されると、１つの共通の好ましい方向に発光物質の分子軸の自己配列を促進し得る。発光物質の自己配列は知られた方法で検出でき、例えばＤ．  Ｙｏｋｏｙａｍａ、  Ｍ．  Ｍｏｒｉｗａｋｅ及びＣ．Ａｄａｃｈｉの「Ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ  ｎａｒｒｏｗ  ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ  ａｔ  ｃｕｔｏｆｆ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｆｒｏｍ  ｅｄｇｅｓ  ｏｆ  ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｐｕｍｐｅｄ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｆｉｌｍｓ」（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ２００８、１０３、１２３１０４）に記載されている。
【００４４】
又は、前記分子軸の配列及びそれによる光学的双極子の配列は前記発光層に隣接する別の配列層（例えば、前記正孔層上に設けられる）を用いて達成できる。配列層は、前記のパターン化又は表面構造化された正孔移動層と組み合わせて使用され得る。
【００４５】
図４は、本発明の１つの実施態様によるＯＬＥＤを示し、発光分子の自己配列は、前記正孔移動層上に設けられ、前記発光層に直接接触する配列層により達成される。前記装置４００は、図１を参照して説明された、基板４０１、アノード４０２、発光層４０４及びカソード４０５、滑らかな正孔移動層４０４及び前記正孔移動層４０３及び発光層４０４との間に配置された薄い配列層４０６（これは発光分子の配列を促進する）を含む。
【００４６】
発光層から、発光層への電荷移動を制限しないように、前記配列層は電荷移動（ここでは、下の電荷移動層から前記発光層への正孔移動）を可能とする。従って、この実施態様の配列層は導電性又は半導電性であり得る。しかし従来の配列層はしばしば絶縁性物質である。前記電荷移動を可能とするために、前記配列層（ポリイミドなどの従来の配列層物質を含み得る）は、分子の単一層から形成される単分子層などのように非常に薄く作られ得る。そのような層では、トンネル確率が許容される電荷移動を与えるに十分に高くなる。しかし、前記配列層はまた、前記物質を化学的に導電性に変性され得る。
【００４７】
前記配列層は、ポリイミド又はポリ（フェニレンビニレン）などの従来の配列物質を含み得る。前記配列層が単分子層である実施態様では、自己配列単分子層（ＳＡＭ）であり得る。自己配列単分子層の例には、チオール系、特にアントラセン−２−チオール（ａｎｔｈｒａｃｅｎｃｅ−２−ｔｈｉｏｌ）ＳＡＭなどのアセンチオール（ａｃｅｎｅｔｈｉｏｌ）系ＳＡＭが含まれる。金基板上のアントラセン−２−チオールＳＡＭの形成及び構造についての研究は、Ｄ．Ｋａｆｅｒ、Ｇ．Ｗｉｔｔｅ、Ｐ．Ｃｙｇａｎｉｋ、Ａ．Ｔｅｒｆｏｒｔ及びＣ．Ｗｏｌｌの「Ａ  ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ  ｏｆ  ａｎｔｈｒａｃｅｎｃｅｔｈｉｏｌ  ｏｎ  ｇｏｌｄ：ｅｆｆｅｃｔｓ、ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、ａｎｄ  ｓｔａｂｉｌｉｔｙ」（Ｊ  Ａｍ  Ｃｈｅｍ  Ｓｏｃ．、２００６、１２８、１７２３−１７３２）に記載されている。
【００４８】
前記配列層は、例えばこすったり、又は光照射（光配列）により処理して前記配列層の分子の望ましい方向を与えることができる。
【００４９】
図４の装置は場合により１又はそれ以上の追加の前記有機層を含み得る。
【００５０】
前記のように、発光分子の自己配列は、図１を参照して上で説明した表面構造を持つ正孔移動層１０３及び図４の配列層４０６との組み合わせにより達成され得る。従って、前記配列層は、図４の滑らかな正孔移動層４０３か、図１の構造化正孔層１０３のいずれかと組み合わせて使用され得る。
【００５１】
本発明の装置の正孔移動層は、優れた正孔移動性を持つ、ＰＥＤＯＴなどの従来の物質から作られ得る。これはドープされているか、されていなくてもよい。又は前記正孔移動層は、真空蒸着されたか又は印刷された小分子物質からなり得る。
【００５２】
さらに本発明は前記の装置を製造する方法を提供する。
前記方法は：
（ａ）  層スタックの基礎を形成するために、基板上に第１の電極層を形成し；
（ｂ）  前記層スタック上に電荷移動層を形成し；
（ｃ）  表面構造を持つように前記電荷移動層をパターン化又はエンボス化するか又は前記電荷移動層上に配列層を形成し；
（ｄ）  前記パターン化又はエンボス化された電荷移動層上に発光層を形成するか又は前記配列層上に発光層を形成して、それにより前記発光層の分子の分子軸が共通の好ましい方向に配列され；及び
（ｅ）  前記層スタック上に第２の電極層を与える、ことを含む。
【００５３】
前記電荷移動層は、通常は正孔移動層であり、前記第１の電極、通常はアノード上に直接形成され得る。しかし、場合により１又はそれ以上の有機層（例えば電荷注入層、特に正孔注入層）が前記第１の電極と前記電荷移動層との間に設けられ得る。そのような実施態様では、１つのステップで前記電荷注入層が前記第１の電極上に形成され、続くステップで前記電荷移動層が前記電荷注入層の上に形成され得る。
【００５４】
前記のように、前記正孔移動層のパターン化又はエンボス化は、例えばナノインプリントリソグラフィなどの知られたパターン化技術により達成され得る。そのような技術は、例えば、Ｊａｎ  Ｈａｉｓｍａ等の「Ｍｏｌｄ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｎａｎｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：  Ａ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ｒｅｌｉａｂｌｅ  ｐａｔｔｅｒｎ  ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ」（Ｊ  Ｖａｃ  Ｓｃｉ  Ｔｅｃｈｎｏｌ  １９９６、Ｂ１４（６）４１２４−４１２８）、Ｓｔｅｐｈｅｎ  Ｙ．Ｃｈｏｕ等の「Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」（Ｊ  Ｖａｃ  Ｓｃｉ  Ｔｅｃｈｎｏ  １９９６、Ｂ１４（６）４１２９−４１４１３３）、Ｍａｒｃ  Ｖｅｒｓｃｕｕｒｅｎ及びＨａｎｓ  ｖａｎ  Ｓｐｒａｎｇの「３Ｄ  ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｂｙ  ｓｏｌ−ｇｅｌ  ｉｍｐｒｉｎｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」（Ｍａｔｅｒ  Ｒｅｓ  Ｓｏｃ  Ｓｙｍｐ  Ｐｒｏｃ  ２００７、１００２−Ｎ０３−０５）、及びＨｅｌｍｕｔ  Ｓｃｈｉｆｔの「Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：Ａｎ  ｏｌｄ  ｓｔｏｒｙ  ｉｎ  ｍｏｄｅｒｎ  ｔｉｍｅｓ？Ａ  ｒｅｖｉｅｗ」（Ｊ  Ｖａｃ  Ｓｃｉ  Ｔｅｃｈｎｏｌ  ２００８、Ｂ２６（２）、４５８−４８０）に記載されている。
【００５５】
パターン化又は表面構造化正孔移動層及び配列層を両方含む実施態様では、前記ステップ（ｃ）には、前記正孔移動層をパターン化又はエンボス化し、及び続いて前記配列層を前記正孔移動層上に適用することの両方を含む。
【００５６】
本発明の実施態様では、ステップ（ｃ）で少なくとも前記正孔移動層は、スピンコーティング、インクジェット印刷、スクリーン印刷又はディッピングなどの従来の溶液プロセス技術により形成され得る。そのような実施態様では、溶液プロセスで適用される層、例えば正孔移動層は溶液プロセス可能な材料から作られる。通常前記層、例えば場合によりドーパント物質を含み得る正孔移動材料は、固体として与えられ、前記装置スタック上に適用される前に有機溶媒中に溶解される。
【００５７】
さらに、少なくとも電荷移動層が溶液プロセスで形成されるような実施態様では、ステップ（ｅ）及び（ｆ）の少なくとも１つは、ハイブリッドＯＬＥＤを製造するように真空プロセス技術で達成され得る。
【００５８】
本発明の実施態様の配列層は、溶液プロセス、通常はスピンコーティングにより形成され得る。又は、配列層が単分子層である実施態様では、前記単分子層は蒸発により適用され得る。
【００５９】
さらに、前記配列層は、前記配列層分子の特定の方向を与え、それにより続いて適用される前記発光層の分子の特定の配列を促進するために、ひっかき又は光配列の対象とされる。
【００６０】
当業者は、本発明が前記好ましい実施態様に全く限定されるものではない、いうことを理解する。逆に、多くの修正・変更が添付の特許請求の範囲の範囲内で可能である。例えば、前記ＯＬＥＤはトップ発光装置として構成され得る。そのような実施態様では、前記パターン化されるか周期的表面構造が与えられた電荷移動層は、前記カソード層及び前記発光層の間に設けられた電荷移動層であり得、及び任意の配列層は前記電荷移動層と前記発光層との間に設けられ得る。又は、他の実施態様では、前記ＯＬＥＤスタックはフリップされ、前記カソードが前記基板上に位置する第１の電極を形成し、前記アノードが前記装置の最上部層を形成する。
【図１】
2013527606.tif 000003
【図２】
2013527606.tif 000004
【図３】
2013527606.tif 000005
【図４】
2013527606.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月30日(2012.10.30)
【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】
有機発光装置（ＯＬＥＤ）であり、前記有機発光装置は：
第１の電極；
第２の電極；
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた有機発光層；及び
前記第１の電極と前記発光層との間に設けられた有機電荷移動層とを含み、
（ｉ）前記電荷移動層が、前記発光層に面した前記電荷移動層の表面上がパターン化されるか又は表面構造を与えられ、前記電荷移動層が前記ＯＬＥＤの層の他の全ての層の屈折率よりも小さい屈折率を持ち、かつ前記電荷移動層の前記パターン又は周期的表面構造が１ｎｍから１００μｍの範囲の周期的寸法を持つ、ＯＬＥＤ。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＬＥＤであり、前記電荷移動層がフォトニック結晶を形成する、ＯＬＥＤ。
【請求項３】
請求項１に記載のＯＬＥＤであり、前記電荷移動層の周期的構造が１ｎｍから１μｍの範囲の周期的寸法を持つ、ＯＬＥＤ。
【請求項４】
請求項１に記載のＯＬＥＤであり、前記少なくとも１つの層が、溶液プロセスされる、ＯＬＥＤ。
【請求項５】
請求項４に記載のＯＬＥＤであり、少なくとも前記電荷移動層が溶液プロセスされる、ＯＬＥＤ。
【請求項６】
請求項１に記載のＯＬＥＤを製造する方法であり、前記方法は次のステップ：
（ａ）  層スタックの基礎を形成するために、基板上に第１の電極層を形成するステップ；
（ｂ）  前記層スタック上に電荷移動層を形成するステップ；
（ｃ）  表面構造を持つように前記電荷移動層をパターン化又はエンボス化するか又は前記電荷移動層上に配列層を形成するステップ；
（ｄ）  前記パターン化又はエンボス化された電荷移動層上に発光層を形成するステップ；及び
（ｅ）  前記層スタック上に第２の電極層を与えるステップ、を含む方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であり、前記エンボス化がナノインプリント技術を用いて実施される、方法。
【請求項８】
請求項７に記載のＯＬＥＤを製造するための請求項６に記載の方法であり、前記少なくともステップ（ｂ）が溶液プロセス技術を用いて実施される、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であり、前記ステップ（ｄ）及び（ｅ）の少なくとも１つが、真空処理技術を用いて実施される、方法。
【国際調査報告】
2013527606.tif 000007
2013527606.tif 000008
2013527606.tif 000009
2013527606.tif 000010
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