(57)【要約】  本発明は、基板１の上にエレクトロルミネッセンス層スタック２を有する、改善された光アウトカップリングを備えるＯＬＥＤ装置であって、前記エレクトロルミネッセンス層スタック２が、有機発光層スタック６であって、前記有機発光層スタック６に駆動電圧を印加する、前記基板１に面する第１電極３と、第２電極７との間に挟まれる１つ以上の有機層を備える有機発光層スタック６、及び前記有機発光層スタック６と、前記第２電極７との間に配設される第１電子輸送層スタック４ａを有し、前記電子輸送層スタック４ａが、低い屈折率を持つ第１電子輸送材料で作成される電子輸送層４１、及び少なくとも１つのｎ型ドーピングした層４０、４２を有するＯＬＥＤ装置を提供する。本発明は、更に、これらのＯＬＥＤ装置を製造する方法に関する。
2014502041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上にエレクトロルミネッセンス層スタックを有する有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記エレクトロルミネッセンス層スタックが、有機発光層スタックであって、前記有機発光層スタックに駆動電圧を印加する、前記基板に面する第１電極と、第２電極との間に挟まれる１つ以上の有機層を備える有機発光層スタック、及び前記有機発光層スタックと、前記第２電極との間に配設される第１電子輸送層スタックを有し、前記電子輸送層スタックが、低い屈折率を持つ第１電子輸送材料で作成される電子輸送層、及び少なくとも１つのｎ型ドーピングした層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
前記第１電子輸送材料が、1.3と1.65との間の屈折率ｎ、好ましくは、1.4と1.57との間の屈折率ｎを持つことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 
【請求項３】
前記第１電子輸送材料が、フッ素原子を含む有機化合物であり、好ましくは、前記第１電子輸送材料が、完全にフッ素化されることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。  
【請求項４】
前記第１電子輸送材料が、2,4,6-トリス-(ノナフルオロビフェニル)-1,3,5-トリアジンであることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 
【請求項５】
前記第１電子輸送層スタックが、２つのｎ型ドーピングした層を更に有し、前記電子輸送層が、前記２つのｎ型ドーピングした層の間に配設されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセンス装置が、前記第１電極と前記有機発光層スタックとの間に配設される第１電荷発生層スタックであって、前記第１電荷発生層スタックが、少なくとも、前記第１電極に面するｎ型ドーピングした層と、前記有機発光層スタックに面するｐ型ドーピングした層とを有する第１電荷発生層スタック、及び前記第１電荷発生層スタックと前記第１電極との間に配設され、前記第１電子輸送材料で作成される別の電子輸送層を少なくとも有する少なくとも第２電子輸送層スタックを更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 
【請求項７】
前記第２電子輸送層スタックが、前記電子輸送層と前記第１電極との間に配設されるｎ型ドーピングした層を更に有することを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項８】
前記エレクトロルミネッセンス層スタックが、前記第１電子輸送層スタックと前記第２電極との間に配設される第２電荷発生層スタックを更に有し、前記第２電荷発生層スタックが、ｎ型ドーピングした層とｐ型ドーピングした層とを有し、前記ｐ型ドーピングした層が前記第２電極に面することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項９】
前記第２電荷発生層スタックと前記第２電極との間に第２正孔輸送層が配設され、好ましくは、更に、前記正孔輸送層と前記第２電極との間にｐ型ドーピングした中間層が配設されることを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１０】
前記第１電荷発生層スタック及び／又は前記第２電荷発生層スタックが、少なくとも、前記ｐ型ドーピングした層内へのｎ型ドーパントの拡散及び／又は前記ｎ型ドーピングした層内へのｐ型ドーパントの拡散を阻止するために、前記ｎ型ドーピングした層と前記ｐ型ドーピングした層との間に障壁層を更に有することを特徴とする請求項１又は８に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス層スタックを備える有機エレクトロルミネッセンス装置を製造する方法であって、
少なくとも第１電極で覆われた基板を設けるステップと、
前記第１電極の上に、少なくとも、前記有機発光層スタックを堆積させるステップと、
前記有機発光層スタックの上に、低い屈折率を持つ第１電子輸送材料で作成される電子輸送層、及び少なくとも１つのｎ型ドーピングした層を有する第１電子輸送層スタックを堆積させるステップと、
前記第１電子輸送層スタックの上に、前記第２電極を堆積させるステップとを有する方法。
【請求項１２】
前記第１電子輸送層スタックを堆積させるステップが、
前記有機発光層スタックの上に、前記ｎ型ドーピングした層を堆積させるステップと、
前記ｎ型ドーピングした層の上に、前記電子輸送層を堆積させるステップと、
前記第１電子輸送層の上に、別のｎ型ドーピングした層を堆積させるステップとを有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１電極の上に、前記第１電子輸送材料で作成される別の電子輸送層を少なくとも有する第２電子輸送層スタックを堆積させるステップと、
前記第２電子輸送層スタックの上に、第１電荷発生層スタックを堆積させるステップとを更に有し、前記第１電荷発生層スタックが、少なくとも、ｎ型ドーピングした層と、前記有機発光層スタックに面するｐ型ドーピングした層とを有する請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２電子輸送層スタックを堆積させるステップが、前記電子輸送層と前記第１電極との間にｎ型ドーピングした層を堆積させるステップを更に有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１電子輸送層スタックと前記第２電極との間に第２電荷発生層スタックを堆積させるステップを更に有し、前記第２電荷発生層スタックが、ｎ型ドーピングした層とｐ型ドーピングした層とを有し、前記ｐ型ドーピングした層が前記第２電極に面する請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された光アウトカップリングを備える有機エレクトロルミネッセンス装置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンスダイオードは、このような有機エレクトロルミネッセンス装置に駆動電圧が印加される場合に有機分子が光を発する装置（ＯＬＥＤ）である。前記ＯＬＥＤは、一般に、透明な基板であって、２つの電極層、一般に、前記基板の上の、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）で作成される透明な陽極、及び有機層スタックの上の、アルミニウムで作成される反射性陰極の間に配設される有機発光層スタックを有し、前記基板の上に堆積されるエレクトロルミネッセンス層スタックを備える透明な基板を有する。前記有機分子は、湿気及び酸素に影響されやすいことから、前記層スタックは、前記基板の上に封止されるガス密カバー蓋によって、封入される。前記ＯＬＥＤを動作させるためには、数ボルト、例えば、2乃至15V程度の駆動電圧が印加される。前記有機層及び前記透明な基板の光学特性、並びに有機層と基板との間の面、及び基板と空気との間の面において結果として生じる全反射により、前記有機層内で生成される光の２０％しか、前記有機エレクトロルミネッセンス装置の外へ結合されない。生成される光の大半が、ガラス基板及び前記有機層内に閉じ込められる。光アウトカップリングが改善されることができる有機エレクトロルミネッセンス装置を得ることは望ましいだろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、改善された光アウトカップリング特性を持つＯＬＥＤ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、基板の上にエレクトロルミネッセンス層スタックを有する有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記エレクトロルミネッセンス層スタックが、有機発光層スタックであって、前記有機発光層スタックに駆動電圧を印加する、前記基板に面する第１電極と、第２電極との間に挟まれる１つ以上の有機層を備える有機発光層スタック、及び前記有機発光層スタックと、前記第２電極との間に配設される第１電子輸送層スタックを有し、前記電子輸送層スタックが、低い屈折率を持つ第１電子輸送材料で作成される電子輸送層、及び少なくとも１つのｎ型ドーピングした層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置によって達成される。屈折率は、本発明によれば、これらの屈折率が、透明な材料であって、光が、前記透明な材料を通って前記ＯＬＥＤ装置の外へ結合される透明な材料の屈折率に近い場合には、低いと示される。所謂底部発光体(bottom emitter)の場合には、前記基板は、透明な材料、例えば屈折率が約1.5であるガラスで作成される。一般に、低い屈折率は、約1.5という値を持つ。前記ｎ型ドーピングした層は、前記電子輸送層と前記有機発光層スタックとの間に、又は前記電子輸送層と前記第２電極との間に配設され得る。他の実施例においては、前記電子輸送層スタック内に配設されるｎ型ドーピングした層が２つ以上ある。前記ｎ型ドーピングした層の材料は、市販のｎ型ドーピングした材料、例えば、NOVALED社製のｎ型ドーピングした材料であり得る。本電子輸送層スタックは、前記ＯＬＥＤ装置の全体的な光アウトカップリングを改善するのに適している。例として、底部発光ＯＬＥＤの場合には、前記第２電極、一般には陰極の近くに配設される低い屈折率を持つ層は、エレクトロルミネッセンス層スタックと透明な基板との間の境界面から後方反射される光の量をかなり減らし、後に、前記ＯＬＥＤ装置の外へ結合される光の量を改善するだろう。前記基板内に閉じ込められる光の量は、前記第１電子輸送材料を含まないＯＬＥＤと比べて、増えるかもしれない。しかしながら、前記透明な基板内に閉じ込められる光は、前記光アウトカップリングを更に改善するための既知のアウトカップリング構造を前記透明な基板に付すことによって、環境へアウトカップリングされ得る。ＯＬＥＤ装置は、室内照明のために用いられ得ることから、本発明内で与えられる又は扱われる屈折率の値は、可視スペクトル内の波長に関する。
【０００５】
前記有機エレクトロルミネッセンス装置は、前記有機発光層スタック内で光を発生させるのに有機小分子又はポリマを利用し得る。従って、ＯＬＥＤは、小分子有機発光装置（ＳＭＯＬＥＤ）又はポリマ発光装置（ＰＬＥＤ）と呼ばれ得る。しかしながら、ＳＭＯＬＥＤの方が、それらのよし優れた発光性能のために、好ましい。基板を通して光を発するＯＬＥＤは、底部発光体と示される。底部発光体の基板は、透明な材料、例えば、ガラス又はプラスチックで作成され、２つの本質的に平行な面を持つ。ＯＬＥＤの、基板とは反対側の面を通して光を発するＯＬＥＤは、頂部発光体と示される。前記エレクトロルミネッセンス層スタックは、陽極及び陰極のような少なくとも２つの電極と、それらの間の有機発光層とを有する。一般に、前記第１電極は、前記陽極であり、前記第２電極は、陰極である。前記有機発光層スタックは、単一の発光層から成ってもよく、又は正孔輸送層、電子輸送層、正孔阻止層、電子阻止層、例えば、埋め込まれた発光分子を備える母材を有する、１つ以上の発光層などの複数の有機層を有してもよい。当業者には、異なる数／タイプの層を有する多様なエレクトロルミネッセンス層スタックが知られており、当業者は、望ましい用途に応じて適切なエレクトロルミネッセンス層スタックを選ぶことができる。底部発光体の場合には、前記基板の上に堆積される電極は、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）で作成される、前記第１電極としての透明な陽極である。前記第２電極は、アルミニウムであり得る。本発明によるＯＬＥＤ装置は、底部発光体又は頂部発光体であり得る。 
【０００６】
前記エレクトロルミネッセンス層スタックは、湿気又は酸素が前記有機発光層スタック内に侵入するのを防止して、十分な寿命を持つＯＬＥＤを供給するために、カバー蓋によって覆われ得る。前記カバー蓋は、カバー蓋と基板との間の封入されたボリューム内への湿気及び／又は酸素の拡散に対する十分な障壁を供給する任意の適切な剛体材料で作成される。前記カバー蓋は、少なくとも湿気及び酸素に対して十分にガス密である適切な封止材料、例えば、ガラスフリット（非導電性材料）又は導電性封止材料（例えば、導電性充填物を備えるエポキシ接着剤）を付すことによって、前記基板の上に封止される。「前記基板の上に封止される」という用語は、カバー蓋と基板との間の密着接続を示す。上部に付加的な層（例えば、第１及び／又は第２電極のためのコンタクトパッド）を備える基板の場合には、前記カバー蓋は、これらの層にわたって前記基板に封止される。前記カバー蓋は、内面及び外面を持ち、前記内面は、前記カバー蓋の、前記エレクトロルミネッセンス層スタックに面する面を示す。前記外面は、それに応じた、前記カバー蓋の外面である。前記カバー蓋の形状は、前記カバー蓋の前記内面と前記エレクトロルミネッセンス層スタックとの間に隙間を設けるよう適応される。他の場合には、前記隙間には、不活性流体が充填される。前記隙間は、前記ＯＬＥＤ装置の外部から前記カバー蓋への機械的衝撃が前記エレクトロルミネッセンス層に到達するのを防止するだろう。ゲッタ材料が、一般的には、前記前記カバー蓋の前記内面に取り付けられ、前記隙間内に配設され得る。カバー蓋とエレクトロルミネッセンス層スタックとの間の隙間は、数ミリメートルまでの寸法を持ち得る。一般に、前記隙間には、気体、例えば、乾燥窒素が充填される他の例においては、前記隙間には、乾燥周囲空気が充填され得る。頂部発光ＯＬＥＤの場合には、前記カバー蓋は、透明でなければならず、例えば、ガラスで作成されたカバー蓋である。
【０００７】
実施例においては、前記第１電子輸送材料は、1.3と1.65との間の屈折率ｎ、好ましくは、1.4と1.57との間の屈折率ｎを持つ。隣接する層の可視スペクトル内の波長に対する屈折率は、一般に、1.46乃至1.56（前記基板としてのクラウンガラス又はホウケイ酸塩）、1.8乃至2.0（前記第１電極としてのＩＴＯ）、及び前記有機層の1.8乃至1.9である。前記第１電子輸送材料は、前記基板の屈折率に近い屈折率ｎ、好ましくは、前記基板と同じｎの値を持つべきである。これらの屈折率と比べて、低ｎ電子輸送層の屈折率は、他の有機層の屈折率より低く、改善された光アウトカップリングをもたらし、それ故、このような低ｎ電子輸送層のないＯＬＥＤ装置と比べて或る駆動電圧において改善された明るさを持つＯＬＥＤ装置をもたらす。前記エレクトロルミネッセンス層スタックの他の層、例えば、前記有機発光層スタック内の電子輸送層（ＥＴＬ層）の中に存在する電子輸送材料を、低い屈折率を持つ電子輸送材料に置き換えることは、更に有利である。なぜなら、これは、全ての前記有機層の平均屈折率を低下させ、後に、そうでなければ前記第１電極／有機発光層スタック内へ導波される光の少なくとも一部が、前記ガラス基板に入り込むことができるからである。
【０００８】
実施例においては、前記第１電子輸送材料は、フッ素原子（Fluor atom）を含む有機化合物である。本フッ素原子は、フッ素原子を含まない対応する分子に比べて屈折率を減らす。フッ素原子を含む電子輸送（又は伝導）材料は、低い屈折率を持つ。それ故、一般的な電子輸送（又は伝導）材料の代わりにフッ素化電子輸送材料を用いることは有利である。フッ素化電子輸送材料は、一般に、1.3乃至1.65の範囲内の様々な屈折率を持つ。好ましくは、前記第１電子輸送材料は、完全にフッ素化される。好ましい実施例においては、前記第１電子輸送材料は、特定の波長に依存して1.53から1.57に及ぶ屈折率を持つ以下の化学式を持つ2,4,6-トリス-(ノナフルオロビフェニル)-1,3,5-トリアジンである。
【数１】
2014502041.tif 000003
【０００９】
更に、2,4,6-トリス-(ノナフルオロビフェニル)-1,3,5-トリアジンは、ＯＬＥＤ装置に優れた寿命特性を与える安定化合物である。
【００１０】
実施例においては、前記第１電子輸送層スタックは、２つのｎ型ドーピングした層を更に有し、前記電子輸送層は、前記電子輸送層スタックの光アウトカップリング特性を改善するよう前記２つのｎ型ドーピングした層の間に配設される。
【００１１】
別の実施例においては、前記有機エレクトロルミネッセンス装置は、前記第１電極と前記有機発光層スタックとの間に配設される第１電荷発生層スタックであって、前記第１電荷発生層スタックが、少なくとも、前記第１電極に面するｎ型ドーピングした層と、前記有機発光層スタックに面するｐ型ドーピングした層とを有する第１電荷発生層スタック、及び前記第１電荷発生層スタックと前記第１電極との間に配設され、前記第１電子輸送材料で作成される別の電子輸送層を少なくとも有する少なくとも第２電子輸送層スタックを更に有する。前記第１電荷発生層スタックの前記ｎ型ドーピングした層及び前記ｐ型ドーピングした層の材料は、市販の材料、例えば、NOVALED社製のｎ型ドーピングした材料及びｐ型ドーピングした材料であり得る。前記電荷発生層の、前記電子輸送層に面する前記ｎ型ドーピングした層は、同時に、前記第２電子輸送層スタックの一部としてのｎ型ドーピングした層の役割を果たす。それ故、前記第２電子輸送層スタックは、前記第１電子輸送層について既に詳述したような少なくとも１つのｎ型ドーピングした層も有する層スタックとみなされ得る。
【００１２】
一般に、電子輸送層（ＥＴＬ）及び正孔輸送層（ＨＴＬ）は、前記ＯＬＥＤスタックの前記陰極側（ＥＴＬ）又は前記陽極側（ＨＴＬ）でしか用いられることができない。光学的なアウトカップリングの理由で、発光側における低い屈折率を持つ材料の使用は、前記有機層から前記ガラス基板への、後に、前記ガラスから前記ＯＬＥＤ装置の環境への、光の更に改善されたアウトカップリングを可能にする。本発明による第２電子輸送層スタック内に配設される第１電子輸送材料は、前記光アウトカップリングを更に改善することが可能な十分に低い屈折率を持つ。光を発するため、前記発光側に配設される電極は、透明でなければならない。十分に導電性であり、同時に透明である材料は、一般に前記陽極として用いられるＩＴＯなどの金属酸化物である。前記第２電極は、片側だけに光を発するＯＬＥＤを提供するためには、反射性でなければならず、それ故、前記陰極を形成するのに適した優れた導電特性を持つ金属で作成され得る。前記第２電子輸送層スタックを前記透明な電極（第１電極）の近くに配設することを可能にするためには、前記有機発光層スタックと、前記電極の前記陽極側に前記第１電子輸送材料を有する前記電子輸送層スタックとの間に、第１電荷発生層スタックが配設される必要がある。これによって、前記第１電荷発生層スタックは、逆方向に動作するｐｎ接合として働き、故に、バンド曲がりにより、電子は、最高被占軌道（ＨＯＭＯ）から最低空軌道（ＬＵＭＯ）へトンネルすることができる。このトンネルするプロセスは、スタックされたＯＬＥＤに電荷担体（電子又は正孔）を供給する。前記陽極側の第１電荷発生層の場合には、供給される前記電荷担体は、正孔である。この概念はまた、スタックするために用いられてもよく、故に、前記スタック内のｎ個のＯＬＥＤのためには、（ｎ−１）個の電荷発生層が必要とされる。前記電荷発生層は、それらの機能において、金属相互電極と比較されることができる。なぜなら、それらは担体を供給するからである。この第１電荷発生層スタックで、低い屈折率を持つ前記第１電子輸送材料の光学特性も、第２電子輸送層スタックとして利用される場合には、前記陽極である前記第１電極の側において利用され得る。前記陽極の近くに配設される低い屈折率を持つ層は、底部発光ＯＬＥＤの場合に前記透明な基板に対する境界面から反射される光の量を非常に減らし、後に、前記ＯＬＥＤ装置の外へ結合される光の量を改善するだろう。前記基板内に閉じ込められる光の量は、前記第１電子輸送材料を含まないＯＬＥＤ装置と比べて増え得る。しかしながら、前記透明な基板内に閉じ込められる光は、前記光アウトカップリングを更に改善するよう前記透明な基板に既知のアウトカップリング構造を付すことによって環境へアウトカップルされ得る。ＯＬＥＤ装置は室内照明のために用いられ得ることから、本発明内で与えられる又は扱われる屈折率の値は、可視スペクトル内の波長に関する。 
【００１３】
更に、前記第１電荷発生層は、ＩＴＯ陽極の仕事関数からＯＬＥＤスタックの電荷注入特性を切り離し、前記ＯＬＥＤ装置の優れた電荷注入特性を維持する。特に、前記第１電極としてのＩＴＯ陽極からの正孔の注入は、ＩＴＯ材料の仕事関数に極めて依存する。堆積前のＩＴＯ面の準備又はＩＴＯ層の洗浄は、ＩＴＯの仕事関数に強い影響を及ぼし、それ故、注入障壁に強い影響を及ぼし得る。前記第１電極に面するｎ型ドーピングした層と、前記有機発光層スタックに面するｐ型ドーピングした層とを有する電荷発生層スタックを用いることは、電荷輸送のために正孔輸送と電子輸送とを切り替えることを可能にする。駆動電圧を印加した後には、それ故、前記エレクトロルミネッセンス層にわたって電界を印加した後には、前記電荷発生層スタックが、電子及び正孔を分離する。前記陽極（ここでは前記第１電極）側の電子は、エネルギ障壁を経験せずに容易に前記陽極に到達することができる。この技術は、前記第１電極を、前記エレクトロルミネッセンス層スタックの残りの層から切り離す。 
【００１４】
別の実施例においては、前記第２電子輸送層スタックは、前記第２電子輸送層スタックの光アウトカップリング特性を更に改善するために、前記第１電子輸送層と前記第１電極との間に配設されるｎ型ドーピングした層を更に有する。このｎ型ドーピングした層は、前記電子輸送層から前記第１電極内への電子の注入を更に改善するためにも用いられる。適切なドーピングレベルは、一般に３乃至１０％である。
【００１５】
本電子輸送層スタックは、少なくとも、全ての前記有機層の平均屈折率を低下させ、後に、そうでなければ前記第１電極／有機発光層スタック内へ導波される光の少なくとも一部が、前記ガラス基板に入り込むことができる。
【００１６】
別の実施例においては、前記エレクトロルミネッセンス層スタックは、前記第１電子輸送層スタックと前記第２電極との間に配設される第２電荷発生層スタックを更に有し、前記第２電荷発生層スタックは、ｎ型ドーピングした層とｐ型ドーピングした層とを有し、前記ｐ型ドーピングした層は、前記第２電極に面する。第２電荷発生層スタックを用いることは、前記陰極側における電荷輸送のために正孔輸送層を用いることを可能にする。それはまた、前記陰極としての前記第２電極の仕事関数から前記ＯＬＥＤスタックの電荷注入特性を切り離し、前記ＯＬＥＤ装置の電荷注入特性を更に改善する。駆動電圧を印加した後には、それ故、前記エレクトロルミネッセンス層にわたって電界を印加した後には、前記第２電荷発生層スタックも、電子及び正孔を分離する。前記陰極（ここでは前記第２電極）側の前記ｐ型ドーピングした層からの正孔は、エネルギ障壁を経験せずに容易に前記陰極に到達することができる。この技術は、前記第２電極を、前記エレクトロルミネッセンス層スタックの残りの層から切り離す。前記第２電荷発生層スタックの前記ｎ型ドーピングした層及び前記ｐ型ドーピングした層の材料は、市販の材料、例えば、NOVALED社製のｎ型ドーピングした材料及びｐ型ドーピングした材料であり得る。好ましい実施例においては、前記第２電荷発生層スタックと前記第２電極との間に第２正孔輸送層が配設され、好ましくは、更に、前記正孔輸送層と前記第２電極との間にｐ型ドーピングした中間層が配設される。前記第２正孔輸送層は、本第２電荷発生層の効果を更に高める。
【００１７】
本発明の別の実施例においては、前記有機発光層スタックと前記第２電極との間に配設される前記第１電子輸送層スタックは、前記第１電子輸送材料の屈折率と同等の低い屈折率も持つ前記第２電極と前記第２電荷発生層との間に配設される正孔輸送層及び前記第２電荷発生層に置き換えられ得る。この別の実施例も、改善された光アウトカップリング特性を持つＯＬＥＤ装置を提供する。前記第２電極が前記陰極である場合に前記第２電極の側において正孔輸送層を利用すること可能にするためには、前記陽極である前記第１電極の側における前記電子輸送層の使用を可能にする前記第１電荷発生層について前述したのと同じ理由で、電荷発生層が必要とされる。
【００１８】
別の実施例においては、前記第１電荷発生層スタック及び／又は前記第２電荷発生層スタックは、少なくとも、前記ｐ型ドーピングした層内へのｎ型ドーパントの拡散及び／又は前記ｎ型ドーピングした層内へのｐ型ドーパントの拡散を阻止するために、前記ｎ型ドーピングした層と前記ｐ型ドーピングした層との間に障壁層を更に有する。障壁層は、一般に、１乃至10nmの厚さを持つ。適切な障壁層は、例えば、ペンタセン、又はNOVALED社製のNET-39である。 
【００１９】
本発明は、更に、本発明において主張されているようなエレクトロルミネッセンス層スタックを備える有機エレクトロルミネッセンス装置を製造する方法であって、
−  少なくとも第１電極で覆われた基板を設けるステップと、
−  前記第１電極の上に、少なくとも、前記有機発光層スタックを堆積させるステップと、
−  前記有機発光層スタックの上に、低い屈折率を持つ第１電子輸送材料で作成される電子輸送層、及び少なくとも１つのｎ型ドーピングした層を有する第１電子輸送層スタックを堆積させるステップと、
−  前記第１電子輸送層スタックの上に、前記第２電極を堆積させるステップとを有する方法に関する。
【００２０】
上で主張されているような層スタックは、本発明による頂部発光ＯＬＥＤ装置を供給する。更に、前記エレクトロルミネッセンス層スタックは、例えばカバー蓋によって、封入され得る。前記カバー蓋は、ゲッタ材料を備えている。前記有機層は、熱蒸着によって堆積され得る。正孔輸送層の場合には、これらの層は、代わりに、スピンコーティングによって堆積され得る。
【００２１】
実施例においては、前記第１電子輸送層スタックを堆積させるステップは、
−  前記有機発光層スタックの上に、前記ｎ型ドーピングした層を堆積させるステップと、
−  前記ｎ型ドーピングした層の上に、前記電子輸送層を堆積させるステップと、
−  前記第１電子輸送層の上に、別のｎ型ドーピングした層を堆積させるステップとを有する。
【００２２】
例として、前記ｎ型ドーピングした層は、上で記載したのと同じ堆積技術で堆積され得る。
【００２３】
別の実施例においては、前記方法は、
−  前記第１電極の上に、前記第１電子輸送材料で作成される別の電子輸送層を少なくとも有する第２電子輸送層スタックを堆積させるステップと、
−  前記第２電子輸送層スタックの上に、第１電荷発生層スタックを堆積させるステップとを更に有し、前記第１電荷発生層スタックは、少なくとも、ｎ型ドーピングした層と、前記有機発光層スタックに面するｐ型ドーピングした層とを有する。
【００２４】
別の実施例においては、前記第２電子輸送層スタックを堆積させるステップは、前記電子輸送層と前記第１電極との間にｎ型ドーピングした層を堆積させるステップを更に有する。例として、前記ｎ型ドーピングした層は、上で記載したのと同じ堆積技術で堆積され得る。
【００２５】
別の実施例においては、前記方法は、前記第１電子輸送層スタックと前記第２電極との間に第２電荷発生層スタックを堆積させるステップを更に有し、前記第２電荷発生層スタックは、ｎ型ドーピングした層とｐ型ドーピングした層とを有し、前記ｐ型ドーピングした層は、前記第２電極に面する。前記第２電荷発生層スタックは、前記第１電荷発生層スタックと同じようにして堆積され得る。    
【００２６】
前記方法の別の実施例においては、前記有機発光層スタックの上に、低い屈折率を持つ第１電子輸送材料で作成される電子輸送層、及び少なくとも１つのｎ型ドーピングした層を有する第１電子輸送層スタックを堆積させるステップは、前記有機発光層スタックと前記第２電極との間に電荷発生層スタックを堆積させるステップに置き換えられてもよく、この電荷発生層スタックは、ｎ型ドーピングした層とｐ型ドーピングした層とを有し、前記ｐ型ドーピングした層は、前記第２電極に面する。この電荷発生層スタックは、前記第２電荷発生層スタックと同じようにして堆積され得る。更に、前記電荷発生層スタックと前記第２電極との間には、正孔輸送層又は正孔輸送層スタックが堆積され、前記正孔輸送層は、本発明による低い屈折率を持つ正孔輸送材料で作成される。
【００２７】
下記の実施例を参照して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による有機エレクトロルミネッセンス装置の実施例を示す。
【図２】ｎ型ドーピングした層の間に配設される第１電子輸送層スタックの電子輸送層を備える、本発明による有機エレクトロルミネッセンス装置の別の実施例を示す。
【図３】電荷発生層スタックと、電荷発生層スタック及び第１電極の間に配設される付加的な第２電子輸送層スタックとを備える、本発明による有機エレクトロルミネッセンス装置の別の実施例を示す。
【図４】第２電子輸送層スタック内に、第１電極に面する付加的なｎ型ドーピングした層を備える、図３に従う有機エレクトロルミネッセンス装置の別の実施例を示す。
【図５】第１電子輸送層スタックと第２電極との間に第２電荷発生層スタックを備える、本発明による有機エレクトロルミネッセンス装置の別の実施例を示す。
【図６】第１電子輸送層スタックが、低い屈折率の材料で作成される正孔輸送層及び電荷発生層スタックに置き換えられる、別の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、透明なホウケイ酸ガラス基板１の上にエレクトロルミネッセンス層スタック２が堆積され、エレクトロルミネッセンス層スタック２が、有機発光層スタック６であって、前記有機発光層スタック６に一般に2乃至15Vの駆動電圧を印加する、ガラス基板１に面し、ＩＴＯで作成される第１電極３と、アルミニウムで作成される第２電極７との間に挟まれる、正孔輸送層６１（例えばα-NPD）と、発光層６２（例えばα-NPD:Ir(MDQ)2 acac）と、電子輸送層６３（例えばAlq3）とを備える有機発光層スタック６を有する、本発明によるＯＬＥＤの実施例を示している。更に、有機発光層スタック６と第２電極７との間には、第１電子輸送層スタック４ａが配設され、電子輸送層スタック４ａは、少なくとも１つのｎ型ドーピングした層及び低い屈折率を持つ第１電子輸送材料で作成される電子輸送層４１を有する。第１電子輸送材料は、低い屈折率を達成するためにフッ素原子を有する有機化合物から成り得る。好ましくは、第１電子輸送材料は、1.6以下の屈折率ｎ、より好ましくは、1.5以下の屈折率ｎを持つ。図１及び後に続く図に示されているＯＬＥＤ装置は、光１０が透明な基板を通して発せられることから、所謂底部発光体として示されている。しかしながら、他の実施例においては、光は、第２電極を通して発せられてもよい。好ましい実施例においては、第１電子輸送材料は、特定の波長に依存して1.53から1.57に及ぶ屈折率を持つ以下の化学式を持つ2,4,6-トリス-(ノナフルオロビフェニル)-1,3,5-トリアジンである。
【数２】
2014502041.tif 000004
【００３０】
エレクトロルミネッセンス層スタック内の層の一般的な厚さは、3nmと300nmとの間で変化し得る。別の実施例においては、正孔輸送層６１と第１電極３との間に、（ここでは図示されていない）付加的なｐ型ドーピングした中間層が配設され得る。
【００３１】
図２は、第１電子輸送層スタック４ａの電子輸送層４１が、ｎ型ドーピングした層４０、４２の間に配設される、本発明による有機エレクトロルミネッセンス装置の別の実施例を示している。
【００３２】
図３は、電荷発生層スタック５と、電荷発生層スタック５及び第１電極３の間に配設される付加的な第２電子輸送層スタック４ｂとを備える、本発明による有機エレクトロルミネッセンス装置の別の実施例を示している。第１電荷発生層スタック５は、少なくとも、第１電極３に面するｎ型ドーピングした層５１と、有機発光層スタック６に面するｐ型ドーピングした層５３とを有する。ここでは、ｎ型ドーピングした層５１は、第２電子輸送層スタック４ｂの一部としてのｎ型ドーピングした層の役割も果たす二重の機能を持つ。更に、少なくとも、ｐ型ドーピングした層５３内へのｎ型ドーパントの拡散及び／又はｎ型ドーピングした層５１内へのｐ型ドーパントの拡散を阻止するために、ｎ型ドーピングした層５１とｐ型ドーピングした層５３との間に障壁層５２が配設される。第２電子輸送層スタック４ｂは、第１電子輸送層スタック４ａ内に存在するのと同じ第１電子輸送材料で作成される電子輸送層を含み得る。 
【００３３】
図４は、電子輸送層４１を２つのｎ型ドーピングした層４０、４２（５１）の間に挟むために、第２電子輸送層スタック４ｂ内に、第１電極３に面する付加的なｎ型ドーピングした層４０を備える、図３に従う有機エレクトロルミネッセンス装置の別の実施例を示している。 
【００３４】
図５は、陰極を残りのエレクトロルミネッセンス層スタックから切り離すために、第１電子輸送層スタック４ａと陰極としての第２電極７との間に第２電荷発生層スタック９を備える、本発明による有機エレクトロルミネッセンス装置の別の実施例を示している。この場合には、第２電荷発生層スタック９と陰極７との間に正孔輸送層８が配設される。別の実施例においては、正孔輸送層と第２電極７との間に、（ここでは図示されていない）付加的なｐ型ドーピングした中間層が配設され得る。 
【００３５】
図６は、第１電子輸送層スタック４ａが、低い屈折率の材料で作成される正孔輸送層８及び電荷発生層スタック９に置き換えられる、別の実施例を示しめしている。ここでは、ＯＬＥＤ装置は、電荷発生層スタック９を１つしか含まないかもしれない。図６に従うＯＬＥＤ装置の別の実施例は、図４及び５に示されているように、第１電荷発生層スタック５及び第２電子輸送層スタック４ｂを更に含み得る。 
【００３６】
本発明による有機エレクトロルミネッセンス装置の更に別の実施例においては、エレクトロルミネッセンス層スタックが、光が基板側とは反対側の面を通して発せられる頂部発光体のように配設され得る。先の図に示されているような底部発光体としてのＯＬＥＤ装置とは対照的に、頂部発光ＯＬＥＤ装置は、透明な第２電極と、透明である必要はない第１電極とを有する。基板は、透明である必要はなく、例えば、金属基板である。エレクトロルミネッセンス層スタック２は、湿気及び／又は酸素がエレクトロルミネッセンス層２に侵入するのを防止するよう封入される。頂部発光ＯＬＥＤ装置の場合には、この封入容器は、例えば、ガラスで作成されるカバー蓋のように、透明でなければならない。
【００３７】
本発明を、図面において図示し、上記の説明において詳細に説明しているが、このような図及び説明は、説明的なもの又は例示的なものとみなされるべきであって、限定するものとみなされるべきではない。本発明は、開示されている実施例に限定されない。請求項に記載の発明を実施する当業者は、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。単に、特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【符号の説明】
【００３８】
１    基板
２    エレクトロルミネッセンス層スタック
３    第１電極
４ａ  第１電子輸送層スタック
４ｂ  第２電子輸送層スタック
４０  第１／第２電子輸送層スタックのｎ型ドーピングした層
４１  第１／第２電子輸送層スタックの第１電子輸送材料で作成される電子輸送層
４２  第１／第２電子輸送層スタックのｎ型ドーピングした層
５    第１電荷発生層スタック
５１  第１電荷発生層スタックのｎ型ドーピングした層
５２  第１電荷発生層スタックの障壁層
５３  第１電荷発生層スタックのｐ型ドーピングした層
６    有機発光層スタック
６１  正孔輸送層
６２  発光層
６３  電子輸送層
７    第２電極
８    第２正孔輸送層
９    第２電荷発生層スタック
９１  第２電荷発生層スタックのｎ型ドーピングした層
９２  第２電荷発生層スタックの障壁層
９３  第２電荷発生層スタックのｐ型ドーピングした層
１０  ＯＬＥＤ装置から発せられる光
【図１】
2014502041.tif 000005
【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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【国際調査報告】
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2014502041.tif 000012
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