(57)【要約】【課題】  誘電材料及びナノスケールの金属顆粒により構成されるナノ構造の有機電界発光光回復層（organic electroluminescent light recovery layer）を備える有機電界発光装置を提供する。【解決手段】  ナノ機構の有機電界発光光回復層の有機電界発光装置は、少なくとも１つの基板、基板上に形成される第１電極、第１電極上に形成される有機発光層、有機発光層上に形成される第２電極、及びナノ構造の有機電界発光光回復層を含み、有機発光層は第１電極と第２電極の間に配置され、またナノ構造の有機電界発光光回復層は基板と第１電極の間、有機発光層と第２電極の間、または第２電極上に配置される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、前記基板上に配置される第１電極、前記第１電極上に配置される有機発光層、前記有機発光層上に配置され第２電極、及びナノ構造の有機電界発光光回復層を含み、また前記有機発光層は前記第１電極と前記第２電極間に位置することになる有機電界発光装置。
【請求項２】
前記のナノ構造の有機電界発光光回復層はナノ構造フィルムからなり、前記ナノ構造フィルムは誘電材料及びナノスケールの金属顆粒から構成される請求項１に記載の有機電界発光装置。
【請求項３】
前記のナノ構造の有機電界発光光回復層を構成する誘電材料及びナノスケールの金属顆粒は同様または異なる方式で同時に形成され、前記のナノスケールの金属顆粒はドーパント形式で誘電材料にドープされる請求項２に記載の有機電界発光装置。
【請求項４】
基板、前記基板上に形成される第１電極、前記第１電極上に形成される有機発光層、前記有機発光層上に形成される第２電極、第１ナノ構造有機電界発光光回復層、第２ナノ構造有機電界発光光回復層、及び前記有機発光層は前記第１電極と前記第２電極間に位置する有機電界発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機電界発光装置に関するものであり、特に有機電界発光部品中の表面プラズモン共鳴により低下する外部量子の効率性を解決する有機電界発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光装置は有機発光ダイオード（OLED）としても知られ、その発光原理は有機分子材料（分子の量により小分子材料ともいえる）もしくは重合体分子材料の電圧および電場で発生する発光現象によるものである。有機電界発光装置は自発光装置なので、ドットマトリックスディスプレイが可能で、サイズのコンパクト化、高対比、低い消耗率、高解析度、早い反応、バックライトや高視角を必要としないなどの特性が期待でき、またサイズ面では、４mmのマイクロディスプレイから１００インチの屋外広告版まで対応でき、次世代のフラットパネルディスプレイ（FPD）として注目を浴びている。ディスプレイに応用できる他、有機電界発光装置は更にサイズの軽少化が可能、撓む事ができる材質である事から応用範囲はなお広がり、特に照明に適している。有機発光デバイスの発光効率性がもし、１００Lm／W以上にまで高められれば、有機電界発光ディスプレイは従来の照明光源に取って代わることができ、よって効率の向上は有機電界発光装置の進歩にとって無視することのできない重要課題となっている。
【０００３】
有機電界発光の原理は、陽極層からホールを陰極層から電子を注入することで、電界で生じる電位の差異によって、電子とホールの薄膜層での移動と集中を促し、再結合現象を生みだす。この再結合現象が放出するエネルギーは発光層分子を励起し、高エネルギー、不安定状態にさせ、そのエネルギーが放出された時、もとの低エネルギー且つ安定した状態に戻る。有機電界発光装置の発光効率は、その内部量子効率及び外部量子効率により決定される。内部量子効率は物理現象においての電気を光に転換させるプロセスの内部効率からなり、有機分子は励起された後、非対称回転配置を形成する４分の１の励起電子の一重項状態形式を有し、蛍光方式でエネルギーを放出する。しかし４分の３の励起電子は、対称回転配置の三重項状態をもち、りん光方式でエネルギーを放出する。よって、有機電界発光装置の内部量子効率は祖発光、励起のメカニズムにより決定され、また蛍光の発光材料、またはりん光の発光材料どちらを使用するかにより決定されるとも言える。
【０００４】
有機電界発光装置の外部量子効率は素子からの発光出力と有機層の発光量の比率である。つまり、有機電界発光装置が外部に向けて生産するエネルギーもしくは光子数であるともいえる。典型的な有機電界発光装置を例に挙げると、有機層が発する光は全てが装置の外面まで突き抜けることができるというわけではなく、有機電界発光装置の約４０％は装置内部で表面プラズモン共鳴により破壊される。他にも、有機材料及びガラス基板の反射率は空気より高いので、部分的な光は全反射により装置の両側で分散し、およそ８０％の光が装置の中だけで分散してしまう。よって、一般的な有機発光電界装置の外部電子効率は２０％にも満たない。もし装置内で分散されてしまう光を装置外に放出できれば、有機電界発光素子の発光効率を大幅にアップできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって、本発明の目的は、誘電材料及びナノスケールの金属顆粒により構成されるナノ構造の有機電界発光光回復層を備える有機電界発光装置の提供である。このナノ構造フィルムは有機電界発光装置と表面プラズモン共鳴でカップリングし、装置内で分散する光を外部に抽出できる他、有機電界発光装置の表面プラズモン共鳴による降下してしまう有機電界発光装置の外部量子効率の問題も解決でき、有機電界発光装置の発光効率を増加できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記の目的を達成するため、本発明は１層またはそれ以上の誘電材料及びナノスケールの金属顆粒、または有機材料及びナノスケールの金属顆粒で構成されるナノ構造の有機電界発光光回復層を備える有機電界発光装置を提供する。
【０００７】
本発明のナノ機構の有機電界発光光回復層の有機電界発光装置は、少なくとも１つの基板、基板上に形成される第１電極、第１電極上に形成される有機発光層、有機発光層上に形成される第２電極、及びナノ構造の有機電界発光光回復層を含む。有機発光層は第１電極と第２電極の間に配置され、またナノ構造の有機電界発光光回復層は基板と第１電極の間、有機発光層と第２電極の間、または第２電極上に配置される。
【０００８】
もし第２のナノ構造の有機電界発光光回復層が提供される場合、有機発光層と第２電極間、または第２電極上に配置される。
【０００９】
本発明のナノ構造有機電界発光光回復層の有機電界発光装置は、基板の一側面から発光し、上部発光（すなわち第２電極側）または両側から発光する有機電界発光装置である。
【００１０】
本発明の特徴は、ナノ構造有機電界発光光回復層を備える有機電界発光装置によるものであり、このナノ構造有機電界発光光回復層は誘電材料及びナノスケールの金属顆粒または有機材料とナノスケールの金属顆粒から構成される。ナノ構造の有機電界発光光回復層の誘電材料または有機材料とナノスケールの金属顆粒を構成するのには同様または相違する方式を用い同時に構成し、また前記のナノスケールの金属顆粒はドーパント形式を以って誘電材料または有機材料にドープする。前記のナノ構造の有機電界発光光回復層の誘電材料を構成するものとしては絶縁のシリコン化物、酸化物、炭化物、窒化物及びその複合物から形成されるものでは、酸化シリコン（SiOx）、酸化アルミニウム（AlOx）、酸化マグネシウム（MgO）、窒化シリコン（SiNx）、窒化アルミニウム（AlNx）、またはフッ化マグネシウム（MgFx）等を選択できる。前記のナノ構造の有機電界発光光回復層の有機材料を構成するものとしては分子または重合体の有機材料等を選択できる。前記のナノ構造の有機電界発光光回復層を構成するナノスケールの金属顆粒は、金、銀、ゲルマニウム、セレン、錫、アンチモン、テルル、ガリウム及びその複合物、もしくは前記の元素の２種類以上からなる。
【００１１】
本発明の基板は透明または不透明のガラス、もしくはプラスティック基板からなる。本発明が適用するプラスティック基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、アートン、ポリアクリレート、またはポリスチレン等である。
【００１２】
本発明の有機電界発光装置における有機発光層の材質は分子有機発光材料及び重合体有機発光材料を含む。有機発光層は単層の有機発光材料または複数層の有機発光材料の累積からなる。有機発光層もまた、蛍光発光材料もしくはりん光発光材料からなる事もできる。
【００１３】
本発明の第１電極及び第２電極は、金属電極または複合電極である。また透明な電極にはインジウムスズ酸化物（ITO）、インジウム亜鉛酸化物（IZO）、アゾ化合物（AZO）または酸化亜鉛（ZnO）からなる。金属電極は、リチウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、銀、インジウム、金、ニッケル、白金、及びそれらの合金、インジウムスズ酸化物（ITO）、インジウム亜鉛酸化物（IZO）、アゾ化合物（AZO）、および酸化亜鉛（ZnO）からなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の有機電界発光装置に基づいて、ナノスケールの金属顆粒が構成するナノ構造の有機電界発光光回復層での有機電界発光装置の表面プラズモン共鳴によりナノ構造フィルムとカップリングし、装置内で反射する光を外部に放出する。装置の製作において、ナノ構造の有機電界発光光回復層をめっきするのみでいいので、製造プロセスの簡易化、有機電界発光装置の効果的な発光効率等が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施例を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【００１６】
図１乃至図５は有機電界発光装置の断面図であり、以って本発明を詳細に説明する。
【００１７】
本発明の有機電界発光装置は、少なくとも基板、第１電極、有機発光層、第２電極及びナノ構造の有機電界発光光回復層を含み、またナノ構造の有機電界発光光回復層は基板と第１電極間に形成でき（実施例１にて表示）、また第１電極と有機発光層間（実施例２にて表示）、第２電極と有機発光層間（実施例３にて表示）、第２電極上（実施例４にて表示）にも形成される。
【実施例１】
【００１８】
まず、図１では、基板１１０を提供する。基板１１０は透明もしくは不透明基板からなり、ガラスもしくはプラスティック（可撓性基板）からなる。この基板１１０上には誘電材料または有機材料１２１及びナノスケールの金属顆粒１２２により構成されるナノ構造の有機電界発光光回復層１２０が形成され、またその誘電材料または有機材料１２１及びナノスケールの金属顆粒１２２は同様または相違する方法で同時に形成される。なお、ナノスケールの金属顆粒１２２はドーパント方式を以って誘電材料または有機材料１２１にドープする。ナノ構造の有機電界発光光回復層の誘電材料には、酸化シリコン（SiOx）、酸化アルミニウム（AlOx）、酸化マグネシウム（MgO）、窒化シリコン（SiNx）、窒化アルミニウム（AlNx）、またはフッ化マグネシウム（MgFx）等からなり、スパッタリングまたはプラズマ化学気相堆積（PECVD）からなる製作方式で形成される。ナノ構造の有機電界発光光回復層の有機材料は分子または重合体からなり、またスピンコーティング、インクジェット、スクリーンプリント法などからなる製作方式で形成される。ナノ構造の有機電界発光光回復層が含むナノスケールの金属顆粒は金、銀、ゲルマニウム、セレン、錫、アンチモン、テルル、ガリウム及びその複合体、または前記元素による２種類以上の組成からなる。この金属顆粒の形成方法は、スパッタリング、電子ビーム蒸着法、熱蒸着法、化学蒸着法、スピンコーティング、インクジェット、スクリーンプリント法などの方式で形成される。ナノスケールの金属顆粒が誘電材料または有機材料にドープする割合はこの層におけるコンビネーションの０．００１〜７０％になる。またこの比率は異なる沈着速度（効率）を利用して誘電材料及びナノスケールの金属顆粒を調合、または異なる混合比例を利用して有機材料及びナノスケールの金属顆粒を形成するものである。
【００１９】
次に、ナノ構造の有機電界発光光回復層１２０上には第１電極１３０が形成され、よってナノ構造有機電界発光光回復層１２０は第１電極１３０と基板１１０間に位置する事になる。
【００２０】
第１電極１３０上には、有機発光層１４０が形成され、この有機発光層１４０は分子または重合体の有機発光材料からなる。もし分子の有機発光材料からなる場合、形成方式に真空蒸着法を利用できる。もし重合体有機発光材料からなる場合、スピンコーティング、インクジェット、スクリーンプリントなどを利用できる。最後に、有機発光層１４０上には第２電極１５０が形成される。第２電極１５０は透明電極、金属電極または複合電極からなる。前記の第１電極１３０及び第２電極１５０の形成法としてはスパッタリング、電子ビーム蒸着法、熱蒸着法、化学蒸着法、スプレー熱分解法等を利用できる。実施例に基づき形成される有機電界発光装置１０は、上部発光（すなわち第２電極側）、または両面発光の、基板側が発光する有機電界発光装置である。
【実施例２】
【００２１】
実施例２において、実施例１と異なる点はナノ構造の有機電界発光光回復層２２０においての部分のみである。第１実施例ではナノ構造の有機電界発光光回復層１２０が基板１１０と第１電極１３０間に形成されているのに対し、図２で示される実施例２ではナノ構造の有機電界発光光回復層２２０は第１電極２３０と有機発光層２４０間に形成されている。実施例１と異なるのはその点のみなので、その他の説明は記述を省略する。
【実施例３】
【００２２】
実施例３において、前記実施例と異なる点はナノ構造の有機電界発光光回復層３２０においての部分のみである。図３で示される実施例３では、ナノ構造の有機電界発光光回復層３２０が有機発光層３４０と第２電極３５０間に形成されている点のみが前記実施例と異なるので、その他の説明は記述を省略する。
【実施例４】
【００２３】
実施例４において、前記実施例と異なる点はナノ構造の有機電界発光光回復層４２０においての部分のみである。図４で示される実施例４では、ナノ構造の有機電界発光光回復層４２０は第２電極４５０上に形成される点のみが前記実施例と異なるので、その他の説明は記述を省略する。
【実施例５】
【００２４】
実施例５において、前記実施例と異なる点はナノ構造の有機電界発光光回復層においての部分のみであり、図５で示される実施例５では、第１ナノ構造有機電界発光光回復層５２０は実施例１と同じであり、ここではさらに、第２電極５５０上に形成される第２ナノ構造有機電界発光光回復層５６０を含む。その他の部分は前記実施例と同様なのでここでは記述を省略する。
【００２５】
以上、本発明の公的な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１に基づく有機電界発光装置の断面図である。
【図２】本発明の実施例２に基づく有機電界発光装置の断面図である。
【図３】本発明の実施例３に基づく有機電界発光装置の断面図である。
【図４】本発明の実施例４に基づく有機電界発光装置の断面図である。
【図５】本発明の実施例５に基づく有機電界発光装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０、２０、３０、４０、５０  有機電界発光装置
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０  基板
１２０、２２０、３２０、４２０  ナノ構造の有機電界発光光回復層
１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、５６１  誘電材料（有機材料）
１２２、２２２、３２２、４２２、５２２、５６２  ナノスケールの金属顆粒
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０  第１電極
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０  有機発光層
１５０、２５０、３５０、４５０、５５０  第２電極
５２０  第１ナノ構造有機電界発光光回復層
５６０  第２ナノ構造有機電界発光光回復層
【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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