(57)【要約】【課題】  カラーフィルター式多色有機ELデバイスの効率を高めること。【解決手段】  異なる２以上の色を有するアレイ状画素を含む多色有機発光表示装置であって、ａ）基板、ｂ）該基板の上に配置された反射層、ｃ）該反射層の上に配置された第１透明電極、ｄ）該第１透明電極から間隔を置いて配置された第２透明電極、ｅ）該第１透明電極と該第２透明電極との間に、白色光を発するように配置された有機EL媒体、並びにｆ）該アレイの所定の異なる画素の上にそれぞれ配置された、色が異なる少なくとも第１及び第２のフィルターを含み、そしてｇ）異なる色毎に、当該組み合わされているカラーフィルターに対応する色光の反射成分の実質量が、当該組み合わされているカラーフィルターに対応する色光の非反射成分の実質量と協調的に干渉するように、個別に該第１透明電極の厚さを調整したことを特徴とする多色有機発光表示装置。【選択図】      図１
2004253389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２以上の色を有するアレイ状画素を含む多色有機発光表示装置であって、
ａ）基板、
ｂ）該基板の上に配置された反射層、
ｃ）該反射層の上に配置された第１透明電極、
ｄ）該第１透明電極から間隔を置いて配置された第２透明電極、
ｅ）該第１透明電極と該第２透明電極との間に、白色光を発するように配置された有機EL媒体、並びに
ｆ）該アレイの所定の異なる画素の上にそれぞれ配置された、色が異なる少なくとも第１及び第２のフィルター
を含み、そして
ｇ）異なる色毎に、当該組み合わされているカラーフィルターに対応する色光の反射成分の実質量が、当該組み合わされているカラーフィルターに対応する色光の非反射成分の実質量と協調的に干渉するように、個別に該第１透明電極の厚さを調整した
ことを特徴とする多色有機発光表示装置。
【請求項２】
フルカラー表示装置を得るため赤色光、緑色光及び青色光を通す３種類のカラーフィルターを含む、請求項１に記載の多色有機発光表示装置。
【請求項３】
該第１透明電極が導電性金属酸化物を含む、請求項１に記載の多色有機発光表示装置。
【請求項４】
該導電性金属酸化物がインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物もしくは酸化錫又はこれらの組合せである、請求項３に記載の多色有機発光表示装置。
【請求項５】
異なる２以上の色を有するアレイ状画素を含む多色有機発光表示装置であって、
ａ）基板、
ｂ）該基板の上に配置された反射層、
ｃ）該反射層の上に配置された第１透明電極、
ｄ）該第１透明電極から間隔を置いて配置された第２透明電極、
ｅ）該第１透明電極と該第２透明電極との間に、白色光を発するように配置された有機EL媒体、並びに
ｆ）該アレイの所定の異なる画素の上にそれぞれ配置された、色が異なる少なくとも第１及び第２のフィルター
を含み、そして
ｇ）同一色の画素群の１以上が、該反射層と該第１透明電極との間に配置された透明光学層をさらに含み、かつ
ｈ）異なる色毎に、当該組み合わされているカラーフィルターに対応する色光の反射成分の実質量が、当該組み合わされているカラーフィルターに対応する色光の非反射成分の実質量と協調的に干渉するように、個別に該第１透明電極の厚さを調整した
ことを特徴とする多色有機発光表示装置。
【請求項６】
フルカラー表示装置を得るため赤色光、緑色光及び青色光を通す３種類のカラーフィルターを含む、請求項５に記載の多色有機発光表示装置。
【請求項７】
該第１透明電極が導電性金属酸化物を含む、請求項５に記載の多色有機発光表示装置。
【請求項８】
該導電性金属酸化物がインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物もしくは酸化錫又はこれらの組合せである、請求項７に記載の多色有機発光表示装置。
【請求項９】
該第１透明電極が金属薄層を含む、請求項５に記載の多色有機発光表示装置。
【請求項１０】
該金属薄層の厚さが２５nm未満である、請求項９に記載の多色有機発光表示装置。
【請求項１１】
該金属がAl、Ag、Mg、Mo又はこれらの組合せを含む、請求項１０に記載の多色有機発光表示装置。
【請求項１２】
該透明光学層がSiO2、Si3N4、SixOyNz又はダイアモンド様カーボンを含む、請求項５に記載の多色有機発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機電場発光（EL）デバイスに関する。より詳細には、本発明は、カラーフィルターアレイを具備した多色上面白色発光型ELデバイスの効率を高めることに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機EL表示装置には、高性能表示装置にするため、典型的にはアクティブマトリックス（AM）回路が結合される。このような表示装置が米国特許第５５５００６６号明細書に記載されている。しかしながら、光が基板を通り下方に放出されるタイプの表示装置では、光を放出することができる全体面積が、不透明である薄膜トランジスタ（TFT）その他の回路素子の存在によって限定されてしまう。表示画素の総面積に対する発光表示画素面積は、開口比（AR）として知られており、典型的には５０％未満である。ARの低下を補償するためには、高ARデバイスより高い電流密度でデバイスを駆動させなければならない。このため、ARが低いデバイスは、ARが高いデバイスより、有効寿命が短くなってしまう。
【０００３】
したがって、基板やTFT回路とは反対側の上面から光を取り出す上面又は表面発光型AMデバイスの製造に対して多くの研究がなされている。このようなデバイスが欧州特許１１０２３１７号明細書に記載されている。この方式により、ARが向上し、したがって表示装置の性能も向上した。
【０００４】
上面発光型AMデバイスの場合、ARは理論的には１００％に近づき得るが、なお、必要なすべての層をパターン化するための能力によって制限される。すなわち、各層について、最小パターン化解像度及び最大アラインメント誤差に対する許容差を隣接画素間に設けなければならないからである。こうした画素間領域は光を放出しないので、ARを低下させることになる。これらの層の多くは、アラインメント及び解像度が良好なフォトリソグラフィ法でパターン化されることが典型的である。上記の有機ELデバイスの例では、赤-緑-青（RGB）系表示装置のような多色デバイスを製造するため、有機EL材料についてもパターン化する必要がある。しかしながら、有機EL薄膜に使用される有機材料はフォトリソグラフィ法に適合しないことが典型であるため、別の付着技法が必要となる。低分子有機EL材料の場合、最も一般的なパターン化法は、精密にアラインされたシャドーマスクを介して付着させる方法である。しかしながら、シャドーマスクによるパターン化法は、フォトリソグラフィ法に比べ、アラインメント及び解像度が不十分となる。シャドーマスクによるパターン化法のアラインメントは、スケールアップにより基板サイズを大型化した場合には、一層困難になる。したがって、シャドーマスクを使用しても、上面発光型AMデバイス技法で潜在的に得られるAR利得の全利益を実現することはできない。さらに、シャドーマスクによるパターン化法は、当該マスクを基板に接触させなければならないことが典型であるため、引掻きのような欠陥を引き起こし、歩留りを低下させるおそれがある。その上、シャドーマスクを基板に対してアラインメントするには時間がかかり、スループットを低下させ、また製造設備を一層複雑化させることになる。
【０００５】
白色発光性EL層を使用して多色デバイスを形成することができる。カラーフィルターアレイ（CFA）の一部であるカラーフィルター要素を各画素に結合させることで、画素化された多色表示装置を達成する。有機EL層はすべての画素に対して共通であり、そして観察者が知覚する最終色は、当該画素の対応するカラーフィルター要素によって決まる。したがって、多色又はRGBデバイスを、有機EL層を一切パターン化することなく、製造することができる。したがって、白色CFA式上面発光型AM表示装置は、多色パターン化式上面発光型AM表示装置と比べ、AR、歩留り及びスループットに優れることになる。白色CFA式上面発光型デバイスの一例が、米国特許第６３９２３４０号明細書に記載されている。
【０００６】
特開平４−３２８２９５号公報に、効率を向上したデバイスが示されている。ここで、効率の向上は、観察者に向けて放出された光と、該観察者とは反対向きに放出された後に反射性電極で反射されて該観察者の方へ戻ってくる光とが協調的に(constructively)干渉し合うように、電子輸送性EL層を最適化することによって実現されたものである。
【０００７】
しかしながら、このような有機EL構造の最適化法は、多色用の白色発光性有機ELデバイスには適合しない。多色ELデバイスでは、観察者が別の色を有するものとして見る画素群の各々（以降「画素色群」と称する。）を、当該画素色群の所望の色又は波長に依存して別々に最適化しなければならない。当該白色発光性デバイスの利点は、有機EL媒体層にパターン化を一切施さない場合にのみ得られるので、画素色群毎に厚さを変えた有機EL媒体層を１以上設けることは、実用的にならない。したがって、白色CFA式上面発光型AM有機EL表示装置について、光干渉の最適化を実現するためには、新規の構造が必要となる。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５５５００６６号明細書
【特許文献２】米国特許第６３９２３４０号明細書
【特許文献３】欧州特許第１１０２３１７号明細書
【特許文献４】特開平４−３２８２９５号公報
【特許文献５】特開２００２−２５２０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、多色上面発光型アクティブマトリックス式有機ELデバイスに使用するための有機EL構造体であって、協調的光干渉について最適化することができ、かつ、画素毎に有機EL媒体層を精密にパターン化する必要のないもの、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は、異なる２以上の色を有するアレイ状画素を含む多色有機発光表示装置であって、
ａ）基板、
ｂ）該基板の上に配置された反射層、
ｃ）該反射層の上に配置された第１透明電極、
ｄ）該第１透明電極から間隔を置いて配置された第２透明電極、
ｅ）該第１透明電極と該第２透明電極との間に、白色光を発するように配置された有機EL媒体、並びに
ｆ）該アレイの所定の異なる画素の上にそれぞれ配置された、色が異なる少なくとも第１及び第２のフィルター
を含み、そして
ｇ）異なる色毎に、当該組み合わされているカラーフィルターに対応する色光の反射成分の実質量が、当該組み合わされているカラーフィルターに対応する色光の非反射成分の実質量と協調的に干渉するように、個別に該第１透明電極の厚さを調整した
ことを特徴とする多色有機発光表示装置によって達成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、従来型の白色上面発光型有機ELデバイスより、いずれの有機EL層も画素間でパターン化する必要がなく、色効率が向上する点で、有利である。また、パターン化を要する層については、いずれも高精度フォトリソグラフィ技法を使用してパターン化することができる点でも有利である。さらに、本発明には、透明電極材料の選択肢が増えるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
デバイスの構成要素の寸法、例えば層の厚さは、マイクロメートル以下の領域にある場合が多く、このため、図面の拡大割合は、寸法的な正確さよりも、むしろ見やすさを優先してなされていることに留意されたい。
【００１３】
用語「画素」は、当該技術分野で認識されている意味で使用され、ディスプレイパネルの一領域であって、他の領域とは独立に光を放出するように誘導され得る領域をさす。用語「OLEDデバイス」又は「有機発光デバイス」は、当該技術分野で認識されている意味で使用され、有機発光ダイオードを画素として含む表示装置をさす。カラーOLEDデバイスは、少なくとも１色の光を発する。用語「多色」は、異なる領域で異なる色相の光を発することができるディスプレイパネルをさし、具体的には、異なる色の画像を表示することができるディスプレイパネルをさす。これらの領域は必ずしも隣接しなくてもよい。用語「フルカラー」は、可視スペクトルの赤、緑及び青の各色域で発光することができ、任意の組合せの色相で画像を表示することができる多色ディスプレイパネルをさす。赤、緑及び青の各色は三原色を構成し、これらの三原色を適宜混合することにより他のすべての色を発生させることができる。用語「色相」は、可視スペクトル内の発光強度プロファイルをさし、異なる色相は視覚的に識別できる色差を示す。画素又は二次画素とは、一般に、ディスプレイパネルにおいてアドレス可能な最小単位をさす。モノクロディスプレイの場合、画素又は二次画素の間に区別はない。用語「二次画素」は、多色ディスプレイパネルにおいて使用され、特定の色で発光するために独立にアドレスすることができる画素の部分をさす。例えば、青色二次画素は、青光を発するためにアドレスすることができる画素の当該部分である。フルカラーディスプレイの場合、一つの画素が、三原色の二次画素、すなわち青、緑及び赤で構成されることが一般的である。用語「ピッチ」は、ディスプレイパネルにおける２つの画素又は二次画素を隔てる距離をさす。したがって、二次画素ピッチは、２つの二次画素間の分離を意味する。
【００１４】
上面発光型AM有機EL表示装置の場合、広帯域放出性（通称「白色」又は「白色発光性」）材料をカラーフィルターアレイ（CFA）と結合させて使用する別の有機EL構造体が有益である場合もある。用語「白色」、「白色発光」又は「白色発光性」とは、当該表示装置に望まれる色を包含する波長範囲の広い発光を意味するが、必ずしも特定の色をさすものではない。例えば、黄色二次画素及び赤色二次画素を有するように設計された表示装置は、その発光に青色波長が含まれなくても白色発光性であるとみなすことができる。その直接発光（すなわち、カラーフィルターなし）を観察者が見たならば、それはオレンジ色として知覚されるだろう。
【００１５】
図１を参照する。本発明の第１態様による多色デバイスを形成するために使用される画素１０の代表的な横断面図を示す。ある態様では、画素１０は、上述したような二次画素であることができる。画素には、基板１０１、基板１０１上に配置された反射層１０２、反射層１０２上に配置された第１透明電極１１２、及び第１透明電極１１２から間隔を置いて配置された第２透明電極１３０が含まれる。有機EL媒体１２０は、第１透明電極１１２と第２透明電極１３０との間に配置され、これから明らかになるように白色光を発するように配置される。画素１０にはまた、画素上に配置され、画素１０で生じた白色光の一部を所望の単一色に制限するカラーフィルター１５１が含まれる。画素１０にはさらに、当該表示装置の全体を保護することができる追加の層、例えば封入層１４１、を含めることもできる。
【００１６】
基板１０１は、有機固体、無機固体又は有機・無機混合固体であって表示装置を形成するための表面を提供するものであることができる。基板１０１は硬質であっても軟質であってもよく、またシートやウェハのような個別ピースとして、又は連続ロール体として、処理されることができる。典型的な基板材料として、ガラス、プラスチック、金属、セラミック、半導体、金属酸化物、酸化物半導体、窒化物半導体又はこれらの組合せが挙げられる。基板１０１は、均質材料混合物、材料複合体又は材料多層体であることができる。基板１０１はOLED基板、すなわちOLEDデバイスを製造するために汎用されている基板、例えば、アクティブマトリックス式低温ポリシリコンＴＦＴ基板、であることができる。本発明の目的では、EL発光は上部電極を通して観察される。底部支持体は、その透過性が問題になることはないため、透光性、吸光性又は光反射性であることができる。この場合に用いられる支持体としては、ガラス、プラスチック、半導体材料、セラミックス及び回路基板材料、その他パッシブマトリックス式、アクティブマトリックス式のいずれのデバイスであってもよいOLEDデバイスの形成に常用されるもの、が挙げられるが、これらに限定はされない。基板１０１に他の層が被覆されていてもよい。
【００１７】
基板１０１の上に反射層１０２が配置される。反射層１０２は、当該多色表示装置で使用される波長において反射性が高い材料であることが好ましい。好適な材料として、Ag、Au、Mo及びAlのような金属類が挙げられる。しかしながら、反射性であればどのような材料でも使用することができ、また当該材料が導電性を示す必要もない。反射層１０２の付着方法は、当該技術分野で周知であり、スパッタ法や蒸発法が挙げられる。反射層１０２は、これも当該技術分野で周知であるように、フォトリソグラフィ法でパターン化することもできる。
【００１８】
アクティブマトリックス式トランジスタ駆動回路を使用した基板１０１を使用し、反射層１０２が導電性でない場合には、第１電極１１２が下部のアクティブマトリックス回路と電気接続されるように、反射層１０２をパターン化しなければならない。反射層１０２が導電性である場合には、隣接する画素間に電気接続が形成されないように、反射層をパターン化しなければならない。
【００１９】
第１透明電極１１２は電源（図示なし）の１極に接続され、基板１０１の上に配置された薄膜トランジスタ回路を使用して印加することも、直接印加することもできる。第１透明電極１１２は、本態様では、アノードとして構成されている。画素１０に含まれる層の配置に依存して、第１透明電極１１２がカソードとして構成される別の態様が可能であることも理解されよう。
【００２０】
第１透明電極１１２は導電性と透明性を兼ね備えていなければならない。本発明に用いられる一般的な透明材料はインジウム錫酸化物（ITO）、インジウム亜鉛酸化物（IZO）及び酸化錫であるが、例示としてアルミニウム又はインジウムをドープした酸化亜鉛、マグネシウムインジウム酸化物及びニッケルタングステン酸化物をはじめとする他の導電性金属酸化物を使用することもできる。これらの酸化物の他、アノード材料として、窒化ガリウムのような金属窒化物、セレン化亜鉛のような金属セレン化物、及び硫化亜鉛のような金属硫化物を使用することもできる。さらに、これらの材料を様々に組み合わせたものが有効である場合もある。第１透明電極１１２は、１層形としてしか図示されていないが、異なる電極材料からなる複数の二次層を付加することにより所望の導電性、仕事関数及び透明性を達成できることも理解されよう。このような場合、当該層の１つとして、厚さ２５nm未満、好ましくは２０nm未満の薄層として付着させる場合には、Al、Ag、MgAgのような金属類を使用することができる。好適なアノード材料は４．１ｅＶ以上の仕事関数を有する。望ましいアノード材料は、蒸発法、スパッタ法、化学的気相成長(CVD)法又は電気化学法のような適当な手段のいずれによっても付着することができる。
【００２１】
アクティブマトリックス回路を使用した基板と共に使用する場合、第１透明電極１１２を当該回路と電気接続させる。多重画素１０の場合、隣接する画素の第１透明電極１１２同士を電気的に隔離する。第１透明電極１１２は周知のフォトリソグラフィ法によりパターン化することができる。
【００２２】
第１透明電極１１２の上には有機EL媒体１２０が配置される。典型的には、有機EL媒体１２０は２以上の層で構成される。画素１０に図示した態様の場合、有機EL媒体１２０には、正孔注入層（HIL）１２１、正孔輸送層（HTL）１２２、発光層（LEL）１２３及び電子輸送層（ETL）１２４が含まれる。ここに列挙した有機EL媒体の層は、当該技術分野で知られている可能な有機EL媒体層の一例にすぎない。本発明を有効に実施することができる有機層の構成は多数存在する。
【００２３】
常に必要であるものではないが、有機発光ディスプレイに正孔注入層１２１を設けることが有用となる場合が多い。正孔注入層は、後続の有機層の薄膜形成特性を改良し、かつ、正孔を正孔輸送層に注入し易くするように機能し得る。正孔注入層に使用するのに適した材料として、米国特許第４７２０４３２号に記載されているようなポルフィリン系化合物や、米国特許第６２０８０７５号に記載されているようなプラズマ蒸着フルオロカーボンポリマーが挙げられるが、これらに限定はされない。有機ＥＬデバイスにおいて有用であることが報告されている別の正孔注入性材料が、欧州特許出願公開第０８９１１２１号Ａ１及び同第１０２９９０９号Ａ１に記載されている。
【００２４】
正孔輸送層１２２において有用な正孔輸送性材料は、芳香族第三アミンのような化合物を含むことがよく知られている。芳香族第三アミンとは、その少なくとも一つが芳香族環の環員である炭素原子にのみ結合している３価窒素原子を１個以上含有する化合物であると解される。一つの形態として、芳香族第三アミンはアリールアミン、例えば、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン又は高分子アリールアミンであることができる。トリアリールアミン単量体の例が、米国特許第３１８０７３０号(Klupfelら)に示されている。１以上のビニル基で置換された、及び／又は少なくとも一つの活性水素含有基を含む、その他の好適なトリアリールアミンが、米国特許第３５６７４５０号及び同第３６５８５２０号(Brantleyら)に記載されている。
【００２５】
より好ましい種類の芳香族第三アミンは、米国特許第４７２０４３２号及び同第５０６１５６９号に記載されているような芳香族第三アミン部分を２個以上含有するものである。このような化合物には、下記構造式（Ａ）で表わされるものが含まれる。
【００２６】
【化１】
2004253389.tif 000003
【００２７】
上式中、Ｑ1及びＱ2は各々独立に選ばれた芳香族第三アミン部分であり、そしてＧは、アリーレン、シクロアルキレン又は炭素-炭素結合のアルキレン基のような結合基である。一つの態様において、Ｑ1及びＱ2の少なくとも一方は、多環式縮合環構造体（例、ナフタレン）を含有する。Ｇがアリール基である場合、それはフェニレン部分、ビフェニレン部分又はナフタレン部分であることが便利である。
構造式（Ａ）を満たし、かつ、２つのトリアリールアミン部分を含有する有用な種類のトリアリールアミンは、下記構造式（Ｂ）で表わされる。
【００２８】
【化２】
2004253389.tif 000004
【００２９】
上式中、Ｒ1及びＲ2は、各々独立に、水素原子、アリール基もしくはアルキル基を表わすか、又は、Ｒ1及びＲ2は一緒にシクロアルキル基を完成する原子群を表わし、そして
Ｒ3及びＲ4は、各々独立に、アリール基であってそれ自体が下記構造式（Ｃ）で示されるようなジアリール置換型アミノ基で置換されているものを表わす。
【００３０】
【化３】
2004253389.tif 000005
【００３１】
上式中、Ｒ5及びＲ6は各々独立に選ばれたアリール基である。一つの態様において、Ｒ5及びＲ6の少なくとも一方は、多環式縮合環構造体（例、ナフタレン）を含有する。
別の種類の芳香族第三アミンはテトラアリールジアミンである。望ましいテトラアリールジアミンは、アリーレン基で結合された、構造式（Ｃ）で示したようなジアリールアミノ基を２個含む。有用なテトラアリールジアミンには、下記構造式（Ｄ）で表わされるものが含まれる。
【００３２】
【化４】
2004253389.tif 000006
【００３３】
上式中、Ａｒｅは各々独立に選ばれたアリーレン基、例えば、フェニレン又はアントラセン部分であり、
ｎは１〜４の整数であり、そして
Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は各々独立に選ばれたアリール基である。
典型的な態様では、Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9の少なくとも一つが多環式縮合環構造体（例、ナフタレン）である。
【００３４】
上記構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の各種アルキル、アルキレン、アリール及びアリーレン部分も、各々それ自体が置換されていてもよい。典型的な置換基として、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、並びにフッ化物、塩化物及び臭化物のようなハロゲンが挙げられる。各種アルキル及びアルキレン部分は、典型的には約１〜６個の炭素原子を含有する。シクロアルキル部分は３〜約１０個の炭素原子を含有し得るが、典型的には、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチルの環構造体のように、５個、６個又は７個の環炭素原子を含有する。アリール部分及びアリーレン部分は、通常はフェニル部分及びフェニレン部分である。
【００３５】
OLEDデバイスに含まれる正孔輸送層は、芳香族第三アミン化合物の単体又は混合物で形成することができる。具体的には、構造式（Ｂ）を満たすトリアリールアミンのようなトリアリールアミンを、構造式（Ｄ）が示すようなテトラアリールジアミンと組み合わせて使用することができる。トリアリールアミンをテトラアリールジアミンと組み合わせて使用する場合、後者を、トリアリールアミンと電子注入及び輸送層との間に挿入された層として配置する。以下、有用な芳香族第三アミンを例示する。
【００３６】
1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン
1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン
4,4’-ビス(ジフェニルアミノ)クアドリフェニル
ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)-フェニルメタン
N,N,N-トリ(p-トリル)アミン
4-(ジ-p-トリルアミノ)-4’-[4(ジ-p-トリルアミノ)-スチリル]スチルベン
N,N,N’,N’-テトラ-p-トリル-4,4’-ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’-テトラフェニル-4,4’-ジアミノビフェニル
N-フェニルカルバゾール
ポリ(N-ビニルカルバゾール)
N,N’-ジ-1-ナフタレニル-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジアミノビフェニル
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4”-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]-p-ターフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(3-アセナフテニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレン
4,4’-ビス[N-(9-アントリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4”-ビス[N-(1-アントリル)-N-フェニルアミノ]-p-ターフェニル
4,4’-ビス[N-(2-フェナントリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(8-フルオルアンテニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ピレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ナフタセニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ペリレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(1-コロネニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
2,6-ビス(ジ-p-トリルアミノ)ナフタレン
2,6-ビス[ジ-(1-ナフチル)アミノ]ナフタレン
2,6-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ナフタレン
N,N,N’,N’-テトラ(2-ナフチル)-4,4”-ジアミノ-p-ターフェニル
4,4’-ビス{N-フェニル-N-[4-(1-ナフチル)-フェニル]アミノ}ビフェニル
4,4’-ビス[N-フェニル-N-(2-ピレニル)アミノ]ビフェニル
2,6-ビス[N,N-ジ(2-ナフチル)アミン]フルオレン
1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレン
【００３７】
別の種類の有用な正孔輸送性材料として、欧州特許第１００９０４１号に記載されているような多環式芳香族化合物が挙げられる。さらに、ポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン及びPEDOT/PSSとも呼ばれているポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)／ポリ(4-スチレンスルホネート)のようなコポリマー、といった高分子正孔輸送性材料を使用することもできる。
【００３８】
正孔輸送層１２２の上には、正孔-電子再結合に応じて光を発生する発光層１２３が配置される。有用な有機発光性材料は周知である。米国特許第４７６９２９２号及び同第５９３５７２１号に詳しく記載されているように、有機ＥＬ要素の発光層１２３は発光材料又は蛍光材料を含み、その領域において電子-正孔対が再結合する結果として電場発光が生じる。発光層１２３は、単一材料で構成することもできるが、より一般的には、ホスト材料にゲスト化合物又はドーパントをドーピングしてなり、そこで主として当該ドーパントから発光が生じ、その発光色にも制限はない。発光層に含まれるホスト材料は、後述する電子輸送性材料、上述した正孔輸送性材料、又は正孔-電子再結合を支援する別の材料、であることができる。ドーパントは、通常は高蛍光性色素の中から選ばれるが、リン光性化合物、例えば、国際公開第９８／５５５６１号、同第００／１８８５１号、同第００／５７６７６号及び同第００／７０６５５号に記載されているような遷移金属錯体も有用である。ドーパントは、ホスト材料に対して０．０１〜１０質量％の範囲内でコーティングされることが典型的である。
【００３９】
ドーパントとして色素を選定するための重要な関係は、当該分子の最高被占軌道と最低空軌道との間のエネルギー差として定義されるバンドギャップポテンシャルの対比である。ホスト材料からドーパント分子へのエネルギー伝達の効率化を図るためには、当該ドーパントのバンドギャップがホスト材料のそれよりも小さいことが必須条件となる。
【００４０】
有用性が知られているホスト及び放出性分子として、米国特許第４７６９２９２号、同第５１４１６７１号、同第５１５０００６号、同第５１５１６２９号、同第５２９４８７０号、同第５４０５７０９号、同第５４８４９２２号、同第５５９３７８８号、同第５６４５９４８号、同第５６８３８２３号、同第５７５５９９９号、同第５９２８８０２号、同第５９３５７２０号、同第５９３５７２１号及び同第６０２００７８号に記載されているものが挙げられるが、これらに限定はされない。
【００４１】
8-ヒドロキシキノリン及び類似の誘導体の金属錯体（下記構造式Ｅ）は、電場発光を支援することができる有用なホスト化合物の一種を構成し、特に、500 nmよりも長い波長の光（例、緑色、黄色、橙色及び赤色）を放出させるのに適している。
【００４２】
【化５】
2004253389.tif 000007
【００４３】
上式中、
Ｍは金属を表わし、
ｎは１〜３の整数であり、そして
Ｚは、各々独立に、縮合芳香族環を２個以上有する核を完成する原子群を表わす。
【００４４】
上記より、当該金属は１価、２価又は３価になり得ることが明白である。当該金属は、例えば、リチウム、ナトリウムもしくはカリウムのようなアルカリ金属、マグネシウムもしくはカルシウムのようなアルカリ土類金属、又はホウ素もしくはアルミニウムのような土類金属であることができる。一般に、有用なキレート化金属であることが知られているものであれば、１価、２価又は３価のいずれの金属でも使用することができる。
【００４５】
Ｚは、その少なくとも一つがアゾール環又はアジン環である２個以上の縮合芳香族環を含有する複素環式核を完成する。必要であれば、当該２個の必須環に、脂肪族環及び芳香族環の双方を含む追加の環を縮合させてもよい。分子の嵩高さが機能向上を伴うことなく増大することを避けるため、通常は環原子の数を１８以下に維持する。
【００４６】
以下、有用なキレート化オキシノイド系化合物の例を示す。
CO-1：アルミニウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)〕
CO-2：マグネシウムビスオキシン〔別名、ビス(8-キノリノラト)マグネシウム(II)〕
CO-3：ビス[ベンゾ{f}-8-キノリノラト]亜鉛(II)
CO-4：ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)-μ-オキソ-ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)
CO-5：インジウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)インジウム〕
CO-6：アルミニウムトリス(5-メチルオキシン)〔別名、トリス(5-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)〕
CO-7：リチウムオキシン〔別名、(8-キノリノラト)リチウム(I)〕
【００４７】
9,10-ジ-(2-ナフチル)アントラセンの誘導体（下記構造式Ｆ）は、電場発光を支援することができる有用なホスト材料の一種を構成し、特に、400 nmよりも長い波長の光（例、青色、緑色、黄色、橙色及び赤色）を放出させるのに適している。
【００４８】
【化６】
2004253389.tif 000008
【００４９】
上式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、各環上の１又は２以上の置換基であってそれぞれ下記のグループから独立に選ばれるものを表わす。
第１グループ：水素、又は炭素原子数１〜２４のアルキル；
第２グループ：炭素原子数５〜２０のアリール又は置換アリール；
第３グループ：アントラセニル、ピレニルまたはペリレニルの縮合芳香族環の完成に必要な４〜２４個の炭素原子；
第４グループ：フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルその他の複素環式系の縮合芳香族環の完成に必要な炭素原子数５〜２４のヘテロアリール又は置換ヘテロアリール；
第５グループ：炭素原子数１〜２４のアルコキシルアミノ、アルキルアミノ又はアリールアミノ；及び
第６グループ：フッ素、塩素、臭素又はシアノ
【００５０】
ベンズアゾール誘導体（下記構造式Ｇ）は、電場発光を支援することができる有用なホストの別の一種を構成し、特に、400 nmよりも長い波長の光（例、青色、緑色、黄色、橙色及び赤色）を放出させるのに適している。
【００５１】
【化７】
2004253389.tif 000009
【００５２】
上式中、ｎは３〜８の整数であり、
ＺはＯ、ＮＲ又はＳであり、
Ｒ’は、水素、炭素原子数１〜２４のアルキル（例えば、プロピル、t-ブチル、ヘプチル、等）、炭素原子数５〜２０のアリールもしくはヘテロ原子置換型アリール（例えば、フェニル及びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルその他の複素環式系）、ハロ（例、クロロ、フルオロ）、又は縮合芳香族環の完成に必要な原子群、であり、
Ｌは、アルキル、アリール、置換アルキル又は置換アリールからなる結合ユニットであって、当該複数のベンズアゾール同士を共役的又は非共役的に連結させるものである。
有用なベンズアゾールの一例として2,2’,2”-(1,3,5-フェニレン)トリス[1-フェニル-1H-ベンズイミダゾール]が挙げられる。
【００５３】
望ましい蛍光性ドーパントには、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレンピラン、チオピラン、ポリメチン、ピリリウム及びチアピリリウムの各化合物の誘導体並びにカルボスチリル化合物が包含される。以下、有用なドーパントの具体例を挙げるが、これらに限定はされない。
【００５４】
【化８】
2004253389.tif 000010
【化９】
2004253389.tif 000011
【化１０】
2004253389.tif 000012
【化１１】
2004253389.tif 000013
【００５５】
その他の有機発光性材料として、高分子物質、例えば、譲受人共通の米国特許第６１９４１１９号Ｂ１（Wolkら）及びその中の文献に記載されているポリフェニレンビニレン誘導体、ジアルコキシ-ポリフェニレンビニレン、ポリ-パラ-フェニレン誘導体及びポリフルオレン誘導体、を使用することもできる。
【００５６】
示されていないが、発光層１２３は、得られるOLEDデバイスの適正な発光特性にとって望ましい場合には、２以上の発光層を含むこともできる。
【００５７】
発光層１２３の上には電子輸送層１２４が付着される。望ましい電子輸送性材料は、蒸発法、スパッタ法、化学的気相成長(CVD)法又は電気化学法のような適当な手段のいずれによっても付着することができる。電子輸送層１２４に使用するのに好ましい電子輸送性材料は、オキシン（通称8-キノリノール又は8-ヒドロキシキノリン）それ自体のキレートをはじめとする金属キレート化オキシノイド系化合物である。このような化合物は、電子の注入及び輸送を助長し、しかも高い性能レベルを示すと共に、薄膜への加工が容易である。企図されるオキシノイド化合物の例として、上記の構造式（Ｅ）を満たすものが挙げられる。
【００５８】
その他の電子輸送性材料として、米国特許第４３５６４２９号に記載されている各種ブタジエン誘導体、及び米国特許第４５３９５０７に記載されている各種複素環式蛍光増白剤が挙げられる。構造式（Ｇ）を満たすベンズアゾールも有用な電子輸送性材料となる。
【００５９】
その他の電子輸送性材料として、高分子物質、例えば、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ-パラ-フェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアセチレンその他の導電性高分子有機材料、例えば、「Handbook of Conductive Molecules and Polymers」、第１〜４巻、H.S. Nalwa編、John Wiley and Sons、Chichester (1997)に記載されているもの、を使用することもできる。
【００６０】
本発明を有効に実施することができる有機ＥＬ媒体１２０層の構成はいくつかある。白色光を放出する有機ＥＬ媒体層の例が、例えば、欧州特許第１１８７２３５号、米国特許出願公開第２００２／００２５４１９号、欧州特許第１１８２２４４号、米国特許第５６８３８２３号、米国特許第５５０３９１０号、米国特許第５４０５７０９号及び米国特許第５２８３１８２号明細書に記載されている。欧州特許第１１８７２３５号明細書に示されているように、下記の層：
アノードの上に配置された正孔注入層１２１、
正孔注入層１２１の上に配置された、スペクトルの黄色領域にある光を放出するようにルブレン化合物をドープした正孔輸送層１２２、
正孔輸送層１２２の上に配置された、青色発光性化合物をドープした発光層１２３、及び
電子輸送層１２４
を含めることにより白色発光性有機ＥＬ媒体を実現することができる。
【００６１】
上述した有機ＥＬ媒体材料は昇華法のような蒸気相法により適宜付着されるが、薄膜形成性を高めるため、流体から、例えば、任意のバインダーと共に溶剤から、付着させてもよい。当該材料がポリマーである場合には、溶剤付着法が有用であるが、スパッタ法やドナーシートからの熱転写法のような他の方法を使用してもよい。昇華法により付着すべき材料は、例えば、米国特許第６２３７５２９号明細書に記載されているように、タンタル材料で構成されることが多い昇華体「ボート」から気化させてもよいし、当該材料をまずドナーシート上にコーティングし、その後基板に接近させて昇華させてもよい。複数材料の混合物を含む層は、独立した複数の昇華体ボートを利用してもよいし、予め混合した後単一のボート又はドナーシートからコーティングしてもよい。
【００６２】
本発明の場合、画素間及び画素周囲の領域において有機ＥＬ媒体を精密にパターン化する必要がないので、これらの層は、全画素にわたり共通とすることができる。
【００６３】
有機ＥＬ媒体１２０の上に第２透明電極１３０が配置される。第２透明電極１３０の望ましい特性として、透明性が高いこと、下部の有機層との良好な接触が確保されるように薄膜形成性が良好であること、導電性が高いこと、そして安定性が良好であることが挙げられる。本明細書に示したように、第２透明電極１３０がカソードとして作用するように有機ＥＬデバイスを構成する場合には、第２透明電極１３０は、低電圧での電子注入性を促進することも必要である。
【００６４】
第２透明電極１３０は少なくとも透明導電層１３２を含む。透明導電層１３２に使用される典型的な材料は、薄くなければならない金属、もしくは透明導電性酸化物、又はこれら材料の組合せである。透光性カソードの詳細については、米国特許第４８８５２１１号、同第５２４７１９０号、同第５７０３４３６号、同第５６０８２８７号、同第５８３７３９１号、同第５６７７５７２号、同第５７７６６２２号、同第５７７６６２３号、同第５７１４８３８号、同第５９６９４７４号、同第５７３９５４５号、同第５９８１３０６号、同第６１３７２２３号、同第６１４０７６３号、同第６１７２４５９号、同第６２７８２３６号、同第６２８４３９３号、日本国特許第３２３４９６３号及び欧州特許第１０７６３６８号明細書に記載されている。
【００６５】
有用な透明導電層材料は、低仕事関数金属（＜４．０ｅＶ）又は合金を含むことが多い。別の好適な種類のカソード材料として、有機ＥＬ媒体層１２０に接触する薄い電子注入層（EIL）１３１に、これより厚い透明導電層１３２をキャップしてなる二層形が挙げられる。この場合、電子注入層１３１は低仕事関数金属又は金属塩を含むことが好ましく、その場合には、当該厚いキャップ層は低仕事関数を有する必要がなくなる。第２透明電極材料は、典型的には、蒸発法、スパッタ法又は化学的気相成長法によって付着される。
【００６６】
透明導電層１３２は単一層としてしか図示されていないが、薄い金属、金属酸化物その他の材料からなる隣接する複数の層を使用することによって第２透明電極１３０の所望の特性を達成できることも理解されよう。
【００６７】
典型的なアクティブマトリックス式有機EL回路における第２透明電極１３０は、すべての画素について共通であり、そして電気的に接続されている。したがって、画素間及び画素周囲において第２透明電極１３０を精密にパターン化する必要は一切ない。
【００６８】
ほとんどの有機ELデバイスは、湿分もしくは酸素又は双方に対して敏感であるため、一般に、封入するような層又は構造体でシールされる。上面発光型有機ELデバイスの場合、典型的にはガラス製又はプラスチック製である透明カバープレートの縁部を封止するか、又は防湿層として作用するSiO2のような薄膜層の形態で、封入を行うことができる。本図では、薄膜封入層１４１が示されている。
【００６９】
カラーフィルター１５１には、画素１０から放出される色に対するカラーフィルター要素が含まれる。当該技術分野では数種類のカラーフィルターが知られている。ある種のカラーフィルター１５１は、第２透明基板の上に形成された後、第１基板１０１の画素に対してアラインされる。第２のタイプのカラーフィルター１５１は、画素１０の要素の上に直接形成される。複数の画素を含む表示装置の場合、画素クロストークを低減し、また表示コントラストを高めるため、個々のカラーフィルター要素間のスペースにブラックマトリックス（図示なし）を充填することもできる。本図では、カラーフィルター１５１が、封入層１４１の上に配置されるものとして示されているが、別態様として、封入層１４１と第２透明電極１３０との間にカラーフィルターを配置してもよい。
【００７０】
第１透明電極１１２及び第２透明電極１３０を、電源に対し、アノードとして構成される電極の電位が、カソードとして構成される電極の電位より正になるように接続すると、該アノードから正孔が注入されて正孔輸送層１２２を介して輸送され、また該カソードから電子が注入されて電子輸送層１２４を介して輸送される。その後、発光層１２３の内部で、又はその付近で、電子-正孔対が再結合し、光が発生する。光の色は、当該有機EL媒体の構成に使用されるホスト材料とドーパント材料のエネルギーバンド構造によって決まる。上述したように、複数の発光層を使用することにより、有効な白色光を発生させることができる。
【００７１】
電子-正孔再結合により発生した光は、当初は全方向に向かう。全放出光の実質成分（５０％未満）が、当初は、観察者に向かう所期の方向に向けられる。本発明によると、それは基板から離れる方向であり、これを色光の非反射成分２０１と称する。同等成分が反対方向に向けられ、これを二次光成分２０２と称する。二次光成分２０２は反射層１０２で反射され、色光の反射成分２０３となる。その後、反射成分２０３と非反射成分２０１とが互いに干渉し合い、そしてカラーフィルター１５１によってフィルタリングされた後、光２１０として観察者の目に入る。
【００７２】
本発明の目的を達成するためには、当該組み合わされたカラーフィルター１５１に対応する色光の反射成分２０３の実質量が、カラーフィルター１５１に対応する色光の非反射成分２０１の実質量と、強め合い干渉を起こすように制御することにより、観察者が受ける光２１０を増強させてデバイス効率を向上させる必要がある。光学干渉のタイプを制御するためには、放出点２０５と反射点２０７の間にある複数層の厚さを、当該反射により起こるすべての位相シフトを調整して当該波長の半分の積算倍数と等しくする必要がある。この関係を方程式１で与える。
【００７３】
【数１】
2004253389.tif 000014
【００７４】
上式中、
ｄは層厚であり、
Ｎは整数値であり、
ｎは層の屈折率であり、
Θは反射点２０７で起こる位相シフトであり、そして
λは当該主波長である。
放出点２０５を、正孔輸送層１２２と発光層１２３との界面であるとみなすことができる。したがって、少なくとも正孔輸送層１２２及び第１透明電極１１２を含む複数の層が放出点２０５と反射点２０７の間に存在し得る。これら複数の層が存在する場合、方程式２を使用することができる。
【００７５】
【数２】
2004253389.tif 000015
【００７６】
上式中、ｄ1ｎ1は第１層の厚さと屈折率であり、ｄ2ｎ2は第２層の厚さと屈折率であり、という具合である。画素１０の態様では、方程式２で使用される層は、第１透明電極１１２、正孔注入層１２１及び正孔輸送層１２２である。多色デバイスの場合、当該主波長は、画素の色によって変わり、そしてカラーフィルター１５１が透過する波長となる。使用した厚さの組合せの最後が方程式２の整数値Ｎとなる。もちろん、Ｎが正確に整数となるように各種層を付着させることは困難である。本発明については、Ｎが整数±０．２５であれば十分であり、これが整数±０．１であれば好適である。
【００７７】
第１透明電極１１２の厚さは、画素１０が放出する光２１０の色に依存して変更されなければならない。当該画素の第１透明電極１１２に必要な厚さは、方程式２を使用して最初に決めることができる。色の異なる各画素１０が、方程式２のＮが必須限界値内に収まるように第１透明電極１１２について計算された最適厚を有する。したがって、第１透明電極１１２の厚さは、異なる色毎に個別に調整される。
【００７８】
図２を参照する。本発明の第２態様による多色デバイスを形成するのに使用される画素１２の代表的横断面図を示す。画素１２は、画素１０について既に説明した複数の層を含むことに加え、反射層１０２と第１透明電極１１２との間に、さらに透明光学層１１１が配置されている。
【００７９】
透明光学層１１１は、光学的に透明である多種多様な材料から形成することができる。このような材料として、SiO2、Si3N4、SixOyNz及びダイアモンド様カーボン（DLC）が挙げられるが、これらに限定はされない。これらの材料の付着方法は当該技術分野では知られており、化学的気相成長（CVD）法やプラズマCVD法（PE-CVD）がある。これらの材料についても、標準的なフォトリソグラフィ法でパターン化することができる。透明光学層１１１は、導電性である必要はない。可能な場合、第１透明電極１１２及び透明光学層１１１の材料を、これら２層の屈折率が概ね整合するように選定することにより、これら２層の界面における反射を極力抑えることが好ましい。方程式２の計算において透明光学層１１１、第１透明電極１１２、正孔注入層１２１及び正孔輸送層１２２を使用し、色の異なる画素についての方程式２に従い透明光学層１１１の厚さを調整する。本態様は、第１透明電極１１２を特定の厚さにする必要がない点で、先の第１態様よりもさらに有利である。このため、第１透明電極１１２を、薄層として付着させたときにのみ透明である材料、例えば金属（Al、Mg、Ag、MgAg、Mo）、で構築することが可能となる。本態様における第１透明電極１１２は、処理工程数を極力減らすため、すべての画素について同一の厚さで付着させることが好ましい。第１透明電極１１２が金属薄層を含む場合、その厚さは２５nm以下であることが好ましい。
【００８０】
上記の本発明の第１態様を、上面発光型である多色有機ELデバイスであって、有機EL媒体から白色光が発生し、その光を多色フィルターアレイに通して多色ディスプレイとするデバイスにおいて採用することができる。図３を参照する。上記の第１態様によるアクティブマトリックス駆動回路を有する多色デバイス１６０の３つの画素の横断面図を示す。多色デバイス１６０は、２種以上の色を有するアレイ状画素を含むすべての多色有機発光表示装置を代表する。基板１０１の上にアクティブマトリックス回路３００を製作することができる。これらの能動回路層は各種の回路部品、例えば、TFT、キャパシタその他の回路部品及び接続要素を形成することができる。好適な構造体はこのような回路を含む。基板上に回路を有する有機ELの一例が、米国特許第５５５００６６号明細書に記載されている。
【００８１】
アクティブマトリックス回路３００は、画素毎に、シリコン能動層３０１、ゲート誘電体３０２、ゲート導体３０３、ソース接点３０４、ドレイン接点３０５、第１絶縁層３０６及び第２絶縁層３０７を含んでなるTFTと、１本の信号線３０８とを含む。TFT回路の製造方法は当該技術分野では周知である。各画素につき１個のトランジスタと１本の信号線しか図示されていないが、典型的には、各画素は、第２のトランジスタ（図示なし）並びにキャパシタ及び追加の信号線をさらに有する。当該技術分野では、回路部品の数や構成が異なる多くのタイプの回路が知られており、これら多種多様な回路が本発明と共に機能することを理解されたい。図示したトランジスタは薄いシリコン能動層３０１の上に製作されているが、半導体性基板の場合には、当該基板が実際にこの機能を果たし得ることを理解されたい。ゲートがシリコン能動層の上にあるトップゲート形構造を図示したが、当該技術分野では、ボトムゲートとして知られる反転形構造をしたTFTを使用して有機ELデバイスを駆動できることも知られている。
【００８２】
基板１０１及びアクティブマトリックス回路３００の他、各画素には、反射層１０２、厚さが異なるように加工された第１電極１１２ａ、１１２ｂ又は１１２ｃ、上記の多層有機EL媒体１２０、及び上記の第２透明電極１３０が含まれる。上述したように、３つの画素の各々に含まれるEL媒体は、非反射光成分２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃと、二次光成分２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃを有する光を発生する。二次光成分はその後反射されて、反射光成分２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃになる。画素の第１透明電極１１２は、隣接する画素から電気的に隔離されていなければならない。反射層１０２として導電性材料を選択した場合には、この層についても、隣接する画素間で電気的に隔離されることが好ましい。米国特許第６２４６１７９号明細書に記載されているような画素間誘電体３１０層を使用して、第１透明電極１１２の縁部を覆うことで、この領域での短絡又は強い電界を防止することが好ましい。図３に示したように、反射層１０２がパターン化される場合には、画素間誘電体３１０が反射層１０２の縁部を覆うことで、隣接する画素間で反射層１０２を電気的に隔離することも好ましい。画素間誘電体３１０として好適な材料には、SiO2、窒化ケイ素、スピン・オン・ガラス（SOG）及び感光性樹脂が含まれるが、これらはいずれも当該技術分野で周知の方法で付着され、パターン化される。封入層１４１によって表示装置の全体を保護する。本態様では、アレイの所定の異なる画素又は二次画素の上に、色の異なる第１、第２及び第３のカラーフィルター１５１ａ、１５１ｂ及び１５１ｃが配置される。これらのカラーフィルターにより、波長帯域が狭い光２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃを通過させ、観察者の目に入れることができる。フルカラー表示装置の場合、これらは赤色、緑色及び青色であることが典型的である。
【００８３】
本発明の目的は、有機EL媒体１２０の複数層が画素間及び画素周囲でパターン化を一切要しないことであり、したがって、これらの層は、色の異なる画素に対して厚さを変えることができない。それゆえ、本発明の上記第１態様によると、色の異なる画素に対して第１透明電極の厚さのみを変更することで、各色について、反射成分２０３ａ、２０３ｂ及び２０３ｃが、対応する非反射成分２０１ａ、２０１ｂ及び２０１ｃと協調的に干渉することを確保する。色の異なる画素に対して、第１透明電極１１２ａ、１１２ｂ及び１１２ｃの厚さを変えなければならない。方程式２を使用して、最初に、すべての画素について第１透明電極の厚さを決定する。次いで、最大厚値を選定し、第１透明電極１１２をその厚さになるまで付着させることができる。次いで、第１透明電極１１２の厚さを、周知のフォトリソグラフィ法及びエッチング処理法で、他の画素色の領域において減少させることができる。この工程を、第１のものを越えて、当該表示装置に含まれる各色について繰り返すことができる。第１透明電極を最初に最薄値になるまで付着させ、その後材料を選択的に追加することにより厚さを増加させる別の方法も可能であることを理解されたい。さらに、材料の除去と追加を組み合わせた別の方法も可能であると考えられ、本発明の精神及び範囲に含まれるものと考える。その上、第１透明電極１１２の複数の二次層が存在する場合には、当該二次層の１層だけの又は数層の厚さを調整することにより、本発明の目的を達成することもできる。
【００８４】
図４を参照する。上記の第２態様によるアクティブマトリックス駆動回路を有する多色デバイス１７０の３つの画素の横断面図を示す。本態様は、多色デバイス１６０に存在するすべての層を具備した画素を含み、該画素の１つ以上について、第１透明電極１１２と反射層１０２との間に透明光学層１１１ａ、１１１ｂを追加配置してなるものである。第１透明電極１１２は、多色デバイス１７０のすべての画素において、共通の厚さを有している。透明光学層１１１の厚さを変えることで、各色について、反射成分２０３ａ、２０３ｂ及び２０３ｃが、対応する非反射成分２０１ａ、２０１ｂ及び２０１ｃと協調的に干渉することを確保する。
【００８５】
さらに、すべての画素に共通する他の層の厚さを、透明光学層１１１を含まない同一色の１つの画素群について最適化することが可能であり、かつ、好ましく、その場合、透明光学層１１１は、多色デバイス１７０におけるように、追加の色を有する他の画素群に存在するだけとなる。例えば、３色表示、すなわち３つの画素色群を有する表示装置を考えた場合、同一色を有する２つの画素群だけが透明光学層１１１を必要とする場合がある。この場合、厚さの異なる透明光学層を有する領域数が最少となり、よって全体的な製造処理工程数が最少となる。先に多色デバイス１６０における第１透明電極１１２について説明したように、透明光学層１１１を共通の厚さで付着させた後、所望の領域において選択的に削減又は付着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１態様による多色デバイスを形成するのに使用される画素を示す代表的横断面図である。
【図２】本発明の第２態様による多色デバイスを形成するのに使用される画素を示す代表的横断面図である。
【図３】上記本発明の第１態様によるアクティブマトリックス駆動回路を有する多色デバイスの３つの画素を示す代表的横断面図である。
【図４】上記本発明の第２態様によるアクティブマトリックス駆動回路を有する多色デバイスの３つの画素を示す代表的横断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０…画素
１０１…基板
１０２…反射層
１１１…透明光学層
１１２…第１透明電極
１２０…有機EL媒体
１２１…正孔注入層
１２２…正孔輸送層
１２３…発光層
１２４…電子輸送層
１３０…第２透明電極
１３２…透明導電層
１４１…封入層
１５１…カラーフィルター
１６０、１７０…多色デバイス
２０１…非反射成分
２０２…二次光成分
２０３…反射成分
２０５…放出点
２０７…反射点
２１０…光
３００…アクティブマトリックス回路
３０１…シリコン能動層
３０２…ゲート誘電体
３０３…ゲート導体
３０４…ソース接点
３０５…ドレイン接点
３０６…第１絶縁層
３０７…第２絶縁層
３１０…画素間誘電体
【図１】
2004253389.tif 000016
【図２】
2004253389.tif 000017
【図３】
2004253389.tif 000018
【図４】
2004253389.tif 000019