(57)【要約】次からなる表示装置；アノード、カソード、及びアノードとカソードの間に位置する有機冷光放射性材料の領域、ここで、有機冷光放射性材料は青色発光体であり、カソードは第１層並びに第１層と有機冷光放射性材料の間に位置する第２層を有し、第１層はアルミニウムからなり、第２層はフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムの少なくとも１つからなる。【選択図】図２
2004537833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次からなる表示装置。
アノード、
カソード、及び
アノードとカソードの間に位置する有機冷光放射性材料の領域、
ここで、
有機冷光放射性材料は青色発光体であり、
カソードは第１層並びに第１層と有機冷光放射性材料の間に位置する第２層を有し、第１層はアルミニウムからなり、第２層はフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムの少なくとも１つからなる。
【請求項２】
第１層が本質的にアルミニウムからなる請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
第２層が本質的にフッ化ナトリウム又はフッ化カリウムからなる請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
第２層がフッ化ナトリウムである請求項１ないし３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
第２層がフッ化カリウムである請求項１ないし３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
第１層の厚さの範囲が２００〜７００ｎｍである請求項１ないし５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
第２層の厚さの範囲が２〜６ｎｍである請求項１ないし６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
有機電子冷光放射性材料がポリフルオレンである請求項１ないし７のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
有機電子冷光放射性材料が１又は２以上のフルオレン及び１又は２以上のトリアリールアミンのコポリマーである請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
アノードに連結する第１電源並びにカソードの第１層に連結する第２電源からなる請求項１ないし９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１１】
第２層が有機電子冷光放射性材料と接触する請求項１ないし１０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１２】
第１層が１Å／ｓ以下の速度で有機電子冷光放射性材料に蒸着される請求項１ないし１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
表示装置を形成する方法であって、
アノード及び有機電子冷光放射性材料の領域からなる構造を形成し、
第１層並びに第１層と有機電子冷光放射性材料の間に位置する第２層からなるカソードを有機電子冷光放射性材料に接触させるように蒸着させ、
ここで、第１層はアルミニウムからなり、第２層はフッ化ナトリウムとフッ化カリウムの少なくとも１つからなる方法。
【請求項１４】
第２層が蒸発によって蒸着される請求項１３に記載の表示装置を形成する方法。
【請求項１５】
第２層が１Å／ｓ以下の速度で蒸着される請求項１３又は１４に記載の装置を形成する方法。
【請求項１６】
第１層の蒸着前に第２層の蒸着源の材料の脱ガスを行う工程を有する請求項１４又は１５に記載の表示装置の形成方法。
【請求項１７】
第１層が蒸発によって蒸着される請求項１３ないし１６に記載の表示装置の形成方法。
【請求項１８】
第１層の最初に蒸着される部分が１Å／ｓ以下の速度で蒸着される請求項１７に記載の装置を形成する方法。
【請求項１９】
前記最初に蒸着される部分が少なくとも１００ｎｍの厚さである請求項１８に記載の装置を形成する方法。
【請求項２０】
前記最初に蒸着される部分の次に蒸着される部分が５Å／ｓより大きい速度で蒸着される請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
第１層の蒸着前に第１層の蒸着源の材料の脱ガスを行う工程を有する請求項１７ないし２０のいずれかに記載の表示装置の形成方法。
【請求項２２】
前記有機電子冷光放射性材料が青色発光体である請求項１３ないし２１のいずれかに記載の表示装置の形成方法。
【請求項２３】
前記電子有機冷光放射性材料が１又は２以上のフルオレン及び１又は２以上のトリアリールアミンのコポリマーである請求項１３ないし２２のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２４】
白色発光装置であって、
アノード
カソード、及び
アノードとカソードの間に位置する有機電子冷光放射性材料の領域
並びにカソード、
ここで、有機電子冷光放射性材料が青色発光体であり、かつ
カソードは第１層並びに第１層と有機電子冷光放射性材料の間に位置する第２層を含有し、第１層はアルミニウムからなり、第２層はフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムの少なくとも１つからなる有機発光装置を含み、さらに、
有機発光装置を少なくとも部分的に覆う蛍光体含有カバーであって、装置からの全体の放射が白色となるように、有機電子冷光放射性材料から放射される光を部分的に吸収し、前記光をより波長の長い光に変換して放射する蛍光体含有カバーを有する白色発光装置。
【請求項２５】
前記蛍光体含有カバーは緑色放射蛍光体及び赤色放射蛍光体を含む請求項２４に記載の白色発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、特に、発光有機材料によって光を放射する装置のための電極組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の新しい類型は発光に有機材料を使用する。発光有機材料は、ＰＣＴ  ＷＯ９０／１３１４８及びＵＳ４，５３９，５０７に記載されており、その内容は、本明細書の一部として引用する。これらの装置の基本構造は、２つの電極間に挟まれた発光有機層、例えば、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（”ＰＰＶ”） の薄膜である。電極の一方（カソード）は負電荷（電子）を注入し、他方（アノード）は正電荷（正孔）を注入する。電子と正孔は有機層中で結合し、光子を発生する。ＰＣＴ  ＷＯ９０／１３１４８においては、有機発光材料はポリマーである。ＵＳ４，５３９，５０７においては、有機発光材料は、（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウム（”Ａｌｑ３”）のような低分子材料として知られる類型である。実用上の装置においては、電極の１つは、光子が装置から離脱できるように典型的には透明である。
【０００３】
図１は、典型的な有機発光装置（”ＯＬＥＤ”）の断面構造である。ＯＬＥＤは、典型的には、インジウム錫酸化物（”ＩＴＯ”）のような透明第１電極２で被覆されたガラス又はプラスチック基板１上に形成される。このような被覆基板は商業的に有益である。このＩＴＯ被覆基板は、電子冷光放射性有機材料３及び典型的には金属又は合金である第２電極４を形成する最終層の少なくとも１層で被覆される。他の層、例えば、電極と電子冷光放射性材料の間の電荷輸送を改良する材料も装置に組み込まれることは可能である。電力供給源５から電極間に電圧が加えられると、電極の１つはカソードとして、他方はアノードとして働く。
【０００４】
電極の性質は装置の効率に強い影響を与える。カソード電極としては、低い仕事関数を有する材料が一般的に好まれるが、多数の材料が提案されている。
・ＵＳ４，５３９，５０７は、インジウム、銀、錫、鉛、マグネシウム及びアルミニウムなどの金属からなるカソードを提案している。
・ＷＯ００／４８２５７は、アルミニウム層、カルシウム層及びリチウム若しくはフッ化マグネシウムからなる層を有する３層カソードを記載している。
・ＥＰ０  ８２２  ６０３  Ａは、薄いフッ化物層及び厚い導電層を含む２層カソードを提案している。フッ化物は、アルカリフッ化物及びアルカリ土類フッ化物の群から選択される。導電層は、単金属、合金及び導電材料からなる群から選択される。フッ化物層としては、０．３〜５．０ｎｍの厚さが知られている。
【０００５】
本発明の第１の側面によれば、アノード、カソード、及びアノードとカソードの間に位置する有機電子冷光放射性材料からなる表示装置が提供される。ここで、有機冷光放射性材料は青色放射材料であり、カソードは第１層及び第１層と有機電子冷光放射材料の間に位置する第２層からなり、第１層はアルミニウムからなり、第２層はナトリウムフッ化物及びカリウムフッ化物の少なくとも１つからなる。
【０００６】
本発明の第２の側面によれば、次からなる表示装置を形成するための方法が提供される。アノード及び有機電子冷光放射性材料からなる領域を形成する、有機電子冷光放射性材料を蒸着させる、第１層及び第１層と有機電子冷光放射性材料の間に位置する第２層からなるカソード、アルミニウムからなる第１層、並びにフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムの少なくとも１つからなる第２層を蒸着させる。
好ましくは、第１層は本質的にアルミニウムである。
【０００７】
好ましくは、第２層は本質的にフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムからなる。第２層はフッ化ナトリウム又はフッ化カリウムを含むことができる。
【０００８】
第１層の厚さは、適切には２００〜７００ｎｍの範囲にあり、好ましくは、３００〜６００ｎｍの範囲にある。第２層の厚さは、適切には２〜６ｎｍの範囲にあり、好ましくは、３〜５ｎｍの範囲にある。
【０００９】
有機電子冷光放射性材料は、好ましくは、ポリマー、フルオレン単位からなるオリゴマー、最も好ましくは、ポリフルオレンである。有機電子冷光放射性材料は、１又は２以上のフルオレン及び１又は２以上のトリアリールアミンである。フルオレン単位は、好ましくは、材料からの発光に貢献する。
【００１０】
この装置は、波長４００〜５００ｎｍの範囲で強い発光ピークを有する。この装置は、０．１≦ｘ≦０．２、０．００≦ｙ≦０．１、好ましくは０．１２≦ｘ≦０．１８、０．０２≦ｙ≦０．８、最も好ましくは、ｘ＝０．１５付近、ｙ＝０．０５付近に１９３１ＣＩＥ調整を有する色を適切に発光する。
この装置は、ＲＧＢ（赤、緑、青）表示の青色画素を構成する。
この装置は、アノードに連結された第１電源とカソードの第１層に連結された第２電源を含む。
【００１１】
第２層は、好ましくは、有機電子冷光放射性材料に接触させる。第１層は、好ましくは第２層と接触させる。第１層は、好ましくは第２層によって有機電子冷光放射性材料と隔離されており、したがって、第１層は、好ましくは電子冷光放射性材料と接触しない。
【００１２】
第１層は、有機電子冷光放射性材料上に蒸着される。蒸着速度は、好ましくは１〜５Å／ｓであり、より好ましくは、約２Å／ｓである。
【００１３】
第１層のいくつか又は全ては、蒸発によって有利に蒸着される。好ましくは、蒸発速度は１Å／ｓ未満である。好ましくは、第１層の蒸着源となる材料は、例えば、蒸発温度以下の高い温度に保持されることによって、蒸発前に脱ガスされる。高い温度とは、５００℃を超える温度であり得、材料はその温度で５分間又はそれ以上保持される。
【００１４】
第２層のいくつか又は全ては、有利には蒸発によって蒸着される。好ましくは、蒸発速度は１Å／ｓ以下である。第１層の一部は、適切には第２層と接触する。便利には、連続する第２層の第１部は、５Åを超える速度で蒸着される。好ましくは、第２層の蒸着源となる材料は、例えば、蒸発温度以下の高い温度に保持されることによって、蒸発前に脱ガスされる。高い温度とは、便宜的には５００℃を超える温度であり得、材料はその温度で５分間又はそれ以上保持される。
【００１５】
有機電子冷光放射性材料は、好ましくは高分子材料であり、好ましくは、半導体高分子材料であり、より好ましくは（全体的に、又は部分的に）共役された高分子材料である。これに替わるものとしては、電子冷光放射性材料は、低分子材料、オリゴマー材料、又はモノマー材料である。有機電子冷光放射性材料は、例えば、混合物又はコポリマーとして、１、２又はそれ以上の電子冷光放射性要素を含む。ポリマーはフルオレン単位を含むコポリマーであり得る。
【００１６】
この装置は、適切には１又は２以上の追加の層を含むことができる。このような追加の層の１例としては、電極層と発光層の間に位置し得る電荷輸送層である。それぞれの電荷輸送層は、ポリエチレンジオキシチオフェン（”ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ”）、ポリ（２，７−（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン）−（１，４−フェニレン−（４−イミノ（ベンゾイン酸））−１，４−フェニレン−（４−イミノ（ベンゾイン酸））−１，４−フェニレン））（”ＢＦＡ”）、ポリアニリン及びＰＰＶである。
【００１７】
アノード電極は、好ましくは、４．３ｅＶより大きな仕事関数を有することができる。この電極はインジウム錫酸化物（”ＩＴＯ”）又は錫酸化物（”ＴＯ”）のような金属酸化物からなることができる。
【００１８】
電極の少なくとも１つは、適切には、光透過性であり、適切には、発光領域から放射された光に対して好ましくは透明である。
【００１９】
本発明の青色発光装置は、蛍光体含有カバーと結合されるとき、白色光源としての使用に特に適する。このような白色源の例としては、ＷＯ００／３３３９０に開示されている。白色光源は、住宅、商業及び産業環境の広い範囲で応用される。
【００２０】
本発明は、次からなる白色発光装置に関係する。
アノード、カソード及びアノードとカソードの間に位置する有機電子冷光放射性材料の領域、ここで、有機電子冷光放射性材料は青色放射材であり、カソードは第１層及び第１層と有機電子冷光放射性材料の間に位置する第２層からなり、第１層はアルミニウムを含み、第２層はフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムの少なくとも１つからなり、白色放射装置は、さらに、少なくとも部分的に有機発光装置を覆う蛍光体含有カバーを含み、この蛍光含有カバーは、装置からの全体の発光が白色となるように、有機電子冷光放射性材料から放射される光及びより長い波長の放射光を部分的に吸収するのに適したものである。好ましくは、蛍光体含有カバーは緑色放射蛍光体及び赤色放射蛍光体を含む。緑色放射蛍光体は、好ましくは、５３０〜５５５ｎｍに放射ピークを有する。赤色放射蛍光体は、好ましくは、６１０〜６２０ｎｍに放射ピークを有する。本発明の目的のためには、白色光は、１９３１ＣＩＥ調和度０．３３、０．４１を有し、及び／又は色温度３０００〜４１００°Ｋを有する。蛍光体含有カバーは、好ましくは、発光装置の見える側に置かれ、好ましくは、見える側の少なくとも５０％を覆う。
【００２１】
図２は、２層のカソードを有する有機発光装置を示す。装置は、透明なガラス又はプラスチック基板１１を有する。基板上には、ＩＴＯを形成した透明なアノード電極１２がある。アノード上には、有機発光材料の層１３があり、その上にカソード層１４がある。カソード１４は２つの層１６及び１７を有する。電源１５は、アノード１２及びカソード１４の中の層１６間に結合される。電源は、アノード１２に対して、カソード１４が電気的に負になるように電圧を負荷する。
【００２２】
カソードにおいては、１６は金属層である。それは、アルミニウムで形成される。層１６は、約１００〜１０００ｎｍであり、好ましくは、２００〜７００ｎｍである。層１７は、フッ化物層である。それは、フッ化ナトリウム又はフッ化カリウムから形成される。層１７の厚さは２〜６ｎｍの範囲であり、好ましくは、３〜５ｎｍの範囲であり、最も好ましくは、４ｎｍである。
【００２３】
基板１１及びアノード電極１２は事前に準備された市販されているＩＴＯコーティングガラスシートである。装置を形成するために、発光層１３は、ＩＴＯ層の上に蒸着される。発光層は、例えば、スピンコーティングによって溶液から便利に蒸着される。次いで、発光層上にカソードが形成される。
【００２４】
カソードは、好ましくは、フッ化物層１７の蒸着によって形成され、次いで、金属層１６の蒸発によって形成される。フッ化物層は非常に遅い速度、いくぶん速い速度でもよいが、好ましくは１Å／ｓ以下で蒸発するのが有利であることが発見された。最も良い結果のためには、金属層の最初の部分（適切には、最初の１００ｎｍ又は金属層のそれ）はそのように遅い速度で蒸着される。最も良い結果のためには、それぞれのカソード材料が蒸着される前に、沸点以下の高い温度、便宜的には６５０〜６７０℃に約５〜１０分間、保持されることによって脱ガスされる。
【００２５】
カソードの上に層１６がアルミニウムで形成され、層１７がフッ化ナトリウム又はフッ化カリウムで形成される装置は、フッ化物層がフッ化リチウムで形成されていても、他の組成のカソードを有する装置より著しく良好な結果を示すことがわかった。この結果は、発光材料が青色スペクトロム領域で発光するとき特に強調される。青色発光の１例：１０％のＴＦＢ、１０％のＰＦＢ、８０％のＦ８からなるコポリマーは、装置Ａ〜Ｃの参照と共に下記に示されている。青色発光材料の他の例は、Ｄ  Ｙ  Ｋｉｍ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２５（２０００）１０８９−１１３９に示されている。
【００２６】
次の表の２欄及び３欄に示されるカソード構造を有するように装置が製造された。
【表１】
2004537833.tif 000003
これら装置の発光層は、１０％のＴＦＢ（ビス（１，４−フェニレン）−４−セク−ブチルフェニルアミン）、１０％のＰＦＢ（１，４−フェニレン−（（４−ブチルフェニル）イミノ）−１，４−フェニレン（（４−ブチルフェニル）イミノ）−１，４−フェニレン））及び８０％のＦ８（９，９−ジオクチルフルオレン）。この材料は、ＷＯ００／５５９２７により詳細が検討される。
【００２７】
図３は、適用された電圧に対する装置の輝度と効率の関係をプロットしている（上記表の４及び５欄参照）。ＮａＦ及びＫＦ装置（Ａ及びＢ）は、ＬｉＦ装置（Ｃ）より著しい輝度及び効率を示す。
【００２８】
図４は、装置Ａ及びＢの時間に対する輝度をプロットする。両方の装置は、５０ｃｄ／ｃｍ2以上で約２０００時間の許容寿命を示す。層１６をアルミニウムで形成し、層１７をフッ化リチウムで形成する装置Ｃのような装置は、このタイプの装置において非常に短い寿命を示すことが発見された。
【００２９】
ＷＯ００／４８２５７に記載されるカソードに比較して、装置Ａ及びＢは、非常に活性である状況下では分解をもたらす金属カルシウムを含まないという利点を有する。また、３層カソードより２層カソードのほうが製造に当ってより単純である。ＮａＦ／Ａｌ及びＫＦ／Ａｌカソードを有する装置は、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌカソードを有する装置より十分に効率的である。
【００３０】
上記で検討した発光材料は、好ましくは有機ポリマー、低分子又はオリゴマーを包含する。適切な材料は、共役フルオレン、アミン及びこれらのコポリマーを包含する。
【００３１】
上記のカソード材料は、２又は３以上の画素（通常、異なる発光食を有する）が共通のカソードを使用し、異なるアノードを使用する、共通カソードの装置構成に使用される。
【００３２】
電荷輸送材料層は、アノードと発光材料の間に存在し得る。電荷輸送材料はＰＥＤＯＴ−ＰＳＳであり得る。
【００３３】
本発明は、それが現在請求された発明か否かにかかわらず、本明細書で明示に又は黙示に開示したいかなる特徴又はその結合をも含む。前述の観点に立って、あらゆる変形が本発明の範囲内でなされ得ることは当業者にとって自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ＯＬＥＤの基本構造を示す。
【図２】２層カソードを有するＯＬＥＤを示す。
【図３】多種の材料のカソードを有する装置の電圧に対する輝度及び効率を示す。
【図４】多種の材料のカソードを有する装置の時間に対する輝度を示す。
【符号の説明】
【００３５】
１    ガラス又はプラスチック基板
２    透明第１電極
３    電子冷光放射性有機材料
４    第２電極
５    電源
１１  ガラス又はプラスチック基板
１２  透明アノード電極
１３  有機発光材料
１４  カソード層
１５  電源
１６  カソード層（金属層）
１７  カソード層（フッ化物層）
【図１】
2004537833.tif 000004
【図２】
2004537833.tif 000005
【図３】
2004537833.tif 000006
【図４】
2004537833.tif 000007
【国際公開パンフレット】
2004537833.tif 000008
2004537833.tif 000009
2004537833.tif 000010
2004537833.tif 000011
2004537833.tif 000012
2004537833.tif 000013
2004537833.tif 000014
2004537833.tif 000015
2004537833.tif 000016
2004537833.tif 000017
2004537833.tif 000018
2004537833.tif 000019
2004537833.tif 000020
2004537833.tif 000021
2004537833.tif 000022
2004537833.tif 000023
2004537833.tif 000024
2004537833.tif 000025
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004537833.tif 000026
【国際調査報告】
2004537833.tif 000027
2004537833.tif 000028
2004537833.tif 000029