JP2001507503A - 光反射構造体を備える発光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 基板１１００、この基板内または上に配置した光反射構造体１１１０、およびこの光反射構造体１１１０内または上に配置した有機発光素子１０００を含む発光体。本発明の発光体は、導波性を最小にし、それで効率、輝度および解像度を増す。

Description

【発明の詳細な説明】 光反射構造体を備える発光体発明の分野 この発明は、有機発光素子（ＯＬＥＤ）に関し、更に詳しくは、効率を最高に し且つ導波性による損失を最小にするように設計した、発光体に関する。発明の背景 電子ディスプレーは、テレビ受像機、コンピュータ端末、電気通信機器および その他の用途のホストに使われている。現在利用できる電子ディスプレーの種類 の中では、フラットパネルディスプレー技術に重大な関心があり、この分野では 絶えず進歩がなされている。ディスプレー技術に対する望ましい要因には、高解 像度をもたらす能力、よい明るさ水準で且つ競合できる価格でのフルカラー表示 がある。 有機発光素子（ＯＬＥＤ）は、電流で励起したとき光を出す薄膜を使用し、益 益フラットパネルディスプレー技術の一般的な形になっている。現在、最も好ま しい有機発光構造体を二重ヘテロ構造（ＤＨ）ＯＬＥＤと称し、図１Ａに示す。 この素子では、ガラスの基板層１０をインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の薄層１１ によって被覆する。次に、薄い（１００〜５００Å）の有機正孔輸送層（ＨＴＬ ）１２をＩＴＯ層１１上に被着する。ＨＴＬ１２上に付着するのは、薄い（典型 的には５０Å〜５００Å）放出層（ＥＬ）１３である。このＥＬ１３は、１００ 〜５００Åの厚さの電子輸送層１４（ＥＴＬ）から注入した電子をＨＴＬ１２か らの正孔と再結合するための場所を提供する。先行技術のＥＬＴ、ＥＬおよびＨ ＴＬ材料の例は、米国特許第５，２９４，８７０号に開示されていて、その開示 を参考までにここに援用する。 屡々、このＯＬＥＤの色を変え且つ電界発光効率を増すために、ＥＬ１３に高 度に蛍光性の色素を添加する。この素子は、図１Ａに示すように、金属接点１５ ，１６および上部電極１７を付けることによって完成する。接点１５および１６ は、典型的にはインジウムまたはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから製作する。電極１７は、 屡々 有機ＥＴＬ１４と直接接触するＭｇ／Ａｇ１７’のような合金と、このＭｇ／Ａ ｇ上の金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）のような、厚く仕事関数の高い金属層１７” から成る二重層構造である。この厚い金属１７”は不透明である。上部電極１７ と接点１５および１６の間に適正なバイアス電圧を掛けるとき、放出性層１３か らガラス基板１０を通して光放出が起る。図１ＡのＬＥＤ素子は、放出する色お よび素子構造に依って、典型的に０．０５％ないし２％の発光性外部量子効率を 有する。 もう一つの公知の有機放出性構造は、単一ヘテロ構造（ＳＨ）ＯＬＥＤと称し 、図１Ｂに示す。この構造とＤＨ構造の間の差は、多機能層１３’がＥＬとＥＴ Ｌの両方として役立つことである。図１Ｂの素子の一つの欠点は、多機能層１３ ’の電子輸送能力が良くなければならないことである。さもなければ、別々のＥ Ｌ層とＥＴＬ層を、図１Ａの素子に対して示すように、設けるべきである。 更にもう一つの公知のＬＥＤ素子を図１Ｃに示し、それは単層（ポリマー）Ｏ ＬＥＤの典型的断面図を例示する。図示のように、この素子は、錫ＩＴＯ層３で 被覆したガラス基板１を含む。例えば、スピンコーティングしたポリマーの薄い 有機層５をＩＴＯ層３の上に作り、先に説明した素子のＨＴＬ、ＥＴＬ、および ＥＬ層の全ての機能を与える。金属電極層６を有機層５の上に作る。この金属は 、典型的には、Ｍｇ，Ｃａまたはその他の普通使う低仕事関数の金属である。 発光画素に有機化合物を使用する多色電界発光画像ディスプレー素子の例が米 国特許第５，２９４，８７０号に開示されている。この特許は、青色光を出すた めに有機媒体を含む複数の発光画素を開示する。これらの画素のある部分で青色 ＯＬＥＤと基板の間に蛍光性媒体を配置する。この蛍光性媒体は、青色ＯＬＥＤ が出す光を吸収し、同じ画素の異なる領域で赤色光および緑色光を出す。このデ ィスプレーの一つの欠点は、一つの画素から隣接する画素へガラス基板を通る光 の導波性が導波路を通した光のぼけ、色にじみ、画像解像度の低下および損失を 生ずることがあることである。この問題を図１Ａに示す素子について図１Ｄに概 略的に示し、Ｄ．Ｚ．ガルブゾフ外の“光ルミネセンス効率およびアルミニウム ・トリキノレート（Ａｌｑ₃）薄膜の吸収”、２４９ケミカルフィジックスレタ ー ４３３（１９９６）に更に詳しく説明され、それを参考までにここに援用する 。 この素子の更なる問題は、透明の導電層として使用するＩＴＯが高損失材料であ り、従ってＩＴＯ層が導波路を通した光を吸収する結果になることである。これ およびその他の先行技術の素子で直面する一つの追加的問題は、このＬＥＤを相 互連結する線が見る者に個々の画素を囲む黒線として見え、それでこのディスプ レーの粒状度を増し、解像度を制限することである。発明の概要 本発明は、効率を増し、他の点では有用な光放出の導波性による損失を減らす ために、光反射構造体を使用する、単色および多色発光体を含む。本発明の実施 例の各々は、基板、この基板内または上に配置した光反射構造体、およびこの光 反射構造体内または上に配置したＯＬＥＤを含む。この光反射構造体は、上の部 分と下の部分に特徴があり、この上の部分が下の部分より狭くて、このＯＬＥＤ から出た光をこの下の部分の方へ向ける。 一つの態様で、本発明の発光体は、各々、傾斜壁を有するメサの形をした少な くとも一つの光反射構造体を有する複数の画素を含む。本発明に使用するメサは 、切頭ピラミッドの形をし、各々上の部分がその下の部分より狭くて光をその側 壁の反射によってその上の部分からその下の部分の方向に向ける。 もう一つの態様では、本発明の発光体を、光放出を集中するように構成する。 そのような発光体は、各々透明基板、この基板上の光反射層、この光反射層上の 導波層の形の光反射構造体、およびこの導波層上の少なくとも一つのＯＬＥＤを 含む。この光反射層は、それに少なくとも一つの開口を有する。このＯＬＥＤか ら出た光を、この光反射構造体側壁および光反射層で反射し、この基板から出す ために、この光反射層の開口を通るように向ける。 第１実施例で、本発明の発光体は、複数の画素を含み、その各々が透明基板上 に三つのメサに配置した発光素子を含み、そこで上記メサの第１のものが青色光 エミッタの役をし、上記三つのメサの第２のものが緑色光エミッタの役をし、お よび上記三つのメサの第３のものが赤色光エミッタの役をする。この実施例では 、各メサの下の部分がこの基板に直ぐ隣接して各メサが出した光をこの基板の方 へ向ける。 第２実施例で、本発明の発光体は、複数の画素を含み、その各々が三つの倒立 した傾斜壁を有するメサに配置した発光素子を含み、そこで上記三つの倒立メサ の第１のものが青色光エミッタの役をし、上記三つの倒立メサの第２のものが緑 色光エミッタの役をし、および上記三つの倒立メサの第３のものが赤色光エミッ タの役をする。この実施例では、各メサの上の部分がこの基板に直ぐ隣接して各 メサが出した光をこの基板から離れる方向に向けるので、これらのメサを“倒立 ”していると称する。これらの倒立メサを基板上かまたは基板内に配置する。 第３実施例で、本発明の発光体は、複数の画素を含み、その各々が、青色、緑 色および青色ＯＬＥＤの積重ね構造のために、単独または組合わせて、青色、緑 色または赤色光のエミッタの役をする単一メサまたは倒立メサに配置した発光素 子を含む。 第４実施例で、本発明の発光体は、透明基板、この基板上の光反射層、この光 反射層上の導波層の形の光反射構造体、およびこの発明のこの導波層上の少なく とも一つのＯＬＥＤを含む。この導波層は、上面、底面、および少なくとも三つ の側面を有し、これらの側面の一つがこの基板に関して９０°未満の角度にあり 、これらの側面の残りがこの基板に垂直である。これらのＯＬＥＤから出た光を この光反射層およびこの導波層の側面で反射する。従って、出た光をこの基板か ら放出するために、集中してこの光反射層の開口を通るように向ける。 第５実施例では、第４実施例の導波層がこの基板に関して90゜未満の角度にあ る少なくとも二つの側面を有し、残りの側面がこの基板に垂直である。この光反 射層が、この基板に関して９０°未満の角度にあるこの導波層の側面の下に位置 する複数の開口を有する。それで、これらのＯＬＥＤから出た光をこの光反射層 およびこの導波層の側面で反射する。従って、出た光をこの基板から放出し、且 つ共通の焦点に収束するために、集中してこの光反射層のこれらの開口を通るよ うに向ける。図面の簡単な説明 図１Ａは、先行技術による典型的有機二重ヘテロ構造発光素子（ＯＬＥＤ）の 断面図である。 図１Ｂは、先行技術による典型的有機単一ヘテロ構造発光素子（ＬＥＤ）の断 面図である。 図１Ｃは、先行技術による公知の単層ポリマーＬＥＤ構造体の断面図である。 図１Ｄは、従来の構造体ＬＥＤ構造体の中の導波性の問題を示す。 図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃは、この発明の実施例による、青色発光素子（Ｏ ＬＥＤ）並びに赤色および緑色下方変換蛍光体層を利用する、集積３色画素の断 面図である。 図２Ｄは、本発明の実施例による、メサ画素構成の、青色、緑色および赤色Ｏ ＬＥＤの積層装置を示す。 図３は、本発明の一実施例の平面図を示す。 図４Ａないし図４Ｄは、図２Ａに示すような本発明の第１実施例を作る方法を 示す。 図５Ａないし図５Ｅは、図２Ｂに示すような本発明の第２実施例を作る方法を 示す。 図６Ａないし図６Ｄは、図２Ｄに示すような本発明の第３実施例を作る方法を 示す。 図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の実施例の、それぞれ、断面図および平面図で ある。 図７Ｃは、図７Ａに示す素子の倒立状態の断面図である。 図８Ａおよび図８Ｂは、本発明の実施例の、それぞれ、断面図および平面図で ある。 図９は、θ＞θ_c、内反射のための臨界角を概略的に示す。 図１０Ａないし図１０Ｃは、本発明に従つて使うことができる、あるＯＬＥＤ 変形を示す。 図１１Ａないし図１１Ｂは、それぞれ、発光強度に対する発光素子長さの影響 および素子効率をグラフで示す。詳細な説明 本発明の第１実施例を図２Ａに示す。この実施例では、メサ構造の形をしてい る、光反射構造体のコリメータ効果のために、導波性が減り、放射出力が増す。 このコリメーションは、このメサ構造の傾斜壁からの全反射によるか、またはこ れらの傾斜壁に付着した金属からの正反射によって達成する。 図２Ａに示す素子は、共通基板３７上の三つのメサ積層を有する画素を含み、 これらの積層は、特定の積層に依って、青色ＯＬＥＤ層２０並びに、それぞれ、 ２１および２２で指す、赤色および／または緑色下方変換蛍光体を含む。基板３ ７は、一般的にガラス、石英、サファイアまたはプラスチックのような透明材料 から製作する。このＯＬＥＤ層は、この技術でよく知られるように、ＤＨ若しく はＳＨ構造、またはポリマーベースＯＬＥＤの単層である。 素子２４は、水平に伸びて各素子２７および２８の上端部も形成する青色ＯＬ ＥＤ２０を含む青色発光体である。素子２７は、青色ＯＬＥＤ２０およびこの積 層の底部の緑色下方変換蛍光体２２を含み、この蛍光体２２がＯＬＥＤからの青 色光を緑色光に変換する、緑色発光体である。第３の素子２８は、青色ＯＬＥＤ ２０と緑色下方変換蛍光体２２の間に配置され、ＯＬＥＤ２０からの青色光を赤 色光に変換する、赤色下方変換蛍光体２１を含む。この場合、赤色光が、赤色光 に透明な緑色蛍光体２２を吸収されずに通過する。緑色下方変換蛍光体２２は、 製作の容易化のために素子２８に残す。その代りに、第３素子２８が青色ＯＬＥ Ｄ２０およびこの積層の底部の赤色下方変換蛍光体２１を含み、この赤色下方変 換蛍光体がＯＬＥＤ２０からの青色光を緑色下方変換蛍光体層に通さずに赤色光 に変換する。第３素子２８の更にもう一つの代替配置では、緑色下方変換蛍光体 の層をＯＬＥＤ２０と赤色下方変換蛍光体２１の間に配置する。この配置では、 緑色下方変換蛍光体２２がＯＬＥＤ２０から出る青色光を緑色光に変換し、次に 赤色下方変換蛍光体２１がこの緑色光を赤色光に変換する。しかし、この配置は 、下方変換ステップ数の増加で素子効率が低下する傾向にあるので、一般的には 好まれない。図２Ａに示す実施例は下方変換蛍光体層を使用するが、素子２４、 ２７および２８は、下方変換蛍光体層を使用せずに、その代りに青色、緑色およ び赤色ＯＬＥＤを使用してもよい。 素子２４，２７および２８の何れかのメサ壁を、基板に対して約３５°〜４５ °が好ましいが、導波性を最小にしまたは防止するように、任意の鋭角に形作る ことができる。素子２４，２７および２８の最底部を構成する、コリメータ誘電 体層１９は、普通横の画素に導波されて色にじみ並びに解像度および明るさの減 少の一因となる光を、そうではなくてメサ側壁および随意の反射器４７の反射 によって基板３７の外に向ける。この反射を、誘電体層１９から基板３７を通っ て出てビームＲを増強するように作用するビームＲ₂として図示する。 随意の反射器４７は、例えば、アルミニウム、銀、Ｍｇ／Ａｌまたはその他の 適当な材料のような材料で作る。反射器として役立つことに加えて、反射器４７ は、図３に示すように反射器４７を金属層２６と接続するように伸すことによっ て相互接続子として使うことができる。反射器４７を相互接続子として使うこと の一つの明確な利点は、そのような相互接続子が見る者から隠されるように隣接 するメサ間に位置することである。従って、出来たディスプレーは、従来のディ スプレー素子に屡々見られるような、隣接する画素間の暗線が何もない。 簡単のために、本発明で使用するＯＬＥＤ素子を図面に単層として示す。しか し、この技術でよく知られ且つここで説明するように、もし、このＯＬＥＤが単 層ボリマーでなければ、これらの層は、実際には複数の下位層を含み、その下位 層の配置は、その素子の構造がＤＨかＳＨかによる。 もし、例えば、本発明でＤＨのＯＬＥＤを使用すれば、ＯＬＥＤ素子２０は、 ＩＴＯ層の表面に真空蒸着または成長またはその他の方法で被着したＨＴＬから 成るだろう。上部ＥＴＬがＥＬを前者とＨＴＬの間にサンドイッチする。このＨ ＴＬ，ＥＴＬ，ＩＴＯおよび有機ＥＬ層の各々は、それらの組成および最小限の 厚さのために、透明である。各ＨＴＬは、厚さが５０〜１０００Åでよく；各Ｅ Ｌは、厚さが５０〜５００Åでよく；各ＥＴＬは、厚さが５０〜１０００Åでよ く；および各ＩＴＯ層は、厚さが１０００〜４０００Åでよい。最適性能および 低電圧作動のためには、好ましくは、これらの有機層の各々を上記の範囲の下端 の方に維持すべきである。各素子２４，２７および２８（ＩＴＯ／金属層を除き ）は、厚さが５００Åに近いのが好ましい。適当な有機ＥＴＬ、ＥＬおよびＨＴ Ｌ材料の例は、米国特許第５，２９４，８７０号に見ることができる。 ＥＴＬの上部に作るのは、低仕事関数（好ましくは、＜４ｅＶ）の金属層２６ Ｍである。金属層２６Ｍに適当な候補には、Ｍｇ，Ｍｇ／Ａｇ、およびＬｉ／Ａ ｌがある。金属層２６Ｍの上部に被着したのは、電気的接触をするのに適したも う一つの導電層２６Ｉである。導電層２６Ｉは、例えば、ＩＴＯ、Ａｌ、Ａｇま たはＡｕで作ることができる。便宜上、金属層２６Ｍと２６Ｉの二重層構造体 を金属層２６と称する。端子２６Ｔを金属層２６上に作ってそれと電気的に接続 し、Ｉｎ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇおよびそれらの組合せ、またはこの技術で知られる 何か適当な材料で作ることができる。 もし、素子２４，２７および２８を形成するために、ＤＨのＯＬＥＤ素子では なく、ＳＨのＯＬＥＤ構造を使うならば、ＥＴＬおよびＥＬ層を、図１ＢのＳＨ に対して先に説明したように、層１３’のような単一多機能層によって作る。こ の層１３’は、アルミニウム・キノレートまたは層１３’の多機能目的を達成で きる、その他の公知の材料である。しかし、ＳＨのＯＬＥＤ積層に比べたＤＨの ＯＬＥＤ積層の利点は、ＤＨのＯＬＥＤ積層が一般的に高効率を可能にすること である。 各素子２４，２７および２８のＯＬＥＤを横切る電圧は、特定の画素に対して どの瞬間にも所望の合成発光色および明るさを得るように制御する。明らかに、 素子２４が青色光を出し、素子２７が緑色光を出し、および素子２８が赤色光を 出す。更に、それぞれの画素に対して一部分は素子２４，２７および２８の電流 の大きさに依って所望の光色を得るために、素子２４，２７および２８の異なる 組合せを作動させることができる。 素子２４，２７および２８は、それぞれ、電池３２，３１および３０によって 順方向バイアスを掛けることができる。図２Ａで、電流は、各電池３２，３１お よび３０の正端子からその関連する素子のカソード端子２６Ｔへ、および各それ ぞれの素子の層を通り、導電層３５上に作ったアノード端子３５Ｔから各電池３ ２，３１および３０の負端子へ流れる。その結果、光が素子２４，２７および２ ８の各々のＯＬＥＤ層から出る。分離層２５がカソード層とアノード層のショー トを防ぐ。これらの画素を集めてディスプレーにしたとき、アノードとカソード の端子を、例えば、ディスプレーの縁に引出す。 各素子２４，２７および２８は、それぞれ、接触子３５と層２１，２２および １９の間に、ＴｉＯ₂のような、低損失、高屈折率誘電材料の層３６を随意に含 む。層３６は、接触子３５を、青色ＯＬＥＤ層２０からの光が接触子３５に容易 に導波され且つ吸収され得るように高損失材料であるＩＴＯから作ったときに特 に好ましい。ＴｉＯ₂およびＴＩＯに対する屈折率は、それぞれ、約２．６およ び２．２である。従って、層３６は、ＩＴＯでの導波性および吸収を実質的に無 くし、青色ＯＬＥＤ層２０から出た光が今度は層３６を透過するか、または層３ ６内で導波されてメサ側壁および反射器４７によって反射される。性能を向上す るための類似の層、例えば、正孔注入増強層を中間層として素子２４，２７およ び２８に随意に含める。 本発明の第２実施例では、積層の底ではなくて上部から光放出を得るために、 図２Ａの素子を反対または逆の方法で構成する。この第２実施例によれば、図２ Ｂ（比例尺にあらず）に示すように、“倒立”傾斜壁のメサ構造体のコリメータ 作用がこの構造体層に沿う導波性を抑制する。この実施例では、各メサが出す光 を基板から離して向けるように各メサの上部が基板に直ぐ隣接しているので、こ れらのメサを“倒立”していると称する。図２Ｂの倒立メサ構造体がなければ、 これらの構造体層に沿う導波性が、“クロストーク”または色にじみとして知ら れる現象である、直ぐ近くの画素から出た光による一つの画素での下位変換層の 不用意な光ポンピングに繋がることがある。 図２Ｂに示す実施例では、ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ、ポリイミド等のような誘電材 料の層を基板５１上に被着し、エッチングしてピット形成構造体５０を作り、そ れらの間に平底ピットを残す。ピット形成構造体５０は、素子が含む層を被着す ることによって素子２４’，２７’および２８’の倒立メサ構造の形成を可能に する。 素子２４’，２７’および２８’の倒立メサの各々は、反射性金属接触層５６ 、分離層５３、青色ＯＬＥＤ層２０、誘電層５５、並びに、それぞれ、倒立メサ 素子２８’および２７’用の赤色または緑色蛍光体２１および２２を含む。倒立 メサ素子２８’は、その代りに、ｉ）青色ＯＬＥＤ層２０と赤色蛍光体２１の間 か、またはii）赤色蛍光体２１上に配置された緑色蛍光体の層を有する。金属接 触層５６は、アルミニウム、銀、Ｍｇ／Ａｌ等で作ってもよい。反射器として役 立つことに加えて、金属接触層５６を相互接続子として使うのが好ましい。金属 接触層５６を相互接続子として使うことの一つの明確な利点は、それが素子２４ ’，２７’および２８’の下に配置され、それで見る者から隠されることである 。従って、出来たディスプレーは、従来のディスプレー素子に屡々見られるよう な隣 接する画素間の暗線が何もない。 各倒立メサは、更に、薄い（約５０〜２００Å）低仕事関数の金属層５２Ａと 厚い（約５００〜４０００Å）ＩＴＯ被膜５２Ｂを備える透明接触領域５２を含 む。第１実施例に比べて、電池３０，３１、および３２の極性が反対である。そ の結果、素子２４’，２７’および２８’を流れる電流は、光を出すために順方 向にバイアスを掛けたとき、図２Ａの実施例と逆方向である。 図２Ｂに示す実施例は、一般的に図２Ａに示す実施例より高解像度が可能であ る。これは、図２Ａに示す実施例は、発光領域と基板表面の間の距離が比較的大 きいので各素子２４，２７および２８から比較的広い光ビームが出る結果になり 得るからである。比較すると、図２Ｂの倒立メサ構造体の各々から出る光ビーム は、コリメータ誘電層または基板材料を貫通しない。結果は、図２Ａに示すメサ 素子の各々から出る光ビームに比べて、図２Ｂの倒立メサ素子２４’，２７’お よび２８’から出る光ビームが比較的狭いことになる。 誘電層をエッチングしてピット形成構造体５０を作ることによって倒立メサを 作る、図２Ｂに示す構成に加えて、図２Ｃに示すように、パターン化した基板６ ０上に素子２４’，２７’および２８’を作ることによって倒立メサを製作でき る。パターン化した基板６０は、ピットを有し、各ピットが実質的平底面と傾斜 側壁を有する。各側壁は、底面と鈍角を作るように傾斜し、その角度は約１３５ °〜１４５°が好ましい。このピットの深さは、１０００〜３０００Åのオーダ で比較的浅くてもよく、望む通りに広くてもよい。例えば、パターン化した基板 ６０をＳｉで作り、そこに標準指向性エッチング法によってピットを作る。直線 、傾斜側壁を有する、図２Ｂおよび図２Ｃに示すピット構造に加えて、他の断面 も可能である。例えば、半円形または類似の断面を有するピットを意図する。そ の上、本発明の何れかの実施例のメサまたは倒立メサは、平面図で、正方形、三 角形、円形、および六角形のような、実質的にどんな形にも配置できる。 図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに示す実施例のどれにも、ＯＬＥＤの放出層と蛍 光体層より屈折率の小さい材料がそれらの間に無く、このＯＬＥＤ層が出す実質 的に全ての光子を蛍光体が吸収するのが好ましい。これは、青色光の赤色および 緑色蛍光体への輸送効率を増す結果となる。 多色用途に使用するとき、本発明のディスプレーに使用する各画素は、同時か 別々に、赤色光、緑色光、および青色光を出す。その代りに、モノクローム用途 に使うとき、各画素は、単色光を出す。 さて、共通基板上に多色ＬＥＤを作るための方法を、図２Ａに示すこの発明の 実施例について説明する。この方法を図４Ａ〜図４Ｄに概略的に示すが、それら は比例尺で描くことを意図しない。多色有機素子アレーを得るために次の工程を 使うことが出来る： １）基板３７上に透明な５〜１０μｍの誘電層１９を被着する工程。誘電層１９ は、好ましくは屈折率が基板３７に等しいかそれより小さくあるべきで ある。層１９は、例えば、ＳｉＯ_xまたはテフロンでもよい。 ２）緑色蛍光体層２２を被着する工程。 ３）ＳｉＯ_xのような、薄い、エッチ停止誘電層２３を被着する工程。 ４）赤色蛍光体層２１を被着する工程。この工程後、この素子は図４Ａに示すよ うに見える。 ５）図４Ｂに示すような２次元メサ構造体を作るために反応性イオンまたは湿式 化学的エッチによってフォトリソグラフィー・パターニングする工程。 ６）これらのメサの三分の一から上記赤色蛍光体２１を除去するために適当な化 学的または反応性イオンエッチによってパターニングおよびエッチング する工程。 ７）これらのメサの第２の三分の一から上記緑色蛍光体２２を除去するために適 当な化学的または反応性イオンエッチによってパターニングおよびエッ チングする工程。 ８）上記メサの上部に正方形接触子３５を作るために、ＩＴＯのような、透明な 導電材料を被着する工程。 ９）ストライプ接触子金属列を作るためにＩＴＯに金属（図示せず）を被着し、 ストライプ接触子をパターニングする工程。そのようなパターニングは 、 シャドウマスク、リフトオフまたは、例えば、Ａｌの塩素反応性イオン エッチによってすることができる。 １０）ＳｉＮ_xのような、分離誘電体２５を被着する工程。この素子は、この工 程後、図４Ｃに示すように見える。 １１）青色ＯＬＥＤ２０用接触子を得るために反応性イオンまたは湿式エッチに よってこの分離誘電体にウインドウをエッチングする工程。 １２）あらゆるものの上に青色ＯＬＥＤ層２０を被着する工程。層２０は、先に 説明したように、ＳＨ構造でもＤＨ構造でもよい。 １３）図４Ｄに示すように、あらゆるものの上に金属被覆２６Ｍおよび２６１を 被着し、行金属ストライプ接触子およびこれらのメサの側面の金属反射 器４７をパターニングする工程。 上に列挙した方法は図２Ａに示す実施例を作るために使うことが出来るが、そ の他の代替工程が可能である。例えば、素子２４，２７および２８の各々に対す るメサベースを作るために層１９を被着しエッチングする代りに、これと同じ目 的で基板３７を直接エッチし、それによって層１９の必要性を無くすることが可 能である。もう一つの例として、蛍光体およびＯＬＥＤ層を、予めエッチした層 １９または予めエッチした基板３７上に整列したシャドウマスクによって被着す ることができる。 次に、共通基板５１上に倒立多色ＬＥＤを作るための方法を、図２Ｂに示すこ の発明の実施例について説明する。これと同じ方法を、上にピット形成基板５０ を備える平坦基板５１の代りにパターン化した基板６０を使うことを除いて、図 ２Ｃに示す実施例を作るために使うことが出来る。この方法を図５Ａ〜図５Ｅに 概略的に示すが、それらは比例尺で描くことを意図しない。以下の工程を使って 図２Ｂに示す実施例に到達することが出来る： １）金属箔、プラスチック層、またはその他の適当な基板材料でよい、基板５１ 上に誘電体被膜５０を被着する工程。層５０は、選択エッチングに従順 であるべきで、例えば、ＳｉＯ_x，ＳｉＮ_x、ポリイミドまたはテフロン でもよい。 ２）誘電体被膜をエッチングして領域５０を残し、それらの間に平底ピットが出 来るようにする工程。 ３）あらゆるものの上に金属被覆５６を被着し、メサ反射器および行金属ストラ イプ接触子を作るために金属パターニングする工程。 ４）ＳｉＯ₂のような、分離層５３を被着する工程。この工程後、この素子は図 ５Ａに示すように見える。 ５）青色ＯＬＥＤ２０接触子用に上記分離被膜にウインドウを開ける工程。 ６）あらゆるものの上に青色ＯＬＥＤ層２０を被着する工程。層２０は、先に図 ２Ａに示す実施例について説明したように、ＳＨ構造でもＤＨ構造でも よい。 ７）透明ＩＴＯ接触子５２を被着する工程。 ８）列ストライプ接触子を作るために上記透明ＩＴＯ接触子５２をパターニング する工程。 ９）ＳｉＯ₂のような、誘電材料の層５５を被着する工程。この工程後、この素 子は図５Ｂに示すように見える。 １０）赤色蛍光体層２１を被着し、図５Ｃに示すような構成になる工程。 １１）これらのメサの最初の三分の二から上記赤色蛍光体２１を除去するために パターニングおよびエッチングする工程。 １２）緑色蛍光体層２２を被着し、図５Ｄに示すような構成になる工程。 １３）これらのメサの第２の三分の二から上記緑色蛍光体２２を除去するために パターニングおよびエッチングし、図５Ｅに示すような構成になる工程 。 図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃは、多色ディスプレーを対象とするが、これらの 図のメサおよび倒立メサ構成を、各画素が単色しか出せない単一メサまたは倒立 メサ構造を含む単色ディスプレーに適用できる。 本発明の第３実施例では、青色、緑色および赤色ＯＬＥＤを、図２Ｄに示すよ うに積層構成１００に配置する。そのような積層装置は、１９９４年１２月１３ 日に提出した米国特許出願第０８／３５４，６７４号および１９９５年１２月６ 日に提出したＰＣＴ国際公開パンフレットＷＯ９６／１９７９２に記載されてい て、それらの開示を参考までにここに援用する。本発明は、先に議論したように 導波性を最小にし且つ効率を最大にするために、メサ構造に関連してこの積層装 置を使用する。図２Ｄに示す実施例では、青色２０、緑色１１０および赤色１１ １ＯＬＥＤを互いに積重ね、各ＯＬＥＤを透明導電層２６によって互いから分離 して各素子がこの積層を通して光を出すために別々のバイアス電位を受けられる ようにする。各ＯＬＥＤは、先に説明したように、ＳＨ型でもＤＨ型でもよい。 図２Ｄに示すように、ＯＬＥＤ２０，１１０および１１１の積層装置を、導電層 １１２、誘電層１９および透明基板３７上に配置する。 各導電層２６は、低仕事関数（好ましくは、＜４ｅＶ）の金属層２６Ｍ、例え ば、Ｍｇ，Ｍｇ／ＡｇおよびＬｉ／Ａｌおよび電気的接触をするのに適した追加 の導電層２６１を含む。勿論、ＯＬＥＤ２０，１１０および１１１の間、並びに 基板３７とＯＬＥＤ２０の間の導電層は全て実質的に透明でなければならない。 しかし、ＯＬＥＤ１１１上の導電層２６は、この積層の上端にあるので、透明で ある必要はなく、反射性であるのが好ましい。端子２６Ｔを金属層２６上に作っ てそれと電気的に接続し、Ｉｎ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇおよびそれらの組合せ、また はこの技術で知られる何か適当な材料で作ることができる。 積層構成１００は、導電層１１２と誘電層１９の間に、ＴｉＯ₂のような、低 損失、高屈折率誘電材料の層３６を随意に含む。層３６は、導電層１１２を、Ｏ ＬＥＤ層２０，１１０および１１１からの光が導電層１１２に容易に導波され且 つ吸収され得るように高損失材料であるＩＴＯから作ったときに特に好ましい。 層３６は、ＩＴＯでの導波性および吸収を実質的に無くし、ＯＬＥＤ２０，１１ ０および１１１から出た光が今度は層３６を実質的に透過する。更に、層３６は 、導波された光を基板３７の方へ反射するために傾斜側壁を有することができる 。 積層ＯＬＥＤ画素１００の製作は、例えば、シャドウマスクまたは乾式エッチ ングによって達成する。例えば、積層ＯＬＥＤ画素１００を、図６Ａ〜図６Ｄに 概略的に示すように、以下の工程で作る： １）基板３７上に透明な５〜１０μｍの誘電層１９を被着する工程。誘電層１９ は、屈折率が基板３７に等しいかそれより小さくあるべきである。層１ ９は、例えば、ＳｉＯ_xまたはテフロンでもよい。 ２）ＩＴＯのような、透明導電材料の層１１２を被着する工程。この工程後、こ の素子は図６Ａに示すように見える。 ３）図６Ｂに示すように、メサ構造体を作るためにエッチングする工程。 ４）青色ＯＬＥＤ層２０を被着する工程。層２０は、先に説明したように、ＳＨ 構造でもＤＨ構造でもよい。 ５）導電層２６Ｍおよび２６１を被着する工程。 ６）緑色ＯＬＥＤ層１１０を被着する工程。層１１０は、先に説明したように、 ＳＨ構造でもＤＨ構造でもよい。 ７）導電層２６Ｍおよび２６１を被着する工程。 ８）赤色ＯＬＥＤ層１１１を被着する工程。層１１１は、先に説明したように、 ＳＨ構造でもＤＨ構造でもよい。 ９）導電層２６Ｍおよび２６１を被着する工程。この工程後、この素子は図６Ｃ に示すように見える。 １０）メサ側壁上に反射器４７および各層２６１上に端子２６Ｔを被着する工程 。 最終素子は、図６Ｄに示すように見える。 図２Ｄは、メサ構造体に関連して積層ＯＬＥＤ構成を使うことを示すが、本発 明は、倒立メサ構造体内に積層ＯＬＥＤ構成を使うことも意図する。そのような 倒立メサ構造体は、必要なＯＬＥＤおよび導電層を、例えば、それぞれ、先に図 ２Ｂおよび図２Ｃに示す実施例について説明したように、上にエッチした誘電層 を有する基板または中にエッチしたピットを有する基板上に被着することによっ て作る。倒立メサ、積層ＯＬＥＤ素子を達成するためには、図２Ｄに示す実施例 について上に説明した積重ね順序を逆転する。 本発明の更なる実施例は、効率を最大にし且つ高輝度用途のために光を集中す るように設計した。そのような発光体は、各々透明基板、この基板上の光反射層 、この反射層上の導波層の形をした光反射構造体、およびこの導波層上の少なく とも一つのＯＬＥＤを含み、各ＯＬＥＤが所定の色の光を出す。光反射層は、そ こに少なくとも一つの開口を有する。ＯＬＥＤから出た光を、導波層側壁および 光反射層で反射し、この基板から放出するために光反射層の開口に向ける。この 様にして、比較的長いＯＬＥＤが発生した光を比較的小さい放出面積に集中する 。この結果、高輝度、高解像度発光素子となる。 本発明の第４実施例を、それぞれ、側面図および平面図である図７Ａおよび図 ７Ｂに示す。発光素子１０００が、基板１１００、光反射層１１１０、導波層１ １２０およびＯＥＬＤ層１１３０を含む。光反射層１１１０は、ＯＥＬＤ層１１ ３０から出た光を通すために少なくとも一つの開口１１５０を有する。この実施 例では、導波層１１２０が上面、下面、および少なくとも三つの側面を有する。 導波層１１２０の側面の一つ２１６０が基板１１００に関して９０°未満、好ま しくは約４５°の角度を成す。導波層１１２０の残りの側面は、基板１１００に ほぼ垂直である。反射器１１４０は、側面２１６０上では随意であり、導波層１ １２０の残りの側面にあるのが好ましい。 図７Ａおよび図７Ｂに示す実施例では、ＯＬＥＤ層１１３０から出た光を導波 層１１２０内に導波し、そこで光反射層１１１０および導波層１１２０の側面が 反射して開口１１５０に向ける。この結果、図７Ａに示すように、開口１１５０ および基板１１００を通過する集中した光ビームが出来る。 図７Ａおよび図７Ｂに示す実施例は、光を基板１１００を通して向けるように 描くが、この発明は、図７Ｃに示すような“倒立”構成も含む。そのような構成 では、光が基板から離れる方向に向くように、素子をピットのあるパターン化し た基板に配置する。もし、そのような素子の基板が反射性でなければ、反射性材 料の層２１７０をＯＬＥＤ１１３０と基板１１００の間に含めるべきである。パ ターン化した基板のピットの深さは、１０００〜３０００Åのオーダで比較的浅 くてもよく、望む通りに広くてもよい。例えば、パターン化した基板１１００を Ｓｉで作り、そこに標準指向性エッチング法によってピットを作る。 本発明の第５実施例を図８Ａおよび図８Ｂに示す。発光素子１０１０が、基板 １１００、光反射層１１１０、導波層１１２０およびＯＥＬＤ層１１３０を含む 。導波層１１２０の側面２１６０の少なくとも二つが基板に関して９０°未満、 好ましくは約３０°の角度にあり、側面の残りは、基板に垂直である。光反射層 １１１０は、基板に関して９０°未満の角度にある、導波層１１２０の側面の下 に位置する開口を有する。図８Ａに示すように、ＯＬＥＤ層１１３０から出た光 を導波層１１２０内に導波し、そこで光反射層１１１０および導波層１１２０の 側面が反射して開口１１５０に向ける。発光素子１０１０は、ＯＬＥＤ層１１３ ０から出た光の反射を支援するために反射器１１４０を随意に含む。素子１０１ ０の開口１１５０から現れる光は、ある焦点１２００に収束する。 基板１１００は、一般的にガラス、石英、サファイアまたはプラスチックのよ うな透明材料から製作する。反射器１１４０は、例えば、金属鏡または多重誘電 積層であり、これらの内後者が好ましい。もし、金属鏡を使うなら、反射器１１ ４０を何か適当な金属または合金、好ましくはアルミニウム、銀、マグネシウム ・アルミニウム合金、およびそれらの組合せで作る。もし、多重誘電積層なら、 反射器１１４０を、この技術で知られるように、ＴｉＯ₂とＳｉＯ₂のような、異 なる屈折率を有する誘電材料の何れかの対で作る。光反射層１１１０は、高反射 性多重誘電積層で作るのが好ましい。 随意の反射器１１４０の必要性は、導波層１１２０に使用する材料に依り、そ れは、ＳｉＯ₂、ポリイミドまたはテフロンのような、何か適当な透明誘電材料 である。最適には、導波層１１２０の傾斜壁に当る光を完全に反射し、それによ って全内面反射を生ずる。しかし、もしこれが、導波層１１２０に使用する材料 のために達成できなければ、反射器１１４０が必要になる。例えば、導波層に使 用する材料および導波層を囲む材料（または環境）が、それぞれ、特性屈折率ｎ₂ およびｎ₁を有する。図９に示し且つ全内反射が起る最小角と定義する、臨界角 θ_c、が式ｓｉｎ（θ_c）＝（ｎ₁／ｎ₂）、但しｎ₁＜ｎ₂、に従ってｎ₂およびｎ₁ に関係する。従って、導波層１１２０の屈折率ｎ₂が増すと、ｎ₂より小さい一定 のｎ₁に対してθ_cが減ることが分る。従って、導波層１１２０の屈折率が周囲材 料（または環境）のそれより遥かに大きいとき、θ_cが最小になり、内反射がよ り起りそうになる。この場合、反射器１１４０は必要ないかも知れない。逆に、 ｎ₂がｎ₁と同様であるとき、θ_cが最大になり、内反射がより起りそうになくな り、従って反射器１１４０が必要になるかも知れない。 反射器１１４０を図面に平坦で直線の部材として示すが、それらは異なる形状 でもよい。例えば、反射器１１４０の形状が湾曲または放物線状で、入射光ビー ムに集束効果を持つことが出来る。 内部損失を最小にするためには、導波層１１２０の屈折率が導電層１５００よ り高いのが好ましい。その上、導波層１１２０の屈折率は、光が導波層１１２０ から光反射層１１１０を通って基板１１００へ漏れるのを避けるために、基板の それよりも高くあるべきである。更に、本発明の発光素子は、導電層１５００の 下に、ＴｉＯ₂のような、低損失、高屈折率誘電材料の層１１７０を随意に含む ことが出来る。層１１７０は、導電層１５００を、それがＯＬＥＤ層１１３０か ら出た光を吸収できるように高損失材料であるＩＴＯから作ったときに特に好ま しい。ＴｉＯ₂およびＴＩＯに対する屈折率は、それぞれ、約２．６および２． ２である。従って、層１１７０は、ＩＴＯでの導波性および吸収を実質的に無く する。層１１７０の屈折率は、層１５００のそれよりも大きくあるべきであるが 、それは、出た光が層１１７０から層１１２０へ容易に移れるように、導波層１ １２０の屈折率より小さくあるべきである。内部損失を低減するための、その上 の更なる努力では、低損失、高屈折率誘電材料の層１１９０を、導波層１１２０ から基板１１００の中への光の伝達を容易にするのを手伝うための反射防止被膜 として役立てるために、開口１１５０に随意に配置する。層１１９０は、図７Ａ および図８Ａに示すように、基板１１００の下にも配置することができる。層１ １９０は、例えば、テフロンである。 本発明のどの実施例に於いても、ＯＬＥＤ層１１３は、この技術で知られるよ うに、単一ヘテロ構造のＯＬＥＤでも、二重ヘテロ構造のものでもよい。簡単の ために、本発明に使用するＯＬＥＤは、この技術で知られるように、もし、その ＯＬＥＤが単層ポリマーでなければ、各ＯＬＥＤが実際には多数のサブ層を含む が、図面には単層として示す。その上、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、ＯＬ ＥＤ層１１３が作動するために必要な多数の電極層がある。 図１０Ａに示すように、低仕事関数（好ましくは、＜４ｅＶ）の金属層１５１ ０をＯＬＥＤ層１１３０の上面に作る。金属層１５１０に適当な候補には、Ｍｇ ，Ｍｇ／Ａｇ、およびＬｉ／Ａｌがある。金属層１５１０は、ＯＬＥＤ層１１３ ０のための接触材料として、および入射する光ビームを反射するための反射材料 として役立つ。金属層１５１０の上部に被着したのは、電気的接触をするのに適 したもう一つの導電層１５２０である。導電層１５２０は、例えば、ＩＴＯ，Ａ ｌ，ＡｇまたはＡｕで作る。ＯＬＥＤ１１３０からの光放出は、導電層１５０と 導電層１５２０の間に電圧を掛け、それによってＯＬＥＤ層１１３０のＥＬから 放出を生ずるときに起る。ＯＬＥＤ放出層から出た光を所望の色に光エネルギー 下位変換するために、蛍光体の層１１６０を随意に含めてもよい。図１０Ａに示 す実施例は、単色光放出を生ずる。 その代りに、多色応用を容易にするために、ＯＬＥＤ層１１３０は、図１０Ｂ に示すように、青色ＯＬＥＤ１６００、緑色ＯＬＥＤ１６１０、および赤色ＯＬ ＥＤ１６２０を含む。青色、緑色、および赤色ＯＬＥＤの各々は、ぞれぞれ、青 色、緑色、および赤色光を独立に出すように個々に対応できる。 その代りに、青色、緑色、および赤色ＯＬＥＤを、図１０Ｃに示すように積重 ねた構成に配置する。そのような積層装置は、１９９４年１２月１３日に提出し た米国特許出願第０８／３５４，６７４号および１９９５年１２月６日に提出し たＰＣＴ国際公開パンフレットＷＯ９６／１９７９２に記載されていて、それら の開示を参考までにここに援用する。図１０Ｃに示す実施例では、青色１６００ 、緑色１６１０および赤色１６２ＯＬＥＤを互いに積重ね、各ＯＬＥＤを層１５ １０および１５２０によって互いから分離して各素子がこの積層を通して光を出 すために別々のバイアス電位を受けられるようにする。この実施例で、ＯＬＥＤ 材料の間（例えば、層１６００と１６１０の間、および層１６１０と１６２０の 間）に配置した金属層１５２０は、透明であるために十分薄く、且つこの素子の 最上導電層である、赤色ＯＬＥＤ１６２０の上部の金属層１５２０は、入射する 光ビームを反射するに十分厚い。各ＯＬＥＤ１６００，１６１０および１６２０ は、先に説明したように、ＳＨ型でもＤＨ型でもよい。図１０Ｃに示すように、 ＯＬＥＤ１６００，１６１０および１６２０の積層装置を、導電層１５００の上 に配置する。 上に列挙した方法および材料のどれに対する被着技術も、この技術分野でよく 知られている。例えば、ＯＬＥＤ層を被着する好適方法は、熱蒸着またはスピン コーティングにより；金属層を被着する好適方法は、熱若しくは電子ビーム蒸着 またはスパッタリングにより；ＩＴＯを被着する好適方法は、電子ビーム蒸着ま たはスパッタリングにより；蛍光体層を被着する好適方法は、熱蒸着またはスパ ッタリングにより；および誘電体を被着する好適方法は、プラズマ加速化学蒸着 または電子ビーム蒸着よる。 光反射層１１１０を使う、本発明の実施例の重要な利点は、比較的長いＯＬＥ Ｄが発生した光を比較的小さい放出面積に集中することである。この結果、高輝 度、高解像度発光素子となる。本発明の各素子の長さＬが増すと、この素子の効 率は、ある最適長さ（Ｌ_OPT）に達するまで増すことが期待され、それを超すと 素子内損失が大きくなり、従って効率が落ちる。この現象を図１１にグラフで示 す。それで、光反射層１１１０に二つの開口１１５０を有し、光ビームを焦点１ ２００に収束する、図８に示す実施例は、一般的に図７に示す実施例の２倍明る い。それで、図８に示す実施例は、長さが図７に示す実施例の半分に出来るが、 それでも同じ合成光強度を有する。 光反射層１１１０を使う、本発明の実施例から生ずる高輝度発光は、そのよう な素子をゼログラフィ、複写、印刷およびディスプレー用途、並びに高輝度、単 色または多色発光が必要な、何か他のそのような用途に有用にする。用途に依っ て、図示し且つ説明した実施例を単独にまたは複数の画素として使うことが出来 る。例えば、本発明を、複数の画素を含むフラットパネル・ライン走査ディスプ レー装置を作るために使うとき、ここで説明したような各発光素子が個々の画素 またはその一部を表すことが出来る。 本発明のどの実施例の青色発光ＯＬＥＤに使うことができる、金属二座配位錯 体の式はＭＤＬ⁴ ₂で、但し、Ｍは、周期律表の第３〜１３族およびランタニドの 三価金属から選択する。好適な金属イオンは、Ａｌ⁺³、Ｇａ⁺³、Ｉｎ^-3およびＳ ｃ⁺³である。Ｄは、２−ピコリルケトン、２−キナルジルケトンおよび２−（ｏ −フェノキシ）ピリジンケトンのような二座配位子である。Ｌ⁴に対する好適基 には、アセチルアセトネート、式ＯＲ³Ｒの化合物、但しＲ³は、ＳｉおよびＣか ら選択し、Ｒは、水素、置換および未置換アルキル、アリル並びに複素環基；３ ，５−ジ（ｔ−ブチル）フェノール；２，６−ジ（ｔ−ブチル）フェノール；２ ，６−ジ（ｔ−ブチル）クレゾール；およびＨ₂Ｂｐｚ₂から選択、がある。例と して、アルミニウム（ピコリメチルケトン）ビス［２，６−ジ（ｔ−ブチル）フ ェノキシド］の固体状態でのホトルミネセンス測定から得た波長は４２０ｎｍで ある。この化合物のクレゾール誘導体も測定して４２０ｎｍだった。アルミニウ ム（ピコリメチルケトン）ビス（ＯｓｉＰｈ₃）およびスカンジウム（４−メト キシ−ピコリメチルケトン）ビス（アセチルアセトネート）は、各々４３３ｎｍ であり、一方アルミニウム［２−（Ｏ−フェノキシ）ピリジン］ビス［２，６− ジ（ｔ−ブチル）フェノキシド］は、４５０ｎｍであった。 緑色ＯＬＥＤ放出材料の例には、錫（iv）金属錯体、例えば、ＳｎＬ¹ ₂Ｌ² ₂ の式を有するもので、サルチルアルデヒド、サリチル酸またはキノレート（例え ば、８−ヒドロキシキノリン）から選択したものがある。Ｌ²は、置換および未 置換アルキル、アリル並びに複素環基でもよい。Ｌ¹がキノレートであり、Ｌ²が フェニルであるとき、錫（iv）金属錯体の放出波長は、５０４ｎｍになるだろう 。 赤色ＯＬＥＤ放出材料の例には、二価金属マレオニトリルジチオレート（“ｍ ｎｔ”）錯体、例えば、Ｃ．Ｅ．ジョンソン外が“発光性イリジウム（Ｉ）、ロ ジウム(I)、プラチナ（II）ジチオレート錯体”、１０５ジャーナル・オブ・ア メリカンケミカルソサエティ １７９５（１９８３）に記載しているものがある。 例えば、このｍｎｔ［Ｐｔ（Ｐｐｈ₃）₂］は、６５２ｎｍの固有波長放出を行う 。 付加的ＯＬＥＤ材料がこの技術で知られている（例えば、タング外の“有機電 界発光画像表示装置”という名称の米国特許第５，２９４，８７０号；ホソカワ 外、“新ドーパントによるジスチリルアリーレン放出層からの高効率青電界発光 色”、６７アプライドフィジックスレター３８５３−５５（１９９５年１２月） ；アダチ外、“青色発光有機電界発光素子”、５６アプライドフィジックスレタ ー ７９９−８０１（１９９０年２月）；バローズ外、“色彩調整可能有機発光素 子”６９アプライドフィジックスレター２９５９−６１（１９９６年１１月）参 照）。これらの参考文献の全開示を参考までにここに援用する。ホソカワ外が記 述しているようなジスチリルアリーレン誘導体は、好適な種類の化合物である。 本発明に使用する赤色および緑色発光蛍光媒体は、この技術でよく知られてい る。米国特許第４，７６９，２９２号および第５，２９４，８７０号が実例であ り、それらの開示を参考までにここに援用する。これらの蛍光色素をポリメチル ・メタクリレートのようなマトリックスポリマーに溶解することができ、適当な 色素の多くは、元々プラスチックレーザ用に開発された。赤色蛍光色素の例は、 ４−ジシアノメチレン−４Ｈ−ピランおよび４−ジシアノメチレン−４Ｈ−チオ ピランである。緑色蛍光色素の例には、ポリメチン色素、例えば、シアニン、メ ロシアニン並びにトリ−、テトラ、および多核シアニンおよびメロシアニン、オ キソノール、ヘミオキソノール、スチリル、メロスチリル並びにストレプトシア ニンがある。 本発明の素子は、任意の大きさの、低コスト、高解像度、高輝度、単色または 多色、フラットパネルディスプレーをもたらす。これは、この発明の範囲を、小 は数ミリから大はビルの大きさまでのディスプレーを含めるように拡げる。この ディスプレー上に作る画像は、個々のＬＥＤの大きさに依って任意の解像度の、 フルカラーのテキストまたはイラストでよい。従って、本発明の素子は、例えば 、電子ディスプレー、レーザ、照明装置、並びに掲示板および看板、コンピュー タモニタ、電話のような電気通信装置、テレビ、大面積壁面スクリーン、劇場ス クリーンおよび競技場スクリーンに使うためのディスプレー装置を含む、非常に 多種多様な用途に適当である。出た光を基板から離れる方向に向ける本発明の実 施例は、レンズを使わずにプリント用紙への近接配置を可能にするので、特にゼ ログラフィ用途に有用である。 当業者は、ここに説明し且つ図示したこの発明の実施例に種々の変更を思い付 くかも知れない。そのような変更は、添付の請求の範囲の精神および範囲が包含 するつもりである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０８／７９４，５９５ (32)優先日 平成９年２月３日(1997．2．3) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０８／８４４，３５３ (32)優先日 平成９年４月18日(1997．4．18) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ｗ (72)発明者 バーロウズ，ポール アメリカ合衆国，ニュージャージー，プリ ンストン，ジャンクション，クラークスビ ル ロード 413 (72)発明者 ガルブゾブ，ドミトリイ，ゼット. アメリカ合衆国，ニュージャージー，プリ ンストン，ファカルテイ ロード，ヒッブ ン アパートメンツ ５―ブイ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 発光体であって： 基板； 上記基板内または上に配置した光反射構造体で、上の部分と下の部分に特徴が あり、この上の部分が下の部分より狭い構造体；および 上記光反射構造体内または上に配置した有機発光素子； を含み、上記光反射構造体が上記有機発光素子から出た光を上記光反射構造体の 下の部分の方へ向ける発光体。 ２． 請求項１の発光体に於いて、 上記基板が透明であり；および 上記光反射構造体を上記基板上にこの光反射構造体の下の部分を上記基板に直 ぐ隣接して配置して、上記有機発光素子から出た光を上記基板の方へ向ける発 光体。 ３． 請求項２の発光体に於いて、 上記光反射構造体がこの下の部分と鋭角で交差する側壁を含む発光体。 ４． 請求項３の発光体であって、更に、上記側壁上に反射器を含む発光体。 ５． 請求項２の発光体に於いて、 上記光反射構造体が複数の側壁を含み；および これらの側壁の各々がこの下の部分と鋭角で交差する発光体。 ６． 請求項５の発光体であって、更に、上記複数の側壁の少なくとも一つの 上に反射器を含む発光体。 ７． 請求項５の発光体に於いて、上記光反射構造体がメサ構造である発光体 。 ８． 請求項７の発光体に於いて： 上記有機発光素子を上記メサ構造上に配置し；並びに 上記有機発光素子が： 上記メサ構造上のアノード； 上記アノード上の、正孔輸送層である第１有機層； 上記第１有機層上の、放出性であって電子輸送層である第２有機層；および 上記第２有機層上のカソード； を含む発光体。 ９． 請求項７の発光体に於いて： 上記有機発光素子を上記メサ構造上に配置し；並びに 上記有機発光素子が： 上記メサ構造上のアノード： 上記アノード上の、正孔輸送層である第１有機層； 上記第１有機層上の、放出性層である第２有機層； 上記第２有機層上の、電子輸送層である第３有機層；および 上記第３有機層上のカソード； を含む発光体。 １０． 請求項７の発光体に於いて、上記有機発光素子を上記メサ構造上に配 置する発光体。 １１． 請求項７の発光体に於いて、上記有機発光素子を上記メサ構造内に配 置する発光体。 １２． 請求項１の発光体に於いて： 上記発光体が、複数の画素を含み、上記画素の各々が三つの上記光反射構造体 を含み、上記光反射構造体の第１のものが青色光エミッタであり、上記光反射構 造体の第２のものが緑色光エミッタであり、および上記光反射構造体の第３のも のが赤色光エミッタである発光体。 １３． 請求項１２の発光体に於いて、上記有機発光素子が青色光を出す発光 体。 １４． 請求項１３の発光体に於いて、上記光反射構造体の第２のものが上記 有機発光素子から出た青色光の実質的に全てを緑色光に変換する緑色下方変換蛍 光体層を含む発光体。 １５． 請求項１３の発光体に於いて、上記光反射構造体の第３のものが上記 有機発光素子から出た青色光の実質的に全てを赤色光に変換する赤色下方変換蛍 光体層を含む発光体。 １６． 請求項１の発光体であって、更に、少なくとも一つの追加の有機発光 素子を含む発光体。 １７． 請求項１６の発光体に於いて、上記有機発光素子および少なくとも一 つの追加の有機発光素子を積重ねた装置に配置する発光体。 １８． 請求項１７の発光体に於いて、上記有機発光素子および少なくとも一 つの追加の有機発光素子が独立に対応可能である発光体。 １９． 請求項２の発光体に於いて、 上記光反射構造体が少なくとも三つの側壁を含み；並びに 上記側壁の一つが上記基板に関して鋭角を成し、および上記側壁の残りが上記 基板と実質的に垂直である発光体。 ２０． 請求項１９の発光体であって、更に、上記基板上に光反射層を含み、 上記光反射層がそれに少なくとも一つの開口を有し、そこで上記有機発光素子か ら出た光を、上記基板から出すために、上記少なくとも一つの開口を通るように 向ける発光体。 ２１． 請求項２０の発光体に於いて、 上記光反射層がそれに一つの開口を有し、上記開口を、上記基板に関して鋭角 を成す、上記光反射構造体の上記側面の直ぐ下に配置する発光体。 ２２． 請求項２１の発光体に於いて、上記鋭角が約４５°である発光体。 ２３． 請求項１９の発光体に於いて、 上記光反射構造体が少なくとも三つの側壁を含み；並びに 上記少なくとも三つの側壁の複数が上記基板に関して鋭角を成し、および上記 少なくとも三つの側面の何れか残りの側面が上記基板と実質的に垂直である発 光体。 ２４． 請求項２３の発光体に於いて、 上記光反射層がそれに複数の開口を有し、上記開口の各々を、上記基板に関し て鋭角を成す、上記少なくとも三つの側壁の上記複数の各々の直ぐ下に配置す る発光体。 ２５． 請求項２４の発光体に於いて、上記複数の開口から出る光が共通の焦 点に収束する発光体。 ２６． 請求項１の発光体に於いて、 上記光反射構造体の上の部分が上記基板に直ぐ隣接して、上記有機発光素子か ら出た光を上記基板から離れる方向に向ける発光体。 ２７． 請求項２６の発光体に於いて、 上記光反射構造体が上記基板の上面内のピットであり；および上記光反射構造 体の上の部分が上記基板のこの上面と面一である発光体。 ２８． 請求項２７の発光体に於いて： 上記有機発光素子を上記ピット内に配置し；並びに 上記有機発光素子が： 上記基板上のカソード； 上記カソード上の、放出性であって電子輸送層である第１有機層； 上記第１有機層上の、正孔輸送層である第２有機層；および 上記第２有機層上のアノード； を含む発光体。 ２９． 請求項２７の発光体に於いて： 上記有機発光素子を上記ピット内に配置し；並びに 上記有機発光素子が： 上記基板上のカソード； 上記カソード上の、電子輸送層である第１有機層； 上記第１有機層上の、放出性層である第２有機層； 上記第２有機層上の、正孔輸送層である第３有機層；および 上記第２有機層上のアノード； を含む発光体。 ３０． 請求項２６の発光体であって、更に、上記基板上に少なくとも一つの ピット形成構造体を含む発光体。 ３１． 請求項３０の発光体に於いて、上記光反射構造体が上記少なくとも一 つのピット形成構造体によって作ったピットである発光体。 ３２． 請求項２７の発光体に於いて、上記光反射構造体が、複数の側面を有 する倒立メサ構造である発光体。 ３３． 請求項３２の発光体に於いて、上記光反射構造体の上の部分が上記側 面と約１３５°の角度を成す発光体。