(57)【要約】本発明は、フルカラーの副画素化された有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスの製造方法を提供する。ＥＬデバイスの製造のために本発明の方法で使用する基板は、ウェルを含み、ここで、このウェルの壁は、エレクトロルミネセンス材料の堆積前の表面処理を必要としない。また、本明細書で記載される方法によって製造されるＥＬデバイスが提供される。
2005538511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスの製造方法であって、
ａ）基板を提供するステップと、
ｂ）アノード層を前記基板の上に堆積させるステップと、
ｃ）複数の分離したウェルを前記基板の上に設置するステップであって、前記ウェルを形成するように壁を外接させることによって、前記分離したウェルを形成するステップと、
ｄ）バッファ層を、前記ウェルのそれぞれの中の前記アノード層の上に堆積させるステップと、
ｅ）パターン化していないＥＬホスト・ポリマー層を、前記ウェルのそれぞれの中に堆積させるステップと、
ｆ）前記ウェルの前記壁の表面前処理なしで、少なくとも１個のパターン化したドーパント層を、前記ウェルのうちの少なくとも１個に堆積させるステップと、
ｇ）カソード層を堆積させるステップと
を含み、それによって有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスを製造することを特徴とする方法。
【請求項２】
フルカラーの副画素化した有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスの製造方法であって、
ａ）基板を提供するステップと、
ｂ）アノード層を前記基板の上に堆積させるステップと、
ｃ）複数の分離したウェルを、前記基板の上に３個１組で設置するステップであって、前記ウェルを形成するように壁を外接させることによって、前記分離したウェルを形成し、それぞれのウェルが副画素を画定し、３個のウェルの組それぞれが画素を画定する、ステップと、
ｄ）バッファ層を、前記ウェルのそれぞれの中の前記アノード層の上に堆積させるステップと、
ｅ）青色光を生じるように選択したパターン化していないＥＬホスト・ポリマー層を、前記ウェルのそれぞれの中に堆積させるステップと、
ｆ）前記ウェルの前記壁の表面前処理なしで、赤色光を生じるように選択した第１のパターン化したドーパント層を、前記３個のウェルの組のうちの少なくとも１個の第１のウェルの中に堆積させるステップと、
ｇ）前記ウェルの前記壁の表面前処理なしで、緑色光を生じるように選択した第２のパターン化したドーパント層を、前記３個のウェルの組のうちの少なくとも１個の第２のウェルの中に堆積させるステップと、
ｈ）カソード層を堆積させるステップと
を含み、それによってフルカラーの副画素化されたエレクトロルミネセンス・デバイスを製造することを特徴とする方法。
【請求項３】
前記ＥＬデバイスが、アクティブ・マトリックス・フルカラーのＥＬデバイスであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＥＬデバイスが、パッシブ・マトリックス・フルカラーのＥＬデバイスであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記壁が、矩形のウェル、円形のウェル、長円形のウェル、または三角形のウェルに外接していることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１および前記第２のドーパントが、前記ＥＬホスト・ポリマー層の中に拡散して、前記ウェル中に単一層を形成することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記第１および前記第２のドーパントが、前記第１または前記第２のドーパントを含むポリマー溶液で前記ホスト・ポリマー層を濡らすことによって、熱拡散によって、または、電場バイアスをかけることによって、前記ＥＬホスト・ポリマー層の中に拡散されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１および前記第２のドーパントが、前記第１または前記第２のドーパントを含むポリマー溶液で前記ホスト・ポリマー層を濡らすことによって、前記ＥＬホスト・ポリマー層の中に拡散されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記濡らすことが、前記ホスト・ポリマー中に勾配のある密度プロファイルを生成することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
任意選択で青色光を発光するパターン化していないＥＬホスト・ポリマー層を、前記カソード層の堆積直前に堆積させることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記アノード層が、第２族の元素、第４〜６族の元素、および第８〜１４族の元素の混合酸化物から選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記アノード層が、第１２〜１４族の元素の混合酸化物から選択されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記アノード層が、インジウムスズ酸化物であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記アノード層または前記カソード層の前記堆積が、化学蒸着法、物理蒸着法、およびスピン・キャスト法から選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１５】
前記化学蒸着法が、プラズマ化学気相成長法（「ＰＥＣＶＤ」）または有機金属化学蒸着法（「ＭＯＣＶＤ」）から選択されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記物理蒸着法が、スパッタリング、ｅ−ビーム蒸発、および抵抗蒸発から選択されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記物理蒸着法が、ｒｆマグネトロンスパッタリングおよび誘導結合高周波プラズマ物理蒸着法（「ＩＭＰ−ＰＶＤ」）から選択されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記バッファ層が、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）から選択され、前記バッファ層が、任意選択でプロトン酸でドープされることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＥＬポリマー層が、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ＰＰＶ共重合体、ポリフルオレン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン、およびその誘導体から選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項２０】
前記ドーパントが、少なくとも１個の金属に配位した官能基を含む官能基化されたポリマーであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項２１】
前記官能基化されたポリマーが、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸基、スルホン酸塩、ＯＨ部分を有する基、アミン、イミン、ジイミン、Ｎ−オキシド、ホスフィン、ホスフィンオキシド、およびβ−ジカルボニル基から選択される官能基を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１個の金属が、ランタニド金属、第７族金属、第８族金属、第９族金属、第１０族金属、第１１族金属、第１２族金属、および第１３族金属から選択されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記パターン化していないＥｌホスト・ポリマー層が、金属キレート化オキシノイド化合物、フェナントロリンベースの化合物、およびアゾール化合物、請求項１０に記載の方法。
【請求項２４】
前記パターン化していないポリマー層が、Ａｌｑ３、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（「ＤＤＰＡ」）、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（「ＤＰＡ」）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（「ＰＢＤ」）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（「ＴＡＺ」）、または、それらの任意の１種または複数種の組合せを含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記カソード層が、第１族金属、第２族金属、第１２族金属、ランタニド、およびアクチニドを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項２６】
前記バッファ層、ＥＬホスト・ポリマー層、およびドーパントの前記堆積が、溶液キャスティング、滴下キャスティング、カーテンキャスティング、スピンコーティング、スクリーン印刷、およびインクジェット印刷によって処理されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項２７】
請求項２に記載の方法によって製造されるエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイス。
【請求項２８】
基板、アノード層、少なくとも１つのエレクトロルミネセンス・ポリマー層、およびカソード層を含むエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスであって、
前記基板が、複数の分離したウェルを含み、前記複数の分離したウェルのそれぞれが、少なくとも壁面に実質的にフッ素を含まないことを特徴とするエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイス。
【請求項２９】
バッファ層をさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載のエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイス。
【請求項３０】
前記ＥＬポリマー層が、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ＰＰＶ共重合体、ポリフルオレン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン、およびその誘導体から選択されることを特徴とする請求項２８に記載のエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイス。
【請求項３１】
前記バッファ層が、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）から選択され、前記バッファ層が、任意選択でプロトン酸でドープされていることを特徴とする請求項２９に記載のエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイス。
【請求項３２】
複数の第１の副画素および第２の副画素を有するエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスであって、エレクトロルミネセンス・ポリマー層を含み、前記第１の副画素のうちの少なくとも１個のエレクトロルミネセンス・ポリマー層が、その中に第１のドーパントを拡散させており、前記第２の副画素のうちの少なくとも１個のエレクトロルミネセンス・ポリマー層が、その中に第２のドーパントを拡散させており、前記少なくとも１個の第１の副画素が、前記第１のドーパントだけからの発光を示す光ルミネセンススペクトルを呈し、前記少なくとも１個の第２の副画素が、前記第２のドーパントだけからの発光を示す光ルミネセンススペクトルを呈することを特徴とするエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイス。
【請求項３３】
バッファ層をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載のフルカラーのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイス。
【請求項３４】
前記基板の表面が、フッ素を実質的に含まないことを特徴とする請求項３２に記載のフルカラーのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルカラーの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などの、フルカラーのイメージを表示する有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、それらの高い出力変換効率および低い処理費用の故に、ディスプレイ用途に将来性がある。こうしたディスプレイは、携帯電話、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、携帯パソコン、およびＤＶＤプレーヤーを含めて、特に電池駆動式の携帯型電子デバイスに将来性がある。これらの用途には、低消費電力に加えて、大きい情報量、フルカラー、および速いビデオレート応答時間を有するディスプレイが要求されている。
【０００３】
フルカラーＯＬＥＤの製造における現在の研究は、カラー画素の製造に関して、経済的な、処理能力の大きいプロセス開発の方向に向けられている。単色ディスプレイの製造については、スピンコーティング・プロセスが広く採用されてきた（例えば、（非特許文献１）参照のこと）。しかし、フルカラーのディスプレイの製造では、単色ディスプレイの製造に使用される手順に対してある種の修正が必要である。例えば、フルカラーのイメージによるディスプレイを製造するために、それぞれのディスプレイ画素は３個の副画素に分割され、それぞれが３原色ディスプレイ・カラーのうちの一つ、すなわち赤、緑、および青を発光する。フルカラー画素を３個の副画素へこのように分割すると、ＯＬＥＤディスプレイの製造の際に単一基板上に種々の有機高分子材料を堆積させる現在のプロセスを修正することが必要になる。
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００１／０００１０５０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，７９８，１７０号明細書
【特許文献３】国際公開第０２／２７１４号パンフレット
【特許文献４】国際公開第０２／３１８９６号パンフレット
【特許文献５】国際公開第０１／７７２０３号パンフレット
【非特許文献１】デイビッド・ブラウン（Ｄａｖｉｄ  Ｂｒａｕｎ）およびアラン  Ｊ．ヘーガー（Ａｌａｎ  Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ）、「応用物理学会報（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ）」５８、１９８２（１９９１）
【非特許文献２】Ｇ．ガスタフソン（Ｇｕｓｔａｆｓｓｏｎ）、Ｙ．カオ（Ｃａｏ）、Ｇ．Ｍ．トレーシー（Ｔｒｅａｃｙ）、Ｆ．クラベッテル（Ｋｌａｖｅｔｔｅｒ）、Ｎ．コラネリ（Ｃｏｌａｎｅｒｉ）、およびＡ．Ｊ．ヘーガー（Ｈｅｅｇｅｒ）、「ネイチャー（Ｎａｔｕｒｅ）」３５７、４７７（１９９２）
【非特許文献３】Ｙ．カオ、Ｇ．ユー（Ｙｕ）、Ｃ．チャン（Ｚｈａｎｇ）、Ｒ．メノン（Ｍｅｎｏｎ）、およびＡ．Ｊ．ヘーガー、「合成金属（Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔａｌｓ）」、８７、１７１（１９９７）
【非特許文献４】Ｊ．ガオ（Ｇａｏ）、Ａ．Ｊ．ヘーガー、Ｊ．Ｙ．リー（Ｌｅｅ）、およびＣ．Ｙ．キム（Ｋｉｍ）、「合成金属」、８２、２２１（１９９６）
【非特許文献５】Ｙ．ワン（Ｗａｎｇ）ら、「応用物理学会報（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）」７９、４４９（２００１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板上にポリマー層を堆積させるそのような一つのプロセスは、インクジェットである（例えば、米国特許公報（特許文献１）を参照のこと）。均一な厚さを有する発光層を形成するためには、インクの厳密な調合、並びに基板の厳密な設計および処理が、一般に必要とされる。しかし、（効率および寿命などの）デバイス性能を適切に維持しながら、厳密に基板を設計し、かつ処理して、フルカラーのディスプレイを形成することは非常に難しいと判明した。例えば、ポリマー・インクを副画素に保持するために使用される構造には、ディスプレイの口径比を低下させる傾向がある。加えて、ポリマー・インクの添加前に、副画素化した基板を表面処理に使用する方法は、下にあるアクティブ・マトリックス基板に損傷を与えるおそれがある。したがって、デバイス性能に悪影響をもたらさない、フルカラーのＥＬデバイスの経済的な他の製造方法に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスの製造方法を提供する。本発明方法でＥＬデバイスの製造に使用される基板は、エレクトロルミネセンス材料を堆積する前のＣＦ４プラズマ表面処理を必要としない。したがって、本発明方法は、ＥＬデバイスの製造に特に有用であり、そこでは、エレクトロルミネセンス材料を堆積させるために、インクジェットが使用される。加えて、本発明方法は、副画素化したデバイスおよび副画素化していないデバイスの両方を製造するのに有用である。さらに、本発明方法は、ＥＬ材料のうちの一つのタイプ、またはＥＬ材料のうちのいくつかのタイプを含むＥＬデバイスを製造するのに有用である。
【０００７】
本発明の別の実施形態では、基板を提供するステップと、アノード層をこの基板の上に堆積させるステップと、複数の分離したウェルをこの基板上に設置するステップであって、ウェルを形成するように壁を外接させることによって、この分離したウェルを形成するステップと、パターン化していないバッファ層を、このウェルのそれぞれの中のアノード層の上に堆積させるステップと、パターン化していないＥＬホスト・ポリマー層を、前記ウェルのそれぞれの中に堆積させるステップと、ウェルの壁の表面前処理なしで、少なくとも１つのパターン化したドーパント層を、前記ウェルの少なくとも１個の中に堆積させるステップと、カソード層を堆積させるステップとによって製造される有機ＥＬデバイスが提供され、それによって有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスが製造される。
【０００８】
本発明のさらに別の実施形態では、基板を提供するステップと、アノード層をこの基板の上に堆積させるステップと、複数の分離したウェルをこの基板上に３個１組で設置するステップであって、ウェルを形成するように壁を外接させることによって、この分離したウェルを形成するステップであって、この場合、それぞれのウェルが副画素を画定し、３個のウェルの組それぞれが画素を画定するステップと、パターン化していないバッファ層を、それぞれのウェルの中のアノード層の上に堆積させるステップと、青色光を生じるように選択したパターン化していないＥＬホスト・ポリマー層を、ウェルのそれぞれの中に堆積させるステップと、ウェルの壁の表面前処理なしで、赤色光を生じるように選択した第１のパターン化したドーパント層を、３個のウェルの組のうちの少なくとも１個の第１のウェルの中に堆積させるステップと、ウェルの壁の表面前処理なしで、緑色光を生じるように選択した第２のパターン化したドーパント層を、３個のウェルの組のうちの少なくとも１個の第２のウェルの中に堆積させるステップと、カソード層を堆積させるステップとによって製造されるフルカラーの副画素化された有機ＥＬデバイスが提供され、それによってエレクトロルミネセンス・デバイスが製造される。
【０００９】
さらに他の実施形態では、複数の分離したウェルを有する基板を含むエレクトロルミネセンス・デバイスが提供され、この場合、それぞれの分離したウェルは、フッ素を実質的に含まない少なくとも１個の壁面を有する。
【００１０】
さらに別の実施形態では、本発明は、エレクトロルミネセンス・ポリマーの少なくとも１つの層を含む、複数の第１および第２の副画素を有するエレクトロルミネセンス・デバイスに関し、この場合、第１の副画素のうちの少なくとも１個中のエレクトロルミネセンス・ポリマー層は、その中に第１のドーパントを拡散させており、第２の副画素のうちの少なくとも１個中のエレクトロルミネセンス・ポリマー層は、その中に第２のドーパントを拡散させており、少なくとも１個の第１の副画素は、第１のドーパントだけからの発光を示す光ルミネセンススペクトルを呈し、少なくとも１個の第２の副画素は、第２のドーパントだけからの発光を示す光ルミネセンススペクトルを呈する。
【００１１】
本発明は、実施例により示されるが、添付図面に限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
有機エレクトロルミネセンス・デバイスの製造方法が提供される。一実施形態では、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスを製造する方法が提供され、
ａ）基板を提供するステップと、
ｂ）アノード層を前記基板の上に堆積させるステップと、
ｃ）複数の分離したウェルを前記基板の上に設置するステップであって、前記ウェルを形成するように壁を外接させることによって、前記分離したウェルを形成するステップと、
ｄ）パターン化していないバッファ層を、前記ウェルのそれぞれの中の前記アノード層の上に堆積させるステップと、
ｅ）パターン化していないＥＬホスト・ポリマー層を、前記ウェルのそれぞれの中に堆積させるステップと
ｆ）前記ウェルの前記壁の表面前処理なしで、少なくとも１つのパターン化したドーパント層を、前記ウェルのうちの少なくとも１個に堆積させるステップと、
ｇ）カソード層を堆積させるステップと
を含み、それによって有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスが製造される。
【００１３】
別の実施形態では、フルカラーの副画素化した有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスを製造する方法が提供され、この方法は、
ａ）基板を提供するステップと、
ｂ）アノード層を前記基板の上に堆積させるステップと、
ｃ）複数の分離したウェルを、３個１組で前記基板の上に設置するステップであって、前記ウェルを形成するように壁を外接させることによって、前記分離したウェルを形成し、この場合、それぞれのウェルが副画素を画定し、３個のウェルの組それぞれがフルカラーの画素を画定する、ステップと、
ｄ）パターン化していないバッファ層を、前記ウェルのそれぞれの中の前記アノード層の上に堆積させるステップと、
ｅ）青色光を生じるように選択したパターン化していないＥＬホスト・ポリマー層を、前記ウェルのそれぞれの中に堆積させるステップと、
ｆ）前記ウェルの前記壁の表面前処理なしで、赤色光を生じるように選択した第１のパターン化したドーパント層を、前記３個のウェルの組のうちの少なくとも１個の第１のウェルの中に堆積させるステップと、
ｇ）前記ウェルの前記壁の表面前処理なしで、緑色光を生じるように選択した第２のパターン化したドーパント層を、前記３個のウェルの組のうちの少なくとも１個の第２のウェルの中に堆積させるステップと、
ｈ）カソード層を堆積させるステップと
を含み、それによってフルカラーの副画素化した有機エレクトロルミネセンス・デバイスが製造される。
【００１４】
本明細書で使用されるように、用語「ドーパント」は、非ドープのホスト材料の発光特性を変えるのに適切な材料を指す。
【００１５】
本明細書で使用されるように、用語「パターン化していない」は、ＥＬデバイスの製造に使用する有機層に関連して使用される場合、画素配列の両端間に特定のパターンで堆積させるのとは対照的に、画素配列の両端間全体に有機層を堆積させることを意味する。
【００１６】
本明細書で使用されるように、用語「パターン化した」は、ＥＬデバイスの製造に使用するドーパント層に関連して使用される場合、ドーパントを、画素配列の両端間の特定の画素内の特定のウェルの中に堆積させることを意味する。
【００１７】
本明細書で使用されるように、フレーズ「表面処理」は、副画素化したＥＬデバイス中のウェルの壁の濡れ特性を改変するために当技術分野では普通に使われるプロセスを指す。「表面処理」は、ウェルを、光レジストまたはアクリル樹脂などの有機材料からできている壁で形成した後、ＣＦ４ガスを使用して、乾式プラズマに暴露することを指す。上記表面処理の結果として、基板の表面およびウェルの壁は、実質的にフッ化される。本明細書で使用されるように、用語「フッ化」は、フッ素が基板表面に結合することを意味する。フッ素は、いくつかの方法で表面に結合することができ、例えば、フッ素は、表面上に物理的に吸着する、表面に化学的に結合するなどのことができる。実際に、当業者は、ＣＦ４で処理した表面の化学分析では、フッ素の存在が示されることを認識している。プラズマＣＦ４処理は、アクティブ・マトリックスＥＬデバイス中の、下にある電子部品に損傷を与えるおそれがあり、アクティブ・マトリックス画素ドライバを含む基板に使用可能なプロセス条件を制限するプロセスであることが一般に知られている。
【００１８】
本明細書で使用されるように、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、またはこれらの他のいかなる変形形態も、非排他的な包含をカバーすることを意図する。例えば、列挙した要素を含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの要素だけに制限されず、そのようなプロセス、方法、物品、または装置に対して明示的に列挙していない、または固有の他の要素も含むことができる。さらに、それとは反対に明白に述べない限り、「または」は、非排他的な「または」を指し、排他的論理和を指さない。例えば、「条件ＡまたはＢ」は、次のうちの任意の一つによって満たされる。Ａは真であり（または存在する）かつＢは偽である（または存在しない）、Ａは偽であり（または存在しない）かつＢは真である（または存在する）、ＡかつＢの両方が真である（または存在する）。
【００１９】
また、単数形（「ａ」または「ａｎ」）の使用は、本発明の要素および構成部品を記載するために使用される。これは、単に便宜のために、および、本発明の一般的な意味を与えるためになされるだけである。この記載は、１つ、または少なくとも１つを含むと読むべきであり、それが、違うことを意味することが明らかでない限り、単数は複数を含む。
【００２０】
図１は、フルカラーのＥＬデバイスを製造するための本発明の一実施形態を示す。基板は、超小型回路が埋め込まれているか（アクティブ・マトリックス基板）、または、埋め込み超小型回路を有しない（パッシブ・マトリックス基板）である。図１Ａでは、剛性または可撓性基板１０に、パターン化したアノード層２０が提供され、次いで壁３０が、この基板上に３個１組で複数のウェルを形成するように提供される。このウェルは、例えば、矩形、円形（長円形を含む）、三角形などの、任意の都合のよい形状を有することができる。一実施形態では、この壁は矩形のウェルを形成している。それぞれのウェルは、アノードを含んで副画素を形成し、３個のウェルの組それぞれが、画素を形成する。この壁は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの有機材料から構成することができ、または、この壁は、ガラスなどの無機材料などから構成することができる。従来のフォトリトグラフィ技術を使用して、壁およびウェルのパターンを形成することができる。デバイスを完全に製造すると、この３個の副画素は、３原色ディスプレイ・カラー、すなわち赤、緑、および青を発光することになる。副画素を含む電子デバイスは、デバイスのコントラストを向上させ、光が画素間で漏洩するのを防ぐ。
【００２１】
次いで、表面汚染物質を除去するために、当業者に周知の方法を使用して、アノード表面を洗浄する（例えば、米国特許公報（特許文献２）を参照のこと）。図１Ｂに示すように、パターン化していないバッファ層４０を、アノード層２０の上に堆積させ、次いで、パターン化していない青のＥＬポリマー層５０を、例えば、スピンコーティング、シルクスクリーン印刷などの当業者に周知の方法によって、活性面積全体（すなわち副画素の全て）にわたってコートする。活性面積全体にわたって、パターン化していないバッファ層４０およびパターン化していない青のＥＬポリマー層５０を堆積させることから、壁をプラズマ表面処理する必要性が不要になる。青の副画素の発光を提供することに加えて、パターン化していない青のＥＬポリマー層は、フルカラーのディスプレイを形成するために、それらのそれぞれの副画素において、緑および赤のドーパントを受け入れるためのホストとして働くことができる。
【００２２】
図１Ｃに示すように、次に、緑ドーパントを含むポリマー溶液滴を、副画素の第１の組にインクジェットすることによって、および、赤ドーパントを含むポリマー溶液滴を、副画素の第２の組にインクジェットすることによって、緑５２および赤５４のＥＬポリマー層を形成して、緑および赤色光を発光する副画素が形成される。このポリマー溶液は、ポリマー・ホスト材料中に少量の緑および赤のドーパントを含み、この場合、このポリマー・ホスト材料は、パターン化していない青のＥＬポリマー層５０に使用したのと同じポリマーである。パターン化していない青のＥＬポリマー層を、緑および赤のポリマー溶液で濡らすことによって、緑および赤のドーパントの均一な（単一層）または勾配のある密度分布を有するブレンド層５６および５８（図１Ｄ）を、緑および赤の副画素中に形成することができる。最後に、図１Ｅに示すように、カソード材料６０を表面全体にわたって堆積させ、デバイスを完成させる。
【００２３】
本明細書で使用されるように、用語「単一層」は、そこに均一な密度分布で拡散しているドーパントを有するホストＥＬポリマーを指し、この場合、そこに拡散しているドーパントを含むホストＥＬポリマーの光ルミネセンススペクトルは、ドーパントだけからの発光を示す。
【００２４】
本明細書で使用されるように、用語「ブレンド層」は、その層の特徴的なルミネセンスを変える特定のドーパントを、その層の中に導入する目的で、ドープしたまたはドープしていない、同じＥＬポリマーが連続的な堆積ステップで使用されるときに形成される、ＥＬポリマー層を指す。このブレンド層は、勾配のある密度分布を有し、ホストおよびドーパント両方の特徴的な光ルミネセンスを呈することができるか、または、このブレンド層は、上記定義通りの単一層の均一な密度分布を有する。
【００２５】
図２は、フルカラーのＥＬデバイスを製造するための本発明方法のもう一つの実施形態を示す。図１に関して上記したような副画素、アノード、およびバッファ層を形成した後、パターン化した緑および赤のポリマー層５２および５４を、画素中の３個のウェルのうちの２個の中に堆積させ（図２Ａ）、その後、パターン化していない青のＥＬポリマー５０を堆積させる（図２Ｂ）ことができる。本実施形態では、それらが副画素に堆積するときに、ドーパント層により壁が濡れるのを防ぐのは、パターン化していないバッファ層４０コーティングだけである。先行の実施形態のように、緑および赤のドーパント用のホスト・ポリマーは、パターン化していない青のＥＬポリマー層５０用に使用したのと同じポリマーである。パターン化していない青のＥＬポリマー層５０でドーパント層５２および５４を濡らすことによって、ブレンド層５６および５８を形成することができる（図２Ｃ）。カソード層６０を堆積させて、デバイスを完成させる（図２Ｄ）。
【００２６】
本発明方法のさらに別の実施形態を図３に示す。カソード６０をコートする前でかつＥＬポリマー層５０、５６、および５８をコートした後、電子を導通させ、光を発光できてもできなくてもよい、追加のパターン化していない有機層７０がコートされる。この追加の層は、カソード層６０に隣接しているが、カソードからＥＬポリマーへの電子の注入および輸送を促進し、および／または、カソードに起因するＥＬ消光を排除する。
【００２７】
本発明に従うＥＬデバイスの製造は、いくつかの理由で有利である。例えば、青の画素および青の副画素は、パターン化していない堆積プロセスによって形成される（例えばスピンコーティング）。したがって、発光の均一性およびデバイス性能が、両方とも最適化される。加えて、ポリマー層のそれぞれを形成するプロセス時間が、インクジェット処理時間、並びにバッファ層および青のＥＬポリマー層の硬化時間をなくすことによって、著しく短くなる。プロセス時間のこのさらなる短縮はまた、デバイス性能（効率および動作寿命）の改良に貢献する。
【００２８】
さらに、緑および赤の副画素における勾配のある密度プロファイルは、パターン化していない青のＥＬポリマー層に使用したのと同じホスト・ポリマーを使用する、ドーパントが溶液から堆積するときの濡式プロセスによって、容易に調整される。この調整により、ＯＬＥＤの発光、したがってデバイス性能を最適化するための効果的な手段が提供される。実際、青の副画素用に使用される同じ青の発光ＥＬ材料が、緑および赤の副画素用のホスト材料として使用されるので、赤、緑、および青の副画素の輝度対電圧依存関係は、同じ傾向という結果になる。この特徴は、対応する駆動回路が単純化するので、フルカラーのディスプレイにおけるカラーバランスおよび補償作用に関して理想的な状況を作り出す。図３のカソード層６０に隣接した任意選択のパターン化していない有機層７０は、ＥＬ層への電子の注入および輸送を促進し、それによってデバイス性能を最適化するための追加の手段が提供される。
【００２９】
青のＥＬホスト・ポリマーへの緑および赤のドーパントの拡散は、均一かつ完全にすることができる。実際、実施例６、７、８、１０、１１、および１２、並びに図１０に説明したように、本発明のＥＬデバイスは、緑および赤の副画素を含み、それらは、緑および赤のドーパントだけからの発光を示す光ルミネセンス・スペクトルを呈する。このように、本発明の一実施形態では、基板、アノード層、青色光を生じるように選択したエレクトロルミネセンス・ポリマー層、およびカソード層を含むＥＬデバイスが提供され、この場合、少なくとも１個の第１の副画素において、エレクトロルミネセンス・ポリマー層には、赤色光を生じるように選択した第１のドーパントがそこに拡散しており、少なくとも１個の第２の副画素において、エレクトロルミネセンス・ポリマー層には、緑色光を生じるように選択した第２のドーパントがそこに拡散しており、そこでは、少なくとも１個の第１の副画素は、第１のドーパントだけからの発光を示す光ルミネセンススペクトルを呈し、少なくとも１個の第２の副画素は、第２のドーパントだけからの発光を示す光ルミネセンススペクトルを呈する。当業者には、本発明の方法が、赤、緑、および青の副画素化されたフルカラーのディスプレイを製造することに制限されず、使用するエレクトロルミネセンス材料の特性に基づいて、特徴的な発光の任意の組合せを有する副画素をいくつでも形成するのに使用できることが認識される。
【００３０】
さらに、ＥＬデバイスを本発明の方法に従って製造する場合、パターン化していない青のＥＬポリマー、または赤および緑のドーパント材料を堆積する前に、基板を表面処理する必要性が全くない。当業者には、ポリマー層を堆積する前のウェルのプラズマ表面処理は、下にある基板に損傷を与えるおそれがあり、特に、アクティブ・マトリックス・デバイスの基板に埋め込まれるトランジスタに損傷を与えることが認識されている。実際、本発明のＥＬデバイスで使用するウェルの壁の表面は、フッ素を実質的に含まない。本明細書で使用されるように、フレーズ「フッ素を実質的に含まない」は、その表面が、材料の組成を基準にして通常存在する量のフッ素を含み、ＣＦ４による表面処理の後、表面上に存在するであろうフッ素の量とは識別され得ることを意味する。
【００３１】
本発明の実施に使用するのに企図した基板１０は、可撓性または剛性、有機物または無機物とすることができる。一般に、ガラス、または、剛性または可撓性いずれかの形態の有機フィルムが、支持体として使用される。アノード層２０は、カソード層と比較して、ホールを注入するのにより効率のよい電極である。アノードは、金属、混合金、合金、金属酸化物、または混合酸化物を含む材料を含むことができる。適切な材料には、これらに限定されるものではないが、第２族の元素（すなわちＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ）の混合酸化物、第１１族元素、第４、５、および６族の元素、並びに、第８〜１０族の遷移元素が含まれる。元素の周期表内の欄に対応する族番号は、「化学および物理のＣＲＣハンドブック（ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）」、８１版（２０００）に示されている「新表記法」規約を使用している。
【００３２】
アノード層が、可視スペクトル範囲で光透過性であるべき場合、インジウム−スズ−酸化物などの第１２、１３、および１４族の元素の混合酸化物を使用することができる。本明細書で使用されるように、フレーズ「混合酸化物」は、第２族の元素、または、第１２、１３、または１４族の元素から選択される２種以上の異なる陽イオンを有する酸化物を指す。アノード層用材料のいくつかの限定されない具体的な例には、インジウム−スズ−酸化物（「ＩＴＯ」）、アルミニウム−スズ−酸化物、金、銀、銅、およびニッケルが含まれる。アノードはまた、導電性ポリアニリン（非特許文献２）、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳＡ（非特許文献３）、並びに、ポリピロール−４−ドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＢＳＡ）（非特許文献４）などの有機材料を含んでもよい。
【００３３】
アノード層は、化学蒸着法または物理蒸着法によって、または、スピン・キャスト法によって形成することができる。化学蒸着法は、プラズマ化学気相成長法（「ＰＥＣＶＤ」）または有機金属化学蒸着法（「ＭＯＣＶＤ」）として行うことができる。物理蒸着法は、イオンビームスパッタリング、並びにｅ−ビーム蒸発および抵抗蒸発を含めて、スパッタリングの全ての形態を含むことができる。物理蒸着法の具体的な形態には、ｒｆマグネトロンスパッタリングおよび誘導結合高周波プラズマ物理蒸着法（「ＩＭＰ−ＰＶＤ」）が含まれる。これらの堆積技術は、半導体製造技術の範囲内では周知である。
【００３４】
通常、アノード層はリトグラフの工程を使用してパターン化される。このパターンは、所望通りに変化させることができる。この層は、例えば、パターン化したマスクまたはレジストを、第１の可撓性複合バリヤー構造体上に配置し、その後第１の電気接触層材料を塗布することによって、パターン状に形成することができる。あるいは、この層を、全体にわたる層（ブランケット堆積物とも呼ばれる）として塗布し、続いて、例えば、パターン化したレジスト層、および湿式の化学的またはドライエッチング技術を使用して、パターン化することができる。当技術分野でよく知られている、パターン化するための他の方法もまた使用することができる。電子デバイスがパッシブ・マトリックス配列を形成する場合、アノード層は、通常、実質的に同じ方向に延在する全長を有する、実質的に並列のストリップに形成される。アクティブ・マトリックス配列では、アノード層は、それぞれの電子デバイスまたは副画素用の離散的な電極を形成するようにパターン化される。
【００３５】
バッファ層４０は、ＥＬポリマー層へのホールの注入を促進し、かつ、アノード表面を平滑化して、デバイス中の短絡を防ぐ働きをする。このバッファ層は、典型的には、しばしばプロトン酸をドープしたポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などのポリマー材料であり、または、有機電荷移動化合物など、例えばテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン系（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）とすることができる。本発明の実施に使用するのに企図したプロトン酸には、例えば、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）などが含まれる。バッファ層は、通常、当業者にとって周知の様々な技術を使用して、基板の上にキャストされる。典型的なキャスティング技術には、例えば、溶液キャスティング、滴下キャスティング、カーテンキャスティング、スピンコーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷などが含まれる。あるいは、バッファ層は、インクジェット印刷などのいくつかの上記プロセスを使用して、パターン化することができる。
【００３６】
エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層５０は、一般に、例えば、ポリ（パラフェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ＰＰＶ共重合体、ポリフルオレン、ポリフェニレン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェンなどの共役ポリマーとすることができる。選択される具体的な材料は、具体的な用途、動作中に使用される電圧電位、または他の因子に依存することになる。ＥＬ層はまた、オリゴマーまたはデンドリマーから製造することができる
【００３７】
本発明の実施に使用するのに企図したドーパントは、典型的には有機金属材料である。使用を企図した例示的な金属には、ランタニド金属（例えばＥｕ、Ｔｂ）、第７族の金属（例えばＲｅ）、第８族の金属（例えばＲｕ、Ｏｓ）、第９族の金属（例えばＲｈ、Ｉｒ）、第１０族の金属（例えばＰｄ、Ｐｔ）、第１１族の金属（例えばＡｕ）、第１２族の金属（例えばＺｎ）、第１３族の金属（例えばＡｌ）などが含まれる。一実施形態では、この有機金属材料は、フェニルピリジンなどの配位子を有するＩｒまたはＰｔのシクロメタル化錯体とすることができる。本発明の実施において使用を企図した典型的なシクロメタル化錯体ドーパントは、（特許文献３）に開示されており、その内容全体は、引用により本明細書に組み込まれる。別の実施形態では、この有機金属材料を、少なくとも１個の金属に配位した官能基を含む、官能性をもたせたポリマーとすることができる。金属は、上述のものでよい。使用を企図した例示的な官能基には、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸基、スルホン酸塩、ＯＨ部分を有する基、アミン、イミン、ジイミン、Ｎ−オキシド、ホスフィン、ホスフィンオキシド、β−ジカルボニル基などが含まれる。本発明の実施において使用を企図した典型的なポリマー有機金属のドーパントは、（特許文献４）に開示されており、その内容全体は、引用により本明細書に組み込まれる。
【００３８】
本発明の実施において使用を企図したドーパントはまた、４−ジシアンメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、クマリンなどの有機色素分子とすることができる。本発明の実施において使用を企図したドーパントはまた、共役または非共役形態の赤または緑のＥＬポリマーとすることができる。
【００３９】
フルカラーのＥＬデバイスの製造に使用する場合、第１のドーパントは、赤色光を発光するように選択され（６００〜７００ｎｍ領域で支配的な発光プロファイルを有する）、第２のドーパントは、緑色光を発光するように選択される（５００〜６００ｎｍ領域で支配的な発光プロファイルを有する）。ドーパントのそれぞれを堆積した後、それぞれの画素列は、３個の副画素を含み、そこでは、１個の副画素は赤色光を発光し、１個の副画素は緑色光を発光し、１個の副画素は青色光を発光する（４００〜５００ｎｍ領域で支配的な発光プロファイルを有する）。
【００４０】
図３に示すように、任意選択のパターン化していない層７０は、カソード層を堆積する前に、堆積することができる。この任意選択の層は、電子注入／輸送の両方を促進する働きをし、およびまた、層界面での消光反応を防ぐための閉込め層としても働く。より詳しくは、この層は、電子移動度を向上させ、かつ、ＥＬポリマー層とカソード層が普通なら直接接触している場合の消光反応の可能性を低下させることができる。この任意選択のパターン化していない層用の材料の例には、金属キレート化オキシノイド化合物（例えばＡｌｑ３など）；フェナントロリンベースの化合物（例えば、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（「ＤＤＰＡ」）、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（「ＤＰＡ」）など）；アゾール化合物（例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（「ＰＢＤ」など）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（「ＴＡＺ」など）；他の類似化合物；または、それらの任意の１種または複数種の組合せが含まれる。あるいは、任意選択のパターン化していない層は、無機物とし、ＢａＯ、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏなどを含むことができる。この任意選択のパターン化していない層はまた、オリゴマー、デンドリマー、または共役ポリマーとすることができる。この層用の共役ポリマーの例は、（特許文献５）に提供されている。
【００４１】
カソード層６０は、電子または負電荷キャリアーを注入するのに特に効率のよい電極である。このカソード層は、第１の電気接触層（この場合、アノード層）に比べて低い仕事関数を有する任意の金属または非金属とすることができる。本明細書で使用されるように、用語「低い仕事関数」は、約４．４ｅＶ以下の仕事関数を有する材料を意味することを意図する。本明細書で使用されるように、「高い仕事関数」は、少なくとも約４．４ｅＶの仕事関数を有する材料を意味することを意図する。
【００４２】
カソード層用の材料は、第１族のアルカリ金属（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）、第２族の金属（例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａなど）、第１２族の金属、ランタニド（例えば、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕなど）、およびアクチニド（例えば、Ｔｈ、Ｕなど）から選択することができる。一実施形態では、カソードは、アルミニウム、インジウム、イットリウム、バリウム、リチウム、セリウム、セシウム、ユウロピウム、ルビジウム、マグネシウム、サマリウム、およびそれらの組合せなどの材料を含む。カソードはまた、例えば、ＢａＡｌ、ＬｉＡｌ、ＣａＡｌ、ＣａＩｎなどの金属合金とすることができ、または、それぞれの層が、異なる金属または金属合金組成を含む複数層の形態とすることができる。この場合、有機発光層または任意選択の電子輸送層に隣接する層だけが、低い仕事関数を必要とする。第１の層の厚さは、一般に１〜３００ｎｍの範囲である。
【００４３】
カソード層は、通常化学蒸着法または物理蒸着法によって形成される。カソード層は、上記アノード層に関して議論したように、パターン化されるか、または、パターン化されない。デバイスがパッシブ・マトリックスの配列内にある場合、カソード層は、実質的に並列のストリップにパターン化されることになり、その場合、カソード層ストリップの全長は、実質的に同じ方向に、かつ、アノード層ストリップの全長に対して実質的に垂直に延在する。画素は、交差点（ここで、配列を平面または上部から見て、アノード層ストリップがカソード層ストリップと交差する）で形成される。デバイスがアクティブ・マトリックスの配列内にある場合、アノード層をパターン化することによって画素および副画素を画定して、カソードをパターン化しない、またはモノリシックとすることができる。
【００４４】
この様々な層は、任意の適切な厚さを有することができる。無機アノード層は、通常約５００ｎｍ以下、例えば約１０〜２００ｎｍであり、バッファ層は、通常約５００ｎｍ以下、例えば約２０〜２００ｎｍであり、ＥＬ層は、通常約２００ｎｍ以下、例えば約１０〜８０ｎｍであり、任意選択のパターン化していない層は、通常約１００ｎｍ以下、例えば約２０〜８０ｎｍであり、カソード層は、通常約１０００ｎｍ以下、例えば約５０〜５００ｎｍである。アノード層またはカソード層が、少なくともある程度の光を透過させることを必要とする場合、上記層の厚さは、約１００ｎｍを超えることができない。
【００４５】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）では、カソードおよびアノード層それぞれからＥＬ層の中に注入される電子およびホールは、ポリマー中で負および正に帯電したポラロンを形成する。これらのポラロンは、印加した電場の影響により移動して、反対に帯電した化学種とともにポラロン励起子を形成し、続いて発光を伴う再結合を経る。アノードとカソード間の十分な電位差を、通常約１５ボルト未満、多くの場合約５ボルト以下を、デバイスにかけることができる。実際の電位差は、より大きい電子部品において、デバイスの使用方法に依存することがある。多くの実施形態では、アノード層は、正の電圧にバイアスをかけ、カソード層は、電子デバイスの動作の間、実質的に大地電位またはゼロ・ボルトである。電池または他の電力供給源を、回路の一部として電子デバイスに電気的に接続することができる。
【００４６】
さて、本発明は、次の限定されない実施例を参照することにより、より詳細に記載されるだろう。
【実施例】
【００４７】
以下の具体的な実施例は、本発明の範囲を示し、それを限定しないことを意味する。
【００４８】
（実施例１）
本発明によるＯＬＥＤを、以下の順序で製作した。
ＩＴＯ／バッファ・ポリマー／ＥＬポリマー／カソード
基板は、３０×３０ｍｍのＩＴＯコートしたガラスであった。バッファ層は、ＰＥＤＯＴ材料であった（バイトロン−Ｐ（ＢＡＹＴＲＯＮ−Ｐ）、バイエル社、ドイツ（Ｂａｙｅｒ  ＡＧ，Ｇｅｒｍａｎｙ））。ＥＬポリマーは、青のポリフルオレン誘導体および緑用材料（ブルー−１（Ｂｌｕｅ−１）、ブルー−２（Ｂｌｕｅ−２）、ブルー−３（Ｂｌｕｅ−３）、グリーン−１（Ｇｒｅｅｎ−１））、または、赤の発光用のビス−シクロメタル化イリジウム錯体（Ｉｒ−Ｒ１）であった。ＥＬポリマー層は、７７〜１００ｎｍの厚さにスピンコートした。青および緑のＥＬ材料のキャスティング溶液にトルエンを使用し、赤のＩｒ錯体ＥＬ材料のキャスティング溶液にジクロロメタンを使用した。使用したカソードは、５００ｎｍ  Ａｌを有する３．５ｎｍ  Ｂａであった。
【００４９】
ＥＬポリマーを単一コーティングした緑および青の基準デバイスも、比較用に製作した。トルエン中の１〜１．５％ポリマー溶液で、ＥＬポリマーをスピンコートし、続けて隣接してカソードを堆積させることによって、基準デバイスを製造した。
【００５０】
「二層」デバイスの場合は、青のＥＬポリマーの薄層（３０〜４０ｎｍ）をスピンコートし、その層を６０℃で１０分間アニールし、続けて第２の層（４０〜５０ｎｍ）をスピニングした。赤のデバイスの場合、青の層と同じ青のポリマー・ホストに、最高５％（１ｍｌの溶液中５０ｍｇ）のＩｒ錯体赤発光体を含むポリマーのトルエン溶液として、第２の層を塗布した。
【００５１】
デバイス性能を表１にまとめた。このデータは、効率または動作電圧を犠牲にせずに、二重層の形態を使用できることを示す。事実、図１〜３に示した構造により、発光強度と動作電圧の間の統一された関係が提供される。図４は、青および赤のポリマーをコーティングすることにより処理した青の画素（単一層）および赤の画素（二層）の輝度−電圧依存関係を示す。この固有の輝度−電圧依存関係により、カラーバランスおよび一般化されたガンマ−曲線補正に関して簡単な回路が可能になる。
【００５２】
【表１】
2005538511.tif 000003
【００５３】
さらに、単一層および二層デバイスのＥＬスペクトルを、それぞれ図５および６に示した。フルカラーのディスプレイにおいて基本的なカラー副画素を形成する赤、緑、および青の発光が示された。
【００５４】
（実施例２）
この実施例では、実施例１のようにデバイスを製作したが、シアノ−ポリ（ｐ−フェニレン）（ＣＮ−ＰＰＰ）の青の層（約７０ｎｍ）をスピンコートした。青のＥＬポリマー層の上に緑のドーパント分子（クマリン５４５Ｔ（Ｃｏｕｍａｒｉｎ  ５４５Ｔ）、イーストマン・コダック社（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｋｏｄａｋ  Ｃｏ．）、ニューヨーク州ロチェスター（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ＮＹ））を蒸着することによって、緑のデバイスを製造した。デバイスの一つは、トルエン溶媒蒸気下で処理して、緑のドーパントを、青のＥＬポリマー・ホストの中に拡散させた。もう一つのデバイスは、加熱して、このドーパントをホストの中に拡散させた。カソードは実施例１のように調製した。赤のデバイスは、赤のドーパント（ＤＣＪＴＢ、イーストマン・コダック社）を使用して、緑のデバイスと同じ仕方で調製した。この結果を表２にまとめた。
【００５５】
【表２】
2005538511.tif 000004
【００５６】
蛍光性ドーパントをドープした単一層ＥＬポリマーから発生したＥＬ発光スペクトルを、図７に示す。この実施例は、青のＥＬポリマー層の上面にドーパント分子を堆積させることによって、緑および赤の画素を調製できることを示す。一つの層を所望の密度プロファイルで単一の有機層の中に拡散させることは、後熱または溶媒蒸気処理によって達成することができる。
【００５７】
（実施例３）
可溶性ポリ（アリール−オキサジアゾール）共役ポリマーを使用して実施例１を繰り返し、連続的なパターン化していない電子輸送層を形成し、その後カソードを堆積させた。その厚さは、２０〜３０ｎｍであった。この実験で使用したカソード材料は、カルシウムおよびアルミニウムであった。
【００５８】
赤、緑、および青のカラー発光が、対応するデバイスで観察された。発光スペクトルは、図６に示したものと同じであった。Ｃａデバイスの動作電圧およびＥＬ効率は、実施例１で使用したＢａデバイスのそれに比べて良くすることができる。
【００５９】
この実施例は、最も一般に使用されるものに比べて大きい仕事関数を有するカソード材料で、高効率ＲＧＢ  ＯＬＥＤを製作できることを示す。空気に安定なカソード（Ａｌなど）を、フルカラーのＰＬＥＤディスプレイに使用することができる。
【００６０】
（実施例４）
この実施例では、実施例１のようにデバイスを製作したが、ＣＮ−ＰＰＰをスピンコートした青の層（約７０ｎｍ）を用いた。緑のＩｒ錯体ドーパント（Ｉｒ−Ｇ１）を青のポリマー層の上にスピンコートすることによって、緑の発光体を得た（（非特許文献５）を参照のこと）。赤のデバイスも同じ手順に従って製造したが、緑のドーパントを、赤色Ｉｒ錯体ドーパント（Ｉｒ−Ｒ２）で置き換えた（実施例１のそれに類似）。これらのデバイスの発光スペクトルを図８に示す。対応するＥＬ効率を表３に示す。
【００６１】
【表３】
2005538511.tif 000005
【００６２】
この実施例は、リン光を出すドーパント分子を、溶解プロセス（滴下コーティング、噴射など）を使用して、青のＥＬポリマー層の上にコーティングすることによって、緑および赤の発光体を製造できることを示す。所望の密度プロファイルを有する緑および赤の単一ＥＬブレンド層は、溶媒およびプロセス条件の正しい選択によって実現することができる。
【００６３】
（実施例５）
実施例２に記載した手順を追従して、アドレス指定可能な列および行のパッシブ・マトリックスＯＬＥＤディスプレイを製作した。バッファ層およびポリスピロ青のＥＬポリマー層（ブルー−４）をスピンコートした後に、緑および赤の分子ドーパントを、一対のシャドウマスクによって画定された領域の中に堆積させた。この実験では、Ａｌｑを、緑および赤のゾーン中の任意選択の電子輸送層として使用した。Ｃａ（５ｎｍ）／Ａｌ（２００ｎｍ）二重層カソードを、この実施例で使用した。図９は、この手順によって製造した、フルカラーのパッシブ・マトリックス・ディスプレイのＥＬスペクトルを示す。１００ｃｄ／ｍ２での実験結果を、表４に列挙した。この実施例は、赤および緑の画素、並びに、フルカラーのパッシブ・マトリックス・ディスプレイが、多層構造の青のポリマー／ドーパントで製造できることを示す。
【００６４】
【表４】
2005538511.tif 000006
【００６５】
（実施例６）
この実施例では、以下の修正をして、実施例５を繰り返した。バッファ層および青のＥＬポリマー層をスピンコートした後に、緑および赤の分子ドーパントを、一対のシャドウマスクによって画定した領域の中に蒸着した。次いで、このドーパントを、パネルを有機溶媒蒸気に暴露することによって、下にある青のＥＬポリマー層の中に拡散させ、緑および赤の単一の単一層を形成した。この目的のために使用できる例示的な溶媒蒸気には、キシレン、トルエン、クロロベンゼンなどが含まれ、トルエンの蒸発温度は７０℃である。図１０は、緑および赤の副画素のＰＬ発光スペクトルを示す。励起源のスペクトル構造（３００〜４００ｎｍ領域では飽和）も含まれている。ＵＶ照射下でとった、パネルの対応する光ルミネセンス・イメージは、画定された赤および緑のゾーン中に残存性の青の発光スペクトルを伴わずに、赤および緑色が形成されたことを明確に示し、赤および緑の両方のポリマー単一層の形成が確認された。
【００６６】
（実施例７）
この実施例では、実施例５のようにデバイスを製作したが、しかし、ドーパントは、濡式プロセスによる拡散ではなく、熱処理によってホスト層の中に拡散させた。バッファ層および青のＥＬポリマー層をスピンコートした後に、緑および赤の分子ドーパントを、一対のシャドウマスクによって画定された領域の中に堆積させた。次いで、パネルを真空下、またはＮ２またはＡｒ雰囲気下で、２００℃で１０分間加熱した。赤および緑のポリマー・ブレンド単一層の形成が、先行の実施例のように、ＰＬイメージングおよびＰＬスペクトルによって確認された。
【００６７】
（実施例８）
拡散プロセスのために外部からバイアスをかける電場を使用して、実施例５を繰り返した。バッファ層および青のＥＬポリマー層をスピンコートした後に、緑および赤の分子ドーパントを、一対のシャドウマスクによって画定された領域の中に堆積させ、続けてカソードを堆積させた。デバイスを１×１０５Ｖ／ｃｍの電場にバイアスをかけたとき、青のＥＬポリマー層の中への赤および緑のドーパントの拡散が観察された。バイアスをかけるプロセスの後、光ルミネセンス（ＰＬ）イメージングおよびＰＬスペクトルによって、赤および緑のポリマー単一層の形成が確認された。
【００６８】
実施例６、７、および８は、本発明で開示した様々な拡散プロセス（熱、溶媒蒸気、およびバイアス電場）を使用して分散された赤および緑のドーパント（蛍光性またはリン光性）分子を有するフルカラーのディスプレイを製造できることを示す。
【００６９】
（実施例９）
実施例５〜８の実験を、アクティブ・マトリックス基板を用いて繰り返した。同様のカラー性能が観察された。これらの結果は、本発明で開示したドーパント・コーティングおよび分散プロセスが、様々なタイプの基板に使用できることを示す。
【００７０】
（実施例１０）
青、緑、および赤のカラー画素を、実施例１のように製作した。基板サイズは、４インチｘ４インチであった。活性面積は、３．２インチ×２．４インチ、対角線方向に４インチであった。カラー画素サイズは、１インチあたり１００画素（ｐｐｉ）（２５４μｍに相当）であった。青のＥＬポリマーを基板全体にわたりスピンコートすることによって、青の副画素を形成した。マイクロ・ファブ・テクノロジーズ社（ＭｉｃｒｏＦａｂ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．）（テキサス州プラノ（Ｐｌａｎｏ，ＴＸ））製造の市販のインクジェット機を用いて、対応する赤および緑のポリマー溶液滴を、画定された領域の中に塗布することによって、赤および緑の副画素を形成した。緑および赤のポリマー溶液（ｐ−キシレン：アニソールの比１：１）を、対応する副画素の中に噴射すると、緑および赤のポリマー・ブレンド単一層が自動的に生成された。これは、光ルミネセンス・イメージおよびＰＬスペクトルによって確認された。
【００７１】
この実施例は、図１に記載したプロセスと同様に、パターン化していない青の層をコーティングし、並びに、緑および赤のポリマー溶液を、対応するゾーンの中にインクジェットすることによって、高解像度フルカラーのディスプレイ画素を製作できることを示す。
【００７２】
（実施例１１）
実施例１０を繰り返した。青のＥＬポリマーをパネル全体にわたりスピンコーティングすることによって、青のＥＬ層を形成した。対応するＥＬドーパント分子溶液を、画定された領域の中に塗布することによって、赤および緑の副画素を形成した。緑および赤の分子ドーパント溶液を、対応するゾーンの中にインクジェットすると、光ルミネセンス・イメージングおよびＰＬスペクトルによって確認されるように、緑および赤のポリマー単一層が自動的に形成された。この実施例は、パターン化していない青の層をコーティングし、並びに、緑および赤のＥＬドーパント溶液を、対応するゾーンの中にインクジェットすることによって、高解像度フルカラーのディスプレイ画素を製作できることを示す。
【００７３】
（実施例１２）
実施例１０を繰り返した。青のＥＬポリマーをパネル全体にわたりスピンコーティングすることによって、青のＥＬ層を形成した。青のホスト・ポリマー、および緑または赤のドーパント（蛍光性またはリン光性分子、またはポリマー）で調製したポリマー／分子ブレンド溶液の滴を堆積させることによって、赤および緑の副画素を形成した。緑および赤のポリマー／分子ブレンド溶液を、それらの対応するゾーンの中にインクジェットすると、緑および赤のゾーン中の光ルミネセンス・イメージングおよびＰＬスペクトルによって確認されるように、緑および赤のポリマー／分子のブレンド単一層が自動的に形成された。この実施例は、パターン化していない青の層をコーティングし、緑および赤のポリマー／分子ブレンド溶液を、それらの対応するゾーンの中に滴下コーティングすることによって、高解像度フルカラーのディスプレイ画素を製作できることを示す。
【００７４】
（実施例１３）
画素ドライバ回路をそれぞれの画素の中に埋め込んだアクティブ・マトリックス基板を用いて、実施例１０を繰り返した。カラー画素および対応する副画素の物理的寸法は、実施例１０で使用したそれと同一だった。ビデオレートの、フルカラーの３２０×２４０  ＱＶＧＡ（クォーター・ビデオ・グラフィックス配列（Ｑｕａｒｔｅｒ  Ｖｉｄｅｏ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ａｒｒａｙ））のアクティブ・マトリックスＰＬＥＤディスプレイを製作した。この実施例は、本発明で開示した方法を使用して、高解像度ビデオレート（１秒につき６０フレーム）の、フルカラーのアクティブ・マトリックスＰＬＥＤディスプレイを製作できることを示す。
【００７５】
本発明の特定の好適な実施形態に関して本発明を詳細に記載してきたが、その修正形態および変形形態は、記載し、クレームしたものの趣旨および範囲内にあることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１Ａ】本発明の方法に従って調製される、例示的な従来のものに代わるデバイス構造を示す。
【図１Ｂ】本発明の方法に従って調製される、例示的な従来のものに代わるデバイス構造を示す。
【図１Ｃ】本発明の方法に従って調製される、例示的な従来のものに代わるデバイス構造を示す。
【図１Ｄ】本発明の方法に従って調製される、例示的な従来のものに代わるデバイス構造を示す。
【図１Ｅ】本発明の方法に従って調製される、例示的な従来のものに代わるデバイス構造を示す。
【図２Ａ】本発明の方法に従って調製される、例示的な従来のものに代わるデバイス構造を示す。
【図２Ｂ】本発明の方法に従って調製される、例示的な従来のものに代わるデバイス構造を示す。
【図２Ｃ】本発明の方法に従って調製される、例示的な従来のものに代わるデバイス構造を示す。
【図２Ｄ】本発明の方法に従って調製される、例示的な従来のものに代わるデバイス構造を示す。
【図３】本発明の方法に従って調製される、例示的な従来のものに代わるデバイス構造を示す。
【図４】青および赤のポリマーのコーティングによって処理された青の画素（単一層）および赤の画素（二層）の輝度電圧依存関係を示す図である。
【図５】単一層ＥＬポリマーの場合のＥＬ発光スペクトルを示す図である。
【図６】図１に示した構造のデバイスが発生したＥＬ発光スペクトルである。
【図７】蛍光性ドーパント、すなわち緑ドーパントＣ５４５Ｔ（ピーク極大値約５２０ｎｍ）および赤ドーパントＤＣＪＴＢ（ピーク極大値約６５０ｎｍ）をドープした単一層ＥＬポリマーの場合のＥＬスペクトルである。
【図８】緑および赤の蛍光性Ｉｒ錯体をドープした単一層ポリマーの場合のＥＬスペクトルを示す図である。
【図９】蛍光性ドーパントをドープした単一層ＥＬポリマーの場合のＥＬ発光スペクトルを示す図である。
【図１０】ＵＶ照射下のＣＮ−ＰＰＰ／ドーパントの光ルミネセンス・スペクトルを示す図である（３００〜４００ｎｍの範囲の発光は、ＵＶ励起源による）。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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