(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン化ＯＬＥＤの製造方法であり、当該方法は：
基板を準備し、
前記基板上に層スタックを設け、前記スタックはカソード層とアノード層との間に設けられる少なくともひとつの有機発光層を含み、
前記有機発光層の選択された部分を、前記有機発光層の吸収バンドにある波長を持つ光で照射して、パターンを構成する局所的に減少した発光特性を与えることを含み、
当該方法はさらに、
前記基板ではない、バックリング減少層を設けることを含み、
前記バックリング減少層は、金属又は合金を有し、且つ前記発光層とは逆を向いた前記カソードの側で前記カソードと接続され、前記カソード層の局所加熱から生じるバックリングに対する抵抗性を改善するように構成される、
方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法で製造される、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項３】
請求項２に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記バックリング減少層と前記カソードへの前記接続とが、前記カソード層のバックリング閾値を増加するように構成され、前記バックリング閾値は、それより大きい熱量が光誘導パターン化の間に前記カソードに与えられると前記カソード層にバックリングが生じる熱量を定める、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記バックリング減少層と前記カソード層との前記接続が、前記カソード層の機械的剛直性レベルを増加するための機械的接続を含む、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項５】
請求項４に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記機械的剛直性レベルの増加が、実質的に前記カソードに平行の方向である、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記バックリング減少層の機械的剛直性レベルが前記カソード層の機械的剛直性レベルよりも高い、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項７】
請求項２又は３に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記バックリング減少層と前記カソード層との間の前記接続が、前記カソード層から前記バックリング減少層の少なくとも一部へ、熱を移動するための熱接続を含む、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項８】
請求項７に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記バックリング減少層及び、前記カソード層との前記熱接続が、前記ＯＬＥＤのパターン化の間、前記カソード層の局所加熱を制限するために、熱移動により前記バックリング閾値を増加させるように構成される、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記バックリング減少層及び、前記バックリング減少層と前記カソード層との前記熱接続が、前記カソード層から更なるヒートシンクへ熱を移動させるように構成される、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記バックリング減少層が、前記ＯＬＥＤの光誘導パターン化の間に前記カソード層の局所加熱を制限するように熱を吸収する熱容量を持ち、前記バックリング閾値を増加させる、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項１１】
請求項２又は３に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記バックリング減少層は、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、銅、銅合金、及びタングステンのうちの少なくとも１つの金属又は合金を有する、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記バックリング減少層が、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸化窒化物のうちの少なくとも１つのアルミニウム合金を有する、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項１３】
請求項２又は３のいずれかに記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記カソード層及びバックリング減少層が、少なくとも部分的に可視光に対して透明である、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のパターン化ＯＬＥＤであり、前記バックリング減少層はさらに、ゾルゲル、スピンオンガラス又はエポキシ、アルミニウム窒化物、シリコン窒化物、ＳｉＮｘ：Ｈ、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸化窒化物、シリコン酸化物、シリコン酸化窒化物のうちの少なくとも１つの材料を有する、パターン化ＯＬＥＤ。
【請求項１５】
請求項２ないし１４のいずれか一項に記載のパターン化ＯＬＥＤを含む光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層スタックを含むパターン化ＯＬＥＤの製造方法に関し、前記スタックは、カソード層及びアノード層間に設けられた発光ダイオードを含み、前記スタックは基板上に設けられる。本発明はさらに、パターン化ＯＬＥＤ及び光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオードはＯＬＥＤとも称されるが、通常はカソードとアノード及び発光層を含む。これらの層は基板上にスタックされ得る。前記ＯＬＥＤはまた、導電性層を含むことができる。発光層は、導電性の有機材料から作成され得る。前記カソード及びアノード間に電圧をかけると、カソードからアノードへ電子が移動する。さらに前記アノード側で前記導電層内にホールが形成される。電子とホールが再結合される際、光子が有機ＬＥＤ装置から放出される。有機ＬＥＤ装置は多くの方法で種々の応用における将来の製品であると考えられている。
【０００３】
特許出願「照明装置、方法及びシステム」（ＰＨ００９０４４）は有機ＬＥＤ装置について記載されており、内容は参照されて本明細書の一部となる。有機ＬＥＤ装置は、使用の際に、その発光部上に既定のパターンを表示する。有機発光層は光発光するように構成されている。有機発光層スタックの一部分は、前記有機発光層の吸収バンド内の波長を持つ光で照射される。前記照射光の強度は前記カソード層、アノード層及び有機発光層のアブレーション閾値よりも小さい。前記照射処置の結果として、発光層スタックの部分は発光特性が減少する。
【０００４】
前記発光層のどの部分を及びどのくらい長く処置するかを選択することで、イメージがＯＬＥＤに埋め込まれ得る。２次元のフルグレイスケール画像を単一の有機ＬＥＤ装置内に形成でき、さらに、有機ＬＥＤ装置の全ての本来の利点を維持することができる。前記本来の利点とは例えば、魅力的である、広い領域の光源であるなどである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記パターン化においては、通常レーザ光などの高密度光ビームが使用される。前記レーザは比較的高い強度を有し、光で照射される発光層の位置でＯＬＥＤは加熱されることになる。前記ＯＬＥＤの変形を避けるために、前記ＯＬＥＤの照射誘導温度は変形閾値よりも下に保たなければならない。ＯＬＥＤのパターン化は、前記レーザ強度を注意深く計算し、制御しなければならない。また同様に、前記装置の金属電極の望ましくない変形、即ちバックリング、を生じることなく高いコントラストで得られるように、前記レーザのスキャン速度を制御しなければならない。特にカソード層はかかるバックリングに敏感である。
【０００６】
さらに、光誘導パターン化ＯＬＥＤの製造を加速するために、前記パターン化光の強度を増加することが望まれる。ＯＬＥＤが加熱されると前記ＯＬＥＤの部分が変形し、終には曲がる恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この問題によりよく対処するために、本発明の第一の側面ではパターン化ＯＬＥＤの製造方法が提供される。前記方法は、基板を準備し、前記基板上に層スタックを設け、前記スタックはカソード層とアノード層の間に設けられる少なくともひとつの有機発光層を含み、前記有機発光層の選択された部分を、前記有機発光層の吸収バンドにある波長を持つ光で照射して、パターンを構成する局所的に減少した発光特性を与えることを含み、前記方法はさらに、前記基板ではない、バックリング減少層を準備し、前記バックリング減少層が、前記発光層から離れるように面する前記カソードの側で前記カソードと接続され、前記カソード層の局所加熱から生じるバックリングに対する抵抗性を改善するように構成される。
【０００８】
本発明の光誘導パターン化のＯＬＥＤは、より低コストで光によりパターン化され得るという、利点を持つ。
【０００９】
既知システムにおいて、光が発光層スタックのある部分に適用されてその点での発光特性を減少させる場合、前記光は前記カソードをまた加熱することになる。前記光強度が十分大きいと、前記カソード層のその点で、バックリング（変形、曲がり）が生じる温度に到達し得る。
【００１０】
しかし、本発明のＯＬＥＤにおいては、前記カソードは、前記カソードのバックリングに対する抵抗性を増加させるバックリング減少層に接続されている。たとえカソード層が前記知られたシステムと同じ材料を用いたとしても、前記カソード層はバックリングに対しよりよく抵抗するであろう。
【００１１】
前記バックリング減少層が前記発光層から離れるように面する前記カソードの側に適用されることから、前記発光層の発光特性は損なわれない。
【００１２】
前記バックリング減少層により、前記ＯＬＥＤへパターンを誘導するために用いる光強度を増加させることができる。その結果、前記ＯＬＥＤのある点で、前記発光層スタックの発光特性を減少させるために要する時間は短くなる。前記パターン化の間に前記ＯＬＥＤの表面をレーザスキャンする速度も従って増加することができる。すなわち前記ＯＬＥＤの全ての特定の点での発光特性の望ましい変更を達成するために短い時間が要求される場合にはまた、全パターンを適用するための時間も短くなる。従って、前記ＯＬＥＤのパターン化に要する時間は短くなる。パターン化ＯＬＥＤの製造の際にパターン化工程の時間が短くなることで、前記パターン化ＯＬＥＤの製造時間を短くできる。
【００１３】
前記スキャン工程を複数のスキャン工程に分けることができる。前記発光特性を減少させることは、いくつかの別々のステップで行うことができる。これは、最初のパスの間に蓄積された熱が第二のパスが開始される前に放散される、という利点を持つ。この方法でバックリングを回避することができる。複数のスキャンパスが本発明によるＯＬＥＤをパターン化するために用いられる場合、ほんの数回のパスで十分である。前記カソード層がバックリングに対し高い抵抗性を持つため、前記複数のパスの全てのひとつにおいて使用されるレーザ強度を大きくすることができ、必要なパスの回数が少なくなる。スキャン回数が少なくなることは、前記パターン化工程で要する時間を低減することとなる。
【００１４】
パターン化ＯＬＥＤを製造に要する製造時間はパターン化ＯＬＥＤのコスト費用に重要な寄与をする。コスト費用を低減させるために、パターン化速度を増加することは従って利点となる。
【００１５】
前記パターン化においてより高い強度の光を用いるさらなる利点は、一回のパスで達成され得るパターンのコントラストが増加するという点である。光源の強度が強いほど、前記発光層の発光特性を強く減少させることができる。従って、前記ＯＬＥＤの暗くされた部分と、処理されない部分との間のより大きな相違を達成できる。
【００１６】
本発明によるＯＬＥＤは、種々の光誘導パターン化方法に使用され得る。第一の例として、前記発光層はオリゴマ及び／又はポリマを含み、これらの材料に効果を奏する方法でパターン化され得る。さらなる例として、前記スタック及び／又は発光層は、電流サポート層などの作用層を含むことができる。この場合には、光誘導パターン化はその電流サポート特性に影響し前記発光層を通じて流れる電流の程度を低減させ、従ってこれに応じて発光特性を減少させる。留意すべきは、この両方の例において、使用される光は少なくともある程度は前記カソード層を加熱するということである。従ってこの両方の例において、バックリング減少層は前記製造プロセスにおいて有用となり得る。
【００１７】
前記カソード層のバックリング抵抗性をより高くするために、少なくとも２つの異なる実現方法がある。
【００１８】
第一は、ＯＬＥＤは、バックリングの生成を遅らせることで前記カソードのバックリング抵抗性を高くすることができる。即ち、カソード層のバックリング閾値を増加させることによる。前記バックリング閾値は、前記量のエネルギが前記光誘導パターン化の間に前記カソードに供給される場合、前記カソードのバックリングが生じる熱エネルギ量として定義される。
【００１９】
前記バックリング閾値を増加することで、バックリングを回避しつつ前記光強度を増加することができる。特に、透明カソード層などの壊れ易い材料で作成されるカソード層については、前記バックリング閾値よりも下に維持することが好ましい。バックリング減少層のないＯＬＥＤと比較すると、前記バックリングは、より熱エネルギが供給されて後に開始すると考えられる。というのは、前記バックリング減少層は、例えば、その剛直性によりバックリングに抵抗するからである。又は前記バックリング減少層は、入ってくる熱エネルギに対する対処の助けとなるからである。従ってより高い光強度が、バックリングを生じることなく使用され得る。
【００２０】
バックリングへのより高い抵抗性を持つＯＬＥＤの第二の方法は、バックリングが生じた後にバックリングの程度を除去することである。前記カソード層のバックリングが始まり、なお熱の供与が続いている場合、バックリングはより激しくなる。その激しさは、例えば材料のより高い及び／又はより鋭い曲がりとなって現れる。しかし、いくつかの応用では、ある程度のバックリングは、該バックリングが既定の範囲に留まる限り許容される場合がある。特に、バックリングが、前記カソードが破壊（ａｂｌａｔｅｓ）される点まで進まない場合である。ひとつの好ましい実施態様において、前記バックリング減少層及び前記カソード層との接続は、前記カソードの機械的剛直性を増加させるために機械的接続を含む。より剛直な層は、より大きい光強度に耐え得るであろう。即ち、バックリングが生じる前のより高い温度に耐え得るであろう。
【００２１】
光誘導パターン化の間、前記カソード層の部分の加熱は前記材料中に歪を発生させる。この歪が十分大きいとバックリングが生じる。前記カソード層と前記バックリング減少層との間の機械的接続を有することは、前記カソードがより大きい歪に耐えることを可能とする。前記バックリング減少層を前記カソード層よりも高い機械的剛直性を持つように構成することが好ましい。これは例えば、適切な材料の選択又は前記バックリング減少層の適切な堆積方法を選択することで可能である。前記バックリング減少層が前記カソード層よりも大きい剛直性を有することは、前記バックリング減少層をより薄くすることを可能とする。好ましくは、前記バックリング減少層の機械的剛直性は前記カソード層の機械的剛直性よりも小さくはないことである。より薄いバックリング減少層は、例えば堆積により、より迅速に適用されることができ、これによりＯＬＥＤの製造時間が低減される。本発明はＯＬＥＤのコスト的に有利な製造に用いることができ、製造時間及びパターン化時間を低減させることができる。さらに、前記バックリング減少層がより薄くなるということは、必要な材料がより少なくてすむということになる。
【００２２】
好ましくは、前記バックリング減少層の剛直性は、前記カソードのバックリングを減少させるための前記カソード層と平行の方向に前記バックリング減少層を伸ばすことである。
【００２３】
前記カソード層に平行な方向で剛直性が増加することは、前記カソード層へのバックリングを減少させるために有効である。該材料がこの方向への移動に抵抗する場合、前記カソードがしわになる自由度はこれに応じて低減される。
【００２４】
好ましい実施態様において、前記バックリング減少層及び前記カソード層との接続は、前記カソード層から前記バックリング減少層の少なくとも一部への熱移動のための熱接続を含む。
【００２５】
バックリングが始まった後前記バックリングが進行する速度は、前記パターン化の間に集光により前記カソードに生じる熱のいくらかを伝達放散させることで、減少させることができる。この方法で、熱は前記カソードに供給され続けているが、前記バックリングの激しさを限定することができる。
【００２６】
好ましい実施態様において、前記バックリング減少層及び前記カソード層への熱接続は、熱を移動させて、前記ＯＬＥＤの光誘導パターン化の間に前記カソード層の局所加熱を制限することにより、前記バックリング閾値を増加させるように構成される。前記カソード層から熱を移動することで、その点での熱蓄積を防止する。前記バックリング減少層なしの前記ＯＬＥＤと比較して、バックリングの発生は遅れる、すなわち、光がより長く供された後、及び／又はより大きい強度の光が供された後になるであろう。従って、より大きい強度の光が使用され得るか、又は同じ強度の光がより長い時間使用され得る。
【００２７】
熱伝達条件がより良好であることは、同じ強度の光が使用される場合にはより低い温度となる。これにより、より高い熱負荷、即ち熱エネルギ量及び従ってより高い光強度を負荷することができる。
【００２８】
本発明による実施態様において、バックリング減少層及び前記バックリング減少層及び前記カソード層との間の熱接続は、前記カソード層からさらなるヒートシンクへ熱移動させるように構成されている。この方法で、前記カソード層及び前記バックリング減少層により形成される本システムの熱の流入を処理する能力がさらに増加する。前記ヒートシンクは前記ＯＬＥＤ内に設けてもよい。しかしまた、前記ＯＬＥＤの外部に設けてもよく、またさらなる熱結合を介して接続されてもよい。例えば、強い光を用いてＯＬＥＤをパターン化する適用の間に、一時的なヒートシンクを前記バックリング減少層と接続することができる。
【００２９】
好ましい実施態様において、前記バックリング減少層は、前記ＯＬＥＤの光誘導パターン化の間に、前記カソード層の局所加熱を制限し、前記バックリング閾値を増加させるために、熱を吸収する熱容量を含む。相対的に高い熱容量を持つことにより、前記バックリング減少層が、温度増加が制限されている間に相当の熱エネルギを吸収することが可能となる。
【００３０】
本発明によるＯＬＥＤの前記バックリング減少層は、その性質が、半導体及び／又は薄膜製造分野でよく理解された材料を含む。そのような材料には、アルミニウム合金、モリブデン、銅及びタングステンが含まれる。さらには、シリコンもまた適切な材料である。ガラス様又はセラミック材料もまた可能であり、特にゾルゲル材料が硬化させる前に液体状で適用され得る。好ましくは、前記バックリング減少層は、アルミニウム窒化物、珪質窒化物、ＳｉＮｘ：Ｈ、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸化窒化物、シリコン酸化物又はシリコン酸化窒化物を含む群から選択される少なくともひとつの材料を含む。これらの材料を適用する方法及び装置は通常共通に利用可能なものである。
【００３１】
本発明の好ましい実施態様において、前記カソード層及び前記バックリング減少層は可視光について透明であり、ＯＬＥＤは前記カソードの方向に発光することができる。また前記アノードの方向にも加えて発光することもできる。さらに、かかるＯＬＥＤは可視光について少なくとも部分的に透明である。後者の場合、層スタック、基板及び前記バックリング減少層はまた、少なくとも部分的に可視光について透明である。
【００３２】
透明ＯＬＥＤの前記カソード層は通常薄い例えば１０ｎｍの銀層である。かかる材料は特にバックリングに対し敏感である。かかる材料は薄いことから熱吸収については低い容量を持つ。また薄い材料はより容易に損傷を受ける。光に透明なバックリング減少層を適用することで、このタイプのＯＬＥＤのバックリングは大きく減少させることができる。透明バックリング減少層は知られた材料から製造することができる。例えば前記バックリング減少層は、ゾルゲル、スピンオンガラス又はエポキシ、アルミニウム窒化物、珪質窒化物、ＳｉＮｘ：Ｈ、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸化窒化物、シリコン酸化物又はシリコン酸化窒化物を含む群から選択される少なくともひとつの材料を含む。
【００３３】
透明ＳｉＮ及び透明ＡｌＯは、好ましくはアモルファス、非結晶性で使用される。堆積技術を通じてこれらの堆積及び構造は変更され、従ってそれらの吸収は変更され得る。
【００３４】
可視光に加えて又は代えて、前記カソード層及び前記バックリング減少層はまた、少なくともＵＶ光及び／又は赤外光に透明である。
【００３５】
本発明のさらなる側面は、本発明によるパターン化されたＯＬＥＤに関し、前記発光層の部分が局所的にパターンを構成するように発光特性を減少している。前記パターン化ＯＬＥＤは層スタックを含み、前記スタックは、前記カソード層及び前記アノード層間に設けられる発光層を含み、前記スタックは基板上に設けられる。前記パターン化ＯＬＥＤはさらに、バックリング減少層を含み、これは前記基板でも又は前記カソードでもない。前記バックリング減少層は前記カソードと、前記カソードが前記発光層から離れるように面する側で接続されており、前記カソードの局所加熱から生じるバックリングに対する抵抗を改善するように構成される。前記発光層の少なくとも一部が前記光の適用を通じて発光特性を減少している。
【００３６】
適切な光誘導パターン化方法によりパターン化される光誘導パターン化のためのＯＬＥＤは、使用され得るより高い強度の光によりより迅速に製造され得る。即ち、そのようにしてパターン化されたＯＬＥＤのパターン化コストはより低くなる。
【００３７】
本発明のさらなる側面において、光源が提供され、前記光源は、本発明によるパターン化されたＯＬＥＤを含む。
【００３８】
光誘導パターン化のための有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が提供される。前記ＯＬＥＤはバックリング減少層を含み、発光層から離れるように面する側の前記カソードと接続されている。前記バックリング減少層は、前記カソードの局所加熱から生じるバックリングに対する抵抗性を改善するように構成される。前記加熱は、ＯＬＥＤをパターン化することにより生成される。前記バックリング減少層は前記カソードの剛直性及び／又は熱特性（例えば冷却を通じて）などの機械特性を改善する。
【００３９】
留意すべきは、特許出願「パターン化ＯＬＥＤ装置、パターンを生成する方法、パターン化システム、及び前記システムの較正方法」（ＰＨＯ１２０３３、この内容は参照されて本明細書の一部となる）には、パターン化発光ダイオード装置が記載されている。パターン化有機発光ダイオード装置は、アノード層及びカソード層に間に設けられる有機発光材料を含み、さらに、少なくともひとつの電流サポート層を含み、前記電流サポート層は操作中において、前記発光材料に電流を通じて前記発光材料を発光させる。前記電流サポートの一部が局所的に電流サポート特性を変更することでパターン化される一方、有機発光材料、前記アノード層及び前記カソード層は実質的に変化を受けない。前記電流サポート特性は、操作中に局所的に有機発光材料を通じる電流を決定する。電流サポート特性を変更することで、パターンが有機発光ダイオード装置内に生成される。このパターンは、前記有機発光ダイオードのオフ状態では実質的には見えないが、前記有機発光ダイオードのオン状態では光強度の変化として明確に視認され得るものである。
【００４０】
現在の電流サポート層を変更することは、オリゴマ系ＯＬＥＤについて特に効果的である。ポリマ系ＯＬＥＤについては、光照射を通じて前記発光材料自体を変更することが好ましい。かかる装置は電流サポート層を含まなくてもよく、前記ＯＬＥＤがパターン化された装置のオフ状態では僅かに視認できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
本発明は、添付の図面を参照して、例示の方法でさらに詳細に説明される。図面につき類似の又は対応する構成は同じ番号が付されている。
【図１ａ】図１ａは、本発明による有機ＬＥＤ装置の模式的断面図である。
【図１ｂ】図１ｂは、本発明による有機ＬＥＤ装置の発光層の模式的断面図である。
【図２】図２は、本発明によるさらなる有機ＬＥＤ装置の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明は、多くの異なる形で実施態様が可能である。図面で示され、以下詳細に記載されるひとつ又はそれ以上の具体的な実施態様については、本開示は本発明の原理を例示するものであり、ここに示され記載される具体的な実施態様は本発明を限定する意図がないことを理解されるべきである。
【００４３】
図１ａは本発明の実施態様による有機ＬＥＤ装置１００の断面図である。ＯＬＥＤ１００は基板１１０上にあり、順に、アノード１２０、発光層１３０、カソード１４０及びバックリング減少層１５０を含む。アノード１２０は例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ化亜鉛酸化物、ＰＥＤＯＴ又は他の全ての適切なアノード材料を含む。電圧がカソード１４０とアノード１２０間にかけられ、その結果発光層１３０に電流が流れる。図１ｂは発光層１３０を詳細に示す。これは導電性層１３２及び発光性層１３４を含み、前記導電性層１３２は前記アノードの側へ及び前記発光性層１３４はカソード１４０の側にある。
【００４４】
導電性層１３２及び発光性層１３４は、ポリマ又はオリゴマなどの有機材料から製造され得る。発光層層１３０は、低分子量のいわゆる小分子（ＳＭ）ＯＬＥＤを含む。ＳＭ−ＯＬＥＤの堆積は通常真空熱蒸発に基づく。発光層１３０はポリマ系（ＰＬＥＤ）であってよく、長いポリマ分子有機鎖を持ち、スピンキャスト又はインクジェット方式で堆積させることができる。
【００４５】
ＯＬＥＤ１００が適切に機能し、かつ湿気及び汚染（例えばほこり、小粒子から）から保護するために、ＯＬＥＤ１００は、封止蓋などの封止体（図示されていない）で封止されることができる。電圧がかけられると、有機発光層１３０で電子及びホールが再結合し、ＯＬＥＤ１００からの発光を生じる。前記光は、例えばアノード１２０を介して発光され得る。この場合、アノード１２０は少なくとも部分的に生じる光に対し透明である。アノード１２０を通る発光は図１ａに発光方向１６０として示される。
【００４６】
カソード１４０もまた、透明であり得る。基板１１０もまた透明であり得る。例えば基板１１０はガラスである。
【００４７】
ＯＬＥＤ１００はパターン誘導光１６５で照射されてパターン化され得る。光１６５がＯＬＥＤ１００を照射し、発光層１３０の発光特性が前記照射領域で変更される。光ビーム１６５は、例えば、基板１１０及びアノード１２０を通って前記発光層１３０に作用してもよい。パターン誘導光１６５は発光層１３０の吸収バンドの波長を持つことができる。ひとつの実施態様では４００ｎｍより短い光は避ける。発光層１３０での光子誘導プロセスは、前記発光層１３０の照射された領域での元々の発光が減少し、前記ＯＬＥＤ１００がオン状態になると該パターンが視認できるようになる。図１ａでは、パターン誘導光１６５は、基板１１０及びアノード１２０を通って発光層１３０に到達する。基板１１０及びアノード１２０は、この目的のために、パターン化光１６５に対して少なくとも部分的に透明である。又は、発光層１３０はバックリング減少層１５０及びカソード１４０を通って到達され得る。この場合、バックリング減少層１５０及びカソード１４０が少なくとも部分的に透明である。
【００４８】
ひとつの実施態様において、パターン誘導光１６５はレーザ光である。ＯＬＥＤ１００は、例えば、ボトム発光タイプの知られたスーパーイェロー装置であり、０．５ｍｍのソーダガラス基板を持ち、バックリング減少層が堆積されている。パターン誘導光１６５は、周波数２倍Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（５３２ｎｍ波長）で生成され得る。
【００４９】
ひとつの実施態様において、ＯＬＥＤ１００は、青色発光ポリマを含む。パターン誘導光１６５は、波長４０５ｎｍを持ち得る。この場合、ブルーレイディスク製品で使用されている低価格の半導体ダイオードレーザが使用可能である。
【００５０】
光誘導パターン化の間、光が前記発光層にその発光特性を変化させるために集められる。該光の少なくとも一部が、例えば光の一部が前記発光層を通ることでカソード層に到達しそこに集光する。この集光の部分的吸収によりカソードが加熱される。
【００５１】
バックリング減少層１５０がカソード１４０と接続され、局所加熱による変形効果を除去する。バックリング閾値は、前記光誘導パターン化（例えば、前記光誘導パターン化での既定の時間間隔又は既定のスキャン速度で）の間に前記カソードに供給される場合に、それを超えると前記カソード層のバックリングが生じる供給エネルギの量を定める。前記バックリング閾値はまた、それを超えると前記バックリングが生じる前記カソード層の温度上昇として表現され得る。バックリング減少層１５０は前記バックリング閾値を増加させることでバックリングの生成開始を遅らせることができる。
【００５２】
さらに、たとえバックリングが生じても、バックリング減少層１５０はその制御を補助する。即ちその激しさを低減させる。好ましくは、バックリング減少層１５０及びカソード１４０との熱及び／又は熱的接続は比較的強くまた比較的高い接着性である。バックリング減少層１５０は前記カソード１４０の剛直性を増加して変形への抵抗を助け及び／又はカソード１４０に与えられる熱の少なくとも部分を運び去ることを助けることができる。
【００５３】
例えば、バックリング減少層１５０とカソード１４０の接続は、熱によりカソード１４０に生じる力のいくらかが、バックリング減少層１５０へ接続されることにより、少なくとも部分的に抵抗されるように選択されることができる。言い換えると、バックリング減少層１５０はカソード１４０の骨格のように作用する。前記バックリング減少層１５０の剛直性は、ヤング率Ｅで表現され得る。カソード１４０のバックリング抵抗性の改善は、バックリング減少層の５０ＧＰａのＥ値から既に観察されている。しかし、バックリング減少層１５０のヤング率は好ましくは１００ＧＰａよりも大きく、より好ましくは２５０ＧＰａよりも大きい。バックリング減少層について高い機械的剛直性レベル、特に前記カソードよりも高い機械的剛直性を持つ材料を選択することは、前カソード１４０も剛直性を増加させる効果的な方法であり、特に強い機械的結合と組み合わせた場合に効果的方法である。
【００５４】
好ましくは、バックリング減少層１５０自体が熱に応じて強く変形しない場合である。バックリング減少層１５０の熱膨張係数は従って、好ましくは小さいものである。例えば３０ｐｐｍ／Ｋ（＝１０−６／Ｋ）よりも小さく、好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋよりも小さい。バックリング減少層１５０が比較的低い熱膨張係数、例えば前記カソード層の熱膨張係数よりも小さい場合、カソード１４０の変形は同様に抵抗性となり、特に前記結合が機械的接続を含む場合にそうである。
【００５５】
さらなる例として、バックリング減少層１５０はまた、カソード１４０に与えられた熱エネルギの少なくとも一部を運び去ることで変形に抵抗することを助ける。カソード１４０及びバックリング減少層１５０との接続は、カソード１４０からバックリング減少層１５０の少なくとも部分へ移動するための熱接続を含むことができる。熱が移動されることでバックリングの開始が遅れることとなる。さらに、バックリングが開始された後、バックリングはゆっくりと進行する。というのは熱のいくらかが運ばれるからである。好ましくは、バックリング減少層は、ＯＬＥＤへの光誘導パターン化の際に、カソード１４０からバックリング減少層１５０へ運ばれる熱のいくらかはバックリング減少層１５０で吸収されるように熱容量を持つ。これによりさらにバックリング閾値を増加させる。好ましくは前記層の熱容量は２Ｊ／ｃｍ３／Ｋよりも大きく、かつ前記層は高い熱伝導性を持つ。比較的高い熱伝導性は、現にパターン化光で照射されている局所的に吸収される熱エネルギをバックリング減少層の他の部分へ移動させ得る。この方法で、熱伝導性は、熱エネルギが前記バックリング減少層の広い領域にわたり広がることを助ける。その結果、全体として温度増加が低減され、従って前記カソード層を冷却するためのバックリング減少層の容量が増加される。さらに、熱が広い領域に広がり、バックリング減少層自体がまた熱エネルギをより容易に低減することができる。
【００５６】
さらにヒートシンク（図示されていない）がカソード１４０に、バックリング減少層１５０を介して接続されてよい。
【００５７】
上で説明された効果は、バックリング減少層１５０の厚さにより顕著に増加することが見出された。バックリング減少層の層厚さは好ましくは、２０ｎｍより大きく、又は５０ｎｍより大きく、又は１００ｎｍより大きい。バックリング減少層１５０はカソード１４０から分離された層であることが好ましいが、別々のバックリング減少層を用いることなくバックリング抵抗性の増加がカソード１４０自体の厚さを増加させることで達成されることが見出された。例えば、該ＯＬＥＤのひとつの実施態様は、層スタックを含むＯＬＥＤであり、前記スタックはカソード層及びアノード層の間に設けられる発光層を含み、前記スタックは基板に設けられ、発光層の一部はパターンを構成する発光特性を局所的に低減され、パターンは好ましくはレーザなどの光で誘導され、及び前記カソード層が前記カソードの局所加熱から生じるバックリングへの抵抗性を改善するための厚さを持つ。前記カソードは好ましくはアルミニウムを含み、アルミニウム合金を含むこともできる。金属層などのより厚い層は、少なくとも２つの利点を持つ。ひとつは、ヒートシンク容量の増加によるカソードの冷却強化、及びひとつは、カソードの剛直性の増加である。共に、ＯＬＥＤのパターン化のためのレーザ照射の間にバックリングの生成及び拡大を抑制することを助ける。この方法で、前記カソードは、前記カソードの局所加熱から生じるバックリングへのより高い抵抗性を持つ。より厚い材料のバックリングは前記材料に目に見えるしわを生じさせることはない。従って、前記カソードをバックリングに対してより強いものにすることとは別に、より厚い層は、バックリングが生じる場合にはバックリングをより目に見えないものにする。さらに、より高いパターン化速度及びより高い光パワーを用いることができ、製造時間を低減する。好ましくは、カソード１４０は少なくとも１００ｎｍ、又は１５０ｎｍより大きく、又は２００ｎｍより大きい厚さを持つ。
【００５８】
この範囲で、バックリングを生じることのないパターン化レーザの最大出力は、カソード１４０及び／又はバックリング減少層１５０の厚さにほぼ比例して増加することが、見出された。
【００５９】
バックリング減少層１５０の例示材料は、アルミニウム合金、モリブデン、銅及びタングステンなどの種々の金属を含む。これらは比較的大きなヤング率を持ち、比較的小さな熱膨張を持つ。又は、シリコンもまた適切である。シリコンは上で挙げた金属と同様の性質を持ち、さらに比較的低膨張性である。ガラス、ガラス状及びセラミック材料もまた可能であり、特に、ゾルゲル材料は硬化させる前に液状でカソード１４０に適用することができる。
【００６０】
さらに好ましい材料には、ＡｌＮｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮ：Ｈ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯＮｘなどの絶縁物が含まれる。これらの材料は比較的大きなヤング率及び比較的小さな熱膨張性を持つ。さらに、それらは、金属電極堆積と比較して同様の、通常の製造ラインで、高速で低コストで容易に堆積することができる。これらの材料をバックリング減少層１５０に用いることは、バックリング減少層を適用するために必要とされる時間を短くすることから、製造に有利である。
【００６１】
種々の材料のヤング弾性率（ＧＰａ）のいくつかの例は次の通りである：Ａｌ  ６９、  ガラス６５−９０、Ｃｕ１２０、Ｗ４００、ＳｉＮｘ〜３００、ＡｌＯｘ〜３００。及び熱膨張（１０−６／Ｋ）は次の通りである：Ａｌ２３、ガラス３−８．５、Ｓｉ３、Ｍｏ４．８、ＡｌＯｘ６、ＳｉＮ２．５。
【００６２】
熱エネルギの移動のために、金属を含むバックリング減少層が好ましい。例えば銅、アルミニウム及びそれらを含む合金を用いる。またモリブデン及びタングステンが適切であり、有利には比較的低い熱膨張係数及び高いＥ値を持つ。さらに、アモルファス形のシリコンが有利である。透明性とは別に、ガラス状及び絶縁性材料は特にそれらの高いＥ値のために適切である。ＡｌＮはその高い伝導率のために適切である。
【００６３】
アノード１２０、発光層１３０及びカソード層１４０のスタックは、基板１１０上に、基板方向にカソード層１４０と共に、又は基板１１０方向に前記アノード１２０と共に設けることができる。図２に示されるように、ＯＬＥＤ２００は、前記層の異なる配置を持つ。図２は、基板１１０を持ちその上に順にバックリング減少層１５０、カソード１４０、発光層１３０及びアノード１２０が配置される。
【００６４】
図２に示される配置はトップ発光に適したものである。図２では、光は方向２６０に放射されアノード１２０を通る。アノードは少なくとも部分的に透明である。パターン適用は、高密度光ビームを用いてパターン誘導方向２６５で実施され、基板は通らない。基板１１０が使用されるパターン化光に透明である場合には、基板を通して実施されてもよい。
【００６５】
基板１１０を通してパターン化がなされる場合には、薄い銀層などの透明カソードを使用してもよい。前記銀層は好ましくは２０ｎｍ未満である。透明カソードは、パターン化の際のバックリングに特に弱い。前記カソード上に集中した光に一部がカソード層に吸収されて局所温度上昇を生じ、終には座屈（バックリング）する。バックリング減少層１５０により、カソード１４０は、図１ａで説明した同じ原理でバックリングから保護される。好ましくは、少なくとも部分的に透明であるカソードが用いられる場合にはまた、少なくとも部分的に透明なバックリング減少層が用いられる。透明バックリング減少層１５０の適切な材料には、例えばガラス、透明シリコン、窒化物、透明アルミニウム酸化物などが含まれる。
【００６６】
図２の配置において、基板１１０がプラスチックなどの低ヤング率を持つ材料からなるものである場合にはより問題となることが見出された。柔軟な装置を製造するためには、ＰＥＴ又はＰＥＮなどの材料が使用され得る。これらはＥ値が６ＧＰａの範囲であり、ガラスよりも約一桁小さい。ＯＬＥＤが湿度により分解を避けるために、バリア層が通常これらの基板に設けられる。ひとつの方法として、アクリルポリ間などを薄い無機層と組み合わせて有する層スタックを用いることである。これらのポリマ材料はさらに低いＥ値を持ち、約４０ＭＰａから３ＧＰａまでである。
【００６７】
留意すべきことは、これまで説明された実施態様は、本発明を限定するというよりも説明するものであり、当業者であれば添付の特許請求の範囲から離れることなく多くの異なる実施態様を想到することが可能である、ということである。用語「含む」及びその関連用語は、請求項に記載された要素、ステップ以外の要素、ステップを排除するものではない。用語「ひとつの」は、それらの要素が複数である場合を除外するものではない。本発明はいくつかの異なる要素を含むハードウェアの手段により実施され得る。いくつかの手段を含む装置に関する請求項では、これらの手段のいくつかは、ハードウェアのひとつ及び同じ手段により実施され得る。ある手段が相互に異なる従属請求項に記載されているということが、これらの手段の組み合わせが、本発明の利点を有さないということを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６８】
１００  ＯＬＥＤ
１１０  基板
１２０  アノード
１３０  発光層
１３２  導電性層
１３４  発光性層
１４０  カソード
１５０  バックリング減少層
１６０  発光方向
１６５  パターン誘導光
２００  ＯＬＥＤ  
２６０  照射方向
２６５  パターン誘導方向
【図１ａ】
0005680056.tif 000002
【図１ｂ】
0005680056.tif 000003
【図２】
0005680056.tif 000004