(57)【要約】  複数の画素を有する有機半導体デバイスを製造する方法が提供される。この方法は、パターニングされたウェル画定バンク（３０８）の層を含む基板を設けることと、第１の導電材料（３１０，３１２）の層を、ウェル画定バンク（３０８）上とウェル内に形成することであって、第１の導電材料が、ウェル内に第１の電極（３１０）を形成し、前記第１の電極との間に電気的断絶部を有するバスバー（３１２）をウェル画定バンク（３０８）上に形成することと、ウェル内において有機半導体層（３１８）を第１の電極（３１０）上に形成することと、第２の導電性材料（３２０）の層を有機半導体層（３１８）とバスバー（３１２）の両方の上に形成して、連続的な第２の電極（３２０）を有機半導体層（３１８）及びバスバー（３１２）の上に形成することと、を含む。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する有機半導体デバイスを製造するための方法であって、
パターニングされたウェル画定バンクの層を含む基板を設けることと、
第１の導電材料の層を、前記ウェル画定バンク上とウェル内に形成することであって、前記第１の導電材料が、前記ウェル内に第１の電極を形成し、前記第１の電極との間に電気的断絶部を有するバスバーを前記ウェル画定バンク上に形成することと、
前記ウェル内において前記第１の電極上に有機半導体層を形成することと、
第２の導電材料の層を前記有機半導体層と前記バスバーの両方の上に形成して、連続的な第２の電極を前記有機半導体層及び前記バスバーの上に形成することと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記パターニングされたウェル画定バンク層は、ダブルバンク構造を含み、
前記ダブルバンク構造は、アンダーカット構造を有する第１のバンク、及び、ポジティブプロファイルを有する第２のバンクを含み、
前記バスバーは、前記第１のバンクと第２のバンクとの間に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パターニングされたウェル画定バンク層は、フォトマスクを用いてパターニングされたフォトレジスト、若しくは、ウェットエッチングプロセス又はドライエッチングプロセスによりパターニングされるエッチング可能な材料から形成される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記パターニングされたウェル画定バンク層の厚さは、前記第１の電極の厚さの少なくとも１．５倍である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記パターニングされたウェル画定バンク層の厚さは、前記第１の電極の厚さの少なくとも２倍である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記パターニングされたウェル画定バンク層の厚さは、前記第１の電極の厚さの３０倍よりも薄い、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の導電材料が、金属、合金又は導電性酸化物である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の電極が反射性であり、前記第２の電極が透明である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の電極がアノードであり、前記第２の電極がカソードである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機半導体材料の層がインクジェットプリント法により形成される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
複数の画素を有する有機半導体デバイスであって、
パターニングされたウェル画定バンクの層を含む基板と、
前記ウェル画定バンク上とウェル内に形成される第１の導電材料の層であって、前記ウェル内に第１の電極を形成し、前記第１の電極との間に電気的断絶部を有するバスバーを前記ウェル画定バンク上に形成する前記第１の導電材料層と、
前記ウェル内において前記第１の電極上に形成される有機半導体層と、
前記有機半導体層と前記バスバーの両方の上に形成される第２の導電材料の層であって、連続した第２の電極を前記有機半導体層及び前記バスバーの上に形成する前記第２の導電材料の層と、
を備えることを特徴とする有機半導体デバイス。
【請求項１２】
前記パターニングされたウェル画定バンク層は、ダブルバンク構造を含み、
前記ダブルバンク構造は、アンダーカット構造を有する第１のバンク、及び、ポジティブプロファイルを有する第２のバンクを含み、
前記バスバーは、前記第１のバンクと第２のバンクとの間に配置される、請求項１１に記載の有機半導体デバイス。
【請求項１３】
前記パターニングされたウェル画定バンク層は、フォトレジスト材料から形成される、請求項１１又は１２に記載の有機半導体デバイス。
【請求項１４】
前記パターニングされたウェル画定バンク層の厚さは、前記第１の電極の厚さの少なくとも１．５倍である、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【請求項１５】
前記パターニングされたウェル画定バンク層の厚さは、前記第１の電極の厚さの少なくとも２倍である、請求項１４に記載の有機半導体デバイス。
【請求項１６】
前記パターニングされたウェル画定バンク層の厚さは、前記第１の電極の厚さの３０倍よりも薄い、請求項１５に記載の有機半導体デバイス。
【請求項１７】
前記第１の導電材料が、金属、合金又は導電性酸化物である、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【請求項１８】
前記第１の電極が反射性であり、前記第２の電極が透明である、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【請求項１９】
前記第１の電極がアノードであり、前記第２の電極がカソードである、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【請求項２０】
前記有機半導体材料の層がインクジェットプリント法により形成される、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【請求項２１】
前記パターニングされたウェル画定バンク層の下には、前記第１の導電材料が配置されていない、請求項１１に記載の有機半導体デバイス。
【請求項２２】
前記第１のバンクの下には、前記第１の導電材料が配置されていない、請求項１２に記載の有機半導体デバイス。
【請求項２３】
前記パターニングされたウェル画定バンク層は、前記第１の導電材料がその内部に配置されて前記第１の電極を形成する領域を画定する、請求項１１〜２２のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バスバーを備えたエレクトロルミネッセンス（電子発光）デバイス及びその製造方法に関する。本発明の実施形態は、透明なカソードを有し、横方向の導電性が増大された上面発光型（トップ・エミッティング）デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＬＥＤ（有機発光デバイス）を用いて作製されたディスプレイは、他のフラットパネル技術よりも多くの利点をもたらす。ＯＬＥＤは、明るくカラフルであり、高速スイッチングをし、広視野角をもたらし、且つ、様々な基板上への組み付けが安価で容易である。有機（本文中、有機金属を含む）発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ポリマー、小分子及びデンドリマーを含む材料を用いて、これらの用いられる材料に依存した様々な色に作製され得る。ポリマーを基材とした（ポリマーベースの）有機ＬＥＤの例は、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載されている。デンドリマーを基材とした（デンドリマーベースの）材料の例は、特許文献４及び特許文献５に記載されている。いわゆる小分子を基材としたデバイスの例は、特許文献６に記載されている。
【０００３】
典型的なＯＬＥＤデバイスは、有機材料から成る２つの層を含む。これらの層の一方は、発光材料（例えば、発光ポリマー（ＬＥＰ）、オリゴマー又は低分子量の発光材料）から成る層であり、他方の層は、正孔注入材料（例えば、ポリチオフェン誘導体又はポリアニリン誘導体）から成る層である。
【０００４】
ＯＬＥＤは、基板上に画素のマトリクスとして層が形成されて、単色又は多色の画素化ディスプレイを形成し得る。多色ディスプレイは、赤、緑及び青色の発光画素群を用いて構成され得る。いわゆるアクティブマトリクスディスプレイは、各画素に関連した記憶素子（典型的には、ストレージキャパシタ及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ））を有する。一方、パッシブマトリクスディスプレイはこのような記憶素子を有さず、その代わり、安定画像の印象をもたらすために繰り返し走査される。その他のパッシブディスプレイのおいては、複数のセグメントが共通の電極を共有するセグメントディスプレイを含み、１つのセグメントが、その他の電極に電圧を印加することにより照明され得る。簡単なセグメントディスプレイは走査される必要がないが、複数のセグメント領域を含むディスプレイにおいては、電極が（電極の個数を低減するために）多重化されて走査され得る。
【０００５】
図１は、ＯＬＥＤデバイス１００の一例の垂直方向断面図である。アクティブマトリクスディスプレイにおいて、画素の領域の一部が、関連する駆動回路（図１に示さず）により占められる。デバイスの構造は、説明のために幾分簡略化されている。
【０００６】
ＯＬＥＤ１００は基板１０２を含む。基板１０２は、典型的には０．７ｍｍ又は１．１ｍｍのガラスであるが、随意に、透明なプラスチック、又は、他の何らかの実質的に透明な材料であり得る。アノード層１０４が、基板上に形成されている。アノード層１０４は、典型的に、約４０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さのＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）を含む。この部分の上に金属接触層が設けられている。典型的には、この接触層は、約５００ｎｍのアルミニウム、又は、クロム層の間に挟まれたアルミニウム層を含み、これは「アノード金属」と称されることがある。ＩＴＯ及び接触金属によりコーティングされたガラス基板は広範囲で利用可能である。ＩＴＯ上の接触金属は、抵抗が少ない通路を提供するのに役立つ。この通路において、アノード接続部が透明であることは、特にデバイスへの外部接触のためには、必要とされない。接触金属は、接触金属が必要とされないＩＴＯの部位から、特には、接触金属を除去しなければディスプレイが見えにくくなるような部位から除去される。これは、フォトリソグラフィの標準的プロセス、及びこれに続くエッチングにより行われる。
【０００７】
実質的に透明な正孔注入層１０６がアノード層の上に形成され、次いで、エレクトロルミネッセンス層１０８及びカソード１１０の層が形成される。エレクトロルミネッセンス層１０８は、例えば、ＰＰＶ（ポリ（ｐ−フェニレンビニレン））、及び、アノード層１０４とエレクトロルミネッセンス層１０８との正孔エネルギーレベルのマッチングを補助する正孔注入層１０６を含んでもよい。正孔注入層１０６は、導電性の透明ポリマー、例えば、ドイツ国、Ｈ．Ｃ．スタルク社から販売されているＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリエチレン−ジオキシチオフェン）を含んでもよい。ポリマーを基材とした典型的なデバイスにおいて、正孔注入層１０６は、約２００ｎｍのＰＥＤＯＴを含んでもよい。発光ポリマー層１０８は、典型的には、厚さが約７０ｎｍである。これらの有機層は、スピンコーティング（スピンコート法）により（その後、材料を不要な領域からプラズマエッチング又はレーザアブレーションにより除去する）、又はインクジェットプリンティング（インクジェットプリント法）により形成され得る。インクジェットプリンティングを用いる場合、基板上に、例えばフォトレジストを用いて、バンク１１２を形成することができ、これにより、有機層がその内部に形成され得るウェルが画定される。このようなウェルが、ディスプレイの発光領域又は画素を画定する。
【０００８】
カソード層１１０は、典型的に、カルシウム又はバリウムなどの低仕事関数金属（例えば物理蒸着により層が形成される）を含み、アルミニウムから成るより厚いキャッピング層で覆われる。随意には、エレクトロルミネッセンス層に隣接して、さらなる層（例えばフッ化リチウムの層）が、電子エネルギーレベルのマッチングを向上させるために設けられ得る。カソードラインの相互の電気的絶縁が、カソードセパレータ（図１に示さず）を用いることにより達成され又は強化され得る。
【０００９】
上記の構造と同一の基本的構造は、小分子デバイスにも用いられ得る。
【００１０】
典型的に、多数のディスプレイが単一の基板の上に組み付けられ、製造プロセスの最後に基板がスクライブされる。そして、ディスプレイが分離され、その後、分離された各々に、酸化及び水分の侵入を防止するための封入缶が取り付けられる。或いは、ディスプレイを、スクライブ及び分離する前に封入することもできる。
【００１１】
ＯＬＥＤを照明するために、例えば図１に示されている電池１１８により、アノードとカソードとの間に、電力が供給される。図１に示されている例において、光が、透明なアノード１０４及び基板１０２を通して放射される。カソードは、一般的に反射性である。このようなデバイスは「底面発光型（ボトム・エミッター）デバイス」と称される。カソードを通して発光させるデバイス（「上面発光型（トップ・エミッター）デバイス」）も、例えば、カソードが実質的に透明であるようにカソード層１１０の厚さを約５０ｎｍ〜１００ｎｍ未満に保つことにより、且つ／又は、透明なカソード材料（例えばＩＴＯ）を用いることにより構成され得る。
【００１２】
ここで図１ｂを参照する。図１ｂは、パッシブマトリクスＯＬＥＤディスプレイデバイス１５０の簡略化した断面図であり、図１ｂにおいて、図１の要素と類似の要素は、図１と同一の符号により示されている。図示されているように、正孔注入層１０６及びエレクトロルミネッセンス層１０８が、アノード金属１０４及びカソード層１１０にてそれぞれ画定された互いに垂直なアノードラインとカソードラインとの交差点にて複数の画素１５２に分割されている。図１ｂにおいて、カソード層１１０にて画定された導電ライン１５４が頁の内部方向に延在し、カソードラインに対して直角に延在する複数のアノードライン１５８の１つに沿った断面が示されている。カソードラインとアノードラインとの交差点におけるエレクトロルミネッセンス画素１５２が、関連するライン間に電圧を印加することによりアドレスされ得る。アノード金属層１０４はディスプレイ１５０に外部接触をもたらし、また、ＯＬＥＤへのアノード接続及びカソード接続の両方のために（カソード層パターンをアノード金属リードアウト上に延在させることにより）用いられ得る。
【００１３】
上記のＯＬＥＤ材料、及び、特には発光ポリマー材料及びカソードは、酸化及び水分の影響を受けやすい。従って、デバイスは、金属又はガラス製の缶１１１内に封入され、ＵＶ硬化性エポキシ接着剤１１３によりアノード金属層１０４に取り付けられる。好ましくは、アノード金属接触部は、接着剤１１３が硬化のためにＵＶ光に露出されやすいように金属缶１１１のリップ下を通過する位置にて薄く形成される。
【００１４】
フルカラーのオールプラスチックスクリーンを実現するために、相当の努力がなされてきた。この目的を達成するために行われた主な試みは、（１）基本３色である赤色、緑色及び青色の光を発する共役ポリマーへアクセスすることである。また、（２）共役ポリマーの、フルカラーディスプレイ構造への加工及び組み付けは容易でなければならない。ポリマー発光デバイス（ＰＬＥＤ）は上記の第１の条件を満たすことに有望であった。なぜなら、共役ポリマーの化学的構造を変えることにより発光色の操作を達成できるからである。しかし、共役ポリマーの化学的性質の変更は、実験室規模では容易で安価であることが多いが、工業規模においては高価で複雑な工程となり得る。また、第２の条件であるフルカラーマトリクスデバイスの容易な加工可能性及び構築には、微細多色画素をどのようにマイクロパターニングするか、及び、フルカラー発光をどのように達成するかという問題が生じる。インクジェットプリント技術及びハイブリッドインクジェットプリント技術は、ＰＬＥＤデバイスのパターニングに関して非常に注目されてきた（例えば、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３を参照）。
【００１５】
フルカラーディスプレイの開発に貢献するために、直接的な色調整、良好な加工可能性、及び安価な大規模製造の可能性を示す共役ポリマーが求められてきた。ポリ−２,７−フルオレンが、青色発光ポリマーに関する多くの研究の対象であった（例えば、非特許文献４、非特許文献５、特許文献７、非特許文献６を参照）。
【００１６】
アクティブマトリクス有機発光デバイス（ＡＭＯＬＥＤ）が、当分野で公知である。このデバイスにおいて、エレクトロルミネッセンス画素及びカソードの層が、個々の画素を制御するためのアクティブマトリクス回路を含むガラス基板及び透明なアノード上に形成されている。これらのデバイスにおいて、光は、観察者に向かってアノード及びガラス基板を通って放射される（いわゆる底面発光（ボトム・エミッション）する）。この問題の解決法として、透明なカソードを有するデバイス（いわゆる「上面発光型」（トップ・エミッティング）デバイス）が開発されてきた。透明なカソードは、以下の特性を有さなければならない。すなわち、透明性、導電性、及び、デバイスのエレクトロルミネッセンス層（又は、存在するならば電子輸送層）のＬＵＭＯ（最低非占有分子軌道）への効率的な電子注入のための低仕事関数である。
【００１７】
上面発光型デバイスの例が図２に示されている。上面発光型デバイスは、絶縁平坦化層２０４がその上に配置された基板２０２を含む。ビアホールが平坦化層２０４に設けられ、これにより、アノードが、関連するＴＦＴ（図示せず）に接続されることができる。アノード２０６が平坦化層２０４上に配置され、層２０４の上に、ウェルを画定するバンク２０８が設けられている。アノード２０６は、好ましくは反射性である。エレクトロルミネッセンス材料２１０が、バンクにより画定されたウェル内に配置され、透明なカソード２１２の層がウェル及びバンク上に形成されて連続層を形成している。
【００１８】
しかし、厚さが非常に薄くなくても透明であるような導電材料は、非常に少ない。このような材料の１つがインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である。当分野で開示されている透明なカソードの例は、非特許文献７に開示されているＭｇＡｇ／ＩＴＯ、及び、非特許文献８に開示されているＣａ／ＩＴＯを含む。
【００１９】
これらの例において、金属（又は、ＭｇＡｇの場合は金属合金）から成る第１の薄い層が電子注入をもたらす。しかし、この層の厚さは、横方向の導電性が不十分であるような厚さである。ＩＴＯの層が必要である。なぜなら、ＩＴＯ層は、より厚くても透明性を維持し、従って、カソードの横方向の導電性を高めるからである。
【００２０】
しかし、ＩＴＯは、高エネルギーのスパッタリングプロセスにより蒸着される。このプロセスは、ＩＴＯが蒸着される層（又は複数の層）を損傷させやすい。このことと、ＩＴＯの代替物に関する制約とを考えると、独立の透明な導電材料層の必要性をなくすことができるならばそれが望ましいであろう。
【００２１】
バスバーは、活性領域から離れた金属の厚さを厚くして導電層の導電率を増大させる公知の方法である（特許文献８参照）。しかし、これらのバスバーが透明でなければ、上面発光型デバイスにてバスバーを用いることが、底面発光型ＡＭＯＬＥＤに関してアクティブマトリクス回路が低減するのと同様に、画素の発光領域を低減させ、これにより、前記デバイスに関する利点を減らすことが直ちに明らかになるであろう。
【００２２】
エレクトロルミネッセンスの形成におけるインクジェットプリンティングは、パターニングされたデバイスを形成するための安価で効率的な方法である。特許文献９に開示されているように、これは、画素を画定するウェルをフォトリソグラフィを用いて形成し、前記ウェル内部にエレクトロルミネッセンス材料をインクジェットプリンティングにより形成させるステップを含む。特許文献１０において、本出願の出願人は、上面発光型デバイスにおけるこれらの薄い透明なカソード層の導電性を増大する試みに関する問題を、画素の発光領域を低減せずに解決する方法を提供した。これは、ウェル画定レジストバンクを用いることにより、パターニングされた金属層をその上に形成させてバスバーを形成することができる構造を設ける方法である。
【００２３】
ウェル画定層の上面上の金属層が、この金属層が接触している透明なカソード層の導電性を増大することができるバスバーをもたらす。この金属層によりもたらされるバスバーは、デバイスの、ウェル画定バンクの存在により既に非放射性である領域上に配置されるため、透明なカソード層の導電性は、画素の発光領域を低減することなく増大される。
【００２４】
特許文献１０に記載されている上面発光型ディスプレイを製造するための方法において、アノード層が基板上に形成され、ウェル画定バンク材料の層がアノード層上に形成され、次いで、バスバーのための金属材料の層がウェル画定バンクの上に形成される。バンク材料及び金属材料は、バスバーを形成する金属がバンクの上部にのみ配置されるようにパターニングされる。
【００２５】
次いで、有機エレクトロルミネッセンス材料の層が、アノード材料上のウェル内に形成され得る。次いで、透明なカソードの層が、エレクトロルミネッセンス材料及びバンク上部の上のバスバーを覆うように形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】国際公開第９０／１３１４８号
【特許文献２】国際公開第９５／０６４００号
【特許文献３】国際公開第９９／４８１６０号
【特許文献４】国際公開第９９／２１９３５号
【特許文献５】国際公開第０２／０６７３４３号
【特許文献６】米国特許第４，５３９，５０７号明細書
【特許文献７】国際公開第００／５５９２７号
【特許文献８】米国特許第６,６６４,７３０号明細書
【特許文献９】欧州特許出願公開第０８８０３０３号明細書
【特許文献１０】国際公開第２００６／１２３１２６号
【非特許文献】
【００２７】
【非特許文献１】Science, 1998, 279, 1135
【非特許文献２】Wudl et al, Appl Phys. Lett. 1998, 73, 2561
【非特許文献３】J. Bharathan, Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 2660
【非特許文献４】A. W. Grice, D. D. C Bradley, M. T. Bernius, M. Inbasekaran, W. W. Wu, E. P. Woo, Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 629
【非特許文献５】J. S. Kim, R. H. Friend, F. Cacialli, Appl. Phys. Lett. 1999, 74, 3084
【非特許文献６】M. Bernius et al, Adv. Mater., 2000, 12, No. 23, 1737
【非特許文献７】Appl. Phys. Lett 68, 2606, 1996
【非特許文献８】J. Appl. Phys. 87, 3080, 2000
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明の目的は、国際公開第２００６／１２３１２６号（特許文献１０）に記載されている方法に代わる方法を提供することにある。
【００２９】
国際公開第２００６／１２３１２６号に記載されている装置において、バスバーを形成する材料層は、ウェル画定バンクの上部にのみ配置されるようにパターニングされる。しかし、本出願の出願人は、バスバーを形成する金属材料がＯＬＥＤのアノード層としても用いるならば、このようなパターニングが必要でないことを認識した。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の第１の態様によれば、複数の画素を有する有機半導体デバイスを製造する方法が提供される。この方法は、パターニングされたウェル画定バンクの層を含む基板を設けることと、第１の導電材料の層を、前記ウェル画定バンク上とウェル内に形成することであって、前記第１の導電材料が、前記ウェル内に第１の電極を形成し、前記第１の電極との間に電気的断絶部を有するバスバーを前記ウェル画定バンク上に形成することと、前記ウェル内において前記第１の電極上に有機半導体層を形成することと、第２の導電材料の層を前記有機半導体層と前記バスバーの両方の上に形成して、連続的な第２の電極を前記有機半導体層及び前記バスバーの上に形成することと、を含む。
【００３１】
本発明の第２の態様によれば、複数の画素を有する有機半導体デバイスが提供される。このデバイスは、パターニングされたウェル画定バンクの層を含む基板と、前記ウェル画定バンク上とウェル内に形成される第１の導電材料の層であって、前記ウェル内に第１の電極を形成し、前記第１の電極との間に電気的断絶部を有するバスバーを前記ウェル画定バンク上に形成する前記第１の導電材料層と、前記ウェル内において前記第１の電極上に形成される有機半導体層と、前記有機半導体層と前記バスバーの両方の上に形成される第２の導電材料の層であって、連続した第２の電極を前記有機半導体層及び前記バスバーの上に形成する前記第２の導電材料の層と、を備える。
【００３２】
好ましくは、上面発光型デバイスを形成するために、前記第１の電極は反射性であり、且つ、前記第２の電極は透明である。前記第１の電極はアノードであってもよく、且つ、前記第２の電極はカソードであってもよい。このような装置において、前記透明カソードは、少なくとも幾らかの光の通過を可能にする、低仕事関数を有する任意の導電材料を含んでもよい。例えば、前記透明カソードは、少なくとも３０％の光透過率、好ましくは、少なくとも５０％の光透過率、より好ましくは、少なくとも６０％の光透過率、最も好ましくは、少なくとも８０％の光透過率を有してよい。前記透明カソードは、導電材料から成る単一層又は複数の層を含んでもよい。
【００３３】
特に好ましい透明カソード装置は、有機半導体層と接触して透明であるように十分に薄い低仕事関数金属を含む。好ましい低仕事関数材料の仕事関数は、３．５ｅＶ以下、好ましくは３．２ｅＶ以下、最も好ましくは３．０ｅＶ以下である。この範囲における仕事関数を有するアルカリ土類金属、特には、バリウム又はカルシウムが特に好ましい。低仕事関数を有する薄い材料の層が、有機半導体層にいかなる損傷も生じない比較的低エネルギーのプロセス（例えば、熱蒸発又は電子ビーム蒸発）により形成されてもよい。
【００３４】
別の好ましい透明カソード装置は、薄い金属層でキャップされた薄い誘電材料層を含む。好ましい誘電材料は、金属酸化物又はフッ化物であり、好ましくはフッ化物である。好ましい金属カチオンは、アルカリ又はアルカリ土類金属のカチオンである。特に好ましい材料は、リチウム、ナトリウム、カルシウム及びバリウムのフッ化物である。前記層の透明性を維持するのであれば、任意の金属（例えばアルミニウム）の薄い層が、前記誘電層をキャップするために機能してもよい。
【００３５】
カソード層は、適切に選択された場合、典型的に、２０ｎｍまで透明性を維持してもよい。好ましい厚さはカソード材料自体の性質に依存する。例えば、厚さ１４ｎｍのＭｇ−Ａｌ合金の形成により３０％以上の光透過率を得ることができる。適切な透明カソード材料の例は当業者に周知であり、例えば、米国特許第５,７０３,４３６号及び第５,７０７,７４５号に開示されている。
【００３６】
前記ウェル画定バンクを形成するために用いられる材料の層は、当業者に公知の任意の適切な技術、例えばスピンコーティングにより基板上に形成されてよい。前記ウェル画定層の厚さは、有機半導体材料の溶液がインクジェットプリンティングプロセスによりその内部に形成される前記ウェルの境界を画定するのに十分であるような厚さであるが、前記第２の電極が前記ウェルと前記バンクとの間の境界にて破断する重大な危険性をもたらすほどには高くない。前記第２の電極は、前記ディスプレイの画素を覆う連続した層を形成しなくてはならない。従って、典型的に、前記ウェル画定層は、前記第１の電極と前記バスバーとの間に電気的断絶部が存在することを保証するために、前記第１の電極の厚さの少なくとも１．５倍であり、好ましくは、前記第１の電極の厚さの少なくとも２倍である。さらに、前記ウェル画定層は、典型的には、前記第２の電極が、前記有機半導体層を覆う材料と前記バンク上の前記バスバーを覆う材料との間に電気的断絶部を有さない連続層を形成することを保証するために、前記第１の電極の厚さの３０倍よりも薄い。前記ウェル画定層がフォトレジスト層である場合、前記ウェル画定層は任意のフォトレジスト材料から形成されてもよく、これらの材料の例は、感光性ポリイミドなどを含む（例えば、欧州特許出願公開第０８８０３０３号明細書を参照）。
【００３７】
前記バンク構造が、前記第２の電極が前記ウェルと前記バンクとの間の境界にて破断することを防止しなければならない要求条件に加え、さらなる要求条件は、前記ウェル内の前記第１の電極と前記バンク上の前記バスバーとの接触が遮断されなければならないことである。
【００３８】
前記ウェル画定バンク層に関する上記の要求条件の両方を満たす１つの方法は、前記ウェル画定バンク層の高さ及び傾斜を、前記第１の電極と前記バスバーとの接触が遮断され、尚且つ前記第２の電極が連続層として保持されるように調整することである。前記第１の電極と前記バンクの上部との高さの差は、前記ウェルに有機半導体材料を（また随意には、例えば電荷注入層及び電荷輸送層などの他の層を）充填した後に前記第２の電極の層が形成されたときの、前記ウェルを覆う前記第２の電極と前記バンクの前記上部と高さの差と比較すると、より大きいであろう。このように、前記ウェル画定バンク層の高さは、前記第１の導電層を前記ウェルと前記バンクとの間の境界にて断絶させ、尚且つ前記第２の導電材料に関しては連続した層を保持するように調整され得る。
【００３９】
前記ウェル画定バンク層に関する上記の要求条件の両方を満たす別の方法は、アンダーカット構造を有する第１のバンクを含むダブルバンク構造を形成することである。すなわち、前記第１のバンクの壁部は、前記基板に対する垂線と前記壁部との間の角度が０度より小さい角度であるようにネガティブプロファイルを有する。前記バスバーが前記第１のバンクの上部に配置され、前記ウェルへのポジティブ傾斜を有する第２のバンクが前記バスバーの上に配置される。前記第１バンクの前記アンダーカット構造は、前記第１の電極を形成する前記第１の導電材料と、前記バスバーを形成する前記第１の導電材料との間に断絶部が存在することを保証する。前記第２のバンクのポジティブ傾斜は、前記バンク上の前記第２の導電材料と前記ウェル上の前記第２の導電材料との間に連続的な電気接続が存在することを保証する。すなわち、前記第２のバンクの壁部は、前記基板に対する前記垂線と前記壁部との間の角度が０度よりも大きい角度であるようにポジティブプロファイルを有する。これが、前記第２の電極層の連続性を保証するのに役立つ。
【００４０】
有機半導体層は、１以上の有機発光材料を含んでもよい。２つ以上の有機発光材料が存在する場合、これらの材料は、別々の分離した層として配置されてもよく、又は、単一層にて前記材料の混合物として配置されてもよい。任意の有機発光材料を、本発明の実施形態に用いてもよい。適切な例には、例えば、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）及びこのポリマーの誘導体（例えば、国際公開第９０／１３１４８号を参照）などのポリ（アリーレンビニレン）を含む共役ポリマー；ポリフルオレン誘導体（例えば、A. W. Grice, D. D. C. Bradley, M. T. Bernius, M. Inbasekaran, W. W. Wu, 及びE. P. Woo, (Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 629)、国際公開第００／５５９２７号、及び、M. Bernius et al,(Adv. Materials, 2000, 12, No.23, 1737）を参照）、特には、２,７−結合９,９ジアルキルポリフルオレン、又は、２,７−結合９,９ジアリールポリフルオレン；ポリスピロフルオレン、特には、２,７−結合ポリ−９,９−スピロフルオレン；ポリナフチレン誘導体、ポリインデノフルオレン誘導体、特には、２,７−結合ポリインデノフルオレン；及び、ポリフェナントレニル誘導体、が含まれる。有機半導体材料の層は、好ましくは、前記ウェル画定層により画定された前記ウェル内にインクジェットプリンティングにより形成される。エレクトロルミネッセンス材料の層を形成させるために用いられるインクジェット組成物は、少なくとも１つの溶媒、少なくとも１つのエレクトロルミネッセンス材料、及び、任意の添加物（例えば、組成物の粘性、沸点などを変えるための添加物）を含む。インクジェットプリンティングのための適切なエレクトロルミネッセンス組成物は、例えば、欧州特許第０８８０３０３号明細書及び国際公開第０１／１６２５１号に開示されているように、当業者に明らかであろう。適切な溶媒は、例えば、アルキルベンゼン又はアルコキシ置換ベンゼン、特には、ポリアルキルベンゼンを含み、２つ以上のアルキル置換基が結合されて環を形成し得る。
【００４１】
前記エレクトロルミネッセンスの層又は複数層の正確な厚さは、様々な因子、例えば、エレクトロルミネッセンスの層又は複数層の材料又は複数の材料の性質、及び、前記デバイスの他の部品の性質により変化する。しかし、典型的には、エレクトロルミネッセンス層の厚さ（又は、２つ以上の層が或る場合には組み合わされた厚さ）は、１ｎｍ〜２５０ｎｍであり、好ましくは、５０ｎｍ〜１２０ｎｍである。
【００４２】
他のアクティブ層、例えば、電荷注入層及び電荷輸送層が、前記ウェル内に形成されて、もよい。
【００４３】
アクティブマトリクスデバイスに関し、前記基板は平坦化されたアクティブマトリクスバックプレートである。前記平坦化層は、ベンゾシクロブタンなどの材料から成る絶縁層である。
【００４４】
前記第１の電極及び前記バスバーを形成する材料は、導電性バスバーとして有効に機能するために、尚且つ、良好な電荷注入材料として機能することで有効な電極として作用するように十分な導電性を有さなくてはならない。しかし、これらの要求される条件は、例えば、ディスプレイの寸法に応じて広く変化する（ディスプレイの寸法は、バスバーがどのような導電率を有するべきかを決定する。すなわち、より大きいディスプレイは、より長いバスバーを必要とし、従って、そのバスバーは良好な導電体でなくてはならないであろう）。また、前記の要求される条件は、エレクトロルミネッセンス層（及び、存在するのであれば、任意の電荷注入層及び／又は電荷輸送層）のために用いられる材料のタイプによっても変化する。
【００４５】
前記第１の電極がアノードである場合、前記バスバー及びアノードの材料は、この材料が導電性であり、且つ良好な正孔注入材料でもあるように選択されるべきである。
【００４６】
上面発光型デバイスのために、前記第１の電極は反射性であってもよい。或いは、独立の反射層を設けてもよい。例えば、反射層と、ＩＴＯがその上に配置されたアノード層とを含む２層構造を設けることができる。前記反射層は、金属又は合金（例えば、アルミニウム、銀、又はニッケルクロム）の層であってもよい。
【００４７】
アノード材料は当分野で公知である。適切な材料の例は、スズをドープした酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛をドープした酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム、酸化スズ及び酸化亜鉛を含み、これらの材料うちＩＴＯが特に好ましい。アノード材料は、これらの材料の代わりに、アルミニウム、クロム又は合金などの金属材料であってもよい。上面発光デバイスのために、前記第１の電極は反射性であってよい。前記アノード電極の厚さは、前記エレクトロルミネッセンスデバイスの前記材料及びその他の部品の性質に依存して変化する。典型的には、前記電極の厚さは５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、特には、５０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００４８】
ＯＬＥＤは、水分及び酸素の存在により劣化しやすく、従って、水分及び酸素の侵入に対するバリアをもたらすための、前記透明カソードを覆う透明なカプセルを設けることが好ましい。適切な透明カプセルは、前記基板上に接着されたガラス層、或いは、水分又は酸素の侵入に対する蛇行通路を形成するように組み合わされたプラスチック材料とセラミック材料との交互の層を含むバリアスタックを含む。水分及び／又は酸素を除去するためにゲッター材料を設けることも可能である。
【００４９】
本発明は、以下の非限定的な例を、以下の図を参照しつつ考慮することによりさらに理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、従来の底面発光型有機発光デバイスを示す。
【図１ｂ】図１ｂは、従来の底面発光型有機発光ディスプレイを示す。
【図２】図２は、従来の上面発光型有機発光デバイスを示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態の上面発光型有機発光デバイスを構成するためのステップを示す。
【図４】図４（Ａ）は、バスバーを有さない上面発光型デバイスを示す。図４（Ｂ）は、本発明の一実施形態のバスバーを有する上面発光型デバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明の一実施形態に従うプロセスのステップが図３Ａ〜３Ｅに示されている。まず、図３Ａに示されているように、アクティブマトリクス基板３０２を、平坦化層３０４、及び各画素のためのビアホール３０６と共に準備する。従って、各画素のためのアノードが、関連するＴＦＴ（図示せず）に接続されることができる。図３Ｂに示されているように、絶縁性のウェル画定バンク層３０８、例えば、アンダーカットされたエッジプロファイルを有するネガティブ作用性のＩ−ラインレジストを、基板上にスピンコーティングしてパターニングする。図３Ｃに示されているように、真空蒸着プロセスにより、アノード材料の層を基板上に形成する。アノード材料の層は、アノード３１０を形成するウェル内と、バスバー３１２を形成するウェル画定バンク上との両方に、形成される。アノード３１０は、アンダーカットされたウェル画定バンク層３０８よりも実質的に薄い。従って、図３Ｃに示されているように、ウェルの縁部にてアノード３１０とバスバー３１２との電気接続が断たれている。次いで、図３Ｄに示されているように、第２のポジティブエッジ状絶縁バンク層３１４を基板上にスピンコーティングしてパターニングする。このパターニングにより、画素ウェルが形成され、且つ、ビア３１６が、２つのバンク層間に挟まれたバスバーに接触される。最後に、図３Ｅに示されているように、エレクトロルミネッセンス材料３１８の層が画素ウェル内に形成され、その上に、薄い透明のカソード３２０の層が、エレクトロルミネッセンス材料３１８の上部及びバスバー３１２の両方に接触させるように形成される。
【００５２】
エレクトロルミネッセンス材料３１８の層は、インクジェットプリンティングによりウェル内に形成される。エレクトロルミネッセンス材料３１８の層を形成するために用いられるインクジェット組成物は、少なくとも１つの溶媒、少なくとも１つのエレクトロルミネッセンス材料、及び、任意の添加物（例えば、組成物の粘性、沸点などを変えるための添加物）を含む。インクジェットプリンティングのためのエレクトロルミネッセンス組成物の成分は、例えば、欧州特許第０８８０３０３号明細書及び国際公開第０１／１６２５１号に開示されているように当業者に明らかであろう。
【００５３】
インクジェット組成物の好ましい成分は、以下の成分を含む。
エレクトロルミネッセンス材料：共役ポリマーが好ましく、ポリ（アリーレンビニレン）、例えば、ポリ(ｐ−フェニレンビニレン)及びポリアリーレン；ポリフルオレン、特には、２,７−結合９,９ジアルキルポリフルオレン、又は、２,７−結合９,９ジアリールポリフルオレン；ポリスピロフルオレン、特には、２,７−結合ポリ−９，９−スピロフルオレン；ポリインデノフルオレン、特には、２,７−結合ポリインデノフルオレン；ポリフェニレン、特には、アルキル又はアルコキシ置換ポリ−１,４−フェニレンを含む。これらのポリマーは、例えば、Adv. Mater. 2000 12(23) 1737〜1750、及び、この文献内の参照文献に開示されている。
【００５４】
溶媒：アルキルベンゼン又はアルコキシ置換ベンゼン、特には、ポリアルキルベンゼンであり、２つ以上のアルキル置換基が結合されて環を形成し得る。
【００５５】
透明なカソードは、導電性金属から成る単一の層又は複数の層を含んでもよい。特に好ましい透明なカソード装置は、エレクトロルミネッセンス層と接触して透明であるように十分に薄い低仕事関数金属である。好ましい低仕事関数材料は、低仕事関数が３．５ｅＶ以下であり、好ましくは３．２ｅＶ以下であり、最も好ましくは３．０ｅＶ以下である。この範囲内のこれらの低仕事関数を有するアルカリ土類金属、特には、バリウム又はカルシウムが特に好ましい。薄い低仕事関数材料の層は、比較的低エネルギーのプロセス（例えば、エレクトロルミネッセンス層８や薄い金属層でキャップされた薄い誘電材料層にいかなる損傷も生じない熱蒸発又は電子ビーム蒸発）により、形成され得る。好ましい誘電材料は、金属酸化物又はフッ化物、好ましくはフッ化物である。好ましい金属カチオンは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のカチオンである。特に好ましい材料は、リチウム、ナトリウム、カルシウム及びバリウムのフッ化物である。前記層の透明性を維持するのであれば、任意の金属（例えばアルミニウム）の薄い層が、前記誘電層をキャップするために機能し得る。
【００５６】
透明なカソードは、一般的に、さらなる層によりキャップされる。これは、ＯＬＥＤが、水分及び酸素が存在する場合に劣化しやすく、従って、水分及び酸素の侵入に対するバリアをもたらすために、透明カソードを覆う透明カプセルを設けることが好ましいからである。適切な透明カプセルは、基板上に接着されたガラス層、又は、水分又は酸素の侵入に対する蛇行通路を形成するように組み合わされたプラスチック材料とセラミック材料との交互の層を含むバリアスタックを含む。
【００５７】
本発明の実施形態は幾つかの利点を有する。複数のアノード層が、位置合わせの問題を有さずに形成され且つ自動的にパターニングされることができる。これは、アノードの層が、バンクの層の前に形成されるのではなく、電極領域を画定する第１のバンク層の後に形成されるからである。アノードの層は、デバイスの製造前に基板上に形成されるのとは異なり、デバイスの製造中にバンクの後に真空下で形成されるため、デバイスの製造前にアノード材料が酸素及び水分と反応することによる損傷が回避される。
【００５８】
アノード材料の層の形成により、バスバーが単一のステップで自動的に形成される。バスバーは、ディスプレイ全体にわたる連続した導電ラインをもたらし、薄い透明なカソードの導電性を増大させる。導電性を増大するためにカソードバスバーを追加することは、一般的には、最大アスペクト比にかなりの影響を及ぼす。それとは対照的に、本発明のバスバーを設ける方法は、得られるデバイスのアスペクト比に全く影響を与えない。バスバーはバンク上にのみ形成され、そして、ビアホールが、カソードをバスバーの各々に接続するために設けられる。実際、バスバーは、図４Ｂに示されているようにシート又は層を形成し（以下に説明する）、発光画素の位置に対応した穴を層内に有する。
【００５９】
デバイスのアスペクト比への影響に関する欠点は、バスバーを有さないデバイス（図４Ａ）と、本発明の実施形態に従うバスバーを有するデバイス（図４Ｂ）とを比較することにより理解されよう。図４Ａ及び図４Ｂにて、発光画素４０２を含むエレクトロルミネッセンスディスプレイの上面図が示されている。図４Ａにおける非発光領域４０４は、画素ウェルを画定するバンク材料が配置される領域に対応している。図４Ｂにおいて、バスバー４０６は、ディスプレイのアスペクト比に影響を与えないように、非発光領域にのみ設けられている。
【００６０】
本発明を、特に本発明の好ましい実施形態を参照しつつ例示及び記載してきたが、当業者は、これらの実施形態に、形態及び詳細における様々な変更が、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲から逸脱せずに行われ得ることを理解するであろう。
【図１】
2011503792.tif 000003
【図１ｂ】
2011503792.tif 000004
【図２】
2011503792.tif 000005
【図３】
2011503792.tif 000006
【図４】
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【国際調査報告】
2011503792.tif 000008
2011503792.tif 000009