(57)【要約】  基板と、第１の極性の電荷を注入するために基板の上に配置された第１の電極と、前記第１の極性とは反対の第２の極性の電荷を注入するために第１の電極の上に配置された第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に配置された有機発光層であって、その発光層から発せられた光を第２の電極が透過させる有機発光層と、第２の電極の上に第２の電極と離間して配置されて第２の電極との間にキャビティを画定するガラスまたは透明プラスチック封止剤と、キャビティ内に配置されたキャビティ充填材であって、キャビティの底面側からキャビティの頂面側に延在し、内部に光学的構造が配置されているキャビティ充填材と、を備えた有機エレクトロルミネッセントデバイス。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
第１の極性の電荷を注入するために、前記基板の上に配置された第１の電極と、
前記第１の極性とは反対の第２の極性の電荷を注入するために、前記第１の電極の上に配置された第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置された有機発光層であって、前記第２の電極が前記発光層から発せられた光を透過させるものである前記有機発光層と、
前記第２の電極の上に前記第２の電極と離間して配置され、前記第２の電極との間にキャビティを画定するガラスまたは透明プラスチック封止剤と、
前記キャビティ内に配置されたキャビティ充填材であって、前記キャビティの底面側から前記キャビティの頂面側に延びており、内部に光学的構造が配置されている前記キャビティ充填材と、
を備えた有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項２】
前記光学的構造は、波形状面、回折構造、マイクロレンズアレイ、プリズムアレイ、およびフレネルレンズアレイのうち１つである、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項３】
前記光学的構造は、回折格子である、請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項４】
前記光学的構造は、前記キャビティ充填材に、前記ガラスまたは前記プラスチック封止剤の反対側に形成される、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項５】
前記キャビティ充填材は、エラストマーから構成される、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項６】
前記エラストマーは、ポリメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である、請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項７】
前記キャビティ充填材は、前記光学的構造が配置されたバルク材と被覆材を含む、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項８】
前記被覆材料は、前記光学的構造の構造要素を被覆する、請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項９】
前記被覆材料は、無機材料である、請求項７または請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項１０】
前記バルク材は、エラストマーである、請求項７〜請求項９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項１１】
前記ガラスまたは前記透明プラスチック封止剤は、前記キャビティ充填材が配置される凹部を備える、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項１２】
前記基板、前記第１の電極、前記第２の電極、前記キャビティ充填材および前記封止剤は、前記有機発光層から発せられる光を透過し、それにより完全透過性のデバイス構造が提供される、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
【請求項１３】
第１の極性の電荷を注入するための第１の電極を基板上に堆積することと、
前記第１の電極の上に有機発光層を堆積することと、
前記第１の極性とは反対の第２の極性の電荷を注入するために第２の電極を有機発光層に堆積することであって、前記第２の電極は前記発光層から発せられる光を透過するものであることと、
前記第２の電極の上から前記第２の電極と離間してガラスまたは透明プラスチック封止剤を配置して第２の電極との間にキャビティを画定するようにすることと、
を含み、
前記キャビティの内部には、キャビティ充填材が設けられ、前記キャビティ充填材は、前記キャビティの底面側から前記キャビティの頂面側に延びており、前記キャビティ充填材は、内部に光学的構造が配置される有機エレクトロルミネッセントデバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記キャビティ充填材は、前記ガラスまたは前記透明プラスチック封止剤を前記第２の電極の上に配置する前に、前記ガラスまたは前記透明プラスチック封止剤上に堆積される、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記光学的構造は、前記キャビティ充填材を前記ガラスまたは前記透明プラスチック封止剤上に堆積した後で、前記キャビティ充填材に形成される、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記光学的構造は、エンボス加工、印刷、エッチング、またはフォトリソグラフィックパターニングによって提供される請求項１３〜請求項１５のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセントデバイス（有機ＥＬデバイス）およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセントデバイスは公知である（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。図１および図２にそのようなデバイスの例を示す。そのようなデバイスは一般に、基板２と、第１の極性の電荷を注入するために基板２の上に配置された第１の電極４と、第１の極性とは反対の第２の極性の電荷を注入するために第１の電極４の上に配置された第２の電極６と、第１の電極と第２の電極の間に配置された有機発光層８と、第２の電極６の上に配置された封止剤１０とを備える。図１に示された一つの構成では、基板２と第１の電極４が透明であり、有機発光層８が発する光を透過させることができる。図２に示された別の構成では、第２の電極６と封止剤１０が透明であり、有機発光層８が発する光を透過させることができる。
【０００３】
上述した構造に関する変形が知られている。第１の電極をアノード、第２の電極をカソードとすることができる。あるいは、第１の電極をカソード、第２の電極をアノードとすることもできる。電荷の注入および輸送を補助するため、さらなる層を電極と有機発光層との間に設けることもできる。有機発光層における有機材料は、低分子、デンドリマーまたはポリマーから構成することができ、りん光部分、および／または蛍光部分から構成することができる。発光層は、発光部分、電子輸送部分および正孔輸送部分を含む材料の混合から構成することができる。これらは、単分子または別個の分子により提供されうる。
【０００４】
前述したタイプのデバイスの配列を提供することにより、多数の発光画素を備えるディスプレイを形成することができる。画素は、単色のディスプレイを形成するために同じタイプのものにすることができ、または、多色のディスプレイを形成するために異なる色にすることができる。
【０００５】
有機エレクトロルミネッセントデバイスにおける問題点は、有機発光層内の有機発光材料により発せられる光の大部分がデバイスから漏出しないことである。その光は、デバイス中で散乱、内部反射、導波、吸収などにより消滅している可能性がある。例えば、光は、エレクトロルミネッセント層からデバイスの平面に対して一定範囲の角度にわたり発せられることが理解されよう。デバイスの界面に浅い角度で当たる光は、内部反射する可能性がある。
【０００６】
デバイスから漏出する光量を増加させるひとつの方法は、散乱、内部反射、導波、吸収などのうち１つまたは複数を低減する光学的構造をデバイス内に設けることである。そのような光学的構造は、例えば、回折格子またはマイクロレンズアレイから構成することができる。
【０００７】
本出願人が出願して公開された以前の特許（特許文献３参照）では、エレクトロルミネッセントデバイスの層を堆積し、デバイス層の上から薄層封止剤を堆積し、例えば封止剤の中に光学的構造をエンボス加工して封止剤に光学的構造を設けることによって、有機エレクトロルミネッセントデバイスの薄膜封止剤に光学的構造を形成することが開示されている。そのような構成は、デバイスの上側からの光出力を増加させる光学的構造を持つ上側発光デバイス構造を提供する。図３には、そのような構成が示されている。その構成は、基板２と、第１の極性の電荷を注入するために基板２の上に配置された第１の電極４と、第１の極性とは反対の第２の極性の電荷を注入するために第１の電極４の上に配置された第２の電極６と、第１の電極と第２の電極の間に配置された有機発光層８と、第２の電極６の上に配置された薄膜封止剤１０とを備えており、第２の電極６は、有機発光層８が発する光を透過させるものであり、薄膜封止剤１０内に光学的構造１２が設けられている。
【０００８】
上述した構成での考えられる問題の１つは、例えばエンボス加工によって薄膜封止剤に光学的構造を形成することが、デバイスの下側の層を損傷することがあるということである。
【０００９】
有機エレクトロルミネッセントデバイスの上部電極の上に配置された薄膜封止剤の代わりに、またはそれに加えて、ガラスまたは透明プラスチックの層をデバイスの上側に設けて、デバイスに封止（水分および酸素の侵入に対する封止）をすることができる。ガラスまたは透明プラスチックの層は、内部に形成された凹部を通常有し、それによりデバイスを受け止め、デバイスの周縁を封止する。上部電極の上面が封止加工時に損傷することを防止するために、凹部は、デバイスの上面からガラスまたは透明プラスチックの封止剤を配置するほどほぼ充分に深い。このように、上部電極の上面とガラス／プラスチック封止剤の間に、キャビティが形成される。図４には、そのような構成が示されている。その構成は、基板２と、第１の極性の電荷を注入するために基板２の上に配置された第１の電極４と、第１の極性とは反対の第２の極性の電荷を注入するために第１の電極４の上に配置された第２の電極６と、第１の電極と第２の電極の間に配置された有機発光層８とを備えている。第２の電極６の上から薄膜封止剤（図示せず）を任意選択的に配置してもよい。内部に形成された凹部を持つガラスまたは透明プラスチック封止剤１４が、前述の層の上に配置されて、有機エレクトロルミネッセントデバイスの周縁の周りにおいて接着剤１６によって基板２に固着される。ガラスまたは透明プラスチック封止剤１４は、上部電極６の上面から離れておりキャビティ１８を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ／１３１４８号パンフレット
【特許文献２】米国特許第４５３９５０７号明細書
【特許文献３】英国特許第２４２１６２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図４に示された構成における１つの課題は、上部電極とキャビティの間、キャビティと封止剤の間、および封止剤と上の空気の間、の界面における屈折率の違いにより、大量の光が内部反射により消滅するということである。
【００１２】
本発明の目的は、上述した課題のうち１つまたは複数に対処することである。
【００１３】
図４の構成において、キャビティによって引き起こされる光出力の減衰の課題に対処するための１つの可能性は、封止剤の凹部を、有機エレクトロルミネッセントデバイス層の上面の頂部に封止剤が載るような深さまで形成することによって、キャビティを単に排除することであろう。しかし、これがデバイス層への損傷を引き起こすことは知られている。薄膜封止剤とは違って、ガラスまたは透明プラスチック封止剤は、例えば蒸着される膜というよりは完全に形成されたシートとして堆積される。そのため、封止剤は比較的硬く、封止剤がデバイスの上に配置されて基板に固着されるときに、例えば上部カソード層に接触すると、そのカソード層を損傷しかねない。
【００１４】
別の可能性は、ガラスまたは透明プラスチック封止剤よりも軟質であるエラストマーなどの材料でキャビティを充填することであろう。例えば、有機エレクトロルミネッセントデバイスの上に封止剤を堆積する前に、封止剤の凹部にエラストマー材料を堆積することができる。こうして有機エレクトロルミネッセントデバイスの上に封止剤が配置されると、軟質材料が、有機エレクトロルミネッセントデバイスと硬質の封止剤の間を緩衝しながらキャビティを充填する。キャビティ充填材は、デバイスの頂部とキャビティの間の界面、およびキャビティと封止剤の間の界面における屈折率の差を低減する。こうして、内部反射が低減されてデバイス頂部からの光出力が増加する。デバイスは、キャビティ充填材によってより堅牢にもなる。
【００１５】
上述した構成は、デバイスの頂部とキャビティの間の界面、およびキャビティと封止剤の間の界面における内部反射を低減するとはいえ、キャビティ充填材の屈折率が有機エレクトロルミネッセントデバイスおよび／または上にある封止剤の頂面を形成する材料と正確に適合しなければこれらの界面において、ある程度の内部反射がやはり発生する。さらに、封止剤の頂部と上にある空気の間の界面において、大量の光の消滅がまだある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本出願人は、キャビティ充填材内に光学的構造を設けるようにしてキャビティ充填材と光学的構造の特徴を統合することにより、以前に論じた構造に比べて光損失がさらに低減され得ることを実現した。
【００１７】
上記に鑑み、また、本発明の第１の態様によれば、基板と、第１の極性の電荷を注入するために基板の上に配置された第１の電極と、第１の極性とは反対の第２の極性の電荷を注入するために前記第１の電極の上に配置された第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に配置された有機発光層であって、その発光層から発せられた光を第２の電極が透過する有機発光層と、第２の電極の上から第２の電極と離間して配置されて第２の電極との間にキャビティを画定するガラスまたは透明プラスチック封止剤と、キャビティ内に配置されキャビティの底面側からキャビティの頂面側に延在するキャビティ充填材とを備え、キャビティ充填材の内部に光学的構造が配置されている有機エレクトロルミネッセントデバイスが提供される。
【００１８】
光学的構造は、波形状面、回折構造（例えば回折格子）、マイクロレンズアレイ、プリズムアレイ、およびフレネルレンズアレイのうち１つとすることができる。デバイスからの光出力をさらに増加させるために、光学的構造は、粗面化した表面を持つことができる。
【００１９】
光学的構造は、キャビティ充填材の底面に形成されることが好ましい。そのような構成により、例えば光学的構造が、封止剤に隣接するキャビティ充填材の上面に形成された場合よりも、有機発光層の近くに形成される。光学的構造は、望ましくない光学的な副作用を引き起こすことがあるので、このような構成とすることが望ましい。例えば、視野角が変化するにつれ望ましくない光学効果が光学的構造の存在によって導かれ、例えば視野角による輝度の変動につながることがある。これらの光学的副作用は、発光層からの光学的構造の距離に依存する。光学的構造を発光層の近くに設けることにより、デバイスからの光出力を増加させながら光学的副作用が低減される。
【００２０】
キャビティ充填材には、好ましくはＰＤＭＳ（ポリメチルシロキサン）などのエラストマーが含まれる。
【００２１】
キャビティ充填材には、光学的構造が配置されるバルク材と被覆材が含まれてもよい。被覆材は、バルク材の頂面側と底面側のいずれか、または両方に配置されることができる。被覆材は、キャビティの頂部と底部に位置する界面において適合する、より良い屈折率をもたらすように選択されることができる。あるいは、被覆材は、光学的構造を被覆し、光学的構造の構造要素間の屈折率の違いを増加させて光学的構造の効率を増加させるように選択される。そのような被覆材の一例は、ＳｉＮなどの無機材料である。バルク材は、前述したエラストマーによって提供されることができる。
【００２２】
好ましくは、ガラスまたは透明プラスチック封止剤は、キャビティ充填材が配置される凹部を備える。凹部は、デバイスの１つまたは複数の下側の層を受けることができる。最も好ましくは、ガラスまたは透明プラスチック封止剤は、デバイスの周縁の周りに配置され、例えば、デバイスの周縁の周りの線状の接着剤を用いて封着を形成するために基板に固着された側壁を有する凹部を備える。側壁は、水分および酸素の侵入からデバイスの側部を封止しながら、封止剤の適用時にデバイスの損傷を防止するため、封止剤を第２の電極の上方の適切な距離で離間させるように機能する。
【００２３】
第１の電極はアノードであり、第２の電極はカソードであることが好ましい。カソードは、アルミニウムの層を被せたバリウム層から構成される。これらの層の各々は、好ましくは厚みが１０ｎｍ未満である。さらに好ましくは、各層は、厚みが約５ｎｍである。この構成が、透過性もありながら良好な電気特性を持つカソードを提供する。さらに、カソードは、デバイスの他の構成要素と不都合な反応を起こさない。別のカソードは、銀の層を被せたバリウムの層を利用する。これらの層の各々は、好ましくは厚みが１０ｎｍ未満である。さらに好ましくは、各層は、厚みが約５ｎｍである。このカソードは、上述したバリウム／アルミニウム構成よりも透過性が高い。
【００２４】
ある構成では、基板と第１の電極および第２の電極は、有機発光層によって発せられた光を透過する。透過な封止剤と組み合わせたこの構成は、完全に透過なデバイス構造をもたらす。
【００２５】
本発明の第２の態様によれば、第１の極性の電荷を注入するための第１の電極を基板上に堆積するステップと、第１の電極の上に有機発光層を堆積するステップと、前記第１の極性とは反対の第２の極性の電荷を注入するためのものであり、発光層から発せられる光を透過する第２の電極を、有機発光層上に堆積するステップと、第２の電極の上から第２の電極と離間してガラスまたは透明プラスチック封止剤を配置して第２の電極との間にキャビティを画定するようにし、キャビティ内にキャビティ充填材が設けられ、キャビティ充填材はキャビティの底面側からキャビティの頂面側に延在し、キャビティ充填材内に光学的構造が配置されているステップと、を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスの製造方法が提供される。
【００２６】
好ましくは、キャビティ充填材は、ガラスまたは透明プラスチック封止剤を第２の電極の上に配置する前に、ガラスまたは透明プラスチック封止剤上に堆積される。こうして、ガラスまたは透明プラスチック封止剤とキャビティ材料を含む複合体構造が形成され、それが、次に、有機エレクトロルミネッセントデバイスを封止するために有機エレクトロルミネッセントデバイス構造の上に配置されることができる。
【００２７】
光学的構造がキャビティ充填材に形成されるのは、ガラスまたは透明プラスチック封止剤上にキャビティ充填材を堆積する前でも後でもよい。１つの好適な実施形態では、キャビティ充填材が、ガラスまたは透明プラスチック封止剤上に堆積され、光学的構造が、そのガラスまたは透明プラスチック封止剤とは反対側のキャビティ充填材の側に形成され、次に得られた複合構造が、有機エレクトロルミネッセントデバイス構造の上に配置されて有機エレクトロルミネッセントデバイスを封止する。そのような方法は、有機エレクトロルミネッセントデバイスの活性層を損傷することなく光学的構造が形成されることを可能にする。しかし、他の可能性もまた考案されている。例えば、キャビティ充填材を第２の電極の上から堆積し、そこに光学的構造を形成し、その後、ガラスまたは透明プラスチック封止剤をその上に配置することもできる。さらに別法として、光学的構造をキャビティ充填材の層に形成し、キャビティ充填材の層を第２の電極の上から施し、その上からガラスまたは透明プラスチック封止剤を配置することができる。
【００２８】
光学的構造は、エンボス加工、印刷、エッチング、フォトリソグラフィックパターニングなどによって提供されることが好ましい。
【００２９】
光学的構造がエンボス加工される場合には、キャビティ充填材は、光学的構造をその内部にエンボス加工するために堆積した後で、加熱または溶媒の適用により軟化されることができる。別法として、キャビティ充填材を堆積し、キャビティ充填材が硬化する前に、エンボス加工の鋳型を適用することもできる。一つの好適な方法において、キャビティ充填材は、封止剤に形成された凹部へと堆積され、凹部に堆積されたキャビティ充填材にエンボス加工の鋳型が適用されて光学的構造を形成する。キャビティ充填材は、例えば、加熱またはＵＶ光の適用によって硬化される。次に、エンボス加工の鋳型が除去され、封止剤が、有機エレクトロルミネッセントデバイスの上に固着される。
【００３０】
エンボス加工の鋳型が封止剤に適用されたときに、光学的構造が内部に配置された状態でキャビティ充填材の高さを正確に規定するために、エンボス加工の鋳型は、封止剤の側壁に当接する側壁を持つような設計であることが好ましい。
【００３１】
別法として、光学的構造は、ローラーを用いてエンボス加工されてもよい。このローラーは、パターン形成された表面を持ち、キャビティ充填材の上から転がされて光学的構造を形成する。
【００３２】
本発明の実施形態を、添付の図面を例としてのみ参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、下側発光有機発光デバイスの既知の構造を示す図である。
【図２】図２は、上側発光有機発光デバイスの既知の構造を示す図である。
【図３】図３は、デバイスの上に配置された薄膜封止剤内の光学的構造を持つ上側発光有機発光デバイスの既知の構造を示す図である。
【図４】図４は、ガラスまたは透明プラスチック封止剤を上に配置した上側発光有機発光デバイスの既知の構造を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による上側発光有機発光デバイスを示す図である。
【図６】図６は、キャビティ充填材がバルク材と被覆材を備える本発明の別の実施形態による上側発光有機発光デバイスを示す図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態による上側発光有機発光デバイスの形成方法を示す図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態による上側発光有機発光デバイスの別の形成方法に則して使用されることができるローラーの構造を示す図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態による形成工程の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、図９の刻印ステップに係るステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図５は、本発明の一実施形態による上側発光有機発光デバイスを示す。デバイスの構造は、図４に示された従来技術の構成と多くの点において同様であり、同様の部品に対しては同様の参照符合が使用されている。違いは、上部電極６と封止剤１４の間に配置され、光学的構造を持つキャビティ充填材２０を設けることにあり、この場合、光学的構造は、キャビティ充填材２０内に配置された回折格子である。キャビティ充填材は、ＰＤＭＳなどのエラストマーであってもよい。キャビティ充填材２０は、上部電極６から封止剤１４まで延びており、それにより両者間に配置されたキャビティを実質的に充填する。キャビティ充填材２０は、上部電極と封止剤の間に配置されたキャビティを充填する（または実質的に充填する）が、光学的構造自体が空隙２２を備えることもあることを理解されたい。この構成は、空隙２２を間に配置した複数の凸部を備える、図５に示された回折格子に見出すことができる。空隙は、空気または不活性ガスで充填されることができる。別法として、回折格子を特定の用法に合わせるために、別の材料を空隙に設けてもよい。格子の有効性は、空隙と凸部での屈折率の違いに依存するとともに、発せられた光の波長に対する凸部と空隙のサイズにも依存する。
【００３５】
キャビティ充填材２０は、ある特定の実施形態によれば、それが普通たり得るが、封止剤によって形成された凹部内のエレクトロルミネッセントデバイス構造の側部周りの領域を充填する必要はないことは、図５に示された構成から明らかであろう。ある特定の実施形態によれば、さらなる層を設けてもよいことが理解されよう。例えば、薄層封止剤を上部電極６とキャビティ充填材２０の間に設けることができる。さらに、電荷注入および／または輸送層が、発光層８と電極４，６の間に設けられてもよい。発光層８は、発光ディスプレイを形成する発光画素のアレイを含むことができる。
【００３６】
図６は、本発明の別の実施形態による上側発光有機発光デバイスを示す。この上側発光有機発光デバイスでは、キャビティ充填材が、バルク材２０と被覆材２４を備えている。被覆材は、光学的構造を被覆し、光学的構造の性能を適合させるために選択されることができる。例えば、図６に示したように、回折格子内の凸部と空隙２２の屈折率の差を大きくすることによって格子の有効性を増加させるために、被覆材料を屈折率によって選択してもよい。この被覆に適した材料は、例えばＳｉＮであるが、さまざまな可能な材料を用いることができる。
【００３７】
基板または封止剤を通して浸透する可能性がある大気水分および／または酸素の吸収のためのゲッター材料が、基板と封止剤の間に設けられてもよい。
【００３８】
電極層と有機発光層は、蒸着によって堆積されてもよいし、スピンコーティングまたはインクジェット堆積により溶液処理されてもよい。
【００３９】
図７は、本発明の一実施形態による上側発光有機発光デバイスの形成方法を示す。この方法のステップは、以下の要約のとおりである。
ａ）一定量の（例えば）ＰＤＭＳ２０が、封止ガラス１４内のエッチング処理された凹部に供給される。
ｂ）ＰＤＭＳ２０が、格子構造の高さを正確に規定するために封止ガラス１４の縁に接している格子型彫り原型２６で型押しされる。
ｃ）ＰＤＭＳ２０が硬化した後で、スタンプ２６が外される。
ｄ）縁封着接着剤１６が、封止ガラス１４の縁の周りに供給される。
ｅ）次に、封止対象である上側発光有機発光表示デバイス２８の上に、封止ガラス１４が整列させられる。
ｆ）表示デバイス２８と封止ガラス１４が合わせられ、接着剤封着が硬化される。ＰＤＭＳ側面は少量の圧縮によって表示デバイスと接触している。
【００４０】
上記に概説した工程（またはその変形）を用いることにより、有機発光表示デバイス自体への処理工程を要することなく、上側発光デバイス上に格子構造が形成される。ＰＤＭＳ（または同様の）材料は、ガラスの凹部を充填するためにも働き、それによりデバイスをより堅牢にするとともに、ガラス封止剤内部からのフレネル反射（ゴースト発生の原因となり得る）を除去する。
【００４１】
格子の側面は、封止剤の縁に正確に整合されることができる。例えば、格子は、ＰＤＭＳの僅か５％の圧縮を提供するように設計される場合もあるかもしれない。接着剤封着厚さが５０μｍでエッチングされた凹部の深さが２００μｍであれば、格子は、封止ガラスの縁から上方６３μｍ((２００＋５０)／（２００＋６３）＝０．９５)で形成されることになる。ある特定の設計では、万全に規定された範囲の圧縮を保証するために、全ての設計許容度を考慮に入れることができる。
【００４２】
本発明の別の実施形態によれば、ローラーを用いて光学的構造をエンボス加工することができる。図８は、この別法に則して使用されることができるローラー３０の構造を示す。ローラー３０は、キャビティ充填材の上から転がすことによって光学的構造を形成するためのパターン形成された表面を備える。
【００４３】
光学的構造は、キャビティ充填材を一時的に軟化させ（通常、熱または溶剤を用いて）、次にキャビティ充填材を原型鋳型で型押しすることによって形成されることができる。別法として、光学的構造を、キャビティ充填材内に、硬化前に型押しすることができる。
【００４４】
型押しステップ時にエンボス加工の鋳型／スタンプの完全な離型を保証するために、離型層が設けられることができる。そのような層の例は、ＣＦ4プラズマなどのフッ化層である。
【００４５】
本発明の実施形態による有機エレクトロルミネッセントデバイスの別の特徴およびそれらの製造方法を以下に論じる。
【００４６】
［一般的なデバイス構造］
本発明の実施形態によるエレクトロルミネッセントデバイスの構造は、ガラスまたはプラスチック基板と、アノードおよびカソードを含む。アノードとカソードの間に、エレクトロルミネッセント層が設けられる。
本発明の実施形態において、少なくとも上部電極は透明であり、光が吸収される（光応答性デバイスの場合）、または、発せられる（発光性デバイスの場合）ことができる。
【００４７】
［電荷輸送層］
電荷輸送層、電荷注入層、電荷遮断層などの他の層が、アノードとカソードの間に配置されることができる。
【００４８】
特に、導電正孔注入層を設けることが望ましく、この層は、アノードから半導体ポリマーの層または複数の層への正孔注入を補助するために、アノードとエレクトロルミネッセント層の間に設けられた導電性有機材料または導電性無機材料から形成されることができる。ドープ型の有機正孔注入材料の例は、特に、欧州特許第０９０１１７６号明細書および欧州特許第０９４７１２３号に開示されるようなポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）などの電荷平衡ポリ酸でドープされたＰＥＤＴなどのドープ型ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）、例えばＮａｆｉｏｎ（登録商標）などのポリアクリル酸またはフッ化スルホン酸、米国特許第５７２３８７３号明細書および米国特許第５７９８１７０号明細書に開示されるポリアニリン、およびポリチエノチオフェンを含む。導電性無機材料の例は、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｄ：  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ（１９９６），２９（１１），２７５０―２７５３に開示されるＶＯｘＭｏＯｘおよびＲｕＯｘなどの遷移金属酸化物を含む。
【００４９】
アノードとエレクトロルミネッセント層の間に配置された孔輸送層が存在する場合、その層は５．５ｅＶ以下、より好ましくは４．８〜５．５ｅＶ位のＨＯＭＯレベルを有することが好ましい。ＨＯＭＯレベルは、例えばサイクリックボルタメトリーによって測定されることができる。
【００５０】
エレクトロルミネッセント層とカソードの間に配置された電子輸送層が存在する場合、その層は、３〜３．５ｅＶ位のＬＵＭＯレベルを有することが好ましい。
【００５１】
［エレクトロルミネッセント層］
エレクトロルミネッセント層は、エレクトロルミネッセント材料単独で構成されてもよく、１つまたは複数の他の材料と組み合わせたエレクトロルミネッセント材料から構成されてもよい。特に、エレクトロルミネッセント材料は、例えば国際公開第９９／４８１６０号パンフレットに開示されるような正孔および／または電子輸送材料と混合されても、または、半導体ホストマトリクス内にルミネッセントドーパントを含んでいてもよい。別法として、エレクトロルミネッセント材料は、電荷輸送材料および／またはホスト材料に共有結合していてもよい。
【００５２】
エレクトロルミネッセント層は、パターン形成されてもよく、パターン形成されていなくてもよい。パターン形成されない層を備えたデバイスは、例えば照明源として使用されることができる。白色発光デバイスは、特にこの目的に適している。パターン形成された層を備えたデバイスは、例えば、アクティブマトリクスディスプレイまたはパッシブマトリクスディスプレイであることができる。アクティブマトリクスディスプレイの場合、パターン形成されたエレクトロルミネッセント層は、典型的には、パターン形成されたアノード層とパターン形成されないカソードと組み合わせて使用される。パッシブマトリクスディスプレイの場合、アノード層は、平行な細片状のアノード材料と、平行な細片状のエレクトロルミネッセント材料と、アノード材料に直角に配置されたカソード材料で形成され、細片状のエレクトロルミネッセント材料とカソード材料は、通常、フォトリソグラフィーによって形成された細片状の絶縁材料（カソードセパレータ）によって分離される。
【００５３】
エレクトロルミネッセント層に使用する適切な材料は、低分子、ポリマー系材料およびデンドリマー系材料、およびその複合体を含む。エレクトロルミネッセント層に使用する適切なエレクトロルミネッセントポリマーは、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリアリレンビニレン、および、特に、２，７結合９，９ジアルキルポリフルオレンまたは２，７結合９，９ジアリルポリフルオレンであるポリフルオレンなどのポリアリーレン、特に、２，７結合ポリ９，９スピロフルオレンであるポリスピロフルオレン、特に、２，７結合ポリイデノフルオレンであるポリイデノフルオレン、特に、アルキルまたはアルコキシ置換ポリ１，４フェニレンであるポリフェニレンを含む。そのようなポリマーは、例えばＡｄｖ．Ｍａｔｅｒ．  ２０００  １２（２３）  １７３７―１７５０およびその参考文献に開示されている。エレクトロルミネッセント層に使用する適切なエレクトロルミネッセントデンドリマーは、例えば国際公開第０２／０６６５５２号パンフレットに開示されている、デンドリマー基を有するエレクトロルミネッセント金属複合体を含む。
【００５４】
［カソード］
カソードは、エレクトロルミネッセント層への電子の注入を可能にする仕事関数を有する材料から選択される。カソードとエレクトロルミネッセント材料間の有害な相互作用の可能性などの他の因子が、カソードの選択に影響する。カソードは、アルミニウムの層などの単一の材料から構成されてもよい。別法として、カソードは、複数の金属から構成されてもよく、例えば、国際公開第９８／１０６２１号パンフレットに開示されるようなカルシウムとアルミニウムなどの高仕事関数材料と低仕事関数材料の二重層、国際公開第９８／５７３８１号パンフレット、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１（４），６３４および国際公開第０２／８４７５９号パンフレットに開示されるようなバリウム元素、または、金属化合物の薄層、特に、電子注入を補助する、例えば国際公開第００／４８２５８パンフレットに開示されるようなフッ化リチウムなどの、アルカリまたはアルカリ土類金属の酸化物またはフッ化物、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００１，７９（５），２００１に開示されるようなバリウムフッ化物、およびバリウム酸化物である。デバイスへの効率良い電子注入を提供するため、カソードは３．５ｅＶ未満、より好ましくは３．２ｅＶ未満、最も好ましくは３ｅＶ未満の仕事関数を持つことが好ましい。金属の仕事関数は、例えばＭｉｃｈａｅｌｓｏｎ，Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ４８（１１），４７２９，１９７７に掲載されている。
【００５５】
カソードが上部電極であれば、本発明によればそれは透明である。透明なカソードは、アクティブマトリクスデバイスにおいて特に有利であるが、それは、そのようなデバイスにおける透明なアノードを介した発光が発光画素の下部に配置された駆動回路系によって少なくとも部分的に遮断されるからである。透明なカソードは、透明であり得るほど充分に薄い電子注入材料の層を備える。典型的に、この層の横方向導電性は、その薄さのため低くなる。この場合、電子注入材料の層は、酸化インジウムススなどのより厚い透明な導電材料の層と組み合わせて使用される。
【００５６】
透明なカソードデバイスが、透明なアノードを持つ必要はない（勿論、完全に透明なデバイスが望ましい場合は、この限りでない）。そのため、下側発光デバイス用に使用される透明なアノードは、アルミニウム層などの反射性材料の層で置き換えられるか、または補われてもよいことを理解されたい。透明なカソードデバイスの例は、例えば英国特許第２３４８３１６号明細書に開示されている。
【００５７】
［封止］
光学的デバイスは、水分と酸素に感応する傾向がある。したがって、基板は、デバイスへの水分と酸素の侵入を防止するための良好なバリア特性を持つことが好ましい。基板は、一般にはガラス製である。しかし、特にデバイスの可撓性が望ましい場合には、別の基板を用いてもよい。例えば、基板は、プラスチック層とバリア層の交互層の基板を開示している米国特許第６２６８６９５号明細書のようなプラスチックから構成されてもよく、または、欧州特許第０９４９８５０号明細書に開示されるような薄層ガラスとプラスチックのラミネートから構成されてもよい。
【００５８】
デバイスは、水分と酸素の侵入を防止するために、封止剤で封止される。基板または封止剤を通して浸透する可能性がある大気水分および／または酸素の吸収のためのゲッター材料が、基板と封止剤の間に配置されてよい。
【００５９】
［その他］
前述した実施形態において、デバイスは、基板上に先ずアノードを形成し、次いでエレクトロルミネッセント層およびカソードを堆積することによって形成される。しかし、本発明のデバイスは、基板上に先ずカソードを形成し、次いでエレクトロルミネッセント層およびアノードを堆積することによっても形成することができることを理解されたい。
【００６０】
［溶液処理］
デバイスの有機層（群）を形成するために、単一のポリマーまたは複数のポリマーが溶液から堆積されてよい。ポリアリーレン、特にポリフルオレンに適した溶媒は、トルエンおよびキシレンなどのモノアルキルベンゼンまたはポリアルキルベンゼンを含む。特に、この好ましい溶液堆積技法は、スピンコーティングおよびインクジェット印刷である。
【００６１】
照明アプリケーションまたは単純な白黒のセグメントディスプレイなどの、エレクトロルミネッセント材料のパターニングが不要なデバイスには、スピンコーティングが特に適している。
【００６２】
特に、フルカラーディスプレイなどの高度情報用ディスプレイには、インクジェット印刷が特に適している。ＯＬＥＤのインクジェット印刷は、例えば欧州特許第０８８０３０３号明細書に論じられている。
【００６３】
他の溶液堆積技法には、ディップコーティング、ロール印刷およびスクリーン印刷が含まれる。
【００６４】
デバイスの多数の層が溶液処理によって形成される場合、例えば後続の層を堆積する前に１つの層を架橋することによって、または、これらの層のうち第１の層を形成するもととなる材料が、第２の層を堆積するために使用される溶媒に溶解しないように隣接層の材料を選択することによって、隣接する層が相互に混合することを防止する技法について、当業者なら周知しているであろう。
【００６５】
本発明をその好適な実施形態を参照して示し説明してきたが、添付の請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱せずに、本発明の形態および詳細に関して様々な変更を加えることができることを当業者なら理解するであろう。
【００６６】
［実施例］
図９には、本発明の一実施形態による製造プロセスの例が示される。製造プロセスは、以下のステップを含む。
１．ガラスまたはＳｉ基板上に、５５０ｎｍのポリスチレンをスピンコートする。
２．１４０℃の熱で、Ｓｉスタンプでポリスチレンに刻印する。
３．ＰＤＭＤを注入して、５５℃で２時間硬化させる。
４．ＰＤＭＳを剥離する。
５．ＰＤＭＳをＯＬＥＤデバイスに付ける。
６．封止処理する。
【００６７】
図１０には、刻印ステップに係るステップが示される。このステップでは、スタンプとポリスチレンフィルムは合わせられて圧迫され、１４０℃で加熱され、温度が安定化するまで１４０℃で保持され、ポリマー流動を許容するためにさらに１０分保持され、冷却されて、次にスタンプが除去される。
【００６８】
ＰＤＭＳ格子付と、比較のためＰＤＭＳ格子なしのものを含めていくつかのＯＬＥＤデバイスが製造された。ＯＬＥＤデバイスの外部量子効果が測定され、ＰＤＭＳ格子を含むデバイスは、ＰＤＭＳ格子を持たないデバイスに比べて平均して３７％高い外部量子効果を持つことが判明した。
【図１】
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【図２】
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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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