(57)【要約】多層カプセル化スタック内に複合膜を含む光電子デバイスが、提供される。インクジェット印刷を使用して光反射修正構造および他のポリマーデバイス層を形成する方法も、提供される。複合膜は、第１のより低い屈折率領域と、第２のより高い屈折率領域とを含む。一実施形態において、光電子デバイスは、有機発光ダイオードデバイスであり、少なくとも１つの活性領域が、発光ピクセルを備えている、一実施形態において、第２の領域は、ポリマー母材中に分散された無機粒子を備えている。
2021507448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電子デバイスであって、前記光電子デバイスは、
少なくとも１つの活性領域と、
前記少なくとも１つの活性領域の上に配置された多層カプセル化スタックと
を備え、
前記多層カプセル化スタックは、
無機障壁層と、
前記無機障壁層に隣接し、第１の領域と第２の領域とを含む複合膜と
を備え、
前記第２の領域は、複数のサブ領域を備え、前記第２の領域は、前記第１の領域より高い屈折率を有する、光電子デバイス。
【請求項２】
前記光電子デバイスは、有機発光ダイオードデバイスであり、前記少なくとも１つの活性領域は、発光ピクセルを備えている、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項３】
前記第２の領域は、ポリマー母材中に分散された無機粒子を備えている、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項４】
前記無機障壁層は、窒化ケイ素、酸化ケイ素、または酸窒化ケイ素を備えている、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項５】
前記第２の領域は、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化亜鉛、または、ポリマー母材中に分散されたそれらの２つ以上のものの混合物を備えている、請求項４に記載の光電子デバイス。
【請求項６】
前記第２の領域は、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化亜鉛、または、ポリマー母材中に分散されたそれらの２つ以上のものの混合物を備えている、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項７】
前記ポリマー母材は、アクリル母材である、請求項６に記載の光電子デバイス。
【請求項８】
前記サブ領域は、ドーム形状である、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項９】
前記サブ領域は、形状が円筒形または円錐形である、請求項１に記載の光電子デバイス。
【請求項１０】
カプセル化された光電子デバイスを形成する方法であって、前記方法は、
前記光電子デバイスの少なくとも１つの活性領域の上に無機障壁層を形成することと、
前記無機障壁層の上に第１の硬化性インク組成物を複数の液滴としてインクジェット印刷することと、
前記複数の液滴を硬化させ、前記無機障壁層上に複数のサブ領域を形成することと、
前記複数の液滴の周囲または前記サブ領域の上に第２のインク組成物をインクジェット印刷することと、
前記第２のインク組成物を硬化させ、ポリマー膜を備えている第１の領域を前記サブ領域の周囲に形成することと
を含み、
前記サブ領域は、前記第１の領域より高い屈折率を有する、方法。
【請求項１１】
前記光電子デバイスは、有機発光ダイオードデバイスであり、前記少なくとも１つの活性領域は、発光ピクセルを備えている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のインク組成物がインクジェット印刷される前、前記複数の液滴は、硬化させられ、前記複数のサブ領域を形成する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記サブ領域は、ドーム形状である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２のインク組成物は、前記第１のインク組成物と実質的に非混和性であり、さらに、前記第２のインク組成物は、前記第１および第２のインク組成物が硬化させられる前に前記第１のインク組成物の液滴の周囲に印刷される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記サブ領域は、形状が円筒形または円錐形である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のインク組成物は、無機粒子と、１つ以上の硬化性モノマー、オリゴマー、またはポリマーとを備えている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記無機粒子は、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化亜鉛、またはそれらの２つ以上のものの混合物を備えている、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つ以上の硬化性モノマー、オリゴマー、またはポリマーは、１つ以上のアクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー、またはアクリレートポリマーを備えている、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記無機粒子は、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化亜鉛、またはそれらの２つ以上のものの混合物を備えている、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、その内容全体が参照することによって本明細書に組み込まれる２０１７年１２月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／６０７，８２４号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
交互に入れ替わる無機ポリマー膜と有機ポリマー膜とから構成される多層カプセル化スタックが、発光デバイスを水蒸気および酸素への暴露の有害な影響から保護するために使用されている。残念ながら、スタック内の無機層の屈折率（ＲＩ）と、その隣接するより低い屈折率の有機ポリマー層との間の差異が、２つの層間の界面における光の全内部反射をもたらし得、それは、デバイスから出射することが可能である光の割合を低減させる。さらに、無機ポリマー層と有機ポリマー層との間に高いＲＩ不整合がない場合でも、発光デバイスは、カプセル化スタック内の終端層と上にあるデバイス層との間の界面、または、上のデバイス層がない場合、カプセル化スタック内の終端層と空気との間の界面における光の全内部反射に起因して、光出力を限定されざるを得ない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書に説明される発明は、カプセル化スタック、および、多層カプセル化スタックを含む有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス等の発光デバイスに関する。多層カプセル化スタックは、従来のカプセル化スタックと比較すると、低減させられた全内部反射、したがって、改良された光出力効率を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】図１Ａは、その中に単一の高屈折率のドーム形状構造がデバイスの各サブピクセルの上に配置された複合膜を伴う多層カプセル化スタックを含むＯＬＥＤデバイスの一例の断面図を示す概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ＯＬＥＤデバイスの上面図である。
【０００５】
【図２】図２は、その中に単一の高屈折率の円筒形構造がデバイスの各サブピクセルの上に配置された複合膜を伴う多層カプセル化スタックを含むＯＬＥＤデバイスの第２の実施形態の断面図を示す概略図である。
【０００６】
【図３】図３は、その中に複数の高屈折率のドーム形状構造がデバイスの各サブピクセルの上に配置された複合膜を伴う多層カプセル化スタックを含むＯＬＥＤデバイスの一例の断面図を示す概略図である。
【０００７】
【図４】図４は、その中に複数の高屈折率のドーム形状構造がデバイスのサブピクセルの上に配置された複合膜を伴う多層カプセル化スタックを含むＯＬＥＤデバイスの別の例の上面図を示す概略図である。
【０００８】
【図５Ａ】図５Ａは、その多層カプセル化スタックの上に複合膜を有するＯＬＥＤデバイスの断面図を示す概略図である。
【０００９】
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの多層カプセル化スタックをより詳細に示す概略図である。
【００１０】
【図６】図６は、図１Ａおよび図１ＢのＯＬＥＤデバイスを作製する方法の概略図である。
【００１１】
【図７】図７は、図２のＯＬＥＤデバイスを作製する方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書に説明されるデバイスは、その中にデバイスの活性領域が保護多層カプセル化スタックでカプセル化された種々の電子および光電子デバイスを含む。ＯＬＥＤまたは他の電子もしくは光電子デバイスでは、「活性領域」は、電気エネルギーまたはトランジスタ活動の増幅のいかなる要件も満たす必要がなく、概して、電気もしくは光電気活動（例えば、発光、吸光、または光変換）が生じ得る領域を指し得る。活性領域自体は、概して、例えば、電極、電荷注入層、電荷輸送層、および／または発光層を含む複数のデバイス層から構成される多層構造であろう。カプセル化スタックの種々の利点が、例証的例として、上面発光ＯＬＥＤデバイスを使用して下で説明されるが、カプセル化スタックは、他の上面発光照明デバイス、上面発光量子ドット（ＱＤ）−ＬＥＤデバイス、マイクロＬＥＤディスプレイ、およびＱＤフォトルミネセンス（ＰＬ）発光色コンバータを含む他の発光デバイスにも適用されることができる。加えて、この技術は、デバイスの中に結合される大量の光が有利である光センサおよび光電セルにも適用されることができる。
【００１３】
多層カプセル化スタックを含むＯＬＥＤデバイス１００の一実施形態の断面図を示す概略図が、図１Ａに描写される。ＯＬＥＤデバイスの上面図が、図１Ｂに示される。ＯＬＥＤデバイスのこの実施形態は、複数の活性領域１０４と、ＯＬＥＤデバイス基板１０２とを含む。多層カプセル化スタック１０６が、活性領域１０４の上に配置される。下にある活性領域１０４を空気および／または湿気への暴露による劣化から保護する多層カプセル化スタック１０６は、周囲の大気中に存在する、水蒸気、酸素、および／または他の反応性ガスへの活性領域１０４の暴露を抑制する第１の無機障壁層１０８を含む。第１のポリマー層１１０を含む第１の領域を含む複合膜１０９が、第１の無機障壁層１０８に隣接している。第１のポリマー層１１０は、１つ以上の有機ポリマーから構成され、カプセル化スタックを平坦にするための平坦化層を提供する。図１Ａに描写されるＯＬＥＤデバイスの実施形態では、多層カプセル化スタック１０６は、複合膜１０９の上に配置される第２の無機障壁層１０８Ａを含む。カプセル化スタックの他の実施形態では、層の順序は、複合膜１０９が、最初に製作され、第１の無機障壁層１０８の製作が後に続くように、逆にされ得る。そのような実施形態では、第２の平坦化ポリマー層および第２の無機障壁層が、下にあるデバイスのための十分なカプセル化を提供するために、次いで、連続的に堆積され得る。したがって、修正されたプロセスは、デバイスの活性領域の直接上での複合膜１０９の堆積を含み、第１の無機障壁層の堆積が続き、第２のポリマー層の堆積が続き、第２の無機障壁層の堆積が続く。加えて、より多いまたは少ない数の無機障壁層およびポリマー層が、提供されることもできる。例えば、図１Ａのカプセル化スタックは、第２の無機障壁層１０８Ａ上に配置される第２のポリマー層を有し得る。図１ＡのＯＬＥＤデバイスの活性領域１０４は、ＯＬＥＤデバイス１０２の基板内に埋め込まれているか、またはそれによって支持された発光サブピクセル（例えば、赤色、緑色、および／または青色サブピクセル）であり得る。これらのサブピクセルの各々は、第１の電極（例えば、カソード）と第２の電極（例えば、アノード）との間に配置される有機発光層を含み得る。随意に、電子輸送層および／または電子注入層が、カソードと発光層との間に配置され得、正孔輸送層および／または正孔注入層が、アノードと発光層との間に配置され得る。
【００１４】
カプセル化スタック内の少なくとも１つの層は、第１のポリマーから形成される第１の領域と、第２のポリマーから形成される第２の領域とを含む複合膜であり、第２の領域は、第１の領域より高いＲＩを有し、さらに、第２の領域は、望ましくは、第１の無機障壁層１０８の無機材料のＲＩと同一またはほぼ同一であるＲＩを有する。第２の領域は、典型的には、第１の領域によって包囲されるか、または、その中に埋め込まれた複数のサブ領域を含む不連続領域であることができる。例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示される複合膜１０９の実施形態では、サブ領域は、複数のドーム形状構造１１２である。サブ領域１１２と無機障壁層１０８との間の低減させられたＲＩ不整合の結果として、無機障壁層１０８と構造１１２との間の界面におけるサブピクセル１０４から放射される光の全内部反射が、低減させられる。サブ領域１１２のために好適なＲＩは、無機障壁層のＲＩに依存するであろう。多層カプセル化スタックのいくつかの実施形態では、サブ領域および無機障壁層のＲＩは、（１０％以下、さらに５％以下を含む）±１５％以下だけ異なる。例証としてのみ、約１．８５〜約２．２の範囲内のＲＩを伴うＳｉＮｘを含む無機障壁層に関して、サブ領域は、約１．７以上のＲＩを有し得る。
【００１５】
より高いＲＩの領域が作製される材料は、１つ以上の有機ポリマー、または、ポリマー母材中に分散された無機粒子を含むポリマー材料を含むポリマー複合物を含むポリマー材料であり得る。好適なポリマーは、アクリル、ウレタン、およびエポキシを含む。好適な無機粒子は、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化亜鉛、およびそれらの２つ以上のものの混合物等の金属酸化物粒子を含む。随意に、無機酸化物粒子は、ポリマー母材中におけるそれらの分散性を改良するキャッピング剤で表面官能化され得る。そのようなキャッピング剤は、２−［２−（２−９−メトキシエトキシ）エトキシ］酢酸および／またはメトキシ（トリエチレンオキシ）プロピルトリメトキシシラン、および／または３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、および／またはｎ−オクチルトリメトキシシラン、および／またはドデシルトリメトキシシラン、および／またはｍ、ｐ−エチルフェネチルトリメトキシシランを含み得る。いくつかの実施形態では、同一の金属酸化物が、複合膜および無機障壁層のより高いＲＩの領域内に存在する。例証としてのみ、米国特許公開第２０１４／０３２２５４９号（その開示全体は、参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明されるナノ複合体コーティング内で使用される高ＲＩの高分子ナノ結晶複合材料が、本明細書に説明される多層カプセル化スタックの複合膜内のより高いＲＩの領域を形成するために、使用され得る。
【００１６】
図１Ａの複合膜の実施形態では、サブ領域１１２は、サブ領域のより高いＲＩ材料と第１の領域のより低いＲＩ材料との間に非平面状の界面を提供し、それによって、それらは、その界面において反射される光の角度を変化させ、それによって、全内部反射が抑制され、光外部結合および抽出が向上させられる。粒子を含むより高いＲＩの領域材料のいくつかの実施形態では、粒子は、分散中心としてのきのぅを果たし、内部反射および光トラッピングをさらに低減させ得る。しかしながら、光の散乱が、所望されない用途に関して、粒子は、光の散乱を回避または最小化するために十分に小さい直径を有し得る。複合膜のサブ領域は、種々の形状およびサイズを有することができる。例えば、図１Ａに示されるように、サブ領域は、規則的アレイまたは無作為パターンに配列された半球体（ドーム）等の構造であることができる。形成されると、構造は、第１の領域のより低いＲＩのポリマー材料の層で被覆されることにより、平滑平面状または実質的に平面状の表面を形成することができ、その上に次の無機障壁層が形成され得る。代替として、サブ領域は、図２に示されるような、規則的アレイまたは無作為パターンに配列される円柱物１１４であることができる。デバイスのこの実施形態では、第１の領域１１０は、円柱物１１４を包囲し、第１の領域１１０と円柱物１１４とによって形成される表面が、平滑平面状または実質的に平面状表面を提供し、その上に次の無機障壁層１０８Ａが形成され得る。円筒形構造の使用は、円筒形のサブ領域１１４と第１の領域１１０との間に形成される垂直界面１１６において反射される光が、デバイスの発光面の方に向けられ、さらに、第１の無機障壁層１０８および／または活性領域１０４内の光のトラッピングを低減させ得るので、有益であり得る。
【００１７】
サブ領域の寸法および場所は、それらがデバイス内の全内部反射を低減させることが可能である限り、厳密に限定されない。例えば、半球構造を含むサブ領域の種々の実施形態は、１μｍ〜５０μｍの範囲内の半径、１μｍ〜１００μｍの範囲内の構造間間隔（ピッチ）、および／または１μｍ〜５０μｍの範囲内の高さを有するが、これらの範囲外の寸法も、使用されることができる。形成されると、サブ領域は、第１の領域のより低いＲＩのポリマー材料の層で被覆されるか、または、その中に側方から封入され、平滑平面状または実質的に平面状の複合膜表面を形成することができ、その上に次の無機障壁層が形成され得る。代替として、第１の領域および第２の領域は、平滑平面状または実質的に平面状の表面を有する複合膜に同時に形成されることができ、その上に次の無機障壁層が形成され得る。
【００１８】
色のにじみおよび他の望ましくない視覚効果を回避または低減させるために、サブ領域は、ディスプレイデバイスの分解能と比例した分解能でパターン化（例えば、インクジェット印刷）されることができる。例えば、多層カプセル化スタックのいくつかの実施形態では、図１Ａ、図１Ｂ、および図２に図示されるような、各ピクセルまたはピクセル内の各サブピクセルに関連付けられた１つのサブ領域が、存在する。他の実施形態では、サブ領域は、複数のサブ領域が各ピクセルまたはサブピクセルの上に配置されるように、ピクセルまたはサブピクセルよりはるかに小さい。例えば、サブ領域は、ディスプレイデバイス内の各ピクセルまたはサブピクセルの上にクラスターで局所化されることができる。これは、その上にカプセル化スタック３０６が配置されるＯＬＥＤサブピクセル３０４を含むディスプレイデバイスの一部の断面図を示す図３に図式的に図示される。カプセル化スタック３０６は、第１の無機障壁層３０８と、第１の領域３１０を含む複合膜３０９と、ＯＬＥＤ３０４の上に群がった複数のドーム形状のサブ領域３１２を含む第２の領域と、複合膜３０９の上の第２の無機障壁層３０８Ａとを含む。
【００１９】
単一のサブピクセルの上に局所化される複合膜の２つ以上のサブ領域を有する概念が、図４にさらに図示され、それは、３つのサブピクセル（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ））の上面図を示し、それらの各々は、複合膜の３つの上にあるサブ領域４１２に関連付けられている。
【００２０】
カプセル化スタックの上ではなく、多層カプセル化スタック内の第１（すなわち、最も下）の無機障壁層の上に複合膜を実装する利点は、そのような場所が、サブピクセルの発光層と複合膜の高ＲＩのサブ領域との間の距離を低減させることである。これは、それが、ＯＬＥＤディスプレイの知覚される分解能、黒色コントラスト、および／または色域を減少させ得る色のにじみを低減させることに役立つので、有利である。
【００２１】
図１Ａ、図１Ｂ、および図２に示されるデバイスの実施形態における複合膜は、カプセル化スタックの第１の無機障壁層上に直接位置付けられるが、他の実施形態では、複合膜は、カプセル化スタック内の第２の（またはより高い）無機障壁層上に形成されることができる。例えば、複合膜は、図５Ａおよび図５Ｂに描写されるＯＬＥＤデバイスに示されるように、カプセル化スタックの上部無機障壁層上に設置されることができる。加えて、複合膜は、多層カプセル化スタック内の２つ以上の無機障壁層上に提供されることができる。さらに他の実施形態では、複合膜は、下にある活性領域の上面上に（例えば、ＯＬＥＤスタックの上部電極上に）直接設置され、カプセル化スタックの第１の層を提供することができる。
【００２２】
複合膜が、カプセル化スタック内の第２のまたはより高い無機障壁上に設置される実施形態では、複合膜の下にあるカプセル化スタック内の層の全て（ポリマー平坦化層を含む）は、高ＲＩ材料から作製されるべきである。そのような実施形態では、下にある平坦化層は、複合膜内の第２の領域と同一の材料組成を有することができる。しかしながら、平坦化層が、カプセル化スタック内の無機障壁層の無機材料のＩＲと同一またはほぼ同一である（例えば、１５％以下だけ異なる）ＲＩを有する限り、平坦化層および複合膜内の第２の領域は、同一の組成を有する必要はない。例証にすぎないが、約１．８５〜約２．２の範囲内のＲＩを伴うＳｉＮｘを含む無機障壁層に関して、高ＲＩの平坦化層は、約１．７以上のＲＩを有し得る。
【００２３】
カプセル化スタックの最終層として複合膜を含むＯＬＥＤディスプレイデバイスのある実施形態が、図５Ａに図式的に図示される。この図は、断面図であり、ＯＬＥＤデバイスの活性領域５３０の構成要素を含む。これらは、反射アノード５２２と、有機層スタック５２４と、半透明カソード５２６とを含む。活性領域５３０の上にカプセル化スタック５０６および上部保護ガラス層５２８が、配置される。有機層スタック５２４は、上部から底部まで、電子注入層と、電子輸送層と、発光層と、正孔輸送層と、正孔注入層とを含み得る。ＯＬＥＤデバイスは、支持基板５２０をさらに含み得る。本明細書に示される実施形態では、カプセル化スタック５０６の最終層は、他の下にあるカプセル化スタック層５１１（本明細書では、単純化のために、単一のブロックとして示される）の上に配置される本明細書に説明されるタイプの複合膜５０９を含み得る。図５Ｂは、上側複合膜５０９を伴うカプセル化層５０６のさらに詳細な断面図を示す。この複合膜は、複合膜５０９が、カプセル化スタックの上部にあり、カプセル化スタックの下にある層がサブ領域５１２が形成されるものと同一材料であり得る高ＲＩの材料を含む１つ以上の無機障壁層５０７を含むことを除いては、図３に示されるものに類似する構造を有する。単純化のために、図５Ａおよび５Ｂに示されるディスプレイデバイス内の層の全ては、同一の厚さを有するものとして描写される。しかしながら、当業者が理解するであろうように、層は、それらの特定の機能に応じて、実施のディスプレイデバイスでは、異なる厚さを有するであろう。例えば、有機層スタックは、典型的には、実質的には、カプセル化スタック層５１１および５０９より薄いであろう。
【００２４】
カプセル化スタックの層内における高ＲＩ領域を含む複合膜の使用は、そのような膜を含まないが、他の点では同一であるＯＬＥＤデバイスと比較すると、膜を組み込むＯＬＥＤデバイスの光抽出効率および統合された電流効率を大きく向上させることができる。例証として、本教示によるカプセル化スタックの種々の実施形態は、ＯＬＥＤデバイスの抽出効率を少なくとも３０％（例えば、３０％〜４０％）、およびＯＬＥＤデバイスの統合された電流効率を少なくとも７０％（例えば、７０％〜１００％）増加させる。加えて、複合膜を含むカプセル化スタックは、放射される光の視野角依存度を低減させ、より高品質の表示をもたらすことができる。
【００２５】
多層カプセル化スタックの無機障壁層を製作するために有用である無機材料の例は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化ケイ素、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＨｆＯ２、および酸窒化ケイ素（ＳｉＯＸＮＹ）のうちの１つ以上のもの等、種々の窒化物、酸化物、ならびに酸窒化物を含むことができる。無機障壁層は、活性領域の上に堆積させられ、または別様に形成されることができ、基板および活性領域の暴露される表面の全体もしくは実質的に全体の上に（例えば、化学薬品および／または物理蒸着を介して）ブランケットコーティングされ得る。
【００２６】
複合膜の第１および第２の領域ならびに多層カプセル化スタックの他のポリマー平坦化層を製作するために有用であるポリマーは、熱（例えば、焼成）、放射（例えば、紫外線暴露）、または他のエネルギーベースの（例えば、電子ビーム）硬化技法のうちの１つ以上のものを使用して硬化可能である種々のポリマー材料を含み、それらは、硬化させられると、ポリマー薄膜および／またはポリマー構造を形成し得る。カプセル化スタックの種々のポリマー層は、種々のポリマー堆積技法を使用して形成されることができる。ＯＬＥＤデバイスのいくつかの実施形態では、複合膜を含むカプセル化スタックのポリマー層は、基板の上（例えば、無機障壁層の上）に硬化性モノマー、オリゴマー、および／またはポリマーを含むインク組成物をインクジェット印刷し、組成物を硬化させ、ポリマー膜を形成することによって、形成される。加えて、インク組成物は、１つ以上の架橋剤、重合開始剤、および／または溶媒を含み得る。ポリマー平坦化層は、インクジェット印刷以外のコーティング技法を使用して、デバイス基板上にインク組成物を適用し、その後、組成物を硬化させ、ポリマー膜を形成することによって、作製されることもできる。
【００２７】
インク組成物中に含まれ得るアクリレートおよびメタクリレート（本明細書では、集合的に（メタ）アクリレートと称される）モノマーの例は、モノ（メタ）アクリレートモノマー、ジ（メタ）アクリレートモノマー、ならびにより高い官能性の（メタ）アクリレートモノマーを含む。インク組成物の種々の実施形態では、（メタ）アクリレートモノマーは、ポリエーテルである。インク組成物の種々の実施形態では、（メタ）アクリレートモノマーは、アルコキシル化脂肪族ジ（メタ）アクリレートモノマーである。これらは、ネオペンチルグリコールプロポキシレートジ（メタ）アクリレートおよびネオペンチルグリコールエトキシレートジ（メタ）アクリレート等のアルコキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレートを含むネオペンチルグリコール基含有ジ（メタ）アクリレートを含む。他の好適な（メタ）アクリレートモノマーは、限定ではないが、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、およびメタクリル酸ベンジル等のアルキル（メタ）アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール（メタ）アクリレート、アルコキシル化テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２−フェノキシエチル（メタ）アクリレートならびにフェノキシエチル（メタ）アクリレート等のフェノキシアルキル（メタ）アクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチル（メタ）アクリレートを含む。他の好適なジ（メタ）アクリレートモノマーは、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，１２−ドデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラート、およびポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートモノマーを含む。単独で、または組み合わせて、インク組成物の種々の実施形態に含まれ得る他のモノおよびジ（メタ）アクリレートモノマーは、ジシクロペンテニルアクリレート（ＤＣＰＯＥＡ）、アクリル酸イソボルニル（ＩＳＯＢＡ）、ジシクロペンテニルメタクリレート（ＤＣＰＯＥＭＡ）、イソボルニルメタクリレート（ＩＳＯＢＭＡ）、ならびにＮ−オクタデシルメタクリレート（ＯｃｔａＭ）を含む。環上のメチル基のうちの１つ以上のものが水素に置換されるＩＳＯＢＡおよびＩＳＯＢＭＡの同族体（集合的に「ＩＳＯＢ（Ｍ）Ａ」同族体）も、使用されることができる。
【００２８】
多官能性（メタ）アクリレート架橋剤は、望ましくは、少なくとも３個の反応性（メタ）アクリレート基を有する。したがって、多官能性（メタ）アクリレート架橋剤は、例えば、トリ（メタ）アクリレート、テトラ（メタ）アクリレート、および／またはより高い官能性の（メタ）アクリレートであることができる。ペンタエリスリトールテトラアクリレートまたはペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジ（トリメチロールプロパン）テトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、およびジ（トリメチロールプロパン）テトラメタクリレートは、一次架橋剤として使用され得る多官能性（メタ）アクリレートの例である。用語「一次」は、本明細書では、インク組成物の他の成分も、架橋に関与し得ることを示すために使用されるが、それは、それらの主要な機能的目的ではない。
【００２９】
米国特許出願公開第２０１４／０３２２５４９号におけるナノ複合体コーティングを形成するために使用される組成物は、複合膜の第２の領域および／またはカプセル化スタック内の任意の高ＲＩの平坦化層を形成するために使用され得るインク組成物の例である。米国特許出願第ＵＳ２０１６００２４３２２号、第ＵＳ２０１７／００６２７６２号、および第ＵＳ２０１７／０３５８７７５号において説明されるインク組成物は、複合膜の第１の領域および／または多層カプセル化スタック内の他のポリマー平坦化層を形成するために使用され得るインク組成物の例である。
【００３０】
インクジェット印刷を介して適用されるインク組成物の特性に関して、初期のインク組成物の表面張力、粘度、および湿潤性質は、印刷のために使用される温度において（例えば、室温約２５℃）ノズルを乾燥または閉塞させることなく、組成物がインクジェット印刷ノズルを通して分注されることを可能にするように調整されるべきである。例証として、ポリマー層を形成するために使用されるインク組成物のいくつかの実施形態は、２５℃において約１０ｃＰ〜約２８ｃＰ（例えば、約１５ｃＰ〜約２６ｃＰを含む）の粘度、および２５℃において約２８ダイン／ｃｍ〜約４５ダイン／ｃｍの表面張力を有する。インクジェット印刷のためのインク組成物を調節または最適化するために、溶媒、界面活性剤、粘度調整剤等が、インク組成物中に含まれ得る。好適な有機溶媒は、エステルおよびエーテルを含む。インクの粘度および表面張力に対処することに加えて、インク組成物が堆積される表面の表面エネルギーも、所望されるインク発散を達成するために修正されることができる。これは、プラズマ処理、表面改質剤を含むガスへの暴露、および表面改質剤を含む薄いプライマ層のコーティングによって行われることができる。これらの表面改質剤をパターン化された方式で堆積させ、したがって、インクが基板上の定義される場所に固定されるようにすることも、可能である。
【００３１】
図１Ａおよび図１Ｂに示されるタイプのＯＬＥＤデバイスを作製する方法が、図６に図式的に図示される。最初に、１つ以上の活性領域（例えば、サブピクセル）１０４が、デバイス基板１０２上に形成され、第１の無機障壁層１０８が、活性領域の上に膜として堆積される。次いで、複合膜のサブ領域を構成する材料を含むインク組成物６００の液滴が、活性領域１０４の上に第１の無機障壁層１０８の上に堆積（例えば、インクジェット印刷）される（パネル（ａ））。表面上に分散された液滴は、硬化し、ドーム形状構造１１２を形成する（パネル（ｂ））。本明細書に示される実施形態では、各活性領域のために１つのドーム形状構造が、存在する。活性領域が、異なる色を放射するサブピクセルを備えている場合、サブ領域の組成物は、異なるサブピクセルのための所望される光学特性を満たすように、独立して調節されることができる。本明細書に示されていないが、ピクセルバンクが、それが印刷された後の分布するインク組成物６００を閉じ込めるために使用されることができる。代替として、インク組成物６００は、それが、インク組成物の湿潤特性を制御する疎水性および／または親水性領域を用いて堆積される基板の表面のパターン化によって閉じ込められることができる。次いで、複合膜の第１のより低いＲＩ領域を構成する材料を含むインク組成物６０２の液滴が、より高いＲＩの構造１１２の上に第１の無機障壁層１０８上にコーティングとして堆積（例えば、インクジェット印刷）される（パネル（ｃ））。コーティングは、次いで、硬化させられ、第１の領域１１０を形成する。最後に、第２の無機障壁層１０８Ａが、複合膜１０９の第１の領域を構成する第１のポリマー層の上に膜として堆積される（パネル（ｄ））。別のアプローチでは、より高いＲＩのインク組成物６００が、より低いＲＩのインク組成物６０２の堆積の前に硬化させられない。この場合、２つのインク組成物が、それらが、混合しないように、または、それらが、最終デバイスにおける構造の光外部結合の利点が保持されるように、部分的にのみ混合するように最適化される。このプロセスに対する変形例では、サブ領域構造１１２を形成するインク組成物が、堆積の後、但し、第１の領域を形成するより低いＲＩのインク組成物が堆積される前に、硬化させられる。この場合、２つの硬化させられた領域間の界面は、明確に画定され、急激である。このアプローチは、２つのインク組成物間の混合が、硬化することによって抑制されるので、インク組成物システムによる制約を殆ど加えない。
【００３２】
図２に示されるタイプのＯＬＥＤデバイスを作製する方法が、図７に図式的に図示される。この方法では、サブ領域のより高いＲＩの構造を作製するためのインク組成物４００、および第１の領域を作製するためのインク組成物６０２は、それらが第１の無機障壁層１０８の表面を濡らし、表面上に平面状コーティングを同様に形成するが、それらがコーティング内で実質的に混合しないように設計される。インク組成物６００および６０２の液滴が、印刷するステップ（パネル（ａ）ならびに（ｂ））間で硬化することなく、第１の無機障壁層１０８の上に（同時または連続的のいずれかで）印刷されることができ、コーティングが、次いで、硬化させられ、それによって、第１の領域１１０のポリマー層内に側方から封入される円筒形のサブ領域構造（もしくは円錐に似ている特徴）１１４が、形成され、第２の無機障壁層１０８Ａの堆積が、後に続く（パネル（ｃ））。この方法では、混合する区域が、比較的に小さく、２つの領域間のＲＩ差が維持される限り、インク組成物間におけるある程度の混合は、許容可能である。
【００３３】
制御されるプロセス環境を提供するように構成されるエンクロージャ内に収容され得る産業用インクジェット印刷システムが、デバイス基板上へのインク組成物の堆積のために使用されることができる。本明細書に説明されるインク組成物の堆積のためのインクジェット印刷は、いくつかの利点を有し得る。第１に、ある範囲の真空動作が、インクジェットベースの製作が、大気圧において実施され得るので、排除されることができる。加えて、インクジェット印刷プロセス中、インク組成物が、活性領域の側方縁を含む活性領域を事実上カプセル化するために活性領域の上、かつその近位にあるＯＬＥＤ基板の一部を被覆するように局所化することができる。インクジェット印刷を使用する標的化されるパターン化は、材料浪費を排除し、かつ、典型的に、例えば、種々のマスキング技法によって要求されるもののように、有機薄膜のパターン化を達成することが要求される追加の処理を排除することをもたらす。インク組成物は、例えば、米国特許第９，３４３，６７８に説明されるもの等の印刷システムを使用して、印刷されることができる。
【００３４】
本教示は、制限的ではなく、例証的であることが意図される。説明において、種々の特徴が、本開示を合理化するために、一緒に群化され得る。これは、請求されていない開示された特徴がいずれの請求項にも不可欠であることを意図するものとして解釈されるべきではない。むしろ、本発明の主題は、特定の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ないものにあり得る。したがって、以下の請求項は、実施例または実施形態として本明細書の発明を実施するための形態に組み込まれ、各請求項は、別個の実施形態として独立し、そのような実施形態は、種々の組み合わせもしくは順列において互いに組み合わせられ得ることが考慮される。本発明の範囲は、そのような請求項が享有する均等物の全範囲とともに、添付される請求項を参照して決定されるべきである。
【図１Ａ】
2021507448.tif 000003
【図１Ｂ】
2021507448.tif 000004
【図２】
2021507448.tif 000005
【図３】
2021507448.tif 000006
【図４】
2021507448.tif 000007
【図５Ａ】
2021507448.tif 000008
【図５Ｂ】
2021507448.tif 000009
【図６】
2021507448.tif 000010
【図７】
2021507448.tif 000011
【国際調査報告】
2021507448.tif 000012
2021507448.tif 000013