(57)【要約】【課題】有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法及び装置、並びに有機発光ディスプレイを提供する。【解決手段】レーザービームアブレーションにより有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法において、前記レーザービームは以後に構造化される陰極または陽極構造の周期的な部分と一致すべくそのプロファイルが変形されることを特徴とする。【選択図】　　　　　　図５
2004071545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービームを用いたアブレーションにより有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法において、
前記レーザービームは以後に構造化される陰極または陽極構造の周期的な部分と一致すべくそのプロファイルが変形されることを特徴とする有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法。
【請求項２】
前記レーザービームは２０ｎｓ以下のパルス期間を有するパルスレーザーであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法。
【請求項３】
前記パルスレーザーは、紫外線レーザー、赤外線レーザーまたは可視レーザーであることを特徴とする請求項２に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法。
【請求項４】
前記パルスレーザーは２４８ｎｍ　ＫｒＦ　エクサイマーレーザーであることを特徴とする請求項２に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法。
【請求項５】
前記陰極及び／または陽極はアブレーションが行われる前にレーザー光の吸収を増加させる材料によってコーティングされることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法。
【請求項６】
前記材料はグラファイトであることを特徴とする請求項５に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法。
【請求項７】
前記レーザービームは光学ユニットにより変形されて放射されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法。
【請求項８】
レーザービームを用いたアブレーションによって有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化するレーザー光源を有する装置において、
以後に構造化される陰極または陽極構造の周期的な部分と一致すべく前記レーザービームのプロファイルを変形させる光学ユニットを有することを特徴とする有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する装置。
【請求項９】
前記光学ユニットは間隙を含むことを特徴とする請求項８に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する装置。
【請求項１０】
前記光学ユニットは複数の間隙を含むことを特徴とする請求項８に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する装置。
【請求項１１】
前記光学ユニットはビーム均質化器、間隙及び１つ以上の円筒状レンズを含むことを特徴とする請求項８に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する装置。
【請求項１２】
前記装置は排気ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する装置。
【請求項１３】
前記装置は出口ベントをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する装置。
【請求項１４】
前記装置は排気ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する装置。
【請求項１５】
請求項１ないし７による方法により構造化された陰極及び／または陽極を含む有機発光ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機発光要素（Ｏｒａｇｎｉｃ　ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ、ＯＬＥＤ）に基づいた表示ユニットの陰極及び／または陽極の構造化のための方法及び装置、並びに有機発光ディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光要素はディスプレイにおいて、シンボル、イメージなどを表示するために使われる。有機発光要素においては、少なくとも１つの有機半導体層（すなわち、電気発光物質）が発光のための透明な２つの電極間に配置される。陽極としてはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が頻繁に使われる。この材料はコーティングによりガラス基板上に積層され、可視スペクトル範囲で透明である。陰極としてはアルミニウムのような金属が蒸着される。電圧を加えることによって発光するが、その発光色は前記有機半導体層により決まる。発光を得るためには、陰極からの電子だけでなく陽極からの陽の電荷運搬体（ディフェクト電子または正孔）も有機物質に注入する必要がある。この場合、電子と正孔とが出会うことによって、結果は電気的に中性の励起状態となる。その後は発光しつづけてその基本状態に戻る。
【０００３】
高解像度のディスプレイを提供するために、陰極及び陽極はそれらがマトリックスを形成するように構造化されねばならない。陰極と陽極との個別的な重複点は次の段階で画素または画点を形成する。
【０００４】
一般的に、第１電極（通常、陽極）は、有機半導体層が第１電極に適用される前に基板（例えば、ガラス）に配置される。このために、第１電極は、例えば、フォトリソグラフィー法により相対的に容易に構造化される。これにより、第２電極、通常陰極を構造化することは、有機半導体材料が構造化される間、有機半導体層が化学的及び／または熱的な影響（なお、本明細書で用いられている「Ａ及び／またはＢ」という用語は、「Ａ、Ｂのいずれか一方または双方」と言う意味である。）に敏感に反応することから難しい。
【０００５】
この第２電極を構造化するための方法としては多様な方法が知られている。
【０００６】
一つの可能性は、特許文献１及び２に開示されているように、いわゆるシャドーマスクを用いて陰極材料を積層（蒸着）することである。蒸着工程中、シャドーマスクには熱応力がかかり、しかもその間蒸着された物質によって汚染される。このような状況は複雑で徹底的なシャドーマスクの清掃とこのようなシャドーマスクの定期的な入替えを必要とする。コーティングされる基板中央の解像度はあまり高くないため、より大きな基板に対してより大きなシャドーマスクを使用する時、重力がさらに他の付加的な問題を起こす。
【０００７】
突出された構造を有するフォトレジスト層が第１電極に適用される時、最上位電極の分離構造化のためにシャドーマスクは使用しなくても良い。これは特許文献３に開示されている。このような突出構造のシャドー形成の結果、第２電極材料が蒸着される間に構造化される。しかし、突出構造の微々たる損傷や欠点さえも、両電極ラインの明白な分離を妨害しうる。
【０００８】
フォトリソグラフィー技術及び／またはリフトオフ技術の使用においてより大きな可能性が存在する。しかし、適用された化学薬品が、例えば、水の浸透に対して非常に敏感に反応する有機半導体層に損傷を引き起こす危険がある。これを避けるために、多くの作業段階を有する複雑な装置を要求する精巧な工程が必要である。
【０００９】
前記方法の短所を克服するためにレーザーアブレーション（削磨）の使用が要求される。この場合、均質な陰極層から特別な部分が陰極構造に保持されてはならず、これはレーザー放射により除去される。レーザーアブレーションの原理は電極材料へのレーザーエネルギーの流入の結果として起こる蒸着工程が過度に速くて何れの熱力学的な平衡もそれ自身を確立出来ないということを利用している。有機発光要素を生産するためのレーザーアブレーションの使用は、非特許文献１、だけでなく特許文献４、５、６、７からも知られている。
【００１０】
この場合、全ての公知の方法において、点状のレーザープロファイルが適用される。ここでの結果はレーザービームが陰極表面に対してスキャンされなければならないということで、偏向鏡や同様に光学的に効率的な装置により陰極表面から取られる陰極表面のそれぞれの部分に投射されなければならないということを意味する。これは短所であり、高価なガルボメータ（ｇａｌｖｏｍｅｔｅｒ）ユニット及び／または偏向ユニットを使用しなければならない理由である。しかも、レーザービームのスキャンニングの結果として、今後のディスプレイスクリーンにおける非均質性を誘発する原因となる重複が生じる。その理由はガルボメータユニットの小さな鏡が高い偏向周波数を有する特定の慣性を受け、結果的に目標を超えて振動することにある。非特許文献１の方法において、電子顕微鏡で使われるものと同一なメッシュストリップはアブレーションされる電極表面に直接適用される。この場合にメッシュはレーザー電極の解像度を示す。その後、スキャニングがエクサイマーレーザーでメッシュ上にて行われ、電極材料はメッシュの間隙を通じて除去される。ここでのさらなる短所はメッシュの電極表面との直接的な接触により工程中に損傷が生じることがあるということである。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第６，１５３，２５４号公報
【特許文献２】
米国特許第２，７４２，１９２号公報
【特許文献３】
ヨーロッパ特許ＥＰ　０　９１０　１２８　Ａ２
【特許文献４】
ＥＰ０　７５８　１９２　Ａ２
【特許文献５】
ＷＯ９８／５３５１０
【特許文献６】
ＷＯ９９／０３１５７
【特許文献７】
米国特許６，１４６，７１５
【非特許文献１】
Ｎｏａｃｈ　ｅｔ　ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．６９，Ｎｏ．２４，１９９５，Ｓ．３６５０−３６５２
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を解決するために創出されたものであって、本発明が解決しようとする技術的課題は前記短所を除去し、かつ低コストの有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法及び装置、並びに有機発光ディスプレイを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記技術的な課題を達成するために、本発明に係る有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する方法では、前記レーザービームは以後に構造化される陰極または陽極構造の周期的な部分と一致すべくそのプロファイルが変形されることを特徴とする。
【００１４】
本発明において、前記レーザービームは２０ｎｓ以下のパルス期間を有するパルスレーザーであることを特徴とする。
【００１５】
前記パルスレーザーは、紫外線レーザー、赤外線レーザーまたは可視レーザーであるか、２４８ｎｍ　ＫｒＦ　エクサイマーレーザーで有り得る。
【００１６】
本発明の前記陰極及び／または陽極はアブレーション前にレーザー光の吸収を増加させる材料によりコーティングされることが望ましい。
【００１７】
この際、前記材料はグラファイトよりなることが望ましい。
【００１８】
本発明の前記レーザービームは光学ユニットにより変形されて放射されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る有機発光ディスプレイの陰極及び／または陽極を構造化する装置では、以後に構造化される陰極または陽極構造の周期的な部分と一致すべく前記レーザービームのプロファイルを変形させる光学ユニットを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の前記光学ユニットは間隙を含んでなり、複数の間隙を有する。
【００２１】
また、前記光学ユニットはエネルギー密度の調和のためにビーム均質化器、間隙及び１つ以上の円筒形レンズを含んでなることができる。
【００２２】
前記装置は排気ユニットをさらに含むことが望ましい。
【００２３】
また、前記装置は出口ベントをさらに含むことが望ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明に係る望ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
図１は、有機発光要素の一例を示す概略的な断面図である。これは光透過性基板１に配置された陽極２よりなる。陽極２に電気蛍光体よりなる発光層４が配置されている。陰極５は発光層４に位置する。電流源は陽極２と陰極５とに連結されている。そして、電流の流れは電気蛍光体の発光に至るようにする。
【００２６】
高解像度のＯＬＥＤに基づいたディスプレイにおいて、マトリックスが形成された多くの有機発光要素の配列が必要である。これらを個別的に選択可能なのは明確である。最も単純な例は、ＯＬＥＤに基づいてディスプレイを活性化する方法であって、図２に概略的に示されている。ここで、電気的蛍光体４はラインとカラムとを意味する２つの直交するセットの電極２、５間に入れられる。このような受動マトリックス配列において、有機発光要素は２つの機能を持つ。１つ目はディスプレイの一部として光を発し、２つ目はスイッチング機能を行わなければならない。
【００２７】
図３及び図４には、構造化されていない陰極を有するＯＬＥＤに基づいたディスプレイが示されている。これは基板１、基板上に位置した光透過性でかつ予め構造化された陽極２、ホール輸送層３、電気的蛍光体層４と構造化されていない陰極５より構成される。
【００２８】
ここでの作業割当ては受動マトリックス配列のために陰極５を線形的な方式で構造化することである。これは図５及び図６に示された装置により行われる。この場合、レーザービーム６は以後の構造化された陰極５構造の周期的な部分９に一致させるための光学ユニット７を通じて変形される。これはレーザービーム６が２つの陰極線間の空間を満たす方式に変形されることを意味する。レーザービーム６のプロファイル８は、例えば、ビーム均質化器、間隙及び１セットの円筒形レンズを持つ光学ユニット７により形成されうる。レーザーによりイメージ化される間隙は２つの隣接する陰極ライン間の空間のイメージを示す。現存するレーザー技術を有し、μｍ以下の範囲の構造をアブレーションすることができる。かかる理由及び前述した方法によって、最大の解像度を有するディスプレイは安価でかつ精巧に生産されうる。より遠いラインのアブレーションのために、基板はレーザー６ａと光学ユニット７とで構成される装置に関する２つのライン間の所望の範囲で移動できる。材料への熱流入をできるだけ最低レベルに保つために、２０ｎｓ以下のパルス期間を有するパルスレーザーが使用されうる。例えば、２４８ｎｍ　ＫｒＦ　エクサイマーレーザーのような紫外線領域のレーザーが使用されうる。通常、５００ｍＪ／ｃｍ２のパワー密度と２０ｎｓのパルス期間は一回のレーザーショットで約２５０ｎｍのＡｌ層をアブレーションするのには十分である。もし、より小さなパワー密度が適用されるならば、波長２４８ｎｍに対して反射係数０．９を有するＡｌ表面は、例えば、グラファイトのような強い吸収材で付加的にコーティングされうる。アブレーションの結果、放出された材料は陰極やその下に置かれた層を汚染させないために、排気ユニット１０及び出口ベント１１は吸入された材料の除去に用いられる。
【００２９】
また、本発明に係る方法はシャドーマスクを有する蒸着または突出されたフォトレジスト構造を有する基板の蒸着のような伝統的な方法で構造化する工程中に完全に分離されていない既に構造化された陰極及び／または陽極の修理に適用されうる。全体的なラインを１つの単一レーザーショットにより除去でき、このような方式により、１箇所または数箇所において前のように結合された２つの陰極ラインの分離が可能なために、そのような修理工程中に本発明に係る方法の使用は特に有益となる。すなわち、前述した方法及び装置を使用して最初の構造化工程で完全に分離されていない既に構造化された陰極層及び／または陽極層を修理できる。
【００３０】
本発明はここに提示されて示された具現例に限定されるものではない。また、本発明の体制を外れず、叙述された手段、特徴の組み合わせ及び変形によってさらに多様な具現例を実現できる。
【００３１】
【発明の効果】
前述したように本発明によれば次のような効果が得られる。
【００３２】
前述した短所を除去し、安価の有機発光要素の電極構造化のための装置及び方法が提供される。
【００３３】
本発明によれば、レーザーアブレーションを使用するのでレーザービームのスキャニングが必要ではない。
【００３４】
また、複雑でかつ高価のガルボメータユニットまたは偏向ユニットを使用する必要がない。
【００３５】
また、本発明は光学ユニットにより全体の基板幅に至る方式でレーザービームを拡張するので、大型基板に使用されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機発光要素の一例の概略的な断面図である。
【図２】受動的マトリックス配列の概略的な平面図である。
【図３】構造化されていない陰極を有する有機発光要素の受動マトリックス基板の断面図である。
【図４】構造化されていない陰極を有する有機発光要素の受動マトリックス基板の平面図である。
【図５】構造化された陰極を有する有機発光要素の受動マトリックス基板の平面図である。
【図６】構造化された陰極を有する有機発光要素の受動マトリックス基板の断面図である。
【符号の説明】
１　　　　基板
２　　　　陽極
３　　　　ホール輸送層
４　　　　有機発光層
５　　　　陰極
５ａ　　　　電圧
６　　　　レーザービーム
６ａ　　　　レーザー
７　　　　光学ユニット
８　　　　拡張されたプロファイルを有するレーザービーム
９　　　　陰極及び／または陽極構造の周期的な部分
１０　　　　排気ユニット
１１　　　　出口ベント
【図１】
2004071545.tif 000003
【図２】
2004071545.tif 000004
【図３】
2004071545.tif 000005
【図４】
2004071545.tif 000006
【図５】
2004071545.tif 000007
【図６】
2004071545.tif 000008