(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、前記基板上の発光層、及び、少なくとも１つのカラーフィルタを有し、前記発光層が２つの電極層とそれらの間に挟まれた有機エレクトロルミネッセンス材料を含む有機エレクトロルミネッセンス装置において、
前記発光層上に透明保護層を形成することにより、前記発光層が前記基板と前記透明保護層との間に挟まれるようにし、前記透明保護層の上に前記カラーフィルタを積層することにより、前記発光層と前記透明保護層が前記基板と前記カラーフィルタとの間に挟まれるようにした有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記透明保護層が、酸窒化シリコン及び窒化シリコンからなる群より選択される物質の層を含み、湿気が透過するのを妨げるように充分に繊密である有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
アドレス可能な有機エレクトロルミネッセンス装置であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記アドレス可能な有機エレクトロルミネッセンス装置が、アクティブマトリックスアドレス指定であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
単一色の光を生成する有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
前記保護層の上方に少なくとも２つのカラーフィルタを積層し、前記少なくとも２つのカラーフィルタの各々が、単一色の光から色成分を生成することを特徴とする
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記単一色の光が、白色光であることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記基板が、不透明であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項７】
前記不透明基板が、電気的接続のためのバイアを含むことを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項８】
前記保護層が、５００オングストローム〜１μｍの厚さであることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板上に設けられた、陰極又は陽極のいずれか一方である第一の電極と、
前記第一の電極上に設けられた有機エレクトロルミネッセンス材料層と、
前記有機エレクトロルミネッセンス材料層の上に設けられた、陰極又は陽極のいずれか他方である第二の透明電極と、
前記第二の透明電極上に設けられた透明保護層と、
前記透明保護層上の少なくとも１つのカラーフィルタとを含む有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
前記透明保護層が、前記有機エレクトロルミネッセンス材料層が１６０℃以上に加熱されないプロセスを利用して成膜された窒化シリコンを含み、湿気が透過するのを妨げるように充分に繊密である有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１０】
前記装置が、複数の画素を有し、単一色の光を発生するアドレス可能なエレクトロルミネッセンス装置であり、前記画素の各々が、前記単色光からそれぞれに異なる色を作る少なくとも２つの部分を含む前記装置であって、
前記画素毎に少なくとも２つのカラーフィルタを更に含み、前記カラーフィルタが前記保護層の上に並行して配置されており、前記２つの部分のうち、第一の部分が前記単色光から第一の光を生じる一方のカラーフィルタを含み、第二の部分が前記単色光から第二の、異なる色の光を生じる他のカラーフィルタを含み、前記カラーフィルタの各々が成膜及びエッチングプロセスを利用して形成されたことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記カラーフィルタの各々が光の原色を生じることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記透明保護層が実質的に窒化シリコンから成り、５００オングストロームから１μｍの厚さを有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
基板と、２つの電極及び有機エレクトロルミネッセンス材料を含む発光層と、カラーフィルタと、透明保護層とを利用した有機エレクトロルミネッセンス装置を製造する方法であって、
前記発光層を前記基板上に成膜するステップと、
前記発光層の上方に前記透明保護層を形成し、前記発光層を前記透明保護層と前記基板との間に挟むようにするステップと、
前記保護層上に前記カラーフィルタを積層し、前記発光層及び前記保護層を前記カラーフィルタと前記基板との間に挟むようにするステップとを含んでなる方法であって、
前記透明保護層を形成するステップが、反応物に対するイオン比率が１００：１以上となる高密度プラズマ装置を用いて実施される方法。
【請求項１４】
前記有機エレクトロルミネッセンス材料が白色光を生じ、
前記カラーフィルタを積層するステップが、少なくとも３つの別個のカラーフィルタを前記保護層上に設けることを含み、前記カラーフィルタの各々が前記白色光をフィルタリングすることにより原色光を生じるようになっていることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
基板と、２つの電極及び有機エレクトロルミネッセンス材料を含む発光層と、カラーフィルタと、透明保護層とを利用した有機エレクトロルミネッセンス装置を製造する方法であって、
前記発光層を前記基板上に成膜するステップと、
前記発光層の上方に前記透明保護層を形成し、前記発光層を前記透明保護層と前記基板との間に挟むようにするステップと、
前記保護層上に前記カラーフィルタを積層し、前記発光層及び前記保護層を前記カラーフィルタと前記基板との間に挟むようにするステップとを含み、
前記透明保護層を形成するステップが、前記有機エレクトロルミネッセンス材料を含む前記装置に反応物に対するイオン比率が１００：１以上となる高密度プラズマ装置を用いて成膜プロセスを実施することにより前記透明保護層を成膜することを含み、これが前記装置を１４０℃よりも高い温度に加熱することなく実施される有機エレクトロルミネッセンス装置を製造する方法。
【請求項１６】
前記成膜プロセスが、プラズマ成膜プロセスであることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネッセンス装置に関するものであり、より具体的にはカラーエレクトロルミネッセンス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置は薄膜技術の進歩に伴ってより安い製造コスト及びより長い耐用年数を得たこと等もあり、ビジュアル装置として益々利用されるようになりつつある。一般的にＥＬ装置は、電気が流れ込んだ時に光を放射するＥＬ層を含む複数の透明層から形成される。装置は通常、ＥＬ層の他に基盤と基板上の２つの電極を含み、ＥＬ層はこれらの電極の間に設けられる。ＥＬ層は無機又は有機ＥＬ材料のいずれかから構成することが出来るが、これらはそれぞれに独自の化学特性、製造工程、利点及び欠点を持っている。ＥＬ装置は代表的には静的に又はアドレス可能に構成される。静的ＥＬ装置は単一のディスプレイ素子を有し、これが単一ユニットとしてオン・オフされることで単一の絵が表現されるものであり、アドレス可能ＥＬ装置は個別に制御される画素を含み、これらを利用してあらゆる絵、即ち表示を作り出すことが出来る。
【０００３】
また、ＥL装置は時にカラーディスプレイとして利用されることもあるが、有機ＥＬディスプレイの場合は困難を伴う。この困難は、(ａ)光発生層（電極及び有機ＥＬ材料）が一般的に装置を真空から出す前、又はカラーパターンニングを実施する前に、湿気や酸素から守る為の保護封止を必要とすること、（ｂ）この目的に好適な保護材料の形成には耐湿性、耐酸素性のある良好な密度を得る為に通常は高温の製造法が利用されること、そして（ｃ）一般的に高温処理は有機ＥＬ材料を破壊又は損傷することから生じる。恐らく最も単純な構成としては、光発生層（電極及び有機ＥＬ材料）を基板上に成膜し、その光発生層上に更に光フィルタを形成することが出来れば良いのであるが、カラーフィルターのパターニング工程においては装置を製造中に移動したりフォトリソグラフィーや水溶液を利用することも多く、上述の問題がカラーフィルターを有機ＥＬ層上に作成することを阻んでいた。
【０００４】
従って、カラー有機ＥＬ装置の製作には一般的に２つの手法が採られている。第一の手法においては、透明基板上に最初にカラーフィルターが成膜され、封止及び平坦化される。その後に光発生層をカラーフィルター上に形成するのであるが、この場合、表示は透明基板を通じ、カラーフィルターを通じて行われる。第二の手法においては、異なる有機ＥＬ材料を使用し、それぞれに特定の色の光を生じさせる。この第二の手法は、異なる有機ＥＬ材料を堆積し、パターニングするプロセスの為に困難かつ高コストとなってしまう。
【０００５】
アドレス可能装置の場合、各画素中の３色各々を個々に制御するために更に多数の、そして一般的にはより複雑なパターニングをしなければならない為、上述の問題は大きくなり、高い解像度を得ることが難しい。
【０００６】
よって光発生層上にカラーパターニングを実施することが可能の有機ＥＬ装置に対するニーズが存在する。更には、薄い透明基板（カラーフィルターが光発生層の下、又は光発生層から見て基板の反対側に設けらる場合等に使用される）を必要としない有機ＥＬ装置へのニーズも存在する。理想的にはこのような装置は不透明基板、即ち一般的な基板を利用できるものが良い。そして最後に、耐湿性があり、パターニングやエッチング工程にも対応できる、有機ＥＬ装置用透明保護層を製造する方法に対するニーズも存在する。
【０００７】
【発明の概要】
本発明は、カラーフィルターを光発生層上に設けること、及び不透明基板を利用することが可能の有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置を提供することにより上述のニーズに答えるものである。本発明によれば、カラー有機ＥＬ装置を、より単純でより安価な方法で（例えば薄い透明基板や、異なる色を作る為の異なるＥＬ材料を利用することなく）製造することが出来る。よって明らかなように、本発明はより簡単でより安価なＥＬ装置製造法を提供するものである。
【０００８】
本発明の一態様においては、基板と、２つの電極及び有機ＥＬ材料を含む光発生層と、そして光発生層上の保護層を有する有機ＥＬ装置が提供される。保護層は、その上に低温半導体製造工程を通じてカラーフィルターを取り付けること、又は形成することを可能にする作用を持つ。本願において「低温」という語は、保護層の下の基板が、有機ＥＬ材料に劣化を生じる温度以上とはならない温度のことを意味し、推奨されるＥＬ材料について言えば、この温度は約１４０℃である。
【０００９】
低温プロセスを利用すると保護層中に欠陥即ちピンホールが生じやすく、耐湿性が損なわれる為、本発明のより具体的な態様においては、好ましくは反応種に対するイオンの比率が充分に高いプラズマ成膜プロセスのような適合型成膜プロセスを利用して保護膜が製作される。
【００１０】
本発明の第二及び第三の態様は、上記にまとめた原理にほぼ対応する方法及び改善点をそれぞれに説明するものである。
【００１１】
本発明は、添付図と共に以下の詳細説明を読むことによってより深く理解することが出来る。特定の実施例の詳細説明は、当業者が本発明の特定の実用法を構築することが可能なように記載したものであり、請求項の内容を限定することを意図したものではなく、その特定の具体例としてあげたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上記に概要を述べ、請求項により定義される本発明は、以下の詳細説明を添付図を参照しつつ読むことによりより深く理解することが出来る。この特定の実施例に関する詳細説明は、本発明の特定の実施態様を実現することが出来るように記載したもので、請求項を限定することを意図するものではなく、その特定の具体例をあげたものである。以下にあげる具体例は、光発生層がカラーフィルターと基板との間に設けられたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の推奨される実施態様と、この装置の製作方法である。しかしながら本発明は、他の種類の装置に適用することも出来る。
【００１３】
概論
図１は、薄い透明基板１３と、カラーフィルター層１５と、一対の光発生層１７と、そして湿気の浸透を防ぐ為に恒久的に装置を封止するキャップ層１９を有する従来型のアドレス可能型カラーエレクトロルミネッセンス装置１１を示す図である。カラーフィルター層は薄い透明基板上に直接的にパターニングされ、その後このカラーフィルター層の上に光発生層１７及びキャップ層１９を直接設けられるように平坦化処理される。重要なのは、装置が発生する光は、透明基板１３を通して矢印２１に示す方向で見られることになる点である。この処理は代表的なものであるが、これはキャップ層１９が通常は金属製であり、不透明であることからカラーパターニングを施す為の支持層には適さない為である。図１中の矢印２１は各画素の各「部分」に記されており、図示の２画素２３、２５は、各々が赤色、緑色及び青色光発生部分２７、２９、３１に分割されていることを示している。各部分は個別に制御されており、いずれの所定の画素２３又は２５においても、赤色、緑色又は青色成分を利用して、あらゆる色を全体色として作ることが出来る。
【００１４】
光発生層１７は各画素及び各部分に個別の制御を提供するために広範囲にわたってパターニングされる。この為に光発生層は、陰極又は陽極である第一の電極層３３と、一般的に装置全体にわたって（装置中の全ての画素にわたって）連続的に伸び、電流が流れると光を放出するＥＬ層３５と、そして陰極又は陽極のもう一方である第二の電極層３７とを含む。ＥＬ層は実際には２層から数層までの電荷伝達層を含み、これらには一般的に電子伝達層と正孔伝達層とが含まれる。しかしながら、この層については本願の目的から、一般的には白色である単一色の光を発生する従来型のＥＬ材料が利用される。言い換えると、ＥＬ材料は全ての画素及び画素の全ての部分にわたって同じであり、単一の連続層として成膜されると説明するに留めるだけで充分である。各部分が個別に制御されるように各電極層３３、３７に広範囲にわたるパターニングが実施される。図１に示されているように、第一の電極層（透明）に図１におけるＹ方向に沿って複数の導電路３９を作り、第二の不透明電極層には同様の導電路４３を図１におけるＸ方向に沿って作ることが出来る。各部分の個別制御を可能とするのがこれら導電路の交差パターンであり、これは例えば第一の電極層３３中の特定経路の電荷を上げる一方で第二の電極層３７中の特定経路を接地することで画素のいずれかの部分に電流を流し、これによりその部分に光を生じさせることによって行われる。この種類の画素アドレス法は時に「ＸＹ」アドレス法と呼ばれ、最も一般的には小型ディスプレイ装置に採用されている。より大型のディスプレイにおいては「アクティブマトリクス」アドレス法も利用されているが、これについては後に説明する。各電極層３３又は３７には絶縁体部（符号４１又は４５）が含まれ、これが隣接する電極経路、即ち接触を分離している。
【００１５】
図１に示したものとは別の従来技術によるデザインにおいては、最初に基板上ではあるが光発生層とは反対側にカラーフィルターが設けられる。このデザインにおいても、通常は基板が透明、そしてキャップ層が不透明であり、発生した光はカラーフィルター及び基板を通して見ることになる。
【００１６】
これら以前のデザイン及び従来からの知恵に基づいたものとは対照的に、本発明はカラーフィルターを光発生層上に設けたものであり、これにより光発生層は基板とカラーフィルター層との間に位置することになる。このようにすると、特別な基板及び工程を利用する必要がなくなり、装置を移動したり、フィルター製作にしばしば利用されるフォトリソグラフィーや水溶液を使用したりする場合であっても、カラーフィルターを装置上（光発生層を含む）に直接的に設けることが可能となる。湿気及び酸素に対する保護封止を得ようとすることで生じる先に説明した問題は、本願に記載の推奨される成膜方法及び材料を利用することにより解消される。この封止を含む有機ＥＬ装置を図２及び図５に示したが、前者では「Ｘ―Ｙ」アドレス法を、そして後者は「アクティブマトリクス」アドレス法をそれぞれ説明する図である。これらの実施例のうち、推奨されるのは後者である。
【００１７】
有機ＥＬ装置の層
推奨される有機ＥＬ装置は多数の画素を含むアドレス可能装置である。図２はこのような有機ＥＬ装置１５１の一部、１画素よりもわずかに大きい部分を示す図であるが、ここではＸ−Ｙアドレス法が採用されている。装置は基板１１３、カラーフィルター層１１５、そして基板とカラーフィルター層との間にある一対の光発生層１１７を含んでいる。基板とカラーフィルターの間には、既に設けられた光発生層１１７上にカラーフィルター層１１５を形成することが出来るように光発生層を不活性化する透明保護層１２０を更に含んでいる。留意すべきは、図２中の矢印１２１に示すように、この装置においては基板１１３を介さずに光を観ることが出来、ほぼ全ての種類の基板を利用し得るという点である（例えば通常基板、不透明基板、バイアを有する基板等）。
【００１８】
図２の実施例においては、カラーフィルター層１１５は透明保護層１２０（及び基板１１３、光発生層１１７）上に設けられており、これにより画素の各部分生じた白色光がフィルタリングされて適正な原色となる。図２は点線１２６により各々分割された２つの画素１２３及び１２５の一部を示している。加えて、３つの部分１２７、１２９及び１３１も更に示しており、それぞれ赤色、緑色又は青色成分に対応する。光発生層は第一（代表的には不透明な）電極層１３３（陽極又は陰極のいずれか）と、連続的なＥＬ層１３５（代表的には数層の電荷伝達層を含む）と、第二の透明電極層１３７（陽極又は陰極の他方）とを含む。各電極層はエッチングにより形成された同電路１３９又は１４３を有し、これらは絶縁材料１４１又は１４５により分離されており、これら２つの電極層は併せて各画素の部分を選択的に照明する為のＸ−Ｙ方向に交差する行及び列を画定している。この構成の更なる詳細は図３に示されているが、ここでは３つの陽極経路１３９と１つの陰極経路１４３との各交差点（例えば１４９）が、単一の画素の制御を提供する様子を描いたものである。図３は、図２に示す線１４７−１４７に沿って切り取った断面図である。
【００１９】
上述の装置を推奨される「アクティブマトリクス」方式を利用して構築し、陰極を単一層で構成、そして陽極を、基板を貫通するバイアを介して制御される個別パッドとして構成する。アクティブマトリクス方式もまた、本発明が企図するものであり、図５及び図６に関連して後に説明する。
【００２０】
製造方法
基板は市販のものを購入することが出来、厚さは代表的には数百ミクロン以上のもので良い。基板はシリコン（不純物を添加したものでもしていないものでも良い）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、プラスチック、ガラス又は隣接層に化学的に適応し、光発生層及び他の層を支持する為の機械的強度を持つ他のいずれの材料でも良い。推奨される実施例においては、所望であれば、静的ＥＬ装置の場合は電極の一方として利用する金属層、或いはアドレス可能装置の場合はパターニングを施す為の金属層がその上に直接的に形成された基板を購入しても良い。第一の電極層が陽極の場合、それは好ましくは約４又は４．５ｅＶよりも高い仕事関数を持つ反射性の金属から構成される。金属はプラチナ、パラジウム、イリジウム、金、タングステン、ニッケル、銀又はアルミニウムを含有するものを選択しても良い。フォトリソグラフィー技術のような従来の技術を利用してマスキング、エッチング及びパターニングを実施し、層中に個々の導電路を形成する。
【００２１】
第一の電極層の上には、随意選択により光伝導層を設けても良い。この光伝導層は第一の電極層として選択された材料が基板及び有機ＥＬ層に適合しない場合、或いは適正な仕事関数を持たない場合に特に便利である。光伝導層は、例えばＩＴＯ、酸化インジウム亜鉛、酸化錫、酸化マグネシウムインジウム、又は酸化ニッケルタングステンで作ることが出来る。導電性の窒化物材料（ＴｉＮ）又は半透明の導電性ＮｉＯもまた、利用可能である（ＴｉＮの利用については、Ｗａｋｅｆｉｅｌｄ等による発表論文［Ｓｅｍｉｃｏｎｄ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｖｏｌ．１２、ｐｇ．１３０４（１９９７）］に記載されている。）
【００２２】
これらの技術を利用して第一の電極層がパターニングされた後、有機ＥＬ層が一般的に正孔伝達層と電子伝達層とを含む２つ以上の材料層（図２及び図５では個別表示せず）から形成される。正孔伝達層は、４−４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ビフェニル（ＮＰＢ）、４、４’、４”−トリス｛Ｎ−（３−メチル−フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ｝トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、導電性ポリアニリン（Ｐａｎｉ）、ポリエチレンジオキシ−チオフェン−ポリスチレンサルホネート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、チオフェン、金属を主成分とした、又は金属を含まないフタロシアニン及び他の多くの当業者に周知の好適な材料等、いかなる好適な正孔伝導体から構成されていても良い。国際特許出願ＷＯ９９／２００８１には正孔伝達材料として好適なものが多数開示されている。電子伝達層はアルミニウムトリヒドロキシキノリン（Ａｌｑ3）又はポリ（フェニレン−ビニレン）（ＰＰＶ）、ポリフルオレン、又はこれらポリマーの誘導体又は共重合体等といった従来から周知のエレクトロルミネッセンスポリマーから構成することが出来る。本願に参考文献として添付した米国特許第５，６０８，２８７号、５，７０８，１３０号、５、７７６，６２３号、及び５，７７７，０７０号には、好適な電子伝達特性及び放出特性を有する材料が複数記載されている。これらの層の間には更に、エレクトロルミネッセンスを生じる他の層が挟まれていることは当業者には明らかである。ＥＬ層及びその構成材料は、使用する有機ＥＬ材料及び第一電極材料に応じてどのようなプロセスで成膜しても良い。例えば一般的には、熱真空蒸着コート法、スピンコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、ロールコート法、射出充填法、エンボス法、刻印法、物理的又は化学的蒸着法、及び当業者に周知の他の手法を利用してこれらの材料を成膜することが出来る。
【００２３】
有機ＥＬ層が成膜されると、第二の透明電極層（例えば陰極）が、好ましくはシャドーマスキング法を用いて成膜される。この電極層は電気を伝えなければならない為、そして通常、金属は不透明である為にこの第二の層はその機能を実行することが出来るように特別に構成されなければならない。例えば、第二の電極層はアルカリ、アルカリ性希土類、又は希土類金属とすることが出来、その仕事関数は電子伝達有機ＥＬ層の基底空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー以下でなければならない。かわりに、第二の透明電極層は、図２に示した薄い電子注入層１５３と透明のキャップ材料１５５を含む２つの別々の材料層で構成することも出来る。この場合、電子注入層は非常に薄い透明金属層として形成し、これに続いて導電性酸化物、即ちＩＴＯのような導電性がより低い透明キャップ層を形成することが出来る。
【００２４】
様々な電極及びＥＬ層の形成に関する更なる詳細及び方法は、本願に参考文献として添付した、１９９９年７月１４日に、Ｄａｎｉｅｌ  Ｂ．Ｒｏｉｔｍａｎ及びＨｏｍｅｒ  Ａｎｔｏｎｉａｄｉｓを発明者とする米国特許出願番号第０９／３８２、０２５号“Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ”、及び国際特許出願番号ＷＯ９９／２００８１号に記載されている。一般的にどの材料を利用する場合でも、製造中から完成まで湿気及び酸素による劣化を回避する為の配慮が必要である。
【００２５】
その後代表的には異なる成膜プロセスを利用して透明保護層を設け、必要に応じて事前に製作された基板及び光発生層の組み立て部品を第二の成膜装置に移動する。例えば組み立て部品は、成膜室間にあるロードロック装置中で、或いは酸素及び湿気への露出を最少化する他の移送機構（例えば乾燥剤を入れた密閉容器等）を利用して移動する。保護層は好ましくは窒化シリコンであり、数百Åから１ミクロンの厚さに、以下に詳細を説明する成膜プロセスを通じて設けられることが望ましい。従来、この材料の成膜は３００℃の半導体製造装置を用いて実施されているが、これでは通常は１４０℃から１６０℃以上の温度を耐えきることが出来ないＥＬ材料の大部分を破壊、損傷してしまう。従って推奨される成膜装置は、「低温」誘電半導体成膜プロセス（例えば基板がこの温度以上には加熱されない方法）を採用した市販の装置に変更を加えたものである。一部の低温プロセスでは、湿気の浸透を確実に防ぐ為に適した密度の材料を得ることが出来ない為、推奨される成膜プロセスでは、緻密な保護層を提供し得るプラズマ成膜装置を採用する。保護層の形成には、酸化アルミニウム、酸窒化シリコン、又は二酸化シリコンといった他の材料も利用可能である。
【００２６】
図４に示したように、ある種の透明保護層用の成膜装置２０１には、チャンバー２０３、高周波発生器２０５及びプラズマ源２０７が含まれている。プラズマ源は注入口２０９から気体を受け入れ、イオン及び反応種を格子２１１を介して基板組み立て部品２１３へと噴出する。基板組み立て部品はパッド２１５により支持されており、パッドは基盤温度を測定する為に用いられる熱電対出力２１７を含む。パッドの下には熱が１４０℃を超えることがないように市販の成膜装置に変更を加えた加熱／冷却ユニット２１９がある。熱電対出力はこの温度を監視する為に制御フィードバックループ中で利用されることが望ましい。所望であれば、加熱／冷却ユニットを、成膜中に基板を冷却する為に利用することも可能である。
【００２７】
成膜パラメータ及び成膜装置の目標は、本質的に圧縮された伸張性を持たない膜を得ることであるが、これは湿気や酸素を浸透させてしまうクラックの発生率がこのような膜においては低くなる傾向がある為である。プラズマ成膜装置は大別すると、低密度プラズマ装置（１立方センチメートル当たりのイオン数が約１０9−１０10）と、項密度プラズマ装置（１立方センチメートル当たりのイオン数が１０10−１０12以上）とに分けることが出来る。低密度装置では反応物に対するイオンの比率が１０，０００：１程度となる傾向があり、高密度装置では反応物に対するイオン比率は１００：１以上となる。実験に基づいて言えば、高密度プラズマ装置を使用した場合、許容し得る高い密度の窒化シリコン保護層を低温にて成膜することが出来たが、一方で低密度プラズマ装置を使用した実験においては、相対的に湿気や酸素に対してより多孔性を呈する層が形成された。
【００２８】
図５は、図２に示したものと類似ではあるが、推奨される「アクティブマトリクス」アドレス方式を利用して画素の照明が制御されることを特徴とする有機ＥＬ装置３０１の図である。図５においてもディスプレイは基板３１３を介さずに矢印１２１の方向で観るものである。この特定の事例の場合においても、発光層３１７は基板３１３上に設けられ、透明保護層１２０及びカラーフィルター層１１５は発光層上に設けられている。図５は相対的寸法に特に注意を払って描いたものではなく、正確ではない場合もある。しかしながら図５はアクティブマトリクスアドレス方式について説明するものであり、ここでは第一の電極層３３３（例えば陽極）が基板上の個別のパッド３３９として構成されており、各パッド３３９は電荷を伝達する為に不透明基板中の個々のバイア３５１に電気的に接続している。本実施例における基板３１３は透明である必要が無い為、これらのバイアを有する一般的な、通常は不透明な市販の基板を比較的容易に利用することが出来る。
【００２９】
図５は更に、個別のカラーフィルター１５３、１５５及び１５７が利用されていることを示しており、これらは推奨される赤色、緑色及び青色の色相を表す為にそれぞれ異なる模様に網がけされている。他の色を利用することも出来る。図５はまた、保護層１２０の直上に配されたオプションのポリマー平坦化層１５９も示している。このポリマー平坦化層は保護層の表面にモノマー溶液を塗布し、その後紫外光源にさらしてモノマーを架橋結合させることにより設けることが出来る。ポリマー平坦化層１５９は本発明に特に重要な要素ではなく、その形成方法は薄膜又はＥＬ装置の分野における当業者にとっては容易に理解出来るものであると言える。このような層はカラーフィルター１５３、１５５及び１５７に対して特に滑らかな表面を提供する為、この層の採用は勧められるところではあるが、製造の簡略化の為に推奨される実施例においては使用していない。
【００３０】
カラーフィルター１５３、１５５及び１５７はフォトリソグラフィープロセスにより形成される。この為には、まずフォトレジストマスク層を装置に接触させて設け、露出、洗浄して装置の所望の領域をマスキングする為に露出したフォトレジスト部分を残す。その後カラーフィルター材料の１溶液を装置上に蒸着する。最後にフォトレジスト材料を除去し、装置の特定領域上に所望のカラーフィルターを残す。このプロセスを更なるカラーフィルターの各々について繰り返す。
【００３１】
カラーフィルターを製作した後、接着剤及びガラス、又は他の不浸透性透明バリア（例えば透明ＳｉＮx又はＳｉＯxで形成したもの）のような保護材料の層１６１を使って組み立て部品全体を封止する。この層は、全ての内部層を装置の使用寿命を損なう湿気や酸素から隔絶する働きを持つ。
【００３２】
図６はアクティブマトリクスアドレス方式の更なる詳細を示す図であって、図３に示した導電路構成と対比させて説明する。具体的には、図６は図５の線３４１−３４１に沿って切断した断面図であるが、複数画素の各々に対する第一の電極層パターンを示している。各画素は、基板３１３上に電流を生じる為に設けられた３つの電極パッド３３９を含む。図６の相対的寸法及び幾何形状は不正確であり、実際は電極パッド３３９及び３つのパッド群により示される画素は図に描かれているよりも接近している。更に、従来型装置は図６のパッド３３９に示される６画素よりも多くの画素を含んでいる。
【００３３】
本発明の幾つかの具体的実施例を説明して来たが、様々な改変、変更及び改良形態が当業者に容易に生じ得ることは明白である。このような改変、変更及び改良形態は上記説明において明示的に示してはいないものの、本発明の精神及び範囲はこれらを含むことを意図したものである。従って、上述の説明は単に説明目的で提示したもので、本発明は添付請求項及びこれに相当するものによってのみ限定、定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来型有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置１１の１画素よりもわずかに大きい領域を示す図である。具体的には、赤色、緑色及び青色発生部分２７、２９、及び３１から成る第二画素２５の全体を示すと同時に画素２３の一部を描いている。各画素は透明基板１３、基板上の平坦化されたカラーフィルター層１５、そしてカラーフィルター上の光発生層１７を含んでいる。
【図２】本発明の原理に基づいて作成された有機ＥＬ装置１５１の一例を描いた図である。具体的には、この装置には基板１１３、基板上に位置する光発生層１１７、保護層１２０及び保護層上に成膜されたカラーフィルター層１１５が含まれている。カラーフィルターは各画素の個々の色発生部分（例えば赤色、緑色及び青色発生部分１２７、１２９及び１３１）を画定する。
【図３】図２の「Ｘ−Ｙ」アドレス方式の実施例において選択画素を照明する為に利用される２つの電極層１３３、１３５の交差パターンを描いたものである。交差点１４９のような電極の各交差点は、実際にはそれぞれが１画素中の赤色、緑色及び青色成分を制御する３つの電極経路１３９を含む。
【図４】推奨される有機ＥＬ装置の製作に利用される成膜プロセスの一例を示す基本的な概略図である。
【図５】図２と同様の構造を側方から見た断面図であるが、推奨される電極構造を含む実施例３０１を表している。具体的には、図５はカラーフィルターを介して赤色、緑色及び青色光を生じる為の部分を含む１画素の断面を示すものである。図２の実施例とは異なり、図５に示した装置の各画素は、一方が連続的な電極（例えば陰極）であり、他方が基板３１３中のバイア３５１を通じて別個に制御されるパッド３３９を含む電極である、２つの電極層３３３及び３３７を含む。図５においては、図２及び図５のいずれの実施例においても採用出来るオプションのポリマー平坦化層１５９が利用されている。
【図６】図３と同様の図であるが、ここでは基板３１３中を通して電気的に通じた個々に制御されるパッド３３９が利用されている。図６は複数の画素を描いたものであり、各パッドは各画素の色成分を個々に制御している。
【符号の説明】
１１３、３１３  基板
１１５  カラーフィルター層
１１７、３１７  発光層（光発生層）
１２０  透明保護層
１３３、３３３  第一の電極層
１３５、３３５  有機エレクトロルミネッセンス材料
１３７、３３７  第二の電極層
１５１、３０１  有機エレクトロルミネッセンス装置
【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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