(57)【要約】本発明は、基板に発光ディスプレイを製造する方法であって、基板上にまたは基板を覆うように、第1の電極層を成膜するステップと、第1の電極層の少なくとも一部上に、または第1の電極層の少なくとも一部を覆うように、複数の発光層セグメントを形成するステップと、発光層セグメントの少なくとも一つの上に、または発光層セグメントの少なくとも一つを覆うように、保護層を設置するステップと、第2の電極層を成膜するステップと、を有する方法に関する。発光層セグメントを覆うように保護層を設けることにより、影響を受け易い発光層セグメントが保護層によって保護されるため、成膜および／またはその後の層のパターン化処理におけるプロセス条件の自由度が広がる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に発光ディスプレイを製造する方法であって、
前記基板上にまたは前記基板を覆うように、第1の電極層を成膜するステップと、
前記第1の電極層の少なくとも一部上にまたは前記第1の電極層の少なくとも一部を覆うように、複数の発光層セグメントを形成するステップと、
前記発光層セグメントの少なくとも一つの上に、または前記発光層セグメントの少なくとも一つを覆うように、保護層を設置するステップと、
第2の電極層を成膜するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記第1の電極層は、前記基板上にまたは前記基板を覆うように成膜され、前記発光ディスプレイの動作時に、前記発光層セグメントによって放射される光を透過する材料を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記保護層はモリブデンまたはチタンを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記第2の電極層は、パターン転写およびその後の前記発光層セグメントに対応する位置でのエッチングによって、パターン化されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記第2の電極層は、前記発光層セグメントを有する領域の外部に窪みを有するようにパターン化され、前記窪みの下部では前記保護層が実質的に除去されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記パターン化された第2の電極層および前記窪みは、少なくとも1のシール膜によって被覆されることを特徴とする請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記第2の電極層の厚さは0.5μm以上であって、0.5μmから3μmの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項８】
基板と、
前記基板上にまたは前記基板を覆うように成膜された第1の電極層と、
前記第1の電極層上に、または前記第1の電極層を覆うように形成された複数の発光層セグメントと、
前記発光層セグメントの少なくともいくつかの上に、または前記発光層セグメントの少なくともいくつかを覆うように設置された少なくとも一つの保護層と、
第2の電極層と、
を有する、発光ディスプレイ。
【請求項９】
前記保護層は、モリブデンまたはチタンを有することを特徴とする請求項8に記載の発光ディスプレイ。
【請求項１０】
前記第2の電極層の厚さは、0.5μmから3μmの範囲にあることを特徴とする請求項8に記載の発光ディスプレイ。
【請求項１１】
前記第2の電極層は、前記発光層セグメントと対応するようにパターン化され、前記パターン化された第2の電極層は、少なくとも1のシール膜によって被覆されることを特徴とする請求項8に記載の発光ディスプレイ。
【請求項１２】
請求項8乃至11のいずれか一つの発光ディスプレイであって、および／または請求項1乃至7のいずれか一つの方法によって製造された発光ディスプレイを有する、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に発光ディスプレイを製造する方法に関する。
【０００２】
本発明はさらに、発光ディスプレイおよびそのようなディスプレイを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国特許第5,962,970号には、有機表示パネルの製造方法が示されている。この方法では、第1の表示電極と、前記第1の表示電極の露出部の一部に形成された少なくとも1の有機エレクトロルミネッセント媒体を含む有機機能層と、前記有機機能層上に形成された第2の表示電極とが基板に成膜される。基板から0.5μm以下の高さで突出した電気絶縁用の凸部が、隣接する第2の表示電極との電気的接続を遮断するために設けられる。第2の表示電極は、金属の蒸着によって成膜される。
【０００４】
しかしながら、このような発光ディスプレイの製造方法には、例えば電気絶縁用の凸部を利用することに関するいくつかの問題がある。問題の一つは、第2の電極の厚さの制限であって、結果的にこの第2の電極の電気抵抗は高くなる。さらに凸部は、外的影響から発光ディスプレイをシールし、または封止する際に問題となり、高価なシール処置を行うことが必要となる。また凸部は不安定であり、構造部の取り扱いに注意を払う必要が生じる。さらにディスプレイの発光層セグメントはダメージを受け易いため、発光ディスプレイのプロセス条件が制約され、自由度が少なくなってしまう。
【特許文献１】米国特許第5,962,970号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、少なくとも上記の問題のいずれかを回避し、または少なくとも抑制することのできる改善された発光ディスプレイの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、基板に発光ディスプレイを製造する方法を提供することで達成され、その方法は、
前記基板上にまたは前記基板を覆うように、第1の電極層を成膜するステップと、
前記第1の電極層の少なくとも一部上にまたは前記第1の電極層の少なくとも一部を覆うように、複数の発光層セグメントを形成するステップと、
前記発光層セグメントの少なくとも一つの上に、または前記発光層セグメントの少なくとも一つを覆うように、保護層を設置するステップと、
第2の電極層を成膜するステップと、
を有する。
【０００７】
本発明はさらに、
基板と、
前記基板上にまたは前記基板を覆うように成膜された第1の電極層と、
前記第1の電極層上に、または前記第1の電極層を覆うように形成された複数の発光層セグメントと、
前記発光層セグメントの少なくともいくつかの上に、または前記発光層セグメントの少なくともいくつかを覆うように設置された少なくとも一つの保護層と、
第2の電極層と、
を有する、発光ディスプレイに関する。
【０００８】
保護層を発光層セグメントを覆うように設けることにより、成膜ステップおよび／またはその後の層のパターン化ステップにおけるプロセス条件の自由度が広がる。影響を受けやすい発光層セグメントが、保護層で保護されるからである。保護層の設置後には、湿式エッチング手段を用いた処理を、例えば層の構造化に利用することができる。発光層セグメントは、保護層によって完全に被覆されることが好ましい。
【０００９】
本発明の好適実施例では、保護層は、モリブデンまたはチタンを有し、またはこれらの材料で構成される。モリブデンもしくはチタンの単層、またはこれらの材料を有する多層は、湿式エッチング手段から発光層セグメントを保護することに適している。
【００１０】
本発明の好適実施例では、第2の電極層はアルミニウムであって、パターン転写とその後のエッチングによってパターン化される。そのようなプロセスによる第2の電極層のパターン化は、発光層セグメントへの保護層の設置によって可能となり、保護層は、敏感なセグメントを例えばエッチング液から保護する。従って第2の電極層のパターン化に対して、従来のような電気絶縁用の凸部を設ける必要はなくなり、結果的に、この第2の電極層の厚さを有意に増大させることが可能となる。第2の電極層の厚さは、0.5μmよりも厚く、0.5乃至3μmの範囲であることが好ましい。これにより低電気抵抗となり、切替周波数が高いときに重要となる、短絡RC時間が短くなる。さらに従来の凸部の形状は、構造部封止用の特殊なシール膜が必要であるという問題がある。パターン転写技術による第2の電極層のパターン化は、さらに発光装置の封止に対しても適切な開始条件、例えば平滑表面を提供する。
【００１１】
本発明の実施例では、パターン化された第2の電極層は、窪みを有し、その部分では保護層が除去される。得られる構造部への封止用シール膜は、パターン化された第2の電極層上および窪み内に成膜することが好ましい。シール膜は、例えば0.5μmの薄さで形成され、この厚さは、例えば0.3乃至1mmの範囲の厚さにあるディスプレイ上の各構造部または発光装置に対して、個々に金属キャップを用いる通常方法で設置された厚い封止処理に比べて、薄い。個々の金属キャップは、通常基板に接着され、ゲッター材を有する。本実施例による方法では、ゲッター材を利用しなくても、実質的に全てのディスプレイ構造部の封止が可能であり、結果的にコスト抑制につながる。
【００１２】
前述の実施例またはその実施形式は、組み合わせても良い。
【００１３】
本発明はさらに、前述のような発光ディスプレイを有する電子機器に関する。そのような電子機器は、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（PDA）または携帯用コンピュータのような携帯型装置であっても良く、パーソナルコンピュータ、テレビジョンセット、または例えば車のダッシュボード上のディスプレイのような装置であっても良い。
【００１４】
国際公開第WO00/16938号パンフレットには、カラー発光ディスプレイ構造の製造方法が示されている。この場合、表面保護層を利用することによって、湿式処理法を用いたカラー変化媒体のパターン転写が可能となる。しかしながらこの表面保護層は、基板に集積されたOLEDドライバの第2の電極層全体に成膜される。
【００１５】
米国特許第5,998,926号明細書には、有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法が示されており、この例では、カソードはパターン転写技術を用いて微細パターンに形成される。しかしながら、カソード層は、基板上に直接成膜され、有機エレクトロルミネッセント層が提供される前にパターン化される。
【００１６】
本発明はさらに、本発明の好適実施例を示した添付図面を参照することにより明確となろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図1において、発光ディスプレイ14（図14参照）を製造する基板1が提供される。基板1は、発光素子によって発光される光7R、7B（図6参照）に対して透明であることが好ましい。適当な基板材料には、例えば弾力性のまたは非弾力性の合成樹脂、石英、セラミックスおよびガラスがある。基板の厚さは通常、100乃至700μmの範囲である。
【００１８】
第1の電極層2は、通常アノードと呼ばれ、例えば真空蒸着またはスパッタリングによって、基板1の上にまたはこれを覆うように成膜される。第1の電極層は、パターン転写技術によってその後パターン化される。第1の電極層2は、発光層セグメントによって発光ディスプレイ14の動作時に発光される光に対して透明であることが好ましい。例えば、インジウムスズ酸化物（ITO）のような透明ホール接続電極材料が用いられる。またポニアニリン（PANI）、およびポリ3-、4-エチレンジオキシチオフェン（PEDOT）のような導電性高分子も、透明ホール注入電極材料に適している。PANI層の厚さは50乃至200nmであることが好ましく、PEDOT層の厚さは10乃至300nmであることが好ましい。
【００１９】
図2には次の製造ステップを示す。ここでは低抵抗金属、例えばモリブデン／アルミニウム／モリブデン（MAM）層3が第1の電極2の上にまたはこれを覆うように成膜される。MAM層3は、次にパターン転写技術によって、例えば光の発生しない位置に定形される。MAM層3は、第1の電極層2との接続を可能にし、電気抵抗を低下させるために用いられる。MAM層3の全厚は、通常0.5μm以下の範囲にある。
【００２０】
図3には、次の製造ステップを示す。ここではノボラックまたはアクリル樹脂のような絶縁層が、図2に示す構造部を覆うようにスピンコートされ、次にパターン転写技術によってパターン化される。絶縁層は、例えば220℃で30分、熱処理される。パターン化の際、絶縁層分割手段4は、分割手段4の間に、後に成膜される発光素子7Rおよび7B用の空洞または区画5を定形する。さらに分割手段4は、以下に示すように第2の電極層の分離にも寄与する。分割手段4の幅は通常20μmであり、厚さは約3μm程度である。絶縁層または分割手段4は親水性を呈し、すなわち液体状態の材料を引き付ける力を有する。
【００２１】
図4には、次の製造ステップを示す。後に成膜される液体発光物質と反発しあう部分6は、発光素子の区画を区切る分割手段の上またはこれを覆うように設けられる。反発部分は、例えば反発材料のストリップであっても良い。これらの反発部分6は、各種方法で形成される。反発部分6は、本願とともに継続中の出願の主題である。反発部分6の幅は、5乃至15μmの範囲であっても良く、例えば10μmである。
【００２２】
図5には、反発部分6が付与された状態での発光ディスプレイの一部の上面図を示す。図5において、反発部分6は、各種方法で空洞または区画5を区切るように付与されている。図5には一例として、区画5が全周に沿って、反発部分6により区切られる場合（空洞または区画5の左の列）および部分的に区切られる場合（空洞または区画5の右の列）を示す。反発部分6が区画5を区切る方法は、液体発光物質の成膜用に選択されたプロセス、または多くの空洞または区画5の色配置に依存する。例えば同じ色が列内に形成される場合、反発部分6は、図5の右の列のように、区画5を部分的にのみ仕切れば良い。この列における区画5間での材料の流出は悪影響を及ぼさないからである。
【００２３】
図6には次の製造ステップを示す。液体発光物質が空洞または区画5内に付与され、発光素子または層セグメント7が得られる。発光素子または層セグメント7は、例えばポリエチレンジオキシチオフェン（PEDOT）層およびポリフェニレンビニレン（PPV）のような、いくつかの導電性高分子層を有することに留意する必要がある。カラー発光ディスプレイの場合、異なる材料が用いられても良い。図6において、発光素子または層セグメント7Rは赤色発光体を表し、発光素子または層セグメント7Bは青色発光体を表す。通常第3の材料Gが、緑色の発光用に用いられる。発光材料R、GおよびBは、エレクトロルミネッセント材料であることが好ましく、インクジェットプリント方式で成膜される。発光素子の全長は、例えば240μmである。
【００２４】
図7には、空洞または区画5の拡大図を示す。液体赤色発光物質が成膜され、これは成膜後に各種乾燥プロセスで定形される。利用される溶媒の蒸発により、矢印に示すような収縮が生じ、赤色発光物質が空洞または区画5に残される。赤色発光体層は、区画5に対して多少大きくする必要がある。発光ディスプレイが動作しているときに生じる短絡、すなわち発光層全体に電圧が印加されることを避けるためである。分割手段4は親水性であるため、大きめに形成された赤色発光体が得られる。
【００２５】
しかしながら、発光素子または層セグメント7Rの液体発光物質は、隣接する異なる色の発光体を有する発光素子または層セグメント7Bには流出しない。この効果は、反発部分6として疎水性バリアを利用することにより達成される。
【００２６】
図8には、次の製造ステップを示す。発光素子または層セグメント7Rおよび7B上にまたはこれらを覆うように金属化処理が行われる。金属部は、例えばバリウム層8’を有し、この層は電子注入に対するバリア性を低下させる。バリウム層8’の上部には、通常カソードと呼ばれる第2の電極層9が設置される。しかしながら本発明で利用される製造プロセスにおいては、補助的なモリブデンまたはチタン層8’’が付与され、これは、発光素子または層セグメント7Rおよび7Bがエッチング液に接触することを回避する拡散バリアとして機能する。図8においてバリア層8’とチタンまたはモリブデン層8’’は、単一の層8として示されている。バリア層8’の厚さは、例えば5nmであり、チタンまたはモリブデン層8’’の厚さは、例えば100nmであり、カソード層9の厚さは、例えば2μmである。従来のカソード層の厚さは、最大でも約0.5μm程度である。本発明の本実施例では、カソード層9が厚いため、発光素子7への電圧印加時の電気抵抗は、有意に低下する。
【００２７】
図9には次の、カソード層9がパターン化される製造ステップが示されている。カソード層9は、例えばアルミニウムで構成される。カソード層9のパターン化はパターン転写技術、およびその後の湿式エッチングによって行われ、窪み10がカソード層9内に設けられる。湿式エッチングプロセスは、発光素子または層セグメント7Rおよび7Bには悪影響を及ぼさない。チタン層またはモリブデン層8’’が、湿式エッチング手段に対する拡散バリアとして作用するからである。アルミニウムのエッチングには、例えば酢酸、リン酸および硝酸を用いても良い。通常、パターン化されたカソード層9の一部は、実質的に発光層セグメント7R、7Bを完全に覆う。パターン化ステップによって、カソード層9のパターン化部分を発光層セグメント7R、7Bと一致させるように形成することができる。すなわちパターン化されたカソード層9の一部を利用して、これらの発光層セグメント7R、7Bによって、光を放射することが可能となる。
【００２８】
図10には、次の製造プロセスを示す。CF4／アルゴン環境下でのプラズマエッチングによって、窪み10において保護層8が部分的に除去される。
【００２９】
図11には、次の製造プロセスを示す。図10に示す構造部全体にSiN層11が成膜される。この層11は、構造部を密封シールし、例えば窪み10を介して発光層または素子7Rおよび7Bを、これらに影響を及ぼす液体または水分から保護する。図10および11に示す製造プロセスのステップは、例えばエッチングおよび成膜ツールモジュールを有するクラスターツールシステムを用いることにより、組み合わせて行っても良いことに留意する必要がある。この場合構造部は、拡散バリアのエッチングステップとSiNによる密封シールステップの間、空気と接触することはない。SiN層11の厚さは、例えば0.5μmである。別の酸窒化物SiN(x)O(y)を、シール膜11に利用しても良い。このシール膜11の厚さは薄く、シール性が有効に発揮される。従来のような負の形状の角度を有する電気絶縁用の凸部は、保護層8を有するカソード構造の新しい方法の結果として、もはや不要であるからである。
【００３０】
図12には次の製造ステップを示す。図11に示す構造部上またはこれを覆うように、保護層12が設置される。この保護層12は、例えばレジストのスピンコート、または乾燥フィルム状レジストの積層によって得ることができ、厚みは例えば10μmである。窪み13は、パターン転写技術によって得ることができる。レジスト12に対しては、例えば120℃、30分の熱処理が行われる。
【００３１】
図13には、最終製造プロセスを示す。SiN膜11は、カソード層9が発光ディスプレイを動作させる接続線と接触する位置において、部分的に除去される。SiN膜11は、例えばCF4プラズマ中で除去される。
【００３２】
図14には、発光ディスプレイ14が電子機器の一部として示されている。発光ディスプレイ14は、高分子または低分子発光ダイオード装置であっても良い。発光ディスプレイ14は、例えば行列のマトリクス状に配置された表示画素16を有するカラーディスプレイであり、このマトリクスは、赤、緑および青の発光層セグメント7R、7Gおよび7Bを有する。これらの発光層セグメントは、発光ダイオードであっても良い。発光素子7R、7Gおよび7Bは、例えば長方形、または三角形の配置等、表示画素16を構成するいくつかの配置で設置しても良いことに留意する必要がある。発光層セグメント7Rと7Bは、第1の電極層2および／または第2の電極層9に信号を印加することで、適切な方法で動作させることができる。
【００３３】
本発明を明確にするため、発光ディスプレイの製造方法の好適実施例を示した。本発明の他の変更および等価なものの実施は、容易に想到され、本発明の観念から逸脱しないで、手順の削減をすることができ、本発明の範囲は、請求項によってのみ限定されることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】発光ディスプレイの第1の製造ステップを概略的に示す図である。
【図２】発光ディスプレイの第2の製造ステップを概略的に示す図である。
【図３】発光ディスプレイの第3の製造ステップを概略的に示す図である。
【図４】発光ディスプレイの第4の製造ステップを概略的に示す図である。
【図５】図4の第4の製造ステップ時の概略上面図である。
【図６】発光ディスプレイの第5の製造ステップを概略的に示す図である。
【図７】第5の製造ステップ時の発光素子を概略的に示す拡大図である。
【図８】発光ディスプレイの第6の製造ステップを概略的に示す図である。
【図９】発光ディスプレイの第7の製造ステップを概略的に示す図である。
【図１０】発光ディスプレイの第8の製造ステップを概略的に示す図である。
【図１１】発光ディスプレイの第9の製造ステップを概略的に示す図である。
【図１２】発光ディスプレイの第10の製造ステップを概略的に示す図である。
【図１３】発光ディスプレイの第11の製造ステップを概略的に示す図である。
【図１４】発光ディスプレイを概略的に示す図である。
【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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【図１１】
2006502537.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2006502537.tif 000016
【国際調査報告】
2006502537.tif 000017
2006502537.tif 000018
2006502537.tif 000019