(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の表面上に順次第１電極層と少なくとも第１及び第２セルを定義するパターン化されたセパレータを形成する段階と、
前記第１電極層と前記パターン化されたセパレータとを含む前記絶縁基板上の全面に第１有機物質層及び第１の第２電極層を順次形成する段階と、
レーザ除去法により前記第２セルから前記第１の第２電極層及びこの下部に位置した前記第１有機物質層を除去する段階と、
前記第１電極層と前記パターン化されたセパレータとを含む前記絶縁基板上の全面に第２有機物質層及び第２の第２電極層を順次形成する段階とを含み、
前記それぞれの第１及び第２有機物質層は低分子量有機物質層であり、前記第１及び第２有機物質の形成は気相蒸着により行われることを特徴とする有機物質マトリックス配列の形成方法。
【請求項２】
前記パターン化されたセパレータは、第１、第２及び第３セルを定義し、
前記第２有機物質層を形成する前に、レーザ除去法により前記第３セルから前記第１の第２電極層及び前記第１有機物質層を除去する段階と、
レーザ除去法により、前記第３セルから前記第２の第２電極層及びこの下部に位置した前記第２有機物質層を除去する段階と、
前記第１電極層と前記パターン化されたセパレータとを含む前記絶縁基板上の全面に第３有機物質層及び第３の第２電極層を順次形成する段階とを含み、
前記第３有機物質層は低分子量有機物質層であり、前記第３有機物質の形成は気相蒸着により行われることを特徴とする請求項１に記載の有機物質マトリックス配列の形成方法。
【請求項３】
前記それぞれの第１及び第２有機物質層は励起によりそれぞれの異なる色の光を発生するそれぞれの発光物質を含むことを特徴とする請求項１に記載のマトリックス配列の形成方法。
【請求項４】
前記第１電極層は、ＩＴＯ、ＩＯ、ＩＺＯ、ＴＯ、ＺＯ及び可視光が透過できる程度に薄い金属よりなる群から選択された少なくとも一つの物質を含む透明電極であることを特徴とする請求項１に記載のマトリックス配列の形成方法。
【請求項５】
前記第１有機物質層を形成する前に、正孔注入層及び正孔輸送層のうち少なくとも一つの層を前記第１電極層上に形成する段階を含む請求項１に記載のマトリックス配列の形成方法。
【請求項６】
前記正孔輸送層は、ポリエチレンジヒドロキシチオフェン、ポリアニリン、テトラフェニルアミン及びトリアリールアミンよりなる群から選択された少なくとも一つの物質であることを特徴とする請求項５に記載のマトリックス配列の形成方法。
【請求項７】
前記第１の第２電極層を形成する前に、電子注入層及び電子輸送層のうち少なくとも一つの層を前記第１有機物質層上に形成する段階を含む請求項１に記載のマトリックス配列の形成方法。
【請求項８】
前記第１の第２電極層及び第２の第２電極層は、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｃａ／Ａｇ、Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｇ、Ｙｂ／Ａｌ、Ｙｂ／Ａｇ、ＬｉＦ／Ｙｂ／Ａｌ及びＬｉＦ／Ｙｂ／Ａｇよりなる群から選択された少なくとも一つの混合物であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマトリックス配列の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子発光ポリマ（ポリマー）または低分子発光物質（ＯＬＥＤ）より製造されたマルチカラー発光ダイオードディスプレー、センサ(sensor)パネルなどの多様な有機伝導性物質に基づいたマトリックス配列の形成方法及びこれにより製造されたマトリックス配列に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリマを基礎とする有機発光ダイオードの製造方法としては、ＥＰ０４２３２８３、ＷＯ９０／１３１４８またはＵＳ５，８６９，３５０による方法などが知られている。
【０００３】
低分子発光物質に基づいた有機発光ダイオードの製造方法としては、例えばＵＳ４，７６９，２９２及びＵＳ４，７２０，４３２による方法などが公知である。
【０００４】
従来、フルカラーポリマＯＬＥＤは、インクジェットプリンタなどのプリント法により製造されていた。このような方法としては、ＥＰ０９４０７９６、ＥＰ０９４０７９７、ＥＰ０９８９７７８、ＷＯ９９／４３０３１、ＷＯ９９／６６４８３、ＷＯ９８／２８９４６、ＵＳ６，０８７，１９６、ＷＯ００／１２２２６及びＷＯ００／１９７７６に記述されている。インクジェットプリント法においては、インクジェットプリンタが使われ、それぞれの場合にポリマ滴が基板上の各ピクセル(pixel)に加えられる。ポリマ滴が共通平面または電極内の２つの電極とポリマ間に重畳されるように前記配列が選択されうるが、この場合に一つの電極は透明な物質より製造される。マトリックスでのマルチカラー発光ピクセルの配列からフルカラーＯＬＥＤスクリーンが後続工程で形成される。
【０００５】
ＥＰ０９０８７２５によれば、種々のタイプのポリマよりなるセンサパネルが同じ方式で形成されるが、ここでポリマ滴は基板上に配列された隣接する２つのマイクロ電極間でインクジェットプリンタにより噴射される。
【０００６】
インクジェットされたポリマフィルムの効率は、スピンコーティングされたポリマ層の場合に比べて非常に低い。その上、高沸点溶媒の使用、滴形成における高い安定性、プリントヘッドへの優秀な湿り性だけでなく、基板表面への優秀な湿り性のようにインクジェット方法が使われる場合にはポリマ溶液に特別の性質が要求される。これは、ポリマ溶液の複雑な最適化を要求する。その上、ポリマが噴射される基板は、キャビティを備えたピクセルを有せねばならないが、ここの内部にポリマ滴が崩れもせずに隣接するピクセルと衝突することもなくプレスされる。スクリーンの解像度が高まるにつれ、一層小さなピクセルが基板上に形成されねばならず、それらピクセルはだんだんと互いに近づく。このような場合、所定粘度でのポリマ溶液のポリマ滴の大きさとこれによるプリントヘッド技術において物理的限界に到達する。その結果、ポリマ滴は必然的に隣接するピクセルと接触するようになってディスプレーは使用できなくなる。
【０００７】
ＯＬＥＤに基づいたフルカラーＯＬＥＤの製造は、シャドーマスクを使用したＯＬＥＤの蒸発により達成される。このような技術は、米国特許ＵＳ６，１５３，２５４及びＵＳ２，７４２，１２９に記述されている。
【０００８】
ＯＬＥＤの蒸発においては、シャドーマスクが個々のカラーのストラクチャリングのために使われる。その結果、レッド、グリーン、ブルーという多様さを必要とするカラーのためには、他のタイプのシャドーマスクが適用されねばならず、これは付加的なコスト上昇要因になる。蒸発工程の最中に、それらシャドーマスクは熱的応力を受け、また蒸発物質により時間の経過と共に汚染される。このために複雑であって労働集約的なシャドーマスクの洗浄作業とシャドーマスクの定期的な交替とが要求される。大型基板用の大型シャドーマスクを替える時には、重力は他の付加的な問題を起こすために、シャドーマスクはたるむ傾向があり、コーティングされる基板の中央部ではそれ以上解像度が確保されない。
【０００９】
有機発光ダイオードの製造において、レーザ除去法の使用は、文献［Ｎｏａｈｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．６９，Ｎｏ．２４，１９９６，ｐａｇｅｓ３６５０−３６５２］だけではなく、ＥＰ０７５８１９２、ＷＯ９８／５３５１０に記述されている。レーザ除去法の使用により、アノード層、発光層、カソード層の順序で配列されるＯＬＥＤが製造されうる。この場合、透明基板上にやはり透明なアノード層が形成され、続いて前記アノード層上にこれと連結した発光層が形成され、続いて金属カソード層が形成される。レーザにより、カソード層及び発光層は分離されたピクセルに分割される。同種のシングルタイプの発光層を有するために、この方法は単一ＯＬＥＤまたはモノカラーＯＬＥＤディスプレーにだけ適している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明がなそうとする技術的課題は、前記問題点を解決すべく有機伝導性物質に基づいた高いピクセル解像度の高品質マトリックス配列が簡単な技術的手段で製造されうる方法を提供するところにある。
【００１１】
本発明がなそうとする他の技術的課題は、前記方法により製造されたマトリックス配列を提供するところにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を達成するために本発明は、絶縁基板の表面上に順次第１電極層と少なくとも第１及び第２セルを定義するパターン化されたセパレータを形成する段階と、前記第１電極層と前記パターン化されたセパレータとを含む前記絶縁基板上の全面に第１有機物質層及び第１の第２電極層を順次形成する段階と、レーザ除去法により前記第２セルから前記第１の第２電極層及びこの下部に位置した前記第１有機物質層を除去する段階と、前記第１電極層と前記パターン化されたセパレータとを含む前記絶縁基板上の全面に第２有機物質層及び第２の第２電極層を順次形成する段階とを含み、前記それぞれの第１及び第２有機物質層は低分子量有機物質層であり、前記第１及び第２有機物質の形成は気相蒸着により行われることを特徴とする有機物質マトリックス配列の形成方法を提供する。
【００１３】
本発明のマトリックス配列の形成方法において、前記パターン化されたセパレータは、第１、第２及び第３セルを定義し、前記第２有機物質層を形成する前に、レーザ除去法により前記第３セルから前記第１の第２電極層及び前記第１有機物質層を除去する段階と、レーザ除去法により、前記第３セルから前記第２の第２電極層及びこの下部に位置した前記第２有機物質層を除去する段階と、前記第１電極層と前記パターン化されたセパレータとを含む前記絶縁基板上の全面に第３有機物質層及び第３の第２電極層を順次形成する段階とを含み、前記第３有機物質層は低分子量有機物質層であり、前記第３有機物質の形成は気相蒸着により行われる段階を含められる。
【００１４】
本発明のマトリックス配列の形成方法において、前記それぞれの第１及び第２有機物質層は励起によりそれぞれの異なる色の光を発生するそれぞれの発光物質を含むことが望ましい。
【００１５】
本発明のマトリックス配列の形成方法において、前記第１電極層はＩＴＯ(indium tin oxide)、ＩＯ(indium oxide)、ＩＺＯ(indium zirconium oxide)、ＴＯ(tin oxide)、ＺＯ(zirconium oxide)及び可視光が透過できる程度に薄い金属よりなる群から選択された少なくとも一つの物質を含む透明電極であることが望ましい。
【００１６】
本発明のマトリックス配列の形成方法において、前記第１有機物質層を形成する前に、正孔注入層及び正孔輸送層のうち少なくとも一つの層を前記第１電極層上に形成する段階を含められる。
【００１７】
本発明のマトリックス配列の形成方法において、前記正孔輸送層はポリエチレンジヒドロキシチオフェン、ポリアニリン、テトラフェニルジアミン(tetraphenyldiamine, TPD)及びトリアリールアミン(triarylamine)よりなる群から選択された少なくとも一つの物質であることが望ましい。
【００１８】
本発明のマトリックス配列の形成方法において、前記第１の第２電極層を形成する前に、電子注入層及び電子輸送層のうち少なくとも一つの層を前記第１有機物質層上に形成する段階を含められる。
【００２１】
本発明のマトリックス配列の形成方法において、前記第１の第２電極層及び第２の第２電極層はＬｉＦ／Ａｌ、Ｃａ／Ａｇ、Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｇ、Ｙｂ／Ａｌ、Ｙｂ／Ａｇ、ＬｉＦ／Ｙｂ／Ａｌ及びＬｉＦ／Ｙｂ／Ａｇよりなる群から選択された少なくとも一つの混合物であることが望ましい。
【００３０】
本発明のマトリックス配列の形成方法において、前記セパレータはフォトレジストフィルムであることが望ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明によるマトリックス配列の製造方法及びマトリックス配列を詳細に説明する。
【００３３】
本発明による方法は、電子発光ポリマおよび／またはＯＬＥＤなどの有機物質のスピンコーティングまたは蒸着とレーザ除去との組合わせより構成される。
【００３４】
本発明において、フルカラースクリーンの製造には原則的に８段階が必要である。まず、有機発光ダイオードの製造に必要なガラス基板が必須であるが、この基板は事前に一般的にＩＴＯである透明アノードと一般的にポリエチレンジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはテトラフェニルジアミン（ＴＰＤ）とトリアリールアミンが適当な正孔輸送層として塗布されており、この上部にあらかじめパターン化されたフォトレジスト層がある。このフォトレジスト層は、後続工程において単一の発光ポリマまたはＯＬＥＤが適用されるチャンネルを形成する。
【００３５】
発光ポリマを適用する場合、例えばまず赤色発光ポリマなどの一つのポリマが基板の全面にスピンコーティングされる。続いて、カソードが蒸着される。一般的な方法により、カソードはＬｉＦ／Ａｌ、Ｃａ／Ａｇ、Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｇ、Ｙｂ／Ａｌ、Ｙｂ／Ａｇ、ＬｉＦ／Ｙｂ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｙｂ／Ａｇ、または他の適当なカソード物質よりなる。続いて、他色の発光ポリマが加えられるラインがレーザ除去法により除去される。この場合、レーザの出力は、金属と発光ポリマとは除去されるが、正孔輸送層は除去されないように調整される。これは全ての後続段階でも同一である。次の段階において、緑色発光ポリマなどの第２ポリマが基板の全面にスピンコーティングされる。続いて、カソードが再び蒸着される。続いて、後続段階において他色の発光ポリマが加えられるラインがレーザ除去法により除去される。
【００３６】
最後の段階において、例えば青色発光ポリマが基板の全面にスピンコーティングされる。その後、カソードが再び基板の全面に蒸着される。コンタクトとそれぞれのピクセルの駆動回路とを連結すれば、フルカラーＯＬＥＤディスプレーが得られる。
【００３７】
ポリマフィルムのスピンコーティングは、効率と均一性の側面において高品質の発光ポリマフィルムを形成する技術である。また、インクジェットプリント法から発生するポリマ滴のポジショニング問題が除去される。その上、商業的に入手できるポリマまたはポリマ溶液がポリマ滴の形成と関連してそれらを最適化せねばならないとか、変更しなければならないとかいう必要もなく使われうる。また、現在存在するレーザ技術でもってサブ−マイクロメータ範囲の構造物を除去できる。その結果、高解像度を有するスクリーンが難なく製造されうる。一方、構造化される基板をレーザでスキャンしたり、またはレーザビームが基板全体をカバーしたりできるようにレーザビームを拡大できるので、大きい基板への応用も保証されうる。
【００３８】
図１は、有機発光ダイオード製造に必要なガラス基板１を示す。この基板は、ＴＰＤとトリアリールアミンとの正孔輸送層（図示せず）だけではなく、ＩＴＯの透明アノードでコーティングされており（図示せず）、上部にあらかじめパターン化されたフォトレジスト層２が設けられている。前記フォトレジスト層２は、それぞれの発光層（ポリマ発光物質またはＯＬＥＤ）が適用されるチャンネルを形成する（赤、緑、青）。ここで、発光層はポリマ発光物質またはＯＬＥＤ３よりなる。
【００３９】
図２を参照すれば、まずポリマ発光物質のうち一つ、例えば赤色発光ポリマ発光物質３が基板１の全面にスピンコーティングされるか、あるいはＯＬＥＤのうち一つ、例えば赤色発光ＯＬＥＤ３が基板１の全面に蒸着される。
【００４０】
図３を参照すれば、続いてカソード層４が基板１の全面に蒸着される。
【００４１】
図４を参照すれば、続いて後続段階において他カラーのポリマ発光物質、あるいは他カラーのＯＬＥＤが加えられるラインがレーザ除去法により除去される。この場合、レーザの出力はカソード層４と赤色発光物質３とだけを除去し、正孔輸送層を除去しないように調整される。これは、全ての他の後続レーザ除去段階でも同様である。
【００４２】
図５を参照すれば、次の段階として、第２ポリマ発光物質、例えば緑色発光ポリマ発光物質５が基板１の全面にスピンコーティングされるか、あるいは第２ＯＬＥＤ、例えば緑色発光ＯＬＥＤ５が基板１の全面に蒸着される。
【００４３】
図６を参照すれば、続いてカソード層４が再び基板１の全面に蒸着される。
【００４４】
図７を参照すれば、続いて後続段階において第３カラーのポリマ発光物質、あるいは第３カラーのＯＬＥＤが加えられるラインがレーザ除去法により除去される。
【００４５】
図８を参照すれば、最後に第二段階として、青色発光ポリマ６が基板１の全面にスピンコーティングされるか、あるいは青色発光ＯＬＥＤ６が基板１の全面に蒸着される。
【００４６】
図９を参照すれば、最後に、カソード層４が再び基板の全面に蒸着される。コンタクトとそれぞれのピクセルの駆動回路とを連結すればフルカラーＯＬＥＤディスプレーが得られる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によるマトリックス配列の形成方法によれば、高いピクセル解像度の高品質マトリックス配列が簡単な技術的手段で製造されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の工程のためにあらかじめ処理されたＯＬＥＤディスプレーの基板断面を示す。
【図２】  第１工程段階後のＯＬＥＤディスプレーの断面を示す。
【図３】  第２工程段階後のＯＬＥＤディスプレーの断面を示す。
【図４】  第３工程段階後のＯＬＥＤディスプレーの断面を示す。
【図５】  第４工程段階後のＯＬＥＤディスプレーの断面を示す。
【図６】  第５工程段階後のＯＬＥＤディスプレーの断面を示す。
【図７】  第６工程段階後のＯＬＥＤディスプレーの断面を示す。
【図８】  第７工程段階後のＯＬＥＤディスプレーの断面を示す。
【図９】  第８工程段階後の完成されたＯＬＥＤディスプレーの断面を示す。
【符号の説明】
１…ガラス基板、
２…フォトレジスト層、
３…発光物質、
４…カソード層、
５、６…発光物質。
【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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