(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法であって、
基体上に複数の第１の電極領域を形成し、
前記第１の電極領域の第１の選択された群の上に、第１の色の発光を放射する第１の材料のための前駆体の第１の層を形成し、前記第１の材料のための前記前駆体はパターン化可能なものとするとともに、架橋可能な側鎖基を有する重合体とし、
前記第１の材料のための前記前駆体を、前記側鎖基を架橋させることによって、後続するパターン化工程に実質的に耐える架橋した側鎖基を有する重合体からなる前記第１の材料へと少なくとも部分的に変換し、
前記第１の層の上であって、前記第１の電極領域の少なくとも第２の選択された群の上に、架橋した側鎖基を有する重合体からなり第２の色の発光を放射する第２の材料のための前駆体の第２の層を付着させ、前記第２の材料のための前記前駆体はパターン化可能なものとするとともに、架橋可能な側鎖基を有する重合体とし、
前記第２の層をパターン化して前記第１の層の上から前記第２の層を除去すると共に前記第１の電極領域の前記第２の選択された群の上に前記第２の層を残し、
前記第２の材料のための前記前駆体を少なくとも部分的に前記第２の材料へと変換し、
あらゆる部分的に変換された前駆体を前記それぞれの材料へと最終的に変換し、
前記第１および第２の電極領域の間に電界を印加することによって、発光を放射するための前記材料を選択的に励起することを可能として発光を放射するよう、前記層の上に複数の第２の電極領域を形成する
工程からなることを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法において、複数の第１の電極領域を形成する前記工程は、
基体上に導電性の材料の層を付着させ、
前記導電性の材料の前記層をパターン化して複数の第１の電極領域を形成する
工程からなることを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法において、第１の材料のための前駆体の第１の層を形成する前記工程は、
前記第１の電極領域の上に、第１の色の発光を放射する第１の材料のための前駆体の層を付着させ、
前記第１の材料のための前記前駆体の前記層をパターン化して、前記第１の電極領域の第１の選択された群の上に前記第１の材料のための前記前駆体の層を形成する
工程からなることを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法において、複数の第２の電極領域を形成する前記工程は、
前記層の上に導電性の材料の層を付着させ、
前記導電性の材料の層をパターン化して複数の第２の電極領域を形成する
工程からなることを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法において、前記第２の材料のための前記前駆体を少なくとも部分的に前記第２の材料へと変換し、前記第１および第２の材料のためのあらゆる部分的に変換された前駆体を前記第１および第２の材料へと最終的に変換する前記工程は、単一の工程で行われることを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法において、前記第２の材料は、後続するパターン化工程に実質的に耐性であり、前記方法は、前記第２の材料のための前記前駆体を少なくとも部分的に変換する前記工程の後に、
前記第１および第２の層の上であって前記第１の電極領域の第３の選択された群の上に、第３の色の発光を放射する第３の材料のための前駆体の第３の層を付着させ、前記第３の材料のための前記前駆体はパターン化可能なものとし、
前記第３の層をパターン化して、前記第１および第２の層の上から前記第３の層を除去すると共に前記第１の電極領域の前記第３の選択された群の上に前記第３の層を残し、
前記第３の材料のための前記前駆体を前記第３の材料へと少なくとも部分的に変換する工程をさらに含むことを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法において、前記第３の材料のための前記前駆体を前記第３の材料へと少なくとも部分的に変換し、前記第１、第２、および第３の材料のためのあらゆる部分的に変換された前駆体を前記第１、第２、および第３の材料へと最終的に変換する前記工程は、単一の工程で行われることを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法。
【請求項８】
マルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイであって、
基体と、
前記基体の上に形成された複数の第１の電極領域と、
前記第１の電極領域の上に形成された、複数の別個の横方向に離間した光放射性の材料の領域であって、前記複数の領域の選択された群は、異なる色の発光を放射するための架橋した側鎖基を有する重合体からなる材料によりそれぞれ形成され、それぞれの個々の第１の電極領域は、その上に形成された１つの色の発光を放射するための材料のみを有する光放射性の材料の領域と、
前記複数の光放射性の領域の上に形成された複数の第２の電極領域とからなり、
前記第１および第２の電極領域の間に電界を印加することによって、前記光放射性の領域を選択的に励起して発光を放射することができ、前記光放射性の材料は、前駆体の形態ではパターン化は可能であるが、光放射性の材料に変換された後はパターン化に対して実質的に抵抗性であることを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項９】
請求項８記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイにおいて、
前記第１の電極領域の第１の選択された群の上に形成された、第１の色の発光を放射するための第１の材料の複数の領域と、
前記第１の電極領域の第２の選択された群の上に形成された、第２の色の発光を放射するための第２の材料の複数の領域と、
前記第１の電極領域の第３の選択された群の上に形成された、第３の色の発光を放射するための第３の材料の複数の領域と
からなることを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイにおいて、前記複数の光放射性の領域と前記複数の前記第２の電極領域との間に電子輸送層をさらに含むことを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１１】
請求項８または９に記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイにおいて、前記複数の光放射性の領域と前記複数の前記第２の電極領域との間に正孔ブロック層をさらに含むことを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれかに記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイにおいて、発光を放射するための前記材料の領域は、それぞれ前記第１の電極領域のそれぞれと重なることを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれかに記載のマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイにおいて、前記材料の領域は、それぞれ複数の別個のサブ領域からなり、前記第２の電極領域は、前記サブ領域の選択されたものと重なるよう形成されることを特徴とするマルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は、マルチカラーＥＬディスプレイ（multi-colour EL display）およびその製造方法に関する。
発明の背景
現在使用されている最も一般的なフラットパネルディスプレイは、液晶デバイスに基づくものであり、これらは効果的に蛍光光源と組合せて使用される光シャッターである。グラフィックディスプレイにおいては、独立して駆動させる必要のある多数の異なる画素が存在する。典型的には、これは、マトリックスアドレス指定によって達成され、この場合、それぞれの画素は、液晶のそれぞれの側の行および列導通トラックの間に印加される適切なスイッチング電圧の印加によってアドレス指定される。それぞれの行は、行トラックに電圧を印加することによって選択され、行内の個々の画素は、列トラックに列データ電圧を印加することによって選択される。行は、フレーム全体がフレーム時間内にアドレス指定されるよう、ラインアドレス時間のそれぞれについて順次にアドレス指定される。しかしながら、液晶のスイッチングの速度は、ラインアドレス指定時間に対して遅いため、ビデオフレームレートが要求される場合は（＜20ms）、典型的には、特別な回路構成をそれぞれの画素に付加しなければならない。この構成は、アクティブマトリックスアドレス指定と呼ばれ、それぞれの画素における薄膜トランジスタの使用をしばしば伴うものである。アクティブマトリックスディスプレイでは複雑性が増すことから、これらは、パッシブマトリックスデバイスと比較して製造するのが極めて高価である。
有機エレクトロルミネッセントデバイスは、有機層のいずれかの側に付着させた電極を横切って適切な電圧を印加した際に光を放射する材料から作製されるものである。この種の材料の１つの種類には、本出願人による先の米国特許第5,247,190号に記載された半導体性共役重合体があり、その内容を参考によりここに援用する。金属電極をパターン化して行および列からなるマトリックスを形成することができ、これによりマトリックスアドレス指定が起こるようにすることができる。有機エレクトロルミネッセントデバイスには、液晶グラフィックディスプレイを超える幾つかの潜在的な利点がある。重合体はそのままで発光性であるために、バックライトが必要とされない。
また、液晶ディスプレイにおいて必要とされるようなカラーフィルタの使用を伴うことなく、カラーディスプレイ（マルチカラーまたはフルカラーＲＧＢ）のために適切にパターン化された重合体のマトリックスを使用できるよう、異なる色の重合体を製造することもできる。
本出願人の先の出願（EP-A-94924916.3号およびGB 9507862.2号）には、異なる色のパターン化した発光を達成する方法が開示されている。これらの異なる実施の形態においては、重合体材料それ自体はパターン化されておらず、発光パターンは注入電極（injecting electrode）の交差によって特定される。互いの頂部において上下方向に発光層を積層することにより、多様なカラー発光が可能である。この手法は、デバイスの製造過程に多くの工程を伴うが、それぞれの工程の複雑性は低い。最近、他の特許である米国特許第5,424,560号は、有機ＬＥＤを製造する手法を開示している。この場合は、発光領域自体がパターン化されており、多数の電極を付着させる必要性が回避されている。この手法では、１つの色の発光領域が最初にパターン化され、その後、異なる色の発光材料が付着されパターン化されて別の発光領域が形成される。この第２の層が第１の発光領域を覆い、その重なる領域において輸送層として働く。よって、第１の層上でのパターン化は必要とされない。この手法においては、上の層がエミッタとしてだけでなく正孔輸送層（hole transport layers）として働く必要があることから、その性質において幾分かの妥協をする必要がある。最も単純な構造は、横方向に画成されて分離したＬＥＰ（light emitting polymer）領域からなるものであろうが、この種の構造をどのようにパターン化するかは自明ではない。直接的な印刷技術（例えば、グラビア）は可能であろうが、異なる色の間で要求されるアラインメントの許容性は、恐らく印刷過程で達成され得る解像度を超えている。
発明の要旨
ここに記載するように、先にパターン化した異なる色の発光領域を妨害することなく、層をパターン化して発光領域を形成することができれば、問題を解決することができる。
本発明は、マルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイの製造方法を提供するものであり、この方法は、基体上に複数の第１の電極領域を形成し、前記第１の電極領域の第１の選択された群の上に、第１の色の発光を放射する第１の材料のための前駆体の第１の層を形成し、前記第１の材料のための前記前駆体はパターン化可能なものとし、前記第１の材料のための前記前駆体を、後続するパターン化工程に実質的に耐える前記第１の材料へと少なくとも部分的に変換し、前記第１の層の上に、かつ前記第１の電極領域の少なくとも第２の選択された群の上に、第２の色の発光を放射する第２の材料のための前駆体の第２の層を付着させ、前記第２の材料のための前記前駆体はパターン化可能なものとし、前記第２の層をパターン化して前記第１の層の上から前記第２の層を除去すると共に前記第１の電極領域の前記第２の選択された群の上に前記第２の層を残し、前記第２の材料のための前記前駆体を少なくとも部分的に前記第２の材料へと変換し、あらゆる部分的に変換された前駆体を前記それぞれの材料へと最終的に変換し、前記第１および第２の電極領域の間に電界を印加することによって、発光を放射するための前記材料を選択的に励起することを可能として発光を放射するよう、前記層の上に複数の第２の電極領域を形成する工程からなることを特徴とする。
好ましくは、第１の材料のための前駆体の第１の層を形成する前記工程は、前記第１の電極領域の上に、第１の色の発光を放射する第１の材料のための前駆体の層を付着させ、前記第１の材料のための前記前駆体の前記層をパターン化して、前記第１の電極領域の第１の選択された群の上に前記第１の材料のための前記前駆体の層を形成する工程からなる。
好ましくは、複数の第２の電極領域を形成する前記工程は、前記層の上に導電性の材料の層を付着させ、前記導電性の材料の層をパターン化して複数の第２の電極領域を形成する工程からなる。
１つの実施の形態では、前記第２の材料のための前記前駆体を少なくとも部分的に前記第２の材料へと変換し、前記第１および第２の材料のためのあらゆる部分的に変換された前駆体を前記第１および第２の材料へと最終的に変換する前記工程は、単一の工程で行われる。
他の実施の形態では、前記第２の材料は、後続するパターン化工程に実質的に耐性であり、前記方法は、前記第２の材料のための前記前駆体を少なくとも部分的に変換する前記工程の後に、前記第１および第２の層の上であって前記第１の電極領域の第３の選択された群の上に、第３の色の発光を放射する第３の材料のための前駆体の第３の層を付着させ、前記第３の材料のための前記前駆体はパターン化可能なものとし、前記第３の層をパターン化して、前記第１および第２の層の上から前記第３の層を除去すると共に前記第１の電極領域の前記第３の選択された群の上に前記第３の層を残し、前記第３の材料のための前記前駆体を前記第３の材料へと少なくとも部分的に変換する工程をさらに含む。
好ましくは、前記第３の材料のための前記前駆体を前記第３の材料へと少なくとも部分的に変換し、前記第１、第２、および第３の材料のためのあらゆる部分的に変換された前駆体を前記第１、第２、および第３の材料へと最終的に変換する前記工程は、単一の工程で行われる。
好ましくは、前記方法は、前記複数の第２の電極領域を形成する前記工程の前に、電子輸送層を付着させる工程をさらに含む。
好ましくは、前記電子輸送層は共役重合体層とする。
好ましくは、前記電子輸送層の厚さは５〜２００ｎｍとする。
好ましくは、前記方法は、前記複数の第２の電極領域を形成する前記工程の前に、正孔ブロック層（hole blocking layer）を付着させる工程をさらに含む。
好ましくは、前記正孔ブロック層は誘電体層とする。
好ましくは、前記正孔ブロック層の厚さは１〜１０ｎｍとする。
好ましくは、前記第１の電極領域は、光伝達性の導電性材料により構成する。
さらに好ましくは、前記第１の電極領域は、酸化インジウム−スズ、酸化スズ、または酸化亜鉛により構成する。
好ましくは、前記第２の電極領域は、Ａｌ（アルミニウム）またはその合金により構成する。
好ましくは、前記第１の電極領域の厚さは１０〜５００ｎｍとする。
好ましくは、前記第２の電極領域の厚さは１０〜１０００ｎｍとする。
好ましくは、前記第１および第２の電極領域のそれぞれはラインからなるものとする。
さらに好ましくは、前記第１の電極領域の前記ラインのそれぞれの幅は１０〜５０００μｍとする。
さらに好ましくは、前記第２の電極領域の前記ラインのそれぞれの幅は１０〜５０００μｍとする。
さらに好ましくは、前記第１の電極領域の前記ラインのそれぞれの間の間隔は１０〜５０００μｍとする。
さらに好ましくは、前記第２の電極領域の前記ラインのそれぞれの間の間隔は１０〜５０００μｍとする。
さらに好ましくは、前記第１の電極領域は列または行の一方とし、前記第２の電極領域は列または行の他方とする。
好ましくは、前記材料のそれぞれのための前駆体の前記層は、１０〜５００ｎｍの厚さに形成する。
好ましくは、発光を放射する前記材料は重合体材料とする。
さらに好ましくは、前記重合体材料は、緑色についてはポリ（p-フェニレンビニレン）から、青色については非共役部分を有するポリ（p-フェニレン）またはポリ（p-フェニレンビニレン）共重合体から、赤色についてはポリ（1,4-ナフチレン（napthylene）ビニレン）またはジアルコキシ置換ポリ（p-フェニレンビニレン）から選択し、
ポリ（p-フェニレン）前駆体は、
（ｉ）ポリ（5.6ジアルキロキシ-1,3シクロヘキサジエン）と、
（ii）次の一般式の繰り返し単位からなる重合体と、
0004387460.tif 000002
（式中、
Ｘは、−ＳＲ3、−ＳＯ−Ｒ3、−ＳＯ2−Ｒ3、−ＣＯＯＲ3、−ＮＯ2、−ＣＮ、−ＣＦ3、または−Ｒ3を示し、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、同一または異なるものであって、−Ｈ、−Ｒ4、または−Ｘを示し、
Ｒ4は、１〜２０の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基、フェニル、またはベンジルを示し（そのいずれも−Ｒ3、−ＯＲ1、−ＮＯ2、−ＣＮ、−Ｂｒ、−Ｃｌ、または−Ｆにより１回または２回置換され得るものとする）、
Ａｒは、必要に応じて置換され得る４〜２０の炭素原子からなる芳香族系を示す）
（iii）（ｉ）または（ii）のチオフェン、フラン、ピロール、またはピリジンアナログと、
（iv）アルコキシ、アルキル、アリーロキシ、アリール、ニトリル、ニトロ、または−ＣＦ3のモノ置換または2,5ジ置換を有する（ｉ）、（ii）、または（iii）の中の１つとからなり、
ポリ（p-フェニレンビニレン）前駆体は、
（ｉ）ポリ（p-キシリレン−α−ジアルキルスルホニウムハライド）と、
（ii）ポリ（p-キシリレン−α−シクロアルキルスルホニウムハライド）と、
（iii）ポリ（p-キシリレン−α−ハライド）と、
（iv）ポリ（p-キシリレン−α−アルコキシド）（式中、アルキルエーテルは架橋結合可能な基を含み得る）と、
（ｖ）ポリ（p-キシレン−α−アリーロキシド）（式中、芳香族エステルは架橋結合可能な基によって置換され得る）と、
（vi）ポリ（p-キシリレン−α−カルボキシレート）（式中、エステルは脂肪族または芳香族とすることができ、架橋結合可能な基を含み得る）と、
（vii）次の一般式の繰り返し単位からなる重合体と、
0004387460.tif 000003
（式中、
Ｘは、−ＳＲ3、−ＳＯ−Ｒ3、−ＳＯ2−Ｒ3、−ＣＯＯＲ3、−ＮＯ2、−ＣＮ、−ＣＦ3、または−Ｒ3を示し、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、同一または異なるものであって、−Ｈ、−Ｒ4、または−Ｘを示し、
Ｒ4は、１〜２０の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基、フェニル、またはベンジルを示し（そのいずれも−Ｒ3、−ＯＲ1、−ＮＯ2、−ＣＮ、−Ｂｒ、−Ｃｌ、または−Ｆにより１回または２回置換され得るものとする）、
Ａｒは、必要に応じて置換され得る４〜２０の炭素原子からなる芳香族系を示す）
（viii）（ｉ）乃至（vii）のいずれかのチオフェン、フラン、ピロール、またはピリジンアナログと、
（ix）アルコキシ、アルキル、アリーロキシ、アリール、ニトリル、ニトロ、または−ＣＦ3のモノ置換または2,5ジ置換を有する（ｉ）乃至（viii）の中の１つとからなり、
ポリ（1,4−ナフチレンビニレン）前駆体は、
（ｉ）ポリ（1,4ベンゾキシレン−α−ジアルキルスルホニウムハライド）と、
（ii）ポリ（1,4ベンゾキシレン−α−シクロアルキルスルホニウムハライド）と、
（iii）ポリ（1,4ベンゾキシレン−α−ハライド）と、
（iv）ポリ（1,4ベンゾキシレン−α−アルコキシド）（式中、アルキルエーテルは架橋結合可能な基を含み得る）と、
（ｖ）ポリ（1,4ベンゾキシレン−α−アリーロキシド）（式中、芳香族エステルは架橋結合可能な基によって置換され得る）と、
（vi）ポリ（1,4ベンゾキシレン−α−カルボキシレート）（式中、エステルは脂肪族または芳香族とすることができ、架橋結合可能な基を含み得る）と、
（vii）次の一般式の繰り返し単位からなる重合体と、
0004387460.tif 000004
（式中、
Ｘは、−ＳＲ3、−ＳＯ−Ｒ3、−ＳＯ2−Ｒ3、−ＣＯＯＲ3、−ＮＯ2、−ＣＮ、−ＣＦ3、または−Ｒ3を示し、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、同一または異なるものであって、−Ｈ、−Ｒ4、または−Ｘを示し、
Ｒ4は、１〜２０の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基、フェニル、またはベンジルを示し（そのいずれも−Ｒ3、−ＯＲ1、−ＮＯ2、−ＣＮ、−Ｂｒ、−Ｃｌ、または−Ｆにより１回または２回置換され得るものとする）、
Ａｒは、必要に応じて置換され得る４〜２０の炭素原子からなる芳香族系を示す）からなる。
好ましくは、前記前駆体材料をパターン化する前記工程は、エッチングの工程からなる。
好ましくは、前記変換工程は、熱処理、化学的処理、電子ビームに露呈すること、または放射線に露呈することの少なくとも１つからなる。
さらに好ましくは、前記変換工程は、不活性雰囲気中において５０〜３００℃の温度で熱処理を行うことからなる。
さらに好ましくは、前記熱処理は約１５０℃で行う。
好ましくは、発光を放射するための前記材料の前記層は、前記第１の電極領域を覆って、前記第１の電極領域を前記第２の電極領域から電気的に絶縁するよう形成する。
好ましくは、発光を放射するための前記材料の前記層は、それぞれ複数の領域からなり、それぞれの領域は前記第１の電極領域のそれぞれと重なる。
さらに好ましくは、前記材料の領域は、それぞれ複数の別個のサブ領域からなり、前記第２の電極領域は、前記サブ領域の選択されたものと重なるよう形成される。
また、本発明は、マルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイを提供するものであり、これは、
基体と、
前記基体の上に形成された複数の第１の電極領域と、
前記第１の電極領域の上に形成された、複数の別個の横方向に離間した光放射性の材料の領域であって、前記複数の領域の選択された群は、異なる色の発光を放射するための材料によりそれぞれ形成され、それぞれの個々の第１の電極領域は、その上に形成された１つの色の発光を放射するための材料のみを有する光放射性の材料の領域と、前記複数の光放射性の領域の上に形成された複数の第２の電極領域とからなり、
前記第１および第２の電極領域の間に電界を印加することによって、前記光放射性の領域を選択的に励起して発光を放射することができ、この場合、マルチカラーエレクトロルミネッセントディスプレイは、
基体と、
前記基体の上に形成された複数の第１の電極領域と、
前記第１の電極領域の上に形成された、複数の別個の横方向に離間した光放射性の材料の領域であって、前記複数の領域の選択された群は、異なる色の発光を放射するための材料によりそれぞれ形成され、それぞれの個々の第１の電極領域は、その上に形成された１つの色の発光を放射するための材料のみを有する光放射性の材料の領域と、
前記複数の光放射性の領域の上に形成された複数の第２の電極領域とからなり、
前記第１および第２の電極領域の間に電界を印加することによって、前記光放射性の領域を選択的に励起して発光を放射することができ、前記光放射性の材料は、パターン化は可能であるが、それ自体はパターン化に対して実質的に抵抗性である前駆体の形態を有することを特徴とする。
好ましくは、前記デバイスは、前記第１の電極領域の第１の選択された群の上に形成された、第１の色の発光を放射するための第１の材料の複数の領域と、前記第１の電極領域の第２の選択された群の上に形成された、第２の色の発光を放射するための第２の材料の複数の領域と、前記第１の電極領域の第３の選択された群の上に形成された、第３の色の発光を放射するための第３の材料の複数の領域とからなる。
さらに好ましくは、前記第１、第２、および第３の材料の前記複数の領域は、前記第２の材料の前記複数の領域のそれぞれの領域が、前記第１の材料の前記複数の領域のそれぞれおよび前記第３の材料の前記複数の領域のそれぞれに隣接するよう配置される。
好ましくは、前記デバイスは、前記複数の光放射性の領域と前記複数の前記第２の電極領域との間に電子輸送層をさらに含む。
好ましくは、前記電子輸送層は、共役重合体層である。
好ましくは、前記電子輸送層の厚さは５〜２００ｎｍである。
好ましくは、前記デバイスは、前記複数の光放射性の領域と前記複数の前記第２の電極領域との間に正孔ブロック層をさらに含む。
好ましくは、前記正孔ブロック層は誘電体層である。
好ましくは、前記正孔ブロック層の厚さは１〜１０ｎｍである。
好ましくは、前記第１の電極領域は光伝達性の導電性材料により構成される。
さらに好ましくは、前記第１の電極領域は、酸化インジウム−スズ、酸化スズ、または酸化亜鉛により構成される。
好ましくは、前記第２の電極領域は、Ａｌ（アルミニウム）またはその合金により構成される。
好ましくは、前記第１の電極領域の厚さは１０〜５００ｎｍである。
好ましくは、前記第２の電極領域の厚さは１０〜１０００ｎｍである。
好ましくは、前記第１および第２の電極領域のそれぞれはラインからなる。
さらに好ましくは、前記第１の電極領域の前記ラインのそれぞれの幅は１０〜５０００μｍである。
さらに好ましくは、前記第２の電極領域の前記ラインのそれぞれの幅は１０〜５０００μｍである。
さらに好ましくは、前記第１の電極領域の前記ラインのそれぞれの間の間隔は１０〜５０００μｍである。
さらに好ましくは、前記第２の電極領域の前記ラインのそれぞれの間の間隔は１０〜５０００μである。
さらに好ましくは、前記第１の電極領域は列または行の一方であり、前記第２の電極領域は列または行の他方である。
好ましくは、発光を放射するための前記材料は重合体材料である。
さらに好ましくは、前記重合体材料は、緑色についてはポリ（p-フェニレンビニレン）から、青色については非共役部分を有するポリ（p-フェニレン）またはポリ（p-フェニレンビニレン）共重合体から、赤色についてはポリ（1,4-ナフチレンビニレン）またはジアルコキシ置換ポリ（p-フェニレンビニレン）から選択される。
好ましくは、発光を放射するための前記材料の領域は、前記第１の電極領域を前記第２の電極領域から電気的に絶縁するよう、前記第１の電極領域を覆うものである。
好ましくは、発光を放射するための前記材料の領域は、それぞれ前記第１の電極領域のそれぞれと重なる。
さらに好ましくは、前記材料の領域は、それぞれ複数の別個のサブ領域からなり、前記第２の電極領域は、前記サブ領域の選択されたものと重なるよう形成される。
本発明の趣旨において、ある材料からなる前駆体とは、何らかの方法でその材料から形成されることのできるあらゆる前駆体を包含するものとして広く解釈すべきであることが理解されよう。
カラー重合体ＥＬディスプレイの製造方法をここに記載するが、ここでは、２以上の前駆体重合体材料を使用して、次の重合体層を付着させる前に、放射領域を画成し、デバイスの１つの電極上に順に付着させ、パターン化すると共にその最終的な形態へと変換させ、これにより変換された重合体が、後続する前駆体層の付着、パターン化、または変換によってどのような様式においても損傷を受けないようにする。
この発明の１つの実施の形態では、１つの色を最初に付着させた後リソグラフィにより画成し、最後にその最終形態へと変換する。その後、他の色を付着させ、変換前にリソグラフィにより画成する。前駆体の変換は、熱処理、化学的処理、電子ビームに露光すること、放射線に曝すこと（電磁放射を含む）、またはこれらの技術の幾つかの組み合わせによって行うものとする。
この発明の他の実施の形態では、基盤をなす電極および／または後に付着される頂部の電極をパターン化して、変換された重合体からの放射の領域を画成し、電極の間の重複した領域を選択して、２つの電極の間に常に光放射性の重合体層があることを確実にする。
この発明の他の実施の形態では、パターン化されたエレクトロルミネッセント重合体の頂部に、最後の電極を付着させる前に、更なるパターン化されていない層を付着させ、このような層を、電荷輸送層または極めて薄い誘電体層とし、その厚さおよび構成を、ＥＬデバイスの全体的な効率を増加させるよう選択し、電極の間の重なりの領域を、２つの電極の間に常に光放射性の重合体層があることを確実にするよう選択する。
前駆体重合体をその最終的な強固な形態へと変化させる基礎をなす機構は、可溶性側鎖基の切断または異なる重合体鎖上の側鎖基の架橋結合を含み得る。和合性のフォトレジスト（すなわち、基盤をなす層を妨害することなく載置することのできるもの）を使用することによりリソグラフィによる画成が行われた後に、マスクをかけた露光および現像が行われる。他に可能なものとしては、現像および所望しない領域の除去の前にマスクをかけたＵＶ露光を使用して部分的な変換を行い、その後に完全な変換を行うものである。完全な変換は、次の前駆体重合体を付着させる前に、または部分的に変換された材料上の後続する溶剤の効果に依存して、何らかの後続する重合体がパターン化された後に行うことができる。重合体の最終的な形態は、後続する溶剤に不溶性である。その後、最終的なパターン化されていない層を、全ての光放射性の領域上に付着させて効率を向上させることができる。
本発明のより良い理解を図ると共に、これがどのようにして効果をもたらすべく実施されるかを示すために、添付図面を例としてここに参照する。
【図面の簡単な説明】
図１は、マルチカラーデバイスの一部の概略断面図であり、
図２は、２００℃の変換温度における赤色、緑色、および青色の前駆体のための側鎖基が離れる前駆体材料および最終的な重合体の形態を示す図であり、
図３は、エネルギーバンドの線図であり、
図４は、ＲＧＢドットマトリックス構成である。
好適な実施の形態の説明
赤色、緑色、および青色の発光体に対する３つの前駆体を使用する特定の実施の形態をここに説明する。加工後の最終的な構造を図１に示す。この構造は、好適な実施の形態では酸化インジウムスズ（indium tin oxide）とする、透明電極のパターン化された領域を有するガラス基体２からなる。線条は、ＲＧＢドットマトリックス構成の列を画成するものである。図４の図面から理解されるように、最終的な構造においては、これらは酸化インジウムスズの線条を示す。線条は、図１では参照符号４ａ、４ｂ、４ｃによって示されている。酸化インジウムスズのそれぞれの線条の頂部には、発光重合体の線条が置かれている。図示するように、線条４ａ、４ｂ、４ｃの頂部の重合体は、それぞれ異なる波長の光、赤色、緑色、および青色を放射する。赤色を放射する重合体の線条６ａは、ＩＴＯの線条４ａの頂部に置かれている。緑色を放射する重合体６ｂは、ＩＴＯの線条４ｂの頂部に置かれている。青色を放射する重合体線条６ｃは、ＩＴＯの線条４ｃの頂部に置かれている。それぞれの発光の波長は、矢印上に記載された大文字によって示されている。任意の電子輸送／正孔ブロック層が、線条４ａ、４ｂ、４ｃの上を横断するように延在している。電子輸送／正孔ブロック層８がある場合、重合体の線条はＩＴＯの線条より狭いものとすることができる。この頂部には、複数のアルミニウム電極の線条１０が置かれている。ここで再び図４から分かるように、アルミニウム電極の線条１０および電子輸送／正孔ブロック層は、横断方向に延在してドットマトリックス構成の行を画成している。発光重合体の線条６ａ、６ｂ、６ｃは、それぞれの前駆体から導かれる。
図１の構造は、以下の工程に従って製造される。
酸化インジウムスズの層を、ガラス基体２上にパターン化して酸化インジウムスズの線条４ａ、４ｂ、４ｃを形成する。ＩＴＯ部分の第１の選択された群、すなわち第１の色の発光を励起すべきものの上に、第１の前駆体の層を形成する。例えば、好適な実施の形態では、赤色を発光する重合体のための前駆体を最初に載置することができる。この前駆体は、その前駆体の形態では、例えばエッチングによってパターン化することが可能であるが、その最終的な重合体へと変換または部分的に変換された場合は、後続するパターン化工程に対して実質的に抵抗性である。ＩＴＯ部分の第１の選択された群の上に載置された後は、前駆体は、その赤色を発光する重合体へと少なくとも部分的に変換される。
その後、第１の層の上部であって、ＩＴＯ部分の第２の選択された群の上部に第２の前駆体材料を付着させる。例えば、緑色を発光する重合体のための前駆体を次に付着させることができる。この前駆体も、例えばエッチングによってその前駆体の形態においてパターン化することが可能であるが、少なくとも部分的変換された場合は、パターン化に対して実質的に抵抗性である。よって、第２の層を、その前駆体の形態でパターン化することができ、これを第１の層の上から除去することができるが、ＩＴＯ部分の第２の選択された群の上には第２の層を残すものとする。その後、第２の前駆体を、緑色を発光する重合体へと少なくとも部分的に変換する。青色を発光する重合体について、同様の工程を実施する。最終的に、あらゆる未変換の前駆体を、そのそれぞれの重合体へと変換する。
前駆体は、付着されパターン化された後に完全に変換され得ることが容易に理解されよう。
前駆体を載置する順番は重要ではないが、変換の条件が最も過酷である材料を最初に処理すべきである（すなわち、先に付着された発光領域に対する損傷の最小化を図る）。３つの前駆体を図２に示す（図式Ｉ、II、III）。緑色の発光体前駆体（図式Ｉ）は、テトラヒドラチオフェン（tetrahydrathiophene）脱離基および臭素対イオンを有するポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）重合体である。不活性雰囲気中での変換は、１５０〜２００℃で行うことができる。青色の発光体（図式II）は、ブロック共重合体であり、これはＰＰＶ単量体の共役長さを制限することにより、発光波長を青色へとシフトさせたものである。例えば、青色の共重合体は、非共役部分を有するＰＰＶ共重合体とする。緑色の発光体と同様の変換条件が必要とされる。最後に、赤色の発光前駆体（図式III）を、テトラヒドラチオフェン脱離基および臭素対イオンを有するポリナフタレン重合体に基づくものとして示す。ここでも、緑色の発光体と同様の変換条件が必要である。
この特定の実施の形態では、ＩＴＯをライン（パッシブマトリックスディスプレイの列）としてパターン化し、後続する前駆体重合体を、それぞれが単一のＩＴＯラインに随伴しそれぞれが僅かに広い平行なラインとしてパターン化し、これにより図４に示すように、ＩＴＯのラインを完全に覆うものとする。最後に、直交する行として頂部電極（例えば、アルミニウム）を付着させる。このようなディスプレイは、それぞれの選択された行内において必要な画素／色の組合せのスイッチが入るように、列に対してデータ電圧を印加し、順次行選択を行うことによってアドレス指定することができる。
もしくは、頂部電極を付着させる前に、ＲＧＢ発光体の上に任意の第２の層８を付加することができ、頂部電極の縁部におけるＩＴＯに対する頂部の接触の不足の防止に寄与すると共に発光の効率を増加させることができる。図３に示すように、バンドギャップＥgAを有する共役重合体電子輸送層を使用することができるが、それぞれのＲＧＢ領域において異なる効率となる可能性がある。記載した実施の形態では、ＥgA＞ＥgB＞ＥgG＞ＥgRであり、ここでＥgBRGは、それぞれ青色、赤色、または緑色の重合体のエネルギーギャップを示すものとする。図３において、ＬＵＭＯは、最低の非占有分子軌道（lowest unoccupied molecular orbital）を示し、ＨＯＭＯは、最高の占有分子軌道（highest occupied molecular orbital）を示す。トンネリングによって陰極から電子注入を可能とするが、陰極への正孔の移動をブロックすると共に、発光重合体のない領域における頂部陰極とＩＴＯとの間の何らかの不足または電流の流れを防止する薄い誘電体層（１０〜１００オングストローム厚さのオーダー）が好適である。誘電体は高いエネルギーバンドギャップを有するため、発光体のそれぞれに対して同様に類似するバリア特性を有することから、カラー発光体の全ての効率を増強し得るものである。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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