JP2003234185A - 有機発光ダイオードデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
ードデバイスの製造方法を提供する。 【解決手段】湿分又は酸素に過敏な有機発光ダイオード
デバイスを、少なくとも部分的に、製造するための現場
真空法であって、該有機発光ダイオードデバイスの一部
となる受容体要素42を真空コーター10内に用意し、
該真空コーター内にドナー支持体要素30を用意して、
該ドナー支持体要素にコーティングを施すことにより、
該有機発光ダイオードデバイスの全部又は一部の製造に
必要な1又は2以上の層を具備したドナー要素31を製
造し、該真空コーター内で、塗被されるべき該受容体要
素に対し、該ドナー要素のコーティング面を、材料転写
関係となるように位置決めし、そして該ドナー要素から
該受容体要素へ1又は2以上の層を真空中で選択的に転
写させるように、該ドナー要素に輻射線40を適用する
ことを特徴とする方法。
Description
ド(OLED)デバイスの製法に関する。
(通常RGB画素という。)を配列したカラー又はフル
カラー有機電場発光(EL)表示装置においては、RGB画
素を形成するため発色性有機EL媒体を精密にパターン
化する必要がある。基本的な有機ELデバイスは、共通
要素として、アノード、カソード、及び該アノードと該
カソードとに挟まれた有機EL媒体を含む。有機EL媒
体は1又は2層以上の有機薄膜からなることができ、そ
の層又は層内領域の一つが主として発光、すなわち電場
発光を担う。この特定の層を、一般に有機EL媒体の発
光層と称する。有機EL媒体中に存在する他の有機層
は、一般に電子的輸送性を促進し、(正孔伝導用)正孔
輸送層又は(電子伝導用)電子輸送層と呼ばれる。フル
カラー有機EL表示パネルのRGB画素を形成する際に
は、有機EL媒体の発光層又は有機EL媒体全体を精密
にパターン化する方法を考案する必要がある。
5742129号に記載されているようなシャドーマス
ク技法により表示装置上に形成される。この技法は有効
であるが、いくつかの欠点がある。シャドーマスク技法
では、解像度の高い画素サイズを達成することが困難で
ある。さらに、基板とシャドーマスクとの間のアライン
メントの問題があり、画素を適当な位置に形成させるこ
とに慎重にならなければならない。基板を大きくする場
合には、シャドーマスクを操作して適切な位置に画素を
形成させることが困難となる。シャドーマスク技法のさ
らなる欠点は、マスクの開口部が時間とともに目詰まり
することである。マスクの開口部が目詰まりすると、E
L表示装置上に機能しない画素が生じ、望ましくない。
法が、米国特許第5851709号(Grandeら)に記載さ
れている。この方法は、(1)対向する第1表面及び第
2表面を有するドナー基板を用意し、(2)該基板の第
1表面の上に透光性断熱層を形成し、(3)該断熱層の
上に吸光層を形成し、(4)該基板に、該第2表面から
該断熱層にまで延在する開口部の配列を設け、(5)該
吸光層の上に転写可能な発色性有機ドナー層を形成し、
(6)該基板の開口部とデバイス上の対応するカラー画
素とが配向するように該ドナー基板を表示装置基板に対
して精密にアラインし、そして(7)該ドナー基板上の
有機層を該表示装置基板に転写させるに十分な熱を該開
口部上の吸光層に発生させるための輻射線源を使用す
る、という工程序列を含む。Grandeらの方法にまつわる
問題は、ドナー基板上の開口部の配列をパターン化しな
ければならないことにある。このことは、ドナー基板と
表示装置基板との間で精密に機械的にアラインメントし
なければならないことをはじめとする、シャドーマスク
技法の場合と同様の問題の多くを生ぜしめる。さらに、
ドナーのパターンが固定され、容易に変更できないとい
う問題もある。
ーザーのような精密光源とを使用することにより、パタ
ーン化ドナーに見られる困難の一部を取り除くことがで
きる。Littman及びTang(米国特許第5688551
号)は、パターン化されていないドナーシートからEL
基板へ有機EL材料をパターン様式で転写することを教
示する。Wolkらの一連の特許(米国特許第611408
8号、同第6140009号、同第6214520号及
び同第6221553号)は、ドナーの特定部分をレー
ザー光で加熱することにより、ドナーシートからELデ
バイスの発光層を基板へ転写することができる方法を教
示する。
(Tang)に、薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板上に
EL材料を蒸着させることにより多色画素(例、赤色、
緑色及び青色の二次画素)をパターン化する方法が記載
されている。このようなEL材料は、開口部マスク及び
支持体上のドナーコーティングを使用することにより選
ばれたパターンで基板上に付着される。開口部マスク
は、ドナー層と基板との間の独立した実在物であっても
よいし(上記米国特許の図1に示されているように)、
又はドナー層に組み込まれていてもよい(上記米国特許
の図4、図5及び図6に示されているように)。
で記載しているように、チャンバを使用して減圧下で行
なうことが好ましい。ドナー層(及び、独立している場
合には、開口部)と基板とを密接させたまま保持するこ
とが必要である。一例として、Tangは、ドナー層と底部
電極の所期のドナーターゲットとの間に好適な距離が存
在するように、不動態層に近接して、又はその上に、保
持された開口部又はドナー層を示す。真空又は減圧の使
用により、EL材料のドナーから基板への転写が促進さ
れる。転写に際してこのような条件を使用することは、
EL材料の中には酸素及び/又は湿分に過敏なものもあ
る点でも有利である。例えば、OLEDデバイスに用いられ
るアルミニウムヒドロキシキノリン(Alq)は、水と反
応することが知られている。さらに、低分子型及びポリ
マー型の両方のELデバイスに用いられる電極材料も、
空気中では極めて不安定である。転写工程中に真空を使
用することは、OLEDデバイスの破損率を低下させること
に役立ち得る。さらに、Littman、Tang及びWolkが教示
した方法では、基板へ転写する前にドナー材料が劣化す
るためにOLEDデバイスの損失が起こり得る。一般に、ド
ナー材料は、その調製場所から、その基板への転写場所
へ、移送される。この間に、酸素、湿分その他の大気中
成分によってドナーが汚染される可能性がある。このこ
とは、当該ドナーから調製されたOLED表示装置の歩留り
低下をもたらし得る。
明細書
目的は、シャドーマスクを必要としない方法を提供する
ことにある。本発明のさらなる目的は、ドナー要素を使
用する方法であって、ドナー要素をその使用場所から離
れた所で用意して該ドナー要素を汚染又は損傷すること
なく運搬してくることにまつわる問題を解消する方法を
提供することにもある。本発明のさらなる目的は、フル
カラーOLED表示装置の製造に有効利用することができる
シャドーマスク不要な改良方法を提供することにもあ
る。
酸素に過敏な有機発光ダイオードデバイスを、少なくと
も部分的に、製造するための現場真空法であって、 a)該有機発光ダイオードデバイスの一部となる受容体要
素を真空コーター内に用意し、 b)該真空コーター内にドナー支持体要素を用意して、該
ドナー支持体要素にコーティングを施すことにより、該
有機発光ダイオードデバイスの全部又は一部の製造に必
要な1又は2以上の層を具備したドナー要素を製造し、 c)該真空コーター内で、塗被されるべき該受容体要素に
対し、該ドナー要素のコーティング面を、材料転写関係
となるように位置決めし、そして d)該ドナー要素から該受容体要素へ1又は2以上の層を
真空中で選択的に転写させるように、該ドナー要素に輻
射線を適用することを特徴とする方法によって達成され
る。
共通のTangの米国特許第5937272号及び譲受人共
通のLittman及びTangの米国特許第5688551号に
記載されているように、電場発光デバイス及びELデバ
イスとも呼ばれる有機発光ダイオードを含む装置をさ
す。用語「表示装置」又は「表示パネル」は、ビデオ画
像又はテキストを電子的に表示することができるスクリ
ーンをさす。用語「画素」は、当該技術分野で認識され
ている意味で使用され、表示パネルの一領域であって、
他の領域とは独立に発光するように刺激され得る領域を
さす。用語「多色」は、異なる領域で異なる色相の光を
発することができる表示パネルを記述するために用いら
れ、具体的には、異なる色の画像を表示することができ
る表示パネルを記述するために用いられる。これらの領
域は必ずしも隣接しなくてもよい。用語「フルカラー」
は、可視スペクトルの赤、緑及び青の各色域で発光し、
任意の組合せの色相で画像を表示することができる多色
表示パネルを記述するために用いられる。赤、緑及び青
の各色は三原色を構成し、この三原色を適宜混合するこ
とにより他のすべての色を発生させることができる。用
語「色相」は、可視スペクトル内の発光強度プロファイ
ルをさし、異なる色相は視覚的に識別できる色差を示
す。画素又は二次画素とは、一般に、表示パネルにおい
てアドレス可能な最小単位をさす。モノクロ表示装置の
場合、画素又は二次画素の間に区別はない。用語「二次
画素」は、多色表示パネルにおいて使用され、特定の色
を発光するために独立にアドレスすることができる画素
の部分をさす。例えば、青色二次画素は、青光を発する
ためにアドレスすることができる画素の当該部分であ
る。フルカラー表示装置の場合、一つの画素が、三原色
の二次画素、すなわち青、緑及び赤で構成されることが
一般的である。用語「ピッチ」は、表示パネルにおける
2つの画素又は二次画素を隔てる距離をさす。したがっ
て、二次画素ピッチは、2つの二次画素間の分離を意味
する。
示す。ここで、同一の排気チャンバ内で、ドナー支持体
要素30にコーティングを施し、そのコーティング材料
の受容体要素42への転写を行なう。真空コーター10
は、真空条件下で、ドナー支持体要素30に蒸着法のよ
うな手段でコーティングを施し、かつ、コーティングさ
れた材料を続いて受容体要素42に熱転写法のような方
法で転写することを可能にする密閉装置である。真空コ
ーター10は、一つのチャンバ又は、ロードロックもし
くは同様に作用する装置、例えば、トンネルもしくはバ
ッファチャンバにより連絡することができる任意の数の
チャンバを含むことができ、非真空条件に晒されること
なくドナー要素と受容体要素を搬送することができる。
用語「真空」は、1トル以下の圧力をさす。真空コータ
ー10は、真空ポンプ12によって真空下に保持され
る。真空コーター10は、当該チャンバにドナー支持体
要素30を装填するために用いられるロードロック14
を含む。ロードロック14、16は、内部の状態を外部
環境で汚染することなく真空コーター10に材料を導入
し、かつ、そこから取り出す手段である。真空コーター
10の内部は、コーティングステーション0と転写ステ
ーション22を含む。コーティングステーション20
は、真空コーター10の内部にあって、ドナー支持体要
素30に蒸着法のような手段でコーティングを施すこと
を可能にする場所である。転写ステーション22は、真
空コーター10の内部にあって、コーティングされた材
料の受容体要素42への、例えば、熱転写法による転写
を促進する場所である。
4の手段によって、真空コーター10に導入される。ド
ナー支持体要素30は、蒸着法又はスパッタ法のような
手段によりコーティング層を受け入れることができ、か
つ、その後、例えば、熱転写法により、該コーティング
の全部又は一部を転写することができる要素である。ド
ナー支持体要素30は、必要に応じて、ドナー支持体3
2によって支持することができる。ドナー支持体要素3
0は、機械的手段によって、コーティングステーション
20へ移送される。コーティングステーション20はコ
ーティング装置34を含む。コーティング装置34は、
例えば、蒸発法やスパッタ法をはじめとする、真空中で
材料をコーティングすることができる任意の装置からな
ることができる。これは、例えば、米国特許第6237
539号並びに米国特許出願第09/843489号
(出願日2001年4月26日、Steven A. Van Slyke
ら);米国特許出願第09/839885号(出願日2
001年4月20日、StevenA. Van Slykeら);及び米
国特許出願第09/839886号(出願日2001年
4月20日、Michael A. Marcusら)(これらの開示事
項を本明細書の一部とする。)に記載されているものの
ような蒸着装置その他真空中で材料をコーティングする
ことができる任意の装置であることができる。複数の材
料、例えば、ホスト材料とドーパント材料、を層状にコ
ーティングすべき場合には、これらの材料を互いに混合
して単一ソースから付着させてもよいし、また、各ソー
スに異なる材料を装填した複数のソースを使用してもよ
い。さらに、複数のソースを真空コーター10の内部で
別々の時間に使用することにより、ドナー支持体要素3
0又は受容体要素42の上に別個独立した層を被覆して
もよいし、また、複数のソースを使用して追加のドナー
支持体要素30をコーティングしてもよい。コーティン
グ装置34を活性化し(例えば、所望の材料を加熱して
気化させ)、そしてドナー支持体要素30に材料を一様
にコーティングすると、ドナー要素31となる。ドナー
要素31は、その後、例えば、熱転写法により、全体又
は一部が転写され得る1又は2以上の塗被層でコーティ
ングされた要素である。
の要件を満たす数種の材料のいずれか又はその組合せか
ら構成されることができる。ドナー支持体要素30は、
十分な柔軟性を示すと共に、本発明の実施においてコー
ティング工程及び支持体のロール間又は積層シート搬送
を許容するに十分な引張強さを示すことが必要である。
ドナー支持体要素30は、片面が加圧された状態での輻
射線加熱誘発型転写工程の際、及び、水蒸気のような揮
発性成分を除去するために企図されるあらゆる予備加熱
工程の際に、構造的集結性を維持することができなけれ
ばならない。さらに、ドナー支持体要素30は、片面上
に比較的薄い材料被膜を受容し、かつ、この被膜を、そ
の被覆支持体の予測される保存期間中に劣化させること
なく保持することができなければならない。これらの要
件を満たす支持体材料として、例えば、金属箔、プラス
チック箔及び繊維強化プラスチック箔が挙げられる。適
当な支持体材料の選定は、既知の工学的アプローチに頼
ることができる一方、本発明の実施に有用なドナー支持
体要素30として形成された時に、選ばれた支持体材料
の特定の側面が、さらなる考慮に値することが認識され
る。例えば、ドナー支持体要素30は、材料でコーティ
ングされる前に、多段階洗浄及び表面調製処理を必要と
する場合がある。支持体材料が輻射線透過性材料である
場合には、ドナー支持体要素30の内部又はその表面に
輻射線吸収材料を組み入れることは、適当なレーザーか
らのレーザー光のような適当な輻射線源からの輻射線フ
ラッシュを使用した時、ドナー支持体要素30をより効
果的に加熱して、ドナー要素31から受容体要素42へ
の材料転写を相応に高める点で、有利となり得る。
わちアノード、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子
輸送層及びカソードを、通常はこの順序で、含有するこ
とができる。ドナー支持体要素30の上に塗被される材
料は、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、発
光材料、ホスト材料、アノード材料、カソード材料、輻
射線吸収材料又はこれらの材料のいずれかの組合せであ
ることができる。当該材料は湿分及び/又は酸素に過敏
である。その意味は、水、水蒸気又は酸素の存在が、当
該材料の性能又は品質に悪影響を与え得る、ということ
である。
孔注入層を設けることが有用となる場合が多い。正孔注
入層は、後続の有機層の薄膜形成特性を改良し、かつ、
正孔を正孔輸送層に注入し易くするように機能し得る。
正孔注入層に使用するのに適した材料として、米国特許
第4720432号に記載されているようなポルフィリ
ン系化合物や、米国特許第6208075号に記載され
ているようなプラズマ蒸着フルオロカーボンポリマーが
挙げられるが、これらに限定はされない。有機ELデバ
イスにおいて有用であることが報告されている別の正孔
注入性材料が、欧州特許出願公開第0891121号A
1及び同第1029909号A1に記載されている。
は、芳香族第三アミンのような化合物を含むことがよく
知られている。芳香族第三アミンとは、その少なくとも
一つが芳香族環の環員である炭素原子にのみ結合してい
る3価窒素原子を1個以上含有する化合物であると解さ
れる。一つの形態として、芳香族第三アミンはアリール
アミン、例えば、モノアリールアミン、ジアリールアミ
ン、トリアリールアミン又は高分子アリールアミンであ
ることができる。トリアリールアミン単量体の例が、米
国特許第3180730号(Klupfelら)に示されてい
る。1以上のビニル基で置換された、及び/又は少なく
とも一つの活性水素含有基を含む、その他の好適なトリ
アリールアミンが、譲受人共通の米国特許第35674
50号及び同第3658520号(Brantleyら)に記載さ
れている。
米国特許第4720432号及び同第5061569号
に記載されているような芳香族第三アミン部分を2個以
上含有するものである。このような化合物には、下記構
造式(A)で表わされるものが含まれる。
芳香族第三アミン部分であり、そしてGは、アリーレ
ン、シクロアルキレン又は炭素-炭素結合のアルキレン
基のような結合基である。一つの実施態様において、Q
1及びQ2の少なくとも一方は、多環式縮合環構造体
(例、ナフタレン)を含有する。Gがアリール基である
場合、それはフェニレン部分、ビフェニレン部分又はナ
フタレン部分であることが便利である。構造式(A)を
満たし、かつ、2つのトリアリールアミン部分を含有す
る有用な種類のトリアリールアミンは、下記構造式
(B)で表わされる。
原子、アリール基もしくはアルキル基を表わすか、又
は、R1及びR2は一緒にシクロアルキル基を完成する原
子群を表わし、そしてR3及びR4は、各々独立に、アリ
ール基であってそれ自体が下記構造式(C)で示される
ようなジアリール置換型アミノ基で置換されているもの
を表わす。
アリール基である。一つの実施態様において、R5及び
R6の少なくとも一方は、多環式縮合環構造体(例、ナ
フタレン)を含有する。別の種類の芳香族第三アミンは
テトラアリールジアミンである。望ましいテトラアリー
ルジアミンは、アリーレン基を介して結合された、構造
式(C)で示したようなジアリールアミノ基を2個含
む。有用なテトラアリールジアミンには、下記構造式
(D)で表わされるものが含まれる。
ーレン基、例えば、フェニレン又はアントラセン部分で
あり、nは1〜4の整数であり、そしてAr、R7、R8
及びR9は各々独立に選ばれたアリール基である。典型
的な実施態様では、Ar、R7、R8及びR9の少なくと
も一つが多環式縮合環構造体(例、ナフタレン)であ
る。
(D)の各種アルキル、アルキレン、アリール及びアリ
ーレン部分も、各々それ自体が置換されていてもよい。
典型的な置換基として、アルキル基、アルコキシ基、ア
リール基、アリールオキシ基、並びにフッ化物、塩化物
及び臭化物のようなハロゲンが挙げられる。各種アルキ
ル及びアルキレン部分は、典型的には約1〜6個の炭素
原子を含有する。シクロアルキル部分は3〜約10個の
炭素原子を含有し得るが、典型的には、シクロペンチ
ル、シクロヘキシル及びシクロヘプチルの環構造体のよ
うに、5個、6個又は7個の環炭素原子を含有する。ア
リール部分及びアリーレン部分は、通常はフェニル部分
及びフェニレン部分である。
単体又は混合物で形成することができる。具体的には、
構造式(B)を満たすトリアリールアミンのようなトリ
アリールアミンを、構造式(D)が示すようなテトラア
リールジアミンと組み合わせて使用することができる。
トリアリールアミンをテトラアリールジアミンと組み合
わせて使用する場合、後者を、トリアリールアミンと電
子注入及び輸送層との間に挿入された層として配置す
る。以下、有用な芳香族第三アミンを例示する。 1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサ
ン 1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシ
クロヘキサン 4,4’-ビス(ジフェニルアミノ)クアドリフェニル ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)-フェニルメ
タン N,N,N-トリ(p-トリル)アミン 4-(ジ-p-トリルアミノ)-4’-[4(ジ-p-トリルアミノ)-ス
チリル]スチルベン N,N,N’,N’-テトラ-p-トリル-4,4’-ジアミノビフェニ
ル N,N,N’,N’-テトラフェニル-4,4’-ジアミノビフェニ
ル N-フェニルカルバゾール ポリ(N-ビニルカルバゾール) N,N’-ジ-1-ナフタレニル-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジ
アミノビフェニル 4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェ
ニル 4,4”-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]-p-ター
フェニル 4,4’-ビス[N-(2-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェ
ニル 4,4’-ビス[N-(3-アセナフテニル)-N-フェニルアミノ]
ビフェニル 1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレ
ン 4,4’-ビス[N-(9-アントリル)-N-フェニルアミノ]ビフ
ェニル 4,4”-ビス[N-(1-アントリル)-N-フェニルアミノ]-p-タ
ーフェニル 4,4’-ビス[N-(2-フェナントリル)-N-フェニルアミノ]
ビフェニル 4,4’-ビス[N-(8-フルオルアンテニル)-N-フェニルアミ
ノ]ビフェニル 4,4’-ビス[N-(2-ピレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェ
ニル 4,4’-ビス[N-(2-ナフタセニル)-N-フェニルアミノ]ビ
フェニル 4,4’-ビス[N-(2-ペリレニル)-N-フェニルアミノ]ビフ
ェニル 4,4’-ビス[N-(1-コロネニル)-N-フェニルアミノ]ビフ
ェニル 2,6-ビス(ジ-p-トリルアミノ)ナフタレン 2,6-ビス[ジ-(1-ナフチル)アミノ]ナフタレン 2,6-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ナフ
タレン N,N,N’,N’-テトラ(2-ナフチル)-4,4”-ジアミノ-p-タ
ーフェニル 4,4’-ビス{N-フェニル-N-[4-(1-ナフチル)-フェニル]
アミノ}ビフェニル 4,4’-ビス[N-フェニル-N-(2-ピレニル)アミノ]ビフェ
ニル 2,6-ビス[N,N-ジ(2-ナフチル)アミン]フルオレン 1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレ
ン
欧州特許第1009041号に記載されているような多
環式芳香族化合物が挙げられる。さらに、ポリ(N-ビニ
ルカルバゾール)(PVK)、ポリチオフェン、ポリピロー
ル、ポリアニリン及びPEDOT/PSSとも呼ばれているポリ
(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4-スチレン
スルホネート)のようなコポリマー、といった高分子正
孔輸送性材料を使用することもできる。
である。米国特許第4769292号及び同第5935
721号に詳述されているように、有機EL要素の発光
層(LEL)は発光材料又は蛍光材料を含み、その領域にお
いて電子-正孔対が再結合する結果として電場発光が生
じる。発光層は、単一材料で構成することもできるが、
より一般的には、ホスト材料に単一又は複数種のゲスト
化合物をドーピングしてなり、そこで主として当該ドー
パントから発光が生じ、その発光色にも制限はない。発
光層に含まれるホスト材料は、後述する電子輸送性材
料、上述した正孔輸送性材料、又は正孔-電子再結合を
支援する別の材料、であることができる。ドーパント
は、通常は高蛍光性色素の中から選ばれるが、リン光性
化合物、例えば、国際公開第98/55561号、同第
00/18851号、同第00/57676号及び同第
00/70655号に記載されているような遷移金属錯
体も有用である。ドーパントは、ホスト材料中、0.0
1〜10質量%の範囲内で塗布されることが典型的であ
る。
重要な関係は、当該分子の最高被占軌道と最低空軌道と
の間のエネルギー差として定義されるバンドギャップポ
テンシャルの対比である。ホストからドーパント分子へ
のエネルギー伝達の効率化を図るためには、当該ドーパ
ントのバンドギャップがホスト材料のそれよりも小さい
ことが必須条件となる。
子として、米国特許第4769292号、同第5141
671号、同第5150006号、同第5151629
号、同第5294870号、同第5405709号、同
第5484922号、同第5593788号、同第56
45948号、同第5683823号、同第57559
99号、同第5928802号、同第5935720
号、同第5935721号及び同第6020078号に
記載されているものが挙げられるが、これらに限定はさ
れない。
金属錯体(下記構造式E)は、電場発光を支援すること
ができる有用なホスト化合物の一種であり、特に、500
nmよりも長い波長の光(例、緑色、黄色、橙色及び赤
色)を放出させるのに適している。
整数であり、そしてZは、各々独立に、縮合芳香族環を
2個以上有する核を完成する原子群を表わす。上記よ
り、当該金属は1価、2価又は3価になり得ることが明
白である。当該金属は、例えば、リチウム、ナトリウム
もしくはカリウムのようなアルカリ金属、マグネシウム
もしくはカルシウムのようなアルカリ土類金属、又はホ
ウ素もしくはアルミニウムのような土類金属であること
ができる。一般に、有用なキレート化金属であることが
知られているものであれば、1価、2価又は3価のいず
れの金属でも使用することができる。
はアジン環である2個以上の縮合芳香族環を含有する複
素環式核を完成する。必要であれば、当該2個の必須環
に、脂肪族環及び芳香族環の双方を含む追加の環を縮合
させてもよい。分子の嵩高さが機能向上を伴うことなく
増大することを避けるため、通常は環原子の数を18以
下に維持する。
合物の例を示す。 CO-1:アルミニウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-
キノリノラト)アルミニウム(III)〕 CO-2:マグネシウムビスオキシン〔別名、ビス(8-キノ
リノラト)マグネシウム(II)〕 CO-3:ビス[ベンゾ{f}-8-キノリノラト]亜鉛(II) CO-4:ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(II
I)-μ-オキソ-ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニ
ウム(III) CO-5:インジウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-キ
ノリノラト)インジウム〕 CO-6:アルミニウムトリス(5-メチルオキシン)〔別名、
トリス(5-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)〕 CO-7:リチウムオキシン〔別名、(8-キノリノラト)リチ
ウム(I)〕
体(下記構造式F)は、電場発光を支援することができ
る有用なホスト化合物の一種であり、特に、400 nmより
も長い波長の光(例、青色、緑色、黄色、橙色及び赤
色)を放出させるのに適している。
は、各環上の1又は2以上の置換基であってそれぞれ下
記のグループから独立に選ばれるものを表わす。 第1グループ:水素、又は炭素原子数1〜24のアルキ
ル; 第2グループ:炭素原子数5〜20のアリール又は置換
アリール; 第3グループ:アントラセニル、ピレニルまたはペリレ
ニルの縮合芳香族環の完成に必要な4〜24個の炭素原
子; 第4グループ:フリル、チエニル、ピリジル、キノリニ
ルその他の複素環式系の縮合芳香族環の完成に必要な炭
素原子数5〜24のヘテロアリール又は置換ヘテロアリ
ール; 第5グループ:炭素原子数1〜24のアルコキシルアミ
ノ、アルキルアミノ又はアリールアミノ;及び 第6グループ:フッ素、塩素、臭素又はシアノ
は、電場発光を支援することができる有用なホスト化合
物の一種であり、特に、400 nmよりも長い波長の光
(例、青色、緑色、黄色、橙色及び赤色)を放出させる
のに適している。
O、NR又はSであり、R’は、水素、炭素原子数1〜
24のアルキル(例えば、プロピル、t-ブチル、ヘプチ
ル、等)、炭素原子数5〜20のアリールもしくはヘテ
ロ原子置換型アリール(例えば、フェニル及びナフチ
ル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルその他の
複素環式系)、ハロ(例、クロロ、フルオロ)、又は縮
合芳香族環の完成に必要な原子群、であり、Lは、アル
キル、アリール、置換アルキル又は置換アリールからな
る結合ユニットであって、当該複数のベンズアゾール同
士を共役的又は非共役的に連結させるものである。有用
なベンズアゾールの一例として2,2’,2”-(1,3,5-フェ
ニレン)トリス[1-フェニル-1H-ベンズイミダゾール]が
挙げられる。
セン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、
クマリン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレ
ンピラン、チオピラン、ポリメチン、ピリリウム及びチ
アピリリウムの各化合物の誘導体並びにカルボスチリル
化合物が包含される。以下、有用なドーパントの具体例
を挙げるが、これらに限定はされない。
質、例えば、譲受人共通の米国特許第6194119号
B1(Wolkら)及びその中の文献に記載されているポリ
フェニレンビニレン誘導体、ジアルコキシ-ポリフェニ
レンビニレン、ポリ-パラ-フェニレン誘導体及びポリフ
ルオレン誘導体、を使用することもできる。
輸送性材料は、オキシン(通称8-キノリノール又は8-ヒ
ドロキシキノリン)それ自体のキレートをはじめとする
金属キレート化オキシノイド系化合物である。このよう
な化合物は、電子の注入及び輸送を助長し、しかも高い
性能レベルを示すと共に、薄膜への加工が容易である。
企図されるオキシノイド系化合物の例は、既述の構造式
(E)を満たす化合物である。
第4356429号に記載されている各種ブタジエン誘
導体、及び米国特許第4539507に記載されている
各種複素環式蛍光増白剤が挙げられる。既述の構造式
(G)を満たすベンズアゾールも有用な電子輸送性材料
となる。
質、例えば、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ-パ
ラ-フェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリチ
オフェン、ポリアセチレンその他の導電性高分子有機材
料、例えば、Handbook of Conductive Molecules and P
olymers、第1〜4巻、Nalwa編、John Wiley and Sons,
Chichester (1997)に記載されているもの、を使用する
こともできる。
る機能を発揮し得る場合もあり、その場合には発光性材
料と電子輸送性材料を含むことになる。
を当該アノードを介して観察する場合には、当該発光に
対して透明又は実質的に透明であることが必要である。
本発明に用いられる一般的な透明アノード材料はインジ
ウム錫酸化物及び酸化錫であるが、例示としてアルミニ
ウム又はインジウムをドープした酸化亜鉛、マグネシウ
ムインジウム酸化物及びニッケルタングステン酸化物を
はじめとする他の金属酸化物でも使用することができ
る。これらの酸化物の他、アノード材料として、窒化ガ
リウムのような金属窒化物、セレン化亜鉛のような金属
セレン化物、及び硫化亜鉛のような金属硫化物を使用す
ることもできる。EL発光を上部電極を介して観察する用
途の場合には、アノード材料の透過性は問題とならず、
透明、不透明又は反射性を問わずいずれの導電性材料で
も使用することができる。このような用途向けの導体の
例として、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム及
び白金が挙げられるが、これらに限定はされない。典型
的なアノード材料は、透過性であってもそうでなくて
も、4.1 eV以上の仕事関数を有する。望ましいアノー
ド材料は、一般に、蒸発法、スパッタ法、化学的気相成
長(CVD)法又は電気化学法のような適当な手段のいずれ
かによって付着される。アノードは、周知のフォトリソ
グラフ法によってパターン化することもできる。
は、ほとんどすべての導電性材料を含んでなることがで
きる。望ましい材料は、下部の有機層との良好な接触が
確保されるよう良好なフィルム形成性を示し、低電圧で
の電子注入を促進し、かつ、良好な安定性を有する。有
用なカソード材料は、低仕事関数金属(<4.0eV)又
は合金を含むことが多い。好適なカソード材料の1種
に、米国特許第4885221号明細書に記載されてい
るMg:Ag合金(銀含有率1〜20%)を含むものがあ
る。別の好適な種類のカソード材料として、低仕事関数
金属又は金属塩の薄層に、これより厚い導電性金属の層
をキャップしてなる二層形が挙げられる。このようなカ
ソードの一つに、米国特許第5677572号明細書に
記載されている、LiF薄層にこれより厚いAl層を載せて
なるものがある。その他の有用なカソード材料として、
米国特許第5059861号、同第5059862号及
び同第6140763号明細書に記載されているものが
挙げられるが、これらに限定はされない。
は、当該カソードは透明又はほぼ透明でなければならな
い。このような用途の場合、金属が薄くなければならな
いか、又は透明導電性酸化物もしくはこれら材料の組合
せを使用しなければならない。米国特許第577662
3号明細書に透光性カソードが詳述されている。カソー
ド材料は、蒸発法、スパッタ法又は化学的気相成長法に
より付着させることができる。必要な場合には、例え
ば、マスク介在蒸着法、米国特許第5276380号及
び欧州特許出願公開第0732868号明細書に記載の
一体型シャドーマスク法、レーザーアブレーション法及
び選択的化学的気相成長法をはじめとする多くの周知の
方法により、パターンを形成させてもよい。
16号に特定されている色素のような色素、カーボンの
ような顔料、又はニッケル、クロム、チタン他のような
金属であることができる。
り真空コーター10に導入され、そして機械的手段によ
り転写装置36に搬送される。これは、ドナー支持体要
素30の導入前、導入後又は導入中に起こることができ
る。転写装置36は、熱又は熱に変換される輻射線に応
じて、真空中で、ドナー要素31の上のコーティングさ
れた材料の転写を促進することができるいかなる装置か
らなることもできる。転写装置36の一例、その構成、
並びにそのドナー要素31及び受容体要素42を含む運
転手段については、米国特許出願第 /
号(出願日2001年12月12日;Phillipsら)に記
載されており、その開示事項を本明細書の一部とする。
転写装置36を、便宜上、密閉された構成で図示する
が、ドナー要素31及び受容体要素42の装填及び取出
しを行なう開放された構成もある。ドナー要素31は、
機械的手段によって、コーティングステーション20か
ら転写ステーション22へ移送される。ドナー要素31
と受容体要素42とを材料転写関係で配置する。すなわ
ち、Phillipsらが記載しているように、ドナー要素31
のコーティング面を、受容体要素42の受容面に密接さ
せて配置し、圧力チャンバ44内の流体圧力のような手
段により所定の位置に保持する。次いで、ドナー要素3
1は、レーザー38からのレーザービーム40のような
適用輻射線によって、透明部分46を通して照射される
ことができる。Phillipsらが記載しているように、ドナ
ー要素31のパターン状照射により、ドナー要素31か
ら塗被材料が受容体要素42へ転写される。
受容するための表面を提供する有機固体、無機固体又は
有機・無機混合固体であることができる。受容体要素4
2は、硬質であっても軟質であってもよく、シートもし
くはウェハのような別個独立したピースとして、又は連
続ロールとして、処理されることができる。典型的な受
容体要素材料として、ガラス、プラスチック、金属、セ
ラミック、半導体、金属酸化物、半導体酸化物、半導体
窒化物、又はこれらの組合せが挙げられる。受容体要素
42は、材料の均質混合物、材料の複合物又は材料の多
層であることができる。受容体要素42は、所期の発光
方向に応じて、透光性であっても不透明であってもよ
い。受容体要素42を通してEL発光を観察する場合に
は、透光性が望まれる。このような場合には、通常、透
明ガラス又はプラスチックが使用される。EL発光を最
上部電極を介して観察する用途の場合には、受容体要素
42の透光性は問題とならず、したがって、透光性、吸
光性又は光反射性のいずれであってもよい。この場合に
使用される受容体要素として、ガラス、プラスチック、
半導体材料、セラミックス及び回路基板材料が挙げられ
るが、これらに限定はされない。受容体要素42は、本
発明の方法が実施される前に、上述の材料(例、アノー
ド材料、カソード材料、正孔輸送材料、他)の1層又は
2層以上で処理されることができる。さらに、受容体要
素42は、本発明の方法が実施された後に、上述の材料
(例、アノード材料、カソード材料、電子輸送材料、
他)の1層又は2層以上で、及び保護層で、処理される
こともできる。これらの処理は、真空コーター10の外
部で行なうことも、また真空コーター10の内部のコー
ティングステーション20で行なうこともできる。
し、そしてロードロック16を介してドナー要素31と
受容体要素42を取り出すことができる。
同一の排気チャンバ内で、ドナー支持体要素に2以上の
層をコーティングし、そして基板への転写を行なうもの
の横断面図を示す。真空コーター10は真空ポンプ12
によって真空下に保持される。真空コーター10はロー
ドロック14を含み、これを使用してチャンバに新しい
ドナー支持体要素を装填する。真空コーター10はロー
ドロック16も含み、これを使用して使用済ドナー要素
を取り出す。真空コーター10の内部には、コーティン
グステーション20、コーティングステーション24及
び転写ステーション22が包含される。
4の手段によって真空コーターに導入される。ドナー支
持体要素30は、必要に応じて、ドナー支持体32によ
って支持されることができる。ドナー支持体要素30
は、機械的手段によって、コーティングステーション2
0に移送される。コーティングステーション20にはコ
ーティング装置34が含まれる。コーティング装置34
を活性化し(例えば、所望のコーティング材料を加熱し
て気化させ)、そしてドナー支持体要素30をコーティ
ング材料で一様に被覆して、ドナー要素31にする。
コーティングステーション20からコーティングステー
ション24へ移送される。コーティングステーション2
4にはコーティング装置34aが含まれる。コーティン
グ装置34aを活性化し(例えば、所望のコーティング
材料を加熱して気化させ)、そしてドナー要素31を別
のコーティング材料層で一様に被覆する。
段によって、真空コーター10に導入され、そして機械
的手段によって転写装置36に移送される。これは、ド
ナー支持体要素30の導入前、導入後又は導入中のいず
れで行なうこともできる。転写装置36は、便宜上、そ
の密閉された構成で図示されているが、ドナー要素と基
板の装填及び取出しが行なわれる開放された構成も含ま
れる。ドナー要素31は、機械的手段によって、コーテ
ィングステーション24から転写ステーション22に移
送される。ドナー要素31と受容体要素42を材料転写
関係で配置する。すなわち、Phillipsらが記載している
ように、ドナー要素31のコーティング面を、受容体要
素42の受容面に密接させて配置し、圧力チャンバ44
内の流体圧力のような手段により所定の位置に保持す
る。次いで、ドナー要素31は、レーザー38からのレ
ーザービーム40のような適用輻射線によって、透明部
分46を通して照射される。Phillipsらが記載している
ように、ドナー要素31のパターン状照射により、ドナ
ー要素31から塗被材料が受容体要素42へ転写され
る。
し、そしてロードロック16を介してドナー要素31と
受容体要素42を取り出すことができる。
び転写が例証されるが、当業者であれば、3層以上を同
様にコーティングして転写することができることは容易
に理解することができる。
受容体要素に2以上の層を、別々のパターン様式転写
で、転写することもできる。この方法では、各コーティ
ングステーション20及び24に独自のドナー支持体要
素30が設けられるように、真空コーター10に複数の
ドナー支持体要素30を導入する。各ドナー支持体要素
30に、それぞれのコーティング装置によって、コーテ
ィング材料を一様に被覆することにより、それぞれ独自
のドナー要素31にする。
機械的手段によって、それぞれのコーティングステーシ
ョン(20又は24)から転写ステーション22へ順次
移送される。受容体要素42は、ロードロック16の手
段によって、真空コーター10に導入され、そして機械
的手段によって転写装置36に移送される。これは、ド
ナー支持体要素30の導入前、導入後又は導入中のいず
れで行なうこともできる。転写装置36は、便宜上、密
閉された構成で図示されているが、ドナー要素と基板の
装填及び取出しが行なわれる開放された構成も含まれ
る。ドナー要素31と受容体要素42を材料転写関係で
配置する。すなわち、Phillipsらが記載しているよう
に、ドナー要素31のコーティング面を、受容体要素4
2の受容面に密接させて配置し、圧力チャンバ44内の
流体圧力のような手段により所定の位置に保持する。次
いで、ドナー要素31は、レーザー38からのレーザー
ビーム40のような適用輻射線によって、透明部分46
を通して照射される。Phillipsらが記載しているよう
に、ドナー要素31のパターン状照射により、ドナー要
素31から塗被材料が受容体要素42へ転写される。
し、そしてロードロック16を介してドナー要素31を
取り出すことができる。第2のドナー要素31は、機械
的手段によって、転写ステーション22に移送され、そ
して転写工程が繰り返される。数回の転写作業における
転写工程は、同一パターンのレーザー照射に従うこと
も、また、各転写を異なるパターンのレーザー照射で行
なうことも可能である。
ようなフルカラー表示装置の製造に使用できることは、
当業者であれば明白である。このような装置は、一般
に、赤、緑及び青の二次画素を含む。3台のコーティン
グステーションを具備する真空コーター10を使用し
て、必要なドナー要素31を調製することができる。各
ドナー要素31は、所望の出力色又は色相を反映する別
々の有機発光層、すなわち赤、青又は緑の発光層のコー
ティングで調製される。各ドナー要素31は、機械的手
段によって、それぞれのコーティングステーションから
転写ステーション22へ順次移送され、受容体要素42
に対して材料転写関係となるように順次位置決めされ、
そしてレーザー38からのレーザービーム40のような
手段によって輻射線が透明部分46を通して順次照射さ
れる。Phillipsらが記載しているように、ドナー要素3
1のパターン状照射により、ドナー要素31から塗被材
料が受容体要素42へパターン転写される。例えば、赤
色発光材料を赤色二次画素にパターン様式で転写し、青
色発光材料を青色二次画素にパターン様式で転写し、そ
して緑色発光材料を緑色二次画素にパターン様式で転写
する。受容体要素42は、本発明の方法が実施される前
に、材料(例、アノード材料、カソード材料、正孔輸送
材料、他)の1層又は2層以上で処理されることができ
る。さらに、受容体要素42は、本発明の方法が実施さ
れた後に、材料(例、アノード材料、カソード材料、電
子輸送材料、他)の1層又は2層以上で、及び保護層
で、処理されることもできる。これらの処理は、真空コ
ーター10の外部で行なうことも、また真空コーター1
0の内部のコーティングステーション20で行なうこと
もできる。
同一の排気チャンバ内で、ドナー支持体要素にコーティ
ングし、基板への転写を行い、そしてドナー要素上に残
存する被覆材料を除去するものの横断面図を示す。真空
コーター10は真空ポンプ12によって真空下に保持さ
れる。真空コーター10はロードロック14を含み、こ
れを使用してチャンバに新しいドナー支持体要素を装填
する。真空コーター10はロードロック16も含み、こ
れを使用して使用済ドナー要素を取り出す。真空コータ
ー10の内部には、コーティングステーション20、転
写ステーション22及び洗浄ステーション26が包含さ
れる。
4の手段によって真空コーター10に導入される。ドナ
ー支持体要素30は、必要に応じて、ドナー支持体32
によって支持されることができる。ドナー支持体要素3
0は、機械的手段によって、コーティングステーション
20に移送される。コーティングステーション20には
コーティング装置34が含まれる。コーティング装置3
4を活性化し(例えば、所望のコーティング材料を加熱
して気化させ)、そしてドナー支持体要素30をコーテ
ィング材料で一様に被覆して、ドナー要素31にする。
ロードロック16の手段によって、真空コーター10に
導入され、そして機械的手段によって転写装置36に移
送される。これは、ドナー支持体要素30の導入前、導
入後又は導入中のいずれで行なうこともできる。転写装
置36は、便宜上、その密閉された構成で図示されてい
るが、ドナー要素と基板の装填及び取出しが行なわれる
開放された構成も含まれる。ドナー要素31は、機械的
手段によって、コーティングステーション20から転写
ステーション22に移送される。ドナー要素31と受容
体要素42を材料転写関係で配置する。すなわち、Phil
lipsらが記載しているように、ドナー要素31のコーテ
ィング面を、受容体要素42の受容面に密接させて配置
し、圧力チャンバ44内の流体圧力のような手段により
所定の位置に保持する。次いで、ドナー要素31は、レ
ーザー38からのレーザービーム40のような適用輻射
線によって、透明部分46を通して照射される。Philli
psらが記載しているように、ドナー要素31のパターン
状照射により、ドナー要素31から塗被材料が受容体要
素42へ転写される。
し、そしてロードロック16又はロードロック14を介
して受容体要素42を取り出すことができる。ドナー要
素31は、機械的手段によって、洗浄ステーション26
に移送される。洗浄ステーション26は、真空コーター
10の内部にあって、ドナー要素31から被覆材料を除
去するための手段を許容し、ドナー支持体要素30の再
使用を可能にする場所である。洗浄ステーション26に
は、ヒータ50又は輻射線源、例えば、フラッシュラン
プ51及び蒸気除去手段52が含まれる。ドナー要素3
1は、その洗浄工程において、ヒータ50又は輻射線
源、例えば、フラッシュランプ51により加熱され、す
なわち、加熱又は輻射線により、ドナー要素31の被覆
材料を気化又は昇華させ、そして蒸気除去器52で除去
する。蒸気除去器52は、例えば、真空ポート入口、コ
ールドトラップ、着脱可能なシールド、他であることが
できる。ドナー要素31は、ここではドナー支持体要素
30であり、そして機械的手段によってロードロック1
6を介して取り出すことができる。別法として、ドナー
支持体要素30を、機械的手段によって、コーティング
ステーション20に移送することにより、再コーティン
グ及び再使用をすることができる。
て同時に行なうことができる。例えば、ドナー要素31
を転写ステーション22において輻射線誘発型転写に使
用しながら、先に転写されたドナー要素31を洗浄ステ
ーション26において加熱又は照射処理し、かつ、未被
覆ドナー支持体要素30をコーティングステーション2
0においてコーティングすることができる。
連結された別々の排気チャンバ内で、ドナー支持体要素
にコーティングし、そして基板への転写を行うものの横
断面図を示す。この実施態様では、真空コーター10
は、コーティングチャンバ10a及び転写チャンバ10
bを含む。どちらのチャンバも真空ポンプ12によって
真空下に保持され、そしてロードロック18によって連
結されている。真空コーター10はロードロック14を
含み、これを使用してチャンバに新しい未被覆ドナー要
素を装填する。真空コーター10はロードロック16も
含み、これを使用して使用済ドナー要素を取り出す。真
空コーター10の内部には、コーティングチャンバ10
a内のコーティングステーション20、及び転写チャン
バ10b内の転写ステーション22が包含される。
4の手段によって真空コーター10のコーティングチャ
ンバ10aに導入される。ドナー支持体要素30は、必
要に応じて、ドナー支持体32によって支持されること
ができる。ドナー支持体要素30は、機械的手段によっ
て、コーティングステーション20に移送される。コー
ティングステーション20にはコーティング装置34が
含まれる。コーティング装置34を活性化し(例えば、
所望のコーティング材料を加熱して気化させ)、そして
ドナー30をコーティング材料で一様に被覆して、ドナ
ー要素31にする。
段によって、真空コーター10の転写チャンバ10bに
導入され、そして機械的手段によって転写装置36に移
送される。これは、ドナー支持体要素30の導入前、導
入後又は導入中のいずれで行なうこともできる。転写装
置36は、便宜上、その密閉された構成で図示されてい
るが、ドナー要素と基板の装填及び取出しが行なわれる
開放された構成も含まれる。ドナー要素31は、機械的
手段によって、コーティングステーション20から、ロ
ードロック18を介して、転写ステーション22に移送
される。ドナー要素31と受容体要素42を材料転写関
係で配置する。すなわち、Phillipsらが記載しているよ
うに、ドナー要素31のコーティング面を、受容体要素
42の受容面に密接させて配置し、圧力チャンバ44内
の流体圧力のような手段により所定の位置に保持する。
次いで、ドナー要素31は、レーザー38からのレーザ
ービーム40のような適用輻射線によって、透明部分4
6を通して照射される。Phillipsらが記載しているよう
に、ドナー要素31のパターン状照射により、ドナー要
素31から塗被材料が受容体要素42へ転写される。
し、そしてロードロック16を介してドナー要素31及
び受容体要素42を取り出すことができる。別法とし
て、ドナー要素31をロードロック16を介して取り出
す一方、受容体要素42を所定の場所に置いておくこと
もできる。その後、受容体要素42と新規ドナー要素3
1を使用して、転写工程を繰り返すことができる。
きることは明らかである。受容体要素42に、コーティ
ングステーション20で、OLED製造に有用な追加の材料
層をコーティングすることができる。このようなコーテ
ィングは、輻射線誘発型転写工程前、該工程後又はその
前後両方において行なうことができる。例えば、受容体
要素42に、コーティングステーション20において正
孔輸送材料を、転写ステーション22において発光材料
を、そしてコーティングステーション20において電子
輸送材料を、順次適用することができる。
同一の排気チャンバ内で、ドナー要素が連続ウェブの一
部であり、すなわち、コーティングされる連続シートを
形成し、基板への転写を行い、そしてドナー要素上に残
存する被覆材料を除去するものの横断面図を示す。真空
コーター10は真空ポンプ12によって真空下に保持さ
れる。真空コーター10はロードロック16を含み、こ
れを使用して基板の装填及び取出しを行なう。真空コー
ター10の内部には、ドナー支持体要素30の連続シー
トである可動ウェブ60が含まれる。可動ウェブ60
は、走行方向64に回転するホイール62の上に保持さ
れる。真空コーター10の内部には、可動ウェブ60の
経路に沿って並べられた、コーティングステーション2
0、転写ステーション22及び洗浄ステーション26も
包含される。
れた構成にある時に、ホイール62によって回転され
る。可動ウェブ60の未被覆部分を移動させてコーティ
ングステーション20に入れる。コーティングステーシ
ョン20にはコーティング装置34が含まれる。コーテ
ィング装置34を活性化し(例えば、所望のコーティン
グ材料を加熱して気化させ)、そして可動ウェブ60の
一部をコーティング材料で一様に被覆する。こうして、
可動ウェブ60の一部がドナー要素31になる。
段によって、真空コーター10に導入され、そして機械
的手段によって転写装置36に移送される。転写装置3
6は、便宜上、その密閉された構成で図示されている
が、ドナー要素と基板の装填及び取出しが行なわれる開
放された構成も含まれる。可動ウェブ60は、転写装置
36が開放された構成にある時に、ホイール62によっ
て回転され、可動ウェブ60の被覆部分がコーティング
ステーション20から転写ステーション22へ移動して
くる。これは、受容体要素42の導入前、導入中又は導
入後に行なうことができる。Phillipsらが記載している
ように、可動ウェブ60のコーティング面を、受容体要
素42の受容面に密接させて配置し、圧力チャンバ44
内の流体圧力のような手段により所定の位置に保持す
る。次いで、可動ウェブ60は、レーザー38からのレ
ーザービーム40のような適用輻射線によって、透明部
分46を通して照射される。Phillipsらが記載している
ように、可動ウェブ60の被覆部分のパターン状照射に
より、可動ウェブ60から塗被材料が受容体要素42へ
転写される。
し、そしてロードロック16を介して受容体要素42を
取り出すことができる。可動ウェブ60は、転写装置3
6が開放された構成にある時に、ホイール62によって
回転され、可動ウェブ60の使用済被覆部分が転写ステ
ーション22から洗浄ステーション26へ移動してく
る。洗浄ステーション26には、ヒータ50又は輻射線
源、例えば、フラッシュランプ51及び蒸気除去手段5
2が含まれる。可動ウェブ60の一部が、それを洗浄す
るヒータ50又は輻射線源、例えば、フラッシュランプ
51により加熱され、すなわち、可動ウェブ60の被覆
部分の被覆材料が気化又は昇華され、そして蒸気除去器
52で除去される。可動ウェブ60は、転写装置36が
開放された構成にある時に、ホイール62によって回転
され、再コーティング及び再使用のため、可動ウェブ6
0の未被覆部分が洗浄ステーション26からコーティン
グステーション20へ移動してくる。
て同時に行なうことができる。例えば、可動ウェブ60
の一部を転写ステーション22において輻射線誘発型転
写に使用しながら、可動ウェブ60の先に転写された部
分を洗浄ステーション26において加熱又は照射処理
し、かつ、可動ウェブ60の未被覆部分をコーティング
ステーション20においてコーティングすることができ
る。
続シートではなく、長くすることができる。これは、各
種ステーションの前後で、ロール体を巻き出し、巻き取
ることにより、行なうことができる。
同一の排気チャンバ内で、ドナー要素が、2以上の層が
コーティングされる連続シートを形成し、基板への転写
を行い、そしてドナー要素上に残存する被覆材料を除去
するものの横断面図を示す。真空コーター10は真空ポ
ンプ12によって真空下に保持される。真空コーター1
0はロードロック16を含み、これを使用して基板の装
填及び取出しを行なう。真空コーター10の内部には、
ドナー支持体要素30の連続シートである可動ウェブ6
0が含まれる。可動ウェブ60は、走行方向64に回転
するホイール62の上に保持される。真空コーター10
の内部には、可動ウェブ60の経路に沿って並べられ
た、コーティングステーション20、転写ステーション
22及び洗浄ステーション26も包含される。
れた構成にある時に、ホイール62によって回転され
る。可動ウェブ60の未被覆部分を移動させてコーティ
ングステーション20に入れる。コーティングステーシ
ョン20にはコーティング装置34が含まれる。コーテ
ィング装置34を活性化し(例えば、所望のコーティン
グ材料を加熱して気化させ)、そして可動ウェブ60の
一部をコーティング材料で一様に被覆する。こうして、
可動ウェブ60の一部がドナー要素31になる。
れた構成にある時に、ホイール62によって回転され
る。可動ウェブ60の一度被覆された部分をコーティン
グステーション20からコーティングステーション24
へ移動する。コーティング装置34を活性化し(例え
ば、所望のコーティング材料を加熱して気化させ)、そ
して可動ウェブ60を第二のコーティング材料層で一様
に被覆する。
段によって、真空コーター10に導入され、そして機械
的手段によって転写装置36に移送される。転写装置3
6は、便宜上、その密閉された構成で図示されている
が、ドナー要素と基板の装填及び取出しが行なわれる開
放された構成も含まれる。可動ウェブ60は、転写装置
36が開放された構成にある時に、ホイール62によっ
て回転され、可動ウェブ60の被覆部分がコーティング
ステーション20から転写ステーション22へ移動して
くる。これは、受容体要素42の導入前、導入中又は導
入後に行なうことができる。Phillipsらが記載している
ように、可動ウェブ60のコーティング面を、受容体要
素42の受容面に密接させて配置し、圧力チャンバ44
内の流体圧力のような手段により所定の位置に保持す
る。次いで、可動ウェブ60は、レーザー38からのレ
ーザービーム40のような適用輻射線によって、透明部
分46を通して照射される。Phillipsらが記載している
ように、可動ウェブ60の被覆部分のパターン状照射に
より、可動ウェブ60から塗被材料が受容体要素42へ
転写される。
し、そしてロードロック16を介して受容体要素42を
取り出す。可動ウェブ60は、転写装置36が開放され
た構成にある時に、ホイール62によって回転され、可
動ウェブ60の使用済被覆部分が転写ステーション22
から洗浄ステーション26へ移動してくる。洗浄ステー
ション26には、ヒータ50又は輻射線源、例えば、フ
ラッシュランプ51及び蒸気除去手段52が含まれる。
可動ウェブ60の一部が、ヒータ50又は輻射線源、例
えば、フラッシュランプ51により加熱されることによ
り、可動ウェブ60の被覆部分の被覆材料が気化又は昇
華され、そして蒸気除去器52で除去される。可動ウェ
ブ60は、転写装置36が開放された構成にある時に、
ホイール62によって回転され、再コーティング及び再
使用のため、可動ウェブ60の未被覆部分が洗浄ステー
ション26からコーティングステーション20へ移動し
てくる。
び転写が例証されるが、当業者であれば、3層以上を同
様にコーティングして転写することができることは容易
に理解することができる。
受容体要素に2以上の層を、別々のパターン様式転写
で、転写することもできる。この方法では、各コーティ
ングステーション20及び24が可動ウェブ60の異な
る部分を被覆することにより、当該ウェブの異なる部分
をそれぞれ独自のドナー要素31にする。
覆部分が、それぞれのコーティングステーション(20
又は24)から転写ステーション22へ順次移送され
る。受容体要素42は、ロードロック16の手段によっ
て、真空コーター10に導入され、そして機械的手段に
よって転写装置36に移送される。可動ウェブ60の被
覆部分と受容体要素42を材料転写関係で配置する。す
なわち、Phillipsらが記載しているように、可動ウェブ
60のコーティング面を、受容体要素42の受容面に密
接させて配置し、圧力チャンバ44内の流体圧力のよう
な手段により所定の位置に保持する。次いで、可動ウェ
ブ60は、レーザー38からのレーザービーム40のよ
うな適用輻射線によって、透明部分46を通して照射さ
れる。Phillipsらが記載しているように、可動ウェブ6
0の被覆部分をパターン照射することにより、可動ウェ
ブ60から塗被材料が受容体要素42へ転写される。
し、そして可動ウェブ60のさらなる被覆部分を転写ス
テーション22に移送して、当該転写工程を繰り返す。
数回の転写作業における転写工程は、同一パターンのレ
ーザー照射に従うことも、また、フルカラーOLEDデバイ
スを製造する場合のように、パターンの異なるレーザー
照射で各転写を行なうことも可能である。可動ウェブ6
0の3種の被覆部分のそれぞれは、所望の出力色又は色
相を反映する別々の有機発光層、すなわち赤、青又は緑
の発光層のコーティングで調製される。可動ウェブ60
の各被覆部分は、それぞれのコーティングステーション
から転写ステーション22へ順次移送され、受容体要素
42に対して材料転写関係となるように順次位置決めさ
れ、そしてレーザー38からのレーザービーム40のよ
うな手段によって輻射線が透明部分46を通して順次照
射される。Phillipsらが記載しているように、可動ウェ
ブ60の被覆部分をパターン照射することにより、可動
ウェブ60から塗被材料が受容体要素42へパターン転
写される。例えば、赤色発光材料を赤色二次画素にパタ
ーン様式で転写し、青色発光材料を青色二次画素にパタ
ーン様式で転写し、そして緑色発光材料を緑色二次画素
にパターン様式で転写する。
ドナー要素の構造を示す横断面図の一例である。ドナー
支持体要素30は少なくとも、非転写面78を含む軟質
支持体70を含む。軟質支持体70は、輻射線/熱変換
層72で均一にコーティングされている。輻射線/熱変
換層72は、対象波長において輻射線を吸収して熱を放
出することができる材料を含む。
ングされたドナー要素の構造を示す横断面図の一例であ
る。ドナー要素31は、非転写面78を含む軟質支持体
70を含む。軟質支持体70は、輻射線/熱変換層72
で均一にコーティングされている。輻射線/熱変換層7
2は、対象波長において輻射線を吸収して熱を放出する
ことができる材料を含む。さらに軟質支持体70は、被
覆材料74で均一にコーティングされている。被覆材料
74は、ドナー要素31のコーティング面80を構成す
る。
ティングされたドナー要素の構造を示す横断面図の一例
である。ドナー要素31は、非転写面78を含む軟質支
持体70を含む。軟質支持体70は、輻射線/熱変換層
72で均一にコーティングされている。輻射線/熱変換
層72は、対象波長において輻射線を吸収して熱を放出
することができる材料を含む。さらに軟質支持体70
は、被覆材料74及び被覆材料76で均一にコーティン
グされている。被覆材料76は、ドナー要素31のコー
ティング面80を構成する。
独立した別々の排気チャンバ内で、ドナー支持体要素に
コーティングし、そして基板への転写を行うものの横断
面図を示す。この実施態様では、真空コーター10は、
コーティングチャンバ10a、転写チャンバ10b及び
移送チャンバ90を含み、いずれのチャンバも真空下に
保持されている。コーティングチャンバ10aはロード
ロック14を含み、これを使用してチャンバの装填及び
取出しを行なう。転写チャンバ10bも同様にロードロ
ック16を含み、これを使用してチャンバの装填及び取
出しを行なう。コーティングチャンバ10aはコーティ
ングステーション20を含み、また転写チャンバ10b
は転写ステーション22を含む。移送チャンバ90は可
動であり、またロードロック92を含む。ロードロック
92は、ロードロック14及び16と共に気密シールを
形成するように設計されている。移送チャンバ90も同
様に、移送中に真空を維持する手段(図示なし)を含む
ことができる。
4の手段によってコーティングチャンバ10aに導入さ
れる。ドナー支持体要素30は、必要に応じて、ドナー
支持体32によって支持されることができる。ドナー支
持体要素30は、機械的手段によって、コーティングス
テーション20に移送される。コーティングステーショ
ン20にはコーティング装置34が含まれる。コーティ
ング装置34を活性化し(例えば、所望のコーティング
材料を加熱して気化させ)、そしてドナー30をコーテ
ィング材料で一様に被覆して、ドナー要素31にする。
ロードロック14に対して気密連結を構成することがで
きるような位置に移動される。ドナー要素31は、機械
的手段によって、コーティングステーション20から移
送チャンバ90へ移送される。その後、移送チャンバ9
0は、内部の真空を維持しながら、コーティングチャン
バ10aから切り離される。
段によって、転写チャンバ10bに導入され、そして機
械的手段によって転写装置36に移送される。転写装置
36は、便宜上、その密閉された構成で図示されている
が、ドナー要素と基板の装填及び取出しが行なわれる開
放された構成も含まれる。移送チャンバ90は、ロード
ロック92がロードロック16に対して気密連結を構成
することができるような位置に移動される。ドナー要素
31は、機械的手段によって、移送チャンバ90から転
写ステーション22へ移送される。ドナー要素31と受
容体要素42を材料転写関係で配置する。すなわち、Ph
illipsらが記載しているように、ドナー要素31のコー
ティング面を、受容体要素42の受容面に密接させて配
置し、圧力チャンバ44内の流体圧力のような手段によ
り所定の位置に保持する。次いで、ドナー要素31は、
レーザー38からのレーザービーム40のような適用輻
射線によって、透明部分46を通して照射される。Phil
lipsらが記載しているように、ドナー要素31のパター
ン状照射により、ドナー要素31から塗被材料が受容体
要素42へ転写される。
し、そしてロードロック16を介してドナー要素31及
び受容体要素42を取り出す。別法として、ドナー要素
31をロードロック16を介して取り出す一方、受容体
要素42を所定の場所に置いておくこともできる。その
後、受容体要素42と新規ドナー要素31を使用して、
転写工程を繰り返すことができる。
によって一層よく認識することができる。例1 本発明の要件を満たすOLEDデバイスを以下のように構築
した。 1.幅20.32cm、厚さ25.4μmのステンレスス
チール製ドナー支持体要素を、本明細書に記載したタイ
プの真空コーター内に真空下で配置した。 2.そのドナー支持体要素の上に、加熱されたタンタル
ボートソースを含むコーティングステーションにおい
て、厚さ375オングストロームのトリス(8−キノリ
ノラト)アルミニウム(III)(Alq3)の層を蒸着した。
蒸着速度は4Å/秒とした。 3.インジウム錫酸化物のアノード層を被覆して洗浄し
ておいたガラス製受容体要素を、ドナー要素の真空環境
を乱さないように、ロードロックを介して真空コーター
内に配置した。 4.その受容体要素の上に、真空コーター内の第2コー
ティングステーションにおいて、厚さ1500オングス
トロームの4,4’-ビス-[N-(1-ナフチル)-N-フェニルア
ミノ]ビフェニル(NPB)の正孔輸送層を、タンタルボー
トソースから蒸発させることにより蒸着した。 5.真空コーター内の転写ステーションにおいて、NPB
被覆ガラス受容体要素の1cm下方に、ドナー要素を配置
した。石英ランプを使用して、約2秒間、ドナー要素か
らその被覆層を受容体要素へ完全に転写させるのに十分
な温度に、ドナー要素の非転写面を輻射加熱した。 6.加熱されたタンタルボートソースを含むコーティン
グステーションにおいて、受容体要素の上に、厚さ37
5オングストロームのAlq3電子輸送層を蒸着した。 7.一方に銀を含み、もう一方にマグネシウムを含む別
個のタンタルボートを含むコーティングステーションに
おいて、受容体要素の上に、厚さ2200オングストロ
ームのカソード層を蒸着した。カソード層は、マグネシ
ウムと銀の原子比を10:1とした。
た。例外は、第1工程と第2工程とで調製したドナー要
素を5分間空気に晒すことで、ドナー要素の真空コータ
ーから別の独立した真空転写チャンバへの移送をシミュ
レートしたことである。このように晒した後、ドナー要
素を再度真空下に配置し、そして例1に記載した後続の
工程において使用した。
た。例外は、第1工程と第2工程とで調製したドナー要
素を20分間空気に晒すことで、ドナー要素の真空コー
ターから別の独立した真空転写チャンバへの移送をシミ
ュレートしたことである。このように晒した後、ドナー
要素を再度真空下に配置し、そして例1に記載した後続
の工程において使用した。
作させた。初期の輝度と各種使用期間後の輝度とを測定
した(cd/m2)。その結果を下記の表に示す。
れていない場合)は620cd/m2であった。例2及び例
3の初期輝度(それぞれ5分間及び20分間ドナー要素
を空気中で移送した場合)は、それぞれ360cd/m2及
び275cd/m2、すなわち例1の値の58%及び44%
であった。このように、短時間であってもドナー要素を
空気に晒すことは、OLEDデバイスの初期輝度にマイナス
の影響があった。さらに、例2及び例3の輝度は、経時
劣化の速度が一段と高かった。例えば、250時間の動
作後、例1の輝度は、その初期輝度620cd/m2の67
%、すなわち415cd/m2であった。同一期間の動作
後、例2の輝度は、その初期輝度360cd/m2の37
%、すなわち135cd/m2であった。
分、酸素その他の大気成分を導入することなく、かつ、
シャドーマスクを使用することなく、OLEDデバイスを製
造するのに有用であることである。本発明によると、ド
ナー要素から材料をOLED受容体要素へ転写するために用
いられる同一の真空コーターにおいて、ドナー要素が製
造される。このことにより、ドナーを保存したり搬送し
たりする必要性が減少し、これに付随する汚染が防止さ
れること;ドナー面とドナーの支持体面とが接すること
による損傷や汚染が減少し、又は排除されること;及び
ドナーに対する保存要件が減少すること、をはじめとす
るいくつかの有利な効果が得られる。さらなる有利な効
果は、ドナー及び基板媒体の取扱いを含め、本法を完全
に自動化することが可能であることである。特に、本発
明は、形成過程にある複数のOLED表示装置を有する大面
積の上に有機層を形成し、よって処理量を高めるのに適
している。
コーター内で、ドナー支持体要素にコーティングを施
し、かつ、基板への転写を行なうものを示す横断面図で
ある。
ーター内で、ドナー支持体要素に2以上の層をコーティ
ングし、かつ、基板への転写を行なうものを示す横断面
図である。
ーター内で、ドナー支持体要素にコーティングを施し、
基板への転写を行ない、かつ、ドナー要素上に残存する
被覆材料を除去するものを示す横断面図である。
により連結された2つのチャンバからなる真空コーター
内で、ドナー支持体要素にコーティングを施し、かつ、
基板への転写を行うものの横断面図である。
ーター内で、ドナー支持体要素が連続シートを形成しこ
れにコーティングを施し、基板への転写を行ない、か
つ、ドナー要素上に残存する被覆材料を除去するものを
示す横断面図である。
ーター内で、ドナー支持体要素が連続シートを形成しこ
れに2層以上をコーティングし、基板への転写を行な
い、かつ、ドナー要素上に残存する被覆材料を除去する
ものを示す横断面図である。
素の構造を示す横断面図であり、(B)は、1層の被覆
材料がコーティングされたドナー要素の構造を示す横断
面図であり、そして(C)は、2層以上の被覆材料がコ
ーティングされたドナー要素の構造を示す横断面図であ
る。
の排気チャンバ内で、ドナー支持体要素にコーティング
を施し、かつ、基板への転写を行うものを示す横断面図
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 湿分又は酸素に過敏な有機発光ダイオー
ドデバイスを、少なくとも部分的に、製造するための現
場真空法であって、 a)該有機発光ダイオードデバイスの一部となる受容体要
素を真空コーター内に用意し、 b)該真空コーター内にドナー支持体要素を用意して、該
ドナー支持体要素にコーティングを施すことにより、該
有機発光ダイオードデバイスの全部又は一部の製造に必
要な1又は2以上の層を具備したドナー要素を製造し、 c)該真空コーター内で、塗被されるべき該受容体要素に
対し、該ドナー要素のコーティング面を、材料転写関係
となるように位置決めし、そして d)該ドナー要素から該受容体要素へ1又は2以上の層を
真空中で選択的に転写させるように、該ドナー要素に輻
射線を適用することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 さらに、 e)前記工程b〜dを繰り返すことにより、湿分又は酸素に
過敏なデバイスの全部又は一部を製造する工程を含む、
請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 さらに、 e)該ドナー要素を洗浄することにより、それに再度コー
ティングを施すことを可能ならしめる工程を含む、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項4】 複数の有機発光ダイオードデバイスで形
成されるフルカラー表示装置であって湿分又は酸素に過
敏なものを製造するのに有用な現場真空法であって、 a)該表示装置の一部となる受容体要素を真空コーター内
に用意し、 b)該真空コーター内に複数のドナー支持体要素を用意し
て、該ドナー支持体要素の各々が、対応する有機発光ダ
イオードデバイスから異なる発色を得るため異なる少な
くとも一種の材料を有するように、該ドナー支持体要素
に材料をコーティングし、 c)塗被されるべき該受容体要素に対し、該各ドナー要素
のコーティング面を、材料転写関係となるように順次位
置決めし、そして d)該各ドナー要素から該受容体要素に形成される対応す
る有機発光ダイオードデバイスへ1又は2以上の層を真
空中で選択的に転写させるように、該位置決めされたド
ナー要素に輻射線を順次適用することを特徴とする方
法。 - 【請求項5】 さらに、 e)有機発光ダイオードデバイスの一部となる1又は2以
上の層を該受容体要素に該真空コーターで塗被する工程
を含む、請求項4に記載の方法。
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