JP2005504420A - 薄膜オプティカルデバイスのためのアセンブリ、有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイス及びその製造方法 - Google Patents
薄膜オプティカルデバイスのためのアセンブリ、有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイス及びその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
基板(1; 25)と、この基板(1; 25)上に堆積され、物質を受けるための複数のチャネル(8〜10、15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)を形成するように間隔を置いて配置される複数の細長いバンク(4; 14、21〜24; 26〜28; 35; 39)とを有する薄膜オプティカルデバイスのためのアセンブリである。少なくとも1つのチャネル(15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)は、当該チャネル(15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)に沿った少なくとも1つの位置で局所的に広がって、ある量の物質(18〜20)を堆積させるための場所を規定する。エレクトロルミネッセントディスプレイ装置を製造する方法は、このようなアセンブリを選択し、チャネル(15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)に沿った堆積場所のみで有機エレクトロルミネッセント材料(3)を有する物質の1つ又は複数のある量(18〜20)を堆積させることを特徴とする。有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスはこのようなアセンブリを有する。
Description
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板と、物質を受けるための複数のチャネルを形成するように間隔を置いて前記基板上に配置される複数の細長いバンクとを有する薄膜オプティカルデバイスのためのアセンブリに関する。
【0002】
本発明は、更に、有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスに、そして、エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスを製造する方法に、関する。
【背景技術】
【0003】
このようなアセンブリ、ディスプレイデバイス及び方法は、例えばヨーロッパ特許出願公開第0989778号から知られており、この文献は薄膜をパターン形成するための基板及びその表面処理を開示する。バンクは、例えばエレクトロルミネッセント材料を有する物質でコーティングされるべき基板表面上の領域を分割する。隣接した領域間での物質のオーバーフローを防止するために、バンク上部の上面は、液滴貯蔵構造を有する。従って、バンクはこのような貯蔵部を収容するのに十分広くなければならず、これらバンクは、領域間の溢出物の全てを吸収するのに十分大きな断面を有していなければならない。バンクは、バンクに使用されなければ有機エレクトロルミネッセント化合物で満たされてディスプレイデバイスのピクセルを作製することができた、チャネル用に利用可能な領域のスペースを減少させる。これは、隣接したチャネルが異なった色の光を発する化合物で満たされるべきときに、且つ、表示される画像において高い解像度が達成されるべきときに、特に問題になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、前述の型の代替のアセンブリ、ディスプレイデバイス及びディスプレイデバイスを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
これに応じて、本発明によるアセンブリは、少なくとも1つのチャネルが当該チャネルに沿った少なくとも1つの位置で局所的に広がって、ある量の前記物質を堆積させるための場所を規定することを特徴とする。本発明による方法は、請求項1乃至5の何れか1項に記載のアセンブリを選択し、有機エレクトロルミネッセント材料を有する物質の1つ又は複数のある量をチャネルに沿った堆積場所のみで堆積させることを特徴とする。
【0006】
従って、表示される画像において高い解像度を達成するのに、液滴の直径に対して小さい幅を有する細かく間隔をおいて配置されたチャネルを用いることが可能である。この物質は、チャネルがより広くなっている場所でのみ液滴として堆積するので、隣接したチャネル間でのこぼれは防止される。
【0007】
本発明によるアセンブリの好適な実施例において、各チャネルは、当該チャネルに沿った複数の位置で局所的に広がって、ある量の前記物質を堆積させる複数の場所を規定する。従って、異なった物質間での混合無しに、異なったチャネルに異なったオプティカル物質を堆積させてマルチカラーディスプレイデバイスを作製することが可能である。
【0008】
この実施例の好適な変形例において、隣接したチャネルの平行な堆積場所は、互いに対してずらされる。従って、このアセンブリから製造されたマルチカラーディスプレイの隣接したチャネルの合計幅は小さく保たれることができ、高い解像度を達成することができる。
【0009】
本発明によるアセンブリの好適な実施例において、チャネルを形成しているバンクの対向面に、チャネル上に少なくとも部分的に突出している部分がある。従って、増強された毛管効果は、堆積場所への液滴による液体堆積が堆積場所間のチャネル部をよりよく満たすようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
ここで本発明は、図面を参照して更に詳細に説明される。
【0011】
図1は、エレクトロルミネッセントマトリックスディスプレイデバイスを示す。このようなデバイスは、例えば、移動電話、携帯情報端末(PDA)、コンピュータモニタ又は類似した電子デバイスのフラットパネルディスプレイの一部であってよい。モノクローム及びカラーバージョンが存在する。デバイスは、基板1を有する。基板1は、例えば、可撓性の又は堅い透明合成樹脂、クォーツ、セラミック又はガラスでできていてよい。基板1上の間隔を置いて配置された多くの導電材料ストリップが第1の電極2を形成する。ディスプレイデバイスは、更に、基板1上のバンク4によって分離されたストリップで構成されるエレクトロルミネッセント材料3の層を有する。第2の電極5は、エレクトロルミネッセント材料3の層の上に構成される。第2の電極ストリップ5は、動作中に、個々の発光素子(ピクセル)が第1及び第2の電極ストリップの交差位置に配置されるように第1の電極ストリップ2と交差する。
【0012】
好適には、第1の電極2の方向は、第2の電極5の方向に対してほぼ垂直である。図1に示される例において、第1の電極2はディスプレイデバイスのカソードを形成し、第2の電極5はディスプレイデバイスのアノードを形成する。電圧差がカソードとアノードとの間でセットされると、キャリア、ホール及び電子はそれぞれカソードとアノードとの間をドリフトする。適当な種類のキャリアの放射を得るためには、アノードは適切には高い仕事関数を有する金属又は合金(例えばAu、Pt、Ag)でできている。カソードは、適切には、低い仕事関数を有する金属又は合金、例えばYb、Ca、Mg:Ag、Li:Al、Baでできており、又は、異なった層の積層体であってもよい。アノード用に主に用いられる非常に適切な透明材料は、インジウムスズ酸化物(ITO)である。このような電極は、これら電極が特定のパターンに形成されることを可能にするフォトリソグラフィプロセスを用いて製造される。
【0013】
ピクセル6は、第1の電極2と第2の電極5とが交差する位置で規定される。第2の電極5と第1の電極2との間の電圧差の影響を受けて電極間でドリフトする電子及びホールは、エレクトロルミネッセント材料3の層において結合し、発光を生じる。パッシブマトリックスディスプレイにおいて、適当な第2の電極5と第1の電極2との間で電圧差を設定することによってピクセル6はアドレスされる。アクティブマトリックスディスプレイにおいて、各ピクセル6を個別にアドレスするトランジスタ及びキャパシタが、各ピクセル6に設けられる。
【0014】
バンク4は、エレクトロルミネッセント材料3の層を、各々が異なった型のエレクトロルミネッセント材料を有することができる多くのチャネルに分割するので、異なった色のピクセル6が用いられることができる。
【0015】
図1のマトリックスディスプレイデバイスは、更に、キャリヤ注入層7を有する。この層7を用いて、キャリヤは第1の電極2からエレクトロルミネッセント材料3の層に注入される。第1の電極2がカソードを形成するか又はアノードを形成するかに依存して、キャリヤ注入層7はそれぞれ電子又はホールによって強化される。即ち、キャリヤ注入層7は、それぞれ電子及びホールの注入を強化する。類似した層(図示せず)が、エレクトロルミネッセント材料3と第2の電極5との間の層に設けられることができる。
【0016】
有機LEDデバイスは、エレクトロルミネッセント材料又はその前駆体材料を成分として含む液体をバンク4間に挿入することによって製造されることができる。液体は、溶液、分散液、乳濁液又はペーストであってよい。これは、例えば、エレクトロルミネッセンスを示す可溶な高分子を含むことができる。バンク4間のチャネルが液体で満たされた後、エレクトロルミネッセント材料3の層は、液体の組成に依存して、エレクトロルミネッセント材料3を生じる化学反応又は溶媒の蒸発によって作製することができる。
【0017】
本発明は、液体がバンク4間に堆積させられる製造工程のステップを対象とする。説明は、エレクトロルミネッセント材料又はその前駆体材料を成分として有する液体の堆積を対象とする。しかし、キャリヤ注入層7が別個の処理ステップで類似した態様で堆積することができることに注意されたい。好適には、バンク間の液体の堆積は、2つのバンク間のチャネル上で正確に位置決めされたノズルの中を液滴が押し出されるインクジェット式のプリンティングによって行われる。ピペットを用いることも可能であり、この場合、液滴は、重力及び/又は粘着力の影響を受けてチャネル上に堆積する。
【0018】
バンク4間のスペーシングは、ディスプレイデバイスの特性に直接影響する。チャネルが非常に近くなるような間隔でバンクが配置される場合、ディスプレイの解像度は改良される。しかし、これが、チャネルがより狭くなることを意味する場合、ピクセル6のサイズは低下させられ、より低い発光を生じることになる。これに加えて、上記の技術を用いて、オプティカル物質が隣のチャネルに全くこぼれることなくチャネルにオプティカル物質の液滴を堆積させることは、非常に困難になる。
【0019】
カラーディスプレイデバイスが所望されるときに、この代償は重大なものになる。このときバンク4間のチャネルは、交替で、異なった液体で満たされる。処理の後、各液体は、異なった発光特性(特に放出光の異なった波長)を有するエレクトロルミネッセント材料3のストリップを生じる。バンク4間で堆積する液体の液滴のサイズもまた、バンク4によって形成されるパターンの設計において問題になる。異なったチャネル間で液体の溢出及び引き続きの混合は、防止されなければならない。通常、液滴のサイズは、用いられる装置、例えばインクジェット式のプリンティングにおいて用いられるノズルの寸法によって決定されるため、バンク4によって形成されたアセンブリ及び基板1は適切に設計されなければならない。
【0020】
図2は、2つのこのようなアセンブリの平面図を示す。従来技術から知られているアセンブリは、3つのチャネル8〜10を有する。ディスプレイデバイスの製造の間、液滴11〜13は、チャネル8〜10に正確に中心合わせされてチャネルの長手方向に沿って移動させられて、1つ又は複数のノズルから連続的な流れで堆積される。液体の第1の液滴11は、例えば赤色光を発するエレクトロルミネッセント材料を生じることができ、第2の液滴12は青色光を発する材料を、第3の液滴13は緑色光を発する材料を、生じることができる。チャネル8〜10は、等間隔に配置されたバンク14によって形成され、チャネル8〜10の各々は同じ幅wc1を有する。チャネル8〜10の幅及びこれらチャネルを分離しているバンク14は、合計の幅がw1になる。各々がそれぞれの色を持つ3つのピクセル6が、画像の各点に必要とされるため、合計の幅w1は、生じるディスプレイデバイスによって達成されることができる解像度を決定する。より小さい幅w1は、より高い解像度を示す。また、バンク14もあまり広くなるべきでない。なぜならこれは、チャネル8〜10の幅wc1を減少させ、従ってピクセルサイズも減少させるためである。図2の液滴11〜13は、直径dを有する。見て分かるとおり、幅wc1の値は、液滴11〜13の直径dに対して小さ過ぎるように選択されている。
【0021】
dの標準値は、25〜30μmの範囲である。液滴は10μmのオーダーの精度で配置されることができるため、液滴の配置は約50μmの局地的な幅を必要とする。マルチカラーディスプレイデバイスの場合、合計の幅w1の望ましい値は、100〜200μmのオーダーである。これは、30〜66μmのチャネル幅wc1を意味する。得られる最小の液滴直径及び液滴配置の精度を考えると、溢れ出し及び引き続きの液体の混合を防止するのは、既知のアセンブリを用いた場合には非常に難しい。
【0022】
従来技術のアセンブリの左側には、本発明によるアセンブリの実施例が示される。これも、3つのチャネル15〜17を有し、これらチャネルにはディスプレイデバイスを製造する際に液滴18〜20が堆積される。間隔を空けて配置されたバンク21〜24は、チャネル15〜17を規定する。バンク21〜24は、既知のアセンブリのバンク14と同じ幅を有する。チャネル15〜17の合計の幅w2は、既知のデバイスのチャネル8〜10及びバンク14の合計の幅w1に等しい。しかし、本発明によるアセンブリのチャネル15〜17の幅は、長さ方向に一定でない。その代わりに、図2に示された実施例で、幅はより小さい幅wc2とより大きい幅wc3との間で変化している。チャネル15〜17は、自身の長手方向に沿った特定の位置で局所的に広がる。
【0023】
チャネル15〜17の各々は、そのチャネルに沿った複数の位置で局所的に広がって多少の液体を堆積するための複数のサイトを規定するため、各チャネルは、チャネル15〜17において物質が混合することなく満たされることができる。図2の実施例において、チャネル15〜17は、かなり突然に広がり、比較的鋭い縁及び角を生じさせ、バンク22、23は、直線から外れる。本発明の範囲内で、より緩やかに広がるチャネルを設けることも可能である。鋭い角は多くの液体を引きつける傾向があるため、これは、有利でありうる。
【0024】
見て分かるように、隣接したチャネル15〜17の平行な堆積場所は互いに対してずらされる。従って、チャネル15〜17がwc3に局所的に広がっても、合計の幅は一定のままである。チャネル15〜17が交替で赤、青及び緑の光を発する物質で満たされる場合でも、同じ色の次のチャネルまでの距離は、依然として小さく、チャネル15〜17に沿って一定である。従って、高い解像度が達成されることができる。
【0025】
本発明によるアセンブリからディスプレイデバイスを製造する間、ノズルは再びチャネル15〜17に正確に中心合わせされて、これらチャネルの長手方向に沿って移動される。しかし、本発明による製造方法で、液滴18〜20は、これら液滴の幅wc3によって規定される堆積場所のみで堆積する。図2から分かるように、これは、チャネル15〜17間での溢出なしでの液滴11〜13と同一直径の液滴18〜20の使用を可能にする。
【0026】
より広い堆積場所の使用は、幾つかの明白な利点がある。明らかに、本発明によるディスプレイデバイスによって達成可能な解像度は、所与の液滴直径dで、既知のデバイスで達成可能な解像度よりも高い。これらの横方向のスペーシングは、より小さい。加えて、マトリックスディスプレイは、第1の電極2及び第2の電極5が重なってピクセル6を堆積場所で形成するように構成されることができる。これらのサイトには拡張された領域があるので、ピクセルからより多くの光が発せられることができる。
【0027】
第2の電極5の幅は、左のチャネル15及び右のチャネル17と関連した電極を中心のチャネル16と関連した電極から電気的に絶縁しておくのに十分小さく選択されなければならないことは明らかである。しかし、好適な実施例では、チャネル15〜17とほぼ平行に伸びる第2の電極5は、ピクセル領域を更に拡大するために堆積場所においても広がる。これは、更に大きなピクセルサイズを与えるが、ピクセル6が個別にアドレス可能なことを保証するために、第2の電極5を電気的に絶縁するように保つ。
【0028】
図3は、本発明によるアセンブリの実施例の断面を示す。上述の型の基板25が示されている。バンク26〜28が2つのチャネル30、31を規定している。断面は、チャネル30、31に沿った位置でとられ、液滴18〜20を堆積させるための場所は、左のチャネル30に位置する。従って、右のチャネル31の幅は、その場所でより小さくなっている。
【0029】
バンク26〜28は、基板25にフォトレジスト層を塗布することによって製造された。このときバリヤトポグラフィが、既知の方法を用いてマスクを通じた光の投影により決定された。その結果、フォトレジストのパターンが基板上に形成され、これは凸状のフォトレジスト領域32からなる。所望ならば、パターンは、バンク26〜28に交差する位置に他のバンクを有することができ、チャネルを区域に効果的に分割し、チェックボード状の構成を構築する。これは、第2の電極が基板に埋め込まれ又は基板上に直接置かれ、第1の電極がチャネル上に位置する、ディスプレイデバイスの電極及びチャネルの異なった構成が達成されるべき場合に有用でありえる。
【0030】
フォトレジスト領域32のぬれ性を減少させるために、CF4プラズマ等の適切な表面処理が用いられることができる。このようにすると、液体はバンク上に登りにくくなる。当然、バンク26〜28は、チャネルの壁を形成するだけではなくて、アセンブリから製造されるディスプレイデバイスの第2の電極5間の絶縁も提供する。
【0031】
好適な実施例において、フォトレジスト区域32に接着する材料のバンク上部33は、更に、バンク26〜28を作製する。合計の高さは、1〜30μmであってよく、より多くの場合、3〜8μmである。バンク幅の典型的な値は1〜50μmであり、好適には5〜20μmである。
【0032】
バンク上部33は、チャネル30、31を形成しているバンク26〜28がチャネル30、31上に部分的に突出した区域34を有するように形成されている。これは、増強された毛管効果を与える。従って、チャネル30、31のより広い区域に堆積した液体は、より効果的に且つより速くチャネル30、31に沿って塗布され、これによってより狭い区域を満たすこととなる。従って、図3の断面を参照すると、チャネル30の表示された区域は液体の1つ又は複数の液滴によって直接満たされる一方、チャネル31の表示された区域は増加した幅の場所の間に広がる液体によって満たされる。
【0033】
突出したバンク上部33の他の利点は、これらの部分がバンクの近くで電極材料の真空蒸着を防止するシャドーマスクを提供するということである。従って、バンク26〜28間に位置する電極の絶縁が保証される。
【0034】
代わりに、局所的に広がっているバンクは、凸状のフォトレジスト区域だけを有することができる。横方向のバンクがある場合、これらに突出した部分を備えた上部が設けられてもよい。従って、突出した部分を有するバンクに対して直角の方向に印刷することも可能である。このときもはや毛管効果はなく、突出したバンク部分の下により少ない液体が存在することとなり、これは時によっては望ましいことである。局所的に広がるバンクが依然として存在し、プリンティングは依然として局所的に広がるバンクによって規定されるチャネルに沿って起こるので、本発明の本実施例において、より広い堆積場所の基本的な利点は保たれる。
【0035】
図4〜5は、本発明による薄膜アセンブリの2つの他の実施例を示す。図4において、バンク35は再び3つのチャネル36〜38を規定しており、これらには異なった液体が堆積することができる。図2の場合と同様に、図の下部から上部へチャネル36〜38に沿って移動すると、堆積場所において中央チャネル37を広げることは、左のチャネル38を犠牲にするだけで達成されることが明らかである。中央チャネル37に隣接した1つのチャネルだけが、中央チャネル37の堆積場所と平行の位置で局所的に狭くなる。
【0036】
対照的に、図5の実施例において、バンク39は、長手方向の同じ位置でオフセットされる。第1のチャネル40は、2つの隣接したチャネル41、42を犠牲にして広がる。第1のチャネル40に隣接した両方のチャネル41、42が第1のチャネル40の堆積場所と平行のチャネル41、42に沿った位置で局所的に狭くなるので、図2に示されるバンク21、24等の直線のバンクは、本実施例において発生しない。図4の実施例とは対照的に、異なったバンク39の平行の直線の区域は、等しい長さである。このような対称形の構成は、チャネル領域が上部から見た場合に各チャネルについてほぼ同じであるという効果がある。マルチカラーデバイスにおいて、より大きい発光領域を有する色はない。
【0037】
当業者には、本発明が、添付の請求項の範囲で異なる上述の実施例に制限されないことは明らかである。
【0038】
例えば、バンクが一定幅であることは本発明の必須の側面ではない。
【0039】
説明は、液体、例えば液滴のチャネルへの堆積に集中したが、ヨーロッパ特許第0732868号にて開示されたような真空蒸着による物質の堆積にも同様に良く用いられることができることが理解されるであろう。
【0040】
加えて、説明は有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスの薄膜アセンブリに集中したが、これらが、LCD等の他の薄膜オプティカルデバイスにおいても同様に良く用いられることができ、ここで、異なった染料の液滴がチャネルにおいて又はプラズマディスプレイ用に堆積され、蛍光体粒子の溶液がチャネルに堆積することが理解されるであろう。
【0041】
要約すると、本発明は、基板(1; 25)と、当該基板(1; 25)上に堆積され、物質を受けるための複数のチャネル(8〜10、15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)を形成するように間隔を置いて配置される複数の細長いバンク(4; 14、21〜24; 26〜28; 35; 39)とを有する薄膜オプティカルデバイスのためのアセンブリに関する。少なくとも1つのチャネル(15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)は、当該チャネル(15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)に沿って少なくとも1つの位置で局所的に広がって、ある量の物質(18〜20)を堆積させるための場所を規定する。また、このようなアセンブリを選択し、チャネル(15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)に沿った堆積場所のみで有機エレクトロルミネッセント材料(3)を有する物質の1つ又は複数のある量(18〜20)を堆積させる、エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスを製造する方法と、このようなアセンブリを有する有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスとにも関する。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】高分子LEDディスプレイデバイスの一部の斜視図を示し、このようなデバイスの重要な幾つかの概念を図示している。
【図2】従来技術から知られているアセンブリの隣に、本発明によるアセンブリの実施例の平面図を示す。
【図3】本発明によるアセンブリの実施例の断面図を示す。
【図4】本発明によるアセンブリの代替実施例の平面図を示す。
【図5】本発明によるアセンブリの更に他の代替実施例の平面図を示す。
【0001】
本発明は、基板と、物質を受けるための複数のチャネルを形成するように間隔を置いて前記基板上に配置される複数の細長いバンクとを有する薄膜オプティカルデバイスのためのアセンブリに関する。
【0002】
本発明は、更に、有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスに、そして、エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスを製造する方法に、関する。
【背景技術】
【0003】
このようなアセンブリ、ディスプレイデバイス及び方法は、例えばヨーロッパ特許出願公開第0989778号から知られており、この文献は薄膜をパターン形成するための基板及びその表面処理を開示する。バンクは、例えばエレクトロルミネッセント材料を有する物質でコーティングされるべき基板表面上の領域を分割する。隣接した領域間での物質のオーバーフローを防止するために、バンク上部の上面は、液滴貯蔵構造を有する。従って、バンクはこのような貯蔵部を収容するのに十分広くなければならず、これらバンクは、領域間の溢出物の全てを吸収するのに十分大きな断面を有していなければならない。バンクは、バンクに使用されなければ有機エレクトロルミネッセント化合物で満たされてディスプレイデバイスのピクセルを作製することができた、チャネル用に利用可能な領域のスペースを減少させる。これは、隣接したチャネルが異なった色の光を発する化合物で満たされるべきときに、且つ、表示される画像において高い解像度が達成されるべきときに、特に問題になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、前述の型の代替のアセンブリ、ディスプレイデバイス及びディスプレイデバイスを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
これに応じて、本発明によるアセンブリは、少なくとも1つのチャネルが当該チャネルに沿った少なくとも1つの位置で局所的に広がって、ある量の前記物質を堆積させるための場所を規定することを特徴とする。本発明による方法は、請求項1乃至5の何れか1項に記載のアセンブリを選択し、有機エレクトロルミネッセント材料を有する物質の1つ又は複数のある量をチャネルに沿った堆積場所のみで堆積させることを特徴とする。
【0006】
従って、表示される画像において高い解像度を達成するのに、液滴の直径に対して小さい幅を有する細かく間隔をおいて配置されたチャネルを用いることが可能である。この物質は、チャネルがより広くなっている場所でのみ液滴として堆積するので、隣接したチャネル間でのこぼれは防止される。
【0007】
本発明によるアセンブリの好適な実施例において、各チャネルは、当該チャネルに沿った複数の位置で局所的に広がって、ある量の前記物質を堆積させる複数の場所を規定する。従って、異なった物質間での混合無しに、異なったチャネルに異なったオプティカル物質を堆積させてマルチカラーディスプレイデバイスを作製することが可能である。
【0008】
この実施例の好適な変形例において、隣接したチャネルの平行な堆積場所は、互いに対してずらされる。従って、このアセンブリから製造されたマルチカラーディスプレイの隣接したチャネルの合計幅は小さく保たれることができ、高い解像度を達成することができる。
【0009】
本発明によるアセンブリの好適な実施例において、チャネルを形成しているバンクの対向面に、チャネル上に少なくとも部分的に突出している部分がある。従って、増強された毛管効果は、堆積場所への液滴による液体堆積が堆積場所間のチャネル部をよりよく満たすようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
ここで本発明は、図面を参照して更に詳細に説明される。
【0011】
図1は、エレクトロルミネッセントマトリックスディスプレイデバイスを示す。このようなデバイスは、例えば、移動電話、携帯情報端末(PDA)、コンピュータモニタ又は類似した電子デバイスのフラットパネルディスプレイの一部であってよい。モノクローム及びカラーバージョンが存在する。デバイスは、基板1を有する。基板1は、例えば、可撓性の又は堅い透明合成樹脂、クォーツ、セラミック又はガラスでできていてよい。基板1上の間隔を置いて配置された多くの導電材料ストリップが第1の電極2を形成する。ディスプレイデバイスは、更に、基板1上のバンク4によって分離されたストリップで構成されるエレクトロルミネッセント材料3の層を有する。第2の電極5は、エレクトロルミネッセント材料3の層の上に構成される。第2の電極ストリップ5は、動作中に、個々の発光素子(ピクセル)が第1及び第2の電極ストリップの交差位置に配置されるように第1の電極ストリップ2と交差する。
【0012】
好適には、第1の電極2の方向は、第2の電極5の方向に対してほぼ垂直である。図1に示される例において、第1の電極2はディスプレイデバイスのカソードを形成し、第2の電極5はディスプレイデバイスのアノードを形成する。電圧差がカソードとアノードとの間でセットされると、キャリア、ホール及び電子はそれぞれカソードとアノードとの間をドリフトする。適当な種類のキャリアの放射を得るためには、アノードは適切には高い仕事関数を有する金属又は合金(例えばAu、Pt、Ag)でできている。カソードは、適切には、低い仕事関数を有する金属又は合金、例えばYb、Ca、Mg:Ag、Li:Al、Baでできており、又は、異なった層の積層体であってもよい。アノード用に主に用いられる非常に適切な透明材料は、インジウムスズ酸化物(ITO)である。このような電極は、これら電極が特定のパターンに形成されることを可能にするフォトリソグラフィプロセスを用いて製造される。
【0013】
ピクセル6は、第1の電極2と第2の電極5とが交差する位置で規定される。第2の電極5と第1の電極2との間の電圧差の影響を受けて電極間でドリフトする電子及びホールは、エレクトロルミネッセント材料3の層において結合し、発光を生じる。パッシブマトリックスディスプレイにおいて、適当な第2の電極5と第1の電極2との間で電圧差を設定することによってピクセル6はアドレスされる。アクティブマトリックスディスプレイにおいて、各ピクセル6を個別にアドレスするトランジスタ及びキャパシタが、各ピクセル6に設けられる。
【0014】
バンク4は、エレクトロルミネッセント材料3の層を、各々が異なった型のエレクトロルミネッセント材料を有することができる多くのチャネルに分割するので、異なった色のピクセル6が用いられることができる。
【0015】
図1のマトリックスディスプレイデバイスは、更に、キャリヤ注入層7を有する。この層7を用いて、キャリヤは第1の電極2からエレクトロルミネッセント材料3の層に注入される。第1の電極2がカソードを形成するか又はアノードを形成するかに依存して、キャリヤ注入層7はそれぞれ電子又はホールによって強化される。即ち、キャリヤ注入層7は、それぞれ電子及びホールの注入を強化する。類似した層(図示せず)が、エレクトロルミネッセント材料3と第2の電極5との間の層に設けられることができる。
【0016】
有機LEDデバイスは、エレクトロルミネッセント材料又はその前駆体材料を成分として含む液体をバンク4間に挿入することによって製造されることができる。液体は、溶液、分散液、乳濁液又はペーストであってよい。これは、例えば、エレクトロルミネッセンスを示す可溶な高分子を含むことができる。バンク4間のチャネルが液体で満たされた後、エレクトロルミネッセント材料3の層は、液体の組成に依存して、エレクトロルミネッセント材料3を生じる化学反応又は溶媒の蒸発によって作製することができる。
【0017】
本発明は、液体がバンク4間に堆積させられる製造工程のステップを対象とする。説明は、エレクトロルミネッセント材料又はその前駆体材料を成分として有する液体の堆積を対象とする。しかし、キャリヤ注入層7が別個の処理ステップで類似した態様で堆積することができることに注意されたい。好適には、バンク間の液体の堆積は、2つのバンク間のチャネル上で正確に位置決めされたノズルの中を液滴が押し出されるインクジェット式のプリンティングによって行われる。ピペットを用いることも可能であり、この場合、液滴は、重力及び/又は粘着力の影響を受けてチャネル上に堆積する。
【0018】
バンク4間のスペーシングは、ディスプレイデバイスの特性に直接影響する。チャネルが非常に近くなるような間隔でバンクが配置される場合、ディスプレイの解像度は改良される。しかし、これが、チャネルがより狭くなることを意味する場合、ピクセル6のサイズは低下させられ、より低い発光を生じることになる。これに加えて、上記の技術を用いて、オプティカル物質が隣のチャネルに全くこぼれることなくチャネルにオプティカル物質の液滴を堆積させることは、非常に困難になる。
【0019】
カラーディスプレイデバイスが所望されるときに、この代償は重大なものになる。このときバンク4間のチャネルは、交替で、異なった液体で満たされる。処理の後、各液体は、異なった発光特性(特に放出光の異なった波長)を有するエレクトロルミネッセント材料3のストリップを生じる。バンク4間で堆積する液体の液滴のサイズもまた、バンク4によって形成されるパターンの設計において問題になる。異なったチャネル間で液体の溢出及び引き続きの混合は、防止されなければならない。通常、液滴のサイズは、用いられる装置、例えばインクジェット式のプリンティングにおいて用いられるノズルの寸法によって決定されるため、バンク4によって形成されたアセンブリ及び基板1は適切に設計されなければならない。
【0020】
図2は、2つのこのようなアセンブリの平面図を示す。従来技術から知られているアセンブリは、3つのチャネル8〜10を有する。ディスプレイデバイスの製造の間、液滴11〜13は、チャネル8〜10に正確に中心合わせされてチャネルの長手方向に沿って移動させられて、1つ又は複数のノズルから連続的な流れで堆積される。液体の第1の液滴11は、例えば赤色光を発するエレクトロルミネッセント材料を生じることができ、第2の液滴12は青色光を発する材料を、第3の液滴13は緑色光を発する材料を、生じることができる。チャネル8〜10は、等間隔に配置されたバンク14によって形成され、チャネル8〜10の各々は同じ幅wc1を有する。チャネル8〜10の幅及びこれらチャネルを分離しているバンク14は、合計の幅がw1になる。各々がそれぞれの色を持つ3つのピクセル6が、画像の各点に必要とされるため、合計の幅w1は、生じるディスプレイデバイスによって達成されることができる解像度を決定する。より小さい幅w1は、より高い解像度を示す。また、バンク14もあまり広くなるべきでない。なぜならこれは、チャネル8〜10の幅wc1を減少させ、従ってピクセルサイズも減少させるためである。図2の液滴11〜13は、直径dを有する。見て分かるとおり、幅wc1の値は、液滴11〜13の直径dに対して小さ過ぎるように選択されている。
【0021】
dの標準値は、25〜30μmの範囲である。液滴は10μmのオーダーの精度で配置されることができるため、液滴の配置は約50μmの局地的な幅を必要とする。マルチカラーディスプレイデバイスの場合、合計の幅w1の望ましい値は、100〜200μmのオーダーである。これは、30〜66μmのチャネル幅wc1を意味する。得られる最小の液滴直径及び液滴配置の精度を考えると、溢れ出し及び引き続きの液体の混合を防止するのは、既知のアセンブリを用いた場合には非常に難しい。
【0022】
従来技術のアセンブリの左側には、本発明によるアセンブリの実施例が示される。これも、3つのチャネル15〜17を有し、これらチャネルにはディスプレイデバイスを製造する際に液滴18〜20が堆積される。間隔を空けて配置されたバンク21〜24は、チャネル15〜17を規定する。バンク21〜24は、既知のアセンブリのバンク14と同じ幅を有する。チャネル15〜17の合計の幅w2は、既知のデバイスのチャネル8〜10及びバンク14の合計の幅w1に等しい。しかし、本発明によるアセンブリのチャネル15〜17の幅は、長さ方向に一定でない。その代わりに、図2に示された実施例で、幅はより小さい幅wc2とより大きい幅wc3との間で変化している。チャネル15〜17は、自身の長手方向に沿った特定の位置で局所的に広がる。
【0023】
チャネル15〜17の各々は、そのチャネルに沿った複数の位置で局所的に広がって多少の液体を堆積するための複数のサイトを規定するため、各チャネルは、チャネル15〜17において物質が混合することなく満たされることができる。図2の実施例において、チャネル15〜17は、かなり突然に広がり、比較的鋭い縁及び角を生じさせ、バンク22、23は、直線から外れる。本発明の範囲内で、より緩やかに広がるチャネルを設けることも可能である。鋭い角は多くの液体を引きつける傾向があるため、これは、有利でありうる。
【0024】
見て分かるように、隣接したチャネル15〜17の平行な堆積場所は互いに対してずらされる。従って、チャネル15〜17がwc3に局所的に広がっても、合計の幅は一定のままである。チャネル15〜17が交替で赤、青及び緑の光を発する物質で満たされる場合でも、同じ色の次のチャネルまでの距離は、依然として小さく、チャネル15〜17に沿って一定である。従って、高い解像度が達成されることができる。
【0025】
本発明によるアセンブリからディスプレイデバイスを製造する間、ノズルは再びチャネル15〜17に正確に中心合わせされて、これらチャネルの長手方向に沿って移動される。しかし、本発明による製造方法で、液滴18〜20は、これら液滴の幅wc3によって規定される堆積場所のみで堆積する。図2から分かるように、これは、チャネル15〜17間での溢出なしでの液滴11〜13と同一直径の液滴18〜20の使用を可能にする。
【0026】
より広い堆積場所の使用は、幾つかの明白な利点がある。明らかに、本発明によるディスプレイデバイスによって達成可能な解像度は、所与の液滴直径dで、既知のデバイスで達成可能な解像度よりも高い。これらの横方向のスペーシングは、より小さい。加えて、マトリックスディスプレイは、第1の電極2及び第2の電極5が重なってピクセル6を堆積場所で形成するように構成されることができる。これらのサイトには拡張された領域があるので、ピクセルからより多くの光が発せられることができる。
【0027】
第2の電極5の幅は、左のチャネル15及び右のチャネル17と関連した電極を中心のチャネル16と関連した電極から電気的に絶縁しておくのに十分小さく選択されなければならないことは明らかである。しかし、好適な実施例では、チャネル15〜17とほぼ平行に伸びる第2の電極5は、ピクセル領域を更に拡大するために堆積場所においても広がる。これは、更に大きなピクセルサイズを与えるが、ピクセル6が個別にアドレス可能なことを保証するために、第2の電極5を電気的に絶縁するように保つ。
【0028】
図3は、本発明によるアセンブリの実施例の断面を示す。上述の型の基板25が示されている。バンク26〜28が2つのチャネル30、31を規定している。断面は、チャネル30、31に沿った位置でとられ、液滴18〜20を堆積させるための場所は、左のチャネル30に位置する。従って、右のチャネル31の幅は、その場所でより小さくなっている。
【0029】
バンク26〜28は、基板25にフォトレジスト層を塗布することによって製造された。このときバリヤトポグラフィが、既知の方法を用いてマスクを通じた光の投影により決定された。その結果、フォトレジストのパターンが基板上に形成され、これは凸状のフォトレジスト領域32からなる。所望ならば、パターンは、バンク26〜28に交差する位置に他のバンクを有することができ、チャネルを区域に効果的に分割し、チェックボード状の構成を構築する。これは、第2の電極が基板に埋め込まれ又は基板上に直接置かれ、第1の電極がチャネル上に位置する、ディスプレイデバイスの電極及びチャネルの異なった構成が達成されるべき場合に有用でありえる。
【0030】
フォトレジスト領域32のぬれ性を減少させるために、CF4プラズマ等の適切な表面処理が用いられることができる。このようにすると、液体はバンク上に登りにくくなる。当然、バンク26〜28は、チャネルの壁を形成するだけではなくて、アセンブリから製造されるディスプレイデバイスの第2の電極5間の絶縁も提供する。
【0031】
好適な実施例において、フォトレジスト区域32に接着する材料のバンク上部33は、更に、バンク26〜28を作製する。合計の高さは、1〜30μmであってよく、より多くの場合、3〜8μmである。バンク幅の典型的な値は1〜50μmであり、好適には5〜20μmである。
【0032】
バンク上部33は、チャネル30、31を形成しているバンク26〜28がチャネル30、31上に部分的に突出した区域34を有するように形成されている。これは、増強された毛管効果を与える。従って、チャネル30、31のより広い区域に堆積した液体は、より効果的に且つより速くチャネル30、31に沿って塗布され、これによってより狭い区域を満たすこととなる。従って、図3の断面を参照すると、チャネル30の表示された区域は液体の1つ又は複数の液滴によって直接満たされる一方、チャネル31の表示された区域は増加した幅の場所の間に広がる液体によって満たされる。
【0033】
突出したバンク上部33の他の利点は、これらの部分がバンクの近くで電極材料の真空蒸着を防止するシャドーマスクを提供するということである。従って、バンク26〜28間に位置する電極の絶縁が保証される。
【0034】
代わりに、局所的に広がっているバンクは、凸状のフォトレジスト区域だけを有することができる。横方向のバンクがある場合、これらに突出した部分を備えた上部が設けられてもよい。従って、突出した部分を有するバンクに対して直角の方向に印刷することも可能である。このときもはや毛管効果はなく、突出したバンク部分の下により少ない液体が存在することとなり、これは時によっては望ましいことである。局所的に広がるバンクが依然として存在し、プリンティングは依然として局所的に広がるバンクによって規定されるチャネルに沿って起こるので、本発明の本実施例において、より広い堆積場所の基本的な利点は保たれる。
【0035】
図4〜5は、本発明による薄膜アセンブリの2つの他の実施例を示す。図4において、バンク35は再び3つのチャネル36〜38を規定しており、これらには異なった液体が堆積することができる。図2の場合と同様に、図の下部から上部へチャネル36〜38に沿って移動すると、堆積場所において中央チャネル37を広げることは、左のチャネル38を犠牲にするだけで達成されることが明らかである。中央チャネル37に隣接した1つのチャネルだけが、中央チャネル37の堆積場所と平行の位置で局所的に狭くなる。
【0036】
対照的に、図5の実施例において、バンク39は、長手方向の同じ位置でオフセットされる。第1のチャネル40は、2つの隣接したチャネル41、42を犠牲にして広がる。第1のチャネル40に隣接した両方のチャネル41、42が第1のチャネル40の堆積場所と平行のチャネル41、42に沿った位置で局所的に狭くなるので、図2に示されるバンク21、24等の直線のバンクは、本実施例において発生しない。図4の実施例とは対照的に、異なったバンク39の平行の直線の区域は、等しい長さである。このような対称形の構成は、チャネル領域が上部から見た場合に各チャネルについてほぼ同じであるという効果がある。マルチカラーデバイスにおいて、より大きい発光領域を有する色はない。
【0037】
当業者には、本発明が、添付の請求項の範囲で異なる上述の実施例に制限されないことは明らかである。
【0038】
例えば、バンクが一定幅であることは本発明の必須の側面ではない。
【0039】
説明は、液体、例えば液滴のチャネルへの堆積に集中したが、ヨーロッパ特許第0732868号にて開示されたような真空蒸着による物質の堆積にも同様に良く用いられることができることが理解されるであろう。
【0040】
加えて、説明は有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスの薄膜アセンブリに集中したが、これらが、LCD等の他の薄膜オプティカルデバイスにおいても同様に良く用いられることができ、ここで、異なった染料の液滴がチャネルにおいて又はプラズマディスプレイ用に堆積され、蛍光体粒子の溶液がチャネルに堆積することが理解されるであろう。
【0041】
要約すると、本発明は、基板(1; 25)と、当該基板(1; 25)上に堆積され、物質を受けるための複数のチャネル(8〜10、15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)を形成するように間隔を置いて配置される複数の細長いバンク(4; 14、21〜24; 26〜28; 35; 39)とを有する薄膜オプティカルデバイスのためのアセンブリに関する。少なくとも1つのチャネル(15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)は、当該チャネル(15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)に沿って少なくとも1つの位置で局所的に広がって、ある量の物質(18〜20)を堆積させるための場所を規定する。また、このようなアセンブリを選択し、チャネル(15〜17; 30、31; 36〜38; 40〜42)に沿った堆積場所のみで有機エレクトロルミネッセント材料(3)を有する物質の1つ又は複数のある量(18〜20)を堆積させる、エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスを製造する方法と、このようなアセンブリを有する有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスとにも関する。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】高分子LEDディスプレイデバイスの一部の斜視図を示し、このようなデバイスの重要な幾つかの概念を図示している。
【図2】従来技術から知られているアセンブリの隣に、本発明によるアセンブリの実施例の平面図を示す。
【図3】本発明によるアセンブリの実施例の断面図を示す。
【図4】本発明によるアセンブリの代替実施例の平面図を示す。
【図5】本発明によるアセンブリの更に他の代替実施例の平面図を示す。
Claims (11)
- 基板と、物質を受けるための複数のチャネルを形成するように間隔を置いて前記基板上に配置される複数の細長いバンクとを有する薄膜オプティカルデバイスのためのアセンブリにおいて、少なくとも1つのチャネルは、当該チャネルに沿った少なくとも1つの位置で局所的に広がって、ある量の前記物質を堆積させるための場所を規定する、ことを特徴とするアセンブリ。
- 請求項1に記載のアセンブリにおいて、前記各チャネルは、当該チャネルに沿った複数の位置で局所的に広がって、ある量の前記物質を堆積させる複数の場所を規定する、アセンブリ。
- 請求項2に記載のアセンブリにおいて、隣接したチャネルの平行な堆積場所は互いに対してずらされる、アセンブリ。
- 請求項1乃至3の何れか1項に記載のアセンブリにおいて、チャネルを形成する前記バンクの対向面は、前記チャネル上に少なくとも部分的に突出している部分を有する、アセンブリ。
- 請求項1乃至4の何れか1項に記載のアセンブリにおいて、前記チャネルの両側に、前記チャネルの堆積場所と平行な位置で局所的に狭くなる隣接チャネルを有するアセンブリ。
- エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスを製造する方法において、請求項1乃至5の何れか1項に記載のアセンブリを用意し、有機エレクトロルミネッセント材料を有する物質の1つ又は複数のある量をチャネルに沿った堆積場所のみで堆積させることを特徴とする方法。
- 請求項6に記載の方法において、前記物質は、インクジェット式プリンティング技術を用いて堆積される方法。
- 請求項6又は7に記載の方法において、前記アセンブリは局所的に広がった堆積場所を有する少なくとも2つの隣接したチャネルを有し、異なったエレクトロルミネッセント材料を有する物質が隣接したチャネルで堆積される方法。
- 請求項1乃至5の何れか1項に記載のアセンブリを有する有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイス。
- 請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセントディスプレイデバイスにおいて、更に、前記基板に埋め込まれ又は堆積された少なくとも1つの第1の導電構造と、有機発光ダイオードのアノード及びカソードを形成するように少なくとも前記エレクトロルミネッセント材料によって前記第1の構造から分離される少なくとも1つの他の導電構造とを有するデバイス。
- 請求項10に記載のディスプレイデバイスにおいて、前記第1の導電構造は前記チャネルにほぼ垂直に伸びる第1の電極を有し、第2の導電構造は、前記チャネルにほぼ平行に伸びると共に重なり合いの場所でピクセルを形成し、前記第2の電極は、1つ又は複数の前記堆積場所で局所的に広がり、増加したピクセル面積を与える、ディスプレイデバイス。
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