JP2003508890A - 電界ルミネセンスデバイスおよびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 新規の電界ルミネセンスデバイスは、平版印刷法で有機層を印刷することによって製造される。有機ＬＥＤｓは、有機材料が基板上のパターン化された電極上に印刷され、有機材料が印刷処理の後で形成された金属電極と接触されるように形成される。任意の正確な平版印刷法、例えばパッド印刷法、オフセット印刷法、ドライオフセット印刷法、凸版印刷法および凹版印刷法が適している。生じるデバイスは、少数の離散したディスプレーフィールドだけを有するフラットパネル型ディスプレーまたは複雑にピクセル化された多色またはフルカラーの電界ルミネセンスディスプレーデバイスまたは光源であることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の背景： 発明の技術分野： 本発明は、電界ルミネセンスデバイス、例えばディスプレーおよび光源ならび
にこのような電界ルミネセンスデバイスの製造法に関する。よりいっそう詳述す
れば、本発明は、フラットパネル型ディスプレーおよび電界ルミネセンス有機発
光ダイオードを有するディスプレー（OLEDディスプレー）に関連する。

【０００２】 ディスプレーは、現在のエレクトロニクスにおいて中心的な役を演じており、
オペレーターマシンの相互作用およびコミュニケーションにおいて重要な要素と
なっている。経済的な意義および技術的な重要性の双方と調和して、数多くの異
なるディスプレー技術が開発された。ここ数年間に亘ってフラットパネル型ディ
スプレーに向かう増加傾向は、世界的規模で顕著なものとなっている。殊に、フ
ラットパネル型ディスプレーは、最近、例えば在来のモニターおよびテレビジョ
ンセットに使用されている、在来のブラウン管（CRT）ディスプレーを凌駕する
ようになってきた。フラットパネル型ディスプレーの主たる利点は、実質的に減
少された寸法（奥行き）および極めて低い電力消費にある。

【０００３】 フラットパネル型ディスプレーデバイスの分野は、目下、液晶ディスプレー（
LCDs）が優位を占めている。ＬＣＤｓは、色度（単色、多色、フルカラー）、寸
法（観察面、携帯電話および移動電話のディスプレー、パーソナルオルガナイザ
ー、ノートブック、ＬＣＤモニター）および解像度（７個のセグメントのディス
プレーから高解像度のコンピューターモニターに到るまで）に関連する全体的に
必要とされるスペクトルを網羅するのに適している。

【０００４】 ＬＣＤディスプレーの分野は、数年間にすぎない経過をたどってきたが、この
ディスプレーは、コントラスト、明度および視角に関連してなおも制限されてい
る。また、特に環境温度が低い場合には、応答時間およびスクリーンのアップデ
イト速度は、１つの問題を示す。

【０００５】 更に、フラットパネル型ディスプレー、例えばプラズマディスプレーの開発は
、これまで技術的困難さまたは高い価格または色の可能性の欠如（真空蛍光ディ
スプレー）の故に、適所の用途においてのみ確立することができた。

【０００６】 フラットパネル型ディスプレー技術における将来性のある最近の開発は、所謂
有機発光ダイオード（OLEDs）にある。この有機発光ダイオードは、上記の技術
と比較して数多くの利点を提供する。ＯＬＥＤｓは、自己放射率の原理に基づく
著しいコントラストおよび明度；小さな動作電圧および背面照明の必要性の欠如
に基づく低い電力消費；制限なしの幅広い視角；およびまた自己放射率の原理に
基づく美しい色の明るさを示す。更に、これらの利点の特徴は、”受動的な”動
作モードであっても達成され、即ち製作が複雑である薄膜トランジスター（LCD
中のアクティブマトリクスとして）の使用は、少ないピクセル数および中程度の
ピクセル数には不必要である。この事実は、殊にＯＬＥＤｓディスプレーの制作
費の点で有利な効果を有している。

【０００７】 ”有機発光ダイオード”、”電界ルミネセンス”、”電界ルミネセンスデバイ
ス”、”ポリマーＬＥＤ”の用語および関連用語は、光子放出励起状態の個々の
性質に特に関係することなく本明細書全体を通して使用される。換言すれば、電
界ルミネセンスに由来する発光は、例えば本発明の範囲内を含めて明らかなこと
である。

【０００８】 本発明の詳細を徹底的に追求する前に、次の記載内容は、有機発光ダイオード
（OLEDs）に基づくディスプレーデバイスの構成の一般的な記載を提供するであ
ろう。表現的には、共通の特徴、例えば層配列および材料の選択が記載されてい
る適切な公知技術水準が参考にされる。例えばJ. Salbeck, Electroluminescenc
e with Organic Compounds, Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 100, p. 1667-1677
(1996)参照。

【０００９】 在来のＯＬＥＤ構造体中に使用される重要な構成要素は、次の通りである： 基板： 大多数の公知技術水準の系は、ガラス板を基板として使用している。しかし、
ガラス基板の代わりに、プラスチック基板または柔軟性のポリマーフィルムが使
用されてもよい。適した材料は、当業者に公知である（例えば、ポリ（エチレン
テレフタレート））。

【００１０】 正孔注入電極： この電極は、優先的に正電荷を隣接有機相中に注入する。好ましい材料は、透
明電極材料および半透明電極材料、例えばインジウム錫オキシドである。

【００１１】 有機層： 少なくとも１つの有機層が備えられている。有機層を有する場合には、モノマ
ーからなるＯＬＥＤｓ（”小さな機能分子”）とオリゴマー、ポリマーおよび混
合物からなるＯＬＥＤｓ（ポリマーLEDs）との間で基本的に区別される。更に、
必要に応じて、無機助剤または有機助剤、例えば安定剤が存在していてよい。

【００１２】 典型的なＯＬＥＤ系は、次の層配列で実施される： 少なくとも１つの層は、優先的に正電荷（”正孔”）を輸送する。必要に応じ
て、１個以上の正孔輸送層が存在していてよい。例示的な材料は、次の通りであ
る：銅フタロシアニン（モノマー）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニルベン
ジジン（モノマー）、またはポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ポリマー）、ポ
リアニリン（ポリマー）または置換ポリチオフェン（ポリマー）。

【００１３】 少なくとも１つの優先的な発光層（”エミッタ層”）。この層は、好ましくは
染料（モノマー、例えばトリス−（８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム
（III）（alq）中のrubrene、ポリマー（ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）中のr
ubrene））またはポリマーブレンド（ポリ（９，９′−ビス−アルキルフルオレ
ン）中のポリ（ベンゾチアジアゾール））の混合物を有する。

【００１４】 少なくとも１つの層は、優先的に負電荷（”電子”）を輸送する。記載するこ
とができる例は、次の通りである：ａｌｑ（モノマー）、ポリスチレン中の４−
（第三ブチルフェニル）ビフェニルイルオキサジアゾール（ポリマー中のモノマ
ー）、ポリ（９，９′−ビス−アルキルフルオレン）（ポリマー）。

【００１５】 多数の機能（電子輸送、正孔輸送、発光）は、単一の層中で組み合わせること
ができる。公知技術水準の状態は、均等に導入された配置を有し、この場合全て
の機能は、単一の有機層中で組み合わされている（例：ポリ（ｐ−フェニレンビ
ニレン）、PPV）。

【００１６】 電子注入電極： この電極は、優先的に負電荷（”電子”）を隣接有機層中に注入する。この記
載内容で好ましい材料は、低加工性機能を有する金属もしくはその合金または他
の金属との合金である。記載することができる例は、次の通りである：マグネシ
ウム、マグネシウムと銀との合金（９０：１０at％）、カルシウム、カルシウム
と銀との合金（９０：１０at％）。また、金属と共に薄手の緩衝層の使用も公知
である（例えば、弗化リチウムまたは酸化珪素から得られた０．５〜１ｎｍの厚
さを有する層、引続きアルミニウムから得られた０．５〜１ｎｍの厚さを有する
層）。

【００１７】 封入物／カプセル封入： 好ましい材料および構造体は、機械的応力により誘発される損傷からの保護な
らびに湿分（水）および／または空中酸素からの保護を提供するものである。

【００１８】 種々の方法は、有機層の適用に関連して知られるようになった。以下は、適切
な加工方法の簡単な概要を提供する： オリゴマー／ポリマー： 液相法は、オリゴマー材料およびポリマー材料の記載内容において好ましい。
最も重要な公知方法は、回転塗布法および注型法（ドクターブレード）である。
当該の公知技術水準は、例えばFriend他の米国特許第５２４７１９０号明細書お
よび欧州特許第０５７３５４９号明細書に記載されている。数多くの層が連続的
に液相法によって塗布される場合には、必要に応じて、その後に層が塗布される
際に下方にある層が部分的にかまたは全体的に剥離されないことを保証するため
に、溶剤を選択することに注意すべきである。”混合”（その後の拡散による部
分的な溶解）による効果は、同様に回避されるべきである。

【００１９】 モノマー： 高真空中での熱蒸着法は、モノマーの記載内容（”小さな機能分子”）におい
て好ましい。この場合に考慮すべき本質的な要因は、蒸着速度にある。適当な蒸
着速度を設定した場合には、互いに独立に制御される２つの蒸着源からの熱的蒸
発によって２つの材料の混合物を製造することが可能である。適当なマスクを使
用する場合には、低分子量の化合物を使用することにより、パターン化された層
を加工することが事実上可能である。

【００２０】 ポリマーまたはオリゴマーの用途と関係する全ての上記加工方法は、液相法に
よって記載された方法により、互いの殆んど異なる材料のパターン化された層ま
たは数多くの層が全く塗布されることができないかまたは不相応な価格でのみ塗
布されることができるという欠点を蒙っている。本発明による新規方法は、特に
ポリマーまたはオリゴマーの適用に向けられている。

【００２１】 回転塗布は、一般にＯＬＥＤ加工においてポリマー層を塗布するための最も普
通に使用されている方法である。しかし、ドクターブレードと同様に、この方法
は、問題の解決を提供するものではない。それというのも、この方法は、選択的
に、即ち空間的に分離された、ＯＬＥＤｓ中の有機層の適用を何ら可能にするも
のではないからである。

【００２２】 全面の（即ち、空間的に分離されていない）回転塗布またはドクターブレード
の後で、有機層は、特殊な帯域中、例えば接触パッドでかまたはカプセル封入の
間に正しい位置で覆いを保持するための端部で除去されることが必要とされる。
この目的のために公知の方法は、掻き取りによる機械的除去、溶剤で含浸された
吸収媒体での拭い取りによる除去および所謂レーザーアブレーションを含む。第
１に、除去は高価である。第２に、この方法は、極めて低い処理安定性および高
い廃棄物量を提供し、これは、大量生産において減少された歩留りを生じ、した
がって不適当であることを意味する。

【００２３】 インキジェット印刷法（例えば、国際出願ＷＯ ９８／２８９０４６参照）は
、原理的にＯＬＥＤｓ中の有機層の空間的に分離された適用を可能にするけれど
も、同時に若干重大な欠点を有している。インキジェット印刷法においては、多
数の小さな斑点が連続的に印刷され、著しく長時間の生産時間をまねく。更に、
並置された多数の斑点の存在は、”ピンホール”の危険が形成されることが必然
的に伴なう：不完全な表面被覆は、有機層中での不均一性を生じ、この不均一性
により、少なくとも有機層を用いて加工される成分の性能が低下し、使用期間が
短くなることが明らかになるが、しかし、極端な場合には、成分の機能不全また
は早期の故障をまねきうる。更に、三次元形状の物体上へのインキジェット印刷
法（”ボディープリンティング”）は、重大であるかまたは解決不可能な技術的
問題（殊に、プリンターヘッドまたは印刷されるべき基板の機械的管理）を蒙る
。

【００２４】 スクリーン印刷法は、同様に有機層の空間的に分離された適用を可能にする。
しかし、印刷の際に平坦でない（３Ｄ形状の）表面が存在するという問題が生じ
る。それというのも、微細な印刷スクリーンに対して損傷を与えるという危険が
存在するからである。更に、インキジェット印刷法およびスクリーン印刷法で達
成可能な解像力は、高い解像力のピクセル化されたディスプレーに必要とされる
８０％を超えるフィルファクターにとって不適当である。

【００２５】 インキジェット印刷法、ステンシル印刷法およびステンシル印刷法の公知方法
は、不適当であると考えられている。最後に挙げた方法は、最初に高粘度の媒体
（”ペースト”）の厚手の層（典型的には数ミクロンの厚さ）を転写するのに適
しており、これとは異なり、インキジェット印刷法は、全ての実施態様において
”全面的な同時の塗布”の条件に適合させることができない。その代わりに、こ
の方法は、順次に、即ち連続的に小さな副次的領域を被覆する。これは、加工時
間および被覆の完全性に関連して欠点（ピンホールの危険）を必然的に伴なう。

【００２６】 レーザーアブレーション法は、殊に基板が熱応力に晒され、活性の電界ルミネ
センス層が切除された反応生成物での汚染を蒙るという欠点を有している。ピク
セル化された多色ディスプレーデバイスの場合には、個々のピクセルの間の放射
のない隙間ができるだけ小さくなるように維持され（数μｍ）、高いフィルファ
クター（放射領域とディスプレーデバイスの全面領域との割合）を保証するとい
う付加的な要件が存在する。２０μｍ程度の大きさの放射のない隙間が目標とさ
れるべきであるが、しかし、この隙間は、レーザーアブレーションにより安価に
達成されえない。

【００２７】 発明の概要： 従って、本発明の目的は、１個以上のパターン化された有機層を有する有機電
界ルミネセンスデバイスを加工する方法を提供することであり、この場合この方
法は、前記の一般的な型のこれまでに公知のデバイスおよび方法の上記欠点を克
服し、特に有機材料の薄層を有する多色ディスプレーデバイスを、適当な粘度の
ポリマーまたはオリゴマーの溶液からよりいっそう効率的で経済的に形成させる
ことを提供する。

【００２８】 前記の他の目的に関連して、本発明によれば、 電極を含む基板を準備し； 有機材料の少なくとも１つの層を基板上に平版印刷によって印刷し； 有機材料の層を電気的に接触させることによって特徴付けられる、電界ルミネセ
ンスデバイスを製造する方法が存在する。

【００２９】 本発明の付加的な特徴によれば、平版印刷法は、パッド印刷、オフセット印刷
、ドライオフセット印刷、凸版印刷および凹版印刷を含む現在の任意の印刷法で
あることができる。

【００３０】 本発明の付加的な特徴によれば、複数の電極は、第１に印刷工程よりも先に基
板上でパターン化されている。通常の任意のパターン化法は、フォトリソグラフ
ィー法により構造化し、引続き湿式化学的にエッチングするのに適している。

【００３１】 本発明の別の特徴によれば、第１の有機材料のパターンおよび第２の有機材料
のパターンが基板上に印刷される。第２の有機材料は、第１の有機材料と重なり
合わない。

【００３２】 本発明のもう１つの特徴によれば、ＩＴＯ（インジウム錫オキシド）層は、最
初にガラス基板上で平版印刷的および湿式化学的にパターン化され、複数の相互
に平行で間隔を空けて離れたストリップ形状の電極が形成され； その後に電極は清浄化され； その後に第１の有機材料の溶液は、平版印刷法により電極上に印刷され、第１の
有機材料が乾燥され； この工程は、第２の有機材料および場合によっては少なくとも１つの他の有機材
料を用いて繰り返され； 次に、複数の電極が有機層上に析出される。

【００３３】 また、本発明の他の特徴によれば、電極は、蒸着、例えばスパッタリングまた
は熱的蒸発によって析出される。

【００３４】 上記の他の対象に関連して、本発明によれば、 基板と； この基板上に配置された複数のパターン化された電極と； この電極上に印刷された電界ルミネセンス有機材料の少なくとも１つの層と； この有機材料上に配置された複数のパターン化された電極とを有することを特徴
とする、電界ルミネセンスデバイスが提供される。

【００３５】 また、本発明の付加的な特徴によれば、基板は、実質的に平らなガラス基板で
あり、パターン化された電極は、例えばＩＴＯ、低加工性機能金属、例えばカル
シウムおよび少なくとも１つの低加工性機能金属を有する合金、例えばカルシウ
ム−銀合金から構成されている群から選択された材料から形成されている、 また、本発明の別の特徴によれば、電界ルミネセンス有機材料の層は、電極上
に有利に印刷されかつ多色電界ルミネセンスデバイスの形成のために電気的に接
触された電界ルミネセンス有機材料の複数の層の中の１つである。

【００３６】 本発明の付随した特徴によれば、電界ルミネセンス有機材料の層は、電極上に
有利に印刷されかつ多色またはフルカラーのピクセル化されたディスプレーデバ
イスの形成のために電気的に接触された電界ルミネセンス有機材料の複数の層の
中の１つである。

【００３７】 個々のピクセルの寸法は、数百ｃｍ^２の程度の大きさであることができる。こ
のような大面積の有機電界ルミネセンスデバイスは、照明の目的、例えば自動車
の用途における室内照明またはダッシュボード照明に使用されることができる。
好ましい実施態様は、薄手（２ｍｍ未満）の多色光源である。

【００３８】 従って、本発明は、有機電界ルミネセンス系の加工が特に有利に平版印刷法（
”面印刷法（areal printing methods）”）によって達成されうるという前提に
基づくものである。本発明の目的のためには、平版印刷法は、印刷されるべき材
料が同時に全面的な有機層として塗布されるような印刷法である。このような印
刷法は、適当な粘度のポリマーまたはオリゴマーの溶液から有機材料の薄手の層
を塗布するのに特に好適である。

【００３９】 本発明は、上記条件（平版印刷法、薄手の層、低い粘度）に適合する直接的お
よび間接的な全ての印刷法に向けられている。例えば、本発明によれば、公知の
印刷技術、例えばオフセット印刷法、ドライオフセット印刷法およびパッド印刷
法が使用される（それぞれ公知の実施態様において）。

【００４０】 オフセット印刷法（平版印刷法、リソグラフィー印刷法）は殊に電界ルミネセ
ンス装置の形成に使用するのに適した方法であり、厚さおよび面積に関連して相
応する均一性でパターン（５０μｍを著しく超える）および層厚（５０〜５００
ｎｍ）を生じさせるという研究が示された。しかし、凸版印刷法または凹版印刷
法も十分に使用されることができる。例示的な実施態様の上記に詳説した記載に
は、典型的にはＬＣＤ加工に使用される印刷機の使用が説明されている。この場
合には、例えばポリイミド層は、パターン化された形で直接に印刷される。

【００４１】 典型的なオフセット印刷法において、印刷媒体（本発明の場合には、適当な粘
度のポリマー溶液またはオリゴマー溶液）は、溜め（”パン（pan）”または”
ウェル（well）”）から転写媒体（ローラー）へ薄手の被膜の形で均一に塗布さ
れる。ローラーは、ポリマーを印刷パターン（リソグラフィー法により得られた
）を有する第２の鋼製ローラーに転写する。オフセット印刷法において通常使用
されるリソグラフィー法においては、親水性帯域および疎水性帯域は、ローラー
上で発生され、この場合には、印刷媒体が塗布される場合には、疎水性帯域だけ
が湿潤され、これとは異なり、親水性帯域は、有機材料を含まないまま留まる。
こうして印刷媒体により発生される印刷パターンは、所謂ゴムローラー、即ち軟
質のプラスチック被覆（通常、シリコン）を有するローラーに転写され、この場
合このローラーは、インキを基板に転写する。薄層を転写するのに適した印刷機
は、例えばHashimura他の米国特許第４８４１８５７号明細書に記載されている
。

【００４２】 オフセット印刷法において、印刷パターンを有するローラーまたはプレート上
の親水性帯域は、通常、水蒸気で覆われている。この水蒸気は、疎水性ポリマー
溶液に対して反発性を引き起こし、これとは異なり、疎水性帯域は、ポリマー溶
液で被覆されている。しかし、この方法を用いた場合には、電界ルミネセンスポ
リマーが印刷される場合に乳化によって導入される湿分の危険を排除することが
不可能となり、こうしてＯＬＥＤディスプレーの性能が損なわれる。従って、電
界ルミネセンス構造体の加工に特に好適であるのは、２つの変更された、オフセ
ット印刷法の変法であり、この変法は、インキ着け領域と非インキ着け領域との
分離のために水蒸気を必要としない。

【００４３】 前記方法の１つは、米国特許第４８４１８５７号明細書に記載の方法に相当す
るが、しかし、印刷パターンを有するローラー（ブロック）は、疎水性材料、通
常、シリコンで被覆されており、印刷パターンは、ローラー面上のシリコン不含
の帯域に相当する。シリコンで被覆された領域は、ポリマー溶液に反発する効果
を有し、これとは異なり、このポリマー溶液は、シリコン不含領域に吸収され、
プラスチックで被覆された第２のローラーに転写される。それによって印刷媒体
は、リソグラフィーにより予め定義されたパターンで基板に転写される。ＯＬＥ
Ｄディスプレーの加工の経過中に電界ルミネセンス（EL）ポリマーを処理するの
に適した方法は、Japanese Journal of Applied Physics 30, 11B, pp.3313-331
7 (1991)に記載されている（LCD技術における１５〜２０μｍの構造体の適用）
。

【００４４】 パッド印刷法は、ＯＬＥＤｓの加工の間にＥＬポリマーを印刷するのに特に好
適なもう１つの方法である。この方法の核心は、印刷されるべきパターンを有す
る印刷板（ブロック）であり、この場合このパターンは、当業者に公知のリソグ
ラフィー法により表面上で発生された。この印刷板は、通常、鋼から形成されて
いるが、しかし、プラスチック板も同様に可能である。印刷媒体（ポリマー溶液
またはオリゴマー溶液）の適用は、溜めからの注型によって行なわれるかまたは
印刷媒体で被覆されたローラーにより行なわれる。次に、ドクターブレードは、
過剰量の印刷媒体を剥離するために使用される。次に、印刷媒体で被覆された印
刷パターンは、柔軟性の材料から形成されたパッドに転写され、この場合このパ
ッドは、僅かな圧力で印刷板上に押圧される。パッドは、通常、適当な柔軟性を
有しなければならないシリコンエラストマーまたはポリウレタンエラストマーか
ら形成されている。通常、パッドは、底部で円錐形の形状を有し、したがってこ
のパッドは、適当な圧力を加えた際にブロック面に対して平らになり、変わらな
い寸法で印刷媒体を受け入れるであろう。次に、受け入れられたパターンは、変
わらない寸法でパッドによって基板に転写される。パッドの機械的性質および印
刷媒体の粘稠度は、印刷の品質にとって重要である。転写パッドの柔軟性のため
に、パッド印刷法は、平坦でない面を印刷し、こうして薄手の有機層を三次元形
状の基板に塗布するのに特に好適である。この方法は、Hahne他によって2nd Wor
ld Conf. and Exh. on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Vienna, July
1998で発行された”Pad Printing - A Novel Thick-Film Technique of Fine-Li
ne Printing for Solar Cells”に記載された。

【００４５】 オフセット印刷法を用いてのＯＬＥＤｓの本発明による加工に適しているのは
、溶剤により処理可能な官能性オリゴマーおよび官能性ポリマーである。適当な
材料の例は、適当な溶剤中のポリ（フェニレンビニレン）（国際PCT出願ＷＯ
９８／２７１３６参照）、ポリフルオレンおよびコポリマー（国際PCT出願ＷＯ
９７／０５１８４参照）、ポリフェニレンアミン、ポリカルバゾール、ポリア
ニリンおよびポリチオフェンを含む。適当なオリゴマーの有機材料の例は、オリ
ゴマーのフルオレン化合物およびトリプチセン化合物を含む。適当な官能性有機
材料の混合物の溶液は、同様に本発明による方法により処理されることができる
。

【００４６】 本発明のための特性として考慮される他の特徴は、従属請求項に記載されてい
る。

【００４７】 本発明は、ＯＬＥＤフラットパネル型ディスプレーを製作するための方法で実
施態様として本明細書中に詳説され、記載されているが、それにも拘わらず、本
発明は、示された詳細に制限されることを意図するものではない。それというの
も、種々の変更および構造上の変化は、本発明に精神を逸脱することなく、請求
の範囲の記載と同様に本明細書中で行なわれうる。

【００４８】 しかし、本発明の構成は、付加的な対象および利点と共に、添付図面に関連し
て読んだ際に詳細な実施態様の次の記載から最適に理解されるであろう。

【００４９】 好ましい実施態様の詳細な記載 ところで、図に関連して、詳細には特に図１に関連して云えば、２色の有機発
光ダイオードが示されている。例示されているのは、極めて概略的であり、一定
の尺度で示されているものではない。構成は、約５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法およ
び１．１ｍｍの厚さを有するガラス基板１７を含む。インジウム錫オキシドの２
個の光パターン化された半透明でストリップ形状の電極１１は、約２ｍｍの幅を
有し、１ｍｍの間隔で空間的に離れている。ポリ（２−メトキシ−５−（２′−
エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（帯橙赤色のエミッ
タ）、即ちＭＥＨ−ＰＰＶの層１２およびポリ（９，９′−ビス−ｎ−オクチル
−フルオレン−alt−２，１，３−ベンゾチアジアゾール）（緑色のエミッタ）
、即ちポリフルオレンの層１３は、本発明による方法で電極１１上に印刷されて
いる。ポリフルオレンの発光領域に相応する”活性”領域１４およびＭＥＨ−Ｐ
ＰＶの発光領域に相応する別の”活性”領域１６は、カルシウム／銀の蒸着電極
１５によって定義されている。

【００５０】 蒸着処理の間に、金属層は、幅２ｍｍの２つの平行なストリップが形成される
程度にシャドウマスクを用いてパターン化される。上記のように製作された電界
ルミネセンス構成要素の”活性”、即ち放射領域は、インジウム錫オキシド電極
を金属電極で重ね合わせることによって定義される。活性領域、即ち２つの放射
領域は、それぞれ2ｍｍ×２ｍｍである。

【００５１】 ２０Ｖ（それぞれＩＴＯポジ型）の電圧が印加された場合には、上記のように
製作された構成要素は、ＭＥＨ−ＰＰＶの場合に帯橙赤色を発光し、ポリフルオ
レンの場合には、緑色を発光する。

【００５２】 例１： ＩＴＯで被覆されたガラス基板のインジウム錫オキシド（ＩＴＯ）層を、フォ
トリソグラフィー法、引続き湿式化学的エッチング法により、２個のストリップ
形状の電極が形成される程度にパターン化した。次に、こうして製作された電極
を溶剤（アセトン、引続きメタノール、それぞれ室温で超音波浴中で３０分間）
により清浄化した。次に、ＭＥＨ−ＰＰＶ溶液（シクロヘキサノン中の濃度１０
％の溶液）をパッド印刷により２個のＩＴＯ電極ストリップに塗布した。次に、
ポリマー層を有するガラス基板を６０℃の温度で３０分間乾燥させた。他のＩＴ
Ｏストリップの上面に、ポリフルオレン１０質量％の溶液をパッド印刷により塗
布した。次に、カルシウム１５０ｎｍの層をシャドウマスクを通して熱的蒸発に
よって高真空中で塗布し、引続き銀１５０ｎｍの層を塗布した（真空を中断させ
ることなく）。ベース圧力は１・１０^−５ミリバールであり、双方の金属層のた
めの蒸着速度は、それぞれ１ｎｍ／ｓであった。

【００５３】 更に、図２に関連して云えば、有機電界ルミネセンスＬＥＤｓのマトリックス
によって形成された５×７ドットのマトリックスディスプレーが略示平面図で示
されている。金属電極２１は、ディスプレーのマトリックス行を形成し、電極の
ための接触パッドは、図の右側の薄黒くした部分に示されている。領域２２は、
下方にあるガラス基板２３上の活性電界ルミネセンスポリマーを用いて印刷され
ている。インジウム錫オキシドの半透明の電極２４は、マトリックスディスプレ
ーの列を形成している。ＩＴＯ電極２４の接触パッドは、図２の薄黒くした部分
によって示されている。

【００５４】 例２： この例は、図２に示した実施態様に相当する。インジウム錫オキシド（ＩＴＯ
）層をガラス基板（寸法５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ）上に析出し、フ
ォトリソグラフィー法、引続き湿式化学的エッチング法により、５個の相互に平
行なストリップ形状の電極が形成される程度にパターン化した。電極を０．３ｍ
ｍの幅および０．１ｍｍの間隔でパターン化した。次に、こうして製作された透
明な電極を溶剤（アセトン、引続きメタノール、それぞれ室温で超音波浴中で３
０分間）により清浄化した。次に、ＭＥＨ−ＰＰＶ溶液（シクロヘキサノン中の
濃度２０％の溶液）をパッド印刷により塗布した。接触パッドのための意図した
領域は、被覆しないままであった。次に、この構造体を６０℃の温度で３０分間
乾燥させた。次に、カルシウム１５０ｎｍの層を熱的蒸発によって高真空中で塗
布し、引続き銀１５０ｎｍの層を塗布した（真空を中断させることなく）。ベー
ス圧力は１・１０^−５ミリバールであり、双方の金属層のための蒸着速度は、そ
れぞれ１ｎｍ／ｓであった。

【００５５】 蒸着処理の間に、金属層をシャドウマスクを用いて幅０．３ｍｍの７個のスト
リップおよび０．１ｍｍの間隙が形成される程度にパターン化した。記載された
ように製作された電界ルミネセンス構成要素の”活性”領域、即ち放射領域は、
インジウム錫オキシド電極を金属電極と重ね合わせることによって定義された。
全体で５×７＝３５個のピクセルが存在し、これは、マトリックス型のディスプ
レーを形成する。

【００５６】 ２０Ｖ（ＩＴＯポジ型）の電圧を印加した場合には、上記のように製作された
構成要素は、帯橙赤色を発光するであろう。公知方法（異方性の導電性接着剤、
ボンディング）は、必要とされる活性ポリマー被膜の部分的な除去なしに、構成
要素と接触させるために使用されることができる。

【００５７】 例３： ガラス基板（寸法４００ｍｍ×３５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ）をインジウム錫
オキシド（ＩＴＯ）層で被覆し、フォトリソグラフィー法、引続き湿式化学的エ
ッチング法により、幅２ｍｍおよび１ｍｍの間隙を有する、多重の相互に平行な
ストリップ形状の電極が形成される程度にパターン化した。次に、こうして製作
された電極を溶剤（アセトン、引続きメタノール、それぞれ室温で超音波浴中で
３０分間）を用いて清浄化した。次に、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）の
水溶液（PEDOT）を輪転版式凸版印刷により塗布した。溶液の剪断粘度は、室温
で８０ｃＰｓであった（１０ｓ^−１の剪断速度で測定した）。溶液を約５００ｍ
ｍの幅および約１５ｍｍの直径を有する、シリコンで被覆されたローラー（ブラ
ンケットローラーまたはゴムローラー）に連続的に塗布した（１ ｍｌ／分）。
このローラーを水平方向に取り付け、０．５回転／秒で回転させた。同様の幅お
よび約３０ｃｍの直径の鋼製ローラーは、シリコンローラーと平行に回転した。
鋼製ローラーの表面を小さな孔（深さ０．２ｍｍ未満、直径０．０５ｍｍ未満）
の緻密な配置で形成させた。シリコンローラーと鋼製ローラーとの間の適当に調
節された間隙（０．１ｍｍ未満）により、印刷媒体、この場合ＰＥＤＯＴの薄膜
を鋼製ローラー上に形成させた。パターンを転写させるために、光パターン化可
能なエラストマー材料を使用した。このようなエラストマーは、商業的に入手可
能である。

【００５８】 任意の常用のリソグラフィー法は、その後に印刷されるべき区画が約１ｍｍ上
昇される程度に約５ｍｍの厚さを有する板をパターン化するのに適している（凸
版印刷）。上昇された区画の表面を粗面化し、できるだけ最高の被膜が転写され
ることを保証する。こうしてパターン化されたエラストマー板を、被膜を有する
鋼製ローラーと平行に走行する適当なローラー（直径約４０ｃｍ、通常、版胴と
呼ばれる）上に取り付けた。次に、相応する印刷操作を実施するために、エラス
トマー表面を一回鋼製ローラー上で回転させ、したがって上昇された区画をＰＥ
ＤＯＴで均一に被覆した。次の工程で、エラストマー表面をガラス板と交叉する
ように回転させ、こうしてＰＥＤＯＴ被膜をパターン化された形で転写した。次
に、被膜を１５０℃で３０分間乾燥させた。前記パラメーターに続いて、１５ｎ
ｍの層厚を得た。

【００５９】 適当な印刷機は、商業的に入手可能である。

【００６０】 次に、上記例と同様に、ＭＥＨ−ＰＰＶの層（シクロヘキサノン中の濃度１０
％の溶液）を塗布した。次に、２つのポリマー層を有するガラス基板を６０℃の
温度で３０分間乾燥させた。次に、カルシウム１５０ｎｍの層をシャドウマスク
を通して熱的蒸発によって高真空中で塗布し、引続き銀１５０ｎｍの層を塗布し
た（真空を中断させることなく）。ベース圧力は１・１０^−５ミリバールであり
、双方の金属層のための蒸着速度は、それぞれ１ｎｍ／ｓであった。

【００６１】 蒸着処理の間に、金属層をシャドウマスクを用いて幅２ｍｍの２つの平行なス
トリップが形成される程度にパターン化した。記載されたように製作された電界
ルミネセンス構成要素の”活性”領域、即ち放射領域は、インジウム錫オキシド
ＩＴＯ電極を金属電極と重ね合わせることによって定義された。双方の放射領域
のための活性領域は、それぞれ２ｍｍ×２ｍｍであった。

【００６２】 ２０Ｖ（それぞれＩＴＯポジ型）の電圧を印加した場合には、フラットパネル
型ディスプレーは、ＭＨＥ−ＰＰＶの場合に帯橙赤色を発光した。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ２色の有機発光ダイオード（OLED）の略示平面図。

【図２】 多重ピクセルディスプレーデバイスの略示平面図。

【符号の説明】

１１ 電極、 １２ ＭＥＨ−ＰＰＶの層、 １３ ポリフルオレンの層、
１４ 活性領域、 １５ 蒸着領域、 １６ 別の活性領域、 １７ ガラス基
板、 ２１ 金属電極、 ２２ 領域、 ２３ ガラス基板、 ２４ 半透明の
電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーゲン クラウスマン ドイツ連邦共和国 ミュンヘン ゲルラッ ハヴェーク 27 (72)発明者 ヴォルフガング ログラー ドイツ連邦共和国 メーレンドルフ フラ ンケンシュトラーセ 44 (72)発明者 エヴァルト ギュンター シンガポール国 シンガポール メイプル ウッズ ナンバー ３−11 ブキト ティ マー ロード 991 (72)発明者 フランシス グエン アメリカ合衆国 カリフォルニア ミルブ レ バークレー アヴェニュー 242 (72)発明者 ハッシュ パクバツ アメリカ合衆国 カリフォルニア オーク ランド ブルックパーク ロード 12510 Ｆターム(参考） 3K007 AB18 CC04 DB03 FA00

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電界ルミネセンスデバイスの製造法において、 電極を含む基板を準備し； 有機材料の少なくとも１つの層を基板上に平版印刷によって印刷し； 有機材料の層を電気的に接触させることを特徴とする、電界ルミネセンスデバイ
   スの製造法。
2. 【請求項２】 印刷工程がパッド印刷、オフセット印刷、ドライオフセット
   印刷、凸版印刷および凹版印刷から構成されている群から選択された平版印刷法
   を用いる印刷からなる、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 印刷工程前に複数の電極を基板上でパターン化する、請求項
   １記載の方法。
4. 【請求項４】 接触工程が蒸着工程の実施からなる、請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 第１の有機材料のパターンおよび第２の有機材料のパターン
   を基板上に形成させ、この場合第２の有機材料が側方で第１の有機材料と間隔を
   空けている、請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 ＩＴＯ層をガラス基板上で平版印刷的および湿式化学的にパ
   ターン化し、複数の相互に平行で間隔を空けて離れたストリップ形状の電極を形
   成させ； その後に電極を清浄化し； その後に第１の有機材料の溶液を平版印刷法により電極上に印刷し、第１の有機
   材料を乾燥させ； その後に第２の有機材料の溶液を平版印刷法により第１の有機材料上に印刷し、
   第２の有機材料を乾燥させ； 複数の電極を有機相上に析出させる、請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 蒸着工程が低加工性機能金属、少なくとも１つの低加工性機
   能金属を有する合金および導電性酸化物から構成されている群から選択される材
   料から形成された蒸着電極を有する、請求項４記載の方法。
8. 【請求項８】 電界ルミネセンスデバイスにおいて、 基板と； この基板上に配置された複数のパターン化された電極と； この電極上に印刷された電界ルミネセンス有機材料の少なくとも１つの層と； この有機材料上に配置された複数のパターン化された電極とを有することを特徴
   とする、電界ルミネセンスデバイス。
9. 【請求項９】 基板が実質的に平らなガラス基板であり、パターン化された
   電極がＩＴＯ、カルシウムおよび銀から構成されている群から選択された材料か
   ら形成されている、請求項８記載のデバイス。
10. 【請求項１０】 電界ルミネセンス有機材料の層が、電極上に有利に印刷さ
    れかつ多色電界ルミネセンスデバイスの形成のために電気的に接触された電界ル
    ミネセンス有機材料の複数の層の中の１つである、請求項８記載のデバイス。
11. 【請求項１１】 電界ルミネセンス有機材料の層が、電極上に有利に印刷さ
    れかつ多色またはフルカラーのピクセル化されたディスプレーデバイスの形成の
    ために電気的に接触された電界ルミネセンス有機材料の複数の層の中の１つであ
    る、請求項８記載のデバイス。
12. 【請求項１２】 デバイスがディスプレーまたは光源である、請求項８記載
    のデバイス。