JP2017532722A - 発光デバイス - Google Patents

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Abstract

本発明は、ＯＬＥＤ等の発光デバイス１に関するもので、該デバイスは基板１０と、第１及び第２電極層１１０及び１１２の間に設けられた電流／光変換材料１１１を含む電流／光変換部１１と、第１及び第２透明無機バリヤ層１２０及び１２２の間に設けられた透明有機層１２１を含むバリヤ層１２とを有する。透明有機層１２１内にはゲッタ材料がゲッタドット１２１１のパターンで設けられる。該ゲッタ材料はゲッタドット１２１１のパターンで設けられるので、分散されたゲッタ粒子に起因する光散乱効果を防止することができ、結果として所望のゲッタ機能を提供しながらバリヤ層１２の透明特性が改善される。上記電流／光変換部は、上記電流／光変換材料の発光領域及び非発光領域を備えた構造を形成する一方、上記バリヤ層は該電流／光変換材料の発光領域に位置合わせされた非透明領域及び該電流／光変換材料の非発光領域に位置合わせされた透明領域を備えるミラー層を形成し、上記非透明領域は上記ゲッタドットにより形成される。この構成によれば、当該発光デバイスは、透明であり得る（透明領域が非発光領域に位置合わせされた箇所）と同時に、主要方向の又はさらに単一方向の光放出を有し得る（非透明領域が、関連する位置合わせされた発光領域の光放出を阻止する箇所）。

Description

本発明は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）等の発光デバイスに関する。
ＯＬＥＤは水分及び酸素に対して極めて敏感であることが知られており、主な劣化効果は金属層間剥離、有機材料の再結晶化、金属及び有機界面における反応等により生じる。従って、十分な寿命を達成するためには、当該デバイスへの水分及び酸素の侵入を防止するための効果的なカプセル封止が必要とされる。
非可撓性ＯＬＥＤを保護するための１つの確立された方法は、従来のガラスパッケージを、“ゲッタ”（水分を容易に吸収し、且つ、大量の水分を保持することができる）として知られた材料が活性ＯＬＥＤ領域の外側の該パッケージの縁に設けられるようにして利用することである。しかしながら、この剛性的アプローチは、プラスチック等のポリマ、金属箔又は極薄ガラス等から形成された可撓性基板上に設けられる可撓性ＯＬＥＤに対しては機能しない。このような場合、当該デバイスを水分及び酸素から効果的に隔離するために、剛性ガラスパッケージの代わりに透明バリヤ層（又は複数の透明バリヤ層）を有する薄膜封止（ＴＦＥ）が典型的に使用される。
ＴＦＥのための既知の透明バリヤ層に関する問題点は、これらバリヤ層が一般的に従来のガラスパッケージと比較して水分及び酸素の侵入に対する劣った阻止特性しか有さないことである。幾つかの提案においては、例えば酸化カルシウム（ＣａＯ）等のゲッタ粒子が透明バリヤ層内に分散される。しかしながら、この構成は、当該透明バリヤ層が斯かる分散されたゲッタ粒子の存在により光を散乱させるという欠点を有している。このような散乱は、非可撓性ガラス基板上に設けられる上面発光デバイスが製造される場合、幾つかのケースにおいても望ましくない。
本発明の目的は、バリヤ層を有する発光デバイスであって、該バリヤ層が所望のゲッタ機能を提供しながらも改善された透明特性を有する発光デバイスを提供することである。
本発明の第１態様においては発光デバイスが提供され、該発光デバイスは、
− 基板と、
− 第１電極層と第２電極層との間に設けられた電流／光変換材料を有する電流／光変換部と、
− 第１透明無機バリヤ層と第２透明無機バリヤ層との間に設けられた透明有機層を有するバリヤ層と、
を有する。
前記バリヤ層は、前記電流／光変換部の前記基板とは反対の側に、及び／又は前記基板と前記電流／光変換部との間に設けられる。更に、前記透明有機層にはゲッタ材料がゲッタドットのパターンで設けられる。
前記電流／光変換部は、前記電流／光変換材料の発光領域及び非発光領域を備えた構造を形成し、前記バリヤ層は、前記電流／光変換材料の前記発光領域に位置合わせされた非透明領域及び前記電流／光変換材料の前記非発光領域に位置合わせされた透明領域を備えるミラー層を形成し、前記非透明領域は前記ゲッタドットにより形成される。
この構成によれば、当該発光デバイスは、透明である（前記透明領域が前記非発光領域と整列される箇所）と同時に、主要方向の又はさらに単一方向の光放出を有する（前記非透明領域が、対応する整列された発光領域の光放出を阻止する箇所）ことができる。このことは、国際特許出願公開第WO2010/046833号（“透明ＯＬＥＤデバイス”）に一層詳細に説明されており、該文献の内容は参照により本明細書に組み込まれるものである。上記非透明領域は、ここでは、上記ゲッタドットにより形成されるので、付加的なゲッタの機能が簡単且つ効率的な態様で達成される。
前記ゲッタ材料はゲッタドットのパターンで設けられるので、分散されたゲッタ粒子に起因する光散乱効果を防止することができ、結果として所望のゲッタ機能を提供しながら前記バリヤ層の透明特性が改善される。更に、該ゲッタ材料は前記透明有機層内に、即ち、第１及び第２透明無機バリヤ層の間に設けられるので、該ゲッタ材料が電極層（特には、陰極層）上に直に設けられる場合と比較して一層容易な製造を達成することができる。何故なら、該ゲッタ材料は陰極層の材料に対して反応性であり得るからである。
前記電流／光変換材料は、少なくとも電流を光に変換するように適合される。該電流／光変換材料は、有機電流／光変換材料及び／又は無機電流／光変換材料を有することができる。更に、該電流／光変換材料が複数の有機及び／又は無機材料又はこれらの組み合わせを有することも可能である。例えば、幾つかのケースにおいて、該電流／光変換材料は灰チタン石（例えば、CH3NH3PbI3）を有することができる。
前記第１電極層は、特にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）陽極層等の透明な導電性陽極層とすることができる一方、前記第２電極層は例えば銀（Ａｇ）から形成される透明な導電性陰極層とすることができる。当該発光デバイスが例えばＯＬＥＤである場合、上記透明導電性陽極層及び透明導電性陰極層に電圧が印加されると、前記有機電流／光変換材料に電子及びホールが注入される。これらが再結合すると、光が放出される。
前記透明有機層は、例えば、透明なポリマ層とすることができ、前記第１及び第２透明無機バリヤ層は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成することができる。他の例として、透明無機バリヤ層は、無機層の積層、例えばＳｉＮ／ＳｉＯＮ／ＳｉＮ積層を有することもできる。上記透明有機層は、２つの透明無機バリヤ層におけるピンホール（少量の水分を当該電流／光変換デバイスに侵入させ得る）が繋がらないことを保証する機能を有している。
前記第１透明無機バリヤ層が前記基板に対し第２透明無機バリヤ層よりも近くに設けられ、前記透明有機層が第１透明無機バリヤ層と前記ゲッタドットとの間に設けられた透明有機下層を有することも好ましい。該透明有機下層は当該電流／光変換デバイスの製造の間において利点を提供することができる。例えば、該透明有機下層はゲッタドットが物理蒸着（ＰＶＤ）若しくはスパッタリングによる又はスクリーン印刷による等のようにスクリーンマスクを介して形成される場合に第１透明無機バリヤ層を機械的に保護するための透明有機保護層として機能することができ（後述参照）、又は該透明有機下層はゲッタドットがインクジェット印刷により印刷される場合に該ゲッタドットの印刷を改善するための透明有機印刷改善層として機能することができる（後述参照）。
前記第１透明無機バリヤ層が前記基板に対し前記第２透明無機バリヤ層よりも近くに設けられ、前記透明有機層が前記ゲッタドットを埋め込むと共に第１透明無機バリヤ層とは反対の側に平らな表面を形成する透明有機平坦化層を有することが好ましい。この構成は、該透明有機平坦化層が滑らかな表面をもたらし、かくして後続の層（特に、第２透明無機バリヤ層）が一層高い品質のものとなり得るという利点を有している。
前記バリヤ層が前記第１及び第２透明無機バリヤ層の間に設けられた他の透明有機層を有し、前記ゲッタ材料が該他の透明有機層にもゲッタドットのパターンで設けられ、前記透明有機層と該他の透明有機層との間に他の透明無機バリヤ層が設けられることが好ましい。この構成によれば、水分及び酸素の侵入に対する当該バリヤ層の遮断特性を上記他の透明無機バリヤ層により更に改善することができ、該他の透明無機バリヤ層は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成することができるか、又は例えばＳｉＮ／ＳｉＯＮ／ＳｉＮ積層等の無機層の積層を有することもできる。更に、この構成は、上記ゲッタドットの充填率を実質的に増加させることなく一層多くのゲッタ材料を設けることを可能にし得る。
前記ゲッタドットが２０％未満の、好ましくは１０％未満の、最も好ましくは５％未満の充填率を有することが更に好ましい。該充填率は前記ゲッタドットのパターンの密度を特徴付けるもので、当該ゲッタドットにより覆われる面積と全面積との間の比として定義される。上記の好ましい充填率によれば、所望のゲッタ機能を依然として提供しながら、前記バリヤ層の十分な透明性を達成することができる。
前記ゲッタドットの高さが１０ｎｍ〜２０μｍの範囲であり、及び／又は前記ゲッタドットのサイズが５μｍ〜２００μｍの範囲であることが好ましい。例えば、当該ゲッタドットが物理蒸着（ＰＶＤ）により設けられる場合、該ゲッタドットの高さは相当に限定され得るもので、好ましくは、該ゲッタドットの高さは、一層長い蒸着時間から生じる製造コストの増加により、１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲、より好ましくは２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲、最も好ましくは３００ｎｍとすることができる。対照的に、当該ゲッタドットがスクリーン印刷又はインクジェット印刷により設けられる場合、より大きな高さを一層容易に達成することができる。この場合、ゲッタドットの高さは、好ましくは、５μｍ〜２０μｍ、より好ましくは８μｍ〜１５μｍ、最も好ましくは１０μｍ〜１２μｍの範囲とすることができる。
前記バリヤ層が前記電流／光変換部の前記基板とは反対の側に設けられることが好ましい。この構成は、好ましくは、上面発光デバイスを製造するために用いることができ、その場合、該バリヤ層は当該発光デバイス（特に、電流／光変換部）を上側からの水分及び酸素の侵入から保護する。
加えて又は代わりに、前記バリヤ層が前記基板と前記電流／光変換部との間に設けられることも好ましい。該バリヤ層を基板と電流／光変換部との間に（も）設けることは、当該基板が、例えばガラス基板と比較して水分及び酸素の侵入に対して劣った遮断特性を有する例えば透明ポリマ（プラスチック）基板である場合に特に有利である。この構成によれば、底面発光デバイスを実現することができ、その場合、該バリヤ層は当該発光デバイス（特に、電流／光変換部）を底側からの水分及び酸素の侵入から保護する。
バリヤ層が、前記電流／光変換部の前記基板とは反対の側、及び該基板と該電流／光変換部との間の両方に設けられる構成は、好ましくは、可撓性の完全に透明な発光デバイスを製造するために使用することができ、その場合、該バリヤ層は当該発光デバイス（特に、電流／光変換部）を上側及び底側の両方からの水分及び酸素の侵入から保護する。
上述した発光デバイスを製造するための製造装置は、
− 基板を準備するための基板準備ユニットと、
− 第１及び第２電極層の間に設けられた電流／光変換材料を有する電流／光変換部を形成するための電流／光変換部形成ユニットと、
− 第１及び第２透明無機バリヤ層の間に設けられた透明有機層を有するバリヤ層を形成するためのバリヤ層形成ユニットと、
を有し、該製造装置は、前記透明有機層内にゲッタ材料をゲッタドットのパターンで設けるように構成される。
上記バリヤ層形成ユニットは、
− 第１透明無機バリヤ層を形成するための第１透明無機バリヤ層形成ユニットと、
− 透明有機下層を形成するための透明有機下層形成ユニットと、
− スクリーンマスクを介して上記透明有機下層上に前記ゲッタドットを形成するためのゲッタドット形成ユニットと、
を有する。
物理蒸着（ＰＶＤ）若しくはスパッタリングによる又はスクリーン印刷による等のスクリーンマスクを介してゲッタドットを形成することは、ゲッタドットが簡単な態様で設けられることを可能にする。更に、上記透明有機下層を設けることにより、第１透明無機バリヤ層を保護するための透明有機保護層の機能を実現することができ、かくして、スクリーンマスクの使用の結果として第１透明無機バリヤ層上／内に発生し得る損傷及び擦り傷等を完全に又は部分的に防止することができる。
前記ゲッタ材料としては、前記透明有機層のために使用されるものと同一の材料内に分散された約１０％のＣａＯの混合物が使用される。しかしながら、酸化バリウム（ＢａＯ）、カルシウム（Ｃａ）及び特定の塩等の他のゲッタ材料を採用することもできる。
前記バリヤ層形成ユニットは、前記ゲッタドットを埋め込むと共に前記第１透明無機バリヤ層とは反対側に平らな表面を形成する透明有機平坦化層を形成するための透明有機平坦化層形成ユニットを有することができる。
上記透明有機平坦化層は滑らかな表面をもたらし、かくして、後続の層（特に、第２透明無機バリヤ層）は一層高品質のものとなり得る。
他の例として、前記バリヤ層形成ユニットは、
− 第１透明無機バリヤ層を形成するための第１透明無機バリヤ層形成ユニットと、
− 透明有機下層を形成するための透明有機下層形成ユニットと、
− 上記透明有機下層を処理して、該下層を一層疎水性にさせる第１処理ユニットと、
− インクジェット印刷により、上記一層疎水性の透明有機下層上に前記ゲッタドットを印刷するためのゲッタドット印刷ユニットと、
を有する。
インクジェット印刷を利用することは、ゲッタドットが簡単な態様で設けられることを可能にする。更に、透明有機下層を形成すると共に、該透明有機下層を一層疎水性にする（即ち、該透明有機下層の濡れ能力を減少させる）よう処理することにより、ゲッタドットの印刷を改善するための透明有機印刷改善層としての機能を実現することができ、かくして、ゲッタ材料が流れ広がる傾向（結果として、ゲッタドットのサイズの望ましくない増加及び／又は該ゲッタドットの形状の喪失が生じ得る）を低減することができる。
前記第１処理ユニットは、例えば約５％の酸素（Ｏ２）を含むテトラフルオロメタン（ＣＦ４）プラズマ等のプラズマを発生させるための適切な手段を有することができ、前記透明有機下層は該下層をＣＦ４プラズマにより処理することにより一層疎水性にされる。他の例として、例えばトリフルオロメチル（ＣＦ３）に基づくプラズマを使用することもでき、又はヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）及びトリクロロフェニルシラン（ＴＣＰＳ）等の下塗り剤（又は複数の下塗り剤）を採用することもできる。
前記ゲッタ材料としては、好ましくは、前記透明有機層のために使用されたものと同一の材料内に分散された約１０％のＣａＯの混合物が使用される。しかしながら、酸化バリウム（ＢａＯ）、カルシウム（Ｃａ）及び特定の塩等の他のゲッタ材料を採用することもできる。
前記バリヤ層形成ユニットは、更に、
− 前記一層疎水性の透明有機下層を処理して、該下層を一層親水性にさせる第２処理ユニットと、
− 前記ゲッタドットを埋め込むと共に前記第１透明無機バリヤ層とは反対の側に平らな表面を形成する透明有機平坦化層を形成するための透明有機平坦化層形成ユニットと、を有することができる。
前記一層疎水性の透明有機下層を処理して該下層を一層親水性にさせることにより、滑らかな表面をもたらし、かくして後続の層（特に、第２透明無機バリヤ層）が一層高品質のものになり得るようにする前記透明有機平坦化層を良好な品質で設けることができる。
前記第２処理ユニットは、例えば酸素（Ｏ２）プラズマ等のプラズマを発生させるための適切な手段を有することができ、前記一層疎水性の透明有機下層は該下層をＯ２プラズマにより処理することにより一層親水性にされる。代わりに、例えばＵＶ-オゾンを採用することもできる。
ゲッタドットは、ゲッタ材料の２以上の層の積層として印刷されることが好ましい。このようにすることにより、一層多くのゲッタ容量を持つ一層高度のゲッタドットを設けることができる。このことは、２以上の層のゲッタ材料が自身を局部的に位置合わせすることを可能にする前記処理された透明有機下層の疎水性の特性（前記参照）により、特に簡単であり得る。
前述した発光デバイスを製造するための製造方法は、
− 基板を準備するステップと、
− 第１及び第２電極層の間に設けられた電流／光変換材料を有する電流／光変換部を形成するステップと、
− 第１及び第２透明無機バリヤ層の間に設けられた透明有機層を有するバリヤ層を形成するステップと、
を有し、該製造方法は、ゲッタ材料を前記透明有機層内にゲッタドットのパターンで設ける。
本発明の好ましい実施態様は、従属請求項又は上記実施態様の、各独立請求項との何れかの組み合わせとすることもできると理解されるべきである。
本発明の上記及び他の態様は、後述する実施態様から明らかとなり斯かる実施態様を参照して解説されるであろう。
図１は、ここではＯＬＥＤである発光デバイスの第１実施態様を概略的且つ例示的に示す。 図２は、ここではＯＬＥＤである発光デバイスの第２実施態様を概略的且つ例示的に示す。 図３は、図１及び図２に示されたＯＬＥＤに含まれるバリヤ層の１以上の変形例としてのバリヤ層を示す。 図４は、ここでは図１に示されたＯＬＥＤである発光デバイスを製造するための製造装置の第１実施態様を概略的且つ例示的に示す。 図５は、ここでは図１に示されたＯＬＥＤである発光デバイスを製造するための製造装置の第２実施態様を概略的且つ例示的に示す。 図６は、ここでは図１に示されたＯＬＥＤである発光デバイスを製造するための製造方法の第１例を例示的に説明したフローチャートを示す。 図７は、ここでは図１に示されたＯＬＥＤである発光デバイスを製造するための製造方法の第２例を例示的に説明したフローチャートを示す。 図８は、図１及び図２に示されたＯＬＥＤに採用することができるゲッタドットの他の使用法を示す。
各図において、同様の又は対応する符号は、同様の又は対応する部分及び／又は要素を示す。
図１は、ここではＯＬＥＤである発光デバイス１の第１実施態様を概略的且つ例示的に示す。ＯＬＥＤの側部における点線は、該図が完全なデバイスの一区域のみを図示していることを示す。
ＯＬＥＤ１は、この実施態様ではガラス基板である基板１０と、該ガラス基板１０上に配置された電流／光変換部１１とを有し、上記ガラス基板１０は水分及び酸素の侵入に対するバリヤ特性（遮断特性）を有する。電流／光変換部１１は、第１及び第２電極層１１０及び１１２の間に設けられた、電流を光に変換するように適合化された電流／光変換材料（ここでは有機電流／光変換材料）１１１を有している。この実施態様において、第１電極層１１０は、特にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）陽極層である透明な導電性陽極層である一方、第２電極層１１２は例えば銀（Ａｇ）から形成された透明な導電性陰極層である。透明導電性陽極層１１０及び透明導電性陰極層１１２に電圧が印加されると、有機電流／光変換材料１１１に電子及びホールが注入される。これらが再結合すると、光が放出される。
ＯＬＥＤ１を、特に電流／光変換部１１を水分及び酸素の侵入から保護するために、該ＯＬＥＤ１は電流／光変換部１１上に設けられたバリヤ層１２を更に有している。この場合、該バリヤ層１２は、窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成される第１及び第２透明無機バリヤ層１２０及び１２２の間に配設された例えば透明ポリマ層等の透明有機層１２１を有している。透明有機層１２１は、２つの透明無機バリヤ層１２０及び１２２におけるピンホール（少量の水分を当該ＯＬＥＤ１に侵入させ得る）が繋がらないことを保証する機能を有している。
この実施態様において、ＯＬＥＤ１は上記バリヤ層１２上に設けられた透明トップコーティング１３及び該トップコーティング１３上に設けられた透明保護箔１４を更に有している。
水分及び酸素の侵入に対するバリヤ層１２の遮断特性を更に改善するために、透明有機層１２１にはゲッタ材料がゲッタドット１２１１のパターンで設けられる。
この場合、第１透明無機バリヤ層１２０は基板１０に対して第２透明無機バリヤ層１２２より近くに設けられる。透明有機バリヤ層１２１は、第１透明無機バリヤ層１２０とゲッタドット１２１１との間に設けられる透明有機下層１２１０と、ゲッタドット１２１１を埋め込むと共に第１透明無機バリヤ層１２０とは反対の側に平らな表面を形成する透明有機平坦化層１２１２とを有している。該透明有機平坦化層１２１２は滑らかな表面を提供し、かくして、後続の層（特に、第２透明無機バリヤ層１２２）は一層高い品質のものとなり得る。
この実施態様において、ガラス基板１０は底側からの水分及び酸素の侵入からの当該ＯＬＥＤ１（特に、電流／光変換部１１）の十分な保護を既に提供している。従って、バリヤ層１２は、当該ＯＬＥＤ１を上側からの（即ち、透明保護箔１４及び透明トップコーティング１３を介しての）水分及び酸素の侵入から保護する等のために、電流／光変換部１１のガラス基板１０とは反対側にのみ設けられる。
図２は、ここではＯＬＥＤである発光デバイス２の第２実施態様を概略的且つ例示的に示す。該ＯＬＥＤ２の側部の点線は、該図が完全なデバイスの一部分のみを図示していることを示す。
ＯＬＥＤ２は、図１に示したＯＬＥＤと構造的に極めて類似している。この図に示されるように、ＯＬＥＤ２は基板２０と、該基板２０より上に設けられた電流／光変換部２１と、該電流／光変換部２１上に設けられたバリヤ層２２とを有している。電流／光変換部２１は、第１及び第２電極層２１０及び２１２の間に設けられた、電流を光に変換するように適合化された電流／光変換材料（ここでは、有機電流／光変換材料）２１１を有している。この実施態様において、第１電極層２１０は、特にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）陽極層である透明な導電性陽極層である一方、第２電極層２１２は例えば銀（Ａｇ）から形成された透明な導電性陰極層である。バリヤ層２２は、ここでは、窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成される第１及び第２透明無機バリヤ層２２０及び２２２の間に配設された例えば透明ポリマ層等の透明有機層２２１を有している。該透明有機層２２１は、２つの透明無機バリヤ層２２０及び２２２におけるピンホール（少量の水分を当該ＯＬＥＤ２に侵入させ得る）が繋がらないことを保証する機能を有している。
この実施態様において、ＯＬＥＤ２は上記バリヤ層２２上に設けられた透明トップコーティング２３及び該トップコーティング２３上に設けられた透明保護箔２４を更に有している。
水分及び酸素の侵入に対するバリヤ層２２の遮断特性を更に改善するために、透明有機層２２１にはゲッタ材料がゲッタドット２２１１のパターンで設けられる。
この場合、第１透明無機バリヤ層２２０は基板２０に対して第２透明無機バリヤ層２２２より近くに設けられる。透明有機バリヤ層２２１は、第１透明無機バリヤ層２２０とゲッタドット２２１１との間に設けられる透明有機下層２２１０と、ゲッタドット２２１１を埋め込むと共に第１透明無機バリヤ層２２０とは反対の側に平らな表面を形成する透明有機平坦化層２２１２とを有している。該透明有機平坦化層２２１２は滑らかな表面を提供し、かくして、後続の層（特に、第２透明無機バリヤ層２２２）は一層高い品質のものとなり得る。
ここまで説明したＯＬＥＤ２は図１に示したＯＬＥＤ１に対応するが、この実施態様は、前記第１実施態様とは、基板２０がＯＬＥＤ１に含まれるガラス基板１０と比較して水分及び酸素に対して劣った遮断特性を有する透明ポリマ（プラスチック）基板である点で相違している。このような理由で、基板２０と電流／光変換部２１との間には追加のバリヤ層２５が設けられる。該追加のバリヤ層２５の構造は、ここでは、バリヤ層２２の構造と同一である。即ち、該追加のバリヤ層２５は、窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成される第１及び第２透明無機バリヤ層２５０及び２５２の間に配設された例えば透明ポリマ層等の透明有機層２５１を有している。該透明有機層２５１は、２つの透明無機バリヤ層２５０及び２５２におけるピンホール（少量の水分を当該ＯＬＥＤ２に侵入させ得る）が繋がらないことを保証する機能を有している。当該バリヤ層２５において、透明有機層２５１には同様にゲッタ材料がゲッタドット２５１１のパターンで設けられる。更に、第１透明無機バリヤ層２５０も、基板２０に対して第２透明無機バリヤ層２５２より近くに設けられる一方、透明有機バリヤ層２５１は、第１透明無機バリヤ層２５０とゲッタドット２５１１との間に設けられる透明有機下層２５１０と、ゲッタドット２５１１を埋め込むと共に第１透明無機バリヤ層２５０とは反対の側に平らな表面を形成する透明有機平坦化層２５１２とを有している。該透明有機平坦化層２５１２は滑らかな表面を提供し、かくして、後続の層（特に、第２透明無機バリヤ層２５２）は一層高い品質のものとなり得る。
図３は、図１及び図２に示されたＯＬＥＤ１及び２に含まれるバリヤ層１２、２２及び２５の１以上の変形例としてのバリヤ層３２を示す。該バリヤ層３２の側部における点線は、該図が完全な層の一部分のみを図示していることを示す。
バリヤ層３２は、前記バリヤ層１２、２２及び２５と構造的に非常に類似している。特に、該バリヤ層３２も、窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成される第１及び第２透明無機バリヤ層３２０及び３２２の間に配設された例えば透明ポリマ層等の透明有機層３２１を有している。同様に、透明有機層３２１にはゲッタ材料がゲッタドット３２１１のパターンで設けられる。しかしながら、この変形例において、バリヤ層３２は第１及び第２透明無機バリヤ層３２０及び３２２の間に配設された例えば他の透明ポリマ層等の他の透明有機層３２３を有し、該他の透明有機層にもゲッタ材料がゲッタドット３２３１のパターンで設けられる。更に、透明有機層３２１と他の透明有機層３２３との間には、窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成される他の透明無機バリヤ層３２４が設けられる。この構成によれば、バリヤ層３２の水分及び酸素の侵入に対する遮断特性は、上記他の透明無機バリヤ層３２４により更に改善することができる。更に、この構成は、ゲッタドット３２１１及び３２３１の充填率を実質的に増加させることなく一層多くのゲッタ材料を設けることを可能にすることができる。
図４は、ここでは図１に示されたＯＬＥＤ１である発光デバイスを製造するための製造装置の第１例４を概略的且つ例示的に示す。
該製造装置４は、ここではガラス基板である水分及び酸素の侵入に対する遮断特性を有する基板１０を準備するための基板準備ユニット４１を有する。該製造装置４は、ガラス基板１０上に電流／光変換部１１を形成するための電流／光変換部形成ユニット４２を更に有する。電流／光変換部１１は、第１及び第２電極層１１０及び１１２（共に、この図には示されていない）の間に設けられる、電流を光に変換するように適合化された電流／光変換材料（ここでは、有機電流／光変換材料）１１１を有している。この例において、第１電極層１１０は、特にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）陽極層である透明な導電性陽極層である一方、第２電極層１１２は例えば銀（Ａｇ）から形成された透明な導電性陰極層である。透明導電性陽極層１１０及び透明導電性陰極層１１２に電圧が印加されると、有機電流／光変換材料１１１に電子及びホールが注入される。これらが再結合すると、光が放出される。
製造装置４は、ここでは窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成される第１及び第２透明無機バリヤ層１２０及び１２２の間に設けられる、例えば透明ポリマ層等の透明有機層１２１を備えたバリヤ層１２を形成するためのバリヤ層形成ユニット４３を更に有している。上記透明有機層１２１は、２つの透明無機バリヤ層１２０及び１２２におけるピンホール（少量の水分を当該ＯＬＥＤ１に侵入させ得る）が繋がらないことを保証する機能を有している。
この例において、当該製造装置４は透明トップコーティング１３を形成するための透明トップコーティング形成ユニット４４を更に有している。該製造装置４は、透明保護箔１４を形成するための透明保護箔形成ユニット４５を更に有している。
製造装置４は、前記透明有機層１２１にゲッタ材料をゲッタドット１２１１のパターンで設けるように構成される。
この例において、バリヤ層形成ユニット４３は、第１透明無機バリヤ層１２０を形成するための第１透明無機バリヤ層形成ユニット４３１を有している。該バリヤ層形成ユニット４３は、更に、透明有機下層１２１０を形成するための透明有機下層形成ユニット４３２を有している。該バリヤ層形成ユニット４３は、更に、ここではスクリーン印刷によりスクリーンマスク（図示略）を介して上記透明有機下層１２１０上にゲッタドット１２１１を形成するためのゲッタドット形成ユニット４３３を有している。この場合、好ましくは、透明有機層１２１のために使用されるものと同一の材料内に分散された約１０％のＣａＯの混合物がゲッタ材料として使用される。
この場合、当該バリヤ層形成ユニット４３は、更に、上記ゲッタドット１２１１を埋め込むと共に前記第１透明無機バリヤ層１２０とは反対側に平らな表面を形成する透明有機平坦化層１２１２を形成するための透明有機平坦化層形成ユニット４３４を有する。当該バリヤ層形成ユニット４３は、更に、第２透明無機バリヤ層１２２を形成するための第２透明無機バリヤ層形成ユニット４３５を有する。
図５は、ここでは図１に示されたＯＬＥＤ１である発光デバイスを製造するための製造装置の第２例５を概略的且つ例示的に示す。
該製造装置５は、ここではガラス基板である水分及び酸素の侵入に対する遮断特性を有する基板１０を準備するための基板準備ユニット５１を有する。該製造装置５は、上記ガラス基板１０上に電流／光変換部１１を形成するための電流／光変換部形成ユニット５２を更に有する。電流／光変換部１１は、第１及び第２電極層１１０及び１１２（全て、この図には示されていない）の間に設けられる、電流を光に変換するように適合化された電流／光変換材料（ここでは、有機電流／光変換材料）１１１を有している。この例において、第１電極層１１０は、特にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）陽極層である透明な導電性陽極層である一方、第２電極層１１２は例えば銀（Ａｇ）から形成された透明な導電性陰極層である。透明導電性陽極層１１０及び透明導電性陰極層１１２に電圧が印加されると、有機電流／光変換材料１１１に電子及びホールが注入される。これらが再結合すると、光が放出される。
製造装置５は、ここでは窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成される第１及び第２透明無機バリヤ層１２０及び１２２の間に設けられる、例えば透明ポリマ層等の透明有機層１２１を備えたバリヤ層１２を形成するためのバリヤ層形成ユニット５３を更に有している。上記透明有機層１２１は、２つの透明無機バリヤ層１２０及び１２２におけるピンホール（少量の水分を当該ＯＬＥＤ１に侵入させ得る）が繋がらないことを保証する機能を有している。
この例において、当該製造装置５は透明トップコーティング１３を形成するための透明トップコーティング形成ユニット５４を更に有している。該製造装置５は、透明保護箔１４を形成するための透明保護箔形成ユニット５５を更に有している。
製造装置５は、前記透明有機層１２１にゲッタ材料をゲッタドット１２１１のパターンで設けるように構成される。
この例において、バリヤ層形成ユニット５３は、第１透明無機バリヤ層１２０を形成するための第１透明無機バリヤ層形成ユニット５３１を有している。該バリヤ層形成ユニット５３は、更に、透明有機下層１２１０を形成するための透明有機下層形成ユニット５３２を有している。該バリヤ層形成ユニット５３は、更に、上記透明有機下層１２１０を処理して該下層を一層疎水性にさせる第１処理ユニット５３３、及びインクジェット印刷により上記一層疎水性の透明有機下層１２１０上にゲッタドット１２１１を印刷するためのゲッタドット印刷ユニット５３４を有している。この例において、上記第１処理ユニット５３３は、例えば約５％の酸素（Ｏ２）を含むテトラフルオロメタン（ＣＦ４）プラズマ等のプラズマを発生させるための適切な手段を有し、透明有機下層１２１０は該下層をＣＦ４プラズマにより処理することにより一層疎水性にされる。この場合、好ましくは、透明有機層１２１のために使用されるものと同一の材料内に分散された約１０％のＣａＯの混合物がゲッタ材料として使用される。
この場合、当該バリヤ層形成ユニット５３は、更に、上記一層疎水性の透明有機下層１２１０を処理して該下層を一層親水性にさせる第２処理ユニット５３５、及び上記ゲッタドット１２１１を埋め込むと共に前記第１透明無機バリヤ層１２０とは反対側に平らな表面を形成する透明有機平坦化層１２１２を形成するための透明有機平坦化層形成ユニット５３６を有する。この例において、上記第２処理ユニット５３５は、例えば酸素（Ｏ２）プラズマ等のプラズマを発生させるための適切な手段を有し、前記一層疎水性の透明有機下層１２１０は該下層をＯ２プラズマにより処理することにより一層親水性にされる。当該バリヤ層形成ユニット５３は、更に、第２透明無機バリヤ層１２２を形成するための第２透明無機バリヤ層形成ユニット５３７を有する。
以下では、ここでは図１に示されたＯＬＥＤ１である発光デバイスを製造するための製造方法の第１例６を、図６に示されるフローチャートを参照して例示的に説明する。
ステップ６１において、水分及び酸素の侵入に対する遮断特性を備えた基板（ここではガラス基板）１０が設けられる。ステップ６２において、該ガラス基板１０上に電流／光変換部１１が形成される。該電流／光変換部１１は、第１及び第２電極層１１０及び１１２（この図では全て詳細には示されていない）の間に設けられる、電流を光に変換するように適合化された電流／光変換材料（ここでは、有機電流／光変換材料）１１１を有している。この例において、第１電極層１１０は、特にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）陽極層である透明な導電性陽極層である一方、第２電極層１１２は例えば銀（Ａｇ）から形成された透明な導電性陰極層である。透明導電性陽極層１１０及び透明導電性陰極層１１２に電圧が印加されると、有機電流／光変換材料１１１に電子及びホールが注入される。これらが再結合すると、光が放出される。
ステップ６３において、ここでは窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成される第１及び第２透明無機バリヤ層１２０及び１２２の間に設けられる、例えば透明ポリマ層等の透明有機層１２１を有するバリヤ層１２が形成される。上記透明有機層１２１は、２つの透明無機バリヤ層１２０及び１２２におけるピンホール（少量の水分を当該ＯＬＥＤ１に侵入させ得る）が繋がらないことを保証する機能を有している。
この例において、ステップ６４においては透明トップコーティング１３が形成され、ステップ６５においては透明保護箔１４が形成される。
当該製造方法６は、ゲッタ材料を前記透明有機層１２１内にゲッタドット１２１１のパターンで設ける。この例において、前記バリヤ層形成ステップ６３は第１透明無機バリヤ層１２０を形成するステップ６３１を有する。該バリヤ層形成ステップ６３は、更に、透明有機下層１２１０を形成するステップ６３２を有する。該バリヤ層形成ステップ６３は、更に、ここではスクリーン印刷によりスクリーンマスク（図示略）を介して上記透明有機下層１２１０上にゲッタドット１２１１を形成するステップ６３３を有している。この場合、好ましくは、透明有機層１２１のために使用されるものと同一の材料内に分散された約１０％のＣａＯの混合物がゲッタ材料として使用される。
当該バリヤ層形成ステップ６３は、更に、上記ゲッタドット１２１１を埋め込むと共に前記第１透明無機バリヤ層１２０とは反対側に平らな表面を形成する透明有機平坦化層１２１２を形成するステップ６３４を有する。当該バリヤ層形成ステップ６３は、更に、第２透明無機バリヤ層１２２を形成するステップ６３５を有する。
図７は、ここでは図１に示されたＯＬＥＤ１である発光デバイスを製造するための製造方法の第２例７を概略的且つ例示的に示す。
ステップ７１において、水分及び酸素の侵入に対する遮断特性を備えた基板（ここではガラス基板）１０が設けられる（準備される）。ステップ７２において、該ガラス基板１０上に電流／光変換部１１が形成される。該電流／光変換部１１は、第１及び第２電極層１１０及び１１２（この図では全て詳細には示されていない）の間に設けられる、電流を光に変換するように適合化された電流／光変換材料（ここでは、有機電流／光変換材料）１１１を有している。この例において、第１電極層１１０は、特にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）陽極層である透明な導電性陽極層である一方、第２電極層１１２は例えば銀（Ａｇ）から形成された透明な導電性陰極層である。透明導電性陽極層１１０及び透明導電性陰極層１１２に電圧が印加されると、有機電流／光変換材料１１１に電子及びホールが注入される。これらが再結合すると、光が放出される。
ステップ７３において、ここでは窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成される第１及び第２透明無機バリヤ層１２０及び１２２の間に設けられる、例えば透明ポリマ層等の透明有機層１２１を有するバリヤ層１２が形成される。上記透明有機層１２１は、２つの透明無機バリヤ層１２０及び１２２におけるピンホール（少量の水分を当該ＯＬＥＤ１に侵入させ得る）が繋がらないことを保証する機能を有している。
この例において、ステップ７４においては透明トップコーティング１３が形成され、ステップ７５においては透明保護箔１４が形成される。
当該製造方法７は、ゲッタ材料を前記透明有機層１２１内にゲッタドット１２１１のパターンで設ける。
この例において、前記バリヤ層形成ステップ７３は第１透明無機バリヤ層１２０を形成するステップ７３１を有する。該バリヤ層形成ステップ７３は、更に、透明有機下層１２１０を形成するステップ７３２を有する。該バリヤ層形成ステップ７３は、更に、上記透明有機下層１２１０を処理して該下層を一層疎水性にさせる第１処理ステップ７３３、及びインクジェット印刷により上記一層疎水性の透明有機下層１２１０上にゲッタドット１２１１を印刷するステップ７３４を有している。この例において、上記第１処理ステップ７３３は、例えば約５％の酸素（Ｏ２）を含むテトラフルオロメタン（ＣＦ４）プラズマ等のプラズマを適切に発生させるステップを有し、透明有機下層１２１０は該下層をＣＦ４プラズマにより処理することにより一層疎水性にされる。この場合、好ましくは、透明有機層１２１のために使用されるものと同一の材料内に分散された約１０％のＣａＯの混合物がゲッタ材料として使用される。
当該バリヤ層形成ステップ７３は、更に、上記一層疎水性の透明有機下層１２１０を処理して該下層を一層親水性にさせる第２処理ステップ７３５、及び上記ゲッタドット１２１１を埋め込むと共に前記第１透明無機バリヤ層１２０とは反対側に平らな表面を形成する透明有機平坦化層１２１２を形成するステップ７３６を有する。この例において、上記第２処理ステップ７３５は、例えば酸素（Ｏ２）プラズマ等のプラズマを適切に発生させるステップを有し、前記一層疎水性の透明有機下層１２１０は該下層をＯ２プラズマにより処理することにより一層親水性にされる。当該バリヤ層形成ステップ７３は、更に、第２透明無機バリヤ層１２２を形成するステップ７３７を有する。
図８は、図１及び図２に示したＯＬＥＤ１に採用することができるゲッタドットの更なる使用法を示す。この場合、電流／光変換部８１は電流／光変換材料８１１の発光領域８１１０及び非発光領域８１１１を備える構造を形成する一方、バリヤ層８２は電流／光変換材料８１１の発光領域８１１０に位置合わせされた非透明領域８２１３及び電流／光変換材料８１１の非発光領域８１１１に位置合わせされた透明領域８２１４を備えるミラー層を形成している。上記非透明領域８２１３は、ここでは、ゲッタドット８２１１により形成される。この構成によれば、当該発光デバイスは、透明である（透明領域８２１４が非発光領域８１１１と整列される箇所）と同時に、主要方向又はさらに単一方向の光放出を有する（非透明領域８２１３が、関連する整列された発光領域８１１０の光放出を阻止する箇所）ことができる。このことは、国際特許出願公開第WO2010/046833号（“透明ＯＬＥＤデバイス”）に一層詳細に説明されており、該文献の内容は参照により本明細書に組み込まれるものである。上記非透明領域８２１３は、ここでは、ゲッタドット８２１１により形成されるので、付加的なゲッタの機能が簡単且つ効率的な態様で達成される。
図1〜図３を参照して前述された発光デバイスの第１及び第２実施態様１及び２において、第２透明無機バリヤ層１２２、２２２、２５２及び３２２は、好ましくは、対応する透明有機層１２１、２２１、２５１及び３２１の縁部を覆うものとする。更に、透明トップコーティング１３及び２３並びに透明保護箔１４及び２４は、好ましくは、少なくとも対応する透明有機層１２１、２２１、２５１及び３２１の領域を覆うものとする。
図１〜図３を参照して前述された発光デバイスの第１及び第２実施態様１及び２において、第１及び第２透明無機バリヤ層１２０、１２２、２２０、２５０、２２２、２２２，２５２、３２０及び３２２並びに他の無機バリヤ層３２４は、ＳｉＮから形成されると説明されたが、透明無機バリヤ層は、例えばＳｉＮ／ＳｉＯＮ／ＳｉＮ積層等の無機層の積層を有することもできる。
図1及び図２を参照して前述された発光デバイスの第１及び第２実施態様１及び２において、ＯＬＥＤ１及び２は透明トップコーティング１３及び１４並びに透明保護箔１４及び２４の両方を有しているが、他の実施態様では、透明トップコーティングのみ若しくは透明保護箔のみを設けることができ、又はこれら構造の何れも設けられないようにすることもできる。
図６及び図７を参照して説明された発光デバイスを製造するための製造方法の第１及び第２の例６及び７において、製造されるＯＬＥＤ１はバリヤ層１２が電流／光変換部１１の基板１０とは反対の側に設けられるような構造を有しているが、他の例において、製造される発光デバイスは、バリヤ層が、加えて又は代わりに、基板と電流／光変換部との間に設けられるような構造（図２参照）を有することもできる。バリヤ層形成ステップ６３、７３は、電流／光変換部形成ステップ６２、７２の後で行う必要はない。むしろ、バリヤ層形成ステップ６３、７３は電流／光変換部形成ステップ６２、７２より前に行うことができると共に、電流／光変換部形成ステップ６２、７２の後に行う追加のバリヤ層形成ステップを設けることができる。同様のことが、図４及び図５を参照して説明した発光デバイスを製造するための製造装置の第１及び第２例４及び５にも同様に当てはまる。
透明有機下層１０、２２１０、２５１０、３２１０、８２１０は、発光デバイスの全ての実施態様において設けなければならないものではない。例えば、ゲッタドットがゲッタ材料（好ましくは、ＣａＯ）の物理蒸着（ＰＶＤ）により設けられる場合、第１透明無機バリヤ層の機械的保護は必要でないであろう。
前記透明有機層が透明有機平坦化層を有する場合、該透明有機平坦化層はゲッタドットを完全に覆うことができる。即ち、第１透明無機バリヤ層とは反対側の平らな表面は完全に該透明有機平坦化層により形成することができる。しかしながら、該平らな表面がゲッタドットの上面及び該透明有機平坦化層により形成される（即ち、該透明有機平坦化層がゲッタドットと同じ高さまで設けられる）ことも可能であり得る。
ゲッタドットに加えて、当該発光デバイスの“活性領域”を囲むために、ゲッタ材料から形成されるリム（縁）を設けることもできることに注意すべきである。このようなゲッタリムは、前述したのと実質的に同一の方法を用いて製造することができる。例えば、該ゲッタリムはインクジェット印刷を用いて設けることができる。
図８に示された構造において、非透明領域８２１３はゲッタドット８２１１により形成されているが、該ゲッタドットの下又は上に、水分及び酸素に対して実質的に不感な追加の非透明材料（例えば、追加の金属層）が設けられることが有利であり得る（図示されていない）。このようにして、ここではゲッタドット及び該追加の材料により形成される当該非透明領域の所望の非透明性が、当該ゲッタドットが水分及び酸素の侵入の結果として劣化しても保証される。
開示された実施態様に対する他の変形例は、当業者によれば請求項に記載された本発明を実施するに際して図面、本開示及び添付請求項の精査から理解し、実施することができるものである。
尚、請求項において、“有する”なる文言は他の構成要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。
また、単一のユニット又は装置は請求項に記載された幾つかの項目の機能を満たすことができる。また、特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に使用することができないということを示すものではない。
また、請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。

Claims (6)

  1. 基板と、
    第１電極層と第２電極層との間に設けられた電流／光変換材料を有する電流／光変換部と、
    第１透明無機バリヤ層と第２透明無機バリヤ層との間に設けられた透明有機層を有し、前記電流／光変換部の前記基板とは反対の側に及び／又は前記基板と前記電流／光変換部との間に設けられるバリヤ層と、
    を有する発光デバイスであって、
    前記透明有機層にはゲッタ材料がゲッタドットのパターンで設けられ、
    前記電流／光変換部は、前記電流／光変換材料の発光領域及び非発光領域を備えた構造を形成し、
    前記バリヤ層は、前記電流／光変換材料の前記発光領域に位置合わせされた非透明領域及び前記電流／光変換材料の前記非発光領域に位置合わせされた透明領域を備えるミラー層を形成し、
    前記非透明領域が前記ゲッタドットにより形成される、
    発光デバイス。
  2. 前記第１透明無機バリヤ層は前記基板に対し前記第２透明無機バリヤ層よりも近くに設けられ、前記透明有機層は前記第１透明無機バリヤ層と前記ゲッタドットとの間に設けられた透明有機下層を有する、請求項１に記載の発光デバイス。
  3. 前記第１透明無機バリヤ層は前記基板に対し前記第２透明無機バリヤ層よりも近くに設けられ、前記透明有機層は前記ゲッタドットを埋め込むと共に前記第１透明無機バリヤ層とは反対の側に平らな面を形成する透明有機平坦化層を有する、請求項１に記載の発光デバイス。
  4. 前記バリヤ層は前記第１透明無機バリヤ層と前記第２透明無機バリヤ層との間に設けられた他の透明有機層を有し、前記ゲッタ材料は該他の透明有機層にもゲッタドットのパターンで設けられ、前記透明有機層と該他の透明有機層との間に他の透明無機バリヤ層が設けられる、請求項１に記載の発光デバイス。
  5. 前記ゲッタドットが２０％未満の、好ましくは１０％未満の、最も好ましくは５％未満の充填率を有する、請求項１に記載の発光デバイス。
  6. 前記ゲッタドットの高さが１０ｎｍ〜２０μｍの範囲であり、及び／又は前記ゲッタドットのサイズが５μｍ〜２００μｍの範囲である、請求項１に記載の発光デバイス。
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