JP2024518760A - Oledデバイス用の導電性酸化物オーバーハング構造 - Google Patents
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Abstract
本明細書では、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイに利用できるサブピクセル回路およびサブピクセル回路を形成する方法について説明する。オーバーハング構造はサブピクセル回路に永続的である。オーバーハング構造は導電性酸化物を含む。オーバーハング構造の第1の構成は、ベース部と上部とを含み、上部はベース部上に配置される。第1のサブ構成では、ベース部は、TCO材料またはTMO材料のうちの少なくとも1つの導電性酸化物を含む。第2のサブ構成では、ベース部は、金属合金材料と金属酸化物表面の導電性酸化物とを含む。オーバーハング構造の第2の構成は、ベース部と上部とを含み、ベース部と上部との間に本体部が配置される。本体部は金属合金本体と金属酸化物表面とを含む。【選択図】図1A
Description
本明細書に記載される実施形態は、概してディスプレイに関する。より具体的には、本明細書に記載される実施形態は、有機発光ダイオード(OLED:organic light-emitting diode)ディスプレイなどのディスプレイに利用され得るサブピクセル回路およびサブピクセル回路を形成する方法に関する。
ディスプレイデバイスを含む入力デバイスは、さまざまな電子システムで使用され得る。有機発光ダイオード(OLED)は、発光エレクトロルミネセンス層が電流に応答して発光する有機化合物の膜である発光ダイオード(LED)である。OLEDデバイスは、発せられた光が透明または半透明の下部電極およびパネルが製造された基板を通過する場合、ボトムエミッション型デバイスとして分類される。トップエミッション型デバイスは、OLEDデバイスから発せられる光がデバイスの製造後に追加される蓋を通って出るかどうかに基づいて分類される。OLEDは、今日多くの電子機器技術においてディスプレイデバイスを作成するために使用されている。今日の電子機器メーカーは、ほんの数年前よりも高い解像度を提供しながら、これらのディスプレイデバイスのサイズを縮小することを推進している。
OLEDピクセルのパターニングは現在、パネルサイズ、ピクセル解像度、基板サイズを制限する処理に基づいている。微細な金属マスクを使用するのではなく、フォトリソグラフィを使用してピクセルをパターン化する必要がある。現在、OLEDピクセルのパターニングでは、パターニング処理後に有機材料をリフトオフする必要がある。リフトオフが行われると、有機材料により、OLEDの性能を損なう粒子の問題が残る。したがって、当技術分野では、インチ当たりのピクセル数を増加させ、OLEDの性能を改善するためのサブピクセル回路およびサブピクセル回路を形成する方法が必要とされている。
一実施形態では、デバイスが提供される。デバイスは、基板と、基板上に配置され、デバイスのサブピクセルを規定する隣接するピクセル規定層(PDL)構造と、導電性酸化物を含むオーバーハング構造であって、PDL構造の上側面上に配置されたオーバーハング構造と、複数のサブピクセルと、を含む。各サブピクセルは、アノードと、アノードの上にアノードと接触して配置された有機発光ダイオード(OLED)材料と、OLED材料の上に配置されたカソードであって、PDL構造の上側面上に配置された導電性酸化物オーバーハング構造が、OLED材料の一部およびカソードの上に延在する、カソードと、を含む。
別の実施形態では、デバイスが提供される。デバイスは、複数のサブピクセルを含み、複数のサブピクセルの各サブピクセルは、PDL構造上に配置されたオーバーハング構造を有する隣接するピクセル規定層(PDL)構造によって規定され、各サブピクセルは、アノードと、アノード上に配置された有機発光ダイオード(OLED)材料と、OLED材料上に配置されたカソードとを有し、オーバーハング構造は導電性酸化物を含む。デバイスは、基板上に蒸発堆積法を使用してOLED材料を堆積させることであって、OLED材料がアノード上に配置され、アノードと接触し、OLED材料が導電性酸化物オーバーハング構造の隣接するオーバーハングによって規定されるOLEDエッジを有する、基板上に蒸発堆積法を使用してOLED材料を堆積させることと、蒸発堆積法を使用してカソードを堆積させることであって、PDL構造上に配置されたオーバーハング構造が、OLED材料の一部およびカソードの上に延在し、オーバーハング構造が導電性酸化物を含む、蒸発堆積法を使用してカソードを堆積させることと、を含む処理によって作られる。
別の実施形態では、方法が提供される。本方法は、隣接するピクセル規定層(PDL)構造上にオーバーハング層スタックを配置することを含み、複数のサブピクセルの各サブピクセルは、隣接するPDL構造によって規定される。オーバーハング層スタックは、少なくともベース層と、ベース層上に配置された上層とを含む。ベース層は、透明導電酸化物(TCO)材料、遷移金属酸化物(TMO)材料、または金属合金材料のうちの少なくとも1つを含む。本方法は、オーバーハング層スタック上にレジスト層を配置し、レジスト層をパターニングしてレジスト層にピクセル開口部を形成することと、ピクセル開口部によって露出されたオーバーハング層スタックをエッチングして、上層に対応する上部と、ベース層に対応する少なくともベース部とを有するオーバーハング構造を形成することと、カソードがベース部の少なくとも一部と接触するように、蒸発堆積を使用して有機発光ダイオード(OLED)材料およびカソードを堆積させることと、を含む。
本開示の上記の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明は、その一部が添付の図面に示されている実施形態を参照することによって得ることができる。ただし、添付の図面は例示的な実施形態のみを示しており、したがってその範囲を限定するものとみなされるべきではなく、他の同様に効果的な実施形態も認め得ることに留意されたい。
理解を容易にするために、可能であれば、各図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が使用されている。一実施形態で開示された要素は、特に言及することなく他の実施形態でも有益に利用できることが企図される。
本明細書に記載される実施形態は、概してディスプレイに関する。より具体的には、本明細書に記載される実施形態は、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイなどのディスプレイに利用され得るサブピクセル回路およびサブピクセル回路を形成する方法に関する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、ディスプレイはボトムエミッション(BE)型またはトップエミッション(TE)型のOLEDディスプレイである。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、ディスプレイはパッシブマトリクス(PM)またはアクティブマトリクス(AM)OLEDディスプレイである。
本明細書で説明される実施形態の第1の例示的な実施形態は、ドット型アーキテクチャを有するサブピクセル回路を含む。本明細書で説明される実施形態の第2の例示的な実施形態は、ライン型アーキテクチャを有するサブピクセル回路を含む。本明細書で説明される実施形態の第3の例示的な実施形態は、それぞれのサブピクセルの封入層上に配置されたプラグを備えたドット型アーキテクチャを有するサブピクセル回路を含む。本明細書で説明される実施形態の第4の例示的な実施形態は、それぞれのサブピクセルの封入層上に配置されたプラグを備えたライン型アーキテクチャを有するサブピクセル回路を含む。
本明細書で説明されるサブピクセル回路の各実施形態は、複数のサブピクセルを含み、各サブピクセルは、サブピクセル回路に永続的な隣接するオーバーハング構造によって規定される。オーバーハング構造には導電性酸化物が含まれている。これらの図は、各サブピクセルが隣接するオーバーハング構造によって規定された2つのサブピクセルを示しているが、本明細書で説明される実施形態のサブピクセル回路は、2つ以上のサブピクセルなどの複数のサブピクセルを含む。各サブピクセルには、通電時に白、赤、緑、青、またはその他の色の光を発するように構成されたOLED材料が含まれている。例えば、第1のサブピクセルのOLED材料は通電時に赤色の光を発し、第2のサブピクセルのOLED材料は通電時に緑色の光を発し、第3のサブピクセルのOLED材料は通電時に青色の光を発する。
オーバーハング構造はサブピクセル回路に永続的である。オーバーハング構造には導電性酸化物が含まれている。オーバーハング構造の第1の構成は、ベース部と上部とを含み、上部はベース部上に配置される。第1のサブ構成では、ベース部は、透明導電酸化物(TCO)材料または遷移金属酸化物(TMO)材料のうちの少なくとも1つの導電性酸化物を含む。TCO材料には、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)、酸化インジウムスズ(ITO)、またはそれらの組み合わせのうちの1つまたは複数が含まれるが、これらに限定されない。TMO材料には遷移金属が含まれている。遷移金属は、その原子が部分的にファイルされたdサブシェルを持つか、または不完全なdサブシェルを持つカチオンを生成する可能性のある元素である。遷移金属の例には、ルテニウム(Ru)、バナジウム(V)、チタン(Ti)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、またはそれらの組み合わせの酸化物のうちの1つまたは複数が含まれるが、これらに限定されない。第2のサブ構成では、ベース部は、金属合金材料と金属酸化物表面の導電性酸化物とを含む。金属合金材料には、銅(Cu)、Ti、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、銀(Ag)、スズ(Sn)、またはそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。金属酸化物表面には、金属合金材料の1つまたは複数の酸化物が含まれている。
オーバーハング構造の第2の構成は、ベース部と上部とを含み、本体部がベース部と上部との間に配置される。ベース部は、TCO材料またはTMO材料のうちの少なくとも1つの導電性酸化物を含む。本体部は金属合金本体と金属酸化物表面とを含む。金属合金本体は金属合金材料を含む。上部は、Ti、Cu、Mo、ITO、IZO、またはそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない金属材料を含む。
ディスプレイのサブピクセル回路の各サブピクセルを規定する隣接するオーバーハング構造は、蒸発堆積を使用してサブピクセル回路を形成し、サブピクセル回路が形成された後もオーバーハング構造が所定の位置に残るようにする。蒸発堆積は、OLED材料(正孔注入層(HIL)、正孔輸送層(HTL)、発光層(EML)、および電子輸送層(ETL)を含む)およびカソードの堆積に利用できる。封入層、プラグ、およびグローバル封入層のうちの1つまたは複数は、蒸発堆積によって配置され得る。オーバーハング構造は、OLED材料の一部およびサブピクセルのカソードの上に延在する。オーバーハング構造は、OLED材料がオーバーハング構造に接触せず、カソードがオーバーハング構造のベース部の側壁の少なくとも一部に接触するように、OLED材料とカソードのそれぞれに対して堆積角度を規定する、つまり、蒸発堆積中に影効果を提供する。
それぞれのサブピクセルの封入層は、封入層とともにカソードの上に配置される。封入層は、ローカル封入層であってもよく、またはローカル封入層に対応してもよい。封入層は、隣接するオーバーハング構造のそれぞれの少なくとも一部の下に延在してもよい。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる他の実施形態では、封入層は、隣接するオーバーハング構造のそれぞれの側壁に沿ってさらに延在してもよい。封入層は、オーバーハング構造の上部の上側面の上に配置されてもよい。グローバル封入層は、封入層上に配置されてもよい。第3および第4の例示的な実施形態のプラグは、封入層とグローバル封入層との間に配置されてもよい。一例では、グローバル封入層は、カソードおよびオーバーハング構造に対して共形である。別の例では、グローバル封入層がカソードおよびオーバーハング構造に対して非共形である。グローバル封入層は、インクジェットサブ層とグローバル封入サブ層とを含んでもよい。
図1Aおよび図1Bは、サブピクセル回路100の概略断面図である。図1Aのサブピクセル回路100は、オーバーハング構造110の第1の構成101Aを含む。オーバーハング構造110は導電性酸化物を含む。オーバーハング構造110の第1の構成101Aは、ベース部110Aおよび上部110Bを含み、上部110Bはベース部110A上に配置される。図1Bのサブピクセル回路100は、オーバーハング構造の第2の構成101Bを含む。オーバーハング構造110の第2の構成101Bは、ベース部110Aおよび上部110Bを含み、ベース部と上部との間に本体部110Cが配置される。
サブピクセル回路100は基板102を含む。金属層104は、基板102上にパターン形成することができ、基板102上に配置された隣接するピクセル規定層(PDL)構造126によって規定される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、金属層104は基板102上に事前にパターン化されている。例えば、基板102は、予めパターン化された酸化インジウムスズ(ITO)ガラス基板である。金属層104は、それぞれのサブピクセルのアノードを動作させるように構成される。金属層104には、クロム、チタン、金、銀、銅、アルミニウム、ITO、またはそれらの組み合わせ、または他の適切な導電性材料が含まれるが、これらに限定されない。
PDL構造126は基板102上に配置される。PDL構造126は、有機材料、その上に無機コーティングが配置された有機材料、または無機材料のうちの1つを含む。PDL構造126の有機材料には、ポリイミドが含まれるが、これに限定されない。PDL構造126の無機材料には、酸化ケイ素(SiO2)、窒化ケイ素(Si3N4)、酸窒化ケイ素(SiON)、フッ化マグネシウム(MgF2)、またはそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。隣接するPDL構造126は、それぞれのサブピクセルを規定し、サブピクセル回路100のそれぞれのサブピクセルのアノード(すなわち、金属層104)を露出させる。
サブピクセル回路100は、少なくとも第1のサブピクセル108aと第2のサブピクセル108bとを含む複数のサブピクセル106を有する。図は第1のサブピクセル108aと第2のサブピクセル108bを示しているが、本明細書で説明される実施形態のサブピクセル回路100は、第3および第4のサブピクセルなど、2つ以上のサブピクセル106を含んでいてもよい。各サブピクセル106は、通電時に白、赤、緑、青、または他の色の光を発するように構成されたOLED材料112を有する。例えば、第1のサブピクセル108aのOLED材料112は、通電時に赤色の光を発し、第2のサブピクセル108bのOLED材料は、通電時に緑色の光を発し、第3のサブピクセルのOLED材料は通電時に青色の光を発し、第4のサブピクセルのOLED材料は通電時に他の色の光を発する。
オーバーハング構造110は、各PDL構造126の上側面103上に配置される。オーバーハング構造110はサブピクセル回路に永続的である。したがって、OLEDの性能を損なう、リフトオフがなされたオーバーハング構造からの有機材料が取り残されることはない。リフト-オフ手順の必要性がなくなることでスループットも向上する。オーバーハング構造110は、サブピクセル回路100の各サブピクセル106をさらに規定する。オーバーハング構造110は、少なくとも(例えば、第1の構成101A)PDL構造126のそれぞれの上側面103上に配置されたベース部110Aと、ベース部110Aの上に配置された上部110Bとを含む。上部110Bの少なくとも下側面107は、ベース部110Aの上面105より幅が広く、オーバーハング109を形成している。オーバーハング構造110の第2の構成101Bの本体部110Cは、ベース部110Aの上面105以下の幅を有する底面117を含み、上面119は、上部110Bの下側面107よりも狭い幅を有する。
オーバーハング109を形成するベース部110Aの上面105よりも大きい上部110Bの下側面107により、上部110Bがベース部110Aの影となることが可能になる。オーバーハング109の影により、OLED材料112およびカソード114のそれぞれが蒸発堆積される。図2Aおよび図2Bの対応する説明でさらに説明するように、オーバーハング構造110の影効果は、OLED材料112のOLED角度θOLED(図2Aおよび図2Bに示す)およびカソード114のカソード角度θcathode(図2Aおよび図2Bに示す)を規定する。OLED材料112のOLED角度θOLEDおよびカソード114のカソード角度θcathodeは、OLED材料112およびカソード114の蒸発堆積から生じ得る。
図1Aに示すように、オーバーハング構造110の第1の構成101Aの第1のサブ構成125Aでは、ベース部110Aは、TCO材料またはTMO材料のうちの少なくとも1つの導電性酸化物を含む。TCO材料は、IZO、IGZO、ITO、またはそれらの組み合わせのうちの1つまたは複数を含むが、これらに限定されない。TMO材料は遷移金属を含む。遷移金属は、その原子が部分的にファイルされたdサブシェルを持つか、または不完全なdサブシェルを持つカチオンを生成する可能性のある元素である。TMO材料の例としては、Ru、V、Ti、Zn、Cu、Mo、またはそれらの組み合わせの酸化物のうちの1つまたは複数が挙げられるが、これらに限定されない。図2Bに示すように、オーバーハング構造110の第1の構成101Aの第2のサブ構成125Bでは、ベース部110Aは、金属合金材料および金属酸化物表面130の導電性酸化物を含む。金属合金材料は、Cu、Ti、Al、Mo、Ag、Sn、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。金属酸化物表面130は、金属合金材料の1つまたは複数の酸化物を含む。オーバーハング構造110の第2の構成101B、本体部110Cは、金属酸化物表面130を有する金属合金本体128を含む。金属合金本体128は、金属合金材料を含む。上部110Bは、Ti、Cu、Mo、ITO、IZO、またはそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない金属材料を含む。
OLED材料112は、HIL、HTL、EML、およびETLのうちの1つまたは複数を含み得る。OLED材料112は金属層104上に配置される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、OLED材料112は、金属層104上およびPDL構造126の一部の上に配置される。カソード114は、各サブピクセル106内のPDL構造126のOLED材料112の上に配置される。カソード114は、ベース部110Aの側壁111の一部に配置される。カソード114は、金属などの導電性材料を含む。例えば、カソード114には、クロム、Ti、Al、ITO、またはそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる、図1Bに示すいくつかの実施形態では、OLED材料112またはカソード114のうちの少なくとも1つが、オーバーハング構造110の上部110Bの上側面115上に配置される。
TCO材料またはTMO材料のうちの少なくとも1つを含むベース部110Aは、ベース部110Aが酸素含有プラズマに曝露され、導電性を維持することを可能にする。オーバーハング構造110を酸素含有プラズマに曝露すること、すなわちオーバーハング構造110を酸化することにより、OLED材料112の堆積前にサブピクセル回路100上に残る可能性のある表面単層などの有機不純物が除去される。TCO材料、TMO材料、またはベース部110Aの金属酸化物表面130を有する金属合金材料により、オーバーハング構造110が導電性を維持できるようになる。導電性ベース部110Aは、カソード114への永久的な接続を保証する。
各サブピクセル106は封入層116を含む。封入層116は、ローカル封入層であってもよいし、ローカル封入層に対応してもよい。それぞれのサブピクセルの封入層116は、カソード114(およびOLED材料112)の上に配置され、封入層116は、各オーバーハング構造110の少なくとも一部の下に延在する。図1Bに示すように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、封入層116は、オーバーハング構造110のそれぞれの側壁に沿って延在する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる図1Bに示す他の実施形態では、封入層116は側壁に沿って延在し、各オーバーハング構造110の上部110Bの上側面115の上またはその上に配置される。封入層116はカソード114の上に配置される。封入層116は、シリコン含有材料などの非導電性無機材料を含む。シリコン含有材料は、Si3N4含有材料を含んでもよい。
1つまたは複数のキャッピング層を含む実施形態では、キャッピング層はカソード114と封入層116との間に配置される。例えば、図1Aに示すように、第1のキャッピング層121および第2のキャッピング層123は、カソード114と封入層116との間に配置される。図1Aは、1つまたは複数のキャッピング層を有するサブピクセル回路100を示しているが、本明細書で説明される各実施形態は、カソード114と封入層116との間に配置された1つまたは複数のキャッピング層を含み得る。第1のキャッピング層121は有機物質を含んでいてもよい。第2のキャッピング層123は、フッ化リチウムなどの無機材料を含んでもよい。第1のキャッピング層121および第2のキャッピング層123は、蒸発堆積法により堆積されてもよい。
グローバル封入層120は、封入層116上に配置され得る。第3および第4の例示的な実施形態のプラグ122(第2のサブピクセル108bによって示される)は、封入層116とグローバル封入層120との間に配置され得る。一例では、図1Aに示すように、グローバル封入層はカソード114およびオーバーハング構造110に対して共形である。別の例では、図1Bに示すように、グローバル封入層120は、カソード114およびオーバーハング構造110に対して非共形である。グローバル封入層は、インクジェットサブ層118aおよびグローバル封入サブ層118bを含んでいてもよい。インクジェットサブ層118aは、アクリル材料を含んでもよい。
第3および第4の例示的な実施形態(図1Aおよび図1Bの第2のサブピクセルによって示される)は、封入層116上に配置されたプラグ122を含む。各プラグ122は、サブピクセル回路100のそれぞれのサブピクセル106内に配置される。プラグ122は、オーバーハング構造110の上部110Bの上側面115の上に配置され得る。プラグ122は、フォトレジスト、カラーフィルタ、または感光性モノマーを含むが、これらに限定されない。プラグ122は、OLED材料112のOLED透過率と一致する、または実質的に一致するプラグ透過率を有する。プラグ122はそれぞれ同じ材料であってもよく、OLED透過率と一致してもよい。プラグ122は、複数のサブピクセル106のそれぞれのサブピクセルのOLED透過率に一致する異なる材料であってもよい。レジスト透過率とOLED透過率が一致または実質的に一致することにより、OLED材料112からの放射光を遮断することなく、プラグ122がサブピクセル106上に留まることが可能になる。プラグ122は所定の位置に留まることができるため、サブピクセル回路100から取り外すためにリフトオフ手順を必要としない。プラグ122が残るため、その後の動作で形成されたサブピクセル106上に配置される追加のパターンレジスト材料は必要ない。プラグ122上のリフト-オフ手順の必要性およびサブピクセル回路100上の追加のパターンレジスト材料の必要性を排除することにより、スループットが向上する。
図1Cは、ドット型アーキテクチャ101Cを有するサブピクセル回路100の概略上面断面図である。ドット型アーキテクチャ101Cは、サブピクセル回路100の第1または第3の例示的な実施形態に対応することができる。図1Dは、ライン型アーキテクチャ101Dを有するサブピクセル回路100の概略断面図である。ライン型アーキテクチャ101Dは、サブピクセル回路100の第2または第4の例示的な実施形態に対応することができる。図1Cおよび図1Dのそれぞれの上面断面図は、図1Aおよび図1Bの断面線1’-1’に沿って切り取ったものである。
ドット型アーキテクチャ101Cは、複数のピクセル開口部124Aを含む。ピクセル開口部124Aのそれぞれは、ドット型アーキテクチャ101Cのサブピクセル106のそれぞれを規定するオーバーハング構造110によって囲まれている。ライン型アーキテクチャ101Dは、複数のピクセル開口部124Bを含む。ピクセル開口部124Bのそれぞれは、ライン型アーキテクチャ101Dのサブピクセル106のそれぞれを規定するオーバーハング構造110に隣接している。オーバーハング構造110は導電性酸化物を含む。
図2Aおよび図2Bは、図1Aおよび図1Bのサブピクセル回路100のオーバーハング構造110の概略断面図である。図2Aのオーバーハング構造110は、第1の構成101Aの第2のサブ構成125Bを含む。第2のサブ構成125Aのオーバーハング構造110のベース部110Aは、金属合金材料および金属酸化物表面130の導電性酸化物を含む。カソード114は金属酸化物表面130と接触する。図2Bのオーバーハング構造110は、第2の構成101Bを含む。図2Bに示すように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、本体部110Cは、第1の金属合金層207、第2の金属合金層209、および第3の金属合金層211などの2つ以上の金属合金層を含む。第1の金属合金層207、第2の金属合金層209、および第3の金属合金層211のそれぞれは、限定されないが、Cu、Ti、Al、Mo、Ag、Sn、またはそれらの組み合わせを含む金属合金材料を含む。実施形態では、第1の金属合金層と第3の金属合金層211とは同じ金属合金材料であってもよい。一例では、第1の金属合金層および第3の金属合金層211はMoを含み、第2の金属合金層209はTiを含む。
上部110Bは、下側エッジ206およびオーバーハングベクトル208を含む。下側エッジ206は、オーバーハング構造110がOLED材料112の一部およびカソード114の上に延在するように、ベース部110Aの側壁111を越えて延在する。オーバーハング109の影により、OLED材料112およびカソード114のそれぞれ、およびいくつかの実施形態では、第1のキャッピング層121および/または第2のキャッピング層123が蒸発堆積される。各オーバーハング構造110は、オーバーハング幅203とオーバーハング深さ205によって規定されるオーバーハング109を含む。オーバーハング幅203は、ベース部110Aの側壁111からオーバーハング構造110の上部110Bの下側エッジ206、すなわち外エッジまでである。オーバーハング深さ205は、PDL126から下側エッジ206までである。
オーバーハングベクトル208は、下側エッジ206およびPDL構造126によって規定される。OLED材料112は、アノード上およびPDL構造126の影部分210上に配置される。OLED材料112は、OLEDベクトル212とオーバーハングベクトル208との間にOLED角度θOLEDを形成する。OLEDベクトル212は、上部110Bの下に延在するOLEDエッジ214によって規定される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、OLED材料112のHIL204が含まれる。HIL204を含む実施形態では、OLED材料112は、HTL、EML、およびETLを含む。HIL204は、HILベクトル216とオーバーハングベクトル208との間にHIL角度θHILを形成する。HILベクトル216は、上部110Bの下に延在するHILエッジ218によって規定される。
カソード114は、OLED材料112上およびPDL構造126の影部分210の上に配置される。カソード114は、ベース部110Aの側壁111の一部に配置されている。カソード114は、カソードベクトル224とオーバーハングベクトル208との間にカソード角θcathodeを形成する。カソードベクトル224は、少なくとも上部110Bの下に延在するカソードエッジ226によって規定される。封入層116はカソード114(およびOLED材料112)の上に配置され、封入層116は少なくとも上部110Bの下に延在する。
OLED材料112の蒸発堆積中、上部110Bの下側エッジ206は、OLEDエッジ214の位置を規定する。例えば、OLED材料112は、OLEDベクトル212に対応するOLED最大角度で蒸発され、下側エッジ206により、OLED材料112がOLEDエッジ214を越えて堆積されないことが保証される。HIL204を備えた実施形態では、上部110Bの下側エッジ206がHILエッジ218の位置を規定する。例えば、HIL204は、HILベクトル216に対応するHIL最大角度で蒸発され、下側エッジ206により、HIL204がHILエッジ218を越えて堆積されないことが保証される。カソード114の蒸発堆積中に、上部110Bの下側エッジ206がカソードエッジ226の位置を規定する。例えば、カソード114は、カソードベクトル224に対応するカソード最大角度で蒸発され、下側エッジ206により、カソード114がカソードエッジ226を越えて堆積されないことが保証される。OLED角度θOLEDはカソード角度θcathodeより小さい。HIL角度θHILはOLED角度θOLEDより小さい。
図3は、サブピクセル回路100を形成するための方法300のフロー図である。図4A~図4Hは、本明細書に記載の実施形態によるサブピクセル回路100を形成するための方法300中の基板102の部分400の概略断面図である。図4A、図4C、図4E、および図4Gは、第1の構成101Aのオーバーハング構造110を有するサブピクセル回路100を形成するための方法300の実施形態を示す。図4B、図4D、図4F、および図4Hは、第2の構成101Bのオーバーハング構造110を有するサブピクセル回路100を形成するための方法300の実施形態を示す。方法300は、第1、第2、第3、または第4の例示的な実施形態のうちの1つのサブピクセル回路100を製造するために利用され得る。部分400は、サブピクセル回路100の第1のサブピクセル108aなどのサブピクセル106に対応する。
動作301では、図4Aおよび図4Bに示すように、オーバーハング層スタック402が基板102上に配置される。第1の構成101Aの実施形態では、図4Aに示すように、オーバーハング層スタック402は、ベース部110Aに対応するベース層402Aと、上部110Bに対応する上層402Bとを含む。第2の構成101Bの実施形態では、図4Bに示すように、オーバーハング層スタック402は、ベース層402A、本体部110Cに対応する本体層402C、および上層402Bを含む。ベース層402Aは、PDL構造126および金属層104の上に配置される。ベース層402Aは、第1のサブ構成125AのTCO材料またはTMO材料、または第2のサブ構成125Bの金属合金材料のうちの少なくとも1つを含む。本体層402Cは、金属合金材料を含む。上層402Bは金属材料を含む。
動作302では、図4Cおよび図4Dに示すように、レジスト404が配置され、パターン化される。レジスト404は上層402B上に配置される。レジスト404はポジ型レジストまたはネガ型レジストである。レジスト404の化学組成は、レジストがポジ型レジストであるかネガ型レジストであるかを決定する。レジスト404は、サブピクセル106のドット型アーキテクチャ101Cのピクセル開口部124Aまたはライン型アーキテクチャ101Dのピクセル開口部124Bのうちの1つを形成するようにパターン化される。パターニングは、フォトリソグラフィ、デジタルリソグラフィ処理、またはレーザーアブレーション処理のいずれかである。
動作303では、図4Eおよび図4Fに示すように、オーバーハング層スタック402の一部がエッチングされる。ピクセル開口部124A、124Bによって露出された上層402Bおよびベース層402A(および第2の構成101Bの本体層402C)の部分は、エッチング処理によって除去される。動作303は、サブピクセル106のオーバーハング構造110を形成する。第1の構成101Aのオーバーハング構造110を形成するためのエッチング処理は、上層のエッチング化学物質とベース層のエッチング化学物質を利用する。第2の構成101Bのオーバーハング構造110を形成するためのエッチング処理は、上層のエッチング化学物質、本体層のエッチング化学物質、およびベース層のエッチング化学物質を利用する。上層のエッチング化学物質は乾式エッチング化学物質を含む。本体層のエッチング化学物質とベース層は湿式エッチング化学物質を含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、本体層のエッチング化学物質とベース層は同じ湿式エッチング化学物質を含む。湿式エッチングの化学物質は、硫酸、硝酸、酢酸、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。
第1の構成101Aの実施形態では、オーバーハング構造110のベース部110Aおよび上部110Bを形成するために、上層のエッチング化学物質、例えば乾式エッチング化学物質、およびベース層のエッチング化学物質は、上層402Bおよびベース層402Aの組成に基づいて選択される。上層402Bおよびベース層402Aの材料間のエッチング選択性と、上層402Bおよびベース層402Aの露出部分を除去するためのエッチング処理とにより、オーバーハング109を形成するために、ベース部110Aの上面105よりも広い上部110Bの下側面107が提供される。
第2の構成101Bの実施形態では、オーバーハング構造110のベース部110A、本体部110C、および上部110Bを形成するために、上層エッチング化学物質、例えば乾式エッチング化学物質、ならびに本体層エッチング化学物質およびベース層エッチング化学物質は、上層402B、本体層402C、およびベース層402Aの組成に基づいて選択される。上層402B、本体層402C、およびベース層402Aの材料間のエッチング選択性、ならびに上層402Bおよびベース層402Aの露出部分を除去するためのエッチング処理により、オーバーハング109を形成するために、ベース部110Aの上面105よりも広い上部110Bの下側面107が提供される。湿式エッチング化学物質により、本体層402Cの部分がベース層402Aよりも速くエッチングされる。オーバーハング109の影により、OLED材料112およびカソード114が蒸発堆積される。動作303の後、レジスト404が除去される。
ベース層402AのTCO材料および/またはTMO材料により、TCO材料および/またはTMO材料が本体層402Cの金属合金材料よりも低い速度でエッチングされるため、本体層402Cおよびベース層402Aを同時にエッチングすることが可能になる。ベース層402Aはまた、上層402B、およびいくつかの実施形態では、本体層402Cがエッチングされるとき、上層のエッチング化学物質および本体層のエッチング化学物質が使用された後にベース層402Aの薄層が残る可能性があるため、金属層104をエッチング液への曝露から保護する。ベース層のエッチング化学物質を使用して、ベース層402Aから残っている薄い保護層をエッチングすることができる。少なくとも、ベース層402AのTCO材料および/またはTMO材料、上層402Bの金属材料(いくつかの実施形態では、本体層402Cの金属合金材料)、およびエッチング処理の化学物質の選択により、均一なオーバーハング深さ205を有するオーバーハング構造110の形成が提供される。サブピクセル回路100のオーバーハング構造110は、約0.5μm(マイクロメートル)~約1μmのオーバーハング幅203を含む。オーバーハング構造110の各オーバーハング幅203は、互いの約15パーセント以内である。
動作304では、オーバーハング構造110が酸化される。オーバーハング構造110は、O2プラズマなどの酸素含有プラズマに曝露されることによって酸化される。第1の構成101Aの第2のサブ構成125Bでは、図2Aおよび図4Gに示すように、ベース部110Aを酸素含有プラズマに曝露することにより、金属合金材料上に金属酸化物表面130が形成される。第2の構成101Bの実施形態では、図1B、図2B、および図4Hに示すように、本体部110Cを酸素含有プラズマに曝露することにより、動作303で形成された金属合金本体128上に金属酸化物表面130が形成される。オーバーハング構造110を酸素含有プラズマに曝露すること、すなわちオーバーハング構造110を酸化することにより、OLED材料112の堆積前にサブピクセル回路100上に残る可能性のある表面単層などの有機不純物が除去される。
動作305では、図4Gおよび図4Hに示すように、OLED材料112、カソード114、および封入層116が堆積される。オーバーハング109の影により、OLED材料112およびカソード114のそれぞれが蒸発堆積される。図2Aおよび図2Bの対応する説明でさらに説明するように、オーバーハング構造110の影効果は、OLED材料112のOLED角度θOLEDおよび(カソード114の)カソード角度θcathodeを規定する。OLED材料112のOLED角度θOLEDおよびカソード114のカソード角度θcathodeは、OLED材料112およびカソード114の蒸発堆積から生じる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、第1のキャッピング層121および第2のキャッピング層123などの1つまたは複数のキャッピング層が、カソード114と封入層116との間に配置される。動作306で、グローバル封入層120が配置される。いくつかの実施形態では、図4Gに示すように、プラグ122は、封入層116とグローバル封入層120との間に配置される。グローバル封入層120は、インクジェットサブ層118aおよびグローバル封入サブ層118bを含んでいてもよい。
要約すると、本明細書で説明されるのは、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイなどのディスプレイに利用され得るサブピクセル回路およびサブピクセル回路を形成する方法に関する。ディスプレイのサブピクセル回路の各サブピクセルを規定する隣接するオーバーハング構造は、蒸発堆積を使用してサブピクセル回路を形成し、サブピクセル回路が形成された後もオーバーハング構造が所定の位置に残るようにする。蒸発堆積は、OLED材料とカソードの堆積に利用され得る。オーバーハング構造は堆積角度を規定する、つまり、蒸発堆積中に影効果を提供する。TCO材料、TMO材料、または金属酸化物表面を有する金属合金材料のうちの少なくとも1つを含むベース部により、ベース部が酸素含有プラズマに曝露され、導電性を維持することが可能になる。オーバーハング構造を酸素含有プラズマに曝露すること、すなわちオーバーハング構造を酸化することにより、OLED材料の堆積前にサブピクセル回路100上に残る可能性のある表面単層などの有機不純物が除去される。TCO材料、TMO材料、または金属酸化物表面を有する金属合金材料により、オーバーハング構造が導電性を維持し、ベース部とカソードが永久的に接続されることが保証される。
上記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のさらなる実施形態は、その基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
Claims (30)
- デバイスであって、
基板と、
前記基板上に配置された隣接するピクセル規定層(PDL)構造と、
前記PDL構造の上側面上に配置されたオーバーハング構造と、
複数のサブピクセルであって、各サブピクセルが、互いに隣接する第1のオーバーハング構造および第2のオーバーハング構造によって規定され、各サブピクセルが、
前記第1のオーバーハング構造および前記第2のオーバーハング構造であって、
前記PDL構造のうちのPDL構造の前記上側面上に配置されたベース部であって、第1の組成の第1の金属を含む、ベース部と、
前記ベース部上に配置された本体部であって、前記第1の組成とは異なる第2の組成の第2の金属を含み、前記本体部の底面が前記ベース部の上面以下の幅を有する、本体部と、
前記本体部上に配置され、前記第1の組成および前記第2の組成とは異なる第3の組成の第3の金属を含む上部であって、前記第1のオーバーハング構造の前記上部の第1の延長部が前記ベース部および前記本体部の第1の側壁を越えて横方向に延在し、前記第2のオーバーハング構造の前記上部の第2の延長部が、前記ベース部および前記本体部の第2の側壁を越えて横方向に延在する、上部と、
を有する、前記第1のオーバーハング構造および前記第2のオーバーハング構造と、
アノードと、
前記アノードの上に、前記アノードと接触して配置された有機発光ダイオード(OLED)材料と、
前記OLED材料上に配置されたカソードであって、前記カソードが、前記第1のオーバーハング構造の前記上部の前記第1の延長部および前記第2のオーバーハング構造の前記上部の前記第2の延長部の下に延在し、前記カソードが、前記第1のオーバーハング構造の前記ベース部の少なくとも第1の側壁と接触する、カソードと、
を含む、複数のサブピクセルと、
を備える、デバイス。 - 前記第1の組成が、
遷移金属、
遷移金属酸化物(TMO)材料、または
透明導電酸化物(TCO)材料、
のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のデバイス。 - 前記遷移金属が、ルテニウム(Ru)、バナジウム(V)、チタン(Ti)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、またはそれらの組み合わせを含み、
前記TMO材料が前記遷移金属の1つまたは複数の酸化物を含み、
前記TCO材料が、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)、酸化インジウムスズ(ITO)、またはそれらの組み合わせのうちの1つまたは複数を含む、
請求項2に記載のデバイス。 - 前記第2の組成が金属合金材料を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記金属合金材料が、銅(Cu)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、銀(Ag)、スズ(Sn)、またはそれらの組み合わせを含む、請求項4に記載のデバイス。
- 前記本体部が金属酸化物表面をさらに含む、請求項4に記載のデバイス。
- 前記金属酸化物表面が、前記金属合金材料の1つまたは複数の酸化物を含む、請求項6に記載のデバイス。
- 前記第3の組成が金属材料を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記金属材料が、Ti、Cu、Mo、ITO、IZO、またはそれらの組み合わせを含む、請求項8に記載のデバイス。
- 前記オーバーハング構造の隣接するオーバーハングが、
前記ベース部の側壁から前記上部の下面までのオーバーハング幅と、
前記PDL構造から前記上部の前記下面までのオーバーハングの深さと、
によって規定される、請求項1に記載のデバイス。 - 前記オーバーハング構造の各々の前記オーバーハング幅が約0.5μm(マイクロメートル)から約1μmであり、互いの15パーセント以内である、請求項10に記載のデバイス。
- 前記カソード上に配置された封入層をさらに備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記封入層が、
前記第1の側壁において前記ベース部の前記第1の組成の前記第1の金属と接触するように、
前記第1の延長部および前記第2の延長部の下側表面において前記上部の前記第3の組成の前記第3の金属と接触するように、および
前記第1のオーバーハング構造の前記第1の延長部の前記上部の上面、および前記第2のオーバーハング構造の前記第2の延長部の前記上部の上面の少なくとも第1の部分の上に、
延在している、請求項12に記載のデバイス。 - 前記封入層が、前記第1のオーバーハング構造および前記第2のオーバーハング構造の前記本体部と接触するように延在している、請求項13に記載のデバイス。
- 各サブピクセルが、前記封入層上に配置されたプラグをさらに備え、前記プラグが、前記OLED材料のOLED透過率と一致する、または実質的に一致するプラグ透過率を有する、請求項12に記載のデバイス。
- 前記第1のオーバーハング構造、前記第2のオーバーハング構造、および前記封入層の上に配置されたグローバル封入層をさらに備える、請求項12に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、ドット型アーキテクチャまたはライン型アーキテクチャを含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記基板が、予めパターン化された酸化インジウムスズ(ITO)ガラス基板である、請求項1に記載のデバイス。
- デバイスであって、
基板と、
前記基板上に配置された隣接するピクセル規定層(PDL)構造と、
前記PDL構造の上側面上に配置されたオーバーハング構造と、
複数のサブピクセルであって、各サブピクセルが、互いに隣接する第1のオーバーハング構造および第2のオーバーハング構造によって規定され、各サブピクセルが、
前記第1のオーバーハング構造および前記第2のオーバーハング構造であって、
前記PDL構造のうちのPDL構造の前記上側面上に配置されたベース部であって、第1の組成の第1の金属を含む、ベース部と、
前記ベース部の上に配置された上部であって、前記上部が、前記第1の組成とは異なる第2の組成の第2の金属を含み、前記第1のオーバーハング構造の前記上部の第1の延長部が、前記ベース部を越えて横方向に延在しており、前記第2のオーバーハング構造の前記上部の第2の延長部が、前記ベース部を越えて横方向に延在している、上部と、
を有する、前記第1のオーバーハング構造および前記第2のオーバーハング構造と、
アノードと、
前記アノードの上に、前記アノードと接触して配置された有機発光ダイオード(OLED)材料と、
前記OLED材料上に配置されたカソードであって、前記カソードが、前記第1のオーバーハング構造の前記上部の前記第1の延長部および前記第2のオーバーハング構造の前記上部の前記第2の延長部の下に延在し、前記カソードが、前記第1のオーバーハング構造の前記ベース部の少なくとも第1の側壁と接触する、カソードと、
を含む、複数のサブピクセルと、
を備える、デバイス。 - 前記第1の組成が、
遷移金属酸化物(TMO)材料と、
透明導電酸化物(TCO)と、
のうちの少なくとも1つを含む、請求項19に記載のデバイス。 - 前記第1の組成を有する前記ベース部が、
金属合金材料を含む金属合金本体
を含む、請求項19に記載のデバイス。 - 前記金属合金材料が、銅(Cu)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、銀(Ag)、スズ(Sn)、またはそれらの組み合わせを含む、請求項21に記載のデバイス。
- 金属酸化物表面が前記金属合金本体上に配置されている、請求項22に記載のデバイス。
- 前記第2の組成が金属材料を含む、請求項19に記載のデバイス。
- 前記金属材料が、Ti、Cu、Mo、ITO、IZO、またはそれらの組み合わせを含む、請求項24に記載のデバイス。
- デバイスであって、
基板と、
前記基板上に配置され、前記デバイスのサブピクセルを規定する隣接するピクセル規定層(PDL)構造と、
導電性酸化物を含むオーバーハング構造であって、前記PDL構造の上側面上に配置された、オーバーハング構造と、
複数のサブピクセルであって、各サブピクセルが、
アノードと、
前記アノードの上に、前記アノードと接触して配置された有機発光ダイオード(OLED)材料と、
前記OLED材料上に配置されたカソードであって、前記PDL構造の前記上側面上に配置された前記オーバーハング構造が、前記OLED材料の一部および前記カソードの上に延在する、カソードと、
を含む、複数のサブピクセルと、
を備える、デバイス。 - 前記オーバーハング構造の各々が、
前記PDL構造上に配置されたベース部であって、
透明導電酸化物(TCO)材料、
遷移金属酸化物(TMO)材料、または
金属合金材料を含む金属合金本体と、前記金属合金材料のうちの1つまたは複数の酸化物を含む金属酸化物表面と、
のうちの少なくとも1つを含む、ベース部と、
前記ベース部の上に配置され、金属材料を含む、上部と、
を含む、請求項26に記載のデバイス。 - 前記ベース部と前記上部との間に配置された本体部をさらに備え、前記本体部が、前記金属合金本体と前記金属酸化物表面とを有する、請求項27に記載のデバイス。
- 前記金属合金材料が、銅(Cu)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、銀(Ag)、スズ(Sn)、またはそれらの組み合わせを含む、請求項22に記載のデバイス。
- 前記TCO材料が、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)、酸化インジウムスズ(ITO)、またはそれらの組み合わせのうちの1つまた複数を含み、
前記TMO材料が遷移金属の酸化物を含み、
前記金属材料が、Ti、Cu、Mo、ITO、IZO、またはそれらの組み合わせを含む、
請求項27に記載のデバイス。
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