JP3515955B2 - ディスプレイデバイス - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
- H10K59/126—Shielding, e.g. light-blocking means over the TFTs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/86—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
- H10K50/865—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light comprising light absorbing layers, e.g. light-blocking layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/8791—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
- H10K59/8792—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light comprising light absorbing layers, e.g. black layers
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイデバ
イスに関し、特に発光のために有機材料を使用するもの
に関する。
イスに関し、特に発光のために有機材料を使用するもの
に関する。
【０００２】
【従来の技術】１つの型式のエレクトロルミネッセント
デバイスがPCT/WO90/13148に記載されており、その内容
をここに参考に援用する。このデバイスの基本的構造は
２つの電極間に挟まれた発光ポリマーフィルム（例え
ば、ポリ（フェニレンビニレン）−「PPV」）であり、
２つの電極の一方は電子を注入し、他方は正孔を注入す
る。電子および正孔はポリマーフィルムを励起し、光子
を放出する。これらのデバイスはフラットパネルディス
プレイとしての発展性がある。
デバイスがPCT/WO90/13148に記載されており、その内容
をここに参考に援用する。このデバイスの基本的構造は
２つの電極間に挟まれた発光ポリマーフィルム（例え
ば、ポリ（フェニレンビニレン）−「PPV」）であり、
２つの電極の一方は電子を注入し、他方は正孔を注入す
る。電子および正孔はポリマーフィルムを励起し、光子
を放出する。これらのデバイスはフラットパネルディス
プレイとしての発展性がある。
【０００３】別の型式の有機発光デバイスは小分子（ｓ
ｍａｌｌ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）デバイスであり、その詳
細は米国特許第4,539,507号に記載されており、その内
容をここに参考に援用する。これらは発光層を有し、そ
れは少なくとも２つの電極間に挟まれたトリス（８−ヒ
ドロキシキノリン）アルミニウム（「Alq3」）などの小
分子（ｓｍａｌｌ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）物質を含む。
ｍａｌｌ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）デバイスであり、その詳
細は米国特許第4,539,507号に記載されており、その内
容をここに参考に援用する。これらは発光層を有し、そ
れは少なくとも２つの電極間に挟まれたトリス（８−ヒ
ドロキシキノリン）アルミニウム（「Alq3」）などの小
分子（ｓｍａｌｌ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）物質を含む。
【０００４】有機発光ディスプレイデバイスにおいて
は、有機発光層は一般的に個々のピクセルに分割され、
それらを流れる電流を変化させることにより発光状態と
非発光状態を切り換えることができる。ピクセルは一般
的に直行する行と列とに配列される。一般的にはピクセ
ルの制御のために２つの代替的な構成が使用される。そ
れはパッシブマトリクスとアクティブマトリクスであ
る。パッシブマトリクスデバイスでは、電極の一方が行
にパターン化され、他方が列にパターン化される。行と
列の電極に適当な電圧を印加することにより、その交差
点にある各ピクセルが発光するようになる。アクティブ
マトリクスディスプレイでは、他のピクセルがアドレス
されている間に各ピクセルを発光状態にしておくことが
できる回路が設けられる。
は、有機発光層は一般的に個々のピクセルに分割され、
それらを流れる電流を変化させることにより発光状態と
非発光状態を切り換えることができる。ピクセルは一般
的に直行する行と列とに配列される。一般的にはピクセ
ルの制御のために２つの代替的な構成が使用される。そ
れはパッシブマトリクスとアクティブマトリクスであ
る。パッシブマトリクスデバイスでは、電極の一方が行
にパターン化され、他方が列にパターン化される。行と
列の電極に適当な電圧を印加することにより、その交差
点にある各ピクセルが発光するようになる。アクティブ
マトリクスディスプレイでは、他のピクセルがアドレス
されている間に各ピクセルを発光状態にしておくことが
できる回路が設けられる。
【０００５】図１はアクティブマトリクス有機発光デバ
イスの概略的断面を示す。このデバイスはガラスシート
１をベースとし、このシート１はパッシベーション層２
により覆われている。各ピクセルは回路３の領域を有
し、この回路３はピクセルへの電流供給を調整するため
の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有する。回路３の出力
はガラスから離間している透明アノード電極４へ供給さ
れる。アノード電極４の後ろには少なくとも１つの発光
有機材料層６がある。カソード電極７が発光層６の後ろ
に設けられる。絶縁材料のバンク８が設けられ、隣接す
る発光領域を分離するとともに回路３の背面を絶縁す
る。ピクセルをオンするように回路３を制御すると、電
流がアノード電極４に供給され、発光層を通じてカソー
ド電極７へ流れ、発光を生じさせる。
イスの概略的断面を示す。このデバイスはガラスシート
１をベースとし、このシート１はパッシベーション層２
により覆われている。各ピクセルは回路３の領域を有
し、この回路３はピクセルへの電流供給を調整するため
の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有する。回路３の出力
はガラスから離間している透明アノード電極４へ供給さ
れる。アノード電極４の後ろには少なくとも１つの発光
有機材料層６がある。カソード電極７が発光層６の後ろ
に設けられる。絶縁材料のバンク８が設けられ、隣接す
る発光領域を分離するとともに回路３の背面を絶縁す
る。ピクセルをオンするように回路３を制御すると、電
流がアノード電極４に供給され、発光層を通じてカソー
ド電極７へ流れ、発光を生じさせる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＴＦＴデバイスはＬＣ
Ｄディスプレイの分野でよく知られている。この分野で
は、ＬＣＤディスプレイからの周囲光の望ましくない反
射を減少させることによりコントラストを改善すること
を目的として研究が行われてきた。ＴＦＴ回路と並ぶよ
うに（観察方向において）黒色材料を配置し、入射光を
吸収するとともにディスプレイに取付られるバックライ
トからの光をブロックすることによりＴＦＴを保護する
ことが提案されてきた。そのような提案の例は、JP57-1
8364、JP61-116324、JP4-225328、JP5-107550、JP5-173
183、JP6-301052、およびJP8-152612に記載されてい
る。
Ｄディスプレイの分野でよく知られている。この分野で
は、ＬＣＤディスプレイからの周囲光の望ましくない反
射を減少させることによりコントラストを改善すること
を目的として研究が行われてきた。ＴＦＴ回路と並ぶよ
うに（観察方向において）黒色材料を配置し、入射光を
吸収するとともにディスプレイに取付られるバックライ
トからの光をブロックすることによりＴＦＴを保護する
ことが提案されてきた。そのような提案の例は、JP57-1
8364、JP61-116324、JP4-225328、JP5-107550、JP5-173
183、JP6-301052、およびJP8-152612に記載されてい
る。
【０００７】同様の理由により、日本特許出願特願平9-
57862号においては、薄い金属電極（上述のカソード７
と類似）の裏側に黒色材料を設けることをが提案されて
いる。しかし、これはＴＦＴ回路を入射光からの干渉か
ら保護するものではない。また、それは有機発光デバイ
スに固有の問題、すなわち、例えばＬＣＤディスプレイ
とは異なり、有機発光デバイスのピクセルは通常は広い
角度の拡がりで発光するという問題を解決するものでも
ない。特に広角に放射される光は図１の矢印Ａにより示
されるようにガラスカバーシート１により導波されう
る。この閉じこめられた光はディスプレイの効率を低下
させ、隣接ピクセル間のクロストークを生じさせ、ピク
セル自身からの光に対するＴＦＴの露出を増加させる。
57862号においては、薄い金属電極（上述のカソード７
と類似）の裏側に黒色材料を設けることをが提案されて
いる。しかし、これはＴＦＴ回路を入射光からの干渉か
ら保護するものではない。また、それは有機発光デバイ
スに固有の問題、すなわち、例えばＬＣＤディスプレイ
とは異なり、有機発光デバイスのピクセルは通常は広い
角度の拡がりで発光するという問題を解決するものでも
ない。特に広角に放射される光は図１の矢印Ａにより示
されるようにガラスカバーシート１により導波されう
る。この閉じこめられた光はディスプレイの効率を低下
させ、隣接ピクセル間のクロストークを生じさせ、ピク
セル自身からの光に対するＴＦＴの露出を増加させる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点によ
れば、透明なカバーシートと、カバーシートの後ろの有
機発光材料領域と、カバーシートの後ろにあり、有機発
光材料への電流の流れを調整する回路領域と、カバーシ
ートと回路の間にある光不透過層とを備える有機発光デ
バイスが提供される。
れば、透明なカバーシートと、カバーシートの後ろの有
機発光材料領域と、カバーシートの後ろにあり、有機発
光材料への電流の流れを調整する回路領域と、カバーシ
ートと回路の間にある光不透過層とを備える有機発光デ
バイスが提供される。
【０００９】光不透過層は光吸収性および／または光反
射性とすることができる。
射性とすることができる。
【００１０】光不透過層は、好ましくは可視周波数範囲
内で（および、好ましくは可視周波数範囲前全体を通じ
て）光不透過性（例えば光吸収性）であり、最適には発
光材料が発光する周波数で光不透過性である。光不透過
層は適当には低光反射性層および／または高光吸収性層
である。光不透過層は好ましくは可視光波長において３
０％、２０％、１５％または１０％未満の反射率を有す
る。その層は例えば黒または茶または別の色とすること
ができる。
内で（および、好ましくは可視周波数範囲前全体を通じ
て）光不透過性（例えば光吸収性）であり、最適には発
光材料が発光する周波数で光不透過性である。光不透過
層は適当には低光反射性層および／または高光吸収性層
である。光不透過層は好ましくは可視光波長において３
０％、２０％、１５％または１０％未満の反射率を有す
る。その層は例えば黒または茶または別の色とすること
ができる。
【００１１】好ましくは、光不透過層はカバーシートに
近接し、最適には光不透過層の主要面がカバーシートと
接触して位置する。好ましくは光不透過層は回路の全て
の領域（適当にはいずれかまたは全てのデータライン、
信号ライン、その他のラインを含む）とカバーシートの
間にあり、デバイス外部からの光が回路に到達してコン
トラストを低下させることを禁止する。好ましくはいず
れの光不透過層も発光領域とカバーシートとの間にはな
く、発光領域からの光がデバイスから離れるようにす
る。光不透過層はこうして光透過性孔を規定し、その孔
の位置は発光材料領域と対応する。光不透過領域はこう
して発光材料領域をフレーム付けすることができる。
近接し、最適には光不透過層の主要面がカバーシートと
接触して位置する。好ましくは光不透過層は回路の全て
の領域（適当にはいずれかまたは全てのデータライン、
信号ライン、その他のラインを含む）とカバーシートの
間にあり、デバイス外部からの光が回路に到達してコン
トラストを低下させることを禁止する。好ましくはいず
れの光不透過層も発光領域とカバーシートとの間にはな
く、発光領域からの光がデバイスから離れるようにす
る。光不透過層はこうして光透過性孔を規定し、その孔
の位置は発光材料領域と対応する。光不透過領域はこう
して発光材料領域をフレーム付けすることができる。
【００１２】デバイスはカバーシートの後ろに複数の有
機発光材料領域を有することができ、それらは適当にデ
バイスのピクセルまたはサブピクセルユニットに対応す
る。デバイスはカバーシートの後ろに複数の回路領域を
有することができ、その各々は有機発光材料領域の個々
の１つへの電流の流れを調整する。有機発光領域は適当
には光不透過層によりフレーム付けされ、よって光不透
過層は格子構造とすることができ、各々が有機発光材料
領域の個々の１つに対応する規則的に離間した光透過領
域のアレイを規定する。
機発光材料領域を有することができ、それらは適当にデ
バイスのピクセルまたはサブピクセルユニットに対応す
る。デバイスはカバーシートの後ろに複数の回路領域を
有することができ、その各々は有機発光材料領域の個々
の１つへの電流の流れを調整する。有機発光領域は適当
には光不透過層によりフレーム付けされ、よって光不透
過層は格子構造とすることができ、各々が有機発光材料
領域の個々の１つに対応する規則的に離間した光透過領
域のアレイを規定する。
【００１３】光不透過層は適当には金属を含み、好まし
くは耐火性金属を含む。光不透過層は合金を含むことが
できる。光不透過層は光不透過金属酸化物を含むことが
でき、好ましくは耐火性金属酸化物を含む。酸化物は適
当には非化学量論的金属酸化物である。光不透過層は酸
化クロムを含むことができる。
くは耐火性金属を含む。光不透過層は合金を含むことが
できる。光不透過層は光不透過金属酸化物を含むことが
でき、好ましくは耐火性金属酸化物を含む。酸化物は適
当には非化学量論的金属酸化物である。光不透過層は酸
化クロムを含むことができる。
【００１４】各発光領域は適当には発光ポリマー材料を
含み、好ましくは共役材料を含む。適当な材料はＰＰＶ
またはその誘導体などの半導体共役ポリマーである。各
発光領域を形成する発光材料は、適当にはＰＰＶ、ポリ
（２−メトキシ−５（２’−エチル）ヘキシルオキシフ
ェニレン−ビニレン）（「MEH-PPV」）、ＰＰＶ誘導体
（例えばジアルコキシまたはジアルキル派生物）、ポリ
フルオレン、および／または、ポリフルオレンセグメン
ト、ＰＰＶ、および／または関連するコポリマーを含む
コポリマーであるるか、もしくはそれらを含む。それ
は、スピンコーティング、浸せきコーティング、ブレー
ドコーティング、メニスカスコーティング、セルフアセ
ンブリ、インクジェットプリンティングなどにより蒸着
することができる。発光領域および／またはその前駆体
の構成は水ベースとすることができ、例は前駆体ベース
ＰＰＶである。代替材料として、有機分子発光材料、例
えばAlq3、または従来から既知の他の小（ｓｍａｌｌ）
昇華分子または共役ポリマーエレクトロルミネセント材
料がある。その材料は真空昇華により蒸着することがで
きる。
含み、好ましくは共役材料を含む。適当な材料はＰＰＶ
またはその誘導体などの半導体共役ポリマーである。各
発光領域を形成する発光材料は、適当にはＰＰＶ、ポリ
（２−メトキシ−５（２’−エチル）ヘキシルオキシフ
ェニレン−ビニレン）（「MEH-PPV」）、ＰＰＶ誘導体
（例えばジアルコキシまたはジアルキル派生物）、ポリ
フルオレン、および／または、ポリフルオレンセグメン
ト、ＰＰＶ、および／または関連するコポリマーを含む
コポリマーであるるか、もしくはそれらを含む。それ
は、スピンコーティング、浸せきコーティング、ブレー
ドコーティング、メニスカスコーティング、セルフアセ
ンブリ、インクジェットプリンティングなどにより蒸着
することができる。発光領域および／またはその前駆体
の構成は水ベースとすることができ、例は前駆体ベース
ＰＰＶである。代替材料として、有機分子発光材料、例
えばAlq3、または従来から既知の他の小（ｓｍａｌｌ）
昇華分子または共役ポリマーエレクトロルミネセント材
料がある。その材料は真空昇華により蒸着することがで
きる。
【００１５】本発明の第２の観点によれば、有機発光デ
バイスの形成方法が提供され、その方法は、透明なカバ
ーシート上に光不透過層の領域を蒸着する工程と、透明
なカバーシートの、光不透過層により覆われていない領
域に有機発光材料領域を蒸着する工程と、有機発光材料
への電流の流れを調整する回路領域を光不透過層上に蒸
着する工程とを有する。
バイスの形成方法が提供され、その方法は、透明なカバ
ーシート上に光不透過層の領域を蒸着する工程と、透明
なカバーシートの、光不透過層により覆われていない領
域に有機発光材料領域を蒸着する工程と、有機発光材料
への電流の流れを調整する回路領域を光不透過層上に蒸
着する工程とを有する。
【００１６】光不透過層はスパッタリングまたは蒸気蒸
着により蒸着することができる。その方法の他の好適な
形態は、本発明の第１の観点に関連して上述したものに
対応する。
着により蒸着することができる。その方法の他の好適な
形態は、本発明の第１の観点に関連して上述したものに
対応する。
【００１７】
【発明の実施の形態】添付図面を参照し、本発明を例を
挙げて以下に説明する。
挙げて以下に説明する。
【００１８】図３は、図１のデバイス構造とほぼ同一の
デバイス構造を示す。しかし、図３の構造においては、
回路１４（図１の回路３に対応する）とガラスシート２
２（図１のガラスシート１に対応する）との間に光吸収
材料の層１０がある。その回路は、データライン、信号
ライン、共通ラインなどを含む。この光吸収材料は多数
の長所を提供する。
デバイス構造を示す。しかし、図３の構造においては、
回路１４（図１の回路３に対応する）とガラスシート２
２（図１のガラスシート１に対応する）との間に光吸収
材料の層１０がある。その回路は、データライン、信号
ライン、共通ラインなどを含む。この光吸収材料は多数
の長所を提供する。
【００１９】１．それは、ガラスシートの外面により反
射され戻った光を吸収することにより、ガラスシートの
導波を減少させる。
射され戻った光を吸収することにより、ガラスシートの
導波を減少させる。
【００２０】２．それは、見る者の方へ反射して戻るデ
ィスプレイ外部からの入射光量を減少させることによ
り、ディスプレイのコントラストを増加する。図１のデ
バイスでは、入射光はカソード７またはＴＦＴ回路３に
より見る者の方へ反射して戻ることができる（図１の矢
印ＢおよびＣを参照）。図２および３のデバイスでは、
この光は層１０により吸収される。
ィスプレイ外部からの入射光量を減少させることによ
り、ディスプレイのコントラストを増加する。図１のデ
バイスでは、入射光はカソード７またはＴＦＴ回路３に
より見る者の方へ反射して戻ることができる（図１の矢
印ＢおよびＣを参照）。図２および３のデバイスでは、
この光は層１０により吸収される。
【００２１】３．それは、ディスプレイ外部からの入射
光の干渉から回路１４の領域を保護する。図１のデバイ
スでは、入射光はそれがＴＦＴ回路に当たった時に問題
を生じさせることがある。
光の干渉から回路１４の領域を保護する。図１のデバイ
スでは、入射光はそれがＴＦＴ回路に当たった時に問題
を生じさせることがある。
【００２２】以下により詳細に述べるように、長所２お
よび３は有機発光デバイスについては特に重要である。
それは、有機発光材料は比較的小さな発光領域と、光吸
収材料１０がなければ反射しまたはその入射光がＴＦＴ
回路に影響を与えるであろう対応する大領域の光吸収材
料の可能性を提供するからである。
よび３は有機発光デバイスについては特に重要である。
それは、有機発光材料は比較的小さな発光領域と、光吸
収材料１０がなければ反射しまたはその入射光がＴＦＴ
回路に影響を与えるであろう対応する大領域の光吸収材
料の可能性を提供するからである。
【００２３】図２および３に示されるディスプレイはＴ
ＦＴ回路を使用したアクティブマトリクス有機発光デバ
イスである。ディスプレイ全体は数千またはそれより多
数の個別ピクセルを有し、それらは直交する行および列
に配置される。例えば、１つの典型的なサイズは６００
行、８００列であり、合計４８０，０００ピクセルにな
る。そのデバイスは、等しい数の赤、緑および青のピク
セルを有するカラーディスプレイデバイスとすることが
できる。
ＦＴ回路を使用したアクティブマトリクス有機発光デバ
イスである。ディスプレイ全体は数千またはそれより多
数の個別ピクセルを有し、それらは直交する行および列
に配置される。例えば、１つの典型的なサイズは６００
行、８００列であり、合計４８０，０００ピクセルにな
る。そのデバイスは、等しい数の赤、緑および青のピク
セルを有するカラーディスプレイデバイスとすることが
できる。
【００２４】各ピクセルは関連する制御回路１４を有
し、それは図４に示す回路に対応する。図４は回路がど
のように動作するかを示す。この回路は、ダイオード１
１として示されるピクセルの発光材料を有し、それは電
極１２と１３の間に接続されている。電極１２および１
３はデバイスのすべてのピクセルに接続され、ピクセル
からの発光に十分な電圧が電極１２と１３の間に常に印
加される。スイッチ回路１４の少なくとも一部は電極１
３と電極１２の間にある。スイッチ回路は行および列の
電極１５、１６により制御される。ピクセル１１を発光
させるために、電極１６に電圧を印加してスイッチング
トランジスタ１７をオンに切り換え、電極１５に電圧を
印加して記憶キャパシタ１８をチャージする。次に電極
１５および１６はオフにされる。キャパシタ１８はチャ
ージされているので、電流トランジスタ１９はオンに切
り換えられ、電極１３に印加される電圧はピクセルに供
給され、ピクセルを発光させる。
し、それは図４に示す回路に対応する。図４は回路がど
のように動作するかを示す。この回路は、ダイオード１
１として示されるピクセルの発光材料を有し、それは電
極１２と１３の間に接続されている。電極１２および１
３はデバイスのすべてのピクセルに接続され、ピクセル
からの発光に十分な電圧が電極１２と１３の間に常に印
加される。スイッチ回路１４の少なくとも一部は電極１
３と電極１２の間にある。スイッチ回路は行および列の
電極１５、１６により制御される。ピクセル１１を発光
させるために、電極１６に電圧を印加してスイッチング
トランジスタ１７をオンに切り換え、電極１５に電圧を
印加して記憶キャパシタ１８をチャージする。次に電極
１５および１６はオフにされる。キャパシタ１８はチャ
ージされているので、電流トランジスタ１９はオンに切
り換えられ、電極１３に印加される電圧はピクセルに供
給され、ピクセルを発光させる。
【００２５】図４の回路要素は図２および３と同じ参照
番号が与えられている。図２および３のデバイスの他の
主要な要素は、回路１４の出力端子２０に接続された透
明なアノード電極２３、有機発光層１１、カソード電極
２５、バンク２６、層間絶縁（または、パッシベーショ
ン）層２１および絶縁層２８である。
番号が与えられている。図２および３のデバイスの他の
主要な要素は、回路１４の出力端子２０に接続された透
明なアノード電極２３、有機発光層１１、カソード電極
２５、バンク２６、層間絶縁（または、パッシベーショ
ン）層２１および絶縁層２８である。
【００２６】図２および３のデバイスを製造するため
に、まず光吸収材料の層１０がガラスシート１上に蒸着
される。層１０は、回路を重ねるべきガラスシートの領
域のみを覆い、発光ピクセルに対応する領域を覆わない
ように選択的に蒸着することができ、もしくは層１０を
ガラスシート上により広範囲に蒸着し、次にフォトリソ
グラフィーなどの標準的な手法を使用して発光すべき領
域で層１０を除去するようにパターン付けすることがで
きる。層１０は図２にクロスハッチで示される。それ
は、発光領域１１からの光が通過することができる光非
吸収孔２４を規定することにより、デバイスを前方から
見たときに発光領域をフレーム付けする。
に、まず光吸収材料の層１０がガラスシート１上に蒸着
される。層１０は、回路を重ねるべきガラスシートの領
域のみを覆い、発光ピクセルに対応する領域を覆わない
ように選択的に蒸着することができ、もしくは層１０を
ガラスシート上により広範囲に蒸着し、次にフォトリソ
グラフィーなどの標準的な手法を使用して発光すべき領
域で層１０を除去するようにパターン付けすることがで
きる。層１０は図２にクロスハッチで示される。それ
は、発光領域１１からの光が通過することができる光非
吸収孔２４を規定することにより、デバイスを前方から
見たときに発光領域をフレーム付けする。
【００２７】本例では層１０は約３．０の光学濃度を有
するクロム層である。反射を減少させるために、クロム
層の下に薄い酸化クロム層を設けるのが望ましい。層の
厚さは適当には約１００ｎｍであり、５００ｎｍの波長
の光について１５％前後の反射率を与える。層の厚さ
は、特定の波長において層の吸収特性を最適化するよう
に選択することができる。クロム層および酸化クロム層
を連続的なスパッタリングプロセスによりガラスシート
上に蒸着する。次に、層を湿式エッチングしてそれをパ
ターン付けし、完成したデバイスの発光領域下に位置す
べき領域のみでその層を除去する。エッチング液は、ア
ンモニウム２次セリウム硝酸塩、過塩素酸および脱イオ
ン水の混合物である。
するクロム層である。反射を減少させるために、クロム
層の下に薄い酸化クロム層を設けるのが望ましい。層の
厚さは適当には約１００ｎｍであり、５００ｎｍの波長
の光について１５％前後の反射率を与える。層の厚さ
は、特定の波長において層の吸収特性を最適化するよう
に選択することができる。クロム層および酸化クロム層
を連続的なスパッタリングプロセスによりガラスシート
上に蒸着する。次に、層を湿式エッチングしてそれをパ
ターン付けし、完成したデバイスの発光領域下に位置す
べき領域のみでその層を除去する。エッチング液は、ア
ンモニウム２次セリウム硝酸塩、過塩素酸および脱イオ
ン水の混合物である。
【００２８】耐火性金属（例えばクロム、タングステ
ン、モリブデン、チタンおよびタンタル）およびそれら
の窒化物および珪化物（例えばWSi2またはMoSi2）なら
びに副化学量論的酸化物は、層１０のための適当な材料
である。これらは、高温で安定的であり、よってあらゆ
る後続のアニーリング工程において劣化に耐えるという
長所を有する。その金属自体は不活性雰囲気中でのスパ
ッタリングにより蒸着することができ、酸化物および窒
化物は酸素または窒素ガスの存在中でのスパッタリング
により蒸着することができる。その材料はエッチガスと
してＣＦ4を使用するプラズマエッチングによりパター
ン付けすることができる。一般的に非化学量論的（特に
副化学量論的）酸化物は層１０の材料として好ましいク
ラスである。
ン、モリブデン、チタンおよびタンタル）およびそれら
の窒化物および珪化物（例えばWSi2またはMoSi2）なら
びに副化学量論的酸化物は、層１０のための適当な材料
である。これらは、高温で安定的であり、よってあらゆ
る後続のアニーリング工程において劣化に耐えるという
長所を有する。その金属自体は不活性雰囲気中でのスパ
ッタリングにより蒸着することができ、酸化物および窒
化物は酸素または窒素ガスの存在中でのスパッタリング
により蒸着することができる。その材料はエッチガスと
してＣＦ4を使用するプラズマエッチングによりパター
ン付けすることができる。一般的に非化学量論的（特に
副化学量論的）酸化物は層１０の材料として好ましいク
ラスである。
【００２９】層１０のための他の適当な材料は炭素（特
に無定形炭素）およびアルミニウムである。アルミニウ
ムは比較的低い融点を有するが、アニーリング時間が短
い−例えば１００ns（例として）未満のパルス時間の局
部的レーザアニーリングを使用する場合−ならば、アル
ミニウムはアニーリングに耐えうる。
に無定形炭素）およびアルミニウムである。アルミニウ
ムは比較的低い融点を有するが、アニーリング時間が短
い−例えば１００ns（例として）未満のパルス時間の局
部的レーザアニーリングを使用する場合−ならば、アル
ミニウムはアニーリングに耐えうる。
【００３０】層１０は電気的絶縁体であることが好まし
い。これは、層１０と回路１４とデータラインなどとの
間の漂遊容量を防止する。
い。これは、層１０と回路１４とデータラインなどとの
間の漂遊容量を防止する。
【００３１】層１０を蒸着した後、必要であればパター
ン付けした後、ディスプレイデバイスの残りを蒸着す
る。層１０およびガラスシート２２上にパッシベーショ
ン層２８を蒸着する。これは、後続の蒸着工程のため完
全な基板を提供し、層１０を回路３から絶縁する。次
に、ＴＦＴ回路３を通常の方法で蒸着し、二酸化シリコ
ンの電気的絶縁性層２１がその上に蒸着される。二酸化
シリコンは必要に応じてアニーリングされる。絶縁性材
料のバンク８および透明インジウム−錫酸化物（ITO）
により作られるアノード電極２３が二酸化シリコン層２
１上に蒸着される。一般的に、アノードは好ましくは高
仕事関数材料であり、適当には４ｅｖの仕事関数を有
し、最適には４．５ｅＶを超える仕事関数を有する。別
の絶縁層２１ｂを蒸着およびパターン付けし、出力端子
２０へのアクセスを可能とする。
ン付けした後、ディスプレイデバイスの残りを蒸着す
る。層１０およびガラスシート２２上にパッシベーショ
ン層２８を蒸着する。これは、後続の蒸着工程のため完
全な基板を提供し、層１０を回路３から絶縁する。次
に、ＴＦＴ回路３を通常の方法で蒸着し、二酸化シリコ
ンの電気的絶縁性層２１がその上に蒸着される。二酸化
シリコンは必要に応じてアニーリングされる。絶縁性材
料のバンク８および透明インジウム−錫酸化物（ITO）
により作られるアノード電極２３が二酸化シリコン層２
１上に蒸着される。一般的に、アノードは好ましくは高
仕事関数材料であり、適当には４ｅｖの仕事関数を有
し、最適には４．５ｅＶを超える仕事関数を有する。別
の絶縁層２１ｂを蒸着およびパターン付けし、出力端子
２０へのアクセスを可能とする。
【００３２】電極２３の上でバンク２６の間に有機発光
材料の層１１を蒸着する。この例では、有機発光材料は
ＰＰＶである。ＰＰＶはデバイス全体の上に層として蒸
着することができ（例えば前駆体ポリマーのスピンコー
ティングにより）、次にパターン付けして個別ピクセル
の別個の発光領域を形成するか、または各ピクセルの発
光物質を別個に蒸着することができる（例えば、インク
ジェットプリンティングにより）。各ピクセルの発光材
料が別個に蒸着されれば、バンク３０はピクセルの境界
を規定するのに有用である。発光層２４は1000Ａ（オン
グストローム）前後の厚さである。インクジェットプリ
ンティングにより発光材料を蒸着するために、インクジ
ェットプリンタの噴霧ヘッドを使用して材料に噴霧す
る。適当な噴霧サイクルは毎秒１４，４００滴であり、
３０plの滴下体積である。
材料の層１１を蒸着する。この例では、有機発光材料は
ＰＰＶである。ＰＰＶはデバイス全体の上に層として蒸
着することができ（例えば前駆体ポリマーのスピンコー
ティングにより）、次にパターン付けして個別ピクセル
の別個の発光領域を形成するか、または各ピクセルの発
光物質を別個に蒸着することができる（例えば、インク
ジェットプリンティングにより）。各ピクセルの発光材
料が別個に蒸着されれば、バンク３０はピクセルの境界
を規定するのに有用である。発光層２４は1000Ａ（オン
グストローム）前後の厚さである。インクジェットプリ
ンティングにより発光材料を蒸着するために、インクジ
ェットプリンタの噴霧ヘッドを使用して材料に噴霧す
る。適当な噴霧サイクルは毎秒１４，４００滴であり、
３０plの滴下体積である。
【００３３】最後に、デバイス上にカソード電極２５を
蒸着する。カソードは好ましくは低仕事関数材料であ
り、適当には３．５ｅＶ未満の仕事関数を有し、最適に
は３ｅＶ未満の仕事関数を有する。その層はAL-Li、Y
b、Sm、Ca、Tbなどの金属または合金を含むことができ
る。
蒸着する。カソードは好ましくは低仕事関数材料であ
り、適当には３．５ｅＶ未満の仕事関数を有し、最適に
は３ｅＶ未満の仕事関数を有する。その層はAL-Li、Y
b、Sm、Ca、Tbなどの金属または合金を含むことができ
る。
【００３４】有機発光材料は一般的に高効率である。し
たがって、有機発光ディスプレイデバイスでは、発光領
域はディスプレイの総領域の２５％またはそれ未満をカ
バーするものとすることができる。残りは各ピクセルの
回路により占められる。例えば、ピクセル間隔が１つの
方向において３００μｍで別の方向に１００μｍである
場合、ピクセル領域は適当には９０×９０μｍ程度にな
る。図５に示すように、アノード２３とカソード２５の
間に印加される電圧を増加することにより、単位領域毎
の輝度を増加することができ、よって発光領域により占
められる領域をさらに減少させることができ−例えば総
ディスプレイ領域の５％〜１０％に−それでもピクセル
をよりハードに駆動することにより輝度を維持すること
ができる。これにより、回路１４により占められる領域
が増加し、回路により大きな電流処理能力を与える。こ
の状況で、非反射層１０は周囲光からの反射戻り光を減
少させ、てそれにより良好なコントラストを維持するた
めにさらに重要になる。発光のための他の手法を使用す
るデバイス中にも、上述と同程度に少ないピクセルのア
クティブ発光領域からの熱損失における問題がありうる
ことを述べておく。しかし、典型的な有機発光デバイス
中の発光層は非常に薄いので、それはバンク２６または
カソード２５などの隣接構造へ比較的容易に熱を放つこ
とができる。ＬＣＤデバイスでは、駆動はピクセルに充
てられたデバイス領域の割合を増加させ、より高い輝度
を可能とし、よって増加したコントラストを可能とす
る。
たがって、有機発光ディスプレイデバイスでは、発光領
域はディスプレイの総領域の２５％またはそれ未満をカ
バーするものとすることができる。残りは各ピクセルの
回路により占められる。例えば、ピクセル間隔が１つの
方向において３００μｍで別の方向に１００μｍである
場合、ピクセル領域は適当には９０×９０μｍ程度にな
る。図５に示すように、アノード２３とカソード２５の
間に印加される電圧を増加することにより、単位領域毎
の輝度を増加することができ、よって発光領域により占
められる領域をさらに減少させることができ−例えば総
ディスプレイ領域の５％〜１０％に−それでもピクセル
をよりハードに駆動することにより輝度を維持すること
ができる。これにより、回路１４により占められる領域
が増加し、回路により大きな電流処理能力を与える。こ
の状況で、非反射層１０は周囲光からの反射戻り光を減
少させ、てそれにより良好なコントラストを維持するた
めにさらに重要になる。発光のための他の手法を使用す
るデバイス中にも、上述と同程度に少ないピクセルのア
クティブ発光領域からの熱損失における問題がありうる
ことを述べておく。しかし、典型的な有機発光デバイス
中の発光層は非常に薄いので、それはバンク２６または
カソード２５などの隣接構造へ比較的容易に熱を放つこ
とができる。ＬＣＤデバイスでは、駆動はピクセルに充
てられたデバイス領域の割合を増加させ、より高い輝度
を可能とし、よって増加したコントラストを可能とす
る。
【００３５】非反射層１０の存在は、従来技術のデバイ
スのような外部コントラストフィルタの必要性を減少さ
せる。外部コントラストフィルタは、デバイスの発光を
大きく減衰させることがあるという欠点を有する。
スのような外部コントラストフィルタの必要性を減少さ
せる。外部コントラストフィルタは、デバイスの発光を
大きく減衰させることがあるという欠点を有する。
【００３６】光吸収材料１０の端部は図３に示すように
ピクセルの発光領域の端部と面一であることが望まし
い。しかし、これは必須ではない。光吸収材料１０の端
部は、デバイスの主面に垂直に見たときに（すなわち、
観察方向において）、ピクセルの発光領域の端部から突
き出し（proud）または窪んでいてもよい。いずれの場
合でも、光吸収材料は好ましくは格子構造をとり、その
中の各孔はデバイスのピクセルに対応する。
ピクセルの発光領域の端部と面一であることが望まし
い。しかし、これは必須ではない。光吸収材料１０の端
部は、デバイスの主面に垂直に見たときに（すなわち、
観察方向において）、ピクセルの発光領域の端部から突
き出し（proud）または窪んでいてもよい。いずれの場
合でも、光吸収材料は好ましくは格子構造をとり、その
中の各孔はデバイスのピクセルに対応する。
【００３７】ガラスが後続の蒸着のための適当な面とな
るならば、パッシベーション層２８を省略することがで
きる。この場合、光吸収層１０が電気的に導電性でな
く、短絡により回路１４の性能の損失を避けることが好
ましい。光吸収層が後続の蒸着のための適当な面となる
ならば、それをパッシベーション層２８上に蒸着するこ
とができる。
るならば、パッシベーション層２８を省略することがで
きる。この場合、光吸収層１０が電気的に導電性でな
く、短絡により回路１４の性能の損失を避けることが好
ましい。光吸収層が後続の蒸着のための適当な面となる
ならば、それをパッシベーション層２８上に蒸着するこ
とができる。
【００３８】層１０は、光吸収性を有する代わりまたは
それに加えて、光反射性材料とすることができる。
それに加えて、光反射性材料とすることができる。
【００３９】光吸収材料の層１０に加えてまたはその代
わりに、バンク３０を光不透過性材料から作り、または
バンク３０がその上に光不透過性材料層（好ましくは光
吸収性材料）を有することができる。後者の層をバンク
上に蒸着し、次にバンクとパターン付けすることができ
る。
わりに、バンク３０を光不透過性材料から作り、または
バンク３０がその上に光不透過性材料層（好ましくは光
吸収性材料）を有することができる。後者の層をバンク
上に蒸着し、次にバンクとパターン付けすることができ
る。
【００４０】回路１４は駆動ユニットにより制御され、
駆動ユニットは要求された信号をライン１３、１５およ
び１６に提供する。駆動ユニット、または少なくともそ
の一部をディスプレイの背面上に配置することができ
る。
駆動ユニットは要求された信号をライン１３、１５およ
び１６に提供する。駆動ユニット、または少なくともそ
の一部をディスプレイの背面上に配置することができ
る。
【００４１】現在の特許請求された発明に関連するか否
かにかかわらず、本発明は、明示的または暗示的にここ
に記載したいかなる特徴またはそれら特徴の組み合わせ
もしくはその一般化したものを含む。上記の説明によ
り、本発明の範囲内において種々の変形が可能であるこ
とが当業者に自明となろう。 ［図面の簡単な説明］
かにかかわらず、本発明は、明示的または暗示的にここ
に記載したいかなる特徴またはそれら特徴の組み合わせ
もしくはその一般化したものを含む。上記の説明によ
り、本発明の範囲内において種々の変形が可能であるこ
とが当業者に自明となろう。 ［図面の簡単な説明］
【図１】アクティブマトリクス有機発光デバイスの概略
的断面を示す。
的断面を示す。
【図２】有機発光ディスプレイデバイスの一部の概略的
平面図である。
平面図である。
【図３】図２のライン１Ａ−１Ａ’に沿った図２のデバ
イスの断面を示す。
イスの断面を示す。
【図４】デバイスのピクセルを制御するために使用され
る回路図を示す。
る回路図を示す。
【図５】有機発光ピクセルの印加電圧に対する電流密度
および輝度のプロットを示す。
および輝度のプロットを示す。
フロントページの続き
(72)発明者 ピヒラー・カール
アメリカ合衆国 ニューヨーク 12590
ワッピンジャーズ フォールズ ヒル
サイド アヴェニュー 18 セカンドフ
ロアー
(72)発明者 湯田坂 一夫
長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ
コーエプソン株式会社内
(56)参考文献 特開 平７−142169（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−12383（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−202287（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05B 33/00 - 33/28
Claims (20)
- 【請求項１】 透明なカバーシートと、 該カバーシートの後ろにある有機発光材料領域と、 前記カバーシートの後ろにあり、有機発光材料への電流
の流れを調整する回路領域と を含むディスプレイデバイスにおいて、 前記カバーシートと電流を調整するための前記回路領域
との間に、光不透過層を前記カバーシートに接して、備
えたことを特徴とする有機発光デバイス。 - 【請求項２】 光不透過層は光吸収層である請求項１に
記載の有機発光デバイス。 - 【請求項３】 光不透過層はカバーシートに近接する請
求項１または２に記載の有機発光デバイス。 - 【請求項４】 カバーシートの後ろに複数の有機発光材
料領域を備える請求項１ないし３のいずれかに記載され
た有機発光デバイス。 - 【請求項５】 カバーシートの後ろに複数の回路領域を
備え、各回路領域は、有機発光材料領域の個々の１つへ
電流の流れを調整する請求項４に記載の有機発光デバイ
ス。 - 【請求項６】 各有機発光領域は光不透過層によりフレ
ーム付けされている請求項１ないし５のいずれかに記載
の有機発光デバイス。 - 【請求項７】 光不透過層は可視周波数範囲において２
０％未満の反射率を有する請求項１ないし６のいずれか
に記載の有機発光デバイス。 - 【請求項８】 光不透過層は金属を含む請求項１ないし
７のいじれかに記載の有機発光デバイス。 - 【請求項９】 光不透過層は耐火性金属を含む請求項１
ないし８のいずれかに記載の有機発光デバイス。 - 【請求項１０】 光不透過層は非化学量論的金属酸化物
を含む請求項１ないし９のいずれかに記載の有機発光デ
バイス。 - 【請求項１１】 光不透過層は金属層および金属酸化物
層を含む請求項１ないし１０のいずれかに記載の有機発
光デバイス。 - 【請求項１２】 各発光領域は発光ポリマー材料により
形成される請求項１ないし１１のいずれかに記載の有機
発光デバイス。 - 【請求項１３】 各有機発光領域は発光共役材料により
形成される請求項１ないし１２のいずれかに記載の有機
発光デバイス。 - 【請求項１４】 各有機発光領域はポリ（ｐーフェニレ
ンビニレン）により形成される請求項１ないし１３のい
ずれかに記載の有機発光デバイス。 - 【請求項１５】 透明なカバーシート上に光不透過層の
領域をカバーシートに接して形成する工程と、 前記透明なカバーシートの、光不透過層により覆われて
いない領域に有機発光材料によって有機発光材料領域を
形成する工程と、 有機発光材料への電流の流れを制御する回路領域を光不
透過層上に形成する工程と、 を有する有機発光デバイスの形成方法。 - 【請求項１６】 光不透過層はスパッタリングにより形
成される請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 光不透過層はカバーシートに近接して
いる請求項１５または１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 発光材料領域は発光ポリマー材料によ
り形成される請求項１５ないし１７のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項１９】 発光材料領域は発光共役材料により形
成される請求項１５ないし１８のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項２０】 発光材料領域はポリ（ｐーフェニレン
ビニレン）により形成される請求項１５ないし１９のい
ずれかに記載の方法。
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