JP7403540B2 - 有機マイクロスクリーンの画素の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）マイクロスクリーンの技術分野に関する。
特に、本発明は、仮想現実又は拡張現実ヘッドセット及び眼鏡、カメラビューファインダ、ヘッドアップディスプレイ、ピコプロジェクタなどの製造に適用可能である。
先行技術、特に特許文献１から知られているトップエミッティング有機発光ダイオードマイクロスクリーンの画素は、連続して以下を含む。
－基板、
－可視スペクトルにおいて反射性であり、基板上に形成される第１電極、
－第１電極上に形成されるスペーサ層、
－白色光を発するように構成され、スペーサ層上に形成された有機発光層のスタック、
－可視スペクトルにおいて半透明であり、スタック上に形成される第２電極、光共振器を形成する第１及び第２電極。
－基板、
－可視スペクトルにおいて反射性であり、基板上に形成される第１電極、
－第１電極上に形成されるスペーサ層、
－白色光を発するように構成され、スペーサ層上に形成された有機発光層のスタック、
－可視スペクトルにおいて半透明であり、スタック上に形成される第２電極、光共振器を形成する第１及び第２電極。
スペーサ層は、第１、第２及び第３部分を有し、その厚さは、光共振器がスタックによって放射された白色光からの赤色、緑色及び青色光の透過をそれぞれ可能にするように調整されて、赤色、緑色及び青色のサブ画素をそれぞれ画定する。
従来技術からのこのような画素は、干渉フィルタを形成するファブリペロー光共振器によってカラーフィルタを省略することを考慮することを可能にする。フィルタされた波長の範囲は、スペーサ層の第１、第２及び第３部分の厚さによって決定され、光共振器が、有機発光層のスタックによって放射された白色光からの赤色、緑色及び青色光の透過をそれぞれ可能にするように、（第１及び第２電極によって区切られた）光キャビティの厚さを調整することができる。
このタイプのフィルタリングは、ボトムエミッティングマイクロスクリーンの場合と同様の方法で達成することができる。用語を簡単にするために、ボトムエミッションの場合、干渉効果ははるかに小さいが、共振器を引き続き参照する。
しかしながら、従来技術からのそのような画素は、赤色、緑色及び青色のサブ画素を電子的に制御することが、スペーサ層及び／又は有機発光層のスタック内の導電層による隣接するサブ画素間の横方向電気伝導の存在に起因して、隣接するサブ画素間のクロストーク現象を引き起こしやすいという点で、完全に満足できるものではない。
本発明は、上記の欠点を完全に又は部分的に是正することを目的とする。この目的のために、本発明の１つの主題は、有機発光ダイオードマイクロスクリーンの画素を製造する方法であって、以下を連続して含む。
ａ）構造化された第１電極を含む基板を設け、
ｂ）構造化された前記第１電極上に誘電体層を形成し、
ｃ）構造化された前記第１電極がフリー領域を有するように、前記誘電体層に開口部を形成し、該開口部は、赤、緑、及び青のサブ画素を受けることを意図し、
ｄ）可視スペクトルにおいて透明であり、導電性であり、かつ、以下を含むスペーサ層を形成し、
－前記誘電体層上に延在する第１部分、
－前記開口部内の、構造化された前記第１電極の前記フリー領域上に延在する第２部分、
ｅ）前記スペーサ層の第１部分を除去し、
ｆ）白色光を発するように構成され、以下を含む有機発光層のスタックを形成し、
－前記誘電体層上に延在する第１部分、
－前記開口部の内側で、前記スペーサ層の第２部分上に延びる第２部分、
ｇ）有機発光層の前記スタック上に第２電極を形成し、前記第１電極との光共振器を得て、
ステップｄ）は、前記スペーサ層の第２部分が、前記開口部内で第１厚さ、第２厚さ、第３厚さを有し、これらの厚さは、光共振器がそれぞれ有機発光層の前記スタックによって放射された白色光からの赤色、緑色、及び青色光を透過できるように設計されている。
ａ）構造化された第１電極を含む基板を設け、
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ｇ）有機発光層の前記スタック上に第２電極を形成し、前記第１電極との光共振器を得て、
ステップｄ）は、前記スペーサ層の第２部分が、前記開口部内で第１厚さ、第２厚さ、第３厚さを有し、これらの厚さは、光共振器がそれぞれ有機発光層の前記スタックによって放射された白色光からの赤色、緑色、及び青色光を透過できるように設計されている。
このような本発明の方法によれば、隣接するサブ画素間のクロストークの影響を大幅に低減しつつ、ファブリペロー光共振器を得ることができる。これは、次の理由で可能となる。
（ｉ）ステップｅ）でスペーサ層の第１部分を除去し、
（ｉｉ）ステップｆ）で、有機発光層のスタックの第２部分（すなわち、電極間に位置する有効部分）を開口部の内側に埋め込む。
（ｉ）ステップｅ）でスペーサ層の第１部分を除去し、
（ｉｉ）ステップｆ）で、有機発光層のスタックの第２部分（すなわち、電極間に位置する有効部分）を開口部の内側に埋め込む。
したがって、本発明のこのような方法によれば、スペーサ層の第１部分や有機発光層のスタック内の導電層の存在に起因しやすい横方向の電気伝導をなくすことができる。
このような本発明の方法によれば、構造化された第１電極のエッジにスペーサ層が存在することを保証することができ、エッジ効果を回避することができる。これは、ステップｄ）でスペーサ層の第２部分を開口の内側に埋め込むことによって可能になる。
定義
－用語「マイクロスクリーン」は、各画素の面積が３０μｍ×３０μｍ以下であるスクリーンを意味するものと理解される。
－用語「基板」は、好ましくは電子デバイス又は電子部品の集積化を可能にする基材からなる自立性の物理的キャリア（self-supporting physical carrier）を意味するものと理解される。例えば、基板は、従来、半導体材料の単結晶インゴットから切り出されたウエハである。
－用語「構造化された電極」は、一組のパターンを画定する不連続な表面を示す電極を意味するものと理解される。
－用語「誘電体層」は、３００Ｋにおいて１０－８Ｓ．ｃｍ－１未満の導電率を有する誘電体材料で形成された層を意味するものと理解される。
－用語「フリー領域」は、誘電体層によって覆われていない第１電極の領域を意味するものと理解される。
－用語「可視スペクトル」は、３８０ｎｍ～７８０ｎｍの電磁スペクトルを意味するものと理解される。
－用語「透明」は、可視スペクトルにわたって平均化された７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらにより好ましくは９０％以上の強度透過係数をスペーサ層が有することを意味するものと理解される。
－用語「導電性」は、スペーサ層が３００Ｋで１０２Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有することを意味するものと理解される。
－「開口部の内側」という用語は、スペーサ層の第２部分の表面が誘電体層の表面よりも低いレベルに位置することを意味するものと理解される。同様に、有機発光層のスタックの第２部分の表面は、誘電体層の表面よりも低いレベルに位置することが理解される。
－「厚さ」という用語は、画素又はサブ画素の表面に対する法線に沿った寸法を意味するものと理解される。
定義
－用語「マイクロスクリーン」は、各画素の面積が３０μｍ×３０μｍ以下であるスクリーンを意味するものと理解される。
－用語「基板」は、好ましくは電子デバイス又は電子部品の集積化を可能にする基材からなる自立性の物理的キャリア（self-supporting physical carrier）を意味するものと理解される。例えば、基板は、従来、半導体材料の単結晶インゴットから切り出されたウエハである。
－用語「構造化された電極」は、一組のパターンを画定する不連続な表面を示す電極を意味するものと理解される。
－用語「誘電体層」は、３００Ｋにおいて１０－８Ｓ．ｃｍ－１未満の導電率を有する誘電体材料で形成された層を意味するものと理解される。
－用語「フリー領域」は、誘電体層によって覆われていない第１電極の領域を意味するものと理解される。
－用語「可視スペクトル」は、３８０ｎｍ～７８０ｎｍの電磁スペクトルを意味するものと理解される。
－用語「透明」は、可視スペクトルにわたって平均化された７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらにより好ましくは９０％以上の強度透過係数をスペーサ層が有することを意味するものと理解される。
－用語「導電性」は、スペーサ層が３００Ｋで１０２Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有することを意味するものと理解される。
－「開口部の内側」という用語は、スペーサ層の第２部分の表面が誘電体層の表面よりも低いレベルに位置することを意味するものと理解される。同様に、有機発光層のスタックの第２部分の表面は、誘電体層の表面よりも低いレベルに位置することが理解される。
－「厚さ」という用語は、画素又はサブ画素の表面に対する法線に沿った寸法を意味するものと理解される。
本発明による方法は、以下の特徴の１つ以上を含むことができる。
本発明の一特徴によれば、ステップｅ）は、スペーサ層の第２部分及び誘電体層が、ステップｅ）の終わりに１００ｎｍ以上のステップ高さを有するように実行される。
用語「ステップ高さ」は、誘電体層の表面とスペーサ層の第２部分の表面との間の、画素の表面に対する法線に沿った寸法を意味するものと理解される。
このようなステップ高さによって得られる１つの利点は、赤、緑、及び青のサブ画素間のクロストークの影響を大幅に低減できることである。具体的には、有機発光層のスタック内の導電層の存在によって引き起こされやすい横方向の電気伝導は、このステップ高さによって大きく制限される。
本発明の１つの特徴によれば、ステップｅ）は、化学機械研磨によって行われる。
このように、得られる１つの利点は、スペーサ層の第１部分を除去する動作の速度である。
本発明の１つの特徴によれば、ステップｄ）で形成されたスペーサ層は、可視スペクトルにおいて導電性で透明な少なくとも１つの酸化物を含む。
本発明の１つの特徴によれば、前記酸化物又は複数の前記酸化物は、インジウム錫酸化物、錫酸化物ＳｎＯ２及び亜鉛酸化物ＺｎＯから選択される。
本発明の一特徴によれば、ステップｄ）は、前記第１厚さが１００ｎｍ、前記第２厚さが５０ｎｍ、前記第３厚さが１０ｎｍとなるように行われる。
本発明の一特徴によれば、ステップｃ）で形成された前記開口部は、５００ｎｍ～１０μｍの幅である。
本発明の一特徴によれば、ステップｂ）で形成された誘電体層は、ＳｉＯ２及びＳｉＮから選択された材料からなる。
本発明の一特徴によれば、ステップｂ）で形成された誘電体層は、１５０ｎｍ～３００ｎｍの厚さを有する。
このようにして得られる１つの利点は、以下の両方の組み合わせである。
－ステップｂ）で行われた化学機械研磨による材料の消費後に、スペーサ層の第２部分と誘電体層との間に、満足なステップ高さ（典型的には１００ｎｍ以上）を達成するのに十分な厚さ、
－誘電体層の形成時間を過度に増加させない程度に十分に薄い厚さ。
－ステップｂ）で行われた化学機械研磨による材料の消費後に、スペーサ層の第２部分と誘電体層との間に、満足なステップ高さ（典型的には１００ｎｍ以上）を達成するのに十分な厚さ、
－誘電体層の形成時間を過度に増加させない程度に十分に薄い厚さ。
本発明の１つの特徴によれば、第１及び第２電極は、金属材料からなり、好ましくはＡｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｗから選択され、及び／又は、透明導電性酸化物からなる。
このような金属材料は、可視スペクトルにおける高強度の反射係数と高い電気伝導率の両方を示す。電極が透明又は半透明でなければならない場合、可視スペクトルにおいて導電性で透明である酸化物が優先される。
本発明の１つの特徴によれば、ステップａ）で設けられた基板は可視スペクトルにおいて透明であり、ステップａ）で設けられた構造化された第１電極は可視スペクトルにおいて半透明であり、ステップｇ）で形成された第２電極は可視スペクトルにおいて反射性である。
用語「透明」は、基板が、可視スペクトルにわたって平均化された７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらにより好ましくは９０％以上の強度透過係数を有することを意味するものと理解される。
用語「半透明」は、構造化された第１電極が、可視スペクトルにわたって平均化された３０％～７０％の強度透過係数を有することを意味するものと理解される。
用語「反射性」は、第２電極が、可視スペクトルにわたって平均化された７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらにより好ましくは９０％以上の強度反射係数を有することを意味するものと理解される。
このようにして得られる１つの利点は、いわゆるボトムエミッティング構造、すなわち基板を通して発光する構造を得ることである。
本発明の１つの特徴によれば、ステップａ）で設けられた基板は、半導体材料、好ましくはシリコン又はガラスでからなり、ステップａ）で設けられた構造化された第１電極は、可視スペクトルにおいて反射性であり、ステップｇ）で形成された第２電極は、可視スペクトルにおいて半透明である。
用語「半導体」は、材料が３００Kにおいて１０－８Ｓ．ｃｍ－１～１０２Ｓ．ｃｍ－１の間の電気伝導率を有することを意味するものと理解される。
用語「反射性」は、構造化された第１電極が、可視スペクトルにわたって平均化された７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらにより好ましくは９０％以上の強度反射係数を有することを意味するものと理解される。
用語「半透明」は、第２電極が、可視スペクトルにわたって平均化された３０％～７０％の強度透過係数を有することを意味するものと理解される。
このようにして得られる１つの利点は、トップエミッティング構造、すなわち第２電極を通しての発光を得ることである。そして、基板は、マイクロスクリーンの発光効率に影響を与えることなく、赤、緑及び青のサブ画素を制御するための回路を含むことができる。基板がガラスである場合にはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）回路が選択され、基板が半導体材料、特にＳｉである場合にはＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）回路が選択される。
他の特徴及び利点は、本発明の様々な実施形態の詳細な開示から明らかになり、その開示は、例及び添付図面への参照を伴う。
なお、上記の図面は、読みやすさと理解しやすさのために概略図であり、縮尺通りではない。
簡単のために、種々の実施形態において同一であるか、又は同一の機能を実行する要素は、同一の符号を有する。
図１～８に示すように、本発明の１つの主題は、有機発光ダイオードマイクロスクリーンの画素を製造する方法であって、以下の連続するステップを含む。
ａ）構造化された第１電極Ｅ１を含む基板１を提供し、
ｂ）構造化された第１電極Ｅ１上に誘電体層２を形成し、
ｃ）構造化された第１電極Ｅ１がフリー領域ＺＬを有するように、誘電体層２に開口部２０を形成し、開口部２０は、赤、緑、及び青のサブ画素ＰＲ、ＰＶ、ＰＢを受けることを意図し、
ｄ）可視スペクトルにおいて透明であり、導電性であり、以下を含むスペーサ層３を形成し、
－誘電体層２上に延在する第１部分３０、及び
－開口部２０内において、構造化された第１電極Ｅ１のフリー領域ＺＬ上に延在する第２部分３１、
ｅ）スペーサ層３の第１部分３０を除去し、
ｆ）白色光を放射するように構成され、以下を含む有機発光層のスタック４を形成し、
－誘電体層２上に延在する第１部分４０、及び
－開口部２０内において、スペーサ層３の第２部分３１上に延在する第２部分４１、
ｇ）第１電極Ｅ１との光共振器を得るために、有機発光層のスタック４上に第２電極Ｅ２を形成し、
ステップｄ）は、スペーサ層３の第２部分３１が、光共振器が有機発光層のスタック４によって放射された白色光からの赤色、緑色、及び青色の光をそれぞれ透過可能にするように設計された、開口部２０内の第１、第２、第３厚さを有するように実行される。
ａ）構造化された第１電極Ｅ１を含む基板１を提供し、
ｂ）構造化された第１電極Ｅ１上に誘電体層２を形成し、
ｃ）構造化された第１電極Ｅ１がフリー領域ＺＬを有するように、誘電体層２に開口部２０を形成し、開口部２０は、赤、緑、及び青のサブ画素ＰＲ、ＰＶ、ＰＢを受けることを意図し、
ｄ）可視スペクトルにおいて透明であり、導電性であり、以下を含むスペーサ層３を形成し、
－誘電体層２上に延在する第１部分３０、及び
－開口部２０内において、構造化された第１電極Ｅ１のフリー領域ＺＬ上に延在する第２部分３１、
ｅ）スペーサ層３の第１部分３０を除去し、
ｆ）白色光を放射するように構成され、以下を含む有機発光層のスタック４を形成し、
－誘電体層２上に延在する第１部分４０、及び
－開口部２０内において、スペーサ層３の第２部分３１上に延在する第２部分４１、
ｇ）第１電極Ｅ１との光共振器を得るために、有機発光層のスタック４上に第２電極Ｅ２を形成し、
ステップｄ）は、スペーサ層３の第２部分３１が、光共振器が有機発光層のスタック４によって放射された白色光からの赤色、緑色、及び青色の光をそれぞれ透過可能にするように設計された、開口部２０内の第１、第２、第３厚さを有するように実行される。
ステップａ）及びｂ）を図１に示す。ステップｃ）を図２に示す。ステップｄ）は、図３から図５に示されている。ステップｅ）を図６に示す。ステップｆ）を図７に示す。ステップｇ）を図８に示す。
基板とアーキテクチャの種類
ボトムエミッティングアーキテクチャとして知られる第１アーキテクチャによれば、
－ステップａ）で設けられた基板１は、可視スペクトルにおいて透明であり、ガラス製であってもよい。
－ステップａ）で設けられた構造化された第１電極Ｅ１は、可視光スペクトルにおいて半透明であり、例えば、透明導電性酸化物から形成されていてもよい。
－ステップｇ）で形成された第２電極Ｅ２は、可視スペクトルにおいて反射性を有し、例えば、金属材料で形成されていてもよい。
ボトムエミッティングアーキテクチャとして知られる第１アーキテクチャによれば、
－ステップａ）で設けられた基板１は、可視スペクトルにおいて透明であり、ガラス製であってもよい。
－ステップａ）で設けられた構造化された第１電極Ｅ１は、可視光スペクトルにおいて半透明であり、例えば、透明導電性酸化物から形成されていてもよい。
－ステップｇ）で形成された第２電極Ｅ２は、可視スペクトルにおいて反射性を有し、例えば、金属材料で形成されていてもよい。
トップエミッティングアーキテクチャとして知られる第２アーキテクチャによれば、
－ステップａ）で設けられた基板１は、半導体材料、好ましくはシリコン又はガラスからなる。
－ステップａ）で設けられた構造化された第１電極Ｅ１は、可視スペクトルにおいて反射性であり、例えば、金属材料から形成されていてもよい。
－ステップｇ）で形成された第２電極Ｅ２は、可視光スペクトルにおいて半透明であり、例えば、透明導電性酸化物からなる。
－ステップａ）で設けられた基板１は、半導体材料、好ましくはシリコン又はガラスからなる。
－ステップａ）で設けられた構造化された第１電極Ｅ１は、可視スペクトルにおいて反射性であり、例えば、金属材料から形成されていてもよい。
－ステップｇ）で形成された第２電極Ｅ２は、可視光スペクトルにおいて半透明であり、例えば、透明導電性酸化物からなる。
構造化された第１電極
構造化された第１電極Ｅ１は、有利には金属材料で形成され、好ましくは、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｗから選択されるか、又は透明導電性酸化物で形成される。
構造化された第１電極Ｅ１は、有利には金属材料で形成され、好ましくは、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｗから選択されるか、又は透明導電性酸化物で形成される。
第１電極Ｅ１はアノードであることが好ましい。ただし、第１電極Ｅ１は、有機発光層のスタック４の構造が反転していれば、カソードであってもよい。
ステップａ）は、以下のステップを含むことができる。
ａ１）基板１を提供し、
ａ２）当業者に公知の堆積技術を用いて、ブランケット堆積により基板１上に第１電極Ｅ１を堆積し、
ａ３）リソグラフィにより第１電極Ｅ１を構成する。
ａ１）基板１を提供し、
ａ２）当業者に公知の堆積技術を用いて、ブランケット堆積により基板１上に第１電極Ｅ１を堆積し、
ａ３）リソグラフィにより第１電極Ｅ１を構成する。
構造化された第１電極Ｅ１のパターンは、０．５μｍ～１μｍの幅で分離されていることが好ましい。この幅により、好ましくは４μｍ～５μｍのマイクロスクリーンのサブ画素のマトリックス配列のピッチを得ることができる。
アーキテクチャがボトムエミッティングアーキテクチャである場合、構造化された第１電極Ｅ１は、可視スペクトルにおいて半透明になるように設計された厚さを有する。第１電極Ｅ１は、例えば透明導電性酸化物（例えばＩＴＯ）からなる。
アーキテクチャがトップエミッティングアーキテクチャである場合、構造化された第１電極Ｅ１は、可視スペクトルにおいて反射するように設計された厚さを有する。第１電極Ｅ１は、例えば、金属材料からなる。
誘電体層
ステップｂ）で形成された誘電体層２は、ＳｉＯ２及びＳｉＮから選択された材料からなることが好ましい。
ステップｂ）で形成された誘電体層２は、ＳｉＯ２及びＳｉＮから選択された材料からなることが好ましい。
ステップｂ）は、当業者に公知の堆積技術を用いて実施することができる。
ステップｂ）で形成された誘電体層２の厚さは、有利には、１５０ｎｍ～３００ｎｍである。
ステップｃ）は、有機発光層のスタック４の堆積の不連続性を保証するために、スペーサ層３及び誘電体層２の第２部分３１がステップｅ）の終わりに１００ｎｍ以上のステップ高さを有するのに十分に急峻なエッチング側壁を得るために、当業者に知られたエッチング技術を用いて実施することができる。ステップｃ）で形成された開口部２０は、有利には、５００ｎｍ～１０μｍの幅を有する。誘電体層２の開口部２０は、矩形の断面を有していてもよい。ここで、「断面」とは、画素表面の法線に沿った断面、すなわち、誘電体層２の厚みを意味するものとする。変形例として、誘電体層２の開口部２０は、異なる形状の断面を有することができ、これは、光の抽出に有益であり、例えば放物線状の断面を有する。
スペーサ層の形成
ステップｄ）で形成されたスペーサ層３は、有利には、導電性であり、可視スペクトルにおいて透明である少なくとも１つの酸化物（以下、透明導電性酸化物のＴＣＯと呼ぶ）を含む。酸化物は、有利には、酸化インジウムスズ、酸化スズＳｎＯ２及び酸化亜鉛ＺｎＯから選択される。酸化亜鉛ＺｎＯは、アルミニウムドープされていることが好ましい。酸化スズＳｎＯ２は、アルミニウムがドープされていることが好ましい。酸化インジウムスズ、酸化スズＳｎＯ２及び酸化亜鉛ＺｎＯの他の誘導体も考えられる。
ステップｄ）で形成されたスペーサ層３は、有利には、導電性であり、可視スペクトルにおいて透明である少なくとも１つの酸化物（以下、透明導電性酸化物のＴＣＯと呼ぶ）を含む。酸化物は、有利には、酸化インジウムスズ、酸化スズＳｎＯ２及び酸化亜鉛ＺｎＯから選択される。酸化亜鉛ＺｎＯは、アルミニウムドープされていることが好ましい。酸化スズＳｎＯ２は、アルミニウムがドープされていることが好ましい。酸化インジウムスズ、酸化スズＳｎＯ２及び酸化亜鉛ＺｎＯの他の誘導体も考えられる。
ステップｄ）は、スペーサ層３の第２部分３１が、赤、緑、及び青のサブ画素ＰＲ、ＰＶ、ＰＢをそれぞれ受けることを意図した、開口部２０内の第１、第２、及び第３厚さを有するように実行される。この目的のために、ステップｄ）は、以下の連続するステップを含むことができる。
ｄ１）誘電体層２上及び誘電体層２の開口部２０内に第１ＴＣＯ３ａを堆積し、
ｄ２）青色サブ画素ＰＢを受けるための開口部２０をマスキングし、
ｄ３）第１ＴＣＯ上に第２ＴＣＯ３ｂを配置し、
ｄ４）緑色サブ画素ＰＶを受けるための開口部２０をマスキングし、
ｄ５）第２ＴＣＯ上に第３ＴＣＯ３ｃを配置する。
ステップｄ１）を図３に示す。ステップｄ２）及びｄ３）を図４に示す。ステップｄ４）及びｄ５）を図５に示す。
ｄ１）誘電体層２上及び誘電体層２の開口部２０内に第１ＴＣＯ３ａを堆積し、
ｄ２）青色サブ画素ＰＢを受けるための開口部２０をマスキングし、
ｄ３）第１ＴＣＯ上に第２ＴＣＯ３ｂを配置し、
ｄ４）緑色サブ画素ＰＶを受けるための開口部２０をマスキングし、
ｄ５）第２ＴＣＯ上に第３ＴＣＯ３ｃを配置する。
ステップｄ１）を図３に示す。ステップｄ２）及びｄ３）を図４に示す。ステップｄ４）及びｄ５）を図５に示す。
ステップｄ１）、ｄ３）、ｄ５）は、当業者に公知の堆積技術を用いて実行される。ステップｄ２）、ｄ４）は、感光性樹脂５を用いて行うことができる。スペーサ層３の第２部分３１の第１厚さは、ステップｄ１）で堆積された第１ＴＣＯ３ａの厚さに対応する。スペーサ層３の第２部分３１の第２厚さは、ステップｄ１）及びｄ３）でそれぞれ堆積された第１ＴＣＯ３ａ及び第２ＴＣＯ３ｂの厚さの合計に対応する。スペーサ層３の第２部分３１の第３厚さは、ステップｄ１）、ｄ３）及びｄ５）でそれぞれ堆積された第１ＴＣＯ３ａ、第２ＴＣＯ３ｂ及び第３ＴＣＯ３ｃの厚さの合計に対応する。なお、第１ＴＣＯ３ａ、第２ＴＣＯ３ｂ、第３ＴＣＯ３ｃは、同一の材料でも異なる材料でもよい。
ステップｄ）は、有利には、第１厚さが１００ｎｍ、第２厚さが５０ｎｍ、第３厚さが１０ｎｍとなるように実施される。これらの厚さの値は、実験的な堆積条件にリンクした通常の許容範囲内で理解され、用語の数学的意味において完全に等しい値ではない。
スペーサ層の除去
ステップｅ）は、有利には、スペーサ層３及び誘電体層２の第２部分３１がステップｅ）の最後で１００ｎｍ以上のステップ高さを有するように実施される。
ステップｅ）は、有利には、スペーサ層３及び誘電体層２の第２部分３１がステップｅ）の最後で１００ｎｍ以上のステップ高さを有するように実施される。
ステップｅ）は、有利には化学機械研磨によって実施される。ステップｅ）は、誘電体層２の表面を解放するために行われる。また、このようなステップｅ）により、誘電体層２の表面を平坦化することができる。
ステップｅ）は、スペーサ層３の第１部分３０が過度に薄い厚さを有する場合、下にある誘電体層２の一部の除去を伴うことがある。
次に、ステップｄ２）及びｄ４）で使用した開口部２０内に残留する感光性樹脂５を、ステップｅ）の後に、当業者に公知の剥離技術を用いて除去する。
次に、図６ｂｉｓに示すように、誘電体層２の自由表面及びスペーサ層３の第２部分３１上に誘電体膜２'を形成するのが有利である。非限定的な例として、誘電体膜２'は、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５から選択される材料で形成されてもよい。誘電体膜２'の厚さは、１ｎｍ～１０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ～５ｎｍであることが好ましい。誘電体膜２'は、原子層堆積（atomic layer deposition：ＡＬＤ）によって形成することができる。次に、トレンチの底部の開口部２０内の誘電体膜２'をエッチングして、スペーサ層３の第２部分３１を解放する。誘電体膜２'は、赤、緑、青のサブ画素ＰＲ、ＰＶ、ＰＢの寸法が不当に小さくならないように開口部２０の底部でエッチングされるとともに、電気的な絶縁機能が保証される。開口部２０の底部の誘電体膜２'のエッチングは、リソグラフィによって行うことができる。得られた誘電体膜２'は、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との短絡を避けるように配置されている。必要に応じて、ステップｆ）は、有機発光層のスタック４の第１部分４０が誘電体膜２'上に延びるように実行される。
有機発光層のスタック
ステップｆ）で形成された有機発光層のスタック４は、赤、緑、青のサブ画素ＰＲ、ＰＶ、ＰＢ毎に一定の厚さを有する。
ステップｆ）で形成された有機発光層のスタック４は、赤、緑、青のサブ画素ＰＲ、ＰＶ、ＰＢ毎に一定の厚さを有する。
非限定的な例として、スタック４は、タンデムアーキテクチャにおいて３つの発光層を含むことができる。より正確には、構造化された第１電極Ｅ１がアノードであり、第２電極Ｅ２がカソードである場合、スタック４は、以下を含み得る。
－構造化された第１電極Ｅ１上に形成される第１正孔輸送層、
－第１正孔輸送層上に形成された青色光を発する第１発光層、
－第１発光層上に形成される第１電子輸送層、
－第１電子輸送層上に形成される電荷発生層（相互接続層としても知られる）、
－電荷発生層上に形成される第２正孔輸送層、
－第２正孔輸送層上に形成された緑色光を発する第２発光層、
－第２発光層上に形成された赤色光を発する第３発光層、
－第３発光層上に形成され、第２電極Ｅ２で被覆される第２電子輸送層。
－構造化された第１電極Ｅ１上に形成される第１正孔輸送層、
－第１正孔輸送層上に形成された青色光を発する第１発光層、
－第１発光層上に形成される第１電子輸送層、
－第１電子輸送層上に形成される電荷発生層（相互接続層としても知られる）、
－電荷発生層上に形成される第２正孔輸送層、
－第２正孔輸送層上に形成された緑色光を発する第２発光層、
－第２発光層上に形成された赤色光を発する第３発光層、
－第３発光層上に形成され、第２電極Ｅ２で被覆される第２電子輸送層。
変形例として、スタック４は、以下を含むことができる。
－タンデム構造（従来の構造）に配置されない、それぞれ青色、緑色及び赤色光を発光する３つの発光層。
－従来の構造に配置された、それぞれ黄色及び青色光を発する２つの発光層;
－タンデム構造に配置された、それぞれ黄色及び青色光を発する２つの発光層。
－タンデム構造（従来の構造）に配置されない、それぞれ青色、緑色及び赤色光を発光する３つの発光層。
－従来の構造に配置された、それぞれ黄色及び青色光を発する２つの発光層;
－タンデム構造に配置された、それぞれ黄色及び青色光を発する２つの発光層。
ステップｆ）は、当業者に公知の堆積技術を用いて実施される。
第２電極
第２電極Ｅ２は、好ましくは、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｗから選択される金属材料、又は透明導電性酸化物で形成される。
第２電極Ｅ２は、好ましくは、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｗから選択される金属材料、又は透明導電性酸化物で形成される。
第２電極Ｅ２はカソードであることが好ましい。ただし、有機発光層のスタック４の構造が反転している場合には、第２電極Ｅ２をアノードとしてもよい。
ステップｇ）は、当業者に公知の堆積技術を用いて実施され、ステップｇ）は、有機発光層のスタック４の第１部分４０と第２部分４１との間のステップにおける変化を保証するために、十分にコンフォーマルな堆積を介して実施されることが好ましい。
第２電極Ｅ２は、有利には、空気及び湿度から第２電極Ｅ２及び有機発光層のスタック４を保護するように設計された封止層（図示せず）で被覆されている。
アーキテクチャがボトムエミッティングアーキテクチャである場合、第２電極Ｅ２は、可視スペクトルにおいて反射するように設計された厚さを有する。第２電極Ｅ２は、例えば金属材料で形成される。
アーキテクチャがトップエミッティングアーキテクチャである場合、第２電極Ｅ２は、可視スペクトルにおいて半透明であるように設計された厚さを有する。第２電極Ｅ２は、例えば、透明な導電性酸化物（例えばＩＴＯ）からなる。
本発明は、開示された実施形態に限定されない。当業者は、実施形態の技術的に有効な組み合わせを考慮し、それらを等価物に置き換えることができる。
Claims (12)
- 有機発光ダイオードマイクロスクリーンの画素を製造する方法であって、以下を連続して含む方法。
ａ）構造化された第１電極（Ｅ１）を含む基板（１）を設け、
ｂ）構造化された前記第１電極（Ｅ１）上に誘電体層（２）を形成し、
ｃ）構造化された前記第１電極（Ｅ１）がフリー領域（ＺＬ）を有するように、前記誘電体層（２）に開口部（２０）を形成し、該開口部（２０）は、赤、緑、及び青のサブ画素（ＰＲ、ＰＶ、ＰＢ）を受けることを意図し、
ｄ）可視スペクトルにおいて透明であり、導電性であり、かつ、以下を含むスペーサ層（３）を形成し、
－前記誘電体層（２）上に延在する第１部分（３０）、
－前記開口部（２０）内の、構造化された前記第１電極（Ｅ１）の前記フリー領域（ＺＬ）上に延在する第２部分（３１）、
ｅ）前記スペーサ層（３）の第１部分（３０）を除去し、
ｆ）白色光を発するように構成され、以下を含む有機発光層のスタック（４）を形成し、
－前記誘電体層（２）上に延在する第１部分（４０）、
－前記開口部（２０）の内側で、前記スペーサ層（３）の第２部分（３１）上に延びる第２部分（４１）、
ｇ）有機発光層の前記スタック（４）上に第２電極（Ｅ２）を形成し、前記第１電極（Ｅ１）との光共振器を得て、
ステップｄ）は、前記スペーサ層（３）の第２部分（３１）が、前記開口部（２０）内で第１厚さ、第２厚さ、第３厚さを有し、これらの厚さは、光共振器がそれぞれ有機発光層の前記スタック（４）によって放射された白色光からの赤色、緑色、及び青色光を透過できるように設計されている。 - 前記スペーサ層（３）の第２部分（３１）及び前記誘電体層（２）が、ステップｅ）の終わりに１００ｎｍ以上のステップ高さを有するように、ステップｅ）が実行される、請求項１に記載の方法。
- ステップｅ）は、化学機械研磨によって行われることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
- ステップｄ）で形成された前記スペーサ層（３）は、可視スペクトルにおいて導電性で透明な少なくとも１つの酸化物を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
- 前記酸化物又は複数の前記酸化物は、インジウムスズ酸化物、スズ酸化物ＳｎＯ２及び亜鉛酸化物ＺｎＯから選択されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
- ステップｄ）は、前記第１厚さが１００ｎｍ、前記第２厚さが５０ｎｍ、前記第３厚さが１０ｎｍである、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
- ステップｃ）で形成された前記開口部（２０）の幅は５００ｎｍ～１０μｍである、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
- ステップｂ）で形成された前記誘電体層（２）は、ＳｉＯ２及びＳｉＮから選択された材料からなる、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。
- ステップｂ）で形成された前記誘電体層（２）の厚さは、１５０ｎｍ～３００ｎｍである、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
- 前記第１電極（Ｅ１）及び前記第２電極（Ｅ２）は、金属材料からなる、及び／又は、透明導電性酸化物からなる、請求項１～９いずれか１項に記載の方法。
- 請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法であって、
－ステップａ）で設けられた前記基板（１）は、可視スペクトルにおいて透明であり、
－ステップａ）で設けられた構造化された前記第１電極（Ｅ１）は、可視スペクトルにおいて半透明であり、
－ステップｇ）で形成された前記第２電極（Ｅ２）は、可視スペクトルにおいて反射性である。 - 請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法であって、
－ステップａ）で設けられた前記基板（１）が、半導体材料又はガラスであり、
－ステップａ）で設けられた構造化された前記第１電極（Ｅ１）は、可視スペクトルにおいて反射性であり、
－ステップｇ）で形成された前記第２電極（Ｅ２）は、可視スペクトルにおいて半透明である。
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