有機装置のための透明コンタクト
【課題】非常に信頼できる、実質的に透明であり、そして製造するのに比較的安価である３色有機発光装置を提供すること。
【解決手段】多色有機光放射装置は、有機化合物から加工される二重ヘテロ構造体の装置の垂直に積層された層(308, 310, 312) を用いる。その垂直に積層された構造体(300) は、ITOの透明被膜(304) 又は支持体を供給するための類似する金属を有するガラスベース上に形成される。垂直に積層された配置の３種の二重ヘテロ構造体の装置(308, 310, 312) が、支持体上に付着され、個々は適切な有機材料から加工される。積層化は、最長の波長を有する二重ヘテロ構造体が積層体の上部に存在するよう実施される。
【解決手段】多色有機光放射装置は、有機化合物から加工される二重ヘテロ構造体の装置の垂直に積層された層(308, 310, 312) を用いる。その垂直に積層された構造体(300) は、ITOの透明被膜(304) 又は支持体を供給するための類似する金属を有するガラスベース上に形成される。垂直に積層された配置の３種の二重ヘテロ構造体の装置(308, 310, 312) が、支持体上に付着され、個々は適切な有機材料から加工される。積層化は、最長の波長を有する二重ヘテロ構造体が積層体の上部に存在するよう実施される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多色性有機発光装置、及びより特定には、フラットパネル電子表示、ヘッド−アップ表示、等に使用するためのそのような装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子表示は、情報を送るためには近代社会において不可欠な手段であり、そしてテレビ受像機、コンピューター末端機及び他の用途の計算機に利用される。他の媒体は、その速度、多様性及び相互活性を付与しない。既知の表示技術は、プラズマ表示、発光ダイオード(LES) 、薄フィルムエレクトロルミネセント表示、等を包含する。
【０００３】
本来の非発光性技法は、液晶（LC）又は液晶表示(LCD) として知られている種々の有機分子の電気光学性質を使用する。 LCDはかなりの信頼性で作動するが、しかし比較的低いコントラスト及び解像度を有し、そして高い力の背面照明を必要とする。活性マトリックス表示は、それぞれ単一のLC画素を活性化することができる一連のトランスミッターを使用する。フラットパネル表示に関する技法が実質的な関心のものであり、そして進歩が絶え間なく行なわれていることには何の凝いもない。 S.W.Depp and W.E.Howardによる“Flat Panel Displays”, Scientific America, March 1993, 90-97pの文献を参照のこと。その文献においては、1995年までに、フラットパネル表示が４〜50億ドルの市場を形成すると予測されることのみを示している。いずれかの表示技法のための所望する要因は、良好な光レベル及び競争価格で、高い解像度の十分な色の表示を提供する能力である。
【０００４】
色の表示は、３種の主要な色、すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）で作動する。有機薄フィルム材料を用いて、赤、緑及び青色の発光装置(LED) を示すことにこれまで相当の進歩が存在した。それらの薄フィルム材料は、高い真空条件下で付着される。そのような技法は、世界の多くの場所において開発され、そしてこの技法は多くの研究施設において実施されている。
【０００５】
現在、最とも好ましい高い効率の有機発光構造体は、図１に示され、そして従来技術と称するダブルヘテロ構造体 LEDとして言及される。この構造体は、GaAs又は InPのような材料を用いる従来の無機 LEDに非常に類似する。
【０００６】
図１Ａに示される装置においては、ガラス10の支持層が、酸化インジウム錫(ITO) 11の層により被覆され、ここで層10及び11が支持体を形成する。次に、薄い(100〜500 Å）有機性の優先的に正孔を輸送する層(HTL) 12が前記 ITO層上に付着される。薄い（典型的には、50〜100 Å）発光層（EL）13が、 HTL層12の表面上に付着される。前記層が薄すぎる場合、フィルムの連続性の欠損が存在し、そしてより厚いフィルムは、より高い力の操作を必要とする高い内部耐性を有する傾向がある。発光層（EL）13は、 HTL層12からの正孔と共に 100〜500 Åの厚さの電子輸送層14(ETL) から放される電子のための再結合部位を供給する。 ETL材料は、正孔の移動性よりもその相当に高い電子により特徴づけられる。従来技術の ETL, EL及び HTL材料の例は、Tangなどにより1994年３月15日に発行された”Organic Electroluminescent Malti Color Image Disphay Device” と称するアメリカ特許第 5,294,870号に開示される。
【０００７】
しばしば、EL層13は色を変え、そして LEDのエレクトロルミネセント効率を高めるために高い螢光の色素によりドープされる。図１Ａに示されるような装置は、金属コンタクト15, 16及び上部の電極17を付着することによって完結される。コンタクト15及び16は典型的には、インジウム又はTi／Pt／Auから加工される。電極17はしばしば、アロイ、たとえば有機 ETL層14と直接的にコンタクトするMg／Ag 17’、及び厚い、高い仕事関数の層17''、たとえばMg／Ag上の金（Au）又は銀（Ag）から成る二重層構体である。前記厚い金属17''は不透明である。適切なバイアス電圧が上部の電極17とコンタクト15及び16との間に適用される場合、発光がガラス支持体10を通して生じる。図１Ａの LED装置は典型的には、発光及びその構造体の色に依存して、0.05％〜４％の発光外部量子効率を有する。
【０００８】
シングルヘテロ構造体として言及されるもう１つの既知の有機発光構造体は、図１Ｂに示されており、そして従来の技術として示される。図１Ａの構造体に対するこの構造体の差異は、EL層13がまた、 ETL層としても作用し、図１Ａの ELT層14を排除していることである。しかしながら、効果的な操作のための図１Ｂの装置は、良好な電子輸送能力を有するEL層13を組込むべきであり、さもなければ、別の ETL層14が図１Ａの装置のために示されるように包含されるべきである。
【０００９】
現在、最高の効率が、緑色の LEDにおいて観察された。さらに、３〜10ボルトの駆動電圧が達成されている。それらの初期で且つ非常に有望な表示が、非晶性又は高い多晶性有機層を使用している。それらの構造体は、電流を制限し、そして駆動電圧を高めるフィルムを通しての電荷キャリヤー移動性を疑いなく制限する。多晶状態から生じる結晶の移動及び成長は、そのような装置の明白な失敗モードである。電極接触分解がまた、明白な失敗機構でもある。
【００１０】
さらにもう１つの既知の LED装置が、図１Ｃに示されており、これは単一の層（ポリマー)LEDの典型的な横断面図を示す。示されるように、その装置は、基礎支持体を形成するために、薄い ITO層３により被覆されるガラス支持層１を含む。たとえば、回転被覆されたポリマーの薄い有機層５が、 ITO層３上に形成され、そして前に記載される装置のHTL, ETL、及びEL層の機能のすべてを供給する。金属電極層６が、有機層５上に形成される。その金属は典型的には、Mg, Ca、又は従来使用される他の金属である。
【００１１】
発光性画素のための有機化合物を使用する多色エレクトロルミネセント像表示装置の例が、Tangなど.,アメリカ特許第 5,294,870号に開示される。この特許は、青色発光性副画素領域に青色光を発光するための有機媒体を含む多くの発光画素を開示する。螢光媒体が、前記青色発光性副画素領域から側部に区切られている。螢光媒体は、有機媒体から放される光を吸収し、そして異なった副画素領域において赤及び緑の光を放す。青色の副画素領域からの青色の光の吸収に基づいて緑又は赤色を放すよう螢光色素によりドープされた材料の使用は、緑又は赤色の LEDを通しての直接的な形成よりも効果的ではない。その理由は、前記効率が（ELのための量的な効率）＊（螢光のための量的な効率）＊（１−透過率）の積であるためである。従って、この表示の欠点は、異なった側部の空間の副画素領域が放される個々の色のために必要とされることである。
【発明の開示】
【００１２】
それぞれ明白な色を放すいくつかのタイプの有機エレクトロルミネセント媒体を用いる多色有機発光装置を提供することが本発明の目的である。
【００１３】
有機媒体が、いずれかの色が表示の共通領域から放され得るように積層された形状で配置されている、高い鮮明度の多色表示でのそのような装置を提供することが本発明のさらなる目的である。
【００１４】
動力源を断たれた場合、非常に信頼できる、実質的に透明であり、そして製造するのに比較的安価である３色有機発光装置を提供することが本発明のもう１つの目的である。
【００１５】
高い信頼性のコンパクトで有効的であり、そして RGB表示への使用のために低い駆動電圧を必要とする有機 LEDを得るために、エレクトロルミネセントダイオードに使用されるそれらの材料に類似する有機材料の開発により実現されるそのような装置を提供することがさらなる目的である。
【００１６】
本発明の１つの態様においては、多色発光装置(LED) 構造体は、積層された構造体を形成するために、お互い上に積層された少なくとも第１及び第２の及び好ましくは３層の有機 LEDを含んで成り、そして個々の LEDは、前記積層物を通して光を放すために別々のバイアス電位を個々の装置が受けることを可能にするために、透明な導電層によりお互い分離されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１Ａは、従来技術のダブルヘテロ構造有機発光装置を示す。図１Ａの装置の基本的構成が本発明において使用される。
【００１８】
図２Ａに関しては、本発明の１つの態様において、生長された又は真空付着された有機層により積層される、非常にコンパクトで、統合された RGB画素構造体の横断面が示される。多くの種類の材料（たとえば金属及びITO)上での有機材料の生成する能力に基づいて、１つの態様において、20, 21及び22として表わされる LEDダブルヘテロ構造体（DH）の積層物を構成することができる。例示的な目的のために、図２Ａの例においては、LED 20は前記積層物の底部分に、LED 21は中間部分に、そしてLED 22は上方部分に考慮される。また、前記積層物は、図２Ａにおいては垂直に配向されて示されているが、しかし LEDは別な配向で示されている。他の態様においては、シングルヘテロ構造体(SH) LEDの積層物（図１Ｂを参照のこと）、又はポリマー基礎の LED装置の積層物（図１Ｃを参照のこと）が、DH LEDに対する実施可能な代用物であり、そしてSH装置が光エミッターのためのDH装置として同等に実施できる。また、真空付着された及びポリマー発光材料の組合せを含んで成るSH及びDH装置も、本発明の範囲内にあると思われる。
【００１９】
装置20としての個々の装置構造体は、 ITO層35の表面上に真空付着された又は生成された、又は付着された HTL層20Ｈから成る。上部 ETL層20Ｔは、たとえば図２Ａの装置構成において示される。前者と HTL層20Ｈとの間にEL層20Ｅをサンドイッチする。その ETL層20Ｔ及び記載される他の ETL層は、有機材料、たとえばＭ（８−ヒドロキシキノレート）ｎ （Ｍ＝金属イオン；ｎ＝２〜４）から構成される。他の適切な有機 ETL材料の例は、アメリカ特許第 5,294,870号（Tangなど）に見出され得る。典型的には50Å〜 400Åの範囲の厚さを有する、薄い半透明の低い仕事関数（好ましくは、＜４eV）の金属層26Ｍが、 ETL層20Ｔの上部に形成される。適切な候補体は、Mg, Mg／Ag、及びAsである。もう１つの透明な薄い導電性 ITO層26Ｉが、金属層26Ｍの上部に付着される。（本明細書での便利さのために、金属層26Ｍ及び ITO層26Ｉの二重層構造体は、 ITO／金属層26として言及される。）20, 21、及び22としてのダブルヘテロ構造体装置の個々は、ITO 26Ｉ又は35の透明な導電性層上に形成される底部 HTL層を有する。次に、EL層が付着され、そして次に、もう１つの ETL層が付着される。 HTL, ETL, ITO、金属及び有機EL層の個々は、それらの組成及び最小の厚さのために透明である。個々の HTL層は50Å〜1000Å超の厚さであり得；個々のEL層は50〜 200Å超の厚さであり；個々の ETL層は50〜1000Å超の厚さであり；個々の金属層26Ｍは50〜100 Å超の厚さであり；そして個々の ITO層26Ｉ及び35は、1000〜4000Å超の厚さであり得る。最適な性能のためには、個々の層は好ましくは、上記範囲の下限に維持されるべきであるが、しかしそれらの範囲は限定を意味するものではない。従って、個々のLED 20, 21及び22(ITO／金属層を除く）は、好ましくは、 200Åの厚さに近い。
【００２０】
DH LED装置よりもむしろSH LED装置がLED 20, 21, 22を供給するために使用される場合、 ETL及びEL層は、図１ＢのSHのためにこれまでに記載されるように、単一層、たとえば層13により供給される。この層13は典型的にはAl−キノレートである。これは図２Ｂに示されており、ここでEL層20Ｅ，21Ｅ、及び22Ｅは、それぞれ、EL及び ETL層機能を供給する。しかしながら、図２ＢのSH LED積層体に対する、図２ＡのDH LED積層体の利点は、DH LED積層体が高い効率を有する全体的により薄い構造を可能にする。
【００２１】
図２Ａ及び２Ｂにおいては、個々の LEDの中心はお互いはずされていても、個々の装置からの全体の光線は、LED 20, 21及び22間で実質的に一致する。光線は集中的な形状において一致するが、ガラス支持体に近い発光又は非発光装置は、ガラス支持体からさらに遠い発光装置に対して透明であろう。しかしながら、ダイオード20, 21、及び22は、お互い中心がはずされる必要はなく、そしてお互い上に集中的に交互に積層され、その上に、個々の装置からの光線が完全に他と一致する。集中的な形状は、加工装置に関して下記に記載されるであろう図12Ｅに示される。オフセット及び集中的形状間での機能的な差異は存在しないことを注目すること。個々の装置は実質的に全方向性のパターンでガラス支持体37を通して光を放す。積層体29における３個の LEDを通しての電圧は、いずれかの時点での特定の画素のために所望する得られる発光色及び明るさを提供するよう調節される。従って、22, 21及び20としての個々の LEDは、図２Ａ及び２Ｂに図示されるように、可視又は透明層を通して方向づけられる、それぞれＲ，Ｇ及びＢとしての光線と同時に電圧を付与され得る。個々のDH構造体20, 21及び22は、適切なバイアス電圧の適用に基づいて、異なった色の光を放すことができる。ダブルヘテロ構造体LED 20は青の光を放す。ダブルヘテロ構造体LED 21は緑の光を放し、そしてダブルヘテロ構造体(DH)LED 22は赤の光を放す。LED 20, 21及び22の異なった組合せ又は個々の LEDは、個々のLED 20, 21及び22における電流の大きさに部分的に依存してそれぞれの画素のための光の所望する色を選択的に得るために活性化され得る。
【００２２】
図２Ａ及び２Ｂの例においては、LED 20, 21及び22は、それぞれ電池32, 31及び30により前方にバイアスされる。電流は、個々の電池32, 31、及び30の正の端子からそれぞれその関連するLED 20, 21及び22のアノード端子にそれぞれの装置の層を通して、及びカソードを端子として作用する端子41, 42及び43からそれぞれ個々の電池32, 31及び30の負の端子に流れる。結果として、光が、LED 20, 21、及び22の個々から放される。 LED装置20, 21及び22は、それぞれ電池32, 31及び30を、それらのそれぞれの LEDへの連結に及びその連結から選択的に切替えるための手段（示されていない）を包含することによって、選択的に電圧を付与される。
【００２３】
図２Ａ及び２Ｂに関する本発明の態様においては、LED 22のための上部 ITO接触物26Ｉは透明であり、示される３種の色の装置をヘッド−アップ表示用途のために有用にする。しかしながら、本発明のもう１つの態様においては、上部コンタクト26Ｉは、装置の効率を実質的に高めるために支持体13を通して、放される光を上後方に反射するために、厚い金属、たとえばMg／Ag, In, Ag又はAuのいずれかから形成される。また、全体の装置効率は、反射防止表面を供給するために、ガラス支持体37と ITO層35との間に多層の誘電性薄フィルム被膜を形成することによって高められ得る。３組の反射防止層が必要とされ、１つは種々の層から放される個々の波長で反射防止被膜を形成するためである。
【００２４】
もう１つの態様においては、図２Ａの装置が形成機として底部よりもむしろ積層体の上部からの発光を提供するために、反対の２は逆転された態様で構成される。図２Ｃに関する逆転された構造体の例は、厚い反射性の金属層38により ITO層35を置換することである。次に、青色のLED 20が、 HTL層20Ｈ及び ETL層20Ｔを相互交換することによって提供され、そしてEL層20Ｅは後者の２つの層間にサンドイッチされたまま存続する。さらに、金属コンタクト層26Ｍが、 ITO層26Ｉの上部に付着される。積層物の緑色のLED 21及び赤色のLED 22部分が逆転された層（個々の HTL及び ETL層が相互交換され、続いて金属及び ITO層が逆転される）により、逆転された青色のLED 20のために、記載されるようにしてそれぞれ構成される。逆転された構造体においては、青色の装置20は上部に存在すべきであり、そして赤色の装置22は底部に存在すべきであることを注目すること。また、電池30, 31及び32の極性が逆転される。結果として、それぞれ、装置20, 21及び22を通しての電流の流れが、光を放すために前方にバイアスされる場合、図２Ａの態様に対して同じ方向に存在する。
【００２５】
横断面図での装置は、この例においては、段階のような又は階段的プロフィールを有する。透明コンタクト部分(ITO) 26Ｉは、積層体における個々の画素要素の別々のバイアスを可能にし、そしてさらに、前記材料は、加工段階の間、エッチング停止として使用され得る。個々のDH LED構造体20, 21及び22の別々のバイアスは、 CIE(Commiosion Internationale de 1' Eclairage／International Commission of Illumination) 色度標準で定義されるような可視スペクトルの種々の所望するいずれかの色への画素出力の波長同調を可能にする。青色を放すLED 20は、積層体の底部に配置され、そしてそれは３種の装置のうち最大である。青色は、それが赤及び緑の光に対して透明であるので、底部上に存在する。最後に、透明な ITO／金属層26を用いての材料“分割”は、記載されるように本発明の装置の製造を促進する。それは、たぶん図２Ａ，２Ｂ及び２Ｃに示される画素 LED装置を製造する有機化合物に関連する真空生長及び加工工程の非常にユニークな観点である。図２Ａ，２Ｂ及び２Ｃに示される垂直積層化は、最小の可能な部分を有する３種の色の画素の加工を可能にし、従って、高い鮮明度の表示のためにそれらを理想的にする。
【００２６】
図２Ａ，２Ｂ及び２Ｃに見えれるように、個々の装置DH構造体20, 21及び22は、それぞれ矢印Ｂ，Ｇ及びＲにより示される光を、同時に又は別々に放すことができる。放された光は、個々のLED 20, 21及び22の実質的に全体の横断部分からであり、それにより前記Ｒ，Ｇ及びＢの矢印は実際の放された光の幅の代表ではないことを注目すること。この場合、Ｒ，Ｇ及びＢとしての加色又は減色は、異なった色及び色相の知覚を引き起こす眼により調整される。これは色覚の分野においては良く知られており、そして比色法を示す。示されるオフセット形状においては、赤、緑及び青の光線は実質的に一致する。種々の色のうちいずれか１つの色が積層体から製造され、そしてそれが単一の画素に起因する１つの色として現われるであろう。
【００２７】
DH構造体に使用される有機材料は、他の構造体の上部上で生長された材料であり、又は前記上部上の赤の光を示す最長の波長の装置22及び前記底部上の青の光を示す最小の波長の要素20により垂直に積層される。この態様においては、画素又は装置における光の吸収を最少にする。個々のDH LED装置は、 ITO／金属層26（特に、半透明の金属層26Ｍ、及び酸化インジウム錫層26Ｉ）により分離される。 ITO層26Ｉはさらに、暴露された ITO表面上に明白なコンタクト領域、たとえばコンタクト40, 41, 42及び43を供給するために金属付着により処理され得る。それらのコンタクト40, 41, 42及び43は、インジウム、白金、金、銀又はアロイ、たとえばTi／Pt／Au, Cr／Au又はMg／Agから加工される。従来の金属付着又は蒸着を用いての接触物の付着のための技法は良く知られている。コンタクト、たとえば40, 41, 42及び43は、積層物における個々の LEDの別々のバイアスを可能にする。有機 LED材料と透明な電極26Ｉとの間の有意な化学的差異は、エッチング停止層としての電極の作用を可能にする。これは、装置加工の間、個々の画素の選択的エッチング及び暴露を可能にする。
【００２８】
個々のLED 20, 21, 22は、個々の LEDの発光を可能にする、それぞれ電池32, 31及び30として図示されるこの例において、バイアス電位のそれ自身の源を有する。適切なシグナルが、それぞれ電池30, 31, 32の代わりに使用され得ることが理解される。知られているように、 LEDは光を放すために最小の限界電圧を必要とし（個々のDH LED）、そして従って、この活性化電圧は電池記号により図示されている。
【００２９】
EL層20Ｅ，21Ｅ，22Ｅは、すべての主要な色及びその中間体を生成するそれらの能力に従って選択された有機化合物から加工され得る。前記有機化合物は一般的に、三価金属キノレート複合体、三価金属架橋されたキノレート複合体、Schiff塩基二価金属複合体、錫（iv）金属複合体、金属アセチルアセトネート複合体、金属二元リガンド複合体、ビスホスホネート、二価金属マレオニトリルジチオレート複合体、分子電荷トランスファー複合体、芳香族及び複素環式ポリマー、及び稀土類混合キレートから選択される。
【００３０】
三価金属キノレート複合体は、図３に示される構造体により示され、ここでＭは周期表の第３〜13族及びランタン系列元素から選択された三価金属イオンである。Al+3, Ga+3及びIn+3が好ましい三価金属イオンである。
【００３１】
図３のＲは、水素、置換された及び置換されていないアルキル、アリール及び複素環式基を包含する。アルキル基は、直鎖又は枝分れ鎖であり得、そして好ましくは、１〜８個の炭素原子を有する。適切なアルキル基の例は、メチル及びエチルである。好ましいアリール基はフェニルであり、そしてＲのための複素環式基の例は、ピリジル、イミダゾール、フラン及びチオフェンを包含する。
【００３２】
Ｒのアルキル、アリール及び複素環式基は、アリール、ハロゲン、シアノ、及びアルコキシ（好ましくは１〜８個の炭素原子を有する）から選択された少なくとも１つの置換基により置換され得る。好ましいハロゲンは、クロロである。
【００３３】
図３の基Ｌは、リガンド、たとえばピコリルメチルケトン、置換された及び置換されていないサリチルアルデヒド（たとえばバルビツール酸により置換されたサリチルアルデヒド）、式R(O)CO−（ここで、Ｒは上記で定義された通りである）で表わされる基、ハロゲン、式RO−（ここで、Ｒは上記で定義された通りである）で表わされる基、及びキノレート（たとえば、８−ヒドロキシキノリン）及びその誘導体（たとえばバルビツール酸により置換されたキノレート）を表わす。図３に示される式により転換される好ましい複合体は、ＭがGa+3であり、そしてＬがクロロである化合物である。そのような化合物は青の発光する。ＭがGa+3であり、Ｌがメチルカルボキシレートである場合、青〜青／緑の領域に発光する複合体が生成される。黄色〜赤の発光が、バルビツール酸置換のサリチルアルデヒド、又はバルビツール酸置換の８−ヒドロキシキノリン酸のいずれかをＬ基のために用いることによって予測される。緑色の発光が、Ｌ基のためにキノレートを用いることによって生成され得る。
【００３４】
本発明に使用され得る、三価金属架橋されたキノレート複合体が図４Ａ及び４Ｂに示される。それらの複合体は、緑色の発光を生成し、そして従来技術の装置に使用されるトリスキノレート（Ｌがキノレートである図３の複合体）に比較して卓越した環境安定性を示す。それらの複合体に使用される三価金属イオンＭは上記に定義されており、そしてAl+3, Ga+3又はIn+3が好ましい。図４Ａに示される基Ｚは、式SiR(ここでＲは上記で定義された通りである）を有する。Ｚはまた、ホスフェートを形成する式Ｐ＝Ｏの基でもあり得る。
【００３５】
Schiff塩基性二価金属複合体は、図５Ａ及び５Ｂに示されるものを包含し、ここでＭ１は周期表の第２−12族から選択された二価金属、好ましくはZnである（Y.Hanada, など., ”Blue Electroluminescence in Thin Fiilms of Axomethin-Zinc Complexes”, Japanese Journal of Applied Physics Vol.32, pp.L511-L513(1993) を参照のこと。基Ｒ1は、図５Ａ及び５Ｂに示される構造式から選択される。Ｒ1基は好ましくは、アミン、又はピリジル基の窒素原子を通して複合体の金属に配置される。Ｘは、水素、アルキル、アルコキシ（それぞれ１〜８個の炭素原子を有する）、アリール、複素環式基、ホスフィノ、ハロゲン化物及びアミンから選択される。好ましいアリール基は、フェニルであり、そして好ましい複素環式基はピリジル、イミダゾール、フラン及びチオフェンから選択される。Ｘ基は有機溶媒におけるSchiff塩基性二価金属複合体の溶解性に影響を及ぼす。図５Ｂに示される特定のSchiff塩基性二価金属複合体は、 520nmでの波長で発光する。
【００３６】
本発明のEL層に使用される錫（iv）金属複合体は、緑色の発光を放す。式SnL12L22（ここで、Ｌ1はサリチルアルデヒド、サリチル酸又はキノレート（たとえば、８−ヒドロキシキノリン）から選択される）を有する化合物が、それらの複合体間に包含される。Ｌ2は、水素を除くＲについて前で定義されたようなすべての基を包含する。たとえば、Ｌ1がキノレートであり、そしてＬ2がフェニルである錫（iv）金属複合体は、 504nmで発光波長（λnm）を有し、その波長は、固体状態でのホトルミネセンスの測定に起因する。
【００３７】
錫（iv）金属複合体はまた、Ｙが硫黄である図６の構造式を有する化合物、又はＲ2が水素及び置換されているか又は置換されていないアルキル及びアリールから選択される NR2を包含する。アルキル基は、直鎖又は枝分れ鎖であり得、そして好ましくは、１〜８個の炭素原子を有する。好ましいアリール基はフェニルである。アルキル及びアリール基のための置換基は、１〜８個の炭素原子を有するアルキル及びアルコキシ、シアノ及びハロゲンを包含する。Ｌ3は、アルキル、アリール、ハロゲン化物、キノレート（たとえば、８−ヒドロキシキノリン）、サリチルアルデヒド、サリチル酸、及びマレオニトリルジチオレート(”mnt”) から選択され得る。ＡがＳであり、そしてＹがCNであり、そしてＬ3が”mnt” である場合、赤とオレンジ色との間の発光が予測される。
【００３８】
図７に示されるＭ（アセチルアセトネート)3複合体は、青色発光を生成する。金属イオンＭは、周期表の第１−13族の三価金属から選択される。好ましい金属イオンは、Al+3, Ga+3及びIn+3である。図７における基Ｒは、図３におけるＲについて定義されるのと同じである。たとえば、Ｒがメチルであり、そしてＭがAl+3, Ga+3及びIn+3からそれぞれ選択される場合、固体状態におけるホトルミネスセンスの測定に起因する波長は、それぞれ415nm, 445nm及び 457nmである（J.Kidoなど., ”Organic Electroluminescent Devices using Lanthanide Complexes”, Jornal of Alloys and Compounds, Vol.92, pp.30-30(1993)を参照のこと）。
【００３９】
本発明に使用される金属二元複合体は一般的に、青色の発光を生成する。
【００４０】
そのような複合体は、MDL24(ここで、Ｍは周期表及びランタニド系の第３−13族の三価金属から選択される）を有する。好ましい金属イオンはAl+3, Ga+3, In+3及びSc+3である。Ｄは、二元リガンドであり、この例は図８Ａに示される。より特定には、二元リガンドＤは、２−ピコリルケトン、２−キナルジルケトン及び２−（ｏ−フェノキシ）ピリジンケトンを包含し、ここで図８ＡにおけるＲ基は上記で定義された通りである。
【００４１】
Ｌ4のための好ましい基はアセチルアセトネート；Ｒ3がSi及びＣから選択され、そしてＲが上記に記載されるのと同じ基から選択されるOR3Rの化合物；３−ジ（ｔ−bu）フェノール；２，６−ジ（ｔ−bu）フェノール；２，６−ジ（ｔ−bu）クレゾール；及びH2BPZ2を包含し、後者の化合物はそれぞれ図８Ｂ−８Ｅに示される。
【００４２】
例によれば、アルミニウム（ピコリルメチルケトン）ビス〔２，６−ジ（bu）フェノキシド〕の固体状態におけるホトルミネスセンスの測定に起因する波長（λnm）は 420nmである。上記化合物のクレゾール誘導体はまた、 420nmで測定された。アルミニウム（ピコリルメチルケトン）ビス（OSiPh3）及びスカンジウム（４−メトキシ−ピコリルメチルケトン）ビス（アセチルアセトネートは 433nmでそれぞれ測定され、そしてアルミニウム〔２−（ｏ−フェノキシ）ピリジン〕ビス〔２，６−ジ（ｔ−bu）フェノキシド〕は 450nmで測定された。
【００４３】
ビスホスホネート化合物は、EL層のために本発明に従って使用され得るもう１つの種類の化合物である。ビスホスホネートは、下記一般式：
M2x(O3P−有機物−PO3)y
で表わされる。Ｍ2は金属イオンである。それは、四価金属イオンである（たとえば、ｘ及びｙの両者が１に等しい場合、Tr+4, Ti+4及びHf+4である）。ｘが３であり、そしてｙが２である場合、金属イオンＭ2は二価状態で存在し、そしてたとえば、Zn+2, Cu2+及びCd+2を包含する。用語“有機物”とは、上記式において使用される場合、ホスホネート基により二官能化され得るいずれかの芳香族又は複素環式螢光化合物を意味する。
【００４４】
好ましいビスホスホネート化合物は、図９Ａ及び９Ｂに示されるようなフェニレンビニレンビスホスホネートを包含する。特に、図９Ａは、β−スチレニルスチルベンビスホスホネートを示し、そして図９Ｂは４，４’−ビフェニルジ（ビニルホスホネート）を示し、ここでＲは前記の通りであり、そしてＲ4は好ましくは１〜８個の炭素原子を有する、置換された及び置換されていないアルキル基、及びアリールから選択される。好ましいアルキル基は、メチル及びエチルである。好ましいアリール基はフェニルである。アルキル及びアリール基のための好ましい置換基は、アリール、ハロゲン、シアノ、アルコキシ（好ましくは、１〜８個の炭素原子を有する）から選択された少なくとも１つの置換基を包含する。
【００４５】
二価金属マレオニトリルジチオネート(”mnt”) 複合体は、図10に示される構造式を有する。その二価金属イオンＭ3は、＋２の電荷を有するすべての金属イオン、好ましくは遷移金属イオン、たとえばPt+2, Zn+2及びPd+2を包含する。Ｙ1はシアノ、及び置換された又は置換されていないフェニルから選択される。フェニルのための好ましい置換基は、アルキル、シアノ、クロロ及び１，２，２−トリラアノビニルから選択される。
【００４６】
Ｌ5は電荷を有さない基を表わす。Ｌ5のための好ましい基は、P(OR)3及び P(R)3を包含し、ここでＲは上記の通りであり、又はＬ5はキレートリガンド、たとえば２，２’−ジピリジル；フェナントロリン；１，５−シクロオクタジエン；又はビス（ジフェニルホスフィノ）メタンであり得る。
【００４７】
それらの化合物の種々の組合せの発光波長の例示的な例が、表１に示されており、これは、C.E.Johsonなど., ”Luminescent Iridium(I), Rhodium(I), and Platinum(II) Dithiolate Complexes”, Journal of the American Chemical Society, Vol.105, pg.1795(1983)から得られた。
【００４８】
【表１】
【００４９】
EL層のために本発明において使用される分子電荷トランスファー複合体は、電子ドナー構造体により複合体化された電子受容体構造を含むものである。図11Ａ−11Ｅは、図11Ｆ−11Ｊに示される電子ドナー構造体の１つと共に電荷トランスファー複合体を形成することができる種々の適切な電子受容体を示す。図11Ａ及び11Ｈに示されるような基Ｒは、上記の通りである。
【００５０】
それらの電荷トランスファー材料のフィルムは、別々のセルからのドナー及び受容体分子を支持体上に蒸発せしめることによって、又は予備製造された電荷トランスファー複合体を直接的に蒸発せしめることによって調製される。発光波長は、受容体がドナーにより結合されることに依存して、赤〜青の範囲であり得る。
【００５１】
固体状態において螢光性である芳香族及び複素環式化合物のポリマーが、EL層のために本発明において使用され得る。そのようなポリマーは、種々の異なった着色された発光を生成するために使用され得る。表IIは、適切なポリマーの例、及びそれらの関連する発光の色を提供する。
【００５２】
【表２】
【００５３】
本発明に使用するための稀土類混合キレートは、二元芳香族又は複素環式リガンドに結合されるいずれかのランタニド元素（たとえばLa, Pr, Nd, Sm, Eu、及びTb）を包含する。その二元リガンドは、キャリヤー（たとえば電子）を輸送するよう作用するが、しかし発光エネルギを吸収しない。従って、それらの二元リガンドは、金属にエネルギーを輸送するよう作用する。稀土類混合物キレートにおけるリガンドの例は、サリチルアルデヒド及びその誘導体、サリチル酸、キノレート、Schiff塩基性リガンド、アセチルアセトネート、フェナントロリン、ビピリジン、キノリン及びピリジンを包含する。
【００５４】
ホール輸送層20Ｈ，21Ｈ、及び22Ｈは、ポルホリン性化合物から構成され得る。さらに、そのホール輸送層20Ｈ，21Ｈ、及び22Ｈは、その少なくとも１つは芳香族環の員である炭素原子にのみ結合される少なくとも１つの三価窒素原子を含む化合物である少なくとも１つのホール輸送芳香族第三アミンを有することができる。たとえば、芳香族第三アミンは、アリールアミン、たとえばモノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン又はポリマー性アリールアミンであり得る。他の適切な芳香族第三アミン、及びすべてのポルホリン性化合物は、Tangなどのアメリカ特許第 5,294,870号に開示されており、その教授は、そのようないずれかの教授が本明細書における教授と矛盾しない場合、引用によりそれらのすべてを本明細書に組込まれる。
【００５５】
本発明の積層された有機 LED三色画素の加工は、次の２種の方法のいずれかにより達成され得る：陰影マスキング方法又は乾式エッチング方法。記載される両方法は、例示目的のために、シングルヘテロ構造体 LED構成を想定し、すなわち個々の活性発光層のために１種のみの有機化合物を使用し、そして光が、底部のガラス支持体表面から発生する。個々の活性発光層のために複数の有機化合物層を有する複数ヘテロ接合有機 LED、及び／又は逆転された構造体（積層体の上部表面から発生する光を有する）がまた、当業者により加工され得、記載される方法へのわずかな改良を加えることが理解されるべきである。
【００５６】
本発明の陰影マスキング工程段階は、図12Ａ−Ｅに例示される。ITO 52の層により被覆されるべきガラス支持体50がまず、煮沸トリクロロエチレン又は類似する塩素化された炭化水素に約５分間、前記支持体50を含浸することによって清浄される。これに続いて、アセトンにおいて約５分間及び次に、メチルアルコールにおいて約５分間すずがれる。次に、前記支持体が超高い純度(UHP) の窒素により吹込み乾燥される。使用される清浄溶媒のすべては、好ましくは“エレクトロニクスグレード”である。清浄工程の後、 ITO層52が従来のスパッタ又は電子線方法を用いて、真空下で支持体50上に形成される。
【００５７】
次に、青色を放すLED 55（図12Ｂを参照のこと）が、次のようにして、 ITO層52上に加工される。陰影マスク73が、 ITO層52の予定された外側の部分上に配置される。陰影マスク73、及び陰影マスキング工程の間に使用される外側のマスクが導入され、そして装置の操作寿命を減じる湿気、酸素及び他の汚染物に装置を暴露しないで、工程段階間で除去される。これは窒素又は不活性ガスにより満たされた環境にマスクを変えることによって、又は遠隔取扱い技法により真空環境下で装置表面上にマスクを遠隔配置することによって達成され得る。マスク73の開口部を通して、50〜100 Åの厚さのホール輸送層(HTL) 54及び50〜200 Åの厚さの青色発光層（EL）56（図12Ｂに示される）が、空気への暴露を伴わないで、すなわち真空下で連続的に付着される。次に、好ましくは50〜1000Åの厚さを有する電子輸送層(ETL) 58が EL 56上に付着される。次に、ETL 58上に、好ましくは10％ Ag 、90％ Mg 層、又は他の低い仕事関数の金属又は金属アロイ層から成る半透明金属層60Ｍが積層される。層60Ｍは非常に薄く、好ましくは 100Å未満である。層54, 56, 58及び60Ｍは、多くの従来の直接的な付着技法、たとえば蒸気相付着、イオンビーム付着、電子ビーム付着、スパッタ及びレーザー研磨のいずれか１つの技法により付着され得る。
【００５８】
約1000〜4000Åの厚さの ITOコンタクト60Ｉが次に、従来のスパッタ又は電子ビーム方法の手段により金属層60Ｍ上に形成される。本明細書において便利さのために、サンドイッチ層60Ｍ及び60Ｉは、図２の層26と実質的に同じである単一層60として言及され、そして示されるであろう。個々の層60の低い仕事関数の金属部分60Ｍはその下の ETL層と直接的に接触し、そして ITO層60Ｉは、そのすぐ上の HTL層と接触する。全装置の加工方法は、段階間の真空を妨げないで、真空を維持することによって最良に達成されることを注意すること。
【００５９】
図12Ｃは、青色発光LED 55を加工するために使用される技法と実質的に同じ陰影マスキング及び付着技法を用いて、層60の上部に加工される緑色発光LED 65を示す。LED 65は、HTL 62、緑色発光層64及びETL 65を含んで成る。第２の薄い(100Å以下の厚さ、半透明であるが、しかし電気的連続性を失なうほどの厚さではない厚さ）金属層60Ｍが、 ETL層66上に付着され、続いて、もう１つの1000〜4000Åの厚さの ITO層60Ｉが付着され、第２のサンドイッチ層60が形成される。
【００６０】
類似する陰影マスキング及び金属付着方法を用いて層60（特異的には60Ｉ上に）上に加工される赤色発光LED 75が図12Ｄに示される。赤色発光LED 75は、HTL 70、赤色発光 EL 72及びTEL 74から成る。次に、層60Ｉ及び60Ｍの上部サンドイッチ層60が、LED 75上に形成される。図２の態様につい上記に記載されるように、同様に、上部透明 ITO層60Ｉが、他の態様において、支持体50を通して、上方に向けられた光を後方に反射するための鏡としても機能する適切な金属電極により置換され得、それにより、装置の上部からの光の損失を減じる。個々の ETL層74, 66及び58は50〜200 Åの厚さを有し；個々の HTL層54, 62及び70は 100〜500 Åの厚さを有し；そして個々のEL層56, 64及び72は50〜1000Åの厚さを有する。最適な明度及び効率のためには、 ITO／金属層を包含する個々の層は、上記範囲の下限にできるだ接近して維持されるべきであるが、しかしそれらの範囲は制限を意味するものではない。
【００６１】
次に、 ITO層52上の電気的コンタクト51及び59、及び ITO／金属層60の ITO部分60Ｉ上の電気的コンタクト88, 89, 92, 94及び96の形成は好ましは、１段階で達成される。それらの電気的コンタクトは、インジウム、白金、金、銀、又はTi／Pt／Au, Cr／Au又はMg／Agであり得る。それらは、装置の残りをマスキングした後、蒸着又は他の適切な金属付着技法により付着され得る。
【００６２】
陰影マスキング方法における最終段階は、図12Ｅに示されるように、絶縁層97により全体の装置を被覆することであり、但し、マスキングされるすべての金属コンタクト51, 59, 88, 89, 92, 94及び96を除く。絶縁層97は湿気、酸素及び他の汚染物に対して不透過性であり、それにより、 LEDの汚染を防ぐ。緑縁層97は、SiO2、窒化珪素、たとえば Si2N3、又は電子ビーム、スパッタ又は熱分解的に増強された又はプラズマにより増強された CVDにより付着された他の絶縁体であり得る。使用される付着技法は、高温が LED特徴を劣化するので、 120℃以上の装置温度に上昇されるべきではない。 120℃は可変的であり、そして本発明に使用される典型的な有機材料の軟化点を表わすことを注意すること。
【００６３】
本発明の LED積層体を加工するための乾式エッチング方法が図13（Ａ−Ｆ）に示されている。図13Ａに関しては、ガラス支持体 102がまず、上記に記載される陰影マスキング方法におけるのと同じ態様で清浄される。次に、 ITO層が、従来のスパッタ又は電子ビーム方法を用いて真空下でガラス支持体 102上に付着される。次に、 HTL 104、青色 EL 105, ETL 106、及び金属層 107Ｍ及び ITO層 107Ｉを含んで成るサンドイッチ層（すべては一般的に、陰影マスキング方法におけるのと同じ厚さである）が、従来の真空付着又はポリマーの場合、回転又は噴霧被覆技法のいずれかを用いて、 ITO層 101の全表面上に付着される。 ITO／金属層 107は、 100Å以下の厚さの、 ETL層 106上に直接的に付着される低仕事関数の金属層 107Ｍ、及び金属層 107Ｍ上の1000〜4000Åの厚さの ITO層 107Ｉから成る ITO層 107Ｉの全上部表面上に、1000Å〜2000Åの厚さの窒化珪素又は二酸化珪素マスキング材料の層 108が低温プラスマ CVDを用いて付着される。次に、陽性ホトレジスト層 109、たとえば HPR 1400Jが、窒化珪素層 108上に回転付着される。図13Ｂに示されるように、ホトレジスト層 109の外側部分110(図13Ａを参照のこと）が、標準の写真平版方法を用いて、暴露され、そして除去される。暴露された外側部分 110は、底部 ITO層 101は、暴露され、そして電気的に接触されるべき領域に対応する。図13Ｃに関しては、除去されたホトレジスト部分に対応する窒化珪素層 108の外側領域111(図13Ｂに定義される）が、 CF4：Ｏ2プラズマを用いて除去される。次に、イオンミル技法又は他のプラズマエッチングを用いて、 ITO／金属層 107Ｉ及び 107Ｍの暴露された外側部分が除去される。次に、Ｏ2プラズマが使用され、それぞれ ETL層 106、EL層 105及び HTL層 104の対応する暴露された外側部分が連続的に除去され、そしてまた、図13Ｄに示される残りのホトレジスト層 109が除去される。最終的に、 CF4：Ｏ2プラズマが再び適用され、窒化珪素マスク 108が除去され、図13Ｄに示される青色 LED形状がもたらされる。
【００６４】
乾式エッチング工程段階の同じ順序が、青色 LEDの上に緑色 LEDを加工するために使用され、但し SiNx 150 が示されるようにオーバーレイされ、続いて ITO層 101の外側部分をマスクするために、図13Ｅに示されるようにホトレジストマスク 113によりオーバーレイされる。次に、 HTL層 114、緑色EL層 116及び同様のものの付着が行なわれる（図13Ｆを参照のこと）。次に、青色 LEDに使用される同じ写真平版及びエッチング技法が、緑色 LED 115の形成を完結するために使用される。赤 LED 117が次に、実質的に同じ乾式エッチング方法を用いて、緑色 LED上に形成される。次に、図12Ｅの層97に類似する不動態化層 119が、陰影マスキング工程について記載されるようにして、電気的コンタクトを暴露するための適切なパターン化により LED積層物上に付される。ホトレジストマスクが、不動態化層 119への穴の乾式エッチングを可能にするために使用される。次に、金属 152がその穴に付着される。最終ホトレジスト層及び過剰の金属が、“リフト−オフ”工程により除去される。
【００６５】
LED積層加工に続いて、陰影マスキング、乾式エッチング又は他の方法のいずれかにより実施されても、積層体は、許容できる装置性能及び信頼性を達成するために正しくパッケージされるべきである。図14（Ａ−Ｃ）は、パッケージグを促進するための、及び本発明の多色 LED装置の４種までのための密封パッケージを供給するための本発明の態様を示す。図14（Ａ−Ｂ）に使用される同じ参照番号が、図12Ｅにおけるような同一のそれぞれの特徴を示す。パッケージがまた、図13Ｆのほぼ同一の構造体と共に使用され得る。図14に関しては、絶縁層97、たとえば SiNxにより完全な装置を被覆した後、接近穴120, 122及び 124が、この例において、それぞれ青、緑及び赤色LED(有機発光ダイオード）のために最上部の金属層60Ｍ’，60Ｍ''、及び60Ｍ''' を暴露するために既知のエッチング／光マスキング技法を用いて形成される。その後、適切な金属回路の路126, 128及び130(典型的には全材料の）が、従来の加工段階を用いて、それぞれ配置されたインジウムはんだ隆起物132, 133及び 134を縁取りするために、それぞれ、暴露された金属層60Ｍ’，60Ｍ''、及び60Ｍ''' からの路に付着される。同様に、アノード電極末端が、内部端接触 ITO層52、及び配置されたインジウムはんだ隆起物 136の縁で終結する外部端を有するように形成された金属（たとえばAu）回路の路 135を通して供給される（すべては、従来の方法を通して供給される）。次に、装置が、追加の絶縁材料、たとえば SiNxにより被覆され、１つの端にそって暴露されるはんだ隆起物 132, 133, 134及び 136を有する絶縁された被覆が形成される。この態様においては、有機 LED装置が、従来の技法、又はすぐ下記で記載されるような本発明のパッケージング態様を用いて容易にパッケージされ得る。
【００６６】
パッケージされた形状で共通する支持体50上に４種の多色 LED装置を製造するための方法が、本発明のもう１つの態様のために、それぞれ図14Ａ，14Ｂ、及び14Ｃに記載されるであろう。出発材料は、酸化インジウム錫(ITO) 52の被膜により被覆されたガラス支持体50を包含する。次の段階が、パッケージされた多色有機 LEDアレイを得るために使用される：
１．従来の技法を用いて、 ITO層52の上部に、集中的な四角バンド環パターン（この例においては、いくつかの他のパターンが使用され得る）でSiO2層 138を付着するために ITO層52をマスクする。
【００６７】
２．図12Ｅ又は13Ｆ及び14Ａの構造体のいずれかを得るために上記に教授されるような方法を用いて、 ITO層52上の領域 140に４種の３色 LED積層体共有層を形成する。
【００６８】
３．陰影マスキングにより金属コンタクト 170〜181 を付着する；個々は、外部電気連結又は結合パッド 170’〜 181’を供給するためにSiO2層 138上の外部端で終結する。図14Ａにおけるコンタクト126, 128及び 130は、あらゆる連続的な３種のコンタクト 170〜181 と同じであることを注意すること。３種のコンタクトの個々のグループ、すなわち 170〜172, 173〜175, 176〜178 及び 179〜181 は、それぞれ、４種の有機 LED装置の個々の金属層60Ｍ’，60Ｍ''，60Ｍ''' との電気的結合を提供するためにそれらの内部又は他の端で終結する。もう１つの金属コンタクト 182は、この例においては、共通するアノード連結を供給するために、 LED装置のすべての４種に共通する ITO層52の端上に、陰影マスキングにより付着される。適切なマスキング及びエッチングにより、４種の LED装置は完全に独立した層で製造される場合、４種のアノードコンタクトはそれぞれ、後者のアレイのために供給されるべきであり、その結果、それは多様化された態様で作動され得る。この例に記載される多色 LEDアレイは、多様化されていないアレイである。
【００６９】
４．２種の段階における“Ｌ”形状化されたマスクを用いての陰影マスキング、又は写真平版法により、たとえば、スパッタ、又はプラズマ増強された CVD、又は電子ビーム付着のいずれかを用いて、暴露された結合パッド 170’〜 181’を残して連続バンド又は環に第２のSiO2層 184を付着する。
【００７０】
５．第２のSiO2層又はバンド 184の上部の連続バンド又は環 186にPb−Sn又は他の低温溶融はんだを付着する。
【００７１】
６．はんだシール環 186と同時に存在する金属環 190をカバーガラス 188の底に付着する。
【００７２】
７．不活性ガス雰囲気、たとえば無水窒素下に前記アセンブリーを配置し、そして気密シールを得るためにはんだ環 186を溶融するために熱を適用し、そして不活性ガスが内部領域 192にトラップされる。
【００７３】
８．図14Ｂに示されるように、アセンブリー上にカバーガラス 188を設置し、そして金属環 190がはんだ環 186に対して隣接する。
【００７４】
図15に関しては、 RGB有機 LED表示である表示 194が示される。ドット 195は省略である。 194としての完全な表示は、多くの画素、たとえば 196を含んで成る。画素は、 ITOにより被覆されるガラスシートの全表面積を被覆するためにXYマトリックスとして配置される。個々の画素は、図２に示されるような積層された LED構造体を包含する。電池30, 31及び32（図２）のような固定されたバイアス手段を有する代わりに、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）として図２に示される末端の個々のラインが引き出され、そしてそれぞれ、適切な水平及び水垂スキャンプロセッサー 197及び 198に結合され、すべてはTVユニットであり得る表示発生機 199の制御下にある。従って、 LEDの個々のマトリックスは、少なくとも２つの軸（ｘ，ｙ）を有し、そして個々の LEDは少なくとも２の前記軸の交点で存在する。また、ｘ軸は水平軸を表わし、そしてｙ軸は水垂軸を表わす。テレビジョンシグナル、たとえばNTSCシグナルを色彩表示のための色彩成分Ｒ，Ｇ及びＢにいかにして転換するかは良く知られている。一次色彩のための赤、緑及び青を利用するコンピューターのためのモニターもまた良く知られている。垂直及び水平スキャン技法によるそのような装置の駆動及び制御もまた知られている。表示の表面上に付着される画素構造体の全アレーが、XYアドレスを用いるような典型的なXYスキャン技法を用いてスキャンされる。それらの技法は、活性マトリックス表示に使用される。
【００７５】
所望するシグナル含有量に従ってDH LED画素の個々の赤、緑及び青色入力を選択的にエネルギー付与するためにパルス幅調整を使用することができる。この態様においては、表示の個々のラインにおける LEDの個々が、選択的に接近され、そしてアドレスされ、そして多くの手段、たとえばパルス幅調整シグナル、又は階段的に発生された電圧により変向され、単色又は多色が放され、その結果、前記構造体から放される光が予定された形状及び色を有する像を創造する。また、xy軸の個々を連続的にスキャンすることができ、そして垂直に連続的に創造された色を有する像を生成するための光を放すためにマトリックスにおける LEDの選択された１つの LEDを連続的に電圧をかけることができる。 LEDの選択された１つは、同時に電圧をかけられる。
【００７６】
上記のように、図２に示される垂直積層技法は、非常に小さな部分内での３色DH LED画素の加工を可能にする。これは、高い鮮明度の表示、たとえば１インチ当たり 300〜600 又はそれ以上の線解像度を有する表示を可能にする。そのような高い解像度は、異なった色彩を発生する有機発光層又は螢光媒体がお互い横方向に配置される従来の技術を用いて得ることは相当により困難である。
【００７７】
近代的な標準に基づけば、平方インチの部分内に垂直的に及び水平的に数百の画素ダイオードを積層することを可能にするために十分に小さな効果的部分を、図２に示されるような LED装置に供給することができる。従って、加工技法は、高い光の強さを有する非常に高い解像度の達成を可能にする。
【００７８】
図16においては、Ｎ個までの個々のLED(ここでＮは、１，２，３…Ｎの整数である）の積層物を包含する多色 LED装置についての本発明のもう１つの態様である。いずれかの本来の時点での技法の状態に依存して、Ｎは実質的な制限を有するであろう。たとえば、積層されたＮレベルの LEDは、図12（Ａ−Ｅ）において記載された陰影マスキング加工段階、又は図13Ａ〜13Ｆに示される乾式エッチング工程のいずれかを用いて供給され得る。図16の積層されたアレイ基礎又は底部分は、図13Ｆに示されるようなガラス支持体 102であり、そして ITO層 101がその支持体 102上に形成される。前記積層する第１の LED装置、及び次の LED装置はそれぞれ、 ITO層 101上に連続して、 HTL層 154、EL層 156、 ETL層 158、金属層16及び ITO層 162を含む。Ｎ番目のレベルの LED装置 164はさらに、その最上部の ITO層 162上に形成される最上部金属層（図13Ｆの層 152を参照のこと）を含む。不動態化層 119が、図13Ｆの色彩積層体におけるように、積積体の上に付着される。個々の LED装置の個々のEL層 156のための材料が、関連する LEDのために特定の色彩を供給するために選択される。３色装置におけるように、より短い波長（青）の装置は、赤色を放す層による光学的吸収を回避するためにより長い波長（赤）の装置よりも、積層体において低い部分に積層すべきである。個々のそれぞれの LEDのために選択された色、及び積層された LEDの実際の数は、特定の用途、及び供給される所望する色及び濃淡化能力に依存する。そのような多色装置はまた、光学通信ネットワークにも使用され得、ここで個々の異なった光学チャネルが積層体における一定の装置から放される異なった波長を用いて伝達される、放された光の固有の集中性質は、単一の光学伝達繊維中へのいくつかの波長のカップリングを可能にする。実際のそのような積層されたアレイにおいては、接近穴が、個々の装置のITO 層 162に下方に形成され、続いて、図14Ａ，14Ｂ、及び14Ｃの積層された多色 LED装置について記載される態様に類似する態様で、積層体における LED装置の個々にパッケージング及び電気的連結を促進するために適切な金属化付着される。
【００７９】
この装置は、低い費用、高い解像度、高い明るさの十分な色、いずれかのサイズの平らなパネル表示を提供するために使用され得る。これは、数ミリメーターほどの小さなサイズからビルディングサイズまでの表示装置を付与することにより本発明の範囲を広くする。この表示装置上に創造される像は、個々の LEDのサイズに依存して、いずれかの解像度での十分な色彩の本文又はさしえである。
【００８０】
本発明者は、図１Ａ〜16の記載に関して上記のような多色有機 LEDが、OLED装置が電力を切られる場合、使用者に対して実質的に十分な透明であるよう改良される場合、そのような透明な有機発光装置（この後、 TOLEDと称す）が、ベッド−アップ装置及び他の用途への使用のために直接的に適用されることを認識した。この記載のためには、ヘッド−アップ表示装置は、電力を切られる場合、使用者に対して実質的に透明であり、それにより、使用者に透視能力を提供する。前記装置のうち一定の１つ又は複数の装置が電圧を付与される場合、この例においては光を放すよう電圧を付与される場合、表示装置の効果を与えられた部分が、本発明の下記態様を組込む上記有機 LEDにより個々の又は多色表示を照らす。これを達成するために、本発明者は、典型的には、既知の従来の方法を用いる場合に生じるような、下にある層に対する損傷を引き起こさないで、有機発光装置（OLED）に使用されるような軟質の材料上への透明な電気コンタクトの付着において従来技術に包含される困難性を克服するための方法及び装置を思いついた。本発明者は、それらの問題を克服する場合、OLED装置が、使用者に対して実質的に透明であるコンタクトを生成するために本発明の下記態様からそれ自体、有益である、種々の他の表示技法を用いるヘッド−アップ表示に使用され得ることを理解する。たとえば、本発明から有益である用途は、オートバイ用ヘルメット、又は戦闘機パイロット用ヘルメットのまでさしに使用されるヘッド−アップ表示装置であり、個々は、ゲージ、地図、旅程、及び同様のもののための直接的な観察表示を提供するためにOLEDによりパターン化されている。そのようなOLEDヘッド−アップに基づく表示装置を使用する他の用途は、フロントガラス、テレプロンプター及び同様のもの上での表示装置をまた包含する。ビデオゲーム表示装置及び他のタイプの表示装置はまた、本発明のOLEDを含むことができる。従って、下記の本発明の態様は、技術の状態における有意な段階の前進を表わすように思える。
【００８１】
硬質材料、又は約50℃を越える温度により影響されない材料、たとえば無機太陽電池に使用される珪素（Si）上に透明なコンタクトを付着するための方法は知られている。本発明の下記態様の意図された有益性は軟質材料、たとえば有機層上での透明なコンタクトの形成に使用するためであるが、本発明の方法及び装置は硬質材料上に透明なコンタクトを付着するためにも使用され得ることが注目されるべきである。
【００８２】
アメリカ特許出願番号08／354,674 に対する下記のようにOLEDを供給するための本発明の態様は、吸収バンドから0.5eV(電子ボルト）移行された、実質的に赤である発光バンドを有する装置を供給することが注目されるべきである。結果として、本発明のOLEDは、それら自体の発光スペクトルに対して、及びほとんどの可視スペクトルを通して高い透明性であり、それにより、無機半導体光エミッターに見出されない性質を提供する。実質的に透明なコンタクトを供給するための下記に記載されるような本発明の態様の使用により、本発明者は、電力を切られる場合、71％以上の透過率を有し、そして電力を付与される場合、高い効率を有する上部及び下部ダイオード表面から光を放すことができる（１％の量的効率に近づくか又は越える）新規種類の真空付着された有機発光装置を発明した。
【００８３】
上記結果を達成するためには、本発明者により克服されるべき最初の問題は、機械的安定性を付与するために下部にある有機層と良好な化学結合を形成できる金属を発見することであった。１つのそのような金属が、マグネシウム（Mg）及び銀（Ag）の金属アロイフィルムの使用により提供され得ることがわかった。しかしながら、他の金属及び／又は金属アロイフィルム、たとえば弗素ドープされた酸化錫、Ca, In, Al, Sm, Ｙ, Yb, MgAl、及びMg：Agの金属アロイフィルム以外のそれらの材料を含む種々のアロイが、使用のために適用できる（Tangなど. アメリカ特許第 5,294,870号を参照のこと）。Mg：Agのフィルムは、本発明ための好ましい態様を提供すると現在思われている。コンタクトが単一金属から成る場合、その金属は低い仕事関数を有すべきである。コンタクトが金属アロイから成る場合、その金属中の少なくとも１つが、低い仕事関数を有すべきである。Mg：Agを用いる場合、Mgは低い仕事関数を有する。また、選択された金属は、種々の材料との実験を通して決定されるように、有機層との良好な電気結合を保証すべきである。良好な電気結合は、金属コンタクト又は電極が十分な数のキャリヤーを有機層中に注入するであろうことを確かにする。
【００８４】
下部有機層との良好な化学結合及び電気接触を提供するための金属又は金属アロイを確立する最初の問題を解決した後、本発明者のための次の問題は、それらの他の性質、たとえば低い電気抵抗を保存しながら、コンタクトをいかにして透明にするかを決定することであった。金属層を非常に薄くすることによって、層のための所望する透明度を得ることは知られている。しかしながら、本発明者は、層は、必要とされる次の加工段階、この例においては、金属層の上部に酸化インジウム錫(ITO) 層を付着する段階から下部有機層を保護するのに十分な厚さのものであるべきであることを認識した。また、たとえば薄いMg層はすばやく酸化し、そしてMg層を保護するために、形成された後、できるだけ早く ITOにより被覆されるべきである。これを実施するための従来の方法は、下部の有機層に損傷を与える、高温及び高電力付着で行なわれる。従って、本発明者は、非常に低い電力及び室温、典型的には22℃（72°Ｆ）で金属層上に ITO層を付着するための方法を考えついた。
【００８５】
透明である他に、 ITO層はまた、電導性であり、そして従って、Mg：Agにより形成される多層コンタクトの電気抵抗を減じる。 ITOは、単独では使用され得ない。なぜならば、それは有機材料との良好な結合を付与せず（すなわち、それは有機材料に十分に接着しない）、そして典型的には、それは有機電気発光材料中への良好な電子インジェクターではないからである。この例においては、Mg：Ag層は、有機層及び ITOに対する良好な結合を付与し、そして良好な電子インジェクターである。
【００８６】
図17においては、透明有機発光装置(TOLED) を提供するために本発明者により製造された工学的原型の横断面図が示される。この例においては、装置30が、 ITOフィルムの厚さに依存して、典型的には20Ω（オーム）／平方のシート抵抗率を有する透明な酸化インジウム錫(ITO) 層フィルム 304により予備被覆されたガラス支持体 302上に構築される。支持体 302は透明なガラスから成るが、この例においては、それはまた、 ITOが被覆され得るいずれか他の透明な硬質支持体、たとえばプラスチック材料によっても供給され得ることを注意すること。また、 ITOフィルムは、いずれか適切な電導性酸化物又は電導性透明ポリマーにより置換され得る。有機フィルムの付着の前、支持体 302は、従来の技法を用いて前もって清浄された。付着は、正孔伝導性化合物Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン(TDD) の 200Åの厚さの層 306、続いて電子伝導性化合物Alq3（アルミニウムトリス−８−ヒドロキシキノリン）の 400Åの厚さの層 308の10-4トル以下の真空下での昇華により実施された。装置 300に電子注入コンタクトを供給する上部層 310は、薄い（50Å〜 400Å）半透明Mg−Agアロイ電極（40Mg：１Agのおおよその原子比での）の陰影マスキング（示されていない）による付着により製造された。他の原子比、たとえば50Mg：１Agが用途に依存して使用され得るが、しかし本発明はいずれかの特定の比又はコンタクト金属組成に限定することを意味しないことを注意すること。最終的に、 TOLED装置 300は、層 310のMg−Ag表面上にスパッタ付着された第２の 400Åの厚さの ITO層 312によりキャップされる。この第２の ITO層 312は、第２の TOLEDが構築される上部に連続した透明な伝導性表面を供給する（図12, 13及び16の記載についての上記を参照のこと）。 ITO層 312は、許容できる透明度を保持しながら、抵抗率を減じるためにできるだけ厚くされる。電気コンタクト314(負の極性）及び316(正の極性）が、従来の方法を用いて、それぞれ、 ITO層 312及び 304に結合される。
【００８７】
100Åの厚さのMg−Ag電極 310を有する TOLEDに関するその上部表面及び支持体装置表面の両者から測定される装置 300の出力が図18に示される。直径１mmのそのような TOLED装置のための典型的な操作条件は、10−４Ａ（アンペア）及び10Ｖ（ボルト）の駆動電圧（端子 314及び 316を通して適用される）である。両表面からの発光スペクトルは、これまでに記載されたAlq3に基づく装置に類似するか(C.W.Tang and S.A.VanSlyke, Appl.Phys.Lett., vol.51, 913(1987)；及び P.E.Burrows and S.R.Fornest, Appl.Phys.Lett., vol.64, 2285(1993))、但し、後方コンタクトに対する上部コンタクトから出現する光の赤に対する発光のわずかな（10nm）シフトが存在する。これは、 ITOフィルムに比較してMg−Agの吸収スペクトルの差異、及び／又はMg−Ag／ ITO電極における界面状態のための吸収性の差異に起因する。この装置 300からの発光の合計内部量子効率は0.75％であり、これは従来のAlq3に基づくOLEDの効率に相当できる。約10％高い強さが、上部コンタクト 312からよりも支持体 302を通して放される。
【００８８】
100Åの厚さのフィルム 310を有する TOLED 300の波長の関数としての透明度が、図19に詳細に示されている。プロットの短い波長端で、装置は、 ITO吸収、Mg−Ag吸収、及びAlq3のLa及びBb状態への強い分子転移の組合せのために非透過性になる。しかしながら、前記装置はAlq3のピーク（53nm）の発光波長で63％の透明度であり、そしてこの透明度は赤の可視光を通して拡張する。いくらかの損失が、Mg−Ag上部コンタクトによる吸収のために、赤外線領域において明白である。図20は、50Å〜 400Åの範囲のMg−Agフィルムの厚さに対する 530nmの波長でのMg−Agコンタクト 310の透過率を示す。92％の透明度が最とも薄いMg−Agフィルムに関して観察された。本発明者により製造された最とも薄い TOLED装置は75Åの厚さのMg−Agコンタクト 310を有し、これは81％のコンタクト透明度及び71％の合計の装置透明度に対応する。図20のデータに対する直線の傾斜は、計算された 180Åの皮膚の深さと適合する、 1.1× 10６cm-1のMg−Agの光吸収係数を付与する。
【００８９】
上記原型 TOLED装置は緑スペクトル領域において光を放すが、例示される構造体は、吸収から発光への大きなFramk-Condon赤色シフトが多くの有機材料の特徴を示すので、可視スペクトルのいずれかの領域において放す有機装置のために十分に同等に作用すべきであることを注意すること。単純な加工法を用いる場合、従って、多色発光性要素の独立してアドレスできる積層体を構成することが可能である。さらに、この構造体はまた、前で示されたように、ポリマー基材のOLEDのためにも有用である。たとえば、オーバーレイ ITO層を有するMg：Agアロイ薄フィルム層は、改良された透明コンタクト26を供給するために、図２Ａ，２Ｂ及び２ＣのOLED装置の層26Ｍ及び26Ｉとして使用するために；及び改良された透明コンタクト60及び 107を供給するために、図12Ｂ，12Ｃ，12Ｄ及び12Ｅの層60Ｍ及び60Ｉ、及び図13Ａ，13Ｂ，13Ｃ，13Ｄ，13Ｅ及び13Ｆの層 107Ｍ及び 107Ｉとして使用するために同様に記載される。同様にオーバーレイ ITO層 312を有するMg：Ag層は、図14ＡのOLED装置の金属層60Ｍ’，60Ｍ''、及び60Ｍ''' の金属、及び図16のOLED装置の金属層 160の金属の代わりに使用され得る。この態様においては、可視 TOLED多色装置が得られる。
【００９０】
有機発光装置のためであろうと又は他の装置のためであろうと、有機材料層上に透明なコンタクトを配置するための方法及び装置が記載されるであろう。この例においては、第１の段階は、この例においては、抵抗加熱されたモリブデンボートからの構成成分の金属原子の熱同時蒸発を用いて、ターゲット有機層の上部に、それぞれ、いくらかの好ましい比、たとえば40：１の比でのMg：Agアロイの薄フィルムを付着することである。図20に関して前で例示されたように金属アロイフィルムの厚さは、得られるコンタクトの透明度の決定において最とも有力である。これを達成するためのシステム又は装置が図21に図示される。蒸発システム及び本発明の他のシステムの次の記載において、この例における発明者により使用される実際の成分が、例示される成分を供給する製造業者の名称及び住所を供給するための次の製造業者のインデックスと共に、下記に与えられる製品列挙に与えられる。
【００９１】
図21に示されるような、有機支持体上にMg：Agフィルムを付着するための蒸発システムが詳細に現在記載されるであろう。
【００９２】
Mg：Agフィルム蒸発が、 Alcatel粗ポンプ（Ｅ３）及びコールトトラップ（Ｅ４）と共に、 Alcatel 150 1／秒ターボポンプ（Ｅ２）により維持される、約10-7トルの基礎圧力を有する真空チャンバー（Ｅ１）において実施される。Ag及びMg源金属が、この例においては、Mg：Agを蒸発し、又は気化するために、10KW（Ｅ６）及び１KW（Ｅ７）の電源により抵抗加熱されるモリブデン（Mo）ボート（ES）中に負荷される。支持体（Ｅ８）がMoボート（Ｅ５）上30cm（ｄ１)に位置決定され、そして水冷された非回転性支持体ホルダー（Ｅ９）により適切な位置に維持される。Moボート（Ｅ５）と支持体（Ｅ８）との間の路に位置決定されるシャッター（Ｅ10）は、Mg：Ag蒸発により支持体上へのMg：Ag蒸発された一フィルムの付着をそれぞれ可能にし又はブロックするために、開放又は閉鎖位置に遠隔的且つ選択的に操作され得る。好ましい付着システムにおいては、単一シャッター（Ｅ10）が、関連するボート（Ｅ５）から支持体（Ｅ８）へのMg及びAgの蒸気の流れを独立してブロックし又は可能にするために２つのシャッター（10EA, E10B；示されていない）により置換される。２種のより厚いモニター（Ｅ12, Ｅ13）が、２種のボートからの蒸発速度のための独立した測定値を付与するために、それぞれ、Moボート（Ｅ５）の個々の上に配置される。
【００９３】
図21のシステムは、記載されるように、支持体（Ｅ８）上にこの例のMg：Agフィルムを付着するために次の段階を用いて操作される：
開放位置にシャッター（Ｅ10）を位置決定する。
【００９４】
１×10-6トル（好ましくは、しかし10-3〜10-10トルの範囲であり得る）に達するまで、蒸気チャンバ（Ｅ１）をポンピングする。
【００９５】
10KWの電力供給（Ｅ６）を開始し、そしてその電力出力をゆっくりと、Agが溶融し始めるまで高める。
【００９６】
支持体−フィルムの厚のモニター（Ｅ11）上のAg密度及び音のインピーダンスパラメーターを設定する。
【００９７】
支持体の厚さのモニター（Ｅ11）により記録されるような、Agの付着速度がこの例において 0.1Å／秒であるが、しかし５Å／秒ほどの高さであり得るように、10KW電力供給（Ｅ６）の出力を設定する。Agの厚さのモニター（Ｅ12）により記録される速度（Ｒ１）を注意すること。
【００９８】
必要な場合、10KWの電力供給（Ｅ６）の出力を調整することによって、付着工程の間じゅうＲ１を一定に維持する。
【００９９】
支持体−フィルムの厚さのモニター（Ｅ11）上のMgバラメーターを設定する。
【０１００】
支持体の厚さのモニター（Ｅ11）により記録されるように、Mgの付着速度が５Å／秒であるように（この例においては、それが好ましいが、しかし 0.1Å／秒〜10Å／秒の範囲でもあり得る）、１KWの電力供給（Ｅ７）の出力を設定する。Mgの厚さのモニター（Ｅ13）により記録される速度（Ｒ２）を注意すること。
【０１０１】
必要とされる場合、１KWの電力供給（Ｅ７）の出力を調節することによって、付着工程を通してＲ２を一定に維持する。
【０１０２】
支持体ホルダー（Ｅ９）上に支持体（Ｅ８）を積層する。
【０１０３】
シャッター（Ｅ10）を開放位置に位置決定する。
【０１０４】
この例においては好ましいが、しかし他方では、50Å〜 500Åの範囲であり得る、 100ÅのMg：Agアロイを付着する。
【０１０５】
Mg：Agアロイフィルムが支持体（Ｅ８）上に付着された後、その支持体は、熱蒸発チャンバー（Ｅ１）からロードロックチャンバー（Ｓ４)(図22を参照のこと）を通してRFスパッタシステム中のスパッタチャンバ（Ｓ１）に移される。この移行の間、サンプルは、この例においては、真空、又は不活性雰囲気、たとえば窒素又はアルゴンガス雰囲気下に維持される。
【０１０６】
次に、酸化インジウム錫(ITO) フィルムが、チャンバー（Ｓ１）におけるRFスパッタによりMg：Ag金属アロイフィルムの上部に付着される。 ITOフィルムの抵抗率は、 1.5×10-3Ωcmである。この例においては、 ITOフィルムは 400Åの厚さである。
【０１０７】
図23に示されるように、スパッタシステムは、この例においては、 CTI-Cryogenics Cryo-Torr8低温ポンプ（Ｓ２）により維持される、１×10-3トル〜１×10-9トルの間の範囲である基本圧力（低い基本圧力が周囲ガスとの相互作用を減じるために好ましい）の間の範囲の基本圧力を有する高い真空性のチャンバー（Ｓ１）に収容される。ゲート弁（Ｓ３）を通してこのチャンバーに、 Leybold Turbovac 50ターボポンプ（Ｓ５）により維持される、大気圧〜１×10-10トルの範囲の基本圧力（より低い基本圧力が好ましい）を有するロード−ロックチャンバー（Ｓ４）が結合される。前記ロード−ロックチャンバー（Ｓ４）を通して、サンプルがスパッタシステム中に導入され、そして付着の完結で抽出される。この例においては、Pure Tech., Inc.により製造されるスパッタターゲット（Ｓ６）は、99％の純度を有する、10％ SnO2及び90％ In2O3（重量）である。ターゲット（Ｓ６）は、１／８インチの厚さと共に２インチの直径を有する。１／８インチの厚さの銅支持プレート（Ｓ17）が、過剰過熱及び亀裂からターゲット（Ｓ６）を防ぐために、ターゲット（Ｓ６）の背部に真空エポキシにより結合される。ターゲット（Ｓ６）は、 Advanced Energyからの自動整調インピーダンス整合ネットワーク（Ｓ９）と共に、 Advanced EnergyからのRF電力供給（Ｓ８) (600Ｗの最大RF電力出力及び13.56MHzの操作周波数を有する）により電圧付与された AJA Internationalからのマグネトロンスパッタガン（Ｓ７）に収容される。少なくとも20ＷのRF電力で供給するいずれかのRF電力供給が十分である。スパッタガン（Ｓ７）及びターゲット（Ｓ６）上に位置決定されたシャッター（Ｓ10）が、支持体（Ｓ11）上でのスパッタされたフィルム付着をそれぞれ可能にし、又は防ぐために、開放又は閉鎖位置に選択的に位置決定され得る。支持体（Ｓ11）は、シャッターされたターゲット（Ｓ６）の15cm（ｄ２)上に位置決定され、そして水冷却された非回転性支持体ホルダー（Ｓ12）により適切な位置に維持される。ｄ２ は好ましくは、５cm〜30cmの範囲であるが、しかしそれ以上でもあり得ることを注意すること。付着されたフィルムの厚さは、支持体（Ｓ11）の次に位置する校正された、フィルムの厚さのモニター（Ｓ13）により測定される。スパッタガスは、アルゴン(Ar)(99.9999％の純度) 及び酸素（Ｏ2) (99.998％の純度）の混合物である。スパッタチャンバー（Ｓ１）中へのガスの流れは、個々の MKS質量流れコントローラー（Ｓ14）により調節される。スパッタチャンバー（Ｓ１）の内部のガス圧は、MKS Baratronタイプ 121Ａ絶対圧力変換機（Ｓ15）によりモニターされ、そして低温ポンプ（52）の前方に位置決定される蝶形弁（Ｓ16）により調節される。
【０１０８】
図23のスパッタシステムは、次の操作段階を用いて、Mg：Agの上部に ITO層を付着するように作動する：
真空チャンバー（Ｅ１）からサンプルを除去する。
【０１０９】
前記サンプルを負荷チャンバー（Ｓ４）中に導入する。
【０１１０】
前記ロードロックチャンバーを、それがその基圧圧力に達するまで、ポンピングする。
【０１１１】
前記サンプルを前記スパッタチャンバー（Ｓ１）に移し、そしてスパッタターゲット（Ｓ６）上にそれを位置決定する。
【０１１２】
閉鎖位置でのターゲットシャッター（Ｓ10）を位置決定する。
【０１１３】
200sccmの好ましい速度（システムポンピング速度に依存して、20sccm〜1,000sccm の範囲であり得る）でのスパッタチャンバー中へのアルゴン（Ar）ガス流、及び好ましくは0.1sccm(アルゴンガス流速及びスパッタ力の両者に依存して 0.0sccm〜100sccm の範囲であり得、ここでＯ2の早い流れがより高いスパッタ力のために必要とされる）での酸素（Ｏ2)流を設定する。
【０１１４】
この例においては好ましいが、しかしプラズマの開始及び維持のために十分であるべきである20ｍトルのチャンバー圧力を維持するために蝶形弁を設定する。
【０１１５】
15Ｗ〜30Ｗの間の及びそれを可能にできる出力電力にRF電力供給（Ｓ８）を設定する。自動整調されたインピーダンス整合ネットワーク（Ｓ９）が最適な設定を見出す場合、プラズマが開始すべきである。
【０１１６】
電力が次の段階において減じられるようにプラズマを維持するために、スパッタチャンバー（Ｓ１）内の圧力を蝶形弁（Ｓ16）を設定することによって減じる。
【０１１７】
５Ｗに等しいか又はそれよりも低い、RF電力供給（Ｓ８）上の出力電力をゆっくり減じ、インピーデンス整合ネットワーク（Ｓ９）が変化に対して応答するのに十分な時間を有することを確かにする。
【０１１８】
開放位置にターゲットシャッター（Ｓ10）を位置決定する。
【０１１９】
ITO層の透明度とその電導性との間の所望するバランスに依存して、50Å〜 600Åの ITOを付着する。
【０１２０】
本発明の重要な態様は、下部の有機層の損傷を回避するために、この例においては、Mg：Ag層上に ITOの薄フィルムを付着するために ITOをスパッタすることへの低いRF電力（５Ｗ又はそれ以下）の使用であることを注意すること。RF電力は、 ITOフィルムのための成長速度を維持しながら、有機層の損傷をさらに回避するために、スパッタチャンバーに異なったガス混合物、たとえば１Xa：10Ar又は１CH3：20Arの混合物を用いることによって、５Ｗ以下に減じられ得る。スパッタチャンバーにおけるRF電力は、プラズマの開始を維持するために最小のワット数にゆっくり減じられることが好ましい。
【０１２１】
参照表示（Ｅ１）〜（Ｅ13）、図21及び（Ｓ１）〜（Ｓ17）の付着システム、図23のスパッタシステムのための下記表１に与えられるような製品リストが、その説明、製品又はモデル数、及び関連する製造業者を列挙する。表１は、製造業者のインデックス列挙により、同定した製造業者の名称、及びそれらの最後に知られている住所及び電話番号を供給する。本発明は例示される成分及び製品、並びに製造業者の使用に制限されることを意味せず、そして実験工学的原型を通してそれらの発明を開発する上で本発明者により使用される装置を十分に例示するためにのみ本明細書に供給されることが注意されるべきである。
【０１２２】
【表３】
【０１２３】
【表４】
【０１２４】
【表５】
【０１２５】
この例において（図17を参照のこと）、Mg：Agフィルム 310上に ITO層 312を生長するための本発明のもう１つの態様においては、 ITO生長速度が、上記に与えられる非破壊性（遅い）方法により最初の50〜100 Åを生成せしめ、続いて、RF電力供給（Ｓ８）のためのより高い電力設定値（たとえば、20Ｗ〜40Ｗ）を用いてコンタクト 312をより厚くする（典型的には、 400〜1000Å）ために前記速度を増すことによって早められることが最近発見された。（Ｓ８）のためのより低い電力設定値（たとえば、１Ｗ−７Ｗ）で生成される50〜100 Åの保護キャップはすでに存在するので、この第２のすばやく生長する ITO層は、最初の ITOの遅く生長するコンタクトを透過し、そして下部のMg：Ag層及び有機層310, 308をそれぞれ破壊する能力を有さない。有機層のためのAlq3及び関連する化合物はこの損傷に対して非常に免疫性があるが、ところが青色の化合物は傷つきやすいことがまた発見された。結果として、本発明は“シングルヘテロ構造体”（図１Ａを参照のこと）に、たとえば TPD 306を最初に配置し、次に50Å〜 1,000Åの厚さの範囲の青色発光材料層、続いて 300Å〜 1,000Åの厚さの範囲のAlq3層を配置する。得られる TOLED装置はまだ、青色を発光する。
【０１２６】
当業者は、本明細書に記載され、そして例示される発明の態様に対する種々の修飾を認識することができる。そのような修飾は、請求の範囲内である。たとえば、本発明のもう１つの態様において、多色積層 LED装置、たとえば図２の上記３色装置が、真空下で積層されるすべての３層を有するよりもむしろ、図３Ｃに示されるようなポリマー装置又は付着された金属ホスホネートフィルムからLED 20を形成することによって供給され得る。２種の残る積層された LEDは、蒸着又は他の技法により形成され得る。また、Mg：Agアロイは、１Mg：１Ag〜40Mg：１Ag〜 100％ Mg の範囲であり得る。さらにもう１つの態様においては、 TOLED装置のための ITO層は、プレスパッタ、噴霧、又は浸漬により形成され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】図１Ａは従来技術の典型的な有機ダブルヘテロ構造発光装置(LED) の横断面図である。図１Ｂは従来技術の典型的な有機シングルヘテロ構造発光装置(LED) の横断面図である。図１Ｃは従来技術の既知の単一層ポリマー LED構造体の横断面図である。
【図２Ａ】本発明の態様に従っての、それぞれの統合された３種の色の画素を使用する結晶質有機発光装置(LED) の横断面図である。
【図２Ｂ】本発明の態様に従っての、それぞれの統合された３種の色の画素を使用する結晶質有機発光装置(LED) の横断面図である。
【図２Ｃ】本発明の態様に従っての、それぞれの統合された３種の色の画素を使用する結晶質有機発光装置(LED) の横断面図である。
【図３】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図４】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図５】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図６】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図７】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図８Ａ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図８Ｂ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図８Ｃ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図８Ｄ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図８Ｅ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図９】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１０】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ａ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｂ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｃ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｄ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｅ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｆ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｇ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｈ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｉ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｊ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１２Ａ】本発明の多色 LEDの加工のための陰影マスキング方法を示す。
【図１２Ｂ】本発明の多色 LEDの加工のための陰影マスキング方法を示す。
【図１２Ｃ】本発明の多色 LEDの加工のための陰影マスキング方法を示す。
【図１２Ｄ】本発明の多色 LEDの加工のための陰影マスキング方法を示す。
【図１２Ｅ】本発明の多色 LEDの加工のための陰影マスキング方法を示す。
【図１３Ａ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１３Ｂ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１３Ｃ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１３Ｄ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１３Ｅ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１３Ｆ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１４Ａ】そのパッケージングを促進するために形成された本発明の１つの態様の多色 LEDを示す。
【図１４Ｂ】本発明のもう１つの態様のための気密パッケージの横断面図を示す。
【図１４Ｃ】図14Ｂの14Ｃ−14Ｃにそって取られた横断面図である。
【図１５】表示駆動回路と共に本発明の LED装置を利用する RGB表示を示すブロック図である。
【図１６】積層された LEDの数をＮに拡張する本発明のもう１つの態様の LED装置を示し、ここでＮは、整数１，２，３…Ｎである。
【図１７】本発明のもう１つの態様のための実質的に透明な有機発光装置(TOLED) を示す。
【図１８】図17の発明の態様に関して、ELの強さ（a.u.）対波長（nm）のプロットとしての、 100Åの厚さのMg−Agコンタクト（点線）及び関連する支持体（実線）からの放される TOLEDのスペクトル出力を示す。
【図１９】波長の関数としての 100Åの厚さのMg−Ag電極と共に図17の TOLED装置の透過スペクトルの例を示すための透過率（％）対波長（nm）のプロットである。
【図２０】図17の TOLED上部コンタクトのプロトタイプを構築するために、 530nmの波長でのMg−Agコンタクトの厚さ対透過率（％）のプロットを示す。
【図２１】有機層上に透明なコンタクトを部分的に形成するために、本発明の１つの態様のための支持体上の有機層上にMg：Agフィルムを付着するためのシステムを示す。
【図２２】本発明の１つの態様のために、有機層上に透明なコンタクトを形成するために実施されるべき３種の連続的操作を一般的に示すブロック図を示す。
【図２３】本発明の１つの態様のために、有機層上に前もって付着されたMg：Ag金属アロイの上部に酸化インジウム錫(ITO) フィルムを付着するためのスパッタチャンバーを示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多色性有機発光装置、及びより特定には、フラットパネル電子表示、ヘッド−アップ表示、等に使用するためのそのような装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子表示は、情報を送るためには近代社会において不可欠な手段であり、そしてテレビ受像機、コンピューター末端機及び他の用途の計算機に利用される。他の媒体は、その速度、多様性及び相互活性を付与しない。既知の表示技術は、プラズマ表示、発光ダイオード(LES) 、薄フィルムエレクトロルミネセント表示、等を包含する。
【０００３】
本来の非発光性技法は、液晶（LC）又は液晶表示(LCD) として知られている種々の有機分子の電気光学性質を使用する。 LCDはかなりの信頼性で作動するが、しかし比較的低いコントラスト及び解像度を有し、そして高い力の背面照明を必要とする。活性マトリックス表示は、それぞれ単一のLC画素を活性化することができる一連のトランスミッターを使用する。フラットパネル表示に関する技法が実質的な関心のものであり、そして進歩が絶え間なく行なわれていることには何の凝いもない。 S.W.Depp and W.E.Howardによる“Flat Panel Displays”, Scientific America, March 1993, 90-97pの文献を参照のこと。その文献においては、1995年までに、フラットパネル表示が４〜50億ドルの市場を形成すると予測されることのみを示している。いずれかの表示技法のための所望する要因は、良好な光レベル及び競争価格で、高い解像度の十分な色の表示を提供する能力である。
【０００４】
色の表示は、３種の主要な色、すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）で作動する。有機薄フィルム材料を用いて、赤、緑及び青色の発光装置(LED) を示すことにこれまで相当の進歩が存在した。それらの薄フィルム材料は、高い真空条件下で付着される。そのような技法は、世界の多くの場所において開発され、そしてこの技法は多くの研究施設において実施されている。
【０００５】
現在、最とも好ましい高い効率の有機発光構造体は、図１に示され、そして従来技術と称するダブルヘテロ構造体 LEDとして言及される。この構造体は、GaAs又は InPのような材料を用いる従来の無機 LEDに非常に類似する。
【０００６】
図１Ａに示される装置においては、ガラス10の支持層が、酸化インジウム錫(ITO) 11の層により被覆され、ここで層10及び11が支持体を形成する。次に、薄い(100〜500 Å）有機性の優先的に正孔を輸送する層(HTL) 12が前記 ITO層上に付着される。薄い（典型的には、50〜100 Å）発光層（EL）13が、 HTL層12の表面上に付着される。前記層が薄すぎる場合、フィルムの連続性の欠損が存在し、そしてより厚いフィルムは、より高い力の操作を必要とする高い内部耐性を有する傾向がある。発光層（EL）13は、 HTL層12からの正孔と共に 100〜500 Åの厚さの電子輸送層14(ETL) から放される電子のための再結合部位を供給する。 ETL材料は、正孔の移動性よりもその相当に高い電子により特徴づけられる。従来技術の ETL, EL及び HTL材料の例は、Tangなどにより1994年３月15日に発行された”Organic Electroluminescent Malti Color Image Disphay Device” と称するアメリカ特許第 5,294,870号に開示される。
【０００７】
しばしば、EL層13は色を変え、そして LEDのエレクトロルミネセント効率を高めるために高い螢光の色素によりドープされる。図１Ａに示されるような装置は、金属コンタクト15, 16及び上部の電極17を付着することによって完結される。コンタクト15及び16は典型的には、インジウム又はTi／Pt／Auから加工される。電極17はしばしば、アロイ、たとえば有機 ETL層14と直接的にコンタクトするMg／Ag 17’、及び厚い、高い仕事関数の層17''、たとえばMg／Ag上の金（Au）又は銀（Ag）から成る二重層構体である。前記厚い金属17''は不透明である。適切なバイアス電圧が上部の電極17とコンタクト15及び16との間に適用される場合、発光がガラス支持体10を通して生じる。図１Ａの LED装置は典型的には、発光及びその構造体の色に依存して、0.05％〜４％の発光外部量子効率を有する。
【０００８】
シングルヘテロ構造体として言及されるもう１つの既知の有機発光構造体は、図１Ｂに示されており、そして従来の技術として示される。図１Ａの構造体に対するこの構造体の差異は、EL層13がまた、 ETL層としても作用し、図１Ａの ELT層14を排除していることである。しかしながら、効果的な操作のための図１Ｂの装置は、良好な電子輸送能力を有するEL層13を組込むべきであり、さもなければ、別の ETL層14が図１Ａの装置のために示されるように包含されるべきである。
【０００９】
現在、最高の効率が、緑色の LEDにおいて観察された。さらに、３〜10ボルトの駆動電圧が達成されている。それらの初期で且つ非常に有望な表示が、非晶性又は高い多晶性有機層を使用している。それらの構造体は、電流を制限し、そして駆動電圧を高めるフィルムを通しての電荷キャリヤー移動性を疑いなく制限する。多晶状態から生じる結晶の移動及び成長は、そのような装置の明白な失敗モードである。電極接触分解がまた、明白な失敗機構でもある。
【００１０】
さらにもう１つの既知の LED装置が、図１Ｃに示されており、これは単一の層（ポリマー)LEDの典型的な横断面図を示す。示されるように、その装置は、基礎支持体を形成するために、薄い ITO層３により被覆されるガラス支持層１を含む。たとえば、回転被覆されたポリマーの薄い有機層５が、 ITO層３上に形成され、そして前に記載される装置のHTL, ETL、及びEL層の機能のすべてを供給する。金属電極層６が、有機層５上に形成される。その金属は典型的には、Mg, Ca、又は従来使用される他の金属である。
【００１１】
発光性画素のための有機化合物を使用する多色エレクトロルミネセント像表示装置の例が、Tangなど.,アメリカ特許第 5,294,870号に開示される。この特許は、青色発光性副画素領域に青色光を発光するための有機媒体を含む多くの発光画素を開示する。螢光媒体が、前記青色発光性副画素領域から側部に区切られている。螢光媒体は、有機媒体から放される光を吸収し、そして異なった副画素領域において赤及び緑の光を放す。青色の副画素領域からの青色の光の吸収に基づいて緑又は赤色を放すよう螢光色素によりドープされた材料の使用は、緑又は赤色の LEDを通しての直接的な形成よりも効果的ではない。その理由は、前記効率が（ELのための量的な効率）＊（螢光のための量的な効率）＊（１−透過率）の積であるためである。従って、この表示の欠点は、異なった側部の空間の副画素領域が放される個々の色のために必要とされることである。
【発明の開示】
【００１２】
それぞれ明白な色を放すいくつかのタイプの有機エレクトロルミネセント媒体を用いる多色有機発光装置を提供することが本発明の目的である。
【００１３】
有機媒体が、いずれかの色が表示の共通領域から放され得るように積層された形状で配置されている、高い鮮明度の多色表示でのそのような装置を提供することが本発明のさらなる目的である。
【００１４】
動力源を断たれた場合、非常に信頼できる、実質的に透明であり、そして製造するのに比較的安価である３色有機発光装置を提供することが本発明のもう１つの目的である。
【００１５】
高い信頼性のコンパクトで有効的であり、そして RGB表示への使用のために低い駆動電圧を必要とする有機 LEDを得るために、エレクトロルミネセントダイオードに使用されるそれらの材料に類似する有機材料の開発により実現されるそのような装置を提供することがさらなる目的である。
【００１６】
本発明の１つの態様においては、多色発光装置(LED) 構造体は、積層された構造体を形成するために、お互い上に積層された少なくとも第１及び第２の及び好ましくは３層の有機 LEDを含んで成り、そして個々の LEDは、前記積層物を通して光を放すために別々のバイアス電位を個々の装置が受けることを可能にするために、透明な導電層によりお互い分離されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１Ａは、従来技術のダブルヘテロ構造有機発光装置を示す。図１Ａの装置の基本的構成が本発明において使用される。
【００１８】
図２Ａに関しては、本発明の１つの態様において、生長された又は真空付着された有機層により積層される、非常にコンパクトで、統合された RGB画素構造体の横断面が示される。多くの種類の材料（たとえば金属及びITO)上での有機材料の生成する能力に基づいて、１つの態様において、20, 21及び22として表わされる LEDダブルヘテロ構造体（DH）の積層物を構成することができる。例示的な目的のために、図２Ａの例においては、LED 20は前記積層物の底部分に、LED 21は中間部分に、そしてLED 22は上方部分に考慮される。また、前記積層物は、図２Ａにおいては垂直に配向されて示されているが、しかし LEDは別な配向で示されている。他の態様においては、シングルヘテロ構造体(SH) LEDの積層物（図１Ｂを参照のこと）、又はポリマー基礎の LED装置の積層物（図１Ｃを参照のこと）が、DH LEDに対する実施可能な代用物であり、そしてSH装置が光エミッターのためのDH装置として同等に実施できる。また、真空付着された及びポリマー発光材料の組合せを含んで成るSH及びDH装置も、本発明の範囲内にあると思われる。
【００１９】
装置20としての個々の装置構造体は、 ITO層35の表面上に真空付着された又は生成された、又は付着された HTL層20Ｈから成る。上部 ETL層20Ｔは、たとえば図２Ａの装置構成において示される。前者と HTL層20Ｈとの間にEL層20Ｅをサンドイッチする。その ETL層20Ｔ及び記載される他の ETL層は、有機材料、たとえばＭ（８−ヒドロキシキノレート）ｎ （Ｍ＝金属イオン；ｎ＝２〜４）から構成される。他の適切な有機 ETL材料の例は、アメリカ特許第 5,294,870号（Tangなど）に見出され得る。典型的には50Å〜 400Åの範囲の厚さを有する、薄い半透明の低い仕事関数（好ましくは、＜４eV）の金属層26Ｍが、 ETL層20Ｔの上部に形成される。適切な候補体は、Mg, Mg／Ag、及びAsである。もう１つの透明な薄い導電性 ITO層26Ｉが、金属層26Ｍの上部に付着される。（本明細書での便利さのために、金属層26Ｍ及び ITO層26Ｉの二重層構造体は、 ITO／金属層26として言及される。）20, 21、及び22としてのダブルヘテロ構造体装置の個々は、ITO 26Ｉ又は35の透明な導電性層上に形成される底部 HTL層を有する。次に、EL層が付着され、そして次に、もう１つの ETL層が付着される。 HTL, ETL, ITO、金属及び有機EL層の個々は、それらの組成及び最小の厚さのために透明である。個々の HTL層は50Å〜1000Å超の厚さであり得；個々のEL層は50〜 200Å超の厚さであり；個々の ETL層は50〜1000Å超の厚さであり；個々の金属層26Ｍは50〜100 Å超の厚さであり；そして個々の ITO層26Ｉ及び35は、1000〜4000Å超の厚さであり得る。最適な性能のためには、個々の層は好ましくは、上記範囲の下限に維持されるべきであるが、しかしそれらの範囲は限定を意味するものではない。従って、個々のLED 20, 21及び22(ITO／金属層を除く）は、好ましくは、 200Åの厚さに近い。
【００２０】
DH LED装置よりもむしろSH LED装置がLED 20, 21, 22を供給するために使用される場合、 ETL及びEL層は、図１ＢのSHのためにこれまでに記載されるように、単一層、たとえば層13により供給される。この層13は典型的にはAl−キノレートである。これは図２Ｂに示されており、ここでEL層20Ｅ，21Ｅ、及び22Ｅは、それぞれ、EL及び ETL層機能を供給する。しかしながら、図２ＢのSH LED積層体に対する、図２ＡのDH LED積層体の利点は、DH LED積層体が高い効率を有する全体的により薄い構造を可能にする。
【００２１】
図２Ａ及び２Ｂにおいては、個々の LEDの中心はお互いはずされていても、個々の装置からの全体の光線は、LED 20, 21及び22間で実質的に一致する。光線は集中的な形状において一致するが、ガラス支持体に近い発光又は非発光装置は、ガラス支持体からさらに遠い発光装置に対して透明であろう。しかしながら、ダイオード20, 21、及び22は、お互い中心がはずされる必要はなく、そしてお互い上に集中的に交互に積層され、その上に、個々の装置からの光線が完全に他と一致する。集中的な形状は、加工装置に関して下記に記載されるであろう図12Ｅに示される。オフセット及び集中的形状間での機能的な差異は存在しないことを注目すること。個々の装置は実質的に全方向性のパターンでガラス支持体37を通して光を放す。積層体29における３個の LEDを通しての電圧は、いずれかの時点での特定の画素のために所望する得られる発光色及び明るさを提供するよう調節される。従って、22, 21及び20としての個々の LEDは、図２Ａ及び２Ｂに図示されるように、可視又は透明層を通して方向づけられる、それぞれＲ，Ｇ及びＢとしての光線と同時に電圧を付与され得る。個々のDH構造体20, 21及び22は、適切なバイアス電圧の適用に基づいて、異なった色の光を放すことができる。ダブルヘテロ構造体LED 20は青の光を放す。ダブルヘテロ構造体LED 21は緑の光を放し、そしてダブルヘテロ構造体(DH)LED 22は赤の光を放す。LED 20, 21及び22の異なった組合せ又は個々の LEDは、個々のLED 20, 21及び22における電流の大きさに部分的に依存してそれぞれの画素のための光の所望する色を選択的に得るために活性化され得る。
【００２２】
図２Ａ及び２Ｂの例においては、LED 20, 21及び22は、それぞれ電池32, 31及び30により前方にバイアスされる。電流は、個々の電池32, 31、及び30の正の端子からそれぞれその関連するLED 20, 21及び22のアノード端子にそれぞれの装置の層を通して、及びカソードを端子として作用する端子41, 42及び43からそれぞれ個々の電池32, 31及び30の負の端子に流れる。結果として、光が、LED 20, 21、及び22の個々から放される。 LED装置20, 21及び22は、それぞれ電池32, 31及び30を、それらのそれぞれの LEDへの連結に及びその連結から選択的に切替えるための手段（示されていない）を包含することによって、選択的に電圧を付与される。
【００２３】
図２Ａ及び２Ｂに関する本発明の態様においては、LED 22のための上部 ITO接触物26Ｉは透明であり、示される３種の色の装置をヘッド−アップ表示用途のために有用にする。しかしながら、本発明のもう１つの態様においては、上部コンタクト26Ｉは、装置の効率を実質的に高めるために支持体13を通して、放される光を上後方に反射するために、厚い金属、たとえばMg／Ag, In, Ag又はAuのいずれかから形成される。また、全体の装置効率は、反射防止表面を供給するために、ガラス支持体37と ITO層35との間に多層の誘電性薄フィルム被膜を形成することによって高められ得る。３組の反射防止層が必要とされ、１つは種々の層から放される個々の波長で反射防止被膜を形成するためである。
【００２４】
もう１つの態様においては、図２Ａの装置が形成機として底部よりもむしろ積層体の上部からの発光を提供するために、反対の２は逆転された態様で構成される。図２Ｃに関する逆転された構造体の例は、厚い反射性の金属層38により ITO層35を置換することである。次に、青色のLED 20が、 HTL層20Ｈ及び ETL層20Ｔを相互交換することによって提供され、そしてEL層20Ｅは後者の２つの層間にサンドイッチされたまま存続する。さらに、金属コンタクト層26Ｍが、 ITO層26Ｉの上部に付着される。積層物の緑色のLED 21及び赤色のLED 22部分が逆転された層（個々の HTL及び ETL層が相互交換され、続いて金属及び ITO層が逆転される）により、逆転された青色のLED 20のために、記載されるようにしてそれぞれ構成される。逆転された構造体においては、青色の装置20は上部に存在すべきであり、そして赤色の装置22は底部に存在すべきであることを注目すること。また、電池30, 31及び32の極性が逆転される。結果として、それぞれ、装置20, 21及び22を通しての電流の流れが、光を放すために前方にバイアスされる場合、図２Ａの態様に対して同じ方向に存在する。
【００２５】
横断面図での装置は、この例においては、段階のような又は階段的プロフィールを有する。透明コンタクト部分(ITO) 26Ｉは、積層体における個々の画素要素の別々のバイアスを可能にし、そしてさらに、前記材料は、加工段階の間、エッチング停止として使用され得る。個々のDH LED構造体20, 21及び22の別々のバイアスは、 CIE(Commiosion Internationale de 1' Eclairage／International Commission of Illumination) 色度標準で定義されるような可視スペクトルの種々の所望するいずれかの色への画素出力の波長同調を可能にする。青色を放すLED 20は、積層体の底部に配置され、そしてそれは３種の装置のうち最大である。青色は、それが赤及び緑の光に対して透明であるので、底部上に存在する。最後に、透明な ITO／金属層26を用いての材料“分割”は、記載されるように本発明の装置の製造を促進する。それは、たぶん図２Ａ，２Ｂ及び２Ｃに示される画素 LED装置を製造する有機化合物に関連する真空生長及び加工工程の非常にユニークな観点である。図２Ａ，２Ｂ及び２Ｃに示される垂直積層化は、最小の可能な部分を有する３種の色の画素の加工を可能にし、従って、高い鮮明度の表示のためにそれらを理想的にする。
【００２６】
図２Ａ，２Ｂ及び２Ｃに見えれるように、個々の装置DH構造体20, 21及び22は、それぞれ矢印Ｂ，Ｇ及びＲにより示される光を、同時に又は別々に放すことができる。放された光は、個々のLED 20, 21及び22の実質的に全体の横断部分からであり、それにより前記Ｒ，Ｇ及びＢの矢印は実際の放された光の幅の代表ではないことを注目すること。この場合、Ｒ，Ｇ及びＢとしての加色又は減色は、異なった色及び色相の知覚を引き起こす眼により調整される。これは色覚の分野においては良く知られており、そして比色法を示す。示されるオフセット形状においては、赤、緑及び青の光線は実質的に一致する。種々の色のうちいずれか１つの色が積層体から製造され、そしてそれが単一の画素に起因する１つの色として現われるであろう。
【００２７】
DH構造体に使用される有機材料は、他の構造体の上部上で生長された材料であり、又は前記上部上の赤の光を示す最長の波長の装置22及び前記底部上の青の光を示す最小の波長の要素20により垂直に積層される。この態様においては、画素又は装置における光の吸収を最少にする。個々のDH LED装置は、 ITO／金属層26（特に、半透明の金属層26Ｍ、及び酸化インジウム錫層26Ｉ）により分離される。 ITO層26Ｉはさらに、暴露された ITO表面上に明白なコンタクト領域、たとえばコンタクト40, 41, 42及び43を供給するために金属付着により処理され得る。それらのコンタクト40, 41, 42及び43は、インジウム、白金、金、銀又はアロイ、たとえばTi／Pt／Au, Cr／Au又はMg／Agから加工される。従来の金属付着又は蒸着を用いての接触物の付着のための技法は良く知られている。コンタクト、たとえば40, 41, 42及び43は、積層物における個々の LEDの別々のバイアスを可能にする。有機 LED材料と透明な電極26Ｉとの間の有意な化学的差異は、エッチング停止層としての電極の作用を可能にする。これは、装置加工の間、個々の画素の選択的エッチング及び暴露を可能にする。
【００２８】
個々のLED 20, 21, 22は、個々の LEDの発光を可能にする、それぞれ電池32, 31及び30として図示されるこの例において、バイアス電位のそれ自身の源を有する。適切なシグナルが、それぞれ電池30, 31, 32の代わりに使用され得ることが理解される。知られているように、 LEDは光を放すために最小の限界電圧を必要とし（個々のDH LED）、そして従って、この活性化電圧は電池記号により図示されている。
【００２９】
EL層20Ｅ，21Ｅ，22Ｅは、すべての主要な色及びその中間体を生成するそれらの能力に従って選択された有機化合物から加工され得る。前記有機化合物は一般的に、三価金属キノレート複合体、三価金属架橋されたキノレート複合体、Schiff塩基二価金属複合体、錫（iv）金属複合体、金属アセチルアセトネート複合体、金属二元リガンド複合体、ビスホスホネート、二価金属マレオニトリルジチオレート複合体、分子電荷トランスファー複合体、芳香族及び複素環式ポリマー、及び稀土類混合キレートから選択される。
【００３０】
三価金属キノレート複合体は、図３に示される構造体により示され、ここでＭは周期表の第３〜13族及びランタン系列元素から選択された三価金属イオンである。Al+3, Ga+3及びIn+3が好ましい三価金属イオンである。
【００３１】
図３のＲは、水素、置換された及び置換されていないアルキル、アリール及び複素環式基を包含する。アルキル基は、直鎖又は枝分れ鎖であり得、そして好ましくは、１〜８個の炭素原子を有する。適切なアルキル基の例は、メチル及びエチルである。好ましいアリール基はフェニルであり、そしてＲのための複素環式基の例は、ピリジル、イミダゾール、フラン及びチオフェンを包含する。
【００３２】
Ｒのアルキル、アリール及び複素環式基は、アリール、ハロゲン、シアノ、及びアルコキシ（好ましくは１〜８個の炭素原子を有する）から選択された少なくとも１つの置換基により置換され得る。好ましいハロゲンは、クロロである。
【００３３】
図３の基Ｌは、リガンド、たとえばピコリルメチルケトン、置換された及び置換されていないサリチルアルデヒド（たとえばバルビツール酸により置換されたサリチルアルデヒド）、式R(O)CO−（ここで、Ｒは上記で定義された通りである）で表わされる基、ハロゲン、式RO−（ここで、Ｒは上記で定義された通りである）で表わされる基、及びキノレート（たとえば、８−ヒドロキシキノリン）及びその誘導体（たとえばバルビツール酸により置換されたキノレート）を表わす。図３に示される式により転換される好ましい複合体は、ＭがGa+3であり、そしてＬがクロロである化合物である。そのような化合物は青の発光する。ＭがGa+3であり、Ｌがメチルカルボキシレートである場合、青〜青／緑の領域に発光する複合体が生成される。黄色〜赤の発光が、バルビツール酸置換のサリチルアルデヒド、又はバルビツール酸置換の８−ヒドロキシキノリン酸のいずれかをＬ基のために用いることによって予測される。緑色の発光が、Ｌ基のためにキノレートを用いることによって生成され得る。
【００３４】
本発明に使用され得る、三価金属架橋されたキノレート複合体が図４Ａ及び４Ｂに示される。それらの複合体は、緑色の発光を生成し、そして従来技術の装置に使用されるトリスキノレート（Ｌがキノレートである図３の複合体）に比較して卓越した環境安定性を示す。それらの複合体に使用される三価金属イオンＭは上記に定義されており、そしてAl+3, Ga+3又はIn+3が好ましい。図４Ａに示される基Ｚは、式SiR(ここでＲは上記で定義された通りである）を有する。Ｚはまた、ホスフェートを形成する式Ｐ＝Ｏの基でもあり得る。
【００３５】
Schiff塩基性二価金属複合体は、図５Ａ及び５Ｂに示されるものを包含し、ここでＭ１は周期表の第２−12族から選択された二価金属、好ましくはZnである（Y.Hanada, など., ”Blue Electroluminescence in Thin Fiilms of Axomethin-Zinc Complexes”, Japanese Journal of Applied Physics Vol.32, pp.L511-L513(1993) を参照のこと。基Ｒ1は、図５Ａ及び５Ｂに示される構造式から選択される。Ｒ1基は好ましくは、アミン、又はピリジル基の窒素原子を通して複合体の金属に配置される。Ｘは、水素、アルキル、アルコキシ（それぞれ１〜８個の炭素原子を有する）、アリール、複素環式基、ホスフィノ、ハロゲン化物及びアミンから選択される。好ましいアリール基は、フェニルであり、そして好ましい複素環式基はピリジル、イミダゾール、フラン及びチオフェンから選択される。Ｘ基は有機溶媒におけるSchiff塩基性二価金属複合体の溶解性に影響を及ぼす。図５Ｂに示される特定のSchiff塩基性二価金属複合体は、 520nmでの波長で発光する。
【００３６】
本発明のEL層に使用される錫（iv）金属複合体は、緑色の発光を放す。式SnL12L22（ここで、Ｌ1はサリチルアルデヒド、サリチル酸又はキノレート（たとえば、８−ヒドロキシキノリン）から選択される）を有する化合物が、それらの複合体間に包含される。Ｌ2は、水素を除くＲについて前で定義されたようなすべての基を包含する。たとえば、Ｌ1がキノレートであり、そしてＬ2がフェニルである錫（iv）金属複合体は、 504nmで発光波長（λnm）を有し、その波長は、固体状態でのホトルミネセンスの測定に起因する。
【００３７】
錫（iv）金属複合体はまた、Ｙが硫黄である図６の構造式を有する化合物、又はＲ2が水素及び置換されているか又は置換されていないアルキル及びアリールから選択される NR2を包含する。アルキル基は、直鎖又は枝分れ鎖であり得、そして好ましくは、１〜８個の炭素原子を有する。好ましいアリール基はフェニルである。アルキル及びアリール基のための置換基は、１〜８個の炭素原子を有するアルキル及びアルコキシ、シアノ及びハロゲンを包含する。Ｌ3は、アルキル、アリール、ハロゲン化物、キノレート（たとえば、８−ヒドロキシキノリン）、サリチルアルデヒド、サリチル酸、及びマレオニトリルジチオレート(”mnt”) から選択され得る。ＡがＳであり、そしてＹがCNであり、そしてＬ3が”mnt” である場合、赤とオレンジ色との間の発光が予測される。
【００３８】
図７に示されるＭ（アセチルアセトネート)3複合体は、青色発光を生成する。金属イオンＭは、周期表の第１−13族の三価金属から選択される。好ましい金属イオンは、Al+3, Ga+3及びIn+3である。図７における基Ｒは、図３におけるＲについて定義されるのと同じである。たとえば、Ｒがメチルであり、そしてＭがAl+3, Ga+3及びIn+3からそれぞれ選択される場合、固体状態におけるホトルミネスセンスの測定に起因する波長は、それぞれ415nm, 445nm及び 457nmである（J.Kidoなど., ”Organic Electroluminescent Devices using Lanthanide Complexes”, Jornal of Alloys and Compounds, Vol.92, pp.30-30(1993)を参照のこと）。
【００３９】
本発明に使用される金属二元複合体は一般的に、青色の発光を生成する。
【００４０】
そのような複合体は、MDL24(ここで、Ｍは周期表及びランタニド系の第３−13族の三価金属から選択される）を有する。好ましい金属イオンはAl+3, Ga+3, In+3及びSc+3である。Ｄは、二元リガンドであり、この例は図８Ａに示される。より特定には、二元リガンドＤは、２−ピコリルケトン、２−キナルジルケトン及び２−（ｏ−フェノキシ）ピリジンケトンを包含し、ここで図８ＡにおけるＲ基は上記で定義された通りである。
【００４１】
Ｌ4のための好ましい基はアセチルアセトネート；Ｒ3がSi及びＣから選択され、そしてＲが上記に記載されるのと同じ基から選択されるOR3Rの化合物；３−ジ（ｔ−bu）フェノール；２，６−ジ（ｔ−bu）フェノール；２，６−ジ（ｔ−bu）クレゾール；及びH2BPZ2を包含し、後者の化合物はそれぞれ図８Ｂ−８Ｅに示される。
【００４２】
例によれば、アルミニウム（ピコリルメチルケトン）ビス〔２，６−ジ（bu）フェノキシド〕の固体状態におけるホトルミネスセンスの測定に起因する波長（λnm）は 420nmである。上記化合物のクレゾール誘導体はまた、 420nmで測定された。アルミニウム（ピコリルメチルケトン）ビス（OSiPh3）及びスカンジウム（４−メトキシ−ピコリルメチルケトン）ビス（アセチルアセトネートは 433nmでそれぞれ測定され、そしてアルミニウム〔２−（ｏ−フェノキシ）ピリジン〕ビス〔２，６−ジ（ｔ−bu）フェノキシド〕は 450nmで測定された。
【００４３】
ビスホスホネート化合物は、EL層のために本発明に従って使用され得るもう１つの種類の化合物である。ビスホスホネートは、下記一般式：
M2x(O3P−有機物−PO3)y
で表わされる。Ｍ2は金属イオンである。それは、四価金属イオンである（たとえば、ｘ及びｙの両者が１に等しい場合、Tr+4, Ti+4及びHf+4である）。ｘが３であり、そしてｙが２である場合、金属イオンＭ2は二価状態で存在し、そしてたとえば、Zn+2, Cu2+及びCd+2を包含する。用語“有機物”とは、上記式において使用される場合、ホスホネート基により二官能化され得るいずれかの芳香族又は複素環式螢光化合物を意味する。
【００４４】
好ましいビスホスホネート化合物は、図９Ａ及び９Ｂに示されるようなフェニレンビニレンビスホスホネートを包含する。特に、図９Ａは、β−スチレニルスチルベンビスホスホネートを示し、そして図９Ｂは４，４’−ビフェニルジ（ビニルホスホネート）を示し、ここでＲは前記の通りであり、そしてＲ4は好ましくは１〜８個の炭素原子を有する、置換された及び置換されていないアルキル基、及びアリールから選択される。好ましいアルキル基は、メチル及びエチルである。好ましいアリール基はフェニルである。アルキル及びアリール基のための好ましい置換基は、アリール、ハロゲン、シアノ、アルコキシ（好ましくは、１〜８個の炭素原子を有する）から選択された少なくとも１つの置換基を包含する。
【００４５】
二価金属マレオニトリルジチオネート(”mnt”) 複合体は、図10に示される構造式を有する。その二価金属イオンＭ3は、＋２の電荷を有するすべての金属イオン、好ましくは遷移金属イオン、たとえばPt+2, Zn+2及びPd+2を包含する。Ｙ1はシアノ、及び置換された又は置換されていないフェニルから選択される。フェニルのための好ましい置換基は、アルキル、シアノ、クロロ及び１，２，２−トリラアノビニルから選択される。
【００４６】
Ｌ5は電荷を有さない基を表わす。Ｌ5のための好ましい基は、P(OR)3及び P(R)3を包含し、ここでＲは上記の通りであり、又はＬ5はキレートリガンド、たとえば２，２’−ジピリジル；フェナントロリン；１，５−シクロオクタジエン；又はビス（ジフェニルホスフィノ）メタンであり得る。
【００４７】
それらの化合物の種々の組合せの発光波長の例示的な例が、表１に示されており、これは、C.E.Johsonなど., ”Luminescent Iridium(I), Rhodium(I), and Platinum(II) Dithiolate Complexes”, Journal of the American Chemical Society, Vol.105, pg.1795(1983)から得られた。
【００４８】
【表１】
【００４９】
EL層のために本発明において使用される分子電荷トランスファー複合体は、電子ドナー構造体により複合体化された電子受容体構造を含むものである。図11Ａ−11Ｅは、図11Ｆ−11Ｊに示される電子ドナー構造体の１つと共に電荷トランスファー複合体を形成することができる種々の適切な電子受容体を示す。図11Ａ及び11Ｈに示されるような基Ｒは、上記の通りである。
【００５０】
それらの電荷トランスファー材料のフィルムは、別々のセルからのドナー及び受容体分子を支持体上に蒸発せしめることによって、又は予備製造された電荷トランスファー複合体を直接的に蒸発せしめることによって調製される。発光波長は、受容体がドナーにより結合されることに依存して、赤〜青の範囲であり得る。
【００５１】
固体状態において螢光性である芳香族及び複素環式化合物のポリマーが、EL層のために本発明において使用され得る。そのようなポリマーは、種々の異なった着色された発光を生成するために使用され得る。表IIは、適切なポリマーの例、及びそれらの関連する発光の色を提供する。
【００５２】
【表２】
【００５３】
本発明に使用するための稀土類混合キレートは、二元芳香族又は複素環式リガンドに結合されるいずれかのランタニド元素（たとえばLa, Pr, Nd, Sm, Eu、及びTb）を包含する。その二元リガンドは、キャリヤー（たとえば電子）を輸送するよう作用するが、しかし発光エネルギを吸収しない。従って、それらの二元リガンドは、金属にエネルギーを輸送するよう作用する。稀土類混合物キレートにおけるリガンドの例は、サリチルアルデヒド及びその誘導体、サリチル酸、キノレート、Schiff塩基性リガンド、アセチルアセトネート、フェナントロリン、ビピリジン、キノリン及びピリジンを包含する。
【００５４】
ホール輸送層20Ｈ，21Ｈ、及び22Ｈは、ポルホリン性化合物から構成され得る。さらに、そのホール輸送層20Ｈ，21Ｈ、及び22Ｈは、その少なくとも１つは芳香族環の員である炭素原子にのみ結合される少なくとも１つの三価窒素原子を含む化合物である少なくとも１つのホール輸送芳香族第三アミンを有することができる。たとえば、芳香族第三アミンは、アリールアミン、たとえばモノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン又はポリマー性アリールアミンであり得る。他の適切な芳香族第三アミン、及びすべてのポルホリン性化合物は、Tangなどのアメリカ特許第 5,294,870号に開示されており、その教授は、そのようないずれかの教授が本明細書における教授と矛盾しない場合、引用によりそれらのすべてを本明細書に組込まれる。
【００５５】
本発明の積層された有機 LED三色画素の加工は、次の２種の方法のいずれかにより達成され得る：陰影マスキング方法又は乾式エッチング方法。記載される両方法は、例示目的のために、シングルヘテロ構造体 LED構成を想定し、すなわち個々の活性発光層のために１種のみの有機化合物を使用し、そして光が、底部のガラス支持体表面から発生する。個々の活性発光層のために複数の有機化合物層を有する複数ヘテロ接合有機 LED、及び／又は逆転された構造体（積層体の上部表面から発生する光を有する）がまた、当業者により加工され得、記載される方法へのわずかな改良を加えることが理解されるべきである。
【００５６】
本発明の陰影マスキング工程段階は、図12Ａ−Ｅに例示される。ITO 52の層により被覆されるべきガラス支持体50がまず、煮沸トリクロロエチレン又は類似する塩素化された炭化水素に約５分間、前記支持体50を含浸することによって清浄される。これに続いて、アセトンにおいて約５分間及び次に、メチルアルコールにおいて約５分間すずがれる。次に、前記支持体が超高い純度(UHP) の窒素により吹込み乾燥される。使用される清浄溶媒のすべては、好ましくは“エレクトロニクスグレード”である。清浄工程の後、 ITO層52が従来のスパッタ又は電子線方法を用いて、真空下で支持体50上に形成される。
【００５７】
次に、青色を放すLED 55（図12Ｂを参照のこと）が、次のようにして、 ITO層52上に加工される。陰影マスク73が、 ITO層52の予定された外側の部分上に配置される。陰影マスク73、及び陰影マスキング工程の間に使用される外側のマスクが導入され、そして装置の操作寿命を減じる湿気、酸素及び他の汚染物に装置を暴露しないで、工程段階間で除去される。これは窒素又は不活性ガスにより満たされた環境にマスクを変えることによって、又は遠隔取扱い技法により真空環境下で装置表面上にマスクを遠隔配置することによって達成され得る。マスク73の開口部を通して、50〜100 Åの厚さのホール輸送層(HTL) 54及び50〜200 Åの厚さの青色発光層（EL）56（図12Ｂに示される）が、空気への暴露を伴わないで、すなわち真空下で連続的に付着される。次に、好ましくは50〜1000Åの厚さを有する電子輸送層(ETL) 58が EL 56上に付着される。次に、ETL 58上に、好ましくは10％ Ag 、90％ Mg 層、又は他の低い仕事関数の金属又は金属アロイ層から成る半透明金属層60Ｍが積層される。層60Ｍは非常に薄く、好ましくは 100Å未満である。層54, 56, 58及び60Ｍは、多くの従来の直接的な付着技法、たとえば蒸気相付着、イオンビーム付着、電子ビーム付着、スパッタ及びレーザー研磨のいずれか１つの技法により付着され得る。
【００５８】
約1000〜4000Åの厚さの ITOコンタクト60Ｉが次に、従来のスパッタ又は電子ビーム方法の手段により金属層60Ｍ上に形成される。本明細書において便利さのために、サンドイッチ層60Ｍ及び60Ｉは、図２の層26と実質的に同じである単一層60として言及され、そして示されるであろう。個々の層60の低い仕事関数の金属部分60Ｍはその下の ETL層と直接的に接触し、そして ITO層60Ｉは、そのすぐ上の HTL層と接触する。全装置の加工方法は、段階間の真空を妨げないで、真空を維持することによって最良に達成されることを注意すること。
【００５９】
図12Ｃは、青色発光LED 55を加工するために使用される技法と実質的に同じ陰影マスキング及び付着技法を用いて、層60の上部に加工される緑色発光LED 65を示す。LED 65は、HTL 62、緑色発光層64及びETL 65を含んで成る。第２の薄い(100Å以下の厚さ、半透明であるが、しかし電気的連続性を失なうほどの厚さではない厚さ）金属層60Ｍが、 ETL層66上に付着され、続いて、もう１つの1000〜4000Åの厚さの ITO層60Ｉが付着され、第２のサンドイッチ層60が形成される。
【００６０】
類似する陰影マスキング及び金属付着方法を用いて層60（特異的には60Ｉ上に）上に加工される赤色発光LED 75が図12Ｄに示される。赤色発光LED 75は、HTL 70、赤色発光 EL 72及びTEL 74から成る。次に、層60Ｉ及び60Ｍの上部サンドイッチ層60が、LED 75上に形成される。図２の態様につい上記に記載されるように、同様に、上部透明 ITO層60Ｉが、他の態様において、支持体50を通して、上方に向けられた光を後方に反射するための鏡としても機能する適切な金属電極により置換され得、それにより、装置の上部からの光の損失を減じる。個々の ETL層74, 66及び58は50〜200 Åの厚さを有し；個々の HTL層54, 62及び70は 100〜500 Åの厚さを有し；そして個々のEL層56, 64及び72は50〜1000Åの厚さを有する。最適な明度及び効率のためには、 ITO／金属層を包含する個々の層は、上記範囲の下限にできるだ接近して維持されるべきであるが、しかしそれらの範囲は制限を意味するものではない。
【００６１】
次に、 ITO層52上の電気的コンタクト51及び59、及び ITO／金属層60の ITO部分60Ｉ上の電気的コンタクト88, 89, 92, 94及び96の形成は好ましは、１段階で達成される。それらの電気的コンタクトは、インジウム、白金、金、銀、又はTi／Pt／Au, Cr／Au又はMg／Agであり得る。それらは、装置の残りをマスキングした後、蒸着又は他の適切な金属付着技法により付着され得る。
【００６２】
陰影マスキング方法における最終段階は、図12Ｅに示されるように、絶縁層97により全体の装置を被覆することであり、但し、マスキングされるすべての金属コンタクト51, 59, 88, 89, 92, 94及び96を除く。絶縁層97は湿気、酸素及び他の汚染物に対して不透過性であり、それにより、 LEDの汚染を防ぐ。緑縁層97は、SiO2、窒化珪素、たとえば Si2N3、又は電子ビーム、スパッタ又は熱分解的に増強された又はプラズマにより増強された CVDにより付着された他の絶縁体であり得る。使用される付着技法は、高温が LED特徴を劣化するので、 120℃以上の装置温度に上昇されるべきではない。 120℃は可変的であり、そして本発明に使用される典型的な有機材料の軟化点を表わすことを注意すること。
【００６３】
本発明の LED積層体を加工するための乾式エッチング方法が図13（Ａ−Ｆ）に示されている。図13Ａに関しては、ガラス支持体 102がまず、上記に記載される陰影マスキング方法におけるのと同じ態様で清浄される。次に、 ITO層が、従来のスパッタ又は電子ビーム方法を用いて真空下でガラス支持体 102上に付着される。次に、 HTL 104、青色 EL 105, ETL 106、及び金属層 107Ｍ及び ITO層 107Ｉを含んで成るサンドイッチ層（すべては一般的に、陰影マスキング方法におけるのと同じ厚さである）が、従来の真空付着又はポリマーの場合、回転又は噴霧被覆技法のいずれかを用いて、 ITO層 101の全表面上に付着される。 ITO／金属層 107は、 100Å以下の厚さの、 ETL層 106上に直接的に付着される低仕事関数の金属層 107Ｍ、及び金属層 107Ｍ上の1000〜4000Åの厚さの ITO層 107Ｉから成る ITO層 107Ｉの全上部表面上に、1000Å〜2000Åの厚さの窒化珪素又は二酸化珪素マスキング材料の層 108が低温プラスマ CVDを用いて付着される。次に、陽性ホトレジスト層 109、たとえば HPR 1400Jが、窒化珪素層 108上に回転付着される。図13Ｂに示されるように、ホトレジスト層 109の外側部分110(図13Ａを参照のこと）が、標準の写真平版方法を用いて、暴露され、そして除去される。暴露された外側部分 110は、底部 ITO層 101は、暴露され、そして電気的に接触されるべき領域に対応する。図13Ｃに関しては、除去されたホトレジスト部分に対応する窒化珪素層 108の外側領域111(図13Ｂに定義される）が、 CF4：Ｏ2プラズマを用いて除去される。次に、イオンミル技法又は他のプラズマエッチングを用いて、 ITO／金属層 107Ｉ及び 107Ｍの暴露された外側部分が除去される。次に、Ｏ2プラズマが使用され、それぞれ ETL層 106、EL層 105及び HTL層 104の対応する暴露された外側部分が連続的に除去され、そしてまた、図13Ｄに示される残りのホトレジスト層 109が除去される。最終的に、 CF4：Ｏ2プラズマが再び適用され、窒化珪素マスク 108が除去され、図13Ｄに示される青色 LED形状がもたらされる。
【００６４】
乾式エッチング工程段階の同じ順序が、青色 LEDの上に緑色 LEDを加工するために使用され、但し SiNx 150 が示されるようにオーバーレイされ、続いて ITO層 101の外側部分をマスクするために、図13Ｅに示されるようにホトレジストマスク 113によりオーバーレイされる。次に、 HTL層 114、緑色EL層 116及び同様のものの付着が行なわれる（図13Ｆを参照のこと）。次に、青色 LEDに使用される同じ写真平版及びエッチング技法が、緑色 LED 115の形成を完結するために使用される。赤 LED 117が次に、実質的に同じ乾式エッチング方法を用いて、緑色 LED上に形成される。次に、図12Ｅの層97に類似する不動態化層 119が、陰影マスキング工程について記載されるようにして、電気的コンタクトを暴露するための適切なパターン化により LED積層物上に付される。ホトレジストマスクが、不動態化層 119への穴の乾式エッチングを可能にするために使用される。次に、金属 152がその穴に付着される。最終ホトレジスト層及び過剰の金属が、“リフト−オフ”工程により除去される。
【００６５】
LED積層加工に続いて、陰影マスキング、乾式エッチング又は他の方法のいずれかにより実施されても、積層体は、許容できる装置性能及び信頼性を達成するために正しくパッケージされるべきである。図14（Ａ−Ｃ）は、パッケージグを促進するための、及び本発明の多色 LED装置の４種までのための密封パッケージを供給するための本発明の態様を示す。図14（Ａ−Ｂ）に使用される同じ参照番号が、図12Ｅにおけるような同一のそれぞれの特徴を示す。パッケージがまた、図13Ｆのほぼ同一の構造体と共に使用され得る。図14に関しては、絶縁層97、たとえば SiNxにより完全な装置を被覆した後、接近穴120, 122及び 124が、この例において、それぞれ青、緑及び赤色LED(有機発光ダイオード）のために最上部の金属層60Ｍ’，60Ｍ''、及び60Ｍ''' を暴露するために既知のエッチング／光マスキング技法を用いて形成される。その後、適切な金属回路の路126, 128及び130(典型的には全材料の）が、従来の加工段階を用いて、それぞれ配置されたインジウムはんだ隆起物132, 133及び 134を縁取りするために、それぞれ、暴露された金属層60Ｍ’，60Ｍ''、及び60Ｍ''' からの路に付着される。同様に、アノード電極末端が、内部端接触 ITO層52、及び配置されたインジウムはんだ隆起物 136の縁で終結する外部端を有するように形成された金属（たとえばAu）回路の路 135を通して供給される（すべては、従来の方法を通して供給される）。次に、装置が、追加の絶縁材料、たとえば SiNxにより被覆され、１つの端にそって暴露されるはんだ隆起物 132, 133, 134及び 136を有する絶縁された被覆が形成される。この態様においては、有機 LED装置が、従来の技法、又はすぐ下記で記載されるような本発明のパッケージング態様を用いて容易にパッケージされ得る。
【００６６】
パッケージされた形状で共通する支持体50上に４種の多色 LED装置を製造するための方法が、本発明のもう１つの態様のために、それぞれ図14Ａ，14Ｂ、及び14Ｃに記載されるであろう。出発材料は、酸化インジウム錫(ITO) 52の被膜により被覆されたガラス支持体50を包含する。次の段階が、パッケージされた多色有機 LEDアレイを得るために使用される：
１．従来の技法を用いて、 ITO層52の上部に、集中的な四角バンド環パターン（この例においては、いくつかの他のパターンが使用され得る）でSiO2層 138を付着するために ITO層52をマスクする。
【００６７】
２．図12Ｅ又は13Ｆ及び14Ａの構造体のいずれかを得るために上記に教授されるような方法を用いて、 ITO層52上の領域 140に４種の３色 LED積層体共有層を形成する。
【００６８】
３．陰影マスキングにより金属コンタクト 170〜181 を付着する；個々は、外部電気連結又は結合パッド 170’〜 181’を供給するためにSiO2層 138上の外部端で終結する。図14Ａにおけるコンタクト126, 128及び 130は、あらゆる連続的な３種のコンタクト 170〜181 と同じであることを注意すること。３種のコンタクトの個々のグループ、すなわち 170〜172, 173〜175, 176〜178 及び 179〜181 は、それぞれ、４種の有機 LED装置の個々の金属層60Ｍ’，60Ｍ''，60Ｍ''' との電気的結合を提供するためにそれらの内部又は他の端で終結する。もう１つの金属コンタクト 182は、この例においては、共通するアノード連結を供給するために、 LED装置のすべての４種に共通する ITO層52の端上に、陰影マスキングにより付着される。適切なマスキング及びエッチングにより、４種の LED装置は完全に独立した層で製造される場合、４種のアノードコンタクトはそれぞれ、後者のアレイのために供給されるべきであり、その結果、それは多様化された態様で作動され得る。この例に記載される多色 LEDアレイは、多様化されていないアレイである。
【００６９】
４．２種の段階における“Ｌ”形状化されたマスクを用いての陰影マスキング、又は写真平版法により、たとえば、スパッタ、又はプラズマ増強された CVD、又は電子ビーム付着のいずれかを用いて、暴露された結合パッド 170’〜 181’を残して連続バンド又は環に第２のSiO2層 184を付着する。
【００７０】
５．第２のSiO2層又はバンド 184の上部の連続バンド又は環 186にPb−Sn又は他の低温溶融はんだを付着する。
【００７１】
６．はんだシール環 186と同時に存在する金属環 190をカバーガラス 188の底に付着する。
【００７２】
７．不活性ガス雰囲気、たとえば無水窒素下に前記アセンブリーを配置し、そして気密シールを得るためにはんだ環 186を溶融するために熱を適用し、そして不活性ガスが内部領域 192にトラップされる。
【００７３】
８．図14Ｂに示されるように、アセンブリー上にカバーガラス 188を設置し、そして金属環 190がはんだ環 186に対して隣接する。
【００７４】
図15に関しては、 RGB有機 LED表示である表示 194が示される。ドット 195は省略である。 194としての完全な表示は、多くの画素、たとえば 196を含んで成る。画素は、 ITOにより被覆されるガラスシートの全表面積を被覆するためにXYマトリックスとして配置される。個々の画素は、図２に示されるような積層された LED構造体を包含する。電池30, 31及び32（図２）のような固定されたバイアス手段を有する代わりに、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）として図２に示される末端の個々のラインが引き出され、そしてそれぞれ、適切な水平及び水垂スキャンプロセッサー 197及び 198に結合され、すべてはTVユニットであり得る表示発生機 199の制御下にある。従って、 LEDの個々のマトリックスは、少なくとも２つの軸（ｘ，ｙ）を有し、そして個々の LEDは少なくとも２の前記軸の交点で存在する。また、ｘ軸は水平軸を表わし、そしてｙ軸は水垂軸を表わす。テレビジョンシグナル、たとえばNTSCシグナルを色彩表示のための色彩成分Ｒ，Ｇ及びＢにいかにして転換するかは良く知られている。一次色彩のための赤、緑及び青を利用するコンピューターのためのモニターもまた良く知られている。垂直及び水平スキャン技法によるそのような装置の駆動及び制御もまた知られている。表示の表面上に付着される画素構造体の全アレーが、XYアドレスを用いるような典型的なXYスキャン技法を用いてスキャンされる。それらの技法は、活性マトリックス表示に使用される。
【００７５】
所望するシグナル含有量に従ってDH LED画素の個々の赤、緑及び青色入力を選択的にエネルギー付与するためにパルス幅調整を使用することができる。この態様においては、表示の個々のラインにおける LEDの個々が、選択的に接近され、そしてアドレスされ、そして多くの手段、たとえばパルス幅調整シグナル、又は階段的に発生された電圧により変向され、単色又は多色が放され、その結果、前記構造体から放される光が予定された形状及び色を有する像を創造する。また、xy軸の個々を連続的にスキャンすることができ、そして垂直に連続的に創造された色を有する像を生成するための光を放すためにマトリックスにおける LEDの選択された１つの LEDを連続的に電圧をかけることができる。 LEDの選択された１つは、同時に電圧をかけられる。
【００７６】
上記のように、図２に示される垂直積層技法は、非常に小さな部分内での３色DH LED画素の加工を可能にする。これは、高い鮮明度の表示、たとえば１インチ当たり 300〜600 又はそれ以上の線解像度を有する表示を可能にする。そのような高い解像度は、異なった色彩を発生する有機発光層又は螢光媒体がお互い横方向に配置される従来の技術を用いて得ることは相当により困難である。
【００７７】
近代的な標準に基づけば、平方インチの部分内に垂直的に及び水平的に数百の画素ダイオードを積層することを可能にするために十分に小さな効果的部分を、図２に示されるような LED装置に供給することができる。従って、加工技法は、高い光の強さを有する非常に高い解像度の達成を可能にする。
【００７８】
図16においては、Ｎ個までの個々のLED(ここでＮは、１，２，３…Ｎの整数である）の積層物を包含する多色 LED装置についての本発明のもう１つの態様である。いずれかの本来の時点での技法の状態に依存して、Ｎは実質的な制限を有するであろう。たとえば、積層されたＮレベルの LEDは、図12（Ａ−Ｅ）において記載された陰影マスキング加工段階、又は図13Ａ〜13Ｆに示される乾式エッチング工程のいずれかを用いて供給され得る。図16の積層されたアレイ基礎又は底部分は、図13Ｆに示されるようなガラス支持体 102であり、そして ITO層 101がその支持体 102上に形成される。前記積層する第１の LED装置、及び次の LED装置はそれぞれ、 ITO層 101上に連続して、 HTL層 154、EL層 156、 ETL層 158、金属層16及び ITO層 162を含む。Ｎ番目のレベルの LED装置 164はさらに、その最上部の ITO層 162上に形成される最上部金属層（図13Ｆの層 152を参照のこと）を含む。不動態化層 119が、図13Ｆの色彩積層体におけるように、積積体の上に付着される。個々の LED装置の個々のEL層 156のための材料が、関連する LEDのために特定の色彩を供給するために選択される。３色装置におけるように、より短い波長（青）の装置は、赤色を放す層による光学的吸収を回避するためにより長い波長（赤）の装置よりも、積層体において低い部分に積層すべきである。個々のそれぞれの LEDのために選択された色、及び積層された LEDの実際の数は、特定の用途、及び供給される所望する色及び濃淡化能力に依存する。そのような多色装置はまた、光学通信ネットワークにも使用され得、ここで個々の異なった光学チャネルが積層体における一定の装置から放される異なった波長を用いて伝達される、放された光の固有の集中性質は、単一の光学伝達繊維中へのいくつかの波長のカップリングを可能にする。実際のそのような積層されたアレイにおいては、接近穴が、個々の装置のITO 層 162に下方に形成され、続いて、図14Ａ，14Ｂ、及び14Ｃの積層された多色 LED装置について記載される態様に類似する態様で、積層体における LED装置の個々にパッケージング及び電気的連結を促進するために適切な金属化付着される。
【００７９】
この装置は、低い費用、高い解像度、高い明るさの十分な色、いずれかのサイズの平らなパネル表示を提供するために使用され得る。これは、数ミリメーターほどの小さなサイズからビルディングサイズまでの表示装置を付与することにより本発明の範囲を広くする。この表示装置上に創造される像は、個々の LEDのサイズに依存して、いずれかの解像度での十分な色彩の本文又はさしえである。
【００８０】
本発明者は、図１Ａ〜16の記載に関して上記のような多色有機 LEDが、OLED装置が電力を切られる場合、使用者に対して実質的に十分な透明であるよう改良される場合、そのような透明な有機発光装置（この後、 TOLEDと称す）が、ベッド−アップ装置及び他の用途への使用のために直接的に適用されることを認識した。この記載のためには、ヘッド−アップ表示装置は、電力を切られる場合、使用者に対して実質的に透明であり、それにより、使用者に透視能力を提供する。前記装置のうち一定の１つ又は複数の装置が電圧を付与される場合、この例においては光を放すよう電圧を付与される場合、表示装置の効果を与えられた部分が、本発明の下記態様を組込む上記有機 LEDにより個々の又は多色表示を照らす。これを達成するために、本発明者は、典型的には、既知の従来の方法を用いる場合に生じるような、下にある層に対する損傷を引き起こさないで、有機発光装置（OLED）に使用されるような軟質の材料上への透明な電気コンタクトの付着において従来技術に包含される困難性を克服するための方法及び装置を思いついた。本発明者は、それらの問題を克服する場合、OLED装置が、使用者に対して実質的に透明であるコンタクトを生成するために本発明の下記態様からそれ自体、有益である、種々の他の表示技法を用いるヘッド−アップ表示に使用され得ることを理解する。たとえば、本発明から有益である用途は、オートバイ用ヘルメット、又は戦闘機パイロット用ヘルメットのまでさしに使用されるヘッド−アップ表示装置であり、個々は、ゲージ、地図、旅程、及び同様のもののための直接的な観察表示を提供するためにOLEDによりパターン化されている。そのようなOLEDヘッド−アップに基づく表示装置を使用する他の用途は、フロントガラス、テレプロンプター及び同様のもの上での表示装置をまた包含する。ビデオゲーム表示装置及び他のタイプの表示装置はまた、本発明のOLEDを含むことができる。従って、下記の本発明の態様は、技術の状態における有意な段階の前進を表わすように思える。
【００８１】
硬質材料、又は約50℃を越える温度により影響されない材料、たとえば無機太陽電池に使用される珪素（Si）上に透明なコンタクトを付着するための方法は知られている。本発明の下記態様の意図された有益性は軟質材料、たとえば有機層上での透明なコンタクトの形成に使用するためであるが、本発明の方法及び装置は硬質材料上に透明なコンタクトを付着するためにも使用され得ることが注目されるべきである。
【００８２】
アメリカ特許出願番号08／354,674 に対する下記のようにOLEDを供給するための本発明の態様は、吸収バンドから0.5eV(電子ボルト）移行された、実質的に赤である発光バンドを有する装置を供給することが注目されるべきである。結果として、本発明のOLEDは、それら自体の発光スペクトルに対して、及びほとんどの可視スペクトルを通して高い透明性であり、それにより、無機半導体光エミッターに見出されない性質を提供する。実質的に透明なコンタクトを供給するための下記に記載されるような本発明の態様の使用により、本発明者は、電力を切られる場合、71％以上の透過率を有し、そして電力を付与される場合、高い効率を有する上部及び下部ダイオード表面から光を放すことができる（１％の量的効率に近づくか又は越える）新規種類の真空付着された有機発光装置を発明した。
【００８３】
上記結果を達成するためには、本発明者により克服されるべき最初の問題は、機械的安定性を付与するために下部にある有機層と良好な化学結合を形成できる金属を発見することであった。１つのそのような金属が、マグネシウム（Mg）及び銀（Ag）の金属アロイフィルムの使用により提供され得ることがわかった。しかしながら、他の金属及び／又は金属アロイフィルム、たとえば弗素ドープされた酸化錫、Ca, In, Al, Sm, Ｙ, Yb, MgAl、及びMg：Agの金属アロイフィルム以外のそれらの材料を含む種々のアロイが、使用のために適用できる（Tangなど. アメリカ特許第 5,294,870号を参照のこと）。Mg：Agのフィルムは、本発明ための好ましい態様を提供すると現在思われている。コンタクトが単一金属から成る場合、その金属は低い仕事関数を有すべきである。コンタクトが金属アロイから成る場合、その金属中の少なくとも１つが、低い仕事関数を有すべきである。Mg：Agを用いる場合、Mgは低い仕事関数を有する。また、選択された金属は、種々の材料との実験を通して決定されるように、有機層との良好な電気結合を保証すべきである。良好な電気結合は、金属コンタクト又は電極が十分な数のキャリヤーを有機層中に注入するであろうことを確かにする。
【００８４】
下部有機層との良好な化学結合及び電気接触を提供するための金属又は金属アロイを確立する最初の問題を解決した後、本発明者のための次の問題は、それらの他の性質、たとえば低い電気抵抗を保存しながら、コンタクトをいかにして透明にするかを決定することであった。金属層を非常に薄くすることによって、層のための所望する透明度を得ることは知られている。しかしながら、本発明者は、層は、必要とされる次の加工段階、この例においては、金属層の上部に酸化インジウム錫(ITO) 層を付着する段階から下部有機層を保護するのに十分な厚さのものであるべきであることを認識した。また、たとえば薄いMg層はすばやく酸化し、そしてMg層を保護するために、形成された後、できるだけ早く ITOにより被覆されるべきである。これを実施するための従来の方法は、下部の有機層に損傷を与える、高温及び高電力付着で行なわれる。従って、本発明者は、非常に低い電力及び室温、典型的には22℃（72°Ｆ）で金属層上に ITO層を付着するための方法を考えついた。
【００８５】
透明である他に、 ITO層はまた、電導性であり、そして従って、Mg：Agにより形成される多層コンタクトの電気抵抗を減じる。 ITOは、単独では使用され得ない。なぜならば、それは有機材料との良好な結合を付与せず（すなわち、それは有機材料に十分に接着しない）、そして典型的には、それは有機電気発光材料中への良好な電子インジェクターではないからである。この例においては、Mg：Ag層は、有機層及び ITOに対する良好な結合を付与し、そして良好な電子インジェクターである。
【００８６】
図17においては、透明有機発光装置(TOLED) を提供するために本発明者により製造された工学的原型の横断面図が示される。この例においては、装置30が、 ITOフィルムの厚さに依存して、典型的には20Ω（オーム）／平方のシート抵抗率を有する透明な酸化インジウム錫(ITO) 層フィルム 304により予備被覆されたガラス支持体 302上に構築される。支持体 302は透明なガラスから成るが、この例においては、それはまた、 ITOが被覆され得るいずれか他の透明な硬質支持体、たとえばプラスチック材料によっても供給され得ることを注意すること。また、 ITOフィルムは、いずれか適切な電導性酸化物又は電導性透明ポリマーにより置換され得る。有機フィルムの付着の前、支持体 302は、従来の技法を用いて前もって清浄された。付着は、正孔伝導性化合物Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン(TDD) の 200Åの厚さの層 306、続いて電子伝導性化合物Alq3（アルミニウムトリス−８−ヒドロキシキノリン）の 400Åの厚さの層 308の10-4トル以下の真空下での昇華により実施された。装置 300に電子注入コンタクトを供給する上部層 310は、薄い（50Å〜 400Å）半透明Mg−Agアロイ電極（40Mg：１Agのおおよその原子比での）の陰影マスキング（示されていない）による付着により製造された。他の原子比、たとえば50Mg：１Agが用途に依存して使用され得るが、しかし本発明はいずれかの特定の比又はコンタクト金属組成に限定することを意味しないことを注意すること。最終的に、 TOLED装置 300は、層 310のMg−Ag表面上にスパッタ付着された第２の 400Åの厚さの ITO層 312によりキャップされる。この第２の ITO層 312は、第２の TOLEDが構築される上部に連続した透明な伝導性表面を供給する（図12, 13及び16の記載についての上記を参照のこと）。 ITO層 312は、許容できる透明度を保持しながら、抵抗率を減じるためにできるだけ厚くされる。電気コンタクト314(負の極性）及び316(正の極性）が、従来の方法を用いて、それぞれ、 ITO層 312及び 304に結合される。
【００８７】
100Åの厚さのMg−Ag電極 310を有する TOLEDに関するその上部表面及び支持体装置表面の両者から測定される装置 300の出力が図18に示される。直径１mmのそのような TOLED装置のための典型的な操作条件は、10−４Ａ（アンペア）及び10Ｖ（ボルト）の駆動電圧（端子 314及び 316を通して適用される）である。両表面からの発光スペクトルは、これまでに記載されたAlq3に基づく装置に類似するか(C.W.Tang and S.A.VanSlyke, Appl.Phys.Lett., vol.51, 913(1987)；及び P.E.Burrows and S.R.Fornest, Appl.Phys.Lett., vol.64, 2285(1993))、但し、後方コンタクトに対する上部コンタクトから出現する光の赤に対する発光のわずかな（10nm）シフトが存在する。これは、 ITOフィルムに比較してMg−Agの吸収スペクトルの差異、及び／又はMg−Ag／ ITO電極における界面状態のための吸収性の差異に起因する。この装置 300からの発光の合計内部量子効率は0.75％であり、これは従来のAlq3に基づくOLEDの効率に相当できる。約10％高い強さが、上部コンタクト 312からよりも支持体 302を通して放される。
【００８８】
100Åの厚さのフィルム 310を有する TOLED 300の波長の関数としての透明度が、図19に詳細に示されている。プロットの短い波長端で、装置は、 ITO吸収、Mg−Ag吸収、及びAlq3のLa及びBb状態への強い分子転移の組合せのために非透過性になる。しかしながら、前記装置はAlq3のピーク（53nm）の発光波長で63％の透明度であり、そしてこの透明度は赤の可視光を通して拡張する。いくらかの損失が、Mg−Ag上部コンタクトによる吸収のために、赤外線領域において明白である。図20は、50Å〜 400Åの範囲のMg−Agフィルムの厚さに対する 530nmの波長でのMg−Agコンタクト 310の透過率を示す。92％の透明度が最とも薄いMg−Agフィルムに関して観察された。本発明者により製造された最とも薄い TOLED装置は75Åの厚さのMg−Agコンタクト 310を有し、これは81％のコンタクト透明度及び71％の合計の装置透明度に対応する。図20のデータに対する直線の傾斜は、計算された 180Åの皮膚の深さと適合する、 1.1× 10６cm-1のMg−Agの光吸収係数を付与する。
【００８９】
上記原型 TOLED装置は緑スペクトル領域において光を放すが、例示される構造体は、吸収から発光への大きなFramk-Condon赤色シフトが多くの有機材料の特徴を示すので、可視スペクトルのいずれかの領域において放す有機装置のために十分に同等に作用すべきであることを注意すること。単純な加工法を用いる場合、従って、多色発光性要素の独立してアドレスできる積層体を構成することが可能である。さらに、この構造体はまた、前で示されたように、ポリマー基材のOLEDのためにも有用である。たとえば、オーバーレイ ITO層を有するMg：Agアロイ薄フィルム層は、改良された透明コンタクト26を供給するために、図２Ａ，２Ｂ及び２ＣのOLED装置の層26Ｍ及び26Ｉとして使用するために；及び改良された透明コンタクト60及び 107を供給するために、図12Ｂ，12Ｃ，12Ｄ及び12Ｅの層60Ｍ及び60Ｉ、及び図13Ａ，13Ｂ，13Ｃ，13Ｄ，13Ｅ及び13Ｆの層 107Ｍ及び 107Ｉとして使用するために同様に記載される。同様にオーバーレイ ITO層 312を有するMg：Ag層は、図14ＡのOLED装置の金属層60Ｍ’，60Ｍ''、及び60Ｍ''' の金属、及び図16のOLED装置の金属層 160の金属の代わりに使用され得る。この態様においては、可視 TOLED多色装置が得られる。
【００９０】
有機発光装置のためであろうと又は他の装置のためであろうと、有機材料層上に透明なコンタクトを配置するための方法及び装置が記載されるであろう。この例においては、第１の段階は、この例においては、抵抗加熱されたモリブデンボートからの構成成分の金属原子の熱同時蒸発を用いて、ターゲット有機層の上部に、それぞれ、いくらかの好ましい比、たとえば40：１の比でのMg：Agアロイの薄フィルムを付着することである。図20に関して前で例示されたように金属アロイフィルムの厚さは、得られるコンタクトの透明度の決定において最とも有力である。これを達成するためのシステム又は装置が図21に図示される。蒸発システム及び本発明の他のシステムの次の記載において、この例における発明者により使用される実際の成分が、例示される成分を供給する製造業者の名称及び住所を供給するための次の製造業者のインデックスと共に、下記に与えられる製品列挙に与えられる。
【００９１】
図21に示されるような、有機支持体上にMg：Agフィルムを付着するための蒸発システムが詳細に現在記載されるであろう。
【００９２】
Mg：Agフィルム蒸発が、 Alcatel粗ポンプ（Ｅ３）及びコールトトラップ（Ｅ４）と共に、 Alcatel 150 1／秒ターボポンプ（Ｅ２）により維持される、約10-7トルの基礎圧力を有する真空チャンバー（Ｅ１）において実施される。Ag及びMg源金属が、この例においては、Mg：Agを蒸発し、又は気化するために、10KW（Ｅ６）及び１KW（Ｅ７）の電源により抵抗加熱されるモリブデン（Mo）ボート（ES）中に負荷される。支持体（Ｅ８）がMoボート（Ｅ５）上30cm（ｄ１)に位置決定され、そして水冷された非回転性支持体ホルダー（Ｅ９）により適切な位置に維持される。Moボート（Ｅ５）と支持体（Ｅ８）との間の路に位置決定されるシャッター（Ｅ10）は、Mg：Ag蒸発により支持体上へのMg：Ag蒸発された一フィルムの付着をそれぞれ可能にし又はブロックするために、開放又は閉鎖位置に遠隔的且つ選択的に操作され得る。好ましい付着システムにおいては、単一シャッター（Ｅ10）が、関連するボート（Ｅ５）から支持体（Ｅ８）へのMg及びAgの蒸気の流れを独立してブロックし又は可能にするために２つのシャッター（10EA, E10B；示されていない）により置換される。２種のより厚いモニター（Ｅ12, Ｅ13）が、２種のボートからの蒸発速度のための独立した測定値を付与するために、それぞれ、Moボート（Ｅ５）の個々の上に配置される。
【００９３】
図21のシステムは、記載されるように、支持体（Ｅ８）上にこの例のMg：Agフィルムを付着するために次の段階を用いて操作される：
開放位置にシャッター（Ｅ10）を位置決定する。
【００９４】
１×10-6トル（好ましくは、しかし10-3〜10-10トルの範囲であり得る）に達するまで、蒸気チャンバ（Ｅ１）をポンピングする。
【００９５】
10KWの電力供給（Ｅ６）を開始し、そしてその電力出力をゆっくりと、Agが溶融し始めるまで高める。
【００９６】
支持体−フィルムの厚のモニター（Ｅ11）上のAg密度及び音のインピーダンスパラメーターを設定する。
【００９７】
支持体の厚さのモニター（Ｅ11）により記録されるような、Agの付着速度がこの例において 0.1Å／秒であるが、しかし５Å／秒ほどの高さであり得るように、10KW電力供給（Ｅ６）の出力を設定する。Agの厚さのモニター（Ｅ12）により記録される速度（Ｒ１）を注意すること。
【００９８】
必要な場合、10KWの電力供給（Ｅ６）の出力を調整することによって、付着工程の間じゅうＲ１を一定に維持する。
【００９９】
支持体−フィルムの厚さのモニター（Ｅ11）上のMgバラメーターを設定する。
【０１００】
支持体の厚さのモニター（Ｅ11）により記録されるように、Mgの付着速度が５Å／秒であるように（この例においては、それが好ましいが、しかし 0.1Å／秒〜10Å／秒の範囲でもあり得る）、１KWの電力供給（Ｅ７）の出力を設定する。Mgの厚さのモニター（Ｅ13）により記録される速度（Ｒ２）を注意すること。
【０１０１】
必要とされる場合、１KWの電力供給（Ｅ７）の出力を調節することによって、付着工程を通してＲ２を一定に維持する。
【０１０２】
支持体ホルダー（Ｅ９）上に支持体（Ｅ８）を積層する。
【０１０３】
シャッター（Ｅ10）を開放位置に位置決定する。
【０１０４】
この例においては好ましいが、しかし他方では、50Å〜 500Åの範囲であり得る、 100ÅのMg：Agアロイを付着する。
【０１０５】
Mg：Agアロイフィルムが支持体（Ｅ８）上に付着された後、その支持体は、熱蒸発チャンバー（Ｅ１）からロードロックチャンバー（Ｓ４)(図22を参照のこと）を通してRFスパッタシステム中のスパッタチャンバ（Ｓ１）に移される。この移行の間、サンプルは、この例においては、真空、又は不活性雰囲気、たとえば窒素又はアルゴンガス雰囲気下に維持される。
【０１０６】
次に、酸化インジウム錫(ITO) フィルムが、チャンバー（Ｓ１）におけるRFスパッタによりMg：Ag金属アロイフィルムの上部に付着される。 ITOフィルムの抵抗率は、 1.5×10-3Ωcmである。この例においては、 ITOフィルムは 400Åの厚さである。
【０１０７】
図23に示されるように、スパッタシステムは、この例においては、 CTI-Cryogenics Cryo-Torr8低温ポンプ（Ｓ２）により維持される、１×10-3トル〜１×10-9トルの間の範囲である基本圧力（低い基本圧力が周囲ガスとの相互作用を減じるために好ましい）の間の範囲の基本圧力を有する高い真空性のチャンバー（Ｓ１）に収容される。ゲート弁（Ｓ３）を通してこのチャンバーに、 Leybold Turbovac 50ターボポンプ（Ｓ５）により維持される、大気圧〜１×10-10トルの範囲の基本圧力（より低い基本圧力が好ましい）を有するロード−ロックチャンバー（Ｓ４）が結合される。前記ロード−ロックチャンバー（Ｓ４）を通して、サンプルがスパッタシステム中に導入され、そして付着の完結で抽出される。この例においては、Pure Tech., Inc.により製造されるスパッタターゲット（Ｓ６）は、99％の純度を有する、10％ SnO2及び90％ In2O3（重量）である。ターゲット（Ｓ６）は、１／８インチの厚さと共に２インチの直径を有する。１／８インチの厚さの銅支持プレート（Ｓ17）が、過剰過熱及び亀裂からターゲット（Ｓ６）を防ぐために、ターゲット（Ｓ６）の背部に真空エポキシにより結合される。ターゲット（Ｓ６）は、 Advanced Energyからの自動整調インピーダンス整合ネットワーク（Ｓ９）と共に、 Advanced EnergyからのRF電力供給（Ｓ８) (600Ｗの最大RF電力出力及び13.56MHzの操作周波数を有する）により電圧付与された AJA Internationalからのマグネトロンスパッタガン（Ｓ７）に収容される。少なくとも20ＷのRF電力で供給するいずれかのRF電力供給が十分である。スパッタガン（Ｓ７）及びターゲット（Ｓ６）上に位置決定されたシャッター（Ｓ10）が、支持体（Ｓ11）上でのスパッタされたフィルム付着をそれぞれ可能にし、又は防ぐために、開放又は閉鎖位置に選択的に位置決定され得る。支持体（Ｓ11）は、シャッターされたターゲット（Ｓ６）の15cm（ｄ２)上に位置決定され、そして水冷却された非回転性支持体ホルダー（Ｓ12）により適切な位置に維持される。ｄ２ は好ましくは、５cm〜30cmの範囲であるが、しかしそれ以上でもあり得ることを注意すること。付着されたフィルムの厚さは、支持体（Ｓ11）の次に位置する校正された、フィルムの厚さのモニター（Ｓ13）により測定される。スパッタガスは、アルゴン(Ar)(99.9999％の純度) 及び酸素（Ｏ2) (99.998％の純度）の混合物である。スパッタチャンバー（Ｓ１）中へのガスの流れは、個々の MKS質量流れコントローラー（Ｓ14）により調節される。スパッタチャンバー（Ｓ１）の内部のガス圧は、MKS Baratronタイプ 121Ａ絶対圧力変換機（Ｓ15）によりモニターされ、そして低温ポンプ（52）の前方に位置決定される蝶形弁（Ｓ16）により調節される。
【０１０８】
図23のスパッタシステムは、次の操作段階を用いて、Mg：Agの上部に ITO層を付着するように作動する：
真空チャンバー（Ｅ１）からサンプルを除去する。
【０１０９】
前記サンプルを負荷チャンバー（Ｓ４）中に導入する。
【０１１０】
前記ロードロックチャンバーを、それがその基圧圧力に達するまで、ポンピングする。
【０１１１】
前記サンプルを前記スパッタチャンバー（Ｓ１）に移し、そしてスパッタターゲット（Ｓ６）上にそれを位置決定する。
【０１１２】
閉鎖位置でのターゲットシャッター（Ｓ10）を位置決定する。
【０１１３】
200sccmの好ましい速度（システムポンピング速度に依存して、20sccm〜1,000sccm の範囲であり得る）でのスパッタチャンバー中へのアルゴン（Ar）ガス流、及び好ましくは0.1sccm(アルゴンガス流速及びスパッタ力の両者に依存して 0.0sccm〜100sccm の範囲であり得、ここでＯ2の早い流れがより高いスパッタ力のために必要とされる）での酸素（Ｏ2)流を設定する。
【０１１４】
この例においては好ましいが、しかしプラズマの開始及び維持のために十分であるべきである20ｍトルのチャンバー圧力を維持するために蝶形弁を設定する。
【０１１５】
15Ｗ〜30Ｗの間の及びそれを可能にできる出力電力にRF電力供給（Ｓ８）を設定する。自動整調されたインピーダンス整合ネットワーク（Ｓ９）が最適な設定を見出す場合、プラズマが開始すべきである。
【０１１６】
電力が次の段階において減じられるようにプラズマを維持するために、スパッタチャンバー（Ｓ１）内の圧力を蝶形弁（Ｓ16）を設定することによって減じる。
【０１１７】
５Ｗに等しいか又はそれよりも低い、RF電力供給（Ｓ８）上の出力電力をゆっくり減じ、インピーデンス整合ネットワーク（Ｓ９）が変化に対して応答するのに十分な時間を有することを確かにする。
【０１１８】
開放位置にターゲットシャッター（Ｓ10）を位置決定する。
【０１１９】
ITO層の透明度とその電導性との間の所望するバランスに依存して、50Å〜 600Åの ITOを付着する。
【０１２０】
本発明の重要な態様は、下部の有機層の損傷を回避するために、この例においては、Mg：Ag層上に ITOの薄フィルムを付着するために ITOをスパッタすることへの低いRF電力（５Ｗ又はそれ以下）の使用であることを注意すること。RF電力は、 ITOフィルムのための成長速度を維持しながら、有機層の損傷をさらに回避するために、スパッタチャンバーに異なったガス混合物、たとえば１Xa：10Ar又は１CH3：20Arの混合物を用いることによって、５Ｗ以下に減じられ得る。スパッタチャンバーにおけるRF電力は、プラズマの開始を維持するために最小のワット数にゆっくり減じられることが好ましい。
【０１２１】
参照表示（Ｅ１）〜（Ｅ13）、図21及び（Ｓ１）〜（Ｓ17）の付着システム、図23のスパッタシステムのための下記表１に与えられるような製品リストが、その説明、製品又はモデル数、及び関連する製造業者を列挙する。表１は、製造業者のインデックス列挙により、同定した製造業者の名称、及びそれらの最後に知られている住所及び電話番号を供給する。本発明は例示される成分及び製品、並びに製造業者の使用に制限されることを意味せず、そして実験工学的原型を通してそれらの発明を開発する上で本発明者により使用される装置を十分に例示するためにのみ本明細書に供給されることが注意されるべきである。
【０１２２】
【表３】
【０１２３】
【表４】
【０１２４】
【表５】
【０１２５】
この例において（図17を参照のこと）、Mg：Agフィルム 310上に ITO層 312を生長するための本発明のもう１つの態様においては、 ITO生長速度が、上記に与えられる非破壊性（遅い）方法により最初の50〜100 Åを生成せしめ、続いて、RF電力供給（Ｓ８）のためのより高い電力設定値（たとえば、20Ｗ〜40Ｗ）を用いてコンタクト 312をより厚くする（典型的には、 400〜1000Å）ために前記速度を増すことによって早められることが最近発見された。（Ｓ８）のためのより低い電力設定値（たとえば、１Ｗ−７Ｗ）で生成される50〜100 Åの保護キャップはすでに存在するので、この第２のすばやく生長する ITO層は、最初の ITOの遅く生長するコンタクトを透過し、そして下部のMg：Ag層及び有機層310, 308をそれぞれ破壊する能力を有さない。有機層のためのAlq3及び関連する化合物はこの損傷に対して非常に免疫性があるが、ところが青色の化合物は傷つきやすいことがまた発見された。結果として、本発明は“シングルヘテロ構造体”（図１Ａを参照のこと）に、たとえば TPD 306を最初に配置し、次に50Å〜 1,000Åの厚さの範囲の青色発光材料層、続いて 300Å〜 1,000Åの厚さの範囲のAlq3層を配置する。得られる TOLED装置はまだ、青色を発光する。
【０１２６】
当業者は、本明細書に記載され、そして例示される発明の態様に対する種々の修飾を認識することができる。そのような修飾は、請求の範囲内である。たとえば、本発明のもう１つの態様において、多色積層 LED装置、たとえば図２の上記３色装置が、真空下で積層されるすべての３層を有するよりもむしろ、図３Ｃに示されるようなポリマー装置又は付着された金属ホスホネートフィルムからLED 20を形成することによって供給され得る。２種の残る積層された LEDは、蒸着又は他の技法により形成され得る。また、Mg：Agアロイは、１Mg：１Ag〜40Mg：１Ag〜 100％ Mg の範囲であり得る。さらにもう１つの態様においては、 TOLED装置のための ITO層は、プレスパッタ、噴霧、又は浸漬により形成され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】図１Ａは従来技術の典型的な有機ダブルヘテロ構造発光装置(LED) の横断面図である。図１Ｂは従来技術の典型的な有機シングルヘテロ構造発光装置(LED) の横断面図である。図１Ｃは従来技術の既知の単一層ポリマー LED構造体の横断面図である。
【図２Ａ】本発明の態様に従っての、それぞれの統合された３種の色の画素を使用する結晶質有機発光装置(LED) の横断面図である。
【図２Ｂ】本発明の態様に従っての、それぞれの統合された３種の色の画素を使用する結晶質有機発光装置(LED) の横断面図である。
【図２Ｃ】本発明の態様に従っての、それぞれの統合された３種の色の画素を使用する結晶質有機発光装置(LED) の横断面図である。
【図３】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図４】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図５】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図６】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図７】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図８Ａ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図８Ｂ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図８Ｃ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図８Ｄ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図８Ｅ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図９】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１０】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ａ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｂ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｃ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｄ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｅ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｆ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｇ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｈ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｉ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１１Ｊ】種々の色を生成するための活性発光層に使用され得る種々の有機化合物を示す。
【図１２Ａ】本発明の多色 LEDの加工のための陰影マスキング方法を示す。
【図１２Ｂ】本発明の多色 LEDの加工のための陰影マスキング方法を示す。
【図１２Ｃ】本発明の多色 LEDの加工のための陰影マスキング方法を示す。
【図１２Ｄ】本発明の多色 LEDの加工のための陰影マスキング方法を示す。
【図１２Ｅ】本発明の多色 LEDの加工のための陰影マスキング方法を示す。
【図１３Ａ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１３Ｂ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１３Ｃ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１３Ｄ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１３Ｅ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１３Ｆ】本発明の多色 LEDの加工のための乾式エッチング方法を例示する。
【図１４Ａ】そのパッケージングを促進するために形成された本発明の１つの態様の多色 LEDを示す。
【図１４Ｂ】本発明のもう１つの態様のための気密パッケージの横断面図を示す。
【図１４Ｃ】図14Ｂの14Ｃ−14Ｃにそって取られた横断面図である。
【図１５】表示駆動回路と共に本発明の LED装置を利用する RGB表示を示すブロック図である。
【図１６】積層された LEDの数をＮに拡張する本発明のもう１つの態様の LED装置を示し、ここでＮは、整数１，２，３…Ｎである。
【図１７】本発明のもう１つの態様のための実質的に透明な有機発光装置(TOLED) を示す。
【図１８】図17の発明の態様に関して、ELの強さ（a.u.）対波長（nm）のプロットとしての、 100Åの厚さのMg−Agコンタクト（点線）及び関連する支持体（実線）からの放される TOLEDのスペクトル出力を示す。
【図１９】波長の関数としての 100Åの厚さのMg−Ag電極と共に図17の TOLED装置の透過スペクトルの例を示すための透過率（％）対波長（nm）のプロットである。
【図２０】図17の TOLED上部コンタクトのプロトタイプを構築するために、 530nmの波長でのMg−Agコンタクトの厚さ対透過率（％）のプロットを示す。
【図２１】有機層上に透明なコンタクトを部分的に形成するために、本発明の１つの態様のための支持体上の有機層上にMg：Agフィルムを付着するためのシステムを示す。
【図２２】本発明の１つの態様のために、有機層上に透明なコンタクトを形成するために実施されるべき３種の連続的操作を一般的に示すブロック図を示す。
【図２３】本発明の１つの態様のために、有機層上に前もって付着されたMg：Ag金属アロイの上部に酸化インジウム錫(ITO) フィルムを付着するためのスパッタチャンバーを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を切られる場合、実質的に透明である少なくとも１つの有機光放射装置（OLED）を包含する光放射装置(TOLED) であって、
上部及び底部表面を有する実質的に透明な支持体；
前記支持体の上部表面に適用された、酸化インジウム錫(ITO) の第１の実質的に透明な薄フィルム被膜；
前記 ITO層上に適用されるホール伝導材料の実質的に透明な被膜；
前記 ITO層にオーバーレイする電子伝導性で且つ高いエレクトロルミネセント有機材料の実質的に透明な層；
前記有機材料層上に適用された実質的に透明な金属電極の比較的薄いフィルム；
前記金属電極フィルムにオーバーレイする ITOの第２の実質的に透明な薄フィルム被膜；及び
前記装置に電力を加え、そしてその上部及び底部表面から所定の色の光の放射を引き起こすためにバイアス電圧を受けるための、前記第１及び第２ ITO層に結合された第１及び第２の電気コンタクトを含んで成る TOLED装置。
【請求項２】
前記金属電極がマグネシウム（Mg）及び銀（Ag）のアロイから成る請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項３】
前記アロイが１Mg：１Ag〜40Mg：１Ag〜 100％ Mg の範囲の原子比を有する請求の範囲第２項記載の TOLED装置。
【請求項４】
前記有機材料層がAlq3を含む請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項５】
前記有機材料層がAlq3を含む請求の範囲第２項記載の TOLED装置。
【請求項６】
前記支持体がガラスから成る請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項７】
前記ホール伝導材料が TPDから成る請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項８】
前記ホール伝導材料層が 200Åの厚さである請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項９】
前記ホール伝導材料層が 400Åの厚さである請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項１０】
前記金属電極層が、50Å〜 400Åの範囲の厚さを有する請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２ ITO層がそれぞれ 2,000Å及び 400Åの厚さである請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項１２】
積層された構造体においてお互いの上に積層される複数の前記 TOLED装置；
前記複数の TOLED装置の個々を分離する複数の実質的に透明な電導層；及び
個々の TOLED装置の関連する積層体を通して光を放すためにそれに電力を付与するための別々のバイアス電位をその関連する第１及び第３コンタクト間に、個々の TOLED装置が受容することを可能にするために、前記複数の電導層の１つにそれぞれ個々に結合された複数の第３電気コンタクトをさらに含む請求の範囲第１項記載の発光装置。
【請求項１３】
前記積層体における前記 TOLED装置の個々が、電力を付与される場合、積層体を通して異なった波長又は色の光を放す請求の範囲第12項記載の発光装置。
【請求項１４】
電力が切られる場合、実質的に透明である多色光放射装置(LED) 構造体を加工するための方法であって、
透明な支持体上に第１の透明な導電層を形成し；
前記第の透明な導電層上に実質的に透明な第１のホール輸送層を付着し；
第１の発光色を提供するために前記ホール輸送層上に実質的に透明な第１の有機発光層を付着し；
前記第１の有機発光層上に実質的に透明な第１の電子輸送層を気相堆積により付着し；
前記第１の電子輸送層上に、第１のバイアス電位を受けるよう適合された第２の透明な導電層をスパターにより付着し；
前記第２の透明な導電層上に実質的に透明な第２のホール輸送層を付着し；
第２の発光色を提供するために前記第２のホール輸送層上に実質的に透明な第２の有機発光層を付着し；
前記第２の発光層上に実質的に透明な第２の電子輸送層を気相堆積により付着し；そして
前記第２の電子輸送層上に、第２のバイアス電位を受けるよう適合された第３の透明な導電層をスパターにより付着する段階を含んで成る方法。
【請求項１５】
前記第１の透明な導電層の領域を暴露し、それにより、前記第２の透明な導電層と前記第１の透明な導電層の前記領域との間への前記第１のバイアス電位の適用を可能にするために、前記第１のホール輸送層を付着する前、前記第１の透明な電導層の前記領域を陰影マスキングする段階をさらに含む請求の範囲第14項記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の透明な導電層の一部を暴露し、それにより、前記第２の透明な導電層と前記第１の透明な伝導層の前記暴露された一部との間への前記第１のバイアス電位の適用を可能にするために、前記第１のホール輸送層の領域をエッチング除去する段階をさらに含む請求の範囲第14項記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の有機発光層上に第１の電子輸送層を及び前記第２の有機発光層上に第２の電子輸送層を気相堆積する前記段階が、それぞれ、前記支持体上に暴露される、被覆されるべき第１及び第２の有機発光層の１つと共に前記支持体を真空チャンバー中に配置し；
電子輸送層として前記第１及び第２の有機発光層の１つ上に付着されるべき、前記チャンバーにおける配置のための金属又は金属アロイを選択し；
前記真空チャンバー内の圧力を約１×10-6トルに減じ；
前記第１及び第２の有機層の暴露された１の層上に前記金属を気相堆積するための所望する付着速度を生成するために前記金属又は金属アロイ成分を溶融し；
付着される前記金属の厚さをモニターし；そして
所望する厚さに達した場合、前記第１及び第２の有機発光層の１つの層に対する気化された金属の流れを阻止することを包含する請求の範囲第14項記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の電子輸送層上に第２の透明な導電層を及び前記第２の電子輸送層上に第３の透明な導電層をスパターにより付着する前記段階が、それぞれ、暴露される、第２又は第３の伝導層を受けるための前記第１及び第２の電子輸送層の１つの層と共にロードロックチャンバー中に前記支持体に配置し；
前記ロードロックチャンバーにおける圧力を１×10-7トルに減じ；
前記ロードロックチャンバーから前記スパターチャンバー中に真空下で前記支持体を移し；
スパターターゲット上方に前記支持体を配置し；
前記スパターチャンバー中へのアルゴンガス流を確立し；
前記スパターチャンバー中への酸素流を形成し；
前記スパターチャンバーの圧力を20ｍトルに維持し；
ターゲットシャッターを開放位置に配置することによって、前記第１及び第２の電子輸送層の暴露された１つの層への前記コンタクトからの材料のスパターを開始するためにプラズマを点火するためのRF電力及びインペーダンス整合のレベルを確立し；
前記プラズマの点火を維持するために前記RF電力のレベルを最小レベルにゆっくりと減じ；そして
前記関連する透明な導電材料の必要とされる厚さをスパター付着した後、前記ターゲットシャッターを閉じ段階を包含する請求の範囲第17項記載の方法。
【請求項１９】
前記第１及び第２の電子輸送層が、Mg：Agの金属アロイから子に形成される請求の範囲第17項記載の方法。
【請求項２０】
前記アルゴンガスの流量が約 200sccmで確立される請求の範囲第18項記載の方法。
【請求項２１】
前記酸素の流量が 0.1sccmで達成される請求の範囲第18項記載の方法。
【請求項２２】
前記溶融段階が、
Agのための付着速度を 0.1Å／秒で確立し；そして
Mgのための付着速度を５Å／秒で確立する段階を包含する請求の範囲第19項記載の方法。
【請求項２３】
支持体上の有機材料の層に透明な電導性コンタクトを適用するための方法であって；
前記有機材料と化学結合を形成するよう決定された金属材料を選択し；
気相堆積システムの真空チャンバー中に前記支持体を配置し；
前記真空チャンバーにおけるモリブデンボート中の前記金属材料を位置決定し；
前記真空チャンバーに真空を確立し；
前記金属材料を溶融し；
前記有機層上に前記金属材料を付着するための気化／堆積速度を確立し；
金属材料が付着されるにつれて前記有機層上の金属材料の厚さを測定し；
前記金属材料層の所望する厚さが得られる場合、前記有機層上への前記金属材料の付着を停止し；
前記支持体をロードロックチャンバーに移し；
前記ロード・ロックチャンバー内の圧力を減じ、真空を確立し；
前記ロードロックチャンバーに関連するスパターチャンバーの圧力を前記ロードロックチャンバーの圧力に減じ；
前記ロードロックチャンバーから支持体を前記スパターチャンバーに移し；
スパターターゲット上に面し、そしてそのターゲットから間隔をあけて、前記支持体をその有機層と共に位置決定し；
前記スパターチャンバー中へのアルゴン及び酸素ガス流を確立し；
予定されたチャンバー圧力を維持するよう前記スパターチャンバー中の蝶形弁を設定し；
プラズマの点火のために前記スパターチャンバーに対するRF電力を調節し；
前記蝶形弁の再設定を通して前記スパターチャンバー内の圧力を減じ；
前記プラズマの点火を維持するための最小のワット数に前記スパターチャンバーに対するRF電力をゆっくり減じ；
前記ターゲットシャッターをその開放位置に位置決定し；そして
前記スパター標的物から前記有機材料の層に所望する厚さの電導性材料を付着する段階を含んで成る方法。
【請求項２４】
前記真空チャンバー内の真空が約１×10-6トルで確立される請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項２５】
前記ロードロックチャンバーにおける圧力を減じる段階が、１×10-7トルの圧力を確立する請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項２６】
前記スパターチャンバー中へのアルゴン及び酸素ガスの流量が、それぞれ、 200sccm及び 0.1sccmで設定される請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項２７】
20ｍトルのチャンバー圧力が、前記蝶形弁を設定する初期段階の間、前記スパターチャンバーにおいて確立される請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項２８】
前記蝶形弁の再設定により前記スパターチャンバー内の圧力を減じる前記段階が、−５ｍトルまで圧力低める請求の範囲第27項記載の方法。
【請求項２９】
前記金属材料が、薄フィルムの形でそのアロイを形成するために、マグネシウム及び銀から成る請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項３０】
前記金属材料のための気化／堆積速度を確立する前記段階が、
0.1／秒のAgのための付着速度を確立し；そして
５／秒のMgのための付着速度を確立する段階を包含する請求の範囲第29項記載の方法。
【請求項３１】
前記スパター標的物が ITOから成る請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項３２】
電力を切られる場合、実質的に透明である少なくとも１つの有機光放射装置（OLED）を包含する光放射装置(TOLED) であって、
上部及び底部表面を有する実質的に透明な支持体；
前記支持体の上部表面に適用された導電性材料の第１の実質的に透明な薄フィルム被膜；
前記導電性材料の第１層をオーバーレイする高いエレクトロルミネセント有機材料を含む少なくとも１つの実質的に透明な層；
前記有機材料の層をオーバーレイする導電性材料の第２の実質的に透明な薄フィルム被膜；及び
前記装置に電圧を加え、そしてその上部及び底部表面から一定の色の光の放射を引き起すためにバイアス電圧を受けるための、前記第１及び第２導電性被膜に結合された第１及び第２の電気コンタクトを含んで成る TOLED装置。
【請求項３３】
前記第１の導電層が酸化インジウム錫(ITO) の薄フィルム被膜から成る請求の範囲第32項記載の TOLED装置。
【請求項３４】
導電性材料の前記第２被膜が、
前記有機材料層をオーバーレイする低い仕事関数金属の層；及び
前記低い仕事関数金属の層をオーバーレイする酸化インジウム錫(ITO) の層を包含する請求の範囲第32項記載の TOLED装置。
【請求項３５】
前記低い仕事関数金属が、低い仕事関数のマグネシウム（Mg）及び銀（Ag）のアロイから成る請求の範囲第34項記載の TOLED装置。
【請求項３６】
前記導電性材料の第１の被膜と前記エレクトロルミネセント有機材料層との間にサンドイッチされるホール輸送層(HTL) を提供するホール伝導材料の実質的に透明な層をさらに包含する請求の範囲第32項記載の TOLED装置。
【請求項３７】
前記導電性材料の第２の被膜と前記エレクトロルミネセント有機材料層との間にサンドイッチされる電子輸送層(ETL) を提供する電子伝導性材料の実質的に透明な層をさらに包含する請求の範囲第36項記載の TOLED装置。
【請求項３８】
前記アロイが、１Mg：１Ag〜40Mg：１Ag〜 100％ Mg の範囲の原子比を有する請求の範囲第35項記載の TOLED装置。
【請求項３９】
前記有機材料層がAlq3を包含する請求の範囲第32項記載の TOLED装置。
【請求項４０】
前記有機材料層がAlq3を包含する請求の範囲第35項記載の TOLED装置。
【請求項４１】
前記支持体がガラス又はプラスチック材料の１つから成る請求の範囲第32項記載の TOLED装置。
【請求項４２】
前記ホール伝導性材料が TPDから成る請求の範囲第36項記載の TOLED装置。
【請求項４３】
前記ホール伝導性材料層が 200Åの厚さである請求の範囲第36項記載の TOLED装置。
【請求項４４】
前記金属電極層が50Å〜 400Åの範囲の厚さを有する請求の範囲第34項記載の TOLED装置。
【請求項４５】
前記 ITO層が、それぞれ 2,000Å及び 400Åの厚さである請求の範囲第33項記載の TOLED装置。
【請求項４６】
積層された構造体においてお互いの上に積層される複数の前記 TOLED装置；
前記複数の TOLED装置の個々の１つをを分離する複数の実質的に透明な電導層；及び
個々の TOLED装置の関連する積層体を通して光を放すためにそれに電力を付与するための別々のバイアス電位をその関連する第１及び第３コンタクト間に、個々の TOLED装置が受容することを可能にするために、前記複数の電導層の１つにそれぞれ個々に結合された多くの第３電気コンタクトをさらに含む請求の範囲第32項記載の発光装置。
【請求項４７】
前記積層体における前記 TOLED装置の個々が、電力を付与される場合、積層体を通して異なった波長又は色の光を放す請求の範囲第46項記載の発光装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、正の極性を有する第１の導電性層と、
前記第１の導電性層上に形成された透明有機発光デバイスと、
前記透明有機発光デバイス上に形成され50〜400Åの厚さを有する透明導電性金属層と、
前記透明導電性金属層上に形成され、負の極性を有し、酸化インジウム錫以外の透明導電性酸化物を含む第２の導電性層と
を具備して成る有機発光デバイス構造。
【請求項２】
前記透明導電性金属層が100〜400Åの厚さを有する請求項１記載の有機発光デバイス構造。
【請求項３】
前記透明導電性金属層が100Å未満の厚さを有する請求項１記載の有機発光デバイス構造。
【請求項４】
前記透明導電性金属層が４ｅＶ未満の仕事関数を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項５】
前記透明導電性金属層がマグネシウムを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項６】
前記透明導電性金属層がさらに銀を含む請求項５に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項７】
前記基板が透明である請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項８】
前記基板が硬質である請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項９】
前記第１の導電性層が透明である請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項１０】
前記第１の導電性層が反射金属層である請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項１１】
基板上に正の極性を有する第１の導電性層を形成する工程と、
前記第１の導電性層上に透明有機発光デバイスを形成する工程と、
前記透明有機発光デバイス上に50〜400Åの厚さを有する透明導電性金属層を形成する工程と、
前記透明導電性金属層上に、負の極性を有し、酸化インジウム錫以外の透明導電性酸化物を含む第２の導電性層を形成する工程と
を含むことを特徴とする有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１２】
前記透明導電性金属層が100〜400Åの厚さを有する請求項１１記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１３】
前記透明導電性金属層が100Å未満の厚さを有する請求項１１記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１４】
前記透明導電性金属層が４ｅＶ未満の仕事関数を有する請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１５】
前記透明導電性金属層がマグネシウムを含む請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１６】
前記透明導電性金属層がさらに銀を含む請求項１５に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１７】
前記基板が透明である請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１８】
前記基板が硬質である請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１９】
前記第１の導電性層が透明である請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項２０】
前記第１の導電性層が反射金属層である請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１】
電力を切られる場合、実質的に透明である少なくとも１つの有機光放射装置（OLED）を包含する光放射装置(TOLED) であって、
上部及び底部表面を有する実質的に透明な支持体；
前記支持体の上部表面に適用された、酸化インジウム錫(ITO) の第１の実質的に透明な薄フィルム被膜；
前記 ITO層上に適用されるホール伝導材料の実質的に透明な被膜；
前記 ITO層にオーバーレイする電子伝導性で且つ高いエレクトロルミネセント有機材料の実質的に透明な層；
前記有機材料層上に適用された実質的に透明な金属電極の比較的薄いフィルム；
前記金属電極フィルムにオーバーレイする ITOの第２の実質的に透明な薄フィルム被膜；及び
前記装置に電力を加え、そしてその上部及び底部表面から所定の色の光の放射を引き起こすためにバイアス電圧を受けるための、前記第１及び第２ ITO層に結合された第１及び第２の電気コンタクトを含んで成る TOLED装置。
【請求項２】
前記金属電極がマグネシウム（Mg）及び銀（Ag）のアロイから成る請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項３】
前記アロイが１Mg：１Ag〜40Mg：１Ag〜 100％ Mg の範囲の原子比を有する請求の範囲第２項記載の TOLED装置。
【請求項４】
前記有機材料層がAlq3を含む請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項５】
前記有機材料層がAlq3を含む請求の範囲第２項記載の TOLED装置。
【請求項６】
前記支持体がガラスから成る請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項７】
前記ホール伝導材料が TPDから成る請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項８】
前記ホール伝導材料層が 200Åの厚さである請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項９】
前記ホール伝導材料層が 400Åの厚さである請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項１０】
前記金属電極層が、50Å〜 400Åの範囲の厚さを有する請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２ ITO層がそれぞれ 2,000Å及び 400Åの厚さである請求の範囲第１項記載の TOLED装置。
【請求項１２】
積層された構造体においてお互いの上に積層される複数の前記 TOLED装置；
前記複数の TOLED装置の個々を分離する複数の実質的に透明な電導層；及び
個々の TOLED装置の関連する積層体を通して光を放すためにそれに電力を付与するための別々のバイアス電位をその関連する第１及び第３コンタクト間に、個々の TOLED装置が受容することを可能にするために、前記複数の電導層の１つにそれぞれ個々に結合された複数の第３電気コンタクトをさらに含む請求の範囲第１項記載の発光装置。
【請求項１３】
前記積層体における前記 TOLED装置の個々が、電力を付与される場合、積層体を通して異なった波長又は色の光を放す請求の範囲第12項記載の発光装置。
【請求項１４】
電力が切られる場合、実質的に透明である多色光放射装置(LED) 構造体を加工するための方法であって、
透明な支持体上に第１の透明な導電層を形成し；
前記第の透明な導電層上に実質的に透明な第１のホール輸送層を付着し；
第１の発光色を提供するために前記ホール輸送層上に実質的に透明な第１の有機発光層を付着し；
前記第１の有機発光層上に実質的に透明な第１の電子輸送層を気相堆積により付着し；
前記第１の電子輸送層上に、第１のバイアス電位を受けるよう適合された第２の透明な導電層をスパターにより付着し；
前記第２の透明な導電層上に実質的に透明な第２のホール輸送層を付着し；
第２の発光色を提供するために前記第２のホール輸送層上に実質的に透明な第２の有機発光層を付着し；
前記第２の発光層上に実質的に透明な第２の電子輸送層を気相堆積により付着し；そして
前記第２の電子輸送層上に、第２のバイアス電位を受けるよう適合された第３の透明な導電層をスパターにより付着する段階を含んで成る方法。
【請求項１５】
前記第１の透明な導電層の領域を暴露し、それにより、前記第２の透明な導電層と前記第１の透明な導電層の前記領域との間への前記第１のバイアス電位の適用を可能にするために、前記第１のホール輸送層を付着する前、前記第１の透明な電導層の前記領域を陰影マスキングする段階をさらに含む請求の範囲第14項記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の透明な導電層の一部を暴露し、それにより、前記第２の透明な導電層と前記第１の透明な伝導層の前記暴露された一部との間への前記第１のバイアス電位の適用を可能にするために、前記第１のホール輸送層の領域をエッチング除去する段階をさらに含む請求の範囲第14項記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の有機発光層上に第１の電子輸送層を及び前記第２の有機発光層上に第２の電子輸送層を気相堆積する前記段階が、それぞれ、前記支持体上に暴露される、被覆されるべき第１及び第２の有機発光層の１つと共に前記支持体を真空チャンバー中に配置し；
電子輸送層として前記第１及び第２の有機発光層の１つ上に付着されるべき、前記チャンバーにおける配置のための金属又は金属アロイを選択し；
前記真空チャンバー内の圧力を約１×10-6トルに減じ；
前記第１及び第２の有機層の暴露された１の層上に前記金属を気相堆積するための所望する付着速度を生成するために前記金属又は金属アロイ成分を溶融し；
付着される前記金属の厚さをモニターし；そして
所望する厚さに達した場合、前記第１及び第２の有機発光層の１つの層に対する気化された金属の流れを阻止することを包含する請求の範囲第14項記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の電子輸送層上に第２の透明な導電層を及び前記第２の電子輸送層上に第３の透明な導電層をスパターにより付着する前記段階が、それぞれ、暴露される、第２又は第３の伝導層を受けるための前記第１及び第２の電子輸送層の１つの層と共にロードロックチャンバー中に前記支持体に配置し；
前記ロードロックチャンバーにおける圧力を１×10-7トルに減じ；
前記ロードロックチャンバーから前記スパターチャンバー中に真空下で前記支持体を移し；
スパターターゲット上方に前記支持体を配置し；
前記スパターチャンバー中へのアルゴンガス流を確立し；
前記スパターチャンバー中への酸素流を形成し；
前記スパターチャンバーの圧力を20ｍトルに維持し；
ターゲットシャッターを開放位置に配置することによって、前記第１及び第２の電子輸送層の暴露された１つの層への前記コンタクトからの材料のスパターを開始するためにプラズマを点火するためのRF電力及びインペーダンス整合のレベルを確立し；
前記プラズマの点火を維持するために前記RF電力のレベルを最小レベルにゆっくりと減じ；そして
前記関連する透明な導電材料の必要とされる厚さをスパター付着した後、前記ターゲットシャッターを閉じ段階を包含する請求の範囲第17項記載の方法。
【請求項１９】
前記第１及び第２の電子輸送層が、Mg：Agの金属アロイから子に形成される請求の範囲第17項記載の方法。
【請求項２０】
前記アルゴンガスの流量が約 200sccmで確立される請求の範囲第18項記載の方法。
【請求項２１】
前記酸素の流量が 0.1sccmで達成される請求の範囲第18項記載の方法。
【請求項２２】
前記溶融段階が、
Agのための付着速度を 0.1Å／秒で確立し；そして
Mgのための付着速度を５Å／秒で確立する段階を包含する請求の範囲第19項記載の方法。
【請求項２３】
支持体上の有機材料の層に透明な電導性コンタクトを適用するための方法であって；
前記有機材料と化学結合を形成するよう決定された金属材料を選択し；
気相堆積システムの真空チャンバー中に前記支持体を配置し；
前記真空チャンバーにおけるモリブデンボート中の前記金属材料を位置決定し；
前記真空チャンバーに真空を確立し；
前記金属材料を溶融し；
前記有機層上に前記金属材料を付着するための気化／堆積速度を確立し；
金属材料が付着されるにつれて前記有機層上の金属材料の厚さを測定し；
前記金属材料層の所望する厚さが得られる場合、前記有機層上への前記金属材料の付着を停止し；
前記支持体をロードロックチャンバーに移し；
前記ロード・ロックチャンバー内の圧力を減じ、真空を確立し；
前記ロードロックチャンバーに関連するスパターチャンバーの圧力を前記ロードロックチャンバーの圧力に減じ；
前記ロードロックチャンバーから支持体を前記スパターチャンバーに移し；
スパターターゲット上に面し、そしてそのターゲットから間隔をあけて、前記支持体をその有機層と共に位置決定し；
前記スパターチャンバー中へのアルゴン及び酸素ガス流を確立し；
予定されたチャンバー圧力を維持するよう前記スパターチャンバー中の蝶形弁を設定し；
プラズマの点火のために前記スパターチャンバーに対するRF電力を調節し；
前記蝶形弁の再設定を通して前記スパターチャンバー内の圧力を減じ；
前記プラズマの点火を維持するための最小のワット数に前記スパターチャンバーに対するRF電力をゆっくり減じ；
前記ターゲットシャッターをその開放位置に位置決定し；そして
前記スパター標的物から前記有機材料の層に所望する厚さの電導性材料を付着する段階を含んで成る方法。
【請求項２４】
前記真空チャンバー内の真空が約１×10-6トルで確立される請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項２５】
前記ロードロックチャンバーにおける圧力を減じる段階が、１×10-7トルの圧力を確立する請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項２６】
前記スパターチャンバー中へのアルゴン及び酸素ガスの流量が、それぞれ、 200sccm及び 0.1sccmで設定される請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項２７】
20ｍトルのチャンバー圧力が、前記蝶形弁を設定する初期段階の間、前記スパターチャンバーにおいて確立される請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項２８】
前記蝶形弁の再設定により前記スパターチャンバー内の圧力を減じる前記段階が、−５ｍトルまで圧力低める請求の範囲第27項記載の方法。
【請求項２９】
前記金属材料が、薄フィルムの形でそのアロイを形成するために、マグネシウム及び銀から成る請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項３０】
前記金属材料のための気化／堆積速度を確立する前記段階が、
0.1／秒のAgのための付着速度を確立し；そして
５／秒のMgのための付着速度を確立する段階を包含する請求の範囲第29項記載の方法。
【請求項３１】
前記スパター標的物が ITOから成る請求の範囲第23項記載の方法。
【請求項３２】
電力を切られる場合、実質的に透明である少なくとも１つの有機光放射装置（OLED）を包含する光放射装置(TOLED) であって、
上部及び底部表面を有する実質的に透明な支持体；
前記支持体の上部表面に適用された導電性材料の第１の実質的に透明な薄フィルム被膜；
前記導電性材料の第１層をオーバーレイする高いエレクトロルミネセント有機材料を含む少なくとも１つの実質的に透明な層；
前記有機材料の層をオーバーレイする導電性材料の第２の実質的に透明な薄フィルム被膜；及び
前記装置に電圧を加え、そしてその上部及び底部表面から一定の色の光の放射を引き起すためにバイアス電圧を受けるための、前記第１及び第２導電性被膜に結合された第１及び第２の電気コンタクトを含んで成る TOLED装置。
【請求項３３】
前記第１の導電層が酸化インジウム錫(ITO) の薄フィルム被膜から成る請求の範囲第32項記載の TOLED装置。
【請求項３４】
導電性材料の前記第２被膜が、
前記有機材料層をオーバーレイする低い仕事関数金属の層；及び
前記低い仕事関数金属の層をオーバーレイする酸化インジウム錫(ITO) の層を包含する請求の範囲第32項記載の TOLED装置。
【請求項３５】
前記低い仕事関数金属が、低い仕事関数のマグネシウム（Mg）及び銀（Ag）のアロイから成る請求の範囲第34項記載の TOLED装置。
【請求項３６】
前記導電性材料の第１の被膜と前記エレクトロルミネセント有機材料層との間にサンドイッチされるホール輸送層(HTL) を提供するホール伝導材料の実質的に透明な層をさらに包含する請求の範囲第32項記載の TOLED装置。
【請求項３７】
前記導電性材料の第２の被膜と前記エレクトロルミネセント有機材料層との間にサンドイッチされる電子輸送層(ETL) を提供する電子伝導性材料の実質的に透明な層をさらに包含する請求の範囲第36項記載の TOLED装置。
【請求項３８】
前記アロイが、１Mg：１Ag〜40Mg：１Ag〜 100％ Mg の範囲の原子比を有する請求の範囲第35項記載の TOLED装置。
【請求項３９】
前記有機材料層がAlq3を包含する請求の範囲第32項記載の TOLED装置。
【請求項４０】
前記有機材料層がAlq3を包含する請求の範囲第35項記載の TOLED装置。
【請求項４１】
前記支持体がガラス又はプラスチック材料の１つから成る請求の範囲第32項記載の TOLED装置。
【請求項４２】
前記ホール伝導性材料が TPDから成る請求の範囲第36項記載の TOLED装置。
【請求項４３】
前記ホール伝導性材料層が 200Åの厚さである請求の範囲第36項記載の TOLED装置。
【請求項４４】
前記金属電極層が50Å〜 400Åの範囲の厚さを有する請求の範囲第34項記載の TOLED装置。
【請求項４５】
前記 ITO層が、それぞれ 2,000Å及び 400Åの厚さである請求の範囲第33項記載の TOLED装置。
【請求項４６】
積層された構造体においてお互いの上に積層される複数の前記 TOLED装置；
前記複数の TOLED装置の個々の１つをを分離する複数の実質的に透明な電導層；及び
個々の TOLED装置の関連する積層体を通して光を放すためにそれに電力を付与するための別々のバイアス電位をその関連する第１及び第３コンタクト間に、個々の TOLED装置が受容することを可能にするために、前記複数の電導層の１つにそれぞれ個々に結合された多くの第３電気コンタクトをさらに含む請求の範囲第32項記載の発光装置。
【請求項４７】
前記積層体における前記 TOLED装置の個々が、電力を付与される場合、積層体を通して異なった波長又は色の光を放す請求の範囲第46項記載の発光装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、正の極性を有する第１の導電性層と、
前記第１の導電性層上に形成された透明有機発光デバイスと、
前記透明有機発光デバイス上に形成され50〜400Åの厚さを有する透明導電性金属層と、
前記透明導電性金属層上に形成され、負の極性を有し、酸化インジウム錫以外の透明導電性酸化物を含む第２の導電性層と
を具備して成る有機発光デバイス構造。
【請求項２】
前記透明導電性金属層が100〜400Åの厚さを有する請求項１記載の有機発光デバイス構造。
【請求項３】
前記透明導電性金属層が100Å未満の厚さを有する請求項１記載の有機発光デバイス構造。
【請求項４】
前記透明導電性金属層が４ｅＶ未満の仕事関数を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項５】
前記透明導電性金属層がマグネシウムを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項６】
前記透明導電性金属層がさらに銀を含む請求項５に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項７】
前記基板が透明である請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項８】
前記基板が硬質である請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項９】
前記第１の導電性層が透明である請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項１０】
前記第１の導電性層が反射金属層である請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造。
【請求項１１】
基板上に正の極性を有する第１の導電性層を形成する工程と、
前記第１の導電性層上に透明有機発光デバイスを形成する工程と、
前記透明有機発光デバイス上に50〜400Åの厚さを有する透明導電性金属層を形成する工程と、
前記透明導電性金属層上に、負の極性を有し、酸化インジウム錫以外の透明導電性酸化物を含む第２の導電性層を形成する工程と
を含むことを特徴とする有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１２】
前記透明導電性金属層が100〜400Åの厚さを有する請求項１１記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１３】
前記透明導電性金属層が100Å未満の厚さを有する請求項１１記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１４】
前記透明導電性金属層が４ｅＶ未満の仕事関数を有する請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１５】
前記透明導電性金属層がマグネシウムを含む請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１６】
前記透明導電性金属層がさらに銀を含む請求項１５に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１７】
前記基板が透明である請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１８】
前記基板が硬質である請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項１９】
前記第１の導電性層が透明である請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【請求項２０】
前記第１の導電性層が反射金属層である請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の有機発光デバイス構造の製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１１Ｅ】
【図１１Ｆ】
【図１１Ｇ】
【図１１Ｈ】
【図１１Ｉ】
【図１１Ｊ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１２Ｅ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１３Ｅ】
【図１３Ｆ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１１Ｅ】
【図１１Ｆ】
【図１１Ｇ】
【図１１Ｈ】
【図１１Ｉ】
【図１１Ｊ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１２Ｅ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１３Ｅ】
【図１３Ｆ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００６−５９８１８（Ｐ２００６−５９８１８Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００５−２６７５６１（Ｐ２００５−２６７５６１）
【出願日】平成１７年９月１４日（２００５．９．１４）
【分割の表示】特願平９−５３１７９１の分割
【原出願日】平成９年２月１５日（１９９７．２．１５）
【出願人】（５０５３４６９７５）ザ トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６７５６１（Ｐ２００５−２６７５６１）
【出願日】平成１７年９月１４日（２００５．９．１４）
【分割の表示】特願平９−５３１７９１の分割
【原出願日】平成９年２月１５日（１９９７．２．１５）
【出願人】（５０５３４６９７５）ザ トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ (2)
【Ｆターム（参考）】
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