特許 7516038 ＯＬＥＤマイクロディスプレイ用のピクセルを製造するプロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-05

(45)【発行日】2024-07-16

(54)【発明の名称】ＯＬＥＤマイクロディスプレイ用のピクセルを製造するプロセス

(51)【国際特許分類】

   H10K 71/00 20230101AFI20240708BHJP

   H10K 50/852 20230101ALI20240708BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20240708BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20240708BHJP

【ＦＩ】

H10K71/00

H10K50/852

G09F9/00 338

G09F9/30 365

【請求項の数】 12

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019228045

(22)【出願日】2019-12-18

(65)【公開番号】P2020126828

(43)【公開日】2020-08-20

【審査請求日】2022-12-02

(31)【優先権主張番号】1873304

(32)【優先日】2018-12-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】510132347

【氏名又は名称】コミサリア ア レネルジ アトミク エ オウ エネルジ アルタナティヴ

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】モラール ローレント

(72)【発明者】

【氏名】マンドロン トーニー

(72)【発明者】

【氏名】トゥルネル ミリアム

【審査官】渡邊 吉喜

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１９７０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９３４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９３３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２６８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２４３９２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０６７８４４０１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ１０Ｋ ５０／００－９９／００

Ｈ０５Ｂ ３３／００

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｆ ９／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機発光ダイオードマイクロディスプレイ用のピクセルを製造するプロセスであって、以下の連続するステップを含む：
ステップａ）構造化された第１の電極（Ｅ１）を含む基板（１）を提供する；
ステップｂ）前記構造化された第１の電極（Ｅ１）上に、第１及び第２の二層スタック（２、３）を連続して形成する、ここでそれぞれの二層スタック（２、３）は、選択的にエッチング可能な透明導電性酸化物である第１及び第２の材料でそれぞれ形成された第１及び第２の層（２０、２１；３０、３１）を連続して含み；
ステップｃ）青のサブピクセル（ＰＢ）を収容するための領域、及び緑のサブピクセル（ＰＶ）を収容するための領域において前記第２の二層スタック（３）をエッチングする、ここで赤のサブピクセル（ＰＲ）を収容するための領域において前記第２の二層スタック（３）はそのまま残り；
ステップｄ）青のサブピクセル（ＰＢ）を収容するための領域において前記第１の二層スタック（２）をエッチングする、ここで緑のサブピクセル（ＰＶ）を収容するための領域において前記第１の二層スタック（２）はそのまま残り；
ステップｅ）有機発光層のスタック（５）を形成する、ここで前記スタックは白色光を出射するように構成され、赤、緑、及び青のサブピクセル（ＰＲ、ＰＶ、ＰＢ）を収容するための領域に広がり；
ステップｆ）前記第１の電極（Ｅ１）との光共振器を得るため、前記有機発光層のスタック（５）上に第２の電極（Ｅ２）を形成する；
前記ステップｂ）は、
－前記第１の二層スタック（２）は前記光共振器が緑色光を透過させるように選択された厚さを有し、
－前記第１及び第２の二層スタック（２、３）は、前記光共振器が赤色光を透過させるように選択された総厚さを有する、ように実行される
有機発光ダイオードマイクロディスプレイ用のピクセルを製造するプロセス。

【請求項2】

ステップａ）は、前記構造化された第１の電極（Ｅ１）を前記第２の材料で形成された中間層（１０）で覆うステップを含む、ここで前記中間層（１０）は前記光共振器が青色光を透過させるように選択された厚さを有し、
ステップｂ）は、
－前記第１の二層スタック（２）及び前記中間層（１０）は前記光共振器が緑色光を透過させるように選択された総厚さを有し、
－前記第１及び第２の二層スタック（２、３）並びに前記中間層（１０）は前記光共振器が赤色光を透過させるように選択された総厚さを有する、ように実行される
請求項１に記載のプロセス。

【請求項3】

前記第１の材料は、酸化亜鉛ＺｎＯであり、前記第２の材料は酸化錫ＳｎＯ _２ である、請求項１または２のいずれかに記載のプロセス。

【請求項4】

ステップｃ）は、以下の連続するステップを含む：
ｃ _１ ）前記第２の二層スタック（３）の酸化錫ＳｎＯ _２ を、ドライ又はウエットエッチングを用いてエッチングする、
ｃ _２ ）前記第２の二層スタック（３）の酸化亜鉛ＺｎＯを、ウエットエッチングを用いてエッチングする、
請求項３に記載のプロセス。

【請求項5】

ステップｄ）は、以下の連続するステップを含む：
ｄ _１ ）前記第１の二層スタック（２）の酸化錫ＳｎＯ _２ を、ドライ又はウエットエッチングを用いてエッチングする、
ｄ _２ ）前記第１の二層スタック（２）の酸化亜鉛ＺｎＯを、ウエットエッチングを用いてエッチングする、
請求項３又は４のいずれかに記載のプロセス。

【請求項6】

ステップｃ）は、赤のサブピクセル（ＰＲ）を収容するための領域をフォトレジスト（６）で覆うステップｃ _０ ）を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のプロセス。

【請求項7】

ステップｄ）は、緑のサブピクセル（ＰＶ）を収容するための領域をフォトレジスト（６）で覆うステップｄ _０ ）を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のプロセス。

【請求項8】

ステップｅ）は、赤、緑、及び青のサブピクセル（ＰＲ、ＰＶ、ＰＢ）の間に位置するための領域において前記第１及び第２の二層スタック（２、３）をエッチングするステップｅ _０ ）に先行される、請求項１から７のいずれか１項に記載のプロセス。

【請求項9】

ステップｂ）は、
－それぞれの二層スタック（２、３）の前記第１の層（２０、３０）は、１０ｎｍと１００ｎｍの間の厚さを有し、
－それぞれの二層スタック（２、３）の前記第２の層（２１、３１）は、１０ｎｍ以下の厚さを有する、
ように実行される請求項１から８のいずれか１項に記載のプロセス。

【請求項10】

前記第１及び第２の電極（Ｅ１、Ｅ２）は、金属で形成され、かつ／又は透明導電性酸化物で形成される
請求項１から９のいずれか１項に記載のプロセス。

【請求項11】

－ステップａ）で提供される前記基板（１）は、可視領域で透明であり、
－ステップａ）で提供される前記構造化された第１の電極（Ｅ１）は、可視領域で半透明であり、
－ステップｆ）で形成される前記第２の電極は、可視領域で反射する、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のプロセス。

【請求項12】

－ステップａ）で提供される前記基板（１）は、半導体で形成され、又はガラスで形成され、
－ステップａ）で提供される前記構造化された第１の電極（Ｅ１）は、可視領域で反射し、
－ステップｆ）で提供される前記第２の電極（Ｅ２）は可視領域で半透明である、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のプロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＯＬＥＤマイクロディスプレイ（ＯＬＥＤは、ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅの頭文字）の技術分野に関する。

【0002】

本発明は、特に、拡張又は仮想現実のヘッドセット及び眼鏡、カメラのファインダー、ヘッドアップディスプレイ、ピコプロジェクター等の製造に適用可能である。

【背景技術】

【0003】

従来技術、特に、欧州特許出願公開第１６７２９６２号に開示されているトップエミッション型ＯＬＥＤマイクロディスプレイ用のピクセルは、
－基板；
－可視領域で反射し、基板上に形成される第１の電極；
－第１の電極上に形成されたスペーサ層；
－有機発光層のスタック、ここで前記スタックは白色光を出射するように構成され、スペーサ層上に形成され；
－可視領域で半透明であり、スタック上に形成される第２の電極；ここで、前記第１及び第２の電極は光共振器を形成する、
を連続して含む。

【0004】

スペーサ層は、それぞれ赤、緑、及び青のサブピクセルを定義するように、光共振器がそれぞれ（スタックにより出射される白色光から得られる）赤色光、緑色光、及び青色光を透過させるように厚さが調整された、第１、第２、及び第３の部分を有する。

【0005】

従来技術のこのようなピクセルは、干渉フィルターを形成するファブリ・ペロー光共振器により、カラーフィルターを省略することを可能にする。フィルターされる波長の範囲は、スペーサ層の第１、第２、及び第３の部分の厚さによって決定され、光共振器がそれぞれ（有機発光層のスタックによって出射された白色光から得られる）赤色光、緑色光、及び青色光を透過させるように、光共振器の厚さ（第１及び第２の電極によって囲まれる）を調整することが可能になる。

【0006】

同様に、ボトムエミッション型マイクロディスプレイについて、このタイプのフィルターを得ることができる。ボトムエミッションの場合の干渉効果はより小さいが、用語の単純化のため、引き続き共振器について申し述べる。

【0007】

しかしながら、スペーサ層の第１、第２及び第３の部分が第１の電極上に連続した堆積により形成され、このことが厚みを制御し得る正確さの問題につながる可能性がある限りにおいて、従来技術のこのようなピクセルは完全に満足できるものではない。

【0008】

さらに、米国特許出願公開２００５／０１４２９７６号に、
－スペーサ層の第３の部分（青のサブピクセル）のための多結晶ＩＴＯ層
－スペーサ層の第２の部分（緑のサブピクセル）のための２つの多結晶ＩＴＯ層のスタック
－スペーサ層の第１の部分（赤のサブピクセル）のための３つの多結晶ＩＴＯ層のスタック、を使うことが記載されている。

【0009】

製造プロセスにおいて、第１の多結晶ＩＴＯ層は第１の電極上に形成され、その後、第１のアモルファスＩＴＯ層が第１の多結晶ＩＴＯ層に堆積（ウェハスケールの堆積）される。その後、第１のアモルファスＩＴＯ層は、青のサブピクセルを収容するための領域において、適切なエッチング剤を用いて、選択的にエッチングされ、ここで第１の多結晶ＩＴＯ層はストップ層を形成する。次に、第２の多結晶ＩＴＯ層を形成するために、第１のアモルファスＩＴＯ層に熱アニール処理が施される。

【0010】

同様に、第２のアモルファスＩＴＯ層が堆積され（ウェハスケールの堆積）、その後選択的にエッチングされる：
－青のサブピクセルを収容するための領域において、第１の多結晶ＩＴＯ層はストップ層を形成し、そして
－緑のサブピクセルを収容するための領域において、第２の多結晶ＩＴＯ層はストップ層を形成する。

【0011】

最後に、第３の多結晶ＩＴＯ層を形成するため、第２のアモルファスＩＴＯ層に熱アニール処理が施される。

【0012】

従来技術のこのようなプロセスによって、赤、緑、及び青のサブピクセルのスペーサ層の厚さは良好に制御される。しかしながら、このような従来技術は、製造時間と実行の容易さの点で完全に満足できるものではない。特に、堆積とエッチングの過程は、アモルファスＩＴＯに施されなければならない熱アニール処理のため、連続して迅速に実行することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】欧州特許出願公開第１６７２９６２号

【文献】米国特許出願公開第２００５／０１４２９７６Ａ１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明は、前述の欠点を完全に又は部分的に克服することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

この目的のために、本発明の主題は、有機発光ダイオードマイクロディスプレイ用のピクセルを製造するプロセスであって、以下の連続したステップを含む：
ステップａ）構造化された第１の電極を含む基板を提供する；
ステップｂ）構造化された第１の電極上に第１及び第２の二層スタックを連続して形成する、ここでそれぞれの二層スタックは、選択エッチング可能な透明導電性酸化物である第１及び第２の材料でそれぞれ形成された第１及び第２の層を連続して含み；
ステップｃ）青のサブピクセルを収容するための領域、及び緑のサブピクセルを収容するための領域において第２の二層スタックをエッチングする、ここで赤のサブピクセルを収容するための領域において第２の二層スタックはそのまま残り；
ステップｄ）青のサブピクセルを収容するための領域において第１の二層スタックをエッチングする、ここで緑のサブピクセルを収容するための領域において第１の二層スタックはそのまま残り；
ステップｅ）有機発光層のスタックを形成する、ここで前記スタックは白色光を出射するように構成され、赤、緑、及び青のサブピクセルを収容するための領域に広がり；
ステップｆ）第１の電極との光共振器を得るために第２の電極を有機発光層のスタック上に形成する；
ステップｂ）は、
－第１の二層スタックは光共振器が緑色光を透過させるように選択された厚さを有し；
－第１及び第２の二層スタックは、光共振器が赤色光を透過させるように選択された総厚さを有する；
ように実行される。

【0016】

したがって、ウェハスケールの堆積の実行を可能とするステップｂ）により、そしてエッチングのステップｃ）及びステップｄ）により、本発明に係るこのようなプロセスは、二層スタックの厚さを良好に制御することを可能にする。さらに、本発明にかかるこのようなプロセスは、堆積過程－ステップｂ）－及び、二層スタックのエッチング過程－ステップｃ）及びｄ）を次々に実行することを可能とし（従来技術における熱アニール処理に求められる中断は不要）、厚さの制御に関するさらなる自由を生み出す。本発明に係るこのような製造プロセスは、したがって、製造時間を減少させ、処理の容易さを増大させる。

【0017】

（定義）
－「マイクロディスプレイ」は、各ピクセルの面積が３０μｍ×３０μｍ以下であるディスプレイを意味する。
－「基板」は、好ましくは電子デバイス又は電子コンポーネントの組み込みを可能にする、ベース材料で形成された自立型の物理的キャリアを意味する。例えば、基板は、従来、半導体材料の単結晶インゴットから切断されたウェハである。
－「二層スタック」は、第１及び第２の層を連続して含む単一の二層構造、又は第１及び第２の層を連続して含むそれぞれが積み重ねられた二層構造の一組（２～４等）である。
－「構造化された電極」は、一連のパターンを描く、不連続面を有する電極を意味する。
－「透明導電性酸化物」は、可視領域で平均して、７０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは８５％以上、さらにより好ましくは９０％以上の強度透過係数を有し、３００Ｋにおいて１０^２Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有する酸化物を意味する。
－「可視領域」は、３８０ｎｍと７８０ｎｍの間の電磁スペクトルを意味する。
－「選択的にエッチングされた」は、第１の材料をエッチングすることなしに第２の材料がエッチングされ得ること、またはその逆を意味する。実際には、エッチング剤は、第２の材料（第１の材料）のエッチング率が第１の材料（第２の材料）のそれよりも少なくとも１０倍以上高くなるように選択される。
－「厚さ」は、ピクセル又はサブピクセルの表面の法線に沿った寸法を意味する。

【0018】

本発明に係る方法は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでいてもよい。

【0019】

本発明の１つの特徴によれば、ステップａ）は構造化された第１の電極を第２の材料で形成された中間層で覆うステップを含む、ここで中間層の厚さは光共振器が青色光を透過させるように選択され；
ステップｂ）は
－第１の二層スタック及び中間層は、光共振器が緑色光を透過させるように選択された総厚さを有し、
－第１及び第２の二層スタック、並びに中間層は、光共振器が赤色光を透過させるように選択された総厚さを有する、ように実行される。

【0020】

したがって、そのような中間層の利点の１つは、構造化された第１の電極がステップｂ）の前に保護されることを可能とする、つまり、カプセル化の役割を果たすことである。この目的のため、構造化された第１の電極を大気及び水分から保護することを可能とする第２の材料が、好ましくは選択されることとなる。

【0021】

本発明の１つの特徴によれば、第１の材料は好ましくはアルミニウムでドープされた酸化亜鉛ＺｎＯであり、第２の材料は酸化錫ＳｎＯ_２である。

【0022】

したがって、そのような第１及び第２の材料は好適なエッチング剤を選択することにより選択的にエッチングすることが可能である。ここで好適なエッチング剤は、例えば０．１％の塩酸であり、ＳｎＯ_２に対してＺｎＯを選択的にエッチングすることを可能とする。さらに、そのような第１及び第２の材料は、非常に類似した反射係数を有し、二層スタックの第１及び第２の層の間の界面における反射を避けることを可能にする。

【0023】

本発明の１つの特徴によれば、ステップｃ）は以下の連続したステップを含む：
ｃ_１）第２の二層スタックの酸化錫ＳｎＯ_２をドライエッチング又はウエットエッチングによりエッチングする、
ｃ_２）第２の二層スタックの酸化亜鉛ＺｎＯをウエットエッチングによりエッチングする。

【0024】

本発明の１つの特徴によれば、ステップｄ）は以下の連続したステップを含む：
ｄ_１）第１の二層スタックの酸化錫ＳｎＯ_２をドライエッチング又はウエットエッチングによりエッチングする
ｄ_２）第１の二層スタックの酸化亜鉛ＺｎＯをウエットエッチングによりエッチングする。

【0025】

本発明の１つの特徴によれば、ステップｃ）は、赤のサブピクセルを収容するための領域をフォトレジストで覆うステップｃ_０）を含む。

【0026】

したがって、得られる利点の１つは、赤のサブピクセルを収容するための領域において第２の二層スタックをそのまま残すことが可能となることである。

【0027】

本発明の１つの特徴によれば、ステップｄ）は、緑のサブピクセルを収容するための領域をフォトレジストで覆うステップｄ_０）を含む。

【0028】

したがって、得られる利点の１つは、緑のサブピクセルを収容するための領域において第１の二層スタックをそのまま残すことが可能となることである。

【0029】

本発明の１つの特徴によれば、ステップｅ）は、赤、緑、及び青のサブピクセルの間に位置するための領域において第１及び第２の二層スタックをエッチングするステップｅ_０）に先行される。

【0030】

したがって、得られる利点の１つは、赤、緑、及び青のサブピクセルを互いに電気的に絶縁することが可能となることである。

【0031】

本発明の１つの特徴によれば、ステップｂ）は
－それぞれの二層スタックの第１の層は、１０ｎｍと１００ｎｍの間の厚さを有し、
－それぞれの二層スタックの第２の層は、１０ｎｍ以下の厚さを有する、ように実行される。

【0032】

本発明の１つの特徴によれば、第１及び第２の電極は好ましくはＡｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、及びＷから選択される金属で形成され、かつ／又は透明導電性酸化物から形成される。

【0033】

そのような金属は、可視領域で高い強度反射係数を有し、かつ高い導電率を有する。電極が透明又は半透明でなければならないとき、導電性を有し、可視領域で透明な酸化物が望ましいといえる。

【0034】

本発明の１つの特徴によれば、ステップａ）で提供される基板は可視領域で透明であり、ステップａ）で提供される構造化された第１の電極は可視領域で半透明であり、そしてステップｆ）で形成される第２の電極は可視領域で反射する。

【0035】

「透明」は、基板の強度透過係数が、可視領域全体で平均して、７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらにより好ましくは９０％以上であることを意味する。

【0036】

「半透明」は、構造化された第１の電極の強度透過係数が、可視領域全体で平均して、３０％と７０％の間に含まれることを意味する。

【0037】

「反射」は、第２の電極の強度反射係数が、可視領域全体で平均して、７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらにより好ましくは９０％以上であることを意味する。

【0038】

したがって、得られる利点の１つは、いわゆるボトムエミッション型構造、すなわち基板に向かって出射する構造、が得られることである。

【0039】

本発明の１つの特徴によれば、ステップａ）で提供される基板は、半導体、好ましくはシリコンで形成され、又はガラスから形成され、ステップａ）で提供される構造化された第１の電極は可視領域で反射し、ステップｆ）で形成される第２の電極は可視領域で半透明である。

【0040】

「半導体」は、３００ケルビンにおける導電率が１０^－８Ｓ．ｃｍ^－１と１０^２Ｓ．ｃｍ^－１の間に含まれる材料を意味する。

【0041】

「反射」は、構造化された第１の電極の強度反射係数が、可視領域全体で平均して、７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらにより好ましくは９０％以上であることを意味する。

【0042】

「半透明」は、第２の電極の強度透過係数が、可視領域全体で平均して、３０％と７０％の間に含まれることを意味する。

【0043】

したがって、得られる利点の１つは、いわゆるトップエミッション型構造、つまり第２の電極を介して出射する構造、を得られることである。基板は、マイクロディスプレイの発光効率に影響を及ぼすことなく、赤、緑、及び青のサブピクセルを制御するための回路を含むことができる。基板がガラスで形成されるときＴＦＴ（ｔｈｉｎ－ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒの頭文字）回路が選択されることとなり、基板が半導体、特にＳｉから形成されるときＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒの頭文字）回路が選択されることとなる。

【図面の簡単な説明】

【0044】

他の特徴及び利点は、本発明の様々な実施形態の、実施例及び添付の図面を参照する詳細な説明において明らかになる。
図１から図１５は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造プロセスのステップを示す。

【図1】図１は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造プロセスの１つのステップを示している。

【図2】図２は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図3】図３は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図4】図４は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図5】図５は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図6】図６は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図7】図７は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図8】図８は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図9】図９は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図10】図１０は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図11】図１１は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図12】図１２は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図13】図１３は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図14】図１４は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図15】図１５は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図16】図１６は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【図17】図１７は、基板の法線に沿った概略断面図であり、本発明にかかる製造方法の１つのステップを示している。

【0045】

読みやすく理解しやすいように、上記の図面は概略的なものであり、縮尺通りではないことに留意されたい。

【発明を実施するための形態】

【0046】

同一、又は同じ機能を提供する要素に対しては、簡略化のため、異なる実施形態において同一の符号を付す。

【0047】

図１から図１５に示すように、本発明の主題は、有機発光ダイオードマイクロディスプレイ用ピクセルを製造するプロセスであって、以下の連続するステップを含む：
ステップａ）構造化された第１の電極Ｅ１を含む基板１を提供する；
ステップｂ）構造化された第１の電極Ｅ１上に第１及び第２の二層スタック２、３を連続して形成する、ここでそれぞれの二層スタック２、３は、選択エッチング可能な透明導電性酸化物である第１及び第２の材料でそれぞれ形成された第１及び第２の層２０、２１；３０、３１を連続して含み；
ステップｃ）青のサブピクセルＰＢを収容するための領域、及び緑のサブピクセルＰＶを収容するための領域において第２の二層スタック３をエッチングする、ここで赤のサブピクセルＰＲを収容するための領域において第２の二層スタック３はそのまま残り；
ステップｄ）青のサブピクセルＰＢを収容するための領域において第１の二層スタック２をエッチングする、ここで緑のサブピクセルＰＶを収容するための領域において第１の二層スタック２はそのまま残り；
ステップｅ）有機発光層のスタック５を形成する、ここで前記スタックは白色光を出射するように構成され、赤、緑、及び青のサブピクセルＰＲ、ＰＶ、ＰＢを収容するための領域に広がり；
ステップｆ）第１の電極Ｅ１との光共振器を得るため、有機発光層のスタック５上に第２の電極Ｅ２を形成する；
ここでステップｂ）は
－第１の二層スタック２は光共振器が緑色光を透過させるように選択された厚さを有し、
－第１及び第２の二層スタック２、３は、光共振器が赤色光を透過させるように選択された総厚さを有する、ように実行される。

【0048】

ステップａ）は、図１に示される。ステップｂ）は、図３に示される。ステップｃ）は、図４から６に示される。ステップｄ）は、図７から９に示される。ステップｅ）は、図１４に示される。ステップｆ）は、図１５に示される。

【0049】

（基板と構成の型）
いわゆるボトムエミッションを行う第１の構成は：
－ステップａ）で提供される基板１は可視領域で透明であり、ガラスで形成されてもよい、
－ステップａ）で提供される構造化された第１の電極Ｅ１は可視領域で半透明であり、例えば透明導電性酸化物で形成され、
－ステップｆ）で形成される第２の電極Ｅ２は可視領域で反射し、例えば金属で形成されてもよい。

【0050】

いわゆるトップエミッションを行う第２の構成は：
－ステップａ）で提供される基板１は、半導体、好ましくはシリコンから形成され、又はガラスから形成され、
－ステップａ）で提供される構造化された第１の電極Ｅ１は、可視領域で反射し、例えば金属で形成されてもよく、
－ステップｆ）で形成される第２の電極Ｅ２は、可視領域で半透明であり、そして例えば透明導電性酸化物で形成される。

【0051】

（構造化された第１の電極）
構造化された第１の電極Ｅ１は、好ましくは金属、より好ましくはＡｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｒｕ及びＰｄから選択された金属で形成され、又は透明導電性酸化物で形成される。金属は、例えばアルミニウムの場合銅によって、ドープされてもよい。構造化された第１の電極Ｅ１は、１００ｎｍと３００ｎｍの間の厚さを有してもよい。構造化された第１の電極Ｅ１は、パッシベーション層で覆われてもよい。非限定的例として、パッシベーション層は、ＴｉＮで形成されてもよく、好ましくは１０ｎｍ以下の厚さを有する。

【0052】

構造化された第１の電極Ｅ１は、好ましくはアノードである。しかしながら、第１の電極Ｅ１は有機発光層のスタック５の構造が逆の場合、カソードであってもよい。

【0053】

ステップａ）は以下のステップを含んでもよい：
ａ_１）基板１を提供する；
ａ_２）当業者に知られた堆積技術を用いて、ウェハスケール堆積により基板１上に第１の電極Ｅ１を堆積する；
ａ_３）マスク転写により第１の電極Ｅ１を構造化する。

【0054】

構造化された第１の電極Ｅ１のパターンは、好ましくは０．６μｍと１μｍの間の幅で分離される。この幅によって、マイクロディスプレイ用サブピクセルのマトリックスアレイについて、好ましくは４μｍと５μｍの間の、ピッチが得られる。

【0055】

構成がボトムエミッションを行う構成のとき、構造化された第１の電極Ｅ１は、可視領域で半透明となる様に選択された厚さを有する。そのとき、第１の電極Ｅ１は、例えば、透明導電性酸化物（ＩＴＯ等）で形成されてもよい。構成がトップエミッションを行う構成のとき、構造化された第１の電極Ｅ１は、可視領域で反射するように選択された厚さを有する。そのとき、第１の電極Ｅ１は、例えば、金属で形成されてもよい。

【0056】

（二層スタックの形成）
第１の材料は、好ましくは亜鉛酸化物ＺｎＯ、より好ましくはアルミニウムでドープされる。第２の材料は、好ましくは酸化錫ＳｎＯ_２である。第１及び第２の材料は、好ましくは、二層スタック２、３の第１及び第２の層２０、２１；３０、３１の界面での反射を防ぐ程度に十分近い反射係数を有するものが選択される。例として、第１及び第２の材料の反射係数の差異は、好ましくは２５％以下であり、より好ましくは２０％以下である。

【0057】

ステップｂ）は、当業者に知られた堆積技術、例えばＡＬＤ（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎの頭文字）を用いて実行される。

【0058】

ステップｂ）は、好ましくは以下のように実行される：
－それぞれの二層スタック２、３の第１の層２０、３０は、１０ｎｍと１００ｎｍの間の厚さを有し、
－それぞれの二層スタック２、３の第２の層２１、３１は１０ｎｍ以下の厚さを有する。

【0059】

（二層スタックのエッチング）
ステップｃ）は、好ましくは以下のステップを含む：
ｃ_１）第２の二層スタック３の酸化錫ＳｎＯ_２をドライ又はウエットエッチングによりエッチングする、
ｃ_２）第２の二層スタック３の酸化亜鉛ＺｎＯをウエットエッチングによりエッチングする。

【0060】

ステップｃ_１）は、図５に示される。ステップｃ_２）は、図６に示される。

【0061】

ステップｃ）は、好ましくは、赤のサブピクセルＰＲを収容するための領域をフォトレジスト６で覆うステップｃ_０）を含む。ステップｃ_０）は、図４に示される。図１０に示されるように、フォトレジスト６は、当業者に知られた剥離技術を用いてステップｅ）の前に除去される。

【0062】

ステップｃ_１）は、酸化亜鉛ＺｎＯに対して酸化錫ＳｎＯ_２を選択的にエッチングすることを可能とするエッチング剤を用いて実行される。ステップｃ_１）において、第２の二層スタック３の第１の層３０は、第２の二層スタック３の第２の層３１のエッチングのストップ層として動作する。あるいは、ＺｎＯ（つまり、第２の二層スタック３の第１の層３０）の厚さをＳｎＯ_２（つまり、第２の二層スタック３の第２の層３１）の過剰エッチングを補償するほど十分大きくしてもよい。

【0063】

ステップｃ_２）は、酸化錫ＳｎＯ_２に対して酸化亜鉛ＺｎＯを選択的にエッチングすることを可能とするエッチング剤（例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）０．１％）を用いて実行される。ステップｃ_２）において、第１の二層スタック２の第２の層２１は、第２の二層スタック３の第１の層３０のエッチングのストップ層として動作する。

【0064】

ステップｄ）は、好ましくは以下の連続するステップを含む：
ｄ_１）第１の二層スタック２の酸化錫ＳｎＯ_２を、ドライ又はウェットエッチングによりエッチングする、
ｄ_２）第１の二層スタック２の酸化亜鉛ＺｎＯを、ウェットエッチングによりエッチングする、
ステップｄ_１）は、図８に示される。ステップｄ_２）は、図９に示される。

【0065】

ステップｄ）は、好ましくは緑のサブピクセルＰＶを収容するための領域をフォトレジスト６で覆うステップｄ_０）を含む。ステップｄ_０）は、図７に示される。図１０に示されるように、フォトレジスト６は、ステップｅ）の前に当業者に知られた剥離技術を用いて除去される。

【0066】

ステップｄ_１）は、酸化亜鉛ＺｎＯに対して酸化錫ＳｎＯ_２を選択的にエッチングすることを可能にするエッチング剤を用いて実行される。ステップｄ_１）において、第１の二層スタック２の第１の層２０は、第１の二層スタック２の第２の層２１のエッチングのストップ層として動作する。

【0067】

ステップｄ_２）は、酸化錫ＳｎＯ_２に対して酸化亜鉛ＺｎＯを選択的にエッチングすることを可能とするエッチング剤を用いて実行される。ステップｄ_２）において、中間層１０は、第１の二層スタック２の第１の層２０のエッチングのストップ層として動作する。

【0068】

（中間層）
図２に示されるように、ステップａ）は、好ましくは、構造化された第１の電極Ｅ１を第２の材料で形成された中間層１０で覆うステップａ_４）を含む。ステップａ_４）は、当業者に知られた堆積技術、例えばＡＬＤ、を用いて実行される。中間層１０は、したがって構造化された第１の電極Ｅ１と第１の二層スタック２との中間に位置する。中間層１０は、光共振器が青色光を透過させるように選択された厚さを有する。

【0069】

その後、ステップｂ）は、以下のように実行される：
－第１の二層スタック２及び中間層１０は、光共振器が緑色光を透過させるように選択された総厚さを有し、
－第１及び第２の二層スタック２、３並びに中間層１０は、光共振器が赤色光を透過させるように選択された総厚さを有する。

【0070】

酸化錫ＳｎＯ_２で形成された、そのような中間層１０は、構造化された第１の電極Ｅ１を大気及び水分から保護することを可能とする。さらに、そのような中間層１０は、光共振器のスペーサ層を形成することに部分的に貢献する。

【0071】

（サブピクセルの電気的絶縁）
図１１及び１２に示されるように、ステップｅ）は、好ましくは赤、緑及び青のサブピクセルＰＲ、ＰＶ、ＰＢの間に位置するための領域において第１及び第２の二層スタック２、３をエッチングするステップｅ_０）に先行される。ステップｅ_０）は、好ましくはドライエッチングのステップである。ステップｅ_０）は、図１２に示される。

【0072】

赤、緑、及び青のサブピクセルＰＲ、ＰＶ、ＰＢの間に位置するための領域において第１及び第２の二層スタック２、３を同時に（そして、非選択的に）エッチングすることを可能とするエッチング剤が、プロセス時間を減少させるため、好ましくは選択されることとなる。非限定的な例として、エッチング剤は、ヨウ化水素酸であってもよい。これに代えて、ステップｅ_０）は、好ましくは塩素系の化学物質（Ｃｌ_２／ＡＲ等）を用いた、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）のステップであってもよい。

【0073】

図１１に示されるように、ステップｅ_０）は、予め赤、緑及び青のサブピクセルＰＲ、ＰＶ、ＰＢの間に位置するための領域をフォトレジスト６で覆うステップを含む。図１３に示すように、フォトレジスト６は、ステップｅ）の前に当業者に知られた剥離技術を用いて除去される。

【0074】

赤、緑、及び青のサブピクセルＰＲ、ＰＶ、ＰＢの間に位置するための領域を、例えばレジストの形をとる誘電体７で埋めるステップが（図１６及び図１７に示されるように）、ステップｅ_０）に続いてもよい。非限定的な例として、誘電体７は、スピンコータで堆積された絶縁性レジストであり、２つの隣接するサブピクセルの間のみにレジストパッドを残すためにフォトリソグラフィを施されてもよい。これにより、赤、緑、及び青のサブピクセルＰＲ、ＰＶ、ＰＢの間の良好な電気的な絶縁を達成することができる。

【0075】

（有機発光層のスタック）
ステップｃ）で形成される有機発光層のスタック５の厚さは、赤、緑、及び青の各サブピクセルＰＲ、ＰＶ、ＰＢに対して一定である。

【0076】

非限定的な例として、有機発光層のスタック５は縦方向に並ぶ３つの発光層を含んでいてもよい。より具体的には、構造化された第１の電極Ｅ１がアノードであり、第２の電極Ｅ２がカソードである場合、スタック５は以下を含んでいてもよい。
－構造化された第１の電極Ｅ１上に形成された第１の正孔輸送層；
－第１の正孔輸送層上に形成された、青色光を出射する第１の発光層；
－第１の発光層上に形成された第１の電子輸送層；
－第１の電子輸送層上に形成される電荷発生層（相互接続層とも呼ばれる）；
－電荷発生層上に形成される第２の正孔輸送層；
－第２の正孔輸送層上に形成される、緑色光を出射する第２の発光層；
－第２の発光層上に形成される、赤色光を出射する第３の発光層；
－第３の発光層上に形成され、第２の電極Ｅ２で被覆される第２の電子輸送層。

【0077】

変形例として、有機発光層のスタック５は以下を含んでいてもよい。
－縦方向に並んで配置されることなく、それぞれ青色光、緑色光、赤色光を出射する３つの発光層（従来の構造）；
－従来の構造に配置された黄色光と青色光とをそれぞれ発する２つの発光層；
－縦方向に並んで配置された黄色光と青色光とをそれぞれ発する２つの発光層。

【0078】

ステップｅ）は、当業者に知られた堆積技術を用いて実行される。

【0079】

（第２の電極）
第２の電極Ｅ２は、好ましくは金属、より好ましくはＡｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＷから選択された金属で形成され、又は透明導電性酸化物で形成される。

【0080】

第２の電極Ｅ２は、好ましくはカソードである。しかしながら、有機発光層のスタック５の構造が逆の場合、第２の電極Ｅ２はアノードであってもよい。

【0081】

ステップｆ）は、当業者に知られた堆積技術を用いて実行される。

【0082】

第２の電極Ｅ２は、好ましくは、第２の電極Ｅ２と有機発光層のスタック５とを空気及び水分から保護するのに適した（図示しない）封止層（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）で覆われる。

【0083】

構成がボトムエミッションを行う構成のとき、第２の電極Ｅ２は、可視領域で反射するように選択された厚さを有する。そして、第２の電極Ｅ２は、例えば金属で形成されてもよい。構成がトップエミッションを行う構成のとき、第２の電極Ｅ２は、可視領域で半透明となるように選択された厚さを有する。第２の電極Ｅ２は、例えば、透明導電性酸化物（ＩＴＯ等）で形成されてもよい。

【0084】

本発明は、記載された実施形態に限定されない。当業者は、これらの技術的に実行可能な組み合わせを検討し、これらを等価物で置き換えることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】