JP2006522443A - 基板からの材料の除去 - Google Patents

Abstract

指定された領域以外の有機材料の上にあるようにシャドウマスク（５）を配置するステップ、及びマスクを通して指定領域にイオンビーム（７）をあてるステップを含む、基板（１）の指定領域から有機（好ましくはポリマー）発光材料（４）を除去する方法。本方法は有機発光ダイオードアレイの形成に有用である。

Description

本発明は、指定されたパターンのみ、基板上に有機発光材料が残されるように、有機発光材料を基板から選択的に除去する方法に関する。

このような方法は必要とされる有機材料の本体又はインターフェースに損傷を与えてはならない。したがって、一般に、フォトリソグラフィを用いることができない。

本発明の方法の独特の応用は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ピクセルアレイの形成にある。このようなピクセルでは、ポリマー材料の層、例えば、発光ポリマー自体又は電極の一部分を形成する導電性ポリマーの層が必要であり得る。ポリマー材料で基板の全面を被覆し、次に、ポリマー材料が必要とされない領域からその材料を除去することによって、望みのパターンに層を形成することが知られている。知られている１つの除去方法は、レーザーによる光アブレーションを用いることである。しかし、レーザーによる光アブレーションの不都合な点は、光アブレーション工程により舞い上がる除去された材料粒子が、基板の望ましくない箇所に再び落下しがちなことである。

これらの不都合を軽減する目的で、本発明は、指定領域以外の有機材料の上ににシャドウマスクを配置するステップ、及びマスクを通して指定領域にイオンビームをあてるステップを含む、基板の指定領域から有機発光材料を除去する方法を提供する。

本発明の特定の実施形態において、有機材料の特定の領域がマスクによる損傷を受けないように、マスク及び基板の少なくとも一方が、マスク及び基板の他方に面するその表面に凹みをもつ。

材料の選択的エッチングとエッチング速度の増加のために、イオンはエッチングを受ける有機材料と化学反応性があってもよい。イオンは、アルゴンのような通常は不活性なガスでよい。

本発明の方法は、除去された有機材料が基板に再堆積しないような真空において実施され得る。特に、圧力は、工程にて、衝突がない（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｆｒｅｅ）ように、イオンの平均自由行程が、本発明の方法が実施されるチャンバの寸法より大きいか、それに匹敵するようなものであり得る。例えば、圧力は５×１０^−４ｍｂａｒ未満である。

有機発光材料は、好ましくはポリマー材料であり、基板上に形成されるダイオードアレイの少なくとも１つの層を備え得る。除去される有機材料は、例えば、基板のボンドパッド領域を覆う有機材料であり得る。

特定の実施形態において、本発明の方法は、指定領域の導電性ポリマー材料の層を除去するためにイオンビームを用いることをさらに含む。

本発明の方法の別の実施形態は、有機発光ダイオードピクセルアレイから、少なくとも１つの有機発光ダイオードピクセルを除去する方法を含む。この方法は、ピクセルが不良であることが見出され、交換が必要な場合に有用である。

本発明が一層容易に理解されるように、次に例としてのみ添付図を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。

図は、ＯＬＥＤピクセルアレイ２を制御する能動回路（示されていない）を画定するシリコン基板のような、基板１を示している。ボンドパッド３はアレイ２の間に位置している。ポリマー発光材料層４は、基板１の全体の上に被覆されており、ボンドパッド３の領域からはポリマー材料を除去し、アレイ２からは除去しないことが望まれる。

ボンドパッド３の領域に対応する開口部をもつハードシャドウマスク５が、基材１の上に置かれている。マスク５により所望のポリマー材料４が剥がされること、又は、えぐられることを避けるために、マスク５は凹み６をもち、マスク５はアレイ２の領域ではポリマーに実際に接触しない。

次に、チャンバ内でプラズマから加速されたアルゴンイオンビーム７が、マスクされた基板１に撃ちつけられる。カソードから放出される中性化電子ビームを用いることにより、ビームを空間的に中性化して基板の静電気を減らすことができる。空間的に中性のイオンビームは、ボンドパッド３の領域のポリマー材料を除去し、マスクされた領域では除去しない。プロセスで操作される真空は、不要な除去されたポリマー材料が、真空系の壁に堆積するようなものである。通常、真空系は、イオンビーム内の個々のガスイオン間に衝突がなく、結果的に、ビームのエッチング作用に方向性があるような、十分な減圧下にある。

本発明の実施形態によれば、市販のほとんどのポリマーＯＬＥＤと導電性ポリマー材料の同時エッチングが可能である。

特定の実施例では、層状スタックは、Ｌｕｍａｔｉｏｎ（登録商標）Ｗｈｉｔｅ １１００（ダウケミカル社のポリフルオレン系発光ポリマー、厚さ約８０ｎｍ）と、Ｂａｙｔｒｏｎ（登録商標）Ｐ ＣＨ ８０００（ＨＣ Ｓｔａｒｃｋのポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート）の水性分散体、厚さ７０ｎｍ）の下層とを備えていた。２５０ｍＡの電流を流したＶｅｅｃｏイオンビーム源を用い、イオン源と基板の間の道程距離が約３０ｃｍの真空チャンバ内で操作すると、これらの層は２０分以内でエッチング可能であった。チャンバは４×１０^−４ｍｂａｒに減圧されており、イオンビームコーン（ｃｏｎｅ）がセクターマスクを通して形作られて、層を有する基板の、熱による温度上昇を抑えた。エッチングプロセスの間、基板およびそれに極めて近いマスクは回転し、セクターマスクを通してイオンビームに基板と層状材料の一部を曝していた。こうして、所望の領域のポリマー層が効率的にエッチングされた。

この方法を用いて、Ｌｕｍａｔｉｏｎ Ｗｈｉｔｅ １１００とＢａｙｔｒｏｎ Ｐ ＣＨ ８０００の様々な厚さの層のエッチングが可能であった。本発明の方法はまた、Ｒｅｄ １１００、Ｇｒｅｅｎ １３００及びＢｌｕｅ １１００を含めて、他のＬｕｍａｔｉｏｎ発光ポリマー（ダウケミカル）、ならびに、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ ＣＨ ８０００及びＢａｙｔｒｏｎ Ｐ ４０８３の別の層との組合せのエッチングにも適用された。発光ポリマー層が導電性ポリマー層より早くエッチングを受け、結果的に工程時間が短縮されることが認められた。

本発明はまた、スケールの大きいＯＬＥＤピクセルアレイ（すなわち、インクジェットプリンティングにより作製されたものがピクセルの役割を果たす）の修理にも使用され得るであろう。適切なマスクを配置することにより、製品製造の早い段階でこのようなアレイからポリマー材料を除去し、ポリマー材料を置き換えることができるであろう。好ましくは、不良ピクセルは、アレイを活性化（「灯すこと」）しないで、識別され修理される。

本明細書において使用された動詞「含む（備える）」の全ての形は、「〜からなる、或いは、含む」を意味する。

本発明の実施形態に従ってポリマー材料が除去される基板の概略的断面図である。

Claims (12)

1. 指定領域以外の有機材料の上にシャドウマスクを配置するステップ、及び
   前記マスクを通して前記指定領域にイオンビームをあてるステップを含む、
   基板の指定領域から有機発光材料を除去する方法。
2. 前記有機発光材料がポリマーである請求項１に記載の方法。
3. 前記マスク及び前記基板の少なくとも一方が、前記マスク及び前記基板の他方に面するその表面に凹みをもつ請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記イオンはエッチングを受ける前記有機材料と化学反応性がある請求項１、２又は３に記載の方法。
5. 前記イオンが通常は不活性なガスのイオンである前記請求項のいずれかに記載の方法。
6. 前記イオンがアルゴンイオンである請求項５に記載の方法。
7. イオンビームをあてるステップが、前記イオンの平均自由行程がチャンバの寸法以上である圧力で、それらの寸法をもつチャンバにおいて実施される前記請求項のいずれかに記載の方法。
8. イオンビームをあてるステップが、５×１０^−４ｍｂａｒ未満の圧力で実施される前記請求項のいずれかに記載の方法。
9. 前記有機材料が基板上の有機発光ダイオードアレイの有機層からなる前記請求項のいずれかに記載の方法。
10. 除去される前記有機材料が基板のボンドパッド領域を覆っている請求項８に記載の方法。
11. 有機発光ダイオードピクセルアレイの少なくとも１つの有機発光ダイオードピクセルから有機材料を除去することを含む請求項９又は１０に記載の方法。
12. 指定領域における導電性ポリマー材料層を除去するためにイオンビームを用いることをさらに含む前記請求項のいずれかに記載の方法。

Images