JP2008532206A - 照射を使用するデバイスのパターニング - Google Patents
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Abstract
一実施形態において、層の一部を選択的に照射する工程を含む有機電子デバイスの層におけるパターン作製方法、ならびにそれによって製造されたデバイスおよびサブアセンブリが提供される。
Description
本開示は、一般的にデバイスのパターニング技術、特に電子デバイスの層の照射を含むパターニング技術に関する。
（関連出願の相互参照）
本願は、２００４年１２月３０日出願の米国特許公報（特許文献１）および２００５年６月２７日出願の米国特許公報（特許文献２）に利益を要求する。これらの特許の開示は、本明細書において全体として援用される。
本願は、２００４年１２月３０日出願の米国特許公報（特許文献１）および２００５年６月２７日出願の米国特許公報（特許文献２）に利益を要求する。これらの特許の開示は、本明細書において全体として援用される。
有機電子デバイスは電気エネルギーを放射線に変換し、電子プロセスを通して信号を検出し、放射線を電気エネルギーに変換し、または１つまたは複数の有機半導体層を含む。例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は１種の有機電子デバイスであり、それはエレクトロルミネセンスと呼ばれるプロセスにおいて電流が適用される時、光子を放射する特定の有機フィルム（光活性有機フィルム）を含む。有機電子デバイスにおける光活性有機フィルムからの光の放射は、電気ディスプレイおよびマイクロ電子デバイスにおいて使用され得る。例えば、有機電子デバイスディスプレイのいくつかの適用において、有機電子デバイスはセグメントディスプレイまたはアイコンとして使用される。従って、様々な像を発生させるために選択的に活性化され得るピクセルの組から像を発生させるよりも、むしろ、繰り返し、または連続的に同一の像が有機電子デバイスによって表示される。その結果、有機電子デバイスの製造プロセスの間に像が作製される。
従来のフォトレジストパターニング技術は、許容できる周辺解像度を典型的に有する像を作製することができるが、これらの技術は剛性基材を有するデバイスに最も適している。屈曲性有機電子デバイスディスプレイのような屈曲性基材を有するデバイスは、従来のフォトレジストパターニング技術に良好に応答しない。
従って、上記欠点および障害を克服するための有機電子デバイスのパターニング方法が必要とされている。
一実施形態において、層の一部を選択的に照射する工程を含む有機電子デバイスの層におけるパターン作製方法、ならびにそれによって製造されたデバイスおよびサブアセンブリが提供される。
前記の一般的な記載および以下の詳細な記載は例示であり、あくまでも説明のためのものであり、添付の特許請求の範囲で定義されるように本発明を限定するものではない。
実施形態は、本明細書において提示される概念の理解を向上するため、添付の図面に例示される。
図面は例示として提供され、本発明を限定する意図はない。当業者は、図面中の物体が簡単におよび明瞭にするために例示されており、そして必ずしも一定の比率で描写されているわけではないことを認識する。例えば、実施形態の理解を向上するのを助けるために、図面中の物体のいくつかの寸法は他の物体に対して誇張されている。
一実施形態において、有機電子デバイスの層においてパターンを作製する方法が提供される。この方法は、層の一部を選択的に照射する工程を含む。
一実施形態において、層は活性層ではない。
一実施形態において、層の一部は照射されず、導電性を残し、それによってバッファー層の導電性部分および非導電性部分から形成されるパターンを作製する。
一実施形態において、層の一部は紫外線によって照射される。
一実施形態において、この方法は、導電性であることが望ましい層の部分からの紫外線をブロックするために層にマスクを適用する工程をさらに含む。
一実施形態において、この方法は、層上にポリマー層を付着させる工程と、マスクを通してカソード付着を実行する工程とをさらに含み、マスクは導電性であることが望ましい少なくとも１つの特徴を包囲する。
一実施形態において、この方法は、ポリマー層にコンタクト線およびリード線を付着させる工程をさらに含む。
一実施形態において、雰囲気が空気を含む。
一実施形態において、有機電子デバイスの層においてパターンを作製するシステムが提供される。このシステムは、有機電子デバイスの層と、層の一部を選択的に照射する光源とを含み、選択的に照射された部分は照射時に非導電性となる。
一実施形態において、光源は、層の導電性部分および非導電性部分から形成されたパターンを作製する。
一実施形態において、光源は紫外線光源である。
一実施形態において、紫外線光源はレーザーである。
一実施形態において、紫外線光源は紫外線電球である。
一実施形態において、このシステムは、発光することが望ましい層の部分からの照射をブロックするためのマスクをさらに含む。
一実施形態において、有機電子デバイスが提供される。この有機電子デバイスは、導電性部分および非導電性部分を有するバッファー層を含み、バッファー層の非導電性部分は紫外線によって照射されている。
一実施形態において、ポリマー層はバッファー層上に付着されている。
一実施形態において、バッファー層は（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））である。
一実施形態において、上記有機電子デバイスを含む構造体が提供される。
一実施形態において、上記有機電子デバイスを含む活性層を有する有機電子デバイスが提供される。
一実施形態において、上記有機電子デバイスを含む有機電子デバイスの製造において有用である物品が提供される。
一実施形態において、上記化合物および少なくとも１種の溶媒、プロセス助剤、電荷輸送材または電荷ブロック材を含む組成物が提供される。これらの組成物は、限定されないが、溶媒、乳状液およびコロイド状懸濁液を含むいずれの形態でもあり得る。
（定義）
「１つ（ａまたはａｎ）」の使用は、本発明の要素および部品を記載するために利用される。これは単に便宜上のため、そして本発明の一般的な意味を与えるためである。この記載は１つまたは少なくとも１つを含むように読解されなければならない。そして他に意味があることが明白でない限り、単数には複数も含まれる。
「１つ（ａまたはａｎ）」の使用は、本発明の要素および部品を記載するために利用される。これは単に便宜上のため、そして本発明の一般的な意味を与えるためである。この記載は１つまたは少なくとも１つを含むように読解されなければならない。そして他に意味があることが明白でない限り、単数には複数も含まれる。
用語「活性化」は、電子部品または回路を指す場合、電子部品または回路が主要な機能の１つ上に少なくとも部分的にあるか、またはそれを実行しているように、電子部品または回路に適切な信号を提供することを意味するように意図される。
特記されない限り、本明細書で使用される全ての技術的および科学的な用語は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書に記載されるものと類似または同等の方法および材料を本発明の実施形態の実施または試験において使用することが可能であるが、適切な方法および材料を以下に記載する。本明細書において言及された全ての出版物、特許出願、特許および他の参照文献は、特定の一節が引用されない限り、全体として援用される。抵触する場合、本明細書は、定義を含め、調節される。加えて、材料、方法および実施例は単なる実例であり、限定するように意図されない。
本明細書に記載されない範囲まで、特定の材料、プロセス実施および回路に関する多くの詳細は従来通りであり、そして有機発光ダイオードディスプレイ、光検出器、光電池および半導体部材の分野における教本および他の情報源に見出され得る。
本明細書に記載される概念は、以下の実施例にさらに記載される。これは特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を限定しない。
一実施形態において、デバイスは、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような有機電子デバイスであってよい。非導電性であることが望ましい有機電子デバイスの部分は、照射されてもよい。この部分は、例えば、紫外線（ＵＶ）光暴露、電子ビーム暴露、プラスマ暴露等によって照射されてよい。以下の検討において、紫外線暴露を含む実施形態が説明および明瞭さの目的のために記載されるが、上記照射供給源のいずれも実施形態に関連して使用されてよい。
照射され、従って非導電性とされる部分は、いずれの大きさであってもよい。例えば、この部分は全バッファー層と同程度の大きさであってよく、あるいは、この部分は単一サブピクセルと同程度の小ささであってもよい。いくつかの実施形態において、多層を照射することも可能である。
一実施形態において、照射によって層の一部が弱くなるか、または非導電性となり、従って、有効に光放射の支持が不可能となる。対照的に、層の非照射部分は放射するか、または他の実施形態において、電荷の通過を可能にし、従って、光によって所望のパターンが形成される。従って、ＵＶ光に暴露されるバッファー層の部分は、負に光のパターンを形成し得る（照射されない部分は放射するか、または他の層に放射させる）。
有機電子デバイスのような導電性ポリマーデバイスとしては、限定されないが、（１）電気エネルギーを放射線に変換するデバイス（例えば、発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイまたはダイオードレーザー）、（２）電子プロセスによって信号を検出するデバイス（例えば、光検出器、光伝導セル、フォトレジスター、フォトスイッチ、フォトトランジスター、光電管、ＩＲ検出器）、（３）放射線を電気エネルギーに変換するデバイス（例えば、光電池デバイスまたは太陽光電池）、および（４）１つまたは複数の有機半導体層を含む１つまたは複数の電子部品を含むデバイス（例えば、トランジスターまたはダイオード）が挙げられる。当業者は、他の有機電子デバイスが製造されてもよく、そして将来、本発明から利益を受けるかかるデバイスの追加的な種類が生じ得ることを認識するべきである。かかるデバイスの術では本明細書によって考慮される。
従って、本発明の実施形態は、いずれの導電性ポリマーデバイスと関連して使用されてもよいが、本明細書における検討は、説明および明瞭さの目的のため、有機電子デバイスに焦点を合わせる。ここで図１Ａを見ると、本発明の態様が実行され得る例示的な有機電子デバイスの分解図が示される。図１Ａにおいて、有機電子デバイス１００は、アノード層１０１と、カソード層１０６と、アノード層１０１およびカソード層１０６の間に配置される光活性層１０４とを含む。アノード層１０１に隣接して、正孔輸送材料を含むバッファー層１０３があってもよい。カソード層１０６に隣接して、電子輸送材料を含む電子輸送層１０５があってもよい。電子輸送層１０５自体が１つまたは複数の層を含んでもよい。例えば、電子輸送層１０５は電子輸送層および仕事関数の低い材料から形成される層を含んでもよい。電子輸送層は、例えば、ＢＡｌｑ３、Ａｌｑ３等から形成されてもよい。仕事関数の低い層は、例えば、カルシウム、バリウム、リチウムフッ化物等から形成されてもよい。
デバイス１００の適用次第で、光活性層１０４は、印加電圧によって活性化される発光層（例えば、発光ダイオードまたは発光電気化学的電池において）、放射エネルギーに応答し、そして印加されたバイアス電圧の有無にかかわらず信号を発生する材料の層（例えば、光検出器において）であり得る。光検出器の例としては、光伝導セル、フォトレジスター、フォトスイッチ、フォトトランジスターおよび光電管、および光電池が挙げられ、これらの用語は、（非特許文献１）に記載される。密封パッケージ１０８はデバイス１００を保護する機能をし、そして特に光活性層１０４およびカソード層１０６において役立ち、かかる目的のために適切ないずれの材料から製造されてもよい。
デバイス１００中の他の層は、かかる層によって機能する機能の考慮において、かかる層において有用であることが既知であるいずれかの材料によって製造可能である。アノード層１０１は、正電荷キャリア注入に有効である電極を含む。それは、例えば、金属、混合金属、合金、金属酸化物または混合金属酸化物を含有するか、または含む材料から製造可能である。アノード層１０１は、ポリマーを含んでもよい。適切な金属としては、第１１族金属、第４族、第５族および第６族金属ならびに第８族、第１０族遷移金属が挙げられる。アノード１０１が光を伝送する場合、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような第１２族、第１３族および第１４族金属の混合金属酸化物が一般的に使用される。アノード１０１は有機材料、特にポリアニリンのような導電性ポリマーも含んでよく、（非特許文献２）に記載される例示的な材料が含まれる。図３と関連して以下に検討されるように、アノード１０１が基材１０７上へ付着されてもよいことは認識され得る。アノード層１０１およびカソード層１０６の電極が通電される時、光１１０がデバイス１００から放射される。従って、発生した光が観測されるように、アノード１０１およびカソード１０６の少なくとも一方は少なくとも部分的に透明でなければならない。加えて、同一理由のため、基材１０７も少なくとも部分的に透明でなければならない。
例えばバッファー層１０３のための正孔輸送材料の例は、例えば、Ｙ．ワン（Ｙ．Ｗａｎｇ）によって（非特許文献３）にまとめられている。正孔輸送「小」分子ならびにオリゴマーおよびポリマーの両方が本発明の様々な実施形態において使用されてよい。正孔輸送分子としては、限定されないが：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（ＴＰＤ）、１，１ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）、テトラキス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）、ａ−フェニル４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチレン（ＴＰＳ）、ｐ（ジエチルアミノ）ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン（ＤＥＨ）、トリフェニルアミン（ＴＰＡ）、ビス［４（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル）メタン（ＭＰＭＰ）、１フェニル−３−［ｐ−（ジエチルアミノ）スチリル］−５−［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］ピラゾリン（ＰＰＲまたはＤＥＡＳＰ）、１，２トランス−ビス（９Ｈ−カルバゾル−９−イル）シクロブタン（ＤＣＺＢ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’テトラキス（４−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）および銅フタロシアニンのようなポルフィリン化合物が挙げられる。有用な正孔輸送ポリマーとしては、限定されないが、ポリビニルカルバゾール、（フェニルメチル）ポリシランおよびポリアニリンが挙げられる。導電性ポリマーは１種として有用である。上記のような正孔輸送部分をポリスチレンおよびポリカーボネートのようなポリマーへとドーピングすることによって正孔輸送ポリマーを得ることも可能である。
いずれの有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）材料も光活性材料として、例えば光活性層１０４において使用可能である。かかる材料としては、限定されないが、蛍光染料、蛍光性およびリン光性金属錯体、共役ポリマーおよびそれらの混合物が挙げられる。蛍光染料の例としては、限定されないが、ピレン、ペリレン、ルブレン、それらの誘導体およびそれらの混合物が挙げられる。金属錯体の例としては、限定されないが、金属キレート化オキシノイド化合物、例えばトリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）；シクロメタル化イリジウムおよび白金エレクトロルミネセンス化合物が挙げられる。共役ポリマーの例としては、限定されないが、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリフルオレン、ポリ（スピロビフルオレン）、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレン）、それらのコポリマーおよびそれらの混合物が挙げられる。
本発明のデバイスの一実施形態において、光活性材料は有機金属錯体であり得る。もう１つの実施形態において、光活性材料はイリジウムまたは白金のシクロメタル化錯体である。他の有用な光活性材料が同様に利用されてもよい。フェニルピリジン、フェニルキノリンまたはフェニルピリミジン配位子を有するイリジウムの錯体は、エレクトロルミネセンス化合物として、ペトロフ（Ｐｅｔｒｏｖ）ら、（特許文献３）に開示されている。他の有機金属錯体は、例えば、米国特許公報（特許文献４）、（特許文献５）、（特許文献６）および（特許文献７）に記載されている。イリジウムの金属錯体でドープされたポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）の活性層を有するエレクトロルミネセンスデバイスは、ボローズ（Ｂｕｒｒｏｗｓ）およびトンプソン（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）によって（特許文献８）および（特許文献９）に記載されている。電荷保有ホスト材料およびリン光性白金錯体を含むエレクトロルミネセンス放射層は、トンプソン（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）らによって米国特許公報（特許文献１０）、（非特許文献４）および（非特許文献５）に記載されている。
例えば電子輸送層１０５、カソード層１０６等において使用可能な電子輸送材料の例としては、本発明の実施形態の化合物が挙げられる。かかる層は任意にポリマーを含有し得る。他の適切な材料としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）のような金属キレート化オキノイド化合物；ならびに２（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）および３（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）のようなアゾール化合物；４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＰＡ）および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＤＰＡ）などのフェナントロリン；およびそれらの混合物が挙げられる。
カソード層１０７は、電子または負電荷キャリアを注入するために有効な電極を含む。カソード１０７は、アノード１０１よりも低い仕事関数を有するいずれかの金属または非金属であってよい。カソード１０７の例示的な材料としては、アルカリ金属の族、特にリチウム、第２族（アルカリ土類）金属、希土類元素およびランタニドを含む第１２族金属、ならびにアクチニドが挙げられる。アルミニウム、インジウム、カルシウム、バリウム、サマリウムおよびマグネシウム、ならびに組み合わせのような材料を使用することができる。システムの動作電圧を低下させるために、有機層とカソード層との間にＬｉＦおよびＬｉ2ＯのようなＬｉ含有および他の化合物が付着されてもよい。
有機電子デバイスに他の有用な層を有することは既知である。例えば、層の正電荷輸送および／またはバンドギャップ整合を促進するために、あるいは保護層として機能するため、アノード１０１とバッファー層１０３との間に層（図示せず）が存在し得る。当該分野等において既知の他の層が使用されてもよい。加えて、いずれかの上記の層が２層以上の副層を含んでもよく、または薄層構造を形成してもよい。あるいは、電荷キャリア輸送効率またはデバイスの他の物理的な特性を増加させるために、アノード層１０１、バッファー層１０３、光活性層１０４、電子輸送層１０５、カソード層１０６および他の層のいくつかまたは全てが処理、特に表面処理されてもよい。各構成層の材料の選択は、好ましくは、高いデバイス効率を有するデバイス提供の目的と、デバイス操作寿命の考慮、製造時間および複雑さの要因ならび当業者に認識される他の考慮を釣り合わせることによって決定される。最適の部品、部品配置および構成同一性を決定することは、当業者の日常業務範囲内であることは認識されるであろう。
様々な技術を利用することによって、本発明のデバイスを調製することができる。非限定的な例示として、これらは、適切な基材１０７上で個々の層を連続付着させることを含む。ガラスおよびポリマーフィルムのような基材を使用することができる。熱蒸発、化学的蒸着等のような蒸着技術を使用することができる。あるいは、適切な溶媒を使用する液体付着によって有機層を適用することができる。液体は、溶液、分散液または乳濁液の形態であり得る。典型的な液体付着技術としては、限定されないが、連続付着技術、例えば、スピンコーティング、グラビアコーティング、カーテンコーティング、浸漬コーティング、スロットダイコーティング、スプレーコーティングおよび連続ノズルコーティング；ならびに不連続付着技術、例えば、インクジェット印刷、グラビア印刷およびスクリーン印刷、いずれかの従来のコーティングまたは印刷技術、例えば、限定されないが、スピンコーティング、浸漬コーティング、ロールツーロール技術、インクジェット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等が挙げられる。
デバイス１００の電子正孔組換え領域、従ってデバイス１００の発光スペクトルの位置は、各層の相対的な厚さに影響を受け得る。従って、電子輸送層１０５の厚さは、電子正孔組換え領域が発光層にあるように選択されなければならない。層の厚さの所望の比率は、使用される材料の正確な本質に依存する。
上記の通り、有機電子デバイスは、本発明の実施形態と一致する限り、いずれの様式で構成されてもよいため、図１Ａと関連して検討される有機電子デバイス１００は単なる実例である。アクティブマトリックスＯＬＥＤディスプレイと呼ばれるいくつかの有機電子デバイスにおいて、個々の光活性有機フィルムの付着物は、独立して電流の通過によって励起され得、光放射の個々のピクセルへと導かれる。パッシブマトリックスＯＬＥＤディスプレイと呼ばれる他の有機電子デバイスにおいて、光活性有機フィルムの付着物は、電気接触層の横列および縦列によって励起され得る。パッシブマトリックスＯＬＥＤの活性化時にパターンが照射されることが所望である場合、パターンは有機電子デバイスの製造プロセス間に作製される。アクティブマトリックスＯＬＥＤディスプレイにおいて使用されるピクセルも有機電子デバイスの製造プロセス間に作製され、従って、本明細書に開示される方法およびシステムは、同様にアクティブマトリックスＯＬＥＤディスプレイに等しく適用可能であることは認識されるであろう。
従って、ここで図１Ｂを見てみると、従来のデバイスパターニング技術の分解図を例示する図が提示されている。図１Ｂにおいて、図１Ａと関連して上記で検討されたように、有機電子デバイス１００は、アノード層１０１、バッファー層１０３、光活性層１０４、電子輸送層１０５およびカソード層１０６ならびに密封パッケージ１０８および基材１０７を含む。加えて、パターン１２０は光活性層１０４に隣接しているように見える。パターン１２０は光活性層１０４の一部を表し、これはアノード層１０１およびカソード層１０６の電極が通電された時に発光性となり得る。従って、かかる発光性を防止するため、光活性層１０４の残りの部分は湿式または乾式エッチングされるか、あるいは他の様式で処理されてもよい。結果として、パターン１２０は、有機電子デバイス１００の唯一の著しく発光性の部分である。
上記の通り、屈曲性の有機電子デバイスディスプレイにおいて、有機ポリマー層のかかる加工は非常に困難であり、そして多くの適用に許容される周辺解像度が得られない。従って、ここで図１Ｃを見てみると、本発明の実施形態によるデバイスパターニング技術の分解図を例示する図が提供されている。図１Ａと関連して上記で検討されたように、デバイス１００は、アノード層１０１、バッファー層１０３、光活性層１０４、電子輸送層１０５およびカソード層１０６ならびに密封パッケージ１０８および基材１０７を含むことが認識されるであろう。しかしながら、図１Ｂとは対照的に、図１Ｃのデバイス１００は、光活性層１０４においてではなくバッファー層１０３において形成されたパターン１２０を有する。
紫外（ＵＶ）光が１００ｎｍ〜４００ｎｍの波長を有することは周知である。特定の特性を有する雰囲気中で特定の波長／周波数および強度を有するＵＶ光に有機電子デバイス１００のバッファー層１０３を暴露することによって、バッファー層１０３が非導電性となることが見出された。言い換えると、バッファー層１０３がその一部分である有機電子デバイス１００が通電される時、そのように暴露されたバッファー層１０３は発光を支持する回路部分にはなり得ない。従って、ここで図１Ｃに見られるように、バッファー層１０３がＵＶ光線１３１に暴露される部分において非導電性となるように、ＵＶ光供給源１３０はバッファー層１０３上へＵＶ光光線１３１を放射する。認識されるように、バッファー層１０３が照射時にその厚さを通して非導電性となる必要はない。その代わり、実施形態において、バッファー層１０３に関して、バッファー層が発光を支持する回路部分になり得ないようにさせるため、その境界面の放射体の付近で十分な深さで非導電性または弱導電性になることで十分である。
実施形態において、バッファー層１０３に加えて、またはその代わりに、光活性層１０４がＵＶ光供給源１３０によって照射されてもよいことは認識されるであろう。従って、かかる実施形態において、光活性層１０４はフォトレジストプロセッシングを使わずにパターン化されてもよい。しかしながら、本明細書で検討されるようないくつかの実施形態において、バッファー層１０３は典型的に、例えば、照射のための適切な雰囲気である空気中で処理されるため、バッファー層１０３の照射が使用される。従って、バッファー層１０３の照射を含む実施形態は、以前から存在する製造雰囲気を利用できる。
加えて、いずれの種類のＵＶ光供給源１３０も実施形態に従って使用されてよいことは認識されるであろう。例えば、一実施形態において、ペンシルバニア州、エクストン（Ｅｘｔｏｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）のサートマー カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造されたＤバルブまたはＨバルブが使用されてよく、一方、他の実施形態において、他の種類および製造元のＵＶ光供給源が使用されてもよい。加えて、ＵＶ光供給源１３０の強度は、例えば、バッファー層１０３の材料、ＵＶ光暴露間に存在する雰囲気、有機電子デバイス１００によって表示されるパターンの所望の特徴（例えば、周辺解像度等）等のようないずれかの数の要因によって調節され得る。例えば、一実施形態において、（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））バッファー層１０３上での空気雰囲気におけるＨバルブ操作によって、１４Ｊ／ｃｍ２においてＵＶ光が放射され、バッファー層１０３上の非導電性部分が作製される。いずれの範囲のＵＶ光強度も上記参照要因に従って使用されてよいため、１４ Ｊ／ｃｍ２値は単なる実例であることは認識されるであろう。加えて、ＵＶ光線１３１へのバッファー層１０３の暴露間、ＵＶ光供給源１３０はバッファー層１０３からいずれの距離に位置してもよい。
発光性であることが望ましいバッファー層１０３の部分にＵＶ光線１３１が達することを防ぐため、マスク（明瞭性のため図１Ｃには示されず）が使用されてもよいことも認識されるであろう。マスク構造体の任意の使用については、図２および図３に関連して以下に検討される。
ここで図２を見ると、本発明の実施形態による発光デバイスをパターニングする方法２００を例示するフローチャートが提供されている。図２の方法２００が有機電子デバイスの製造プロセスのＵＶ光暴露部分を例示することは認識されるであろう。実施形態と一致する限り、いずれの追加的な製造工程が方法２００と関連して使用されてもよい。例えば、実施形態に従ってパターン化される有機電子デバイスは、本発明の実施形態に従ってパターン化されていても、またはパターン化されていなくてもよい、いずれかの数のバッファー層を含むように、いずれの数の層を有してもよい。従って、方法２００は、特定の有機電子デバイスに対して何回でも実行されてよい。
工程２０１において、例えば、図１Ａ〜Ｃに関連して上記で検討されたバッファー層１０３のようなバッファー層が提供される。上記されるように、図１Ａ〜Ｃに関連して上記で検討された基材１０７のような基材上へバッファー層が付着されてもよい。あるいは、バッファー層が最終的に基材に隣接してもよいが、方法２００の間、バッファー層がそのように位置する必要はない。
工程２０３においいて、バッファー層は雰囲気に暴露される。図１Ｃと関連して上記されたように、ＵＶ光の強度および／または種類（例えば、ＵＶ光スペクトルの範囲内のＵＶ光の正確な波長等）は、雰囲気の組成およびいずれかの数の追加的な要因によって調節されてもよい。雰囲気は、空気、湿り空気、オゾン等であってよい。一実施形態において、空気雰囲気は、所定のバッファー層パターニング適用に関して、他の雰囲気よりも少ないＵＶ光強度を必要とすることが見出されているが、他の雰囲気は方法２００に関連して使用されてもよいことは認識されるべきである。
任意の工程２０５において、有機電子デバイスの完成時に導電性となるバッファー層部分は、ＵＶ光をブロックするためにマスクされてよい。ＵＶ光によるバッファー層の定方向の照射様式によってマスクが不必要となるため、工程２０５が任意であってもよいことは認識されるであろう。例えば、所望の位置（すなわち、ビームが集束される位置）でバッファー層をＵＶ放射線に暴露するのみであるような様式でＵＶ光の集束コヒーレントビームを提供し得るレーザーによって、ＵＶ光が放射されてもよい。いずれにしても、方法２００の間、導電性となるバッファー層の部分はＵＶ光に暴露されるべきではない。マスクを使用する実施形態において、バッファー層またはＵＶ光供給源からいずれの距離にマスクが位置してもよいことは認識されるであろう。距離を決定するために、操作上または他のいずれかの数の要因も使用されてよい。
工程２０７において、バッファー層はＵＶ光で照射され、それによって、得られた有機電子デバイスが通電される時にバッファー層は実質的に導電不可能となる。上記されるように、バッファー層を含む材料の種類、工程２０７が生じる雰囲気、操作上の考察等に関して、工程２０７で使用されるＵＶ光の強度が調節されてもよい。加えて、バッファー層は予め決められた時間量でＵＶ光によって照射されてもよい。一実施形態において、一部または全体的に、バッファー層がＵＶ光に暴露される時間量に従ってＵＶ光の強度が調整されてもよい。
工程２０７がいずれの数の様式で実行されてもよいことは認識されるであろう。例えば、ＵＶ光に暴露されるバッファー層が、固定ＵＶ光供給源を通過してバッファー層を移動させるか、バッファー層が固定されている間にＵＶ光供給源が移動するか、またはいずれかの上記の組み合わせのコンベヤ上にあってもよい。実施形態において、予め決められた時間量でバッファー層がＵＶ光に暴露されるように、かかるコンベヤの速度が調整されてもよい。方法２００は、いずれの種類の有機電子デバイス製造環境に組み込まれてもよいことがわかる。
上記の通り、図２の方法２００は有機電子デバイスの製造プロセスの一部を含む。実施形態をさらに説明し、そして明瞭化するため、図３は、発光デバイスをパターニングするためのより完全な方法を例示するフローチャートである。有機電子デバイス製造プロセスは、図３の方法３００と関連して例示されるものよりも多いか、またはより少ない工程を含んでもよいことは認識されるであろう。再び、これは、方法３００が説明および明瞭さの目的のために提示されるためであり、従って、本発明の実施形態と一致する限り、方法３００は修正されてもよい。
工程３０１において、基材が提供される。この基材は、例えば、ガラスまたは図１Ａ〜Ｃの基材１０７と関連して上記で検討されたような他の種類の基材であってもよい。工程３０３において、基材はＩＴＯのブランケットフィルムによってコーティングされる。上記の通り、ＩＴＯは、基材をコーティングするために使用されてもよい、ほんの１種の構造体である。
工程３０５において、バッファー層はＩＴＯ層上へ付着される。上記で検討されたように、バッファー層は（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））等から作製され得る。バッファー層をＩＴＯ層へと付着させるために、いずれの方法が使用されてもよいことは認識されるであろう。例えば、スピンコーティング、スロットコーティング等が実施形態と関連して使用されてもよい。工程３０７において、バッファー層は雰囲気に暴露される。図２と関連して上記で検討されたように、雰囲気は、空気、オゾン等であってよい。
任意の工程３０９において、有機電子デバイスの組み立ての時に導電性であるバッファー層部分は、ＵＶ光をブロックするためにマスクされてもよい。上記の通り、ＵＶ光が放射される手段が、導電性のまま残るバッファー層の照射部分を回避するために十分に選択的である場合、任意の工程３０９は省略されてもよい。例えば、一実施形態において、適切な波長を有する光の十分に集束するビームによるレーザーがＵＶ光供給源として使用されてもよい。かかる実施形態において、導電性であることが望ましいバッファー層の部分にＵＶ光が向けられないため、マスクが必要とされなくてもよい。あるいは、導電性であることが望ましいバッファー層の部分に向けられるＵＶ光の量は、バッファー層を非導電性とさせる閾値より低くてもよい。導電性であることが望ましい領域へのＵＶ光暴露は、その領域を非導電性とさせる閾値より低い場合でさえ、得られた有機電子デバイスのコントラスト比および寿命を損なわせ得る。従って、実施形態は、ＵＶ光へのかかる領域の暴露を最小化する。
工程３１１において、実質的に非導電性であることが望ましいバッファー層部分はＵＶ光によって照射される。実施形態において、工程３１１は、上記図２の工程２０７と一致する様式で実行されてもよい。工程３１３において、有機ポリマー層は照射されたバッファー層上へ付着される。再び、いずれの付着方法が使用されてもよい。
工程３１５において、コンタクト線およびカソード線（例えば、図１Ａ〜Ｃに関連して上記で検討されるようなカソード層１０６部分である電極）が付着される。実施形態において、コンタクト線およびカソード線が同時に付着されてもよいことは認識されるであろう。別の実施形態において、カソード線のかかる付着は２つ以上の工程に分割されてもよい。例えば、第１のカソード線が付着される部分以外、至る所でポリマーのデバイスをクリアする工程３１５の複数繰り返しの間にプラスマエッチング工程が挿入されてもよい。言い換えると、第１のカソード付着物は、プラスマエッチングプロセスのためのステンシルとして使用されてもよい。例えば、カソード線付着工程の後にデバイスをカプセル化するために、薄フィルムカプセル化プロセスを使用する必要がある場合、２工程カソード付着を利用してもよい。発光部分が通電され、光を放射するように、発光性（すなわち、導電性）となる有機電子デバイスディスプレイの全ての特徴が接触を受けることは認識されるであろう。かかるプロセスの例は、例えば、同一出願人による２００３年７月２２日出願の米国特許公報（特許文献１１）および２００４年７月１３日出願の米国特許公報（特許文献１２）において見られる。両出願は、「有機電子デバイスの製造間の有機層の除去プロセスおよびこのプロセスによって形成された有機電子デバイス（Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｒｅｍｏｖｉｎｇ ａｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｕｒｉｎｇ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）」と題され、本明細書に全体として援用される。上記の通り、図２の方法２００は、有機電子デバイスの製造プロセスの一部を含む。実施形態をさらに説明し、そして明瞭化するため、図３は、発光デバイスをパターニングするためのより完全な方法を例示するフローチャートである。有機電子デバイス製造プロセスは、図３の方法３００と関連して例示されるものよりも多いか、またはより少ない工程を含んでもよいことは認識されるであろう。再び、これは、方法３００が説明および明瞭さの目的のために提示されるためであり、従って、本発明の実施形態と一致する限り、方法３００は修正されてもよい。
工程３０１において、基材が提供される。この基材は、例えば、ガラスまたは図１Ａ〜Ｃの基材１０７と関連して上記で検討されたような他の種類の基材であってもよい。工程３０３において、基材はＩＴＯのブランケットフィルムによってコーティングされる。上記の通り、ＩＴＯは、基材をコーティングするために使用されてもよい、ほんの１種の構造体である。
工程３０５において、バッファー層はＩＴＯ層上へ付着される。上記で検討されたように、バッファー層は（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））等から作製され得る。バッファー層をＩＴＯ層へと付着させるために、いずれの方法が使用されてもよいことは認識されるであろう。例えば、スピンコーティング、スロットコーティング等が実施形態と関連して使用されてもよい。工程３０７において、バッファー層は雰囲気に暴露される。図２と関連して上記で検討されたように、雰囲気は、空気、オゾン等であってよい。
任意の工程３０９において、有機電子デバイスの組み立ての時に導電性であるバッファー層部分は、ＵＶ光をブロックするためにマスクされてもよい。上記の通り、ＵＶ光が放射される手段が、導電性のまま残るバッファー層の照射部分を回避するために十分に選択的である場合、任意の工程３０９は省略されてもよい。例えば、一実施形態において、適切な波長を有する光の十分に集束するビームによるレーザーがＵＶ光供給源として使用されてもよい。かかる実施形態において、導電性であることが望ましいバッファー層の部分にＵＶ光が向けられないため、マスクが必要とされなくてもよい。あるいは、導電性であることが望ましいバッファー層の部分に向けられるＵＶ光の量は、バッファー層を非導電性とさせる閾値より低くてもよい。導電性であることが望ましい領域へのＵＶ光暴露は、その領域を非導電性とさせる閾値より低い場合でさえ、得られた有機電子デバイスのコントラスト比および寿命を損なわせ得る。従って、実施形態は、ＵＶ光へのかかる領域の暴露を最小化する。
工程３１１において、実質的に非導電性であることが望ましいバッファー層部分はＵＶ光によって照射される。実施形態において、工程３１１は、上記図２の工程２０７と一致する様式で実行されてもよい。工程３１３において、有機ポリマー層は照射されたバッファー層上へ付着される。再び、いずれの付着方法が使用されてもよい。
工程３１５において、コンタクト線およびカソード線（例えば、図１Ａ〜Ｃに関連して上記で検討されるようなカソード層１０６部分である電極）が付着される。実施形態において、コンタクト線およびカソード線が同時に付着されてもよいことは認識されるであろう。別の実施形態において、カソード線のかかる付着は２つ以上の工程に分割されてもよい。例えば、第１のカソード線が付着される部分以外、至る所でポリマーのデバイスをクリアする工程３１５の複数繰り返しの間にプラスマエッチング工程が挿入されてもよい。言い換えると、第１のカソード付着物は、プラスマエッチングプロセスのためのステンシルとして使用されてもよい。例えば、カソード線付着工程の後にデバイスをカプセル化するために、薄フィルムカプセル化プロセスを使用する必要がある場合、２工程カソード付着を利用してもよい。発光部分が通電され、光を放射するように、発光性（すなわち、導電性）となる有機電子デバイスディスプレイの全ての特徴が接触を受けることは認識されるであろう。かかるプロセスの例は、例えば、同一出願人による２００３年７月２２日出願の米国特許公報（特許文献１１）および２００４年７月１３日出願の米国特許公報（特許文献１２）において見られる。両出願は、「有機電子デバイスの製造間の有機層の除去プロセスおよびこのプロセスによって形成された有機電子デバイス（Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｒｅｍｏｖｉｎｇ ａｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｕｒｉｎｇ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ Ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）」と題され、本明細書に全体として援用される。
前記明細書において、具体的な実施形態に関して概念が記載された。しかしながら、当業者は、請求の範囲で明かにされる本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を行うことができることを認識する。従って、明細書および図面は限定的な意味というよりも、実例として考えられ、そして全てのかかる修正は本発明の範囲内に含まれることが意図される。
多くの態様および実施形態が上記されるが、あくまでも例示であって、限定するものではない。本明細書を読んだ後、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく他の態様および実施形態が可能であることを認識する。
利益、他の利点および問題への解決策が、具体的な実施形態に関して上記されている。しかしながら、利益、利点、問題への解決策、ならびにいずれの利益、利点または解決策を生じさせるか、またはより明白にさせるいずれの特徴が、いずれかのまたは全ての特許請求の範囲の重大な、必要とされる、または本質的な特徴として解釈されるべきではない。
特定の特徴は、明瞭さのため、本明細書で別々の実施形態の文脈において記載されるが、単一の実施形態において組み合せで提供されてもよいことは認識されるべきである。逆に、様々な特徴は、簡潔さのため、単一の実施形態の文脈において記載されるが、別々に、またはいずれかの部分的組み合わせで提供されてもよい。
さらに、範囲に定められた値の言及は、範囲内の各全値を含む。
Claims (20)
- 有機電子デバイスの層においてパターンを作製する方法であって、層の一部を選択的に照射する工程を含むことを特徴とする方法。
- 層が活性層ではないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 層の一部が照射されず、導電性を残し、それによってバッファー層の導電性部分および非導電性部分から形成されるパターンを作製することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 層の一部が紫外線によって照射されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 導電性であることが望ましい層の部分からの紫外線をブロックするために層にマスクを適用する工程をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
- 層上にポリマー層を付着させる工程と、
マスクを通してカソード付着を実行する工程と、
をさらに含み、マスクが導電性であることが望ましい少なくとも１つの特徴を包囲することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - ポリマー層にコンタクト線およびリード線を付着させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
- 雰囲気が空気を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 有機電子デバイスにおいてパターンを作製するシステムであって、
有機電子デバイスの層と、
該層の一部を選択的に照射する光源と、
を含み、選択的に照射された部分が照射時に非導電性となることを特徴とするシステム。 - 光源が、層の導電性部分および非導電性部分から形成されたパターンを作製することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
- 光源が紫外線光源であることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
- 紫外線光源がレーザーであることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
- 紫外線光源が紫外線電球であることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
- 発光することが望ましい層の部分からの照射をブロックするためのマスクをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
- 導電性部分および非導電性部分を有するバッファー層を含み、バッファー層の非導電性部分が紫外線によって照射されていることを特徴とする有機電子デバイス。
- ポリマー層がバッファー層上に付着されていることを特徴とする請求項１５に記載のデバイス。
- バッファー層が（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））であることを特徴とする請求項１５に記載のデバイス。
- 請求項１５に記載の有機電子デバイスを含むことを特徴とする構造体。
- 請求項１５に記載の有機電子デバイスを含む活性層を有することを特徴とする有機電子デバイス。
- 請求項１５に記載の有機電子デバイスを含むことを特徴とする有機電子デバイスの製造において有用である物品。
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