JP4544343B2

JP4544343B2 - デバイスの製造方法およびエレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法

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Publication number: JP4544343B2
Application number: JP2008129365A
Authority: JP
Inventors: 健夫川瀬
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2021-10-15
Also published as: CN1311532C; JP2004512642A; KR20020062757A; EP1327259B1; KR100496473B1; CN1404625A; US20030029831A1; US7431860B2; EP1327259A1; GB0025342D0; JP4269680B2; GB2367788A; JP2008235284A; DE60142916D1; WO2002033740A1

Description

本発明は材料のエッチングに関する。

多くの現代的工業プロセスにおいては、材料中に複雑かつ精細に規定されたパターンを
エッチングする必要がある。エッチングは材料内に限定することも、あるいは、材料を貫
通するまでエッチングを続け、それによって下地材料を露出させることもできる。多くの
工業用途、例えば、電子デバイス、光学デバイスまたは光電子デバイスの製作においては
、エッチングステップはデバイス製作の非常に決定的な段階を形成する。これはエッチン
グプロセスは通常、デバイスが最終的に製造される精度を決定するからである。

フォトマスクまたはシャドウマスクのようなエッチングマスクの使用は、そのような製
作技術においてよく知られている。それゆえ、これらのプロセスは本発明の文脈において
は詳細に説明しない。しかしながら、近年、デバイスの新形態が提案され、その形態に対
しそのような従来のエッチング技術はプロセス上の厳しい懸念を呈する。さらに、比較的
長くしかし極端に狭いラインの長時間にわたるエッチングは、製造上の重大な問題を呈し
た。これは、要求される設定を最終製品中に提供する、機械的に丈夫なエッチングマスク
の製造が困難なためである。

公知のエッチング技術について他の懸念も存在することが知られている。例えば、基板
のような下地材料のパターンを露出させるために材料層を貫通エッチングすることが要求
される特定のプロセスにおいて、基板表面は通常、一連のピークと谷と見なし得るある程
度の凹凸を呈している。したがって、材料を貫通エッチングして、エッチング中の材料の
残渣なく、基板のパターンを露出させるには、基板表面のピークが最初に露出した後もエ
ッチングを継続することが通常要求される。したがって、基板自身もエッチングプロセス
においてエッチングされる。多くの場合に、これは好ましくないことがある。なぜならば
、基板表面には非常に薄いコーティングが設けてあることがあり、したがって、エッチン
グプロセスは、オーバーエッチングが生じないようにするため必ず非常に慎重に制御され
なければならないからである。さらに、例えば、エレクトロルミネセンス有機ポリマー発
光ダイオードを含む表示デバイスあるいは有機ポリマートランジスタを含む集積回路のよ
うな電子デバイスにおける半導体有機材料の使用について広範な研究が現在なされつつあ
る。従来公知のエッチングプロセスは、以下で概略を述べるように、そのようなデバイス
の製作についてより一層大きい懸念を呈する。

エレクトロルミネセンスディスプレイ（electroluminescent displays）は、高品質な
マルチカラーディスプレイ製作のための斬新なアプローチである。エレクトロルミネセン
スディスプレイ中では、可溶性ポリマーが、例えば、ガラス、プラスチックまたはシリコ
ンといった固体基板上に堆積される。インクジェット印刷技術は、そのような技術が比較
的低コストであるだけでなく、インクジェット技術を広いエリアの処理に使用可能なため
、したがって比較的広いエリアのディスプレイの製造に使用可能なことから、可溶性ポリ
マーの堆積に提案されてきた。マルチカラーエレクトロルミネセンスディスプレイについ
ては、多数の可溶性有機ポリマーそれぞれをポリマーのドットのアレイとして堆積し、デ
ィスプレイ用の赤、緑および青の発光層とすることができる。インクジェット技術の使用
により、種々のポリマーのこの堆積が、パターニングプロセスにより引き起こされるポリ
マー材料の劣化なしで可能になる。

一般に、ディスプレイのピクセルにアドレスするために２種類の駆動機構を用い得る。
一方はパッシブマトリックスであり、他方はアクティブマトリックス機構である。アクテ
ィブマトリックスは、パターニングされた陽極ピクセルを有し、それぞれが薄膜駆動トラ
ンジスタ（有機ポリマーが電流駆動デバイスなので、通常はピクセル当たり２個）および
共通陰極を有している。パターニングされた陽極ピクセルと薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
を製作するために、従来のフォトリソグラフィ法が一般に用いられる。このプロセスは、
有機層の堆積前に実行されるので、有機ポリマー材料の性能に影響しない。陰極は、すべ
てのピクセルに共通な伝導層とすることができるので、陰極を製造するために微細なパタ
ーニングは要求されない。それゆえ、共通陰極は、陰極のエッジフレームを規定する金属
シャドウマスクを用い、蒸着法を用いて有機層上に製作し得る。

パッシブマトリックス駆動機構は、有機ポリマー発光層のどちらかの側に互いに垂直な
行電極と列電極として配置されたパターニングされた陽極と陰極とを用いる。陰極の堆積
については、アクティブマトリックス機構の製作がより容易であるが、それでもアクティ
ブマトリックス機構は、個々のピクセルについてＴＦＴを形成するため、パッシブマトリ
ックス機構よりもコストがかかる。それゆえ、そのようなディスプレイの好ましい駆動方
法は、パッシブマトリックスアドレッシング機構を用いることである。しかしながら、そ
のようなディスプレイ用の陽極および、とりわけ、陰極のパターニングにかなりの技術的
困難が伴う。

陽極は、任意の可溶性有機ポリマー層の堆積に先立って、基板上に直接製作できる。通
常、陽極はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）から製作される。それはこの材料が導電性で、
比較的透明だからである。ＩＴＯ層は基板上の連続層として形成され、次いで、フォトリ
ソグラフィプロセスを用いてパターニングされて陽極アレイが設けられる。しかしながら
、フォトリソグラフィプロセスはフォトマスクの使用を必要とする。陽極アレイの製作に
そのようなフォトマスクが一般的に使用される一方で、フォトマスクの使用は表示エリア
サイズの増加に伴ってますます難しくなる。なぜならば、マスクの全エリアにわたる設定
の要求精度を維持する際に問題に遭遇するからである。広いエリアのエレクトロルミネセ
ンスディスプレイと共に使用する場合、そのようなフォトマスクの使用は法外に高価なも
のとなり、これにより、比較的安価な有機ポリマー材料を使用することによる潜在的なコ
スト的利点が打ち消される。

陰極については、有機ポリマーディスプレイ用陰極のパターニングにより大きな困難が
引き起こされる。陰極は必ず可溶性有機ポリマー層の上に置かれなければならない。伝統
的なフォトリソグラフィ法は、陰極のパターニングには用いることができない。それは、
用いたエッチャントが下地有機材料をひどく損傷または劣化させるからである。したがっ
て、ステンレス製シャドウマスク使用のような他の技術が陰極パターニング用に提案され
てきたが、そのようなマスクは、製作されたアレイにおける要求解像度を欠いている。さ
らに、プレパターニングされたマッシュルーム型フォトレジストディバイダも提案されて
いるが、そのようなディバイダは、製造コストがかかり、さらに、それらの製作プロセス
を考慮すると、広いエリアのパターニングには適さない。

不活性ポリマーのインクジェット印刷を使用し、その後に接着テープを用いてリフトオ
フステップを行うことによってシャドウマスクをパターニングすることも提案されてきた
。しかしながら、そのようなプロセスは解像度が悪いことが問題であり、通常は得られた
陰極アレイにおいて欠陥密度が受入れがたいほど高くなる。

したがって、比較的長いが極めて狭隘なラインを含む良好に規定されたパターンを、フ
ォトマスクまたはシャドウマスクの使用に頼らないプロセスにより確実に製作できる必要
性があることが理解される。さらに、被エッチング層の下地層が、選択されたエッチング
サブスタンスのエッチング停止層として容易に働けるように、エッチングサブスタンスを
容易に選択できる必要性もある。これはエッチングプロセスを大きく助けることになるで
あろう。その理由は、下地層を損傷または汚染する懸念なく、エッチングパターンにおけ
る良好な設定を確実にするために、エッチングステップを継続できるからである。これは
、有機ポリマーディスプレイのような有機ポリマーデバイスの製作について特にそうであ
り、この場合、そのようなプロセスは、ディスプレイ用陽極および陰極が、費用効率の高
い溶液で、広いエリアのディスプレイについても、公知のエッチングプロセス使用により
生じる汚染の懸念なく製作できるように採択し得る。

本発明に係るデバイスの製造方法の態様のひとつは、フッ化炭素プラズマを用いて第１材料の一部をドライエッチングし、前記第１材料の下に位置する下地材料の一部を露出させる第１工程と、ノズルを用いて前記第２材料を含む液体材料を前記下地材料の一部に接触するよう塗布する第２工程と、を含み、前記フッ化炭素プラズマにより、前記第１材料の前記液体材料に対する濡れ性より前記下地材料の一部の前記液体材料に対する濡れ性のほうが大きくなるものである、ことを特徴とする。
本発明に係るデバイスの製造方法の他の態様は、酸素プラズマを用いて第１材料の一部をドライエッチングし、前記第１材料の下に位置する下地材料の一部を露出させる第１工程と、ノズルを用いて前記第２材料を含む液体材料を前記下地材料の一部に接触するよう塗布する第２工程と、を含み、前記酸素プラズマにより、前記第１材料の前記液体材料に対する濡れ性より前記下地材料の一部の前記液体材料に対する濡れ性のほうが大きくなるものである、ことを特徴とするものであってもよい。
また、本発明に係るデバイスの製造方法の他の態様は、フッ素化有機溶媒を用いて第１材料の一部をウェットエッチングし、前記第１材料の下に位置する下地材料の一部を露出させる第１工程と、ノズルを用いて前記第２材料を含む液体材料を前記下地材料の一部に接触するよう塗布する第２工程と、を含み、前記フッ素化有機溶媒により、前記第１材料の前記液体材料に対する濡れ性より前記下地材料の一部の前記液体材料に対する濡れ性のほうが大きくなるものである、ことを特徴とするものであってもよい。
上記デバイスの製造方法において、前記下地材料の一部がライン状の溝の形状をしている、ことが好ましい。また、前記液体材料が極性溶媒を含むものである、ことが好ましい。また、前記第２工程において、前記液体材料が前記第１材料の上に堆積しないものである、ことが好ましい。また、前記第１材料が有機材料を含む、ことが好ましい。また、さらに、前記第２工程のあと、前記第１材料を除去する第３工程を含む、ことが好ましい。

本発明の第１の局面によると、精細なターゲットエリアにおける材料をエッチングする方法が提供されており、この方法は、材料を溶解または材料と化学的に反応するためのサブスタンス（substance）を材料上に堆積することから成る。
本発明に従ってエッチャント（etchant）を堆積することにより、マスクを使用することなく、したがって上で論じたようなマスク使用に伴う問題を回避しつつ、精細なターゲットエリアをエッチングすることが可能である。本発明に従って、限定されたターゲットエリアを極めて精細にエッチングすることが可能となる。

好ましくは、サブスタンスは、材料が一連の小滴として吐出されるノズルを有するタイ
プのプリントヘッドから堆積される。有利には、この方法は、材料を貫通エッチングして
下地材料の領域を露出する工程を含む。

最も有利には、下地材料は、サブスタンスに対するエッチング停止層を含む。

好ましい形態においては、この方法は、材料中に穴をアレイ状にエッチングし、それに
より、下地材料の露出領域のアレイを提供する工程を含む。

別の形態においては、この方法は、細形のストリップ（elongate strip）の形で下地材
料の領域を露出させる工程を含む。

有利には、この方法は、下地材料の複数の細形のストリップを露出させる工程を含む。

好ましくは、細形のストリップは実質的に平行で、材料の細形のストリップにより離間
された下地材料の露出領域の実質的に平行な細形のストリップのアレイを提供する。

最も好ましくは、そのまたは各々の細形のストリップの幅は、材料上へ堆積された時の
サブスタンス小滴の直径を下回る。

好ましい形態においては、材料は、そのまたは各々の細形のストリップを規定する境界
部分を含み、そこではサブスタンスの更なる小滴が一方の境界部分上に堆積され、それに
よって前記一方の境界部分が他方の境界部分に向かって移行し、細形のストリップの幅を
減少させる。

好ましくは、この方法は、下地材料の１つ以上の露出領域を、ドライまたはウェットエ
ッチングプロセスを用いてエッチングする工程をさらに含む。

好ましくは、下地材料の１つ以上の露出領域は、更なるサブスタンスがノズルから小滴
の形で堆積されるタイプのプリントヘッドからの更なるサブスタンスを堆積することによ
ってエッチングされる。

最も好ましくは、更なる材料が堆積されて、下地材料の１つ以上の露出領域と接触する
。

更なる材料は、材料の上にありかつ下地材料の１つ以上の露出領域と接触するまで延伸
している層として堆積し得る。

有利には、更なる材料は、蒸着またはスパッタリングにより選択的に堆積される。

別の形態においては、更なる材料は、小滴の形で更なる材料がノズルから堆積されるタ
イプのプリントヘッドから、下地材料の１つ以上の露出領域上に液体の形で選択的に堆積
される。

最も有利には、下地材料の１つ以上の露出領域の更なる材料に対する濡れ性は、更なる
材料に対する材料の濡れ性よりも大きく、下地材料の１つ以上の露出領域上での更なる材
料の自己整列がもたらされる。

第１の好ましい形態において、材料は、更なる材料の１つ以上の領域を設けるために除
去される。

有利には、材料は有機材料を含み、サブスタンスは有機材料用の溶媒を含み、更なる材
料は導電性材料層を含む。

好ましくは、導電性材料は、仕事関数が約４．０電子ボルト未満の材料から成る。

下地材料はポリフルオレンまたは共役分子群と組み合わせたフルオレンのコポリマーを
含むことができ、有機材料は、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコールまたはポリ
メチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含むことができる。

有利には、有機材料は、共役分子または共役ポリマーを含み得る。

好ましくは、溶媒は、メタノール、エタノール、ジメチルイマジゾリニジン、ブタノー
ル、１−プロパノールまたは２−プロパノールのうちの少なくとも１つを含む。

最も好ましくは、下地材料は基板上で支持されており、該基板は、硬質ガラス、プラス
チックまたはシリコン、あるいはスプール可能なプラスチック材料のウェブから構成し得
る。

上記の方法を用いることにより、陰極アレイのような電極アレイを表示デバイス用に製
作できる。

別の形態においては、材料は有機材料を含み、更なる材料は更なる有機材料を含み、ザ
ブスタンスは前記有機材料用溶媒を含む。

好ましくは、有機材料は非極性有機材料を含み、更なる有機材料は極性有機材料または
極性溶媒中に懸濁された有機材料を含み、プリントヘッドから堆積された時に、下地材料
の１つ以上の露出領域上で更なる有機材料の自己整列がもたらされるようになっている。

有利には、更なる有機材料は導電性有機材料を含む。

好ましくは、導電性有機材料はポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンを含む。

好ましい形態においては、前記方法は、更なる材料の堆積に先だつフッ化炭素プラズマ
を用いたドライエッチング工程を含み、これは酸素プラズマを用いたドライエッチングの
後に行うのが有利である。

好ましくは、非極性ポリマーを含み得る有機材料は、炭化水素系溶媒を含み得る溶媒に
よって除去される。

最も好ましい形態においては、下地材料は基板で構成され、これは硬質ガラス、プラス
チックまたはシリコン、あるいはスプール可能なプラスチック材料のウェブで構成され得
る。

上記の代替形態によれば、陽極アレイのような電極アレイが表示デバイス用に製作でき
る。

有利には、前記方法は、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコールまたはポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の上塗層を設ける工程を含み得る。

上塗層は、共役系分子または共役ポリマーも含み得る。

あるいは、サブスタンスは、材料と化学的に反応して、洗浄により除去するための更な
るサブスタンスを形成し得る。

好ましくは、材料は不透明材料を含み、サブスタンスはアルキル溶液または酸性溶液を
含み、前記材料は前記アルキル溶液または酸性溶液に可溶な金属を含む。上記の要領で、
エッチマスクまたはシャドウマスクの製作が可能である。

本発明の第２の局面によると、上記の第１の好ましい形態に従って製作された電極およ
び／または上記の代替形態に従って製作された電極を含む表示デバイスが提供される。

表示デバイスは、ポリフルオレンまたは共役系分子群と組み合わされたフルオレンのコ
ポリマーを含む有機ポリマー発光層を含むのが有利である。

第３の代替形態においては、材料はフッ素化ポリマー層を含むことができ、サブスタン
スは、前記フッ素化ポリマー層を溶解してそれにより該フッ素化ポリマー層中にディウェ
ッティングバンク構造を設けるためのフッ素化有機溶媒を含む。

本発明の別の局面によると、前記第３の代替形態に従った方法により製作されたディウ
ェッティングバンク構造が提供される。

本発明の更なる局面においては、更なる材料はＤＮＡまたはたんぱく質を含み得る。

本発明の実施態様を、更なる実施例のみにより、添付図面を参照して説明する。

本発明の種々の局面を、有機ポリマーエレクトロルミネセンスおよびフォトルミネセン
ス表示デバイス用の陽極および陰極のインクジェットエッチングを用いた製作を参照して
説明する。

図１を参照すると、有機ポリマー表示デバイスは、ガラスまたはプラスチック材料など
の基板２を備え、該基板は陽極４を支持しており、該陽極は、半透明のＩＴＯ、ＺｎＯ₂
または金属薄膜などの導電性材料の横列電極のアレイの形をしている。有機ポリマー層６
が陽極４の上に載るように設けてある。層６は、典型的には、Ａｌｑ３の小さい分子また
は共役ポリマー混合物Ｆ８／Ｆ８ＢＴ／ＴＢＦで構成でき、ここで、Ｆ８は［ポリ（９，
９−ジオクチルフルオレン）］、Ｆ８ＢＴは［ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ
−２，１，３−ベンゾチアジゾール）］、ＴＦＢは［ポリ（９，９−ジオクチルフルオレ
ン−コ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）］である。これらの共役ポリマ
ーはポリフルオレンの誘導体であり、クロロホルム、トルエンおよびキシレンなどの有機
溶媒に可溶である。モノクロディスプレイを作るためにスピンコートが用いられ、インク
ジェット堆積技術は、マルチカラーディスプレイ用の種々のポリマーを堆積するために開
発されてきた。陰極８は、導電性材料の縦列カラム電極のアレイという形で、ポリマー層
６上に設けてある。ポリマー材料中への電子注入を助けるため、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｌ
、Ｔｉなどの、仕事関数が約４．０電子ボルト未満の低仕事関数元素が用いられ、希土類
元素は陰極電極用に用いられる。これらの元素は一般に化学的に不安定である。

典型的な表示デバイスにおいては、陽極４は、基板２上にＩＴＯ層を堆積し、次いで、
従来のフォトリソグラフィプロセスを用いてＩＴＯ層をエッチングして製作し得る。その
ようなプロセスにより、非常に高い解像度を達成でき、また容易に使用できる。なぜなら
ば、陽極４は、通常はガラス、プラスチックまたはシリコンである基板上に直接形成され
るからである。しかしながら、フォトリソグラフィ法は比較的複雑であり、時間がかかり
、また実装にコストがかかる。さらに、この複雑さはディスプレイサイズの増加に伴い増
大するが、これはフォトリソグラフィマスクが、マスクの全領域にわたって要求解像度で
製作するのが極めて困難になるからである。それゆえ、そのような技術は、有機ポリマー
ディスプレイ中の陽極の製作についてさえも理想的に適しているものではない。これは、
より低コストという有機ポリマー材料の利点が、特により大型サイズのディスプレイの製
造において、十分に実現できないからである。

図２に概略を示したパターニングされた層１０であって図１に示される陰極を典型的に
含み得る層のフォトリソグラフィパターニングは、従来のＬＣＤまたはＬＥＤディスプレ
イにおいて、不要な領域１２を選択的に取り除いて、要求されるパターンをフォトレジス
ト１０のパターニングされた層中に設けるため、フォトレジストをドライまたはウェット
エッチングと組み合わせて用いて達成できる。代わりに、必要なパターンを達成するため
、フォトレジスト層は、蒸発または「リフトオフ」法と組み合わせて用い得る。そのよう
な技術は当該技術において公知であり、したがって、本発明の文脈中ではこれ以上説明し
ない。しかしながら、図１から理解されるように、有機ポリマーエレクトロルミネセンス
ディスプレイにおいて、陰極８は有機ポリマー層６の上に載っており、さらにこれと接触
している。それゆえ、陰極８の製作に、フォトリソグラフィ法が利用されると、非常に厳
しい困難および欠点に遭遇する。

層６が有機材料中にあるので、この層は、フォトレジスト溶液、現像薬、および層のパ
ターニング後にフォトレジスト層を除去するために用いられるストリッパなどの、フォト
リソグラフィプロセスで用いられる薬品と反応する。例えば、層６の有機材料は、フォト
レジスト材料により溶解および／またはドーピングされ得る。ドーピングは多くの形態を
取り得るが、典型的には、有機材料内のクエンチまたはサイトトラッピングを引き起こし
得る。さらに、フォトレジストの露光に用いられるＵＶ光は、有機層中で光酸化または結
合欠陥を引き起こし得る。
従来のフォトリソグラフィプロセスに対する有機ポリマー材料の反応に起因するこれら
の無意味ではない問題は、プロセス自身の実際のコスト負荷よりもずっと重大である。な
ぜなら、有機材料の実際の性能品質はこのプロセスを用いることによりひどく低下するか
らである。すなわち、製造コストが高いのに性能がより低いディスプレイが作り出される
。

金属製シャドウマスクの使用も、陰極パターニング用に提案されてきた。図３から理解
されるように、このプロセスは、通常はステンレス製の、アパーチャ金属マスク１４の使
用を伴う。陰極材料は蒸着により堆積されるが、マスク１４は、金属マスクによる有機層
の汚染および有機層の欠陥発生を防止するため、有機層から若干離されている。蒸発させ
られた材料がマスクのアパーチャ１８を通過するにつれて、その蒸着角は方向が変わるこ
とがあり、マスク中で規定された領域よりも広いエリアにわたって材料が堆積され、堆積
された陰極についての解像度が劣る。さらに、マスクは必ず、実際の要求陰極パターンの
ネガ像でなければならず、マスクは、比較的広いアパーチャ間に配置された（陰極アレイ
中の要素間の間隔に一致している）比較的細い金属片のみで成っている。この理由により
、マスクは機械的に堅牢ではなく、エリアが広いディスプレイ用の陰極の製造には使用で
きない。より広い金属片を設けてマスクをより堅牢にしても、隣接する陰極電極間の間隔
がそれに対応して増加し、これにより発光エリアおよびディスプレイの解像度が減少する
。さらに、ディスプレイの全エリアにわたり、平行な堆積ビームが必要である。理解され
るように、表示エリアが増大するにつれて、比較的広い堆積エリアにわたって平行な材料
ビームが確実に提供されるように、陰極材料源とターゲット基板との間の距離を増大させ
ることが必要になる。したがって、堆積室はサイズが大きくなり、さらに、蒸発させた材
料の大半はターゲット基板上ではなく、室の壁面に堆積する。これらの要因の両方が加工
コストを増大させ、そしてそれゆえ最終的な表示デバイスのコストを増大させる。さらに
、シャドウマスクの再利用を可能にするため、シャドウマスク上に蒸着された材料を除去
してマスク中のアパーチャ１８の要求される設定を維持しなければならない。シャドウマ
スクの洗浄も、表示デバイス製造コストの上昇を招いて問題になり得る。

図４に示されるように、プレパターニングされたマッシュルール型ディバイダ２０も、
陰極パターニング用に提案されてきた。マッシュルーム型ディバイダは基板上に形成され
ており、有機ポリマー材料６および陰極８がその後に続堆積されている。これらのマッシ
ュルーム型ディバイダにより、互いに電気的に絶縁された陰極カラムを、金属製シャドウ
マスクを使用することなく、形成できる。しかしながら、マッシュルーム型ディバイダ２
０は、通常はフォトリソグラフィプロセスと等方性エッチングプロセスとを組み合わせて
製作されており、これはマスクを必要とし比較的冗長であり、したがって高価なプロセス
である。さらに、陰極材料を堆積するために必要な堆積ビームの角度を考慮すると、マッ
シュルーム型ディバイダ２０の側面２２上への材料堆積が斜め入射堆積ビームによって生
じ、陰極カラム間の短絡を引き起こし得る。これらの問題は、表示エリアのサイズに伴っ
て増大する。なぜならば、広いエリアのための蒸着プロセスは、小さいエリアよりもより
斜めの堆積ビームを必要とするからである。したがって、そのようなディバイダは、陰極
の広いエリアのパターニングには適さないことになる。

不活性ポリマーのインクジェット印刷されたシャドウマスクの使用も、発光性（emissi
ve）有機ポリマー層上のパターニングされた陰極の製作に提案されてきた。一部を図５に
示したポリマーマスク２４は、有機ポリマー層上に一連のラインとして印刷されており、
インクジェット印刷されたライン間の間隔は、その後に堆積された陰極における電極幅を
決定する。図５に示される隆起エリア中の不活性ポリマーマスク２４は、弱い粘着テープ
を用いてリフトオフされる。しかしながら、そのような形態においては、インクジェット
堆積されたマスクのライン幅は比較的広く、典型的には１００ミクロンを上回り、これに
より最終的なディスプレイ中の発光エリアが減少する。これは、特に高解像度ディスプレ
イにおいて非常に好ましくない。表面に堆積された溶液の広がりにより、インクジェット
パターニング法で細いラインを引くことは困難なので、このライン幅が上昇する。不活性
ポリマー溶液の広がりの結果、堆積された材料の厚さも薄くなり、それによって従来のリ
フトオフ法の適用が困難になる。さらに、このプロセスによりは、比較的高密度の欠陥も
生じ、やはり画像解像度に影響する。

上記の懸念は、有機ポリマーディスプレイだけではなく他の電子デバイス、特に有機半
導体材料を含むデバイスにおいても存在する。さらに、前に述べたように、比較的長いが
極端に狭いラインのパターニングは問題があることが常に立証されてきた。なぜならば、
エッチングマスクにそのようなラインを精細に規定するのに十分な機械的堅牢性を与えら
れないからである。本発明は、被エッチング材料上に小滴の形でエッチャントを堆積する
ことにより、公知の技術に伴うこれらの懸念の解決策を提供しようとするものである。も
し小滴の堆積が適正に制御されることができ、かつ被エッチング材料を溶解またはこれと
化学的に反応するようにエッチャントが選択されれば、非常に精細かつ精細に規定された
パターンが、フォトリソグラフィまたはシャドウマスクを必要とせずに、材料中にまたは
これを貫通してエッチングできる。

エッチャントのそのような精細な堆積は、材料が一連の小滴として吐出されるノズルを
有するタイプのプリントヘッドの使用によって都合よく達成できることは、本発明によっ
て実現された。このタイプの容易に利用可能なプリントヘッドはインクジェットプリント
ヘッドであり、本発明はそのようなプリントヘッドを参照して以下で説明する。しかしな
がら、被エッチング材料の表面上をコンピュータ制御で動かされる、非常に精細な例えば
マイクロピペットの使用のような他の機構も、本発明の方法を実行するために用い得るこ
とは理解されるべきである。典型的には、本発明の方法を実行するために使用されるノズ
ルは、直径が約１００ミクロンを下回る吐出開口部を有する。

さらに、本発明は、エッチャント材料としての溶媒の使用に関連しても以下で説明され
る。しかしながら、エッチャントが、被エッチング材料と化学的に反応して、例えば洗浄
によって除去可能な更なる材料を提供するサブスタンスを同様に含み得ることも理解され
るべきである。

ここで図６Ａ〜図６Ｆを参照して、有機層中に穴またはラインをパターニングするイン
クジェットエッチングの原理に関連して本発明を説明する。とりわけインクジェットプリ
ントヘッドの利用によるこのエッチング原理は、特に有利であることが見出されている。
なぜならば、以下の説明から明らかになるように、エッチングにそのようなインクジェッ
トプリントヘッドを用いることにより、ディスプレイ用の陽極および陰極の両方を、フォ
トリソグラフィまたはシャドウマスクを用いることなく製作することが可能になるからで
ある。特に有機ポリマーディスプレイについては、表示エリアの増大に伴ってこれがます
ます重要になる。
なぜなら、困難度が、そしてそれゆえフォトまたはシャドウマスクを利用する公知のプ
ロセスを使用するコストが、大きく増大するからである。

図６Ａ〜図６Ｆは、有機ポリマーディスプレイにおいて使用するための有機ポリマー材
料を含み得る材料層に関するそのようなインクジェットエッチングの原理を示すものであ
る。しかしながら、インクジェットエッチングの原理はそのような材料またはそのような
ディスプレイの製作に限定されるものでなく、マスク（例えば、オプティカルシャドウマ
スク）の製作またはディウェッティングバンク構造の製作のような精密なパターンを材料
中に規定することが必要な任意の用途においても、さらにはエレクトロルミネセンスディ
スプレイの製作にも用い得ることが理解されるべきである。

図６Ａからわかるように、基板２は、フォトルミネセンス非極性有機ポリマー材料の層
６を支持しており、この層は、ポリフルオレンまたはＦ８、Ｆ８ＢＴもしくはＴＦＢのよ
うな共役分子群と組み合わせたフルオレンのコポリマー、あるいはそれらの任意のブレン
ド物を含み得る。層６は、溶液のスピンコーティングまたはインクジェット堆積により適
用でき、前記溶液には、トルエン、キシレン、メシチレン、またはシクロヘキシルベンゼ
ンなどの非極性性有機溶媒が用いられる。ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、共役分子または共
役ポリマーあるいはそれらのコポリマーのような極性有機材料の更なる層２６が、発光層
６上に堆積される。典型的には、層２６の厚さは約１ミクロンである。メタノール、エタ
ノール、ブタノール、イソプロパノール、１−プロパノール、２−１プロパノール、アセ
トンまたはジメチルイミダゾリジノンなどの極性溶媒はインクジェットプリントヘッド２
８から一連の小滴として層２６上に堆積され、そのうちの２つ、すなわち小滴３０および
３２が図６Ａ〜図６Ｆに示してある。

本発明において、エッチャントが乾燥または蒸発した時に、エッチングサブスタンスの
インクジェット堆積が非常に独特な厚さプロファイルを形成することが見出されている。
被エッチング材料のほとんどは固体表面上への堆積後の小滴のエッジ領域中に含まれ、小
滴の中央領域には比較的わずかな材料しかない。溶媒液滴による穴形成の物理学は、従来
のウェットエッチングプロセスの物理学とは異なる。従来のケースでは、大量のエッチャ
ントとリンス液がターゲット材料をエッチングし洗い去る。そのようなエッチングプロセ
スにおいては、材料は液体中に拡散されるか、基板から流し去られる。本発明においては
、材料は溶媒のバルクフローによって基板から除去されない。材料は、穴の中心領域から
エッジへ局所的に移動される。このエッチング機構は、定着性液滴中のミクロ流体フロー
の観点から理解される。このミクロ流体フローは、固体表面上の溶液滴からの、リング形
状の「コーヒー汚れ」の形成を説明するために提案されてきた。固定された接触線を有す
る表面上で溶液滴が乾燥する場合、そのような流れは、小滴全体の体積変化および蒸発速
度における差を補償しようとして起こる。液滴のエッジ領域においては、溶媒の蒸発速度
は高いが、体積変化は固定された接触線により制限される。一方、中心領域では、より大
きい体積変化が起きるが蒸発速度はより低い。放射状のミクロ流体フローは、この差を補
償するために、中心からエッジ領域へ溶液を供給する。結果として、エッジ領域において
溶質の堆積が増大し、中心領域では予期されるよりも薄い層が形成される。同じ機構が、
穴形成において生じるものと考えられている。溶媒滴が絶縁物上に堆積される場合、絶縁
物はこの溶媒中に部分的に溶解される。溶媒滴中へ溶解した絶縁物は、フローにより中心
部からエッジへ運ばれ、そこで凝固し、その結果としてクレーター状の穴を形成する。隆
起部中のポリマーは堆積された溶媒滴中に溶解されるが、中心領域へ拡散できない。なぜ
ならば、速いミクロ流体フローが、ポリマーを含んでいる溶液を押し戻すからである。言
い換えると、ポリマーの正味質量フローは常に中心からエッジ方向に起こり、その結果と
して材料が中心領域から完全に移動されることになる。

溶媒の第１の小滴３０が層２６上に堆積されると、小滴は横方向に広がろうとし、図６
Ｂに示されるように、層２６を溶媒中に部分的に溶解する。溶媒が蒸発するにつれ、図６
Ｃに示されるように、小滴３０のエッジ周りで層２６のポリマー材料のリング３４が形成
される。これは、放射状のミクロ流体フローにより運ばれるポリマーに起因する。運ばれ
たポリマーは、図６Ｂに示されるエッジ領域で再堆積される。図６Ｄに示されるように、
次に、溶媒の第２の小滴３２が、第１の小滴の堆積により形成されたリング３４中に堆積
される。図６Ｅから、リング３４が第２の小滴３２を含むように作用し、溶媒の横方向へ
の広がりを防止することがわかる。第２の小滴３２は、層２６をさらにエッチングし、溶
媒が蒸発するにつれて、図６Ｆに示されるように、リング３４の高さが増大する。層２６
が貫通エッチングされて層６から成る下地材料の領域３６が露出されるまで、溶媒のどの
ような後続の小滴もリング３４によって同様に保持される。また、第１の溶媒小滴のみで
層の底部までポリマーを溶解することができ、下地材料までのエッチングが単独の小滴に
よって効果的に達成される場合には、第２および後続の小滴は必ずしも必要ではないこと
も言及されるべきである。しかしながら、後続の小滴は、エッチングされた穴の底部に到
着した後、形成された穴の底部からポリマー材料を完全に除去するの役立ち得る。図７Ａ
および図７Ｂに示されるように、下地材料が不均一な表面を有する場合には、これはとり
わけ役立ち得る。

図７Ａおよび図７Ｂから、層６が不均一な表面を有していることがわかる。層６の領域
３６に溶媒小滴が達すると、図７Ａのピーク６ａとして示される、層６の小さいピークが
最初に露出される。しかしながら、図７Ａの暗い色の領域２６ａにより示される層２６の
小さい領域は、層６のピーク６ａの間に残る。溶媒は、層２６の材料は溶解するが層６の
材料は溶解しないように選択されるので、すなわち層６の材料は、溶媒エエッチャントの
エッチング停止として働くので、後続の溶媒小滴は、層６をエッチングしてしまう懸念な
く領域３６から領域２６ａを除去し、層６の表面から構成される底部を有する穴を層２６
中に残すために用いることができ、前記穴は、図７Ｂに示されるように、層２６の材料の
領域により汚染されない。

図８は、図６Ａ〜図６Ｆで参照されている、ＰＶＰを含みえる層２６のような比較的厚
い有機絶縁物層上に、それぞれ１個、３個および８個の溶媒小滴をインクジェット堆積し
て形成された核形成リングを端から端まで走査して得た測定結果を示す。図８に示される
プロットから注目すべきことは、更なる溶媒小滴が層上にインクジェット堆積されるにつ
れて、層中にエッチングされた穴の幅が、壁構造が比較的大きい角度を有したまま、より
良好に規定される傾向があるということである。さらに、リング外部の層表面とほぼ同レ
ベルの穴またはリング内部の深さにおけるエッチング穴のサイズは、更なる小滴の堆積に
伴って減少する傾向がある。これは、エッチング穴の最下部領域において溶媒中に溶解し
た材料のいくらかが、溶媒の蒸発につれて穴の壁面上に再堆積されることに起因する。こ
れは、インクジェットエッチングのとりわけ有利な面であると考えられる。なぜならば、
非常に狭くかつ良好に規定されたパターンが、被パターニング層中にエッチングし得るか
らである。

インクジェットエッチングのこの面を利用することにより、層２６上に堆積された時の
溶媒小滴の直径を下回る幅を有するパターンまたはラインがエッチングできる。インクジ
ェットエッチングのこの面は、被エッチング材料を溶解する溶媒、または被エッチング材
料と化学的に反応することによってエッチングを行うサブスタンスの双方について利用で
きることは言及されるべきである。

現行のインクジェットヘッドを用いて、約３０ミクロンの直径を有する溶媒小滴をヘッ
ドノズルから吐出できる。しかしながら、一般にそのような溶媒の接触角は約８°であり
、したがって、堆積された溶媒小滴は一般に、ひとたび材料層上に堆積されると、約６０
〜７０ミクロンの直径を呈する。

インクジェットエッチングにより層２６中に形成されたトラフすなわち溝を示す図９Ａ
を参照すると、溝は、Ａとして示される幅を有し、この幅は堆積された溶媒小滴の直径、
溶媒タイプ、および層２６表面の濡れ性により主として決定される。溝の境界部分３７ａ
を被覆するべく後続の溶媒小滴が選択的に堆積される場合、境界部分３７ａを形成する層
２６の材料は、後続の溶媒小滴中に溶解される。層２６の材料は小滴内で流れ、小滴のエ
ッジに向かって集中する。これは、層２６中の溝のエッチングの間に境界部分３７ａ（核
形成エッジとしても公知）が形成される原理である。それゆえ、後続の溶媒小滴が境界部
分３７ａ上に堆積されるにつれ、境界部分は、溝の反対側に位置する境界部分３７ｂに向
かって移行させられ、それによって、溝の幅Ａが減少させられる。これは図９Ｂのシフト
Ｂにより示される。この要領で、堆積された溶媒小滴の直径よりも幅が狭い、非常に狭い
ラインまたは溝がエッチングにより製作できる。上記の手法により、ひとたび溝が所望の
幅まで減少されると、このプロセスを、前記溝からオフセットされた位置、例えば図９Ａ
に示されるような後続の小滴の右側で繰り返すことができ、それにより、隣接する溝間に
層２６の材料の非常に狭い隆起部を形成でき、溝はそれぞれ、層２６の表面上に堆積され
たときの溶媒小滴の直径を下回る幅を有している。

以下の例は、インクジェットエッチングおよびリフトオフ法を用いた、有機発光デバイ
ス（organic light emitting device）における発光有機層（photoemissive organic lay
er）上のストリップ型陰極パターニングを説明するものである。

図１０Ａ〜図１０Ｄは、有機絶縁材料、例えばＰＶＰの層２６中の狭いラインのパター
ニングを示すもので、前記層は、基板２上で支持された発光有機ポリマー（photoemissiv
e organic polymer）層６の上に置かれている。図１０Ｂからわかるように、インクジェ
ットプリントヘッド（図示せず）は、層２６の表面上を移動させられて、メタノール、エ
タノール、およびプロパノールなどの溶媒の複数の小滴を堆積する。好ましくは、小滴は
、隣接する小滴が互いに部分的に重なるように堆積される。この要領で、層２６中に狭い
トラフすなわち溝が形成され、このプロセスは、溶媒が層２６を完全に貫通エッチングし
て層６の細形のストリップ領域３８を露出するまで繰り返される。次に、インクジェット
ヘッドは、層２６の表面を横切って横方向に移動させられ、プロセスは、層２６中の次の
トラフをエッチングするために繰り返され、隣接するトラフは、ＰＶＰ有機絶縁材料の細
形の隆起部４０により隔てられている。結果として得られる構造が図１０Ｆに示してある
。層２６のＰＶＰ有機絶縁材料が極性有機材料で、Ｆ８のような層６の発光有機材料（ph
otoemissive organic material）は非極性有機材料なので、層２６の溶解および貫通エッ
チングに用いられる溶媒は層６を溶解しないことは言及されるべきである。それゆえ、層
６は、インクジェットエッチングプロセスに対する自然のエッチング停止層として働く。
上で説明したような層２６のインクジェットエッチングを用いることにより、底部におけ
る幅が１０ミクロン未満の隆起部４０が容易に達成できる。

原理的には、材料の溶液のインクジェット堆積により材料のラインを堆積することが可
能である。しかしながら、実際には、インクジェット堆積によって材料を幅が約１０ミク
ロンの狭いラインに堆積することは極めて困難である。たとえ堆積された小滴の直径が、
最新技術のインクジェットヘッドにとっても非常に小さいサイズである１０ミクロンであ
ったとしても、この１０ミクロン小滴は、基板上で２０ミクロン以上に広がる。結果とし
て得られるライン幅は、表面張力が高くて広がりが少ない水ベース溶液で５０ミクロン以
上であり、非極性有機溶媒ベース溶液では１００ミクロン以上である。溶液の広がりのこ
の面は不利であるが、プリントヘッドの位置決めを適切に制御することにより、そのよう
な非常に狭いラインが達成できるようにするために、図９Ａおよび図９Ｂに関して説明し
たように、この制限に対する解決策が提供できる。

また、いくつかのケースでは、発光層６の隆起部４０間に非常に薄いＰＶＰ層が残り得
る。陰極金属がこの薄層に蒸着される場合には、このＰＶＰ薄層は発光デバイスの効率を
低下させ得る。しかしながら、この薄層は、隆起部４０の間の領域へ溶媒を多重堆積して
除去し得る。トルエンやキシレンなどの、発光層６の溶媒をＰＶＰの溶媒に少量加えるこ
とも、非常に薄いＰＶＰ層を層６の表面から除去するのに非常に効果的である。例えば、
イソプロパノール９８％とトルエン２％との混合物は、インクジェットエッチング用溶媒
として用い得る。混合物中のトルエンは発光層６をごくわずかにエッチングし、これによ
り、発光層６表面からのＰＶＰ層の完全除去が促進される。

約４．０電子ボルト未満の仕事関数を有するカルシウムとアルミニウムとの二重層のよ
うな導電性材料層４２が次にＰＶＰ有機絶縁材料の隆起部４０上に堆積される。層６のイ
ンクジェットエッチングにより、急勾配の側面部を有する隆起部４０が形成されるのがわ
かる。それゆえ、図１０Ｇからわかるように、層４２は隆起部４０間のトラフの底部領域
において、隆起部４０の急勾配の側壁の領域４４におけるよりもずっと厚く堆積する。導
電性層４２は、スパッタリングまたは蒸着などの、任意の適切なプロセスを用いて堆積し
得る。図１０Ｇに示される構造は次に、メタノール、エタノール、アセトン、またはプロ
パノールなどの、隆起部４０のＰＶＰ材料用極性溶媒により洗浄される。層４２が比較的
薄いか、または領域４４に小さい穿孔を含んでおり、したがって溶媒が隆起部４０に達し
てこれを溶解でき、図１０Ｈに示されるように、発光有機ポリマー層６上に置かれた導電
性ストリップ４６のアレイを形成できるので、このリフトオフプロセスは可能である。も
し必要であれば、このリフトオフプロセスは超音波浴を用いて実施でき、この浴中では、
超音波攪拌を適用して、領域４４の導電性層４２を破壊し、隆起部４０の溶媒への暴露を
促進することができる。

導電性ストリップ４６が発光有機ポリマー層６用陰極として用い得ること、およびこの
陰極が、高価で難しいフォトマスクまたはシャドウマスクを必要とせずに、インクジェッ
トエッチングを用いて製造されたことが理解されるであろう。
インクジェットエッチングにおいて用いた溶媒は、発光層６表面に影響しない。
なぜならば、発光層６用の有機材料はエッチング溶媒に可溶性ではなく、さらに上で言
及したように、発光層６表面からパターニング材料（例えば、ＰＶＰ）を除去することが
可能だからである。さらに、隆起部は幅１０ミクロン未満に規定できるので、表示エリア
の損失は非常に小さい。例えば、１００ミクロンピッチの陰極ストリップ間の２０ミクロ
ン幅の離間領域は、インクジェットエッチングとリフトオフ法とにより非常に容易に達成
でき、これにより８０％の発光エリア比が得られ、これは、非常に明るくかつ効率的な有
機発光ディスプレイを提供するのに十分である。

インクジェットエッチングの原理は、エレクトロルミネセンスディスプレイ用陽極の製
造においても非常に有利に用いることができ、前記ディスプレイは、前に述べたように、
通常はフォトマスクを用いる従来のフォトリソグラフィ法により製造されるが、この手法
は広いエリアのディスプレイの製造にはあまり適さない。ここで、このプロセスを図１１
Ａ〜図１１Ｆを参照して説明する。

本発明の上述の例においては、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）が、パターニング用材
料として用いられるが、このことは、ＰＶＰがインクジェットエッチングに有用な唯一の
材料であることを意味するものではない。インクジェットエッチングは、どのような可溶
性材料または材料混合物で作られた層についても、該層に対する良好な可溶性を有する溶
媒を用いて利用可能である。パターニング材料についての重要な事柄は、下地層または基
板を実質的に溶解したり影響したりしない溶媒を用いることである。この条件で、下地層
または基板は、エッチング停止層として働くことができ、したがって、インクジェットエ
ッチングは、過剰または過少エッチングの懸念がないという付加的な利点と共に実施でき
る。また、ストリップ型だけでなく、ドットであっても、あるいはどのような任意のパタ
ーンであっても、エッチャントの吐出とインクジェットヘッドの並進とを制御することに
よって、エッチングできる。

図１１Ａを参照すると、陽極電極製作用に、基板２は、ポリスチレン、ポリエチレン、
ポリイソブチレン、ポリ（ｐ−メチルスチレン）、ポリプロピレンまたはＦ８などの非極
性有機材料の層４８を支持している。シリコンも用い得るけれども、基板２は一般的には
ガラス基板またはプラスチック基板である。層４８は、一般的に、スピンコーティングに
より設け得る。図１０Ａ〜図１０Ｈに関連して陰極形成について上で説明した手順と同様
に、層４８用溶媒小滴を選択的に堆積するためにインクジェットプリントヘッドが用いら
れる。．Ａ〜図１１Ｃから、トルエンまたはキシレンなどの非極性炭化水素溶媒小滴５０
が層４８上に堆積され、それにより、一連のトラフが層４８中にエッチングされて、基板
２により支持された非極性材料の隆起部５２が形成される。この段階まで、種々の材料が
使われること以外、プロセスは陰極製造に関して上で説明したものと同じである。結果的
に得られる構造は、図１１Ｃに見られる。酸素を用いたプラズマ処理は、極性溶液に対す
る基板表面の濡れ性を高めるために用い得る。次に、水などの極性溶媒中に溶解または懸
濁された、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）あるいはポリピ
ロール、ポリアニリンのような導電性極性ポリマーの小滴５４を堆積するためにインクジ
ェットプリントヘッド２８が用いられる。隆起部５２は非極性材料製なので、小滴５４は
隆起部を溶解またはこれと反応しないが、隆起部５２間のトラフ内に閉じ込められる。隆
起部５２間の領域は、極性溶媒のための濡れ面を有しており、この濡れ面は、酸素を用い
たプラズマ処理によって強化でき、他方では、非極性隆起部５２は、極性溶媒に対するデ
ィウェッティング特性を示す。導電性極性ポリマー溶液の小滴が、ディウェッティング隆
起部５２間の（良好な濡れ表面を有する）基板上に堆積される時には、極性溶液は、基板
表面と隆起部表面との間の濡れ特性の違いのために、自然に隆起部間に閉じ込められる。
この自己整列機構は、たとえ隆起部５２の幅が非常に小さくても、導電性ストリップ間の
短絡形成の防止に好都合である。なぜならば、導電性極性ポリマーは、隆起部の間の領域
に閉じ込められており、隆起部上に堆積しないからである。

ＣＦ₄のようなフッ化炭素蒸気を用いるプラズマドライエッチングは、基板２表面から
非極性材料のどのような非常に薄い残留層をも除去するために、インクジェットエッチン
グ後に適用できる。プラズマは非常に薄い残留層をエッチングできる。さらに、有機材料
製である隆起部５２の表面は、フッ化炭素蒸気によりフッ素化され、結果として、極性溶
液に対して非常にディウェッティング性の表面が得られる。基板がガラスなどの無機材料
製である時には、この表面はフッ素化されない。この結果、隆起部間の領域について濡れ
表面が得られる。これにより、隆起部間の導電性極性ポリマーの自己整列がさらに強化さ
れ、隣接する電極間の短絡可能性がさらに減少する。したがって、濡れ性の違いに起因す
る自己整列挙動は、そのようなプラズマエッチングステップを用いて強化できる。

極性溶媒が蒸発して、図１１Ｅに示されるように、材料の隆起部５２により分離された
導電性材料のストリップ５６が残される。図１１Ｅに示される構造は次に、非極性溶媒中
で洗浄して非極性材料の隆起部５２を溶解することにより、図１１Ｆに示されるように、
導電性極性材料の細形のストリップ５６を基板上に残すことができる。

ＰＥＤＯＴのような導電性ポリマー材料は比較的透明かつ導電性があり、ストリップ５
６の製造に用いることができ、このストリップは、したがって表示デバイス、特にエレク
トロルミネセンス表示デバイス用の陽極として用い得る。

理解されるように、図１１Ｆに示される構造は、図１０Ａ〜図１０ＨのＦ８の層６のよ
うな発光有機ポリマー層でコートでき、それに図８（ａ）のＰＶＰ層２６のような不活性
ポリマー層が続く。層２６は次に、図１０Ａ〜図１０Ｈに関して説明したように、インク
ジェットプリントヘッドおよび適切な溶媒を用いてエッチングして、ディスプレイ用陰極
を設けることができる。

インクジェットプリントヘッドを用いて、種々の層の非常にうまく規定されたパターニ
ングを、選択的に堆積された適切な溶媒を用いたエッチングにより達成できることが上記
の説明からわかる。それゆえ、そのようなインクジェットエッチングは、エッチングマス
クまたはシャドウマスクを使用することなく、ディスプレイ用の陰極電極、陽極電極、ま
たはその両方の製造に用い得る。

インクジェットエッチング後のドライまたはウェットエッチングも、基板または下地層
中にパターン形成するのに有用である。例えば、隆起部５２を有する基板のような構造が
酸素プラズマでドライエッチングされると、基板中にトラフが形成される。インクジェッ
トエッチングと従来のエッチングとを組合わせることにより、不溶性材料中にでさえ低コ
ストでパターン形成が可能である。

これも理解されるように、本発明の方法は、広いエリアのディスプレイの製造にとりわ
け有益である。したがって、本発明は、ガラスなどの硬質基板上に支持された層のエッチ
ングに限定されず、プラスチック製基板上でも同様に利用できる。さらに、種々の層にパ
ターンをエッチングするためにインクジェットプリントヘッドが使用されるので、本発明
は、スプール可能なプラスチック基板のウェブまたはロール上に支持された材料と共に用
い得る。そのような基板は、供給スプールから、種々の処理ステーションを経て、巻取り
スプールへ供給できる。前記ステーションでは、種々の層がことによるとインクジェット
プリントヘッドを用いて設けられ、続いてエッチングされ、また、インクジェットプリン
トヘッドを用いて、材料のウェブ上に表示デバイスを連続的に製造する。プラスチック製
ウェブは次に副分割されて、個別のディスプレイにされる。

さらに、インクジェットエッチングは、インクジェットプリントヘッドにより堆積され
た溶媒中に溶解し得る材料中のパターン形成に限定されないことが理解されるべきである
。被エッチング層とある種の化学反応を引き起こすサブスタンスの形のエッチャントも用
い得る。例えば、カルシウムとアルミニウムとの二重層は、水酸化ナトリウムと反応し得
る。それゆえ、インクジェットプリントヘッドによるアルミニウム上への水酸化ナトリウ
ムの選択的堆積により、表面に水酸化アルミニウムのパターンが残され、これは水で洗い
流せる。したがって、エッチャントとして使用するサブスタンスを適切に選択することに
より、インクジェットエッチングを、金属層のパターニングまたはマスク製造に用いるこ
とができる。インクジェットエッチングされたマスクは、下地層を、さらにドライまたは
ウェットエッチングあるいは化学ドーピングするために用い得る。さらに、オプティカル
シャドウマスクも、不透明な可溶性層のインクジェットエッチングによって製造し得る。

さらに、有機ポリマーＬＥＤディスプレイの製造用にバンク構造を使うことは公知であ
る。通常、ディウェッティングバンク構造は、バンク材料中のウェルのアレイという形を
しており、一般に接触角が低く堆積された表面上で広がる傾向がある非極性溶媒から堆積
された溶液であっても閉じ込めることができる。バンク構造は、例えば、インクジェット
堆積されたフッ素化有機溶媒でフッ素化ポリマー層をエッチングしてディウェッティング
バンク構造を設けることによっても、有利に形成できる。

ＤＮＡまたはたんぱく質配列用テンプレートとして、親水性および疎水性のパターニン
グされた表面を用いることも提案されている。親水性領域は、自動ピンツールローディン
グストラテジーを用いてそれらの上に置かれた種々のＤＮＡまたはたんぱく質溶液を収容
するのを助ける。この方法は、配列表面のＤＮＡ鎖またはたんぱく質の効率的な付着、操
作、およびハイブリダイゼーションを考慮している。しかしながら、表面へのＤＮＡ鎖ま
たはたんぱく質の付着化学が不可欠である一方、パターニングされた基板の形成も、テス
ト用サブスタンスが配列要素上に精確に置かれることが保証されるために必須の点である
。典型的には、そのような配列要素は、フォトリソグラフィ法を用いて製造することが提
案されている。しかしながら、そのような配列要素のパターニングされた表面は、本発明
の方法を使っても製造でき、さらに、試験用のＤＮＡまたはたんぱく質試料も、本発明の
方法を用いて、パターニングされた表面上に堆積することができる。

材料が貫通エッチングされて下地材料または基板のある領域を露出するという例に関し
て本発明を説明したが、貫通エッチングではなくて材料中のみのエッチングが必要とされ
る場合、したがって材料中に延びているエッチングパターンを設けることが要求される場
合にも、本発明は有効に使用できることも理解されるべきである。このように形成された
パターンは次に、本発明の方法、例えばインクジェットプリントヘッドの使用により、更
なる材料を受け入れるように構成することもできる。

本発明の方法は、例えば携帯電話、ラップトップパーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレ
ーヤー、カメラ、フィールド装置などのモバイルディスプレイ、あるいはデスクトップコ
ンピュータ、ＣＣＴＶもしくはフォトアルバムなどの携帯型ディスプレイ、あるいは制御
室装置用ディスプレイなどの工業用ディスプレイ、といった多くのタイプの装置へ組み込
むためのディスプレイの製造に用いることができる。

上で説明した表示デバイスを用いたいくつかの電子装置をここで説明する。

＜１：モバイルコンピュータ＞
上記の実施形態の１つによる表示デバイスがモバイルパーソナルコンピュータに応用さ
れている例を以下に説明する。

図１２は、このパーソナルコンピュータの形態を示す等角図である。この図面において
、パーソナルコンピュータ１１００には、キーボード１１０２と表示ユニット１１０６と
を含む筐体１１０４が設けてある。表示ユニット１１０６は、上で説明した本発明に従っ
て製造された表示パネルを用いて実装されている。

＜２：携帯電話＞
次に、表示デバイスが携帯電話の表示部に応用された例を説明する。図１３は、携帯電
話の形態を示す等角図である。この図面において、携帯電話１２００には、複数の操作キ
ー１２０２と、イヤーピース１２０４と、マウスピース１２０６と、表示パネル１００と
が備えてある。この表示パネル１００は、上で説明し本発明に従って製造された表示パネ
ルを用いて実装されている。

＜３：デジタルスチルカメラ＞
次に、ファインダーとしてＯＥＬ表示デバイスを用いたデジタルスチルカメラを説明す
る。図１４は、デジタルスチルカメラの形態と、外部デバイスとの接続を簡単に示す等角
図である。

一般的なカメラが対象物からの光学像に基づいてフィルムを感光するのに対して、デジ
タルスチルカメラ１３００は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いた光電変換により、
対象物の光学像から画像信号を生成する。デジタルスチルカメラ１３００には、ＣＣＤか
らの画像信号に基づいた表示を実行するために、筐体１３０２の背面にＯＥＬエレメント
１００が設けてある。したがって、表示パネル１００は、対象物を表示するためのファイ
ンダーとして機能する。光学レンズとＣＣＤとを含む受光ユニット１３０４が、筐体１３
０２の前面（図面では背後）に設けてある。

カメラマンが、ＯＥＬエレメントパネル１００中に表示された対象物画像を決定し、シ
ャッターをリリースすると、ＣＣＤからの画像信号が回路板１３０８中のメモリーに転送
されて記憶される。デジタルスチルカメラ１３００には、データ通信用のビデオ信号出力
端子１３１２と入出力端子１３１４とが筐体１３０２の側面に設けてある。図面に示され
るように、テレビモニタ１４３０とパーソナルコンピュータ１４４０が、必要なら、ビデ
オ信号端子１３１２および入出力端子１３１４にそれぞれ接続される。回路板１３０８の
メモリーに記憶された画像信号は、所定の操作により、テレビモニタ１４３０およびパー
ソナルコンピュータ１４４０に出力される。

図１２に示されるパーソナルコンピュータ、図１３に示される携帯電話、および図１４
に示されるデジタルスチルカメラ以外の電子装置の例としては、ＯＥＬエレメントテレビ
セット、ビューファインダー型およびモニタリング型ビデオテープレコーダ、カーナビゲ
ーションシステム、ページャー、電子ノート、ポータブル計算機、ワードプロセッサ、ワ
ークステーション、ＴＶ電話、販売時点情報管理システム（ＰＯＳ）ターミナル、および
タッチパネルを備えたデバイスが含まれる。当然のことながら、上記のＯＥＬデバイスは
、これらの電子装置の表示部に適用できる。

上記の説明は例としてのみなされたものであり、本発明の範囲を逸脱することなく修正
をなし得ることは当業者により理解されるであろう。

有機ポリマー表示デバイスの概略図である。公知のフォトリソグラフィパターニング法の概略図である。陰極パターニング用金属製シャドウマスクの使用を示す概略図である。陰極パターニング用のプレパターニングされたマッシュルーム型ディバイダの概略図である。インクジェット堆積により製作されたポリマーマスクの概略図である。Ａ〜Ｆは、有機ポリマー層のインクジェットエッチングのプロセスを概略的に示す。Ａ及びＢは、下地層がエッチング停止層として作用できるサブスタンスによってエッチングを行うことによる利点の１つを示す。インクジェットエッチングの間に達成された層の厚さのプロットを示す。Ａ及びＢは、比較的長く非常に狭いエッチングラインを材料中に製作するために、本発明がどのように使用できるかを説明する。Ａ〜Ｈは、図１に示された表示デバイス用陰極製作のための本発明の実施形態を概略的に示す。Ａ〜Ｆは、図１に示された表示デバイス用陽極製作のための本発明の更なる実施形態を概略的に示す。本発明による駆動装置を有する表示デバイスを含むモバイルパーソナルコンピュータの概略図である。本発明による駆動装置を有する表示デバイスを含む携帯電話の概略図である。本発明による駆動装置を有する表示デバイスを含むデジタルカメラの概略図である。

符号の説明

２…基板、４…陽極、６…有機ポリマー層、６ａ…ピーク、８…陰極、１０…フォトレ
ジスト、１２，２６ａ，３６，４４…領域、１４…アパーチャ金属マスク、１８…アパー
チャ、２０…マッシュルーム型ディバイダ、２２…側面、２４…不活性ポリマーマスク、
２６…ＰＶＰ層、２８…インクジェットプリントヘッド、３０…第１の小滴、３２…第２
の小滴、３４…リング、３７ａ，３７ｂ…境界部分、３８…ストリップ領域、４０，５２
…隆起部、４２…導電性材料層、４６…導電性ストリップ、４８…層、５０…非極性炭化
水素溶媒小滴、５４…小滴、５６…ストリップ、１００…表示パネル、１１００，１４４
０…パーソナルコンピュータ、１１０２…キーボード、１１０４，１３０２…筐体、１１
０６…表示ユニット、１２００…携帯電話、１２０２…操作キー、１２０４…イヤーピー
ス、１２０６…マウスピース、１３００…デジタルスチルカメラ、１３０４…受光ユニッ
ト、１３０８…回路板、１３１２…ビデオ信号端子、１３１４…入出力端子、１４３０…
テレビモニタ、Ａ…幅、Ｂ…シフト。

Claims

フッ化炭素プラズマを用いて第１材料の一部をドライエッチングし、前記第１材料の下に位置する下地材料の一部を露出させる第１工程と、
ノズルを用いて前記第２材料を含む液体材料を前記下地材料の一部に接触するよう塗布する第２工程と、を含み、
前記フッ化炭素プラズマにより、前記第１材料の前記液体材料に対する濡れ性より前記下地材料の一部の前記液体材料に対する濡れ性のほうが大きくなるものである、
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
酸素プラズマを用いて第１材料の一部をドライエッチングし、前記第１材料の下に位置する下地材料の一部を露出させる第１工程と、
ノズルを用いて前記第２材料を含む液体材料を前記下地材料の一部に接触するよう塗布する第２工程と、を含み、
前記酸素プラズマにより、前記第１材料の前記液体材料に対する濡れ性より前記下地材料の一部の前記液体材料に対する濡れ性のほうが大きくなるものである、
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
フッ素化有機溶媒を用いて第１材料の一部をウェットエッチングし、前記第１材料の下に位置する下地材料の一部を露出させる第１工程と、
ノズルを用いて前記第２材料を含む液体材料を前記下地材料の一部に接触するよう塗布する第２工程と、を含み、
前記フッ素化有機溶媒により、前記第１材料の前記液体材料に対する濡れ性より前記下地材料の一部の前記液体材料に対する濡れ性のほうが大きくなるものである、
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法において、
前記下地材料の一部がライン状の溝の形状をしている、
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法において、
前記液体材料が極性溶媒を含むものである、
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
請求項１ないし５のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法において、
前記第２工程において、前記液体材料が前記第１材料の上に堆積しないものである、
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
請求項１ないし６のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法において、
前記第１材料が有機材料を含む、
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
請求項１ないし７のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法において、
さらに、前記第２工程のあと、前記第１材料を除去する第３工程を含む、
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
請求項１ないし８のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法を用いることを特徴とするエレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法。