JP5706325B2 - 有機電子デバイスをインクジェット印刷する方法 - Google Patents

Description

本発明は概して、インクジェット印刷のような液滴堆積技術によって有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような有機電子デバイスを製造する方法に関する。また本発明は、そのような方法によって製造され、および／またはそのような方法において用いられる有機電子デバイス基板にも関する。

発明の背景

有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、特に有利な形態の電気光学ディスプレイである。それらは、明るく、色彩豊かで、高速スイッチングが可能であり、広い視野角を提供し、多様な基板で容易かつ安価に製造できる。有機（ここでは有機金属系を含む）ＬＥＤは、使用される材料に応じて、さまざまな色で（または多色型ディスプレイで）、ポリマーまたは小分子のいずれかを用いて製造され得る。典型的なＯＬＥＤデバイスは２層の有機材料を備え、その一方は、発光ポリマー（ＬＥＰ）、オリゴマー、または発光低分子量材料のような発光材料の層であり、他方は、ポリチオフェン誘導体またはポリアニリン誘導体のような正孔注入材料の層である。

有機ＬＥＤは、画素のマトリクスという形で基板上に堆積させられて、単色または多色画素型ディスプレイを構成し得る。多色型ディスプレイは、赤、緑、および青の発光画素群を用いて構成されてよい。いわゆるアクティブマトリクスディスプレイは、各画素と関連付けられた、典型的には記憶キャパシタおよびトランジスタであるメモリ素子を有するが、これに対して、パッシブマトリクスディスプレイはそのようなメモリ素子を持たず、その代わり、安定した画像という印象を与えるために、繰り返し走査される。

図１は、従来技術のＯＬＥＤデバイス１００の例の縦断面を示す図である。アクティブマトリクスディスプレイでは、画素の領域の一部が、関連する駆動回路（図１には図示しない）によって占められる。説明の目的上、デバイスの構造は幾分単純化してある。

ＯＬＥＤ１００は、基板１０２を備える。基板１０２は、典型的には０．７ｍｍまたは１．１ｍｍのガラスだが、透明なプラスチックとすることも随意であり、その上にはアノード層１０６が堆積させられている。アノード層は、典型的には厚さ約１５０ｎｍのＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）で構成され、その上には金属接触層が設けられ、金属接触層は、典型的には約５００ｎｍのアルミニウムであり、アノード金属と呼ばれることがある。ＩＴＯと接触金属とで被覆されたガラス基板は、米国コーニング社から購入可能である。接触金属（および随意にＩＴＯ）は、フォトリソグラフィおよびそれに続くエッチング、という従来の工程により、必要に応じてパターン形成され、ディスプレイを覆うことがないようにされる。

アノード金属上には、実質的に透明な正孔注入層１０８ａが設けられ、続けてエレクトロルミネッセンス層１０８ｂが設けられる。また、例えばポジ型またはネガ型のフォトレジスト材料から、基板上にバンク１１２を形成し、例えば液滴堆積またはインクジェット印刷の技術によって、これらの活性有機層が選択的に堆積させられ得るウェル１１４を画定するようにしてもよい。こうしてウェル１１４は、ディスプレイの発光領域、すなわち画素を画定する。

次に、カソード層１１０が、例えば物理蒸着によって付けられる。カソード層は、典型的には、より厚いアルミニウムのキャップ層で覆われた、カルシウムまたはバリウムのような低仕事関数金属で構成され、電子のエネルギー準位の整合を向上させるため、フッ化リチウムの層のような、エレクトロルミネッセンス層に直接隣接する付加的な層を随意に含む。カソード線の相互の電気的な隔離は、カソードセパレータを用いて実現してよい。典型的には、いくつかのディスプレイが単一の基板上に製造され、製造工程の最後に基板がけがかれて、ディスプレイが分離されてから、酸化と水分侵入を防止するためにそれぞれに封止缶が取り付けられる。

この一般的な種類の有機ＬＥＤは、さまざまな駆動電圧および効率でさまざまな波長にわたって発光する、ポリマーと、デンドリマーと、いわゆる小分子とを含むさまざまな材料を用いて製造され得る。ポリマー系ＯＬＥＤ材料の例は、国際公開第９０／１３１４８号、国際公開第９５／０６４００号、および国際公開第９９／４８１６０号に記載され、デンドリマー系材料の例は、国際公開第９９／２１９３５号および国際公開第０２／０６７３４３号に記載され、小分子ＯＬＥＤ材料の例は、米国特許第４，５３９，５０７号明細書に記載されている。上記のポリマー、デンドリマー、および小分子は、一重項励起子の放射性崩壊（蛍光）によって発光する。しかし、励起子の７５％までは、通常は非放射性の崩壊をする、三重項励起子である。三重項励起子の放射性崩壊によるエレクトロルミネッセンス（燐光）は、例えば"Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence," M. A. Baldo, S. Lamansky, P. E. Burrows, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Applied Physics Letters, Vol. 75(1) pp.4-6, July 5, 1999に開示されている。ポリマー系ＯＬＥＤの場合、層１０８は、典型的には、正孔注入層１０８ａと、発光ポリマー（ＬＥＰ）エレクトロルミネッセンス層１０８ｂとで構成される。正孔注入層１０８ａとエレクトロルミネッセンス層１０８ｂとの間には、さらなる正孔輸送層（図示せず）が設けられてよい。エレクトロルミネッセンス層は、例えば（乾燥）厚さ約７０ｎｍのＰＰＶ（ポリ（ｐ−フェニレンビニレン））を含んでよく、また、正孔注入層は、アノード層およびエレクトロルミネッセンス層の正孔のエネルギー準位を整合させる働きをするのであるが、正孔注入層は、例えば（乾燥）厚さ約５０〜２００ｎｍ、好ましくは約１５０ｎｍのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸をドープされたポリエチレンジオキシチオフェン）を含んでよい。

分子電子材料（特に有機半導体材料）を堆積させるには、一般に揮発性溶媒が０．５％ないし４％の溶解溶媒物質とともに用いられる。こうすると乾燥するのに数秒から数分かかる場合があり、当初の「インク」量と比べて比較的薄い膜が生じる。乾燥材料の厚みを十分なものにするため、好ましくは乾燥が始まる前に、しばしば複数の液滴が堆積させられる。使用され得る溶媒は、シクロヘキシルベンゼンおよびアルキル化ベンゼンなどで、特にはトルエンまたはキシレンであり、他のものは、国際公開第００／５９２６７号、国際公開第０１／１６２５１号、および国際公開第０２／１８５１３号に記載されている。また、これらの混合物を含む溶媒が用いられる場合もある。

図２は国際公開第２００５／０７６３８６号（引用することによりここに組み込まれているものとする）から引いたものであるが、この図は、活性カラー層の１つの堆積後の３色アクティブマトリクス画素型ＯＬＥＤディスプレイ２００の一部を上から（すなわち、基板を通してではなく）見た様子を示す図である。図２は、ディスプレイの画素を画定するバンク１１２とウェル１１４との配列を示す。ウェル１１４は、連続する層またはシートにおける開口として形成される。

インクジェット印刷技術を用いた有機発光ダイオード（organic light emitting diode、ＯＬＥＤ）の材料の堆積の技術については、いくつかの文書に記載されている。例えば、Y. Yang, "Review of Recent Progress on Polymer Electroluminescent Devices," SPIE Photonics West: Optoelectronics ‘98, Conf. 3279, San Jose, Jan., 1998、欧州特許第０８８０３０３号明細書、および"Ink-Jet Printing of Polymer Light-Emitting Devices," Paul C. Duineveld, Margreet M. de Kok, Michael Buechel, Aad H. Sempel, Kees A. H. Mutsaers, Peter van de Weijer, Ivo G. J. Camps, Ton J. M. van den Biggelaar, Jan-Eric J. M. Rubingh and Eliav I. Haskal, Organic Light-Emitting Materials and Devices V, Zakya H. Kafafi, Editor, Proceedings of SPIE Vol. 4464 (2002)などである。インクジェット技術を用いて、小分子ＬＥＤおよびポリマーＬＥＤの両方の材料を堆積させることができる。

米国カリフォルニア州のライトレックス社（Litrex Corporation）製の機械のような精密インクジェットプリンタが使用され、好適なプリントヘッドは、英国ケンブリッジのザール社（Xaar）および米国ニューハンプシャー州のスペクトラ社（Spectra, Inc.）から入手できる。典型的なプリントヘッドは、図３に、より明らかになっている。プリントヘッド２２２は、流体の液滴をプリントヘッドから基板へ射出するためのノズル板に、複数のノズル２２７、典型的にはオリフィスを有する。印刷のための流体供給源（図示せず）は、プリントヘッド２２２またはプリントヘッドユニットの内部に貯蔵槽により設けられてもよいし、あるいは、流体が外部の供給源から供給されてもよい。図示の例では、プリントヘッド２２２は単一の行２２８のノズル２２７を有するが、プリントヘッドの他の例においては、１行より多い行のノズルが、一次元または二次元にノズルをずらして設けられてもよい。ノズル２２７のオリフィスの直径は、典型的には１０μｍないし１００μｍであり、液滴の大きさもほぼ同じである。隣接するノズルオリフィス間の空間またはピッチは、典型的には５０μｍないし１００μｍである。

このようなプリントヘッド２２２を用いるプリンタは、ディスプレイの印刷領域をいくつかの帯へと自動的に分割し、以下の図４ａおよび図４ｂに模式的に示されるように、これらを順に印刷する。これは、通常のディスプレイパネルが、その幅において、プリントヘッドが１回の印刷走行で印刷できるよりも多い画素を有するためである。例えば、従来技術のプリンタでは１２８ノズルを有するものがあるが、通常は１回の印刷走行で８０個しか使用されない。

図４ａは、当技術分野で知られる帯の印刷を示す図である。第１の帯１０、第２の帯１１、および第３の帯１２が、それらの印刷される順序とともに示されている。図４ｂは従来の印刷手法を示しており、この手法では、プリントヘッド２２２が、連続する帯３０２、３０４を、それぞれの帯の間をＸ方向にステップしながらＹ方向に印刷する。図４ａおよび図４ｂに示された技術は、より精細なドットピッチを生成するために用いられ得る。プリントヘッドがＸ方向に対して角度Φで配置されて、ドットピッチがｃｏｓΦ倍に縮小される。一般に、液滴の大きさ分布または体積分布は不均一で、プリントヘッドの縁の（すなわち、一行のノズルの端部付近の）ノズルでは増加または減少するものであり、また、ノズル高さのわずかな変化により、さらなる不均一性が生じる。

従来技術の帯印刷に伴う問題のいくつかについて、以下に説明する。

上で説明したように、分子電子材料を堆積させるには、トルエンまたはキシレンのような揮発性溶媒が１〜２％の溶解溶媒物質とともに用いられる。これにより、当初の「インク」量と比べて比較的薄い膜が生じる。乾燥時間は、溶媒混合物と基板上の雰囲気とに依存するが、典型的には数秒から数分の間で変化する。最終的に画素を構成することになる、材料を含む液滴のすべてが、乾燥の始まる前に堆積させられることが非常に好ましい。

溶媒乾燥の効果により、帯の縁の画素の外観は帯の中央の画素とは微妙に異なったものになるが、これは、帯の縁に沿った液滴がより速く乾燥し、液滴が最も薄い部分では、ディスプレイからより多くの光が放出され、目視可能な線が見えるからである。ディスプレイパネルを帯で印刷することにより、ディスプレイ内に「縞模様の」外観が生じてしまう。

このような「帯の縁」問題は、すべての帯が印刷されるまで乾燥を遅くするように設計されたインク調合物を使用することによって、あるいは、画素の駆動を調整して帯の縁の画素を他の画素とは異なるように駆動することによって、部分的に軽減され得る。しかしながら、どちらの手法も複雑であり、それぞれに制約がある。

第２の効果はたいてい、少なすぎるインクまたは多すぎるインクを出す不調ノズルに起因する。ＯＬＥＤのような分子電子デバイスの材料を堆積させる場合、たいていは最高解像度のグラフィクスに必要とされるよりも良好な、高い解像度と、堆積させられる材料の量の正確な制御との両方が必要である。グラフィクス用途では、重要なのは液滴の着弾位置（placement）であり、５％ないし１０％の量変化が許容可能である。ところが、分子電子デバイスを製造する時には、重要なのは堆積させられる「インク」量である。なぜならば、これが最終的な膜厚を決定することになるからであり、膜厚は、ＯＬＥＤでは、輝度、従って駆動電流およびデバイス寿命に強く影響するのである。従って、２％より良好な、好ましくは１％より良好な量変化をＯＬＥＤディスプレイ全体にわたって達成することが望ましい。

さらに、帯のうちのある列の量変化が他の正常な列の結果と比較して５％より大きく外れると、これは肉眼で見えてしまう。その結果は、帯の長さにわたって見える目視可能な「帯の線」であり、印刷される帯のすべてでこれが繰り返される。

従来技術のプリンタには、印刷パターンにおいて帯の印刷を飛び越し走査（interlace）することによってこれらの帯の効果のいくつかを軽減しようとするものがある。ところが、飛び越し走査パターンは単純なオン・オフのパターンであり、１つおきの画素が第１の印刷走行で印刷され、残りの画素が第２の印刷走行で埋められる。

図５は、当技術分野で知られるオン・オフ印刷パターンでの帯の印刷を示す図である。図示のように、第１の印刷パターン２０および第２の印刷パターン２１がある。それぞれの印刷パターンを連続して用いた２回の印刷走行の結果も示されており、完全に埋められた帯２２となっている。

この方法は、実際には帯の縁の効果の問題を助長することが分かっており（なぜならば、実際のところ、より小さくはないにしても、より多くの帯が今や存在するからである）、さらに、欠陥ノズルによる帯の線の効果は、依然として補償することができない。

画素位置のより複雑なパターンを用いる飛び越し走査は、ディスプレイパネルの印刷では知られていない。

帯の効果の問題を克服または少なくとも軽減する、ディスプレイパネルをインクジェット印刷する改良された方法を提供することが、本発明のいくつかの実施の形態の目的である。

改良されたディスプレイパネルを提供することが、さらなる目的である。

本発明の第１の態様によれば、請求の範囲に記載されたように有機電子デバイスを製造する方法が提供される。

好ましくは、すべての印刷走行後には、列のうちのすべての場所が一度だけ印刷されており、および／または、少なくとも２つの異なる印刷ノズルが列のうちの場所を印刷するのに用いられる。

さらに好ましくは、第１の組の場所と第２の組の場所との和が列のうちの場所の総数に等しく、および／または、列のうちのすべての場所を満たすのに用いられるノズルの数が、列を完全に印刷するのに必要な印刷走行の回数に等しい。

同じく好ましくは、帯のうちの場所の２５％、５０％、または７５％が第１、第２、第３、および／または後続の印刷走行において印刷され、さらに、帯のうちのすべての場所がすべての印刷走行後には印刷されている。

好ましくは、第１、第２、第３、または後続の印刷走行のそれぞれにおいて８０ノズルないし１２８ノズルが用いられ、および／または、ノズル直径が１０μｍないし１００μｍであり、および／または、ノズルピッチが５０μｍないし１００μｍである。

好ましくは、インクが導電性材料または導電性有機材料であり、導電性有機材料が、ＬＥＰ、インターレイヤー、ＰＥＤＯＴ、またはＰＥＤＯＴ：ＰＳＳのリストから選ばれてよく、シクロヘキシルベンゼン、アルキル化ベンゼン、トルエン、またはキシレンのリストから選び取られた溶媒をさらに含んでよい。

好ましくは、場所が、電極によって画定される画素であり、画素がウェル内またはチャネル内にある。さらに好ましくは、ウェルおよび／またはチャネルが抵抗性材料によって画定される。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に従って製造される有機電子デバイスが提供される。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に従って製造される有機発光ダイオードが提供される。

次に、本発明について、単に例として、添付の図面を参照してさらに詳しく説明する。
従来技術のＯＬＥＤデバイスの例の縦断面を示す図である。 従来技術の３色画素型ＯＬＥＤディスプレイの一部分の上面図を示す。 当技術分野で知られるインクジェットプリンタヘッドの詳細を示す図である。 当技術分野で知られる帯の印刷を示す図である。 当技術分野で知られる帯の印刷を示す図である。 当技術分野で知られるオン・オフ飛び越し走査パターンを用いた帯の印刷を示す図である。 本発明のある実施の形態による無作為な飛び越し走査パターンを示す図である。 本発明の第２の実施の形態による第１の単純な飛び越し走査パターンを示す図である。 図４ａおよび図４ｂに記載された帯を用いて印刷されたディスプレイについて、平均輝度対ディスプレイ列の結果を示すグラフである。 図７の第１の単純な飛び越し走査パターンについて、ディスプレイ列に対する平均輝度が向上した様子を示すグラフである。 本発明の第３の実施の形態による２領域飛び越し走査パターンを示す図である。 本発明の第４の実施の形態による４領域飛び越し走査パターンを示す図である。 本発明の第４の実施の形態による、４領域パターンと１２８ノズルプリントヘッドとを用いてディスプレイ全体を印刷することにかかわる方法ステップを示す図である。 本発明の第４の実施の形態による、４領域パターンと１２８ノズルプリントヘッドとを用いてディスプレイ全体を印刷することにかかわる方法ステップを示す図である。

帯の出現を回避するための改良された方法の１つは、図６に示したように、隣接する帯どうしを無作為に部分的に重ねることである、ということが分かった。

図６は、本発明のある実施の形態による無作為な飛び越し走査パターンである。印刷走行１後の帯パターン３０、印刷走行２後の帯パターン３１、印刷走行３後の帯パターン３２、および印刷走行４後の帯パターン３３が示されている。

このような印刷パターンを生成する際の問題の１つは、十分に無作為なパターンは、以下のことを保証しないということである。すなわち、ａ）各画素が一度だけ印刷されること、および／またはｂ）すべての印刷走行の終了時にはすべての画素が印刷されていること、およびｃ）要求される色の明度を与えるのに必要な量の材料を付着させるために、同じ画素を所定の回数だけ印刷すること、を保証しないということである。

また、以下のことも分かった。すなわち、従来技術のいくつかのプリンタでは、無作為な印刷パターンが用いられ、こうした印刷パターンもまた、すべての画素が均等に印刷されなければならないということを踏まえており、プリンタソフトウェア制御プログラムにとって、十分に無作為な「印刷レシピ」または複雑な印刷パターンを作成可能であることが非常に困難になる、ということである。これはなぜかというと、複雑なパターンは、より単純な矩形配列の画素の組み合わせによって定義される必要があり、各配列はソフトウェアのレイアウトファイル内において余計な行につながるからである。完全に無作為化されているにもかかわらず定義されているパターン、という極端な場合においては、印刷される各画素が、印刷位置を１個所だけ含む配列によって定義されざるを得ず、そのような配列が何万も生じてしまう。典型的には、これらの配列を１パネル当たり２５個より多く用いると、プリンタソフトウェアがクラッシュする。

ところが、ディスプレイ印刷の飛び越し走査手法は、飛び越し走査パターンが単純に定義され得る時、すなわち規則的な繰り返し無作為化パターンに基づく時にはうまく機能する、ということが分かった。これについては以下に説明する通りである。

図７は、本発明の第２の実施の形態による第１の単純な飛び越し走査パターンを示す図である。単純な飛び越し走査印刷パターン４０が示されており、飛び越し走査印刷パターン４０は、帯の左手側の１列下がった場所でできた第１のオン・オフパターン４１と、完全に満たされた場所でできた中央の領域４３と、右手側の最後の列にある第２のオン・オフパターンの領域４２とから構成される。第２のパターン４２は、第１のパターン４１の逆または反対である。

そして、プリンタには、このパターンを「ビットマップ」形式または「ｔｉｆ」形式のファイルで与え、各印刷走行の開始時に１列だけ印刷を重ねるように指示してよい。この結果、最後の列のすべての場所は、プリンタが用いる最初と最後のノズルの両方によって満たされる。これにより、故障ノズルの影響が５０％低減され、またこの列が全く満たされないか過剰に満たされるかするためにはどちらのノズルも故障していなければならない、ということにもなる。この可能性は非常に低い。

図６を参照して説明した方法またはパターンは、帯の縁の問題を、（事実上）縁を「ぼかす」ことによって軽減するが、中央の領域４３においては、欠陥ノズル（または複数の欠陥ノズル）に起因する帯の線の問題を軽減しない。

図８ａおよび図８ｂは、図７の第１の単純な飛び越し走査パターンについて、ディスプレイ列に対する平均輝度が向上した様子を示すグラフである。図８ａのグラフ５０は、図４ａおよび図４ｂに記載された帯を用いて印刷されたディスプレイについて、平均輝度対ディスプレイ列の結果を示す。図８ｂのグラフ５１は、図７の第１の飛び越し走査パターンを用いた帯を用いて印刷されたディスプレイについて、平均輝度対ディスプレイ列の結果を示す。見て分かるように、図８ｂの結果は、より滑らかな出力を示している。

画素の輝度は５％でも低下すると肉眼で分かるが、パネル全体にわたる「点在する」帯の線および縁の効果は、その効果をゼロへ向かって軽減する可能性がある。図９および図１０は、帯の縁の効果および帯の線の効果の両方を軽減する単純に定義された飛び越し走査パターンを説明するものである。

図９は、本発明の第３の実施の形態による２領域飛び越し走査パターンを示す図である。この例では、無作為化パターンの左手側６０は、パターンの右手側６１に対して厳密に逆（または反対）になっていて、これにより、画素が欠落したり二重に印刷されたりすることなく印刷パターン６０、６１を重ねることができる。例えば、８０ノズルをもつプリントヘッドを用いる場合、印刷パターン６０、６１の２つの半分は、４０ノズル幅分の幅である。

半分の大きさの部分それぞれのパターンは、以下のステップを用いて形成される。
１．領域１（６０）において、選択に制約を設けずに、場所の半分を無作為に選択する。
２．領域２（６１）において、先に上記ステップ１で選ばれなかった残りの場所を選択する。
この半々の印刷パターンを用いてディスプレイのすべての帯を印刷することにかかわる方法ステップは、以下の通りである。
１．第１の印刷走行において、パターンの右手側６１をまず印刷するようプリンタに指示する。これにより、パターンの右手側６１だけを用いて第１の（４０ノズル幅の）印刷領域が完成する。
２．第２の印刷走行において、４０ノズル幅の距離だけ右へ移動してパターン６０、６１全体を印刷するようプリンタに指示する。この結果、第１の４０ノズル幅の印刷領域は完全に満たされ、第２の（４０ノズル幅の）領域が再びパターンの右手側６１だけで満たされる。
３．第３の印刷走行において、再びプリントヘッドの位置を４０ノズル幅だけずらしてパターン６０、６１全体を印刷する。この結果、第２の領域は完全に満たされ、第３の（４０ノズル幅の）領域が再びパターンの右手側６１だけで満たされる。
４．最後の全幅の帯が印刷されるまでステップ３を繰り返す。
５．印刷ノズル位置を５０％だけずらして再び最後の半分の帯を印刷する。ただし、今回はパターンの左手側６０だけで印刷する。

この方法は、原理的には、上記のすべての例に示されたような２つだけのパネルの代わりに、任意の数の隣接パネルが次々に重なるように拡張することができる。すなわち、４つのパネルが重なる場合は、各パネルは、その大きさの３／４だけ直前のパネルと重なる。

図１０は、本発明の第４の実施の形態による４領域飛び越し走査パターンを示す模式図である。

ここには１２８ノズルプリントヘッドによって印刷されるパターン７０が示されている。パターン７０は４つの領域７１、７２、７３、７４に分割されており、各領域７１、７２、７３、７４は、３２ノズル幅である。印刷される各領域７１、７２、７３、７４は、矩形配列の画素ウェルからなるディスプレイであり、画素ウェルはすべて、印刷走行中に一度だけ満たされる必要がある。

プリントヘッドは、各走行間にその全長の１／４（すなわち３２ノズル）だけずらされて、各画素上を４回走行する。各走行では、同じ画素パターンが、各画素上の４回の走行後にはすべての画素が一度だけ満たされていることとなるように印刷される。

各領域７１、７２、７３、７４の個々のパターンは、以下のステップを用いて形成される。
１．領域１（７１）において、選択に制約を設けずに、４分の１の場所を無作為に選択する。従って、この領域７１が通過するすべての可能な画素の２５％が印刷される。これらは、領域７１全体にわたって無作為に分布させられる。
２．領域２（７２）において、先に上記ステップ１で選ばれた場所はこのステップでは選ぶことができない、という制約を設けて、４分の１の空いている場所を無作為に選択する。従って、この領域７２が通過するすべての可能な画素の２５％が印刷される。これらは無作為に選択されるが、領域１（７１）によって印刷される画素は含まない。
３．領域３（７３）において、先に上記ステップ１および２で選ばれた場所はこのステップでは選ぶことができない、という制約を設けて、４分の１の空いている場所を無作為に選択する（すなわち、残りの場所の５０％を選択する）。従って、この領域７３が通過するすべての可能な画素の２５％が印刷される。これらは無作為に選択されるが、領域１および２（７１、７２）によって印刷される画素は含まない。
４．領域４（７４）において、先に上記ステップ１、２、および３で選ばれていない残りの場所を選択する。従って、この領域７４が通過するすべての可能な画素の２５％が印刷される。これらは、領域１、２、または３（７１、７２、７３）によって印刷されない残りの２５％の画素である。

上述した無作為選択は、真に無作為である必要はない。選択は、擬似無作為もしくは準無作為なシーケンス、または人間の目には無作為に見えるが真には無作為でない他のシーケンスを用いて行われてよい。こうして、正確に３２ノズルだけずらされながら領域１＋領域２＋領域３＋領域４のすべてが連続して通過するデバイスのあらゆる部分で、定義上はすべての画素が一度だけ印刷されることになる。

このように、ディスプレイの左部および右部が、このパターンの、より小さな部分集合を有することで、すべての部分にわたって正しい印刷を維持する。これについては以下に図１１ａおよび図１１ｂを参照して説明する通りである。

図１１ａおよび図１１ｂは、４領域パターンと１２８ノズルプリントヘッドとを用いてディスプレイ全体を印刷することにかかわる方法ステップを示す図である。図１１ａおよび図１１ｂには、図１０の４領域印刷パターンを用いてディスプレイ中のすべての帯を印刷することにかかわる方法ステップ「走行１」ないし「走行Ｎ」が示されており、これらについて以下に説明する。
走行１…第１の印刷走行において、パターン７０の第４の領域７４をまず印刷するようプリンタに指示する。これにより、このパターン７０の第４の領域７４だけを用いて第１の（３２ノズル幅の）パネルが完成する。
走行２…第２の印刷走行において、３２ノズルの距離だけ移動して第３および第４の４分の１印刷パターン領域７３、７４だけを印刷するようプリンタに指示する。この結果、第１の（３２ノズル幅の）パネルは半分満たされ、第２の（３２ノズル幅の）パネルが再び２５％だけ完成する。
走行３…第３の印刷走行において、さらに３２ノズルの距離だけ移動して第２、第３、および第４の４分の１印刷パターン領域７２、７３、７４だけを印刷するようプリンタに指示する。この結果、第１の（３２ノズル幅の）パネルはここで７５％完成し、第２の（３２ノズル幅の）パネルは５０％完成し、新たに第３の（３２ノズル幅の）パネルが再び２５％だけ完成する。
走行４…第４の印刷走行において、さらに３２ノズルの距離だけ移動して印刷パターン７０全体を印刷するようプリンタに指示する。この結果、第１の（３２ノズル幅の）パネルはここで１００％完成し、第２の（３２ノズル幅の）パネルは７５％完成し、第３の（３２ノズル幅の）パネルは５０％完成し、新たに第４の（３２ノズル幅の）パネルが２５％だけ完成する。
走行５…ステップ「走行４」を繰り返す。
走行６…ステップ「走行４」を繰り返す。
走行Ｎ−３…最後の全幅の帯が印刷されるまでステップ「走行４」を繰り返す。
走行Ｎ−２…印刷ノズル位置を２５％（３２ノズル幅）だけずらして第１、第２、および第３の領域７１、７２、７３のみ印刷パターンを印刷する。
走行Ｎ−１…印刷ノズル位置を２５％（３２ノズル幅）だけずらして第１および第２の領域７１、７２の印刷パターンを印刷する。
走行Ｎ…印刷ノズルを２５％（３２ノズル幅）だけずらして第１の領域７１の印刷パターンを印刷することにより、最後の帯の最後の２５％の印刷を仕上げる。

上記の印刷パネルの飛び越し走査は、印刷されたディスプレイの品質に著しい向上をもたらすことが示された。これは、単純な飛び越し走査を用いて得られた結果（図８ａおよび図８ｂ）から分かる通りである。さらに、上記の実施の形態２および３で説明した、十分に無作為化された２領域または４領域の方法を用いると、ディスプレイの品質がさらに大きく向上する、ということが分かった。

しかしながら、前述した方法から理解できるように、同じ部分を走行して印刷しなければならない回数が多ければ多いほど、パネルを印刷するのにかかる時間が長くなる。従って、より多数の飛び越し走査パターンまたは繰り返しで達成される品質向上は、ディスプレイそれ自体を印刷するのにかかる時間全体との妥協である。実際には妥協点を見つける必要がある。

通常（例えばＰＥＤＯＴを用いる場合など）は各場所を一度だけ印刷するのが望ましいが、用途により他の材料を用いる時には、ある場所を、その場所を「満たす」ために繰り返し印刷する必要がある場合がある。それでもなお、破損したノズルの影響を軽減するために異なるノズルで各場所に印刷することは、大いに有益である。従って、規則的な繰り返し無作為化パターンを用いることによって印刷場所が不十分にも過剰にも満たされないようにしなければならないという、上記のパターンを決定するのと同じ規則が依然として当てはまる。

以上、本発明について、その好ましい実施の形態を参照して詳しく示し説明したが、添付の請求の範囲により定められた本発明の範囲から離れることなく本実施の形態において構成および細部に多様な変形が可能であることは、当業者に理解されるであろう。

Claims (26)

1. 隣接する帯（ｓｗａｔｈｅ）における飛び越し走査パターン印刷によるインクジェット印刷を用いて有機電子デバイスを製造する方法であって、
   前記帯は連接された複数の列を有し、前記列は複数組の印刷場所を有し、
   前記方法は、
   前記帯の中の複数組の印刷場所から、複数のノズルを有する第１のノズルによる第１の印刷走行、および、異なる複数のノズルを有する少なくとも第２のノズルによる少なくとも第２の印刷走行においてインクが満たされるべき印刷場所を、前記列の並ぶ方向およびその垂直方向のいずれに関しても前記列の全体にわたってランダムに規定し、各印刷走行でインクが満たされるべき印刷場所の数は各列の印刷場所の総数よりも少なく、
   前記第１の印刷走行で、前記第１の印刷走行でインクが満たされるべき印刷場所に前記第１のノズルからのインクを堆積させ、
   少なくとも前記第２の印刷走行で、少なくとも前記第２の印刷走行でインクが満たされるべき印刷場所に前記第２のノズルからのインクを堆積させ、
   全ての印刷走行が完了した後、隣接する帯の中のランダムに規定された全ての印刷場所は、飛び越し走査パターンでインクが満たされる、方法。
2. ２回ないしＮ回の印刷走行を用いて前記列のうちのさらなる組の場所にインクを堆積させることをさらに含み、Ｎは整数であり、Ｎ回の印刷走行の後、前記列のすべての印刷場所が印刷されている請求項１に記載の方法。
3. すべての印刷走行後には、前記列のうちのすべての場所が一度だけ印刷されている請求項１または２に記載の方法。
4. 少なくとも２つの異なる印刷ノズルが前記列のうちの前記第１および第２の組の場所を印刷するのに用いられる請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. 前記第１の組の場所と前記第２の組の場所との和が前記列のうちの場所の総数に等しい請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
6. 前記列のうちのすべての場所を満たすのに用いられるノズルの数が、前記列を完全に印刷するのに必要な印刷走行の回数に等しい請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 前記帯のうちの場所の５０％が前記第１の印刷走行において印刷される請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
8. 前記帯のうちの場所の５０％が前記後続の印刷走行において印刷される請求項７に記載の方法。
9. 前記帯のうちの場所の２５％が前記第１の印刷走行において印刷される請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
10. 前記帯のうちの場所の５０％が第２の印刷走行において印刷される請求項９に記載の方法。
11. 前記帯のうちの場所の７５％が第３の印刷走行において印刷される請求項１０に記載の方法。
12. 前記帯のうちのすべての場所がすべての印刷走行後には印刷されている請求項８または１１に記載の方法。
13. 前記第１、第２、第３、または後続の印刷走行のそれぞれにおいて最大１２８ノズルが用いられる請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法。
14. 各印刷走行において８０ノズルが用いられる請求項１３に記載の方法。
15. ノズル直径が１０μｍないし１００μｍである請求項１３または１４に記載の方法。
16. 隣接ノズル間のピッチが５０μｍないし１００μｍである請求項１３ないし１５のいずれかに記載の方法。
17. 前記インクが導電性材料である請求項１ないし１６のいずれかに記載の方法。
18. 前記導電性材料が導電性有機材料である請求項１７に記載の方法。
19. 前記導電性有機材料が、発光ポリマー（ＬＥＰ）と、ＰＥＤＯＴと、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳとからなるリストから選ばれる請求項１８に記載の方法。
20. 前記インクが、シクロヘキシルベンゼンと、アルキル化ベンゼンと、トルエンと、キシレンとからなるリストから選び取られた溶媒をさらに含む請求項１７ないし１９のいずれかに記載の方法。
21. 前記場所が画素である請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
22. 前記画素が電極によって画定される請求項２１に記載の方法。
23. 前記画素がウェル内にある請求項２１または２２に記載の方法。
24. 前記画素がチャネル内にある請求項２１または２２に記載の方法。
25. 前記ウェルおよび／またはチャネルが抵抗性材料によって画定される請求項２３または２４に記載の方法。
26. 前記有機電子デバイスが有機発光ダイオードである請求項１ないし２５のいずれかに記載の方法。

Images