TWI289027B - Patterning method - Google Patents

Description

1289027 A7 B7 五、發明説明（） 1 〔發明領域〕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一種圖案形成方法及更特定地係關於一 種用來製造電子或光學元件，如結合有機聚合物質之發光 元件，積體電路及瀘光片的圖案形成方法。 本發明亦關於用該圖案形成方法所製造的電子及光學 元件。 〔發明背景〕 在最近幾年中，結合了電致發光有機聚合物發光物質 之顯示裝置已被提出且這些裝置通常被稱爲電致發光（ E L )顯示器。 在此等顯示器中，一可溶解的電致發光聚合物被沉積 於一固體的基材上，如一玻璃，塑膠或矽基材上。· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 旋轉塗佈爲聚合物E L顯示器的典型沉積方法。這不 需要真空處理來沉積有機層，因此其可被認定爲一便宜的 處理。因爲一種裝置只能有一種聚合物材質可被沉積，所 以該等材質的使用被限制在單色顯示器上。因爲在旋轉塗 佈沉積每一種顏色期間該顯示器的不同區域必需用光罩遮 蔽，所以使用旋轉塗佈技術來製造多色顯示器將會遭遇許 多嚴苛的困難而實際上無法達成。又，被旋轉塗佈的聚合 物層會覆蓋基材的所有區域，即使是有西區域並不需要被 覆蓋。一電漿鈾刻或雷射剝離處理會被需要用以去除掉在 某些基材區域上聚合物層，因而增加製造成本。 因爲有能力使用噴墨技術來處理多色裝置及因爲使用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 1289027 A7 ___B7 五、發明説明（） 2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此一技術的成本相對低，所以噴墨列印技術已被提出用來 沉積可溶解的聚合物。因此，有可能將聚合物只沉積在必 要的部分，所以可省掉清除的處理。 本發明提出噴墨技術對於上述可溶解的有機聚合物材 質的沉積亦是相當適合的，其不僅可提供發光顯示器，亦 可提供結合了該有機聚合物材質的其它種類的裝置。然而 ，爲了便於這些可溶解的材質的沉積，通常該承接基材會 被提供一被界定在一去濕材質中之壁結構圖案用以提供被 該等壁結構所圈圍之一陣列的井或溝渠，用以容納將被沉 積的可溶解聚合物。這些壁結構在此技藝中被稱爲堤結構 (bank structure )且當本文的揭示提及此等結構時將使用 此詞來代表。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1圖顯示一發光顯示裝置的一部分的剖面圖。該基 材2支撐一導電電極4，如一氧化銦（IT〇）層’其作 爲該顯示裝置的陽極電極。一堤結構（分隔件）6被提供 在該電極4上及一發光聚合物材質8被沉積在由該堤結構 所界定的并中並藉由使用一噴墨技術而與電極4接觸。該 堤結構具有一排水（去濕）表面’讓被丨几積的物質被界定 於該堤結構3 6中之壁所拘限住。一作爲該裝置的陰極電 極之第二電極1 0然後被沉積在該堤結構之上且與該發光 聚合物材質相接觸。當一電壓被施加在該陽極電極與陰極 電極4，1 0之間時，一電流會流經該材質8 ’該材質會 發出光作爲回應用以顯示一預定形狀或圖案的影像。 如上文提及的，該堤結構的功能是當該噴墨沉積在定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇><297公釐） -5- 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 位上稍有波動時可正確地界定該發光體的位置。此功能是 很重要的，特別是當多種可溶解的有機聚合物被沉積成一 點陣列時，該等點是藉由主動或被動矩陣訂址結構來加以 定址的，因爲這些點之正確的定位對於此一矩陣而言是很 重要的。藉由上述的顯示器，任何影像都可藉由施加適當 的位置訊號至該矩陣定址結構的電極，而由有機聚合物材 質的點所構成的晝素被驅動而發光並提供該顯示器的畫素 影像而被顯示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而，對於一般稱之爲靜態顯示器的亦有一嚴苛的要 求，靜態顯示器是顯示一固定的或靜態的影像其是由顯示 器的物理特徵來界定的。此等靜態顯示器可以有許多形式 且可被用來提供許多種類的資訊給一觀看者，如警告訊號 ，廣告口號或訊息，或顯示在汽車或飛機面板顯示器上的 資訊會類此者。這些靜態顯示器亦可與上文中提及的定址 畫素式顯示器一起被提供。在靜態顯示器的例子中，該堤 結構6是作爲一很重要的額外功能，即其亦作爲一絕緣層 使得在陽極電極與陰極電之間不會有短路發生。該堤結構 可包含任何適當的絕緣材質，如聚亞醯胺，且可用任何適 當的處理來加以沉積，如旋轉塗佈。然而，該堤結構在其 被沉積的狀態下，包含一連續層且因而形成一對底下的陽 極電極4絕緣的阻障層。井1 2因而必需被界定在該倉庫 材質中且延伸穿過該倉庫材質用以提供如第1圖所示的堤 結構，藉以讓該發光聚合物材質被沉積且與位在該倉庫材 質底下的陽極電極接觸。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該堤結構通常是使用一光微影技術來將其界定於該倉 庫材質中，但此技術是一昂貴的處理，該處理涉及了一使 用光微影光罩的曝光步驟，一顯影步驟，一鈾刻步驟，剝 除及清潔步驟。靜態顯示器爲一相對低價的產品且若以製 造成本來衡量的話，則該堤結構並不適合該種顯示器。再 者，如果發光聚合物是要用噴墨頭來將其沉積於由堤結構 所界定的并中的話，則噴墨頭的位置必需與井的位置精確 地對準，而這將造成產率降低及成本提高。如果在對準時 失敗的話，在該堤結構中的一個井將無法從該噴墨頭加收 一液滴，而讓底下的陽極電極被曝露出來。後續被沉積的 音極電極因而會與曝露出來的陽極電極區直接接觸且該裝 置及會因爲電極之間的漏電或短路而無法正常作用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一依據以上所述技術製造的靜態顯示器裝置典型地如 第2圖所示，從該圖可見到的是，陽極電極4可包含導電 的I T 0補丁，及該堤結構被界定用以提供導地發光聚合 物8的字母或符號。圖案可被彈性地加以改變因爲該堤結 構是用光微影技術來形成圖案的。噴墨列印是一種相當具 有彈性的列印方法且可藉由電腦控制而輕易地改變圖案。 然而，堤結構卻爲法有效利用噴墨列印的此一彈性優點。 〔發明槪要〕 本發明的一項目地爲提供一種改良的圖案形成方法， 該方法可被用來製造一靜態顯示器，發光或透光裝置，及 特別是，可提供一種不需要使用光微影技術的方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -7- 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 5 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據本發明的一第一態樣，一種圖案形成方法，其包 含沉積一第一物質層，選擇性地沉積一溶劑中的一第二物 質的液滴形式的溶液於該第一物質層的第一表面上，該溶 劑被加以選擇而能夠溶解該第一物質，該第一及第二物質 被加以選擇使得在清除該溶劑時在第一與第二物質之間會 發生相分離，用以提供至少一區域，該區域包含埋陷在該 第一物質層中且延伸穿透該第一物質層的第二表面之第二 物質，該第二表面與該第一表面相對。 在本發明的一較佳實施例中，該第一及/或第二物質 包含聚合物材質。 最好是，聚合物材質中的一種被加以選擇用以具有一 線圈狀鏈式結構且另一種聚合物材質被加以選擇用以在鏈 的至少一部分上具有一棒狀的鏈式結構。 較佳地，該第一聚合物材質被沉積在一第一電極上， 聚合物材質中的一種包含一絕緣聚合物及另一種聚合物材 質包含一發光聚合物材質，且提供一第二電極與該發光聚 合聚合物材質電氣地接觸。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 更佳地，該第一聚合物材質包含該絕緣聚合物材質。 該方法可包含選擇性地以一液滴形式沉積在該溶劑中 的又一（further)發光聚合物材質的溶液，該發光聚合物材 質被選擇用以能夠溶解該第一聚合物材質以提供該又一發 光聚合物材質的至少一區域與該第一及第二電極電氣地接 觸。 該又一發光聚合物材質最好是被加以選擇使得其可發 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -8- 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 6 出一第一顏色的光及另一發光聚合物材質亦被加以選擇使 其能夠發出不同於該第一顏色光之第二顏色光。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在一較佳的結構中，該第一電極包含第一及又一電極 圖案，它們彼此電氣地隔離開來。該第一與又一電極圖案 可包含交叉梳狀電極圖案。最好是，該又一發光聚合物材 質被選擇性地沉積用以與第一及又一電極圖案中的一者接 觸，且該另一發光聚合物材質被選擇性地沉積用以與該第 一及又一電極圖案中的另一者接觸。 最好是，該又一發光聚合物材質及該另一發光聚合物 材質每一者都被安排成包含至少紅色，綠色、及藍色發光 聚合物材質的一區域陣列，而能夠藉由施加一電壓於該等 交叉梳狀電極中的一者與該第二電極之間來顯示一第一多 色影像，及藉由施加一電壓於該等交叉梳狀電極中的另一 者與該第二電極之間來顯示一第二多色影像。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在一區域中的聚合物材質的厚度被安排成不同於在另 一區域內的聚合物材質的厚度。該等區域只要是圓形的形 狀且一個區域的面積可以與另一區域的面積不同。又，聚 合物材質在一區域中的分布密度可以不同於在另一區域內 的聚合物層的分布密度，用以讓該等區域能夠表現出灰階 〇 在本發明的另一態樣中，該第一聚合物材質被加以選 擇使其大致不透可見光及該第二聚合物材質被加以選擇使 其能夠透過第一顏色的光。 在本發明的進一步態樣中，該第一聚合物材質包含一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 1289027 hi B7 五、發明説明（） 7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 絕緣聚合物材質及該第二聚合物材質被安排成包含一導電 聚合物材質且延伸穿過該絕緣聚合物材質層，該方法更包 含提供一電極圖案與該導電聚合物材質電氣地接觸藉此提 供一導電的內連線於該電極圖案與底下的一層絕緣聚合物 材質層之間。 較佳地，該溶劑被加以選擇用以包含一芳香族的及/ 或氯化的烴溶劑。 更佳地，該液滴係使用一噴墨列印頭來沉積的。 依據本發明的一第二態樣，一種依據本發明的第一態 樣之方法所製造的發光裝置被提供。 依據本發明的一第三態樣，一種依據本發明的第一態 樣之方法所製造的彩色濾光片被提供。 依據本發明的一第四態樣，一種包含了依據本發明的 第一態樣之方法所製造的導電的內連線之電子裝置被提供 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據本發明的一第五態樣，一種包含依據本發明的第 二態樣之彩色濾光片及/或依據本發明的第三態樣的濾光 片及/或依據本發明的第四態樣的電子裝置的顯示裝置被 提供。 依據本發明的一第六態樣，一種製造一電子裝置的方 法被提供，該方法包含依據本發明的第一態樣之方法。 〔圖式簡要說明〕 本發明現將參照附圖來加以說明，其中： 第1圖爲一靜態發光裝置的的示意剖面圖； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公爱） -10- 1289027 A? B7 五、發明説明（) 8 第2圖爲一結合了示於第1圖中的發光裝置的靜態顯 示裝置的示意圖； 第3 A至3 C圖顯示依據本發明的一實施例來製造一 發光裝置的步驟； 第4圖藏不用桌3 A至3 C圖所示的方法而沉積的一 液滴的示意剖面圖； 第5 A圖顯示適合使用在本發明的方法中之一絕緣聚 合物材質的結構； 第5 B及5 C圖分別顯示適合使用在本發明的方法中 之綠色與藍色發光的共軛聚合物材質的結構； 第6圖顯示一乾掉的液滴之可能的相分離的剖面圖； 第7圖顯不依據本發明所產生的一乾掉的液滴的一相 分離的剖面圖； 第8圖顯示第7圖中之液滴的部分示意剖面圖； 第9圖顯示第7圖中之液滴的示意平面圖； 第1 0圖顯示藉由沉積一增加數量之發光聚合物材質 的溶劑液滴所製造之乾掉的液滴的示意剖面圖； 第1 1圖顯示三種乾掉的液滴，它們可藉由沉基有機 聚合物材質於一接受表面上來獲得； 第1 2圖顯示被沉積於一接受表面上之發光聚合物材 質的溶劑液滴的乾燥處理期間所發生的液流； 第1 3圖顯示第1 0圖中之結構，但包括一頂電極’ 的剖面圖； 第1 4圖顯示一裝置的示意代表圖，該裝置中的一下 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 -¾.. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 1289027 A7 _____B7_ 五、發明説明（） 9 電極包含多個電極圖案； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 5圖顯示一下電極的示意代表圖，該下電極包含 交叉梳狀電極圖案； 第1 6圖顯示典型的紅色，藍色及綠色發光聚合物之 發光特性的圖表； 第1 7圖顯示一用來驅動多色發光聚合物顯示裝置之 典型的電壓驅動波形； 第1 8圖顯示一依據本發明的方法所製造的一彩色濾 光片之示意剖面圖； 第1 9圖顯示一積體電路形式的電子裝置的示意剖面 圖，該積體電路包括依據本發明的方法所製造之導電的內 連線； 第2 0圖爲一行動個人電腦的示意圖，該行動個人電 腦包含一依據本發明的圖案形成方法所製造顯示裝置； 第2 1圖爲一行動電話的示意圖，該行動電話包含一 依據本發明的圖案形成方法所製造顯示裝置；及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2 2圖爲一數位相機的示意圖，該數位相機包含一 依據本發明的圖案形成方法所製造顯示裝置。 主要元件對照表 2 基材 4 導電（第一，陽極，下）電極 6 堤結構 8 發光聚合物材質 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公慶) " - -12- A7 B7 1289027 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、 發明説明（ ) 10 1 0 第二（陰極，上） 1 2 井 1 4 絕緣層 1 6 液滴 1 8 噴墨列印頭 2 〇 被沉積的液滴 2 2 點線 2 4 實線 1 絕緣材質 2 8 液體液滴 3 0 突脊 3 2 薄膜 3 4 內部流體流 3 6 蒸發效應 3 8 體積效應，中央區 4 0 油料表 4 2 溫度表 4 4 警告訊息 4 6 警告訊息 4 8 警告訊息 5 0 突脊區 5 8 薄膜電晶體 6 〇 源極區 6 2 汲極區 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- [289027 A7 B7 五、發明説明（”) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 4 6 6 6 8 7 0 7 2 110 0 110 2 110 4 110 6 12 0 0 12 0 2 12 0 4 12 0 6 10 0 13 0 0 13 0 2 13 0 4 13 0 8 13 12 13 14 14 3 0 14 4 0 半導體層 閘極電極 絕緣體 水平導電內連線 垂直內連線 個人電腦 鍵盤 本體 顯示單元 行動電話 操作鍵 耳件 嘴件 顯示面板（〇E L元件） 數位相機 機殼 光接受單元 電路板 影像訊號輸出端子 輸入/輸出端子 電視機 個人電腦 〔最佳實施例詳細說明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 1289027 A7 ____B7 五、發明説明（） 12 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 爹照桌3 A至3 C圖，基材2載負該導電電極層4， 其可包含I T 0，其方式與之前參照第1圖所述之方式相 同。一絕緣層1 4然後藉由任何適當的處理，像是藉由旋 轉塗佈，而被沉積在該導電的電極上，如第3 B圖所示， 該絕緣層爲一絕緣聚合物且最好是包含一含有院基鏈及一 苯環的聚合物材質，如聚苯乙烯或聚苯乙嫌的一共聚物。 該絕緣層1 4藉由溶解該絕緣聚合物於一可溶解的溶劑中 而被丨几積作爲一溶液’其最好是包含一芳香族或氯化的烴 溶劑如甲苯，二甲苯，三甲苯，四甲苯，環己基苯，或它 們的混合物。一電洞輸送層可非必要地被形成於該電極層 與該絕緣層之間用以改進載體的注入及阻塞行爲。該電洞 輸送層必需不溶解於在絕緣層沉積中所使用的溶劑中。例 如，聚乙烯三氧噻吩（PEDOT)，聚一吡咯，或聚一 苯胺不會溶解於甲苯或二甲苯中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一發光的共軛聚合物然後以共軛聚合物之溶劑溶液之 連續液滴沉積在該絕緣層上。此種液滴1 6被示於第3 B 圖中。任何的沉積設備都可被用來沉積該連續的液滴。一 噴墨列印頭1 8 ，如第3 C圖所示，特別適合此目的的列 印頭可在基材上掃描於相對該絕緣層1 4的縱向及橫向的 方向上，讓發光聚合物可以預設的及精確地控制的圖案被 沉積。 該共軛聚合物的溶劑被選擇使得其亦能夠溶解該絕緣 層1 4的材質。用於該共軛聚合物的溶劑因此可與用來溶 解該絕緣層的溶劑相同。然而，應被瞭解的是，一不同的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -15- 1289027 A7 B7_____ 五、發明説明（） 13 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 溶劑可被使用，只要用於該共軛聚合物之溶劑亦能夠溶解 該絕緣層的材質即可。因此，如果該絕緣層的材質爲聚苯 乙烯的話，二甲苯可被用來提供該絕緣層的旋轉塗怖的溶 液，而甲苯可被用作爲該發光的共軛聚合物材質的溶劑。 該共軛聚合物及絕緣聚合物必需有至少一相同的溶劑。 因爲一被沉積的液滴20的溶劑亦能夠溶解絕緣層材質， 一被沉積的液滴當與該絕緣層接觸時將會由含有共軛聚合 物及絕緣聚合物兩者所構成的溶液所構成。這些說明在第4 圖的液滴中以點線22與實線24來表示。 聚合物絕緣層的材質及該發光的共輒聚合物亦被加以 選擇使得當該混合物的溶液液滴乾掉時相分離會發生在兩 個聚合物材質之間。 混合的自由能電荷（G )包含兩個項目··一焓（Η ) 及商（S )，該結合的焓係由以下的式子來表示： G = Η - T S ( 1 ) 商是藉由於兩成分之間的交互作用能量所生成的。兩 聚合物的混合所具有的焓爲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Υί = Υζφιφ2/Υ^ (2) 其中V爲總體積，Ζ爲協同數（最靠近的分子數目） ，W爲一交互作用能由+ （ευ爲成分i與j 之間接觸的能量），0 ^爲成分i的體積比率，V s爲交互 作用區的體積。當w < 〇時，該混合物是穩定的因爲G < 0，因此相分離不會發生。當w > 〇時，該混合物的焓增 加，但該混合物的穩定性是由自由能G來決定其涉及了式 本纸張尺度適财關家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 -16- 1289027 A7 __B7__ 五、發明説明（） 14 (1 )中所示的商S。該兩聚合物的混合物的焓係如下面 的式子所界定： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) TS = kT(4JiV/VixlnijJi + q^V/Vsxlnq^) ( 3 ) 其中k爲Boltzmann常數，Vi爲i的聚合物體積。與 原子或小分子比起來，聚合物具有大很多的體機，因此結 合焓對於混合的自由能具有不可忽視的貢獻。因此，當聚 合物具有足夠的分子重量（Mw> 1 〇 〇 〇 )且交互作用 能w爲正値時，兩成分聚合物系統就會不穩定，其結果爲 ，在兩成分混合物由該溶液系統乾掉時會造成相分離。又 ，具有較大的分子重量之（Mw> 5 0 0 0 )且交互作用 能量會造成相分離的聚合物系統是本發明所需要的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可被使用的聚合物被示於第5A，5 B及5 C圖中， 其中第5 A圖顯示絕緣層材質聚苯乙烯的結構及第5 b及5 C 圖顯示發光的共軛聚合物材質的結構。它們都溶解於芳香 族烴溶劑中，如甲苯或二甲苯，因爲它們都與芳香族及院 鏈有關。該等聚合物的主鏈，如第5A圖中的聚苯乙烯是由 一烷鏈所構成，其具有相當的撓曲性且具有多種可能的變 形，成爲一線圏狀的結構。在另一方面，該接合的等聚合 物的主鏈，如F8BT (聚（9,9 —二辛基荞—共—2，1，3—苯并 噻二唑），其爲綠色分發光聚合物）且被示於第5B圖中， PF〇（聚（9,9 一二辛基蕗），其爲一藍色發光聚合物）， 且被示於第5C圖中或CN-PPV (氰基—取代的聚（對位— 苯撐乙烯撐），其爲紅色發光聚合物且沿著該鏈被接合， 藉此電子未被侷限（delocalized)在該主鏈上，形成—堅硬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' ' '— -- -17- A7 B7 1289027 五、發明説明（） 15 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的棒狀鏈結構。在該固態時，兩個聚合物並不會彼此溶解 ，因爲它們的鏈特性是如此的不同所以會有很大的交互作 用能產生且在焓上會有些許的減少。該等共軛聚合物通常 至少部分地具有堅硬的棒狀鏈結構，因此一具有線圏狀鏈 的聚合物因爲其強烈的相分離的關係所以適合作爲菊緣體 。因此，示於第4圖中的液滴內的爲兩種聚合物材質及溶 劑的一混合物，但當在該溶液中的溶劑蒸發而留下一乾掉 的殘留物，並成爲包含兩種聚合物材之分開來的此區域的 薄膜形式之一乾掉的液滴或一薄膜形式的殘留時，強烈的 相分離會發生在兩聚合物材質之間。即使發生的相分離， 該乾掉的殘留物仍可能具有第6圖所示的成分，其中該等 聚合物之一乾掉成爲另一聚合物材質內的小滴（globule ) ，只有一材質連續地從該乾掉的液滴膜層的上表面延伸穿 過底下的電極。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而，如果該等聚合物材質被加以選擇用以確保當溶 液的液滴乾掉時及當該殘留物的厚度不是很厚（< 5 0 0 nm，典型的厚度是介於3 0至3 0 0 nm之間）時，會 發生立即的相分離的話，該乾掉的殘留物無可避免地具有 如第7圖所示的結構。第7圖所示的結構被認爲是因爲發 生在兩聚合物材質之間的相分離會將兩材質之間的界面最 小化而形成的。該殘留物的一薄層的剖面實際上具有一如 第8圖所示的外觀及一乾掉的液滴之典型地平面圖，當放 在一顯微鏡下觀看時，典型地具有如第9圖所示的外觀， 兩種聚合物材質具有非常清楚之分開來的子區域。因此， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ -18- 1289027 A7 ___ B7 五、發明説明（） 16 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 每一聚合物材質從一區域中的底到頂都保持著整個膜層。 當乾燥時間從數百耄秒到約1 0秒時，示於第9圖中之該 區域的大小從0 . 5微米變成1 〇微米。 一般咸認，當一共軛聚合物的溶液液滴被沉積在一絕 緣體上時，一包含一底部絕緣層及一頂部的接合聚合物層 的雙層會被形成，或該絕緣體與共軛聚合物的一混合物層 會被形成。如果該雙層被形成的話，其無法如一發光裝置 般作用，因爲該發光聚合物將會與兩電極中的一者維持著 電氣隔絕的狀態。又’如果一混合物層被形成的話，則具 有大量的絕緣體雜質之該共軛聚合物亦不可能具有良好的 發光裝置特性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上文提及的，聚合物材質中的一者被選擇爲一絕緣 體材質且進一步發現到，如果已經被沉積於電極層4上的 該聚合物材質1 4的原始層爲絕緣材質的話，則被溶解於 被沉積的液滴1 6中之該絕緣材質有從一被沉積的液滴的 內部遷移至該液滴的邊緣區域的傾向。當該液滴因爲溶劑 的蒸發而乾掉時，在乾掉的液滴的邊緣之絕緣材質比在乾 掉的液滴中央處的絕緣材質多。 再者，本發明亦發現到如果後續的液滴被沉積的話， 絕緣聚合物材質會被促使遷移至乾掉的液滴的邊緣用以提 供如第1 0圖所示的結構，而該乾掉的液滴的中央區域主 要包含該發光聚合物材質。因此，在一區域內之該絕緣材 質及發光聚合物材質的分佈密度可藉由控制被沉積的液滴 數目來加以控制。在一被沉積的液滴內的遷移現將參照第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 1289027 A7 __B7_ 五、發明説明（） 17 11及12圖來說明。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該共軛聚合物材質的溶液之被沉積的液滴，如第3 C 圖所示的液滴1 6，撒在預沉積的聚合物菊緣材質層上且 其直徑是由該液滴與該絕緣材質1各自的表面張力（表面 自由能密度）及介於液滴與絕緣材質之間的界面張力（界 面自由能密度）來決定。 在該液滴內的溶劑被蒸發之後，被沉積在該基材上的 第一物質的殘留物1 6的剖面圖是未被預期的。此輪廓並 非是所預期的一半球形輪廓，而是一環形輪廓，如第7圖 所示，一突脊被形成在其周邊的周圍且一相對薄的膜層被 形成在中央區域內被該突脊所包圍。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該乾掉的液滴的形狀及該絕緣材質與該共軛聚合物材 質的子區域的形狀受到數項因子的影響，包括各材質之溶 液的特性及乾燥條件，其將於下文中詳加說明。已被發現 的是，當在溶液狀態下的一有機聚合物的液滴被沉積於一 表面上時，至少有三種沉積模式，如第11圖所示，每一種模 式都會讓在溶劑蒸發後留下來的溶質（有機聚合物材質）膜層 在該表面上造成一種不同的剖面輪廓。該第一沉積模式可 被稱爲收縮式沉積且被示於第11A圖中。在此模式中，乾 掉的溶質2 8的橫向尺寸或直徑小於當首次被沉積的在該 表面上時之溶液的液態液滴2 8的直徑，如第1 1 A圖中 最外圍的點線所示。這表示液滴2 8在乾燥期間會收縮。 收縮式沉積會在該液滴2 8的接觸角度相當大時（例如， 大於4 0度），及當該接受表面受到該被沉積的溶液的濕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 1289027 A7 _____B7 五、發明説明（） 18 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 潤不足時才會發生。一水性溶液的液滴在一厭水表面的沉 積爲收縮式沉積的一個例子，因爲該液滴與該表面的接觸 角度大且在該表面之無水的濕潤特性的關係。因此，當一 水基的P E D〇T溶液被沉積在一聚苯乙烯膜層上時即會 觀察到此收縮式沉積。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第二種模式爲台地式沉積其被示於第1 1 B圖中。在 此模式中，可觀察到該液滴2 8在乾燥期間有一小量的收 縮率。然而，與收縮式沉積相反地，該溶質的沉積發生在 收縮期間。其結果爲，被沉積的墨層2 6具有一台地式輪 廓且具有一直徑其幾乎與該溶液的液滴的最初直徑相同。 台地式沉積是發生在該溶液的表面張力較高（例如，大於 3 0 m J /m 2 )及該溶液會讓其所沉積的表面濕潤的情況 中。台地式沉積會發生在該水性的溶液被沉積到一親水性 的表面上或一無機基材上時，因爲相對於親水性的表面而 言水具有一高的表面張力及良好的濕潤特性。當一水基的 P E D〇T溶液被沉積在一玻璃基材上時，即可觀察到該 台地式沉積。P EDOT是一種導電的聚合物，因此如果 該下電極被作成在該玻璃上的多個電極的圖案的話，如下 文中參照第1 4 A及1 5圖所述者，即可觀察到此台地式 沉積。 最後一種模式爲環形沉積，如第1 1 C圖中所示者。 此種沉積模式所得到的膜層與咖啡被濺到一固體表面上之 後所殘留的膜層相同。在環形沉積2 8中，大多數的溶質 被沉積在液滴1 0的班緣處，因而在提供一溶質突脊於該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 1289027 A7 __ B7 五、發明説明（j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 液滴1 0的邊緣的周圍，及一溶質薄膜3 2於中央區域。 環形沉積會在接觸角度相對小時（例如小於3 0度及最好 是小於2 0度）及在該溶液在接受表面上的濕潤相當好時 發生。對於環形沉積而言，液滴在該接受表面上的接觸線 被固定且在乾燥期間不會移動。這表示接觸角度會在液滴 1 0乾掉時減小。這會在該溶液的表面張力小時發生（如 小於 3 0 m J /m 2 )。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一內部流體流3 4會因爲加強的蒸發效應3 6及體積 效應3 8而發生在該被固定的液滴2 8內，如第1 2圖中 所示者。該加強的蒸發效應3 6是因爲溶劑在該液滴2 8 的邊緣處與在中央處的蒸發速度上的差異而造成的。被觀 察到的是在班緣區域處的蒸發速率高於在中央區域的蒸發 速率，因爲溶劑分子較容易從邊緣處逃逸掉。在該液滴 1 0內之內部的流體流3 4發生用以補償此差異。然而， 因爲接觸線被固定且液滴的體積減小，所以液滴的形狀即 隨之改變。因此，在邊緣區域處的體積改變小於在中央區 域的體積改變，如第1 1 C圖1 2圖中所示。在邊緣與中 央區域間之此體積改變上的差異亦會造成內部流。因此， 因爲這兩個效應的關係，一從中央流到邊緣的內部流會在 此沉積模式的液滴乾燥時發生。 此內部流3 4帶著溶液中的溶質從中央處流到邊緣處 。一變大的蒸發速度亦會讓內部流3 4的速度變快，所以 一高的蒸發速度可被用來加快該液滴內的溶質遷移。蒸發 速度可藉由使用一低沸點溶劑，藉由升高乾燥期間的溫度 ( CNS ) ( 210X 297/^¾ ) " -22- 1289027 A7 B7___ 五、發明説明（） 20 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，藉由降低在該液滴周圍之溶劑的蒸氣壓來提高。一通過 該結構的上方之氣體流（例如，乾空氣，氮氣或氬氣）可 有效地降低此壓力，得到提高的蒸發速度。這些技術可單 獨使用或合起來使用。 本發明的溶液包含該溶劑，該絕緣聚合物材質及該發 光聚合物材質。示於第4圖中之被沉積的液滴表現出一固 定的接觸線。如第1 2圖所示的內部流會發生在第4圖所 示的液滴2 0中。該絕緣聚合物與該發光的共軛聚合物被 加以選擇用以表現出在乾燥時的相分離特性。然而，令人 訝異的是該內部流體流對於絕緣聚合物材質的影響大於對 該發光聚合物材質的影響，因此未預地地發現到其會讓該 絕緣聚合物材質快速地遷移至乾掉的液滴的邊緣，因而提 供第1 0圖所示的發光聚合物材質的結構。該絕緣聚合物 材質的此快速遷移至乾掉的液滴的邊緣是最未被預期到的 效應，且此現象可被有利地用來提供一有效率的低成本發 光裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將被暸解的是，示於第1 0圖中的結構可被很有用地 被用作爲一發光裝置，用第二電極的沉積來覆蓋所得到的 結構，如第1 3圖所示。至是因爲該乾掉的液滴的中央區 只包含該發光聚合物材質其向下延伸而與該第一電極4接 觸。因此，如果一適當的電壓被施加於第1 3圖所示結構 的電極4與1 0之間的話，從一電極流至另一電極的電流 主要是在中央區3 8中流動’因爲該結構主要是由被絕緣 材質1 4所包圍的導電中央區3 8所構成。中央區3 8因 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210 X 297公釐） -23- 1289027 A7 B7 五、發明説明（Μ) 此將會發光。最好是，液滴被沉積成可提供圓形的中央區 的形狀。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由選擇性地將液滴1 6沉積成在基材上之預定的圖 案，發光圖案即可在很低的成本發被製造出來。又，因爲 液滴是用一噴墨列印頭，如第3圖所示的列印頭1 8，來 沉積的，所以該處理本身有助於大處理面積的應用，所以 大或小規模的靜態顯示器可以有效率的方式加以製造。 上電極1 0可包含任何適當的導電材質，如用蒸發沉 積所製造之鋁與鈣或鋁與L i F的雙層結構或L i . F，鈣 與鋁的三層結構，或其可包含一導電聚合物材質，其可藉 由旋轉塗佈來加以沉積。如果數個隔離的區域被產生在該 基材上成爲一預定的圖案的話，如將被要求產生第2圖所 示的顯示器，所有的導電內連線可在一單一的處理步驟中 連接到每一發光區域，藉以提供有效率的製造。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 不同的導電發光聚合物可被用來產生不同的發光區域 。因此，在第2圖中所示的、STOP /訊息可用一會發 出紅光的聚合物來製造，而、前進後退-符號可用 一會發出綠光的聚合物來製造。因此，一多色固定圖案顯 示器可以很方便且有效率地被製造出來，這在使用旋轉塗 佈技術的前技中是很難達到的。 在參照第1 3圖所敘述的製造方法中，下電極4被形 成爲一連續的單一電極。因而，如果數個區域3 8出現在 一顯示器上且一電壓被施加於電極4與1 〇之間的話，所 有的區域當將會同時發光，不論其所發出的光的顏色爲何 本^尺度適用中國國家標準（〇奶）八4規格（210父297公釐） "—~ -24- 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 22 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而，因爲發光聚合物係在良好的控制下使用噴墨列 印頭選擇性地沉積成爲液滴，所以電極4及/或電極1 0 可被製造成彼此電氣地隔離之獨立電極的圖案。其例子被 示於第1 4圖中，其中有四個圖案4A至4D被提供以作 爲可被獨立地選取的電極以使用在一汽車的儀表面上，其 油表與溫度計4 0，4 2的符號被安排成可藉由施加一電 壓至電極圖案4 A而被同時顯示，鑰匙系統的警告訊息 44，46，48可藉由施加一電壓至各自的電極圖案4 B，4C及4D上而被獨立地選擇。 從第1 4圖可瞭解到的是，因爲字母及數字之發光聚 合物是在電腦控制下用噴墨列印頭加以沉積的，所以一具 有良好的影像之顯示器可被輕易地製造出，如由表_ 4 0的 字母、E /及、F ^。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 下電極4亦可被製造成叉梳狀圖案；兩個此種圖案4 E及4 F被示於第1 5圖中。圖案4 E及4 F可被獨立地 充能且因爲發光聚合物材質是用在良好控制下的噴墨列印 頭來沉積的，所以該發光聚合物材質的一第一圖案可被沉 積成可提供能延伸至與該二圖案中的一者，如4 E，接觸 處之區域，及該發光聚合物材質的一第二圖案可被沉積成 可提供能延伸至與該二叉梳式圖案中的另一者，如4 F， 接觸處之區域。 發光聚合物材質的每一圖案可包含紅色，藍色及綠色 發光材質且並不侷限於一單一顏色的發光材質。藉由適當 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 1289027 A7 ____ B7__ 五、發明説明（） 23 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 地控制該發光聚合物材質作爲該液滴1 6的溶質，如第3 C圖所示，可提供紅色，綠色及藍色之該發光聚合物材質 的一圖案矩陣可被製造以供每一叉梳狀電極之用。因此， 藉由施加一電壓至一電極，如電極4 E，即可顯示一多色 影像，及藉由施加一電壓至另一電極4 F，即可顯示另一 多色影像。藉由小心地控制叉梳狀電極圖案的製造，即可 在該基材上提供三個此種圖案，每一圖案具有各自的發工 聚合物材質的圖案矩櫬陣列。該顯示器可被用來提供三種 不同之全顯示多色照片品質影像，只需依序地施加一電壓 至該等叉梳狀電極即可。 叉梳狀電極可用任何適當的導電材質，如I T〇，或 倒電聚合物材質來製成。對於選定的材質而言，如一導電 聚合物像是P E D ◦ T，該等叉梳狀電極可使用噴墨列印 頭實施之液滴沉積來製造，以取代使用陰影光罩或光微影 處理等方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因爲該多影像顯示器亦可在不使用陰影光罩或.光微影 技術來製造，所以有助於大面積處理且本發明的方法可提 供相對低的成本，相對大的面積，多影像，多色彩，照片 品質的顯示，並可被用作爲廣告的顯示器。再者，此等多 影像顯示器亦可被有效地使用在像是第1 4圖所示的顯示 器中。第14圖中的警告訊息44，46 ，48可被作在 該裝置的一共同區域內的三叉梳狀電極圖案的單一結構上 ，並藉由施加一電壓至該圖案之各別的叉梳狀電極上即可 顯示出適當的訊息，藉以提供一更爲精巧的顯示器且不會 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26- 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 24 降低所能顯示之資訊的品質。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 與使用旋轉塗佈技術比較起來，使用一噴膜列印頭來 製造該裝置的發光區域可提供進一步的優點。已於上文中 被提及的爲，使用旋轉塗佈技術實際上只有助於單色顯示 器的製造，而本發明則可很方便地被用來製造多色顯示器 。然而，如果發光聚合物是藉由旋轉塗佈而被沉積在所選 定的區域中的話，則在該發光聚合物區域內的厚度與成分 無法很容易地一個區域一個區域地加以控制。實際上，該 旋轉塗佈處理提供大致相同厚度及成分之發光區域於整個 顯示面積上。 典型的紅色，綠色及藍色發光聚合物材質之發光特性 被示於第1 6圖中。從此圖中可看出的是，門檻電壓値， 亦即，必需被提供至第1 3圖中之裝置的電極4及1 0之 間用以讓區域3 8發出光線的電壓値，對於紅色發光聚合 物的電壓V T R低於綠色發光聚合物的電壓V T。，其又低於 藍色發光聚合物的電壓Vtb。這三種聚合物的典型門檻電 壓値爲： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Vtr=2 伏特；Vtg 二 2 · 2 伏特；Vtb=3 伏特 人類眼睛對於綠光最爲敏感。這就是爲什麼綠色發光 聚合物的發光特性在施加一電壓時具有最陡峭的上升的原 因，如第1 6圖所示。從第1 6圖中可看到的是，在散個 顏色改變之間之發光上的差異，即感覺到的亮度，會隨著 所施加的電壓而改變。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 25 亮度可用三種主要的方法來控制： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) a )藉由改變發光區域的厚度一聚合物材質係電流驅 動的，所以如果厚度增加的話，電流會減小而該區域即會 變得較不亮； b )改變發光區域的面積一面積被縮小會產生較暗的 .外觀； c )改變驅動技術一改變用來驅動發光區域的電壓脈 衝的振幅及/或持續時間。 在操作時，對於一包含紅色，綠色色及藍色發光聚合 物的多色顯示器而言，因爲三種聚合物的發光度上的差異 的關係所以會使用到一相對高的驅動電壓，通常至少1 0 伏特，而因爲在門檻電壓値上的變化，所以變得較不易察 覺到。典型的操作電壓爲第1 6圖所示的電壓V i。 然而，因爲使用相對高的電壓，所以脈衝的持續時間 被縮短用以避免因高的D C電流而將發光區域燒壞掉。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發光區域的大小可藉由被沉積的液滴的體積來加以控 制。藉由改變噴墨頭的驅動條件即可該被液滴的體積。在 乾掉之前之液滴的連續沉積可被用來增加發光區域的大小 及/或用來控制發光材質及絕緣材質在一區域內之分佈密 度，即包含發光材質之該區域的面積比例與包含該絕緣材 質之該區域的面積比例。 因此，本發明之發光區域的發光度可很方便地經由液 滴的沉積來加以控制。 參照第7，9，1 0及1 3圖，當該發光聚合物的溶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X 297公釐) -28- 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 26 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 液的一液滴被沉積在該絕緣聚合物材質層上且乾掉時，該 乾掉的液滴具有一如第7及9圖所示的外觀，其具有絕緣 與發光聚合物材質之各別的子區域。如果此一乾掉的液滴 被安排在一對電極之間且一電壓被施加的話，只有該發光 材質的子區域會發光。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而，如果更多的液滴被沉積在該最初沉積的液滴上 的話，該絕緣聚合物材質快速地遷移至該液滴的邊緣且當 乾掉時，該乾掉的液滴具有一如第1 〇圖所示的外觀，一 大的中央區域幾乎只包含該發光聚合物材及少數非常窄的 發光聚合物材質的子區域位在靠近該乾掉的液滴的邊緣處 。被沉積的液滴的溶劑所溶解之絕緣材質層1 4相當快地 遷移至乾掉的液滴的邊緣以形成一突脊區5 0，如第1 0 圖所示。應被瞭解的是，如果與施加於第9圖所示的結構 上的電壓相同的電壓被施加於第1 3圖所示的結構上的話 ，對於相同的乾掉液滴的面積而言，第9圖所示之包含相 對大之非發光性的絕緣聚合物材質的子區域面積的結構所 發出的光比第1 3圖所示的結構發出的光少。令人驚訝地 ，實際上在本發明中發現到，只需要少量的液滴被沉積即 可將一乾掉的液滴從第9圖所示的子區域式結構轉變爲第 1 3圖所示的主區域式結構。如果更多的液滴被沉積的話 ，則大的中央區域會變得更厚，而降低發光度。或者，該 液滴位置可被控制用以加大中央區域的尺寸，際以提高發 光度。 因此，應被瞭解的是，在紅色，綠色及蘭色發光聚合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） -29- 1289027 Δ7 Α7 Β7 五、發明説明（） 27 物材質之發光特性上的變化可藉由控制被沉積的液滴數目. 以產生不同顏色的發光區域來加以均等化或加以改變。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 例如，如果一裝置被要求包括紅色及藍色發光區域的 話，用來產生紅色發光區域（留下絕緣材質的子區域來降 低發光度）的液滴數目少於用來產生藍色發光區域（留下 .非常少的絕緣材質的子區域）的液滴數目。 本發明的此一態樣被認爲是特別有利的，因爲其讓一 多色顯示器能夠用來自於個別顏色的發光聚合物之均勻的 發光度來達成而無需用到一相對高的操作電壓。 本發明的此一態樣亦可被用來改變在一顯示器中的任 何一顏色的方光強度。以此方式，若以一顯示器的紅色區 域爲例子的話，在一顯示器的中央區的一紅色發光區域可 被作成能夠提供一發光度其比位在該顯示器的邊緣部分的 紅色發光區所產生的發光度來得低，用以補償在整個顯示 器的觀看範圍內之可能的不均勻度。因此，能夠在該裝置 所發出的任兩個顏色中或之間產生梯度或灰階。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可對該裝置所發出的任何顏色提供灰階的能力被認爲 對於有效率地製造能夠提供均勻的發光強度於顯示器的所 有區域上之顯示器是特別有用的，而這是習知技術特別有 問題之處，如使用在汽車或飛機上的儀表顯示器。由於顏 色分層的關係，所以能夠達到相片等級的靜態顯示，這是 無法使用傳統技術達成的。 在以上所述的較佳實施例中，被沉積的液滴包含一在 一溶劑中之發光聚合物的溶液及該預先被沉積的聚合物層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -30- 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 28 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲一絕緣聚合物材質層。然而，這兩種聚合物材質亦可被 交換設置使得一絕緣聚合物材質的溶液以連續液滴沉積在 一預先定義之發光聚合物材質層上，以提供一裝置其具有 在發光背景上的一非發光性的區域（即，先前所述之較佳 實施例所提供的影像的一負像）。 再者，隨然具有紅色，綠色及藍色發光區之顯示器已 被說明，但能夠發出其它顏色的光之發光聚合物，如白光 ，亦可被使用。 又，發光區域可被製造成包含紅色，綠色及藍色發光 區域彼此被緊密靠在一起之混合區域用以提供一區域給該 裝置的觀看者，而其具有任何被需要的顏色的外表。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該發光聚合物可以是一聚合物其包含涉及了苐，對位 -苯基，對位-苯撐乙烯撐，噻吩，苯并噻二唑，.或三芳 基胺至少之一者的基團於該主鏈中或側鏈中。包含這些基 團之該共軛聚合物最適合該發光聚合物。該發光聚合物可 涉及能夠溶解於烴溶劑，特別是芳香族烴溶劑如甲苯，二 甲苯，三甲苯，四甲苯，環己基苯，或它們的混合物，中 之烷基。 對於該絕緣體而言，許多絕緣聚合物都是習知的。在 它們之中，可溶解於烴溶劑中，特別是芳香烴溶劑中，之 聚合物是較佳的。此一聚合物包含烷基鏈及芳香族基團。 本發明的方法亦可有利地被用來製造除了發光裝置以 外的其它裝置。第二聚合物材質的區域被埋陷在第一聚合 物材質層中且被其所包圍。又，第二聚合物材質的區域延 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -31 - 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 29 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 伸穿過第一聚合物材質層。這些區域的上述特徵在發光裝 置中是優點，因爲發光材質可被作成與電極電氣地接觸， 而電極是被用來施加一驅動電壓至該材質使得其能夠發出 光來。 再者，因爲這些區域被埋陷在第一聚合物材質層中且 是藉由溶解連續的第一材質層的選定區域來形成，所以不 會有延伸穿過該等區域的或地一材質層的或它們之間的界 面的針孔存在。因此，當第二電極被沉積時，在第一與第 二電極之間不會發生短路。一材質延伸穿過且埋設在包圍 它的另一材質中的此種區域之基礎結構亦可被有利地用來 製造濾光片且特別是彩色濾光片上，其例子被示於第1 8 圖中。本發明的方法因此可被有利地用來製造此種濾光片 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 示於第18圖中之彩色濾光片包含大致一不透光的聚 合物材質區域5 0其不透可見光，但埋設於其中的透光區 5 2，5 4及5 6則可分別透過綠色，藍色及紅色光。能 夠透過其它顏色的材質亦可被使用。該彩色濾光片因此可 藉由使用與上述製造發光裝置所述之方式相同的方式提供 一層不透光的聚合物材質層於一基材上然後選擇係性地沉 積，最好是使用噴墨列印頭沉積，有顏色的聚合物溶液， 如可穿透綠色’藍色及紅色之聚合物溶液’的液滴而被方 便地製造。當在液滴中的溶劑溶解該聚合物層及當相分離 發生在兩聚合物之間時，該有顏色的聚合物可被埋設在該 聚合物層中。在此例子中，該聚合物是不透光的，此聚合 本ϋ尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32- 1289027 A7 B7 五、發明説明（） 30 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 物作爲一陰影光罩且被沉積的顏色聚合物提供一顏色窗口 ，其與有色玻璃的效果相似。因爲透光區域已由溶解該聚 合物層加以製造，加上在被沉積的液滴內之聚合物層之材 質的遷移與乾燥後的相分離，所以針孔既不會發生在透光 區域中也不會發生在透光區域與不透光材質之間的界面處 。透光區域可藉由使用一噴墨列印頭在電腦的控制下極精 確地被製造且濾光片可被用作爲一顯示裝置，如液晶顯示 器，中的彩色濾光片或提供裝飾效果。 垂直的內連線爲本發明的方法可被有利地應用的另一 個例子。導電聚合物溶液的液滴被沉積在一基材上的一絕 緣層上。當液滴中的溶劑溶解該絕緣層及當相分離發生在 兩聚合物之間時，該導電聚合物可被埋設在該絕緣層內。 這在將一電極連接至被一絕緣層所分隔開來的另一電極上 是很有用的。藉由此一技術，吾人可製造三維的導電結構 ，這在積體電路，電路板，多層被動電子元件，複合I C 的製造上都需要用到。對於導電及菊緣聚合物而言，可分 別使用P E D〇T及聚乙烯醇（P V A )。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此裝置的一個例子被示於第1 9圖中。示於第1 9圖 中的裝置包括薄膜電晶體5 8，每一電晶體都具有形成在 一半導體層6 4上的一源極區6 0，及一汲極區6'2，及 一閘極區6 6。閘極電極被一絕緣體6 8的薄層將其與該 半導體層隔開且藉由水平的導電內連線7 0與垂直的內連 線（介層孔）7 2而電氣地耦合至該半導體層。應被暸解 的是，如果菊緣體6 8包含一聚合物材質的話，垂直的內 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -33- 1289027 A7 B7____ 五、發明説明（） 31 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 連線可使用本發明的方法來製造。又，介於導電的垂直內 連線與閘極電極之間的水平內連線亦可使用一噴墨列印頭 來製造。本發明的方法亦可被用來製造介於積體電路內之 不同的水平內連線圖案之間的垂直內連線。 包含用本發明的方法所製造的垂直內連線之積體電路 亦可被用在顯示裝置中，像是一液晶顯示器中。 如上所述的，本發明之方法可被應用於一電子裝置的 製造中，如一光電裝置或顯示裝置，一半導體元件及其它 電子裝置。光電裝置最好是包括一液晶裝置，一有機電致 發光裝置，一無機電致發光裝置，場效發射裝置（F ED )’一電漿裝置，一電泳裝置，及其它顯示裝置。詳言之 ，本發明的方法亦可被有利地應用在畫素電路，驅動電路 ，及/或形成在一主動或被動矩陣基材中且使用在.上述電 子裝置中之接線及/或一或多個圖案形式之功能性層的製 造上，如一電發光裝置的發光層。 使用依據本發明所製造的顯示裝置之不同的電子設備 將於下文中說明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 行動電腦 依照上述的一個實施例所製造的顯示裝置被應用在〜 行動個人電腦上的一個例子將於下文中說明。 第2 0圖爲一立體圖其顯不一個人電腦的外觀。在此 圖中，個人電腦1 1 00被提供一本體1 1 04其·包括〜 鍵盤1 1 0 2及一顯示單兀1 1 0 6。該顯示單元 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐) e ---- -34- 1289027 A7 _B7 五、發明説明（） 32 1 1 0 6使用了依照本發明的上述方法所製造的一顯示面 板。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 行動雷話 接下來，被應用在一行動電話的顯示區上的顯示裝置 的一個例子將被說明。第2 1圖爲一立體圖其顯示行動電 話的外觀。在此圖中，行動電話1 2 0 0被提供多個操作 鍵1202，一耳件1204，一嘴件1206，及一顯 示面板1 0 0。該顯示面板1 0 0使用了依照本發明的上 述方法所製造的一顯示裝置。 數位相機 接下來，一使用〇E L顯示裝置來作爲一檢像鏡之數 位相機將被說明。第2 2圖爲一立體圖其顯示該數位相機 的外觀及與外部裝置之間連接的簡圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 典型的相機使用具有光感鍍層之底片並藉由造成在該 光感鍍層上的化學變化來記錄物件的光影像，而數位像機 1 3 0 0則從一物件的光影像藉由使用一電荷耦合裝置（ C C D )之光電轉換來產生成像訊號。數位相機1 3 〇 〇 在機殼1 3 0 2的背面被提供一 Ο E L元件用以根據來自 於C C D的重像訊號來顯示影像。因此，顯示面板1 〇 〇 是作爲顯示一物件的檢像器之用。一包括光學鏡片與該 C CD在內之光接受單元1 3 〇 4被提供在該機殼 1 3 0 2的正面。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ：297公釐） -35- 1289027 A7 A7 B7 五、發明説明（） 33 當一攝影師選好了顯示在該0 E L元件面板1 〇 〇上 的物件影像且按下快門時，來自於C C D的影像訊號被傳 送並貯存在一電路板1 3 0 8的記憶體中。在該數位相機 1 3 0 0中，供資料傳輸用的影像訊號輸出端子1 3 1 2 及輸入/輸出端子1 3 1 4被提供在該機殼1 3 0 2的一 側。如此圖中所示的，一電視機1 4 3 0及一個人電腦 1 4 4 0分別被連接至該影像訊號端子1 3 1 2及該輸入 /輸出端子1 3 1 4。貯存在電路板1 3 0 8的記憶體中 之成像訊號在一操作下可被輸出至該電視機1 4 3 0及個 人電腦1 4 4 0。 除了示於第2 0圖中的個人電腦，示於第2 1圖中的 行動電話，及示於第2 2圖中之數位相機之外的電子設備 的例子包括〇 E L元件電視機組，檢像是及監視式的攝影 機，汽車巡航系統，呼叫器，電子筆記本，可攜式計算機 ，文字處理器，工作站，電視電話，銷售點系統（P〇S )終端機，及提供有觸控板的裝置。當然，上述0 E L裝 置不只可被應用在這些電子設備的顯示區上，亦可被應用 在具有一顯W區的任何其它形式的設備上。 再者，依據本發明所製造的顯示裝置亦適用在一螢幕 式大面積TV其發常的薄，可撓曲且很輕。可將此種大面 積T V貼在牆壁上，或掛在牆壁上。當沒有在使用時，該 可撓曲的TV可被捲起來。 以上的說明只是以舉例的方式被提出且熟悉此技藝者 將可瞭解的是可在不偏離本發明的範圍下可達成不同的變 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -36- 1289027 A7 B7_ 五、發明説明（） 34 化。例如，熟悉此技藝者將可瞭解到有許許多多種基材， 預先形成圖案的材質及標靶材質，個別地及一起地包括非 聚合物材質的不同組合可被選擇。此外，應被瞭解的是， 預先形成圖案的材質可使用許多不同的形狀，尺寸及圖案 。應進一步被瞭解的是，被選取之一第二標靶材質的線， 其兩邊都被設了邊界，使用一第一預先形成圖案的材質的 單一線來提供（其相對於第二標靶材質被潤濕），或使用 兩條第一預先形成圖案的材質的線來提供（其並未相對於 該第二標靶材質被潤濕）。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -37-

Claims (1)

1289027 A8 B8 C8 D8 於 夂、申請專利範圍 附件4A :第9 1 1 06 5 22號專利申請案 中文申請專利範圍替換本 (請先閲·#背面之注意事項再填寫本頁) 民國96年3月1日修正 1 . 一種圖案形成方法，其包含使第一物質的一層沉 積，選擇性地使第二物質於一溶劑中的溶液以連續液滴形 式沉積於第一物質層的第一表面上，該溶劑被選擇係其會g 夠溶解該第一物質，該第一及第二物質被選擇使得在清除 該溶劑時在第一與第二物質之間會發生相分離，用以提供 至少一區域，該區域包含埋陷在該第一物質層中且延伸至 該第一物質層的第二表面之第二物質，該第二表面與該第 一表面相對，其中該第一及第二物質分別包含第一及第二 聚合物材質，以及其中該二聚合物材質中的一者被加以選 擇係其具有一線圈狀鏈結構及另一聚合物材質被加以選擇 係其具有一棒狀鏈結構於其鏈的至少一部分上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一 聚合物材質被沉積於一第一電極上，該二聚合物材質中的 一者包含一電絕緣聚合物及另一聚合物材質包含一發光聚 合物材質，並提供一第二電極與該發光聚合物材質電氣地 接觸。 3 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該第一 聚合物材質包含該絕緣聚合物材質。 4 ·如申請專利範圍第2或3項所述之方法，其包含 選擇性地使又一（further )發光聚合物材質於一溶劑中的 溶液以液滴形式沉積，該溶劑被選擇係其能夠溶解該第一 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1289027 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍 聚合物材質，以提供該又一發光聚合物材質的至少一區域 與該第一及第二電極電氣地接觸。 (請先閲囀背面之注意事項再填寫本頁) 5 ·如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該又一 發光聚合物材質被加以選擇使得其可發出一第一顏色的光 及該另一發光聚合物材質亦被加以選擇使其能夠發出不同 於該第一顏色的光之第二顏色的光。 6 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該第一 電極包含第一及又一電極圖案，它們彼此被電氣地隔離開 來。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該第一 及又一電極圖案包含交叉梳式（interdigitated)電極圖案。 8 ·如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該又一 發光聚合物材質被選擇性地沉積以與第一及又一電極圖案 中的一者接觸，且該另一發光聚合物材質被選擇性地沉積 以與該第一及又一電極圖案中的另一者接觸。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 ·如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該又一 發光聚合物材質及該另一發光聚合物材質每一者都被安排 成包含至少紅色、綠色、及藍色發光聚合物材質的一區域 陣歹[J，而能夠藉由施加一電壓於該等交叉梳狀電極中的一 者與該第二電極之間來顯示一第一多色影像，及藉由施加 一電壓於該等交叉梳狀電極中的另一者與該第二電極之間 來顯示又一多色影像。 1 〇 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該第 一及/或又一電極被加以選擇係其包含一導電聚合物材質 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -2- 1289027 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 〇 1 1 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該第 一聚合物材質層係藉由旋轉塗佈來沉積的。 1 2 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之方法’當依附 於申請專利範圍第6至9項中任一項時，導電聚合物材質 之第一及第二電極圖案係使用噴墨列印技術來沉積的° 1 3 ·如申請專利範圍第2項所述之方法’其中該發 光聚合物材質或至少一發光聚合物材質包含苐基團於主鏈 中或於側鏈中。 1 4 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該發 光聚合物材質或至少一發光聚合物材質包含對位苯 主鏈中。 1 5 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該發 光聚合物材質或至少一發光聚合物材質包含對位苯擦 撐基團於主鏈中。 1 6 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該發 光聚合物材質或至少一發光聚合物材質包含噻吩基團於主 鏈中。 1 7 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該發 光聚合物材質或至少一發光聚合物材質包含苯并_二哩基 團於主鏈中。 1 8 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該絕 緣聚合物材質包含院基鍵及一苯環。 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中該 本紙張用中關家標準(CNS ) A4胁（21GX297公釐)' (請先聞·«背面之注意事項再填寫本頁)

-3- 1289027 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 絕緣聚合物材質包含聚苯乙烯或聚苯乙烯的共聚物。 (請先閱·#背面之注意事項再填寫本頁) 2 〇 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該第 二電極是藉由蒸發沉積來製造的。 2 1 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該等 物質以連續液滴沉積且該等液滴被沉積而使得在一區域中 的聚合物材質的厚度與在另一區域中的聚合物材質的厚度 不同。 2 2 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該等 液滴被沉積，使得區域的形狀大致是圓形的。 2 3 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該等 液滴被沉積，使得一區域的面積與另一區域的面積不同。 2 4 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該等 液滴被沉積，使得在一區域內的聚合物材質的分佈密度與 在另一區域內的聚合物材質的分佈密度不同，以提供能夠 表現出灰階的區域。 2 5 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該第 一電極係被安排在一基材上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 6 ·如申請專利範圍第2 5項所述之方法，其中該 基材被加以選擇係其包含塑膠材質的可撓曲基材。 2 7 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其包含提 供一電洞輸送層於該第一電極與第一聚合物材質之間，該 電洞輸送層被加以選擇係其包含一不會被該溶劑所溶解的 材質。 2 8 ·如申請專利範圍第1項所述之方法’其中該第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - 1289027 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 一聚合物材質被加以選擇係其大致不透可見光及該第二聚 合物材質被加以選擇係其能夠透過第一顏色的光。 2 9 ·如申請專利範圍第2 8項所述之方法，其包含 使又一聚合物材質於一溶劑中的溶液以液滴形式沉積，該 溶劑被加以選擇係其能夠溶解該第一聚合物材質，以提供 至少一該又一聚合物材質的區域，該又一聚合物材質被加 以選擇係其能夠透過第二顏色的光。 3 0 .如申請專利範圍第2 8項所述之方法，其中該 第二聚合物材的一區域被安排成具有一厚度，該厚度與該 又一聚合物材質的一區域的厚度不同。 3 1 .如申請專利範圍第2 8至.3 0項中任一項所述 之方法，其中該等區域被安排成具有一圓形的形狀。 3 2 ·如申請專利範圍第2 8至3 0項中任一項所述 之方法，其中至少一區域被安排具有一尺寸，該尺寸不同 於該等區域中的另一區域的尺寸。 3 3 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第 一聚合物材質包含一絕緣聚合物材質及該第二聚合物材質 被安排成包含一導電聚合物材質且延伸穿過該絕緣聚合物 材質層，該方法更包含提供一電極圖案與該導電聚合物材 質電氣地接觸，藉此提供一導電的內連線於該電極圖案與 絕緣聚合物材質下面一層之間。 3 4 ·如申請專利範圍第3 3項所述之方法，其中在 該絕緣聚合物材質下面的層包含一又一（further )電極圖案 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲·#背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 1289027 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先聞脅背面之注意事項再填寫本頁) 3 5 ·如申請專利範圍第3 3或3 4項所述之方法， 其中該電極圖案及/或該又一電極圖案包含一導電聚合物 材質。 3 6 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該溶 劑被加以選擇係其包含一芳香族的及/或氯化的烴溶劑。 3 7 .如申請專利範圍第3 6項所述之方法，其中該 溶劑被加以選擇係其包含甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯 、環己基苯、或彼等之混合物。 3 8 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等 區域被安排成具有一小於約5 0 0奈米的厚度。 3 9 .如申請專利範圍第3 8項所述之方法，其中該 等區域被安排成具有一範圍在約3 0奈米至約3 0 0奈米 之間的厚度。 4 0 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中當該 第一及第二物質包含聚合物材質時，該等聚合物材質被加 以選擇使其具有一大於1 0 0 0的分子量。 4 1 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中液滴 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的大小及/或數目係被選擇性地控制。 4 2 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中液滴 的乾燥係藉由升高被沉積的液滴的溫度來幫助其乾燥。 4 3 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中液滴 的乾燥係藉由氣體流來幫助其乾燥。 4 4 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中液滴 係使用一噴墨列印頭來沉積的。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 1289027 Α8 Β8 C8 D8 τ、申請專利範圍 4 5 · —種製造電子裝置的方法，該方法包含如申請 專利範圍第1、28至30、33至34或36至44項 中任一項所述之方法。 4 6 . —種發光裝置，其係依照如申請專利範圍第1 或3 6至4 4項中任一項所述之方法製造的。 4 7 · —種彩色濾光片，其係依照如申請專利範圍第 1、2 8至3 0或3 6至4 4項中任一項所述之方法製造 的。 4 8 · —種包含導電內連線之電子裝置，其中該導電 內連線係依照如申請專利範圍第1、3 3至3 4或3 6至 4 4項中任一項所述之方法製造的。 4 9 · 一種顯示裝置，其包含如申請專利範圍第4 6 項所述之發光裝置。 5 0 . —種顯示裝置，其包含如申請專利範圍第4 7 項所述之彩色濾光片。 5 1 · —種顯示裝置，其包含如申請專利範圍第4 8 項所述之電子裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -7-