(57)【要約】      （修正有）【課題】ＯＬＥＤディスプレイおよび有機光起電デバイス等の分子電子デバイスの製作へのより広い用途も有する技術を提供する。【解決手段】有機電子デバイスを製作する方法は：少なくとも２セットの材料堆積領域、デバイスの要素の第一のセット用の領域の第一のセットおよびデバイスの要素の第二のセット用の領域の第二のセットを有する基板を用意し、第一および第二のセットに堆積される材料の少なくとも１つの溶液を用意するステップと；材料の溶液を、前記材料堆積領域の第一および第二のセットにインクジェット印刷するステップとを含み；前記ノズルの第一のセットを第一の駆動波形で、前記ノズルの第二のセットを、異なるそれぞれの第一および第二の標的厚さの材料を堆積させるための第二の異なる駆動波形で駆動するステップとを含む。【選択図】図４
2014160649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機電子デバイスを製作する方法であって、
前記デバイスの要素の第一のセット用の領域の第一のセットおよび前記デバイスの要素の第二のセット用の領域の第二のセットの、少なくとも２セットの材料堆積領域を有する基板を用意するステップと、ここで、前記材料堆積領域の第一および第二のセットは、前記領域に堆積される材料のそれぞれ異なる第一および第二の標的厚さを有し、
前記領域の第一および第二のセットに堆積される材料の少なくとも１つの溶液を用意するステップと、
前記材料の溶液を、前記材料堆積領域の第一および第二のセットにインクジェット印刷するステップと
を含み、
ここで、前記インクジェット印刷するステップは、
前記材料の少なくとも１つの溶液を、複数のノズルを備える印字ヘッドを使用して堆積させ、前記ノズルの第一のサブセットは前記領域の第一のセットへの堆積に使用され、前記ノズルの第二のサブセットは前記領域の第二のセットへの堆積に使用されるステップと、
前記ノズルの第一のセットを第一の駆動波形で、前記ノズルの第二のセットを、前記異なるそれぞれの第一および第二の標的厚さの材料を堆積させるための第二の異なる駆動波形で駆動するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
同じ前記材料の溶液を前記領域の第一および第二両方のセットに堆積させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記材料が、前記デバイスの正孔注入層および／または中間層用の材料を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
それぞれの前記第一および第二の領域に堆積される材料の第一および第二の溶液を用意するステップを含み；ここで、前記堆積させるステップは、前記ノズルのそれぞれの前記第一および第二のサブセットから前記材料の第一および第二の溶液を堆積させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記インクジェット印刷するステップがスワス内に印刷するステップを含み、前記堆積させるステップが、前記標的厚さの材料を単一の前記スワス内に堆積させるステップを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記堆積させるステップが、前記ノズルの第一および第二のサブセットのノズルから同じ液滴数の前記溶液を、それぞれの第一および第二の前記領域に堆積させるステップを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記液滴数が単一液滴である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記堆積させるステップが、単一液滴の前記溶液を、前記ノズルの第一および第二のサブセットの単一の前記ノズルから各印刷位置に堆積させるステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第一および第二の駆動波形が、異なるそれぞれの持続時間、より大きい標的厚さの堆積材料についてはより長い持続時間の第一および第二のパルスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第一および第二の駆動波形が第一および第二の電圧ステップを含む方法であって、前記堆積材料の厚さの粗制御のために前記持続時間を使用するステップと、前記堆積材料の厚さの微制御のために前記電圧ステップを使用するステップとを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ノズルのそれぞれの第一および第二のサブセットの個々のノズルについて、それぞれの第一および第二の前記駆動波形を決定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記印字ヘッドの個々のノズルを、パルス型駆動波形について多様な持続時間および電圧ステップにわたって較正して、所定の厚さの材料を堆積させるノズルに使用するためのパルス持続時間およびパルス電圧ステップの組み合わせを決定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
不揮発性記憶媒体に、前記第一および第二の駆動波形の第一および第二のセットを、前記ノズルの第一および第二のサブセットの各ノズルにつき１つ定義するデータを格納するステップと；前記格納されたデータを、プリンタの印字ヘッドを制御するためにインク・ジェット・プリンタに提供するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも３セットの前記材料堆積領域を有する基板で使用される方法であって、前記材料の溶液を、前記３セットの領域に、異なるそれぞれの駆動波形を持つノズルの３つの前記サブセットを使用して、３つの異なるそれぞれの前記標的厚さの材料を堆積させるためにインクジェット印刷するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記領域が、前記基板上のウェル領域を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記基板を乾燥させて前記材料堆積領域内に前記材料を残すステップと；前記乾燥させた基板を使用して前記有機電子デバイスを製作するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記領域が有機ダイオードを定義する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
各前記領域が有機発光ダイオードＯＬＥＤを定義し、前記有機電子デバイスがＯＬＥＤディスプレイである、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法を使用して、カラーＯＬＥＤディスプレイのカラーキャビティを調節する方法であって、各前記領域のセットが有色ＯＬＥＤサブピクセルのそれぞれのセットを定義し、各々が異なるそれぞれの色に対応する異なる標的光学キャビティ長さを持ち、材料の前記標的厚さが前記標的キャビティ長さから決定される、方法。
【請求項２０】
前記標的光学キャビティ長さが、発光層の厚さおよび各ＯＬＥＤの正孔注入層の厚さの組み合わせによって定義される方法であって、前記発光層および前記正孔注入層の一方または両方を堆積させるために使用される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
コンピュータと、前記コンピュータにロードされて実行されると任意の先行する請求項において指定されている通りの方法を実施する指示を格納する格納手段とを備える、インク・ジェット・プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電子デバイス、特に、ポリマーＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイ等のＯＬＥＤデバイスを製作するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１ａは、典型的なＯＬＥＤデバイス１０を通る断面を示す。これは、典型的には厚さ４０ｎｍ前後で作られていてよい透明伝導性酸化物層１４、典型的にはＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）を持つ基板１２を備える。これの上に、典型的にはＰＳＳ：ＰＥＤＯＴ（ポリスチレン−スルホネートをドープしたポリエチレン−ジオキシチオフェン）等の伝導性ポリマーを含む正孔注入層（ＨＩＬ）１６が堆積されている。これは、ＩＴＯアノードおよび発光ポリマーの正孔エネルギーレベルを一致させるのを助け（かつＩＴＯを平坦化するのに役立つこともでき）、典型的には厚さ３０ｎｍ前後であるが、潜在的には最大１５０ｎｍ前後である。同様の層は、概して、正孔の抽出を容易にするために有機光起電デバイス内に存在する。市販の正孔注入材料は、とりわけ、プレックストロニクス社（Ｐｌｅｘｔｒｏｎｉｃｓ  Ｉｎｃ．）から入手可能である。
【０００３】
この例においては、正孔注入層に続いて、中間ポリマー層、正孔輸送層（ＨＴＬ）としても公知である中間層（ＩＬ）１８がある。これは、正孔の効率的な輸送を可能にする正孔輸送材料でできており；典型的には２０ｎｍから６０ｎｍの範囲内の厚さを有し、正孔注入層上に堆積されており、概して架橋されている。中間層が製作され得る材料の一例は、ポリフルオレン−トリアリールアミンまたは類似物のコポリマーである（他の好適な材料の例は、Ｂｒａｄｌｅｙら、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．第１１巻、２４１〜２４６頁（１９９９）ならびにＬｉおよびＭｅｎｇの第２章によって記述されており、以下を参照されたい）。
【０００４】
これの上に、発光ポリマー（ＬＥＰ）２０の１つ以上の層が堆積されてＬＥＰ層または積層を形成しており；発光ポリマーの典型的な例は、ＰＰＶ（ポリ（ｐ−フェニレンビニレン））である。カソード２２がＬＥＰ積層の上に堆積され、例えば、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）の層、続いてアルミニウムの層を含んでいる。付加的な電子輸送層が、ＬＥＰ積層２０とカソード２２との間に堆積されていてもよい。
【０００５】
図１ａにおいて例証されているデバイスは、ＬＥＰ積層中で発生した光が、デバイスから出て基板を通り、透明ＩＴＯアノード層を介して連結されている、底面発光デバイスである。例えば厚さ１００ｎｍ前後未満の薄いカソード層を使用して上面発光デバイスを製作することも可能である。図１の構造はＬＥＰ積層を示すが、同じ基本構造を小分子（およびデンドリマー）デバイスに用いてもよい。
【０００６】
当業者ならば、本発明者らが記述した技術が用いられ得る状況において、有機電子デバイス製作プロセスの多くの変形があることが分かるであろう。例えば、ＩＴＯ層を省略し、代わりに正孔注入層１６をアノード層として使用してよい。付加的にまたは代替的に、正孔注入層１６の電気伝導性は、下層の金属グリッド（これは、微細なグリッド線および／または薄い金属を使用することによって透明であってもよい）によって支持され得る。そのようなアプローチは、例えば、広い面積に及ぶ適用範囲および縁に接続部を持つＯＬＥＤ照明タイルにおいて用いられ得る。ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはポリカーボネート等のフレキシブル基板が用いられていてもよい。
【０００７】
同様の基本構造が、他の分子有機ダイオードに、例えば有機光起電デバイスに用いられ得る。
【０００８】
図１ｂは、アクティブカラー層の１つの堆積後の、三色アクティブマトリクス型ピクセル化（ｐｉｘｅｌｌａｔｅｄ）ＯＬＥＤディスプレイ２００例の一部の上方からの視図を示す。該図は、ディスプレイのピクセルを定義するバンク１１２およびウェル１１４のアレイを示す。カラーディスプレイにおいて、異なる有色（サブ）ピクセルは、緑色、赤色および青色の発光ポリマー層をそれぞれ含み得る。
【０００９】
有機電子デバイスは、ガラスおよびプラスチックを含む様々な基板上での、安価な低温大規模製作を含む、多くの潜在的利点を提供する。有機発光ダイオードディスプレイは、他のディスプレイ技術と比較して付加的利点を提供し、特に、鮮やかで、色彩豊かで、高速スイッチングであり、広視野角を提供する。ＯＬＥＤデバイス（これは、ここでは、有機金属デバイス、および１つ以上の蛍光体を含むデバイスを含む）は、使用される材料に応じて、ポリマーまたは小分子のいずれかを使用し、広範な色で、かつマルチカラーディスプレイで製作され得る。一般的な背景知識については、例えば、国際公開第９０／１３１４８号、国際公開第９５／０６４００号、国際公開第９９／４８１６０号および米国特許第４，５３９，５７０号明細書、ならびに「Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｚｈｉｇａｎｇ  ＬｉおよびＨｏｎｇ  Ｍｅｎｇ編、ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ（２００７）、ＩＳＢＮ１０：１−５７４４４−５７４Ｘを参照してよく、これは、小分子およびポリマー両方の若干数の材料およびデバイスについて記述したものである（ここで、「小分子」は、非ポリマー性小分子を指し、デンドリマー末端等のいくつかのいわゆる小分子は比較的大きいことがあるが、それでもなお、重合によって構築された複数の繰り返し単位を含まないという特徴的特色を有する）。
【００１０】
ＯＬＥＤまたは他の有機電子デバイスを製作するための材料は、インクジェット印刷によって堆積させることができる。図２ａおよび２ｂは、欧州特許第１，２１９，９８０号明細書から抜粋したものであり、エレクトロルミネッセントディスプレイの赤色、緑色および青色のカラーフィルタを堆積させるためのインクジェット印刷装置を示すが、一般的原理を例証している。図２ａおよび２ｂは、「片面」印刷を示し；図２ｃは、代替的な印字ヘッド配向の例を示す。
【００１１】
故に、図２ａは、基板２１２およびインクジェット印字ヘッド２２２を互いに連動して２つの直交軸ＹおよびＸに沿って移動させるための第一および第二の線形ポジショナ２０６、２０８を支持するベース２０９を備える、インク・ジェット・プリンタ２００を示す。ポジショナ２０６は、一対のレール２５４を備え、これは、基板２１２が支持されている卓または床２４９を支持する回転台２５１が備わった、スライダ２５６を搭載している。基板２１２は、止め具２５０を利用して卓または床２４９上に整列しており、これに対して基板の２つの縁が隣接している。回転台２５１は、整列目的のために、印字ヘッド２２２に対する卓および基板２４９、２１２の若干限定された回転を可能にする（しかし、完全回転の能力は所望ならば提供され得る）。
【００１２】
ポジショナ２０８は、一対のレール２５２を備え、これは、印字ヘッドを担持する印字ヘッドユニット２２６が３本の直交軸の周囲を独立に回転することを可能にする回転ポジショナ２４４、２４６、２４７を担持している、スライダ２５３を搭載している。印字ヘッドは約９０度の回転を利用可能にし、少量のスクリューで制御された動きが両方の他の軸において利用可能である（例えば、ノズルプレートを基板と平行に整列させるために）。さらなる線形ポジショナ２４８もスライダ２５３に搭載され、印字ヘッドユニットおよび印字ヘッドを、Ｚ方向に、すなわち基板２１２に向け、それから離して、平行移動させることを可能にしている。
【００１３】
インク・ジェット・プリンタ・システム２００は、アンビリカル２０４を介し、コンピュータ端末２０２によって制御される。端末２０２は、上述した線形および回転ポジショナに接続し、オペレーティングシステムを実行するためのインターフェースハードウェアを持つ汎用コンピュータ、ユーザーインターフェースならびに他のインク・ジェット・プリンタ・ドライブおよび制御ソフトウェアを、従来の様式で備えていてよい。故に、端末２０２は、典型的には、印刷されるパターンを定義するデータを受け取るためのフロッピー（登録商標）・ディスク・ドライブのネットワークインターフェース等のデータ入力デバイス、およびプリンタハードウェアを制御して格納または入力されたデータに従ってパターンを印刷するためのプリンタ制御ソフトウェアを含む。試験機能、ヘッドクリーニング機能等の他の従来の機能も、端末２０２で実行中のソフトウェアによって概して提供される。
【００１４】
図２ｂは、印字ヘッド２２２例をより詳細に示す。印字ヘッドは、複数のノズル２２７、典型的には、流体の液滴を印字ヘッドから基板へ噴出するためのノズルプレート中のオリフィスを有する。印刷のための流体供給（図２ｂでは示されていない）が、印字ヘッドもしくは印字ヘッドユニット内の貯留槽によって提供されるか、または流体が、外部源から供給されるかのいずれであってもよい。例証されている例において、印字ヘッド２２２はノズル２２７の単列２２８を有するが、印字ヘッドの他の例において、１列を超えるノズルにノズルオフセットが一または二次元で備わっていてよい。ノズル２２７のオリフィスの直径は、典型的には１０μｍから１００μｍの間であり、滴径も同様である。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から１０００μｍの間である。
【００１５】
概して、滴の体積分布は不均一であり、印字ヘッドの縁のノズルで（すなわち、一列のノズルの末端付近で）増大または減少し、さらなる不均一性が、印字ヘッド内の要素間における多様な駆動効率から生じる。しかしながら、ＯＬＥＤ等の分子電子デバイスのために材料を堆積させる場合、概して最良の高分解能グラフィックに必要とされるものよりも良好な高分解能、およびインク滴体積の正確な制御を暗示する堆積された材料の体積の正確な制御（例えば、輝度／駆動電流／寿命を制御するため）の両方が必要である。
【００１６】
堆積される材料の体積をより正確に制御するための１つの公知の戦略は、単一の滴よりも複数の連続的に堆積される滴を使用してピクセルを覆うまたはウェルを満たすことである。しかしながら、これは不利点を有し、したがって、本発明者らは、１％以内まで均一な滴体積を実現するための技術を以前に記述した（本発明者らの国際公開第２００４／０４９４６６号）。しかしながら、これらの技術は、例えば、ＬＥＰおよびＨＩＬがキャビティを定義し、ＯＬＥＤピクセルからの光出力を最適化するためにキャビティ厚さを調節する必要があるカラーＯＬＥＤディスプレイを作製するという問題に対処するものではない。
【００１７】
原理上、カラーディスプレイは、同じパネル上で３つの異なる印刷を使用して製作され得る。しかしながら、これはプロセス時間を３倍に増大させ、第三および最後の印刷が完了する前に、第一の印刷がプリンタキャビネット内で比較的制御されていない様式で乾燥し始めるため、不均一性の問題も発生し始める。これらの３つの印刷の各々は、独立に乾燥させることができるが、これは処理時間をさらに増大させるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】国際公開第９０／１３１４８号
【特許文献２】国際公開第９５／０６４００号
【特許文献３】国際公開第９９／４８１６０号
【特許文献４】米国特許第４，５３９，５７０号明細書
【特許文献５】欧州特許第１，２１９，９８０号明細書
【特許文献６】国際公開第２００４／０４９４６６号
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】Ｂｒａｄｌｅｙら、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．第１１巻、２４１〜２４６頁（１９９９）
【非特許文献２】ＬｉおよびＭｅｎｇの第２章
【非特許文献３】「Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｚｈｉｇａｎｇ  ＬｉおよびＨｏｎｇ  Ｍｅｎｇ編、ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ（２００７）、ＩＳＢＮ１０：１−５７４４４−５７４Ｘ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、本発明者らは、これらの問題に対処し、ＯＬＥＤディスプレイおよび有機光起電デバイス等の分子電子デバイスの製作へのより広い用途も有する技術について記述する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
したがって、本発明によれば、有機電子デバイスを製作する方法であって、前記デバイスの要素の第一のセット用の領域の第一のセットおよび前記デバイスの要素の第二のセット用の領域の第二のセットの、少なくとも２セットの材料堆積領域を有する基板を用意するステップと、ここで、前記材料堆積領域の第一および第二のセットは、前記領域に堆積される材料のそれぞれ異なる第一および第二の標的厚さを有し；前記領域の第一および第二のセットに堆積される材料の少なくとも１つの溶液を用意するステップと；前記材料の溶液を、前記材料堆積領域の第一および第二のセットにインクジェット印刷するステップとを含み；ここで、前記インクジェット印刷するステップは：前記材料の少なくとも１つの溶液を、複数のノズルを備える印字ヘッドを使用して堆積させ、前記ノズルの第一のサブセットは前記領域の第一のセットへの堆積に使用され、前記ノズルの第二のサブセットは前記領域の第二のセットへの堆積に使用されるステップと；前記ノズルの第一のセットを第一の駆動波形で、前記ノズルの第二のセットを、前記異なるそれぞれの第一および第二の標的厚さの材料を堆積させるための第二の異なる駆動波形で駆動するステップとを含む、方法が提供される。
【００２２】
これらの技術の実施形態は、単一の印字ヘッドにおける独立したノズルの体積を正確に調節することを容易にして、固定された滴数による異なる標的厚さでの、例えば正孔注入層または中間層の単一パス印刷を可能にする。後述する通り、特に有用な事例において、方法の実施形態は、カラーＯＬＥＤディスプレイの製作のための、印字ヘッド全体にわたる繰り返しパターンでの３つの異なる体積の単一パス印刷を容易にする。故に、本発明者らが記述するアプローチの実施形態は、ＬＥＰカラー層に隣接する（の下の）ＨＩＬおよび／または中間層のキャビティ調節を容易にする。これは、実施形態において、所望のＨＩＬ厚さを実現するために基板がＨＩＬ／ＩＬ（中間層）印字ヘッド下を単一回通過するだけでよいため、プロセス時間を非常に大幅に改善することができる。印刷位置またはウェルごとに固定された滴数を使用して、異なる滴体積を事実上同時に、すなわち単一パス内で印刷させることにより、そうでなければインクジェット印刷ツールが直面し得る多くの処理問題を回避する。
【００２３】
実施形態において、同じ材料、例えばＯＬＥＤのＨＩＬおよび／またはＩＬ用の材料がすべてのノズルから印刷されるが、原理上、該技術は異なる群またはサブセットのノズルから異なる材料を印刷するために用いられてよく、例えばここで、異なるノズルは、異なる「インク」貯留槽、すなわち堆積される材料の異なる溶液と流体連通している（当業者ならば、そのような配置は、電気駆動または他の目的のためのノズルの分類と一致してもしなくてもよいことが分かるであろう）。
【００２４】
既述の通り、好ましい実施形態において、インクジェット印刷はスワス内に印刷し、標的厚さの材料が単一のスワス内に堆積される。好ましくは、同数の溶液の液滴が、ノズルの各サブセットのノズルから堆積用のそれぞれの領域に堆積される。これは、液滴が非常に高速で印刷されなくてはならない（さらには、堆積材料の体積が液滴径によって「量子化される」であろう）ことから、およびこれは（よくある事例だが）ヘッドの移動速度が固定されている場合に可変液滴堆積頻度を必要とするであろうことから困難である、各領域において異なる滴数を印刷する必要性を回避する。例えば、低体積ピクセルが３液滴しか必要としないこともあるのに対し、より高体積のピクセルは１０液滴を必要とすることもあるが、３液滴ピクセルは概して１０滴ピクセルと同じピッチ（間隔）である場合があり、３液滴ピクセルを均等に満たすことを困難にしている。したがって、いくつかの好ましい実施形態において、単一液滴はノズルのサブセットの各ノズルから各印刷位置において堆積される（本明細書において、印刷位置は、「垂直」印刷位置として定義され得、ここで「垂直」はスワス／ヘッド動作の方向に直角である）。当業者ならば理解するであろう通り、単一液滴しか各印刷位置に堆積されない場合であっても、ＯＬＥＤピクセルを製作する際に材料が堆積される領域またはウェルの長さに沿って１を超える液滴があってよい。
【００２５】
方法の実施形態において、駆動波形は、異なるそれぞれの持続時間、より大きい標的厚さの堆積材料についてはより長い持続時間のパルスを含む。特に、圧電ドライブヘッドが用いられる場合、パルス持続時間は、ある意味で、ノズルの「ゲート」が開口している持続時間に対応し、パルス内の電圧ステップ（上下いずれか）は、圧電材料に与えられた「キック」の程度に対応する。堆積材料の体積／厚さの粗制御のためにパルスの持続時間を使用すること、次いで調整のために１つ以上の電圧ステップを変動させることが好ましいことが分かっている。故に、より大きい標的厚さの堆積材料のための波形が、必ずしもより大きい電圧ステップを用いるとは限らない。方法のいくつかの好ましい実装において、堆積材料の正確な制御を実現するために、印字ヘッドの個々のノズルについて個々の波形が定義される。
【００２６】
故に、方法の好ましい実施形態は、各特定のノズルに用いるためのパルス持続時間および電圧ステップの組み合わせを決定するために、持続時間および電圧ステップの寸法またはパラメータにわたって印字ヘッドの個々のノズルを較正する較正段階（パルス型駆動波形の場合）を含む。
【００２７】
１つのアプローチにおいて、この較正は、有機電子デバイスの製作中に特定のノズルから堆積される材料の標的厚さを決定することによって実施され、次いで、この標的厚さを実現するために、パルス持続時間／電圧が例えば反復的に変動される。例えば、材料が堆積し、次いで、干渉分光法によって、例えばザイゴ・ニュー・ビュー（Ｚｙｇｏ  Ｎｅｗ  Ｖｉｅｗ）５０００シリーズ機器等の白色光干渉計を使用して、堆積した厚さを測定することができる。別のアプローチにおいて、パルス持続時間および／または電圧ステップは、好ましくは系統的に変動されてよく、これらのパラメータの一方または両方に対して堆積される材料の測定された厚さを定義する最良適合曲線または表面が同定され得る。次いで、所望のパルス持続時間／電圧が、この曲線／表面から内挿または外挿され得る。
【００２８】
好ましくは、ノズルは、実デバイスを製作する際に駆動されるのと実質的に同じ手法で、例えば、ヘッドを同じピッチに回転させて、およびデバイスを製作する際に用いられるのと実質的に同じタイミングで駆動パルスを印加して、印字ヘッドの他のノズルを駆動しながら、較正される。これは、ノズル内の圧電材料内におけるクロストークが、１つのノズルの発射をもたらし、これがもう１つの挙動に影響を及ぼし得るからである。
【００２９】
方法の実施形態は、インク・ジェット・プリンタの印字ヘッドを制御するために、不揮発性記憶媒体に、ノズルの駆動波形を定義するデータを格納するステップも含む。
【００３０】
上述した技術は、任意の種類の分子、特に有機、電子デバイスを製作するために用いられ得る。しかしながら、該技術は、有機発光ダイオードまたは有機光起電ダイオード等の有機光電子デバイスを製作するために特に有用である。故に、実施形態において、領域の各セットは有色ＯＬＥＤサブピクセルのそれぞれのセットを定義し（ここでは、サブピクセルは、カラーＯＬＥＤディスプレイのピクセルの、複数の異なった色のピクセルの１つである）、各々が異なるそれぞれの色に対応する異なる標的光学キャビティ長さを持つ。材料の標的厚さは標的キャビティ長さから決定され、標的光学キャビティ長さは、発光層の厚さおよび各ＯＬＥＤの正孔注入層の厚さの組み合わせによって定義される。故に、方法は、これらの層の一方または両方を堆積させるために使用され得る。
【００３１】
当業者ならば、三色ディスプレイの事例において、上述した技術は、３つの異なる標的厚さの材料を堆積させるために異なるそれぞれの駆動波形を持つ３つのサブセットのノズルを用いるように拡張され得ることが分かるであろう。同様に、該技術は、所望ならば、四色以上に拡張され得る。
【００３２】
関連の態様において、本発明は、上述した不揮発性記憶媒体、および上述した方法を実装するようにプログラムされた、特に該方法を実装するための格納されたデータを備えるインク・ジェット・プリンタも提供する。
【００３３】
ここで、ほんの一例として、添付の図を参照して、本発明のこれらおよび他の態様についてさらに記述する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１ａ】ＯＬＥＤ構造を通る断面の第一の例を示す図である。
【図１ｂ】三色ピクセル化ＯＬＥＤディスプレイの一部の上方からの視図を示す図である。
【図２ａ】先行技術によるインク・ジェット・プリンタの例を示す図である。
【図２ｂ】先行技術によるインク・ジェット・プリンタ・ヘッドの例を示す図である。
【図２ｃ】代替的な印字ヘッド配向の例を示す図である。
【図３ａ】カラーＯＬＥＤディスプレイ用のリングバンク（ｒｉｎｇ−ｂａｎｋ）構造を示す図である。
【図３ｂ】該構造によって形成されたウェルへの、溶解された分子電子材料の液滴ベースの堆積の例を示す図である。
【図３ｃ】垂直断面図におけるパッシブマトリクスＯＬＥＤディスプレイのウェルの側面図を示す図である。
【図３ｄ】斜視図におけるパッシブマトリクスＯＬＥＤディスプレイのウェルの側面図を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に従う方法において赤、緑および青色に用いられる異なる液滴径の例を例証する図である。
【図５】典型的な印字ヘッド駆動波形を示す図である。
【図６】印字ヘッドノズルによって生成された短および長パルス幅ならびに対応する液滴体積を概略的に示す図である。
【図７ａ】印字ヘッドのノズルのセットについて駆動電圧（パルスステップ）に対する測定された液滴体積のマッピングの例を示す図である。
【図７ｂ】本発明に従う方法の実施形態において用いられ得るさらなる駆動波形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
ＯＬＥＤ製作のために本発明者らが用いるプリンタの例は、ダイマティックス（Ｄｉｍａｔｉｘ）ＳＸ３インクジェット印字ヘッド（富士フイルムダイマティックス社（Ｆｕｊｉｆｉｌｍ  Ｄｉｍａｔｉｘ，Ｉｎｃ．）製）付きのリトレックス（Ｌｉｔｒｅｘ）１４０８、リトレックス１４２およびリトレックス１４０Ｐプリンタである。典型的には、印字ヘッドは、各スワス間をＸ方向に進んで、例えばＹ方向に、連続するスワスに印刷する。印字ヘッドは、ドットピッチをコサインφだけ縮小するためにＸ方向に対して角度φに位置付けられていてもよい。
【００３６】
図３ａは、カラーＯＬＥＤディスプレイの一部の若干数のピクセルにわたる掃除ヘッド２２２の通路を例証するものである。該図は、「ポロ」型リングバンク１１２内に堆積された液滴を図式的に示す。該図において、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のサブピクセルは、基底部にアノード金属１４を持つ別個のウェルをそれぞれ有する。単なる一例にすぎないが、小型フラット・パネル・ディスプレイにおいて、ピクセルは、５０μｍの幅および１５０μｍ〜２５０μｍの長さを、例えば幅１０μｍまたは２０μｍのバンクとともに有してよく；カラーテレビ等の用途により好適なより大型のディスプレイにおいて、ピクセル幅は、およそ２００μｍとなり得る。本発明の実施形態において、堆積されるインク体積は、ピクセルピッチ（バンク寸法）には著しい変化なしに、非常に大幅に増大し得る。
【００３７】
図３ｂは、リングバンク１１２が、複数のカラーサブピクセル用の材料をそれぞれ保持する縦方向チャネルを定義し、該サブピクセル自体はアノード金属１４によって定義されている配置を例証するものである。実施形態において、アノード島は、酸化もしくは窒化ケイ素またはＳＯＧ（塗布ガラス）等の下層の保護層によって分離されていてよい。図３ａおよび３ｂの実施形態において、１つのピクセルのリングバンクのいずれの部分も、別のピクセルと共有されていない。
【００３８】
図３ｃは、パッシブマトリクスＯＬＥＤディスプレイ等のディスプレイの一部を通る断面を示し、ここで、これを後に堆積されるカソード材料から絶縁するために、アノード金属の部分上に絶縁材料の層１１６が設けられている。これは、（直角の電極をアノード金属電極に提供するために）カソード金属１１８を絶縁している図３ｄにおいてより明瞭に見られる。絶縁体は、酸化物、窒化物もしくはＳＯＧまたはレジスト材料を含み得る。
【００３９】
図３ｃは、液滴が最初に堆積される場合、乾燥してウェルの底面にわたって予め溶解された材料の薄層を残すが、その体積はウェルのものよりはるかに大きいことも例証している。例えば、ウェルの深さは約１μｍであってよく、乾燥堆積材料の厚さは約０．１μｍであってよく、液滴の初期高さは約１０μｍであってよい。
【００４０】
Ｐ−ＯＬＥＤデバイス内では、各異なるＬＥＰ色について控えめな（ｄｉｓｃｒｅｅｔ）ＨＩＬ厚さを有することが望ましい。典型的には、最適な青色性能には比較的薄いＨＩＬが好ましいのに対し、赤色には特に厚い層が好ましい。大まかに言えば、ＬＥＰおよびＨＩＬの組み合わせはキャビティを定義し、ＯＬＥＤからの光出力はキャビティ厚さ（深さ）で正弦的に変動し、厚さが出力波長において整数の半波長を定義する場合にほぼピークに達する。故に、光出力がピークである若干数の厚さがあり、全般的なＬＥＰ＋ＨＩＬ厚さがこれらの１つと一致することが好ましい。例えば、１つの構造において、Ｒ、ＧおよびＢ色の（サブ）ピクセルは、下記の層厚さを有する：
【表１】
2014160649.tif 000003
【００４１】
典型的には、デバイス中の他の層は、Ｒ、ＧおよびＢ色の（サブ）ピクセルについて実質的に同じ厚さを有する。
【００４２】
ＨＩＬ層を印刷する場合、各ノズルがＨＩＬを印刷するが、異なる標的層厚さがある。潜在的には、ＨＩＬの層厚さは、例えば、そうでなければスワスの縁でまたはスワスの一方もしくは他方の末端で縮小するであろう出力強度を補償するために、スワス内での位置次第で系統的に変動してもよい。
【００４３】
本発明者らが以前に記述した、印字ヘッドのノズルの体積出力を１％以内の公差と一致させるための技術は、ノズルすべてが同じ手法で挙動するという特有の仮説を有していたが、実験はこれが当てはまらないことを示している。典型的なＳＸ３印字ヘッドは、２０μｍのノズル直径および５０８μｍのノズル分離を有する。ノズルはフラット・ノズル・プレート上で開口し、圧電変換器がある絞り穴を介し、篩として作用するロック・トラップ・フィルタ（ｒｏｃｋ  ｔｒａｐ  ｆｉｌｔｅｒ）を介して貯留槽と接続する。堆積材料は、シロップ状の稠度、８〜１０センチポアズの粘度を有し；噴出された液滴は約（ｏｒｄｅｒ）８ｐＬの体積を有し得る。すべてのノズルは、いくつもの理由から、わずかに異なる挙動をする：ノズル自体が製造公差によりわずかに変動するサイズを有し、ヘッドは、正確に一致していないヘッドエレクトロニクスの別個のセットによって駆動される奇数および偶数のノズルに分離され；考慮すべき他の要因がある。
【００４４】
本発明者らは、単一の印字ヘッドにおいて出力滴体積を調節することを用いて、３つの異なる滴体積を単一の印刷スワス内のＲ、ＧおよびＢ位置に印刷させる技術について記述する。印字ヘッド上のノズルは、３つの群に分割され、これらの群の各々は、各色について最適なキャビティ厚さのために所望される妥当な滴体積を標的化するように調節される。図４は、本発明の実施形態に従う方法において、赤、緑および青色に用いられる異なる液滴径の例を例証するものである。本発明者らが記述している技術は、インクジェット印刷ＯＬＥＤディスプレイの製造において使用される種類の単一印字ヘッドシステムおよびマルチヘッド印字バーの両方に好適である。
【００４５】
図５は、圧電変換器に印加される電圧を例証する、典型的な印字ヘッド駆動波形を示す。これは、ゼロまたは基準電圧レベルとして有効に獲得され得る初期電圧レベルＶ１、例えば１３５Ｖで始まる。次いで電圧はＶ２に低下し、これは、この例においては例えば８５Ｖ前後であってよく、５０ボルトの電圧差を与える。次いで電圧は第三の値Ｖ３に戻り、これは第一の値Ｖ１と同じであっても異なっていてもよく、その後サイクルは継続する。
【００４６】
典型的には、滴を発射するために、特定のノズルに局所的なＰＺＴにわたって電圧差が作り出される。ノズルのＰＺＴでの１つの電極における電圧は固定電圧であり、すべてのノズルに共通である（典型的にはコモンレールと呼ばれる）。波形パラメータはすべて、他の可変電極のみに作用する。静止時、Ｖ１（始動電圧）はコモンレールと等しいまたは同様である。概して、図中の終止電圧スロットＶ３もコモンレールと等しいまたは同様である（理論上は可変電極とコモンレールとの間に電圧差を有することが可能であるが、これは滴を発射せず、発射事象の間、ＰＺＴを応力状態で保持する）。
【００４７】
パルスの典型的な繰り返しの流れにおいて、第一相は例えば３μｓ、第二相は５μｓ、第三相は３μｓの持続時間を有し得る。液滴噴出は、相２および３の間の遷移中に起こり；この前にノズルは「満杯になる」。電圧Ｖ２の値が低下すれば、Ｖ１とＶ２との間の電圧ステップが増大し、次いで液滴の体積が増大する。
【００４８】
しかしながら、これはノズル挙動の単純化であり、印字ヘッドのノズルについて体積とＶ２の電圧との間の線形スケール因子を決定するための試みは、速度−電圧−体積関係が非線形であり印字ヘッドの全般的な挙動が複雑であるため、うまく作動しない。
【００４９】
最初に、波形パルス幅と得られた体積との関係が決定される（波形上でパルス幅を調整することは、出力滴体積に最も大きな効果を有し、パルス幅が長くなるにつれて、滴体積は大きくなる）。故に、１つのアプローチにおいて、すべてのノズルは、固定駆動電圧で第一のパルス幅、例えば３μｓ等の短パルス幅に設定され、次いで、較正試料が印刷され、ここで、すべてのノズルは平面基板上に個々に印刷する。次いで、ノズルはすべて、同じ固定電圧で、第二のパルス幅、好ましくははるかに長いパルス幅、例えば７μｓ前後に設定される。次いで、第二の較正試料が印刷される。較正試料の各々からの各個々の印刷された液滴の厚さを、例えばザイゴ白色光干渉計を使用して測定する。これは乾燥材料についての堆積厚さを提供し、初期溶液の体積濃度から、各液滴の体積を決定することができる。次いで、これを各印刷された液滴について使用されているパルス幅と相関させて、各個々のノズルについてパルス幅対体積の関係を、この特定の例においては４μｓ範囲にわたって決定することができる。図６は、プリンタ・ヘッド・ノズルによって生成された短５１０および長５２０パルス幅ならびに対応する液滴体積を概略的に示す。
【００５０】
好ましくは、範囲の各末端におけるパルス幅値は、測定範囲を超えて外挿するよりもむしろ内挿を可能にするように決定される。好ましくは、パルス幅対体積の関係のより正確なマッピングを可能にするために、１つ以上の中間パルス幅も用いられる。好ましくは、各厚さ値は、複数回、例えば１０回測定され、好ましくは、各パルス幅の液滴について複数、例えば１０回の繰り返し堆積があり、故に、相当量のデータが得られる（例えば、各々について１００回繰り返す１２８のノズルがあってよい）。好ましくは、疎水性コーティングした基板が、較正試料に用いられる。
【００５１】
この較正に基づいて、３つの控えめなパルス幅が選択され、これにより、ＯＬＥＤディスプレイの各カラーサブピクセルについてＨＩＬおよび／またはＩＬ厚さの標的厚さ要件の近似値を求める。
【００５２】
次いで、控えめな体積標的／厚さをより正確にするために、各ピクセルについての駆動電圧対体積の関係も較正される。
【００５３】
故に、上述したのと同じ測定手順を使用して、波形は、標的体積／厚さについて決定されたパルス幅で設定される（その繰り返しＲＧＢパターンにおいて）。駆動電圧は、すべてのノズルにわたって同じ値に設定され、次いで較正試料が印刷される。次いで、すべてのノズルにわたる駆動電圧が、異なる値、例えば第一の値よりも高い５ボルトに設定され、その後、第二の較正試料が印刷される。次いで、これらの較正試料を、既述した通りのザイゴ干渉計を使用して測定し、その後、出力体積データをノズル位置と相関させて、各ノズルの相対パルス幅における駆動電圧と液滴体積／堆積材料厚さとの関係を決定する。既述した通り、１つのノズルに動力を供給することは別のものに影響を及ぼし得るため、好ましくは、較正試料は、実デバイスを製作する際に使用されるものと同様の条件下で印刷される。例えば、ノズル発射が同様のタイミングを有するように、較正スポットの（垂直）列を印刷する場合、ヘッドをデバイス製作中に使用されるのと同じピッチ（ヘッドの動作の方向に対してノズルの列の角度）に回転させてよい。
【００５４】
好ましくは、次いで手順を反復して、標的堆積厚さ／体積により密接に接近するために、駆動電圧を反復的に調整し、厚さ／体積を測定することにより、標的体積／厚さを微調節する。図７ａは、プリンタヘッドのノズルのセットについて駆動電圧（パルスステップ）に対する測定液滴体積のマッピング例を示す。
【００５５】
原理上、パルス幅または駆動電圧のいずれかが、所望の標的堆積厚さ／液滴体積を実現するために自然に変動し得るが、より正確な結果を実現するために両方を変動させることが好ましい。
【００５６】
例証されている波形例は単純であるが、当業者ならば、より複雑な駆動波形が代替的に用いられ得ることが分かるであろう。例えば、図７ｂは、噴出された液滴のクリーナーカットオフを提供するための、主パルス後の液滴切断パルス７１０を持つ駆動波形の例を示す。第一のパルスは、滴を発射するが、発射事象が完了した後継続する微小圧力波（反響のようなもの）も開始し、第二のパルスは、第一の余波を相殺するために使用される。第一および第二のパルスの間の期間、第二のパルスの強さまたは駆動を、それ自体は滴を発射しないがクリーナーブレイク（ｃｌｅａｎｅｒ  ｂｒｅａｋ）を与えてサテライト液滴を縮小し、他のノズルへのクロストークを縮小するように調整する。
【００５７】
図７ｂにおける第二の代替的な波形は、７２０においていくらかのオーバーシュートを呈する波形および初期電圧値への段階的な戻りを示す。プリンタが妥当な下降時間または負の傾きを調整するための設備を有する場合、これは、一連の噴出された液滴を安定させるのを助け、再現性の改善を与えることができる。
【００５８】
当業者ならば、駆動パルス波形の形状におけるこれらおよび他の変形形態が可能であること、ならびにそのような形状変化について較正するために上述した通りの較正手順が用いられ得ることが分かるであろう。
【００５９】
各個々のノズルについての波形が決定されたら、波形データは、記憶媒体に格納されるか、またはコンピュータネットワークを介してのいずれかで、波形ファイルとしてインク・ジェット・プリンタに提供されてよい。リトレックスプリンタ用のそのような波形ファイルの一例は、各ノズルが例えば０Ｖと１３５Ｖ等のレール電圧との間の電圧を定義するために９ビットを使用して、電圧レベルおよび持続時間を定義するためのデータを含む。故に、印刷波形を定義するためには、この波形データを定義するテキストファイルをプリンタにロードすることが必要なだけである。
【００６０】
本発明者らは、印字ヘッド内の個々のノズルについて控えめな体積標的を用いる技術について記述してきた。例えば、ノズル０からの２つ置きのノズルは、１つの特定の滴体積に合わせて、例えば赤色用に調節され、ノズル１からの２つ置きのノズルは、別の標的滴体積に合わせて、緑色用に調節され、ノズル２からのすべてのノズルは、第三の標的滴体積に合わせて、青色用に調節されてよい。これは、ＯＬＥＤまたは有機ＰＶ（光起電）基板が、ＨＩＬ／ＩＬ堆積の単一パスにおいて最適なＬＥＰ性能を提供するために所望のＨＩＬ／ＩＬ厚さを実現することを可能にする。これは、そのようなデバイスの製造中において製作時間を非常に大きく節約する。より大きい体積差／正確さ改善のために、パルス幅および乾燥電圧の両方が調整され得る。
【００６１】
当業者ならば、上述した技術が、有機発光ダイオード（小分子またはポリマー）の製作における使用に限定されるものではなく、材料が溶媒に溶解され、液滴堆積技術によって堆積される任意の種類の分子電子デバイスの製作において用いられ得ることを認識するであろう。おそらく、多くの有効な代替物に当業者は想到するであろうし、本発明は記述されている実施形態に限定されず、これに添付されている特許請求の範囲内にあることが当業者に明らかな修正形態を包括することが理解されるであろう。
【符号の説明】
【００６２】
１０  ＯＬＥＤデバイス
１４  透明伝導性酸化物層、アノード金属
１２  基板
１６  正孔注入層（ＨＩＬ）
１８  中間層（ＩＬ）
２０  発光ポリマー（ＬＥＰ）、ＬＥＰ積層
２２  カソード
２００  三色アクティブマトリクス型ピクセル化ＯＬＥＤディスプレイ、インク・ジェット・プリンタ、インク・ジェット・プリンタ・システム
１１２  バンク、「ポロ」型リングバンク
１１４  ウェル
２１２  基板
２２２  インクジェット印字ヘッド、掃除ヘッド
２０６、２０８  第一および第二の線形ポジショナ
２０９  ベース
２５４  一対のレール
２４９  卓または床
２５１  回転台
２５６  スライダ
２５０  止め具
２５２  一対のレール
２２６  印字ヘッドユニット
２４４、２４６、２４７  回転ポジショナ
２５３  スライダ
２４８  線形ポジショナ
２０４  アンビリカル
２０２  コンピュータ端末
２２７  ノズル
２２８  単列
１１６  絶縁材料の層
１１８  カソード金属
５１０  短パルス幅
５２０  長パルス幅
７１０  液滴切断パルス
【図１ａ】
2014160649.tif 000004
【図１ｂ】
2014160649.tif 000005
【図２ａ】
2014160649.tif 000006
【図２ｂ】
2014160649.tif 000007
【図２ｃ】
2014160649.tif 000008
【図３ａ】
2014160649.tif 000009
【図３ｂ】
2014160649.tif 000010
【図３ｃ】
2014160649.tif 000011
【図３ｄ】
2014160649.tif 000012
【図４】
2014160649.tif 000013
【図５】
2014160649.tif 000014
【図６】
2014160649.tif 000015
【図７ａ】
2014160649.tif 000016
【図７ｂ】
2014160649.tif 000017
【外国語明細書】
2014160649000001.pdf
2014160649000002.pdf
2014160649000003.pdf
2014160649000004.pdf