(57)【要約】  蒸発した材料のビームが、反射体の衝突面に衝突して、当該反射体からシャドウマスク内の１以上の開口を通って堆積基板上へと方向が変えられるように、前記蒸発した材料のビームを前記反射体の方向に向けて、パターン化された材料層を形成することを含む、パターン化層の作成方法。
2009506200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発した材料のビームが、反射体の衝突面に衝突して、当該反射体からシャドウマスク内の１以上の開口を通って堆積基板上へと方向が変えられるように、前記蒸発した材料のビームを前記反射体の方向に向けて、パターン化された材料層を形成することを含む、パターン化層の作成方法。
【請求項２】
前記蒸発した材料が、有機物質である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反射体が、前記蒸発した材料の凝縮温度より上の温度に加熱される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記反射体が、ランプによって加熱される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記方法が、約０．１３Ｐａ（１×１０−３Ｔｏｒｒ）未満の圧力で実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記反射体が、金属箔を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記衝突面が、ポリマーでコーティングされている、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記衝突面が、非平面状である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記シャドウマスクが、高分子製シャドウマスクである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記シャドウマスクが、前記堆積基板の上に載っている、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記パターン化された材料層の厚さが、約１６００ｃｍ２より大きい領域にわたって約８％未満で変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記パターン化された材料層が、電子デバイスの層である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電子デバイスが、有機電子デバイスである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
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１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記有機電子デバイスが、有機薄膜トランジスタである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
材料を蒸発させて蒸発した材料のビームを形成することを更に含み、当該材料が粉末である、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記蒸発した材料のビームが、前記反射体の衝突面に衝突し、且つ直ちに当該反射体からシャドウマスク内の１以上の開口を通るように方向が変えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記蒸発した材料のビームが、前記反射体の衝突面に衝突し、且つ当該反射体からシャドウマスク内の１以上の開口を通るように方向が変えられる前に、当該衝突面上に保持される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
蒸発した材料のビームが、反射体に衝突して、堆積基板上へと方向が変えられるように、前記蒸発した材料のビームを前記反射体の方向に向けて、薄膜層を形成することを含み、当該薄膜層の厚さが、約１６００ｃｍ２より大きい領域にわたって約８％未満で変化する、薄膜層の作成方法。
【請求項２０】
前記蒸発した材料が、有機物質である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記蒸発した材料が、シャドウマスク内の１以上の開口を通るように方向が変えられて、パターン化された薄膜層が形成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
（ａ）蒸発した材料のビームを反射体の方向に向けること、
（ｂ）前記蒸発した材料を前記反射体上で凝縮させること、及び
（ｃ）前記反射体を加熱して前記材料を再蒸発させて、当該材料を薄膜層として堆積基板上へと移動させることを含む、薄膜層の作成方法。
【請求項２３】
前記蒸発した材料が、有機物質である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記薄膜層をパターン化するためにシャドウマスクが使用される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
フラックス反射体及びシャドウマスクを含む堆積システム。
【請求項２６】
前記シャドウマスクが、高分子製シャドウマスクである、請求項２５に記載の堆積システム。
【請求項２７】
前記フラックス反射体が、非平面状表面を含む、請求項２５に記載の堆積システム。
【請求項２８】
堆積基板を更に含み、前記シャドウマスクが当該堆積基板の上に載っている、請求項２５に記載の堆積システム。
【請求項２９】
前記シャドウマスクが、前記堆積基板から約１０マイクロメートル未満で、堆積領域全体にわたって離されている、請求項２８に記載の堆積システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子デバイス内の層として有用な薄膜層の作成方法、別の態様ではパターン化層の作成方法及びパターン化層を作成するための堆積システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイス内の薄膜として有用な多くの有機材料は、それらがフォトレジストの化学物質及びプロセスと適合しないために、フォトリソグラフィを使用してパターン化することができない。従って、これらの材料は通常、蒸着によって堆積し、シャドウマスク技術を使用してパターン化して、電子デバイスのためのパターン化された薄膜層を形成する。
【０００３】
しかし、比較的広い領域（即ち、堆積のために使用される真空槽のサイズに相当する領域）にわたって、均一な薄膜層を蒸着により得ることは困難であり得る。比較的広い領域をパターン化するためにシャドウマスクを使用することもまた問題が多い。多くの場合、堆積する有機原材料は粉末である。図１に示す如く、供給源、通常はクヌーセンセル（１４）が、有機原材料を保持するために使用される。前記原材料を加熱し、基本的に上向きビーム（１６）の方へ蒸発させる。従って、シャドウマスク（１０）は、堆積基板（１２）の真下に位置しなければならず、堆積基板（１２）とシャドウマスク（１０）の両方が、供給源（１４）の上で保持される。しかし、比較的大きな高分子製シャドウマスクを使用した場合、当該シャドウマスクは重力を受けて垂れ下がり（１７）、これによってデバイス層のパターン化及び／又は位置合わせが不正確となり得る。しかし、下向きビームは利用できない。なぜなら下向きの供給源から粉末がこぼれるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したことを考慮すると、本発明者らは、有機薄膜層を比較的広範囲にわたってパターン化する方法が必要とされていると考える。更に、本発明者らは、均一な薄膜を比較的広範囲にわたって提供することができる方法が必要とされていると考えている。要約すると、一態様において本発明は、パターン層の作成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本方法は、蒸発した材料のビームが、反射体の衝突面に衝突して、当該反射体からシャドウマスク内の１以上の開口を通って堆積基板上へと方向が変えられるように、前記蒸発した材料のビームをフラックス反射体に向けて、パターン化された材料層を形成することを含む。本明細書で使用するとき、「堆積基板」とは、実際の電子デバイス基板（即ち、通常、製造、試験、及び／又は使用の間、デバイス全体を保持する基板）及び任意の予め堆積させた層（その上に前記原材料を堆積させる）を意味する。
【０００６】
別の態様では、本発明は、蒸発した材料のビームが、反射体に衝突して、堆積基板上へと方向が変えられるように、前記蒸発した材料のビームを前記反射体の方向に向けて薄膜層を形成することを含み、当該薄膜層の厚みが約１６００ｃｍ２より大きい領域にわたって約８％未満で変化する、薄膜層の作成方法を提供する。
【０００７】
更に別の態様では、本発明は、（ａ）蒸発した材料のビームを反射体の方向に向けること、（ｂ）前記蒸発した材料を前記反射体上で凝縮させること、及び（ｃ）前記反射体を加熱して前記材料を再蒸発させて、当該材料を薄膜層として堆積基板上へと移動させることを含む薄膜層の作成方法を提供する。
【０００８】
更に別の態様では、本発明は、フラックス反射体及びシャドウマスクを含む堆積システムを提供する。前記シャドウマスクは、高分子製シャドウマスクであることができ、堆積基板によって支持されてよい（即ち、その上に載っている）。
【０００９】
本発明の方法は、広領域にわたって均一である有機薄膜層を含む薄膜層を提供することができる。加えて、図２に示す如く、本発明の方法を使用して、供給源（２４）から基本的に上方（２６）を指すビームは、反射体（３０）を使用して、下向きビーム（２８）へと方向を変えることができる。これにより、シャドウマスク（２０）を堆積基板（２２）上に載せる構成とすることができ、パターン化中のあらゆるシャドウマスクのたるみを排除することができる。
【００１０】
従って、本発明の方法は、有機薄膜層を比較的広範囲にわたってパターン化する方法のための当該技術分野における要求を満たす。本発明の方法は、均一な有機薄膜を比較的広範囲にわたって提供すること可能な方法のための、当該技術分野における要求をも満たす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
薄膜の原材料は通常、クヌーセンセルを使用して蒸着するが、気相堆積のための任意の好適な手段を本発明の方法に利用できる。クヌーセンセルを使用する場合、堆積させる材料を加熱して、好適な蒸気圧を等温閉鎖容器（「セル」）内に提供する。前記セルの末端部にある開口からの分子流出により、蒸発した材料の分子線が生じる。本発明の方法は、フラックス反射体（本明細書においては、単純に「反射体」としても参照される）を利用して、本分子線の方向を変える。
【００１２】
基本的に、前記クヌーセンセルは、蒸発した材料の「一次」ビームを生成する。この一次ビームを、前記反射体の方向に向けて、一次ビームが当該反射体の表面（「衝突面」）に衝突することができる。次に、前記蒸発した材料を前記反射体から「二次」ビームへと反射させ、又は方向を変更させて、堆積基板上へ堆積させる。一次ビームの蒸発分子は、当該ビームが反射体表面に衝突した際に、基本的にランダム化されており、つまり堆積基板の観点からすれば、当該反射体は前記二次ビームのための蒸発した材料の大きなランバート光源（Lambertian source）として現れる。任意選択的に、前記二次ビームは、シャドウマスクを通る方向に向けることができ、結果として得られる材料層をパターン化する。
【００１３】
前記原材料は、蒸着により堆積させた際に薄膜を形成する、任意の有用な材料であることができる。好ましくは、前記材料は有機物質である。より好ましくは、前記物質は有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）内の有機半導体として、又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）内の層として有用である。
【００１４】
前記反射体は、任意の有用な物質で作成することができる。例えば、前記反射体は、無機ガラス、セラミックフォイル、高分子材料（例えば、アクリル類、エポキシ類、ポリアミド類、ポリカーボネート類、ポリイミド類、ポリケトン類、ポリ（オキシ−１，４−フェニレンオキシ−１，４−フェニレンカルボニル−１，４−フェニレン）（時に、ポリ（エーテルエーテルケトン）若しくはＰＥＥＫ（PEEK）と称される）、ポリノルボルネン類、ポリフェニレンオキシド類、ポリ（エチレンナフタレンジカルボキシレート）（ＰＥＮ）、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））、充填高分子材料（例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ））、金属化ポリマー類（例えば、金属化させた表面を有する高分子フィルム、金属層若しくは金属パターンをその表面に有する高分子フィルム、又は金属微粒子をその内部に分散させたポリマー）、又はコーティングされた又はコーティングされていない金属箔を含むことができる。好ましくは、前記反射体は、金属箔、ポリイミド、又は金属化ポリマー（metalized polymer）を含む。
【００１５】
典型的には、前記蒸発した材料が前記反射体の衝突面（即ち、一次ビームが衝突し、そこから向きを変えて離れる表面）上で凝縮したり、張り付いたりしないことが好ましい。従って、前記衝突面を加熱して（例えば、ランプにより）、蒸発した材料の凝縮温度より高い温度にすることができる。前記衝突面は、材料（例えば、ポリマー）によりコーティングして、蒸発した材料の付着係数を低減することもできる。
【００１６】
しかし、場合によっては、前記原材料が前記衝突面上に一定期間保持されてから、前記反射体から方向を変えられるのが好ましい場合もあり得る。例えば、前記蒸発原材料を、前記反射体上に凝縮させて、コーティングされた反射体を後で使用するために保存することができる。保存期間後、前記コーティング済反射体を加熱して、前記材料を再蒸発させ、それを薄膜層として堆積基板上へと移動させることができる。
【００１７】
前記反射体は、任意の有用な形状を有することができる。例えば、前記反射体は、平面又は非平面状であることができる。好ましくは、前記反射体は非平面状である。最も好ましくは、前記反射体は、結果として得られる層の均一性を最大化させる形状とされる。数値モデリングを利用して、前記反射体を設計し、結果として得られる層の均一性を最大化させることができる。数値モデリングは、例えばマスキャッド（Mathcad）（登録商標）（マスソフト社（Mathsoft）（マサチューセッツ州ケンブリッジ）より入手可能）などのモデリング用プログラムを使用して遂行できる。モデリングはまた、例えば直線的に傾斜させた（即ち、Ｖ字形の）層を提供する反射体を設計するためにも使用できる。
【００１８】
反射体は、当該技術分野において既知の方法を使用して作成することができる。例えば、金属箔を、形作ったり又は曲げたりすることで（例えば、予備成形を使用して）反射体を形成することができる。高分子製反射体は、例えば、射出成形によって作成することができる。
【００１９】
前記二次ビームは、シャドウマスク内の１以上の開口を通る方向に向けて、結果として得られる層をパターン化することができる。シャドウマスクは、所望の材料を堆積させることができ、同時に所望の事前に選択されたパターンに材料を形成することができる。それ故に、堆積に先立つ又はそれに続く別個のパターン化工程は必要ではない。
【００２０】
好ましくは、高分子材料例えばポリイミド又はポリエステルなどから形成されたシャドウマスクを使用する。高分子製シャドウマスクは、通常、約５マイクロメートル〜約５０マイクロメートルの間の厚みを有する。シャドウマスクに高分子材料を使用することで、他の材料に優る利点を提供することができ、これにはシャドウマスク製造の容易性、シャドウマスクのコスト低減、及び他の利点を挙げることができる。しかし、非高分子材料例えば、シリコン、金属類、又は結晶性材料類を使用することが可能である。ただ、高分子製シャドウマスクは、可撓性であり、一般に、不意に折れが形成されたり又は永続的に曲げられることによる損傷を受ける傾向が低い性質がある。加えて、高分子製シャドウマスクは通常、軽量で可撓性であり、存在する堆積層と接触するときに損傷を受けにくい。更に、幾つかの高分子製マスクは、酸類でクリーニングできる。
【００２１】
堆積用開口の配置及び形状は、所望のパターンに応じて大きく変化する。１以上の堆積用開口は、約１０００マイクロメートル未満（好ましくは、約５０マイクロメートル未満、より好ましくは約２０マイクロメートル未満、更により好ましくは約１０マイクロメートル未満、最も好ましくは約５マイクロメートル未満）の幅を有するように形成できる。これらの範囲の幅を有する堆積用開口を形成することにより、電子デバイス（例えば、ＯＬＥＤ又はＴＦＴ）のサイズを減少させることができる。更に、様々なデバイス要素のサイズを減少させるために、２個の堆積用開口間の距離（ギャップ）は、約１０００マイクロメートル未満（好ましくは、約５０マイクロメートル未満、より好ましくは約２０マイクロメートル未満、最も好ましくは約１０マイクロメートル未満）であることができる。前記シャドウマスクの作成、使用、再利用、又は再位置決めの際には、フィーチャー間の距離例えば開口間の距離又はサブパターン間の距離は、約１．０％（好ましくは、約０．５％、より好ましくは約０．１％）以内にて再現可能である。
【００２２】
堆積用開口のパターンを高分子製シャドウマスク内に画成するために、レーザーアブレーション技術を使用することができる。従って、シャドウマスクを高分子フィルムから形成することで、一般に他のシャドウマスク（例えば、シリコンマスク又は金属マスク）に要求されるものよりも廉価、簡便、及び／又はより正確な製造工程を使用できる。更に、レーザーアブレーション技術は、パターン形成に使用することが可能なので、パターン幅は従来のパターンよりかなり大きくすることができる。例えば、レーザーアブレーション技術は、パターン形成を容易にして、パターン幅を約１センチメートルより大きく、約２５センチメートルより大きく、約１００センチメートルより大きく、又は更に約５００センチメートルより大きくすることができる。次に、これら巨大なマスク（ウェブの幅となり、非常に長い（例えば、ロールの長さ）ものとなり得る）を堆積工程にて使用し、広大な表面にわたって分布し、及び大きな間隙で離されたデバイス要素を作成することができる。
【００２３】
代わりに、シャドウマスクをシリコンウェーハで形成した場合には、開口パターンは反応性イオンエッチング又はレーザーアブレーションを使用して作成することができる。金属マスクは、各種技術により作成することができ、例えば従来の機械加工、マイクロマシニング、ダイヤモンドマシニング、プラズマ又は反応性イオンエッチング、及び放電加工（ＥＤＭ）又は放電−腐食加工（spark-erosion machining）が挙げられる。
【００２４】
典型的には、本発明の方法は、堆積ステーション例えば、約０．１３Ｐａ（１×１０−３Ｔｏｒｒ）未満（好ましくは、約０．００１３Ｐａ（１×１０−５Ｔｏｒｒ）未満、より好ましくは約０．０００１３Ｐａ（１×１０−６Ｔｏｒｒ）未満）の圧力の真空槽内で起こる。シャドウマスクをパターン化のために使用する場合、当該シャドウマスクは通常、堆積基板に接近させて配置し、次に堆積させる材料を堆積ユニットによって蒸発させる。前記堆積ユニットは、堆積材料の１以上の供給源を含むことができる。供給源（単数又は複数）を加熱して、前記材料を蒸発させることができる。蒸発した材料は、反射体に衝突し、当該反射体から方向を変えて、シャドウマスクの開口（単数又は複数）を通って堆積基板上に堆積する。堆積の際に、材料層は、前記シャドウマスクで規定されるパターンを形成する。
【００２５】
しかし、可撓性シャドウマスクを十分に大きく、例えば大きな寸法を有するパターンを含むように作成した場合、重力の結果としてたるみ問題（sag problem）が発生し、マスクと堆積基板との間の不均一な間隔を生じる。前記たるみ問題は、マスクが大きく作成されればされる程、増大する。従って、マスクは好ましくは堆積基板の上に載っている。可撓性シャドウマスクが、堆積基板の上に置かれる場合、当該基板上に完全に平坦には位置していない可能性がある（例えば、マスクにはしわがある可能性がある）。本問題を克服するために、前記シャドウマスクを前記堆積基板に対して引き伸ばして、当該マスクと当該堆積基板との間の間隔を最小化することができる。このような構成において、重力が、原材料が堆積する領域全てにわたって、マスクを堆積基板と接触するように、又はほぼ接触するように保持する手助けをすることができる。マスクと堆積基板との間の間隔は、堆積領域全体にわたって、例えば約１０マイクロメートル未満（好ましくは、約２マイクロメートル未満）であることができる。
【００２６】
構造体（例えば、パターン化済フォトレジスト層）は、所望により堆積基板上に、予め堆積させた層を保護するための、堆積基板とシャドウマスクとの間のスペーサーとして提供され得る。
【００２７】
本発明の方法は、比較的広範囲にわたって実質的に均一な薄膜層作成のために使用することができる。例えば、本発明の方法は、薄膜層作成のために使用することができ、そこでは層の厚みは約１６００ｃｍ２より大きい（好ましくは、約１ｍ２より大きい）領域にわたって、約８％未満（好ましくは、約５％未満、より好ましくは約２％未満）で変化する。
【００２８】
本発明の方法は、インライン（即ち、連続的に）実施することができる。例えば、原材料は、細長いウェブの堆積基板上へ連続的に堆積することができる。前記基板ウェブは、一連の堆積ステーションを介して供給できる。前記反射体はまた、細長いウェブから形成され及び／又は一連の堆積ステーションを介して動かすことができる。加えて、シャドウマスクパターンをウェブ内に形成して、薄膜層又は層部分を画定することができる。
【００２９】
前記薄膜層は、電子デバイス例えば、キャパシタ、トランジスタ（接合トランジスタ及び薄膜トランジスタを含む多くのタイプがある）、ダイオード（例えば、発光ダイオード又はショットキーダイオード）、太陽光発電、及びディスプレイなどにおいて有用である。好ましくは、本発明の方法は、有機電子デバイスのための有機薄膜層作成のために使用することが可能であり、最も好ましくは、本発明の方法は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のための有機薄膜層作成のために使用することが可能である。
【００３０】
ＯＬＥＤとしては、２個の電極（即ち、アノード及びカソード）間に配置された有機放射性要素が挙げられる。有機放射性要素は、通常、１以上の有機エレクトロルミネセンス材料を含有する少なくとも１つの発光層を含む。有機放射性要素としては、更に他の任意材料、例えば電荷移動材料、電荷ブロック材料、電荷注入材料、色変換材料、緩衝材料、又はこれらの組み合わせも挙げることができる。
【００３１】
通常、ＯＬＥＤは、基板上に提供され且つ次の順番にて配設される：アノード、ホール輸送層、発光層、電子伝達層、及びカソード。電子は、カソードから電子伝達層内へ注入され、ホールはアノードからホール輸送層内へ注入される。電荷キャリアは、発光層へ移動し、そこで結合して光を放つ。少なくとも１つの電極が通常、透過的（即ち、透明電極を通して光を放出できる）である。
【００３２】
ＯＬＥＤの典型的なアノードは、プラスチック又はガラスなどの透明基板上へスパッタリングされた酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。好適な基板としては、例えばガラス、ポリオレフィン類、ポリエーテルスルホン類、ポリカーボネート類、ポリエステル類、ポリアリレート類、及び高分子多層膜などの透明プラスチック類、３Ｍ社（ミネソタ州セントポール）から入手可能なプラスチックフィルムコンダクタ（Plastic Film Conductor）などのＩＴＯコーティングされたバリア膜、表面処理済みの膜、並びに選択されたポリイミド類が挙げられる。
【００３３】
基板をコーティングするアノード材料は、導電性であり且つ視覚的に透明、半透明、又は不透明であってよい。ＩＴＯに加えて、好適なアノード材料としては、例えば酸化インジウム、フッ素酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化バナジウム、亜鉛−スズ酸化物、金、白金、パラジウム、銀、他の高仕事関数金属類、及びこれらの組み合わせが挙げられる。多くの好適なアノード類は、１以上の金属酸化物を含有する表面を有する。
【００３４】
典型的なカソード類としては、アルミニウム、バリウム、カルシウム、サマリウム、マグネシウム、銀、マグネシウム／銀合金類、リチウム、フッ化リチウム、イッテルビウム、及びカルシウム／マグネシウム合金類などの低仕事関数金属類が挙げられる。カソードは、これらの材料の単層又は多層であることができる。例えば、カソードは、フッ化リチウムの層、アルミニウムの層、及び銀の層を含むことができる。
【００３５】
アノード及びカソードは、本発明の方法に従って、反射体を使用して堆積させることができる（及び所望により、シャドウマスクを使用してパターン化ことができる）。それらは、任意の他の有用な方法、例えばめっき、インクジェット印刷、又は気相堆積（例えば、熱蒸発又はスパッタリング）などを使用して堆積させることもできる。
【００３６】
ホール輸送層は、アノードからデバイス内へのホール注入及び発光層内の再結合領域へのそれらのマイグレーションを促進する。ホール輸送層は更に、電子のアノードへの通過バリアとして機能することができる。
【００３７】
好適なホール輸送層としては、例えば、ジアミン誘導体類、例えばＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン（β−ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン（ＴＰＤ）など、及びトリアリールアミン誘導体類、例えば４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリ（Ｎ−フェノキサジニル）トリフェニルアミン（ＴＰＯＴＡ）、１，３，５−トリス（４−ジフェニルアミノフェニル）ベンゼン（ＴＤＡＰＢ）、などが挙げられる。
【００３８】
前記ホール輸送層は、本発明の方法に従って反射体を使用して、又は任意の好適な方法を使用して、堆積（及び所望により、シャドウマスクを使用してパターン化）させることができる。
【００３９】
ＯＬＥＤは、１以上の発光層を含有する。幾つかの発光層は、小さい分子エミッタ、小さい分子エミッタドープ発光ポリマー、発光ポリマー類のブレンド、又はこれらの組み合わせを有する。有機放射性要素からの発光は、発光層（単数又は複数）内の材料の組成に依存して、スペクトルの任意の部分であり得る。
【００４０】
前記発光層（単数又は複数）は、本発明の方法に従って反射体を使用して、又は任意の好適な方法を使用して、堆積（及び所望により、シャドウマスクを使用してパターン化）させることができる。本発明の方法を使用して、２つ又はそれ以上の発光層をパターン化して、マルチカラー又はフルカラーのディスプレイを形成するための異なる色の光を放つ領域を形成することが可能である。
【００４１】
実際には、効率的な有機エレクトロルミネセンスデバイスを作り出すために、通常、小分子材料多層膜が使用されるが、それは所与の材料が一般に、所望の電荷輸送及びエレクトロルミネセンス性の両方を有していないためである。
【００４２】
代表的な小分子材料としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）、及び金属キレート化合物類、例えばトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）が挙げられる。他の小分子材料は、例えば「高分子シンポジウム（Macromol. Symp.）」（Ｃ．Ｈ．チェン（C.H. Chen）ら、１２５巻、１号、１９９７年）、日本特許出願公開第２０００−１９５６７３号、米国特許第６，０３０，７１５号、米国特許第６，１５０，０４３号、及び米国特許第６，２４２，１１５号、並びにＰＣＴ国際公開特許ＷＯ００／１８８５１（二価ランタニド金属錯体）、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ００／７０６５５（シクロメタル化イリジウム化合物類及びその他）、及びＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９８／５５５６１に開示されている。これら小分子の幾つかは、蛍光性及び／又は燐光性であることができる。
【００４３】
前記発光層は、ドーパントと組み合わされたホスト材料を含有することができる。ホスト材料の励起状態は、通常、ドーパントの励起状態よりもより高いエネルギー準位にあるために、エネルギーがホスト材料からドーパントへと移動できる。励起されたホスト材料は、通常、励起されたドーパントよりもより短波長の光を放出する。例えば、青色の光を放つホスト材料は、緑色又は赤色の光を放つドーパントへとエネルギーを移動させることができ、緑色の光を放つホスト材料は、赤色の光を放つドーパントへとエネルギーを移動させることができるが、青色の光を放つドーパントへのエネルギー移動はできない。代表的なホスト材料とドーパントとの組み合わせとしては、クマリン色素をドープしたドトリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）及びルブレンをドープしたビフェニレートビス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４４】
電子伝達層は、カソードからデバイス内への電子注入及び発光層内の再結合領域への電子マイグレーションを促進する。電子伝達層は更に、ホールのカソードへの通過バリアとして機能することができる。幾つかの実施例では、前記電子伝達層は、トリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）及びビフェニレートビス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）などの有機金属化合物を使用して形成することができる。電子伝達層において有用な電子輸送材料の他の例としては、１，３−ビス［５−（４−（１，１−ジメチルエチル）フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン、２−（ビフェニル−４−イル）−５−（４−（１，１−ジメチルエチル）フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、又は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）が挙げられる。
【００４５】
前記電子伝達層は、本発明の方法に従って反射体を使用して、又は任意の好適な方法を使用して、堆積（及び任意選択的に、シャドウマスクを使用してパターン化）させることができる。
【００４６】
他の層、例えば、ポルフィリン系化合物類似の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）又は亜鉛フタロシアニンを含有する追加のホール注入層、例えば、アルカリ金属酸化物類又はアルカリ金属塩類を含有する電子注入層、例えば分子オキサジアゾール又はトリアゾール誘導体類、例えば２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントラリン（ＢＣＰ）、ビフェニレートビス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、又は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）を含有するホールブロッキング層、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン（ＮＰＢ）、又は、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等を含有する電子ブロック層もまた、有機放射性要素内に存在することができる。加えて、例えばエレクトロルミネセント材料から放射された光の色を別の色に変換させるために、光輝性材料がこれらの層内に存在することができる。これらの及び他のこのような層及び材料は、層状ＯＬＥＤデバイスの電子的特性及び挙動を変更又は調整するために、例えば所望の電流／電圧応答、所望のデバイス効率、所望の色、所望の明るさ、所望のデバイス寿命などの特性の１以上、又は所望のこれら特性の組み合わせを達成するために、使用することができる。
【００４７】
これらの層は、本発明の方法に従って反射体を使用して、又は任意の好適な方法を使用して、堆積（及び任意選択的に、シャドウマスクを使用してパターン化）させることができる。
【００４８】
ＯＬＥＤは、通常、基板（「ＯＬＥＤ」基板）上に配置される。ＯＬＥＤ基板は、任意の好適な材料、例えばガラス、ポリマー状のもの（polymeric）、又は実質的に可視光を透過する他の好適な材料を含むことができる。好適な基板は、無色、透明又は半透明、剛性又は可撓性、充填又は無充填であることができる。ＯＬＥＤ基板はまた、可視光に対して不透明であることができ、例えばステンレス鋼、結晶シリコン、アモルファスシリコン、ポリシリコン等であることができる。
【００４９】
ＴＦＴは、別の特に有用な種別の電子デバイスである。ＴＦＴは、一般に、トランジスタ基板と、トランジスタ基板上のゲート電極と、ゲート電極上のゲート誘電体と、ゲート誘電体に隣接したソース及びドレイン電極と、ゲート誘電体に隣接し、ソース及びドレイン電極に隣接した半導体層とを含む。これらの構成要素は、様々な構成で組み立てることができる。例えば、ソース及びドレイン電極を、半導体層が該ソース及びドレイン電極を覆った状態で、ゲート誘電体に隣接させることができ、又は半導体層を、ソース及びドレイン電極とゲート誘電体との間に置くことができる。
【００５０】
本発明に従って製造されるＴＦＴを、基板（「トランジスタ基板」）上に設けることができる。トランジスタ基板は、通常、製造、試験、及び／又は使用の間、ＴＦＴを支持する。例えば、あるトランジスタ基板を、様々な実施形態を試験又はスクリーニングするために選択することができ、他方、別のトランジスタ基板は、商業的な実施形態のために選択される。所望により、トランジスタ基板は、ＴＦＴの電気的機能を提供することもできる。有用なトランジスタ基板材料としては、有機又は無機材料が挙げられる。例えば、トランジスタ基板は、無機ガラス、セラミックフォイル、高分子材料（例えば、アクリル、エポキシ、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリケトン、ポリ（オキシ−１，４−フェニレンオキシ−１，４−フェニレンカルボニル−１，４−フェニレン）（時に、ポリ（エーテルエーテルケトン）若しくはＰＥＥＫと呼ばれる）、ポリノルボルネン、ポリフェニレンオキシド、ポリ（エチレンナフタレンジカルボキシレート）（ＰＥＮ）、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ））、充填高分子材料（例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ））、紙及び織物などの繊維性材料、及びコーティングされた又はコーティングされていない金属箔を含むことができる。好ましくは、トランジスタ基板は、高分子材料を含む。
【００５１】
可撓性トランジスタ基板を、本発明とともに使用することができる。可撓性トランジスタ基板は、連続的なものとすることのできるロール加工を可能にし、平坦且つ／又は剛性基板を上回る規模の経済性並びに製造の経済性をもたらす。好ましい可撓性トランジスタ基板は、それ自体で巻くことができる。
【００５２】
ＴＦＴのゲート電極は、任意の有用な導電性材料であることができる。例えば、ゲート電極は、ドープシリコン、又は、アルミニウム、銅、クロム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金、タンタル、及びチタンなどの金属、並びに酸化インジウムスズ若しくはドープ酸化亜鉛などの透明な導電性酸化物（例えば、アルミニウムドープ酸化亜鉛又はガリウムドープ酸化亜鉛）を含むことができる。
【００５３】
また、導電性ポリマー、例えば、ポリアニリン又はポリ（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）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）も使用することができる。加えて、これらの材料の合金、組み合わせ、及び多層も有用な場合がある。一部のＴＦＴでは、同一の材料が、ゲート電極機能を提供し、更にトランジスタ基板の支持機能も提供することができる。例えば、ドープシリコンは、ゲート電極として機能することができ且つＴＦＴを支持することができる。
【００５４】
ゲート誘電体は、ゲート電極をＴＦＴデバイスの平衡から電気的に絶縁する。ゲート誘電体は、好ましくは、約２よりも高い（より好ましくは、約５よりも高い）比誘電率を有する。ゲート誘電体の誘電率は、比較的高いもの、例えば、８０〜１００又はそれ以上であることができる。ゲート誘電体に有用な材料は、例えば、有機又は無機の電気絶縁材料を含むことができる。
【００５５】
ゲート誘電体に有用な有機材料の具体例としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、シアノセルロース、ポリイミド、エポキシなどの高分子材料が挙げられる。ゲート誘電体に有用な無機材料の具体例としては、ストロンチエート（strontiates）、タンタレート、チタネート、ジルコネート、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、窒化ケイ素、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、及びジルコン酸チタン酸バリウムが挙げられる。加えて、これらの材料の材料の合金、組み合わせ、及び多層も、ゲート誘電体のために使用することができる。
【００５６】
ＴＦＴのソース電極及びドレイン電極は、ゲート誘電体によってゲート電極から離されており、他方、半導体層は、ソース電極及びドレイン電極の上又は下に置くことができる。ソース及びドレイン電極は、任意の有用な導電性材料であることができる。有用な材料としては、ゲート電極について前述した材料のほとんど、例えば、アルミニウム、バリウム、カルシウム、クロム、銅、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金、チタン、並びに酸化インジウムスズ若しくはドープ酸化亜鉛などの透明な導電性酸化物（例えば、アルミニウムドープ酸化亜鉛又はガリウムドープ酸化亜鉛）、ポリアニリン、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、他の導電性ポリマー、それらの合金、それらの組み合わせ、及びそれらの多層が挙げられる。
【００５７】
半導体層は、有機又は無機の半導体材料（好ましくは、有機半導体材料）を含むことができる。有用な無機半導体材料としては、アモルファスシリコン、テルル、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、硫化カドミウム、及びセレン化カドミウム（好ましくは、アモルファスシリコン）が挙げられる。有用な有機半導体材料としては、アセン類及びこれらの置換誘導体が挙げられる。アセン類の特定例としては、アントラセン、ナフタレン、テトラセン、ペンタセン、及び置換ペンタセン類（好ましくは、フッ素化ペンタセン類を含むペンタセン又は置換ペンタセン類）が挙げられる。他の実施例としては、半導体ポリマー類、ペリレン類、フラーレン類、フタロシアニン類、オリゴチオフェン類、ポリチオフェン類、ポリフェニルビニレン類、ポリアセチレン類、メタロフタロシアニン類及び置換誘導体類が挙げられる。
【００５８】
薄膜電極（即ち、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極）、ゲート誘電体、及び／又は半導体層は、本発明の方法を使用して設けることができる。
【００５９】
前記ＴＦＴ層は、他の有用な方法によってもまた設けることができる。前記薄膜電極は、例えば任意の有用な手段、例えばめっき、インクジェット印刷、又は気相堆積（例えば、熱蒸発又はスパッタリング）などによってもまた提供することができる。半導体層は、任意の有用な手段、例えば溶液堆積、スピンコーティング、印刷技術、又は気相堆積などによって提供することができる。ゲート誘電体もまた、例えば、蒸着又はプラズマベース蒸着などの任意の有用な手段によって提供することができる。
【００６０】
薄膜電極及び半導体層のパターン化は、既知の方法例えばシャドウマスキング、加算的フォトリソグラフィ、減法的フォトリソグラフィ、印刷、ミクロ接触プリンティング、及び模様塗り（好ましくは、シャドウマスキングによる）によって達成することができる。
【００６１】
場合によっては、ゲート電極、ゲート誘電体、半導体層、ソース電極及びドレイン電極、並びにシール材の１以上又は全てを、各々本発明の方法に従い反射体を使用して蒸着することができる。加えて、構成成分の層を堆積するためのシャドウマスクを１以上含む複数パターンを使用することが可能である。個々の層は、同じか又は異なるパターンを介して、１以上のシャドウマスク上へ堆積することができる。
【実施例】
【００６２】
本発明の目的及び利点は、下記の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に本発明を過度に制限するものと解釈すべきではない。
【００６３】
（実施例１）
１５ｃｍ×１８ｃｍのポリイミド製シャドウマスク（例えば、米国特許出願公開第２００３／０１５０３８４号（ボーデ（Baude）ら）を参照のこと）を、１５ｃｍ×１８ｃｍのガラス基板上に置き、真空槽内に置いた。前記シャドウマスクは、９０μｍの正方形の開口が、９０μｍで離されたパターンを有した。超高真空に適合したアルミホイル（オール・ホイル社（All-Foils, Inc.）（オハイオ州クリーブランド）から入手可能なＵＨＶホイル）の約２５ｃｍ×４６ｃｍの平らな一片を、前記基板の上、２５ｃｍのところに配置した。前記ホイルを、ヴァリアク（Variac）製（スタコ（Staco）可変変圧器）により制御された５００Ｗの石英水銀灯で加熱し、フラックス反射体として作動させた。膜厚モニタ（インフィコン（Inficon）ＸＴＣ／２、インフィコン社（ニューヨーク州イーストシラキューズ）より入手可能）を、フラックス反射体の近傍に下向きに配置し、一次フラックスを測定した。第２のインフィコンＸＴＣ／２膜厚モニタを、前記基板の近傍で上向きに配置し、二次（リダイレクトされた）フラックスを測定した。
【００６４】
トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ）の一次ビームを、基板の脇に配置したアルミナるつぼから、６．５Å／秒（ピーク）の速度及び３．０Å／秒（ステーブル）の速度にて、垂直から反射体方向へ約３０度の角度にて、熱的に蒸発させた。Ａｌｑのリダイレクトされた二次ビームを基板及びシャドウマスク上に、１．５Å／秒（ピーク）及び０．５Å／秒（ステーブル）の速度にて堆積させた。全部で３７０ÅのＡｌｑが、ガラス基板上に均一に堆積された。シャドウマスクを介しての堆積パターンは、短波長紫外線からの蛍光及び光学顕微鏡により、目で見ることができた。前記パターンの顕微鏡写真は、２０倍対物レンズ及び１００倍対物レンズを使用して、ソニー製エックスウェーブＨＡＤカラーデジタルカメラ（ソニーＵＳＡから入手可能）にて撮影された。前記顕微鏡写真を、それぞれ図３及び図４にて示す。パターン化された正方形は、各辺が９０マイクロメートルである。
【００６５】
（実施例２）
前記フラックス反射体性能の数値モデリングは、マスキャッド（Mathcad）（商標）（マスソフト社（Mathsoft）（マサチューセッツ州ケンブリッジ）より入手可能）を使用して達成された。一次ビームは、デイトンの修正をクヌーセンセルのためのクロージング式に使用することにより計算した（例えば、「分子線エピタキシー・原理及び現状」（Molecular Beam Epitaxy, Fundamentals and Current Status）（Ｍ．Ａ．ハーマン（M. A. Herman）及びＨ．シッター（H. Sitter）共著、シュプリンガー社（Springer-Verlag）、１９８９年）を参照のこと）。本モデルは、フラックス反射体上の様々な箇所に衝突する理論上のフラックスを計算するために使用された。前記フラックス反射体は、ランバート再蒸発供給源（lambertian re-evaporation source）として取り扱われた。２次元積分により、結果として得られる二次ビーム（フラックス反射体によりリダイレクトされたビーム）の理論上のフラックス（基板上の任意の箇所に衝突する）を計算することができた。マスキャッド（Mathcad）（登録商標）により生成された３次元グラフ（図５（ａ）及び（ｂ））は、システムのための計算上の理論的一次及び二次フラックスを示したが、ここで平面フラックス反射体は、基板及びクヌーセンセルの１ｍ上方にあり、クヌーセンセルは基板の１つの端の中央に位置している。縦軸は、フラックスの任意の単位（例えば、Å／秒）であり、水平軸はｃｍである。前記グラフは、理論上の堆積は、基板の広範囲にわたって比較的均一であることを示す（８０ｃｍ×８０ｃｍの領域（１６００ｃｍ２領域）にわたって、＋／−８％未満の変動）。
【００６６】
（実施例３）
均一性及び／又は効率の向上は、フラックス反射体表面を適切に形作ることで達成することができる。図６は、曲面として形作られた代替フラックス反射体を示し、本実施例の表面は次の式で規定される。
【００６７】
【数１】
2009506200.tif 000003
【００６８】
［式中、Ｚｆｒは（ｘ，ｙ）地点における表面の高さ（センチメートル）であり、Ｍｘ、Ｃｘ及びＣｙは定数である。］本実施例においては、Ｍｘ＝４４．５ｃｍ、Ｃｘ＝Ｃｙ＝９．５ｃｍである。本反射体は、基本的には上記の通り、マスキャッド（Mathcad）（登録商標）を使用した試行錯誤によって設計された。図７は、このように形作られたフラックス反射体（上記の通り計算された）から生じる理論上の二次フラックスを示す。理論上の堆積は均一であり、８０ｃｍ×８０ｃｍの領域（１６００ｃｍ２の領域）にわたって、＋／−２％未満の変動を達成する。
【００６９】
本発明への様々な改良及び変更が、本発明の範囲及び精神から逸脱せずに実施できることは、当業者には明らかである。本発明は、本明細書で述べる例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではないこと、また、こうした実施例及び実施形態は、本明細書において以下に記述する特許請求の範囲によってのみ限定されることを意図する本発明の範囲に関する例示のためにのみ提示されることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】パターン化層作成のための既知の方法。
【図２】パターン化層作成のための本発明の方法の一実施例。
【図３】２０倍の対物レンズを使用して撮影した顕微鏡写真であり、本発明の方法を使用して作成したパターン化層の平面図。
【図４】１００倍の対物レンズを使用して撮影した顕微鏡写真であり、本発明の方法を使用して作成したパターン化層の平面図。
【図５（ａ）】一次ビーム及びリダイレクトされた二次ビームの理論上フラックスのグラフ表示。
【図５（ｂ）】一次ビーム及びリダイレクトされた二次ビームの理論上フラックスのグラフ表示。
【図６】非平面反射体。
【図７】リダイレクトされた二次ビームの理論上フラックスのグラフ表示。
【図１】
2009506200.tif 000004
【図２】
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【図３】
2009506200.tif 000006
【図４】
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【図５ａ】
2009506200.tif 000008
【図５ｂ】
2009506200.tif 000009
【図６】
2009506200.tif 000010
【図７】
2009506200.tif 000011
【国際調査報告】
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