(57)【要約】  光電池又はＯＬＥＤのようなエレクトロルミネセントデバイス（１００）。このエレクトロルミネセントデバイス（１００）は、１以上の電極（１１０）及び電極（１１０）上に配設されたエレクトロルミネセント層（１２０）を備える。エレクトロルミネセント層（１２０）はエレクトロルミネセントポリマー材料からなると共に、電極（１１０）に隣接した表面上に配設された第一のパターン（１３０）を有している。エレクトロルミネセント層（１２０）は実質的に一様な厚さを有している。溶媒和及び接線方向（２１０）のワイピングによってかかるエレクトロルミネセント層（１２０）を均一にパターニングするための装置及び方法も開示される。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）１以上の電極（１１０）、及び
ｂ）１以上の電極（１１０）上に配設されたエレクトロルミネセント層（１２０）であって、当該エレクトロルミネセント層（１２０）はエレクトロルミネセントポリマー材料からなり、当該エレクトロルミネセント層（１２０）は１以上の電極（１１０）に隣接した表面上に配設された第一のパターン（１３０）を有すると共に実質的に一様な厚さを有する、エレクトロルミネセント層（１２０）
を備えるエレクトロルミネセントデバイス（１００）。
【請求項２】
さらに、１以上の電極（１１０）とエレクトロルミネセント層（１２０）との間に配設された１以上の導電層（１４０）を含む、請求項１記載のエレクトロルミネセントデバイス（１００）。
【請求項３】
エレクトロルミネセントポリマー材料からなる、エレクトロルミネセントデバイス（１００）用のエレクトロルミネセント層（１２０）であって、当該層はパターニングされていると共に実質的に一様な厚さを有し、当該エレクトロルミネセント層（１２０）は、エレクトロルミネセントポリマー材料の連続シート（１１５）を形成し、表面に対する接線方向（２１０）に沿って連続シート（１１５）の表面をこすって連続シート（１１５）の一部分（４６０）を除去することによって形成される、エレクトロルミネセント層（１２０）。
【請求項４】
連続シート（１１５）が、基板にポリマーフィルムを貼付け、ポリマーフィルムをパターニングし、所定の温度でポリマーフィルムをベークし、ポリマーフィルムをエレクトロルミネセント物質で被覆して当該エレクトロルミネセント層（１２０）を形成し、当該エレクトロルミネセント層（１２０）をパターニングすることによって形成される、請求項３記載のエレクトロルミネセント層（１２０）。
【請求項５】
ａ）１以上の電極（１１０）、
ｂ）エレクトロルミネセントポリマー材料からなるエレクトロルミネセント層（１２０）であって、当該層はパターニングされていると共に実質的に一様な厚さを有し、当該エレクトロルミネセント層（１２０）は、エレクトロルミネセントポリマー材料の連続シート（１１５）を形成し、表面に対する接線方向（２１０）に沿って連続シートの表面をこすって連続シート（１１５）の一部分（４６０）を除去することによって形成される、エレクトロルミネセント層（１２０）、及び
ｃ）１以上の電極（１１０）とエレクトロルミネセント層（１２０）との間に配設された１以上の導電層（１４０）
を備えるエレクトロルミネセントデバイス（１００）。
【請求項６】
連続シート（１１５）が、基板にポリマーフィルムを貼付け、ポリマーフィルムをパターニングし、所定の温度でポリマーフィルムをベークし、ポリマーフィルムをエレクトロルミネセント物質で被覆してエレクトロルミネセント層（１２０）を形成し、エレクトロルミネセント層（１２０）をパターニングすることによって形成される、請求項３記載のエレクトロルミネセント層（１２０）。
【請求項７】
複数のエレクトロルミネセントデバイス（１００、１０２、１０４、１０６）を備える光源（５０）であって、エレクトロルミネセントデバイスの各々が、
ａ）１以上の電極（１１０）、
ｂ）エレクトロルミネセントポリマー材料からなるエレクトロルミネセント層（１２０）であって、当該層はパターニングされていると共に実質的に一様な厚さを有し、当該エレクトロルミネセント層（１２０）は、エレクトロルミネセントポリマー材料の連続シート（１１５）を形成し、表面に対する接線方向（２１０）に沿って連続シートの表面をこすって連続シート（１１５）の一部分（４６０）を除去することによって形成される、エレクトロルミネセント層（１２０）、及び
ｃ）１以上の電極（１１０）とエレクトロルミネセント層（１２０）との間に配設された１以上の導電層（１４０）
を備える、光源（５０）。
【請求項８】
連続シート（１１５）が、基板にポリマーフィルムを貼付け、ポリマーフィルムをパターニングし、所定の温度でポリマーフィルムをベークし、ポリマーフィルムをエレクトロルミネセント物質で被覆してエレクトロルミネセント層（１２０）を形成し、エレクトロルミネセント層（１２０）をパターニングすることによって形成される、請求項７記載の光源（５０）。
【請求項９】
基板（４１０）の表面から１以上の被膜（４２０）を選択的に除去する方法であって、
ａ）表面上に配設された１以上の被膜（４２０）を有する基板（４１０）を供給する段階、
ｂ）１以上の被膜（４２０）の一部分（４６０）にワイピングヘッド（２３０）を接触させる段階、及び
ｃ）表面に対する接線方向（２１０）に沿って該部分をワイピングヘッド（２３０）でこすって基板（４１０）から１以上の被膜（４２０）の該部分（４６０）を除去する段階
を含んでなる方法。
【請求項１０】
基板（４１０）の表面から１以上の被膜（４２０）を選択的に除去するための装置であって、
ａ）１以上の被膜（４２０）を有する基板（４１０）を供給する手段、
ｂ）１以上の被膜（４２０）の一部分（４６０）を除去するためのワイピングヘッド（２３０）であって、接線方向（２１０）に沿って１以上の被膜（４２０）に接触するワイピングヘッド（２３０）、及び
ｃ）該部分を除去した後に基板（４１０）を回収する手段
を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光ダイオードのようなエレクトロルミネセントデバイスに関する。さらに具体的には、本発明はかかるエレクトロルミネセントデバイスのエレクトロルミネセント層を均一にパターニングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（以下、「ＯＬＥＤ」という）のような電気活性デバイスは、有機トランジスター、燃料電池部品、超小型電子加工技術、微量分析試験方法及び特殊電子工学で広く使用されている。かかるデバイスの構成要素の１つは、感光性材料から形成されていて、電気インパルスを受けると光を放出するエレクトロルミネセント層である。小型化を容易にし、デバイス形状に適合させ、エレクトロルミネセント収率を最大にするため、エレクトロルミネセント層は様々な表面組織、表面形態及び幾何学的形状に合わせてパターニングしなければならない場合が多い。
【０００３】
エレクトロルミネセント層のパターニングは、通常、スタンピング又はレーザーアブレーションを用いて行われてきた。スタンピングでは、パターニングダイ又はスタンピングヘッド上に機械力を加えることによって層上にパターンを刻印する一方、レーザーアブレーションでは、パターニングすべき領域をパターニングマスクで覆いながらレーザービームを用いて残りの領域に選択的なエッチングを施す。
【０００４】
エレクトロルミネセント層のかかるパターニングに付随する１つの問題は、スタンピングが層表面上に実質的な量の材料残渣を残すことである。スタンピングによるパターニングはまた、大きい試験片上における均一で再現可能で精密なパターニングを保証しない。レーザーアブレーションは均一で再現可能で精密なパターン化表面を生じ得るが、この方法は高真空条件を必要とし、パターン化領域の周囲に過度の残骸を生じ、多くの費用がかかり、大形試験片について又は現場作業では実施できない。
【０００５】
電気活性デバイスにおけるエレクトロルミネセント層をパターニングするための現行の方法では機械的技術又はレーザービーム技術が使用されているが、これらの技術は最小のターンアラウンドタイムで表面を精密にパターニングすることができない。したがって、要望されているのは、一様な厚さまで精密かつ迅速にパターニングされたエレクトロルミネセント層を有する電気活性デバイスである。やはり要望されているのは、各種の溶媒和用化学種を用いて各種の材料組成物に適用できる、かかるエレクトロルミネセント層のパターニング法である。やはり要望されているのは、エレクトロルミネセントフィルムの加工又は形成履歴と実質的に無関係なパターニング法である。
【特許文献１】米国特許第１０６５７２５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／００５９９８５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００２／００６３７００号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００２／００８９２１１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００３／００３６７３８号明細書
【特許文献６】国際公開第９９／０７１８９号パンフレット
【特許文献７】国際公開第９９／１２３９８号パンフレット
【特許文献８】国際公開第０１／４７０４４号パンフレット
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、実質的に一様な厚さのパターン化エレクトロルミネセント層及びかかるパターン化エレクトロルミネセント層を基板上に形成する方法を提供することによって上記その他の要望を満たす。この方法で様々な種類のエレクトロルミネセント層をパターニングできる。１以上のかかるエレクトロルミネセント層を有するエレクトロルミネセントデバイス（例えば、光電池又はＯＬＥＤ）も提供される。本発明はまた、基板の表面から１以上の被膜を選択的に除去することによってエレクトロルミネセント層を形成するための装置も含んでいる。
【０００７】
したがって、本発明の一態様はエレクトロルミネセントデバイスを提供することである。かかるエレクトロルミネセントデバイスは、１以上の電極及び１以上の電極上に配設されたエレクトロルミネセント層を備える。エレクトロルミネセント層は、エレクトロルミネセントポリマー材料からなり、１以上の電極に隣接した表面上に配設された第一のパターンを有すると共に実質的に一様な厚さを有する。
【０００８】
本発明の第二の態様は、エレクトロルミネセントデバイス用のエレクトロルミネセント層を提供することである。かかるエレクトロルミネセント層はエレクトロルミネセントポリマー材料からなる。かかるエレクトロルミネセント層はパターニングされていると共に実質的に一様な厚さを有しており、エレクトロルミネセントポリマー材料の連続シートを形成し、表面に対する接線方向に沿って連続シートの表面をこすって連続シートの一部分を除去することによって形成される。
【０００９】
本発明の第三の態様は、エレクトロルミネセントデバイスを提供することである。かかるエレクトロルミネセントデバイスは、１以上の電極、エレクトロルミネセント層、及び１以上の電極とエレクトロルミネセント層との間に配設された１以上の導電層を備える。エレクトロルミネセント層はエレクトロルミネセントポリマー材料からなり、パターニングされていると共に実質的に一様な厚さを有している。エレクトロルミネセント層は、エレクトロルミネセントポリマー材料の連続シートを形成し、表面に対する接線方向に沿って連続シートの表面をこすって連続シートの一部分を除去することによって形成される。
【００１０】
本発明の第四の態様は、複数のエレクトロルミネセントデバイスを備える光源を提供することである。エレクトロルミネセントデバイスの各々は、１以上の電極、エレクトロルミネセント層、及び１以上の電極とエレクトロルミネセント層との間に配設された１以上の導電層を備える。エレクトロルミネセント層はエレクトロルミネセントポリマー材料からなり、パターニングされていると共に実質的に一様な厚さを有している。エレクトロルミネセント層は、エレクトロルミネセントポリマー材料の連続シートを形成し、表面に対する接線方向に沿って連続シートの表面をこすって連続シートの一部分を除去することによって形成される。
【００１１】
本発明の第五の態様は、基板の表面から１以上の被膜を選択的に除去する方法を提供することである。かかる方法は、表面上に配設された被膜を有する基板を供給する段階、接線方向に沿って被膜の一部分にワイピングヘッドを接触させる段階、該部分をワイピングヘッドでこすって基板から被膜の一部分を除去する段階を含んでなる。
【００１２】
本発明の第六の態様は、基板の表面から１以上の被膜を選択的に除去するための装置を提供することである。かかる装置は、１以上の被膜を有する基板を供給する手段、被膜の一部分を除去するためのワイピングヘッドであって、接線方向に沿って被膜に接触するワイピングヘッド、及び該部分を除去した後に基板を回収する手段を備える。
【００１３】
本発明の第七の態様は、基板の表面上に配設された１以上の被膜の一部分を除去するためのワイピングヘッドを提供することである。かかるワイピングヘッドは、被膜の該部分に接触して除去するための接触面を備える。接触面は接線方向に沿って該部分に接触し、所定の幾何学的形状を有している。
【００１４】
本発明の上記その他の態様、利点及び特徴は、以下の詳しい説明、添付の図面及び特許請求の範囲から明らかとなろう。
【００１５】
図面の簡単な説明
図１は、光学パネル上に複数のエレクトロルミネセントデバイスを備える光源の略図である。
【００１６】
図２は、エレクトロルミネセントデバイスの断面図である。
【００１７】
図３は、構成パターンを有するエレクトロルミネセントデバイスの一実施形態を示す略図である。
【００１８】
図４は、被覆部分及び未被覆部分を有するパターン化エレクトロルミネセントデバイスの第二の実施形態を示す略図である。
【００１９】
図５は、ワイピングで連続シートの一部分を除去するための実施形態を示す略図である。
【００２０】
図６は、本発明のワイピングヘッドの接触面を示す概略断面図である。
【００２１】
図７Ａは、基板の表面から１以上の被膜を選択的に除去する方法を示す略図である。
【００２２】
図７Ｂは、基板の表面から１以上の被膜を選択的に除去する方法を示す第二の略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下の説明では、図面中の複数の図全体を通じて同じ参照番号は類似の部分又は対応する部分を表す。また、「上部」、「下部」、「外方」、「内方」などの用語は便宜上の言葉であって、限定的な用語と解すべきでない。
【００２４】
図面全般、特に図１について述べれば、図示は本発明の好ましい実施形態を記載するためのものであって、本発明を限定するものでない。
【００２５】
可視光源は様々なやり方で光を発生する。かかる装置は光を発生するための様々な部品及び機構を含み得ると共に、ある種の光源は別種のものより効率的に光を発生する。多くの光源は、電気活性基板（しばしば電極と呼ばれる）上に被膜又はフィルムとして配列されたエレクトロルミネセント材料から構成される。したがって、かかるフィルムは設計要件に適合させるためにパターニング又はテクスチャー化されることがある。
【００２６】
インクジェット印刷のような通常のフィルムパターニング方法では、フィルム表面上での液滴の位置を決定するためのポリイミドウェルを形成することによって、一度に１滴ずつ被膜を付着させる。この方法は、ディスプレイ用のピクセルで常用されている。また、特に限定されないが、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット平板印刷、スピンコーティング、吹付け塗り、メニスカスコーティング及び漬け塗りのような方法を用いてフィルムをパターニング又はテクスチャー化することもできる。しかし、かかる方法に続いて、溶剤を付着させて乾燥時にクレーター又はチャネルを形成することにより、一様な厚さの被膜層の配設及びパターニングを行うのは困難である。本発明の一実施形態は、一様な厚さを有する大面積デバイスに適用できるパターニング方法を開示している。パターン化エレクトロルミネセントフィルムを形成するための通常の方法は、エレクトロルミネセント材料の連続フィルムからエレクトロルミネセント被膜の一部分を選択的に除去するものである。これは、通常、レーザーアブレーション、プラズマエッチング、フィルム表面のかき取り、テープリフティング、及びダイ又はスタンプを用いた高温又は高圧下で剥離を用いて行われる。しかし、これらの方法のそれぞれに付随する若干の欠点が存在する。例えば、レーザーアブレーション及びプラズマエッチングは、試験片の小さい加工面積に焦点を合わせたものであり、この方法の規模を拡大するための費用は非常に高くなることがある。かき取りでは、強固な針で連続被膜を引っかく必要があり、これは下方の層又は基板を傷つける可能性がある。ゴム状のダイを用いたスタンピング及びリフティングは、利用可能ではあるが質的に不満足な解決策を与える。剥離法は、ダイの構造材料と一意的に関係することがある上、被膜の除去が不完全でスタンプ領域に残留物が堆積することがある。残留物もまた、エレクトロルミネセントデバイスの最終特性及び性能に影響を及ぼすことがある。
【００２７】
本発明は、連続エレクトロルミネセントフィルムの一部分を選択的に除去し、鮮明にパターニングされたエレクトロルミネセントフィルムを形成するための方法を提供する。
【００２８】
本発明はまた、「湿らせた」軟質ヘッドによるワイピングで連続エレクトロルミネセントフィルムから被膜材料を除去するための方法も提供する。別の実施形態では、ワイピングヘッドはエレクトロルミネセントフィルムを溶媒和させる（或いは水性又は非水性溶媒を用いて湿らせる）溶媒を含んでいる。ワイピングヘッドを用いた接線方向のワイピング動作は、溶媒和領域の除去を助ける。
【００２９】
別の実施形態では、本発明はまた、単一の段階で複数のフィルム層の一部分を除去することを可能にする溶媒系も提供する。かかる複数の層は、同一のものでも互いに異なるものでもよい。
【００３０】
図１に示す本発明の一実施形態では、光源５０は光学パネル７５上に取り付けられた複数の異なるエレクトロルミネセントデバイス１００、１０２、１０４及び１０６を備える。エレクトロルミネセントデバイスは、幾何学的形状、加工、立体構造及び機能の点で互いに異なったものであり得る。１つのかかるエレクトロルミネセントデバイス１００の断面図を図２に略示する。エレクトロルミネセントデバイス１００は、電極１１０及びその上に配設されたエレクトロルミネセント層１２０を含んでいる。エレクトロルミネセント層１２０は、電極１１０に隣接する表面上に配設された第一のパターン１３０を有している。エレクトロルミネセント層１２０はエレクトロルミネセントポリマー材料から形成され、実質的に一様な厚さを有している。図３に示す別の実施形態では、エレクトロルミネセントデバイス１００はさらに、電極１１０とエレクトロルミネセント層１２０との間に配設された導電層１４０を含んでいる。導電層１４０は、エレクトロルミネセント層１２０に隣接する表面上に配設された第二のパターン１５０を有している。さらに別の実施形態では、第一のパターン１３０は第二のパターン１５０と同一である。導電層１４０は、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（以下、「ＰＥＤＯＴ」ともいう）、ポリ（３，４−プロピレンジオキシチオフェン）（以下、「ＰＰｒｏＤＯＴ」ともいう）、ポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）、ポリビニルカルバゾール（以下、「ＰＶＫ」ともいう）、これらの組合せなどの１種以上からなる。電極１１０は、金属、酸化インジウムスズ、ケイ素及びこれらの組合せの１種以上からなる。
【００３１】
図４に示す実施形態では、エレクトロルミネセント層１２０は１つの導電層１４０上に配設され、第一のパターン１３０を含んでいる。第一のパターン１３０は、被覆表面領域を有する１以上の被覆部分１６０、及び未被覆表面領域を有する１以上の未被覆部分１７０を含んでいて、１以上の未被覆部分１７０は被覆部分１６０と交差して第一の被覆領域１６２及び第二の被覆領域１６４を形成している。被覆表面領域１６０は、大抵は未被覆表面領域１７０より大きい。さらに、未被覆部分１７０は１以上のチャネル１８０を含んでいて、チャネル１８０は複数の壁１９０を有するようにして被覆部分１６０を分断している。複数の壁１９０の各々は、チャネル１８０の幅の２０％未満の境界幅２２０を有している。被覆部分１６０は約５０〜約１５０ｎｍの範囲内の厚さを有している。
【００３２】
エレクトロルミネセント層１２０は、特に限定されないが、ポリフルオレン、ポリフェニレン（ＰＰＰ）及びポリ−ｐ−（フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）を含む共役ポリマーのようなポリマー材料からなる。導電層１４０は、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（一般に「ＰＥＤＯＴ」として知られる）、ポリ（３，４−プロピレンジオキシチオフェン）（本明細書中では「ＰＰｒｏＤＯＴ」ともいう）、ポリスチレンスルホネート（本明細書中では「ＰＳＳ」ともいう）、ポリビニルカルバゾール（本明細書中では「ＰＶＫ」ともいう）及びこれらの組合せの１種以上からなる。本発明の他の実施形態では、エレクトロルミネセントデバイス１００はさらに、エレクトロルミネセントデバイス１００中で導電機能、放射機能、電荷注入機能及び電荷ブロック機能を果たす１以上の追加ポリマー層を含んでいる。電極１１０は、上部隣接層（導電層１４０）とオーム接触を形成し得る高仕事関数材料からなる。電極１１０は、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化亜鉛、フッ素化酸化亜鉛、スズドープ酸化亜鉛、酸化カドミウムスズ、金、ＰＥＤＯＴやＰＰｒｏＤＯＴやＰＳＳやＰＶＫの１種以上からなる導電性ポリマー、及びこれらの組合せの１種以上からなる。本発明の他の実施形態では、電極１１０は、特に限定されないが、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリスルホン、アクリル樹脂、ガラス、金属箔及びこれらの組合せのような基板材料上に支持されている。
【００３３】
本発明の別の実施形態では、エレクトロルミネセントデバイス１００用のエレクトロルミネセント層１２０が開示される。エレクトロルミネセント層１２０はエレクトロルミネセントポリマー材料からなる。エレクトロルミネセント層１２０は、パターニングされていると共に実質的に一様な厚さ２００を有している。これは、図５に示すように、エレクトロルミネセントポリマー材料の連続層１１５を形成し、次いで表面に対する接線方向に沿って連続層１１５の表面１１８をこすって連続層１１５の一部を除去することによって形成される。
【００３４】
エレクトロルミネセント層１２０は、１以上の導電層１４０に隣接して配設される。エレクトロルミネセント層１２０は、被覆表面領域を有する１以上の被覆部分１６０、及び未被覆表面領域を有する１以上の未被覆部分１７０を含むパターン１３０を有していて、１以上の未被覆部分は被覆部分と交差して第一の被覆領域１６２及び第二の被覆領域１６４を形成している。通例、被覆表面領域は未被覆表面領域より大きい。さらに、未被覆部分１７０は１以上のチャネル１８０を含んでいて、チャネル１８０は複数の壁１９０を有するようにして被覆部分１６０を分断している。複数の壁１９０の各々は、チャネル１８０の幅の２０％未満の境界幅２２０を有している。被覆表面領域１６０は約５０〜約１５０ｎｍの範囲内の厚さを有している。
【００３５】
一実施形態では、エレクトロルミネセント層１２０は連続ポリマーシート１１５から作製される。連続ポリマーシート１１５は、基板の連続シート上にＰＥＤＯＴなどのポリマーフィルムを貼付け、ポリマーフィルムをパターニングし、約５０〜約２００℃の温度でポリマーフィルムをベークすることによって形成される。実際のベーキング温度は、連続ポリマーシート１１５を支持するために使用するポリマー基板に依存する。次いで、ポリマーフィルムをエレクトロルミネセント物質で被覆してポリマーフィルム上にエレクトロルミネセント層１２０を形成し、次いでエレクトロルミネセント層１２０をパターニングする。ポリマーフィルムのパターニング、エレクトロルミネセント層１２０のパターニング、及びベーキングの段階は、任意の順序で実施できる。例えば、ポリマーフィルム及びエレクトロルミネセントフィルムの貼付け、パターニング及びベーキングは、表１に示した順序のいずれかに従って進行し得る。
【００３６】
【表１】
2007515756.tif 000003
エレクトロルミネセントフィルムの選択領域上でのフィルム除去を容易にするため、連続ポリマーシート１１５の一部分を水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、トルエン、キシレン及びこれらの組合せの１種以上で溶媒和させる。連続ポリマーシート１１５の溶媒和部分をワイピングヘッド２３０でこすって１以上のフィルムの一部分を除去ることによって、フィルムをパターニングする。ワイピングヘッド２３０は、スポンジ、エラストマー、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、繊維マット、多孔質材料、ポリウレタンゴム、合成ゴム、天然ゴム、シリコーン、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、テクスチャード材料及びこれらの組合せの１種以上からなる。
【００３７】
本発明の一実施形態では、溶媒和用化学種は、各回のワイピング動作により、下方の層を傷つけることなしに単一のフィルム層を除去するように選択される。別の実施形態では、溶媒和用化学種は、各回のワイピングによる複数の層の除去を容易にするように選択される。例えば、二層構造物中のエレクトロルミネセントフィルムは、溶媒としてキシレンを用いることにより、下方のＰＥＤＯＴ層を傷つけることなしにパターニングできる。さらに別の実施形態では、水及びキシレンを含む溶媒系を用いれば、一段階で２つのポリマー層を除去することもできる。この特定の実施形態では、イソプロパノールを用いて水とキシレンとの混合を容易にすることによって均質な溶液が得られる。
【００３８】
本発明の別の実施形態では、基板の表面から１以上の被膜を選択的に除去する方法が開示されるが、この方法を図７Ａ及び７Ｂに一般的に示す。この方法は、基板４１０の表面上に配設された１以上の被膜４２０を有する基板４１０を供給する段階、接線方向に沿って被膜４２０の一部分４６０をワイピングヘッド２３０に接触させる段階、表面に対する接線方向に沿って該部分４６０をワイピングヘッド２３０でこすって基板４１０から被膜４２０の一部分を除去する段階を含んでなる。被膜４２０は未乾燥被膜又は乾燥被膜のいずれかであり得る。別法として、被膜４２０は未乾燥領域及び乾燥領域の両方を含み得る。一実施形態では、被膜４２０は基板４１０の表面上でベークされる。ワイピングヘッド２３０は、乾式ワイピングヘッド及び溶媒２５０で湿らせたワイピングヘッドの１以上であり得る。溶媒２５０は、極性溶媒、無極性溶媒及びこれらの組合せの１種以上からなる。溶媒２５０の非限定的な例には、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、トルエン、キシレン及びこれらの組合せがある。溶媒２５０の選択は、もっぱら除去すべき被膜に依存する。一実施形態では、ヘッド２３０に溶媒２５０を注入してワイピングヘッド２３０を湿らせながらワイピングヘッド２３０で被膜１２０の一部分４６０をこする。別の実施形態では、溶媒２５０を含む浴中にワイピングヘッド２３０をちょっと浸すこと、溶媒２５０を含む浴中にワイピングヘッド２３０を浸し続けること、ワイピングヘッド２３０又は該部分４６０に溶媒２５０を吹き付けることなどの１以上により、ワイピング前にワイピングヘッド２３０を湿らせる。
【００３９】
溶媒は極性又は無極性であり得る。各ポリマー被膜材料に関しては、通常、ポリマーの無極性、極性及び水素結合強さを説明する３つの溶解度パラメーターが存在する。同様に、各溶媒についても３つの対応する溶解度パラメーターが存在する。ポリマーに対する最良の溶媒は、ポリマーの溶解度パラメーターに一致する溶解度パラメーターを有するものである。
【００４０】
実施例１：極端な溶解特性を有する（即ち、高極性材料及び無極性材料が共存する）ポリマーからなる被膜の除去
典型的な場合、エレクトロルミネセント層は、（ｉ）非常に極性が高くて水のような水素結合溶媒にのみ溶解する（ＰＥＤＯＴのような）導電性ポリマー被膜、及び（ii）無極性であってトルエン又はキシレンのような無極性溶媒にのみ溶解する発光ポリマー被膜の両方を含んでいる。極端に異なる溶解特性を有する複数のポリマー被膜を１回のワイピングで除去するためには、各ポリマーに対する好適な溶媒を第三の溶媒中に分散させて均質な溶液を生成する。第三の溶媒（又は分散溶媒）は、特に限定されないが、アルコール（例えば、イソプロパノール、エタノール、メタノールなど）、ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトンなど）、酢酸エステル、エーテル、塩化メチレン、又は中間の溶解度パラメーターを有する任意の溶媒のような多数の溶媒から選択される。典型的な発光プラスチック及びＰＥＤＯＴに対する溶媒の評価を表１に示す。
【００４１】
【表２】
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実施例２：類似の溶解特性（即ち、中間の溶解度パラメーター）を有するポリマーからなる被膜の除去
良好な溶媒には、ポリマーフィルム（又は複数のポリマーフィルム）の溶解度パラメーターにぴったりと一致する溶解度パラメーターを有する一成分系、或いはポリマーの溶解度パラメーターに一致する実効溶解度パラメーターを有する多成分溶媒系がある。多成分系中の溶媒は、必ずしもポリマーに対して良好な溶媒である必要はない。例えば、ＣＣｌ４もエタノールもポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に対する良好な個別溶媒でないが、ＣＣｌ４及びエタノールの二元混合物はＰＭＭＡに対する良好な溶媒である。これは、該混合物の実効溶解度パラメーターがＰＭＭＡのそれに一致するからである。
【００４２】
実施例３：ワイピング実施例−下方の層を傷つけることのない上部被膜の選択的除去
この実施例では、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）で被覆したガラス基板上にＰＥＤＯＴ層をスピンコートし、２００℃で１時間ベークする。次いで、発光プラスチックの層（即ち、エレクトロルミネセント層）をＰＥＤＯＴ層上にスピンコートする。エレクトロルミネセント層の一部分を除去するために使用する唯一の溶媒がキシレンである溶媒支援ワイピング（ＳＡＷ）により、パターン化領域のワイピングを行う。
【００４３】
実施例４：ワイピング実施例−両被膜層の同時除去
酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）で被覆したガラス基板上にＰＥＤＯＴ層をスピンコートし、２００℃で１時間ベークする。発光プラスチックの層（又はエレクトロルミネセント層）をＰＥＤＯＴ層上にスピンコートする。ＰＥＤＯＴ層及びエレクトロルミネセント層の両方を除去するために水、イソプロパノール及びキシレンからなる溶媒混合物を用いる溶媒支援ワイピング（ＳＡＷ）により、パターン化領域のワイピングを行う。
【００４４】
ワイピングヘッド２３０は、スポンジ、エラストマー、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、繊維マット、多孔質材料、ポリウレタンゴム、合成ゴム、天然ゴム、シリコーン、ＰＤＭＳ、テクスチャー化材料及びこれらの組合せの１種以上からなる。本発明の一実施形態では、ワイピングヘッド２３０は固定ヘッドである。別の実施形態では、ワイピングヘッド２３０は基板１１０に対して可動である。別法として、ワイピングヘッド２３０及び基板１１０はお互いに対して同時に移動できる。さらに別の実施形態では、ワイピングヘッド２３０は回転可能である。さらに他の実施形態では、ワイピングヘッド２３０は回転輪である。
【００４５】
接線方向に沿って１以上の被膜４２０の一部分４６０（図７Ｂ）をワイピングヘッド２３０に接触させる段階は、接線方向２１０に沿って１以上の被膜４２０の一部分４６０をワイピングヘッド２３０の接触面に接触させることからなる。ワイピングヘッド２３０の接触面の概略断面図を図６に示す。図６に示す一実施形態では、接触面２４０は所定の構造又は幾何学的形状を有している。一実施形態では、所定の構造は１以上の角柱２８０を含み、１以上の角柱２８０は所定の角２９０を有している。１以上の角柱２８０は、先端のとがった断面形状、正方形の断面形状、台形の断面形状、先端の丸い断面形状などの幾何学的断面形状を有している。別の実施形態では、所定の幾何学的形状は複数の角柱２８０を含んでいて、複数の角柱２８０は図６に示すように所定のピッチ３００で互いに隔てられている。複数の角柱は、ランダムな順序又は所定の規則正しい順序で配列された同一断面形状の角柱又は断面形状の異なる角柱を含み得る。一実施形態では、ピッチ３００は約５０ミクロンである。ワイピングヘッド２３０は、部分４６０に集中した力を加えることによって部分４６０を除去してフィルムをパターニングするため、複数の突起（例えば、複数の角柱２８０）を含む構造を有している。ワイピングヘッドの突起は、フィルム表面に溶媒を移送するためのくぼみで隔てられている。フィルム表面は、液相の溶媒で湿らされ又は予め湿らされる。別の実施形態では、フィルム表面は気相の溶媒で湿らされ又は予め湿らされる。
【００４６】
本発明の一実施形態では、接触面はさらに、接触面２４０の１以上の縁端に配設された１以上の側壁を含んでいる。別の実施形態では、本方法はさらに、ワイピングヘッド２３０で部分４６０をこする前に部分４６０（図７Ａ）を予め湿らせる段階を含む。ワイピングヘッドで部分４６０をこすって基板４１０（図７Ａ）から１以上の被膜４２０の部分４６０を除去する段階は、ワイピングヘッド２３０に対して基板４１０を所定方向に並進させることからなる。別の実施形態では、ワイピングヘッド２３０が所定方向に平行な方向に沿って部分４６０をこする。別の実施形態では、ワイピングヘッド２３０が所定方向と平行でない方向に沿って部分４６０をこする。別の実施形態では、基板４１０を供給する段階は、供給ロールから基板の連続シートを供給することからなる。別の実施形態では、本方法はさらに、巻取ロール上連続シートを回収する段階を含む。
【００４７】
本発明の別の実施形態では、基板４１０の表面から１以上の被膜４２０の一部分４６０を選択的に除去するための装置が開示される。かかる装置は、１以上の被膜４２０を有する基板４１０を供給する手段、１以上の被膜４２０の一部分４６０を除去するためのワイピングヘッド２３０であって、接線方向２１０に沿って１以上の被膜４２０に接触するワイピングヘッド２３０、及び部分４６０を除去した後に基板を回収する手段を備える。
【００４８】
本発明の別の実施形態では、基板４１０の表面上に配設された１以上の被膜４２０の一部分４６０を除去するためのワイピングヘッド２３０が開示される。ワイピングヘッド２３０は部分４６０に接触してそれを除去するための接触面２４０を含んでいて、接触面２４０は接線方向２１０に沿って部分４６０に接触すると共に、接触面２４０は所定の構造を有している。
【００４９】
上述の実施例はエレクトロルミネセントデバイスに関するものであるが、本発明は他の物品及びデバイス（例えば、特に限定されないが、超小型電子デバイス、光電池、薄膜トランジスター、電子ペーパー及びディスプレイ、光子デバイス、導波管、超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）、超小型流体デバイスなど）の構成要素を製造する際にも使用できる。
【００５０】
以上、例示目的のために典型的な実施形態を説明してきたが、上記の説明は本発明の技術的範囲を限定するものと解すべきでない。したがって、当業者であれば、本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱せずに様々な修正例、適応例及び代替例が想起できよう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】光学パネル上に複数のエレクトロルミネセントデバイスを備える光源の略図である。
【図２】エレクトロルミネセントデバイスの断面図である。
【図３】構成パターンを有するエレクトロルミネセントデバイスの一実施形態を示す略図である。
【図４】被覆部分及び未被覆部分を有するパターン化エレクトロルミネセントデバイスの第二の実施形態を示す略図である。
【図５】ワイピングで連続シートの一部分を除去するための実施形態を示す略図である。
【図６】本発明のワイピングヘッドの接触面を示す概略断面図である。
【図７Ａ】基板の表面から１以上の被膜を選択的に除去する方法を示す略図である。
【図７Ｂ】基板の表面から１以上の被膜を選択的に除去する方法を示す第二の略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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