(57)【要約】      （修正有）【課題】取り扱いが困難な可撓性のプラスチックフィルム上に有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）を形成し、しかも前記可撓性のプラスチックフィルムに所望の表面特徴を付与する方法を提供する。【解決手段】表面特徴を有するモールドを提供する工程と、前記モールド上に基板を形成する工程と、前記基板が前記モールド中にある状態で前記基板上にＯＬＥＤを組み立てる工程と、その上に前記ＯＬＥＤが組み立てられた前記基板から前記モールドを除去する工程と、を含む方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）を組み立てる方法であって、
表面特徴を有するモールドを提供する工程と、
前記モールド上に基板を形成する工程と、
前記基板が前記モールド中にある状態で前記基板上にＯＬＥＤを組み立てる工程と、
その上に前記ＯＬＥＤが組み立てられた前記基板から前記モールドを除去する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
基板からモールドを除去する工程の後の、その上にＯＬＥＤが組み立てられた前記基板は、可撓性である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
基板は、透明である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
表面特徴を有するモールドと、
前記モールド上に形成された基板であって、透明材料から形成され、前記モールドの非存在下で可撓性であるような厚みを有する前記基板と、
前記基板上に組み立てられた有機発光デバイスと、
を含むことを特徴とする構造。
【請求項５】
表面特徴を有する基板上に配置された有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）を有する第１の装置であって、前記第１の装置は、
表面特徴を有するモールドを提供する工程と、
前記モールド上に基板を形成する工程と、
前記基板が前記モールド中にある状態で前記基板上にＯＬＥＤを組み立てる工程と、
その上に前記ＯＬＥＤが組み立てられた前記基板から前記モールドを除去する工程と、
を含む工程によって製造されていることを特徴とする第１の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
特許請求されている発明は、大学・企業の共同研究契約の下記の当事者：Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｍｉｃｈｉｇａｎ、Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｏｕｔｈｅｒｎ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ、及びＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの理事らの１又は複数によって、その利益になるように、且つ／又は関連して為されたものである。該契約は、特許請求されている発明が為された日付以前に発効したものであり、特許請求されている発明は、該契約の範囲内で行われる活動の結果として為されたものである。
【０００２】
本発明は、可撓性ＯＬＥＤ照明装置の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
有機材料を利用する光電子デバイスは、いくつもの理由から、次第に望ましいものとなりつつある。そのようなデバイスを作製するために使用される材料の多くは比較的安価であるため、有機光電子デバイスは無機デバイスを上回るコスト優位性の可能性を有する。加えて、柔軟性等の有機材料の固有の特性により、該材料は、フレキシブル基板上での製作等の特定用途によく適したものとなり得る。有機光電子デバイスの例は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、有機光トランジスタ、有機光電池及び有機光検出器を含む。ＯＬＥＤについて、有機材料は従来の材料を上回る性能の利点を有し得る。例えば、有機発光層が光を放出する波長は、概して、適切なドーパントで容易に調整され得る。
【０００４】
ＯＬＥＤはデバイス全体に電圧が印加されると光を放出する薄い有機膜を利用する。ＯＬＥＤは、フラットパネルディスプレイ、照明及びバックライティング等の用途において使用するためのますます興味深い技術となりつつある。数種のＯＬＥＤ材料及び構成は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、特許文献１、特許文献２及び特許文献３において記述されている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一部の実施形態は、基板上に有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）を組み立てる方法であって、表面特徴を有するモールドを提供する工程と、前記モールド上に基板を形成する工程と、前記基板が前記モールド中にある状態で前記基板上にＯＬＥＤを組み立てる工程と、その中に前記ＯＬＥＤが組み立てられた前記基板から前記モールドを除去する工程と、を含む方法を提供する。
【０００６】
一部の実施形態では、モールドは、基板からモールドを分離することによって基板から除去される。一部の実施形態では、モールドは、モールドを溶解させることによって基板から除去される。
【０００７】
一部の実施形態では、モールドは剛性である。他の実施形態では、モールドは可撓性である。一部の実施形態では、モールドは少なくとも０．７Ｎｍの曲げ剛性を有する。
【０００８】
一部の実施形態では、モールドの表面特徴は、頂部から谷部への高さが少なくとも２００ｎｍである。
【０００９】
一部の実施形態では、モールドの表面特徴は、頂部から谷部への高さが少なくとも１μｍである。
【００１０】
一部の実施形態では、モールドの表面特徴は、頂部から谷部への高さが最大で１００μｍである。
【００１１】
一部の実施形態では、本方法は、基板を形成する前にモールド上に剥離コーティングを適用する工程を更に含む。
【００１２】
一部の実施形態では、基板は、何らの介在層なしにモールド上に直接形成される。
【００１３】
一部の実施形態では、基板は、モールド上にコーティングを適用することによって形成される。一部の実施形態では、コーティングは、モールドに液体を塗布し、次いでＯＬＥＤを組み立てる前に液体を硬化させることによって形成される。
【００１４】
一部の実施形態では、本方法は、ＯＬＥＤを組み立てる前に、基板上にバリア層を適用する工程を更に含む。
【００１５】
一部の実施形態では、本方法は、基板からモールドを除去する前にＯＬＥＤ上にバリア層を堆積させる工程を更に含む。
【００１６】
一部の実施形態では、基板からモールドを除去した後の、その上にＯＬＥＤが組み立てられた基板は可撓性である。
【００１７】
一部の実施形態では、基板からモールドを除去した後の、その上にＯＬＥＤが組み立てられた基板は、破損することなく１２インチ径のロールの周囲に巻き付けることができるよう十分に低い曲げ剛性を有する。
【００１８】
一部の実施形態では、コーティングの材料及び厚みは、モールドにより支持されていない場合には可撓性の基板をもたらす。
【００１９】
一部の実施形態では、モールドと基板との熱膨張率の不整合が存在する。
【００２０】
一部の実施形態では、モールドは、モールドを介して基板への接続を提供する孔を含む。
【００２１】
一部の実施形態では、基板の屈折率は、１．６より大きい。一部の実施形態では、基板の屈折率は、１．７より大きい。
【００２２】
本発明の一部の実施形態は、表面特徴を有するモールドと、前記モールド上に形成された基板であって、透明材料から形成され、前記モールドの非存在下で可撓性であるような厚みを有する基板と、基板上に組み立てられた有機発光デバイスと、含む構造を提供する。
【００２３】
本発明の一部の実施形態は、表面特徴を有する基板上に配置された有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）を有する装置を提供する。装置は、表面特徴を有するモールドを提供する工程と、前記モールド上に基板を形成する工程と、前記基板が前記モールド中にある状態で前記基板上にＯＬＥＤを組み立てる工程と、その上に前記ＯＬＥＤが組み立てられた前記基板から前記モールドを除去する工程と、を含む方法によって製造される。
【００２４】
本発明の一部の実施形態は、ベルトと、ベルトを移動させる機構と、ベルト上に配置された可撓性のモールドとを含み、可撓性のモールドが表面特徴を有する装置を提供する。基板材料の供給源に取り付けられたディスペンサと、基板材料を処理するように構成されたエネルギー源と、有機発光デバイス材料の供給源に取り付けられた複数のディスペンサと、ベルトから基板材料及び有機発光デバイス材料を除去するように構成された機構とが、ベルトの経路に沿って順に配置されている。
【００２５】
一部の実施形態では、基板は透明である。
【００２６】
一部の実施形態では、モールドの表面特徴は、球面レンズ、非球面レンズ、グローブ（ｇｒｏｖｅｓ；木立形状）、プリズム、及び基部に大きな寸法を有する不規則な特徴から選択される表面特徴がその上に形成された基板をもたらす。
【００２７】
一部の実施形態では、装置は照明装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本願明細書に組み込まれて明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の実施形態を示しており、説明とともに、更に本発明の原理の解説し、関連技術分野の当業者による本発明の製造及び使用を可能とするために役立つ。
【００２９】
【図１】図１は、例示的な有機発光デバイスを示す。
【００３０】
【図２】図２は、別個の電子輸送層を有していない例示的な逆構造有機発光デバイスを示す。
【００３１】
【図３】図３は、モールド上にＯＬＥＤを組み立てるための例示的な工程のフローチャートである。
【００３２】
【図４】図４は、ＯＬＥＤを組み立てるための例示的な工程のフローチャートである。
【００３３】
【図５】図５は、モールド上にＯＬＥＤを組み立てるための別の例示的な工程のフローチャートである。
【００３４】
【図６】図６のＡ〜Ｇは、図５に示すＯＬＥＤの組立工程中に形成される過渡的な構造の例示的な図である。
【００３５】
【図７】図７のＡ〜Ｃは、本発明の一部の実施形態のモールド及び除去工程の例示的な図である。
【００３６】
【図８】図８は、ＯＬＥＤを組み立てる一部の実施形態で使用されるコンベアベルト装置の例示的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
概して、ＯＬＥＤは、アノード及びカソードの間に配置され、それらと電気的に接続された少なくとも１つの有機層を含む。電流が印加されると、アノードが正孔を注入し、カソードが電子を有機層（複数可）に注入する。注入された正孔及び電子は、逆帯電した電極にそれぞれ移動する。電子及び正孔が同じ分子上に局在する場合、励起エネルギー状態を有する局在電子正孔対である「励起子」が形成される。光は、励起子が緩和した際に、光電子放出機構を介して放出される。いくつかの事例において、励起子はエキシマー又はエキサイプレックス上に局在し得る。熱緩和等の無輻射機構が発生する場合もあるが、概して望ましくないとみなされている。
【００３８】
初期のＯＬＥＤは、例えば、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第４，７６９，２９２号において開示されている通り、その一重項状態から光を放出する発光分子（「蛍光」）を使用していた。蛍光発光は、概して、１０ナノ秒未満の時間枠で発生する。
【００３９】
ごく最近では、三重項状態から光を放出する発光材料（「リン光」）を有するＯＬＥＤが実証されている。その例として、参照によりその全体が組み込まれる、Ｂａｌｄｏら、「Ｈｉｇｈｌｙ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」、３９５巻、１５１〜１５４、１９９８；（「Ｂａｌｄｏ−Ｉ」）及びＢａｌｄｏら、「Ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｇｒｅｅｎ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、７５巻、３号、４〜６（１９９９）（「Ｂａｌｄｏ−ＩＩ」）が挙げられる。リン光については、参照により組み込まれる米国特許第７，２７９，７０４号５〜６段において更に詳細に記述されている。
【００４０】
本明細書において使用される場合、用語「有機」は、有機光電子デバイスを製作するために使用され得るポリマー材料及び小分子有機材料を含む。「小分子」は、ポリマーでない任意の有機材料を指し、且つ「小分子」は実際にはかなり大型であってよい。小分子は、いくつかの状況において繰り返し単位を含み得る。例えば、長鎖アルキル基を置換基として使用することは、「小分子」クラスから分子を排除しない。小分子は、例えばポリマー骨格上のペンダント基として、又は該骨格の一部として、ポリマーに組み込まれてもよい。小分子は、コア部分上に構築された一連の化学的シェルからなるデンドリマーのコア部分として役立つこともできる。デンドリマーのコア部分は、蛍光性又はリン光性小分子発光体であってよい。デンドリマーは「小分子」であってよく、ＯＬＥＤの分野において現在使用されているデンドリマーはすべて小分子であると考えられている。
【００４１】
本明細書において使用される場合、「頂部」は基板から最遠部を意味するのに対し、「底部」は基板の最近部を意味する。第一層が第二層「の上に配置されている」と記述される場合、第一層のほうが基板から遠くに配置されている。第一層が第二層「と接触している」ことが指定されているのでない限り、第一層と第二層との間に他の層があってもよい。例えば、間に種々の有機層があるとしても、カソードはアノード「の上に配置されている」と記述され得る。
【００４２】
本明細書において使用される場合、「溶液プロセス可能な」は、溶液又は懸濁液形態のいずれかの液体媒質に溶解、分散若しくは輸送することができ、且つ／又は該媒質から堆積することができるという意味である。
【００４３】
配位子は、該配位子が発光材料の光活性特性に直接寄与していると考えられる場合、「光活性」と称され得る。配位子は、該配位子が発光材料の光活性特性に寄与していないと考えられる場合には「補助」と称され得るが、補助配位子は、光活性配位子の特性を変化させることができる。
【００４４】
本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるであろう通り、第一の「最高被占分子軌道」（ＨＯＭＯ）又は「最低空分子軌道」（ＬＵＭＯ）エネルギー準位は、第一のエネルギー準位が真空エネルギー準位に近ければ、第二のＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位「よりも大きい」又は「よりも高い」。イオン化ポテンシャル（ＩＰ）は、真空準位と比べて負のエネルギーとして測定されるため、より高いＨＯＭＯエネルギー準位は、より小さい絶対値を有するＩＰ（あまり負でないＩＰ）に相当する。同様に、より高いＬＵＭＯエネルギー準位は、より小さい絶対値を有する電子親和力（ＥＡ）（あまり負でないＥＡ）に相当する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、材料のＬＵＭＯエネルギー準位は、同じ材料のＨＯＭＯエネルギー準位よりも高い。「より高い」ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位は、「より低い」ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位よりもそのような図の頂部に近いように思われる。
【００４５】
本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるであろう通り、第一の仕事関数がより高い絶対値を有するならば、第一の仕事関数は第二の仕事関数「よりも大きい」又は「よりも高い」。仕事関数は概して真空準位と比べて負数として測定されるため、これは「より高い」仕事関数が更に負であることを意味する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、「より高い」仕事関数は、真空準位から下向きの方向に遠く離れているものとして例証される。故に、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯエネルギー準位の定義は、仕事関数とは異なる慣例に準ずる。
【００４６】
ＯＬＥＤについての更なる詳細及び上述した定義は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，２７９，７０４号において見ることができる。
【００４７】
図１は、有機発光デバイス１００を示す。図は必ずしも一定の縮尺ではない。デバイス１００は、基板１１０、アノード１１５、正孔注入層１２０、正孔輸送層１２５、電子ブロッキング層１３０、発光層１３５、正孔ブロッキング層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、保護層１５５、カソード１６０、及びバリア層１７０を含み得る。カソード１６０は、第一の導電層１６２及び第二の導電層１６４を有する複合カソードである。デバイス１００は、記述されている層を順に堆積させることによって製作され得る。これらの種々の層の特性及び機能並びに材料例は、参照により組み込まれるＵＳ７，２７９，７０４、６〜１０段において更に詳細に記述されている。
【００４８】
これらの層のそれぞれについて、更なる例が利用可能である。例えば、フレキシブル及び透明基板−アノードの組合せは、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第５、８４４、３６３号において開示されている。ｐ−ドープされた正孔輸送層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において開示されている通りの、５０：１のモル比でｍ−ＭＴＤＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱをドープしたものである。発光材料及びホスト材料の例は、参照によりその全体が組み込まれるＴｈｏｍｐｓｏｎらの米国特許第６，３０３，２３８号において開示されている。ｎ−ドープされた電子輸送層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において開示されている通りの、１：１のモル比でＢＰｈｅｎにＬｉをドープしたものである。参照によりその全体が組み込まれる米国特許第５，７０３，４３６号及び同第５，７０７，７４５号は、上を覆う透明の、導電性の、スパッタリング蒸着したＩＴＯ層を持つＭｇ：Ａｇ等の金属の薄層を有する複合カソードを含むカソードの例を開示している。ブロッキング層の理論及び使用は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第６，０９７，１４７号及び米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において更に詳細に記述されている。注入層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号において提供されている。保護層についての記述は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号において見ることができる。
【００４９】
図２は、反転させたＯＬＥＤ２００を示す。デバイスは、基板２１０、カソード２１５、発光層２２０、正孔輸送層２２５、及びアノード２３０を含む。デバイス２００は、記述されている層を順に堆積させることによって製作され得る。最も一般的なＯＬＥＤ構成はアノードの上に配置されたカソードを有し、デバイス２００はアノード２３０の下に配置されたカソード２１５を有するため、デバイス２００は「反転させた」ＯＬＥＤと称されることがある。デバイス１００に関して記述されたものと同様の材料を、デバイス２００の対応する層において使用してよい。図２は、いくつかの層が如何にしてデバイス１００の構造から省略され得るかの一例を提供するものである。
【００５０】
図１及び２において例証されている単純な層構造は、非限定的な例として提供されるものであり、本発明の実施形態は多種多様な他の構造に関連して使用され得ることが理解される。記述されている特定の材料及び構造は、事実上例示的なものであり、他の材料及び構造を使用してよい。機能的なＯＬＥＤは、記述されている種々の層を様々な手法で組み合わせることによって実現され得るか、又は層は、設計、性能及びコスト要因に基づき、全面的に省略され得る。具体的には記述されていない他の層も含まれ得る。具体的に記述されているもの以外の材料を使用してよい。本明細書において提供されている例の多くは、単一材料を含むものとして種々の層を記述しているが、ホスト及びドーパントの混合物等の材料の組合せ、又はより一般的には混合物を使用してよいことが理解される。また、層は種々の副層を有してもよい。本明細書における種々の層に与えられている名称は、厳しく限定することを意図するものではない。例えば、デバイス２００において、正孔輸送層２２５は正孔を輸送し、正孔を発光層２２０に注入し、正孔輸送層又は正孔注入層として記述され得る。一実施形態において、ＯＬＥＤは、カソード及びアノードの間に配置された「有機層」を有するものとして記述され得る。有機層は単層を含んでいてよく、又は、例えば図１及び２に関して記述されている通りの異なる有機材料の多層を更に含んでいてよい。
【００５１】
参照によりその全体が組み込まれるＦｒｉｅｎｄらの米国特許第５，２４７，１９０号において開示されているもののようなポリマー材料で構成されるＯＬＥＤ（ＰＬＥＤ）等、具体的には記述されていない構造及び材料を使用してもよい。更なる例として、単一の有機層を有するＯＬＥＤが使用され得る。ＯＬＥＤは、例えば、参照によりその全体が組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第５，７０７，７４５号において記述されている通り、積み重ねられてよい。ＯＬＥＤ構造は、図１及び２において例証されている単純な層構造から逸脱してよい。例えば、基板は、参照によりその全体が組み込まれる、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，０９１，１９５号において記述されている通りのメサ構造及び／又はＢｕｌｏｖｉｃらの米国特許第５，８３４，８９３号において記述されている通りのくぼみ構造等、アウトカップリングを改良するための角度のついた反射面を含み得る。
【００５２】
別段の規定がない限り、種々の実施形態の層のいずれも、任意の適切な方法によって堆積され得る。有機層について、好ましい方法は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第６，０１３，９８２号及び同第６，０８７，１９６号において記述されているもの等の熱蒸着、インクジェット、参照によりその全体が組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，３３７，１０２号において記述されているもの等の有機気相堆積（ＯＶＰＤ）、並びに参照によりその全体が組み込まれる米国特許第７，４３１，９６８号において記述されているもの等の有機気相ジェットプリンティング（ＯＶＪＰ）による堆積を含む。他の適切な堆積法は、スピンコーティング及び他の溶液ベースのプロセスを含む。溶液ベースのプロセスは、好ましくは、窒素又は不活性雰囲気中で行われる。他の層について、好ましい方法は熱蒸着を含む。好ましいパターニング法は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第６，２９４，３９８号及び同第６，４６８，８１９号において記述されているもの等のマスク、冷間圧接を経由する堆積、並びにインクジェット及びＯＶＪＤ等の堆積法のいくつかに関連するパターニングを含む。他の方法を使用してもよい。堆積する材料は、特定の堆積法と適合するように修正され得る。例えば、分枝鎖状又は非分枝鎖状であり、且つ好ましくは少なくとも３個の炭素を含有するアルキル及びアリール基等の置換基は、溶液プロセシングを受ける能力を増強するために、小分子において使用され得る。２０個以上の炭素を有する置換基を使用してよく、３〜２０個の炭素が好ましい範囲である。非対称構造を持つ材料は、対称構造を有するものよりも良好な溶液プロセス性を有し得、これは、非対称材料のほうが再結晶する傾向が低くなり得るからである。溶液プロセシングを受ける小分子の能力を増強するために、デンドリマー置換基が使用され得る。
【００５３】
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、バリア層を更に含んでいてよい。バリア層の１つの目的は、電極及び有機層を、水分、蒸気及び／又はガス等を含む環境における有害な種への損傷性暴露から保護することである。バリア層は、基板、電極の上、下若しくは隣に、又はエッジを含むデバイスの任意の他の部分の上に堆積し得る。バリア層は、単層又は多層を含んでいてよい。バリア層は、種々の公知の化学気相堆積技術によって形成され得、単相を有する組成物及び多相を有する組成物を含み得る。任意の適切な材料又は材料の組合せをバリア層に使用してよい。バリア層は、無機若しくは有機化合物又は両方を組み込み得る。好ましいバリア層は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第７，９６８，１４６号、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０２３０９８号及び同第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４２８２９号において記述されている通りの、ポリマー材料及び非ポリマー材料の混合物を含む。「混合物」とみなされるためには、バリア層を構成する前記のポリマー及び非ポリマー材料は、同じ反応条件下で及び／又は同時に堆積されるべきである。ポリマー材料対非ポリマー材料の重量比は、９５：５から５：９５の範囲内となり得る。ポリマー材料及び非ポリマー材料は、同じ前駆体材料から作成され得る。一例において、ポリマー材料及び非ポリマー材料の混合物は、ポリマーケイ素及び無機ケイ素から本質的になる。
可撓性ＯＬＥＤの組立方法
【００５４】
可撓性の基板上に可撓性ＯＬＥＤ照明デバイスを構築することは、利点と課題との両方を提供する。透明なプラスチック材料から高屈折率を得ることは、従来のガラス基板から得るよりも容易である。これによって、プラスチック上のＯＬＥＤの良好な取出し効率が可能となる。しかしながら、可撓性のプラスチックフィルムは、取扱いが非常に困難である。それを組立工程中に平坦に維持することは困難な場合がある。プラスチック基板の別の課題は、プラスチック基板は粗い表面を有し、表面上に不規則な棘（スパイク）を有する傾向があるという点である。これらの欠陥は、それらの上に伸びるＯＬＥＤデバイスにおいて容易に短絡を引き起こす可能性がある。しかしながら、本願明細書に記載する方法は、これらの課題の両方を克服する。
【００５５】
図３は、基板上にＯＬＥＤを組み立てるための例示的な方法の高レベルフローチャートであり、モールドを提供する工程３００と、基板を形成する工程３１０と、ＯＬＥＤを組み立てる工程３２０と、基板及びＯＬＥＤからモールドを除去する工程３３０とを含む。図３に示す工程は単なる例示であって、追加の工程を含んでもよく、又はより少ない工程であってもよい。
【００５６】
工程３００は、モールドの提供を含む。モールドは、ｉ）後続の加工工程中に支持体として作用する、及びｉｉ）次の工程において、モールド上の形成されるべき所望の表面特徴を可撓性基板上に生成するという少なくとも２つの機能を有することができる。従って、モールドは、所望の表面特徴を提供するように設計することができる。表面特徴は、好ましくは、ＯＬＥＤデバイスから効率的に光を取り出すように設計されている。
【００５７】
モールド上の表面特徴は、次の工程において基板上に形成される特徴を生成するように設計されている。作製される表面特徴は、球面レンズ、非球面レンズ、グローブ（ｇｒｏｖｅｓ；木立形状）、プリズム、基部に大きな寸法を有する不規則な特徴、又は光取り出しを向上させる他の地形的特徴であってもよい。これは、ＯＬＥＤ照明装置に特に有益である。一部の実施形態では、レンズの特徴は、モールドの平坦な表面に垂直な軸の周囲に放射対称性としてもとい。球面レンズは、Ｈ／Ｒ＝１の半球形状であってもよく、ここでＨ及びＲは、レンズの（面内の）頂部から谷部への高さ及び半径である。非球面レンズの形状は、２次方程式、３次方程式、放物型方程式等の多項式で定義することができる。非球面レンズは、レンズの半径Ｒに対する高さＨがＨ／Ｒ＞１、Ｈ／Ｒ＞２となるような形状としてもよい。
【００５８】
一部の実施形態では、表面特徴の頂部から谷部への高さＨは、少なくともＯＬＥＤデバイスの厚み（〜１００ｎｍ）と同等でなければならない。他の実施形態では、Ｈは、後に堆積されるＯＬＥＤデバイス中で生成される基板中光の波長（基板材料の屈折率で割った真空中の波長）と同等か、又はそれより大きくなければならない。例えば、基板の屈折率が２．０である場合、Ｈは２００ｎｍと同等であるか、又はそれより大きくなければならない。従って、一部の実施形態では、Ｈは４００ｎｍ以上とすることがきる。小さな寸法では、光学系及び光取り出しが望ましくないことがあるため、これらの最小寸法が好ましい。モールド上の表面特徴の形成を補助するために、より大きな最小寸法を有することが好ましい場合もある。このような実施形態では、好適なＨは、少なくとも１μｍ、少なくとも５μｍ、少なくとも１０μｍ、少なくとも５０μｍ、又は少なくとも１００μｍとすることができる。最小値が大きくなるにつれてモールドの特徴を形成することが容易となるため、Ｈについてのこれらの最小値が好ましい。但し、光学的考慮事項、及び他の考慮事項のための製造容易性を交換するために許容可能であるか否かに応じて、当段落で開示するものとは異なる最小値を使用することができる。
【００５９】
一部の実施形態では、表面特徴の頂部から谷部への高さＨは、最大で３００μｍ、好ましくは最大で１００μｍでなければならない。Ｈの値がより大きいと、望ましくない影響が生じることがある。例えば、単一の厚い被覆が使用される場合に気泡が形成することがある。これらの効果は、複数の被覆工程を使用することによって、又は材料及び加工パラメータの選択によって軽減することができるが、このような軽減は、特有のトレードオフを伴う。また、全体の厚みが大きくなり過ぎる場合には可撓性が低下することがあり、これは一部の用途において望ましくないことがある。
【００６０】
一部の実施形態では、表面特徴がエリア（ａｒｅａ）を被覆するか、又はエリアアレイを形成してもよい。好ましくは、隣接する表面特徴の中心間の横方向距離は、Ｈの値の１０倍以下である。
【００６１】
表面特徴は、規則的に、又は不規則的に配置してもよい。大きさは、均一であってもよく、又は異なっていてもよい。表面特徴は、少なくとも８０％、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％のフィルファクターで最密充填されていることが好ましい。ここで、フィルファクターは、基板の表面積に対する、表面特徴（基板表面上の表面特徴の突起）により占有される表面積の比として定義される。
【００６２】
一部の実施形態では、モールドは剛性であってよい。これは、モールドが、顕著な屈曲又は歪曲なしに、半導体に関連した通常の取扱い、又は標準的なガラス系フラットパネルディスプレイの組立てに耐えることができるよう十分に剛性であること、即ち、破損又は顕著な屈曲なしに、容易にモールドを持ち上げて動かし回すことができることを意味する。これによって、ＯＬＥＤの組立て中にモールド上に形成される基板を平坦に維持するという課題を克服するための工程が可能となる。モールドの剛性は、その曲げ剛性Ｄを計算することにより決定することができる。これは、単位曲率に対する剛性構造を曲げるために必要な偶力として定義される。均一な基板について、曲げ剛性は、以下のように数学的に記述することができる。
Ｄ＝Ｅｔ３／１２（１−μ２）  （１）
ここで、Ｄは曲げ剛性（Ｎｍ）であり、Ｅはヤング率（Ｎｍ−２）であり、μはポアソン比であり、ｔは基板の厚み（ｍ）である。この式は、Ｊ．Ａ．Ｒｏｇｅｒｓ・Ｇ．Ｒ．Ｂｏｇａｒｔ（２００１）「Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．」１６（１）・ｐ．２１７に記載されている。基板が可撓性である程、曲げ剛性が低い。ヤング率、ポアソン比、及び基板の厚みが既知であれば、任意の基板の曲げ剛性は理論的に計算することができる。
【００６３】
材料の特性又は教科書に提供されるデータから薄膜の曲げ剛性を計算することは、困難なことがある。これは、複合フィルム又は多層フィルムで特に言えることである。但し、特定の構造について一度測定が行われると、曲げ剛性は、基板の厚み等のパラメータを調節することにより、当業者によって合理的に予測可能な方法で容易に変更することができる。ここでは、曲げ剛性を決定するためにカンチレバー法に焦点を当てる。必要な装置は、固定角フレキソメータある。矩形の材料の一片が、水平な台の上で、台の端に垂直な方向に支持される。この一片が、増加部分がその自重で覆い被さって下方に屈曲するように、その長さ方向に伸長させられる。材料の一片の先端が台の縁を通る面に到達し、水平面の下方にθ＝４１．５°の角度で傾斜したときに、覆い被さる長さＬは、試料の曲げ長さＣの２倍に等しい（θ＝４１．５°では、Ｃ＝０．５Ｌである）。
【００６４】
曲げ長さ（ｍ）はＣと表記され、ここでＣは材料の単位面積当たりの重量に対する曲げ剛性の比の立方根であり、Ｄ＝ＷＣ３であり、ここでＷは単位面積当たりの重量（Ｎｍ−２）であり、均一な一片については、Ｗ＝ρｔｇで与えられ、以下のようになる。
Ｄ＝ＷＣ３＝ρｔｇＣ３  （２）
ここで、ρは密度（Ｋｇｍ−３）、ｇは重力加速度（９．８１ｍｓ−２）、ｔは基板の厚み（ｍ）である。
【００６５】
ここでは、可撓性の電子デバイスを作製するために使用する最良のモールド基板の材料／厚みの組合せを決定するために、式１及び式２の両方を使用する。幾つかの例を、以下の表１に示す。Ｅ、μ、及びρは材料の特性であり、材料が選択されると決定される。
【表１】
2015072906.tif 000002
【００６６】
フラットパネルディスプレイ業界では、ディスプレイの組立てのために０．７ｍｍ又は０．５ｍｍのガラスを使用することが一般的である。これは、０．７Ｎｍより大きい曲げ剛性であれば加工のためには十分であることを意味する。従って、一部の実施形態では、モールドは少なくとも０．７Ｎｍの曲げ剛性を有する。ガラスをモールドとして使用する場合、同じ厚みのガラスを適用することができる。異なるモールド材料を使用する場合、材料の厚みは、同様のレベルの曲げ剛性の実現を確実にするために計算することができる。上記の表１から分かるように、０．３３ｍｍの厚みのステンレス鋼箔は、０．５ｍｍのホウケイ酸ガラスシートと同様の曲げ剛性を有する。モールド材料の厚みを決定するための別の方法は、同様の曲げ長さを使用することである。同様の厚みのステンレススチールとガラスとは、同様の曲げ長さを与える。
【００６７】
一部の実施形態では、モールドは、ＯＬＥＤがハードコートを含む場合を含み、基板とＯＬＥＤとの組立体の曲げ剛性よりも大きい曲げ剛性を有する。
【００６８】
一部の実施形態では、モールドは、基層と、表面特徴を有するパターン化層とを含んでいてもよい。一部の実施形態では、基層は、パターン化層の曲げ剛性よりも大きい曲げ剛性を有する。
【００６９】
モールドの材料は、基板を形成するために使用される材料の種類、及び剥離工程に依存し得る。モールドは、加工に適した機械的特性及び光学的特性を有する材料から作製することができる。使用されるモールドの種類は、必要とされる表面特徴の種類、及び表面特徴を作製するために利用可能な方法に依存し得る。基板を剥離するためにレーザを使用する場合は、ガラス等の透明なモールド材料が必要である。
【００７０】
一部の実施形態では、モールドは、機械的加工又は３Ｄ印刷等の加工を用いて直接作製することができる。
【００７１】
他の実施形態では、モールドは、所望の特徴と同じ形状を有するマスタから形成することができる。マスタは、従来微細加工に用いられる半導体ウエハ及びフォトレジストを含む、多種多様な材料を用いて作製することができる。マスタが使用される場合、モールド自体は、マスタからモールドに特徴を転写する多様な方法のいずれかによって製造することができる。例えば、液体をマスタ上に塗布し、硬化させて固化し、はがすことができる。本願明細書に記載の方法を含む、モールドから基板を形成するための他の方法を用いてもよい。
【００７２】
モールドに必要な特徴は、マイクロマシニング技術を用いて、市販のアルミニウム片、硬化鋼片、又はステンレス鋼片上に直接機械加工することができる。これらとしては、従来のＣＮＣ機械加工、レーザ切断、及びマイクロ放電加工（μ−ＥＤＭ）が挙げられ得る。金属モールドは、めっき浴中に浸漬したマスタから電鋳することもできる。これらのモールドは、Ｎｉ等の元素金属から作製される傾向がある。金属モールドはまた、熱又は溶媒への曝露によって軟化したプラスチックシートに特徴をエンボス加工するために使用することができる。モールドを作製するためにＳｉ又はガラスが使用される場合、表面特徴は、標準的な半導体加工技術によって定義することができる。
【００７３】
工程３１０は、モールド上への基板の形成を含むことができる。本願明細書で使用される「上（ｏｖｅｒ）」との用語は、表面特徴を有するモールドの側面方向においてモールドから離れる方向、即ちモールドから離れる方向に測定したものであることを意味する。上（ｏｖｅｒ）との用語は、モールドと基板との間に１以上の中間層を許容することを意図する。例えば、第１の層が第２の層の「上に配置される」又は「上に形成される」と記載される場合は、第１の層は、モールドから更に離れて配置される。第１の層が第２の層に「接する」と指定されない限り、第１の層と第２の層との間には他の層が存在してもよい。例えば、カソードとアノードとの間に様々な有機層が存在したとしても、カソードがアノード「上に配置される」と記述することができる。
【００７４】
一部の実施形態では、工程３１０は、モールド上に液体コーティングを塗布し、コーティングを硬化させてモールド上に基板を形成することを含む。一部の実施形態では、基板は透明であってもよい。他の実施形態では、工程３１０は、モールド上に固体コーティングを適用し、固体を加熱して溶融物を形成し、ここで溶融物がモールドの形状に適合し、溶融物を冷却してモールドに適合する固体基板を形成する。一部の実施形態では、コーティングの材料及び厚みは、モールドにより支持されていない場合には可撓性の基板をもたらす。例えば、ポリエステル基板は、原料（例えば、精製テレフタル酸（ＰＴＡ））を溶融し、次いで冷却してフィルムを形成することによって形成することができる。本発明では、低熱及び良好な表面品質のため、溶液堆積が好ましい。フィルムの厚みは、表面特徴の高さＨよりも大きいことが好ましい。それは、５μｍ〜数百μｍの範囲とすることができる。
【００７５】
一部の実施形態では、基板がモールドに直接接触するように、基板は、任意の介在層なしにモールド上に直接形成される。他の実施形態では、モールドと基板との間に、例えば剥離層等の１以上の介在層が存在してもよい。
【００７６】
一部の実施形態では、基板材料の屈折率は、有機発光材料の屈折率から０．１又は０．２未満の差を有してもよい。優れた光取出し効率のためには、高屈折率（１．６より大）が好ましい。最も好ましい屈折率は、光発生層の屈折率よりも高い値（１．７より大）である。
【００７７】
工程３２０は、基板がモールドに付着している状態での基板上へのＯＬＥＤの形成を含むことができる。ＯＬＥＤを形成するための工程は、図４を参照して以下により詳細に説明する。一部の実施形態では、ＯＬＥＤを形成する前に、バリア層が基板上に適用される。一部の実施形態では、ＯＬＥＤを形成する前に、基板上にバスラインを作製してもよい。
【００７８】
工程３３０は、その上にＯＬＥＤが組み立てられた基板からのモールドの除去を含むことができる。図６〜図８を参照して以下でより詳細に説明するように、基板及びＯＬＥＤは、多くの異なる方法でモールドからはがすことができる。
【００７９】
図４は、工程３２０で使用することができる例示的なＯＬＥＤの組立工程３２１を示す。工程３２１は、アノードを適用する工程３２２と、有機材料を適用する工程３２３と、カソードを適用する工程３２４と、バリア層を適用する工程３２５と、ハードコートを適用する工程３２６とを含むことができる。組立工程３２１は単なる例示であって、追加の工程を含んでもよく、又はより少ない工程であってもよい。例えば、組立工程３２１は、ＯＬＥＤデバイス１００又はＯＬＥＤデバイス２００内に存在する層を形成する工程も含み得るが、組立工程３２１中には明記していない。工程の順序は、再配列することもできる。例えば、図２を参照して説明したような逆構造のＯＬＥＤが望まれる場合は、工程３２２と工程３２４とは並べ替えることができる。
【００８０】
工程３２２は、基板上へのアノードの適用を含むことができる。スパッタリング、フォトリソグラフィ、及び他の湿式加工又は乾式加工を含む任意の適切な方法を使用することができるが、これらに限定されない。
【００８１】
工程３２３は、アノード上への有機材料の適用を含むことができる。有機材料は、ＨＩＬ（正孔注入輸送）、ＨＴＬ（正孔輸送層）、ＥＭＬ（放出層）、ＨＢＬ（正孔ブロッキング層）、ＥＩＬ（電子注入輸送）、ＥＴＬ（電子輸送層）、及びＥＢＬ（電子ブロッキング層）を含む好適な材料の１以上の層を含み得るが、これらに限定されない。有機材料は、熱蒸着、インクジェット印刷、有機気相堆積（ＯＶＰＤ）、有機蒸気ジェット印刷（ＯＶＪＰ）による蒸着、スピンコーティング、及び他の溶液系の加工を含む任意の好適な方法を用いて塗布することができるが、これらに限定されない。
【００８２】
工程３２４は、有機材料上へのカソードの適用を含むことができる。スパッタリング、フォトリソグラフィ、及び他の湿式加工又は乾式加工を含む任意の適切な方法を使用することができるが、これらに限定されない。
【００８３】
工程３２５は、ＯＬＥＤを封入するためにＯＬＥＤ上へのバリア層の適用を含むことができる。一部の実施形態では、ＯＬＥＤが可撓性であるようにバリア層は薄膜である。バリア層は、無機材料、有機材料、及びハイブリッド材料を含むことができる。適用工程としては、スパッタリング、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、及び他の薄膜堆積加工が挙げられ得るが、これらに限定されない。
【００８４】
工程３２６は、ＯＬＥＤに付加的な保護を提供するために、バリア層上へのハードコート層の適用を含むことができる。機械的保護層の提供に加えて、ハードコート層は、基板及びＯＬＥＤデバイスからのモールドの除去を容易にすることができる。
【００８５】
図５は、図３及び図４を参照して以前に説明した１以上の工程を含むことができる、基板上に可撓性のＯＬＥＤを組み立てるための方法の例示的なフローチャートである。本方法は、モールドを提供する工程５００と、基板を形成する工程５１０と、電極及び有機物を適用する工程５２０と、バリア層を適用する工程５３０と、第１のハードコートを適用する工程５４０と、基板及びＯＬＥＤからモールドを除去する工程５５０と、第２のハードコートを適用する工程５６０とを含むことができる。図５の方法は、単なる例示であって、追加の工程を含んでもよく、又はより少ない工程であってもよい。工程の順序は、再配列することもできる。図５に概説された方法の各工程の後に形成された過渡的な構造の図を示す添付の図６Ａ〜図６Ｇの説明とともに、各工程のより詳細な説明を以下で行う。
【００８６】
工程５００は、モールドの提供を含むことができ、図３を参照して上述した工程３００に対応し得る。一部の実施形態では、例えば図６Ａに示すように、モールド６００は、１以上の表面特徴、例えば凹状構造６０２を含むことができる。本願明細書で使用する「凹状」との用語は、内側に湾曲する表面を意味する。例えば、球の外表面は凸状であり、球の内側面は凹状である。凹状構造６０２が形成されて基板上に微小球を形成すると、モールド６００は、空の卵カートンに類似している。
【００８７】
工程５１０は、モールド上への基板の形成を含むことができ、図３を参照して上述した工程３１０に対応し得る。一部の実施形態では、例えば図６Ｂに示すように、基板６１０の上面が滑らかで連続的となるように、基板６１０は、凹状構造６０２の深度よりも厚くすることができる。これによって、基板が不規則な棘（スパイク）を有する粗面を有するという課題を克服することができる。基板６１０の上面が十分に平滑化されていない場合は、平坦化層（図示せず）を上に適用してもよい。任意の水分や他の有害ガス／化学物質のＯＬＥＤ中への移行の防止を補助するために、バリア層（図示せず）を基板上に堆積させてもよい。このバリア層はまた、後続の工程で（例えばフォトリソグラフィ加工において）化学物質が使用される場合、下層の基板層を保護することができる。
【００８８】
工程５２０は、電極及び有機物質の適用を含むことができ、図３を参照して上述した工程３２２、工程３２３、及び工程３２４に対応し得る。一部の実施形態では、例えば図６Ｃに示すように、ＯＬＥＤ６２０は、２つの電極６２２及び電極６２６と、電極６２２及び電極６２６の間に挟まれた有機材料６２４とを含んで形成することができる。基板６１０上に１以上のＯＬＥＤ６２０を形成してもよい。一部の実施形態では、ＯＬＥＤ６２０は、電極６２２がアノードであり、電極６２６がカソードであるような、ボトムエミッション型ＯＬＥＤであってもよい。一部の実施形態では、アノード６２２は透明であり、工程３２２に関連して上述した方法のいずれかに従い、基板６１０上に適用することができる。一部の実施形態では、アノード層６２２は、パターン化されているか、又は電流の分散を補助するために追加のバスラインを含むか、或はその両方であってもよい。このような場合、アノード層６２２は、パターニングのための絶縁材料、及び付加的なバスラインのための付加的な導電性材料の少なくともいずれかを含んでいてもよい。これらは、標準的なフォトリソグラフィ加工、又は他の湿式加工或いは乾式加工を用いて形成することができる。アノード層６２２を形成した後、工程３２３に関連して上述した工程に従って、１以上の有機層６２４をアノード層６２２上に形成してもよい。次に、工程３２４に関連して上述した工程に従って、カソード層６２６を有機層６２４上に形成してもよい。一部の実施形態では、カソード６２６上に更なる層を堆積させてもよい。例えば、バッファ層（図示せず）をカソード６２６上に堆積させてもよい。
【００８９】
工程５３０は、バリア層の適用を含むことができ、図３を参照して上述した工程３２５に対応し得る。一部の実施形態では、例えば図６Ｄ中に示すように、ＯＬＥＤデバイス６２０上にバリア層６３０が堆積され、バリア層６３０は、酸化物、窒化物、セラミック、又はハイブリッド材料を含んでいてもよい。一部の実施形態では、ＯＬＥＤデバイスが可撓性であるように、バリア層６３０は十分に厚みが薄い。
【００９０】
工程５４０は、ハードコートの適用を含むことができ、図３を参照して上述した工程３２６に対応し得る。一部の実施形態では、例えば図６Ｅに示すように、ハードコート６４０は接着層６４２を介してバリア層６３０に取り付けることができる。一部の実施形態では、ハードコート６４０は、水分、蒸気、及び気体の少なくともずれかを含む環境中の有害化学種への暴露を防止するバリア特性を有する。ハードコート６４０の材料としては、ガラス、金属箔、又はバリアコーティングされたプラスチックフィルムが挙げられるが、これらに限定されない。
【００９１】
一部の実施形態では、例えば図６Ｃ〜図６Ｅに示すように、工程５２０、工程５３０、又は工程５４０の後、それぞれ、表面特徴を有するモールド６００、モールド上に形成された基板６１０、及び基板上に組み立てられたＯＬＥＤ６２０を含む過渡的な構造が存在する。上述したように、基板６１０は透明であってもよく、基板がモールドの非存在下で可撓性であるような厚みを有していてもよい。このような過渡的な構造は、製造中に存在し、一部の実施形態では、モールドの除去等の残りの工程の段階が行われる前に、この状態で出荷又は貯蔵される。
【００９２】
工程５５０は、基板及びＯＬＥＤからのモールドの除去を含むことができ、図３を参照して上述した工程３３０に対応し得る。一部の実施形態では、例えば図６Ｆに示すように、ＯＬＥＤ６２０と基板６１０との組立体６５０をモールド６００から除去してもよい。剥離工程は、多種多様な手段を用いて行うことができる。
【００９３】
一部の実施形態では、除去は、組立体６５０からモールド６００を分離する力の適用を含む。基板６１０とモールド６００との密着性が全ての界面の中で最も弱い限り、基板はモールドから切り離される。
【００９４】
一部の実施形態では、モールド６００は溶解され、それによってアセンブリ６５０からモールドを除去する。例えば、モールドは、ガラスの平坦な一片上にフォトレジストを用いてトポロジカルな特徴を形成することによって作製することができる。フォトレジストは、フォトリソグラフィ加工においてパターニングの目的で使用される標準的な材料であり、後から容易に除去することができる。例えば、Ｓｈｉｐｌｅｙにより提供される典型的なポジティブレジストＳ１８１３は、ハードベークの前にアセトン中で溶解させることができる。１５０℃のベーク等のハードベーク後であっても、Ｓ１８１３は、Ｓｈｉｐｌｅｙにより提供されるフォトレジスト剥離剤１１６５によって高温下で除去することができる。
【００９５】
一部の実施形態では、除去を行うために熱的なアプローチを取ることができる。例えば、組立体６５０及びモールド６００は加熱又は冷却することができる。モールドと基板材料との熱膨張を不一致にさせた結果として、基板をモールドから分離することができる。モールド及び基板に使用される幾つかの材料の熱膨張率（ＣＴＥ）の値を、表２に示す。典型的なプラスチック材料は、非常に大きなＣＴＥ値を有する。低ＣＴＥの材料（例えば、Ｓｉ、ガラス、ステンレス、又はスチール）から作られたモールドと組み合わせると、プラスチック材料は、全構成要素を冷却することによって容易にモールドから剥離することができる（プラスチックがモールドより大きく収縮し、その結果として、それ自体をモールドから分離する）。例えば、１００μｍの厚みの基板コーティングが、室温でモールド上に適用されると仮定する。ＣＴＥの不一致は、約５０×１０−６／Ｋ（ガラス上のプラスチック／Ｓｉのモールド）である。全構成要素が２０ケルビン冷却されると、基板とモールドとの間の寸法変化は、１００×５０×１０−６×２０＝０．１μｍであり、これは顕著な変化であってモールドからの基板の分離を引き起こし得る。
【表２】
2015072906.tif 000003
【００９６】
基板の剥離を誘発するために、光源を使用することもできる。基板とモールドとの間の界面を局所的に加熱するために、紫外線源、赤外線源、又は可視光源を使用してもよい。光源はレーザを含んでいてもよい。この工程を容易化するために、工程５００と工程５１０との間で基板６１０を形成する前に、光エネルギーを吸収する剥離コーティング（図示せず）をモールド６００上に堆積させてもよい。光を熱に変換するために、ＳｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３等の酸化物材料、及び透明導電性酸化物材料ＩＴＯを使用することができる。厚みは、数ｎｍ〜１００ｎｍの範囲とすることができる。
【００９７】
一部の実施形態では、基板６１０とモールド６００との間の弱い接着は、例えば工程５００と工程５１０との間でモールド６００に剥離コーティングを適用することにより、モールド表面が低表面エネルギーを有するようにモールド表面を処理することによって達成することができる。低表面エネルギーの剥離コーティングは、フッ素化ポリマー（例えばテフロン（登録商標））、シロキサン、又はシリコーンを含むことができるが、これらに限定されない。一部の実施形態では、モールドがＳｉ（例えば酸化Ｓｉ）又はガラスである場合は、低表面エネルギーの剥離コーティングは、フッ素化シランであってもよい。
【００９８】
一部の実施形態では、ＯＬＥＤデバイス及び基板の組立体からモールドを除去するために、液体又は気体を使用することができる。例えば図７Ａ〜図７Ｃに示すように、モールド６００’は、モールド６００’の厚み全体を貫通して伸びる複数の孔６０４を有してもよい。これらの孔６０４は、モールドの裏面から基板６１０への接続を提供することができる。組立体６５０からのモールド６００’の除去を容易にするために、除去工程５５０の間、液体又はガス状の物質、例えば（液体又は気体の形態の）化学物質又は水が孔６０４を通って移動し、基板６１０とモールド６００との間の界面接着を変更してもよい。他の実施形態では、孔６０４を介して機械的な力を適用してもよい。例えば、固体物質（例えばピン）、液体物質（例えば作動液）、又は気体物質を使用することによって機械的な力を適用してもよい。気体を使用する一例としては、モールド６００’から基板６１０を押しのける高圧ガスを、孔６０４を介して送ることが挙げられる。
【００９９】
一部の実施形態では、孔の寸法は、有効なレンズ面の減少を防止し、基板を形成する際に孔から漏れる基板を最小にするために、大き過ぎないことを確認して寸法決めされる。一部の実施形態では、孔は、各個別のレンズの基部領域の１０％未満を占める。例えば、半径が５μｍの半球レンズについては、孔の半径は１．６μｍ未満でなければならない。被覆材料の表面張力によってコーティングが貫通孔を埋めるないように、非常に小さな孔を有することが好ましいことがある。標準的なフォトリソグラフィ加工では、紫外線光源によりサブミクロンサイズ（例えば０．５μｍ）が可能である。この加工を容易化するために、モールドの表面を処理してもよい。
【０１００】
一部の実施形態では、モールドが除去されると、その上にＯＬＥＤが組み立てられた基板は可撓性である。例えば、一部の実施形態では、その上にＯＬＥＤが組み立てられた基板は、破損することなく１２インチ径のロールの周囲に巻き付けることができるよう十分に低い曲げ剛性を有する。
【０１０１】
一部の実施形態では、例えば図６Ｆに示すように、モールドが除去されると、基板は、除去されたモールドの表面特徴と相補的な表面特徴を含む。例えば、モールド内の球状の窪みは、基板上に相補的な同様の半径の球状隆起をもたらす。本願明細書で使用する「相補的」とは、例えば基板とモールドとの間の、ある程度の厚みを有する剥離層、及び不規則性の存在によって生じる僅かな差異を許容する。一部の実施形態では、基板上の表面特徴の少なくとも一部は凸状である。
【０１０２】
図５に再び戻ると、工程５６０は、付加的な機械的保護及びバリア保護を提供するデバイスの取出し側への、工程５５０の後の第２のハードコートの適用を含んでもよい。一部の実施形態では、例えば図６Ｇに示すように、ハードコート６６０を基板６１０に適用してもよい。ガラス又はバリア被覆されたプラスチックの薄片を、ハードコート６６０に使用してもよい。一部の実施形態では、ハードコート６６０は、両面に反射防止コーティングを有してもよい。ハードコート６４０及びハードコート６６０は、接着層６６２によって互いに結合していてもよい。一部の実施形態では、接着層６６２は可撓性であり、バリア特性を有する。水分及び酸素からの更なる保護を提供するために、ハードコート６４０とハードコート６６０との間の組立体の内部に乾燥剤材料を含有させてもよい。
【０１０３】
一部の実施形態では、工程５００〜工程５５０は、例えば図８に示すコンベアベルト装置上で行われてもよい。位置１〜位置６は、工程５００〜工程５５０にそれぞれ対応し、図６Ａ〜図６Ｆに示す構造にそれぞれ対応する。このような実施形態では、可撓性のモールド６００が必要である。一部の実施形態では、モールド６００をコンベアベルト８００に取り付けることができ、モールドがコンベアとともに移動すると異なる材料がモールド上に堆積される。他の実施形態では、コンベアベルト８００がモールド６００であってもよい。工程の終了時にローラの周囲でモールドが屈曲し、基板とモールドとの界面が最も弱い界面であると、基板とＯＬＥＤとの組立体がモールドから剥離する。このような実施形態では、基板とＯＬＥＤとの組立体よりもモールドが柔軟であることが好ましい。これは、ハードコートがモールドよりも組立体をより剛性にするためである。このような実施形態では、コンベアベルトのローラの周囲で屈曲することができるように、モールドは薄い材料から作製されてもよい。このような実施形態では、対応する装置は、ベルト８００と、任意の従来のベルト駆動手段とすることができるベルトを移動させる機構と、ベルト上に配置された表面特徴を有する可撓性のモールドとを含むことができる。装置はまた、ベルトの経路に沿って、基板材料の供給源に取り付けられたディスペンサと、基板材料を処理するように構成されたエネルギー源と、ＯＬＥＤの構成要素を作製する材料を適用するための供給源に取り付けられた複数のディスペンサと、ベルト上に配置されたモールドから基板材料とＯＬＥＤとの組立体を除去するように構成された機構とを順に含んでいてもよい。一部の実施形態では、上述したように、組立体を除去するように構成された機構は、ベルトがローラの周囲で屈曲した際に基板がモールドから剥離するように、ＯＬＥＤデバイスを保持してもよい。
【０１０４】
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、フラットパネルディスプレイ、照明装置、コンピュータモニター、テレビ、掲示板、屋内若しくは屋外照明及び／又は信号送信用のライト、ヘッドアップディスプレイ、完全透明ディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、レーザープリンター、電話、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ、カムコーダー、ファインダー、マイクロディスプレイ、３−Ｄディスプレイ、車、大面積壁、劇場又はスタジアムのスクリーン、或いは看板を含む多種多様な消費者製品に組み込まれ得る。パッシブマトリックス及びアクティブマトリックスを含む種々の制御機構を使用して、本発明に従って製作されたデバイスを制御することができる。デバイスの多くは、摂氏１８度から摂氏３０度、より好ましくは室温（摂氏２０〜２５度）等、ヒトに快適な温度範囲内での使用が意図されているが、この温度範囲外、例えば、摂氏−４０度〜＋８０度で用いることもできる。
【０１０５】
本明細書において記述されている材料及び構造は、ＯＬＥＤ以外のデバイスにおける用途を有し得る。例えば、有機太陽電池及び有機光検出器等の他の光電子デバイスが、該材料及び構造を用い得る。より一般的には、有機トランジスタ等の有機デバイスが、該材料及び構造を用い得る。
【０１０６】
概要及び要約の部分ではなく、詳細な説明の部分は、特許請求の範囲を解釈するために用いられることが意図されることを理解されたい。概要及び要約の部分は、本発明者等によって意図される本発明の全てではなく１以上の例示的な実施形態を記載し得るので、いかなる意味においても、本発明及び添付の特許請求の範囲を限定するものではない。
【０１０７】
前述の特定の実施形態の記載は、本発明の一般的性質を完全に明らかにするものであるので、他人が当業者の範囲内の知識を適用することにより、本発明の一般的概念から逸脱することなく、過度の実験なしに、各種用途のために、そのような特定の実施形態を容易に改変するか、又は適応するか、或いはその両方を行うことができる。従って、そのような適応及び変更は、本願明細書に提示された教示及び誘導に基づき、開示された実施形態の均等物の意味及び範囲内にあることが意図される。本願明細書の用語又は語法が教示及び誘導に照らして当業者によって解釈されるように、本願明細書中の語法又は用語は、限定ではなく説明の目的であることを理解されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０８】
【特許文献１】米国特許第５，８４４，３６３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３０３，２３８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，７０７，７４５号明細書
【符号の説明】
【０１０９】
１００  有機発光デバイス
１１０  基板
１１５  アノード
１２０  正孔注入層
１２５  正孔輸送層
１３０  電子ブロッキング層
１３５  発光層
１４０  正孔ブロッキング層
１４５  電子輸送層
１５０  電子注入層
１５５  保護層
１６０  カソード
１６２  第一の導電層
１６４  第二の導電層
１７０  バリア層
２００  反転させたＯＬＥＤ、デバイス
２１０  基板
２１５  カソード
２２０  発光層
２２５  正孔輸送層
２３０  アノード
【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７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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2015072906000002.pdf
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