(57)【要約】  本発明は、基板１４の上にパターン化された層１８を製作するための製作装置に関する。保護材料１７が前記基板１４の上の第２領域に付与され、液状層材料１８が、その後、前記基板１４の上の前記第２領域とは異なる第１領域に印刷される。前記層材料１８は、前記保護材料１７の融解温度よりも高い除去温度を用いて、前記基板１４から前記保護材料１７を除去する前に、前記保護材料１７の融解温度よりも低い乾燥温度まで、前記層材料１８を加熱することによって乾燥される。パターン化された層１８が、従って、例えば費用のかかるフォトリソグラフィー工程を使用せずに製造でき、前記保護材料１７を使用することで、前記層材料１８は所望の前記第１領域にのみ存在し、前記第２領域には存在しない。これにより、ＯＬＥＤを製造するために使用される前記パターン化された層の品質が向上される。
2014517998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン化された層を基板の上に製作するための製作装置において、前記基板が前記層を形成する層材料が付与される第１領域と、前記層材料が付与されない第２領域と、を有し、前記製作装置が、
前記基板の上の前記第２領域に保護材料を付与する保護材料付与ユニットと、
前記基板の上の前記第１領域に液状層材料を印刷する層材料付与ユニットと、
前記保護材料の融解温度よりも低い乾燥温度まで、前記層材料を加熱することによって、前記層材料を乾燥させる乾燥ユニットと、
前記保護材料の前記融解温度よりも高い除去温度を用いて、前記基板から前記保護材料を除去する保護材料除去ユニットと、
を有する、製作装置。
【請求項２】
前記保護材料付与ユニットが、前記保護材料を印刷することによって付与する、請求項１に記載の製作装置。
【請求項３】
前記保護材料付与ユニットが、ワックスを前記保護材料として付与する、請求項１に記載の製作装置。
【請求項４】
前記層材料付与ユニットが、金属を前記層材料として付与する、請求項１に記載の製作装置。
【請求項５】
前記基板が導電層で被覆され、前記製作装置が、前記保護材料と、前記基板の上にパターン化された導電層を生成するための前記付与された層材料との、少なくとも１つを通して前記導電層を焼灼する焼灼ユニットを更に有する、請求項１に記載の製作装置。
【請求項６】
前記保護材料除去ユニットが、前記保護材料を除去するために加熱された水を使用する、請求項１に記載の製作装置。
【請求項７】
前記製作装置が、前記層材料を焼結する焼結ユニットを更に有する、請求項１に記載の製作装置。
【請求項８】
前記製作装置が、前記保護材料が除去された後に、前記層材料の上に絶縁材料を付与する絶縁材料付与ユニットを更に有する、請求項１に記載の製作装置。
【請求項９】
前記製作装置が、前記パターン化された層を有する電気デバイスを製造する電気デバイス製造ユニットを更に有する、請求項１に記載の製作装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の製作装置によって製作可能である、基板の上にパターン化された層を有する電気デバイス。
【請求項１１】
前記電気デバイスが有機発光ダイオードである、請求項１０に記載の電気デバイス。
【請求項１２】
パターン化された層を基板の上に製作するための製作方法において、前記基板が前記層を形成する層材料が付与される第１領域と、前記層材料が付与されない第２領域と、を有し、前記製作方法が、
前記基板の上の前記第２領域に保護材料を付与するステップと、
前記基板の上の前記第１領域に液状層材料を印刷するステップと、
前記保護材料の融解温度よりも低い乾燥温度まで、前記層材料を加熱することによって、前記層材料を乾燥させるステップと、
前記保護材料の前記融解温度よりも高い除去温度を用いて、前記基板から前記保護材料を除去するステップと、
を有する、製作方法。
【請求項１３】
基板の上に少なくとも第１のパターン化された層及び第２のパターン化された層を有する層構造を製作するための製作用コンピュータプログラムにおいて、請求項１に記載の製作装置に、前記コンピュータプログラムが前記製作装置を制御するコンピューター上で実行される場合に、前記コンピュータプログラムが、請求項１２に記載の前記製作方法の前記ステップを行わせるためのプログラムコード手段を含む、製作用コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン化された層を製作するための製作装置、製作方法、及び製作用コンピュータプログラムに関する。本発明は、更に、パターン化された層を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような電気デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＬＥＤは、一般に、陽極を提供するパターン化された導電性材料を有し、有機層は、陽極と、陰極を形成する他の導電層との間に挟まれている。陽極を形成する導電層は、一般に、フォトリソグラフィーを使用してパターン化される。フォトリソグラフィーは、フォトリソグラフィーをコストのかかる工程にする、非常に高い精度及び微細解像度のために開発されてきたので、パターン化された層を、特に一連の小さな製品用のパターン化された層を高価な部品にしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コストのかかるフォトリソグラフィー工程を使用せずに、パターン化された層を製作するための製作装置、製作方法、及び製作用コンピュータプログラムを提供することが本発明の目的である。製作されたパターン化された層を有するＯＬＥＤのような電気デバイスを提供することが本発明の更なる目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１態様では、パターン化された層を基板の上に製作するための製作装置が開示されており、前記基板は、前記層を形成する層材料が付与される第１領域と、前記層材料が付与されない第２領域と、を有し、前記製作装置は、
‐前記基板の上の第２領域に保護材料を付与する保護材料付与ユニットと、
‐前記基板の上の第１領域に液状層材料を印刷する層材料付与ユニットと、
‐前記保護材料の融解温度よりも低い乾燥温度まで、層材料を加熱することによって、層材料を乾燥させる乾燥ユニットと、
‐前記保護材料の融解温度よりも高い除去温度を用いて、基板から保護材料を除去する保護材料除去ユニットと、
を有する。
【０００５】
層材料は、基板の上の第１領域に印刷されるので、コストのかかるフォトリソグラフィー工程を使用することなく、パターン化された層を製造することができる。それだけでなく、基板の上の第１領域に液状層材料を印刷する前に、基板の上の第２領域に保護材料が付与されるので、第２領域では、層材料は保護材料の上にのみ位置することができる。従って、保護材料が除去された後、層材料は第１領域にのみ存在し、第２領域には存在しない。これにより、パターン化された層の品質が向上される。
【０００６】
パターン化された層は、直接基板の上に位置付けられうる、あるいは、１又は複数の他の層が基板とパターン化された層との間に配置されうる。例えば、前記基板は、酸化シリコン又は窒化シリコンを含むバリア層と、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）被覆のような導電性被覆とで被覆されたガラスプレートでもよい。前記導電性被覆は、好ましくは透明である。製作装置は、従って、保護材料を付与し、基板の上に既に提供された導電層の上に層材料を印刷するのに適しうる。
【０００７】
選択的に１又は複数の被覆を有する基板は、保護材料を付与し、層材料を印刷する前に洗浄されうる。選択的に１又は複数の被覆を有する基板は、保護材料及び／又は層材料の一般に起こりうる広範囲にわたる拡散を減少させる、特に防止するために、印刷精度及びぬれ挙動が改善されるように前処理もされうる。
【０００８】
好ましい実施形態では、前記保護材料付与ユニットは、保護材料を印刷することによって付与するのに適している。印刷は、フォトリソグラフィーに比べてコストがかからないという利点を有し、１つのデザインから別のデザインへ速い切り替え時間を提供することができる。更に好ましくは、前記保護材料付与ユニットは、ワックスを保護材料として付与するのに適している。実施形態では、約９０℃で液体になるワックスが使用される。前記ワックスは、好ましくは印刷可能なホットワックスインクである。
【０００９】
前記層材料付与ユニットは、金属を層材料として付与するのに適していることも好ましい。前記層材料は、好ましくは銀又は銅を含む。例えば、前記層材料付与ユニットは、層材料を付与するのにインクジェット印刷又はスクリーン印刷を使用するのに適している。好ましくは、前記層材料付与ユニットは、基板の上の第１領域に金属インクを印刷するのに適している。
【００１０】
前記基板は、好ましくは導電層で被覆され、前記製作装置は、保護材料と、基板の上にパターン化された導電層を生成するために付与された層材料との、少なくとも１つを通して導電層を焼灼する焼灼ユニットを更に有しうる。特に、前記焼灼ユニットは、保護材料及び／又は層材料を通してレーザー焼灼を行うレーザーを有する。実施形態では、前記レーザーは、等しいパルスエネルギーを得るためのＱ−スイッチモードを有する３５５ｎｍで動作する半導体レーザーである。当該ビームプロファイルは、ガウス形状となりうる。しかしながら、好ましい実施形態では、ビームプロファイルは、フラットトップ・プロファイルである。レーザー焼灼も、フォトリソグラフィーよりもコストがかからず、１つのデザインから別のデザインへ速い切り替え時間を提供できる。
【００１１】
前記導電層の焼灼は、層材料が付与された後に、特に基板の上に、すなわち基板の導電層の上に金属インクが印刷され乾燥された後に、好ましくは行われる。前記焼灼ユニットは、好ましくは基板の上の導電層としてのＩＴＯ層を焼灼するのに適している。
【００１２】
前記保護材料除去ユニットは、保護材料を除去するために加熱された水を使用するのに適していることが更に好ましい。従って、保護材料は、加熱された水を使用するだけという、比較的単純な方法で除去されうる。好ましくは、保護材料、好ましくはワックスは、ワックスの融解温度よりも高い温度まで加熱された水を使用して除去される。前記水は、好ましくは蒸留水である。例えば、水は、ワックスが液体になる温度である約９０℃又はより高い温度まで加熱される。水は、例えば１００℃以下の温度では液体として、約１００℃の温度では蒸気として、あるいは、例えば１００℃よりも高い温度では過熱蒸気として、提供されうる。除去処理は、スプレー‐ストリッピング又は他のストリッピング技術によって行われうる。
【００１３】
前記保護材料除去ユニットは、層構造部、特に基板を保護材料が気化する温度まで加熱するのに更に適しうる。前記気化は、加熱された水のみを使用して行われた除去処理の後でまだ存在しているであろう保護材料の単層を除去しうる。
【００１４】
好ましい実施形態では、前記製作装置は、層材料を焼結するための焼結ユニットを更に有する。層材料は、好ましくは、例えば１３０℃よりも高い温度で焼結される銀又は銅のような金属インクである。焼結によって、ワックスの可能な限りの残余部分もこれらを気化させることによって除去されうる。
【００１５】
前記製作装置が、保護材料が除去された後に、層材料の上に絶縁材料を付与するための絶縁材料付与ユニットを有することも好ましい。前記絶縁材料付与ユニットは、好ましくはインクジェット印刷によって絶縁材料を付与するのに適している。前記絶縁材料は、好ましくはレジストである。
【００１６】
前記製作装置は、絶縁材料を硬化するための硬化ユニットを更に有することができる。実施形態では、前記硬化ユニットは絶縁材料を加熱するのに適している。
【００１７】
実施形態では、前記製作装置は、パターン化された層を有する電気デバイスを製造するための電気デバイス製造ユニットを有する。例えば、基板は、１又は複数の被覆、具体的にはＩＴＯ被覆のような導電性被覆を有し、層材料は導電性被覆の上に印刷されうる。前記導電性被覆は、パターン化された導電性被覆、例えばパターン化されたＩＴＯ被覆と、好ましくは第２のパターン化された導電性被覆を形成する印刷された層材料とを、備える基板を有する層構造部が製造されるように、焼灼ユニットを使用して、パターン化されうる。前記電気デバイス製造ユニットは、層構造部の上に有機材料を付与し、その後、陰極を提供する別の導電層を、層構造部の一部の上及び有機材料の上に付与するのに適している。基板の上のパターン化された導電性被覆、すなわち例えば、パターン化されたＩＴＯ被覆は、陽極を形成することができ、パターン化され印刷された層材料は、陽極の電流分布を改善するための補助的構造部として見なされうる。陰極及び陰極は、有機材料に電圧を印加して光を出力させるために、電源に電気的に接続されうる。製造された電気デバイスは、従って、好ましくはＯＬＥＤである。電気デバイス製造ユニットは、湿気から有機材料を保護するためのケーシング及びゲッターを備えるように更に適しうる。
【００１８】
本発明の更なる態様では、電気デバイスが開示されており、前記電気デバイスは、請求項１に記載された製作装置によって、製作可能な基板の上にパターン化された層を有する。好ましい実施形態では、電気デバイスはＯＬＥＤである。
【００１９】
本発明の更なる態様では、基板の上にパターン化された層を製作するための製作方法が開示されており、前記基板は、前記層を形成する層材料が付与される第１領域と、層材料が付与されない第２領域とを有し、前記製作方法は、
‐前記基板上の第２領域に保護材料を付与するステップと、
‐前記基板上の第１領域に液状層材料を印刷するステップと、
‐前記保護材料の融解温度よりも低い乾燥温度まで、層材料を加熱することによって、層材料を乾燥させるステップと、
‐前記保護材料の融解温度よりも高い除去温度を用いて、基板から保護材料を除去するステップと、
を有する。
【００２０】
本発明の更なる態様では、層構造部を製作するための製作用コンピュータプログラムが開示されており、前記製作用コンピュータプログラムは、基板の上に少なくとも第１のパターン化された層及び第２のパターン化された層を有し、請求項１に記載された製作装置に、コンピュータプログラムが製作装置を制御するコンピューター上で実行される場合に、前記コンピュータプログラムが、請求項１２に記載された製作方法のステップを行わせるためのプログラムコード手段を含む。
【００２１】
請求項１の製作装置、請求項１０の電気デバイス、請求項１２の製作方法、及び請求項１３の製作用コンピュータプログラムは、従属請求項に記載されたものと類似する及び／又は同一の好ましい実施形態を有することを理解されたい。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項と各独立請求項との任意の組み合わせも可能であることを理解されたい。
【００２３】
本発明のこれら又は他の態様は、以下説明される実施形態を参照して明確になり解明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】基板の上にパターン化された層を製作するための製作装置の実施形態を模式的及び例示的に示す。
【図２】製作装置によって行われる異なる工程ステップのうちの一つのステップ後の層構造部を模式的及び例示的に示す。
【図３】製作装置によって行われる異なる工程ステップのうちの他のステップ後の層構造部を模式的及び例示的に示す。
【図４】製作装置によって行われる異なる工程ステップのうちの他のステップ後の層構造部を模式的及び例示的に示す。
【図５】製作装置によって行われる異なる工程ステップのうちの他のステップ後の層構造部を模式的及び例示的に示す。
【図６】製作装置によって行われる異なる工程ステップのうちの他のステップ後の層構造部を模式的及び例示的に示す。
【図７】処理された層構造部を有するＯＬＥＤを、模式的及び例示的に示す。
【図８】基板の上にパターン化された層を製作するための製作方法の実施形態を例示的に説明するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、基板の上にパターン化された層を製作するための製作装置の実施形態を模式的及び例示的に示しており、前記基板は、層を形成する層材料が付与される第１領域と、層材料が付与されない第２領域とを有する。この実施形態では、基板１４は、バリア層１５及び導電層１６で被覆されている。バリア層１５は、好ましくは酸化シリコン層又は窒化シリコン層である。バリア層１５は、１０〜３０ｎｍの範囲の厚さを有する。導電層１６は、この実施形態では、ＩＴＯ層であり、１５０ｎｍの厚さを有する。基板１４、バリア層１５、及び導電層１６は層構造部１３を形成し、これは製作装置１によって加工される。
【００２６】
前記製作装置１は、層構造部１３を初期段階で洗浄するための初期洗浄ユニット２を含む。例えば、まず水のぬれ挙動が選択的に改善され、その後、複数のすすぎ工程及び／又は機械によるブラッシングが続く。通常、大きめのパーティクルを除去するこれらのステップの後、さらにその後で層構造部１３がエアーナイフの下に移動され、次に赤外線加熱によって乾燥される前に、小さめのパーティクルを除去するために、超音波及びメガソニック洗浄ステップが続く。この工程の後、表面エネルギーを変更するために紫外線オゾン調整ステップが続く。
【００２７】
前記製作装置１は、更に、基板の上、すなわち基板１４の上のバリア層１５とともに被覆された導電層１６の上の第２領域に保護材料１７を付与するための保護材料付与ユニット３を有する。この実施形態では、保護材料付与ユニット３は、印刷によって保護材料１７を付与するのに適している。保護材料は、好ましくは、ホットワックスインクとも呼ばれるワックスインクである。使用されたワックスは、約９０℃で液体になる。印刷後、温度が下がると、保護材料は固形化して保護膜を形成する。保護材料付与ユニット３は、好ましくは、例えばＯｃe  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｂ．Ｖ．によって提供される熱インクジェット技術を使用するのに適している。図２は、結果として得られる保護材料１７を備える層構造部を模式的及び例示的に示す。
【００２８】
前記製作装置１は、更に、基板上の第１領域に液状層材料を印刷する、すなわちこの実施形態では、バリア層１５及び導電層１６を有する基板１４の上の第１領域に液状層材料を印刷するための層材料付与ユニット４を有する。この実施形態では、層材料付与ユニット４は、インクジェット印刷又はスクリーン印刷を使用して、層材料として銀又は銅インクのような金属インクを使用するのに適している。金属インクは、プリントヘッドの中に金属インクが詰まるのを防ぐ量のポリマー及び金属ナノ粒子を含む。ポリマーは、金属残存成分及び個々のナノ粒子のみが一緒に融解する、以下に説明される焼結工程によって、後で除去される。例えば、２５〜４０体積パーセントのエタンジオール、２５〜４０体積パーセントのエタノール、１０〜２５体積パーセントのグリセリン、２．５〜５体積パーセントの２−イソプロポキシエタノール、及び３体積パーセントの銀から構成されるＳｕｎＣｈｅｍｉｃａｌｓ社の製品名”Ｓｕｎｔｒｏｎｉｃ  Ｕ５６０３”という銀ナノ粒子性インクは、標準のＤｉｍａｔｉｘ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｃａｒｔｒｉｄｇｅｓ  ＤＭＣ１１６１０を備えるＤｉｍａｔｉｘ  ＤＭＰ２８００によって提供される金属インクのインクジェット技術と共に使用されうる。図３は、この実施形態において、層材料１８に金属インクが印刷された後の層構造部を模式的及び例示的に示す。
【００２９】
層材料１８が印刷された後、乾燥ユニット５が層材料１８を、保護材料１７の融解温度よりも低い乾燥温度まで加熱することによって乾燥させる。例えば、乾燥ユニット５は、層材料１８を約８０℃で、例えば１５分間乾燥させるのに適している。乾燥ユニット５は、乾燥工程を行うための対流式オーブンを有しうる。
【００３０】
前記製作装置１は、更に、パターン化された導電層１６を生成するために、保護材料１７を通して、及び／又は付与された層材料１８を通して、導電層１６を焼灼するための焼灼ユニット６を含む。この実施形態では、焼灼ユニット６は、保護材料及び／又は層材料を通して、レーザー焼灼を行うレーザーを有する。前記レーザーは、好ましくは、等しいパルスエネルギーを得るためのＱ−スイッチモードを有する３５５ｎｍで動作する半導体レーザーである。ビームプロファイルは、ガウス形状となりうるが、フラットトップ・プロファイル形状のような他の形状にもなりうる。結果として得られる層構造部は、図４に模式的及び例示的に示される。図４では、矢印２０は焼灼ユニット６のレーザーを示す。
【００３１】
前記レーザー焼灼は、好ましくは金属インクである層材料１８及び／又は保護材料１７の破片粒子を作り出しうる。それだけでなく、レーザー焼灼は、層材料１６の破片を作り出しうる。図４では、破片粒子は参照番号１９で示されている。レーザー焼灼は、偶発的に層材料に印刷されるのを回避するために、すなわち、この実施形態では、偶発的に金属が焼灼ライン上に印刷されるのを回避するために、層材料１８が層構造部の上に印刷された後に行われる。層材料１８を印刷した後の焼灼は、焼灼ラインが破片粒子によって覆われないであろうことを確実にし、保護材料１７を印刷した後の焼灼は、焼灼からの破片が、保護材料１７を除去した後の層１６の上に残らないことを確実にする。
【００３２】
前記製作装置１は、保護材料１７の融解温度よりも高い除去温度を用いて、基板から保護材料１７を除去するための保護材料除去ユニット７を更に含む。この実施形態では、保護材料除去ユニット７は、保護材料１７を除去するのに加熱した水を使用するのに適している。特に、ワックスの融解温度よりも高い温度に加熱された水を用いて除去されるワックスが保護材料として好ましくは使用される。特に、前記水は、好ましくは約９０℃又は９５℃の温度まで加熱された蒸留水である。除去工程は、好ましくはスプレー‐ストリッピングで行われる。しかしながら、他の実施形態では、除去工程は他のストリッピング技術を使用して行われうる。例えば、保護材料除去ユニット７は、すすぎステーションのカスケードを有することができ、その中では、すすぎステーションからすすぎステーションへと進むほど、保護材料はより除去される。保護材料１７の除去と共に、焼灼工程で作り出されたであろう破片粒子及び／又は金属インク、すなわち第２領域に誤って印刷された層材料も除去される。図５は、保護材料１７が除去された後の層構造部を模式的又は例示的に示す。
【００３３】
前記製作装置１は、層材料１８を焼結するための焼結ユニット８を更に含む。焼結ユニット８は、好ましくは、１３０℃よりも高い温度で金属インクを焼結するのに適している。この焼結ステップは、保護材料１７のあり得る薄い残存成分をも除去できるという副次的効果を有しうる。焼結は、従って、保護材料の残存成分が除去できるように行われうる。
【００３４】
前記製作装置１は、層材料の上に絶縁材料を付与するための絶縁材料付与ユニット９を更に含む。この実施形態では、絶縁材料２１は、インクジェット印刷によって付与されるレジストである。前記レジストは、例えば、ＡＺ１５１８のようなフォトレジストであり、当該フォトレジストには、好ましくは、上記の標準のＤｉｍａｔｉｘ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｃａｒｔｒｉｄｇｅｓ  ＤＭＣ１１６１０を備えるＤｉｍａｔｉｘ  ＤＭＰ２８００を用いるインクジェット技術が使用されうる。結果として得られる絶縁材料２１を有する層構造部が模式的及び例示的に図６に示されている。
【００３５】
前記製作装置１は、絶縁材料を硬化する、特に絶縁材料を加熱するための硬化ユニット１０を更に含む。更に、前記製作装置１は、最終洗浄工程を行うための最終洗浄ユニット１１を含む。当該最終洗浄ユニット１１は、上記の初期洗浄と類似する最終洗浄を行うのに適している。前記初期洗浄と当該最終洗浄は、同一又は異なるユニットで行われうる。
【００３６】
前記製作装置１は、洗浄された層構造部を有する電気デバイスを製造するための電気デバイス製造ユニット１２を更に含む。例えば、図７に模式的及び例示的に示されるように、電気デバイス製造ユニット１２は、有機層２７及び別の導電層２８を層構造部の上に付与するのに適している。更に、電気デバイス製造ユニット１２は、層構造部の上の防湿のためにゲッター２３を金属ケーシング２２に取り付けるのに適している。その後、別の導電層２８と、有機層２７に隣接する焼灼された導電パターン１６の一部とが、既知の方法で光２９を生成するのに有機材料２７に電流を誘導するために、電気的接続部２４、２５を介して電源２６に接続される。従って、別の導電層２８は、好ましくは陰極であり、有機材料２７に隣接する焼灼された導電層１６の一部は、好ましくは陽極である。電気デバイス製造ユニット１２によって製造された電気デバイスは、従って好ましくはＯＬＥＤである。
【００３７】
以下に、基板の上にパターン化された層を製作するための製作方法の実施形態が、図８に示されるフローチャートを参照して例示的に説明されるだろう。
【００３８】
ステップ１０１では、初期洗浄ユニット２は、バリア層１５及び導電層１６を有する基板１４を洗浄する。ステップ１０２では、保護材料付与ユニット３は、層材料が付与されていない第２領域に保護材料を付与する。特に、保護材料付与ユニット５は、これら第２領域を保護するために、導電層１６の上の第２領域にワックスを印刷する。ステップ１０３では、層材料付与ユニット４は、第１領域に層材料として金属インクを印刷し、当該第１領域には、金属が最終的に基板の上に、すなわち基板１４の上のバリア層１５を被覆する導電層１６の上に存在しなければならない。ステップ１０４では、乾燥ユニット５が、保護材料の融解温度よりも低い乾燥温度まで金属インクを加熱することによって、金属インクを乾燥させ、ステップ１０５では、焼灼ユニット６は、保護材料１７及びパターン化された導電層１６を生成するために付与された金属１８の少なくとも１つを通して導電層１６を焼灼する。ステップ１０６では、保護材料除去ユニットは、加熱した水、例えば、保護材料、好ましくはワックスが液体になる温度である約９０℃又は９５℃の温度まで加熱された水によって、保護材料１７を除去する。ステップ１０７では、焼結ユニット８は金属材料１８を焼結し、ステップ１０８では、絶縁材料２１が絶縁材料付与ユニット９を使用して付与される。付与された絶縁材料は、その後硬化され、具体的にはステップ１０９で、硬化ユニット１０によって焼かれ、結果として得られる層構造部は、そのすぐ後で、ステップ１１０で最終洗浄ユニット１１によって洗浄される。ステップ１１１では、電気デバイス製造ユニット１２は、洗浄された層構造部を基礎とする電気デバイス、具体的にはＯＬＥＤを製造する。
【００３９】
ＯＬＥＤ製作のための基板は、一般に広く、表面に透明導電性陽極被覆及び金属被覆が施されたディスプレイ用ガラスから作られている。陽極及び金属層は、両方とも電気的に絶縁された領域を実現するのにパターン化され、金属に関しては、光抽出のための窓を作り出すためである。一方、ＯＬＥＤディスプレイや小さなデバイスでは、金属は通常、より大きなデバイスの中のデバイスのフレームを形成するのみであり、陽極材料の限られた導電性によって、均質な発光デバイスを実現するのに横方向電流分布を改善するために、付加的にサポートする精細金属構造が付与されうる。代替的な基板は、プラスチック材料のような他の材料でも作られうる。
【００４０】
現代の製作は、通常、主に陽極の全領域の被覆及び金属被覆だけでなくフォトリソグラフィーによって行われる後続のパターン化工程とを基礎にしている。多くの金属材料が無駄になるため、基板を、特に一連の小さな製品の基板を、高価な部品にする；フォトリソグラフィーは、マスクコスト及び必要な化学的性質のために環境保全性が限定されるため、高価である。
【００４１】
フォトリソグラフィーの代わりに、本製作装置及び方法は、層材料を印刷するのに印刷工程、具体的には金属インクを使用する。一般に、層材料を不要領域に置くという合理的なリスクがある。当該リスクとは、スクリーン印刷によって、しばらく後に、メッシュの下にインクが入り込むことである；そうすると、その後で、インクは、上記陽極と接触し、層材料の制御されないアイランドを形成する。インクジェット印刷を見ると、層材料のこの人工的及び不要な堆積は、ノズル閉塞、スプレー、サテライト、点火シーケンス及び他のパラメータに帰しうる。他の印刷技術には、他の理由が当てはまる。印刷パラメータは、その効果をある程度にまで抑制するように最適化できるが、長期的には、多少人工的な堆積が起こるであろう。
【００４２】
サイズに大きな違いのある電気デバイスのそれらアイランドの結果として、具体的には、それらの上に設けられるＯＬＥＤは、非常に信頼性が低くなる。ＯＬＥＤの場合は、これは一方で、一般に、粒子は薄いＯＬＥＤにとって危険であるため、有機材料の堆積中のシェーディング効果が原因で、それによって、有機材料のより薄い層又は金属が結果として生じ、あるいは、陰極との直接的な短絡を形成さえする。他方で、寿命期間内のサテライト堆積から発して陰極への材料の移動が、信頼性を限られたものにする。一度それが起こると、それらのスポットの周辺で劇的に増加する電界強度が電流の増加をもたらし、それ自体が高温、及び、次に電流の更なる増加を引き起こす有機材料の減少された耐性という結果につながる。総合的な効果は、この位置での有機材料の劇的に減少された寿命期間及び／又はデバイスを破壊することになる電気的短絡の形成である。
【００４３】
本製作装置及び方法は、層材料を印刷する前に保護膜を施すことによって、層材料の存在が意図された領域又は層材料が誤って被着された場合であっても危険ではない領域にのみ層材料、具体的には金属を被着することを確実なものとするための手法を用いる。この膜は、アクティブ領域を覆うことができるので、誤ってこの領域に印刷された層材料は、この膜の上に存在する。金属が焼結する前に、膜は潜在的に存在する不要な金属と共に除去され、例えばＯＬＥＤ堆積に対してクリーンな表面を残す。
【００４４】
保護膜、すなわち保護材料は、好ましくは、同様に印刷された層材料を除去することなく完全に除去されるのに適している。保護膜の上の不要な層材料だけが、保護膜の除去と共に除去されるべきである。これら２つの要求の組み合わせ、すなわち、ｉ）保護膜を完全に除去する、及びｉｉ）印刷された層材料を除去しない、を満足させるのは複雑である、なぜならば、一方で、印刷された層材料は乾燥させるため及び保護のための除去工程に耐性を持たせるために加熱され、他方で、熱処理は保護材料にも同じ効果を与えるからである。従って、加熱によって、除去が不可能になるであろうという傾向が増す。それは一方で、基板への接着力を増すために層材料を加熱することは、保護材料の接着力を増すことでもあり、よって、保護材料及び層材料の両方を除去する、すなわち乾燥させない、あるいは、いずれをも除去しない、すなわち乾燥させる、のいずれかである。本製作装置及び方法は、両方の要求を解決する解決策を、上記特性を有する保護材料を使用することによって、具体的には保護材料としてワックスを使用し、及び前述の製作ステップを付与することによって、提供する。
【００４５】
上記の実施形態の中で、前記製作装置はＯＬＥＤを製作するのに適用されているが、前記製作装置は、基板の上にパターン化された層、具体的には基板の上にパターン化された第１層及びパターン化された第２層を有する層構造部をただ製作するだけのために適用することもできる。特に、製作装置は、図６に示された層構造部をただ製作するだけのために適用することもできる。製作された層構造部は、その後、ＯＬＥＤ又は他の電気デバイスを製造するための基礎として使用されうる。
【００４６】
図、開示、及び添付の請求項の解釈から、請求項に記載された発明を実行する際に、開示された実施形態に対する他のバリエーションは、当業者によって理解され、実効されうる。
【００４７】
請求項で、単語「有する”comprising”」は、他の要素やステップを除外するものではなく、不定冠詞“a”又は“an”は、複数を除外するものではない。
【００４８】
単一ユニット又はデバイスは、請求項の中で述べられた複数項目の機能を満たすことができる。特定の手段が、相互に異なる従属請求項の中で述べられているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを効果的に使用することができないと説明しているわけではない。
【００４９】
１又は複数のユニット又はデバイスによって行われる保護材料及び層材料の付与、焼灼、保護材料の剥離等のような処理ステップは、任意の他のユニット又はデバイスによって行うことができる。
【００５０】
コンピュータプログラムは、光学記憶媒体又は半導体媒体といった適当な媒体に記憶／分散され、他のハードウェアと共に、又は他のハードウェアの一部として供給されるが、インターネット又は他の有線又は無線電気通信システムといった他の形式で分配することもできる。
【００５１】
請求項中の参照記号は、請求の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【００５２】
本発明は、基板の上にパターン化された層を製作するための製作装置に関する。保護材料が前記基板の上の第２領域に付与され、液状層材料が、その後、前記基板の上の前記第２領域とは異なる第１領域に印刷される。前記層材料は、前記保護材料の融解温度よりも高い除去温度を用いて、前記基板から前記保護材料を除去する前に、前記保護材料の融解温度よりも低い乾燥温度まで、前記層材料を加熱することによって乾燥される。パターン化された層が、従って、例えば費用のかかるフォトリソグラフィー工程を使用せずに製造でき、前記保護材料を使用することで、前記層材料は所望の前記第１領域にのみ存在し、前記第２領域には存在しない。これは、ＯＬＥＤを製造するために使用される前記パターン化された層の品質を向上させる。
【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７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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