(57)【要約】基板１００上に機能材料１５０をパターン形成する方法であって、（ａ）機能材料が不溶である溶剤に溶解可能な保護材料の層１３０を、基板の少なくとも１つの主面に付けるステップと、（ｂ）良好に画定された領域で基板に対するアクセスを得るように前記層１３０の領域を取り除くステップと、（ｃ）良好に画定された領域で少なくとも基板上に機能材料１５０を堆積するステップと、（ｄ）前記溶剤で溶解することによって、基板から前記保護材料の残る層を取り除くステップとを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に機能材料をパターン形成する方法であって、（ａ）前記機能材料が不溶である溶剤に溶解可能な保護材料の層を、前記基板の少なくとも１つの主面に付けるステップと、（ｂ）良好に画定された領域で前記基板に対するアクセスを得るように前記層の領域を取り除くステップと、（ｃ）前記良好に画定された領域で少なくとも前記基板上に前記機能材料を堆積するステップと、（ｄ）前記溶剤で溶解することによって、前記基板から前記保護材料の残る層を取り除くステップとを含む方法。
【請求項２】
前記基板がガラスを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板がシリコンを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基板がプラスチック材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記基板が電荷注入層を含む請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記保護材料が有機材料を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記保護材料の層が、ポリ（ビニルアルコール）、ポリメチル・エーテル、ポリメチルアクリルアミド、ドープされたポリチオフェン、ポリエチレン・グリコール、及びドープされたポリアニリンから選択された水に溶解可能なポリマーを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記保護材料の層が、アルコールに溶解可能なポリマーを含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記保護材料が、無機材料を含む請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記保護材料が、シリコン、窒化シリコン、及び酸化シリコンから選択される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第２の保護材料の層が、ステップ（ａ）の後で付けられ、ステップ（ｂ）で前記良好に画定された領域で取り除かれ、かつ前記良好に画定された領域より後で取り除かれる請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の保護材料の層が、無機層を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の保護材料の層が、シリコン、窒化シリコン、及び酸化シリコンから選択される請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の保護材料の層が、金属層を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の保護材料の層が、ニッケル、アルミニウム、及びクロムから選択される請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ステップ（ｂ）において、前記保護材料が、レーザ・アブレーションによって前記良好に画定された領域から取り除かれる請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
ステップ（ｂ）において、前記保護材料が、リフト・オフ・プロセスを使用して前記良好に画定された領域から取り除かれる請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
ステップ（ｂ）において、前記第２の保護材料の層が、前記保護材料の前記領域を露出するために第１のプロセスを使用して前記良好に画定された領域から取り除かれ、前記保護材料の前記領域が、前記基板に対するアクセスを得るために第２のプロセスを使用して取り除かれる請求項１１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のプロセスが、レーザ・アブレーションを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のプロセスが、スタンピング又は穿孔プロセスを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１のプロセスが、前記良好に画定された領域で前記第２の保護材料の層を画定しかつ露出するためのフォトリソグラフィ・ステップからなり、前記第２のプロセスが、前記良好に画定された領域における前記第２の保護材料を取り除くためのエッチング・ステップを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
ステップ（ｃ）において、前記機能材料が、スピン・コーティング、蒸着、及びスパッタリングから選択された方法で堆積される請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
ステップ（ｃ）の後で、保護材料のさらなる層が、前記機能材料を上に付けられ、前記さらなる層は、ステップ（ｄ）で取り除かれる請求項１から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記さらなる層が、前記機能材料が不溶である溶剤で溶解可能な同じ保護材料を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記機能材料が、有機電子光学活性材料を含む請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記機能材料が、生化学又は生物学試薬を含む請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記基板にさらなる機能材料をパターン形成するさらなるステップを含み、前記さらなるステップが、前記さらなる機能材料に関してステップ（ａ）から（ｄ）を繰り返すことを含む請求項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
ステップ（ｃ）の後に、保護材料のさらなる層を付けるステップと、さらなる良好に画定された領域で前記基板に対するアクセスを得るために、前記さらなる層の領域を取り除くステップと、前記さらなる良好に画定された領域で少なくとも前記基板上にさらなる機能材料を堆積するステップとを含む請求項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
パターン形成されたエレクトロルミネッセンス材料を担持する基板を備えるデバイスであって、前記基板及び前記エレクトロルミネッセンス材料が、保護材料の第１及び／又は第２の層によって被覆され、前記層が、前記基板の良好に画定された領域に対するアクセスを与える開口を有するデバイス。
【請求項３０】
光電子デバイスであって、基板と、異なる色の光を放出するように配置されたポリマー発光ダイオードを備える複数のサブ・ピクセルとを備え、前記サブ・ピクセル間の間隔が、１５μｍよりも小さい光電子デバイス。
【請求項３１】
前記間隔が、１０μｍよりも小さい請求項３０に記載の光電子デバイス。
【請求項３２】
前記間隔が、５μｍよりも小さい請求項３１に記載の光電子デバイス。
【請求項３３】
クォータ・ビデオ・グラフィック・アレイ（ＱＶＧＡ）デバイスを備える請求項３０、３１、又は３２に記載の光電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に機能材料をパターン形成する方法に関する。本発明は、ポリマー発光ダイオード（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＰＬＥＤ）などの電子デバイスに対する特定の適用を有する。しかしながら、本発明は、他の電子デバイス及び生化学センサにも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
ＰＬＥＤデバイスは、ほぼ１５年間知られている。そのようなデバイスでは、有機材料の１つ以上の層が、２つの電極、すなわちアノード及びカソードの間に挟まれる。電界がデバイスに印加され、電子が、カソードからデバイス内に注入され、かつ一般に正孔と呼ばれる正電荷が、アノード接点からデバイスに注入される。正及び負電荷は、エレクトロルミネセンス有機層で再結合され、可視又は近赤外光の光子を生成する。生成される光子のエネルギーは、光子が生成されるエレクトロルミネセンス有機層の化学構造及び電気特性によって決まる。
【０００３】
したがって、ＰＬＥＤから放出される光の色は、有機エレクトロルミネセンス材料の注意深い選択によって制御することができる。さらに、カラー・フィルタ又はカラー変更材料は、ＰＬＥＤのエレクトロルミネセンス層から放出される光の色を変更するために使用することができる。
【０００４】
ＰＬＥＤディスプレイは、ページャ、移動電話、又はヘッド・マウント・ディスプレイなどの小型で可搬の電子デバイスにおいて重要な役割を果たすと予想されるが、ＰＬＥＤディスプレイは、ラップトップ・コンピュータ又はテレビ画面などのためのより大きなディスプレイの可能な代替としても見られている。ＰＬＥＤは、様々な周囲光状態（わずかな又は全く周囲光が無い状態から明るい周囲光の状態まで）の下で、ディスプレイで使用されるのに十分な光を発生することができる。ＰＬＥＤディスプレイは、比較的に安く製造することができる。ＰＬＥＤは、標準のＣＭＯＳ（相補的金属酸化物半導体）（３．５Ｖ）と適合する非常に低い作動電圧と、発光層が非常に薄い（ほぼ１００ｎｍ）場合、速い応答時間と、非常に高い輝度とを有する。ＰＬＥＤの輝度は、第１の瞬間に、デバイスを通過する電流に比例する。さらに、ＰＬＥＤは、それらＰＬＥＤの放出は、結果として非常に広い視野を生じるほぼＬａｍｂｅｒｔｉａｎである追加の利点を有する。
【０００５】
ＰＬＥＤは、「頂部放出」と呼ばれる、「頂部」から（すなわち、光が、基板から最も離れた接点を通して放出される）、又は「底部放出」と呼ばれる、「底部」から（すなわち、透明基板通して）かのいずれかで見られるように設計することができる。観察者と有機発光材料との間の構造は、放出された光が通過されることを可能にするのに十分に透明であるべきである。多くの適用において、例えば、基板材料が非透明であるとき、及び／又はディスプレイが、アクティブ・マトリクス・アドレッシングのための不透明なシリコン・ドライバ・チップ上に直接構築されるときに、「頂部放出」ＰＬＥＤを構築することが有利である。
【０００６】
有機エレクトロルミネセンス材料に基づくディスプレイは、通常、それぞれＰＬＥＤからなるピクセルの２次元マトリクスから構成される。そのようなディスプレイは、一般に、ピクセルのマトリクスを制御するためのアドレッシング回路を含む。アクティブ・マトリクスＰＬＥＤにおいて、行及び列構造が、標準の半導体製造技術を使用して基板内に構築される。この場合、基板は、各１つがマトリクスにおける点に対応する離散電極のアレイを有する。
【０００７】
対照的に、パッシブ・マトリクスでアドレシングされるＰＬＥＤディスプレイにおいて、多数のＰＬＥＤは、単一の基板上に形成され、規則的なグリッド・パターンを形成するグループに構成される。グリッドの列を形成するいくつかのＰＬＥＤグループは、共通のアノード又はカソード・ラインを共有することができる。所定のグループにおける個々のＰＬＥＤは、それらのアノード・ライン及びカソード・ラインが同時に活性化される場合、光を放出する。
【０００８】
有機エレクトロルミネセンス材料に基づくディスプレイは、単色であることができ、すなわち各ピクセルは、同一の色の光を放出する。そのような単色ディスプレイにおける薄い有機エレクトロルミネセンス・フィルムは、通常、制御された厚みの均一なポリマー・フィルムを得るためにスピン・コーティング・プロセスを介して形成される。
【０００９】
或いは、有機エレクトロルミネセンス材料に基づくディスプレイの様々なピクセルは、様々な異なる色の光を放出することができる。フルカラー・ディスプレイは、少なくとも１つの赤色、１つの緑色、及び１つの青色のサブ・ピクセルを備えるピクセルのアレイから形成される。任意の特定のピクセルにおけるサブ・ピクセルは、色の完全なスペクトルを生成するために様々な組み合わせで活性化することができる。
【００１０】
フルカラーＰＬＥＤディスプレイの開発における実質的な進展がなされたが、さらなる挑戦が残っている。フルカラーＰＬＥＤディスプレイを生成するための１つの手法は、自己放出するピクセル化されたディスプレイに、赤色、緑色、及び青色の光を放出する隣接するＰＬＥＤサブ・ピクセルを提供することである。この手法は、カラー・フィルタ又はカラー変更材料によって吸収によって光が失われないので、原理的に、最も有効なディスプレイ構造を与える。しかしながら、これを解消するための主な障害は、赤色、緑色、及び青色ポリマーの溶剤の相溶性である。ディスプレイ適用に関する現在使用される光放出ポリマーは、一般に、同一の限定された範囲の芳香族非極性溶剤に溶解可能であり、この芳香族非極性溶剤は、トルエン、キシレン、クロロホルム、及びテトラハイドロフランを含むが、これらに限定されない。その結果、溶液から前記ポリマー材料の第１の層を堆積し、以下に記載される様々なプロセスを使用してそれをパターン形成した後、共通の溶剤から第２のポリマー層の任意のその後の堆積は、前に堆積されたポリマー・フィルムの完全な除去、又は２つのポリマーの混合を結果として生じる。両方のシナリオは、全く望ましくない、なぜならそれらシナリオは、完全なデバイスの故障、又は色汚染及び色座標にわたる悪い制御を生じる。ポリマーの混合は、２つのポリマーに関する共通の溶剤を使用することなく起こることもある。したがって、堆積プロセス及び／又はパターニング・プロセスの間の光放出ポリマー間の直接接触は、避けなければならない。
【００１１】
有機光放出材料に関連するさらなる問題は、それらが、非常に壊れ易く、激しい損傷を被ることなく、プラズマ・エッチング又はＵＶ放射などの任意のプロセス・ステップに直接曝すことができないことである。損傷を生じるプロセスは、デバイスの寿命を低減し、デバイスの光ルミネッセンス効率及び量子効率を低減し、一般に許容されないデバイス性能を生じる。
【００１２】
上述の問題を解消するために、様々な技術及びプロセスが開発された。以下のセクションにおいて、様々な技術及びプロセスが、より詳細に議論され、小さなフィーチャ・サイズを有する高解像度、効率、及び信頼性のあるポリマー光放出ディスプレイを達成するためのそれらの限界が、強調される。
【００１３】
インクジェット印刷は、溶剤相溶性の問題を解消し、かつ堆積プロセスの間に赤色、緑色、及び青色ポリマーの混合を防ぐ、明らかになった１つの技術である。インクジェット印刷において、所定のポリマー溶液の小さい滴が、その上に既に事前にパターン形成されたピクセルの構造が存在する基板上に分与される。それぞれのポリマー溶液の容積は、非常に正確に制御され、各ピクセルが正確に満たされ、このプロセスの間に、ポリマーの流出及び混合は生じない。インクジェット技術は、ＰＬＥＤディスプレイの製造において広く適用され、現在、フルカラーＰＬＥＤディスプレイのための有効な製造方法であると考えられる。しかしながら、インクジェット技術だけが、現在、３０マイクロメートルより大きなピクセル・サイズを有するディスプレイに適用可能である。インクジェット印刷技術で達成することができる最小のピクセル・サイズは、再現性を有して分与することができる最小滴サイズにまさに比例する。印刷時に分与することができる最小滴サイズは、ほぼ２５〜３０マイクロメートルである。したがって、１つの滴が、自動的に３個のピクセルを覆うので、１０マイクロメートルのピッチを有するディスプレイを製造することはできない。そのような小さい寸法のインクジェット印刷に関する他の問題は、滴の容積制御、ポリマー滴の配置精度、及びインクジェット印刷ノズルの位置付け精度である。
【００１４】
フルカラーＰＬＥＤディスプレイを作成するための代わりの手法は、白色放出ポリマーを、各ＰＬＥＤサブ・ピクセルを覆って正確に位置合わされたカラー・フィルタと組み合わせて使用することである。カラー・フィルタは、特定のサブ・ピクセルに関して赤色、緑色、又は青色の光を生成する、所定の離散した波長を透過する。この手法の欠点は、カラー・フィルタが、最初に放出された光の有意な部分を吸収し、したがって非常に効率が悪いことである。
【００１５】
より有効な技術は、単色ＰＬＥＤアレイを、個別のサブ・ピクセルに正確に位置合わせされたカラー変換材料と組み合わせて使用することである。カラー変換材料の動作原理は、カラー変換材料が、より高いエネルギーの光子（低い波長の光）を吸収し、かつ蛍光又は燐光によってより低いエネルギー（より高い波長）で光子を放出する（米国特許第５２９４８７０号を参照）。この手法は、赤色染料は青色の光を効率良く吸収できないので、青色の光が赤色ピクセルに色にじみする潜在的な欠点を有する。この手法での他の問題は、４〜５マイクロメートル・サイズにパターン形成することができる有効なカラー変換材料は、我々の知る限りでは容易に入手できないことである。
【００１６】
リソグラフィ・プロセスに基づくポリマー光放出材料のためのパターン形成プロセスは、確かに、フルカラー・ポリマー・ディスプレイを達成するための１つの方法である。Ｄ．Ｇ．Ｌｉｄｚｅｙらによる発表Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｍｅｔａｌｓ、８２頁（１９９６年）の文献において、以下のステップを含む標準のフォトリソグラフィ・プロセスを使用する、ポリマー発光ダイオードのためのパターン形成プロセスを記載する。薄いポリマー・フィルムは、基板上にスピン・コーティングされ、次にフォトレジストの層が、ポリマー層上にスピン・コーティングされる。フォトレジストは、次にシャドウ・マスクを通して露光され、現像され、露光されたフォトレジストが、次に洗い落とされる。カソード金属が、次に蒸着され、露光されたフォトレジストが洗い落とされた場所に光放出ポリマーに対する接点を作る。残るフォトレジストは、次にアセトンで溶解される。
【００１７】
Ｌｉｄｚｅｙらによって記載されたプロセスは、フォトリソグラフィ・プロセスを使用してカソード金属のパターン形成を記載する。このプロセスは、単色ディスプレイのためのピクセルを画定するために使用することができるが、フルカラー・ディスプレイ適用には適していない。なぜなら、プロセス中の光放出ポリマーの汚染を避けるための方法を記載しておらず、ポリマー混合を避けない。
【００１８】
金属カソードをパターン形成するための異なる解決方法は、Ｋｉｍらによって提案された（Ｓｃｉｅｎｃｅ、第２８８巻、２０００年５月５日）。このプロセスは、冷間溶接プロセスを使用して、有機発光ダイオードのカソードのパターン形成を記載する。このプロセスにおいて、Ｓｉなどの剛性材料からなる金属被覆されたスタンプは、それらがスタンプを被覆するために使用されるとき、同じ接点層で被覆された有機デバイス層からなるパターン形成されていないフィルム上に押し付けられる。十分に高い圧力が印加されるとき、密接な金属接合が、スタンプ上の金属層とフィルムとの間に形成され、冷間溶接された結合を生じる。スタンプ及びフィルムが分離されたとき、金属カソードは鋭く破損され、良好に画定されパターン形成された電極を形成する。
【００１９】
このプロセスは、単色ディスプレイを製造するために適用可能であるが、カソードをパターン形成することだけが可能であるが、光放出材料をパターン形成することはできないので、フルカラーＲＧＢディスプレイの製造に役立たない。このプロセスの他の欠点は、透明、高い反応性、低い仕事関数のカルシウム、マグネシウムなどの材料からの薄いフィルムのカソードを必要とする、頂部放出アクティブ・マトリクス・ディスプレイで、あまり良好には作用しないことである。これらの材料は、冷間溶接プロセスに役立たない。なぜなら、これらの材料は、非常に活発に反応し、有効な冷間溶接プロセスを妨げる界面に酸化物又は窒化物を形成するからである。
【００２０】
材料をパターン形成する異なる方法は、レーザ・アブレーションを使用して最近開発された。この技術は、基板の材料を選択的にアブレーションするために、１９２ｎｍから３３２ｎｍの波長範囲のエキシマ・レーザ放射を使用する。この技術の可能な適用に関する様々な刊行物が存在し、本発明に最も関連するものを、本明細書でより詳細に議論する。
【００２１】
Ｎｏａｃｈら（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９（２４）、１９９６年）は、光放出共役ポリマーから作られた発光ダイオード・アレイの微細製造を報告した。プロセスは、エキシマ・レーザの１９３ｎｍの放射での直接フォトアブレーションに基づく。この論文に記載されるプロセスは、以下のステップを含む。１）エキシマ・レーザを使用して、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）で覆われたガラス基板のパターン形成、２）パターン形成された基板上に光放出ポリマーのスピン・コーティング、３）カソード接点（アルミニウム）の蒸着、４）元のＩＴＯラインの方向に対して垂直方向に配置されたバー・グリッドを通るエキシマ・レーザ放射を介して、アルミニウム及び部分的なポリマー層の両方のアブレーション。このプロセスは、単色ディスプレイの製造を再び可能にするが、スピン・コーティングを介する第２のポリマーの堆積は、既にパターン形成されたピクセルを溶解又は損傷するので、フルカラー・ディスプレイの製造は不可能である。
【００２２】
エキシマ・レーザ・パターン形成を介するフルカラー・ディスプレイを得るための他のプロセスは、ＷＯ９９／０３１５７に記載されている。このプロセスは、基本的に以下のステップを含む。
Ｉ．好ましくは透明な正孔移送層で覆われた基板上に、第１の有機光放出材料の堆積、
ＩＩ．前記第１の有機層上に電子注入材料（ＭｇＡｇ）の堆積、
ＩＩＩ．第１の色の光を放出するピクセルを得るために、基板の望ましくない領域から電子注入材料及び第１の有機光放出材料の両方の選択的なレーザ・アブレーション、
ＩＶ．前記基板上への第２の光放出材料の堆積、
Ｖ．前記第２の有機層上への電子注入材料（ＭｇＡｇ）の堆積、
ＶＩ．第１の色の光を放出するピクセルを保持し、かつ第２の色の光を放出するピクセルを作るために、基板の望ましくない領域から電子注入材料及び第１の有機光放出材料の両方の選択的なレーザ・アブレーション、
ＶＩＩ．上述のような同一のプロセス・ステップが、第３の色の光を放出するピクセルを得るために繰り返される。
【００２３】
上述のプロセスは、有機材料が固体から蒸着される又は堆積される場合、確かに実行できる。しかしながら、ポリ（フェニレン・ビニレン）（ＰＰＶ）、ポリフルオレンなどのほとんどの共役ポリマーなどのプロセス処理される有機光放出材料の溶液に関して、このプロセスは作用しない。有機光放出ディスプレイの分野で現在使用されるほとんどの共役ポリマーは、非極性の芳香溶剤で溶融可能である。これは、上述のプロセスにおけるプロセス・ステップＩＶは、堆積された第１の有機層を洗い流す又は汚染することを意味する。これは、不十分に画定されたデバイス・フィーチャを生じ、及び完全なデバイス故障をまさに生じ易い。
【００２４】
エキシマ放射を使用する材料のパターン形成の他の適用は、欧州特許出願第０４８０７０３号に記載されている。この文献において、プロセスは、基板上の金属をパターン形成を記載する。この目的のために、１つ以上の金属フィルムは、同じ基板上に堆積され、金属フィルムの少なくとも１つは、非常にＵＶ吸収する。結果として生じる構造は、レーザ・ビームのパターンをスキャニングすることによって決定されるパターンで、基板から第１の層、及び適用可能であれば第２の層をアブレーションするために十分なパワーを有するＵＶレーザでスキャンされる。基板がポリマーであれば、金属がアブレーションされる基板の部分は、一般に粗くされることが報告されている。
【００２５】
そのような損傷は、有機発光ダイオード及びポリマー電子装置の分野で用いられる、任意の電子光学活性材料では許容することができない。任意の損傷は、不十分に画定される方法で有機材料の特性を変更し、寿命及び性能の両方に望ましくない結果を有する。同様な問題は、ＷＯ９８／５３５１０でも報告された。この文献において、カソードは、レーザ・アブレーションを使用して事前にパターン形成されるが、次に下にある有機層に対するレーザ・アブレーションよりは破壊的ではない第２の方法が、パターン形成を完了するために必要である。
【００２６】
基板上にパターンを転写する非常に一般的な解決方法は、米国特許第５５０５３２０号に記載される。第１の材料の第１の層は、基板上に堆積され、第２の材料の層が続き、第２の層は、第１の層とは異なる材料である。乾燥画像形成ポリマー組成の層が、次に第２の層の頂部に堆積され、エキシマ・レーザは、乾燥画像形成ポリマー組成におけるパターンを画定するために使用される。第２の層の露出された部分は、次にエッチングされ、第１の層は、エッチング・ストップとして作用する。残る乾燥画像形成ポリマー材料は、材料の第２の層を露出するために画定された領域からアブレーションされる。この後、第１の層の残る露出された領域は、基板を露出するためにエッチングされる。
【００２７】
上述の文献は、電子回路間の相互接続を得るために、どのように所定のパターンを、基板上に堆積される金属層に転写することができるかを記載する。しかしながら、このプロセスは、発光ダイオードなどの有機電子光学活性材料のパターン形成プロセスのために使用することができない。赤色、緑色、及び青色放出材料のための溶剤の相溶性問題をどのように解消するか、すなわち換言すれば、前に堆積された光放出ポリマーは、第２のポリマーが溶液から堆積される場合、洗い落とされないことをどのように確実にするかは、その文献には何も述べられていない。また、有機光放出ポリマーが堆積された後、第１の材料及び第２の材料がどのように取り除かれるかは、この文献から明らかではない。
【００２８】
上記に概説されたプロセスに非常に類似するプロセスは、米国特許第５１９６３７６号に記載される。この特許において、ポリマーの薄い層は、真空で対応するモノマーを蒸着することによって金属層上に堆積され、実質的にポリマーとして金属の層上にポリマーの薄い層を堆積することを可能にする。前記ポリマー層は、次に、下にある金属層の選択された領域を露出するために前記ポリマーを取り除き、ポリマーの薄い層によって画定されるパターンに応じて金属層をパターン形成するために金属の露出された領域を選択的にエッチングすることによって、レーザでパターン形成される。このプロセスは、また、光放出ポリマーが溶解される溶剤の相溶性問題をどのように解消するかの手がかりを与えないので、有機光放出ポリマーのパターン形成には許容されない。パターンを画定するために使用されるポリマー層及び金属層を、光放出ポリマーを損傷することなくどのように取り除くことができるかは、この特許からは明らかではない。プラズマ・エッチングの示唆されたプロセスは、光放出ポリマーの回復できない損傷を生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
上述の議論は、フルカラー・ディスプレイの製造に存在する問題を強調した。スピン・コーティングを介して、溶液から光放出ポリマーの均一の単一被覆を付け、その被覆を、高解像度単色デバイスを達成するために様々な技術を使用してパターン形成し、次に結果として光損失なしに、カラー・フィルタ又はカラー変換材料を介して光を変換することができるか、又は例えばインクジェット印刷を介して個々のポリマー・カラー要素を選択的に堆積するが、より高価であり、かつ３０μｍ以下のサイズのピクセルに役立たない大量製造のためのより規模を変更可能ではないプロセスを有することができる。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明によれば、請求項１による基板上に機能材料をパターン形成する方法、請求項２８によるデバイス、及び請求項２９による光電子デバイスが、提供される。本発明の好ましい又は任意選択の特徴は、従属クレームに規定される。
【００３１】
本発明は、有機光放出ポリマーのための汎用なパターン形成プロセスを提供する。本発明は、第１に、機能材料、例えば有機エレクトロルミネッセンス材料に任意の回復不可能な損傷を引き起こさない溶剤系に、溶解可能でなければならない少なくとも１つの犠牲層、好ましくは有機層の使用に基づき、第２に、下にある機能材料を、任意の可能性がある損傷する溶剤又はプロセス・ステップから保護し、第３に、機能材料に対して侵食しない又は任意の回復不可能な損傷を引き起こさない溶剤系を使用して取り除き可能である。
【００３２】
本発明の特定の種類は、カラーＰＬＥＤディスプレイをパターン形成しかつ製造する方法を提供する。好ましくは、本発明は、可視又は近赤外光スペクトルにおける任意の色を作るために任意の組み合わせで活性化することができる、赤色、緑色、及び青色サブ・ピクセルを有する、フルカラーＰＬＥＤディスプレイを製造するための方法に関する。この方法は、赤色、緑色、及び青色の光を放出する隣接するサブ・ピクセルを有する、自己発光するピクセル化されたディスプレイを製造するために使用することができる。各異なる光を放出する材料のパターン形成は、本明細書に詳述されるプロセスで行われる。好ましくは水に溶解可能なポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）などの有機材料である第１の材料の層は、基板上に堆積される。第１の材料の層は、有機エレクトロルミネッセンス材料の溶剤系と相溶性のない溶剤系で溶解可能であるべきであり、それは、エレクトロルミネッセンス材料の機能性に対して任意の有意の損傷を生じるべきではない。保護有機層の厚みは、１μｍより薄くなければならない。次に、好ましくは１５０ｎｍより薄い厚みを有する薄い金属層である第２の材料の層が、第１の材料の層の上に堆積される。薄い金属層は、理想的には、アルミニウム、ニッケル、クロム、又はレーザ・アブレーション技術を介して容易に取り除くことができる任意の他の金属からなる。
【００３３】
例えば、ＰＶＡなどの水ベースのポリマーが堆積され、かつ有機エレクトロルミネッセンス材料のフォトルミネッセンス・スペクトルに任意の変化を生じることなく、有機エレクトロルミネッセンス材料から後で取り除かれることを、示すのに成功した。カソード堆積の前に水に曝されるポリマー・フィルムから製造されるエレクトロルミネッセンス・デバイスの性能は、また、吸収された水が、熱プロセスを使用してポリマー・フィルムから取り除かれる場合、標準のデバイスの性能に匹敵することができた。
【００３４】
好ましい方法の以降のステップにおいて、第２の材料の層の良好に画定された領域は、この場合ＰＶＡである第１の材料の層の所定の良好に画定された領域を露出するためにアブレーションされる。金属のアブレーションは、好ましくは３２２ｎｍの波長を有するエキシマ・レーザ放射の少なくとも１回のショット／ドーズに前記層を曝すことによって実行することができる。露出されたＰＶＡは、基板に対するアクセスを与えかつピクセルを画定するために、その後エッチングされる。下にある基板の機能性を損傷しないように注意が払われ、したがってＰＶＡ層に関する適切なエッチング溶剤の選択は重要である。有機保護層のエッチングは、有機保護層を取り除き／溶解する溶剤に、基板を曝すことによって達成される。ピクセル開口の寸法は、エッチング時間及び溶剤系の適切な選択を介して制御することができる。（例えば、ＰＶＡをエッチングするために、水の代わりに５０／５０イソプロピル・アルコール（ＩＰＡ）／水溶液を使用して、著しくエッチング・レートを低減しかつ良好なプロセス制御を得る。）しかしながら、ピクセル開口の最小サイズは、等方性エッチングを仮定する場合、保護有機層の厚みによって決定される。
【００３５】
次のステップは、スピン・コーティング・プロセスを介して、基板上にエレクトロルミネッセンス有機材料を堆積することである。これは、露出された基板の領域並びに金属層の上方表面を覆う有機エレクトロルミネッセンス材料の共形有機エレクトロルミネッセンス材料フィルムを残す。満たすことができる最小ピクセル・サイズは、ピクセルのアスペクト比に応じるが、最も適したパラメータが与えられると、このプロセスは、１μｍと同じだけ小さい開口を満たすことを可能にする。このプロセスを使用して満たすことができるピクセルのサイズに関する上限は存在しない。
【００３６】
好ましくはＰＶＡなどの水の溶解可能な有機材料である第３の材料の層が、次にスピン・コーティングを介して基板上に堆積されることが好ましい。この層は、下にあるエレクトロルミネッセンス材料を可能性がある損傷環境から保護し、かつレーザ放射に対する有機エレクトロルミネッセンス材料の露出を最小化するように、エレクトロルミネッセンス有機材料を覆う。エレクトロルミネッセンス材料の可能性がある損傷は、ピクセル内側のエレクトロルミネッセンス・ポリマー・フィルムの光酸化又は光ブリーチングを介して発生することがある。第２のＰＶＡ層の他の利点は、それが、下にある有機エレクトロルミネッセンス材料を、以降のプロセス・ステップの間に生成される任意の残渣から保護することである。
【００３７】
プロセスにおける最終ステップは、基板から犠牲層を取り除くことである。これは、第１のＰＶＡ層を溶解し、次にその上にエレクトロルミネッセンス材料を有する基板を単に残して、基板の全てのその後の層をリフト・オフすることによる、リフト・オフ・プロセスを使用して潜在的に行うことができる。しかしながら、有機エレクトロルミネッセンス材料は、その上に任意の層を含む基板の全領域上を覆う薄い共形・フィルムを形成する傾向がある。ＰＶＡを溶解しかつ金属をリフト・オフするために使用される溶剤（例えば、ＩＰＡ／水溶液）は、ＰＬＥＤ材料に影響を及ぼすべきではない。したがって、金属層の頂部上の薄い共形ＰＬＥＤフィルムは、溶剤が浸透することができないので、任意の有効なリフト・オフを妨げる。側壁は、また、溶剤が浸透することを可能にしないエレクトロルミネッセンス材料の薄いフィルムによって覆われるので、溶剤は、また、ピクセル開口の側壁を介してＰＶＡの第１のフィルム内に浸透することができない。作用するリフト・オフ・プロセスのために、共形・エレクトロルミネッセンス・フィルム及び薄い金属層は、基板の大きな領域から穿孔される／取り除かれなければならない。この取り除きプロセスは、残る薄い金属層の大きな部分をアブレーションすることによって達成することができる。薄い金属のアブレーション・プロセスは、また、不要な有機エレクトロルミネッセンス層を取り除く。このプロセスの後、全ての水に溶解する犠牲材料層を溶解することができる。これは、基板上のエレクトロルミネッセンス材料のピクセルのアレイを残す。別法として、金属層を穿孔することは、標準のフォトリソグラフィ・プロセスを使用して、その上にパターン形成されたスパイクを有するマスタ・ウエハを使用することによって達成することができる。スパイクの寸法は、必要であるピクセルのサイズ、及び第１の犠牲有機層の厚みによって決定される（スパイク高さは、金属層の厚みより厚く、かつ金属層の厚みに第１の犠牲有機層を加えた厚みより薄くなければならない）。マスタ・ウエハは、次に基板に位置合わせされ、マスタ・ウエハ及び基板の２つは、ともに例えばマスク・アライナに挿入される。マスク基板のスパイクは、基板上の金属層を穿孔し、リフト・オフ・プロセスを可能にするために溶剤が構造に入ることを可能にするように、ピクセル開口をエッチングするための金属層内の孔内の穴、又はＰＬＥＤフィルム及び金属フィルムの両方の穿孔を残す。このプロセスは、非常に規模を変更し易い。
【００３８】
上記で概説されたプロセスを繰り返し、かつ各繰り返しにおける解決方法で使用される有機エレクトロルミネッセンス材料の放出特性を変更して、非常に小さいピクセル・サイズを有する非常に高い解像度のフルカラー・ディスプレイを製造することができる。原理的に、同一のプロセスを、様々な基板上の様々なピクセル・サイズを有するディスプレイを製造するために適用することができる。
【００３９】
本発明の方法は、簡単でかつ経済的である。さらに、方法は、非常に様々な標準的な材料及び標準のプロセス設備を使用してカラーＰＬＥＤディスプレイを製造するために使用することができる。
【００４０】
特に好ましい実施例において、本発明は、赤色、緑色、青色のサブ・ピクセルからなるピクセルを有する、高解像度でフルカラーのＰＬＥＤディスプレイを製造するために使用することができる。より好ましくは、デバイスは、非常に小さいピクセル・サイズ及び高い輝度を有し、「頂部」放出又は「底部」放出ディスプレイであることができる。
【００４１】
本発明の方法は、自己放出するピクセルからなるフルカラー・ディスプレイを製造するために、エレクトロルミネッセンス有機材料のパターン形成を可能にする。各ピクセルは、多数のサブ・ピクセルを含み、各隣接するサブ・ピクセルは、フルカラー・ディスプレイのために、例えば赤色、緑色、青色の光の異なる色の光を放出する。
【００４２】
特定の実施例において、本発明は、基板上に堆積された犠牲有機層内のピクセルを画定する方法に関する。基板は、前に有機層で被覆され、有機層は、第１に、底部電極からデバイス内への電荷注入を容易にし、第２に、エレクトロルミネッセンス有機材料及び犠牲有機材料を溶解するために使用される溶剤でほとんど溶解されない。好ましくはポリエチレンジオキシチオフェン（Ｐｅｄｏｔ）を含み、かつエポキシシランなどの１つ以上のさらなる物質を含むこともできる有機層は、１５分間で１２０℃の熱処理によって不溶にされる。ピクセルを画定するための方法は、以下を含む。すなわち、１）事前処理された基板上に犠牲有機層を堆積する。犠牲有機層は、少なくとも要件を満たさなければならず、要件は、第１に、犠牲有機材料が、有機エレクトロルミネッセンス材料を溶解するために使用される溶剤にほとんど不要であり、第２に、犠牲有機材料を溶解するために使用される溶剤は、有機エレクトロルミネッセンス材料を損傷又は溶解しない。２）犠牲有機層の頂部上に薄い金属層（２００ｎｍより薄い）を堆積し、その後、例えばエキシマ・レーザを使用して、所望の位置で金属をアブレーションすることによってその薄い金属層をパターン形成する。３）金属層が、電荷注入を容易にする前記有機層へのピクセル開口又はアクセスを画定するように、犠牲有機層を溶解する溶剤でのウエット・エッチング・プロセスを介してアブレーションされる場所の下から犠牲有機層を取り除く。４）ピクセル開口内で露出される基板上に、有機エレクトロルミネッセンス材料を堆積する。５）犠牲有機材料を溶解するために使用される溶剤が、有機エレクトロルミネッセンス材料を損傷又は溶解しない要件を、少なくとも満たさなければならない第２の犠牲有機層で、基板上に第２の犠牲有機層を堆積する。６）例えばエキシマ・レーザを使用して残る金属層をアブレーションする。７）その上のあるタイプのエレクトロルミネッセンス材料のパターン形成された薄いフィルムを有する基板を残して、エレクトロルミネッセンス材料を損傷しない溶剤で犠牲有機層を溶解する。
【００４３】
この実施例の好ましいバージョンにおいて、方法は、さらに以下のステップを含む。すなわち、８）基板上に犠牲有機層を堆積する。犠牲有機層は、少なくとも要件を満たさなければならず、要件は、第１に、犠牲有機材料が、有機エレクトロルミネッセンス材料を溶解するために使用される溶剤にほとんど不要であり、第２に、犠牲有機材料を溶解するために使用される溶剤は、有機エレクトロルミネッセンス材料を損傷又は溶解しない。９）犠牲有機層の頂部上に薄い金属層（２００ｎｍより薄い）を堆積し、その後、例えばエキシマ・レーザを使用して、所望の位置で金属をアブレーションすることによってその薄い金属層をパターン形成する。１０）金属層が、電荷注入を容易にする前記有機層へのピクセルを画定し又はアクセスを開口するように、エッチング・プロセスを介してアブレーションされる場所の下から犠牲有機層を取り除く。１１）基板上及びピクセル内に、第２のタイプの有機エレクトロルミネッセンス材料を堆積する。１２）犠牲有機材料を溶解するために使用される溶剤が、有機エレクトロルミネッセンス材料を損傷又は溶解しない要件を、少なくとも満たさなければならないさらなる犠牲有機材料で、基板上にさらなる犠牲有機層を堆積する。１３）例えばエキシマ・レーザを使用して残る金属層をアブレーションする。１４）その上の２つのタイプのエレクトロルミネッセンス材料のパターン形成された薄いフィルムを有する基板を残して、エレクトロルミネッセンス材料を損傷しない溶剤で犠牲有機層を溶解する。
【００４４】
上記ステップ（８）から（１４）は、第２のエレクトロルミネッセンス材料に関してステップ（１）から（７）を繰り返すことが分かる。好ましくは、これらのステップは、その上の３つのタイプのエレクトロルミネッセンス材料（赤色、緑色、及び青色）のパターン形成された薄いフィルムを有する基板を残して、第３の有機エレクトロルミネッセンス材料のサブ・ピクセルを形成するために再び繰り返される。
【００４５】
方法は、さらに、基板上への頂部電極の堆積ステップ、及び／又は１次カプセル化層の堆積及び可能なさらなる２次カプセル化を使用するカプセル化のステップを含むことがある。
【００４６】
本発明は、添付の図面を参照して例示だけによって、より詳細に記載される。
【実施例】
【００４７】
図１は、デバイスを示し、デバイスは、透明又は不透明であることができる基板１００と、カソード又はアノードであることができるパターン形成された底部電極１１０、及び有機層１２０を備え、有機層１２０は、第１に、底部電極からデバイス内に電荷注入を容易にし、第２に、以下に記載されるエレクトロルミネッセンス有機材料及び犠牲有機材料を溶解するために使用される溶剤にほとんど不溶である。層１２０は、底部電極１１０がアノードである場合、電荷注入層、すなわち正孔移送層、例えばＰｅｄｏｔ−ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレン・サルフォン）であり、底部電極がカソードである場合、電子移送層である。例えばポリ（ビニルアルコール）の犠牲有機層１３０は、以下に記載される有機エレクトロルミネッセンス材料を溶解するために使用される溶剤に不溶である。犠牲有機層１３０をスピン・コーティングするために使用される溶剤系は、電荷注入層に対して任意の損傷を生じず、又は有機エレクトロルミネッセンス材料を損傷／溶解を生じるべきではない。例えばアルミニウムの２００ｎｍより薄い厚みの薄い金属層１４０は、犠牲有機層１３０を覆う。底部電極の各要素は、マトリクスにおける１つのサブ・ピクセル表す。電極１１０は、リソグラフィ、特にフォトリソグラフィ技術、レーザ・アブレーション、及び堆積の間のマスキングを含むが、これらに限定されない、従来技術で知られている任意の方法によってパターン形成することができる。
【００４８】
図２において、薄い金属層１４０は、金属層を取り除き、かつ特定の場所１４０ａで犠牲有機層１３０へのアクセスを与える、レーザ・アブレーション・プロセスを介して直接パターン形成される。
【００４９】
犠牲有機層１３０は、次に、エッチング・ステップとして作用する第１の有機層１２０を有するピクセル１４５を画定するために、例えば水／ＩＰＡ（イソプロピル・アルコール）溶液でのウエット・エッチング・プロセスを使用して、位置１４０ａの下から取り除かれる。このプロセスは、図３に示される。有機層１２０は、犠牲有機層１３０にピクセル開口をエッチングするために使用される溶剤系で不溶であるので、エッチング・ストップように作用する。
【００５０】
次のステップにおいて、例えば、第１の原色の光を放出するサブ・ピクセルを提供するためのエレクトロルミネッセンス材料は、ウエハ上に堆積され、ピクセル１４５を満たし、かつ基板全体上に共形な薄いフィルム１５０を形成する。好ましくは第１の犠牲有機層１３０と同じ材料のさらなる犠牲有機層１６０は、層１５０上に堆積され、ピクセル１４５を満たし、かつ図４に示されるような全体構造を被覆する。残り金属層１４０は、次に、例えばエキシマ・レーザ源から適切なエネルギーを有する光を使用して、１７０で示されるようなアブレーションされ又は穿孔される。金属層は、基板全体を多量な露光を使用して、又は適切な光学装置を使用することによってアブレーションすることができる。光は、ピクセル１４５が任意の光に露光されないように、適切なマスクを介して案内することができる。このプロセスは、図５に示される。
【００５１】
残る犠牲有機層１３０及び１６０は、次に適切な溶剤で溶解される。溶剤は、アブレーションされた領域１７０を介して有機層１３０内に浸透することができる。犠牲有機層１３０及び１６０が取り除かれた後、基板は、図６に示されるような位置１４５で、電荷注入層１２０の頂部上にエレクトロルミネッセンス材料１５０とともに残される。
【００５２】
図７に示されるように、例えば第２の原色のサブ・ピクセルを提供する第２のエレクトロルミネッセンス材料は、次に、記載されかつ図１から図６に示されるのと非常に類似する方法で、同一の基板１００上でパターン形成することができる。犠牲有機層１３０は、エレクトロルミネッセンス材料１５０を含む基板１００全体を被覆して、基板１００上に堆積される。金属層１４０は、次に、犠牲有機層１３０上に堆積される。金属層は、次にパターン形成され、金属層は、アブレーション又はスタンピング技術を介して部分的に取り除かれ、第１のエレクトロルミネッセンス材料１５０の薄いフィルムの位置に隣接するピクセル１４７を画定することができる。犠牲有機層１３０は、次にエッチングされ、ピクセル１４７を画定する。第２のタイプのエレクトロルミネッセンス材料１５５が、次に堆積される。その後、第２の犠牲有機層１６０は、層１５５上に堆積され、残る金属は、適切な光源（エキシマ・レーザ）に基板の露光を介してアブレーションされるか、又は穿孔される。
【００５３】
残る犠牲有機層１３０及び１６０は、次に、適切な溶剤で溶解される。溶剤は、アブレーションされた領域を介して有機層１３０に浸透することができる。犠牲有機層１３０及び１６０が取り除かれた後、基板は、図８に示されるように電荷注入層１２０の頂部上にエレクトロルミネッセンス材料１５０及び１５５とともに残される。
【００５４】
図９に示されるように、例えば第３の原色を提供する第３のエレクトロルミネッセンス材料は、記載されかつ図１から図６に示されるのと非常に類似する方法で、同一の基板１００上でパターン形成することができる。犠牲有機層１３０は、エレクトロルミネッセンス材料１５０及び１５５を含む基板１００全体を被覆して、基板１００上に堆積される。金属層１４０は、次に、犠牲層１３０上に堆積される。金属層は、次にパターン形成され、金属層は、アブレーション技術を介して部分的に取り除かれ、エレクトロルミネッセンス材料１５０又は１５５の薄いフィルムの位置に隣接するピクセル１４９を画定することができる。犠牲有機層１３０は、次にエッチングされ、ピクセル１４９を画定する。第３のエレクトロルミネッセンス材料１５７が、次に堆積される。その後、第２の犠牲有機層１６０は、層１５７上に堆積され、残る金属は、適切な光源（エキシマ・レーザ）に基板の露光を介してアブレーションされるか、又は穿孔される。
【００５５】
残る犠牲有機層１３０及び１６０は、次に、適切な溶剤で溶解される。溶剤は、アブレーションされた領域を介して有機層１３０に浸透することができる。犠牲有機層１３０及び１６０が取り除かれた後、基板は、図１０に示されるように電荷注入層１２０の頂部上にエレクトロルミネッセンス材料１５０、１５５、及び１５７とともに残される。
【００５６】
図１１は、上記動作の流れの以降の実行によって製造されるフルカラーＰＬＥＤディスプレイを示す。ディスプレイは、基板１００、パターン形成された底部電極１１０、有機電荷注入層１２０、放出するサブ・ピクセル１５０、放出するサブ・ピクセル１５５及び放出するサブ・ピクセル１５７、半透明な頂部電極１８０、薄いフィルムの１次カプセル化部１９０、及び２次カプセル化部２００を備える。
【００５７】
ＰＬＥＤは、従来技術で知られている任意の方法によって製造することができる。有機材料の層は、蒸着、スピン・キャスティング、セルフ・アセンブリ、又は任意の他の適切なフィルム形成技術によって形成することができる。有機層の厚みは、わずかな数の単層と約５００ｎｍとの間で変化することができる。好ましい実施例において、有機層は、スピン・キャスティング・プロセスによって形成される。
【００５８】
図１１に示されるＰＬＥＤは、例示であり、任意のタイプを使用することができる。例えばＰＬＥＤは、アノードに隣接する正孔注入層、及び正孔注入層に隣接する少なくとも第２の正孔移送層を備えることができる。正孔注入層及び正孔移送層は、別個に堆積することができる。
【００５９】
ＰＬＥＤは、電子注入層、及び少なくとも１つの電子移送層を備えることができるか、又はＰＬＥＤは、さらに頂部電極に隣接するさらなる層を備えることができる。他のＰＬＥＤ構造は、当業者には明らかであろう。
【００６０】
基板は、ガラス、シリコン、プラスチック、水晶、及びサファイヤを含む、当業者に知られている任意の材料から作ることができる。ＰＬＥＤディスプレイが、シリコン・チップ上に形成される場合、チップは、好ましくは、駆動電子機器及びサブ・ピクセル電極の１つを含む。頂部電極は、全てのサブ・ピクセルに共通であることができる。
【００６１】
アノードは、高い仕事関数を有する金属、金属酸化物、及びそれらの混合物を含む１つの層を有することができる。好ましくは、アノードは、金、白金、ニッケル、クロムなどの高い仕事関数金属のグループから選択された材料、又は酸化インジウム亜鉛錫、酸化インジウム亜鉛、二酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化ニッケル、又は酸化インジウム錫などの導電又は半導電金属酸化物、又は混合された金属酸化物のグループから選択された材料からなる。一実施例において、アノードは、アノードと第１の正孔注入／正孔移送層との間の誘電材料の薄い層（０．１ｎｍから２ｎｍ）をさらに含む。
【００６２】
そのような誘電材料の例は、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化シリコン、及び二酸化シリコンを含むが、これらに限定されない。他の実施例において、アノードは、正孔注入／正孔移送層に隣接する有機導電材料の薄い層を含む。そのような有機導電材料は、ポリアニリン、Ｐｅｄｏｔ−ＰＳＳ、及びそれらの導電又は半導電塩を含むが、それらに限定されない。
【００６３】
図１１で使用されるなどの半透明カソードは、１つ以上の金属又は金属酸化物の単一の層を含み、それらの少なくとも１つは、低い仕事関数を有する。そのような金属は、リチウム、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、サマリウム、セシウム、及びそれらの混合物を含むが、それらに限定されない。一実施例において、カソードは、さらに電子注入／電子移送層に隣接する誘電材料の層を含み、誘電材料は、フッ化リチウム、フッ化セシウム、炭化リチウム、及び炭化セシウムを含むが、それらに限定されない。
【００６４】
第２の実施例において、パターン形成プロセスは、わずかに異なる。図１２は、デバイスを示し、デバイスは、透明又は不透明であることができる基板２００、カソード又はアノードであることができるパターン形成された底部電極２１０、及び第１の有機層２２０を備え、第１の有機層２２０は、第１に、底部電極からデバイス内に電荷注入を容易にし、第２に、以下に記載されるエレクトロルミネッセンス有機材料及び犠牲有機材料を溶解するために使用される溶剤にほとんど不溶である。層２２０は、底部電極２１０がアノードである場合、電荷注入層、すなわち正孔移送層、例えばＰｅｄｏｔ−ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレン・サルフォン）であり、底部電極がカソードである場合、電子移送層である。第２の有機層２２５は、機能材料、例えば有機エレクトロルミネッセンス材料を含む。機能材料２２５の溶解に使用される溶剤は、層２２０を溶解してはならない。例えばポリ（ビニルアルコール）の犠牲有機層２３０は、上記で記載される有機エレクトロルミネッセンス材料を溶解するために使用される溶剤に不溶である。犠牲有機層２３０をスピン・コーィングするために使用される溶剤系は、有機エレクトロルミネッセンス材料を損傷又は溶解を生じるべきではない。
【００６５】
底部電極の各要素は、マトリクスにおける１つのサブ・ピクセル表す。電極２１０は、リソグラフィ、特にフォトリソグラフィ技術、レーザ・アブレーション、及び堆積の間のマスキングを含むが、これらに限定されない、従来技術で知られている任意の方法によってパターン形成することができる。
【００６６】
図１３に示されるように、犠牲有機層２３０及び機能材料２２５の層の良好に画定された領域は、第２の機能材料のピクセル２４５のための空間を画定するために、レーザ・アブレーション・プロセスを介して取り除かれ、第１の有機層２２０は、アブレーション・ストップとして作用する。
【００６７】
次のステップにおいて、例えば、第２の原色の光を放出するサブ・ピクセルを提供するための第２の機能材料は、ウエハ上に堆積され、ピクセル２４５を満たし、かつ図１４に示されるように、基板全体上に共形な薄いフィルム２５０を形成する。
【００６８】
好ましくは第１の犠牲有機層２３０と同じ材料の図１５に示される第２の犠牲有機層２６０は、層２５０上に堆積され、ピクセル２４５を満たし、かつ全体構造を被覆する。
【００６９】
図１５に示されるように、犠牲有機層２６０及び２３０並びに機能材料２２５及び２５０の層の良好に画定された領域は、ピクセル２６５を画定するために、レーザ・アブレーション・プロセスを介して取り除かれ、第１の有機層２２０は、アブレーション・ストップとして作用する。
【００７０】
次のステップにおいて、例えば、第３の原色の光を放出するサブ・ピクセルを提供するための第３の機能材料は、ウエハ上に堆積され、ピクセル２６５を満たし、かつ図１６に示されるように、基板全体上に共形な薄いフィルム２７０を形成する。図１７は、好ましくは第１及び第２の犠牲有機層２３０と同じ材料の第３の犠牲有機層２８０は、層２７０上に堆積され、ピクセル２６５を満たし、かつ全体構造を被覆する。
【００７１】
材料２９０の良好に画定された領域は、その後、図１８に示されるように、アブレーション・ストップとして作用する有機層２２０を用いてアブレーションされる。犠牲有機層２８０、２６０、及び２３０を溶解する適切な溶剤は、アブレーションされた領域２９０を介して前記有機層内に浸透することができる。犠牲有機層２３０、２６０、及び２８０が溶解された後、基板は、図１９に示されるように、電荷注入層２２０の頂部上のエレクトロルミネッセンス材料２２５、２５０、及び２７０を残す。
【００７２】
上述された本発明の特定の実施例は、光電子ディスプレイを製造する方法であるが、本発明は、他の電子機器適用などの多数の異なる分野、及びたんぱく質などの多数の異なる生化学試薬が、基板上でパターン形成されるべきであるバイオ医学デバイスの製造における適用を有する。
【００７３】
本明細書で使用される用語「備える」の全ての形態は、「からなる、又は含む」意味を有する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図２】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図３】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図４】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図５】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図６】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図７】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図８】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図９】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図１０】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図１１】本発明による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す、概略断面図である。
【図１２】代わりの方法による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す概略断面図である。
【図１３】代わりの方法による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す概略断面図である。
【図１４】代わりの方法による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す概略断面図である。
【図１５】代わりの方法による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す概略断面図である。
【図１６】代わりの方法による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す概略断面図である。
【図１７】代わりの方法による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す概略断面図である。
【図１８】代わりの方法による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す概略断面図である。
【図１９】代わりの方法による光電子デバイスの製造における連続するステップを示す概略断面図である。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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