(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的、電子的、または光電子的デバイスを製造する方法であって、
（ａ）基体上に、溶体化された材料の後続する付着のための所定の領域を画成するために所定の形状の分離材料を形成し、
（ｂ）前記材料の貯蔵器と連通し伸長した中空の孔部の遠隔端部から前記所定の領域に隣接する前記孔部の遠位端部へと前記材料を供給することにより、前記所定の領域に溶体化された材料を付着させ、
前記材料と基体との間の接触に応じて、重力および濡れ張力のうちの１つ、またはこれらの組み合わせに基づいて遠位端部が離れるように前記材料の供給を制御し、
（ｃ）乾燥する
工程からなることを特徴とする光学的、電子的、または光電子的デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、工程（ａ）の前に、前記所定の領域に露呈した複数の電極領域を基体上に形成する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、前記電極領域が陽極領域であり、乾燥工程の後に、陰極層を付着させる工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法において、溶体化された材料が発光有機材料であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記材料を基体と接触させる一方、前記材料を依然として孔部の遠位端部と接触させたままとすることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法を使用して、光学的、電子的または光電子的デバイスのための活性な部材を製造することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に一体化された電子的および光電子的デバイスの分野においてパターン化された膜を提供するための、溶体化された膜を選択的に付着させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積された電子デバイスの多くは、これらのデバイスにおいて種々のレベルの解像度で用いられる１以上の薄層のパターン化を必要とする。これは、有機電子デバイスおよび光電子デバイスに当てはまる。すなわち、電気的に活性な有機層または光電気的に活性な有機層を少なくとも１つ含むデバイスである。この種のデバイスは、パターン化されかつ／または多色の有機発光デバイス（organic light-emitting device, OLED ）を含み、特に、発光高分子（light-emitting polymer, LEP ）を組み込んだものを含む。この種の有機層は、有機導体、例えば、導電性高分子（ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン、および他のポリチオフェン、ポリピロール等、並びにこれらにドーパントがドープされた形態）、または蛍光有機化合物および共役高分子、例えば、Ａｌｑ３、ポリフェニレンおよび誘導体、ポリフルオレンおよび誘導体、ポリチオフェンおよび誘導体、ポリフェニレンビニレンおよび誘導体、複素芳香環を含む高分子等、または電荷担体の輸送を行うことのできる一般的な共役化合物（分子および高分子）、または有機半導体とすることができる。
【０００３】
米国特許第５，２４７，１９０号または米国特許第４，５３９, ５０７号（その内容を参考としてここに援用する）に記載されているようなＯＬＥＤは、前記したもののような電子的に活性な薄い有機層を組み込んだフラットパネルディスプレイである。米国特許第５，２４７，１９０号では、活性有機層は発光性の半導体性共役高分子であり、米国特許第４，５３９, ５０７号では、活性有機層は、発光性の昇華された分子膜である。このようなディスプレイは、相反する種類の電荷担体を発光層に注入することのできる第１および第２の電極を備える。電極間に電界が印加されると、相反する種類の電荷担体が発光層に注入され、ここでこれらが再結合した後に放射減衰して光を発する。放射された光の波長は、発光体高分子層を適切に選択することによって調整することができ、これにより放射される色を変更することができる。さらに他の層を備えることもできる。例えば、電極の一方または両方の間に電荷輸送層を備えることができ、電極から発光層への電荷担体の注入を補助する発光層を備えることができる。代替的に、１を越える発光層を備えることにより、発光される放射の色を調節するための他の様式を提供することができる。この種のディスプレイは、先に参照した米国特許に詳細に記載されており、よってここではさらに詳細には記載しない。
【０００４】
他の有機光学的、電子的、および光電子的デバイスには、ＬＣＤディスプレイのためのパターン化されたカラーフィルタ、パターン化された蛍光膜、フォトダイオードおよび光電池セル、薄膜トランジスタ、ダイオード、三極管、光カプラ、イメージインテンシファイア等があり、さらに一体化された電子回路によるこの種のデバイスの種々の組み合わせがある。
【０００５】
この種の活性な有機層を組み込んだ、高性能の光学的、電子的、および光電子的デバイスに対しては、有機層を付着させて加工する際に大きな注意を払う必要がある。このような層の加工および付着の際に「妥協」すると、デバイスの性能がしばしば損なわれる。しかしながら、このような「妥協」は、例えば、多色の赤−緑−青（ＲＧＢ）ＬＥＰデバイスを製造するために、例えば、１以上の活性な有機層をパターン化する必要のあるデバイスを作製する際には、必要となる場合がしばしばである。
【０００６】
パターン化された有機薄膜デバイスを作製するために、種々のパターン化技術が検討され開発されているが、その大半は、その適用性が極めて限定され、かつ／またはパターン化されていない等価なデバイスより劣るデバイス性能を有するという意味において欠点を有している。このようなパターン化技術には、シャドウマスクを介するか、または特定の角度での蒸着、およびデバイス基体上でのセパレータの使用が含まれるが、この両者は、昇華された有機膜を使用するパターン化されたデバイスのために使用されるものである。しかしながら、このような技術は、寸法および／または解像度に関して限界があり、共役高分子のような溶体化された材料のために現実的に適用可能なものではない。原理的には、種々のフォトリソグラフィによるパターン化技術を使用して有機薄膜をパターン化することができるが、これは、界面の混成やデバイス性能の劣化を招く場合がしばしばある。多くの場合、リソグラフィによる加工の際に使用される技術（ＵＶ光、焼成工程等）および化学物質（フォトレジスト、エッチングおよび現像溶液、溶剤等）は、活性な有機層と単に和合性があるのみである。このような技術の全ては、やはり付加的な加工工程を付け加えるものであり、したがってコストが嵩む。
【０００７】
溶体化された材料を付着させるための代替手段として、高い分解能のパターンを有するデバイスを製造するために、インクジェットプリントが検討されている。インクジェットプリントは、付加的な後続するパターン化工程を要することなく、基体上にパターンを直接「書く」ものであることから、パターン化されたデバイスを製造するための極めて魅力的な技術であるが、処理する際に次のような制限を伴うものである。すなわち、１または複数の活性な有機材料を含有するインクジェットプリント溶液は、インクジェットプリントヘッドに関して、溶液の粘度、濃度、および／または濡れ特性（wetting properties）に関する一定範囲の要件を満たす必要がある。また、この技術は、適切な高分解能プリントヘッドを用いた高分解能のデバイスをパターン化するために検討されているものであり、このためにインクジェットの液滴の大きさは小さい傾向があり、これはスループットと密接な関係を有している。したがって、比較的大きな画素または「空間領域（spaced area ）」、例えば、５０μｍを越えるか、さらには数百μｍを越えるものを有するものの、解像度に対する要求はそれ程高くなり得ないような比較的大きなディスプレイ（または他のデバイス）を製造する必要がある場合には、高い解像度のインクジェットプリントの魅力は減少する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光学的、電子的、および光電子的デバイスにおける活性な薄膜として使用される溶体化された材料のためのパターン化および付着技術を提供することを目的とする。これは、前記した欠点を緩和するか、または除去するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点によれば、溶体化された有機材料を選択的に付着させる際に、前記材料の貯蔵器と連通した遠隔端部から前記材料を受容するための基体に隣接した遠位端部へと、伸長した中空の孔部を介して前記材料を供給することにより、溶体化された有機材料を選択的に付着させる方法であって、前記材料と基体との間の接触に応じて、重力および濡れ張力（wetting tension ）のうちの１つ、またはこれらの組み合わせに基づいて遠位端部が離れるように、前記材料の供給を制御することを特徴とする溶体化された材料の選択的付着方法が提供される。
【００１０】
材料の液滴が基体と接触する一方で、孔部の遠位端部に対して依然として「付着」している際に、濡れ張力がその役割を果たす。これにより、基体が、孔部の遠位端部から液滴を「引っ張る」。濡れ張力は、孔部の遠位端部が離れる際の液滴の形状、基体に対する液滴の濡れ角度（wetting angle ）、孔部からの毛管力、および貯蔵器からの圧力と協働して、材料の表面張力の質を介して制御可能である。濡れ張力を使用することにより、より制御性が良く、静的な付着過程が可能となる。しかしながら、大きな面積について付着を行うためには、主として重力を用いることも可能である。すなわち、基体と接触する前に、液滴が孔部の遠位端部が離れるようにすることができる。
【００１１】
伸長した中空の孔部を介して供給される材料の移送速度および量は、好ましくは孔部の断面積、基体からの距離および時間、並びに貯蔵器において適用される圧力を含むパラメータの組み合わせを選択することによって制御される。
【００１２】
本発明の他の観点によれば、光学的、電子的、または光電子的デバイスを製造する方法であって、
（ａ）基体上に、溶体化された材料の後続する付着のための所定の領域を画成するために所定の形状の分離材料を形成し、
（ｂ）前記材料の貯蔵器と連通し伸長し中空の孔部の遠隔端部から前記所定の領域に隣接する前記孔部の遠位端部へと前記材料を供給することにより、前記所定の領域に溶体化された材料を付着させ、
前記材料と基体との間の接触に応じて、重力および濡れ張力のうちの１つ、またはこれらの組み合わせに基づいて遠位端部が離れるように前記材料の供給を制御し、
（ｃ）乾燥する
工程からなることを特徴とする光学的、電子的、または光電子的デバイスの製造方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
１つの態様では、前記基体に対する前記孔部の移動を可能として、基体の所定の領域における選択的付着を可能とするように、前記少なくとも１つの中空の孔部が、可撓性のチューブを介して前記貯蔵器と連通する。他の構成では、前記伸長した中空の孔部が孔部集成体の一部を形成し、これは前記貯蔵器を含み、かつ基体に対して移動可能とする。更なる構成では、前記少なくとも１つの伸長した中空の孔部に対する移動のために基体が取り付けられているようにする。
【００１４】
前記孔部集成体は、そのそれぞれがそれぞれの突出する伸長した中空の孔部と関連する複数の開口からなるものとすることができ、前記開口は、前記孔部と前記貯蔵器との間の連通を可能とするものである。
【００１５】
異なる材料、例えば、異なる色を設けるためには、１を越える中空の孔部を設けることができる。
【００１６】
多色発光デバイスを提供するためには、基体の所定の領域に異なる材料を供給するために、それぞれの異なる貯蔵器と連通する３つのこの種の伸長した中空の孔部とすることができ、前記異なる材料は、異なる波長で光を発することのできる発光有機材料とすることができる。
【００１７】
前記選択的な付着が生起する所定の領域を画成するために、基体は、予備成形された形状の分離材料（いわゆる「バンク（bank）」）を担持することができる。光学的、光電子的、または電子的デバイスを製造するために、電極材料は、前記選択的付着の前に、前記所定の領域に予備付着させることができる。
【００１８】
中空の孔部からの液滴の放出の制御は、多くの因子、特に次の因子を利用して行うことができる。
【００１９】
i)  孔部の断面積は、好ましくは０．００１ｍｍ2 〜１０ｍｍ2 の範囲とし、かつ／または好ましくは５０ミクロンより大きい、好ましくは２００ミクロンより大きい直径を有する円形とする、
ii) 基体と伸長した中空の孔部の遠位端部との間の距離は、好ましくは１０ｍｍ未満、さらに好ましくは５ｍｍ未満、さらに好ましくは１ｍｍ未満とする、
iii)前記孔部を介する材料の移送速度は、好ましくは３ｍ／s 未満、さらに好ましくは１ｍ／s 未満とする、
iv) 画素展着領域（pixel spread area ）は、あらゆる簡便な形状、例えば、正方形、矩形、または円形とすることができ、好ましくは、５０ミクロンを越え、可能ならば１００ミクロンを越えるが、好ましくは３ｍｍより小さく、さらに好ましくは１ｍｍより小さい最大寸法を有するものとすることができる。この発明が特に有用である展着領域の好適な範囲は、２５０μｍ2 〜９ｍｍ2 である。
【００２０】
この方法は、発光デバイス（light-emitting device ）を作製するために特に適用可能であり、この場合、前記複数の電極領域は陽極領域であり、さらにこの方法は、乾燥工程の後に、陰極層を付着させる工程をさらに含む。この文脈における溶体化された材料（solution-processible material ）は、発光有機材料、例えば適切な高分子とし得る。
【００２１】
よって、本発明は、概して、限定されるものではないが、特に、ＬＥＰ材料のための、光学的／電子的／光電子的デバイスにおける溶体化された材料のパターン化に関するものであり、大きな「展着領域」、例えば５０ミクロンを越える、特に１００ミクロンを越えるものを有するパターン化されたデバイスの製造に特に適切である新規な付着技術を使用するものである。この方法により、高いスループットおよび低いコストによる製造が可能となる。好適な態様では、この付着技術は、１つまたは列状のピペットから処理可能な材料が滴下されるトラフ（trough）をその間に画成する分離領域のバンクを備える基体と組み合わせて使用される。溶体化された材料の滴下は、手動により、または自動的に制御することができる。
【００２２】
ピペットから溶体化された材料、特に有機物質、例えば高分子の付着は、インクジェットプリントと比較するとより遅くより静的な過程であることから、高分子の粘度、表面張力、および濡れ角度のような、インクジェットプリントに通常は相応する論点は、遙かに重要でないか、無関係である。インクジェットプリントの場合、濡れ剤および／または粘度改変剤をインク溶液に添加し、インクジェット技術によりこれらを付着させることがしばしば必要である。本発明の場合は、材料自体を改変する必要性に対する依存度は遙かに小さい。
【００２３】
ここでは、有機発光デバイスにおける活性な画素領域を画成するためにこの技術を説明するが、他の応用が可能であることが理解されよう。
【００２４】
溶体化された材料は、３ｍ／s 未満、好ましくは１ｍ／s 未満の速度でピペットから出現するものと想定される。ピペットは、好ましくは基体の上方に垂直に配置するが、所定の角度で配置することもできる。望ましい構成では、基体は、ピペットの遠位端部から所定の距離に配置する。これは、ピペットの遠位端部から離れようとする液滴が、ピペットを離れる前に基体上の「展着領域」に接触する程に十分に小さいものとし、これにより濡れ張力が、基体上へと液滴を「引っ張る」力を生ずる作用の一部を奏するようにする。
【００２５】
ピペットから放出される容量は、ピペットの寸法および時間並びに貯蔵器に加えられる圧力によって容易に調整することができる。現在バイオ／薬理科学に用途を有する既存の自動化された精密マイクロピペット集成体を適切に改変して使用することができる。溶体化された材料の濃度、配送される溶液の量、活性な画素領域に渡る基体の濡れ、およびバンク分離材料によって付着過程の制御を行うことができる。原則的には、この技術はインクジェットプリントより遙かに安価であり、遙かに高いスループットの可能性を生み出すものである。本技術によって画成される活性な画素領域の解像度は、インクジェットプリントで可能なものほど微細ではないが、より大きい「展着領域」を有するデバイスに関しては、利点が欠点を凌駕している。
【００２６】
必須ではないが好適である他の特徴により、ここに記載する技術はインクジェットプリントと区別される。ここで利用される液滴の大きさは、典型的なインクジェットプロセスの場合より大きく、ここに記載する実施の形態では、孔部の断面積は、０．００１ｍｍ2 〜１０ｍｍ2 の範囲である。
【００２７】
ここに記載する付着技術では、液滴はインクジェットプリントのようには放出されないが、基体との接触に応じて、主として濡れ張力の影響下にピペットから流出させるようにする。よって、液滴は、より制御可能な様式で付着される。
【００２８】
ここに記載するプロセスでは、液滴の大きさは、それぞれの活性な画素領域が１つの液滴のみによって形成されるようなものとすることができるが、多数の液滴が必要となり得ることも理解されよう。
【００２９】
ここに記載する技術は、粘度、乾燥、ノズルプレートに対する濡れ角度、表面張力、インクジェットノズルの詰まり、インクジェットヘッドのための使用可能な溶剤等のような、静的および動的な溶液特性に対する極めて制限された要件を与える複雑なインクジェットヘッドを必要としない点で、インクジェットプリントに対して有意義な付加的な利点を有する。
【００３０】
【実施例】
本発明をよりよく理解すると共にこれを如何にして効果的に実施することができるかを示すために、例としてここに添付図面を参照する。
【００３１】
本発明の根底にある基本的な概念は、いずれかの溶体化された有機半導体または導体からなる材料の溶液の液滴のパターン化されたアレイを付着させるためにピペットのアレイを使用するというものである。図１は、基本的な原理を示す。図１において、参照番号２は、有機デバイスのための基体を示す。当業界で知られているように、基体はガラスまたはプラスチックにより形成することができるが、通常は透明または実質的に透明なものとする。基体２は、基体２上に伸長したストリップの形態で設けられた複数の第１の電極領域４を担持する。電極領域４は、デバイスの個々の画素のための陽極領域を形成するインジウムスズ酸化物（indium tin oxide, ITO ）により形成することができる。電極領域４は、いずれかの公知の技術を使用してパターン化することができる。
【００３２】
電極領域４は、絶縁膜６の「バンク」によって分離されており、これはそれ自体パターン化され、その底部がデバイスの電極領域４と接触するトラフ８が設けられるようになっている。バンクのパターン化は、スクリーン印刷、フォトリソグラフィ、マイクロコンタクト印刷等のようないずれかの公知の技術によって行うことができる。代替的に、バンク自体は、ここに記載する選択的付着技術を用いて、配列したピペットを使用することにより付着させることができる。よって、バンクの付着は、溶体化された有機半導体または導体を付着させる後続する工程を後に行うために、ピペットのアレイを使用して予備工程として実施することができる。
【００３３】
複数のピペット１０が示されており、それぞれが各トラフ８と整列している。ピペット１０は、付着させる溶液を保持する貯蔵器１４に導管１２を介して接続されている。図１では、複数のピペット１０が示されているが、そのそれぞれが各トラフ８と整列され、共通の導管１２によって共通の貯蔵器１４に接続されている。しかしながら、以下に記載するように、多数の異なる構成が可能である。図１の構成は、単にこの発明の原理を説明するために使用するものである。
【００３４】
基体は、好ましくは平坦なものとし（バンク領域の付着の前）、水平に配置するものとする一方、ピペットは実質的に垂直に配置する。これにより、バンク分離部分の間に画成される展着の領域に渡って均一な膜厚が達成される。
【００３５】
この発明の構成により、溶液の液滴１６のドットが、トラフ８により制御された様式で付着される。
【００３６】
部材１０を記述するために、全般に渡ってピペットという用語を使用するが、これらの部材は、貯蔵器１４に接続されたチューブの遠隔端部からトラフ８の開口に隣接する遠位端部へと、重力に従って溶液を滴下することを可能とする伸長した中空孔部のチューブの形態をとるものであることが理解されよう。ピペット１０の手段として使用することのできる他の部材には、例えば、マイクロピペット、シリンジ、突出ノズル、中空のニードル等がある。孔部は、円錐形または円筒形とすることができる。記載する構成では、ピペット１０の孔部は、０．００１ｍｍ2 〜１０ｍｍ2 の範囲の断面積を有する。好適な構成では、ピペットは円形の孔部を有し、直径は、好ましくは５０ミクロンを越え、さらに好ましくは２００ミクロンを越えるものとする。５０ミクロンの直径は、概して２０００μｍ2 の断面積に対応し、２００ミクロンの直径は、概して３１，４００μｍ2 の断面積に対応する。本発明で有用なピペットのアレイは、薬学、バイオ、およびバイオテクノロジーの分野で公知であるため、ここでは詳細には記載しないが、この目的のための技術の最適化を可能とするために改変が必要となることがある。しかしながら、これらは、ガラス、金属、プラスチックまたはセラミック、または実際に付着させる溶体化された有機材料と和合性を有するあらゆる適切な材料により作製することができることに着目されたい。
【００３７】
バンク６は、溶液の液滴１６が広がることを防止するために、さらに濡れを制御するために重要な役割を果たす。予備付着させたバンクを有する基体を使用することなく本発明に手段を与えることは原則的には可能であるが、付着の際のバンクの存在は、最終的なデバイスの性能を向上させるものである。バンクまたはバンクの一部は、最終製品において存在しないか、または一部のみが存在するように、付着の後に除去することができる。
【００３８】
バンクの厚さの選択は、バンクから溢れ出ることなく付着領域内に付着させた液滴１６を適切に含ませるために重要である。０．５ミクロン、好ましくは５ミクロン、さらに好ましくは１０ミクロン以上の厚さｔが、許容し得る性能を与える。バンクの少なくとも頂部部分が溶液によって容易に濡れ性とならないように、バンク６の濡れ特性も考慮に入れる必要がある。バンクの構成の例を以下により詳細に論ずる。
【００３９】
バンクは、スクリーン印刷によって、高いスループットでより容易により安価に付着させてパターン化することができる。代替的な技術には、フォトリソグラフィによるパターン化と共に、標準的な付着｛スピン、ブレード、ミニスカス（miniscus）、コーティング等｝が包含される。他の代替的な技術は、ミクロコンタクト印刷である。更なる代替的な技術は、ここに記載するようなピペットによる付着技術である。バンクの材料は、好ましくは有機絶縁材料、例えばポリイミドとするが、無機物質とすることもできる。
【００４０】
図２は、単一のピペット１０を使用するシステムの概略説明図である。ピペット１０は導管１２を介して貯蔵器１４と連通する。矢印Ａで示されるように基体に対してピペット１０を横方向に移動させるか、または矢印Ｂまたは矢印ＡおよびＢの両者によって示されるようにピペット１０に対して横方向に基体２の移動を行うことにより、基体２とピペット１０との間で相対的な移動を行う。ピペット１０の移動を可能とするためには、導管１２は可撓性とすることができる。代替的に、導管１２は剛性とすることができ、ピペット１０、導管１２、および貯蔵器１４からなるピペット集成体は、移動可能とすることができる。参照番号１８は、コントローラ２０の制御下に作動し得る開放機構を示す。開放機構は圧力下で作動させることができ、手動または自動とすることができる。開放機構は貯蔵器の基部に示してあるが、これは全く説明の目的のためである。開放機構は、ピペット集成体のあらゆる適切な位置に配置することができる。
【００４１】
図３は、ピペット１０の直線的なアレイ（ピボットが直線的に配列されたアレイ）２２を使用する付着を示す。この直線的なアレイ（リニアアレイ、プレート）は、図３の側面図に示し、ピペット１０が突出する複数の開口部２４をその下部に有するプレートを備える。図３の構成では、プレート２２内に単一ラインのピペット１０が設けられている。プレート２２は、ピペット１０と貯蔵器１４との連通を可能とする中空の孔部２６を有する。直線的なアレイおよび／または基体２は、ｘまたはｙ方向にｘ−ｙ平面内で移動することができる。
【００４２】
図４は、下方からの平面図におけるピペットの二次元的なアレイ２８を示す。図４には示されていないが、ピペット１０はアレイ２８の下方から突出し、ｘおよびｙ方向に規則的に配置されていることが明らかであろう。図４に示す種類の二次元的なアレイを用いる場合は、ピペット１０は、基体２上の必要な付着の領域に配置することができ、よって、パターン化は「ワンショット」プロセスにより進行する。これに対して、図２および図３の単一のピペットまたは直線的なアレイについては、先に論じたように相対的な移動が必要である。ステップ・アンド・リピート操作を用いるか、または用いることなく、広範囲の規則的または不規則的なピペットの配置を企図することが可能である。
【００４３】
図５Ａおよび図５Ｂは、多色付着のためのピペット３０のアレイを示す。すなわち、ピペットは、それぞれ異なる波長において発光特性を有する異なる高分子により作製される付着領域とそれぞれ整列することができるように配置されている。それぞれ赤色、緑色、および青色の発光高分子を供給するものであることを示すために、ピペットは１０Ｒ、１０Ｇ、および１０Ｂとして示されている。それぞれ異なる高分子を供給するために、これらはそれぞれ異なる貯蔵器１４Ｒ、１４Ｇ、および１４Ｂに接続されている。
【００４４】
図６は、それぞれ異なる発光高分子を供給するために、３つの直線的なアレイ３２、３４、および３６を設けた代替的な構成を示す。
【００４５】
図５Ａ、図５Ｂおよび図６の根底にある原理は、同様のデバイスおける他の高分子、例えば、電荷輸送層を構成する導電性高分子を付着させる際にも拡張することができる。
【００４６】
図７は、アレイ２２を段階的な様式でｘおよびｙ方向に移動させることにより、図３に示す種類の直線状のアレイ２２を如何に使用するかを示すものであり、この場合、ピペットの数は、最終的なデバイスにおいて必要な付着される領域の数より少なくなっている。点線は、基体上を多重通過する際のアレイ２２の予定される位置を示す。
【００４７】
先に記載したものでは、それぞれピペット１０またはアレイ２２の各位置における付着領域上に、ピペット１０を介して滴下される溶液は単一の液滴１６であることを想定している。しかしながら、位置領域当たりに１を越える液滴を供給するために、多数の経路を想定することが正に可能である。さらに、基体２に対するピペット１０の動作と組み合わせた場合に、ピペット１０からの連続または半連続流を使用することが可能である。例えば、これは、直線的にパターン化されたバンクを有する直線的にパターン化された領域を作製するために特に有用である。例えば、ＬＥＰまたはパターン化された蛍光材料のために、ストライプの形状の赤色、緑色、および青色の異なる高分子のパターン化が可能である。さらに、この様式で、ＬＥＤディスプレイのためのカラーフィルタをパターン化することが可能である。
【００４８】
図８Ａおよび図８Ｂは、バンク６の効果を示す。図８Ａにおいて、電極（ＩＴＯ）領域４に到達する前の最も左側の付着領域上の液滴１６を示す。その右側には、液滴が電極（ＩＴＯ）領域４に接触した際に何が起こるかが示されている。すなわち、液滴は、トラフ８の側部において、バンク６の壁によって内蔵されている。
【００４９】
乾燥工程の後においては、デバイスの外観は図８Ｂに示すようになる。すなわち、液滴１６が乾燥し、電極（ＩＴＯ）領域４の上に層（以下、膜、薄膜、薄膜層、発光層、発光高分子ともいう）３８が形成される。これらの層３８は、ピペット１０によって滴下された溶液の薄膜層である。薄膜層３８の「平坦度」は、溶液の特性、基体の濡れ特性、バンクの濡れ特性、および基体の平坦度に着目することによって制御される。
【００５０】
図９Ａ〜図９Ｄは、２層のバンクを有する基体を示すものであり、この場合、第１の層を６ａで示し、第２の層を６ｂで示す。よって、第１の層６ａは、電極領域４のために使用されるインジウムスズ酸化物と同様の濡れ特性を有する材料から選択することができる。第２の層６ｂは、第１の層６ａの縁部から対向離間したトラフ８を画成するその縁部を有するものとすることができる。複数の異なる縁部の位置を図９Ａ〜図９Ｄに示す。これにより、インジウムスズ酸化物層に直接隣接する濡れ特性に過度の影響を与えることなく、第２の層６ｂの高さを増加させることが可能となる。これは、より薄い層６ａ、電極（ＩＴＯ）、および溶液の特性によって制御される。第２の層は、最終製品中に存在しないように除去することができる。
【００５１】
図１０は、デバイスのための活性領域ｐを画成するための開口またはトラフ８をバンク６により如何に画成するかをより明瞭に示すものである。参照番号４は、前記と同様の電極（ＩＴＯ）ストリップを示す。
【００５２】
図１１は、多数の異なる可能なバンクの形状を示す。これらの形状は、図９Ａ〜図９Ｄに示すような二層構造と組み合わせることができる。
【００５３】
図１２は、付着の前における代替的な基体の形状を示す。図１２の構成では、電極（ＩＴＯ）ストリップ（インジウムスズ酸化物ストリップ）４は横方向に延在するものとして示されており、バンクストリップ６が、電極（ＩＴＯ）ストリップ４に対して横断方向に延在している。これにより、ピペット１０がバンク６の間に生成したトラフに沿って移動することが可能となり、連続または半連続流として溶液を付着させることが可能となる。溶液を付着させて乾燥させ、膜３８を生成した後に、陰極を付着させて図１３に示す最終製品を製造することができる。陰極は、例えば、アルミニウム、またはアルミニウムとカルシウムとの二重層、または有機ＬＥＤのために使用されるあらゆる陰極材料からなるものとすることができる。よって、図１３の最終的なデバイスにおいては、発光デバイスは、基体２と、横方向に延在する複数のインジウムスズ酸化物ストリップ４と、インジウムスズ酸化物ストリップ４に対して横断方向に延在する複数のバンクバー６とからなる構造を有する。ストリップ６の間には、ピペット１０を使用して溶体化された材料を付着させた後に、乾燥工程の結果得られる発光高分子３８の薄膜が形成される。薄膜３８は、インジウムスズ酸化物ストリップ４と重なっており、したがって重複領域に活性な画素ｐが形成される。陰極４０はデバイスの上に被せられている。インジウムスズ酸化物ストリップ４と陰極４０との間に電界を印加すると、反対の種類の電荷担体が、それぞれＩＴＯおよび陰極から発光層３８へと注入される。これらの電荷担体は再結合した後に放射減衰し、光を発するに至る。
【００５４】
ＯＬＥＤの製造に関連してこの技術を記載してきたが、他の活性な光学的、電子的、または光電子的デバイスを作製することができることは容易に理解されよう。例えば、多色および／またはＲＧＢデバイス、パターン化されたＬＥＰ、または蛍光フィルタ、アクティブまたはパッシブマトリックス、ダイオードおよびフォトダイオード、三極管、光学カプラ、光電池セル、薄膜トランジスタ等を作製することができる。これらのデバイスは、共通して、少なくとも１つのパターン化された活性な有機半導体または導体層を含むという特徴を有する。
【００５５】
このシステムは、好ましくは制御可能な量の溶液を基体上に分散させることのできる制御可能な滴下開放機構と共に用いられる。それぞれのピペットは個々に制御可能とすることができる。
【００５６】
ここに記載したＯＬＥＤ構造は、ＩＴＯの予備パターン化した電極領域を有する実質的に透明な基体２により示したが、他の構成が可能であることが理解されよう。例として、限定されるものではないが、予備パターン化した電極として、導電性の酸化スズまたは金属または合金を使用することができる。代替的に、陰極は、図１３に示す頂部ではなく、構造体の底部に付着させることができる。
【００５７】
この発明に従って付着させることのできる材料には次のものが含まれる。
【００５８】
ａ）導電性重合対、例えば、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）および誘導体、ポリチオフェンおよび誘導体、ポリピロールおよび誘導体、ポリエチレンジオキシチオフェン、これらにドーパントがドープされた形態の全て、並びに特にポリスチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）、
ｂ）スピロ化合物を含む溶体化された分子化合物、例えば、ＥＰ−Ａ−０６７６４６１号に記載されているようなもの、
ｃ）溶体化された電荷輸送および／またはルミネセント／エレクトロルミネセント高分子、好ましくは共役高分子、例えば、ポリフェニレンおよび誘導体、ポリフェニレンビニレンおよび誘導体、ポリフルオレンおよび誘導体、トリアリール含有高分子および誘導体、種々の形態の前駆体高分子、共高分子（前記した名称の高分子の種類を含む）、一般的にランダムおよびブロック共高分子、主鎖に側鎖基として結合した活性な（電荷輸送および／またはルミネセント）分子種を有する高分子、チオフェンおよび誘導体等、
ｄ）他の無機化合物、例えば、絶縁体または導体を作製するための溶体化された有機金属前駆体化合物。
【００５９】
この文脈において、溶体化された材料は、乾燥した場合に、好ましくは光学的／電子的／光電子的に（optically/electronically/optoelectronically ）活性である最終的な安定な形態を生成するものである。よって、乾燥した場合に、その最終的な形態を達成する溶液が包含され、乾燥した場合に、高分子の最終的な形態へと変換する前駆体高分子の溶液も同様に包含される。溶体化された材料がその最終的な形態を達成することのできる１つの方法は、強固な溶質を残す溶剤の蒸発によるものである。これは、材料を乾燥させるか、またはＲＴＰ｛室温および圧力（Room Temperature and Pressure ）｝で単に「放置して乾燥させる」ことによって達成することができる。勿論、それ自体の上での乾燥工程は、溶体化された材料をその最終的な共通する安定な形態へと変換するには十分たり得ず、この場合は、材料の化学組成における必要な変化を与えるために付加的な工程を設けることができる。
【００６０】
【発明の効果】
ここに記載した付着技術は、多数の異なる材料を付着させるためのインラインプロセシングに特に有用である。すなわち、異なる層を形成するために異なる材料を付着させるべく、多数の異なる孔部集成体の間で、連続的または段階的に基体を移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す説明図である。
【図２】単一のピペットを使用する付着を示す説明図である。
【図３】ピペットのリニアアレイを使用する付着を示す説明図である。
【図４】ピペットのアレイの平面図である。
【図５】図５Ａは、多色付着のためのアレイの平面図であり、図５Ｂは、多色付着のためのアレイの側面図である。
【図６】多色付着のための代替的な構成を示す図である。
【図７】ピペット列の段階的な移動を示す図である。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは、「バンク」の効果を示す図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｄは、２層の「バンク」を示す図である。
【図１０】付着前の基体の平面図である。
【図１１】多数の異なる可能なバンクの形状を示す図である。
【図１２】代替的な基体の形状を示す図である。
【図１３】ＯＬＥＤの説明図である。
【符号の説明】
２…基体
４…第１の電極領域
６…絶縁膜
８…トラフ
１０…ピペット
１２…導管
１４…貯蔵器
１６…液滴
【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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