薄層を溶液コーティングするための装置および方法
電子デバイスの基体上に層を溶液コーティングするための装置および方法。スロットダイコーターが真空補助装置とともに、プライミングステーション、コーティングステーション、およびクリーニングステーションの中で使用されることで、競合技術よりも好都合な性能を有する薄層が製造される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、電子デバイスの製造方法に関する。特に、本開示は、真空補助装置とともにスロットダイコーターを使用して層を溶液コーティングするための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスにおける活性有機分子の使用が次第に増加している。これらの活性有機分子は、エレクトロルミネッセンスなどの電子的または電気放射的性質を有する。有機活性材料が取り入れられた電子デバイスは、電気エネルギーを放射線に変換するために使用することができ、そのようなデバイスとしては発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイ、またはダイオードレーザーを挙げることができる。
【０００３】
有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）ディスプレイの製造には、真空蒸着、および溶液処理の２つの方法が一般に使用されている（後者は、真溶液または懸濁液としての流体から層を塗布するあらゆる形態を含んでいる）。真空蒸着装置は、典型的には、投資費用が非常に高く、および材料利用率が低い（運転費が高い）ため、特に大型ディスプレイの場合には溶液処理が好ましい。
【０００４】
有機活性層を堆積するための液体プロセスとしては、基体上の層厚さを制御するための多数の技術が挙げられる。これらの技術の一部としては、スピンコーティング、ロッドコーティング、浸漬コーティング、ロールコーティング、グラビアコーティングまたは印刷、リソグラフ印刷またはフレキソ印刷、スクリーンコーティングまたは印刷などの厚さを自己制御する方法が挙げられる。これらの技術の他のものでは、インクジェット印刷、スプレーコーティング、ノズルコーティング、スロットダイコーティング、カーテンコーティング、バーまたはスライドコーティングなどの制御された堆積技術を使用して堆積厚さを制御することが探求されている。
【０００５】
自己制御技術には多数の欠点が存在する。ＯＬＥＤディスプレイのコーティングに使用される流体は、電極、コンタクトパッド、薄膜トランジスタ、フォトレジストによって形成されたピクセルウェル、カソードセパレータ構造などのトポグラフィーを有する表面上に塗布されることが多い。自己制御技術によって堆積された湿潤層の均一性は、コーティング間隙および結果として生じる圧力分布に依存し、そのため基体のトポグラフィーのばらつきのために、湿潤コーティング厚さに望ましくないばらつきが生じる。一般に、自己制御技術は、基体に供給される流体のすべてが堆積されるわけではないので、運転費が高くなる。一部の流体は、流体浴中（たとえば、浸漬コーティング）、またはアプリケーター上（たとえば、ロールコーティングまたはグラビアコーティング）で再利用されるか、あるいは無駄になる（たとえば、スピンコーティング）かのいずれかである。再利用される流体から溶媒が蒸発するので、プロセス安定性を維持するために調整が必要となる。材料の浪費、ならびに材料の再利用および調整のために費用が増加する。
【０００６】
制御された技術では運転費を下げることができる。しかし、場合により、下にある有機層のぬれが不十分であると、厚さのばらつき、さらには空隙が有機活性層内に生じうる。有機活性層の形成に一貫性がないと、典型的には、デバイス性能が不十分となり、デバイス製造プロセスの歩留まりも不十分となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
有機活性材料を溶液体積するための改善された方法が引き続き必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
制御されたコーティング方法においては、コーティングアプリケーターに供給されるすべての流体が基体または工作物に塗布される。平均湿潤コーティング厚さは、コーティング流体の体積流量、コーティング幅、および基体がアプリケーターを通り過ぎる速度から演繹的に計算することができる。流体特性（たとえば、粘度、表面張力）および外力（たとえば、重力）がコーティング品質に影響を与える場合があるが、これらは平均湿潤厚さには影響しない。制御されたコーティング方法で特に関心の高いものは、特に真空補助装置が併用される場合のスロットダイコーティング方法である。
【０００９】
スロットダイコーティングは、ダイ自体の設計、ダイのウェブに対する方向、「オンロール」対「オフロール」、「パッチコーティング」対「連続コーティング」、「ストライプコーティング」、および液体をダイから押し出す圧力を発生させる方法などの多くの変形を有する。スロットダイコーティングは、ウェブに「逆らう」ダイを使用したコーティングであると一般に認識されており、コーティングされる液体のクッションによって実際にダイがウェブから離れている。スロットダイコーティングおよび装置のさらなる議論は、たとえば、Ｋｉｓｔｌｅｒ，Ｓ．Ｆ．，ａｎｄ Ｓｃｈｗｅｉｚｅｒ，Ｐ．Ｍ．，“Ｌｉｑｕｉｄ Ｆｉｌｍ Ｃｏａｔｉｎｇ，”Ｃｈａｐｍａｎ ＆ Ｈａｌｌ，１９９７に見ることができる。
【００１０】
従来のスロットダイコータープロセスに関連する典型的な厚さは、湿潤時にミクロン単位または数十ミクロンであり、数ミクロン程度の最終フィルムまで乾燥させることができる。対照的に、ＯＬＥＤディスプレイを製造するための有機層のスロットダイコーティングでは、数十ナノメートル程度の厚さの層が形成される。このような薄さの寸法において許容される層性能を得るために、プロセスの改善が必要とされている。
【００１１】
スロットダイコーターの一方の側から真空を使用することによって、スロットダイコーターの面と基体との間の間隙に液体溶液が維持される。さらに、この真空によって、溶液と関連する粘性抵抗力に抵抗すると思われる。粘性抵抗力は、溶液を間隙から除去しようとする要因の１つであり、層の不均一な堆積の原因となり、その結果として電子デバイスの性能が不十分となる。粘性抵抗力の減少によって、スロットダイコーターのエッジと基体との間のより大きな間隙で運転するためのより広いプロセス許容度などのいくつかの利点が得られる。より大きな間隙距離において運転することで、スロットダイコーターと基体との間の相対運動中の、基体の高さおよび基体上のスロットダイコーターの高さの不均一性に関連する誤差が最小限となる。より大きな間隙距離において運転することで、より高濃度または粘稠な溶液の使用が可能となり、その結果として湿潤時の溶液の層がより薄くなり、それに伴って乾燥時間が短縮される。より低いプロセス感度に応答して、より速いコーティング速度を使用することができて、処理量が増加し、その結果コストを削減できる。間隙から引き出された液体溶液、および後に続く層中の条痕からの液体溶液によって、スロットダイコーターの表面を汚染することがあるので、スロットダイコーターのエッジと基体との間に液体溶液が安定なブリッジを形成する前の、コーティングプロセスの開始時に利点が得られる。
【００１２】
スロットダイコーティング作業は、クリーニングステーション、プライミングステーション、コーティングステーション、および種々のステーション間でスロットダイコーターを移動する横行ダイ支持体などのコーティングプロセスを促進する多数のステーションを含んでいる。さらに、スロットダイコーターのエッジと、プライミングロール表面および基体表面などの種々の表面との間の距離を測定するために検出システムを使用することができる。プロセスの操作および調節のためにプログラム可能な制御装置を使用することができる。
【００１３】
可能性のあるコーティング作業順序の１つの概略を以下に示す：
１．供給システム中のコーティング流体を充填してスロットダイコーターを満たす。スロットダイコーターのエッジからプライミングロールの表面接線までの距離を測定または推測する。
２．基体を固定するチャック上に基体を搭載する。一実施形態では、基体の湾曲を防止するためにチャックに真空系が使用される。
３．スロットダイコーターのエッジからコーティングされる基体表面（すなわち、チャックとは反対側にある表面）までの距離を測定または推測する。通常、コーティングは垂直方向に下に向かって基体上に塗布される。
４．必要であればクリーニングステーション内のスロットダイコーターのクリーニングを行う。
５．溶液スロットダイコーターのスロットを介してプライミングロール上に圧送することによってスロットダイコーターのプライミングを行う。スロットダイコーターのエッジとプライミングロールの上面との間の間隙は、スロットダイコーターのエッジと基体との間の間隙と同じ場合も異なる場合もある。典型的にはプライミングロールは回転し、そのためプライミングロールの表面がスロットダイコーターの端部を通過して、コーティング溶液を受け取る。典型的にはこの回転は、基体のコーティングをシミュレートする方向の回転である。プライミングロールの表面速度は、基体上のコーティング速度と同じ場合も異なる場合もある。
６．開始間隙において、基体をコーティングするための開始位置にスロットダイコーターを移動させる。コーティング間隙に液体溶液を満たす。基体に対してスロットダイコーターを最初に移動させる前または最中にコーティング間隙を調節する。
７．基体にコーティングする。
８．所望のコーティング領域の端部またはその付近の位置でスロットダイコーターへの液体溶液流を停止させる。所望のコーティング領域の端部またはその付近の位置でスロットダイコーターを基体から上昇させる。スロットダイコーターからしたたり落ちることなくコーティングをきれいに中断しながら、不均一なコーティングのために無駄になる基体の量を最小限にするために、コーティング終了時に、流量および間隙を同時にまたは逐次調節することができる。
９．場合により、基体をその場で乾燥させることができる。
１０．コーティングされた基体をチャックから取り外す。ダイをクリーニングステーションに戻す。
１１．上記ステップ２に進む。
【００１４】
上記の順序で使用される真空系では、選択されたステーションの周囲のチャンバーの圧力を１気圧未満にする真空補助装置（ＶＡＤ）が利用される。ＶＡＤとスロットダイコーターとの組み合わせをコーティング組立体と呼ぶ。指定の圧力を有するチャンバーを得るためにコーティング組立体とともに封止要素が使用される。封止要素は、ＶＡＤがステーション内の表面（すなわち基体、プライミングロールなど）に近づくが触れることはない箇所での漏れを制御する。クリーニングステーション内では、ＶＡＤはスロットダイコーターとともにその場所に維持することができ、クリーニング作業中にはＶＡＤの減圧は停止され、あるいは、スロットダイコーターのクリーニングに対応させるために、ＶＡＤをスロットダイコーターから引き離すこともできる。クリーニング作業後、ガス（空気、窒素などの）逆流を、ＶＡＤを介して送ることで、残留するクリーニング流体を除去することができる。封止要素がコーター組立体とともに使用される場合、ＶＡＤの真空源は、ブロア、ポンプ、排気したタンク、または減圧することができるあらゆる周知の手段などのあらゆる真空源であってよい。
【００１５】
プライミングステーション内では、基体に類似した静止表面を使用することができ、この静止表面はプライミングロールの近くに配置され、コーティング組立体および封止要素とともに使用されることで、コーティング間隙での静圧を低下させながら、スロットコーターダイのプライミングを行う。
【００１６】
一実施形態においては、工作物は、有機電子デバイスに有用な基体（ガラスなど）を含む。用語「有機電子デバイス」または場合により単に「電子デバイス」は、１つまたは複数の有機半導体の層あるいは材料を含むデバイスを意味することを意図している。有機電子デバイスとしては：（１）電気エネルギーを放射線に変換するデバイス（たとえば、発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイ、ダイオードレーザー、または照明パネル）、（２）電子的過程を介して信号を検出するデバイス（たとえば、光検出器、光導電セル、フォトレジスタ、光スイッチ、光トランジスタ、光電管、赤外線（「ＩＲ」）検出器、またはバイオセンサー）、（３）放射線を電気エネルギーに変換するデバイス（たとえば、光起電力デバイスまたは太陽電池）、ならびに（４）１つまたは複数の有機半導体層を含む１つまたは複数の電子部品（たとえば、トランジスタまたはダイオード）を含むデバイス、ならびに項目（１）〜（４）のあらゆる組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電子デバイスの図である。
【図２】本発明のプライミングステーションの一実施形態の図である。
【図３】本発明のコーティングステーションの一実施形態の図である。
【図４】本発明のクリーニングステーションの一実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
電子デバイスの一例は、図１に示され１００で示される有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）を含む。このデバイスは、アノード層１１０、緩衝層１２０、光活性層１３０、およびカソード層１５０を有する。カソード層１５０に隣接して、任意選択の電子注入／輸送層１４０が存在する。緩衝層１２０と光活性層１３０との間には任意選択の正孔注入／輸送層（図示せず）が存在する。
【００１９】
本明細書において使用される場合、用語「緩衝層」または「緩衝材料」は、導電性材料または半導体材料を意味することを意図しており、限定するものではないが、下にある層の平坦化、電荷輸送および／または電荷注入特性、酸素または金属イオンなどの不純物の捕捉、ならびに有機電子デバイスの性能を促進または改善する他の特徴などの、１つ以上の機能を有機電子デバイス中で有することができる。緩衝材料は、ポリマー、オリゴマー、または小分子であってよく、溶液、分散体、懸濁液、エマルジョン、コロイド混合物、またはその他の組成物の形態であってよい。層、材料、部材、または構造に言及する場合の用語「正孔輸送」は、そのような層、材料、部材、または構造が、比較的効率的かつ少ない電荷損失で、そのような層、材料、部材、または構造の厚さを通過する正電荷の移動を促進することを意味することを意図している。層、材料、部材、または構造に言及する場合の用語「電子輸送」は、そのような層、材料、部材、または構造から別の層、材料、部材、または構造への負電荷の移動を推進または促進する、そのような層、材料、部材、または構造を意味する。層、材料、部材、または構造に言及する場合の用語「正孔注入」は、そのような層、材料、部材、または構造が、比較的効率的かつ少ない電荷損失で、そのような層、材料、部材、または構造の厚さを通過する正電荷の注入および移動を促進することを意味することを意図している。層、材料、部材、または構造に言及する場合の用語「電子注入」は、そのような層、材料、部材、または構造が、比較的効率的かつ少ない電荷損失で、そのような層、材料、部材、または構造の厚さを通過する負電荷の注入および移動を促進することを意味することを意図している。
【００２０】
本発明のデバイスは、アノード層１１０またはカソード層１５０に隣接することができる支持体または基体（図示せず）を含むことができる。ほとんどの場合、支持体はアノード層１１０に隣接している。支持体は、可撓性の場合も剛性の場合もあるし、有機の場合も無機の場合もある。一般に、ガラスまたは可撓性有機フィルムが支持体として使用される。アノード層１１０は、カソード層１５０よりも正孔の注入が効率的な電極である。アノードは、金属、混合金属、合金、金属酸化物、または混合酸化物を含有する材料を含むことができる。好適な材料としては、２族元素（すなわち、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ）の混合酸化物、１１族元素、４族、５族、および６族の元素、ならびに８〜１０族の遷移元素が挙げられる。アノード層１１０を光透過性にするためには、インジウム・スズ酸化物などの１２族、１３族、および１４族の元素の混合酸化物を使用することができる。本明細書において使用される場合、語句「混合酸化物」は、２族元素、あるいは１２族、１３族、または１４族の元素から選択される２つ以上の異なる陽イオンを有する酸化物を意味する。アノード層１１０の材料の一部の非限定的な具体例としては、インジウム・スズ酸化物（「ＩＴＯ」）、インジウム・亜鉛酸化物、アルミニウム・スズ酸化物、金、銀、銅、およびニッケルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。アノードは、ポリアニリン、ポリチオフェン、またはポリピロールなどの有機材料を含むこともできる。全体的にＩＵＰＡＣ番号方式が使用され、周期表の族は、左から右に１〜１８の番号が付けられる（ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，８１st Ｅｄｉｔｉｏｎ，２０００）。
【００２１】
一実施形態においては、緩衝層１２０は正孔輸送材料を含む。層１２０の正孔輸送材料の例は、たとえば、Ｙ．ＷａｎｇによりＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｏｕｒｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１８，ｐ．８３７−８６０，１９９６にまとめられている。正孔輸送分子および正孔輸送ポリマーの両方を使用することができる。一般に使用される正孔輸送分子としては：４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）；４，４’，４”−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）；１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）；テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）；α−フェニル−４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチレン（ＴＰＳ）；ｐ−（ジエチルアミノ）−ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン（ＤＥＨ）；トリフェニルアミン（ＴＰＡ）；ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル）メタン（ＭＰＭＰ）；１−フェニル−３−［ｐ−（ジエチルアミノ）スチリル］−５−［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］ピラゾリン（ＰＰＲまたはＤＥＡＳＰ）；１，２−ｔｒａｎｓ−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）シクロブタン（ＤＣＺＢ）；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＢ）；および銅フタロシアニンなどのポルフィリン系化合物が挙げられるがこれらに限定されるものではない。一般に使用される正孔輸送ポリマーとしては、限定するものではないが、ポリ（９，９−ジオクチル−フルオレン−コ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）など、ポリビニルカルバゾール、（フェニルメチル）ポリシラン、ポリ（ジオキシチオフェン）、ポリアニリン、およびポリピロールが挙げられる。ポリスチレンやポリカーボネートなどのポリマー中に上述のものなどの正孔輸送分子をドープすることによって正孔輸送ポリマーを得ることもできる。
【００２２】
光活性層１３０は、典型的には、限定するものではないが、小分子有機蛍光化合物、蛍光性およびリン光性の金属錯体、共役ポリマー、およびそれらの混合物などのあらゆる機エレクトロルミネッセンス（「ＥＬ」）材料であってよい。蛍光化合物の例としては、ピレン、ペリレン、ルブレン、クマリン、それらの誘導体、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。金属錯体の例としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）などの金属キレート化オキシノイド化合物；ペトロフ（Ｐｅｔｒｏｖ）らの米国特許第６，６７０，６４５号明細書、ならびに国際公開第０３／０６３５５５号パンフレットおよび国際公開第２００４／０１６７１０号パンフレットに開示されるような、フェニルピリジン配位子、フェニルキノリン配位子、またはフェニルピリミジン配位子を有するイリジウムの錯体などのシクロメタレート化イリジウムおよび白金エレクトロルミネッセンス化合物、ならびに、たとえば、国際公開第０３／００８４２４号パンフレット、国際公開第０３／０９１６８８号パンフレット、および国際公開第０３／０４０２５７号パンフレットに記載されているような有機金属錯体、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。電荷輸送ホスト材料と金属錯体とを含むエレクトロルミネッセンス発光層が、Ｔｈｏｍｐｓｏｎらによる米国特許第６，３０３，２３８号明細書、ならびにＢｕｒｒｏｗｓおよびＴｈｏｍｐｓｏｎによる国際公開第００／７０６５５号パンフレットおよび国際公開第０１／４１５１２号パンフレットに記載されている。共役ポリマーの例としては、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリフルオレン、ポリ（スピロビフルオレン）、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレン）、それらのコポリマー、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
選択される個別の材料は、個別の用途、動作中に使用される電位、またはその他の要因に依存しうる。エレクトロルミネッセンス有機材料を含有するＥＬ層１３０は、気相堆積、溶液処理技術、または熱転写などの多数の技術を使用して塗布することができる。別の一実施形態においては、ＥＬポリマー前駆体を塗布した後、典型的には熱またはその他の外部エネルギー源（たとえば、可視光またはＵＶ放射線）によってポリマーに変換することができる。
【００２４】
任意選択の層１４０は、電子注入／輸送の両方を促進する機能を果たすことができ、層界面における消光反応を防止する閉じ込め層として機能することもできる。より具体的には、層１４０は、電子の移動を促進し、この層がなければ層１３０および１５０が直接接触する場合の消光反応の可能性を減少させることができる。任意選択の層１４０の材料の例としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニル−フェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌＱ）、およびテトラキス−（８−ヒドロキシキノリナト）ジルコニウム（ＩＶ）（ＺｒＱ）などの金属キレート化オキシノイド化合物；ならびに２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、および１，３，５−トリ（フェニル−２−ベンズイミダゾール）ベンゼン（ＴＰＢＩ）などのアゾール化合物；２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリンなどのキノキサリン誘導体；４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＰＡ）および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＤＰＡ）などのフェナントロリン類；ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。あるいは、任意選択の層１４０は無機であってもよく、ＢａＯ、ＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏなどを含むことができる。
【００２５】
カソード層１５０は、電子または負電荷キャリアの注入に特に有効な電極である。カソード層１５０は、第１の電気接触層（この場合、アノード層１１０）よりも低い仕事関数を有するあらゆる金属または非金属であってよい。本明細書において使用される場合、用語「低い仕事関数」は、約４．４ｅＶ以下の仕事関数を有する材料を意味することを意図している。本明細書において使用される場合、「高い仕事関数」は、少なくとも約４．４ｅＶの仕事関数を有する材料を意味することを意図している。
【００２６】
カソード層の材料は、１族のアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ，）、２族金属（たとえば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａなど）、１２族金属、ランタニド（たとえば、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕなど）、およびアクチニド（たとえば、Ｔｈ、Ｕなど）から選択することができる。アルミニウム、インジウム、イットリウム、およびそれらの組み合わせなどの材料を使用することもできる。カソード層１５０の材料の非限定的な具体例としては、バリウム、リチウム、セリウム、セシウム、ユウロピウム、ルビジウム、イットリウム、マグネシウム、サマリウム、ならびにそれらの合金および組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
別の実施形態においては、有機電子デバイス内に追加の層が存在することができる。たとえば、緩衝層１２０とＥＬ層１３０との間の層（図示せず）は、正電荷輸送、層のバンドギャップの整合性、保護層としての機能などを促進することができる。同様に、ＥＬ層１３０とカソード層１５０との間の追加層（図示せず）は、負電荷輸送、層のバンドギャップの整合性、保護層としての機能などを促進することができる。当技術分野において周知の層を使用することができる。さらに、上記層のいずれかが、２つ以上の層でできていてよい。あるいは、無機アノード層１１０、緩衝層１２０、ＥＬ層１３０、およびカソード層１５０の一部またはすべては、電荷キャリア輸送効率を増加させるために表面処理を行うことができる。各構成層の材料の選択は、高いデバイス効率を有するデバイスを得る目的と、製造費、製造の複雑さ、また可能性のある他の要因とのバランスをとることによって決定される。
【００２８】
種々の層はあらゆる好適な厚さを有することができる。一実施形態においては、無機アノード層１１０は、通常約５００ｎｍ以下、たとえば、約１０〜２００ｎｍであり；緩衝層１２０は、通常約２５０ｎｍ以下、たとえば、約５０〜２００ｎｍであり；ＥＬ層１３０は、通常約１００ｎｍ以下、たとえば、約５０〜８０ｎｍであり；任意選択の層１４０は、通常約１００ｎｍ以下、たとえば、約２０〜８０ｎｍであり；カソード層１５０は、通常約１００ｎｍ以下、たとえば、約１〜５０ｎｍである。アノード層１１０またはカソード層１５０が少なくとも一部の光を透過する必要がある場合、そのような層の厚さは約１００ｎｍを超えなくてよい。
【００２９】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、カソード１５０およびアノード１１０層からそれぞれＥＬ層１３０に注入される電子および正孔は、ポリマー中で負および正に帯電した極性イオンを形成する。これらの極性イオンは、印加電界の影響下で移動して、逆帯電した化学種を有する極性イオン励起子を形成し、続いて放射再結合が起こる。アノードとカソードとの間に、通常約１２ボルト未満、多くの場合には約５ボルト以下の十分な電位差をデバイスに印加することができる。実際の電位差は、より大きな電子部品中でのそのでバイスの使用に依存しうる。多くの実施形態においては、電子デバイスの動作中、アノード層１１０は正電圧にバイアスがかけられ、カソード層１５０は実質的に接地電位または０ボルトである。電池またはその他の電源を回路の一部として電子デバイスに電気的に接続することができるが、図１中には示していない。
【００３０】
図２は、プライミングステーション２００の一実施形態を示している。スロットダイコーター２０２の側面図は、スロットダイコーター２０２のエッジ２０６に供給された溶液２０４を有する。スロットダイコーター２０２に隣接して真空補助装置（ＶＡＤ）２０８が示されており、スロットダイコーター２０２とＶＡＤ２０８との組み合わせがコーティング組立体２１０を形成する。プライミングロール２１４は、溶液２０４を受け取ることで、基体（図示せず）へのコーティングステップの前に、材料の安定なウェブを形成する。封止要素２１２は、コーティング組立体２１０とともに機能することで、スロットダイコーター２０２の上流側での制御された雰囲気の提供を補助する。封止要素２１２は、ＶＡＤ２０８がプライミングロール２１４の表面に接近するが接触はしない位置で、漏れの制御を行う。
【００３１】
図３は、スロットダイコーター２０２、ＶＡＤ２０８、および基体３０２を有するコーティングステーション３００の一実施形態を示している。真空源（図示せず）がＶＡＤ２０８から空気を抜き取ってコーティング間隙３０４の上流側に減圧領域を形成するときに、封止要素２１２（図示せず）はＶＡＤ２０８を補助して、ダイスロットコーター２０２の上流部分に制御された雰囲気を形成する。溶液２０４の液体膜３０６が基体３０２に塗布され、次に乾燥されることで、図１中に示される有機層の１つが得られる。基体３０２またはその一部（たとえば、電子デバイス用アレイ）の上にブランケット堆積することができる１つ以上の層のために、スロット型開口部を使用することができる。一実施形態においては、スロットは、約５〜８０ミクロンの幅、およびスロットダイコーター２０２を使用してプライミングされる基体またはその一部の対応する寸法と実質的に同じ寸法以上の長さを有する。このような一実施形態は、緩衝層、電荷ブロッキング層、電荷注入層、電荷輸送層、またはそれらの組み合わせの堆積に有用となりうる。
【００３２】
図４は、スロットダイコーター２０２、ＶＡＤ２０８、封止要素２１２、およびスロットダイコーター２０２から汚染物質を除去するための溶媒スプレー４０２を有するクリーニングステーション４００の一実施形態を示している。クリーニングステーション４００内で、図４に示されるようにＶＡＤ２０８をスロットダイコーター２０２とともに所定位置に残しておくことができ、ＶＡＤ２０８への減圧はクリーニング作業中には停止される。あるいは、クリーニングステーション４００内に配置するときには、ＶＡＤ２０８をスロットダイコーター２０２から取り外すこともできる（図示せず）。クリーニング作業後、ＶＡＤ２０８を介してガス（空気、窒素など）の逆流を流して、残留するクリーニング溶媒を除去することができる。
【００３３】
横断装置（図示せず）を使用して、コーティング組立体２１０をプライミングステーション２００、コーティングステーション３００、およびクリーニングステーション４００の間で移動させることができる。
【００３４】
図３中に示されていない一実施形態においては、電子デバイスの形成方法は、基体３０２をチャック（図示せず）上に配置するステップと、基体３０２およびチャックの少なくとも１つの露出部分の上に層３０６を印刷するステップとを含む。チャックは基体３０２を支持、保持、または維持する。基体３０２は、クランプまたはピンによって、１つ以上の接着フィルムによって、減圧、静電気的、あるいはそれらのあらゆる組み合わせによってその場所に維持することができる。
【００３５】
電子デバイスの歩留まりおよび最終的性能を改善するために、コーティングプロセスにおいていくつかの変量が使用される。５０〜２００μｍのコーティング間隙、５０〜２００ｍｍ／ｓのコーティング速度、５〜６００μｌ／ｓの流量、コーティング高さからのオフセット０〜１５０μｍ（ビードを形成するための間隙設定）、０．１〜１０．０ｓの遅延（コーティング高さからのオフセットにおけるドウェル時間）、および（０．１〜１０．０ｓの遅延２（コーティング前にビードを延伸および安定化させるためのコーティング間隙におけるドウェル時間）。液体溶液２０４の場合、０．１０〜１５％の固形分、１〜１００ｃｐの粘度、および２０〜７２ダイン／ｃｍの表面張力。
【００３６】
さらなる一実施形態においては、液体溶液２０４は５０センチポアズ以下の粘度を有する。さらに別の一実施形態においては、液体溶液は液体媒体を含み、この液体媒体は少なくとも２種類の溶媒を含む。さらに別の一実施形態においては、溶媒の少なくとも１つは水である。
【００３７】
溶液２０４を形成するための多数の数の成分に対応するためにスロットダイコーター２０２に流体連結された容器および供給ラインなどの追加の設備が、スロットダイコーター２０２内に存在したり、スロットダイコーター２０２とともに使用したりすることができる。他の設備としては、任意の１つ以上のステッパーモーター、ポンプ、フィルター、空気処理設備、制御電子回路、他の電気的、機械的、または電気機械的な組立体または部分組立体、施設の連絡、またはそれらのあらゆる組み合わせを挙げることができる。
【００３８】
コーティング作業中、スロットダイコーター２０２内の圧力は約１０〜３５０ＫＰａの範囲内とすることができる。スロットダイコーター２０２からの溶液２０４の流量は５〜６００マイクロリットル／分の範囲内とすることができる。別の実施形態においては、より高いまたはより速い圧力、より多いまたはより少ない流量、あるいはそれらのあらゆる組み合わせを使用することもできる。本明細書を読めば、当業者は、特定の用途に応じた圧力および流量を実現するためにプライミングおよびコーティングの作業２００および３００のそれぞれを調節または修正することができる。
【００３９】
コーティングステーション２００は、基体３０２とスロットダイコーター２０２のエッジ２０６との間の距離をはるかに大きい範囲で調節することができる。実際の上限は未知であるが、一実施形態においては、基体３０２とエッジ２０６との間の距離は約２．０ｍｍ以下である。約２ｍｍを超える距離では、スロットダイコーター２０２から来る液体流は、基体３０２に到達する前に分岐し始めることがある。短い距離（たとえば、５０ミクロン以下）で作業する場合には、このような分岐は容認できない場合がある。さらに別の実施形態においては、少なくとも１１ミクロン、または０．９ｍｍ以下などの他の距離を使用することができる。本明細書を読めば、当業者には、エッジ２０６と基体３０２との間の多くの他の距離を使用し、基体３０２の内部または上の電子部品の個別の用途および寸法に合わせることが可能なことが理解できよう。
【００４０】
３．液体組成物
コーティングステーション２００は、液体溶液などの種々の異なる材料を堆積するために使用することができる。以下の段落は、使用可能な材料の一部のみを含んでおり、すべてではない。一実施形態においては、電子デバイス内の有機層または無機層のための１つ以上の材料がコーティングステーション２００を使用して形成される。
【００４１】
コーティングステーション２００は、液体組成物の印刷に適している。コーティングステーション２００は、従来のインクジェットプリンターよりも広範囲の運転パラメーターおよび使用される液体組成物が可能となる。一実施形態においては、１つ以上のパラメーターが液体組成物の流動特性に影響を与えうる。粘度は、流動特性に影響を与えうるパラメーターの１つである。粘度は、液体媒体の選択、液体媒体中の固形分、液体組成物の温度、または可能性のある１つ以上の他の要因、またはそれらのあらゆる組み合わせの影響を受けうる。粘度は、直接的に温度（液体媒体の粘度は、温度低下とともに上昇、または温度上昇とともに低下する）の影響を受ける場合があるし、間接的に液体組成物中の液体媒体の蒸発速度の変化（すなわち、より低いまたはより高い沸点を有する液体媒体の使用、液体組成物の温度の変化、あるいはそれらの組み合わせ）の影響を受ける場合がある。本明細書を読めば、当業者は、液体媒体のはるかに広範囲での選択、使用される液体組成物のより広範囲の固体濃度、またはそれらの組み合わせを可能とする多数の異なる方法が存在することが理解できよう。
【００４２】
液体溶液２０４は、溶液、分散体、エマルジョン、または懸濁液の形態であってよい。以下の段落において、固体材料および液体媒体の非限定的な例を示す。固体材料は、後に形成される層の電子的または電気放射的（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｒａｄｉａｔｉｖｅ）性質に基づいて選択することができる。液体媒体は、本明細書で後述する基準に基づいて選択することができる。
【００４３】
コーティングステーション２００が使用される場合、液体組成物は、目詰まりの心配がない約０．１重量パーセントを超える固体を有することができる。一実施形態においては、固形分は約２．０〜３．０重量パーセントの範囲内である。したがって、コーティングステーション２００は、従来のインクジェットプリンターよりも高い粘度または低い沸点を有する液体組成物を使用することができる。さらに、コーティングステーション２００は、従来のインクジェットプリンターよりも低い粘度または高い沸点を有する液体組成物を使用することができる。さらに、液体組成物中の液体媒体は印刷前に脱気する必要がない。たとえば、水溶液中の導電性有機材料を定量供給するために使用される従来のインクジェットプリンターでは、水性溶媒を脱気する必要がある。しかし、コーティングステーション２００ではより大きな加工しろが可能となるため、コーティングステーション２００の適切な運転のために液体の媒体の脱気は不要である。
【００４４】
コーティングステーション２００を使用して印刷される有機層としては、有機活性層、（たとえば、放射線放出有機活性層または放射線応答有機活性層）、フィルター層、緩衝層、電荷注入層、電荷輸送層、電荷ブロッキング層、またはそれらのあらゆる組み合わせを挙げることができる。有機層は抵抗器、トランジスタ、コンデンサ、ダイオードなどの一部として使用することができる。
【００４５】
放射線放出有機活性層の場合、好適な放射線放出材料としては、１種類以上の小分子材料、１種類以上のポリマー材料、またはそれらの組み合わせが挙げられる。小分子材料としては、たとえば、米国特許第４，３５６，４２９号明細書（「Ｔａｎｇ」）；米国特許第４，５３９，５０７号明細書（「Ｖａｎ Ｓｌｙｋｅ」）；米国特許出願公開第２００２／０１２１６３８号明細書（「Ｇｒｕｓｈｉｎ」）；または米国特許第６，４５９，１９９号明細書（「Ｋｉｄｏ」）に記載のあらゆる１種類以上の材料を含むことができる。あるいは、ポリマー材料は、米国特許第５，２４７，１９０号明細書（「Ｆｒｉｅｎｄ」）；米国特許第５，４０８，１０９明細書（「Ｈｅｅｇｅｒ」）；または米国特許第５，３１７，１６９明細書（「Ｎａｋａｎｏ」）に記載のあらゆる１種類以上の材料を含むことができる。代表的な材料の１つは半導体共役ポリマーである。このようなポリマーの例としては、ポリ（パラフェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ＰＰＶコポリマー、ポリフルオレン、ポリフェニレン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）などが挙げられる。特定の一実施形態においては、ゲスト材料を全く含まない放射線放出活性層が青色光を発することができる。
【００４６】
放射線応答有機活性層の場合、好適な放射線応答材料としては、共役ポリマーまたはエレクトロルミネッセンス材料を挙げることができる。このような材料としては、たとえば、共役ポリマー、あるいはエレクトロルミネッセンスおよびフォトルミネッセンス材料が挙げられる。具体例としては、ポリ（２−メトキシ，５−（２−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（「ＭＥＨ−ＰＰＶ」）、またはＣＮ−ＰＰＶとのＭＥＨ−ＰＰＶ複合材料が挙げられる。
【００４７】
正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、またはそれらのあらゆる組み合わせの場合、好適な材料としては、ポリアニリン（「ＰＡＮＩ」）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（「ＰＥＤＯＴ」）、ポリピロール、テトラチアフルバレンテトラシアノキノジメタン（「ＴＴＦ−ＴＣＱＮ」）などの有機電荷輸送化合物、Ｋｉｄｏの文献に記載されるような正孔輸送材料、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００４８】
電子注入層、電子輸送層、正孔ブロッキング層、またはそれらのあらゆる組み合わせの場合、好適な材料としては、金属キレート化オキシノイド化合物（たとえば、Ａｌｑ3またはアルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（「ＢＡｌｑ」））；フェナントロリン系化合物（たとえば、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（「ＤＤＰＡ」）または９，１０−ジフェニルアントラセン（「ＤＰＡ」））；アゾール化合物（たとえば、２−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−５−ビフェニル−１，３，４−オキサジアゾール（「ＰＢＤ」）または３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（「ＴＡＺ」）；Ｋｉｄｏの文献に記載される電子輸送材料；ジフェニルアントラセン誘導体；ジナフチルアントラセン誘導体；４，４−ビス（２，２−ジフェニル−エテン−１−イル）−ビフェニル（「ＤＰＶＢＩ」）；９，１０−ジ−β−ナフチルアントラセン；９，１０−ジ−（ナフェンチル（ｎａｐｈｅｎｔｈｙｌ））アントラセン；９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（「ＡＤＮ」）；４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（「ＣＢＰ」）；９，１０−ビス−［４−（２，２−ジフェニルビニル）−フェニル］−アントラセン（「ＢＤＰＶＰＡ」）；アントラセン、Ｎ−アリールベンズイミダゾール類（「ＴＰＢＩ」など）；１，４−ビス［２−（９−エチル−３−カルバゾイル）ビニレニル］ベンゼン；４，４’−ビス［２−（９−エチル−３−カルバゾイル）ビニレニル］−１，１’−ビフェニル；９，１０−ビス［２，２−（９，９−フルオレニレン）ビニレニル］アントラセン；１，４−ビス［２，２−（９，９−フルオレニレン）ビニレニル］ベンゼン；４，４’−ビス［２，２−（９，９−フルオレニレン）ビニレニル］−１，１’−ビフェニル；ペリレン、置換ペリレン類；テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（「ＴＢＰｅ」）；ビス（３，５−ジフルオロ−２−（２−ピリジル）フェニル−（２−カルボキシピリジル）イリジウムＩＩＩ（「Ｆ（Ｉｒ）Ｐｉｃ」）；ピレン、置換ピレン；スチリルアミン；フッ素化フェニレン；オキシダゾール；１，８−ナフタルイミド；ポリキノリン；ＰＰＶ中の１種類以上のカーボンナノチューブ類；またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００４９】
抵抗器、トランジスタ、コンデンサなどの電子部品の場合、有機層は、１種類以上のチオフェン類（たとえば、ポリチオフェン、ポリ（アルキルチオフェン）、アルキルチオフェン、ビス（ジチエンチオフェン）、アルキルアントラジチオフェンなど）、ポリアセチレン、ペンタセン、フタロシアニン、またはそれらのあらゆる組み合わせを含むことができる。
【００５０】
有機染料の例としては、４−ジシアンメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、クマリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、それらの誘導体、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５１】
有機金属材料の例としては、少なくとも１種類の金属に配位した１つ以上の官能基を含む官能価ポリマーが挙げられる。使用が考慮される代表的な官能基としては、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸基、スルホン酸塩、ＯＨ部分を有する基、アミン、イミン、ジイミン、Ｎ−オキシド、ホスフィン、ホスフィンオキシド、β−ジカルボニル基、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。使用が考慮される金属の例としては、ランタニド金属（たとえば、Ｅｕ、Ｔｂ）、７族金属（たとえば、Ｒｅ）、８族金属（たとえば、Ｒｕ、Ｏｓ）、９族金属（たとえば、Ｒｈ、Ｉｒ）、１０族金属（たとえば、Ｐｄ、Ｐｔ）、１１族金属（たとえば、Ａｕ）、１２族金属（たとえば、Ｚｎ）、１３族金属（たとえば、Ａｌ）、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。このような有機金属材料としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）などの金属キレート化オキシノイド化合物；国際公開第０２／０２７１４号パンフレットに開示されるような、フェニルピリジン配位子、フェニルキノリン配位子、またはフェニルピリミジン配位子を有するイリジウムの錯体などのシクロメタレート化イリジウムおよび白金エレクトロルミネッセンス化合物、たとえば米国特許出願公開第２００１／００１９７８２号明細書、欧州特許第１１９１６１２号明細書、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、国際公開第０２／３１８９６号パンフレット、および欧州特許第１１９１６１４号明細書に記載される有機金属化合物；あるいはそれらのあらゆる混合物が挙げられる。
【００５２】
共役ポリマーの例としては、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリフルオレン、ポリ（スピロビフルオレン）、それらのコポリマー、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５３】
液体媒体の選択もまた、液体組成物の１つ以上の適切な特性を実現するための重要な要因の１つとなりうる。液体媒体を選択する場合に考慮すべき要因としては、たとえば、結果として得られる溶液、エマルジョン、懸濁液、または分散体の粘度、ポリマー材料の分子量、固体の充填量、液体媒体の種類、液体媒体の沸点、下にある基体の温度、ゲスト材料を受け入れる有機層の厚さ、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５４】
ある実施形態においては、液体媒体は少なくとも１種類の溶媒を含む。有機溶媒の例としては、ハロゲン化溶媒、炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、エーテル溶媒、環状エーテル溶媒、アルコール溶媒、グリコール溶媒、グリコールエーテル溶媒、エステルまたはジエステル溶媒、グリコールエーテルエステル溶媒、ケトン溶媒、ニトリル溶媒、スルホキシド溶媒、アミド溶媒、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５５】
代表的なハロゲン化溶媒としては、四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、ビス（２−クロロエチル）エーテル、クロロメチルエチルエーテル、クロロメチルメチルエーテル、２−クロロエチルエチルエーテル、２−クロロエチルプロピルエーテル、２−クロロエチルメチルエーテル、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５６】
代表的なコロイド形成性ポリマー酸としては、フッ素化スルホン酸（たとえば、過フッ素化エチレンスルホン酸などのフッ素化アルキルスルホン酸）、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５７】
代表的な炭化水素溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカヒドロナフタレン、石油エーテル、リグロイン、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５８】
代表的な芳香族炭化水素溶媒としては、ベンゼン、ナフタレン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン（イソプロピルベンゼン）メシチレン（トリメチルベンゼン）、エチルトルエン、ブチルベンゼン、シメン（イソプロピルトルエン）、ジエチルベンゼン、イソブチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、アニソール、４−メチルアニソール、３，４−ジメチルアニソール、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５９】
代表的なエーテル溶媒としては、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル、グライム、ジグライム、ベンジルメチルエーテル、イソクロマン、２−フェニルエチルメチルエーテル、ｎ−ブチルエチルエーテル、１，２−ジエトキシエタン、ｓｅｃ−ブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、エチルｎ−プロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、ｎ−ヘキシルメチルエーテル、ｎ−ブチルメチルエーテル、メチルｎ−プロピルエーテル、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６０】
代表的な環状エーテル溶媒としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、テトラヒドロピラン、４メチル−１，３−ジオキサン、４−フェニル−１，３−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキサン、２，５−ジメトキシテトラヒドロフラン、２，５−ジメトキシ−２，５−ジヒドロフラン、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６１】
代表的なアルコール溶媒としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール（すなわち、イソブタノール）、２−メチル−２−プロパノール（すなわち、ｔｅｒｔ−ブタノール）、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、１−ヘキサノール、シクロペンタノール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、２−メチル−１−ブタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、３−ヘキサノール、２−ヘキサノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−メチル−１−ペンタノール、２−エチルブタノール、２，４−ジメチル−３−ペンタノール、３−ヘプタノール、４−ヘプタノール、２−ヘプタノール、１−ヘプタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、２，６−ジメチル−４−ヘプタノール、２−メチルシクロヘキサノール、３−メチルシクロヘキサノール、４−メチルシクロヘキサノール、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６２】
グリコールエーテル溶媒を使用することもできる。代表的なグリコールエーテル溶媒としては、１−メトキシ−２−プロパノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−ブタノール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、１−エトキシ−２−プロパノール、３−メトキシ−１−ブタノール、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、３−メトキシ−３−メチルブタノール、エチレングリコールモノ−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＤＰＧＭＥ）、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６３】
代表的なグリコール溶媒としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６４】
代表的なグリコールエーテルエステル溶媒としては、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）が挙げられる。
【００６５】
代表的なケトン溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソプロピルメチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、３−ヘキサノン、ジイソプロピルケトン、２−ヘキサノン、シクロペンタノン、４−ヘプタノン、イソアミルメチルケトン、３−ヘプタノン、２−ヘプタノン、４−メトキシ−４−メチル−２−ペンタノン、５−メチル−３−ヘプタノン、２−メチルシクロヘキサノン、ジイソブチルケトン、５−メチル−２−オクタノン、３−メチルシクロヘキサノン、２−シクロヘキセン−１−オン、４−メチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノン、イソホロン、ベンジルアセトン、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６６】
代表的なニトリル溶媒としては、アセトニトリル、アクリロニトリル、トリクロロアセトニトリル、プロピオニトリル、ピバロニトリル、イソブチロニトリル、ｎ−ブチロニトリル、メトキシアセトニトリル、２−メチルブチロニトリル、イソバレロニトリル、Ｎ−バレロニトリル、ｎ−カプロニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、３−エトキシプロピオニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、ｎ−ヘプタンニトリル、グリコロニトリル、ベンゾニトリル、エチレンシアノヒドリン、スクシノニトリル、アセトンシアノヒドリン、３−ｎ−ブトキシプロピオニトリル、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６７】
代表的なスルホキシド溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジ−ｎ−ブチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、メチルフェニルスルホキシド、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６８】
代表的なアミド溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アシルアミド、２−アセトアミドエタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｍ−トルアミド、トリフルオロアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルドデカンアミド、ε−カプロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルホルムアミド、ホルムアミド、ピバルアミド、Ｎ−ブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−ホルミルエチルアミン、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホルムアミド、１−ホルミルピペリジン、Ｎ−メチルホルムアニリド、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６９】
考慮されるクラウンエーテルとしては、本発明により処理される組み合わせの一部としてエポキシ化合物出発物質の塩化物含有率の低下を促進する機能を有するあらゆる１種類以上のクラウンエーテル類が挙げられる。代表的なクラウンエーテルとしては、ベンゾ−１５−クラウン−５；ベンゾ−１８−クラウン−６；１２−クラウン−４；１５−クラウン−５；１８−クラウン−６；シクロヘキサノ−１５−クラウン−５；４’，４”（５”）−ジｔｅｒｔ−ブチルジベンゾ−１８−クラウン−６；４’，４”（５”）−ジｔｅｒｔ−ブチルジシクロヘキサノ−１８−クラウン−６；ジシクロヘキサノ−１８−クラウン−６；ジシクロヘキサノ−２４−クラウン−８；４’−アミノベンゾ−１５−クラウン−５；４’−アミノベンゾ−１８−クラウン−６；２−（アミノメチル）−１５−クラウン−５；２−（アミノメチル）−１８−クラウン−６；４’−アミノ−５’−ニトロベンゾ−１５−クラウン−５；１−アザ−１２−クラウン−４；１−アザ−１５−クラウン−５；１−アザ−１８−クラウン−６；ベンゾ−１２−クラウン−４；ベンゾ−１５−クラウン−５；ベンゾ−１８−クラウン−６；ビス（（ベンゾ−１５−クラウン−５）−１５−イルメチル）ピメレート；４−ブロモベンゾ−１８−クラウン−６；（＋）−（１８−クラウン−６）−２，３，１１，１２−テトラ−カルボン酸；ジベンゾ−１８−クラウン−６；ジベンゾ−２４−クラウン−８；ジベンゾ−３０−クラウン−１０；ａｒ−ａｒ’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジベンゾ−１８−クラウン−６；４’−ホルミルベンゾ−１５−クラウン−５；２−（ヒドロキシメチル）−１２−クラウン−４；２−（ヒドロキシメチル）−１５−クラウン−５；２−（ヒドロキシメチル）−１８−クラウン−６；４’−ニトロベンゾ−１５−クラウン−５；ポリ−［（ジベンゾ−１８−クラウン−６）−コ−ホルムアルデヒド］；１，１−ジメチルシラ−１１−クラウン−４；１，１−ジメチルシラ−１４−クラウン−５；１，１−ジメチルシラ−１７−クラウン−５；サイクラム（ｃｙｃｌａｍ）；１，４，１０，１３−テトラチア−７，１６−ジアザシクロオクタデカン；ポルフィン類；またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００７０】
別の一実施形態においては、液体媒体は水を含む。水不溶性コロイド形成性ポリマー酸と錯形成した導電性ポリマーを基体上に堆積して、電荷輸送層として使用することができる。
【００７１】
多くの異なる種類の液体媒体（たとえば、ハロゲン化溶媒、炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、水など）を以上に説明した。異なる種類からの２種類以上の液体媒体の混合物を使用することもできる。
【００７２】
液体組成物は、バインダー材料、フィラー材料、またはそれらの組み合わせなどの不活性材料もまた含むことができる。液体組成物に関して、不活性材料は、形成される層または液体組成物の少なくとも一部を受容する層の電子的性質、放射線放射性、または放射線応答性に大きな影響を与えない。
【００７３】
明確にするために別々の実施形態の状況において前述した本発明の特定の複数の特徴は、１つの実施形態の中で組み合わせても提供できることを理解されたい。逆に、簡潔にするため１つの実施形態の状況において説明した本発明の種々の特徴も、別々に提供したり、あらゆる副次的な組み合わせで提供したりすることができる。さらに、ある範囲において記載される値への言及は、その範囲内にあるすべての値を含んでいる。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、電子デバイスの製造方法に関する。特に、本開示は、真空補助装置とともにスロットダイコーターを使用して層を溶液コーティングするための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスにおける活性有機分子の使用が次第に増加している。これらの活性有機分子は、エレクトロルミネッセンスなどの電子的または電気放射的性質を有する。有機活性材料が取り入れられた電子デバイスは、電気エネルギーを放射線に変換するために使用することができ、そのようなデバイスとしては発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイ、またはダイオードレーザーを挙げることができる。
【０００３】
有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）ディスプレイの製造には、真空蒸着、および溶液処理の２つの方法が一般に使用されている（後者は、真溶液または懸濁液としての流体から層を塗布するあらゆる形態を含んでいる）。真空蒸着装置は、典型的には、投資費用が非常に高く、および材料利用率が低い（運転費が高い）ため、特に大型ディスプレイの場合には溶液処理が好ましい。
【０００４】
有機活性層を堆積するための液体プロセスとしては、基体上の層厚さを制御するための多数の技術が挙げられる。これらの技術の一部としては、スピンコーティング、ロッドコーティング、浸漬コーティング、ロールコーティング、グラビアコーティングまたは印刷、リソグラフ印刷またはフレキソ印刷、スクリーンコーティングまたは印刷などの厚さを自己制御する方法が挙げられる。これらの技術の他のものでは、インクジェット印刷、スプレーコーティング、ノズルコーティング、スロットダイコーティング、カーテンコーティング、バーまたはスライドコーティングなどの制御された堆積技術を使用して堆積厚さを制御することが探求されている。
【０００５】
自己制御技術には多数の欠点が存在する。ＯＬＥＤディスプレイのコーティングに使用される流体は、電極、コンタクトパッド、薄膜トランジスタ、フォトレジストによって形成されたピクセルウェル、カソードセパレータ構造などのトポグラフィーを有する表面上に塗布されることが多い。自己制御技術によって堆積された湿潤層の均一性は、コーティング間隙および結果として生じる圧力分布に依存し、そのため基体のトポグラフィーのばらつきのために、湿潤コーティング厚さに望ましくないばらつきが生じる。一般に、自己制御技術は、基体に供給される流体のすべてが堆積されるわけではないので、運転費が高くなる。一部の流体は、流体浴中（たとえば、浸漬コーティング）、またはアプリケーター上（たとえば、ロールコーティングまたはグラビアコーティング）で再利用されるか、あるいは無駄になる（たとえば、スピンコーティング）かのいずれかである。再利用される流体から溶媒が蒸発するので、プロセス安定性を維持するために調整が必要となる。材料の浪費、ならびに材料の再利用および調整のために費用が増加する。
【０００６】
制御された技術では運転費を下げることができる。しかし、場合により、下にある有機層のぬれが不十分であると、厚さのばらつき、さらには空隙が有機活性層内に生じうる。有機活性層の形成に一貫性がないと、典型的には、デバイス性能が不十分となり、デバイス製造プロセスの歩留まりも不十分となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
有機活性材料を溶液体積するための改善された方法が引き続き必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
制御されたコーティング方法においては、コーティングアプリケーターに供給されるすべての流体が基体または工作物に塗布される。平均湿潤コーティング厚さは、コーティング流体の体積流量、コーティング幅、および基体がアプリケーターを通り過ぎる速度から演繹的に計算することができる。流体特性（たとえば、粘度、表面張力）および外力（たとえば、重力）がコーティング品質に影響を与える場合があるが、これらは平均湿潤厚さには影響しない。制御されたコーティング方法で特に関心の高いものは、特に真空補助装置が併用される場合のスロットダイコーティング方法である。
【０００９】
スロットダイコーティングは、ダイ自体の設計、ダイのウェブに対する方向、「オンロール」対「オフロール」、「パッチコーティング」対「連続コーティング」、「ストライプコーティング」、および液体をダイから押し出す圧力を発生させる方法などの多くの変形を有する。スロットダイコーティングは、ウェブに「逆らう」ダイを使用したコーティングであると一般に認識されており、コーティングされる液体のクッションによって実際にダイがウェブから離れている。スロットダイコーティングおよび装置のさらなる議論は、たとえば、Ｋｉｓｔｌｅｒ，Ｓ．Ｆ．，ａｎｄ Ｓｃｈｗｅｉｚｅｒ，Ｐ．Ｍ．，“Ｌｉｑｕｉｄ Ｆｉｌｍ Ｃｏａｔｉｎｇ，”Ｃｈａｐｍａｎ ＆ Ｈａｌｌ，１９９７に見ることができる。
【００１０】
従来のスロットダイコータープロセスに関連する典型的な厚さは、湿潤時にミクロン単位または数十ミクロンであり、数ミクロン程度の最終フィルムまで乾燥させることができる。対照的に、ＯＬＥＤディスプレイを製造するための有機層のスロットダイコーティングでは、数十ナノメートル程度の厚さの層が形成される。このような薄さの寸法において許容される層性能を得るために、プロセスの改善が必要とされている。
【００１１】
スロットダイコーターの一方の側から真空を使用することによって、スロットダイコーターの面と基体との間の間隙に液体溶液が維持される。さらに、この真空によって、溶液と関連する粘性抵抗力に抵抗すると思われる。粘性抵抗力は、溶液を間隙から除去しようとする要因の１つであり、層の不均一な堆積の原因となり、その結果として電子デバイスの性能が不十分となる。粘性抵抗力の減少によって、スロットダイコーターのエッジと基体との間のより大きな間隙で運転するためのより広いプロセス許容度などのいくつかの利点が得られる。より大きな間隙距離において運転することで、スロットダイコーターと基体との間の相対運動中の、基体の高さおよび基体上のスロットダイコーターの高さの不均一性に関連する誤差が最小限となる。より大きな間隙距離において運転することで、より高濃度または粘稠な溶液の使用が可能となり、その結果として湿潤時の溶液の層がより薄くなり、それに伴って乾燥時間が短縮される。より低いプロセス感度に応答して、より速いコーティング速度を使用することができて、処理量が増加し、その結果コストを削減できる。間隙から引き出された液体溶液、および後に続く層中の条痕からの液体溶液によって、スロットダイコーターの表面を汚染することがあるので、スロットダイコーターのエッジと基体との間に液体溶液が安定なブリッジを形成する前の、コーティングプロセスの開始時に利点が得られる。
【００１２】
スロットダイコーティング作業は、クリーニングステーション、プライミングステーション、コーティングステーション、および種々のステーション間でスロットダイコーターを移動する横行ダイ支持体などのコーティングプロセスを促進する多数のステーションを含んでいる。さらに、スロットダイコーターのエッジと、プライミングロール表面および基体表面などの種々の表面との間の距離を測定するために検出システムを使用することができる。プロセスの操作および調節のためにプログラム可能な制御装置を使用することができる。
【００１３】
可能性のあるコーティング作業順序の１つの概略を以下に示す：
１．供給システム中のコーティング流体を充填してスロットダイコーターを満たす。スロットダイコーターのエッジからプライミングロールの表面接線までの距離を測定または推測する。
２．基体を固定するチャック上に基体を搭載する。一実施形態では、基体の湾曲を防止するためにチャックに真空系が使用される。
３．スロットダイコーターのエッジからコーティングされる基体表面（すなわち、チャックとは反対側にある表面）までの距離を測定または推測する。通常、コーティングは垂直方向に下に向かって基体上に塗布される。
４．必要であればクリーニングステーション内のスロットダイコーターのクリーニングを行う。
５．溶液スロットダイコーターのスロットを介してプライミングロール上に圧送することによってスロットダイコーターのプライミングを行う。スロットダイコーターのエッジとプライミングロールの上面との間の間隙は、スロットダイコーターのエッジと基体との間の間隙と同じ場合も異なる場合もある。典型的にはプライミングロールは回転し、そのためプライミングロールの表面がスロットダイコーターの端部を通過して、コーティング溶液を受け取る。典型的にはこの回転は、基体のコーティングをシミュレートする方向の回転である。プライミングロールの表面速度は、基体上のコーティング速度と同じ場合も異なる場合もある。
６．開始間隙において、基体をコーティングするための開始位置にスロットダイコーターを移動させる。コーティング間隙に液体溶液を満たす。基体に対してスロットダイコーターを最初に移動させる前または最中にコーティング間隙を調節する。
７．基体にコーティングする。
８．所望のコーティング領域の端部またはその付近の位置でスロットダイコーターへの液体溶液流を停止させる。所望のコーティング領域の端部またはその付近の位置でスロットダイコーターを基体から上昇させる。スロットダイコーターからしたたり落ちることなくコーティングをきれいに中断しながら、不均一なコーティングのために無駄になる基体の量を最小限にするために、コーティング終了時に、流量および間隙を同時にまたは逐次調節することができる。
９．場合により、基体をその場で乾燥させることができる。
１０．コーティングされた基体をチャックから取り外す。ダイをクリーニングステーションに戻す。
１１．上記ステップ２に進む。
【００１４】
上記の順序で使用される真空系では、選択されたステーションの周囲のチャンバーの圧力を１気圧未満にする真空補助装置（ＶＡＤ）が利用される。ＶＡＤとスロットダイコーターとの組み合わせをコーティング組立体と呼ぶ。指定の圧力を有するチャンバーを得るためにコーティング組立体とともに封止要素が使用される。封止要素は、ＶＡＤがステーション内の表面（すなわち基体、プライミングロールなど）に近づくが触れることはない箇所での漏れを制御する。クリーニングステーション内では、ＶＡＤはスロットダイコーターとともにその場所に維持することができ、クリーニング作業中にはＶＡＤの減圧は停止され、あるいは、スロットダイコーターのクリーニングに対応させるために、ＶＡＤをスロットダイコーターから引き離すこともできる。クリーニング作業後、ガス（空気、窒素などの）逆流を、ＶＡＤを介して送ることで、残留するクリーニング流体を除去することができる。封止要素がコーター組立体とともに使用される場合、ＶＡＤの真空源は、ブロア、ポンプ、排気したタンク、または減圧することができるあらゆる周知の手段などのあらゆる真空源であってよい。
【００１５】
プライミングステーション内では、基体に類似した静止表面を使用することができ、この静止表面はプライミングロールの近くに配置され、コーティング組立体および封止要素とともに使用されることで、コーティング間隙での静圧を低下させながら、スロットコーターダイのプライミングを行う。
【００１６】
一実施形態においては、工作物は、有機電子デバイスに有用な基体（ガラスなど）を含む。用語「有機電子デバイス」または場合により単に「電子デバイス」は、１つまたは複数の有機半導体の層あるいは材料を含むデバイスを意味することを意図している。有機電子デバイスとしては：（１）電気エネルギーを放射線に変換するデバイス（たとえば、発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイ、ダイオードレーザー、または照明パネル）、（２）電子的過程を介して信号を検出するデバイス（たとえば、光検出器、光導電セル、フォトレジスタ、光スイッチ、光トランジスタ、光電管、赤外線（「ＩＲ」）検出器、またはバイオセンサー）、（３）放射線を電気エネルギーに変換するデバイス（たとえば、光起電力デバイスまたは太陽電池）、ならびに（４）１つまたは複数の有機半導体層を含む１つまたは複数の電子部品（たとえば、トランジスタまたはダイオード）を含むデバイス、ならびに項目（１）〜（４）のあらゆる組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電子デバイスの図である。
【図２】本発明のプライミングステーションの一実施形態の図である。
【図３】本発明のコーティングステーションの一実施形態の図である。
【図４】本発明のクリーニングステーションの一実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
電子デバイスの一例は、図１に示され１００で示される有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）を含む。このデバイスは、アノード層１１０、緩衝層１２０、光活性層１３０、およびカソード層１５０を有する。カソード層１５０に隣接して、任意選択の電子注入／輸送層１４０が存在する。緩衝層１２０と光活性層１３０との間には任意選択の正孔注入／輸送層（図示せず）が存在する。
【００１９】
本明細書において使用される場合、用語「緩衝層」または「緩衝材料」は、導電性材料または半導体材料を意味することを意図しており、限定するものではないが、下にある層の平坦化、電荷輸送および／または電荷注入特性、酸素または金属イオンなどの不純物の捕捉、ならびに有機電子デバイスの性能を促進または改善する他の特徴などの、１つ以上の機能を有機電子デバイス中で有することができる。緩衝材料は、ポリマー、オリゴマー、または小分子であってよく、溶液、分散体、懸濁液、エマルジョン、コロイド混合物、またはその他の組成物の形態であってよい。層、材料、部材、または構造に言及する場合の用語「正孔輸送」は、そのような層、材料、部材、または構造が、比較的効率的かつ少ない電荷損失で、そのような層、材料、部材、または構造の厚さを通過する正電荷の移動を促進することを意味することを意図している。層、材料、部材、または構造に言及する場合の用語「電子輸送」は、そのような層、材料、部材、または構造から別の層、材料、部材、または構造への負電荷の移動を推進または促進する、そのような層、材料、部材、または構造を意味する。層、材料、部材、または構造に言及する場合の用語「正孔注入」は、そのような層、材料、部材、または構造が、比較的効率的かつ少ない電荷損失で、そのような層、材料、部材、または構造の厚さを通過する正電荷の注入および移動を促進することを意味することを意図している。層、材料、部材、または構造に言及する場合の用語「電子注入」は、そのような層、材料、部材、または構造が、比較的効率的かつ少ない電荷損失で、そのような層、材料、部材、または構造の厚さを通過する負電荷の注入および移動を促進することを意味することを意図している。
【００２０】
本発明のデバイスは、アノード層１１０またはカソード層１５０に隣接することができる支持体または基体（図示せず）を含むことができる。ほとんどの場合、支持体はアノード層１１０に隣接している。支持体は、可撓性の場合も剛性の場合もあるし、有機の場合も無機の場合もある。一般に、ガラスまたは可撓性有機フィルムが支持体として使用される。アノード層１１０は、カソード層１５０よりも正孔の注入が効率的な電極である。アノードは、金属、混合金属、合金、金属酸化物、または混合酸化物を含有する材料を含むことができる。好適な材料としては、２族元素（すなわち、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ）の混合酸化物、１１族元素、４族、５族、および６族の元素、ならびに８〜１０族の遷移元素が挙げられる。アノード層１１０を光透過性にするためには、インジウム・スズ酸化物などの１２族、１３族、および１４族の元素の混合酸化物を使用することができる。本明細書において使用される場合、語句「混合酸化物」は、２族元素、あるいは１２族、１３族、または１４族の元素から選択される２つ以上の異なる陽イオンを有する酸化物を意味する。アノード層１１０の材料の一部の非限定的な具体例としては、インジウム・スズ酸化物（「ＩＴＯ」）、インジウム・亜鉛酸化物、アルミニウム・スズ酸化物、金、銀、銅、およびニッケルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。アノードは、ポリアニリン、ポリチオフェン、またはポリピロールなどの有機材料を含むこともできる。全体的にＩＵＰＡＣ番号方式が使用され、周期表の族は、左から右に１〜１８の番号が付けられる（ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，８１st Ｅｄｉｔｉｏｎ，２０００）。
【００２１】
一実施形態においては、緩衝層１２０は正孔輸送材料を含む。層１２０の正孔輸送材料の例は、たとえば、Ｙ．ＷａｎｇによりＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｏｕｒｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１８，ｐ．８３７−８６０，１９９６にまとめられている。正孔輸送分子および正孔輸送ポリマーの両方を使用することができる。一般に使用される正孔輸送分子としては：４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）；４，４’，４”−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）；１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）；テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）；α−フェニル−４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチレン（ＴＰＳ）；ｐ−（ジエチルアミノ）−ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン（ＤＥＨ）；トリフェニルアミン（ＴＰＡ）；ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル）メタン（ＭＰＭＰ）；１−フェニル−３−［ｐ−（ジエチルアミノ）スチリル］−５−［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］ピラゾリン（ＰＰＲまたはＤＥＡＳＰ）；１，２−ｔｒａｎｓ−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）シクロブタン（ＤＣＺＢ）；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＢ）；および銅フタロシアニンなどのポルフィリン系化合物が挙げられるがこれらに限定されるものではない。一般に使用される正孔輸送ポリマーとしては、限定するものではないが、ポリ（９，９−ジオクチル−フルオレン−コ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）など、ポリビニルカルバゾール、（フェニルメチル）ポリシラン、ポリ（ジオキシチオフェン）、ポリアニリン、およびポリピロールが挙げられる。ポリスチレンやポリカーボネートなどのポリマー中に上述のものなどの正孔輸送分子をドープすることによって正孔輸送ポリマーを得ることもできる。
【００２２】
光活性層１３０は、典型的には、限定するものではないが、小分子有機蛍光化合物、蛍光性およびリン光性の金属錯体、共役ポリマー、およびそれらの混合物などのあらゆる機エレクトロルミネッセンス（「ＥＬ」）材料であってよい。蛍光化合物の例としては、ピレン、ペリレン、ルブレン、クマリン、それらの誘導体、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。金属錯体の例としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）などの金属キレート化オキシノイド化合物；ペトロフ（Ｐｅｔｒｏｖ）らの米国特許第６，６７０，６４５号明細書、ならびに国際公開第０３／０６３５５５号パンフレットおよび国際公開第２００４／０１６７１０号パンフレットに開示されるような、フェニルピリジン配位子、フェニルキノリン配位子、またはフェニルピリミジン配位子を有するイリジウムの錯体などのシクロメタレート化イリジウムおよび白金エレクトロルミネッセンス化合物、ならびに、たとえば、国際公開第０３／００８４２４号パンフレット、国際公開第０３／０９１６８８号パンフレット、および国際公開第０３／０４０２５７号パンフレットに記載されているような有機金属錯体、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。電荷輸送ホスト材料と金属錯体とを含むエレクトロルミネッセンス発光層が、Ｔｈｏｍｐｓｏｎらによる米国特許第６，３０３，２３８号明細書、ならびにＢｕｒｒｏｗｓおよびＴｈｏｍｐｓｏｎによる国際公開第００／７０６５５号パンフレットおよび国際公開第０１／４１５１２号パンフレットに記載されている。共役ポリマーの例としては、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリフルオレン、ポリ（スピロビフルオレン）、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレン）、それらのコポリマー、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
選択される個別の材料は、個別の用途、動作中に使用される電位、またはその他の要因に依存しうる。エレクトロルミネッセンス有機材料を含有するＥＬ層１３０は、気相堆積、溶液処理技術、または熱転写などの多数の技術を使用して塗布することができる。別の一実施形態においては、ＥＬポリマー前駆体を塗布した後、典型的には熱またはその他の外部エネルギー源（たとえば、可視光またはＵＶ放射線）によってポリマーに変換することができる。
【００２４】
任意選択の層１４０は、電子注入／輸送の両方を促進する機能を果たすことができ、層界面における消光反応を防止する閉じ込め層として機能することもできる。より具体的には、層１４０は、電子の移動を促進し、この層がなければ層１３０および１５０が直接接触する場合の消光反応の可能性を減少させることができる。任意選択の層１４０の材料の例としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニル−フェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌＱ）、およびテトラキス−（８−ヒドロキシキノリナト）ジルコニウム（ＩＶ）（ＺｒＱ）などの金属キレート化オキシノイド化合物；ならびに２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、および１，３，５−トリ（フェニル−２−ベンズイミダゾール）ベンゼン（ＴＰＢＩ）などのアゾール化合物；２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリンなどのキノキサリン誘導体；４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＰＡ）および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＤＰＡ）などのフェナントロリン類；ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。あるいは、任意選択の層１４０は無機であってもよく、ＢａＯ、ＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏなどを含むことができる。
【００２５】
カソード層１５０は、電子または負電荷キャリアの注入に特に有効な電極である。カソード層１５０は、第１の電気接触層（この場合、アノード層１１０）よりも低い仕事関数を有するあらゆる金属または非金属であってよい。本明細書において使用される場合、用語「低い仕事関数」は、約４．４ｅＶ以下の仕事関数を有する材料を意味することを意図している。本明細書において使用される場合、「高い仕事関数」は、少なくとも約４．４ｅＶの仕事関数を有する材料を意味することを意図している。
【００２６】
カソード層の材料は、１族のアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ，）、２族金属（たとえば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａなど）、１２族金属、ランタニド（たとえば、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕなど）、およびアクチニド（たとえば、Ｔｈ、Ｕなど）から選択することができる。アルミニウム、インジウム、イットリウム、およびそれらの組み合わせなどの材料を使用することもできる。カソード層１５０の材料の非限定的な具体例としては、バリウム、リチウム、セリウム、セシウム、ユウロピウム、ルビジウム、イットリウム、マグネシウム、サマリウム、ならびにそれらの合金および組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
別の実施形態においては、有機電子デバイス内に追加の層が存在することができる。たとえば、緩衝層１２０とＥＬ層１３０との間の層（図示せず）は、正電荷輸送、層のバンドギャップの整合性、保護層としての機能などを促進することができる。同様に、ＥＬ層１３０とカソード層１５０との間の追加層（図示せず）は、負電荷輸送、層のバンドギャップの整合性、保護層としての機能などを促進することができる。当技術分野において周知の層を使用することができる。さらに、上記層のいずれかが、２つ以上の層でできていてよい。あるいは、無機アノード層１１０、緩衝層１２０、ＥＬ層１３０、およびカソード層１５０の一部またはすべては、電荷キャリア輸送効率を増加させるために表面処理を行うことができる。各構成層の材料の選択は、高いデバイス効率を有するデバイスを得る目的と、製造費、製造の複雑さ、また可能性のある他の要因とのバランスをとることによって決定される。
【００２８】
種々の層はあらゆる好適な厚さを有することができる。一実施形態においては、無機アノード層１１０は、通常約５００ｎｍ以下、たとえば、約１０〜２００ｎｍであり；緩衝層１２０は、通常約２５０ｎｍ以下、たとえば、約５０〜２００ｎｍであり；ＥＬ層１３０は、通常約１００ｎｍ以下、たとえば、約５０〜８０ｎｍであり；任意選択の層１４０は、通常約１００ｎｍ以下、たとえば、約２０〜８０ｎｍであり；カソード層１５０は、通常約１００ｎｍ以下、たとえば、約１〜５０ｎｍである。アノード層１１０またはカソード層１５０が少なくとも一部の光を透過する必要がある場合、そのような層の厚さは約１００ｎｍを超えなくてよい。
【００２９】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、カソード１５０およびアノード１１０層からそれぞれＥＬ層１３０に注入される電子および正孔は、ポリマー中で負および正に帯電した極性イオンを形成する。これらの極性イオンは、印加電界の影響下で移動して、逆帯電した化学種を有する極性イオン励起子を形成し、続いて放射再結合が起こる。アノードとカソードとの間に、通常約１２ボルト未満、多くの場合には約５ボルト以下の十分な電位差をデバイスに印加することができる。実際の電位差は、より大きな電子部品中でのそのでバイスの使用に依存しうる。多くの実施形態においては、電子デバイスの動作中、アノード層１１０は正電圧にバイアスがかけられ、カソード層１５０は実質的に接地電位または０ボルトである。電池またはその他の電源を回路の一部として電子デバイスに電気的に接続することができるが、図１中には示していない。
【００３０】
図２は、プライミングステーション２００の一実施形態を示している。スロットダイコーター２０２の側面図は、スロットダイコーター２０２のエッジ２０６に供給された溶液２０４を有する。スロットダイコーター２０２に隣接して真空補助装置（ＶＡＤ）２０８が示されており、スロットダイコーター２０２とＶＡＤ２０８との組み合わせがコーティング組立体２１０を形成する。プライミングロール２１４は、溶液２０４を受け取ることで、基体（図示せず）へのコーティングステップの前に、材料の安定なウェブを形成する。封止要素２１２は、コーティング組立体２１０とともに機能することで、スロットダイコーター２０２の上流側での制御された雰囲気の提供を補助する。封止要素２１２は、ＶＡＤ２０８がプライミングロール２１４の表面に接近するが接触はしない位置で、漏れの制御を行う。
【００３１】
図３は、スロットダイコーター２０２、ＶＡＤ２０８、および基体３０２を有するコーティングステーション３００の一実施形態を示している。真空源（図示せず）がＶＡＤ２０８から空気を抜き取ってコーティング間隙３０４の上流側に減圧領域を形成するときに、封止要素２１２（図示せず）はＶＡＤ２０８を補助して、ダイスロットコーター２０２の上流部分に制御された雰囲気を形成する。溶液２０４の液体膜３０６が基体３０２に塗布され、次に乾燥されることで、図１中に示される有機層の１つが得られる。基体３０２またはその一部（たとえば、電子デバイス用アレイ）の上にブランケット堆積することができる１つ以上の層のために、スロット型開口部を使用することができる。一実施形態においては、スロットは、約５〜８０ミクロンの幅、およびスロットダイコーター２０２を使用してプライミングされる基体またはその一部の対応する寸法と実質的に同じ寸法以上の長さを有する。このような一実施形態は、緩衝層、電荷ブロッキング層、電荷注入層、電荷輸送層、またはそれらの組み合わせの堆積に有用となりうる。
【００３２】
図４は、スロットダイコーター２０２、ＶＡＤ２０８、封止要素２１２、およびスロットダイコーター２０２から汚染物質を除去するための溶媒スプレー４０２を有するクリーニングステーション４００の一実施形態を示している。クリーニングステーション４００内で、図４に示されるようにＶＡＤ２０８をスロットダイコーター２０２とともに所定位置に残しておくことができ、ＶＡＤ２０８への減圧はクリーニング作業中には停止される。あるいは、クリーニングステーション４００内に配置するときには、ＶＡＤ２０８をスロットダイコーター２０２から取り外すこともできる（図示せず）。クリーニング作業後、ＶＡＤ２０８を介してガス（空気、窒素など）の逆流を流して、残留するクリーニング溶媒を除去することができる。
【００３３】
横断装置（図示せず）を使用して、コーティング組立体２１０をプライミングステーション２００、コーティングステーション３００、およびクリーニングステーション４００の間で移動させることができる。
【００３４】
図３中に示されていない一実施形態においては、電子デバイスの形成方法は、基体３０２をチャック（図示せず）上に配置するステップと、基体３０２およびチャックの少なくとも１つの露出部分の上に層３０６を印刷するステップとを含む。チャックは基体３０２を支持、保持、または維持する。基体３０２は、クランプまたはピンによって、１つ以上の接着フィルムによって、減圧、静電気的、あるいはそれらのあらゆる組み合わせによってその場所に維持することができる。
【００３５】
電子デバイスの歩留まりおよび最終的性能を改善するために、コーティングプロセスにおいていくつかの変量が使用される。５０〜２００μｍのコーティング間隙、５０〜２００ｍｍ／ｓのコーティング速度、５〜６００μｌ／ｓの流量、コーティング高さからのオフセット０〜１５０μｍ（ビードを形成するための間隙設定）、０．１〜１０．０ｓの遅延（コーティング高さからのオフセットにおけるドウェル時間）、および（０．１〜１０．０ｓの遅延２（コーティング前にビードを延伸および安定化させるためのコーティング間隙におけるドウェル時間）。液体溶液２０４の場合、０．１０〜１５％の固形分、１〜１００ｃｐの粘度、および２０〜７２ダイン／ｃｍの表面張力。
【００３６】
さらなる一実施形態においては、液体溶液２０４は５０センチポアズ以下の粘度を有する。さらに別の一実施形態においては、液体溶液は液体媒体を含み、この液体媒体は少なくとも２種類の溶媒を含む。さらに別の一実施形態においては、溶媒の少なくとも１つは水である。
【００３７】
溶液２０４を形成するための多数の数の成分に対応するためにスロットダイコーター２０２に流体連結された容器および供給ラインなどの追加の設備が、スロットダイコーター２０２内に存在したり、スロットダイコーター２０２とともに使用したりすることができる。他の設備としては、任意の１つ以上のステッパーモーター、ポンプ、フィルター、空気処理設備、制御電子回路、他の電気的、機械的、または電気機械的な組立体または部分組立体、施設の連絡、またはそれらのあらゆる組み合わせを挙げることができる。
【００３８】
コーティング作業中、スロットダイコーター２０２内の圧力は約１０〜３５０ＫＰａの範囲内とすることができる。スロットダイコーター２０２からの溶液２０４の流量は５〜６００マイクロリットル／分の範囲内とすることができる。別の実施形態においては、より高いまたはより速い圧力、より多いまたはより少ない流量、あるいはそれらのあらゆる組み合わせを使用することもできる。本明細書を読めば、当業者は、特定の用途に応じた圧力および流量を実現するためにプライミングおよびコーティングの作業２００および３００のそれぞれを調節または修正することができる。
【００３９】
コーティングステーション２００は、基体３０２とスロットダイコーター２０２のエッジ２０６との間の距離をはるかに大きい範囲で調節することができる。実際の上限は未知であるが、一実施形態においては、基体３０２とエッジ２０６との間の距離は約２．０ｍｍ以下である。約２ｍｍを超える距離では、スロットダイコーター２０２から来る液体流は、基体３０２に到達する前に分岐し始めることがある。短い距離（たとえば、５０ミクロン以下）で作業する場合には、このような分岐は容認できない場合がある。さらに別の実施形態においては、少なくとも１１ミクロン、または０．９ｍｍ以下などの他の距離を使用することができる。本明細書を読めば、当業者には、エッジ２０６と基体３０２との間の多くの他の距離を使用し、基体３０２の内部または上の電子部品の個別の用途および寸法に合わせることが可能なことが理解できよう。
【００４０】
３．液体組成物
コーティングステーション２００は、液体溶液などの種々の異なる材料を堆積するために使用することができる。以下の段落は、使用可能な材料の一部のみを含んでおり、すべてではない。一実施形態においては、電子デバイス内の有機層または無機層のための１つ以上の材料がコーティングステーション２００を使用して形成される。
【００４１】
コーティングステーション２００は、液体組成物の印刷に適している。コーティングステーション２００は、従来のインクジェットプリンターよりも広範囲の運転パラメーターおよび使用される液体組成物が可能となる。一実施形態においては、１つ以上のパラメーターが液体組成物の流動特性に影響を与えうる。粘度は、流動特性に影響を与えうるパラメーターの１つである。粘度は、液体媒体の選択、液体媒体中の固形分、液体組成物の温度、または可能性のある１つ以上の他の要因、またはそれらのあらゆる組み合わせの影響を受けうる。粘度は、直接的に温度（液体媒体の粘度は、温度低下とともに上昇、または温度上昇とともに低下する）の影響を受ける場合があるし、間接的に液体組成物中の液体媒体の蒸発速度の変化（すなわち、より低いまたはより高い沸点を有する液体媒体の使用、液体組成物の温度の変化、あるいはそれらの組み合わせ）の影響を受ける場合がある。本明細書を読めば、当業者は、液体媒体のはるかに広範囲での選択、使用される液体組成物のより広範囲の固体濃度、またはそれらの組み合わせを可能とする多数の異なる方法が存在することが理解できよう。
【００４２】
液体溶液２０４は、溶液、分散体、エマルジョン、または懸濁液の形態であってよい。以下の段落において、固体材料および液体媒体の非限定的な例を示す。固体材料は、後に形成される層の電子的または電気放射的（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｒａｄｉａｔｉｖｅ）性質に基づいて選択することができる。液体媒体は、本明細書で後述する基準に基づいて選択することができる。
【００４３】
コーティングステーション２００が使用される場合、液体組成物は、目詰まりの心配がない約０．１重量パーセントを超える固体を有することができる。一実施形態においては、固形分は約２．０〜３．０重量パーセントの範囲内である。したがって、コーティングステーション２００は、従来のインクジェットプリンターよりも高い粘度または低い沸点を有する液体組成物を使用することができる。さらに、コーティングステーション２００は、従来のインクジェットプリンターよりも低い粘度または高い沸点を有する液体組成物を使用することができる。さらに、液体組成物中の液体媒体は印刷前に脱気する必要がない。たとえば、水溶液中の導電性有機材料を定量供給するために使用される従来のインクジェットプリンターでは、水性溶媒を脱気する必要がある。しかし、コーティングステーション２００ではより大きな加工しろが可能となるため、コーティングステーション２００の適切な運転のために液体の媒体の脱気は不要である。
【００４４】
コーティングステーション２００を使用して印刷される有機層としては、有機活性層、（たとえば、放射線放出有機活性層または放射線応答有機活性層）、フィルター層、緩衝層、電荷注入層、電荷輸送層、電荷ブロッキング層、またはそれらのあらゆる組み合わせを挙げることができる。有機層は抵抗器、トランジスタ、コンデンサ、ダイオードなどの一部として使用することができる。
【００４５】
放射線放出有機活性層の場合、好適な放射線放出材料としては、１種類以上の小分子材料、１種類以上のポリマー材料、またはそれらの組み合わせが挙げられる。小分子材料としては、たとえば、米国特許第４，３５６，４２９号明細書（「Ｔａｎｇ」）；米国特許第４，５３９，５０７号明細書（「Ｖａｎ Ｓｌｙｋｅ」）；米国特許出願公開第２００２／０１２１６３８号明細書（「Ｇｒｕｓｈｉｎ」）；または米国特許第６，４５９，１９９号明細書（「Ｋｉｄｏ」）に記載のあらゆる１種類以上の材料を含むことができる。あるいは、ポリマー材料は、米国特許第５，２４７，１９０号明細書（「Ｆｒｉｅｎｄ」）；米国特許第５，４０８，１０９明細書（「Ｈｅｅｇｅｒ」）；または米国特許第５，３１７，１６９明細書（「Ｎａｋａｎｏ」）に記載のあらゆる１種類以上の材料を含むことができる。代表的な材料の１つは半導体共役ポリマーである。このようなポリマーの例としては、ポリ（パラフェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ＰＰＶコポリマー、ポリフルオレン、ポリフェニレン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）などが挙げられる。特定の一実施形態においては、ゲスト材料を全く含まない放射線放出活性層が青色光を発することができる。
【００４６】
放射線応答有機活性層の場合、好適な放射線応答材料としては、共役ポリマーまたはエレクトロルミネッセンス材料を挙げることができる。このような材料としては、たとえば、共役ポリマー、あるいはエレクトロルミネッセンスおよびフォトルミネッセンス材料が挙げられる。具体例としては、ポリ（２−メトキシ，５−（２−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（「ＭＥＨ−ＰＰＶ」）、またはＣＮ−ＰＰＶとのＭＥＨ−ＰＰＶ複合材料が挙げられる。
【００４７】
正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、またはそれらのあらゆる組み合わせの場合、好適な材料としては、ポリアニリン（「ＰＡＮＩ」）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（「ＰＥＤＯＴ」）、ポリピロール、テトラチアフルバレンテトラシアノキノジメタン（「ＴＴＦ−ＴＣＱＮ」）などの有機電荷輸送化合物、Ｋｉｄｏの文献に記載されるような正孔輸送材料、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００４８】
電子注入層、電子輸送層、正孔ブロッキング層、またはそれらのあらゆる組み合わせの場合、好適な材料としては、金属キレート化オキシノイド化合物（たとえば、Ａｌｑ3またはアルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（「ＢＡｌｑ」））；フェナントロリン系化合物（たとえば、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（「ＤＤＰＡ」）または９，１０−ジフェニルアントラセン（「ＤＰＡ」））；アゾール化合物（たとえば、２−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−５−ビフェニル−１，３，４−オキサジアゾール（「ＰＢＤ」）または３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（「ＴＡＺ」）；Ｋｉｄｏの文献に記載される電子輸送材料；ジフェニルアントラセン誘導体；ジナフチルアントラセン誘導体；４，４−ビス（２，２−ジフェニル−エテン−１−イル）−ビフェニル（「ＤＰＶＢＩ」）；９，１０−ジ−β−ナフチルアントラセン；９，１０−ジ−（ナフェンチル（ｎａｐｈｅｎｔｈｙｌ））アントラセン；９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（「ＡＤＮ」）；４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（「ＣＢＰ」）；９，１０−ビス−［４−（２，２−ジフェニルビニル）−フェニル］−アントラセン（「ＢＤＰＶＰＡ」）；アントラセン、Ｎ−アリールベンズイミダゾール類（「ＴＰＢＩ」など）；１，４−ビス［２−（９−エチル−３−カルバゾイル）ビニレニル］ベンゼン；４，４’−ビス［２−（９−エチル−３−カルバゾイル）ビニレニル］−１，１’−ビフェニル；９，１０−ビス［２，２−（９，９−フルオレニレン）ビニレニル］アントラセン；１，４−ビス［２，２−（９，９−フルオレニレン）ビニレニル］ベンゼン；４，４’−ビス［２，２−（９，９−フルオレニレン）ビニレニル］−１，１’−ビフェニル；ペリレン、置換ペリレン類；テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（「ＴＢＰｅ」）；ビス（３，５−ジフルオロ−２−（２−ピリジル）フェニル−（２−カルボキシピリジル）イリジウムＩＩＩ（「Ｆ（Ｉｒ）Ｐｉｃ」）；ピレン、置換ピレン；スチリルアミン；フッ素化フェニレン；オキシダゾール；１，８−ナフタルイミド；ポリキノリン；ＰＰＶ中の１種類以上のカーボンナノチューブ類；またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００４９】
抵抗器、トランジスタ、コンデンサなどの電子部品の場合、有機層は、１種類以上のチオフェン類（たとえば、ポリチオフェン、ポリ（アルキルチオフェン）、アルキルチオフェン、ビス（ジチエンチオフェン）、アルキルアントラジチオフェンなど）、ポリアセチレン、ペンタセン、フタロシアニン、またはそれらのあらゆる組み合わせを含むことができる。
【００５０】
有機染料の例としては、４−ジシアンメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、クマリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、それらの誘導体、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５１】
有機金属材料の例としては、少なくとも１種類の金属に配位した１つ以上の官能基を含む官能価ポリマーが挙げられる。使用が考慮される代表的な官能基としては、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸基、スルホン酸塩、ＯＨ部分を有する基、アミン、イミン、ジイミン、Ｎ−オキシド、ホスフィン、ホスフィンオキシド、β−ジカルボニル基、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。使用が考慮される金属の例としては、ランタニド金属（たとえば、Ｅｕ、Ｔｂ）、７族金属（たとえば、Ｒｅ）、８族金属（たとえば、Ｒｕ、Ｏｓ）、９族金属（たとえば、Ｒｈ、Ｉｒ）、１０族金属（たとえば、Ｐｄ、Ｐｔ）、１１族金属（たとえば、Ａｕ）、１２族金属（たとえば、Ｚｎ）、１３族金属（たとえば、Ａｌ）、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。このような有機金属材料としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）などの金属キレート化オキシノイド化合物；国際公開第０２／０２７１４号パンフレットに開示されるような、フェニルピリジン配位子、フェニルキノリン配位子、またはフェニルピリミジン配位子を有するイリジウムの錯体などのシクロメタレート化イリジウムおよび白金エレクトロルミネッセンス化合物、たとえば米国特許出願公開第２００１／００１９７８２号明細書、欧州特許第１１９１６１２号明細書、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、国際公開第０２／３１８９６号パンフレット、および欧州特許第１１９１６１４号明細書に記載される有機金属化合物；あるいはそれらのあらゆる混合物が挙げられる。
【００５２】
共役ポリマーの例としては、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリフルオレン、ポリ（スピロビフルオレン）、それらのコポリマー、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５３】
液体媒体の選択もまた、液体組成物の１つ以上の適切な特性を実現するための重要な要因の１つとなりうる。液体媒体を選択する場合に考慮すべき要因としては、たとえば、結果として得られる溶液、エマルジョン、懸濁液、または分散体の粘度、ポリマー材料の分子量、固体の充填量、液体媒体の種類、液体媒体の沸点、下にある基体の温度、ゲスト材料を受け入れる有機層の厚さ、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５４】
ある実施形態においては、液体媒体は少なくとも１種類の溶媒を含む。有機溶媒の例としては、ハロゲン化溶媒、炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、エーテル溶媒、環状エーテル溶媒、アルコール溶媒、グリコール溶媒、グリコールエーテル溶媒、エステルまたはジエステル溶媒、グリコールエーテルエステル溶媒、ケトン溶媒、ニトリル溶媒、スルホキシド溶媒、アミド溶媒、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５５】
代表的なハロゲン化溶媒としては、四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、ビス（２−クロロエチル）エーテル、クロロメチルエチルエーテル、クロロメチルメチルエーテル、２−クロロエチルエチルエーテル、２−クロロエチルプロピルエーテル、２−クロロエチルメチルエーテル、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５６】
代表的なコロイド形成性ポリマー酸としては、フッ素化スルホン酸（たとえば、過フッ素化エチレンスルホン酸などのフッ素化アルキルスルホン酸）、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５７】
代表的な炭化水素溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカヒドロナフタレン、石油エーテル、リグロイン、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５８】
代表的な芳香族炭化水素溶媒としては、ベンゼン、ナフタレン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン（イソプロピルベンゼン）メシチレン（トリメチルベンゼン）、エチルトルエン、ブチルベンゼン、シメン（イソプロピルトルエン）、ジエチルベンゼン、イソブチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、アニソール、４−メチルアニソール、３，４−ジメチルアニソール、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００５９】
代表的なエーテル溶媒としては、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル、グライム、ジグライム、ベンジルメチルエーテル、イソクロマン、２−フェニルエチルメチルエーテル、ｎ−ブチルエチルエーテル、１，２−ジエトキシエタン、ｓｅｃ−ブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、エチルｎ−プロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、ｎ−ヘキシルメチルエーテル、ｎ−ブチルメチルエーテル、メチルｎ−プロピルエーテル、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６０】
代表的な環状エーテル溶媒としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、テトラヒドロピラン、４メチル−１，３−ジオキサン、４−フェニル−１，３−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキサン、２，５−ジメトキシテトラヒドロフラン、２，５−ジメトキシ−２，５−ジヒドロフラン、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６１】
代表的なアルコール溶媒としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール（すなわち、イソブタノール）、２−メチル−２−プロパノール（すなわち、ｔｅｒｔ−ブタノール）、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、１−ヘキサノール、シクロペンタノール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、２−メチル−１−ブタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、３−ヘキサノール、２−ヘキサノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−メチル−１−ペンタノール、２−エチルブタノール、２，４−ジメチル−３−ペンタノール、３−ヘプタノール、４−ヘプタノール、２−ヘプタノール、１−ヘプタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、２，６−ジメチル−４−ヘプタノール、２−メチルシクロヘキサノール、３−メチルシクロヘキサノール、４−メチルシクロヘキサノール、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６２】
グリコールエーテル溶媒を使用することもできる。代表的なグリコールエーテル溶媒としては、１−メトキシ−２−プロパノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−ブタノール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、１−エトキシ−２−プロパノール、３−メトキシ−１−ブタノール、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、３−メトキシ−３−メチルブタノール、エチレングリコールモノ−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＤＰＧＭＥ）、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６３】
代表的なグリコール溶媒としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６４】
代表的なグリコールエーテルエステル溶媒としては、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）が挙げられる。
【００６５】
代表的なケトン溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソプロピルメチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、３−ヘキサノン、ジイソプロピルケトン、２−ヘキサノン、シクロペンタノン、４−ヘプタノン、イソアミルメチルケトン、３−ヘプタノン、２−ヘプタノン、４−メトキシ−４−メチル−２−ペンタノン、５−メチル−３−ヘプタノン、２−メチルシクロヘキサノン、ジイソブチルケトン、５−メチル−２−オクタノン、３−メチルシクロヘキサノン、２−シクロヘキセン−１−オン、４−メチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノン、イソホロン、ベンジルアセトン、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６６】
代表的なニトリル溶媒としては、アセトニトリル、アクリロニトリル、トリクロロアセトニトリル、プロピオニトリル、ピバロニトリル、イソブチロニトリル、ｎ−ブチロニトリル、メトキシアセトニトリル、２−メチルブチロニトリル、イソバレロニトリル、Ｎ−バレロニトリル、ｎ−カプロニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、３−エトキシプロピオニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、ｎ−ヘプタンニトリル、グリコロニトリル、ベンゾニトリル、エチレンシアノヒドリン、スクシノニトリル、アセトンシアノヒドリン、３−ｎ−ブトキシプロピオニトリル、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６７】
代表的なスルホキシド溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジ−ｎ−ブチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、メチルフェニルスルホキシド、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６８】
代表的なアミド溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アシルアミド、２−アセトアミドエタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｍ−トルアミド、トリフルオロアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルドデカンアミド、ε−カプロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルホルムアミド、ホルムアミド、ピバルアミド、Ｎ−ブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−ホルミルエチルアミン、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホルムアミド、１−ホルミルピペリジン、Ｎ−メチルホルムアニリド、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００６９】
考慮されるクラウンエーテルとしては、本発明により処理される組み合わせの一部としてエポキシ化合物出発物質の塩化物含有率の低下を促進する機能を有するあらゆる１種類以上のクラウンエーテル類が挙げられる。代表的なクラウンエーテルとしては、ベンゾ−１５−クラウン−５；ベンゾ−１８−クラウン−６；１２−クラウン−４；１５−クラウン−５；１８−クラウン−６；シクロヘキサノ−１５−クラウン−５；４’，４”（５”）−ジｔｅｒｔ−ブチルジベンゾ−１８−クラウン−６；４’，４”（５”）−ジｔｅｒｔ−ブチルジシクロヘキサノ−１８−クラウン−６；ジシクロヘキサノ−１８−クラウン−６；ジシクロヘキサノ−２４−クラウン−８；４’−アミノベンゾ−１５−クラウン−５；４’−アミノベンゾ−１８−クラウン−６；２−（アミノメチル）−１５−クラウン−５；２−（アミノメチル）−１８−クラウン−６；４’−アミノ−５’−ニトロベンゾ−１５−クラウン−５；１−アザ−１２−クラウン−４；１−アザ−１５−クラウン−５；１−アザ−１８−クラウン−６；ベンゾ−１２−クラウン−４；ベンゾ−１５−クラウン−５；ベンゾ−１８−クラウン−６；ビス（（ベンゾ−１５−クラウン−５）−１５−イルメチル）ピメレート；４−ブロモベンゾ−１８−クラウン−６；（＋）−（１８−クラウン−６）−２，３，１１，１２−テトラ−カルボン酸；ジベンゾ−１８−クラウン−６；ジベンゾ−２４−クラウン−８；ジベンゾ−３０−クラウン−１０；ａｒ−ａｒ’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジベンゾ−１８−クラウン−６；４’−ホルミルベンゾ−１５−クラウン−５；２−（ヒドロキシメチル）−１２−クラウン−４；２−（ヒドロキシメチル）−１５−クラウン−５；２−（ヒドロキシメチル）−１８−クラウン−６；４’−ニトロベンゾ−１５−クラウン−５；ポリ−［（ジベンゾ−１８−クラウン−６）−コ−ホルムアルデヒド］；１，１−ジメチルシラ−１１−クラウン−４；１，１−ジメチルシラ−１４−クラウン−５；１，１−ジメチルシラ−１７−クラウン−５；サイクラム（ｃｙｃｌａｍ）；１，４，１０，１３−テトラチア−７，１６−ジアザシクロオクタデカン；ポルフィン類；またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる。
【００７０】
別の一実施形態においては、液体媒体は水を含む。水不溶性コロイド形成性ポリマー酸と錯形成した導電性ポリマーを基体上に堆積して、電荷輸送層として使用することができる。
【００７１】
多くの異なる種類の液体媒体（たとえば、ハロゲン化溶媒、炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、水など）を以上に説明した。異なる種類からの２種類以上の液体媒体の混合物を使用することもできる。
【００７２】
液体組成物は、バインダー材料、フィラー材料、またはそれらの組み合わせなどの不活性材料もまた含むことができる。液体組成物に関して、不活性材料は、形成される層または液体組成物の少なくとも一部を受容する層の電子的性質、放射線放射性、または放射線応答性に大きな影響を与えない。
【００７３】
明確にするために別々の実施形態の状況において前述した本発明の特定の複数の特徴は、１つの実施形態の中で組み合わせても提供できることを理解されたい。逆に、簡潔にするため１つの実施形態の状況において説明した本発明の種々の特徴も、別々に提供したり、あらゆる副次的な組み合わせで提供したりすることができる。さらに、ある範囲において記載される値への言及は、その範囲内にあるすべての値を含んでいる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に溶液コーティングするための装置であって：
スロットダイコーターと；
真空補助装置と；
封止要素とを含み、前記真空補助装置が前記スロットダイコーターの上流部分に配置されることでコーター組立体が形成され、前記封止要素が前記コーター組立体と関係がある、装置。
【請求項２】
クリーニングステーションと；
プライミングステーションとをさらに含み、前記コーター組立体が、前記クリーニングステーションおよび前記プライミングステーションに着脱自在に取り付け可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記スロットダイコーターのスロット幅が５０〜８０μｍの間である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記スロットダイコーターのエッジと前記基体との間の距離が５０〜２００μｍの間である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
基体に溶液コーティングする方法であって：
スロットダイコーターであって真空補助装置に隣接して配置されることでコーター組立体を形成するスロットダイコーター中に前記溶液を投入するステップと；
前記スロットダイコーターのエッジとプライミングロールの上面との間で第１の距離を確立するステップと；
前記基体をチャック上に搭載するステップと；
前記スロットダイコーターの前記エッジと前記基体の上面との間で第２の距離を確立するステップと；
前記溶液を前記スロットダイコーターから前記プライミングロール上に供給することによって前記スロットダイコーターのプライミングを行うステップと；
前記基体の上に前記第２の距離に前記スロットダイコーターを配置するステップと；
前記スロットダイコーターから前記溶液を前記基体にコーティングするステップと；
前記基体への溶液の流れを停止させるステップとを含む、方法。
【請求項６】
前記コーティングされた基体を前記チャックから取り外すステップと；
前記コーティング組立体をクリーニングステーションに移動させるステップとをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記コーティングステップ中に前記基体周囲に制御された真空環境を提供するステップをさらに含み、封止要素が前記コーター組立体とともに機能することで前記制御された真空環境が提供される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記溶液の少なくとも１つの成分が極性溶媒である、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記極性溶媒が水である、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記溶液が０．１％を超える固形分を有する懸濁液である、請求項９に記載の装置。
【請求項１】
基体に溶液コーティングするための装置であって：
スロットダイコーターと；
真空補助装置と；
封止要素とを含み、前記真空補助装置が前記スロットダイコーターの上流部分に配置されることでコーター組立体が形成され、前記封止要素が前記コーター組立体と関係がある、装置。
【請求項２】
クリーニングステーションと；
プライミングステーションとをさらに含み、前記コーター組立体が、前記クリーニングステーションおよび前記プライミングステーションに着脱自在に取り付け可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記スロットダイコーターのスロット幅が５０〜８０μｍの間である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記スロットダイコーターのエッジと前記基体との間の距離が５０〜２００μｍの間である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
基体に溶液コーティングする方法であって：
スロットダイコーターであって真空補助装置に隣接して配置されることでコーター組立体を形成するスロットダイコーター中に前記溶液を投入するステップと；
前記スロットダイコーターのエッジとプライミングロールの上面との間で第１の距離を確立するステップと；
前記基体をチャック上に搭載するステップと；
前記スロットダイコーターの前記エッジと前記基体の上面との間で第２の距離を確立するステップと；
前記溶液を前記スロットダイコーターから前記プライミングロール上に供給することによって前記スロットダイコーターのプライミングを行うステップと；
前記基体の上に前記第２の距離に前記スロットダイコーターを配置するステップと；
前記スロットダイコーターから前記溶液を前記基体にコーティングするステップと；
前記基体への溶液の流れを停止させるステップとを含む、方法。
【請求項６】
前記コーティングされた基体を前記チャックから取り外すステップと；
前記コーティング組立体をクリーニングステーションに移動させるステップとをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記コーティングステップ中に前記基体周囲に制御された真空環境を提供するステップをさらに含み、封止要素が前記コーター組立体とともに機能することで前記制御された真空環境が提供される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記溶液の少なくとも１つの成分が極性溶媒である、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記極性溶媒が水である、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記溶液が０．１％を超える固形分を有する懸濁液である、請求項９に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１１−５２３８９１（Ｐ２０１１−５２３８９１Ａ）
【公表日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１０６４２（Ｐ２０１１−５１０６４２）
【出願日】平成２１年５月１９日（２００９．５．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４４４８７
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１４３１３２
【国際公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１９日（２００９．５．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４４４８７
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１４３１３２
【国際公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]