CN100466333C - 转移方法和转移装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转移方法，其包括步骤：将包括支撑基体和提供在支撑基体上的转移层的供体基板放置在受体基板上，使转移层面对受体基板；将叠置的受体基板与供体基板之间的空间抽成真空；以及通过施加辐射线到处于抽成真空的气氛中的供体基板上，将转移层转移到受体基板上。

Description

转移方法和转移装置

技术领域

本发明涉及一种转移方法和在该方法中使用的转移装置，更具体地，涉及一种用于热转移有机电致发光(electroluminescence，EL)器件的发光层的转移方法和转移装置。

本发明包含与2005年4月27日提交至日本专利局的第JP 2005-128908号日本专利申请和2005年6月8日提交至日本专利局的第JP 2005-168018号日本专利申请有关的主题，将其全文并入文中供参考。

背景技术

全色彩显示装置中，对应于R(红)、G(绿)和B(蓝)色的有机电致发光器件布置在基板上。在此显示器件中，至少需要构图与各有机电致发光器件中的色彩相对应的发光层。

对发光层构图的一种方法是使用能量源(热源)的转移方法(热转移方法)。作为热转移方法的例子，日本待审专利申请公开第2004-200170号公开了一种接触方法，其中转移进行时，供体(donor)基板与受体(receptor)基板相互紧密接触，转移层存在于其间，以及日本待审专利申请公开第2004-79540号公开了一种分离方法，其中转移进行时，供体基板与受体基板相互分离。

热转移方法中使用的转移装置通常包括在其中进行转移操作的真空室，和施加辐射光线从而对放置在真空室中的受体基板加热的辐射源。例如，在真空室中提供可动式保持部件，以分别保持和垂直移动供体基板和受体基板。真空室中，用于供体基板的保持部件设置在用于受体基板的保持部件的上方，使得供体基板与受体基板相互面对。

在真空室的顶端提供尺寸小于供体基板的开口，和在开口的周边与真空室的上部内壁提供气密密封。供体基板封住开口，气密密封存在于其间，从而保持真空室的气密性。

辐射源设置在真空室的上方以对供体基板加热。例如，激光光源用作热源。激光光源由XY扫描器移动从而扫描激光的光点。

为了使用上述转移装置在接触热转移方法中形成有机电致发光器件的发光层，将受体基板和供体基板放入真空室中，并分别安装在相应的保持部件上，使得受体基板的有机层面对供体基板的转移层。

接着，利用闸式阀通过闭塞其顶端开口而从外部封闭真空室，和将真空室内的压力降低到真空状态。然后，向上移动用于供体基板的保持部件，从而供体基板从内部封住开口，和向上推动用于受体基板的保持部件，使受体基板接触供体基板。然后在闸式阀打开时，包括供体基板的真空室的上部被大气压从上方推动，因此，供体基板紧密接触受体基板。在此状态下在供体基板上方扫描激光的光点，从而将转移层转移到受体基板的预定区域上。

在分离式热转移法中执行转移的转移装置的基本构造与上述接触式热转移装置相同。供体基板和受体基板放入真空室中从而相互面对，一定空间存在于其间。然后，将真空室的内部抽真空，和施加激光到供体基板上，以将供体基板的转移层转移到受体基板上。

发明内容

然而，在上述接触转移法中，由于供体基板和受体基板是在彼此相对地放置于抽成真空的气氛中后接触，所以需要将用于移动供体基板和受体基板的可动式保持部件设置在真空室中。进一步，由于保持部件向上推动和保持基板对抗大气压，所以它们需要具有充分的强度以支撑负载。出于这个原因，真空室具有复杂的结构和大尺寸。而且，在供体基板与受体基板相互紧密接触时，外来物可能进入或者供体基板可能损坏。

在分离式转移法中，需要可动式保持部件和充分的空间，以独立地将供体基板和受体基板保持在真空室中。因此，真空室具有复杂的结构和大尺寸。

因此，按照本发明实施例的转移法包括以下步骤：将包括支撑底和提供在支撑底上的转移层的供体基板放置在受体基板上，使转移层面对受体基板；将受体基板与供体基板之间的空间抽真空；和施加辐射光线到处于抽成真空气氛中的供体基板上，将转移层转移到受体基板上。

在此转移法中，在将供体基板放置在受体基板上的工艺之后，将两个基板间的空间抽成真空。因此，用于移动供体基板和受体基板的可动式保持部件不需要设置在此方法中使用的真空室中。

按照本发明另一实施例的转移装置将提供在供体基板上的转移层转移到受体基板上。转移装置包括具有底座和在受体基板和供体基板叠置在底座上时容纳受体基板和供体基板的真空室；和设置在真空室上方以施加辐射光线到供体基板上的辐射源。真空室构造成通过底座和真空室的上部夹持受体基板和供体基板。将底座固定在一位置上从而夹持受体基板和供体基板。

在此转移装置中，要求真空室仅仅具有受体基板和供体基板叠置在其中的空间。因此，不同于公知的接触式转移装置，不需要提供用于叠置受体基板和供体基板以在真空室中相互面对的可动式保持部件。而且，也不需要提供用于分开保持供体基板和受体基板的可动式保持部件和空间。出于这个原因，简化了真空室的结构并减小了其容积。

附图说明

图1A和1B分别是剖面图和平面图，概略地示出了在按照本发明实施例的转移法中使用的受体基板；

图2A和2B分别是剖面图和平面图，概略地示出了在转移法中使用的供体基板；

图3是实施例中的转移装置的剖面图；

图4A和4B分别是剖面图和俯视图，解释了转移法；

图5A和5B是供体基板的示意图；以及

图6A、6B和6C是示出使用供体基板的转移法的示意图。

具体实施方式

下面参考附图详细说明本发明的实施例。

受体基板

首先，说明受体基板。图1A和1B分别是放大的剖面图和放大的平面图，示出了在本发明实施例中使用的受体基板10的主要部分。图1A是沿着图1B中IA-IA线截取的剖面图。

如图1A所示，薄膜晶体管(TFT)(未示出)形成在例如由玻璃制成的基体11上，然后在其上构图例如由铬(Cr)制成的多个下电极(正电极)12对应子像素A，同时在TFT与下电极12之间提供层间绝缘膜。接下来，例如，形成聚酰亚胺膜以覆盖下电极12，然后通过第一光刻工艺形成绝缘层13以便分开子像素A，绝缘层13在平面图中呈现格子状的形状。因此，将各自呈带状的子像素A以300μm/像素的节距P构图。

接着，通过第二光刻工艺构图绝缘层13的上表面，以形成基本上长方体形状的突起13a。在布置了子像素A的整个像素区上，突起13a形成在格子状绝缘层13的所有交叉点上，如图1B所示。在此情况下，绝缘层13的高度h是1μm，和突起13a的高度h’是2μm。

在下述的转移工艺中，当供体基板放置在受体基板10上时，突起13a作为间隔件。当供体基板放置在受体基板10上时，在受体基板10的绝缘层13与下文将说明的供体基板的发光层之间通过突起13a形成空间。所述空间与基板的外部连通。由于这个原因，可以在将基板彼此叠置之后将基板之间的空间抽成真空。

进一步，由于突起13a提供在受体基板10与供体基板之间，防止了当供体基板放置在受体基板10上时供体基板的发光层紧密接触子像素A。这使得有可能防止子像素A因紧密接触而受损和防止外来物自供体基板进入。而且，由于供体基板的发光层仅仅接触突起13a，因此它可以被再次使用。

尽管在本实施例中突起13a提供在格子状绝缘层13的所有交叉点上，它们并不一定要设置在全部交叉点上或者提供在交叉点上，只要供体基板与受体基板10之间的空间被抽成真空即可。进一步，突起13a并不一定提供在像素区中。例如，在像素区外侧的部分绝缘层13上，突起13a可以布置成框状。然而，优选地是在像素区内突起13a均等地间隔开，因为确保在整个像素区上受体基板10与供体基板之间的均等的间距，同时可靠地确保整个像素区上基板之间抽成真空的气氛。

接下来，在下电极12上，对所有R、G和B子像素共同地，例如通过蒸发形成具有25nm的厚度和由m-MTDATA[4，4，4-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺]制成的空穴注入层14。接着，在空穴注入层14上，对所有R、G和B子像素共同地，例如通过蒸发形成具有30nm的厚度和由α-NPD[4，4-二(N-1-萘基-N-苯基氨基)联苯]制成的空穴输运层15。

对准标记形成在基体11的角部，以作为与下面说明的激光发射单元对准的基准。

对准标记

对准标记用于在供体基板与受体基板10之间形成对准对应。当使用多个对准标记时，可以在供体基板与受体基板10之间形成多个对准对应。

例如，当在三个区域中转移转移层时，形成三对对准标记，如图5A所示。由于可以利用不同于第一转移操作中使用的第一对对准标记的第二对对准标记进行第二转移操作，所以即使使用相同的供体基板，也可以将不同区域的转移材料转移到第二受体基板上。

更加具体地，当供体基板划分成N数量的区域时(N是大于等于2的整数)，N数量区域的第一区中的转移层在第一转移操作中被转移到第一受体基板上，第二区中的转移层在第二转移操作中被转移到第二受体基板上。因此，在一个供体基板上提供的所有转移层可以通过N次转移操作转移到N数量的受体基板上(见图6A至6C)。

供体基板

现在说明供体基板。图2A和2B分别是剖面图和平面图，示意性地示出了本实施例中使用的供体基板20。

在具有与受体基板10几乎相同尺寸的玻璃支撑基体21上，通过溅射形成例如由铬(Cr)制成和具有200nm厚度的光热变换层(光吸收层)22。当在下面说明的转移工艺中将激光施加到供体基板20时，光热变换层22将施加的激光转化为热。

在光热变换层22上形成具有例如25nm厚度的发光层23。本实施例中，R、G和B发光层23由各自具有发光功能的不同有机化合物制成，通过使得在上述受体基板10上排列成矩阵的多个显示子像素R、G和B发光来进行色彩显示。也就是说，至少制备三个供体基板20以用于一个受体基板10。

红色发光层包含例如红色发光材料和电荷输送材料中的至少一种。红色发光材料可以是荧光或磷光性的。本实施例中，红色发光层具有约30nm的厚度，和由含有30％重量百分比的2，6-二[(4’-甲氧基二苯胺)苯乙烯基]-1，5-双氰基萘(BSN)的二(2-萘基)蒽(ADN)制成。

绿色发光层例如包含绿色发光材料和电荷输送材料中的至少一种。绿色发光材料可以是荧光或磷光性的。本实施例中，绿色发光层具有例如约30nm的厚度，由含有5％重量百分比的香豆素6的ADN制成。

蓝色发光层例如包含蓝色发光材料和电荷输送材料中的至少一种。蓝色发光材料可以是荧光或磷光性的。本实施例中，蓝色发光层具有例如约30nm的厚度，由含有2.5％重量百分比的4，4’-二[2-{4-(N，N-二苯胺基)苯基}乙烯基]联苯(DPAVBi)的ADN制成。

光热变换层22和发光层23提供在一区域中，使得当供体基板20放置在受体基板10上时它们不会覆盖提供在基体11(图1A)角部的对准标记。通过上述工序，制造出供体基板20。支撑基体21可以由膜形成。

转移装置

现在参考图3说明转移装置30。如图3所示，转移装置30包括可以容纳叠置的受体基板10和供体基板20的真空室31，和向容纳在真空室31中的供体基板20施加辐射线的激光发射单元40。

真空室31包括基体32和设置在基体32上的框状盖33，基体32例如由不锈钢制成并且形状类似具有上开口的容器，盖33例如由不锈钢制成。

基体32包括底座34，受体基板10和供体基板20叠置在底座34上。底座34与基体32的底部一体构成。基体32具有容纳叠置在底座34上的受体基板10和供体基板20的足够高度。

基体32的侧壁32b包括排气口35和泄漏口36，真空泵(未示出)连接到排气口35以对真空室31抽真空，真空室31中抽成真空的气氛通过泄漏口36释放。在排气口35处提供阀35a，在泄漏口36处提供阀36a。

优选地，侧壁32b提供为围绕叠置在底座34上的受体基板10和供体基板20，其间存在空间B。这种情况中，在下面说明的转移工艺期间，通过受体基板10的突起13a在受体基板10与供体基板20之间形成的空间可以连通空间B。通过对真空室31抽真空，基板之间的空间可通过空间B可靠地抽成真空。然而，优选空间B小，因为真空室31的容积可以减小。

框状盖33覆盖基体32，并形成真空室31的上部。定义盖33的框的开口33a的尺寸小于供体基板20。气密密封37提供在盖33面对基体32的表面(内壁)33b上，即，在表面33b的外周边并围绕开口33a。

真空室31中，基体32和盖33例如在盖33的一边连接。基体32和盖33通过提升盖33的另一边开放，和通过降低盖33封闭和锁住。尽管本实施例中基体32和盖33在盖33的一边连接，盖33可以是在基体32上可滑动的，并不一定连接到基体32。

真空室31中，叠置在底座34上的受体基板10和供体基板20通过底座34和盖33被夹持。也就是说，当盖33放置在供体基板20上和通过设置于其间的气密密封37放置在基体32上时，通过供体基板20封住开口33a，以及供体基板20、盖33和基体32形成气密空间，供体基板20设置在底座34上，其间具有受体基板10。当在这种状态下将真空室31抽成真空时，盖33被拉向真空室31的内部，和大气压从上方推供体基板20和盖33。结果是，叠置在底座34上的受体基板10和供体基板20通过底座34和盖33被夹持。

底座34被固定在一位置处以便夹持受体基板10和供体基板20。本实施例中，底座34通过于基体32的底部一体形成被固定。与公知的转移装置相比较，用于在真空室31中保持受体基板10的可动式保持部件不是必须的，和真空室31可以通过施加的大气压充分地支撑负载。因此，简化了真空室31的结构。

底座34的安装表面34a与基体32的底表面32a在平齐。安装表面34a与盖33的内表面33b之间的距离D基本等于叠置的受体基板10和供体基板20的厚度之和D’。由于定义真空室31的容积的高度(距离D)是叠置受体基板10和供体基板20所需的最小高度，与公知的转移装置比较，可减小真空室31的容积。然而在这种情况中，由于气密密封37通过对真空室31抽真空被挤压，因此气密密封37的厚度被确定为是可以忽略的。

用作发射辐射线的辐射源的激光发射单元40设置在真空室31的上方。激光发射单元40包括激光光源41和在激光光源41发射激光光斑时在XY方向上移动激光光源41的XY扫描器42。对准相机靠近激光光源41设置。该对准相机可以摄取提供在受体基板10上的对准标记的图像，和将激光光源41与受体基板10对准。

辐射源不限于激光光源41，例如可以是加热条或热头。在此情况下，热可直接加到供体基板20，因此可省略提供在供体基板20中的光热变换层22。

例如，三个转移装置30提供在外部的室50中以转移各色发光层23。优选地，外部的室50被惰性气体填充。这就防止了受体基板10在转移装置30中移动时包括发光层23的有机层由于暴露于空气中的水和氧而损坏。

作为一种改型，真空室31可以包括板状基体，和覆盖和封闭基体的盒状盖。或者，基体和盖可以一体构成，使得基板可从侧壁插入真空室31。进一步，可以在外部的室50的底部提供多个凹部以容纳受体基板10和供体基板20，和可以提供板状盖以封住凹部。

转移工艺

现说明转移工艺。首先，在外部的室50被惰性气体填充的状态下，将受体基板10放置在基体32的底座34上。这种情况下，具有下电极12的受体基板10的表面朝上，如图4A所示。由于空穴注入层14和空穴输运层15按此顺序叠置在下电极12上，如图1A所示，转移在空穴输运层15上进行。

接着，在具有发光层23的供体基板20的表面面对受体基板10的状态下，将供体基板20放置在受体基板10上。供体基板20被突起13a支撑。而且，与外部连通的空间C通过突起13a形成在受体基板10与供体基板20之间。这种情况下，如图4B的俯视图所示，可以通过供体基板20看见提供在受体基板10角部处的对准标记S。

受体基板10和供体基板20可以在叠置在被惰性气体填充的外部的室50之后被放置在底座34上。

然后，框状盖33被放置和锁在基体32和供体基板20上，其间存在气密密封37，如图3所示。由于盖33的开口33a被供体基板20阻塞，所以真空室31被封住。

此后，提供在排气口35处的阀35a打开以降低真空室31内部的压力。这种情况下，盖33被拉进真空室31中，真空室31被抽真空，其中盖33设置在基体32和供体基板20上，其间存在气密密封37。进一步，盖33和供体基板20被大气压从上方推向受体基板10，和受体基板10上的供体基板20在被突起13a支撑时被底座34和盖33夹持。

在此状态下，真空室31中的空间B处于真空，提供在受体基板10与供体基板20之间以连通空间B的空间C(见图4A)也处于真空。这种情况下，提供在供体基板20中的发光层23仅仅接触突起13a，因此防止了受损。由于这个原因，供体基板20也可用在第二和后续转移操作中。此外，由于供体基板20与受体基板10之间的紧密接触通过其间设置的突起13a得以防止，外来物不会进入受体基板10中的子像素A(图4A)，子像素A也可通过供体基板20防止受损。

接下来，受体基板10上的对准标记S(图4A)的图像被激光发射单元40的对准相机摄取，从而将受体基板10与激光光源41对准。此后，例如，具有800nm波长的红外激光的光斑从激光光源发射，和被供体基板20的光热变换层22吸收。利用吸收产生的热，红色发光层23被选择性地转移到受体基板10的空穴输运层15上。在此情况下，红外激光的光斑的宽度设定为100μm。

激光可以通过遮蔽掩模施加在供体基板20的整个表面上，遮蔽掩模具有与应当施加激光的部分对应的开口。

在完成转移操作后，排气口35的阀35a关闭，开启泄漏口36的阀36a以将真空室31内的压力增加到正常压力。接着，打开盖33，从受体基板10分离供体基板20，将受体基板10移向放置在抽成真空的气氛中的外部的室50中的蓝色和绿色转移装置30。接着，利用相应的供体基板20，通过类似的工艺转移蓝色发光层和绿色发光层。

此后，进行类似于有机电致发光器件的通常制造方法的工艺。即，在所有显示区，在发光层23上形成电子输运层。电子输运层具有约20nm的厚度，和由8-羟基喹啉铝(Alq3)制成。

接下来，通过真空沉积形成由氟化锂(LiF)制成和具有约0.3nm的厚度(沉积速率是0.01纳米/秒)的电子注入层，和通过真空沉积形成由镁银(MgAg)制成和具有10nm的厚度的负电极作为上电极。负电极形成为上公共电极。

绝缘性或导电性保护膜形成在上公共电极上。当保护膜绝缘时，它由无机非晶绝缘材料制成，例如非晶硅(α-Si)、非晶碳化硅(α-SiC)、非晶氮化硅(α-Si_1-xN_x)或非晶碳(α-C)。

当保护膜导电时，它由例如ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)制成。如果需要，将玻璃基板固定在保护膜上，其间存在紫外固化树脂。通过上述工序，完成显示器件的制造。

尽管在上述实施例中组成有机电致发光器件的有机层的发光层23通过热转移法形成，但是本发明不仅可应用于发光层23，而且可应用于其它有机层，例如空穴注入层14、空穴输运层15和电子输运层。

尽管在以上实施例中介绍了具有有机电致发光器件的上表面发射型显示器件的制造方法，本发明不限于此，还可应用于下表面发射型(透射型)显示器件。这种情况下，下电极12由高透明导电材料制成，例如ITO，和上电极由高反射导电材料制成。

尽管在上述实施例中下电极12是正电极和上电极是负电极，但是本发明也可应用于下电极是负电极和上电极是正电极的显示器件。

本领域技术人员应理解，依赖于设计要求和其它因素，可以发生各种变型、组合、次组合和改变，只要它们落在权利要求书或者其等同物的范围内。

Claims (6)

1.一种将提供在供体基板上的转移层转移到受体基板上的转移装置，所述转移装置包括:

具有底座的真空室，该真空室容纳所述受体基板和所述供体基板；以及

设置在所述真空室上方以施加辐射线到所述供体基板上的辐射源，

其中所述真空室构造成通过所述底座和所述真空室的上部夹持所述受体基板和所述供体基板，以及

其中所述底座固定在所述受体基板和所述供体基板叠置的位置处。

2.按照权利要求1的转移装置，其中所述底座具有与所述真空室的底面在平齐的安装表面，所述底面与所述真空室的上部的内表面之间的距离基本等于所述供体基板和所述受体基板的厚度和。

3.按照权利要求2的转移装置，其中所述真空室包括:

具有所述底座的基体；和

覆盖所述基体和形成所述真空室的所述上部的盖。

4.按照权利要求3的转移装置，其中所述盖是具有尺寸小于所述供体基板的开口的框，和

其中所述开口通过所述供体基板封住，所述供体基板放置在所述底座上，其间存在所述受体基板，从而密封空间通过所述供体基板、所述盖和所述基体形成。

5.一种转移方法，其使用权利要求1所述的将提供在供体基板上的转移层转移到受体基板上的转移装置，所述转移方法包括以下步骤:

将包括支撑基体和提供在所述支撑基体上的转移层的供体基板放置在受体基板上，使所述转移层面对所述受体基板；

将所述受体基板与所述供体基板之间的空间抽成真空；以及

通过施加辐射线到处于抽成真空的气氛中的供体基板上，将所述转移层转移到所述受体基板上。

6.按照权利要求5的转移方法，其中所述受体基板具有支撑放置在所述受体基板上的所述供体基板和形成所述供体基板与所述受体基板之间的空间的突起，所述空间连通外部。

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