JP2008288017A - 有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写用基板の表面に水分、酸素、有機物などの汚染物質が存在した状態で、転写用基板に転写層を形成したり、この転写層をレーザー熱転写法により素子形成用基板に転写したりすると、素子形成用基板に転写される転写層に汚染物質が残留してしまう。
【解決手段】転写用基板の作製工程Ｓ１で転写用基板に形成された転写層を、有機ＥＬ素子の第１成膜工程Ｓ２を終えた素子形成用基板にレーザー熱転写法によって転写する転写工程Ｓ３を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、転写用基板の作製工程Ｓ１で転写用基板に転写層を形成する前に、レーザー光の照射によって転写用基板を加熱するレーザー加熱処理を少なくとも含む前処理を行なってから、転写層を形成するようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置の製造方法に関し、特に、レーザー熱転写法を用いて転写層を基板に転写する工程を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。

近年、自発光の薄型表示装置として、有機電界発光素子である有機ＥＬ(Electro Luminescence)素子を用いた有機ＥＬ表示装置の開発が進められている。有機ＥＬによってフルカラーを表示する方式としては各種方式が提案されているが、代表的な方式としてはＲＧＢ３色の発光素子をマスク蒸着プロセスによってパターニングする方式が挙げられる。

しかしながら、マスク蒸着方式はマスクのアライメント精度などの点から大型高精細の表示素子に対応するには技術上あるいは生産効率上の問題がある。そこで、有機ＥＬ表示装置の新たなパターン形成方法として、エネルギー源（熱源）を用いた転写法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。

公知の熱転写法では、まず、転写用基板上に蒸着法、スピンコート法、印刷法などによって薄膜層を形成し、この薄膜層付きの転写用基板を素子形成用基板に取り付ける。次に、転写用基板側からレーザー光や熱などのエネルギーを加えた後、薄膜層の一部又は全部を残して転写用基板上の有機層を剥離することにより、転写用基板側に形成されている有機膜を素子形成用基板側に転写する。

こうした熱転写法の利点は、転写用基板上に有機層を形成するときには特にパターニングの必要がなく、転写用基板の全面に有機層を形成すればよいことである。そして、転写時に熱源の照射された部分だけが転写用基板から素子形成用基板に転写されることになり、蒸着法のようなシャドウマスクを用いることなく高精細な有機膜のパターンを素子形成基板上に形成することができる。したがって、熱転写法は、有機ＥＬ素子を画素発光部に用いる表示パネルを作製する上で有効な方法である。

有機ＥＬ素子を転写法で作製する場合には、転写用基板上に少なくとも発光層を含む有機層を形成したものを、第１電極が形成された素子形成用基板上に熱源を用いて転写し、その転写後に有機層上に第２電極を形成すればよい。熱転写法に用いる熱源としては、局所的に高エネルギーを供給できる点から、レーザーが好適に用いられる。また、レーザービームの径を絞り込んでスキャンすると、非常に精度良くラインパターンを形成することができ、高精細化が可能となる。

このレーザー熱転写法に用いる転写用基板の作製方法としては、好適には例えばガラス基板にＣｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）などの光吸収性をもつ金属層を、例えばスパッタリングなどの方法で成膜して光吸収層とし、この光吸収層の上面に少なくとも発光層を含む有機層を真空蒸着法などの方法によって形成する。また、光吸収層上に、アモルファス窒化シリコンなどの保護膜を、ＣＶＤ(chemical vapor deposition)法などの成膜方法で形成しておくと、光吸収層の変質や汚染等を防止できるため、より好適である。

また、光吸収層と有機発光材料層とを真空蒸着法にて連続的に成膜する方式も提案されている。しかし、光吸収層として好適な特性を有するＣｒ、Ｍｏなどの材料を成膜する方法としてはスパッタリング法が優れており、また有機発光層を成膜する方法としては真空蒸着法が優れている。したがって好適な転写用基板を作製するには、スパッタリングチャンバーから真空蒸着チャンバーへと転写用基板を移送する必要がある。また。生産プロセスフローによっては光吸収層を成膜した転写用基板を仕掛り状態で保管しておく場合もあり得る。このため、有機層を成膜する光吸収層の表面が、例えば水分、酸素、有機物等の汚染物質によって汚染される可能性がある。

このような汚染物質が転写用基板の表面（光吸収層又はその上の保護膜など）に存在した状態で有機層の成膜や転写のプロセスを行なった場合は、素子形成用基板に転写された有機発光層にも汚染物質が残留することになる。このため、発光素子の発光効率や信頼性の低下を招いてしまう。なかでも、水分や酸素などの汚染物質が、素子形成用基板に転写された有機発光層に残留すると、発光効率や信頼性の低下が顕著になる。よって、転写用基板の構成要素として、水分含有量の少ないものを用いる発明（特許文献３を参照）や、転写工程を含む有機ＥＬ表示装置の製造を、低水分濃度雰囲気や低酸素濃度雰囲気にて行なう発明が報告されている（特許文献４を参照）。

特開平１０−２０８８８１号公報 特開２００２−１１０３５０号公報 特開２００４−３４９２６０号公報 特開２００４−７９３１７号公報

しかしながら、たとえ転写用基板の構成要素の水分含有量が少なくても、基板表面に吸着した水分は容易には除去できない。また、転写工程を低水分濃度雰囲気や低酸素濃度雰囲気にて行なうのは、有機ＥＬ発光素子の効率や信頼性の低下を避けるために、最も注意するべきであるが、そもそも転写用基板の表面に吸着した水分や酸素を除去しない限り、そのような雰囲気を実現することは実質的に困難である。その理由は、転写工程で転写用基板を加熱すると、大量の水分や酸素が転写用基板から脱離し、それらが素子形成用基板に転写された有機発光層中に残留する量は、マクロの転写環境の水分濃度や酸素濃度から考えられるより、相当量多くなるからである。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、転写用基板に形成された転写層を有機ＥＬ素子の素子形成用基板にレーザー熱転写法によって転写する工程を有するもので、転写用基板に転写層を形成する前に、レーザー光の照射によって転写用基板を加熱するレーザー加熱処理を少なくとも含む前処理を行なってから、転写層を形成するものである。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法においては、転写用基板に転写層を形成するにあたり、その前処理として、転写用基板をレーザー加熱処理することにより、転写用基板の表面から水分、酸素、有機物などの汚染物質が効果的に除去される。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法よれば、転写用基板の表面から水分、酸素、有機物などの汚染物質を取り除いた状態で、転写用基板に転写層を形成することができる。このため、転写用基板に形成された転写層を有機ＥＬ素子の素子形成用基板にレーザー熱転写法によって転写する際に、素子形成用基板への汚染物質の転移を防止することができる。その結果、有機ＥＬ素子の発光特性や信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜有機ＥＬ表示装置の構成＞
図１は本発明で製造対象とする有機ＥＬ表示装置の構成例を示す断面図である。図示した有機ＥＬ表示装置１は複数（多数）の有機ＥＬ素子２を用いて構成されるものである。有機ＥＬ素子２は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の発光色の違いで単位画素ごとに区分されている。ただし、図１では、そのうちの１つだけを示している。

有機ＥＬ素子２は素子形成用基板３を用いて構成されている。素子形成用基板３上には、図示しないスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ）とともに、下部電極４、絶縁層５、有機層６及び上部電極７が順に積層されている。さらに、上部電極７は保護層８によって覆われ、この保護層８の上に接着層９を介して対向基板１０が配置されている。

素子形成用基板３と対向基板１０は、それぞれ透明なガラス基板によって構成されるものである。有機ＥＬ素子２と対向基板１０は、それら２枚の基板の間に、下部電極４、絶縁層５、有機層６、上部電極７、保護層８、接着層９を挟み込むかたちで、互いに対向する状態に配置されている。

下部電極４及び上部電極７は、一方がアノード電極となり、他方がカソード電極となる。下部電極４は、有機ＥＬ表示装置１が上面発光型である場合には高反射性材料で構成され、有機ＥＬ表示装置１が透過型である場合は透明材料で構成される。

ここでは、一例として、有機ＥＬ表示装置１が上面発光型で、下部電極４がアノード電極である場合を想定している。この場合、下部電極４は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ)、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、プラチナ（Ｐｔ）さらには金（Ａｕ）のように、反射率の高い導電性材料、又はその合金で構成される。

なお、有機ＥＬ表示装置１が上面発光型で、下部電極４がカソード電極である場合は、下部電極４は、アルミニウム（Ａｌ）,インジウム（Ｉｎ）,マグネシウム（Ｍｇ）−銀(Ａｇ)合金,リチウム(Ｌｉ)−フッ素(Ｆ)化合物、リチウム-酸素（Ｏ）化合物のように、仕事関数が小さく、かつ、光反射率の高い導電性材料で構成される。

また、有機ＥＬ表示装置１が透過型で、下部電極４がアノード電極である場合は、ＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ)やＩＺＯ（Ｉｎｉｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）のように、透過率の高い導電性材料で下部電極４を構成する。また、有機ＥＬ表示装置１が透過型で、下部電極４がカソード電極である場合は、仕事関数が小さく、かつ、光透過率の高い導電性材料で下部電極４を構成する。

絶縁層５は、下部電極４の周辺部を覆う状態で素子形成用基板３の上面に形成されている。絶縁層５には単位画素ごとに窓が形成されており、この窓の開口部分で下部電極４が露出している。絶縁層５は、例えばポリイミドやフォトレジスト等の有機絶縁材料や、酸化シリコンのような無機絶縁材料を用いて形成されるものである。

有機層６は、例えば図２に示すように、素子形成用基板３側から順に、正孔注入層６１、正孔輸送層６２、発光層６３及び電子輸送層６４を積層した４層の積層構造を有するものである。

正孔注入層６１は、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ〔4,4,4 -tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine〕によって形成されるものである。正孔輸送層６２は、例えば、α−ＮＰＤ[4,4-bis(N-1-naphthyl-N-phenylamino)biphenyl]によって形成されるものである。なお、材料はこれに限定されず、例えばベンジジン誘導体、スチリルアミン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの正孔輸送材料を用いることができる。また、正孔注入層６１及び正孔輸送層６２は、それぞれ複数層からなる積層構造であってもよい。

発光層６３は、ＲＧＢの色成分ごとに異なる有機発光材料によって形成されるものである。具体的には、赤色発光層６３ｒは、例えば、ホスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料として２，６≡ビス［（４’≡メトキシジフェニルアミノ）スチリル］≡１，５≡ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０重量％混合したものにより構成される。緑色発光層６３ｇは、例えば、ホスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料としてクマリン６を５重量％混合したものにより構成される。青色発光層６３ｂは、例えば、ゲスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料として４，４’≡ビス［２≡｛４≡（Ｎ，Ｎ≡ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）を２．５重量％混合したものにより構成される。各色の発光層６３ｒ，６３ｇ，６３ｂは、例えば図３に示す画素の色配列に応じてマトリクス状に配置される。

電子輸送層６４は、例えば、８≡ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）によって形成されるものである。

上部電極７は、有機ＥＬ表示装置１が上面発光型である場合は、透明又は半透明の導電性材料で構成され、有機ＥＬ表示装置１が透過型である場合は、高反射性材料で構成される。

以上の素子形成用基板３、下部電極４、絶縁層５、有機層６、上部電極７により、有機ＥＬ素子２（赤色有機ＥＬ素子２ｒ、緑色有機ＥＬ素子２ｇ、青色有機ＥＬ素子２ｂ）が構成されている。

保護層８は、上部電極７や有機層６への水分の到達を防止するなどの目的で形成されるものである。このため、保護層８は、透水性及び吸水性の低い材料を用いて十分な膜厚で形成される。また、保護層８は、有機ＥＬ表示装置１が上面発光型である場合には、有機層６で発光させた光を透過させる必要があるため、例えば８０％程度の光透過率を有する材料で構成される。

また、上部電極７を金属薄膜で形成し、この金属薄膜の上に直接、絶縁性の保護層８を形成するものとすると、保護層８の形成材料として、無機アモルファス性の絶縁性材料、例えばアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、アモルファス炭化シリコン（α−ＳｉＣ）、アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ1-x Ｎx ）、さらにはアモルファスカーボン（α−Ｃ）等を好適に用いることができる。このような無機アモルファス性の絶縁性材料は、グレインを構成しないため透水性が低く、良好な保護層８となる。

接着層９は、例えばＵＶ（紫外線）硬化型樹脂によって形成されるものである。接着層９は、対向基板１０を固着させるためのものである。

なお、ここでの図示は省略したが、このような構成の有機ＥＬ表示装置１にカラーフィルタを組み合わせて設ける場合には、ＲＧＢの各色に対応する有機ＥＬ素子２ｒ，２ｇ，２ｂから発せられる発光のスペクトルのピーク波長近傍の光のみを透過するカラーフィルタを、各色の有機ＥＬ素子２ｒ，２ｇ，２ｂの光取り出し面側に設けることとする。

＜有機ＥＬ表示装置の製造方法＞
本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、大きくは、図４に示すように、「転写用基板の作製工程：Ｓ１」と、「素子形成用基板の第１成膜工程：Ｓ２」と、「転写工程：Ｓ３」と、「素子形成用基板の第２成膜工程：Ｓ４」と、「封止工程：Ｓ５」とを有するものである。ここでは、各々の単位画素に共通の有機層となる正孔注入層６１、正孔輸送層６２及び電子輸送層６４をそれぞれ素子形成用基板３にベタで成膜し、単位画素ごとに区分される発光層６３（６３ｒ，６３ｇ，６３ｂ）をレーザー熱転写法で素子形成用基板３に塗る分ける構成の有機ＥＬ表示装置１の製造方法について説明する。

（転写用基板の作製工程：Ｓ１）
まず、図５に示すように、透明なガラス基板からなる転写用基板１３の表面に、光吸収性の金属層からなる光吸収層１４を形成する。ここでは、後述する「転写工程」で素子形成用基板３に貼り合わせられる貼り合わせ面を転写用基板１３の表面とし、その反対側（裏側）の面を転写用基板１３の裏面と定義する。光吸収層１４は、転写用基板１３上に形成された転写層をレーザー転写方式で素子形成用基板３に転写するにあたって、光源から照射されるレーザー光を吸収して熱エネルギーに変換するものである。光吸収層１４は、例えば、スパッタリング法によってクロムを２００ｎｍ（ナノメートル）の膜厚で形成する。光吸収層１４はモリブデンで形成してもよい。

こうして光吸収層１４を形成済みの転写用基板１３を用意したら、この転写用基板１３に転写層を形成する前に、転写用基板１３を前処理する。転写用基板１３の前処理としては、少なくともレーザー加熱処理を行なうものとする。レーザー加熱処理とは、レーザー光の照射によって転写用基板１３を加熱する処理である。すなわち、レーザー光を転写用基板１３に照射することにより、当該転写用基板１３を加熱する。このレーザー加熱処理は、転写用基板１３を均一に加熱するために、連続発振レーザー光を用いて行なうことが望ましい。レーザー光の照射は、転写用基板１３の表面側及び／又は裏面側から行なう。レーザー加熱処理に適用する処理条件（例えば、レーザー光のスポットサイズやレーザー出力など）は、転写工程のレーザー熱転写法に適用する処理条件と同じ条件とするのが望ましいものの、本発明はこれに限定されるものではない。

また、転写用基板１３の前処理としては、上述したレーザー加熱処理だけでなく、例えば、酸素プラズマ処理、ＵＶオゾン処理、ベーク処理及びアルゴンプラズマ処理から選択される１つの処理と、レーザー加熱処理とを組み合わせて行なってもよい。具体的には、酸素プラズマ処理とレーザー加熱処理を順に行なってもよいし、ＵＶオゾン処理とレーザー加熱処理を順に行なってもよい。また、ベーク処理とレーザー加熱処理を順に行なってもよいし、アルゴンプラズマ処理とレーザー加熱処理を順に行なってもよい。また、２つの処理の組み合わせでは、レーザー加熱処理を先に行なってから、酸素プラズマ処理、ＵＶオゾン処理、ベーク処理又はアルゴンプラズマ処理を行ってもよい。さらに、酸素プラズマ処理、ＵＶオゾン処理、ベーク処理及びアルゴンプラズマ処理から選択される複数の処理を、レーザー加熱処理と組み合わせて行なってもよい。

次に、上記の前処理を終えた転写用基板１３をグローブボックス装置に収納し、このグローブボックス装置の収納したままの状態、つまり大気に曝すことなく、転写用基板１３を真空蒸着装置に導入する。そして、真空蒸着装置を用いて転写用基板１３に、転写層となる発光層１５を形成する。発光層１５は、光吸収層１４を覆うようにベタ（広い板状）に成膜する。この発光層１５は、最終的に素子形成用基板３上に形成される発光層６３の元になる薄膜層である。発光層１５の厚さは、例えば３０ｎｍとする。

素子形成用基板３上に単位画素ごとに赤色発光層６３ｒ、緑色発光層６３ｇ及び青色発光層６３ｂを形成する場合は、少なくとも３枚の転写用基板１３を用いて、各色の発光層６３ｒ，６３ｇ，６３ｂを別々に形成する。また、発光層１５の形成材料には、発光色に適合した材料（有機化合物）を用いる。すなわち、発光色が赤色であれば、赤色発光に適した有機発光材料を用い、発光色が緑色であれば、緑色発光に適した有機発光材料を用い、発光色が青色であれば、青色発光に適した有機発光材料を用いる。各色の発光材料は、蛍光性のものでも燐光性のものでもよい。また、発光層１５の厚みは、例えば３０ｎｍとする。

（素子形成用基板の第１成膜工程：Ｓ２）
まず、ガラス基板からなる素子形成用基板３を用意したら、この素子形成用基板３上に導電性材料の成膜により下部電極４を形成するとともに、単位画素の配列に合わせて下部電極４をパターニングする。下部電極４の厚さは、例えば１００〜２００ｎｍとする。

次に、上記の下部電極４を覆う状態で素子形成用基板３上に例えば酸化シリコンをスパッタリング法により成膜することにより絶縁層５を形成するとともに、この絶縁層５をリソグラフィ法によって開口させることにより、単位画素領域で下部電極４の表面を露出させる。絶縁層５の厚みは、例えば２μｍとする。

次に、上記の絶縁層５とその開口部分で露出する下部電極４を覆う状態で素子形成用基板３上に例えばｍ−ＭＴＤＡＴＡを蒸着することにより正孔注入層６１を形成する。正孔注入層６１の厚さは、例えば２５ｎｍとする。

次に、上記の正孔注入層６１を覆う状態で素子形成用基板３上に例えばα−ＮＰＤを蒸着することにより正孔輸送層６２を形成する。正孔輸送層６２の厚さは、例えば３０ｎｍとする。なお、ここでは図示を省略するが、正孔輸送層６２の上に発光層６３と同じ組成の材料を蒸着することにより発光補助層を形成してもよい。

（転写工程：Ｓ３）
まず、上記の「転写用基板の作製工程：Ｓ１」で得られた転写用基板１３と、上記の「素子形成用基板の第１成膜工程：Ｓ２」で得られた素子形成用基板３とを用意したら、それらの基板を有機層同士（発光層１５と正孔輸送層６２）が向かい合うかたちで密着状態に配置することにより、素子形成用基板３と転写用基板１３を貼り合わせる。こうした基板の貼り合わせは、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気で行なうことが好ましい。

また、素子形成用基板３と転写用基板１３を貼り合わせた後、それらの基板間を真空引きすることにより、基板同士を確実に密着させることができる。ただし、素子形成用基板３上においては、絶縁層５が正孔注入層６１や正孔輸送層６２よりも十分に厚く形成されているため、各々の単位画素部分には、絶縁層５の厚さ相当（約２μｍ）の隙間が確保される。

次に、転写用基板１３の裏面側から例えば波長８００ｎｍの赤外レーザー光を照射して光吸収層１４に吸収させ、そこで変換された熱エネルギーを利用して、発光層１５の一部を転写用基板１３から素子形成用基板３に選択的に転写する。このとき、素子形成用基板３に転写される発光層１５の転写パターンは、転写用基板１３の基板面内におけるレーザー光の照射位置に依存したものとなる。発光層１５の転写を終えたら、素子形成用基板３から転写用基板１３を分離する。これにより、素子形成用基板３上の単位画素部分に発光層６３が形成される。ただし、１枚の転写用基板１３には１色分の発光層１５しか形成されていない。このため、素子形成用基板３上にＲＧＢの発光層６３ｒ，６３ｇ，６３ｂを形成する場合は、それらの３色（３枚の転写用基板１３）について上記同様の作業を繰り返す。

ちなみに、レーザー熱転写法で発光層１５を転写するのに先立って、上述のように基板間を真空引きすると、基板同士の密着性が高まるため、転写のパターニング精度が良好になる。また、レーザーによる有機層の熱転写は、大気圧中でも可能であるが、真空中で行なうことが望ましい。真空中で熱転写を行なうことにより、より低エネルギーのレーザー光を使用した転写が可能になり、転写される発光層に与えられる熱的な悪影響を軽減することができるためである。さらに、一連の転写工程を真空雰囲気や不活性ガス雰囲気で行なえば、素子の劣化を防止することができる。

（素子形成用基板の第２成膜工程：Ｓ４）
まず、上記の「転写工程：Ｓ３」で得られた素子形成用基板３を用いて、正孔輸送層６２及び発光層６３を覆う状態で素子形成用基板３上に電子輸送層６４を形成する。電子輸送層６４は、例えば、８≡ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）を真空蒸着法により表示領域の全域にベタで成膜することにより形成する。ここで記述する表示領域とは、複数の単位画素がマトリクス状に配列される矩形の領域をいう。電子輸送層６４の厚さは、例えば２０ｎｍとする。

次に、上記の電子輸送層６４を覆う状態で素子形成用基板３上に上部電極７を形成する。上部電極７は、例えば、ＬｉＦを真空蒸着法により約０．３ｎｍ（蒸着速度〜０．０１ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で形成し、次いで、Ｍｇ-Ａｇ合金を真空蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成することにより、２層の導電層として形成する。

（封止工程：Ｓ５）
まず、上記の「素子形成用基板の第２成膜工程：Ｓ４」で得られた素子形成用基板３を用いて、上部電極７を覆う状態で素子形成用基板３上に保護層８を形成する。保護層８は、上部電極７の上に絶縁性材料又は導電性材料を成膜することにより形成する。その際、下地に対して影響を及ぼすことのない程度に、成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法、例えば蒸着法やＣＶＤ法によって保護層８を形成するとよい。

保護層８を導電性材料で形成する場合には、ＩＴＯやＩＸＯのような透明導電性材料を用いる。また、例えば、アモルファス窒化シリコンで保護層８を形成する場合は、ＣＶＤ法によって２〜３μｍの膜厚に形成する。ただし、その場合は有機層６の劣化による輝度の低下を防止するため成膜温度を常温に設定し、さらに、保護層８の剥がれを防止するために膜のストレスが最小になる条件で成膜することが望ましい。また、保護層８の形成は、上部電極７を大気に暴露することなく、上部電極７の形成と同一の薄膜形成装置内で連続して行なうことが望ましい。これにより、大気による上部電極７および有機層６の劣化を防止することができる。

次に、上記の保護層８を覆う状態で素子形成用基板３上に接着層９を形成する。接着層９は、例えば、保護層８の上にスピンコート法によってＵＶ硬化型樹脂を塗布することにより、絶縁層５の開口による段差を平坦化するかたちで形成する。

次に、素子形成用基板３上に接着層９を介して対向基板１０を固着し、有機ＥＬ表示装置１を完成させる。有機ＥＬ表示装置１が上面発光型で、これにカラーフィルタを組み合わせる場合は、予め対向基板１０にカラーフィルタを形成しておく。

以上説明したように、「転写用基板の作製工程：Ｓ１」において、光吸収層１４を形成済みの転写用基板１３に転写層となる発光層１５を形成する場合に、その前処理として、少なくともレーザー加熱処理を行なうことにより、それまで転写用基板１３に付着していた水分、酸素、有機物などの汚染物質が、レーザー光の照射に伴う熱エネルギーによって効果的に除去される。このため、転写用基板１３の表面から水分、酸素、有機物などの汚染物質を取り除いた状態で、転写用基板１３に発光層１５を形成することができる。

これにより、「転写工程」において、転写用基板１３に形成された発光層１５をレーザー熱転写法によって素子形成用基板３に転写する場合に、転写用基板１３の裏面側からレーザー光を照射しても、予め上記前処理でのレーザー光の照射によって汚染物質が除去されているため、転写用基板１３から素子形成用基板３への汚染物質の転移を防止することができる。このため、レーザー熱転写法によって素子形成用基板３に転写される発光層６３に残留する汚染物質の量が大幅に低減し、素子形成用基板３上に良質な発光層６３を形成することができる。

続いて、本発明の具体的な実施例と比較例につき、有機ＥＬ表示装置１の製造手順とその評価結果を説明する。

（比較例１）
まず、転写用基板を作製するにあたって、ガラス基板からなる転写用基板１３上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層１４をスパッタリング法により成膜した。次に、転写用基板１３を真空蒸着装置に導入して転写用基板１３上に３０ｎｍの厚みで発光層１５を形成した。この比較例１では、発光層１５の形成材料として、青色発光層６３ｂに適用される青色発光材料を用いた。また、青色発光材料としては、ホスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料としてＤＰＡＶＢｉを２．５重量％混合したものを用いた。

一方、有機ＥＬ素子２を作製するにあたっては、ガラス基板からなる素子形成用基板３上に、アルミニウム合金層であるＡＰＣ(Ag-Pd-Cu)層（膜厚１２０ｎｍ）上に、透明導電層としてＩＴＯ層（膜厚１０ｎｍ）を成膜することにより、２層構造で下部電極４を形成した。次に、下部電極４の周縁を覆う状態で酸化シリコンの絶縁層５をスパッタリング法により約２μｍの厚さで成膜した後、リソグラフィー法により下部電極４を露出させ、画素領域とした。その表面の上に、正孔注入層として、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを２５ｎｍの膜厚で蒸着した。次に、正孔輸送層として、α−ＮＰＤを３０ｎｍの膜厚で蒸着した。その上に、発光補助層として、転写用基板１３で発光層１５の形成に使用した発光材料と同じ組成の膜を５ｎｍの厚さで蒸着した。

次に、上記の素子形成用基板３と転写用基板１３を有機層同士が向き合うかたちで配置し、真空中で密着させた。両基板は、絶縁層５の厚さによって、約２μｍの小さな間隙が維持される。次に、素子形成用基板３の画素領域に相対する配置において、波長８００ｎｍの赤外レーザー光線を転写用基板１３の裏面側から照射することにより、転写用基板１３から素子形成用基板３に発光層１５を転写させた。その際、レーザー光のスポットサイズは、３００μｍ×１０μｍとした。レーザー光線は、該光線の長手寸法に対して直交する方向において走査した。レーザー光のエネルギー密度は、２．６×１０^-3ｍＪ／μｍ²とした。

次に、素子形成用基板３上に電子輸送層６４として、８≡ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）を厚さ２０ｎｍで成膜した。次に、上部電極７として、ＬｉＦを真空蒸着法により約０．３ｎｍ（蒸着速度〜０．０１ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で形成し、かつ、Ｍｇ−Ａｇ合金を真空蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成した。

（比較例２）
転写用基板を作製するにあたって、ガラス基板からなる転写用基板１３上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層１４をスパッタリング法により成膜した後、転写用基板１３を３分間にわたって酸素プラズマ処理してから、転写用基板１３上に３０ｎｍの厚みで発光層１５を形成した。そして、上述のように転写用基板１３を酸素プラズマ処理する以外は、上記比較例１と同様の手順で有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例３）
転写用基板を作製するにあたって、ガラス基板からなる転写用基板１３上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層１４をスパッタリング法により成膜した後、転写用基板１３を８０℃で１０分にわたってＵＶオゾン処理してから、転写用基板１３上に３０ｎｍの厚みで発光層１５を形成した。そして、上述のように転写用基板１３をＵＶオゾン処理する以外は、上記比較例１と同様の手順で有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例４）
転写用基板を作製するにあたって、ガラス基板からなる転写用基板１３上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層１４をスパッタリング法により成膜した後、転写用基板１３を２００℃の温度で３０分間にわたってベーク処理してから、転写用基板１３上に３０ｎｍの厚みで発光層１５を形成した。そして、上述のように転写用基板１３をベーク処理する以外は、上記比較例１と同様の手順で有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例５）
転写用基板を作製するにあたって、ガラス基板からなる転写用基板１３上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層１４をスパッタリング法により成膜した後、転写用基板１３を３分間にわたってアルゴンプラズマ処理してから、転写用基板１３上に３０ｎｍの厚みで発光層１５を形成した。そして、上述のように転写用基板１３をアルゴンプラズマ処理する以外は、上記比較例１と同様の手順で有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例１）
転写用基板を作製するにあたって、ガラス基板からなる転写用基板１３上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層１４をスパッタリング法により成膜した後、転写用基板１３の前処理として、転写用基板１３をレーザー加熱処理してから、転写用基板１３上に３０ｎｍの厚みで発光層１５を形成した。そして、上述のように転写用基板１３をレーザー加熱処理する以外は、上記比較例１と同様の手順で有機ＥＬ素子２を作製した。

また、上記のレーザー加熱処理では、転写層となる発光層１５を形成する前の転写用基板１３を単独で真空中に保持した状態で、波長８００ｎｍの赤外レーザー光線を転写用基板１３の裏側から照射し、これによって光吸収層１４を加熱することにより行なった。その際、レーザー光のスポットサイズは、３００μｍ×１０μｍとした。レーザー光線は、該光線の長手寸法に対して直交する方向において走査した。レーザー光のエネルギー密度は、２．６×１０^-3ｍＪ／μｍ²とした。また、レーザー光の走査間隔を適当に調整することにより、転写用基板１３の必要部分全体に加熱処理が行われるようにした。この前処理工程で適用するレーザ光の照射条件は、後に転写用基板１３上に成膜された発光層１５をレーザー熱転写法によって素子形成用基板３に転写する場合と同じ条件にしている。

（実施例２）
転写用基板を作製するにあたって、ガラス基板からなる転写用基板１３上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層１４をスパッタリング法により成膜した後、転写用基板１３の前処理として、転写用基板１３を３分間にわたって酸素プラズマ処理し、さらに転写用基板１３を上記実施例１と同じ条件でレーザー加熱処理してから、転写用基板１３上に３０ｎｍの厚みで発光層１５を形成した。そして、上述のように転写用基板１３を酸素プラズマ処理及びレーザー加熱処理する以外は、上記比較例１と同様の手順で有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例３）
転写用基板を作製するにあたって、ガラス基板からなる転写用基板１３上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層１４をスパッタリング法により成膜した後、転写用基板１３の前処理として、転写用基板１３を８０℃で１０分にわたってＵＶオゾン処理し、さらに転写用基板１３を上記実施例１と同じ条件でレーザー加熱処理してから、転写用基板１３上に３０ｎｍの厚みで発光層１５を形成した。そして、上述のように転写用基板１３をＵＶオゾン処理及びレーザー加熱処理する以外は、上記比較例１と同様の手順で有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例４）
転写用基板を作製するにあたって、ガラス基板からなる転写用基板１３上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層１４をスパッタリング法により成膜した後、転写用基板１３の前処理として、転写用基板１３を２００℃の温度で３０分間にわたってベーク処理し、さらに転写用基板１３を上記実施例１と同じ条件でレーザー加熱処理してから、転写用基板１３上に３０ｎｍの厚みで発光層１５を形成した。そして、上述のように転写用基板１３をベーク処理及びレーザー加熱処理する以外は、上記比較例１と同様の手順で有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例５）
転写用基板を作製するにあたって、ガラス基板からなる転写用基板１３上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層１４をスパッタリング法により成膜した後、転写用基板１３の前処理として、転写用基板１３を３分間にわたってアルゴンプラズマ処理し、さらに転写用基板１３を上記実施例１と同じ条件でレーザー加熱処理してから、転写用基板１３上に３０ｎｍの厚みで発光層１５を形成した。そして、上述のように転写用基板１３をアルゴンプラズマ処理及びレーザー加熱処理する以外は、上記比較例１と同様の手順で有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例６）
発光層１５の形成材料として、緑色発光層６３ｇに適用される緑色発光材料を用いる以外は、上記比較例１と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。また、緑色発光材料としては、ホスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料としてクマリン６を５重量％混合したものを用いた。この緑色発光材料は、後述する比較例７〜１０及び実施例６〜１０でも用いた。

（比較例７）
発光層１５の形成材料として、緑色発光層６３ｇに適用される緑色発光材料を用いる以外は、上記比較例２と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例８）
発光層１５の形成材料として、緑色発光層６３ｇに適用される緑色発光材料を用いる以外は、上記比較例３と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例９）
発光層１５の形成材料として、緑色発光層６３ｇに適用される緑色発光材料を用いる以外は、上記比較例４と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例１０）
発光層１５の形成材料として、緑色発光層６３ｇに適用される緑色発光材料を用いる以外は、上記比較例５と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例６）
発光層１５の形成材料として、緑色発光層６３ｇに適用される緑色発光材料を用いる以外は、上記実施例１と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例７）
発光層１５の形成材料として、緑色発光層６３ｇに適用される緑色発光材料を用いる以外は、上記実施例２と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例８）
発光層１５の形成材料として、緑色発光層６３ｇに適用される緑色発光材料を用いる以外は、上記実施例３と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例９）
発光層１５の形成材料として、緑色発光層６３ｇに適用される緑色発光材料を用いる以外は、上記実施例４と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例１０）
発光層１５の形成材料として、緑色発光層６３ｇに適用される緑色発光材料を用いる以外は、上記実施例５と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例１１）
発光層１５の形成材料として、赤色発光層６３ｒに適用される赤色発光材料を用いる以外は、上記比較例１と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。また、赤色発光材料としては、ホスト材料となるＡＤＮに、ドーパント材料として２，６≡ビス［（４’≡メトキシジフェニルアミノ）スチリル］≡１，５≡ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０重量％混合したものを用いた。この赤色発光材料は、後述する比較例１２〜１５及び実施例１１〜１５でも用いた。

（比較例１２）
発光層１５の形成材料として、赤色発光層６３ｒに適用される赤色発光材料を用いる以外は、上記比較例２と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例１３）
発光層１５の形成材料として、赤色発光層６３ｒに適用される赤色発光材料を用いる以外は、上記比較例３と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例１４）
発光層１５の形成材料として、赤色発光層６３ｒに適用される赤色発光材料を用いる以外は、上記比較例４と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（比較例１５）
発光層１５の形成材料として、赤色発光層６３ｒに適用される赤色発光材料を用いる以外は、上記比較例５と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例１１）
発光層１５の形成材料として、赤色発光層６３ｒに適用される赤色発光材料を用いる以外は、上記実施例１と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例１２）
発光層１５の形成材料として、赤色発光層６３ｒに適用される赤色発光材料を用いる以外は、上記実施例２と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例１３）
発光層１５の形成材料として、赤色発光層６３ｒに適用される赤色発光材料を用いる以外は、上記実施例３と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例１４）
発光層１５の形成材料として、赤色発光層６３ｒに適用される赤色発光材料を用いる以外は、上記実施例４と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例１５）
発光層１５の形成材料として、赤色発光層６３ｒに適用される赤色発光材料を用いる以外は、上記実施例５と同様の手順で転写用基板１３及び有機ＥＬ素子２を作製した。

（実施例と比較例の評価）
有機ＥＬ素子の特性試験では、上記手順で作製した有機ＥＬ素子２に１０ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度を印加した状態で分光放射輝度計を用いて発光効率（単位：Ｃｄ／Ａ）及び色度（ＣＩＥ色度値）を測定した。また、同じドーパント材料を用いた同色の素子同士が同輝度で発光するように電流印加を設定した状態で寿命試験を行ない、２００時間後の輝度減少率（％）を測定した。また、これとは別に、それぞれの実施例及び比較例において、発光層１５を素子形成用基板３に転写した後、電子輸送層６４を積層した段階で、大気に曝露することなく、二次イオン質量分析装置に導入し、二次イオン強度の値で酸素原子濃度を測定した。酸素原子濃度(a.u.)の値としては、発光層中の最大値を読み取った。また、発光する色によって発光層の形成材料が異なるため、酸素原子濃度の絶対値は色ごとに大きく異なる。このため、各色で酸素プラズマ処理を行なったサンプルの酸素原子濃度をそれぞれ１．００とした。そうしたところ、以下の表１及び表２に示すような評価結果が得られた。

実施例１と比較例１〜５を比較すると分かるように、青色有機ＥＬ素子２ｂの特性においては、転写用基板作製時の前処理の効果として、レーザー加熱処理による素子特性の改善効果が、他の単一処理（酸素プラズマ処理、ＵＶオゾン処理、ベーク処理、アルゴンプラズマ処理）に比較して顕著に現れている。また、実施例１〜５を比較すると分かるように、レーザー加熱処理と他の処理との組み合わせでも、レーザー加熱処理を単独で行なった場合と比較して、これと同等又はそれ以上の改善効果が認められる。したがって、本発明により、フルカラー有機ＥＬ表示装置作製時において最も大きな問題となる、青色有機ＥＬ素子の素子特性を大きく改善できた。また、上記の改善効果は、青色有機ＥＬ素子２ｂだけでなく、緑色有機ＥＬ素子２ｇ及び赤色有機ＥＬ素子２ｒでも同様に認められる。

なお、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、素子形成用基板３上に形成される有機層６の積層構造にかかわらず、ＲＧＢの色ごとに塗り分けが必要な発光層を転写層として転写用基板１３に形成する工程を含むものに広く適用することが可能である。

本発明で製造対象とする有機ＥＬ表示装置の構成例を示す断面図である。 有機ＥＬ素子の構成例を示す断面図である。 有機ＥＬ素子の画素の色配列を示す図である。 本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す図である。 転写用基板の構成と作製手順を説明するための図である。

符号の説明

１…有機ＥＬ表示装置、２…有機ＥＬ素子、３…素子形成用基板、４…下部電極、５…絶縁層、６…有機層、７…上部電極、８…保護層、９…接着層、１０…対向基板、１３…転写用基板、１４…光吸収層、１５…発光層（転写層）、６１…正孔注入層、６２…正孔輸送層、６３…発光層、６４…電子輸送層

Claims (3)

1. 転写用基板に形成された転写層を有機ＥＬ素子の素子形成用基板にレーザー熱転写法によって転写する工程を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
   前記転写用基板に前記転写層を形成する前に、レーザー光の照射によって前記転写用基板を加熱するレーザー加熱処理を少なくとも含む前処理を行なってから、前記転写層を形成する
   ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
2. 前記前処理は、酸素プラズマ処理、ＵＶオゾン処理、ベーク処理及びアルゴンプラズマ処理から選択される１つ又は複数の処理と、前記レーザー加熱処理とを含む
   ことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
3. 前記レーザー加熱処理は、連続発振レーザー光を用いて行なう
   ことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

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