JP2010089447A - Transfer donor substrate, and device manufacturing method for device using the same - Google Patents

Transfer donor substrate, and device manufacturing method for device using the same Download PDF

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茂雄 藤森
Nobuhiko Shirasawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transfer donor substrate which enables a large-sized and highly precise fine patterning and by which the degradation of donor substrate and deterioration of performance capacity of a device substrate can be prevented, and to provide a manufacturing method for the device such as an organic EL device using the donor substrate. <P>SOLUTION: The transfer donor substrate includes, a support, a photothermal conversion layer formed on the support, a partition pattern formed on the photothermal conversion layer, and a transfer material formed in the partition pattern. The partition pattern is thicker than the average thickness of the transfer material. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機EL素子をはじめとするデバイスのパターニングに用いる転写用ドナー基板、および、それを用いたデバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to a donor substrate for transfer used for patterning a device including an organic EL element, and a device manufacturing method using the same.

有機EL素子は、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが両極に挟まれた有機材料の発光層内で再結合して発光するものである。このように発光する有機EL素子は、非特許文献1のような研究成果が示されて以来、薄型でかつ低駆動電圧下で高輝度が可能であること、また、発光層に種々の有機材料を用いることによって赤(R)、緑(G)、青(B)の三原色をはじめとした多様な発光色を得ることが可能であること、からカラーディスプレイへの応用の実用化が進み、それにつれて様々な技術が要求されてきた。その1つは、最終製品として有機EL素子を形成するデバイス基板に、膜厚が0.1μm以下の薄膜であって三原色ごとに高精度に微細パターニングした発光層を形成する技術である。   An organic EL element emits light by recombining electrons injected from a cathode and holes injected from an anode in an organic material light emitting layer sandwiched between both electrodes. The organic EL element that emits light as described above has been thin and capable of high luminance under a low driving voltage since the research results shown in Non-Patent Document 1 have been shown, and various organic materials can be used for the light emitting layer. By using, it is possible to obtain various emission colors including the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B). As a result, various technologies have been required. One of them is a technique for forming a light emitting layer which is a thin film having a film thickness of 0.1 μm or less and finely patterned for each of the three primary colors on a device substrate on which an organic EL element is formed as a final product.

従来、薄膜の微細パターニングにはフォトリソ法、インクジェット法、印刷法などのウェットプロセスが多く用いられてきたが、先に形成した下地層の上にフォトレジストやインクなどを塗布した際に下地層の形態変化や望まれない混合などを完全に防止することが困難であったり、ウェット状態から乾燥した薄膜の膜厚均一性を達成することが困難であったりした。これに対し、何種かのドライプロセスが実用化或いは提案されている。その内、マスク蒸着法は、金属板に精密な穴を開けた蒸着マスクを密着し、それをマスクとして各発光材料をデバイス基板に蒸着するものであるが、カラーディスプレイの大型化と穴の精度の両立が困難であり、また、大型化につれてデバイス基板と蒸着アスクとの密着性が損なわれる傾向にある。   Conventionally, wet processes such as photolithographic method, ink jet method, and printing method have been used for fine patterning of thin films. However, when photoresist or ink is applied on the previously formed underlayer, It has been difficult to completely prevent morphological changes and unwanted mixing, and it has been difficult to achieve film thickness uniformity of a thin film dried from a wet state. In contrast, several types of dry processes have been put into practical use or proposed. Among them, the mask vapor deposition method is to attach a vapor deposition mask with precise holes on a metal plate and use it as a mask to deposit each luminescent material on the device substrate. It is difficult to achieve both, and the adhesion between the device substrate and the vapor deposition asks tends to be lost as the size increases.

カラーディスプレイの大型化に対応したドライプロセスとしては、転写用のドナーシート(ドナーフィルム或いはドナー基板)に一旦、RGBの各発光材料を塗布し微細パターニングした転写材料を形成し、その転写材料をデバイス基板に蒸着転写するものが開発されている。例えば、特許文献1には、ドナーシート全体を加熱することで転写材料をデバイス基板に転写するものが記載されている。また、特許文献2には、ドナーシートにパターニングした隔壁(区画パターン)で区画された転写材料を形成し、ドナーシート全体を加熱することで転写材料をデバイス基板に転写するものが記載されている。しかし、特許文献1、2に記載の方式では、ドナーシート全体が加熱により熱膨張してそれに形成された転写材料のデバイス基板に対する相対位置が変位するため、特に大型化するほど変位量が増し、その結果、デバイス基板上に高精度な微細パターンを得ることが困難であった。更には、デバイス基板がドナーシートからの輻射により加熱されデバイス性能が悪化するという問題もあった。また、特許文献2のように隔壁(区画パターン)が有る場合には、その加熱による脱ガスの影響によりデバイス性能が悪化するという問題もあった。   As a dry process corresponding to the increase in size of color displays, RGB light emitting materials are once applied to a transfer donor sheet (donor film or donor substrate) to form a finely patterned transfer material, and the transfer material is used as a device. Some have been developed for vapor deposition transfer onto a substrate. For example, Patent Document 1 describes one in which a transfer material is transferred to a device substrate by heating the entire donor sheet. Patent Document 2 describes a technique in which a transfer material partitioned by partition walls (partition pattern) patterned on a donor sheet is formed, and the transfer material is transferred to a device substrate by heating the entire donor sheet. . However, in the methods described in Patent Documents 1 and 2, the entire donor sheet is thermally expanded by heating and the relative position of the transfer material formed on the device substrate is displaced. As a result, it has been difficult to obtain a highly accurate fine pattern on the device substrate. Furthermore, there is also a problem that the device performance is deteriorated due to the device substrate being heated by radiation from the donor sheet. Moreover, when there is a partition (partition pattern) like patent document 2, there also existed a problem that device performance deteriorated by the influence of the degassing by the heating.

特許文献3、4にはドナーシートに転写材料に積層した光熱変換層を設け、光熱変換層の背後からレーザーを照射して局所的に熱を生じさせることで薄膜の材料を画素ごとにデバイス基板に転写するものが記載されている。特許文献3ではRGBごとのドナーシートを用意し、特許文献4では、1枚のドナーシートにRGBをストライプ状に塗り分けている。また、特許文献5には、ドナーシートにパターニングしたセパレータ(区画パターン)で区画された転写材料を形成し、レーザーを走査して局所的に熱を生じさせることで薄膜の材料をデバイス基板に転写するものが記載されている。特許文献3乃至5に記載のレーザーを部分照射する方式は、ドナーシート全体が加熱されないので、特許文献1、2で述べたようなドナーシートの変位は基本的に生じないし、デバイス基板がドナーシートからの輻射により加熱されデバイス性能が悪化することも抑制される。また、特許文献5のセパレータ(区画パターン)はレーザーが照射されないので、脱ガスの影響によりデバイス性能が悪化することも基本的に生じない。
“Applied Physics Letters”、(米国)、1987年、51巻、12号、913−915頁 特開2002−260854号公報 特開2000−195665号公報 特許第3789991号公報 特開2005−149823号公報 特開2004−87143号公報
In Patent Documents 3 and 4, a photothermal conversion layer laminated on a transfer material is provided on a donor sheet, and a laser is irradiated from behind the photothermal conversion layer to generate heat locally, thereby forming a thin film material for each pixel device substrate. Is described in what is transferred. In Patent Document 3, a donor sheet for each RGB is prepared, and in Patent Document 4, RGB is separately applied to one donor sheet in a stripe shape. In Patent Document 5, a transfer material partitioned by a separator (partition pattern) patterned on a donor sheet is formed, and a thin film material is transferred to a device substrate by scanning the laser to generate heat locally. What to do is described. In the method of partially irradiating the lasers described in Patent Documents 3 to 5, the entire donor sheet is not heated. Therefore, the displacement of the donor sheet as described in Patent Documents 1 and 2 basically does not occur, and the device substrate is the donor sheet. It is also suppressed that the device performance is deteriorated by being heated by radiation from the device. Further, since the separator (partition pattern) of Patent Document 5 is not irradiated with laser, the device performance is not basically deteriorated by the influence of degassing.
“Applied Physics Letters”, (USA), 1987, 51, 12, 913-915. JP 2002-260854 A JP 2000-195665 A Japanese Patent No. 3789991 JP 2005-149823 A JP 2004-87143 A

このように、レーザーを部分照射して転写材料を転写する方式は、大型化と高精度な微細化を両立させるには有効な技術である。しかし、特許文献3、4に記載のものは、生じた熱の横方向の拡散を考慮してレーザーの強度や照射時間を精密に決定するのが容易ではなく、また、この技術を実用化した場合には、転写材料が分解温度以上に達して劣化する確率も多くなる。特許文献5のものは、転写材料の膜厚が薄いためにレーザーが十分に吸収されずにデバイス基板まで到達して下地層を劣化したり、また、セパレータ(区画パターン)にレーザーが照射されたときは、セパレータが劣化したり、脱ガスによりデバイス基板のデバイス性能が悪化する。   As described above, the method of transferring the transfer material by partially irradiating the laser is an effective technique for achieving both the enlargement and the highly accurate miniaturization. However, those described in Patent Documents 3 and 4 are not easy to accurately determine the laser intensity and irradiation time in consideration of the lateral diffusion of the generated heat, and have put this technology to practical use. In some cases, there is an increased probability that the transfer material will deteriorate above the decomposition temperature. In the case of Patent Document 5, since the transfer material is thin, the laser is not sufficiently absorbed and reaches the device substrate to deteriorate the underlayer, or the separator (partition pattern) is irradiated with the laser. Sometimes, the separator deteriorates or the device performance of the device substrate deteriorates due to degassing.

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザーに代表される光を照射することによってデバイス基板に転写材料を転写するドナー基板であって、大型かつ高精度な微細パターニングが可能であり、かつ、ドナー基板の劣化及びデバイス基板のデバイス性能の悪化が防止されるドナー基板を提供することにある。また、かかるドナー基板を用いて有機EL素子を製造する方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and an object of the present invention is a donor substrate that transfers a transfer material onto a device substrate by irradiating light typified by a laser, and has a large size and high accuracy. An object of the present invention is to provide a donor substrate that can be patterned and prevents deterioration of the donor substrate and device performance of the device substrate. Moreover, it is providing the method of manufacturing an organic EL element using this donor substrate.

上記目的を達成するために、本発明の転写用ドナー基板は、支持体と、支持体上に形成された光熱変換層と、前記光熱変換層に積層して形成された区画パターンと、前記区画パターン内に形成された転写材料とを備え、前記区画パターンの厚さが前記転写材料の平均膜厚よりも厚いことを特徴とする。   To achieve the above object, a donor substrate for transfer according to the present invention comprises a support, a photothermal conversion layer formed on the support, a partition pattern formed by laminating the photothermal conversion layer, and the partition And a transfer material formed in the pattern, wherein the partition pattern has a thickness greater than an average film thickness of the transfer material.

本発明の転写用ドナー基板によれば、転写材料と同時に転写材料の平均膜厚よりも厚い区画パターンに光を照射して転写することにより、大型であっても高精度な微細パターニングが可能になるとともに、転写材料や区画パターンなどドナー基板の劣化及び区画パターンからの脱ガスや高温などに起因するデバイス性能への悪影響を防止することができる。このドナー基板を用いると、デバイス性能が悪化することなく、大型で高精度に微細パターニングされた有機EL素子の製造が可能である。   According to the donor substrate for transfer of the present invention, it is possible to perform fine patterning with high accuracy even in a large size by irradiating and transferring light onto a partition pattern thicker than the average film thickness of the transfer material simultaneously with the transfer material. In addition, it is possible to prevent adverse effects on the device performance due to deterioration of the donor substrate such as the transfer material and the partition pattern, degassing from the partition pattern, and high temperature. When this donor substrate is used, it is possible to manufacture a large organic EL element finely patterned with high accuracy without deteriorating device performance.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら説明する。なお、本明細書中で使用する拡大断面図や拡大平面図は、カラーディスプレイの最小単位である画素を構成するRGB副画素を示している。また、理解を助けるために拡大断面図の横方向(基板面方向)に比較して縦方向(基板面に対して垂直方向)の倍率を拡大している。以下、有機EL素子が形成される典型的な構造のデバイス基板10を説明し、次いで、デバイス基板10に有機EL素子を転写により形成するのに好適な本発明の実施形態に係るドナー基板30を説明し、次いで、ドナー基板30を用いた転写プロセスを中心にして有機EL素子の製造方法を説明する。
(1)デバイス基板10
図1は、有機EL素子が形成されたデバイス基板10の典型的な構造の例を示す拡大断面図である。デバイス基板10は、ガラス板等の支持体11上にTFT12(取出電極込み)や平坦化層13などで構成されるアクティブマトリクス回路が構成されている。それらの上には、有機EL素子を構成する第一電極15/正孔輸送層16/発光層17/電子輸送層18/第二電極19が形成されている。この図1の例では、発光層17は、RGBの3種類の発光層17R、17G、17Bからなり、それらは横方向に区画されてなる。第一電極15の端部には、電極端における短絡発生を防止し、発光領域を規定する絶縁層14が形成される。有機EL素子の素子構成はこの例に限定されるものではなく、例えば、第一電極15と第二電極19との間に正孔輸送機能と電子輸送機能とを合わせもつ発光層17が一層だけ形成されていてもよく、正孔輸送層16は正孔注入層と正孔輸送層との、電子輸送層18は電子輸送層と電子注入層との複数層の積層構造であってもよく、発光層17が電子輸送機能をもつ場合には電子輸送層18が省略されてもよい。また、第一電極15/電子輸送層18/発光層17/正孔輸送層16/第二電極19の順に積層されていてもよい。また、これらの層はいずれも単層であっても複数層であってもよい。なお、図示されていないが、第二電極19の形成後に、公知技術あるいは後述の本実施形態の転写プロセスを用いて、保護層の形成やカラーフィルターの形成、封止などが行われてもよい。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the enlarged sectional view and the enlarged plan view used in this specification show RGB sub-pixels constituting a pixel which is a minimum unit of a color display. Further, in order to help understanding, the magnification in the vertical direction (perpendicular to the substrate surface) is enlarged as compared with the horizontal direction (substrate surface direction) in the enlarged cross-sectional view. Hereinafter, a device substrate 10 having a typical structure on which an organic EL element is formed will be described, and then a donor substrate 30 according to an embodiment of the present invention suitable for forming an organic EL element on the device substrate 10 by transfer is described. Next, a method for manufacturing an organic EL element will be described focusing on a transfer process using the donor substrate 30.
(1) Device substrate 10
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a typical structure of a device substrate 10 on which an organic EL element is formed. In the device substrate 10, an active matrix circuit composed of TFTs 12 (including extraction electrodes), a planarizing layer 13, and the like is formed on a support 11 such as a glass plate. A first electrode 15 / hole transporting layer 16 / light emitting layer 17 / electron transporting layer 18 / second electrode 19 constituting the organic EL element are formed thereon. In the example of FIG. 1, the light emitting layer 17 is composed of three types of RGB light emitting layers 17R, 17G, and 17B, which are partitioned in the horizontal direction. At the end of the first electrode 15, an insulating layer 14 that prevents a short circuit from occurring at the electrode end and defines a light emitting region is formed. The element configuration of the organic EL element is not limited to this example. For example, only one light emitting layer 17 having a hole transport function and an electron transport function is provided between the first electrode 15 and the second electrode 19. The hole transport layer 16 may be formed of a hole injection layer and a hole transport layer, the electron transport layer 18 may be a multilayer structure of an electron transport layer and an electron injection layer, When the light emitting layer 17 has an electron transport function, the electron transport layer 18 may be omitted. Alternatively, the first electrode 15 / electron transport layer 18 / light emitting layer 17 / hole transport layer 16 / second electrode 19 may be laminated in this order. In addition, these layers may be a single layer or a plurality of layers. Although not shown in the figure, after the second electrode 19 is formed, a protective layer, a color filter, sealing, or the like may be performed using a known technique or a transfer process of this embodiment described later. .

発光層17は単層でも複数層でもよく、各層の発光材料は単一材料でも複数材料の混合物であってもよい。発光効率、色純度、耐久性の観点から、発光層17はホスト材料とドーパント材料との混合物の単層構造であることが好ましい。   The light emitting layer 17 may be a single layer or a plurality of layers, and the light emitting material of each layer may be a single material or a mixture of a plurality of materials. From the viewpoint of luminous efficiency, color purity, and durability, the light emitting layer 17 preferably has a single layer structure of a mixture of a host material and a dopant material.

発光層17の発光材料としては、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、ピレン誘導体、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム(Alq)などのキノリノール錯体やベンゾチアゾリルフェノール亜鉛錯体などの各種金属錯体、ビススチリルアントラセン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、カルバゾール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ルブレン、キナクリドン誘導体、フェノキサゾン誘導体、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、クリセン誘導体、ピロメテン誘導体、リン光材料と呼ばれるイリジウム錯体系材料などの低分子材料や、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体などの高分子材料を例示することができる。特に、発光性能に優れ、本実施形態に好適な材料としては、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ピロメテン誘導体、各種リン光材料を例示できる。 Examples of the light-emitting material of the light-emitting layer 17 include anthracene derivatives, naphthacene derivatives, pyrene derivatives, quinolinol complexes such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ), various metal complexes such as benzothiazolylphenol zinc complexes, and bisstyrylanthracene. Derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, benzoxazole derivatives, carbazole derivatives, distyrylbenzene derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, rubrene , Quinacridone derivatives, phenoxazone derivatives, perinone derivatives, perylene derivatives, coumarin derivatives, chrysene derivatives, pyromethene derivatives, iridium called phosphorescent materials Low molecular weight material or the like arm complex materials, polyphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, can be exemplified a polymer material such as a polythiophene derivative. In particular, examples of materials excellent in light emission performance and suitable for this embodiment include anthracene derivatives, naphthacene derivatives, pyrene derivatives, chrysene derivatives, pyromethene derivatives, and various phosphorescent materials.

正孔輸送層16は単層でも複数層でもよく、各層は単一材料でも複数材料の混合物であってもよい。正孔注入層と呼ばれる層も正孔輸送層16に含まれる。正孔輸送性(低駆動電圧)や耐久性の観点から、正孔輸送層16には正孔輸送性を助長するアクセプタ材料が混合されていてもよい。   The hole transport layer 16 may be a single layer or a plurality of layers, and each layer may be a single material or a mixture of a plurality of materials. A layer called a hole injection layer is also included in the hole transport layer 16. From the viewpoint of hole transportability (low driving voltage) and durability, the hole transport layer 16 may be mixed with an acceptor material that promotes hole transportability.

正孔輸送層16の正孔輸送材料としては、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(NPD)やN,N’−ビフェニル−N,N’−ビフェニル−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−(N−フェニルカルバゾリル)−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミンなどに代表される芳香族アミン類、N−イソプロピルカルバゾール、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、オキサジアゾール誘導体やフタロシアニン誘導体に代表される複素環化合物などの低分子材料や、これら低分子化合物を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどの高分子材料を例示できる。アクセプタ材料としては、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、ヘキサアザトリフェニレン(HAT)やそのシアノ基誘導体(HAT−CN6)などの低分子材料を例示することができる。また、第一電極15表面に薄く形成される酸化モリブデンや酸化ケイ素などの金属酸化物も正孔輸送材料やアクセプタ材料として例示できる。   As a hole transport material of the hole transport layer 16, N, N′-diphenyl-N, N′-dinaphthyl-1,1′-diphenyl-4,4′-diamine (NPD) or N, N′-biphenyl is used. -N, N'-biphenyl-1,1'-diphenyl-4,4'-diamine, N, N'-diphenyl-N, N '-(N-phenylcarbazolyl) -1,1'-diphenyl- Low molecular weight compounds such as aromatic amines represented by 4,4′-diamine, N-isopropylcarbazole, pyrazoline derivatives, stilbene compounds, hydrazone compounds, oxadiazole derivatives and heterocyclic compounds represented by phthalocyanine derivatives Examples thereof include polymer materials such as polycarbonate, styrene derivatives, polyvinyl carbazole, and polysilane having these low molecular compounds in the side chain. Examples of the acceptor material include low molecular weight materials such as 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ), hexaazatriphenylene (HAT) and its cyano group derivative (HAT-CN6). Further, metal oxides such as molybdenum oxide and silicon oxide that are thinly formed on the surface of the first electrode 15 can also be exemplified as hole transport materials and acceptor materials.

電子輸送層18は単層でも複数層でもよく、各層は単一材料でも複数材料の混合物であってもよい。正孔阻止層や電子注入層と呼ばれる層も電子輸送層18に含まれる。電子輸送性(低駆動電圧)や耐久性の観点から、電子輸送層18には電子輸送性を助長するドナー材料が混合されていてもよい。電子注入層と呼ばれる層は、このドナー材料として論じられることも多い。電子輸送層18を成膜する転写材料は単一材料からなっても複数材料の混合物からなってもよい。   The electron transport layer 18 may be a single layer or a plurality of layers, and each layer may be a single material or a mixture of a plurality of materials. A layer called a hole blocking layer or an electron injection layer is also included in the electron transport layer 18. From the viewpoint of electron transport properties (low driving voltage) and durability, the electron transport layer 18 may be mixed with a donor material that promotes electron transport properties. A layer called the electron injection layer is often discussed as this donor material. The transfer material for forming the electron transport layer 18 may be made of a single material or a mixture of a plurality of materials.

電子輸送層18の電子輸送材料としては、Alqや8−キノリノラートリチウム(Liq)などのキノリノール錯体、ナフタレン、アントラセンなどの縮合多環芳香族誘導体、4,4’−ビス(ジフェニルエテニル)ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、ベンゾキノリノール錯体、ヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などの各種金属錯体、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物などの低分子材料や、これら低分子化合物を側鎖に有する高分子材料を例示できる。 Examples of the electron transport material for the electron transport layer 18 include quinolinol complexes such as Alq 3 and 8-quinolinolatolithium (Liq), condensed polycyclic aromatic derivatives such as naphthalene and anthracene, 4,4′-bis (diphenylethenyl). ) Stylyl aromatic ring derivatives represented by biphenyl, quinone derivatives such as anthraquinone and diphenoquinone, phosphorus oxide derivatives, benzoquinolinol complexes, hydroxyazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes, flavonol metal complexes, and other metal complexes, electron acceptance Examples include low molecular materials such as compounds having a heteroaryl ring structure containing reactive nitrogen, and polymer materials having these low molecular compounds in the side chain.

ドナー材料としては、リチウムやセシウム、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属、それらのキノリノール錯体などの各種金属錯体、フッ化リチウムや酸化セシウムなどのそれらの酸化物やフッ化物を例示することができる。電子輸送材料やドナー材料は発光層17との組み合わせによる性能変化が起こりやすい材料の1つである。   Examples of the donor material include alkali metals and alkaline earth metals such as lithium, cesium, magnesium, and calcium, various metal complexes such as quinolinol complexes, and oxides and fluorides such as lithium fluoride and cesium oxide. be able to. An electron transport material or a donor material is one of the materials in which performance changes easily occur in combination with the light emitting layer 17.

第一電極15および第二電極19は、発光層17からの発光を取り出すために少なくとも一方が透明であることが好ましい。第一電極15から光を取り出すボトムエミッションの場合には第一電極15が、第二電極19から光を取り出すトップエミッションの場合には第二電極19が透明である。透明電極材料およびもう一方の電極には、例えば、特開平11−214154号公報記載の如く、従来公知の材料を用いることができる。   It is preferable that at least one of the first electrode 15 and the second electrode 19 is transparent in order to extract light emitted from the light emitting layer 17. In the case of bottom emission in which light is extracted from the first electrode 15, the first electrode 15 is transparent, and in the case of top emission in which light is extracted from the second electrode 19, the second electrode 19 is transparent. As the transparent electrode material and the other electrode, conventionally known materials can be used as described in JP-A-11-214154, for example.

このような有機EL素子は、一般的に第二電極19が共通電極として形成されるアクティブマトリクス型に限定されるものではなく、例えば、第一電極15と第二電極19とが互いに交差するストライプ状電極からなる単純マトリクス型や、予め定められた情報を表示するように表示部がパターニングされるセグメント型であってもよい。これらの用途としては、テレビ、パソコン、モニター、時計、温度計、オーディオ機器、自動車用表示パネルなどを例示することができる。
(2)ドナー基板30
次に、デバイス基板10に有機EL素子を転写により形成するのに好適な本発明の実施形態に係るドナー基板30を説明する。図2及び図3は、ドナー基板30を用いてデバイス基板10に発光層17を形成する方法の例を示す拡大断面図と拡大平面図である。ドナー基板30は、支持体31と、支持体31上に形成された光熱変換層33と、光熱変換層33に積層して形成された区画パターン34と、区画パターン34により区画され、転写材料37とを備えてなる。これらの図2及び図3の例では、ドナー基板30の転写材料37は横方向に区画されたRGBの3種類の発光材料の転写材料37R、37G、37Bからなり、デバイス基板10のRGBの3種類の発光層17R、17G、17Bに対応している。なお、図3は、図2における光照射の様子をドナー基板30の支持体31側から見た図である。全面に形成された光熱変換層33があるために、支持体31側から区画パターン34や転写材料37R、37G、37Bは実際には見えないが、光照射との位置関係を説明するために点線にて図示した。照射される光は矩形をしており、転写材料37R、37G、37Bを跨ぐようにして照射され、かつ、転写材料37R、37G、37Bの並びに対して垂直方向にスキャンされる。照射される光は相対的にスキャンされればよく、光自体を移動させても、ドナー基板30とデバイス基板10とのセットを移動させても、その両方でもよい。以下、支持体31、光熱変換層33、転写材料37、区画パターン34の順に説明する。
Such an organic EL element is not generally limited to an active matrix type in which the second electrode 19 is formed as a common electrode. For example, a stripe in which the first electrode 15 and the second electrode 19 intersect each other is used. It may be a simple matrix type composed of electrode-like electrodes, or a segment type in which the display unit is patterned so as to display predetermined information. Examples of these applications include televisions, personal computers, monitors, watches, thermometers, audio equipment, automobile display panels, and the like.
(2) Donor substrate 30
Next, a donor substrate 30 according to an embodiment of the present invention suitable for forming an organic EL element on the device substrate 10 by transfer will be described. 2 and 3 are an enlarged cross-sectional view and an enlarged plan view showing an example of a method for forming the light emitting layer 17 on the device substrate 10 using the donor substrate 30. FIG. The donor substrate 30 is partitioned by a support 31, a photothermal conversion layer 33 formed on the support 31, a partition pattern 34 formed by being laminated on the photothermal conversion layer 33, and a partition pattern 34, and a transfer material 37. And comprising. 2 and 3, the transfer material 37 of the donor substrate 30 includes transfer materials 37R, 37G, and 37B of three kinds of light emitting materials of RGB divided in the horizontal direction. It corresponds to the types of light emitting layers 17R, 17G, and 17B. 3 is a view of the state of light irradiation in FIG. 2 as viewed from the support 31 side of the donor substrate 30. FIG. Since there is the photothermal conversion layer 33 formed on the entire surface, the partition pattern 34 and the transfer materials 37R, 37G, and 37B are not actually visible from the support 31 side, but a dotted line is used to explain the positional relationship with light irradiation. This is illustrated in FIG. The irradiated light has a rectangular shape, is irradiated so as to straddle the transfer materials 37R, 37G, and 37B, and is scanned in a direction perpendicular to the arrangement of the transfer materials 37R, 37G, and 37B. The irradiated light may be scanned relatively, and the light itself may be moved, the set of the donor substrate 30 and the device substrate 10 may be moved, or both. Hereinafter, the support 31, the photothermal conversion layer 33, the transfer material 37, and the partition pattern 34 will be described in this order.

ドナー基板30の支持体31は、光の吸収率が小さいものであって、その上に光熱変換層33、区画パターン34、転写材料37を安定に形成できる材料であれば特に限定されない。条件によっては樹脂材料のフィルムを使用することが可能である。樹脂材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリル、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリアミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリエポキシ、ポリプロピレン、ポリオレフィン、アラミド樹脂、シリコーン樹脂などを例示できる。   The support 31 of the donor substrate 30 is not particularly limited as long as it has a low light absorption rate and can stably form the photothermal conversion layer 33, the partition pattern 34, and the transfer material 37 thereon. Depending on the conditions, it is possible to use a film of a resin material. Polyester, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyacryl, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyimide, polyamide, polybenzoxazole, polyepoxy, polypropylene, polyolefin, aramid resin, silicone Resin etc. can be illustrated.

化学的・熱的安定性、寸法安定性、機械的強度、透明性の面で、好ましい支持体31としてガラス板を挙げることができる。ソーダライムガラス、無アルカリガラス、含鉛ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、低膨張ガラス、石英ガラスなどから条件に応じて選択することができる。後述するように転写プロセスを真空中で実施する場合には、支持体31からのガス放出が少ないことが要求されるので、この点からもガラス板は特に好ましい。   In terms of chemical / thermal stability, dimensional stability, mechanical strength, and transparency, a preferable support 31 may be a glass plate. Soda lime glass, alkali-free glass, lead-containing glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, low expansion glass, quartz glass and the like can be selected according to the conditions. As will be described later, when the transfer process is performed in a vacuum, since it is required that the gas release from the support 31 is small, a glass plate is particularly preferable also in this respect.

デバイス基板10とドナー基板30を対向させて転写材料を転写させる際に、温度変化による熱膨張の違いによりパターニング精度が悪化するのを防ぐためには、デバイス基板10とドナー基板30の支持体11、31相互の熱膨張率の差は10ppm/℃以下であることが好ましく、またこれらの支持体11、31が同一材料からなることが更に好ましい。なお、両者の厚さの違いは特に限定されない。   When transferring the transfer material with the device substrate 10 and the donor substrate 30 facing each other, in order to prevent the patterning accuracy from deteriorating due to a difference in thermal expansion due to a temperature change, the support 11 of the device substrate 10 and the donor substrate 30, The difference in thermal expansion coefficient between 31 is preferably 10 ppm / ° C. or less, and it is more preferable that these supports 11 and 31 are made of the same material. The difference in thickness between the two is not particularly limited.

光熱変換層33が高温に加熱されても、支持体31自体の温度上昇(熱膨張)を許容範囲内に収める必要があるので、支持体31の熱容量は光熱変換層33のそれより十分大きいことが好ましい。従って、支持体31の厚さは光熱変換層33の厚さの10倍以上であることが好ましい。許容範囲は転写領域の大きさやパターニングの要求精度などに依存するために一概には示せないが、例えば、光熱変換層33が室温から300℃上昇し、支持体31の温度上昇をその1/100である3℃以下に抑制したい場合には、支持体31の厚さは光熱変換層33の厚さの100倍以上であることが好ましく、支持体31の温度上昇を300℃の1/300である1℃以下に抑制したい場合には、支持体31の厚さは光熱変換層33の厚さの300倍以上であることが更に好ましい。このようにすることで、大型化しても熱膨張による寸法変位量が少なく、高精度な微細パターニングに寄与する。   Even if the photothermal conversion layer 33 is heated to a high temperature, the temperature rise (thermal expansion) of the support 31 itself needs to be within an allowable range, so that the heat capacity of the support 31 is sufficiently larger than that of the photothermal conversion layer 33. Is preferred. Accordingly, the thickness of the support 31 is preferably 10 times or more the thickness of the photothermal conversion layer 33. The allowable range depends on the size of the transfer region, the required accuracy of patterning, and the like. However, for example, the photothermal conversion layer 33 rises by 300 ° C. from room temperature, and the temperature rise of the support 31 is reduced to 1/100 of that. When it is desired to suppress the temperature to 3 ° C. or less, the thickness of the support 31 is preferably 100 times or more the thickness of the photothermal conversion layer 33, and the temperature rise of the support 31 is 1/300 of 300 ° C. When it is desired to suppress the temperature below 1 ° C., the thickness of the support 31 is more preferably 300 times or more the thickness of the photothermal conversion layer 33. By doing in this way, even if it enlarges, the amount of dimensional displacement by thermal expansion is small, and it contributes to highly accurate fine patterning.

次に、ドナー基板30の光熱変換層33を説明する。光熱変換層33は、効率よく光を吸収して熱を発生し、発生した熱に対して安定である材料・構成であれば特に限定されない。カーボンブラックや黒鉛、チタンブラック、有機顔料、金属粒子などを樹脂に分散させた薄膜を利用することができる。後述のように光熱変換層33が300℃程度に加熱されることがあるので、光熱変換層33は耐熱性に優れた無機薄膜からなることが好ましく、光吸収や成膜性の面で、金属材料の薄膜からなることが特に好ましい。金属材料としては、タングステン、タンタル、モリブデン、チタン、クロム、金、銀、銅、白金、鉄、亜鉛、アルミニウム、コバルト、ニッケル、マグネシウム、バナジウム、ジルコニウム、シリコン、カーボンなどの単体や合金、あるいはそれらを積層したものを使用できる。   Next, the photothermal conversion layer 33 of the donor substrate 30 will be described. The photothermal conversion layer 33 is not particularly limited as long as it is a material and configuration that efficiently absorbs light to generate heat and is stable against the generated heat. A thin film in which carbon black, graphite, titanium black, organic pigments, metal particles, or the like are dispersed in a resin can be used. As will be described later, since the photothermal conversion layer 33 may be heated to about 300 ° C., the photothermal conversion layer 33 is preferably made of an inorganic thin film having excellent heat resistance. It is particularly preferable that the thin film is made of a material. Examples of metal materials include tungsten, tantalum, molybdenum, titanium, chromium, gold, silver, copper, platinum, iron, zinc, aluminum, cobalt, nickel, magnesium, vanadium, zirconium, silicon, carbon, etc. Can be used.

光熱変換層33の支持体31側には必要に応じて反射防止層を形成することができる。さらに、支持体31の光入射側の表面にも反射防止層を形成してもよい。これらの反射防止層は屈折率差を利用した光学干渉薄膜が好適に使用され、シリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの単体や混合薄膜、それらの積層薄膜を使用できる。   If necessary, an antireflection layer can be formed on the support 31 side of the photothermal conversion layer 33. Further, an antireflection layer may be formed on the surface of the support 31 on the light incident side. These anti-reflection layers are preferably optical interference thin films that use the difference in refractive index, and simple or mixed thin films such as silicon, silicon oxide, silicon nitride, zinc oxide, magnesium oxide, and titanium oxide, and laminated thin films thereof are used. it can.

光熱変換層33の転写材料37側には必要に応じて転写補助層39を形成することができる。転写補助層39の機能の一例は、加熱された光熱変換層33の触媒効果により転写材料が劣化することを防止する機能であり、タングステンやタンタル、モリブデン、シリコンや酸化物・窒化物など不活性な無機薄膜を使用することができる。転写補助層39の機能の別の一例は、転写材料37を後述の塗布法により成膜した場合の表面改質機能であり、例示した不活性な無機薄膜の粗表面薄膜や金属酸化物の多孔質膜などを使用することができる。転写補助層39の機能の別の一例は、転写材料37の加熱均一化であり、例えば、図4(a)に示すように、比較的厚い転写材料37を均一に加熱するために、熱伝導性に優れた金属などの材料によりスパイク状の(もしくは多孔質状の)構造をもつ転写補助層39を形成し、その間隙に転写材料37を担持するように配置することができる。この機能を有する転写補助層39は、図4(b)に示すように、光熱変換層33と一体化してもよい。   A transfer auxiliary layer 39 can be formed on the photothermal conversion layer 33 on the transfer material 37 side, if necessary. An example of the function of the transfer auxiliary layer 39 is a function of preventing the transfer material from being deteriorated by the catalytic effect of the heated light-to-heat conversion layer 33, and is inactive such as tungsten, tantalum, molybdenum, silicon, oxide, and nitride. Inorganic thin films can be used. Another example of the function of the transfer auxiliary layer 39 is a surface modification function when the transfer material 37 is formed by a coating method, which will be described later. The illustrated rough surface thin film of an inert inorganic thin film or porous metal oxide. A membrane or the like can be used. Another example of the function of the transfer auxiliary layer 39 is to make the transfer material 37 uniform by heating. For example, as shown in FIG. 4A, in order to uniformly heat the relatively thick transfer material 37, heat conduction is performed. The transfer auxiliary layer 39 having a spike-like (or porous) structure can be formed from a material such as a metal having excellent properties, and the transfer material 37 can be arranged to be carried in the gap. The transfer auxiliary layer 39 having this function may be integrated with the photothermal conversion layer 33 as shown in FIG.

光熱変換層33は転写材料37の転写材料の蒸発に十分な熱を与える必要があるので、光熱変換層33の熱容量は転写材料37のそれより大きいことが好ましい。従って、光熱変換層33の厚さは転写材料37より厚いことが好ましく、転写材料37の厚さの5倍以上であることが更に好ましい。数値としては0.02〜2μmが好ましく、さらに0.1〜1μmが更に好ましい。光熱変換層33は光の90%以上、更に95%以上を吸収することが好ましいので、これらの条件を満たすように光熱変換層33の厚さを設計することが好ましい。転写補助層39は光熱変換層33にて発生した熱を効率よく転写材料37に伝える妨げにならないように、要求される機能を満たす範囲内で薄くなるように設計することが好ましい。   Since the light-to-heat conversion layer 33 needs to give sufficient heat to the evaporation of the transfer material of the transfer material 37, the heat capacity of the light-to-heat conversion layer 33 is preferably larger than that of the transfer material 37. Therefore, the thickness of the photothermal conversion layer 33 is preferably thicker than the transfer material 37, and more preferably 5 times or more the thickness of the transfer material 37. The numerical value is preferably 0.02 to 2 μm, more preferably 0.1 to 1 μm. Since the photothermal conversion layer 33 preferably absorbs 90% or more of light, and more preferably 95% or more, the thickness of the photothermal conversion layer 33 is preferably designed so as to satisfy these conditions. The transfer auxiliary layer 39 is preferably designed to be thin within a range that satisfies the required function so as not to prevent the heat generated in the light-to-heat conversion layer 33 from being efficiently transferred to the transfer material 37.

光熱変換層33は転写材料37が存在する部分に形成されていれば、その平面形状は特に限定されず、上記において例示したようにドナー基板30全面に形成されていても、例えば、区画パターン34の下部で不連続となるようにパターニングされていてもよい。区画パターン34が光熱変換層33との密着性に乏しい場合には、このようにして支持体31との密着性を利用することで密着性を改善することができる。光熱変換層33がパターニングされる場合には、区画パターン34と同種の形状となる必要はなく、区画パターン34が格子状で、光熱変換層33はストライプ状であってもよい。光熱変換層33は光吸収率が大きいことから、光熱変換層33を利用して転写領域内外の適切な位置にドナー基板30の位置マークを形成することが好ましい。   If the photothermal conversion layer 33 is formed in a portion where the transfer material 37 is present, the planar shape is not particularly limited. For example, even if the photothermal conversion layer 33 is formed on the entire surface of the donor substrate 30 as illustrated above, for example, a partition pattern 34. It may be patterned so as to be discontinuous at the bottom of the substrate. When the partition pattern 34 has poor adhesion to the photothermal conversion layer 33, the adhesion can be improved by utilizing the adhesion to the support 31 in this manner. When the photothermal conversion layer 33 is patterned, it is not necessary to have the same type of shape as the partition pattern 34, the partition pattern 34 may be a lattice shape, and the photothermal conversion layer 33 may be a stripe shape. Since the photothermal conversion layer 33 has a high light absorptance, it is preferable to use the photothermal conversion layer 33 to form position marks on the donor substrate 30 at appropriate positions inside and outside the transfer region.

光熱変換層33や転写補助層39の形成方法としては、スピンコートやスリットコート、真空蒸着、EB蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなど、材料に応じて公知技術を利用できる。パターニングする場合には公知のフォトリソ法やレーザーアブレーションなどを利用できる。   As a method for forming the photothermal conversion layer 33 and the transfer auxiliary layer 39, a known technique such as spin coating, slit coating, vacuum deposition, EB deposition, sputtering, or ion plating can be used. When patterning, a known photolithography method, laser ablation, or the like can be used.

次に、ドナー基板30の転写材料37を説明する。転写材料37の転写材料は、有機材料、金属を含む無機材料いずれでも、加熱された際に、蒸発、昇華、あるいはアブレーション昇華するか、あるいは、接着性変化や体積変化を利用して、ドナー基板からデバイス基板10へと転写されればよい。また、転写材料が薄膜形成の前駆体であり、転写前あるいは転写中に熱や光によって薄膜形成材料に変換されて転写膜27が形成されてもよい。なお、この転写材料は、有機EL素子のみならず、それをはじめとし、有機TFTや光電変換素子、各種センサーなどのデバイスを構成する薄膜を形成することができる。   Next, the transfer material 37 of the donor substrate 30 will be described. As the transfer material of the transfer material 37, either an organic material or an inorganic material containing a metal is evaporated, sublimated, or ablated when heated, or a donor substrate is used by utilizing an adhesive change or a volume change. May be transferred to the device substrate 10. The transfer material may be a precursor for thin film formation, and the transfer film 27 may be formed by being converted into a thin film formation material by heat or light before or during transfer. This transfer material can form not only organic EL elements but also thin films constituting devices such as organic TFTs, photoelectric conversion elements, and various sensors.

転写は後述のように蒸着モードが好ましく、1回の光照射によって転写材料37の全膜厚を転写しても、複数回の光照射によって転写材料37の膜厚を複数回に分割して転写してもよい。また、剥離モードやアブレーションモードを利用することで、例えば、デバイス基板10に転写膜として電子輸送層18/発光層17を形成する場合、ドナー基板30上に転写材料として電子輸送層/発光層の積層構造を形成しておき、その積層状態を維持した状態でデバイス基板10に転写することで、発光層17/電子輸送層18の転写膜を1回でパターニングすることもできる。   As described below, the vapor deposition mode is preferable for the transfer, and even if the entire film thickness of the transfer material 37 is transferred by one light irradiation, the film thickness of the transfer material 37 is divided into a plurality of times by a plurality of light irradiations. May be. Further, by using the peeling mode or the ablation mode, for example, when the electron transport layer 18 / light emitting layer 17 is formed on the device substrate 10 as a transfer film, the electron transport layer / light emitting layer of the transfer material on the donor substrate 30 is used. By forming a laminated structure and transferring it to the device substrate 10 while maintaining the laminated state, the transfer film of the light emitting layer 17 / electron transporting layer 18 can be patterned once.

転写材料37の厚さは、それらの機能や転写回数により一概に示すことは難しい。例えば、フッ化リチウムなどのドナー材料(電子注入材料)の1回転写分の転写材料37は、典型的な厚さは1nm以下である。また、電極材料の転写材料37の膜厚は100nm以上になる場合もある。発光層17の形成の場合は、1回転写分の転写材料37の厚さは10〜100nmであるのが好ましく、20〜50nmであるのがさらに好ましい。   It is difficult to indicate the thickness of the transfer material 37 in general according to the functions and the number of transfers. For example, the transfer material 37 for one transfer of a donor material (electron injection material) such as lithium fluoride has a typical thickness of 1 nm or less. In addition, the thickness of the transfer material 37 of the electrode material may be 100 nm or more. In the case of forming the light emitting layer 17, the thickness of the transfer material 37 for one transfer is preferably 10 to 100 nm, and more preferably 20 to 50 nm.

転写材料37の形成方法は特に限定されず、真空蒸着やスパッタリングなどのドライプロセスを利用することもできるが、大型化に対応が容易な方法として、少なくとも転写材料と溶媒からなる溶液を区画パターン34内に塗布し溶媒を乾燥させた後に転写する塗布法を用いることが好ましい。塗布法の具体的な方法としては、インクジェット、ノズル塗布、電界重合や電着、オフセットやフレキソ、平版、凸版、グラビア、スクリーンなどの各種印刷などを例示できる。特に、各区画パターン34内に定量の転写材料37を正確に形成することが重要であり、この観点から、インクジェットを特に好ましい方法として例示できる。   A method for forming the transfer material 37 is not particularly limited, and a dry process such as vacuum deposition or sputtering can be used. However, as a method that can easily cope with an increase in size, at least a solution composed of a transfer material and a solvent is used as the partition pattern 34. It is preferable to use a coating method in which the coating is applied after drying inside and the solvent is dried. Specific examples of the coating method include ink jet, nozzle coating, electropolymerization and electrodeposition, offset and flexographic printing, lithographic printing, relief printing, gravure, screen printing and the like. In particular, it is important to accurately form a fixed amount of transfer material 37 in each partition pattern 34, and from this point of view, inkjet can be exemplified as a particularly preferable method.

区画パターン34がないと、塗液から形成される転写材料37同士は互いに接することになり、その境界は一様ではなく、少なからず混合層が形成される。これを防ぐために、互いに接しないように隙間を空けて形成した場合には、境界領域の膜厚を中央と同一にすることが困難である。いずれの場合も、この境界領域はデバイスの性能低下を招くために転写することができないので、ドナー基板30上の転写材料37のパターンよりも幅の狭い領域を選択的に転写する必要がある。従って、実際に使用可能な転写材料37の幅が狭くなり、有機ELディスプレイを作製した際には、開口率の小さな(非発光領域の面積が大きな)画素となってしまう。また、境界領域を除いて転写しなければならない都合上、一括転写ができないので、転写材料37の転写材料の種類が異なれば、それらを(例えば、転写材料37R、37G、37Bを)順次にレーザー照射して、それぞれ独立に転写する必要があり、高強度レーザー照射の高精度位置合わせが必要となる。このような問題は、区画パターン34と塗液から形成された転写材料37を有するドナー基板30を用いて後述のように一括転写することにより解決可能である。   Without the partition pattern 34, the transfer materials 37 formed from the coating liquid are in contact with each other, and the boundary is not uniform, and a mixed layer is formed in no small amount. In order to prevent this, it is difficult to make the film thickness of the boundary region the same as the center when the gap is formed so as not to contact each other. In any case, since this boundary region cannot be transferred because it degrades the performance of the device, it is necessary to selectively transfer a region narrower than the pattern of the transfer material 37 on the donor substrate 30. Therefore, the width of the transfer material 37 that can actually be used is narrowed, and when an organic EL display is manufactured, the pixel has a small aperture ratio (the area of the non-light emitting region is large). In addition, since transfer is not possible because of the need to transfer except for the boundary region, if the type of transfer material of the transfer material 37 is different, they are sequentially lasered (for example, transfer materials 37R, 37G, and 37B). It is necessary to irradiate and transfer each independently, and high-precision alignment of high-intensity laser irradiation is required. Such a problem can be solved by performing batch transfer as described later using a donor substrate 30 having a transfer material 37 formed from a partition pattern 34 and a coating liquid.

転写材料と溶媒とからなる溶液を塗布法に適用する場合には、一般的には界面活性剤や分散剤などを添加することで溶液の粘度や表面張力、分散性などを調整してインク化することが多い。しかしながら、ドナー基板30では、それらの添加物が転写材料に残留物として存在すると、転写時にも転写膜27内に取り込まれて、デバイス性能に悪影響を及ぼすことが懸念される。従って、乾燥後の転写材料の純度が95%以上、さらに98%以上となるように溶液を調製することが好ましい。   When applying a solution consisting of a transfer material and a solvent to the coating method, generally adding a surfactant, dispersant, etc., adjusts the viscosity, surface tension, dispersibility, etc. of the solution to make an ink. Often to do. However, in the donor substrate 30, if these additives exist as a residue in the transfer material, there is a concern that the donor substrate 30 may be taken into the transfer film 27 during transfer and adversely affect device performance. Accordingly, it is preferable to prepare the solution so that the purity of the transfer material after drying is 95% or more, and further 98% or more.

溶媒としては、水、アルコール、炭化水素、芳香族化合物、複素環化合物、エステル、エーテル、ケトンなど公知の材料を使用することができる。ドナー基板30において好適に使用されるインクジェット法では、100℃以上、さらに150℃以上の比較的高沸点の溶媒が使用されること、さらに、転写材料の溶解性に優れていることから、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルイミダゾリジノン(DMI)、γ−ブチルラクトン(γBL)、シクロヘキサノン、安息香酸エチルなどを好適な溶媒として例示できる。   As the solvent, known materials such as water, alcohol, hydrocarbon, aromatic compound, heterocyclic compound, ester, ether, ketone and the like can be used. In the ink jet method suitably used for the donor substrate 30, a solvent having a relatively high boiling point of 100 ° C. or higher, further 150 ° C. or higher is used, and the transfer material is excellent in solubility. Methylpyrrolidone (NMP), dimethylimidazolidinone (DMI), γ-butyllactone (γBL), cyclohexanone, ethyl benzoate and the like can be exemplified as suitable solvents.

転写材料が溶解性と転写耐性、転写後のデバイス性能を全て満たす場合には、転写材料の原型を溶媒に溶解させることが好ましい。転写材料が溶解性に乏しい場合には、転写材料に、アルキル基などの溶媒に対する可溶性基を導入することで、可溶性を改良することができる。デバイス性能面で優れる転写材料の原型に可溶性基を導入した場合には、性能が低下することがある。その場合には、例えば転写時の熱において、この可溶性基を脱離させて原型材料をデバイス基板10に堆積させることもできる。   When the transfer material satisfies all the solubility, transfer resistance, and device performance after transfer, it is preferable to dissolve the original transfer material in a solvent. When the transfer material is poor in solubility, the solubility can be improved by introducing a soluble group with respect to a solvent such as an alkyl group into the transfer material. When a soluble group is introduced into a prototype of a transfer material that excels in device performance, the performance may deteriorate. In that case, for example, the soluble material can be eliminated by heat at the time of transfer to deposit the original material on the device substrate 10.

可溶性基を導入した転写材料を転写する際に、ガスの発生や転写膜27への脱離物の混入を防止するためには、転写材料が塗布時に溶媒に対する可溶性基をもち、塗布後に熱または光によって可溶性基を変換または脱離させた後に、転写材料を転写することが好ましい。例えば、ベンゼン環を有する材料を例に挙げると、式(1)に示すように、可溶性基としてアセチル基をもつ材料に光を照射してメチル基に変換することができる。また、式(2)および式(3)に示すように、可溶性基としてエチレン基やジケト基などの分子内架橋構造を導入し、そこからエチレンや一酸化炭素を脱離するプロセスによって原型材料に復帰させることもできる。可溶性基の変換または脱離は乾燥前の溶液状態でも、乾燥後の固体状態でもよいが、プロセス安定性を考慮すると、乾燥後の固体状態で実施することが好ましい。転写材料の原型分子は非極性的であることが多いために、固体状態にて可溶性基を脱離する際に脱離物を転写材料内に残留させないためには、脱離物の分子量は小さく極性的(非極性的な原型分子に対して反発的)であることが好ましい。また、転写材料内に吸着されている酸素や水を脱離物と一緒に除去するためには、脱離物がこれらの分子と反応しやすいことが好ましい。これらの観点からは一酸化炭素を脱離するプロセスで可溶化基を変換または脱離することが特に好ましい。   In order to prevent the generation of gas and the entry of the desorbed material into the transfer film 27 when transferring the transfer material into which the soluble group has been introduced, the transfer material has a soluble group with respect to the solvent at the time of application, and heat or It is preferable to transfer the transfer material after the soluble group is converted or eliminated by light. For example, taking a material having a benzene ring as an example, as shown in Formula (1), a material having an acetyl group as a soluble group can be irradiated with light to be converted into a methyl group. In addition, as shown in Formula (2) and Formula (3), an intramolecular cross-linked structure such as an ethylene group or a diketo group is introduced as a soluble group, and then the original material is formed by a process of desorbing ethylene or carbon monoxide therefrom. It can also be restored. The conversion or elimination of the soluble group may be in a solution state before drying or in a solid state after drying. However, in consideration of process stability, it is preferably performed in a solid state after drying. Since the original molecule of the transfer material is often nonpolar, the molecular weight of the desorbed material is small so that the desorbed material does not remain in the transfer material when the soluble group is removed in the solid state. It is preferably polar (repulsive to the nonpolar prototype molecule). In order to remove oxygen and water adsorbed in the transfer material together with the desorbed material, it is preferable that the desorbed material easily reacts with these molecules. From these viewpoints, it is particularly preferable to convert or eliminate the solubilizing group in the process of eliminating carbon monoxide.

ベンゼン環を有する材料としては、ベンゼン自体の他に、縮合多環化合物が挙げられる。縮合多環化合物としては、ナフタレン、アントラセン、ナフタセン、ピレン、ペリレンなどの縮合多環炭化水素化合物の他、縮合多環複素化合物が挙げられる。もちろん、これらは置換されていても無置換であっても良い。これらの化合物の有する1または2以上のベンゼン環に対し、前記変換や脱離を行うことができる。   Examples of the material having a benzene ring include condensed polycyclic compounds in addition to benzene itself. Examples of the condensed polycyclic compound include condensed polycyclic hydrocarbon compounds such as naphthalene, anthracene, naphthacene, pyrene, and perylene, as well as condensed polycyclic hetero compounds. Of course, these may be substituted or unsubstituted. The above conversion or elimination can be performed on one or more benzene rings of these compounds.

Figure 2010089447
Figure 2010089447

デバイス基板10の転写膜として発光層17を形成し、ホスト材料とドーパント材料との混合物の単層構造とする場合は、発光層17を成膜するための転写材料はホスト材料とドーパント材料との混合物であることが好ましい。塗布法を用いる場合には、区画パターン34内に転写材料37を配置する際に、ホスト材料とドーパント材料との混合溶液を塗布、乾燥させて転写材料37を形成することができる。ホスト材料とドーパント材料との溶液を別に塗布してもよい。転写材料37を形成した段階でホスト材料とドーパント材料とが均一に混合されていなくても、転写時に両者が均一に混合されればよい。また、転写時にホスト材料とドーパント材料との蒸発温度の違いを利用して、デバイス基板10の発光層17中のドーパント材料の濃度を膜厚方向に変化させることもできる。   When the light emitting layer 17 is formed as a transfer film of the device substrate 10 and has a single layer structure of a mixture of the host material and the dopant material, the transfer material for forming the light emitting layer 17 is composed of the host material and the dopant material. A mixture is preferred. When the coating method is used, when the transfer material 37 is arranged in the partition pattern 34, the transfer material 37 can be formed by applying and drying a mixed solution of the host material and the dopant material. You may apply | coat the solution of host material and dopant material separately. Even if the host material and the dopant material are not uniformly mixed at the stage where the transfer material 37 is formed, they may be mixed uniformly during the transfer. Further, the concentration of the dopant material in the light emitting layer 17 of the device substrate 10 can be changed in the film thickness direction by utilizing the difference in evaporation temperature between the host material and the dopant material at the time of transfer.

次に、ドナー基板30の区画パターン34を説明する。区画パターン34は、転写材料37を境界を規定し、光熱変換層33で発生した熱に対して安定である材料・構成であれば特に限定されない。無機物では酸化ケイ素や窒化ケイ素をはじめとする酸化物・窒化物、ガラス、セラミックスなどを、有機物ではポリビニル、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリスチレン、アクリル、ノボラック、シリコーンなどの樹脂を例として挙げることができる。プラズマテレビにおける隔壁をガラスペースト法により製造する公知技術を使用することもできる。区画パターン34の熱導電性は特に限定されないが、区画パターン34を介して対向するデバイス基板10に熱が拡散するのを防ぐ観点から、有機物のように熱伝導率が小さい方が好ましく、さらに、パターニング特性と耐熱性の面でも優れた材料としては、ポリイミドとポリベンゾオキサゾールを好ましい材料として例示できる。   Next, the partition pattern 34 of the donor substrate 30 will be described. The partition pattern 34 is not particularly limited as long as it is a material / configuration that defines the boundary of the transfer material 37 and is stable against the heat generated in the photothermal conversion layer 33. Examples of inorganic substances include oxides and nitrides such as silicon oxide and silicon nitride, glass and ceramics, and examples of organic substances include resins such as polyvinyl, polyimide, polybenzoxazole, polystyrene, acrylic, novolac, and silicone. . The well-known technique which manufactures the partition in a plasma television by the glass paste method can also be used. The thermal conductivity of the partition pattern 34 is not particularly limited. However, from the viewpoint of preventing heat from diffusing to the device substrate 10 facing through the partition pattern 34, it is preferable that the thermal conductivity is small like an organic substance. As materials excellent in patterning characteristics and heat resistance, polyimide and polybenzoxazole can be exemplified as preferable materials.

区画パターン34の成膜方法は特に限定されず、無機物を用いる場合には真空蒸着、EB蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、CVD、レーザーアブレーションなどの公知技術を、有機物を用いる場合には、スピンコート、スリットコート、ディップコートなどの公知技術を利用できる。   The method for forming the partition pattern 34 is not particularly limited, and known techniques such as vacuum deposition, EB deposition, sputtering, ion plating, CVD, and laser ablation are used when an inorganic substance is used, and spin coating is used when an organic substance is used. Well-known techniques such as slit coating and dip coating can be used.

区画パターン34のパターニング方法は特に限定されず、公知のフォトリソグラフィ法が利用できる。フォトレジストを使用したエッチング(あるいはリフトオフ)法によって区画パターン34をパターニングしてもよいし、例示した上記樹脂材料に感光性を付加させた材料を用いて、区画パターン34を直接露光、現像することでパターニングすることもできる。さらに、区画パターン34の材料を全面形成してそれに型を押しつけるスタンプ法やインプリント法、樹脂材料を直接パターニング形成するインクジェット法やノズルジェット法、各種印刷法などを利用することもできる。このように、区画パターン34はフォトリソグラフィ法などにより高精度に微細パターニングすることができるために、区画された転写材料37の互いのパターンの隙間を最小にすることができる。これは、より開口率を高めて耐久性に優れた有機ELディスプレイを作製できるという効果につながる。   The patterning method of the partition pattern 34 is not particularly limited, and a known photolithography method can be used. The partition pattern 34 may be patterned by an etching (or lift-off) method using a photoresist, or the partition pattern 34 is directly exposed and developed using a material in which photosensitivity is added to the resin material described above. It is also possible to perform patterning. Furthermore, a stamp method or an imprint method in which the material of the partition pattern 34 is formed on the entire surface and a mold is pressed thereto, an ink jet method or a nozzle jet method in which a resin material is directly formed by patterning, or various printing methods can be used. Thus, since the partition pattern 34 can be finely patterned with high accuracy by a photolithography method or the like, the space between the patterns of the partitioned transfer material 37 can be minimized. This leads to an effect that an organic EL display having a higher aperture ratio and excellent durability can be produced.

区画パターン34の形状としては、既に例示した格子状(マトリクス状)構造に限定されるのではなく、例えば、転写材料37が3種類の転写材料37R、37G、37Bからなる場合には、区画パターン34の平面形状がy方向に伸びるストライプであってもよい。また、図5に示すように、転写材料37よりも幅の広い区画パターン34を形成することもできる。この場合は、3種類の転写材料37R、37G、37Bがそれぞれ形成された3枚のドナー基板30を用意して、1枚のデバイス基板10にそれぞれを対向させて転写する工程を3回繰り返すことで、転写材料37R、37G、37Bを1枚のデバイス基板10上にパターニングすることができる。転写材料37R、37G、37Bのピッチあるいは間隙を小さくする必要がある高精度な微細パターニングにおいて有効な形状の一例である。   The shape of the partition pattern 34 is not limited to the already illustrated lattice (matrix) structure. For example, when the transfer material 37 is composed of three types of transfer materials 37R, 37G, and 37B, the partition pattern The planar shape of 34 may be a stripe extending in the y direction. Further, as shown in FIG. 5, a partition pattern 34 having a width wider than that of the transfer material 37 can be formed. In this case, the process of preparing three donor substrates 30 on which three types of transfer materials 37R, 37G, and 37B are formed and transferring the donor substrate 30 so as to face each other is repeated three times. Thus, the transfer materials 37R, 37G, and 37B can be patterned on one device substrate 10. This is an example of an effective shape in high-precision fine patterning that requires a small pitch or gap between the transfer materials 37R, 37G, and 37B.

区画パターン34の断面形状は、蒸発した転写材料がデバイス基板10に均一に堆積することを容易にするために、順テーパー形状であることが好ましい。図2で例示したように、デバイス基板10の上に絶縁層14のようなパターンが存在する場合には区画パターン34の幅(特に上部の幅)よりも絶縁層14の幅(特に上部の幅)の方が広いことが好ましい。また、位置合わせの際には、区画パターン34の上部の幅の中に絶縁層14の上部の幅が収まるように配置することが好ましい。この場合には、区画パターン34が薄くても、絶縁層14を厚くすることで、ドナー基板30とデバイス基板10とを所望の間隙に保持することができる。区画パターン34の典型的な幅は5〜50μm、ピッチは25〜300μmであるが、用途に応じて最適な値に設計すればよく、特に限定はされない。   The sectional shape of the partition pattern 34 is preferably a forward tapered shape in order to facilitate the evaporation transfer material to be uniformly deposited on the device substrate 10. As illustrated in FIG. 2, when a pattern such as the insulating layer 14 is present on the device substrate 10, the width of the insulating layer 14 (especially the upper width) is larger than the width of the partition pattern 34 (especially the upper width). ) Is preferably wider. Further, at the time of alignment, it is preferable to arrange so that the width of the upper portion of the insulating layer 14 is within the width of the upper portion of the partition pattern 34. In this case, even if the partition pattern 34 is thin, the donor substrate 30 and the device substrate 10 can be held in a desired gap by increasing the thickness of the insulating layer 14. The typical width of the partition pattern 34 is 5 to 50 μm and the pitch is 25 to 300 μm. However, the partition pattern 34 may be designed to an optimum value according to the application, and is not particularly limited.

区画パターン34内に転写材料37を配置する際に、塗布法を用いる場合には、溶液が他の区画へ混入したり、区画パターン34の上面に乗りあげたりすることを防ぐために、区画パターン34上面に撥液処理(表面エネルギー制御)を施すことができる。撥液処理としては、区画パターン34を形成する樹脂材料へフッ素系材料などの撥液性材料を混合したり、さらに撥液性材料の高濃度領域を表面あるいは上面へ選択形成することができる。区画パターン34を表面エネルギーの異なる材料の多層構造とすることもでき、また、区画パターン34形成後に光照射やフッ素系材料含有ガスによるプラズマ処理を施すことで、表面エネルギー状態を制御するなど、公知技術を利用することができる。   When the transfer material 37 is arranged in the partition pattern 34, when a coating method is used, the partition pattern 34 is prevented in order to prevent the solution from being mixed into another partition or climbing onto the upper surface of the partition pattern 34. Liquid repellent treatment (surface energy control) can be performed on the upper surface. As the liquid repellent treatment, a liquid repellent material such as a fluorine-based material can be mixed with the resin material forming the partition pattern 34, or a high concentration region of the liquid repellent material can be selectively formed on the surface or the upper surface. The partition pattern 34 may have a multilayer structure of materials having different surface energies, and the surface energy state is controlled by performing light irradiation or plasma treatment with a fluorine-containing material-containing gas after the partition pattern 34 is formed. Technology can be used.

区画パターン34の厚さは、転写材料37の平均膜厚よりも厚くしている。このことは、本実施形態において重要な点である。そうすると、転写材料の膜厚に多少のバラツキがあっても転写材料37はデバイス基板10に直接接することがない。なお、転写材料の平均膜厚とは、転写材料のうち、区画パターンの内側に存在する部分(区画パターンに乗りあげていない部分)の厚みの平均と定義される。転写材料の表面が比較的に滑らかな場合には、共焦点型などの光学干渉方式を利用して膜厚を測定することができる。転写材料が連続膜ではない場合には、原子間力顕微鏡などの触針方式で表面形状を測定し、光熱変換層との段差から平均膜厚を求めることができる。これらの測定方法は特に限定されるものではない。   The partition pattern 34 is thicker than the average film thickness of the transfer material 37. This is an important point in the present embodiment. Then, the transfer material 37 does not directly contact the device substrate 10 even if there is some variation in the film thickness of the transfer material. The average film thickness of the transfer material is defined as the average thickness of the portion of the transfer material that exists inside the partition pattern (the portion that does not ride on the partition pattern). When the surface of the transfer material is relatively smooth, the film thickness can be measured using an optical interference method such as a confocal type. If the transfer material is not a continuous film, the surface shape can be measured by a stylus method such as an atomic force microscope, and the average film thickness can be determined from the level difference from the photothermal conversion layer. These measuring methods are not particularly limited.

区画パターン34をデバイス基板10に対向させることで、光熱変換層33や転写材料37とデバイス基板10との間隙を一定値に保つことが容易になり、また、蒸発した転写材料が他の区画へ侵入する可能性を低減できる。また、区画パターン34が厚いと、熱容量が大きくなり、熱伝導も小さくなる。そのため、区画パターン34のうち転写材料37よりも突出した部分の温度はさほど上昇せず、デバイス基板10に形成済みの下地層は、光熱変換層33から区画パターン34を通じて高温に熱されることが防止される。熱容量が大きい分だけ温度上昇は小さくなるので、区画パターン34からの脱ガスの影響を受けることもほとんどない。その結果、デバイス基板10のデバイス性能が悪化することがない。例えば、正孔輸送層16を全面蒸着により成膜する場合には、図2に示すように、絶縁層14の上部にも正孔輸送層16が形成され、区画パターン34は正孔輸送層16と接することになる。本発明では、区画パターン34の温度上昇が小さいので、正孔輸送層16を加熱、蒸発させてしまって正孔輸送材料が混入してしまうことが防止される。正孔輸送層16をインクジェット方式により成膜する場合には、絶縁層14の上部には正孔輸送層16は形成されず、区画パターン34は絶縁層14と接することになる。この場合でも、絶縁層14を介してデバイス基板10が加熱されることが防止される。   By facing the partition pattern 34 to the device substrate 10, it becomes easy to keep the gap between the photothermal conversion layer 33 or the transfer material 37 and the device substrate 10 at a constant value, and the evaporated transfer material is transferred to other partitions. The possibility of intrusion can be reduced. Further, if the partition pattern 34 is thick, the heat capacity increases and the heat conduction decreases. Therefore, the temperature of the part of the partition pattern 34 that protrudes from the transfer material 37 does not increase so much, and the base layer already formed on the device substrate 10 is prevented from being heated to a high temperature from the photothermal conversion layer 33 through the partition pattern 34. Is done. Since the temperature rise is reduced by the amount of heat capacity, it is hardly affected by degassing from the partition pattern 34. As a result, the device performance of the device substrate 10 does not deteriorate. For example, when the hole transport layer 16 is formed by vapor deposition on the entire surface, the hole transport layer 16 is also formed on the insulating layer 14 as shown in FIG. Will come in contact with. In the present invention, since the temperature rise of the partition pattern 34 is small, the hole transport material 16 is prevented from being heated and evaporated to be mixed with the hole transport material. When the hole transport layer 16 is formed by the ink jet method, the hole transport layer 16 is not formed on the insulating layer 14, and the partition pattern 34 is in contact with the insulating layer 14. Even in this case, the device substrate 10 is prevented from being heated via the insulating layer 14.

光熱変換層33/転写材料37は瞬間的に500℃に達すことがある。一方で、デバイス基板10の温度上昇は100℃以下に抑えるのが好ましい。一概に数値を規定することは難しいが、区画パターン34の下部のうち転写材料と同じ膜厚部分が瞬間的に転写材料と同じ500℃に加熱され、その後の温度緩和で区画パターン34の上部が100℃に達するのが上限であると考えると、区画パターン34の厚さは転写材料の平均膜厚に比べて、500℃/100℃=5倍以上であることが好ましい。輻射熱の影響などを考慮すると、20倍以上であることが更に好ましい。区画パターン34が高くても特に問題はないが、転写時に区画パターン34の側面に付着することで、デバイス基板10に到達せずに失われる転写材料37の存在を考慮すると、区画パターン34の厚さは転写材料の平均膜厚の1万倍以下であることが好ましい。   The photothermal conversion layer 33 / transfer material 37 may instantaneously reach 500 ° C. On the other hand, it is preferable to suppress the temperature rise of the device substrate 10 to 100 ° C. or less. Although it is difficult to define numerical values in general, the same film thickness portion as the transfer material in the lower part of the partition pattern 34 is instantaneously heated to the same 500 ° C. as that of the transfer material. Assuming that the upper limit is 100 ° C., the thickness of the partition pattern 34 is preferably 500 ° C./100° C. = 5 times or more as compared with the average film thickness of the transfer material. Considering the influence of radiant heat and the like, it is more preferably 20 times or more. Even if the partition pattern 34 is high, there is no particular problem, but considering the presence of the transfer material 37 that is lost without reaching the device substrate 10 by adhering to the side surface of the partition pattern 34 during transfer, the thickness of the partition pattern 34 is increased. The thickness is preferably 10,000 times or less of the average film thickness of the transfer material.

デバイス基板10の温度上昇を抑えるためには、区画パターン34の熱伝導率は1.0W/mK以下、さらに0.3W/mK以下であることが好ましく、区画パターン34の体積比熱(=密度×比熱)は1.0J/cmK以上であることが好ましい。
(3)有機EL素子の製造方法
次に、ドナー基板30を用いた転写プロセスを中心にして有機EL素子の製造方法を説明する。
In order to suppress the temperature rise of the device substrate 10, the thermal conductivity of the partition pattern 34 is preferably 1.0 W / mK or less, more preferably 0.3 W / mK or less, and the volume specific heat (= density × The specific heat is preferably 1.0 J / cm 3 K or more.
(3) Manufacturing Method of Organic EL Element Next, a manufacturing method of the organic EL element will be described focusing on a transfer process using the donor substrate 30.

カラーディスプレイでは少なくとも発光層17がパターニングされる必要があり、発光層17は本実施形態の転写プロセスを用いて好適にパターニングされる薄膜である。また、発光層17のうち発光層17R、17Gのみを本実施形態の転写プロセスを用いてパターニングして、その上に発光層17BとR、Gの電子輸送層18を兼ねる層を全面形成することもできる。正孔輸送層16、電子輸送層18、第二電極19などの少なくとも一層をパターニングする必要がある場合には、本実施形態の転写プロセスを用いてパターニングしてもよい。特に、電子輸送材料やドナー材料は発光層17との組み合わせによる性能変化が起こりやすい材料の1つであるので、電子輸送層18は本実施形態の転写プロセスを用いてパターニングされるのが好ましい。また、絶縁層14や第一電極15、TFTなどは公知のフォトリソ法によりパターニングされることが多いが、本実施形態の転写プロセスを用いてパターニングしてもよい。   In the color display, at least the light emitting layer 17 needs to be patterned, and the light emitting layer 17 is a thin film that is suitably patterned using the transfer process of this embodiment. Further, only the light emitting layers 17R and 17G of the light emitting layer 17 are patterned by using the transfer process of the present embodiment, and the light emitting layer 17B and the layer serving as the R and G electron transport layers 18 are formed on the entire surface thereof. You can also. When it is necessary to pattern at least one layer such as the hole transport layer 16, the electron transport layer 18, and the second electrode 19, the pattern may be patterned using the transfer process of the present embodiment. In particular, since an electron transport material or a donor material is one of materials whose performance is likely to change due to the combination with the light emitting layer 17, the electron transport layer 18 is preferably patterned using the transfer process of the present embodiment. The insulating layer 14, the first electrode 15, the TFT, and the like are often patterned by a known photolithography method, but may be patterned using the transfer process of this embodiment.

本実施形態の転写プロセスの適用時、デバイス基板10に形成済みの下地層はパターニングする薄膜によって異なってくる。例えば、発光層17をパターニングする場合は、第一電極15や正孔輸送層16が形成済みの下地層となる。絶縁層14のような構造物は、必須ではないが、第一電極15のエッジ部分を保護し、また、デバイス基板10とドナー基板30とを対向させる際に、ドナー基板30の区画パターン34がデバイス基板10に形成済みの下地層に接触し、傷つけることを防止する観点から、デバイス基板10にあらかじめ形成されているのが好ましい。絶縁層14の形成には、ドナー基板30の区画パターン34として例示した材料や成膜方法、パターニング方法を利用することができる。絶縁層14の形状や厚さ、幅、ピッチについても、ドナー基板30の区画パターン34で例示した形状や数値を例示することができ
図2に示すように、ドナー基板30の区画パターン34と、デバイス基板10の絶縁層14との位置を合わせた状態で、両基板10、30は対向するように配置される。このとき、ドナー基板30とデバイス基板10とを真空中で対向させ、転写空間をそのまま真空に保持した状態で大気中に取り出すことができる。例えば、ドナー基板の区画パターン34および/またはデバイス基板10の絶縁層を利用して、これらに囲まれた領域を真空に保持することができる。この場合には、ドナー基板30および/またはデバイス基板10の周辺部に真空シール機能を設けてもよい。デバイス基板10の下地層、例えば正孔輸送層16が真空プロセスで形成し、発光層17を転写によりパターニングし、電子輸送層18も真空プロセスで形成する場合は、ドナー基板30とデバイス基板10とを真空中で対向させ、真空中で転写を実行することが好ましい。この場合に、ドナー基板30とデバイス基板10とを真空中で高精度に位置合わせし、対向状態を維持する方法には、例えば、液晶ディスプレイの製造プロセスにおいて使用されている、液晶材料の真空滴下・貼り合わせ工程などの公知技術を利用することができる。また、金属などの良導体で形成した光熱変換層33を利用することで、ドナー基板30を静電方式により容易に保持することもできる。
When the transfer process of the present embodiment is applied, the underlying layer formed on the device substrate 10 differs depending on the thin film to be patterned. For example, when the light emitting layer 17 is patterned, the first electrode 15 and the hole transport layer 16 are formed as a base layer. Although a structure such as the insulating layer 14 is not essential, the edge pattern of the first electrode 15 is protected, and when the device substrate 10 and the donor substrate 30 are opposed to each other, the partition pattern 34 of the donor substrate 30 is From the viewpoint of preventing contact with and damage to the underlying layer already formed on the device substrate 10, it is preferably formed in advance on the device substrate 10. For the formation of the insulating layer 14, the materials, film formation methods, and patterning methods exemplified as the partition pattern 34 of the donor substrate 30 can be used. As for the shape, thickness, width, and pitch of the insulating layer 14, the shape and numerical values exemplified in the partition pattern 34 of the donor substrate 30 can be exemplified, and as shown in FIG. 2, the partition pattern 34 of the donor substrate 30, In a state where the position of the device substrate 10 with the insulating layer 14 is aligned, both the substrates 10 and 30 are arranged to face each other. At this time, the donor substrate 30 and the device substrate 10 can be opposed to each other in a vacuum, and the transfer space can be taken out into the atmosphere with the vacuum kept as it is. For example, the region surrounded by the partition pattern 34 of the donor substrate and / or the insulating layer of the device substrate 10 can be held in a vacuum. In this case, a vacuum sealing function may be provided at the periphery of the donor substrate 30 and / or the device substrate 10. When the base layer of the device substrate 10, for example, the hole transport layer 16 is formed by a vacuum process, the light emitting layer 17 is patterned by transfer, and the electron transport layer 18 is also formed by a vacuum process, the donor substrate 30, the device substrate 10, Are preferably opposed to each other in a vacuum, and transfer is performed in a vacuum. In this case, as a method of aligning the donor substrate 30 and the device substrate 10 with high accuracy in a vacuum and maintaining the facing state, for example, vacuum dropping of a liquid crystal material used in a manufacturing process of a liquid crystal display -Well-known techniques, such as a bonding process, can be used. In addition, the donor substrate 30 can be easily held by an electrostatic method by using the photothermal conversion layer 33 formed of a good conductor such as metal.

転写雰囲気は大気圧でも減圧下でもよい。また、第一電極15および第二電極19などの転写の際に、転写材料と酸素等の活性ガスを反応させるなどの反応性転写を実施することもできる。ただし、転写材料の劣化の抑制のためには、窒素ガスなどの不活性ガス中、あるいは真空下であることが好ましい。不活性ガス中ならば、圧力を適度に制御することで、転写時に膜厚ムラの均一化を促進することが可能である。真空下であるならば、転写膜27への不純物混入の低減、蒸発温度の低温化を特に促進することが可能である。また、転写雰囲気によらず、転写時にドナー基板30を放熱あるいは冷却することもできる。   The transfer atmosphere may be atmospheric pressure or reduced pressure. In addition, during the transfer of the first electrode 15 and the second electrode 19 or the like, reactive transfer such as reacting a transfer material with an active gas such as oxygen can be performed. However, in order to suppress the deterioration of the transfer material, it is preferably in an inert gas such as nitrogen gas or in a vacuum. If it is in an inert gas, it is possible to promote uniformity of film thickness unevenness during transfer by appropriately controlling the pressure. If it is under vacuum, it is possible to particularly promote the reduction of impurities mixed into the transfer film 27 and the lowering of the evaporation temperature. Further, the donor substrate 30 can be radiated or cooled during the transfer regardless of the transfer atmosphere.

転写は、ドナー基板30の支持体31側からレーザーに代表される光を入射して光熱変換層33に吸収させ、そこで発生する熱により転写材料37を加熱・蒸発させ、デバイス基板10に転写膜を堆積させる。   In the transfer, light typified by a laser is incident from the support 31 side of the donor substrate 30 and absorbed by the light-to-heat conversion layer 33, and the transfer material 37 is heated and evaporated by the heat generated there. To deposit.

図6はドナー基板30への光照射方法の一例を示す断面図である。図6(a)において、ドナー基板30は、支持体31、光熱変換層33、区画パターン34、区画パターン34内に存在する転写材料の転写材料37からなり、デバイス基板20は支持体21のみからなるものとしている。本実施形態では、図6(b)に示すように、ドナー基板30の支持体31側から光を入射して、転写材料37の少なくとも一部と区画パターン34の少なくとも一部とが同時に加熱されるように光を光熱変換層33に照射することが好ましい。このような配置をとることで、区画パターン34と転写材料37との境界での温度低下が抑制されるので、境界に存在する転写材料を十分に加熱して転写し、均一な転写膜27を得ることができる。   FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of a method of irradiating the donor substrate 30 with light. 6A, the donor substrate 30 includes a support 31, a photothermal conversion layer 33, a partition pattern 34, and a transfer material 37 of a transfer material existing in the partition pattern 34, and the device substrate 20 includes only the support 21. It is supposed to be. In this embodiment, as shown in FIG. 6B, light is incident from the support 31 side of the donor substrate 30, and at least a part of the transfer material 37 and at least a part of the partition pattern 34 are heated at the same time. It is preferable to irradiate the photothermal conversion layer 33 with light. By adopting such an arrangement, a temperature drop at the boundary between the partition pattern 34 and the transfer material 37 is suppressed, so that the transfer material existing at the boundary is sufficiently heated to transfer the uniform transfer film 27. Obtainable.

図6(b)では、転写材料37が加熱されて蒸発し、デバイス基板20の支持体21に転写膜27として堆積している課程を模式的に示している。この時点で光照射を止める(光照射部分の移動により、この部分の光照射を終了する)こともできるし、このまま光照射を継続して、転写材料37の右側部分全てを転写し、その後、左側部分を転写することもできる。本実施形態では、材料や光照射条件を選べば、転写材料37が膜形状を保持した状態でデバイス基板20の支持体21に到達するアブレーションモードを使用することもできるが、材料へのダメージを低減する観点からは、転写材料37が1〜100単位の分子(原子)にほぐれた状態で蒸発し、転写される蒸着モードを使用する方が好ましい。   FIG. 6B schematically shows a process in which the transfer material 37 is heated and evaporated and deposited as the transfer film 27 on the support 21 of the device substrate 20. At this time, the light irradiation can be stopped (the light irradiation of the portion is terminated by the movement of the light irradiation portion), and the light irradiation is continued as it is to transfer the entire right side portion of the transfer material 37. The left part can also be transferred. In this embodiment, if a material and light irradiation conditions are selected, an ablation mode in which the transfer material 37 reaches the support 21 of the device substrate 20 with the film shape maintained can be used. From the viewpoint of reduction, it is preferable to use a vapor deposition mode in which the transfer material 37 evaporates in a state of being loosened into 1 to 100 units of molecules (atoms) and transferred.

蒸着モードでは、塗布法によって形成した場合の転写材料37に膜厚ムラが発生しても、転写時に転写材料が分子(原子)レベルにほぐれた状態で蒸発した後にデバイス基板20に堆積するために、転写膜27の膜厚ムラが軽減される方向にある。なお、塗布法により形成した薄膜を有機EL素子の機能層として直接利用する従来法の問題の1つは膜厚ムラであった。従って、例えば、塗布時には転写材料が顔料のように分子集合体からなる粒子であり、たとえ転写材料37がドナー基板30上において連続膜ではなくても、それを転写時に分子レベルにほぐして蒸発させ、堆積させることで、デバイス基板10上においては膜厚均一性にすぐれた転写膜27を得ることができる。   In the vapor deposition mode, even if film thickness unevenness occurs in the transfer material 37 when formed by the coating method, the transfer material evaporates in a state of loosening to the molecular (atomic) level at the time of transfer and is deposited on the device substrate 20. The film thickness unevenness of the transfer film 27 is reduced. In addition, one of the problems of the conventional method in which the thin film formed by the coating method is directly used as the functional layer of the organic EL element is the film thickness unevenness. Therefore, for example, at the time of application, the transfer material is particles made of molecular aggregates such as pigment, and even if the transfer material 37 is not a continuous film on the donor substrate 30, it is loosened to the molecular level and evaporated at the time of transfer. By depositing, a transfer film 27 with excellent film thickness uniformity can be obtained on the device substrate 10.

図6(c)は、転写材料37の幅よりも広い光を、転写材料37の全幅と区画パターン34の幅の一部とが同時に加熱されるように光を光熱変換層33に照射する、本発明の好ましい形態の1つを示すものである。この配置によれば目的とする転写膜27のパターンを1回の転写で効率よく得ることができる。あるいは、1回目の光照射で転写材料37の膜厚の半分を転写し、2回目の光照射で残りの半分を転写することで、転写材料37への負荷をより低減することもできる。また、1回の光照射で転写材料37の膜厚の約半分をあるデバイス基板20に転写し、残りの約半分については別のデバイス基板に転写するなど、1枚のドナー基板30を用いて2枚のデバイス基板への転写を行うこともできる。各デバイス基板へ転写する転写材料37の膜厚を調整すれば、1枚のドナー基板から3枚以上のデバイス基板への転写も可能である。   FIG. 6C irradiates the photothermal conversion layer 33 with light wider than the width of the transfer material 37 so that the entire width of the transfer material 37 and a part of the width of the partition pattern 34 are simultaneously heated. One of the preferable forms of this invention is shown. According to this arrangement, the desired pattern of the transfer film 27 can be efficiently obtained by one transfer. Alternatively, the load on the transfer material 37 can be further reduced by transferring half the film thickness of the transfer material 37 by the first light irradiation and transferring the other half by the second light irradiation. Further, one donor substrate 30 is used such that about half of the film thickness of the transfer material 37 is transferred to a certain device substrate 20 by one light irradiation, and the remaining half is transferred to another device substrate. Transfer to two device substrates can also be performed. If the film thickness of the transfer material 37 transferred to each device substrate is adjusted, transfer from one donor substrate to three or more device substrates is also possible.

この配置において、図6(d)に示すように、光照射の位置がδだけ変位したとても、転写材料37の全幅と区画パターン34の幅の一部とが同時に加熱されることに変わりないので、同様に均一な転写膜27を得ることができる。図7に示した従来法の光照射方法では区画パターン34と転写材料37の境界において温度が低下し、光照射位置がずれると転写膜27の均一性が極端に損なわれるものであった。大型化において基板の全領域に渡って光照射を高精度に位置合わせする難易度を考えると、本実施形態の方法では光照射装置の負担が著しく軽減される。   In this arrangement, as shown in FIG. 6D, the position of the light irradiation is displaced by δ, and the entire width of the transfer material 37 and a part of the width of the partition pattern 34 are heated at the same time. Similarly, a uniform transfer film 27 can be obtained. In the conventional light irradiation method shown in FIG. 7, the temperature is lowered at the boundary between the partition pattern 34 and the transfer material 37, and the uniformity of the transfer film 27 is extremely impaired when the light irradiation position is shifted. Considering the difficulty in aligning the light irradiation with high accuracy over the entire area of the substrate in the case of an increase in size, the method of the present embodiment significantly reduces the burden on the light irradiation device.

図8は、区画パターン34に対応して2種類以上の異なる転写材料37(この例では37R、37G、37Bの3種類)が存在する場合のドナー基板への光照射方法の一例を示す断面図であり、好ましい実施形態の1つを示すものである。ここで異なる転写材料とは、材料が異なる場合や複数の材料の混合割合が異なる場合、あるいは材料が同じでも膜厚や純度が異なる場合を意味する。この配置によれば、従来は転写材料ごとに3枚必要であったドナー基板30が1枚でよく、さらに、デバイス基板10との対向作業も1回で済ませられる。3種類の異なる転写材料は、種類ごとに(この例では37Gのみ)光照射して転写することができる。このとき、例えば転写材料37Gへのダメージを低減するために、比較的弱い強度の光を低速でスキャンすることにより光照射した場合、横方向への熱拡散により、隣の転写材料37Rもしくは37Bの一部が蒸発することがある。しかし、それらは後で転写される予定のものであり、結果的には図6(b)で示した分割転写の概念と同じなので、問題にはならない。さらに、区画パターン34が存在するために、隣接する転写材料37Rもしくは37Bとの混合物が転写膜27Gとして形成される恐れもない。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a method for irradiating a donor substrate with two or more different transfer materials 37 (in this example, three types of 37R, 37G, and 37B) corresponding to the partition pattern 34. And represents one of the preferred embodiments. Here, different transfer materials mean that the materials are different, the mixing ratio of a plurality of materials is different, or the film thickness and purity are different even if the materials are the same. According to this arrangement, only one donor substrate 30 is required for each transfer material, which is conventionally required, and the operation of facing the device substrate 10 can be completed only once. Three types of different transfer materials can be transferred by light irradiation for each type (only 37G in this example). At this time, for example, in order to reduce damage to the transfer material 37G, when light irradiation is performed by scanning light of relatively weak intensity at a low speed, the adjacent transfer material 37R or 37B is thermally diffused in the lateral direction. Some may evaporate. However, they are to be transferred later and, as a result, are the same as the concept of divided transfer shown in FIG. Furthermore, since the partition pattern 34 exists, there is no possibility that a mixture with the adjacent transfer material 37R or 37B is formed as the transfer film 27G.

ディスプレイ用途でよく見られるように、転写材料37R、37G、37Bの組がその並びのx方向にk回、その垂直のy方向にl回繰り返し形成されている場合は、例えば、m個(mは2以上k以下の正数)の転写材料37Gに光を同時照射しながら、y方向に光をスキャンすることで、転写時間を1/m程度に短縮することができる。その場合にも、転写材料37Gと区画パターン34の一部を加熱するように光を光熱変換層33に照射すれば、図6(d)で示した変位δで表される光照射ずれの影響を受けにくく、図6(d)で示したのと同様の効果が得られる。   As often seen in display applications, when a set of transfer materials 37R, 37G, and 37B is repeatedly formed k times in the x direction and l times in the vertical y direction, for example, m (m Can be shortened to about 1 / m by scanning light in the y direction while simultaneously irradiating light onto a transfer material 37G having a positive number between 2 and k. Even in this case, if the light-to-heat conversion layer 33 is irradiated with light so as to heat a part of the transfer material 37G and the partition pattern 34, the influence of the light irradiation deviation represented by the displacement δ shown in FIG. The effect similar to that shown in FIG. 6D is obtained.

図9は、2種類以上の異なる転写材料37(この例では37R、37G、37Bの3種類)の各々の幅と区画パターン34(この例では37Rと37G、37Gと37Bに挟まれた区画パターン34が2つ分)の幅との合計よりも広い光を光熱変換層33に照射することで、2種類以上の異なる転写材料37(この例では37R、37G、37Bの3種類)を一括して転写する、好ましい実施形態の1つを示す図である。ここでは、図2および図3で示したのと同様に、37R、37G、37Bの1組を一括で転写する例を示したが、ディスプレイ用途でよく見られるように、転写材料37R、37G、37Bの組がその並びのx方向にk回、その垂直のy方向にl回繰り返し形成されている場合は、例えば、m組(mは2以上k以下の整数)の転写材料37R、37G、37Bに光を同時照射しながら、y方向に光をスキャンすることで、転写時間を1/m程度に短縮することができる。m=kの場合には、図10(a)に示すように、ドナー基板30の転写領域38の全幅を覆うような光を照射することで、1回のスキャンで全転写材料37を一括転写することもできる。この配置では、ドナー基板30に対する光照射の位置合わせを大幅に軽減できる。図10(b)に示すように、基板上に転写領域38が複数存在する場合には、それらを一括転写することも可能である。   FIG. 9 shows the width of each of two or more different transfer materials 37 (in this example, three types of 37R, 37G, and 37B) and the partition pattern 34 (in this example, the partition pattern sandwiched between 37R and 37G, 37G and 37B). By irradiating light-to-heat conversion layer 33 with light wider than the sum of the widths of two (34), two or more different transfer materials 37 (in this example, three types of 37R, 37G, and 37B) are collected at once. FIG. 3 is a view showing one of the preferred embodiments for transfer. Here, as shown in FIGS. 2 and 3, an example of transferring one set of 37R, 37G, and 37B at a time was shown. However, as is often seen in display applications, transfer materials 37R, 37G, When the set of 37B is repeatedly formed k times in the x direction and l times in the vertical y direction, for example, m sets (m is an integer of 2 to k) of transfer materials 37R, 37G, By scanning light in the y direction while simultaneously irradiating light to 37B, the transfer time can be shortened to about 1 / m. When m = k, as shown in FIG. 10A, the entire transfer material 37 is collectively transferred in one scan by irradiating light that covers the entire width of the transfer region 38 of the donor substrate 30. You can also With this arrangement, alignment of light irradiation with respect to the donor substrate 30 can be greatly reduced. As shown in FIG. 10B, when there are a plurality of transfer regions 38 on the substrate, it is also possible to transfer them all at once.

この一括転写は、各転写材料37R、37G、37Bに順次光を照射する必要があった従来法と比べてパターニング時間の短縮が可能になる。光は光熱変換層33で十分に吸収されるために、異なる光吸収スペクトルをもつ各転写材料37R、37G、37Bでも同一の光源を用いて同程度の温度に加熱することができ、透過光によりデバイス基板10が加熱される心配もない。区画パターン34が存在することで、隣接する転写材料37の異なる転写材料同士が混合したり、その境界位置の揺らぎがある部分の転写を排除できるので、一括転写してもデバイス性能を損なうことがない。   This batch transfer can shorten the patterning time as compared with the conventional method in which each transfer material 37R, 37G, and 37B needs to be irradiated with light sequentially. Since the light is sufficiently absorbed by the photothermal conversion layer 33, each of the transfer materials 37R, 37G, and 37B having different light absorption spectra can be heated to the same temperature using the same light source. There is no concern that the device substrate 10 is heated. Since the partition pattern 34 is present, different transfer materials of the adjacent transfer material 37 can be mixed, or the transfer of the portion where the boundary position fluctuates can be eliminated. Absent.

上記の一括転写の例において、転写材料37R、37G、37Bが異なる蒸発温度(蒸気圧の温度依存性)を有する場合は、最高の蒸発温度をもつ転写材料に合わせて、1回の光照射で一括転写をしてもよい。逆に、例えば、転写材料37Rが最低の蒸発温度をもつ場合には、1回の光照射で転写材料37Rは全部、37G、37Bは一部を転写しておき、再度の光照射により37G、37Bの残りを転写してもよく、さらに、3回以上の転写に分けてもよい。転写時間を1/m程度に短縮できるので、同じ時間をかけてm回の転写に分けることで、転写材料37へのダメージをより軽減することが可能になる。転写プロセスに割ける時間と転写材料37へのダメージを考慮しながら、多様な転写条件から最適なもの選択することができる。   In the example of batch transfer described above, when the transfer materials 37R, 37G, and 37B have different evaporation temperatures (temperature dependence of vapor pressure), one light irradiation is performed in accordance with the transfer material having the highest evaporation temperature. Batch transfer may be performed. On the other hand, for example, when the transfer material 37R has the lowest evaporation temperature, the transfer material 37R is completely transferred by a single light irradiation, and a part of 37G and 37B is transferred. The remainder of 37B may be transferred, or may be divided into three or more transfers. Since the transfer time can be shortened to about 1 / m, the damage to the transfer material 37 can be further reduced by dividing the transfer into m times over the same time. The optimum one can be selected from a variety of transfer conditions in consideration of the time available for the transfer process and damage to the transfer material 37.

また、上記一括転写には別の効果がある。幅の広い光の照射範囲内では、レーザー転写で問題となってきた横方向の熱拡散が起きないので、レーザーを比較的低速でスキャンするなどして、光を比較的長時間照射することが可能になる。そのため、転写材料37の最高到達温度の制御がより容易となり、高精度に微細パターニングできる。また、転写時に転写材料37にダメージを与えることなく、デバイス性能の低下を最小限に抑制できる。転写材料37へのダメージが低減されることは、同時に区画パターン34へのダメージも低減されることになり、区画パターン34を有機材料で形成しても劣化が起こりにくくなる。そのため、ドナー基板を複数回に渡って再利用できる、パターニングに掛かるコストを低減できる。また、光を照射する位置を従来法ほど厳密に制御する必要がなくなることがから、光を照射する装置の機構も簡素化できる。   The batch transfer has another effect. In the wide light irradiation range, the lateral thermal diffusion that has become a problem in laser transfer does not occur, so it is possible to irradiate light for a relatively long time, such as by scanning the laser at a relatively low speed. It becomes possible. Therefore, it becomes easier to control the maximum temperature of the transfer material 37 and fine patterning can be performed with high accuracy. In addition, it is possible to minimize a decrease in device performance without damaging the transfer material 37 during transfer. When the damage to the transfer material 37 is reduced, the damage to the partition pattern 34 is also reduced at the same time, and even if the partition pattern 34 is formed of an organic material, the deterioration hardly occurs. Therefore, the cost required for patterning can be reduced because the donor substrate can be reused a plurality of times. In addition, since it is not necessary to control the light irradiation position as strictly as in the conventional method, the mechanism of the light irradiation apparatus can be simplified.

図11は、本実施形態の一括転写の別の例を示すものである。図8で示したのと同じ、転写材料37Gの幅と区画パターン34の幅との合計に相当する幅の光を、転写材料37R、37Gに跨るように照射することで、転写材料37Rおよび37Gのそれぞれ一部を一括転写する。照射光の幅の分だけ次の照射光の位置をシフトさせながら、この転写方法を何回も繰り返すことによって、最終的に全転写材料37R、37G、37Bの転写を完了する。この方法では、照射光とドナー基板との位置関係を厳密に制御する必要がない。さらに、次の照射光の位置を厳密に前の照射光の幅の分だけずらす必要はなく、オーバーラップさせてもよい。光が全転写領域を最終的に照射すればよく、照射光の幅や、照射の順番、オーバーラップの度合いなどは特に限定されるものではない。また、ディスプレイにてデルタ配列と呼ばれるようなRGBの各副画素が一直線に並んでいない場合でも、照射光を直線的にスキャンできるために、容易に転写を実施できる。   FIG. 11 shows another example of batch transfer according to this embodiment. The transfer materials 37R and 37G are irradiated by irradiating light having a width corresponding to the sum of the width of the transfer material 37G and the width of the partition pattern 34 so as to straddle the transfer materials 37R and 37G, as shown in FIG. A part of each is transferred at once. By repeating this transfer method many times while shifting the position of the next irradiation light by the width of the irradiation light, the transfer of all the transfer materials 37R, 37G, and 37B is finally completed. In this method, it is not necessary to strictly control the positional relationship between the irradiation light and the donor substrate. Furthermore, it is not necessary to shift the position of the next irradiation light exactly by the width of the previous irradiation light, and they may be overlapped. The light may finally irradiate the entire transfer region, and the width of irradiation light, the order of irradiation, the degree of overlap, and the like are not particularly limited. Further, even when the RGB sub-pixels called a delta arrangement on the display are not arranged in a straight line, the irradiation light can be scanned linearly, so that the transfer can be easily performed.

上記では、矩形の光をy方向にスキャンする例を挙げたが、図12に示すように、転写材料37R、37G、37Bの並びのx方向にスキャンすることもできる。また、スキャン速度や光強度は一定である必要はなく、x方向へのスキャンでは、例えば、転写材料37R、37G、37Bの各蒸発温度に最適な条件になるように、スキャン速度や光強度をスキャン中に変調することもできる。スキャン方向は、x方向あるいはy方向の区画パターン34に沿う方向が好ましいが、特に限定されるものではなく、斜め方向にスキャンすることもできる。   In the above example, rectangular light is scanned in the y direction. However, as shown in FIG. 12, scanning can be performed in the x direction of the arrangement of the transfer materials 37R, 37G, and 37B. Further, the scanning speed and light intensity need not be constant. In scanning in the x direction, for example, the scanning speed and light intensity are set so that the conditions are optimal for the evaporation temperatures of the transfer materials 37R, 37G, and 37B. It can also be modulated during the scan. The scanning direction is preferably a direction along the partition pattern 34 in the x direction or the y direction, but is not particularly limited, and scanning in an oblique direction is also possible.

スキャン速度は特に限定されないが、0.01〜2m/sの範囲が一般的に使用される。本実施形態では、光照射のエネルギー密度が比較的小さい条件で、より低速でスキャンすることで、転写材料37へのダメージを低減することを目的の1つとしているので、この観点からは、スキャン速度は0.6m/s以下、さらに0.3m/s以下であることが好ましい。   The scanning speed is not particularly limited, but a range of 0.01 to 2 m / s is generally used. In this embodiment, one of the purposes is to reduce damage to the transfer material 37 by scanning at a lower speed under the condition that the energy density of light irradiation is relatively small. The speed is preferably 0.6 m / s or less, more preferably 0.3 m / s or less.

照射光の光源としては、容易に高強度が得られ、照射光の形状制御に優れるレーザーを好ましい光源として例示できるが、赤外線ランプ、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、フラッシュランプなどの光源を利用することもできる。レーザーでは、半導体レーザー、ファイバーレーザー、YAGレーザー、アルゴンレーザー、窒素レーザー、エキシマレーザーなど公知のレーザーが利用できる。短時間に高強度の光が照射される間欠発振モード(パルス)レーザーより、連続発信モード(CW)レーザーの方が転写材料37へのダメージを低減できるので、好ましい。   As a light source of irradiation light, a laser that can easily obtain high intensity and excellent in shape control of irradiation light can be exemplified as a preferable light source. However, a light source such as an infrared lamp, a tungsten lamp, a halogen lamp, a xenon lamp, or a flash lamp is used. You can also As the laser, a known laser such as a semiconductor laser, a fiber laser, a YAG laser, an argon laser, a nitrogen laser, or an excimer laser can be used. Since the continuous wave mode (CW) laser can reduce damage to the transfer material 37, it is preferable to the intermittent oscillation mode (pulse) laser in which high intensity light is irradiated in a short time.

照射光の波長は、照射雰囲気とドナー基板の支持体31における吸収が小さく、かつ、光熱変換層33において効率よく吸収されれば特に限定されない。従って、可視光領域だけでなく紫外光から赤外光まで利用できる。ドナー基板の好適な支持体31の材料を考慮すると、好ましい波長領域として、300nm〜5μmを、更に好ましい波長領域として、380nm〜2μmを例示することができる。   The wavelength of the irradiation light is not particularly limited as long as the irradiation atmosphere and the donor substrate support 31 have small absorption and are efficiently absorbed by the photothermal conversion layer 33. Therefore, not only visible light region but also ultraviolet light to infrared light can be used. Considering a suitable material of the support 31 of the donor substrate, 300 nm to 5 μm can be exemplified as a preferable wavelength region, and 380 nm to 2 μm can be illustrated as a more preferable wavelength region.

照射光の形状は上記で例示した矩形に限定されるものではない。線状、楕円形、正方形、多角形など転写条件に応じて最適な形状を選択できる。複数の光源から重ね合わせにより照射光を形成してもよいし、逆に、単一の光源から複数の照射光に分割することもできる。図13に示すように、スキャン方向の幅が階段状の光をスキャンすることで転写材料37R、37G、37Bへの各照射時間(加熱時間)を調整し、転写材料37R、37G、37Bの各蒸発温度に最適化した一括転写を実施することができる。照射光の強度ムラに対応して光のスキャン方向の幅を変調して、照射エネルギー(強度×照射時間)を一定にすることもできる。また、図14に示すように、矩形の光を斜めに照射する配置でy方向にスキャンしてもよい。照射光の形状(幅)が固定されている場合に、光学系の大きな変更を必要とせずに、多様なピッチを有する転写に対応することができる。   The shape of irradiation light is not limited to the rectangle illustrated above. The optimum shape can be selected according to the transfer conditions such as linear, elliptical, square, polygonal. Irradiation light may be formed by superposition from a plurality of light sources, or conversely, a single light source may be divided into a plurality of irradiation lights. As shown in FIG. 13, each irradiation time (heating time) to the transfer materials 37R, 37G, and 37B is adjusted by scanning light having a stepwise width in the scan direction, and each of the transfer materials 37R, 37G, and 37B is adjusted. Batch transfer optimized for the evaporation temperature can be performed. It is also possible to make the irradiation energy (intensity × irradiation time) constant by modulating the width in the scanning direction of the light corresponding to unevenness of the intensity of the irradiation light. Moreover, as shown in FIG. 14, you may scan in ay direction by the arrangement | positioning which irradiates rectangular light diagonally. When the shape (width) of the irradiation light is fixed, it is possible to cope with transfer having various pitches without requiring a large change in the optical system.

また、図15(a)に示すように、ドナー基板30の転写領域38の全領域を覆う光を照射することもできる。この場合には、照射光をスキャンさせることなく全転写材料を一括転写することができる。さらに、図15(b)に示すように、ドナー基板30の転写領域38を部分的に覆う光を照射し、次に未照射の部分を照射するステップ照射を使用してもよい。この場合も、照射光の前後の位置をオーバーラップさせてもよいので、光照射の位置合わせを大幅に軽減できる。   Further, as shown in FIG. 15A, light covering the entire region of the transfer region 38 of the donor substrate 30 can be irradiated. In this case, all transfer materials can be collectively transferred without scanning the irradiation light. Further, as shown in FIG. 15B, step irradiation may be used in which light that partially covers the transfer region 38 of the donor substrate 30 is irradiated and then an unirradiated portion is irradiated. Also in this case, since the positions before and after the irradiation light may be overlapped, the alignment of the light irradiation can be greatly reduced.

照射光の強度や転写材料の加熱温度の好ましい範囲を一概に例示するのは難しい。これらは、照射光の均一性、照射時間(スキャン速度)、ドナー基板の支持体31や光熱変換層33の材質や厚さ、反射率、区画パターン34の材質や形状、転写材料37の材質や厚さなど様々な条件に左右されるからである。光熱変換層33に吸収されるエネルギー密度の典型値としては0.01〜10J/cmの範囲が、転写材料37の加熱温度は220〜400℃の範囲が目安となる。 It is difficult to exemplify the preferable range of the intensity of irradiation light and the heating temperature of the transfer material. These include uniformity of irradiation light, irradiation time (scanning speed), material and thickness of the donor substrate support 31 and photothermal conversion layer 33, reflectance, material and shape of the partition pattern 34, material of the transfer material 37, This is because it depends on various conditions such as thickness. A typical value of the energy density absorbed by the photothermal conversion layer 33 is a range of 0.01 to 10 J / cm 2 , and a heating temperature of the transfer material 37 is a range of 220 to 400 ° C.

図16は、光を一定時間照射した際の、転写材料37(あるいは光熱変換層33)の温度変化を示す概念図である。様々な条件によるので一概には言えないが、図16(a)のように、照射強度(パワー密度)が一定の条件では温度が徐々に上昇し、目標(蒸発温度)に達した後も上昇する傾向にある。この条件でも転写材料37の厚さや耐熱性、照射時間によっては問題なく転写を実施できる。一方、転写材料37へのダメージをより低減する好ましい照射方法として、図16(b)に示すように、温度が目標付近で一定となり、かつ、その期間が長くなるように、強度に分布をもたせた照射光を用いて、ある点における照射強度を時間的に変化させる例が挙げられる。転写材料37へのダメージを低減できることは、同時に区画パターン34へのダメージも低減できることを意味するので、例えば、区画パターン34を感光性有機材料を利用して形成した場合でも、区画パターン34が劣化せず、ドナー基板の再利用回数を増大できる。   FIG. 16 is a conceptual diagram showing a temperature change of the transfer material 37 (or the photothermal conversion layer 33) when light is irradiated for a certain time. Since it depends on various conditions, it cannot be generally stated, but as shown in FIG. 16 (a), the temperature gradually increases when the irradiation intensity (power density) is constant, and increases even after reaching the target (evaporation temperature). Tend to. Even under these conditions, transfer can be performed without any problem depending on the thickness, heat resistance, and irradiation time of the transfer material 37. On the other hand, as a preferable irradiation method for further reducing damage to the transfer material 37, as shown in FIG. 16B, the intensity is distributed so that the temperature is constant near the target and the period is long. There is an example in which the irradiation intensity at a certain point is temporally changed using the irradiated light. The ability to reduce damage to the transfer material 37 means that damage to the partition pattern 34 can be reduced at the same time. For example, even when the partition pattern 34 is formed using a photosensitive organic material, the partition pattern 34 deteriorates. Without increasing the number of times the donor substrate is reused.

図17は、照射光の成形方法を示す斜視図である。図17(a)に示すように、光学マスク41によって円形の光束から矩形の照射光を切り出すことができる。光学マスク41の他にナイフエッジや光学干渉パターンなどを利用してもよい。図17(b)、(c)に示すように、レンズ42やミラー43により、光源44からの光を集光あるいは拡張することで照射光を成形することができる。また、上記の光学マスク41、レンズ42、ミラー43などを適宜組み合わせることで、任意の形状の照射光に成形することができるし、例えば、矩形照射光の長軸方向は均一な照射強度を有し、短軸方向にはガウシアン分布を有するように設計することも可能である。   FIG. 17 is a perspective view showing a method of forming irradiation light. As shown in FIG. 17A, rectangular irradiation light can be cut out from a circular light beam by the optical mask 41. In addition to the optical mask 41, a knife edge or an optical interference pattern may be used. As shown in FIGS. 17B and 17C, the irradiation light can be formed by condensing or expanding the light from the light source 44 by the lens 42 and the mirror 43. In addition, by appropriately combining the optical mask 41, the lens 42, the mirror 43, etc., the irradiation light can be formed into an arbitrary shape. For example, the long axis direction of the rectangular irradiation light has a uniform irradiation intensity. However, it can also be designed to have a Gaussian distribution in the minor axis direction.

図17(d)は、図16(b)に示した照射強度の時間依存性を実現する一例を示す。ドナー基板30の面に対して照射光をレンズ42を介して斜めに集光する。破線で示した仮想焦点面45の手前側がドナー基板30の光熱変換層33(図示せず)に略一致するように配置すると、手前側はレンズ42の焦点距離と一致するオンフォーカス条件になるため照射密度が最大となり、奥側は焦点距離から外れるオフフォーカス条件になるため、光がぼけることで照射密度が低減する。このような配置で照射光を奥から手前に向けてスキャンすると、図16(b)に概念的に示した照射強度の時間依存性を得ることができる。   FIG. 17D shows an example for realizing the time dependency of the irradiation intensity shown in FIG. The irradiation light is condensed obliquely through the lens 42 with respect to the surface of the donor substrate 30. If the near side of the virtual focal plane 45 indicated by the broken line is arranged so as to substantially coincide with the photothermal conversion layer 33 (not shown) of the donor substrate 30, the near side becomes an on-focus condition that coincides with the focal length of the lens 42. Since the irradiation density is maximized and the back side is in an off-focus condition that deviates from the focal length, the irradiation density is reduced by blurring of light. When the irradiation light is scanned from the back to the front in such an arrangement, the time dependency of the irradiation intensity conceptually shown in FIG. 16B can be obtained.

このように、ドナー基板30上の転写材料37と同時に区画パターン34に光を照射することにより、大型であっても高精度な微細パターニングが可能になる。ドナー基板30上に転写材料以外の異物である区画パターン34を形成することは、区画パターン34自体が剥離して転写されたり、区画パターン34から転写材料に不純物が混入する恐れがあるために、本来は好ましくなく、まして、ドナー基板30上に光熱変換層33を設置して光を吸収させ、発生した熱により転写材料を転写させる蒸着転写法のように、転写材料が比較的高温に加熱される方式において、異物である区画パターン34を積極的に加熱するように光を照射することは、デバイスの性能を悪化させる可能性が高いものとして、前例がなかった。しかし、本実施形態では、光熱変換層33が設置されたドナー基板上において、あえて転写材料37と同時に区画パターン34を加熱するように光を照射することにより、初めて高精度な微細パターニングを可能としたものである。すなわち、このような照射方法によれば、図7に示すような区画パターン34と転写材料37の境界における温度低下が抑制されるので、境界に存在する転写材料をも十分に加熱して転写することができる。従って、転写薄膜の膜厚分布は従来より均一化されるので、デバイス性能への悪影響を防止できる。また、用いる光の強度を小さくすることができるので、転写材料37と区画パターン34が同時に加熱されるように光を当てた場合であっても、転写材料37や区画パターン34の劣化、区画パターン34の剥離や区画パターン34からの脱ガスなどに起因するデバイス性能への悪影響、を最小限に抑制できる。   In this way, by irradiating the partition pattern 34 with light simultaneously with the transfer material 37 on the donor substrate 30, high-precision fine patterning is possible even for a large size. The formation of the partition pattern 34 that is a foreign substance other than the transfer material on the donor substrate 30 may cause the partition pattern 34 itself to be peeled off and transferred, or impurities from the partition pattern 34 to be mixed into the transfer material. The transfer material is heated to a relatively high temperature as in the vapor deposition transfer method in which the photothermal conversion layer 33 is installed on the donor substrate 30 to absorb light and the transfer material is transferred by the generated heat. In this method, irradiating light so as to positively heat the partition pattern 34, which is a foreign object, has no precedent because it has a high possibility of deteriorating device performance. However, in this embodiment, fine patterning with high accuracy can be performed for the first time by irradiating light on the donor substrate on which the photothermal conversion layer 33 is installed so as to heat the partition pattern 34 simultaneously with the transfer material 37. It is a thing. That is, according to such an irradiation method, the temperature drop at the boundary between the partition pattern 34 and the transfer material 37 as shown in FIG. 7 is suppressed, so that the transfer material existing at the boundary is also sufficiently heated and transferred. be able to. Therefore, since the film thickness distribution of the transfer thin film is made more uniform than before, adverse effects on device performance can be prevented. Further, since the intensity of light used can be reduced, even when the transfer material 37 and the partition pattern 34 are heated so that they are heated at the same time, the transfer material 37 and the partition pattern 34 deteriorate, and the partition pattern. The adverse effect on the device performance caused by the peeling of 34 and the degassing of the partition pattern 34 can be minimized.

また、転写材料37の平均膜厚よりも厚い区画パターン34を有するので、デバイス基板に形成済みの下地層は、区画パターンを通じて高温に熱されることが防止されるので、デバイス基板10のデバイス性能への悪影響を防止できる。   In addition, since the partition pattern 34 is thicker than the average film thickness of the transfer material 37, the underlying layer already formed on the device substrate is prevented from being heated to a high temperature through the partition pattern. Can prevent adverse effects.

以上、本発明の実施形態に係る転写用のドナー基板及びそれを用いた有機EL素子の製造方法について説明した。次に、本発明の実施形態に関係する実施例を説明する。本発明は、上述の実施形態及び次の実施例に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能であり、また、ドナー基板30の利用が有機EL素子の製造に限定されないのは勿論である。   The transfer donor substrate and the organic EL element manufacturing method using the same according to the embodiment of the present invention have been described above. Next, examples related to the embodiment of the present invention will be described. The present invention is not limited to the above-described embodiment and the following examples, and various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims, and the donor substrate 30 can be changed. Of course, the use of is not limited to the manufacture of organic EL elements.

実施例1
ドナー基板を以下のとおり作製した。支持体31として無アルカリガラス基板を用い、洗浄/UVオゾン処理後に、光熱変換層33として厚さ1.0μmのチタン膜をスパッタリング法により全面形成した。次に、前記光熱変換層33をUVオゾン処理した後に、上にポジ型ポリイミド系感光性コーティング剤(東レ株式会社製、DL−1000)をスピンコート塗布し、プリベーキング、UV露光した後に、現像液(東レ株式会社製、ELM−D)により露光部を溶解・除去した。このようにパターニングしたポリイミド前駆体膜をホットプレートで350℃、10分間ベーキングして、ポリイミド系の区画パターン34を形成した。この区画パターン34の高さは2μmで、断面は順テーパー形状であった。熱伝導率は約0.2W/mK、体積比熱は約1.2J/cmKであった。区画パターン34内部には幅80μm、長さ280μmの光熱変換層33を露出する開口部が、それぞれ100、300μmのピッチで配置されていた。この基板上に、Alqを3wt%含むクロロホルム溶液をスピンコート塗布することで区画パターン34内(開口部)にAlqからなる平均厚さ25nmの転写材料37を形成した。
Example 1
A donor substrate was prepared as follows. A non-alkali glass substrate was used as the support 31, and after cleaning / UV ozone treatment, a titanium film having a thickness of 1.0 μm was formed on the entire surface by sputtering as the photothermal conversion layer 33. Next, the photothermal conversion layer 33 is subjected to UV ozone treatment, and then a positive polyimide photosensitive coating agent (DL-1000, manufactured by Toray Industries, Inc.) is spin-coated thereon, prebaked and UV exposed, and then developed. The exposed portion was dissolved and removed with a liquid (ELM-D, manufactured by Toray Industries, Inc.). The polyimide precursor film thus patterned was baked on a hot plate at 350 ° C. for 10 minutes to form a polyimide-based partition pattern 34. The partition pattern 34 had a height of 2 μm and a cross section of a forward tapered shape. The thermal conductivity was about 0.2 W / mK, and the volume specific heat was about 1.2 J / cm 3 K. Openings that expose the photothermal conversion layer 33 with a width of 80 μm and a length of 280 μm were arranged in the partition pattern 34 at a pitch of 100 and 300 μm, respectively. On this substrate, a chloroform solution containing 3 wt% of Alq 3 was spin-coated to form a transfer material 37 having an average thickness of 25 nm made of Alq 3 in the partition pattern 34 (opening).

デバイス基板10は以下のとおり作製した。ITO透明導電膜を140nm堆積させた無アルカリガラス基板(ジオマテック株式会社製、スパッタリング成膜品)を38×46mmに切断し、フォトリソ法によりITOを所望の形状にエッチングした。次に、ドナー基板と同様にパターニングされたポリイミド前駆体膜を、300℃、10分間ベーキングして、ポリイミド系の絶縁層を形成した。この絶縁層の高さは1.8μmで、断面は順テーパー形状であった。絶縁層のパターン内部には幅70μm、長さ270μmのITOを露出する開口部が、それぞれ100、300μmのピッチで配置されていた。この基板をUVオゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が3×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、正孔輸送層16として、銅フタロシアニン(CuPc)を20nm、NPDを40nm、発光領域全面に蒸着により積層した。 The device substrate 10 was produced as follows. A non-alkali glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., sputtering film-formed product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 140 nm was cut into 38 × 46 mm, and ITO was etched into a desired shape by a photolithography method. Next, the polyimide precursor film patterned similarly to the donor substrate was baked at 300 ° C. for 10 minutes to form a polyimide-based insulating layer. The height of this insulating layer was 1.8 μm and the cross section was a forward tapered shape. Openings exposing ITO with a width of 70 μm and a length of 270 μm were arranged at a pitch of 100 and 300 μm inside the pattern of the insulating layer. This substrate was subjected to UV ozone treatment, installed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 3 × 10 −4 Pa or less. By the resistance heating method, as the hole transport layer 16, copper phthalocyanine (CuPc) was deposited to 20 nm, NPD was deposited to 40 nm, and the entire light emitting region was deposited by vapor deposition.

次に、前記ドナー基板の区画パターン34と前記デバイス基板10の絶縁層との位置を合わせて対向させ、3×10−4Pa以下の真空中で保持した後に、大気中に取り出した。絶縁層と区画パターン34とで区画される転写空間は真空に保持されていた。この状態で、転写材料37の一部と区画パターン34の一部が同時に加熱されるように、ドナー基板のガラス基板側から波長800nm前後のレーザー(光源:半導体レーザーダイオード)を照射し、転写材料37のAlqをデバイス基板10の下地層である正孔輸送層16上に発光層17として転写した。レーザー強度は約300W/mm、スキャン速度は1.25m/sであり、発光領域全面に転写されるように、レーザーをオーバーラップさせる方式で繰り返しスキャンを実施した。 Next, the positions of the partition pattern 34 of the donor substrate and the insulating layer of the device substrate 10 were made to face each other, held in a vacuum of 3 × 10 −4 Pa or less, and then taken out into the atmosphere. The transfer space partitioned by the insulating layer and the partition pattern 34 was kept in a vacuum. In this state, a laser (light source: semiconductor laser diode) having a wavelength of about 800 nm is irradiated from the glass substrate side of the donor substrate so that a part of the transfer material 37 and a part of the partition pattern 34 are heated at the same time. 37 Alq 3 was transferred as the light emitting layer 17 onto the hole transport layer 16 which was the underlayer of the device substrate 10. The laser intensity was about 300 W / mm 2 , the scanning speed was 1.25 m / s, and repeated scanning was performed by overlapping the lasers so as to be transferred over the entire light emitting region.

Alq転写後のデバイス基板10を、再び真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が3×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、電子輸送層18として下記に示すE−1を25nm、発光領域全面に蒸着した。次に、ドナー材料(電子注入層)としてフッ化リチウムを0.5nm、さらに、第二電極19としてアルミニウムを100nm蒸着して、5mm角の発光領域をもつ有機EL素子を作製した。 The device substrate 10 after the transfer of Alq 3 was placed in the vacuum deposition apparatus again and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 3 × 10 −4 Pa or less. E-1 shown below as an electron transport layer 18 was deposited on the entire surface of the light emitting region by resistance heating. Next, lithium fluoride was deposited to 0.5 nm as a donor material (electron injection layer), and aluminum was deposited to 100 nm as the second electrode 19 to produce an organic EL device having a 5 mm square light emitting region.

Figure 2010089447
Figure 2010089447

有機EL素子を封止した後に、2.5mA/cmの一定電流を流したところ良好な発光が得られた。流し始めた直後を初期輝度、初期電圧とし、さらに一定電流を流し続けて、輝度が初期輝度から半分に低下するまでの時間を輝度半減時間として測定し、それぞれの測定結果を以下の実施例および比較例の結果との相対評価における基準値として得た。 After sealing the organic EL element, when a constant current of 2.5 mA / cm 2 was passed, good light emission was obtained. Immediately after starting to flow, the initial luminance and the initial voltage were set, and a constant current was continued to flow, and the time until the luminance decreased to half from the initial luminance was measured as the luminance half-time. Obtained as a reference value in relative evaluation with the results of the comparative example.

実施例2
以下の手順により、区画パターン34を形成したこと以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。ガラス粉末(組成:Li2O:9%、SiO2:20%、B23:31%、BaO:4%、Al23:24%、ZnO:2%、MgO:6%、CaO:4%)70重量部に対して、有機染料(スダン)0.08重量部の割合で秤量した。スダンをアセトンに溶解させ、分散剤を加えてホモジナイザで均質に攪拌した。この溶液中にガラス粉末を添加して均質に分散後、100℃の温度で乾燥し、アセトンを蒸発させた。こうして有機染料の膜でガラス粉末の表面が均質にコーティングされた粉末を作製した。ポリマー(40%のメタアクリル酸、30%のメチルメタアクリレートおよび30%のスチレンからなる共重合体のカルボキシル基に対して0.4当量のグリシジルメタアクリレートを付加反応させた重量平均分子量43000、酸価95の感光性ポリマーの40%γ−ブチロラクトン溶液)、モノマー、光重合開始剤、増感剤をスダン0.08%、ポリマー37.5%、モノマー12.75%、開始剤4.8%、増感剤4.8%の割合で混合し、均質に溶解させた。この溶液を濾過したものと、上記ガラス粉末を70%添加し、3本ローラで混合・分散して、感光性ガラスペーストを調整した。本ペーストを光熱変換層33上にスクリーン印刷し、80℃で1時間保持して乾燥させ、高圧水銀灯による露光、モノエタノールアミン水溶液による現像、水洗浄した。これにより、光硬化していない部分が除去されたドナー基板を、空気中で560℃で15分間焼成することで、ガラスからなる区画パターン34を得た。区画パターン34の厚さは2μm、熱伝導率は約0.9W/mK、体積比熱は約1.6J/cmKであった。有機EL素子の初期輝度、初期電圧、輝度半減時間は実施例1の基準値とほぼ同様であった。
Example 2
An organic EL element was produced in the same manner as in Example 1 except that the partition pattern 34 was formed by the following procedure. Glass powder (composition: Li 2 O: 9%, SiO 2 : 20%, B 2 O 3 : 31%, BaO: 4%, Al 2 O 3 : 24%, ZnO: 2%, MgO: 6%, CaO : 4%) Weighed at a ratio of 0.08 parts by weight of organic dye (Sudan) to 70 parts by weight. Sudan was dissolved in acetone, a dispersant was added, and the mixture was stirred uniformly with a homogenizer. Glass powder was added to this solution and uniformly dispersed, and then dried at a temperature of 100 ° C. to evaporate acetone. Thus, a powder in which the surface of the glass powder was uniformly coated with an organic dye film was produced. Polymer (weight average molecular weight 43,000 obtained by addition reaction of 0.4 equivalent of glycidyl methacrylate to the carboxyl group of a copolymer consisting of 40% methacrylic acid, 30% methyl methacrylate and 30% styrene, acid 40% γ-butyrolactone solution of photopolymer with a valence of 95), monomer, photopolymerization initiator, sensitizer 0.08% sudan, polymer 37.5%, monomer 12.75%, initiator 4.8% The sensitizer was mixed at a ratio of 4.8% and dissolved homogeneously. A filtered glass solution and 70% of the above glass powder were added and mixed and dispersed with three rollers to prepare a photosensitive glass paste. This paste was screen-printed on the photothermal conversion layer 33, held at 80 ° C. for 1 hour and dried, exposed to a high-pressure mercury lamp, developed with a monoethanolamine aqueous solution, and washed with water. Thereby, the partition pattern 34 which consists of glass was obtained by baking the donor substrate from which the part which has not been photocured was removed in air at 560 degreeC for 15 minutes. The partition pattern 34 had a thickness of 2 μm, a thermal conductivity of about 0.9 W / mK, and a volume specific heat of about 1.6 J / cm 3 K. The initial luminance, initial voltage, and luminance half time of the organic EL element were almost the same as the reference values of Example 1.

比較例1
区画パターン34なしで転写材料を全面に形成したこと以外は実施例1と同様に有機EL素子を作製した。区画パターンがないために、ドナー基板30はガラスからなる支持体31、光熱変換層33、転写材料37が単純に積層された構造である。したがって、ドナー基板の転写材料37とデバイス基板10の絶縁層とが直接接触する状態で対向させ、転写空間を真空に保った。ドナー基板30とデバイス基板10とを位置合わせする必要はなかった。しかしながら、デバイス基板10の絶縁層14の上部に付着していた正孔輸送層16が、転写材料37と接しているために、発光層の転写時に、正孔輸送層16が転写材料とほぼ同じ温度にまで加熱されることで蒸発して、発光材料と正孔輸送層との混合膜が形成されてしまい、初期輝度は実施例1の基準値の60%以下に低下し、初期電圧は1.5V以上上昇した。
Comparative Example 1
An organic EL element was produced in the same manner as in Example 1 except that the transfer material was formed on the entire surface without the partition pattern 34. Since there is no partition pattern, the donor substrate 30 has a structure in which a support 31 made of glass, a photothermal conversion layer 33, and a transfer material 37 are simply laminated. Therefore, the transfer material 37 of the donor substrate and the insulating layer of the device substrate 10 face each other in direct contact with each other, and the transfer space was kept in a vacuum. There was no need to align the donor substrate 30 and the device substrate 10. However, since the hole transport layer 16 adhering to the upper part of the insulating layer 14 of the device substrate 10 is in contact with the transfer material 37, the hole transport layer 16 is substantially the same as the transfer material when the light emitting layer is transferred. When heated to the temperature, it evaporates to form a mixed film of the light emitting material and the hole transport layer, the initial luminance is reduced to 60% or less of the reference value of Example 1, and the initial voltage is 1 Increased by more than 5V.

比較例2
ポリイミドからなる区画パターン34を形成後にUV−オゾン処理を利用して区画パターンを転写材料の平均膜厚よりも薄い20nmの厚さにまで薄膜化したこと以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。初期輝度と初期電圧は比較例1とほぼ同じであった。
Comparative Example 2
Organic EL in the same manner as in Example 1 except that after the partition pattern 34 made of polyimide was formed, the partition pattern was thinned to a thickness of 20 nm thinner than the average film thickness of the transfer material using UV-ozone treatment. An element was produced. The initial luminance and the initial voltage were almost the same as in Comparative Example 1.

実施例3
カーボン微粒子をポリイミドに混合して、厚さ100nm、熱伝導率約1.8W/mK、体積比熱約1.7J/cmKの区画パターン34を形成したこと以外は実施例1と同様に有機EL素子を作製した。区画パターン34の熱伝導率が比較的高いので、転写時に区画パターン34が温度上昇しやすく、発光層の転写時に、デバイス基板10の絶縁層14の上部に付着する正孔輸送層16が約200℃に温度上昇したと推定され、正孔輸送材料が微量蒸発した様子が観測された。実施例1と比較して初期輝度は同等かやや低下し、初期電圧は0.3V前後上昇した。
Example 3
The organic material is the same as in Example 1 except that carbon fine particles are mixed with polyimide to form a partition pattern 34 having a thickness of 100 nm, a thermal conductivity of about 1.8 W / mK, and a volume specific heat of about 1.7 J / cm 3 K. An EL element was produced. Since the partition pattern 34 has a relatively high thermal conductivity, the partition pattern 34 is likely to rise in temperature during transfer, and the hole transport layer 16 attached to the upper portion of the insulating layer 14 of the device substrate 10 during transfer of the light emitting layer is about 200. It was estimated that the temperature rose to ℃, and a slight evaporation of the hole transport material was observed. Compared with Example 1, the initial luminance was the same or slightly decreased, and the initial voltage increased by about 0.3V.

有機EL素子が形成されたデバイス基板の典型的な構造の例を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the example of the typical structure of the device substrate in which the organic EL element was formed. 本発明の実施形態によるドナー基板を用いてデバイス基板に転写膜を形成する方法の例を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the example of the method of forming a transfer film in a device substrate using the donor substrate by embodiment of this invention. 図2における拡大平面図。The enlarged plan view in FIG. 本発明の実施形態における転写補助層の一例を説明する断面図。Sectional drawing explaining an example of the transfer auxiliary layer in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における区画パターンの別の一例を示す。The another example of the division pattern in embodiment of this invention is shown. 本発明の実施形態によるパターニング方法の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the patterning method by embodiment of this invention. 従来の光照射配置における問題点を説明する断面図。Sectional drawing explaining the problem in the conventional light irradiation arrangement | positioning. 本発明の実施形態によるパターニング方法の別の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows another example of the patterning method by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による一括転写のパターニング方法の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the patterning method of batch transfer by embodiment of this invention. 本発明の実施形態における光照射方法の別の一例を示す斜視図。The perspective view which shows another example of the light irradiation method in embodiment of this invention. 本発明の実施形態による一括転写のパターニング方法の別の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows another example of the patterning method of batch transfer by embodiment of this invention. 本発明の実施形態における光照射方法の別の一例を示す平面図。The top view which shows another example of the light irradiation method in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における光照射方法の別の一例を示す平面図。The top view which shows another example of the light irradiation method in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における光照射方法の別の一例を示す平面図。The top view which shows another example of the light irradiation method in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における光照射方法の別の一例を示す斜視図。The perspective view which shows another example of the light irradiation method in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における光の強度分布と転写材料温度の時間変化を説明する概念図。The conceptual diagram explaining the time change of the light intensity distribution and transfer material temperature in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における照射光の成形方法の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of the shaping | molding method of the irradiation light in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 有機EL素子(デバイス基板)
11 支持体
12 TFT(取り出し電極含む)
13 平坦化層
14 絶縁層
15 第一電極
16 正孔輸送層
17 発光層
18 電子輸送層
19 第二電極
20 デバイス基板
21 支持体
27 転写膜
30 ドナー基板
31 支持体
33 光熱変換層
34 区画パターン
37 転写材料
38 転写領域
39 転写補助層
41 光学マスク
42 レンズ
43 ミラー
44 光源
45 仮想焦点面
10 Organic EL elements (device substrates)
11 Support 12 TFT (including extraction electrode)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Flattening layer 14 Insulating layer 15 1st electrode 16 Hole transport layer 17 Light emitting layer 18 Electron transport layer 19 Second electrode 20 Device substrate 21 Support body 27 Transfer film 30 Donor substrate 31 Support body 33 Photothermal conversion layer 34 Partition pattern 37 Transfer material 38 Transfer region 39 Transfer auxiliary layer 41 Optical mask 42 Lens 43 Mirror 44 Light source 45 Virtual focal plane

Claims (6)

支持体と、支持体上に形成された光熱変換層と、前記光熱変換層上に形成された区画パターンと、前記区画パターン内に形成された転写材料を備え、前記区画パターンの厚さが前記転写材料の平均膜厚よりも厚いことを特徴とする転写用ドナー基板。 A support, a photothermal conversion layer formed on the support, a partition pattern formed on the photothermal conversion layer, and a transfer material formed in the partition pattern, wherein the thickness of the partition pattern is A donor substrate for transfer, characterized in that it is thicker than the average film thickness of the transfer material. 前記転写材料は2種類以上存在する請求項1記載の転写用ドナー基板。 The transfer donor substrate according to claim 1, wherein there are two or more types of the transfer material. 区画パターンが転写材料の平均膜厚の5倍よりも厚いことを特徴とする請求項1または2記載の転写用ドナー基板。 3. The transfer donor substrate according to claim 1, wherein the partition pattern is thicker than 5 times the average film thickness of the transfer material. 区画パターンの熱伝導率が1.0W/mK以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の転写用ドナー基板。 4. The donor substrate for transfer according to claim 1, wherein the partition pattern has a thermal conductivity of 1.0 W / mK or less. 区画パターンの体積比熱が1.0J/cmK以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の転写用ドナー基板。 5. The donor donor substrate for transfer according to claim 1, wherein the partition pattern has a volume specific heat of 1.0 J / cm 3 K or more. 請求項1〜5のいずれか記載の転写用ドナー基板をデバイス基板と対向させる工程と、前記光熱変換層に光を照射する工程を有するデバイスの製造方法。 A method for manufacturing a device, comprising: a step of causing the transfer donor substrate according to claim 1 to face a device substrate; and a step of irradiating light to the photothermal conversion layer.
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JP2020502796A (en) * 2016-12-16 2020-01-23 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH Method for manufacturing a semiconductor component

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