JP4426174B2 - 有機発光ダイオードデバイスの層を形成するためにドナーから有機材料を転写する装置 - Google Patents
有機発光ダイオードデバイスの層を形成するためにドナーから有機材料を転写する装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光ダイオード(OLED)としても知られる有機電場発光（ＥＬ）デバイスに関し、特に、このようなデバイスにおける有機層の形成を容易にする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤、緑及び青の色画素のような着色画素（通常ＲＧＢ画素という。）を配列したカラー又はフルカラー有機電場発光(EL)ディスプレイにおいては、ＲＧＢ画素を形成するため発色性有機ＥＬ媒体を精密にパターン化する必要がある。基本的な有機ＥＬデバイスは、共通要素として、アノード、カソード、及び該アノードと該カソードとに挟まれた有機ＥＬ媒体を含む。有機ＥＬ媒体は１又は２層以上の有機薄膜からなることができ、その層又は層内領域の一つが主として発光、すなわち電場発光を担う。この特定の層を、一般に有機ＥＬ媒体の発光層と称する。有機ＥＬ媒体中に存在する他の有機層は、一般に電子的輸送性を促進し、（正孔伝導用）正孔輸送層又は（電子伝導用）電子輸送層と呼ばれる。フルカラー有機ＥＬディスプレイパネルのＲＧＢ画素を形成する際には、有機ＥＬ媒体の発光層又は有機ＥＬ媒体全体を精密にパターン化する方法を考案する必要がある。
【０００３】
典型的には、電場発光画素は、米国特許第５７４２１２９号に記載されているようなシャドーマスク技法によりディスプレイ上に形成される。この技法は有効であるが、いくつかの欠点がある。シャドーマスク技法では、解像度の高い画素サイズを達成することが困難である。さらに、基板とシャドーマスクとの間のアラインメントの問題があり、画素を適当な位置に形成させることに慎重にならなければならない。基板を大きくする場合には、シャドーマスクを操作して適切な位置に画素を形成させることが困難となる。シャドーマスク技法のさらなる欠点は、マスクの開口部が時間とともに目詰まりすることである。マスクの開口部が目詰まりすると、ＥＬディスプレイ上に機能しない画素が生じ、望ましくない。
【０００４】
シャドーマスク技法には、一辺が２〜３インチを超える寸法のＥＬデバイスを製造する時に特に明白となる別の問題がある。ＥＬデバイスを精密に形成するために必要な精度（ホール位置±５μｍ）を有する比較的大きなシャドーマスクを製造することは極めて困難である。
【０００５】
高解像度有機ＥＬディスプレイのパターン化方法が、米国特許第５８５１７０９号(Grandeら)に記載されている。この方法は、（１）対向する第１表面及び第２表面を有するドナー基板を用意し、（２）該基板の第１表面の上に透光性断熱層を形成し、（３）該断熱層の上に吸光層を形成し、（４）該ドナー基板に、該第２表面から該断熱層にまで延在する開口部の配列を設け、（５）該吸光層の上に転写可能な発色性有機ドナー層を形成し、（６）該基板の開口部とデバイス上の対応するカラー画素とが配向するように該ドナー基板をディスプレイ基板に対して精密にアラインし、そして（７）該ドナー基板上の有機層を該ディスプレイ基板に転写させるに十分な熱を該開口部上の吸光層に発生させるための輻射線源を使用する、という工程序列を含む。Grandeらの方法にまつわる問題は、ドナー基板上の開口部の配列をパターン化しなければならないことにある。このことは、ドナー基板とディスプレイ基板との間で精密に機械的にアラインメントしなければならないことをはじめとする、シャドーマスク技法の場合と同様の問題の多くを生ぜしめる。さらに、ドナーのパターンが固定され、容易に変更できないという問題もある。
【０００６】
パターン化されていないドナーシートとレーザーのような精密光源とを使用することにより、パターン化ドナーに見られる困難の一部を取り除くことができる。このような方法が、米国特許第５６８８５５１号(Littman)及びWolkらの一連の特許（米国特許第６１１４０８８号、同第６１４０００９号、同第６２１４５２０号及び同第６２２１５５３号）に記載されている。
【０００７】
譲受人共通の米国特許第５９３７２７２号（Tang）に、薄膜トランジスタ（TFT）アレイ基板上にＥＬ材料を蒸着させることにより多色画素（例、赤色、緑色及び青色の二次画素）をパターン化する方法が記載されている。このようなＥＬ材料は、ドナー支持体材料の片面に予備被覆しておいて選ばれたパターンで蒸着させることにより基板に転写することができる（上記米国特許第５９３７２７２号の図４、図５及び図６に示されているように）。
【０００８】
ＥＬ材料の転写は、Tangが上記特許明細書で記載しているように、真空チャンバ内で行なうことが好ましく、とりわけ、ドナーと基板との間で真空を維持することが好ましい。また、ＥＬ転写に際してはドナーと基板とを密接させて保持することも必要である（Tangの教示によれば、基板の隆起部分とコーティングとの間隔を２５０μｍ未満とする）。さらに、ドナーを基板の隆起部分と接触させることにより、ＥＬ材料が付着する基板のくぼみ部分とコーティングとの間に十分なスペースを維持することもできる。いずれの場合にも、真空チャンバ内でドナーと基板を接触させたまま保持しながら、ドナーと基板との間で真空を維持する方法が必要となる。
【０００９】
譲受人共通のIsbergらの欧州特許出願公開第１０２８００１号に、ドナー層と基板との間に密着性改良層を追加使用する方法が記載されている。この方法は、Tangが要求する密接性の向上に役立つが、密着性改良層が接着剤としての不純物を導入する可能性がある点で、不利となるであろう。
【００１０】
マニュアルプレートで適用するような機械的圧力を採用してもよいが、マイクロメートルレベルの許容差が要求される表面の全体に均一性を維持することは困難である。空気その他の流体で加圧する方が良好に機能するが、真空チャンバ内のコンディションを乱さずに維持しなければならない点で、このような加圧法を採用することは困難である。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第５７４２１２９号明細書
【特許文献２】
米国特許第５８５１７０９号明細書
【特許文献３】
米国特許第５６８８５５１号明細書
【特許文献４】
米国特許第６１１４０８８号明細書
【特許文献５】
米国特許第６１４０００９号明細書
【特許文献６】
米国特許第６２１４５２０号明細書
【特許文献７】
米国特許第６２２１５５３号明細書
【特許文献８】
米国特許第５９３７２７２号明細書
【特許文献９】
米国特許第６１９４１１９号明細書
【特許文献１０】
米国特許第５５７８４１６号明細書
【特許文献１１】
欧州特許出願公開第１０２８００１号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、１又は２層以上の有機材料の形成を促進するためにOLED基板に対するドナー要素の位置決め方法の有効性を高めることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、１又は２以上の有機発光ダイオード（OLED）デバイスの上に有機材料の層を形成するためにドナーから基板上に有機材料を転写する装置であって、
(a) 該ドナーと該基板とを、該基板の一部と該ドナーの一部とが離隔するか又は該基板と該ドナーとが接するような相対関係をなすように支持するように配置された第１取付具であって、該基板の一部の上に有機材料が転写されることとなるものと、
(b) 該ドナーと該基板とを締め付けるために該第１取付具と整合し、かつ、これと係合する第２取付具であって、該ドナーの非転写面に対してチャンバを形成するものと、
(c) 該基板に対する該ドナーの位置が確保されるように該ドナーの非転写面に圧力をかけるための流体を該チャンバに供給するための手段と
を含んで成り、そして
(d) 該第１取付具が透明部分を含み、該透明部分が、該ドナーの非転写面に対し、発熱により該有機材料が該ドナーから該基板へ転写するように輻射線を該透明部分を通して該ドナーの非転写面へ透過させるような関係で配置されていることにより、該ドナーからの該有機材料の転写が容易化され得る
ことを特徴とする装置
によって達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
用語「ディスプレイ」又は「ディスプレイパネル」は、ビデオ画像又はテキストを電子的に表示することができるスクリーンをさす。用語「画素」は、当該技術分野で認識されている意味で使用され、ディスプレイパネルの一領域であって、他の領域とは独立に発光するように刺激され得る領域をさす。用語「多色」は、異なる領域で異なる色相の光を発することができるディスプレイパネルをさし、具体的には、異なる色の画像を表示することができるディスプレイパネルをさす。これらの領域は必ずしも隣接しなくてもよい。用語「フルカラー」は、可視スペクトルの赤、緑及び青の各色域で発光し、任意の組合せの色相で画像を表示することができる多色ディスプレイパネルをさす。赤、緑及び青の各色は三原色を構成し、この三原色を適宜混合することにより他のすべての色を発生させることができる。用語「色相」は、可視スペクトル内の発光強度プロファイルをさし、異なる色相は視覚的に識別できる色差を示す。画素又は二次画素とは、一般に、ディスプレイパネルにおいてアドレス可能な最小単位をさす。モノクロディスプレイの場合、画素又は二次画素の間に区別はない。用語「二次画素」は、多色ディスプレイパネルにおいて使用されることがあり、特定の色を発光するために独立にアドレスすることができる画素の部分をさす。例えば、青色二次画素は、青光を発するためにアドレスすることができる画素の当該部分である。フルカラーディスプレイの場合、一つの画素が、三原色の二次画素、すなわち青、緑及び赤で構成されることが一般的である。用語「ピッチ」は、ディスプレイパネルにおける２つの画素又は二次画素を隔てる距離をさす。したがって、二次画素ピッチは、２つの二次画素間の分離を意味する。用語「真空」は、圧力が１Torr以下であることをさす。
【００１５】
図１に、本発明により設計された装置８の一実施態様の横断面図を示す。第１取付具１０はベース板２０を含む。本具体例では、ベース板２０は、ここで説明する特徴のために機械加工された開放方形板である。ベース板２０は、ドナー３２及び基板３４を支持し、さらには硬質フレーム３０に搭載されたドナー３２を収容することもできる。ベース板２０には透明部分２６が嵌め合わされている。透明部分２６は、ここに図示したような板状であってもよいし、他の便利な形状であってもよい。透明部分２６は、スペクトルの所定の部分の輻射線を透過する材料でできているため、当該輻射線の透過を可能にする。透明部分２６はベース板２０に嵌合してガスケット２２を圧縮する。ガスケット２２は、それ用に機械加工されたスロットに嵌合する。透明部分２６は、ベース板２０に、保持クランプ２８によって保持される。保持クランプ２８は、ベース板２０に、ネジその他の締結具（図示なし）によって保持される。透明部分２６と、ガスケット２２と、ベース板２０とで気密シールが形成される。ここで、気密シールとは、真空チャンバ内部の環境条件に悪影響を及ぼさない程度に十分低い漏洩速度を示すか、又は流体漏洩のまったくないことと定義される。ベース板２０は、別の機械加工されたスロットを有し、これでガスケット２４を保持する。
【００１６】
第２取付具１２はプレート３８を含む。プレート３８は、明白となるように第１取付具１０と係合したときに、基板３４及びドナー３２を締め付けてガスケット２４を圧縮し、そしてドナー３２の非転写面３３と透明部分２６との間に気密チャンバを創出する。プレート３８は、スチールや硬質プラスチックのような硬質材料でできており、そしてレーザーの焦点深度内に対して平面であることが好ましい。
【００１７】
図１における第１取付具と第２取付具の開放関係により、ドナー３２及び基板３４の装置８に対する出し入れが容易となる。ドナー３２は、これらの取付具の間に、第１取付具１０によって支持されるように配置される。基板３４は、ドナー３２と第２取付具１２との間に配置される。ドナー３２は軟質支持体から形成されることがあるため、必要に応じて、ドナー３２のシートを装填し、また取り出すための支持体として、硬質フレーム３０を使用することができる。硬質フレーム３０を使用する場合には、ベース板２０は、硬質フレーム３０を受容するための機械加工されたスロット１４を含むことになる。
【００１８】
透明部分２６は、当たる輻射線に対して透明な材料であり、そして対向面間の圧力差として少なくとも１大気圧に耐えられる十分な構造を有する。一例として、Schott Glass Technologies社製の光学BK-7ガラスが挙げられる。これは、レーザー光に対して光学的に透明であるように製造されている。透明部分２６の厚さは、その材料特性、圧力差及び全体露光領域によって決まる。
【００１９】
基板３４は、ドナーから発光材料を受容する表面を提供する有機固体、無機固体又は有機固体と無機固体の混合物であることができ、また硬質であっても軟質であってもよい。典型的な基板材料として、ガラス、プラスチック、金属、セラミック、半導体、金属酸化物、半導体酸化物、半導体窒化物、回路基板材料又はこれらの組合せが挙げられる。基板３４は、材料の均質混合物、材料の複合材、又は材料の多層であることができる。一つの好適な実施態様では、基板３４は薄膜トランジスタ（TFT）のマトリックスアレイを含む。基板３４は、所期の発光方向に依存して、透光性又は不透明であることができる。基板を通してＥＬ発光を観察する場合には、透光性が望まれる。このような場合には、一般に、透明なガラス又はプラスチックが用いられる。上部電極を通してＥＬ発光を観察する用途の場合には、底部支持体の透過性は問題とならないので、透光性であっても、吸光性であっても、また光反射性であってもよい。
【００２０】
図２（Ａ）に、一つの実施態様である真空チャンバ内に密閉された上記装置８の閉じた構成を示す。この構成は、1)真空下では非接触ギャップを差し渡す転写の有効性が高いこと、及び2)ドナー材料の中には酸素、湿分その他の汚染物の影響を受けるものがあること、等、いくつかの理由から、ある種の転写にとって有利である。
【００２１】
第１取付具１０と第２取付具１２は、それらがチャンバ４０の周辺部に沿って係合して圧力を提供し、よって基板３４とドナー３２を締め付け、ガスケット２４を圧縮し、そして気密シールを創出するように、互いにアラインされる。ガスケット２２を具備するベース板２０により形成された気密シールと共にチャンバ４０が形成されて、ドナー３２の非転写面３３に圧力をかけることが可能となる。第２取付具１２は平面を提供する。当該平面は、レーザーによる照射の場合、ドナー３２の適切な輻射線吸収部分（その性質は明白となる）を当該レーザーの焦点深度内部に定置する。装置８は真空チャンバ３９の中に密閉され、真空ポンプ４１によって真空下に保たれる。
【００２２】
図２（Ｂ）に、別の実施態様である真空チャンバ内に密閉された装置８の閉じた構成を示す。これは図２（Ａ）に示した構成と同様であるが、但し、真空チャンバは、ドナー３２と基板３４を密閉するが、透明部分２６は密閉しないままにしておくように構築されている。この構成は、真空チャンバ内に密閉されない照射源からの照射を可能にするものである。このような照射の性質については、さらなる説明において明白となる。
【００２３】
図３に、閉じた構成の装置８の一部を詳細に示す。図３は、チャンバ４０に流体を供給するための手段を示す。１又は２以上の流体入口４２がベース板２０の中に形成されている。流体は、流体通路４４に導入され、これによりチャンバ４０に送られる。装置８を真空チャンバ３９内に密閉する場合、流体入口４２は外部流体供給源４６への接続手段を含むことができる。チャンバ４０（ドナー３２の非転写面３３に圧力をかける）と周囲真空との間の圧力差により、ドナー３２の転写面３５が基板３４の受容面に対して押し付けられる。プレート３８（第２取付具１２の一部である）は、上述したように、平面を提供し、ドナー３２の適切な輻射線吸収部分を照射レーザーの焦点深度内に定置する。チャンバ４０を加圧するための流体は、気体（例、空気、窒素、アルゴン、ヘリウム）、液体（例、水又は液体フルオロカーボン）、圧力下で液状化する気体（例、フレオン（商標））又は超臨界流体（例、二酸化炭素）であることができる。好適な流体は気体である。最も好適な流体は窒素又はアルゴンである。チャンバ４０内の流体圧力により、ドナー３２と基板３４の相対関係が、直に接する位置又は相互の制御された離隔が確保されるような関係となることがわかる。また、チャンバ４０に送られる圧力が３９の周囲圧力よりも高いことを条件として、装置８を真空条件以外で、例えば、１Torrよりも高い乾燥窒素雰囲気下で、使用できることもわかる。
【００２４】
図４に、別の実施態様である閉じた構成の装置８の一部を詳細に示す。図４は、チャンバ４０に流体を供給するための手段、及びドナー３２の転写面３５と基板３４との間の周囲圧力を維持するための手段を示す。第２取付具１２は、基板３４を収容する嵌込みポケットを含む。ドナー３２は、基板３４を越えて延在し、そして第２取付具１２が第１取付具１０と係合するときに第２取付具１２によりガスケット２４に対して締め付けられる。これにより、ドナー３２の転写面３５に対する第１チャンバ４５と、ドナー３２の非転写面３３に対する第２チャンバ４７とが創出される。ガスケット２４において創出された気密シールが破壊されないように、第２取付具１２の中に１又は２以上の流路４８を形成し、そして周囲環境又は包囲環境に開放する。第２チャンバ４７に流体圧力をかけると、ドナー３２が基板３４に押し当てられ、その基板もまたプレート３８に押し当てられる。流路４８は、第１チャンバ４５における基板３４に対する及びドナー３２の転写面３５に対する周囲圧力条件を維持する一方、非転写面３３は、第２チャンバ４７における比較的高い圧力下にある。
【００２５】
図５に、上記の装置８の三次元代表図として、上述の各種部品の相対位置を示す。この代表図は、自動化を容易にするための任意の工具を含む。
任意の自動化法において、硬質フレーム３０に搭載されたシート状ドナー３２を、自動化手段（例、プログラムされたロボット）により装置８に配置し、工具５４により所定の位置に降下する。基板３４を、自動化手段（例、プログラムされたロボット）により装置８に配置し、工具５４により所定の位置に降下する。この工程の自動化を促進するため、第１取付具１０にガイドコラム５０を取り付け、そして第２取付具１２に、ガイドコラム５０の上に嵌合するブッシュ５６を取り付ける、又は形成する、ことができる。
【００２６】
図６（Ａ）に、光で装置８を使用する手段の一つを示す。レーザー６２がレーザー光６０を放出する。レーザー光６０は、ドナー材料を基板３４へ転写させるため、透明プレート２６を透過し、ドナー３２の非転写面３３の部分を選択的に照射する。当該装置が真空チャンバ３９の内部にある場合には、レーザー６２は、当該真空チャンバの内側に（図２（Ａ）に示したような構成で）配置してもよいし、当該真空チャンバの外側に（図２（Ｂ）に示したような構成で）配置してもよい。
【００２７】
図６（Ｂ）に、光で装置８を使用する別の手段を示す。フラッシュランプ６４がフラッシュ光６６を放出する。フラッシュ光６６は、ドナー材料を基板３４へ転写させるため、透明プレート２６を透過し、ドナー３２の非転写面３３を照射する。当該装置が真空チャンバ３９の内部にある場合には、フラッシュランプ６４は、当該真空チャンバの内側に（図２（Ａ）に示したような構成で）配置してもよいし、当該真空チャンバの外側に（図２（Ｂ）に示したような構成で）配置してもよい。
【００２８】
図７（Ａ）に、ドナー３２の構造の一実施態様を示す。ドナー３２は、最低限、非転写面３３を含む、好ましくは軟質の、支持体７２を含む。支持体７２には、均一に有機材料７０が被覆されており、これが転写面３５を構成する。
【００２９】
支持体７２は、少なくとも以下の要件を満たす数種の材料のいずれでできていてもよい。当該ドナー支持体は、片面が加圧された状態での光熱誘導式転写工程に際して、また水蒸気のような揮発性成分を除去するために企図されるいかなる予備加熱工程に際しても、構造的団結性を維持できることが必要である。さらに、当該ドナー支持体は、片面上に比較的薄い有機ドナー材料のコーティングを受容し、このコーティングを、被覆された支持体の予想される保存期間内に劣化させることなく保持することができる必要もある。これらの要件を満たす支持体材料の例として、金属箔、当該支持体上のコーティングの転写性有機ドナー材料を転写させるために予測される支持体温度値よりも高いガラス転移温度を示す特定のプラスチック箔、及び繊維強化プラスチック箔が挙げられる。好適な支持体材料の選定は既知の工学的手法によることができるが、本発明の実施に有用なドナー支持体として構成されるときに、選ばれた支持体材料の特定の側面がさらなる検討に値することが認識されている。例えば、当該支持体が、転写性有機材料による予備コーティングの前に、多段階洗浄及び表面調製工程を必要とすることもあり得る。当該支持体材料が輻射線透過性材料である場合には、適当なフラッシュランプからの輻射線フラッシュ又は適当なレーザーからのレーザー光を使用する時に、当該支持体の内部又は表面に輻射線吸収材料を含めると、当該ドナー支持体の加熱効果が高くなり、これに応じて転写性有機ドナー材料の当該支持体から基板への転写性が向上することとなり有利となり得る。
【００３０】
典型的なOLEDデバイスは下記の層を、通常、アノード、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及びカソードの順序で、含有することができる。有機材料７０は、正孔注入性材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料、発光性材料、ホスト材料又はこれら材料の任意の組合せであることができる。以下、これらの材料について説明する。
【００３１】
正孔注入性 (HI) 材料
常に必要であるものではないが、有機発光ディスプレイに正孔注入層を設けることが有用となる場合が多い。正孔注入層は、後続の有機層の薄膜形成特性を改良し、かつ、正孔を正孔輸送層に注入し易くするように機能し得る。正孔注入層に使用するのに適した材料として、米国特許第４７２０４３２号に記載されているようなポルフィリン系化合物や、米国特許第６２０８０７５号に記載されているようなプラズマ蒸着フルオロカーボンポリマーが挙げられるが、これらに限定はされない。有機ＥＬデバイスにおいて有用であることが報告されている別の正孔注入性材料が、欧州特許出願公開第０８９１１２１号Ａ１及び同第１０２９９０９号Ａ１に記載されている。
【００３２】
正孔輸送性 (HT) 材料
有機材料７０として有用な正孔輸送性材料は、芳香族第三アミンのような化合物を含むことがよく知られている。芳香族第三アミンとは、その少なくとも一つが芳香族環の環員である炭素原子にのみ結合している３価窒素原子を１個以上含有する化合物であると解される。一つの形態として、芳香族第三アミンはアリールアミン、例えば、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン又は高分子アリールアミンであることができる。トリアリールアミン単量体の例が、米国特許第３１８０７３０号(Klupfelら)に示されている。１以上のビニル基で置換された、及び／又は少なくとも一つの活性水素含有基を含む、その他の好適なトリアリールアミンが、譲受人共通の米国特許第３５６７４５０号及び同第３６５８５２０号(Brantleyら)に記載されている。これらの開示内容を本明細書の一部とする。
【００３３】
より好ましい種類の芳香族第三アミンは、米国特許第４７２０４３２号及び同第５０６１５６９号に記載されているような芳香族第三アミン部分を２個以上含有するものである。このような化合物には、下記構造式（Ａ）で表わされるものが含まれる。
【００３４】
【化１】
【００３５】
上式中、Ｑ1及びＱ2は各々独立に選ばれた芳香族第三アミン部分であり、そしてＧは、アリーレン、シクロアルキレン又は炭素-炭素結合のアルキレン基のような結合基である。一つの実施態様において、Ｑ1及びＱ2の少なくとも一方は、多環式縮合環構造体（例、ナフタレン）を含有する。Ｇがアリール基である場合、それはフェニレン部分、ビフェニレン部分又はナフタレン部分であることが便利である。
構造式（Ａ）を満たし、かつ、２つのトリアリールアミン部分を含有する有用な種類のトリアリールアミンは、下記構造式（Ｂ）で表わされる。
【００３６】
【化２】
【００３７】
上式中、Ｒ1及びＲ2は、各々独立に、水素原子、アリール基もしくはアルキル基を表わすか、又は、Ｒ1及びＲ2は一緒にシクロアルキル基を完成する原子群を表わし、そして
Ｒ3及びＲ4は、各々独立に、アリール基であってそれ自体が下記構造式（Ｃ）で示されるようなジアリール置換型アミノ基で置換されているものを表わす。
【００３８】
【化３】
【００３９】
上式中、Ｒ5及びＲ6は各々独立に選ばれたアリール基である。一つの実施態様において、Ｒ5及びＲ6の少なくとも一方は、多環式縮合環構造体（例、ナフタレン）を含有する。
別の種類の芳香族第三アミンはテトラアリールジアミンである。望ましいテトラアリールジアミンは、構造式（Ｃ）で示したようなジアリールアミノ基を２個含む。有用なテトラアリールジアミンには、下記構造式（Ｄ）で表わされるものが含まれる。
【００４０】
【化４】
【００４１】
上式中、Ａｒｅは各々独立に選ばれたアリーレン基、例えば、フェニレン又はアントラセン部分であり、
ｎは１〜４の整数であり、そして
Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は各々独立に選ばれたアリール基である。
典型的な実施態様では、Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9の少なくとも一つが多環式縮合環構造体（例、ナフタレン）である。
【００４２】
上記構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の各種アルキル、アルキレン、アリール及びアリーレン部分も、各々それ自体が置換されていてもよい。典型的な置換基として、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、並びにフッ化物、塩化物及び臭化物のようなハロゲンが挙げられる。各種アルキル及びアルキレン部分は、典型的には約１〜６個の炭素原子を含有する。シクロアルキル部分は３〜約１０個の炭素原子を含有し得るが、典型的には、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチルの環構造体のように、５個、６個又は７個の環炭素原子を含有する。アリール部分及びアリーレン部分は、通常はフェニル部分及びフェニレン部分である。
【００４３】
正孔輸送層は、芳香族第三アミン化合物の単体又は混合物で形成することができる。具体的には、構造式（Ｂ）を満たすトリアリールアミンのようなトリアリールアミンを、構造式（Ｄ）が示すようなテトラアリールジアミンと組み合わせて使用することができる。トリアリールアミンをテトラアリールジアミンと組み合わせて使用する場合、後者を、トリアリールアミンと電子注入及び輸送層との間に挿入された層として配置する。以下、有用な芳香族第三アミンを例示する。
1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン
1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン
4,4’-ビス(ジフェニルアミノ)クアドリフェニル
ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)-フェニルメタン
N,N,N-トリ(p-トリル)アミン
4-(ジ-p-トリルアミノ)-4’-[4(ジ-p-トリルアミノ)-スチリル]スチルベン
N,N,N’,N’-テトラ-p-トリル-4,4’-ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’-テトラフェニル-4,4’-ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’-テトラ-1-ナフチル-4,4’-ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’-テトラ-2-ナフチル-4,4’-ジアミノビフェニル
N-フェニルカルバゾール
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ビフェニル
4,4”-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]-p-ターフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(3-アセナフテニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレン
4,4’-ビス[N-(9-アントリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4”-ビス[N-(1-アントリル)-N-フェニルアミノ]-p-ターフェニル
4,4’-ビス[N-(2-フェナントリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(8-フルオルアンテニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ピレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ナフタセニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ペリレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(1-コロネニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
2,6-ビス(ジ-p-トリルアミノ)ナフタレン
2,6-ビス[ジ-(1-ナフチル)アミノ]ナフタレン
2,6-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ナフタレン
N,N,N’,N’-テトラ(2-ナフチル)-4,4”-ジアミノ-p-ターフェニル
4,4’-ビス{N-フェニル-N-[4-(1-ナフチル)-フェニル]アミノ}ビフェニル
4,4’-ビス[N-フェニル-N-(2-ピレニル)アミノ]ビフェニル
2,6-ビス[N,N-ジ(2-ナフチル)アミン]フルオレン
1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレン
【００４４】
別の種類の有用な正孔輸送性材料として、欧州特許第１００９０４１号に記載されているような多環式芳香族化合物が挙げられる。さらに、ポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン及びPEDOT/PSSとも呼ばれているポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)／ポリ(4-スチレンスルホネート)のようなコポリマー、といった高分子正孔輸送性材料を使用することもできる。
【００４５】
発光性材料
有機材料７０として有用な発光性材料は周知である。米国特許第４７６９２９２号及び同第５９３５７２１号に詳述されているように、有機ＥＬ要素の発光層(LEL)は発光材料又は蛍光材料を含み、その領域において電子-正孔対が再結合する結果として電場発光が生じる。発光層は、単一材料で構成することもできるが、より一般的には、ホスト材料に単一又は複数種のゲスト化合物をドーピングしてなり、そこで主として当該ドーパントから発光が生じ、その発光色にも制限はない。発光層に含まれるホスト材料は、後述する電子輸送性材料、上述した正孔輸送性材料、又は正孔-電子再結合を支援する別の材料、であることができる。ドーパントは、通常は高蛍光性色素の中から選ばれるが、リン光性化合物、例えば、国際公開第９８／５５５６１号、同第００／１８８５１号、同第００／５７６７６号及び同第００／７０６５５号に記載されているような遷移金属錯体も有用である。ドーパントは、ホスト材料中、０．０１〜１０質量％の範囲内で塗布されることが典型的である。
【００４６】
ドーパントとしての色素を選定するための重要な関係は、当該分子の最高被占軌道と最低空軌道との間のエネルギー差として定義されるバンドギャップポテンシャルの対比である。ホストからドーパント分子へのエネルギー伝達の効率化を図るためには、当該ドーパントのバンドギャップがホスト材料のそれよりも小さいことが必須条件となる。
【００４７】
有用性が知られているホスト及び発光性分子として、米国特許第４７６９２９２号、同第５１４１６７１号、同第５１５０００６号、同第５１５１６２９号、同第５２９４８７０号、同第５４０５７０９号、同第５４８４９２２号、同第５５９３７８８号、同第５６４５９４８号、同第５６８３８２３号、同第５７５５９９９号、同第５９２８８０２号、同第５９３５７２０号、同第５９３５７２１号及び同第６０２００７８号に記載されているものが挙げられるが、これらに限定はされない。
【００４８】
8-ヒドロキシキノリン及び類似の誘導体の金属錯体（下記構造式Ｅ）は、電場発光を支援することができる有用なホスト化合物の一種であり、特に、500 nmよりも長い波長の光（例、緑色、黄色、橙色及び赤色）を放出させるのに適している。
【００４９】
【化５】
【００５０】
上式中、Ｍは金属を表わし、ｎは１〜３の整数であり、そしてＺは、各々独立に、縮合芳香族環を２個以上有する核を完成する原子群を表わす。
上記より、当該金属は１価、２価又は３価になり得ることが明白である。当該金属は、例えば、リチウム、ナトリウムもしくはカリウムのようなアルカリ金属、マグネシウムもしくはカルシウムのようなアルカリ土類金属、又はホウ素もしくはアルミニウムのような土類金属であることができる。一般に、有用なキレート化金属であることが知られているものであれば、１価、２価又は３価のいずれの金属でも使用することができる。
【００５１】
Ｚは、その少なくとも一つがアゾール環又はアジン環である２個以上の縮合芳香族環を含有する複素環式核を完成する。必要であれば、当該２個の必須環に、脂肪族環及び芳香族環の双方を含む追加の環を縮合させてもよい。分子の嵩高さが機能向上を伴うことなく増大することを避けるため、通常は環原子の数を１８以下に維持する。
【００５２】
以下、有用なキレート化オキシノイド系化合物の例を示す。
CO-1：アルミニウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)〕
CO-2：マグネシウムビスオキシン〔別名、ビス(8-キノリノラト)マグネシウム(II)〕
CO-3：ビス[ベンゾ{f}-8-キノリノラト]亜鉛(II)
CO-4：ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)-μ-オキソ-ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)
CO-5：インジウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)インジウム〕
CO-6：アルミニウムトリス(5-メチルオキシン)〔別名、トリス(5-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)〕
CO-7：リチウムオキシン〔別名、(8-キノリノラト)リチウム〕
CO-8：ガリウムオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)ガリウム(III)〕
CO-9：ジルコニウムオキシン〔別名、テトラ(8-キノリノラト)ジルコニウム(IV)〕
【００５３】
9,10-ジ-(2-ナフチル)アントラセンの誘導体（下記構造式Ｆ）は、電場発光を支援することができる有用なホスト化合物の一種であり、特に、400 nmよりも長い波長の光（例、青色、緑色、黄色、橙色及び赤色）を放出させるのに適している。
【００５４】
【化６】
【００５５】
上式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、各環上の１又は２以上の置換基であってそれぞれ下記のグループから独立に選ばれるものを表わす。
第１グループ：水素、又は炭素原子数１〜２４のアルキル；
第２グループ：炭素原子数５〜２０のアリール又は置換アリール；
第３グループ：アントラセニル、ピレニルまたはペリレニルの縮合芳香族環の完成に必要な４〜２４個の炭素原子；
第４グループ：フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルその他の複素環式系の縮合芳香族環の完成に必要な炭素原子数５〜２４のヘテロアリール又は置換ヘテロアリール；
第５グループ：炭素原子数１〜２４のアルコキシルアミノ、アルキルアミノ又はアリールアミノ；及び
第６グループ：フッ素、塩素、臭素又はシアノ
【００５６】
ベンズアゾール誘導体（下記構造式Ｇ）は、電場発光を支援することができる有用なホスト化合物の一種であり、特に、400 nmよりも長い波長の光（例、青色、緑色、黄色、橙色及び赤色）を放出させるのに適している。
【００５７】
【化７】
【００５８】
上式中、ｎは３〜８の整数であり、
ＺはＯ、ＮＲ又はＳであり、
Ｒ’は、水素、炭素原子数１〜２４のアルキル（例えば、プロピル、t-ブチル、ヘプチル、等）、炭素原子数５〜２０のアリールもしくはヘテロ原子置換型アリール（例えば、フェニル及びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルその他の複素環式系）、ハロ（例、クロロ、フルオロ）、又は縮合芳香族環の完成に必要な原子群、であり、
Ｌは、アルキル、アリール、置換アルキル又は置換アリールからなる結合ユニットであって、当該複数のベンズアゾール同士を共役的又は非共役的に連結させるものである。
有用なベンズアゾールの一例として2,2’,2”-(1,3,5-フェニレン)トリス[1-フェニル-1H-ベンズイミダゾール]が挙げられる。
【００５９】
望ましい蛍光性ドーパントには、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレンピラン、チオピラン、ポリメチン、ピリリウム及びチアピリリウムの各化合物の誘導体並びにカルボスチリル化合物が包含される。以下、有用なドーパントの具体例を挙げるが、これらに限定はされない。
【００６０】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【００６１】
その他の有機発光性材料として、高分子物質、例えば、譲受人共通の米国特許第６１９４１１９号Ｂ１（Wolkら）及びその中の文献に記載されているポリフェニレンビニレン誘導体、ジアルコキシ-ポリフェニレンビニレン、ポリ-パラ-フェニレン誘導体及びポリフルオレン誘導体、を使用することもできる。
【００６２】
電子輸送性 (ET) 材料
本発明の有機ＥＬデバイスに使用するのに好ましい電子輸送性材料は、オキシン（通称8-キノリノール又は8-ヒドロキシキノリン）それ自体のキレートをはじめとする金属キレート化オキシノイド系化合物である。このような化合物は、電子の注入及び輸送を助長し、しかも高い性能レベルを示すと共に、薄膜への加工が容易である。企図されるオキシノイド系化合物の例は、既述の構造式（Ｅ）を満たす化合物である。
【００６３】
その他の電子輸送性材料として、米国特許第４３５６４２９号に記載されている各種ブタジエン誘導体、及び米国特許第４５３９５０７に記載されている各種複素環式蛍光増白剤が挙げられる。既述の構造式（Ｇ）を満たすベンズアゾールも有用な電子輸送性材料となる。
【００６４】
その他の電子輸送性材料として、高分子物質、例えば、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、ポリフルオレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアセチレンその他の導電性高分子有機材料、例えば、Handbook of Conductive Molecules and Polymers、第１〜４巻、Nalwa編、John Wiley and Sons, Chichester (1997)に記載されているもの、を使用することもできる。
【００６５】
単一層が、発光と電子輸送の双方を支援する機能を発揮し得る場合もあり、その場合には発光性材料と電子輸送性材料を含むことになる。
【００６６】
ドナー３２は輻射線吸収材料を含むことも必要であり、この実施態様では、当該輻射線吸収材料は有機材料７０又は支持体７２に内蔵される。輻射線吸収材料は、米国特許第５５７８４１６号に記載された色素のような色素、カーボンのよな顔料、又はニッケル、チタン、等のような金属であることができる。
【００６７】
図７（Ｂ）に、別の実施態様であるドナー３２の構造を示す。この実施態様では、まず支持体７２に、スペクトルの所定の部分における輻射線を吸収して熱を発生することができる輻射線吸収材料７４を均一に被覆し、次いで有機材料７０を被覆する。そうすると、支持体７２が非転写面３３を構成し、そして有機材料７０が転写面３５を構成する。輻射線吸収材料７４は、スペクトルの所定の部分において輻射線を吸収して熱を発生することができる。輻射線吸収材料７４は、米国特許第５５７８４１６号に記載された色素のような色素、カーボンのよな顔料、又はニッケル、チタン、等のような金属であることができる。
【００６８】
図７（Ｃ）に、別の実施態様であるドナー３２の構造を示す。この実施態様では、まず支持体７２に、スペクトルの所定の部分における輻射線を吸収して熱を発生することができるパターン化輻射線吸収層７６を被覆し、次いで有機材料７０を被覆する。そうすると、支持体７２が非転写面３３を構成し、そして有機材料７０が転写面３５を構成する。パターン化輻射線吸収層７６は、スペクトルの所定の部分において輻射線を吸収して熱を発生することができる輻射線吸収材料を含む。
【００６９】
図８（Ａ）に、本発明によりドナー３２を基板３４に対して配置した一実施態様の横断面図を示す。この実施態様では、基板３４の受容面１０６は、薄膜トランジスタ１００が存在しているために、平坦ではない。薄膜トランジスタ１００は、各画素又は二次画素を多層構成した結果、基板３４において隆起した表面部１０２によって分離されている。このことは、譲受人共通のTangの米国特許第５９３７２７２号に記載されており、その開示内容を本明細書の一部とする。隆起した表面部１０２が存在することにより、非転写面３３に流体を押し当てることにより発生する圧力に対し、隙間１０４の分離が維持され、かつ、ドナー３２の部分と基板３４の部分との間の分離が維持される。
【００７０】
図８（Ｂ）に、本発明によりドナー３２を基板３４に対して配置した別の実施態様の横断面図を示す。この実施態様では、非転写面３３に対する加圧流体により発生する圧力により、ドナー３２の転写面３５を基板３４に完全接触させて保持する。
【００７１】
図９（Ａ）に、光による処理方法の一つにより、ドナー３２から有機材料７０を基板３４の一部に隙間９２を渡して転写することを表わす横断面図を示す。この実施態様では、パターン化された輻射線吸収層７６を具備するドナー３２が調製されている。フラッシュ光６６が非転写面３３を照射する。フラッシュ光６６がパターン化輻射線吸収層７６に当たると熱１１０が発生する。このため、パターン化輻射線吸収僧７６の近傍にある有機材料７０が加熱される。この実施態様では、ドナー３２に当たる光の一部（すなわち、パターン化輻射線吸収層７６に直接当たる光）のみが熱に変換される。有機材料７０の加熱された部分の一部又は全部が昇華し、気化し又はアブレートされて、基板３４の受容面１０６の上に、パターン化転写として転写された有機材料１１２となる。
【００７２】
図９（Ｂ）に、光による別の処理方法により、ドナー３２から有機材料７０を基板３４の一部に転写することを表わす横断面図を示す。この実施態様では、輻射線吸収材料７４を具備するドナー３２が調製され、そして薄膜トランジスタ１００と隆起した表面部分１０２の構造により隙間１０４が維持されている。パターン状レーザー光６０が非転写面３３を照射する。レーザー光６０が輻射線吸収材料７４に当たると熱１１０が発生する。これにより、レーザー光６０の近傍にある有機材料７０が加熱される。この実施態様では、ドナー３２に当たる光の大部分が熱に変換されるが、これは、ドナー３２の選択的に照射された部分において起こるにすぎない。有機材料７０の加熱された部分の一部又は全部が昇華し、気化し又はアブレートされて、基板３４の受容面１０６の上に、パターン化転写として転写された有機材料１１２となる。
【００７３】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を参照しながら、図１０に、本発明による方法で処理した後の処理後基板８２の平面図を示す。有機材料７０の所定の部分が基板３４に転写パターン８０において転写されている。転写パターン８０は、処理後基板８２の最終用途に合致するように形成されている（例えば、転写パターン８０は、基板３４の上に存在している薄膜トランジスタの位置に転写されたOLED発光材料のものである）。転写パターン８０は、それを作成するのに用いた方法を反映する（例えば、図９（Ａ）のパターン化輻射線吸収層７６又は図９（Ｂ）のレーザー光６０照射パターン）。
【００７４】
第１取付具１０を、第２取付具１２の機能の一部又は全部を発揮するための位置に配置することができ、また第２取付具１２が第１取付具１０の機能の一部又は全部を発揮することができる点を理解すべきである。図１１に、本発明により設計された装置８の別の実施態様の横断面図を示す。この実施態様では、第２取付具１２がプレート３８を含む。プレート３８は、スチール又は硬質プラスチックのような硬質材料でできており、レーザーの焦点深度内に対して平面である。第２取付具１２は、それが基板３４とドナー３２を支持するように配置される。
【００７５】
図１１における第１取付具と第２取付具の開放関係により、ドナー３２と基板３４の装置８に対する出し入れが容易となる。基板３４は、これらの取付具間に、それが第２取付具１２によって支持されるように、配置される。ドナー３２は基板３４及び第２取付具１２の上に配置される。ドナー３２は軟質支持体から形成することができるので、必要に応じて、シート状ドナー３２を装填及び取出しに際して搭載するための支持体として、硬質フレーム３０を使用してもよい。
【００７６】
【発明の効果】
本法による有利な効果は、周囲真空又は真空環境の中でドナー材料と基板との間隔が均一に維持され、さらに好ましくは、該ドナーと該基板との間で真空が維持されることである。このため、汚染を減少させるのに有利な環境（真空）において好適な締付けが得られる。さらに有利な効果は、ドナー及び基板媒体の取扱いをはじめ、本法を完全に自動化できることである。本発明は、形成過程にある多数のOLED表示デバイスを有する大面積の上に有機層を形成するのに特に適しており、よって処理量が増加する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により設計された装置の一実施態様を示す横断面図である。
【図２】（Ａ）一つの実施態様の真空チャンバによる閉じた構成における上記装置の横断面図、及び（Ｂ）別の実施態様の真空チャンバによる閉じた構成における上記装置の横断面図である。
【図３】閉じた構成における上記装置の一部を詳細に示す横断面図である。
【図４】閉じた構成における上記装置の別の実施態様の一部を詳細に示す横断面図である。
【図５】上記装置の三次元代表図である。
【図６】（Ａ）レーザー光による上記装置の使用を示す横断面図、及び（Ｂ）フラッシュ光による上記装置の使用を示す横断面図である。
【図７】（Ａ）ドナーの構造の一実施態様を示す横断面図、（Ｂ）ドナーの構造の別の実施態様を示す横断面図、及び（Ｃ）ドナーの構造の別の実施態様を示す横断面図である。
【図８】（Ａ）本発明により基板に対してドナーを配置した一実施態様を示す横断面図、及び（Ｂ）本発明により基板に対してドナーを配置した別の実施態様を示す横断面図である。
【図９】（Ａ）光による処理法の一つによりドナーから有機材料を基板へ転写することを示す横断面図、及び（Ｂ）光による別の処理法によりドナーから有機材料を基板へ転写することを示す横断面図である。
【図１０】処理後基板の平面図である。
【図１１】本発明により設計された装置の別の実施態様を示す横断面図である。
【符号の説明】
８…装置
１０…第１取付具
１２…第２取付具
２０…ベース板
２２…ガスケット
２６…透明部分
３０…硬質フレーム
３２…ドナー
３３…非転写面
３４…基板
３５…転写面
３８…プレート
３９…真空チャンバ
４０…チャンバ
４２…流体入口
４４…流体通路
４５…第１チャンバ
４６…流体供給源
４７…第２チャンバ
４８…流路
５０…ガイドコラム
５６…ブッシュ
６０…レーザー光
６２…レーザー
６４…フラッシュランプ
６６…フラッシュ光
７０…有機材料
７２…支持体
７４…輻射線吸収材料
７６…パターン輻射線吸収層
８０…転写パターン
９２、１０４…隙間
１００…薄膜トランジスタ
１０２…隆起表面部分
１０６…受容面
１１０…熱
１１２…転写有機材料
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光ダイオード(OLED)としても知られる有機電場発光（ＥＬ）デバイスに関し、特に、このようなデバイスにおける有機層の形成を容易にする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤、緑及び青の色画素のような着色画素（通常ＲＧＢ画素という。）を配列したカラー又はフルカラー有機電場発光(EL)ディスプレイにおいては、ＲＧＢ画素を形成するため発色性有機ＥＬ媒体を精密にパターン化する必要がある。基本的な有機ＥＬデバイスは、共通要素として、アノード、カソード、及び該アノードと該カソードとに挟まれた有機ＥＬ媒体を含む。有機ＥＬ媒体は１又は２層以上の有機薄膜からなることができ、その層又は層内領域の一つが主として発光、すなわち電場発光を担う。この特定の層を、一般に有機ＥＬ媒体の発光層と称する。有機ＥＬ媒体中に存在する他の有機層は、一般に電子的輸送性を促進し、（正孔伝導用）正孔輸送層又は（電子伝導用）電子輸送層と呼ばれる。フルカラー有機ＥＬディスプレイパネルのＲＧＢ画素を形成する際には、有機ＥＬ媒体の発光層又は有機ＥＬ媒体全体を精密にパターン化する方法を考案する必要がある。
【０００３】
典型的には、電場発光画素は、米国特許第５７４２１２９号に記載されているようなシャドーマスク技法によりディスプレイ上に形成される。この技法は有効であるが、いくつかの欠点がある。シャドーマスク技法では、解像度の高い画素サイズを達成することが困難である。さらに、基板とシャドーマスクとの間のアラインメントの問題があり、画素を適当な位置に形成させることに慎重にならなければならない。基板を大きくする場合には、シャドーマスクを操作して適切な位置に画素を形成させることが困難となる。シャドーマスク技法のさらなる欠点は、マスクの開口部が時間とともに目詰まりすることである。マスクの開口部が目詰まりすると、ＥＬディスプレイ上に機能しない画素が生じ、望ましくない。
【０００４】
シャドーマスク技法には、一辺が２〜３インチを超える寸法のＥＬデバイスを製造する時に特に明白となる別の問題がある。ＥＬデバイスを精密に形成するために必要な精度（ホール位置±５μｍ）を有する比較的大きなシャドーマスクを製造することは極めて困難である。
【０００５】
高解像度有機ＥＬディスプレイのパターン化方法が、米国特許第５８５１７０９号(Grandeら)に記載されている。この方法は、（１）対向する第１表面及び第２表面を有するドナー基板を用意し、（２）該基板の第１表面の上に透光性断熱層を形成し、（３）該断熱層の上に吸光層を形成し、（４）該ドナー基板に、該第２表面から該断熱層にまで延在する開口部の配列を設け、（５）該吸光層の上に転写可能な発色性有機ドナー層を形成し、（６）該基板の開口部とデバイス上の対応するカラー画素とが配向するように該ドナー基板をディスプレイ基板に対して精密にアラインし、そして（７）該ドナー基板上の有機層を該ディスプレイ基板に転写させるに十分な熱を該開口部上の吸光層に発生させるための輻射線源を使用する、という工程序列を含む。Grandeらの方法にまつわる問題は、ドナー基板上の開口部の配列をパターン化しなければならないことにある。このことは、ドナー基板とディスプレイ基板との間で精密に機械的にアラインメントしなければならないことをはじめとする、シャドーマスク技法の場合と同様の問題の多くを生ぜしめる。さらに、ドナーのパターンが固定され、容易に変更できないという問題もある。
【０００６】
パターン化されていないドナーシートとレーザーのような精密光源とを使用することにより、パターン化ドナーに見られる困難の一部を取り除くことができる。このような方法が、米国特許第５６８８５５１号(Littman)及びWolkらの一連の特許（米国特許第６１１４０８８号、同第６１４０００９号、同第６２１４５２０号及び同第６２２１５５３号）に記載されている。
【０００７】
譲受人共通の米国特許第５９３７２７２号（Tang）に、薄膜トランジスタ（TFT）アレイ基板上にＥＬ材料を蒸着させることにより多色画素（例、赤色、緑色及び青色の二次画素）をパターン化する方法が記載されている。このようなＥＬ材料は、ドナー支持体材料の片面に予備被覆しておいて選ばれたパターンで蒸着させることにより基板に転写することができる（上記米国特許第５９３７２７２号の図４、図５及び図６に示されているように）。
【０００８】
ＥＬ材料の転写は、Tangが上記特許明細書で記載しているように、真空チャンバ内で行なうことが好ましく、とりわけ、ドナーと基板との間で真空を維持することが好ましい。また、ＥＬ転写に際してはドナーと基板とを密接させて保持することも必要である（Tangの教示によれば、基板の隆起部分とコーティングとの間隔を２５０μｍ未満とする）。さらに、ドナーを基板の隆起部分と接触させることにより、ＥＬ材料が付着する基板のくぼみ部分とコーティングとの間に十分なスペースを維持することもできる。いずれの場合にも、真空チャンバ内でドナーと基板を接触させたまま保持しながら、ドナーと基板との間で真空を維持する方法が必要となる。
【０００９】
譲受人共通のIsbergらの欧州特許出願公開第１０２８００１号に、ドナー層と基板との間に密着性改良層を追加使用する方法が記載されている。この方法は、Tangが要求する密接性の向上に役立つが、密着性改良層が接着剤としての不純物を導入する可能性がある点で、不利となるであろう。
【００１０】
マニュアルプレートで適用するような機械的圧力を採用してもよいが、マイクロメートルレベルの許容差が要求される表面の全体に均一性を維持することは困難である。空気その他の流体で加圧する方が良好に機能するが、真空チャンバ内のコンディションを乱さずに維持しなければならない点で、このような加圧法を採用することは困難である。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第５７４２１２９号明細書
【特許文献２】
米国特許第５８５１７０９号明細書
【特許文献３】
米国特許第５６８８５５１号明細書
【特許文献４】
米国特許第６１１４０８８号明細書
【特許文献５】
米国特許第６１４０００９号明細書
【特許文献６】
米国特許第６２１４５２０号明細書
【特許文献７】
米国特許第６２２１５５３号明細書
【特許文献８】
米国特許第５９３７２７２号明細書
【特許文献９】
米国特許第６１９４１１９号明細書
【特許文献１０】
米国特許第５５７８４１６号明細書
【特許文献１１】
欧州特許出願公開第１０２８００１号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、１又は２層以上の有機材料の形成を促進するためにOLED基板に対するドナー要素の位置決め方法の有効性を高めることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、１又は２以上の有機発光ダイオード（OLED）デバイスの上に有機材料の層を形成するためにドナーから基板上に有機材料を転写する装置であって、
(a) 該ドナーと該基板とを、該基板の一部と該ドナーの一部とが離隔するか又は該基板と該ドナーとが接するような相対関係をなすように支持するように配置された第１取付具であって、該基板の一部の上に有機材料が転写されることとなるものと、
(b) 該ドナーと該基板とを締め付けるために該第１取付具と整合し、かつ、これと係合する第２取付具であって、該ドナーの非転写面に対してチャンバを形成するものと、
(c) 該基板に対する該ドナーの位置が確保されるように該ドナーの非転写面に圧力をかけるための流体を該チャンバに供給するための手段と
を含んで成り、そして
(d) 該第１取付具が透明部分を含み、該透明部分が、該ドナーの非転写面に対し、発熱により該有機材料が該ドナーから該基板へ転写するように輻射線を該透明部分を通して該ドナーの非転写面へ透過させるような関係で配置されていることにより、該ドナーからの該有機材料の転写が容易化され得る
ことを特徴とする装置
によって達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
用語「ディスプレイ」又は「ディスプレイパネル」は、ビデオ画像又はテキストを電子的に表示することができるスクリーンをさす。用語「画素」は、当該技術分野で認識されている意味で使用され、ディスプレイパネルの一領域であって、他の領域とは独立に発光するように刺激され得る領域をさす。用語「多色」は、異なる領域で異なる色相の光を発することができるディスプレイパネルをさし、具体的には、異なる色の画像を表示することができるディスプレイパネルをさす。これらの領域は必ずしも隣接しなくてもよい。用語「フルカラー」は、可視スペクトルの赤、緑及び青の各色域で発光し、任意の組合せの色相で画像を表示することができる多色ディスプレイパネルをさす。赤、緑及び青の各色は三原色を構成し、この三原色を適宜混合することにより他のすべての色を発生させることができる。用語「色相」は、可視スペクトル内の発光強度プロファイルをさし、異なる色相は視覚的に識別できる色差を示す。画素又は二次画素とは、一般に、ディスプレイパネルにおいてアドレス可能な最小単位をさす。モノクロディスプレイの場合、画素又は二次画素の間に区別はない。用語「二次画素」は、多色ディスプレイパネルにおいて使用されることがあり、特定の色を発光するために独立にアドレスすることができる画素の部分をさす。例えば、青色二次画素は、青光を発するためにアドレスすることができる画素の当該部分である。フルカラーディスプレイの場合、一つの画素が、三原色の二次画素、すなわち青、緑及び赤で構成されることが一般的である。用語「ピッチ」は、ディスプレイパネルにおける２つの画素又は二次画素を隔てる距離をさす。したがって、二次画素ピッチは、２つの二次画素間の分離を意味する。用語「真空」は、圧力が１Torr以下であることをさす。
【００１５】
図１に、本発明により設計された装置８の一実施態様の横断面図を示す。第１取付具１０はベース板２０を含む。本具体例では、ベース板２０は、ここで説明する特徴のために機械加工された開放方形板である。ベース板２０は、ドナー３２及び基板３４を支持し、さらには硬質フレーム３０に搭載されたドナー３２を収容することもできる。ベース板２０には透明部分２６が嵌め合わされている。透明部分２６は、ここに図示したような板状であってもよいし、他の便利な形状であってもよい。透明部分２６は、スペクトルの所定の部分の輻射線を透過する材料でできているため、当該輻射線の透過を可能にする。透明部分２６はベース板２０に嵌合してガスケット２２を圧縮する。ガスケット２２は、それ用に機械加工されたスロットに嵌合する。透明部分２６は、ベース板２０に、保持クランプ２８によって保持される。保持クランプ２８は、ベース板２０に、ネジその他の締結具（図示なし）によって保持される。透明部分２６と、ガスケット２２と、ベース板２０とで気密シールが形成される。ここで、気密シールとは、真空チャンバ内部の環境条件に悪影響を及ぼさない程度に十分低い漏洩速度を示すか、又は流体漏洩のまったくないことと定義される。ベース板２０は、別の機械加工されたスロットを有し、これでガスケット２４を保持する。
【００１６】
第２取付具１２はプレート３８を含む。プレート３８は、明白となるように第１取付具１０と係合したときに、基板３４及びドナー３２を締め付けてガスケット２４を圧縮し、そしてドナー３２の非転写面３３と透明部分２６との間に気密チャンバを創出する。プレート３８は、スチールや硬質プラスチックのような硬質材料でできており、そしてレーザーの焦点深度内に対して平面であることが好ましい。
【００１７】
図１における第１取付具と第２取付具の開放関係により、ドナー３２及び基板３４の装置８に対する出し入れが容易となる。ドナー３２は、これらの取付具の間に、第１取付具１０によって支持されるように配置される。基板３４は、ドナー３２と第２取付具１２との間に配置される。ドナー３２は軟質支持体から形成されることがあるため、必要に応じて、ドナー３２のシートを装填し、また取り出すための支持体として、硬質フレーム３０を使用することができる。硬質フレーム３０を使用する場合には、ベース板２０は、硬質フレーム３０を受容するための機械加工されたスロット１４を含むことになる。
【００１８】
透明部分２６は、当たる輻射線に対して透明な材料であり、そして対向面間の圧力差として少なくとも１大気圧に耐えられる十分な構造を有する。一例として、Schott Glass Technologies社製の光学BK-7ガラスが挙げられる。これは、レーザー光に対して光学的に透明であるように製造されている。透明部分２６の厚さは、その材料特性、圧力差及び全体露光領域によって決まる。
【００１９】
基板３４は、ドナーから発光材料を受容する表面を提供する有機固体、無機固体又は有機固体と無機固体の混合物であることができ、また硬質であっても軟質であってもよい。典型的な基板材料として、ガラス、プラスチック、金属、セラミック、半導体、金属酸化物、半導体酸化物、半導体窒化物、回路基板材料又はこれらの組合せが挙げられる。基板３４は、材料の均質混合物、材料の複合材、又は材料の多層であることができる。一つの好適な実施態様では、基板３４は薄膜トランジスタ（TFT）のマトリックスアレイを含む。基板３４は、所期の発光方向に依存して、透光性又は不透明であることができる。基板を通してＥＬ発光を観察する場合には、透光性が望まれる。このような場合には、一般に、透明なガラス又はプラスチックが用いられる。上部電極を通してＥＬ発光を観察する用途の場合には、底部支持体の透過性は問題とならないので、透光性であっても、吸光性であっても、また光反射性であってもよい。
【００２０】
図２（Ａ）に、一つの実施態様である真空チャンバ内に密閉された上記装置８の閉じた構成を示す。この構成は、1)真空下では非接触ギャップを差し渡す転写の有効性が高いこと、及び2)ドナー材料の中には酸素、湿分その他の汚染物の影響を受けるものがあること、等、いくつかの理由から、ある種の転写にとって有利である。
【００２１】
第１取付具１０と第２取付具１２は、それらがチャンバ４０の周辺部に沿って係合して圧力を提供し、よって基板３４とドナー３２を締め付け、ガスケット２４を圧縮し、そして気密シールを創出するように、互いにアラインされる。ガスケット２２を具備するベース板２０により形成された気密シールと共にチャンバ４０が形成されて、ドナー３２の非転写面３３に圧力をかけることが可能となる。第２取付具１２は平面を提供する。当該平面は、レーザーによる照射の場合、ドナー３２の適切な輻射線吸収部分（その性質は明白となる）を当該レーザーの焦点深度内部に定置する。装置８は真空チャンバ３９の中に密閉され、真空ポンプ４１によって真空下に保たれる。
【００２２】
図２（Ｂ）に、別の実施態様である真空チャンバ内に密閉された装置８の閉じた構成を示す。これは図２（Ａ）に示した構成と同様であるが、但し、真空チャンバは、ドナー３２と基板３４を密閉するが、透明部分２６は密閉しないままにしておくように構築されている。この構成は、真空チャンバ内に密閉されない照射源からの照射を可能にするものである。このような照射の性質については、さらなる説明において明白となる。
【００２３】
図３に、閉じた構成の装置８の一部を詳細に示す。図３は、チャンバ４０に流体を供給するための手段を示す。１又は２以上の流体入口４２がベース板２０の中に形成されている。流体は、流体通路４４に導入され、これによりチャンバ４０に送られる。装置８を真空チャンバ３９内に密閉する場合、流体入口４２は外部流体供給源４６への接続手段を含むことができる。チャンバ４０（ドナー３２の非転写面３３に圧力をかける）と周囲真空との間の圧力差により、ドナー３２の転写面３５が基板３４の受容面に対して押し付けられる。プレート３８（第２取付具１２の一部である）は、上述したように、平面を提供し、ドナー３２の適切な輻射線吸収部分を照射レーザーの焦点深度内に定置する。チャンバ４０を加圧するための流体は、気体（例、空気、窒素、アルゴン、ヘリウム）、液体（例、水又は液体フルオロカーボン）、圧力下で液状化する気体（例、フレオン（商標））又は超臨界流体（例、二酸化炭素）であることができる。好適な流体は気体である。最も好適な流体は窒素又はアルゴンである。チャンバ４０内の流体圧力により、ドナー３２と基板３４の相対関係が、直に接する位置又は相互の制御された離隔が確保されるような関係となることがわかる。また、チャンバ４０に送られる圧力が３９の周囲圧力よりも高いことを条件として、装置８を真空条件以外で、例えば、１Torrよりも高い乾燥窒素雰囲気下で、使用できることもわかる。
【００２４】
図４に、別の実施態様である閉じた構成の装置８の一部を詳細に示す。図４は、チャンバ４０に流体を供給するための手段、及びドナー３２の転写面３５と基板３４との間の周囲圧力を維持するための手段を示す。第２取付具１２は、基板３４を収容する嵌込みポケットを含む。ドナー３２は、基板３４を越えて延在し、そして第２取付具１２が第１取付具１０と係合するときに第２取付具１２によりガスケット２４に対して締め付けられる。これにより、ドナー３２の転写面３５に対する第１チャンバ４５と、ドナー３２の非転写面３３に対する第２チャンバ４７とが創出される。ガスケット２４において創出された気密シールが破壊されないように、第２取付具１２の中に１又は２以上の流路４８を形成し、そして周囲環境又は包囲環境に開放する。第２チャンバ４７に流体圧力をかけると、ドナー３２が基板３４に押し当てられ、その基板もまたプレート３８に押し当てられる。流路４８は、第１チャンバ４５における基板３４に対する及びドナー３２の転写面３５に対する周囲圧力条件を維持する一方、非転写面３３は、第２チャンバ４７における比較的高い圧力下にある。
【００２５】
図５に、上記の装置８の三次元代表図として、上述の各種部品の相対位置を示す。この代表図は、自動化を容易にするための任意の工具を含む。
任意の自動化法において、硬質フレーム３０に搭載されたシート状ドナー３２を、自動化手段（例、プログラムされたロボット）により装置８に配置し、工具５４により所定の位置に降下する。基板３４を、自動化手段（例、プログラムされたロボット）により装置８に配置し、工具５４により所定の位置に降下する。この工程の自動化を促進するため、第１取付具１０にガイドコラム５０を取り付け、そして第２取付具１２に、ガイドコラム５０の上に嵌合するブッシュ５６を取り付ける、又は形成する、ことができる。
【００２６】
図６（Ａ）に、光で装置８を使用する手段の一つを示す。レーザー６２がレーザー光６０を放出する。レーザー光６０は、ドナー材料を基板３４へ転写させるため、透明プレート２６を透過し、ドナー３２の非転写面３３の部分を選択的に照射する。当該装置が真空チャンバ３９の内部にある場合には、レーザー６２は、当該真空チャンバの内側に（図２（Ａ）に示したような構成で）配置してもよいし、当該真空チャンバの外側に（図２（Ｂ）に示したような構成で）配置してもよい。
【００２７】
図６（Ｂ）に、光で装置８を使用する別の手段を示す。フラッシュランプ６４がフラッシュ光６６を放出する。フラッシュ光６６は、ドナー材料を基板３４へ転写させるため、透明プレート２６を透過し、ドナー３２の非転写面３３を照射する。当該装置が真空チャンバ３９の内部にある場合には、フラッシュランプ６４は、当該真空チャンバの内側に（図２（Ａ）に示したような構成で）配置してもよいし、当該真空チャンバの外側に（図２（Ｂ）に示したような構成で）配置してもよい。
【００２８】
図７（Ａ）に、ドナー３２の構造の一実施態様を示す。ドナー３２は、最低限、非転写面３３を含む、好ましくは軟質の、支持体７２を含む。支持体７２には、均一に有機材料７０が被覆されており、これが転写面３５を構成する。
【００２９】
支持体７２は、少なくとも以下の要件を満たす数種の材料のいずれでできていてもよい。当該ドナー支持体は、片面が加圧された状態での光熱誘導式転写工程に際して、また水蒸気のような揮発性成分を除去するために企図されるいかなる予備加熱工程に際しても、構造的団結性を維持できることが必要である。さらに、当該ドナー支持体は、片面上に比較的薄い有機ドナー材料のコーティングを受容し、このコーティングを、被覆された支持体の予想される保存期間内に劣化させることなく保持することができる必要もある。これらの要件を満たす支持体材料の例として、金属箔、当該支持体上のコーティングの転写性有機ドナー材料を転写させるために予測される支持体温度値よりも高いガラス転移温度を示す特定のプラスチック箔、及び繊維強化プラスチック箔が挙げられる。好適な支持体材料の選定は既知の工学的手法によることができるが、本発明の実施に有用なドナー支持体として構成されるときに、選ばれた支持体材料の特定の側面がさらなる検討に値することが認識されている。例えば、当該支持体が、転写性有機材料による予備コーティングの前に、多段階洗浄及び表面調製工程を必要とすることもあり得る。当該支持体材料が輻射線透過性材料である場合には、適当なフラッシュランプからの輻射線フラッシュ又は適当なレーザーからのレーザー光を使用する時に、当該支持体の内部又は表面に輻射線吸収材料を含めると、当該ドナー支持体の加熱効果が高くなり、これに応じて転写性有機ドナー材料の当該支持体から基板への転写性が向上することとなり有利となり得る。
【００３０】
典型的なOLEDデバイスは下記の層を、通常、アノード、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及びカソードの順序で、含有することができる。有機材料７０は、正孔注入性材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料、発光性材料、ホスト材料又はこれら材料の任意の組合せであることができる。以下、これらの材料について説明する。
【００３１】
正孔注入性 (HI) 材料
常に必要であるものではないが、有機発光ディスプレイに正孔注入層を設けることが有用となる場合が多い。正孔注入層は、後続の有機層の薄膜形成特性を改良し、かつ、正孔を正孔輸送層に注入し易くするように機能し得る。正孔注入層に使用するのに適した材料として、米国特許第４７２０４３２号に記載されているようなポルフィリン系化合物や、米国特許第６２０８０７５号に記載されているようなプラズマ蒸着フルオロカーボンポリマーが挙げられるが、これらに限定はされない。有機ＥＬデバイスにおいて有用であることが報告されている別の正孔注入性材料が、欧州特許出願公開第０８９１１２１号Ａ１及び同第１０２９９０９号Ａ１に記載されている。
【００３２】
正孔輸送性 (HT) 材料
有機材料７０として有用な正孔輸送性材料は、芳香族第三アミンのような化合物を含むことがよく知られている。芳香族第三アミンとは、その少なくとも一つが芳香族環の環員である炭素原子にのみ結合している３価窒素原子を１個以上含有する化合物であると解される。一つの形態として、芳香族第三アミンはアリールアミン、例えば、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン又は高分子アリールアミンであることができる。トリアリールアミン単量体の例が、米国特許第３１８０７３０号(Klupfelら)に示されている。１以上のビニル基で置換された、及び／又は少なくとも一つの活性水素含有基を含む、その他の好適なトリアリールアミンが、譲受人共通の米国特許第３５６７４５０号及び同第３６５８５２０号(Brantleyら)に記載されている。これらの開示内容を本明細書の一部とする。
【００３３】
より好ましい種類の芳香族第三アミンは、米国特許第４７２０４３２号及び同第５０６１５６９号に記載されているような芳香族第三アミン部分を２個以上含有するものである。このような化合物には、下記構造式（Ａ）で表わされるものが含まれる。
【００３４】
【化１】
上式中、Ｑ1及びＱ2は各々独立に選ばれた芳香族第三アミン部分であり、そしてＧは、アリーレン、シクロアルキレン又は炭素-炭素結合のアルキレン基のような結合基である。一つの実施態様において、Ｑ1及びＱ2の少なくとも一方は、多環式縮合環構造体（例、ナフタレン）を含有する。Ｇがアリール基である場合、それはフェニレン部分、ビフェニレン部分又はナフタレン部分であることが便利である。
構造式（Ａ）を満たし、かつ、２つのトリアリールアミン部分を含有する有用な種類のトリアリールアミンは、下記構造式（Ｂ）で表わされる。
【００３６】
【化２】
上式中、Ｒ1及びＲ2は、各々独立に、水素原子、アリール基もしくはアルキル基を表わすか、又は、Ｒ1及びＲ2は一緒にシクロアルキル基を完成する原子群を表わし、そして
Ｒ3及びＲ4は、各々独立に、アリール基であってそれ自体が下記構造式（Ｃ）で示されるようなジアリール置換型アミノ基で置換されているものを表わす。
【００３８】
【化３】
上式中、Ｒ5及びＲ6は各々独立に選ばれたアリール基である。一つの実施態様において、Ｒ5及びＲ6の少なくとも一方は、多環式縮合環構造体（例、ナフタレン）を含有する。
別の種類の芳香族第三アミンはテトラアリールジアミンである。望ましいテトラアリールジアミンは、構造式（Ｃ）で示したようなジアリールアミノ基を２個含む。有用なテトラアリールジアミンには、下記構造式（Ｄ）で表わされるものが含まれる。
【００４０】
【化４】
上式中、Ａｒｅは各々独立に選ばれたアリーレン基、例えば、フェニレン又はアントラセン部分であり、
ｎは１〜４の整数であり、そして
Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は各々独立に選ばれたアリール基である。
典型的な実施態様では、Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9の少なくとも一つが多環式縮合環構造体（例、ナフタレン）である。
【００４２】
上記構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の各種アルキル、アルキレン、アリール及びアリーレン部分も、各々それ自体が置換されていてもよい。典型的な置換基として、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、並びにフッ化物、塩化物及び臭化物のようなハロゲンが挙げられる。各種アルキル及びアルキレン部分は、典型的には約１〜６個の炭素原子を含有する。シクロアルキル部分は３〜約１０個の炭素原子を含有し得るが、典型的には、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチルの環構造体のように、５個、６個又は７個の環炭素原子を含有する。アリール部分及びアリーレン部分は、通常はフェニル部分及びフェニレン部分である。
【００４３】
正孔輸送層は、芳香族第三アミン化合物の単体又は混合物で形成することができる。具体的には、構造式（Ｂ）を満たすトリアリールアミンのようなトリアリールアミンを、構造式（Ｄ）が示すようなテトラアリールジアミンと組み合わせて使用することができる。トリアリールアミンをテトラアリールジアミンと組み合わせて使用する場合、後者を、トリアリールアミンと電子注入及び輸送層との間に挿入された層として配置する。以下、有用な芳香族第三アミンを例示する。
1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン
1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン
4,4’-ビス(ジフェニルアミノ)クアドリフェニル
ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)-フェニルメタン
N,N,N-トリ(p-トリル)アミン
4-(ジ-p-トリルアミノ)-4’-[4(ジ-p-トリルアミノ)-スチリル]スチルベン
N,N,N’,N’-テトラ-p-トリル-4,4’-ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’-テトラフェニル-4,4’-ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’-テトラ-1-ナフチル-4,4’-ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’-テトラ-2-ナフチル-4,4’-ジアミノビフェニル
N-フェニルカルバゾール
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ビフェニル
4,4”-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]-p-ターフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(3-アセナフテニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレン
4,4’-ビス[N-(9-アントリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4”-ビス[N-(1-アントリル)-N-フェニルアミノ]-p-ターフェニル
4,4’-ビス[N-(2-フェナントリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(8-フルオルアンテニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ピレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ナフタセニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(2-ペリレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’-ビス[N-(1-コロネニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
2,6-ビス(ジ-p-トリルアミノ)ナフタレン
2,6-ビス[ジ-(1-ナフチル)アミノ]ナフタレン
2,6-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ナフタレン
N,N,N’,N’-テトラ(2-ナフチル)-4,4”-ジアミノ-p-ターフェニル
4,4’-ビス{N-フェニル-N-[4-(1-ナフチル)-フェニル]アミノ}ビフェニル
4,4’-ビス[N-フェニル-N-(2-ピレニル)アミノ]ビフェニル
2,6-ビス[N,N-ジ(2-ナフチル)アミン]フルオレン
1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレン
【００４４】
別の種類の有用な正孔輸送性材料として、欧州特許第１００９０４１号に記載されているような多環式芳香族化合物が挙げられる。さらに、ポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン及びPEDOT/PSSとも呼ばれているポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)／ポリ(4-スチレンスルホネート)のようなコポリマー、といった高分子正孔輸送性材料を使用することもできる。
【００４５】
発光性材料
有機材料７０として有用な発光性材料は周知である。米国特許第４７６９２９２号及び同第５９３５７２１号に詳述されているように、有機ＥＬ要素の発光層(LEL)は発光材料又は蛍光材料を含み、その領域において電子-正孔対が再結合する結果として電場発光が生じる。発光層は、単一材料で構成することもできるが、より一般的には、ホスト材料に単一又は複数種のゲスト化合物をドーピングしてなり、そこで主として当該ドーパントから発光が生じ、その発光色にも制限はない。発光層に含まれるホスト材料は、後述する電子輸送性材料、上述した正孔輸送性材料、又は正孔-電子再結合を支援する別の材料、であることができる。ドーパントは、通常は高蛍光性色素の中から選ばれるが、リン光性化合物、例えば、国際公開第９８／５５５６１号、同第００／１８８５１号、同第００／５７６７６号及び同第００／７０６５５号に記載されているような遷移金属錯体も有用である。ドーパントは、ホスト材料中、０．０１〜１０質量％の範囲内で塗布されることが典型的である。
【００４６】
ドーパントとしての色素を選定するための重要な関係は、当該分子の最高被占軌道と最低空軌道との間のエネルギー差として定義されるバンドギャップポテンシャルの対比である。ホストからドーパント分子へのエネルギー伝達の効率化を図るためには、当該ドーパントのバンドギャップがホスト材料のそれよりも小さいことが必須条件となる。
【００４７】
有用性が知られているホスト及び発光性分子として、米国特許第４７６９２９２号、同第５１４１６７１号、同第５１５０００６号、同第５１５１６２９号、同第５２９４８７０号、同第５４０５７０９号、同第５４８４９２２号、同第５５９３７８８号、同第５６４５９４８号、同第５６８３８２３号、同第５７５５９９９号、同第５９２８８０２号、同第５９３５７２０号、同第５９３５７２１号及び同第６０２００７８号に記載されているものが挙げられるが、これらに限定はされない。
【００４８】
8-ヒドロキシキノリン及び類似の誘導体の金属錯体（下記構造式Ｅ）は、電場発光を支援することができる有用なホスト化合物の一種であり、特に、500 nmよりも長い波長の光（例、緑色、黄色、橙色及び赤色）を放出させるのに適している。
【００４９】
【化５】
上式中、Ｍは金属を表わし、ｎは１〜３の整数であり、そしてＺは、各々独立に、縮合芳香族環を２個以上有する核を完成する原子群を表わす。
上記より、当該金属は１価、２価又は３価になり得ることが明白である。当該金属は、例えば、リチウム、ナトリウムもしくはカリウムのようなアルカリ金属、マグネシウムもしくはカルシウムのようなアルカリ土類金属、又はホウ素もしくはアルミニウムのような土類金属であることができる。一般に、有用なキレート化金属であることが知られているものであれば、１価、２価又は３価のいずれの金属でも使用することができる。
【００５１】
Ｚは、その少なくとも一つがアゾール環又はアジン環である２個以上の縮合芳香族環を含有する複素環式核を完成する。必要であれば、当該２個の必須環に、脂肪族環及び芳香族環の双方を含む追加の環を縮合させてもよい。分子の嵩高さが機能向上を伴うことなく増大することを避けるため、通常は環原子の数を１８以下に維持する。
【００５２】
以下、有用なキレート化オキシノイド系化合物の例を示す。
CO-1：アルミニウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)〕
CO-2：マグネシウムビスオキシン〔別名、ビス(8-キノリノラト)マグネシウム(II)〕
CO-3：ビス[ベンゾ{f}-8-キノリノラト]亜鉛(II)
CO-4：ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)-μ-オキソ-ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)
CO-5：インジウムトリスオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)インジウム〕
CO-6：アルミニウムトリス(5-メチルオキシン)〔別名、トリス(5-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)〕
CO-7：リチウムオキシン〔別名、(8-キノリノラト)リチウム〕
CO-8：ガリウムオキシン〔別名、トリス(8-キノリノラト)ガリウム(III)〕
CO-9：ジルコニウムオキシン〔別名、テトラ(8-キノリノラト)ジルコニウム(IV)〕
【００５３】
9,10-ジ-(2-ナフチル)アントラセンの誘導体（下記構造式Ｆ）は、電場発光を支援することができる有用なホスト化合物の一種であり、特に、400 nmよりも長い波長の光（例、青色、緑色、黄色、橙色及び赤色）を放出させるのに適している。
【００５４】
【化６】
上式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、各環上の１又は２以上の置換基であってそれぞれ下記のグループから独立に選ばれるものを表わす。
第１グループ：水素、又は炭素原子数１〜２４のアルキル；
第２グループ：炭素原子数５〜２０のアリール又は置換アリール；
第３グループ：アントラセニル、ピレニルまたはペリレニルの縮合芳香族環の完成に必要な４〜２４個の炭素原子；
第４グループ：フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルその他の複素環式系の縮合芳香族環の完成に必要な炭素原子数５〜２４のヘテロアリール又は置換ヘテロアリール；
第５グループ：炭素原子数１〜２４のアルコキシルアミノ、アルキルアミノ又はアリールアミノ；及び
第６グループ：フッ素、塩素、臭素又はシアノ
【００５６】
ベンズアゾール誘導体（下記構造式Ｇ）は、電場発光を支援することができる有用なホスト化合物の一種であり、特に、400 nmよりも長い波長の光（例、青色、緑色、黄色、橙色及び赤色）を放出させるのに適している。
【００５７】
【化７】
上式中、ｎは３〜８の整数であり、
ＺはＯ、ＮＲ又はＳであり、
Ｒ’は、水素、炭素原子数１〜２４のアルキル（例えば、プロピル、t-ブチル、ヘプチル、等）、炭素原子数５〜２０のアリールもしくはヘテロ原子置換型アリール（例えば、フェニル及びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルその他の複素環式系）、ハロ（例、クロロ、フルオロ）、又は縮合芳香族環の完成に必要な原子群、であり、
Ｌは、アルキル、アリール、置換アルキル又は置換アリールからなる結合ユニットであって、当該複数のベンズアゾール同士を共役的又は非共役的に連結させるものである。
有用なベンズアゾールの一例として2,2’,2”-(1,3,5-フェニレン)トリス[1-フェニル-1H-ベンズイミダゾール]が挙げられる。
【００５９】
望ましい蛍光性ドーパントには、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレンピラン、チオピラン、ポリメチン、ピリリウム及びチアピリリウムの各化合物の誘導体並びにカルボスチリル化合物が包含される。以下、有用なドーパントの具体例を挙げるが、これらに限定はされない。
【００６０】
【化８】
その他の有機発光性材料として、高分子物質、例えば、譲受人共通の米国特許第６１９４１１９号Ｂ１（Wolkら）及びその中の文献に記載されているポリフェニレンビニレン誘導体、ジアルコキシ-ポリフェニレンビニレン、ポリ-パラ-フェニレン誘導体及びポリフルオレン誘導体、を使用することもできる。
【００６２】
電子輸送性 (ET) 材料
本発明の有機ＥＬデバイスに使用するのに好ましい電子輸送性材料は、オキシン（通称8-キノリノール又は8-ヒドロキシキノリン）それ自体のキレートをはじめとする金属キレート化オキシノイド系化合物である。このような化合物は、電子の注入及び輸送を助長し、しかも高い性能レベルを示すと共に、薄膜への加工が容易である。企図されるオキシノイド系化合物の例は、既述の構造式（Ｅ）を満たす化合物である。
【００６３】
その他の電子輸送性材料として、米国特許第４３５６４２９号に記載されている各種ブタジエン誘導体、及び米国特許第４５３９５０７に記載されている各種複素環式蛍光増白剤が挙げられる。既述の構造式（Ｇ）を満たすベンズアゾールも有用な電子輸送性材料となる。
【００６４】
その他の電子輸送性材料として、高分子物質、例えば、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、ポリフルオレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアセチレンその他の導電性高分子有機材料、例えば、Handbook of Conductive Molecules and Polymers、第１〜４巻、Nalwa編、John Wiley and Sons, Chichester (1997)に記載されているもの、を使用することもできる。
【００６５】
単一層が、発光と電子輸送の双方を支援する機能を発揮し得る場合もあり、その場合には発光性材料と電子輸送性材料を含むことになる。
【００６６】
ドナー３２は輻射線吸収材料を含むことも必要であり、この実施態様では、当該輻射線吸収材料は有機材料７０又は支持体７２に内蔵される。輻射線吸収材料は、米国特許第５５７８４１６号に記載された色素のような色素、カーボンのよな顔料、又はニッケル、チタン、等のような金属であることができる。
【００６７】
図７（Ｂ）に、別の実施態様であるドナー３２の構造を示す。この実施態様では、まず支持体７２に、スペクトルの所定の部分における輻射線を吸収して熱を発生することができる輻射線吸収材料７４を均一に被覆し、次いで有機材料７０を被覆する。そうすると、支持体７２が非転写面３３を構成し、そして有機材料７０が転写面３５を構成する。輻射線吸収材料７４は、スペクトルの所定の部分において輻射線を吸収して熱を発生することができる。輻射線吸収材料７４は、米国特許第５５７８４１６号に記載された色素のような色素、カーボンのよな顔料、又はニッケル、チタン、等のような金属であることができる。
【００６８】
図７（Ｃ）に、別の実施態様であるドナー３２の構造を示す。この実施態様では、まず支持体７２に、スペクトルの所定の部分における輻射線を吸収して熱を発生することができるパターン化輻射線吸収層７６を被覆し、次いで有機材料７０を被覆する。そうすると、支持体７２が非転写面３３を構成し、そして有機材料７０が転写面３５を構成する。パターン化輻射線吸収層７６は、スペクトルの所定の部分において輻射線を吸収して熱を発生することができる輻射線吸収材料を含む。
【００６９】
図８（Ａ）に、本発明によりドナー３２を基板３４に対して配置した一実施態様の横断面図を示す。この実施態様では、基板３４の受容面１０６は、薄膜トランジスタ１００が存在しているために、平坦ではない。薄膜トランジスタ１００は、各画素又は二次画素を多層構成した結果、基板３４において隆起した表面部１０２によって分離されている。このことは、譲受人共通のTangの米国特許第５９３７２７２号に記載されており、その開示内容を本明細書の一部とする。隆起した表面部１０２が存在することにより、非転写面３３に流体を押し当てることにより発生する圧力に対し、隙間１０４の分離が維持され、かつ、ドナー３２の部分と基板３４の部分との間の分離が維持される。
【００７０】
図８（Ｂ）に、本発明によりドナー３２を基板３４に対して配置した別の実施態様の横断面図を示す。この実施態様では、非転写面３３に対する加圧流体により発生する圧力により、ドナー３２の転写面３５を基板３４に完全接触させて保持する。
【００７１】
図９（Ａ）に、光による処理方法の一つにより、ドナー３２から有機材料７０を基板３４の一部に隙間９２を渡して転写することを表わす横断面図を示す。この実施態様では、パターン化された輻射線吸収層７６を具備するドナー３２が調製されている。フラッシュ光６６が非転写面３３を照射する。フラッシュ光６６がパターン化輻射線吸収層７６に当たると熱１１０が発生する。このため、パターン化輻射線吸収僧７６の近傍にある有機材料７０が加熱される。この実施態様では、ドナー３２に当たる光の一部（すなわち、パターン化輻射線吸収層７６に直接当たる光）のみが熱に変換される。有機材料７０の加熱された部分の一部又は全部が昇華し、気化し又はアブレートされて、基板３４の受容面１０６の上に、パターン化転写として転写された有機材料１１２となる。
【００７２】
図９（Ｂ）に、光による別の処理方法により、ドナー３２から有機材料７０を基板３４の一部に転写することを表わす横断面図を示す。この実施態様では、輻射線吸収材料７４を具備するドナー３２が調製され、そして薄膜トランジスタ１００と隆起した表面部分１０２の構造により隙間１０４が維持されている。パターン状レーザー光６０が非転写面３３を照射する。レーザー光６０が輻射線吸収材料７４に当たると熱１１０が発生する。これにより、レーザー光６０の近傍にある有機材料７０が加熱される。この実施態様では、ドナー３２に当たる光の大部分が熱に変換されるが、これは、ドナー３２の選択的に照射された部分において起こるにすぎない。有機材料７０の加熱された部分の一部又は全部が昇華し、気化し又はアブレートされて、基板３４の受容面１０６の上に、パターン化転写として転写された有機材料１１２となる。
【００７３】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を参照しながら、図１０に、本発明による方法で処理した後の処理後基板８２の平面図を示す。有機材料７０の所定の部分が基板３４に転写パターン８０において転写されている。転写パターン８０は、処理後基板８２の最終用途に合致するように形成されている（例えば、転写パターン８０は、基板３４の上に存在している薄膜トランジスタの位置に転写されたOLED発光材料のものである）。転写パターン８０は、それを作成するのに用いた方法を反映する（例えば、図９（Ａ）のパターン化輻射線吸収層７６又は図９（Ｂ）のレーザー光６０照射パターン）。
【００７４】
第１取付具１０を、第２取付具１２の機能の一部又は全部を発揮するための位置に配置することができ、また第２取付具１２が第１取付具１０の機能の一部又は全部を発揮することができる点を理解すべきである。図１１に、本発明により設計された装置８の別の実施態様の横断面図を示す。この実施態様では、第２取付具１２がプレート３８を含む。プレート３８は、スチール又は硬質プラスチックのような硬質材料でできており、レーザーの焦点深度内に対して平面である。第２取付具１２は、それが基板３４とドナー３２を支持するように配置される。
【００７５】
図１１における第１取付具と第２取付具の開放関係により、ドナー３２と基板３４の装置８に対する出し入れが容易となる。基板３４は、これらの取付具間に、それが第２取付具１２によって支持されるように、配置される。ドナー３２は基板３４及び第２取付具１２の上に配置される。ドナー３２は軟質支持体から形成することができるので、必要に応じて、シート状ドナー３２を装填及び取出しに際して搭載するための支持体として、硬質フレーム３０を使用してもよい。
【００７６】
【発明の効果】
本法による有利な効果は、周囲真空又は真空環境の中でドナー材料と基板との間隔が均一に維持され、さらに好ましくは、該ドナーと該基板との間で真空が維持されることである。このため、汚染を減少させるのに有利な環境（真空）において好適な締付けが得られる。さらに有利な効果は、ドナー及び基板媒体の取扱いをはじめ、本法を完全に自動化できることである。本発明は、形成過程にある多数のOLED表示デバイスを有する大面積の上に有機層を形成するのに特に適しており、よって処理量が増加する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により設計された装置の一実施態様を示す横断面図である。
【図２】（Ａ）一つの実施態様の真空チャンバによる閉じた構成における上記装置の横断面図、及び（Ｂ）別の実施態様の真空チャンバによる閉じた構成における上記装置の横断面図である。
【図３】閉じた構成における上記装置の一部を詳細に示す横断面図である。
【図４】閉じた構成における上記装置の別の実施態様の一部を詳細に示す横断面図である。
【図５】上記装置の三次元代表図である。
【図６】（Ａ）レーザー光による上記装置の使用を示す横断面図、及び（Ｂ）フラッシュ光による上記装置の使用を示す横断面図である。
【図７】（Ａ）ドナーの構造の一実施態様を示す横断面図、（Ｂ）ドナーの構造の別の実施態様を示す横断面図、及び（Ｃ）ドナーの構造の別の実施態様を示す横断面図である。
【図８】（Ａ）本発明により基板に対してドナーを配置した一実施態様を示す横断面図、及び（Ｂ）本発明により基板に対してドナーを配置した別の実施態様を示す横断面図である。
【図９】（Ａ）光による処理法の一つによりドナーから有機材料を基板へ転写することを示す横断面図、及び（Ｂ）光による別の処理法によりドナーから有機材料を基板へ転写することを示す横断面図である。
【図１０】処理後基板の平面図である。
【図１１】本発明により設計された装置の別の実施態様を示す横断面図である。
【符号の説明】
８…装置
１０…第１取付具
１２…第２取付具
２０…ベース板
２２…ガスケット
２６…透明部分
３０…硬質フレーム
３２…ドナー
３３…非転写面
３４…基板
３５…転写面
３８…プレート
３９…真空チャンバ
４０…チャンバ
４２…流体入口
４４…流体通路
４５…第１チャンバ
４６…流体供給源
４７…第２チャンバ
４８…流路
５０…ガイドコラム
５６…ブッシュ
６０…レーザー光
６２…レーザー
６４…フラッシュランプ
６６…フラッシュ光
７０…有機材料
７２…支持体
７４…輻射線吸収材料
７６…パターン輻射線吸収層
８０…転写パターン
９２、１０４…隙間
１００…薄膜トランジスタ
１０２…隆起表面部分
１０６…受容面
１１０…熱
１１２…転写有機材料
Claims (3)
- １又は２以上の有機発光ダイオードデバイスの上に有機材料の層を形成するために、転写面と非転写面とを有するドナーの該転写面から基板上に有機材料を転写する装置であって、該ドナーは、有機材料の転写を引き起こす熱を発生させるためスペクトルの所定部分において輻射線を吸収することができる輻射線吸収材料を含み、
(a) 該ドナーと該基板とを、該ドナーの該転写面が該基板に面し、かつ、該基板の一部と該ドナーの一部とが離隔するか又は該基板と該ドナーとが接し、そして該基板の一部の上に有機材料が転写されるように、支持するための第１取付具と、
(b) 該ドナーの非転写面に対してチャンバを形成するため、該ドナーまたは該ドナーと該基板とを該第１取付具に対して締め付けるために該第１取付具と整合し、かつ、これと係合する第２取付具と、
(c) 該基板に対する該ドナーの位置が確保されるように該ドナーの非転写面に圧力をかけるための流体を該チャンバに供給するための手段と
を含んで成り、そして
(d) 該第１取付具が、該ドナーの非転写面側に配置された透明部分を含み、該透明部分を通して輻射線を該ドナーの非転写面へ透過させることにより発熱させ、よって該有機材料を該ドナーから該基板へ転写する
ことを特徴とする装置。 - 該チャンバの周囲に気密シールを提供するための手段をさらに含む、請求項１に記載の装置。
- 該ドナーの転写面に対して第２チャンバを形成するため、該ドナーを該第１取付具に対して締め付けるための第２取付具と、
該第２チャンバの周囲に気密シールを提供するための手段と
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
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