JPWO2007015465A1 - 有機膜被熱転写体製造方法、有機膜被熱転写体 - Google Patents

有機膜被熱転写体製造方法、有機膜被熱転写体 Download PDF

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Abstract

マストランスファの発生をより好適に防止できる有機膜被熱転写体製造方法を提供する。基板10の表面の熱転写対象箇所の外縁の周囲であって熱転写対象箇所の外縁よりも高くした段差構造たる凸型構造物1を設けた後、発光層166がその表面に形成された有機膜形成体たるドナーシート200を用い、レーザ210による光エネルギを熱エネルギに変換し発光層166をドナーシート200表面から基板10の表面に熱転写させて有機膜被熱転写体を製造する。

Description

本発明は、有機膜被熱転写体製造方法、有機膜被熱転写体、特に有機膜がその表面に形成された前記有機膜形成体に熱エネルギを加え、この形成された有機膜を有機膜形成体表面から被熱転写対象体の表面に熱転写させて有機膜被熱転写体を製造する有機膜被熱転写体製造方法、有機膜被熱転写体に関する。
有機EL素子は、基板上に、電極及び電極間に少なくとも発光層を備えた有機固体層を備え、両側の電極から有機固体層中の発光層に電子と正孔を注入し、有機発光層で発光を起こさせる素子であり、高輝度発光が可能である。また有機化合物の発光を利用しているため発光色の選択範囲が広いなどの特徴を有し、光源や有機EL表示装置などとして期待されている。特に有機EL表示装置は、一般に、広視野、高コントラスト、高速応答性および視認性に優れ、薄型・軽量で、低消費電力のフラットパネルディスプレイなどとして期待されている。
このような有機EL素子を備える有機ELディスプレイで用いられる有機材料をパターニングする手法として、シャドウマスクという金属製の細かい開口部を有したマスクを基板前面に載置して、真空チャンバー内で有機物を加熱蒸着して所望のパターンに形成するという方法(シャドウマスク法)や、有機溶剤に可溶な有機材料は、インクジェットプリンティング法を用いてパターニングする方法などが知られている。
近年、下記非特許文献1や非特許文献2のように有機材料を、一旦ドナーシートと呼ばれる部材に、所望エリアのほぼ全面にわたって形成しておき、ドナーシート(有機膜形成体)の有機膜を被形成したい基板(被熱転写対象体)を対面させて載置し、ドナーシートの有機膜が成膜されていない面側からレーザを所定の幅で照射し、その照射部分について光を熱に変換させ有機膜をドナーシートから基板へ熱転写させるLITI(Laser Induced Thermal Imaging)と呼ばれる技術が報告されている。この技術はシャドウマスク法、インクジェットプリンティング法と対比して転写性能がよく有機EL表示装置の高精細画素化などに好適であると報告されている。
SID 02 Digest 21.3 p784−787 FPD International セミナー 2004 有機EL(6)大型化の生産技術 テキスト E−6
しかしながら、本発明者らがLITI法により有機膜をドナーシートから基板に転写させ、有機膜が転写させられた有機膜被熱転写基板を検証した結果、転写性能として好ましくない場合があることを見いだすに至った。
すなわち、該LITI技術で有機膜を熱転写させようとすると、基板についてレーザを照射したドナーシートの部分に対応する部分以外にも有機膜が転写されてしまい、所望とする部分以外であって、転写されてはならない部分に転写されてしまうという転写性能が好ましくない場合(本明細書において「マストランスファ」ともいう)があることを見いだした。
また、さらに本発明者らが検討した結果、このマストランスファの不具合は有機EL表示装置に使用する有機膜だけでなく、有機膜一般に適用でき、さらに被熱転写対象体が基板だけでなく、一般的な被熱転写対象体であっても生じる場合があることを見いだすことができた。また、LITI法だけでなくドナーシートのような有機膜形成体を用いて被熱転写対象体に熱転写する方法一般において生じる場合がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、マストランスファの発生をより好適に防止できる有機膜被熱転写体製造方法、有機膜被熱転写体を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、有機膜がその表面に形成された有機膜形成体に熱エネルギを加え、この形成された有機膜を前記有機膜形成体表面から被熱転写対象体の表面に熱転写させて有機膜被熱転写体を製造する有機膜被熱転写体製造方法であって、前記被熱転写対象体の表面について、熱転写前の前記熱転写対象箇所の外縁よりも高くした段差構造を熱転写対象箇所の外縁以上の外側であって少なくとも一部分に設けた構造とし、前記有機膜を被熱転写対象体の表面に熱転写させて有機膜被熱転写体を製造することを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、有機膜がその表面に形成された有機膜形成体に熱エネルギを加え、この形成された有機膜を前記有機膜形成体表面から被熱転写対象体の表面に熱転写させられた有機膜被熱転写体であって、前記被熱転写対象体の表面について、熱転写前の前記熱転写対象箇所の外縁よりも高い段差構造を前記熱転写対象箇所の外縁以上の外側であって少なくとも一部分に設けた構造とされてなることを特徴とする。
本実施形態における有機膜被転写体製造方法の模式的な説明図である。 本実施形態における段差構造の断面形状を示す図である。 本実施形態における有機EL素子の模式的な断面図である。 実施例1の有機EL表示装置の模式的な断面図である。
符号の説明
1 段差構造(凸型構造物)
10 基板
14 第1電極
16 有機固体層
18 第2電極
20 保護膜
100 有機EL素子
「段差構造の検討」
本発明者らは、マストランスファが生じる原因について検討を行った。その結果、被熱転写対象体の表面にゴミが付着した場合には、そのゴミの周囲について所望とする部分以外であって、熱転写されてはならない部分に熱転写されてしまうというマストランスファが防止されている現象を偶発的に見いだした。
ゴミが付着した場合について、何故にマストランスファが防止されたのかという原因を究明するうちに、ゴミにより所望とする被熱転写対象体の表面の転写対象部に対してゴミの高さ分、段差ができこの段差によってマストランスファを防止できたのではないかという仮説を得るに至った。
この仮説を検証するに当たり、様々な段差を設けた態様を検証した。例えば被熱転写対象体の表面であって、有機膜が転写されてはならない部分と有機膜を転写する部分との境界付近に凸型構造を設け、この凸型構造の表面は有機膜を転写する部分よりも高くして段差構造を設け、その状態の転写性能を検証した結果、マストランスファを好適に防止できることがわかった。また、被熱転写対象体の表面であって、有機膜が転写されてはならない部分に対して有機膜を転写する部分を凹ませた構造を設け、有機膜が転写されてはならない部分と有機膜を転写する部分との間に有機膜を転写する部分よりも高い段差を設けたことによって転写性能を検証した結果、マストランスファを好適に防止できることがわかった。
この様々な検証によって、熱転写対象箇所の周囲であって少なくとも一部分に転写対象表面よりも高くした段差構造を設けた後、前記有機膜を熱転写させるとマストランスファを好適に防止し好適な転写性能を得ることができる有機膜被熱転写体を製造できることがわかった。
「有機膜被熱転写体製造方法」
正孔輸送層164上に発光層166が熱転写される態様を図1に例示して、本実施形態に係る有機膜被熱転写体製造方法を説明する。なお、本実施形態では一例としてLITI法を用いた熱転写方法を用いて説明している。また、有機EL素子100はRGB各色を発光する有機EL素子を塗り分けにより製造する方式(塗り分け法)によるものを例示して説明する。
図1に示されるように基板10上(特に樹脂基板においては、正確にはバリア膜12上であるが説明の都合上基板10の表面とする。以下同じ)に、R、G、Bそれぞれに対応した第一電極となる陽極14の列をそれぞれ所定の間隔を開けて形成する。次に形成した第1電極14たる陽極14上に正孔注入層162(図1では図示せず)、正孔輸送層164をそれぞれ形成して正孔輸送層164(図1では図示せず)がその熱転写対象面となる被熱転写対象体が形成される。
次に発光層166を熱転写する熱転写対象表面(ほぼ後述の基板10表面におけるレーザ光線の照射対応部)の外縁以上の外側について、連続構造の凸型構造物1を設ける。この凸型構造物1を設けることで第1電極14表面凸型構造物1の表面を高くするように段差構造を形成する。
熱転写対象表面の外縁以上外側に段差構造を設けるとは、外縁またはそれ以上外側に段差構造を設けるという概念である。また、熱転写前の熱転写対象表面の外縁について段差構造が高ければ足りる(例えば本実施形態では凸型構造物1(段差構造)の高さが正孔輸送層164(熱転写対象表面)よりも高ければよい)ものであって、熱転写対象表面以外の部分が段差構造よりも高くなることを妨げるものではない。また、熱転写前の熱転写対象表面に対して段差構造が高ければよく、熱転写後に転写された有機膜の外縁が段差構造よりも高くなってもよい。
有機膜とは、有機膜形成体から被熱転写対象体表面に少しでも熱転写可能な有機膜であればよく熱転写されて形成される膜の材料などから適宜選択して用いることができる。有機物を含んでいればよい膜であって、無機酸化物や金属などその他の成分を含むことを妨げるものではない。
凸型構造物1などの段差構造は熱転写する対象表面の外側と一定距離を保つように形成すると好適である。すなわち、本実施形態では凸型構造物1が発光層166の熱転写の対象となる基板10の表面の第1電極14外縁が直線状に形成される工程となっており、この外縁の直線と平行にそれよりも外側の基板10表面に凸型構造物1を形成することが好ましい。なお、平行であると好ましいがこれに限られることなく、直線、あるいは曲線状に形成してもよい。
凸型構造物1などの段差構造は、連続した列型構造体であると好適であるが、これに限られず、基板10表面に対して基板10表面のみの表面(凸型構造物1が形成されない)と基板10表面上に凸型構造物1が形成されるという凸型構造物1が不連続に形成されるという表面構造としてもよい。また、点状の段差構造が複数個設けられることに限られず、単数個であってもよい。少なくとも熱転写対象箇所の外縁以上の外側であって少なくとも一部分に段差構造を設ければよい。
図2は、凸型構造物1などの段差構造の断面形状を示す図である。
図2に示すように、本願発明にあっては、段差構造の断面形状は特に限定されることはなく、当該段差構造の作用効果を発揮することが可能な形状であればいかなる形状であってもよいが、例えば、図2(a)に示すように、角がある長方形の形状としてもよく、図(b)に示すように、角が丸みを帯びた長方形の形状であってもよい。さらには、図2(c)に示すように、順テーパー形状であってもよく、図2(d)に示すように、逆テーパー形状であってもよい。
凸型構造物1などの段差構造は、適宜選択される方法によって形成可能であり、特に限定されるものではないが、例えば基板10をウエットエッチングによってエッチングすることにより形成しても良い。その他、スパッタリング法やCVD法等があげられるが、真空蒸着、イオンプレーティング、ゾルゲル法、スピンコート法、スプレー法、CVD等の一般的な薄膜作成方法にても可能である。有機膜であればスピンコート法、印刷方式による方法、蒸着法などで形成してもよい。凸型構造物1などの段差構造は、無機物で形成しても、有機物で形成しても良く、特に限られることなく材質は適宜選択することができる。
また、凸型構造物1と基板10は必ず接合されていなくともよく、例えば、凸型構造物1を基板に載せるのみという物理的に分離な可能であってもよい。また、段差構造の設け方は、発光層166が熱転写される基板10の熱転写対象表面をエッチングすることなどによって周囲よりも低下させ段差を設ける構造としてもよい。
凸型構造物1などの段差構造は基板10上に少なくとも対応する有機膜の熱転写の際について形成されていればよくそれ前後には凸型構造物1などの段差構造は形成されていなくとも、また、取り除かれてしまってもよい。
凸型構造物1などの段差構造は、本実施形態のように熱転写される熱転写対象表面の両側もしくは四方またはそれ以上を囲まれるように形成してもよいが、一つの外縁に対応する凸型構造物1などの段差構造を設けたのみであってもよい。
凸型構造物1などの段差構造と熱転写対象表面の外縁とは接触していてもよいが、距離を離しておくと好適である。
次にR、G、Bのそれぞれに対応した発光層166(有機膜)をLITI法により基板10の正孔輸送層164表面に転写する。具体的には発光層166(有機膜)がその表面に形成された有機膜表面形成体としてのドナーシート200から、発光層166(有機膜)を基板10に対してドナーシートの背面側からレーザ210を照射して基板10の熱転写対象表面に熱転写する。
ドナーシート200は、その表面に形成された発光層166(有機膜)部と光エネルギを熱エネルギに変換する光熱変換能を有する光熱変換部202とを含んでいる。
光熱変換部202の材質は特に限定されるものでなく発光層166(有機膜)が熱転写されるように適宜選択して用いればよく特に限定されるものではない。
熱転写に用いるレーザの種類、照射時間、単位時間あたりの照射量、出力などは適宜選択して用いればよく特に限定されるものではない。
レーザ210を背面側から基板10表面の熱転写対象面にほぼ対応させるようにドナーシート200の光熱変換部202に照射し、走査する。この照射、走査によってドナーシート200の表面に形成された発光層166(有機膜)が基板10表面の熱転写対象面に熱転写され、基板10表面または正孔輸送層164表面上に発光層166(有機膜)が熱転写された有機膜被熱転写体が製造される。同様にして他の有機固体層16を形成する層も形成し、陽極14側から正孔注入層162/正孔輸送層164/発光層166/電子輸送層167/電子注入層168となる有機固体層16を形成することができる。
また、R、G、Bの塗り分け方については、本法で例えばR用のドナーシートを用いて有機膜を塗布した後、GまたはBのドナーシートを用いて対応する基板表面における熱転写対応表面にLITI法によって熱転写する方法が挙げられる。
本実施形態では基板についてレーザを照射したドナーシートの部分に対応する部分以外にも有機膜が熱転写されてしまい、所望とする部分以外であって、熱転写されてはならない部分に熱転写されてしまうという転写性能が好ましくないというマストランスファを好適に防止し好適な転写性能によって有機膜被熱転写体を製造できる。これによって、例えばフルカラーディスプレイであればR、G、Bの塗り分けが好適に行えるようになり、フルカラーディスプレイを高精細画素化することができる。
本実施形態の有機膜被熱転写体製造方法は、有機EL表示装置に使用すると特にマストランスファによって影響を受けやすいので好適である。この方法を用いることで所望とする部分以外であって、熱転写されてはならない部分に熱転写されてしまうという転写性能が好ましくないというマストランスファを好適に防止し好適な転写性能によって有機EL表示装置を製造でき、高精細画素化などに好適である。
本実施形態では、有機EL素子の有機固体層の形成法について例示したが本有機膜被熱転写体製造方法は、有機膜を熱転写する方法一般にもちいることができる。例えば上記実施形態におけるバリア膜、保護膜を構成する層などに適用してもよい。さらにはカラーフィルターや有機発光デバイス材料の転写、精細なパターニングが要望される分野において適用してもよい。有機EL表示装置のみに限られず、ディスプレイ一般、例えば、液晶ディスプレイ、電気泳動型ディスプレイ、電子ペーパー、トナーディスプレイなどにも適用できる。
本実施形態では、LITI法を用いたがこの方法に限ることなく、光を熱エネルギに変換することで有機膜を熱転写する方法一般に適用できる。また、有機膜を被熱転写対象体表面に転写させる方法一般に適用でき、熱エネルギを生じさせる手法はドナーシートで光を熱エネルギに変換する方法に限られない。例えば、熱線を照射してもよく、サーマルヘッドを用いたプリンタなどの熱溶融転写式の印刷方法を用いてもよい。この場合、ドナーシートに光熱変換材料を必要としない場合がある。本実施形態では、第1電極を陽極として用いたが、第1電極を陰極として用いても問題ないのはもちろんである。
「有機EL素子」
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態については、本発明を実施するための一形態に過ぎず、本発明は本実施形態によって限定されるものではない。
図3には図1で示される有機膜被転写体製造方法で製造した有機EL素子100の断面図が示される。
基板10は、その構成する材料はガラス基板、樹脂基板など適宜選択して用いればよい。例えば、樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタレートポリエステル、ポリプロピレン、セロファン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン・酢酸ビニル共重合体けん化物、フッ素樹脂、塩化ゴム、アイオノマー、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体等として様々な基板を用いることができる。また、樹脂を主成分とする基板ではなく、ガラス基板や、ガラスとプラスティックの貼り合せ基板でもよく、また基板表面にアルカリバリア膜や、ガスバリア膜がコートされていてもよい。また、これら透明基板に反対側から光を射出するトップエミッション型である場合などには、基板10は必ずしも透明でなくともよい。
バリア膜12はガラス基板を使用する場合などは必ずしも形成しなくともよいが、形成すると基板側からの水分や酸素などによる浸食から保護することができるので好適である。バリア膜12を形成する場合には、材料は適宜選択して用いることができる。
バリア膜12は、多層構造であってもよく単層構造であってもよく、無機膜であってもよく、有機膜であってもよいが無機膜が含まれていると水分や酸素などによる浸食からのバリア性が向上するので好適である。
無機膜としては、例えば、窒化膜、酸化膜又は炭素膜又はシリコン膜等が採用可能であり、より具体的には、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜、又はダイヤモンド状カーボン(DLC)膜、アモルファスカーボン膜などが挙げられる。すなわち、SiN、AlN、GaN等の窒化物、SiO、Al、Ta、ZnO、GeO等の酸化物、SiON等の酸化窒化物、SiCN等の炭化窒化物、金属フッ素化合物、金属膜、等があげられる。
有機膜としては、例えば、フラン膜、ピロール膜、チオフェン膜或いは、ポリパラキシレン膜エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリパラキシレン、フッ素系工分子(パーフルオロオレフィン、パーフルオロエーテル、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン等)、金属アルコキシド(CHOM、COM等)、ポリイミド前駆体、ペリレン系化合物などの重合膜等があげられる。
バリア膜12は、2種類以上の物質からなる積層構造、無機保護膜、シランカップリング層、樹脂封止膜からなる積層構造、無機材料からなるバリア層、有機材料からなるカバー層からなる積層構造、Si−CXHY等の金属または半導体と有機物との化合物、無機物からなる積層構造、無機膜と有機膜を交互に積層した構造、Si層上にSiOまたはSiを積層した構造等の積層構造としたものなどが挙げられる。有機EL素子100は、バリア膜12側から陽極14/有機固体層16/陰極18とから積層されて構成されている。
陽極14は、正孔を注入しやすいエネルギレベルを持つ層を用いればよく、ITO(Indium tin oxide:酸化インジウム錫膜)などの透明電極を用いることができるが、有機EL表示装置がトップエミッション型である場合には透明電極でなくとも一般的な電極を用いればよい。
ITOなどの透明導電性材料を例えば150nmの厚さにスパッタリングなどによって形成する。ITOに限らず、代わりに酸化亜鉛(ZnO)膜、IZO(酸化インジウム亜鉛合金)、金、よう化銅等を採用することもできる。
有機固体層16は、陽極14側から正孔注入層162/正孔輸送層164/発光層166/電子輸送層167/電子注入層168とから構成されている。
正孔注入層162は、陽極14と正孔輸送層164との間に設けられ、陽極14からの正孔の注入を促進させる層である。正孔注入層162により、有機EL素子100の駆動電圧は低電圧化することができる。また、正孔注入を安定化し素子を長寿命化するなどの役割を担ったり、陽極14の表面に形成された突起などの凹凸面を被覆し素子欠陥を減少させる、などの役割を担う場合もある。
正孔注入層162の材質については、そのイオン化エネルギが陽極14の仕事関数と正孔輸送層164のイオン化エネルギの間になるように適宜選択すればよい。例えば、トリフェニルアミン4量体(TPTE)、銅フタロシアニンなどを用いることができる。
正孔輸送層164は、正孔注入層162と発光層166の間に設けられ、正孔の輸送を促進させる層であり、正孔を発光層166まで適切に輸送する働きを持つ。
正孔輸送層164の材質については、そのイオン化エネルギが正孔注入層162と発光層166の間になるように適宜選択すればよい。例えば、TPD(トリフェニルアミン誘導体)、NPB(N,N−di(naphthalene−1−yl)−N,N−diphenyl−benzidene)を採用することができる。
発光層166は、輸送された正孔と同じく輸送された後述の電子とを再結合させ、蛍光発光または燐光発光させる層のことである。発光層166は上記発光態様に対応できる性質を満たすものになるようにその材料を適宜選択すればよい。例えば、アルミキノリノール錯体(Alq)や、ビス(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体(BeBq)、トリ(ジベンゾイルメチル)フェナントロリンユーロピウム錯体(Eu(DBM)(Phen))、ジトルイルビニルビフェニル(DTVBi)、ポリ(p−フェニレンビニレン)や、ポリアルキルチオフェンのようなπ共役高分子などを用いることができる。例えば緑色に発光させたければアルミキノリノール錯体(Alq)を用いることができる。
電子輸送層167は、電子注入層168と発光層166との間に設けられ、発光層166まで電子を輸送する働きを持つ。電子輸送層167は、例えば、アルミキノリノール錯体(Alq)などを用いることができる。
電子注入層168は、電子輸送層167と陰極18との間に設けられ陰極18からの電子の注入を促進する機能を有する。
電子輸送層168の材質については、陰極18の仕事関数と発光層166の電子親和力の間になるように適宜選択すればよい。例えば、電子輸送層168はLiF(フッ化リチウム)、LiO(酸化リチウム)などの薄膜(例えば0.5nm)などが採用できる。
これら有機固体層16を構成する各層は通常、有機物からなり、更に、低分子の有機物からなる場合、高分子の有機物からなる場合がある。本実施形態では少なくとも1層はLITI法によって製造しているが、それ以外の他の層は他の有機膜被転写体製造方法や他の方法を用いて製造してもよいが、全層をLITI法またはそれ以外の有機膜被転写体製造方法によって製造してもよい。他の方法としては、例えば、低分子の有機物からなる有機固体層は一般に蒸着法等のドライプロセス(真空プロセス)によって、高分子の有機物からなる有機固体層は一般にスピンコート法、ブレードコート法、ディップ法、スプレー法そして印刷法等のウエットプロセスによって、それぞれ形成するなどすることができる。
有機固体層16を構成する各層に用いる有機材料として、例えば高分子材料として、PEDOT、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリアルキルフェニレン、ポリアセチレン誘導体、などが挙げられる。
なお、本実施形態において、有機固体層16は、正孔注入層162、正孔輸送層164、発光層166、電子輸送層167、電子注入層168から構成されるものを挙げたがこの構成に限定されることはなく、少なくとも発光層166を含んで構成されていればよい。
例えば、採用する有機材料等の特性に応じて、発光層の単層構造等の他、正孔輸送層/発光層、発光層/電子輸送層等の2層構造、正孔輸送層/発光層/電子輸送層の3層構造や、更に電荷(正孔、電子)注入層などを備える多層構造などから構成することができる。
さらに有機固体層16には発光層166と電子輸送層168の間に正孔ブロック層を設けてもよい。正孔は発光層166を通り抜け、陰極18へ到達する可能性がある。例えば、電子輸送層168にAlq等を用いている場合、電子輸送層に正孔が流れ込むことでこのAlqが発光したり、正孔を発光層に閉じこめることができずに発光効率が低下する可能性がある。そこで、正孔ブロック層を設け、発光層166から電子輸送層168に正孔が流れ出てしまうことを防止してもよい。
陰極18は、有機固体層16への電子注入を良好にするため、仕事関数又は電子親和力の小さな材料を選定すればよい。例えば、Mg:Ag合金、Al:Li合金などの合金型(混合金属)等を好適に用いることができる。陰極18は、AlやMg、Agなどの金属材料を例えば150nmの厚さに真空蒸着などで形成することができる。
保護膜20は、多層構造であってもよく単層構造であってもよく、無機膜であってもよく、有機膜であってもよいが無機膜が含まれていると水分や酸素などによる浸食からのバリア性が向上するので好適であるが、保護膜20は必須となる構成要件ではない。
無機膜としては、例えば、窒化膜、酸化膜又は炭素膜又はシリコン膜等が採用可能であり、より具体的には、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜、又はダイヤモンド状カーボン(DLC)膜、アモルファスカーボン膜などが挙げられる。すなわち、SiN、AlN、GaN等の窒化物、SiO、Al、Ta、ZnO、GeO等の酸化物、SiON等の酸化窒化物、SiCN等の炭化窒化物、金属フッ素化合物、金属膜、等があげられる。
有機膜としては、例えば、フラン膜、ピロール膜、チオフェン膜或いは、ポリパラキシレン膜エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリパラキシレン、フッ素系工分子(パーフルオロオレフィン、パーフルオロエーテル、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン等)、金属アルコキシド(CHOM、COM等)、ポリイミド前駆体、ペリレン系化合物などの重合膜等があげられる。
保護膜20は、2種類以上の物質からなる積層構造、無機保護膜、シランカップリング層、樹脂封止膜からなる積層構造、無機材料からなるバリア層、有機材料からなるカバー層からなる積層構造、Si−CXHY等の金属または半導体と有機物との化合物、無機物からなる積層構造、無機膜と有機膜を交互に積層した構造、Si層上にSiOまたはSiを積層した構造等の積層構造としたものなどが挙げられる。
バリア膜12、保護膜20は、その構成される有機膜が無機膜に形成されたピンホールや表面凹凸を埋め、表面を平坦化させる。また、無機膜の膜応力を緩和させたりする役割を担う場合もある。
保護膜20の製造方法は、スパッタリング法やCVD法等があげられるが、特に限定されることはなく、適宜適切なものを用いればよい。例えば、真空蒸着、イオンプレーティング、ゾルゲル法、スプレー法、スピンコート法、CVD等の一般的な薄膜作成方法にても可能である。
有機EL素子100の各層の製造方法は、真空蒸着法で形成できるのはもちろんであるが、CVD法、スパッタ法などが可能である。また塗布方式では、例えば、印刷方式としては、グラビアコート、グラビアリバースコート、コンマコート、ダイコート、リップコート、キャストコート、ロールコート、エアーナイフコート、メイヤーバーコート、押し出しコート、オフセット、紫外線硬化オフセット、フレキソ、孔版、シルク、カーテンフローコート、ワイヤーバーコート、リバースコート、グラビアコート、キスコート、ブレードコート、スムーズコート、スプレーコート、かけ流しコート、刷毛塗り等の各種印刷方式が適用できる。下層を乾燥被膜としてから、その上にコートを行う他、下層とその上層とをウェット状態で2層重ねてから乾燥させることもできる。
<有機EL素子の発光態様>
上述の有機EL素子100の発光態様について説明する。
有機EL素子100において、陽極14から正孔が有機固体層16中の正孔注入層162へと輸送される。輸送された正孔は、正孔輸送層164へと注入される。正孔輸送層164へ注入された正孔は、発光層166へと輸送される。
また、有機EL素子100において、陰極18から電子が有機固体層16中の電子注入168へと輸送される。輸送された電子は、電子輸送層167へと注入される。輸送された電子は、発光層166へと輸送される。
輸送された正孔および電子は、発光層166中で再結合する。再結合の際、発せられるエネルギにより、ELによる発光が発生する。この発光は、順に正孔輸送層164、正孔注入層162、陽極14、バリア膜12、基板10を通じて外部へと導出され、その発光を視認することができる。
陰極18にAlが用いられている場合などは、陰極層18と電子輸送層168との界面が反射面となり、この界面で反射され、陽極14側へと進み、基板10を透過して外部へと射出される。したがって、以上のような構成の有機EL素子をディスプレイなどに採用した場合、基板10側が表示の観察面となる。
有機EL表示装置で、フルカラーディスプレイを実現しようとする場合、例えば、RGB各色を発光する有機EL素子を塗り分けにより製造する方式(塗り分け法)、白色発光の単色発光の有機EL素子とカラーフィルタを組み合わせた方式(カラーフィルタ法)、青色発光若しくは白色発光等の単色発光の有機EL素子と色変換層とを組み合わせた方式(色変換法)、単色の有機EL素子であって、有機発光層に電磁波を照射する等して複数発光を実現する方式(フォトブリーチング方式)などが挙げられるが本実施形態では特に限定されることなく適宜選択して適用することができる。
以下に、実施例と比較例とを用いてさらに詳しく説明する。なお、本願の発明は、以下の実施例、例えば段差構造の幅、ピッチ、厚さ等に限定されることはない。
(実施例1)
図4に示すように、ガラス基板40上に、幅50μm、ピッチ200μm、厚さ115nmのITOからなる陽極41を10ライン作成した(図4は1ラインのみを示している。)。次に、陽極41、41との間に、感光性ポリイミド材料を用いて、幅10μm、ピッチ200μm、厚さ1.5μmの段差構造42を11ライン作成した(図4は2ラインを示している)。その後、真空蒸着装置にこれをセットし、通常の真空蒸着法によって、CuPcからなる正孔注入層43を厚さ25nmで成膜し、さらにα−NPDからなる正孔輸送層44を厚さ45nmで成膜した。ここで、当該実施例1においては、段差構造42の表面にも正孔注入層43と正孔輸送層44が成膜されるが、最終的な段差構造の高さが転写される部分の高さよりも高く形成されていればよく、従って特に問題となることはない。
次に、窒素雰囲気中のLITI転写装置内において、Alqが真空蒸着法によってシート全体に厚さ60nmで均一に成膜されたドナーシートを、前記正孔輸送層44とAlqとが密着するように載置させた。そして、陽極41が中心となるように、幅120μm、レーザーパワー1.2J/cmでAlq膜45を熱転写させた。さらに、Alq が転写された基板を真空蒸着装置内に再度セッティングし、LiFを0.2nm成膜し(図示せず)、Alからなる陰極46を厚さ100nmで成膜した。
そして最後に、通常の方法で封止缶47を用いて全体を封止し、実施例1の有機EL表示装置を完成させた。
(比較例1)
上記実施例1のうち、段差構造42を形成しないことをのぞき、他の工程は全て実施例1と同様にして比較例1の有機EL表示装置を完成させた。
(結果)
上記実施例1の有機EL表示装置と、比較例1の有機EL表示装置とを比較した結果、実施例1の有機EL表示装置にあっては、所望の領域のみにAlqが均一に形成されており、良好な発光状態であったのに対し、比較例1の有機EL表示装置にあっては、所望の領域以外にもマストランスファー現象が起きており、素子の均一な発光が得られない上に、他の色の塗り分けも不可能であった。

Claims (7)

  1. 有機膜がその表面に形成された有機膜形成体に熱エネルギを加え、この形成された有機膜を前記有機膜形成体表面から被熱転写対象体の表面に熱転写させて有機膜被熱転写体を製造する有機膜被熱転写体製造方法であって、
    前記被熱転写対象体の表面について、熱転写前の前記熱転写対象箇所の外縁よりも高くした段差構造を熱転写対象箇所の外縁以上の外側であって少なくとも一部分に設けた構造とし、
    前記有機膜を被熱転写対象体の表面に熱転写させて有機膜被熱転写体を製造する有機膜被熱転写体製造方法。
  2. 請求項1に記載の有機膜被熱転写体製造方法であって、
    前記熱エネルギは光エネルギを供給し、この供給した光エネルギを熱エネルギに変換して前記熱転写する有機膜被熱転写体製造方法。
  3. 請求項2に記載の有機膜被熱転写体製造方法であって、
    前記光エネルギの供給はレーザ光線の照射によるものである有機膜被熱転写体製造方法。
  4. 請求項1から3のいずれか1つに記載の有機膜被熱転写体製造方法であって、
    前記段差構造は前記被熱転写対象体の表面に凸部を設けてなる有機膜被熱転写体製造方法。
  5. 請求項1から4のいずれか1つに記載の有機膜被熱転写体製造方法であって、
    前記被熱転写対象体は、ガラス基板または樹脂基板である有機膜被熱転写体製造方法。
  6. 請求項1から4のいずれか1つに記載の有機膜被熱転写体製造方法であって、
    前記有機膜が有機EL表示装置の製造に使用する有機膜である有機膜被熱転写体製造方法。
  7. 有機膜がその表面に形成された有機膜形成体に熱エネルギを加え、この形成された有機膜を前記有機膜形成体表面から被熱転写対象体の表面に熱転写させられた有機膜被熱転写体であって、
    前記被熱転写対象体の表面について、熱転写前の前記熱転写対象箇所の外縁よりも高い段差構造を前記熱転写対象箇所の外縁以上の外側であって少なくとも一部分に設けた構造とされてなる有機膜被熱転写体。
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