TWI390784B - 轉移用予體基板、元件製造方法以及有機el元件 - Google Patents

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Description

轉移用予體基板、元件製造方法以及有機EL元件
本發明是有關於一種用於構成以有機電致發光(Electroluminescence,EL)元件為代表的有機薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)或光電轉換元件、各種感測器等元件的薄膜的圖案化的轉移用予體基板,以及使用該轉移用予體基板的元件製造方法。
有機EL元件是使自陰極注入的電子與自陽極注入的電洞在夾持於兩極的有機發光層內再結合。由Kodak公司的C. W. Tang等人揭示有機EL元件發出高亮度的光以來,已有多個研究機關在進行研究。
該發光元件為薄型,且可獲得低驅動電壓下的高亮度發光,及藉由在發光層中使用各種有機材料而獲得以紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色為代表的多種發光色,因此正在進行作為彩色顯示器的實用化。例如,圖1所示的主動矩陣型彩色顯示器中,要求以與構成像素的R、G、B各次像素對應的方式至少將發光層17R、17G、17B高精度地圖案化的技術。另外,為了獲得高性能有機EL元件,而需要多層結構,必需將典型的膜厚為0.1 μm以下的電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層等依序積層。
先前,薄膜的微細圖案化是使用光微影法、噴墨法或印刷法等濕式製程(塗佈法)。然而,濕式製程中,當於先前形成的基底層上塗佈光阻或墨水等時,難以完全防止極薄的基底層的形態變化或不理想的混合等,可使用的材料受到限定。另外,難以達成藉由從溶液乾燥而形成的薄膜的像素內的膜厚均勻性、以及基板內的像素間均勻性,產生伴隨膜厚不均的電流集中或元件劣化,因此存在作為顯示器的性能下降的問題。
作為藉由不使用濕式製程的乾式製程的圖案化方法,對遮罩蒸鍍法進行了研究。實際上實用化的小型有機EL顯示器的發光層主要以本方式而圖案化。然而,由於蒸鍍遮罩必需在金屬板上打開精密的孔,故而難以兼顧大型化及精度,另外,存在越大型化,基板與蒸鍍遮罩的密著性越受損的傾向,因此難以應用於大型有機EL顯示器。
為了以乾式製程實現大型化,揭示有如下方法:預先將予體膜上的有機EL材料圖案化,於使元件基板與予體膜上的有機EL材料密著的狀態下加熱予體膜整體,藉此使有機EL材料轉移至元件基板上(參照專利文獻1)。進而揭示有如下的蒸鍍轉移法:將區劃圖案(隔離壁)內經圖案化的有機EL材料以不接觸元件基板的配置而對向,藉由利用加熱板來加熱予體基板整體而使有機EL材料蒸發,並堆積於元件基板上(參照專利文獻2)。然而,上述方法中由於予體基板整體經加熱而熱膨脹,故而與予體基板上經圖案化的有機EL材料的元件基板相對的相對位置位移,而且越大型化,位移量變得越大,因此存在難以高精度圖案化的問題。進而,近距離對向的元件基板藉由輻射而加熱,或於具有區劃圖案的情況受到來自區劃圖案的除氣的影響等,因此存在元件性能惡化的問題。
作為防止由予體基板的熱膨脹引起的位移的方法,已開發出如下的選擇轉移方式:於予體基板上形成光熱轉換層,再於該光熱轉換層上藉由熱蒸鍍而將有機EL材料全面成膜,利用藉由將高強度雷射對光熱轉換層進行部分照射而產生的熱,將形成於全面或者不使用區劃圖案而分別塗佈R、G、B的有機EL材料的一部分進行圖案轉移至元件基板上(參照專利文獻3~專利文獻4)。然而,由於所產生的熱在橫方向亦擴散,故而比雷射照射範圍更廣的區域的有機EL材料被轉移,其邊界亦不明確。為了防止上述情況,通常考慮在極短的時間內照射高強度的雷射。但是於此情況下,由於有機EL材料在極短的時間內經加熱,故而難以正確控制最高極限溫度。因此,有機EL材料達到分解溫度以上的機率提高,結果存在元件性能下降的問題。進而,由於雷射必需對每個RGB次像素選擇性照射,因此亦存在基板越大型化,像素的總數越增加,則1片基板的處理時間變得越長的問題。
作為防止由予體基板的熱膨脹引起的位移的另一方法,揭示有如下的直接加熱轉移法:不於予體基板上形成光熱轉換層,而以雷射直接加熱予體基板上的有機EL材料(參照專利文獻5)。專利文獻5中,藉由進一步在區劃圖案內分別塗佈R、G、B而減小圖案化時的混色的可能性。然而,由於有機EL材料的典型膜厚非常薄,為25 nm,故而存在雷射未經充分吸收而到達元件基板,導致對元件基板上的基底層加熱的問題。進而,為了將有機EL材料加熱至昇華溫度以上而進行充分轉移,需要高強度的雷射,但由於若對區劃圖案照射雷射,則區劃圖案劣化,故而為了防止劣化,必需以僅對有機EL材料照射雷射的方式進行高精度對準,難以大型化。
進而亦揭示有如下的方法:於予體基板上形成光熱轉換層,再於該光熱轉換層上分別塗佈R、G、B的有機EL材料,對光熱轉換層照射雷射而總括轉移,藉此防止由予體基板的熱膨脹引起的位移(參照專利文獻6)。然而,由於予體基板上未形成區劃圖案,故而存在當以溶液狀態塗佈R、G、B時與相鄰的材料混合,或者乾燥時的溶劑蒸氣使相鄰的材料再溶解的問題,難以高精度地分別塗佈有機EL材料。因此,亦揭示有可於予體基板上設置區劃圖案而高精度地分別塗佈有機EL材料的方法(參照專利文獻7~專利文獻8)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2002-260854號公報
專利文獻2:日本專利特開2000-195665號公報
專利文獻3:日本專利第3789991號公報
專利文獻4:日本專利特開2005-149823號公報
專利文獻5:日本專利特開2004-87143號公報
專利文獻6:日本專利特開2008-235011號公報
專利文獻7:日本專利特開2009-146715號公報
專利文獻8:WO2009/154156號
如上所述,為了兼顧大型化及精度,可於予體基板上設置區劃圖案而高精度地分別塗佈有機EL材料,再將其轉移。但是使用以先前方法製作的予體基板來轉移發光材料而獲得的元件與利用蒸鍍法獲得的元件相比,性能並不充分。本發明者等人對該問題反覆進行研究,結果發現,當將發光材料塗佈於予體基板上的區劃圖案內時,雜質自區劃圖案材料中溶出而與發光材料混合,此為使轉移後的元件性能劣化的要因之一。
因此,本發明的目的在於解決上述問題,提供一種即便於利用轉移法的情況亦可製作高性能的有機EL元件的予體基板,另外提供一種雜質少的以高性能有機EL元件為代表的元件。
本發明的轉移用予體基板的特徵在於:包括形成於基板上的光熱轉換層、及至少一部分形成於上述光熱轉換層的上表面的區劃圖案,並且於上述區劃圖案表面形成有障壁層,於上述區劃圖案內形成有轉移層。
[發明的效果]
本發明大幅度減少混入以有機EL材料為代表的薄膜中的雜質,可進行大型化且高精度的微細圖案化,獲得元件的亮度提高及耐久性提高的顯著效果。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
圖2(a)及圖2(b)、圖3及圖4(a)及圖4(b)是表示使用本發明予體基板的薄膜圖案化方法的一例的剖面圖及平面圖。此外,本說明書中使用的多個圖是挑選出彩色顯示器中的構成多個像素的RGB次像素的最小單元進行說明。另外,為了有助於理解,與橫方向(基板面內方向)相比較而擴大縱方向(基板垂直方向)的倍率。
圖2(a)及圖2(b)中,予體基板30包含支持體31、光熱轉換層33、區劃圖案34、障壁層35、及存在於區劃圖案內的轉移材料37(有機EL的RGB各發光材料的塗佈膜)。作為一例,將於予體基板全面形成有障壁層的態樣表示為(a),將僅於區劃圖案上形成有障壁層的態樣表示為(b)。有機EL元件(元件基板)10包括支持體11、形成於該支持體11上的TFT(放入取出電極)12及平坦化層13、絕緣層14、第一電極15、及電洞傳輸層16。此外,由於該些態樣為例示,因此如後文所述各基板的構成並不限定於該些態樣。
該圖案化方法首先於將予體基板30的區劃圖案34、與元件基板10的絕緣層14的位置對準的狀態下,以使兩基板對向的方式配置。接著自予體基板30的支持體31側入射雷射並使其吸收於光熱轉換層33中,利用因此產生的熱使轉移材料37R、37G、37B同時加熱、蒸發,使該些轉移材料堆積於元件基板10的電洞傳輸層16上,藉此總括地轉移、形成發光層17R、17G、17B。圖2(a)及圖2(b)及圖3的態樣的特徵為:以將轉移材料37R、37G、37B所夾持的區劃圖案34的整個區域及位於轉移材料37R、37B的外側的區劃圖案34的一部分區域與轉移材料37同時加熱的方式照射雷射。
圖3是自予體基板30的支持體31側觀察圖2(a)及圖2(b)中的雷射照射的情況的示意圖。由於具有形成於全面的光熱轉換層33,故而自支持體31(玻璃板)側實際上看不到區劃圖案34或轉移材料37R、37G、37B,但為了說明與雷射的位置關係而以虛線來圖示。雷射束為矩形,是以跨越轉移材料37R、37G、37B的方式照射,且對轉移材料37R、37G、37B的排列在垂直方向上掃描。此外,雷射束只要相對地掃描即可,可使雷射移動,可使予體基板30與元件基板20的組合移動,亦可為上述兩者。
圖4(a)及圖4(b)是將轉移材料37以雷射轉移時的剖面的示意圖。自予體基板30的支持體31側入射的雷射可經由光熱轉換層33而加熱轉移材料37,使轉移材料37轉移至元件基板側。光熱轉換層的熱亦傳導至區劃圖案34,但直至與區劃圖案的元件側接觸的部位為止未經加熱而不會產生使元件側熱劣化的情況。
但是,在區劃圖案與光熱轉換層的界面容易藉由熱歷程而生成除氣或分解物。因此可知,若反覆使用予體基板,則雜質成分溶出至使轉移材料溶解的溶劑中,該雜質成分與轉移材料一起轉移至元件基板上等,使有機EL元件等元件的性能劣化。雜質的溶出在區劃圖案為有機、無機中任一種材料的情況均可產生,但於有機材料的情況特別容易產生上述溶出。
圖2(a)及圖2(b)~圖4(a)及圖4(b)中所示的方法中,由於在區劃圖案上設置有障壁層35,故而可防止來自區劃圖案的雜質溶出(區劃圖案中所含的雜質的溶出、或構成區劃圖案的材料自身的溶出)。另外,即便為以轉移材料與區劃圖案同時加熱的方式照射光的情況,亦可將由來自區劃圖案的除氣等引起的對元件性能的不良影響抑制為最小限度。
另外,區劃圖案由於可利用光微影法等來高精度地圖案化,故而可使不同的轉移材料的轉移圖案的間隙為最小值。其帶來可製作進一步提高開口率而耐久性優異的有機EL顯示器的效果。
本發明的進一步發展的態樣中,如圖5(a)及圖5(b)及圖6(a)及圖6(b)所示,於區劃圖案上的障壁層35上形成有撥液處理層36。圖5(a)及圖6(a)是將撥液處理層設計得比區劃圖案更寬廣的情況,由於塗佈後的溶劑滯留於區劃圖案內而未塗佈於區劃圖案上,因此可有效使用轉移材料。圖5(b)及圖6(b)是將撥液處理層設計得比區劃圖案更狹窄的情況,由於轉移材料亦潤濕擴散至區劃圖案上的邊緣部,故而較多地使用轉移材料,但由於可提高區劃圖案內的潤濕的均勻性,故而可提高轉移後的膜厚均勻性。該些任一種情況均可根據狀況而選擇。由於在撥液處理層排斥溶劑,故而可防止塗佈於區劃圖案內的溶劑於障壁層上潤濕擴散而侵入鄰接的區劃中(混色)。此情況亦適用於使區劃圖案彼此的間隔變得狹窄的情況。因此,可將轉移材料正確塗佈於各區劃圖案內,尤其可於先前無法達成的高精度、極狹窄的圖案中進行多色的分別塗佈。另外,由於可將區劃圖案設計得比元件側的絕緣層寬度更狹窄,因此亦具有可將轉移材料比先前更均勻地轉移至元件基板上的大優點。
以下,對本發明進行更詳細的說明。
(1)照射光
作為照射光的光源,可例示容易獲得高強度且照射光的形狀控制優異的雷射作為較佳光源,亦可利用紅外線燈、鎢燈、鹵素燈、氙氣燈、閃光燈等光源。雷射可利用半導體雷射、纖維雷射、釔鋁石榴石(Yttrium Aluminum Garnet,YAG)雷射、氬離子雷射、氮雷射、準分子雷射等公知的雷射。本發明的目的之一為減少對轉移材料的損傷,因此與短時間照射高強度的光的間歇振盪模式(脈衝)雷射相比,較佳為連續傳送模式(連續波,Continuous Wave,CW)雷射。
照射光的波長只要在照射環境與予體基板的支持體中的吸收小,且在光熱轉換層中效率良好地吸收,則並無特別限定。因此,不僅可用於可見光區域,而且可用於自紫外光至紅外光。若考慮到予體基板的較佳支持體的材料,可例示300 nm~5 μm作為較佳的波長區域,且可例示380 nm~2 μm作為更佳的波長區域。
照射光的形狀並不限定於圖3所例示的矩形。可選擇線狀、橢圓形、正方形、多邊形等根據轉移條件而最佳的形狀。可藉由重疊而由多個光源形成照射光,相反亦可由單一的光源分割為多個照射光。掃描速度並無特別限定,通常較佳為使用0.01 m/s~2 m/s的範圍。於光的照射強度比較小,而藉由以更低的速度進行掃描來減少對轉移材料的損傷的情況,掃描速度較佳為0.6 m/s以下,尤佳為0.3 m/s以下。
於對相同部位反覆掃描而進行轉移的分割轉移的情況,當藉由增加分割次數而實現整體的低溫下時,為了減少每1次掃描的投入熱量,掃描速度較佳為比較高速的0.3 m/s以上。此時分割數較佳為2次至50次。其原因在於:若次數過少,則轉移時的分子的熱使元件側的電洞傳輸層劣化,相反,若次數過多,則不僅生產性下降,而且所投入的熱量的合計變大而使元件側、予體側的有機分子劣化。
光的照射的態樣並不限定於如圖2(a)及圖2(b)~圖4(a)及圖4(b)所示的由轉移材料37R、37G、37B所夾持的區劃圖案34的整個區域及位於轉移材料37R、37B的外側的區劃圖案34的一部分區域與轉移材料37同時加熱的態樣。其他的態樣例如可列舉:照射適當寬度的光(其中一例為如轉移材料37的至少一部分與區劃圖案34的至少一部分同時加熱之類的寬度的光)而對其掃描的態樣;或階段性照射覆蓋轉移區域的固定比例的光的態樣等。當然,亦可為該些態樣以外的態樣。
若列舉若干個具體例,則於照射面積大的情況,如圖7(a)所示,亦可藉由照射覆蓋予體基板30的轉移區域38的全寬度之類的光,而以1次掃描來總括轉移全部轉移材料。該配置中,可大幅減輕對予體基板30的光照射的對準。於如圖7(b)所示,在基板上存在多個轉移區域38的情況,亦可將該些轉移區域總括轉移。於如稱為三角形排列般,RGB的各次像素未排列成一直線的情況,亦由於可直線地掃描照射光而可容易實施轉移。
於照射面積為轉移區域38的一半左右的情況,例如可如圖8(a)所示,照射如覆蓋予體基板30的轉移區域38的一半左右寬度的光,如圖8(b)所示以下次掃描來對其餘的一半照射光,以2次掃描來轉移全部轉移材料。進而,亦可藉由如圖9所示,同時掃描在掃描方向存在懸殊的位置關係的2種光,而與上述2次掃描同樣地將轉移材料37轉移。於由於光源的最大輸出或光的均勻性等的制約而難以獲得覆蓋轉移區域38的全寬度的1種光的情況,亦可藉由如上所述的方式,而虛擬地與1次掃描同樣地總括轉移全部轉移材料。當然,藉由如圖10所示,使光的寬度更狹窄,且增加數量,亦可獲得同樣的效果。
照射強度或轉移材料的加熱溫度的較佳範圍受照射光的均勻性、照射時間(掃描速度)、予體基板的支持體或光熱轉換層的材質或厚度、反射率、區劃圖案的材質或形狀、轉移材料的材質或厚度等各種條件的影響。本發明中目標為達成如下程度的照射條件:被光熱轉換層吸收的能量密度成為0.01 J/cm2 ~10 J/cm2 的範圍,且轉移材料經加熱至220℃~400℃的範圍。
(2)予體基板
予體基板的支持體只要是光的吸收率小,且可於該支持體上穩定地形成光熱轉換層或區劃圖案、轉移材料的材料,則並無特別限定。根據條件可使用樹脂膜,樹脂材料可例示:聚酯(polyester)、聚乙烯(polyethylene)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚丙烯酸(polyacryl)、聚碸(polysulfone)、聚醚碸(polyether sulfone)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚醯亞胺(polyimide)、聚醯胺(polyamide)、聚苯幷噁唑(polybenzoxazole)、聚環氧(polyepoxy)、聚丙烯(polypropylene)、聚烯烴(polyolefin)、芳族聚醯胺(aramid)樹脂、聚矽氧(silicone)樹脂等。
就化學、熱的穩定性,尺寸穩定性,機械強度,透明性方面而言,可列舉玻璃板作為較佳支持體。可自鈉鈣玻璃(soda lime glass)、無鹼玻璃(alkali free glass)、含鉛玻璃、硼矽玻璃(borosilicate glass)、鋁矽酸鹽玻璃(aluminosilicate glass)、低膨脹玻璃(low expansion glass)、石英玻璃等中根據條件來選擇。於在真空中實施本發明的轉移製程的情況,由於要求來自支持體的氣體釋放少,故而玻璃板為特佳的支持體。
另外,亦可利用各種偶合劑來塗佈玻璃的表面,藉此可提高與光熱轉換層的密著。偶合劑有Si系、Al系、Ti系、Zn系等偶合劑,任一者均可使用。與光熱轉換層的金屬或氧化物的密著效果大的偶合劑較佳為使用胺基矽烷(aminosilane)偶合劑、巰基矽烷(mercaptosilane)偶合劑等。
即便光熱轉換層經加熱至高溫,亦必需使支持體自身的溫度上升(熱膨脹)在容許範圍內,因此支持體的熱容量較佳為與光熱轉換層的熱容量相比充分大。因此,支持體的厚度較佳為光熱轉換層的厚度的10倍以上。容許範圍由於依賴於轉移區域的大小或圖案化的要求精度等,故而無法一概表示,例如於欲將光熱轉換層自室溫上升至300℃,藉由其熱擴散來加熱支持體時的支持體自身的溫度上升抑制為光熱轉換層的溫度上升量的1/100即3℃以下的情況,當光熱轉換層與支持體的體積熱容量為相同程度時,支持體的厚度較佳為光熱轉換層的厚度的100倍以上。另外,於欲將支持體自身的溫度上升抑制為光熱轉換層的溫度上升量的1/300即1℃以下的情況,支持體的厚度尤佳為光熱轉換層的厚度的300倍以上。於光熱轉換層的體積熱容量為支持體的2倍左右的典型情況,支持體的厚度較佳為光熱轉換層的厚度的200倍以上,尤佳為600倍以上。藉由如上所述的方式,即便大型化,由熱膨脹引起的尺寸位移量亦少,可進行高精度圖案化。
光熱轉換層只要是效率良好地吸收光而產生熱,且對所產生的熱為穩定的材料、構成,則並無特別限定。上述光熱轉換層的例子可利用使碳黑、黑鉛、鈦黑、有機顏料或金屬粒子等分散於樹脂中的薄膜,或者金屬薄膜等無機薄膜。本發明中,由於有光熱轉換層經加熱至300℃左右的情況,故而光熱轉換層較佳為包含耐熱性優異的無機薄膜,就光吸收或成膜性方面而言,特佳為包含金屬薄膜。金屬材料可使用:鎢、鉭、鈮、錳、鉬、鈦、鉻、金、銀、銅、鉑、鐵、鋅、鋁、鈷、鎳、鎂、釩、鋯、矽、碳等的單體或合金的薄膜,及該些薄膜的積層薄膜。
於光熱轉換層的支持體側可視需要而形成抗反射層。進而,於支持體的光入射側的表面亦可形成抗反射層。該些抗反射層適宜使用利用折射率差的光干擾薄膜,可使用矽、氧化矽、氮化矽、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈦等的單體或混合薄膜,及該些薄膜的積層薄膜。
光熱轉換層由於必需對轉移材料的蒸發提供充分的熱,故而光熱轉換層的熱容量較佳為比轉移材料的熱容量大。因此,光熱轉換層的厚度較佳為比轉移材料的厚度厚,尤佳為轉移材料的厚度的5倍以上。數值較佳為0.02 μm~2 μm,尤佳為0.1 μm~1 μm。光熱轉換層由於較佳為吸收照射光的90%以上、尤佳為95%以上,故而較佳為以滿足該些條件的方式設置光熱轉換層的厚度。
為了抑制入射至光熱轉換層的光反射至入射側而使光熱轉換層的光的吸收效率下降,亦可於支持體與光熱轉換層之間設置抗反射層。抗反射層較佳為透明性高、折射率差大的不同層的積層體。藉此在折射率的差大的層的界面形成多重反射,因此藉由根據入射波長來預先調整抗反射層的厚度,可利用光干擾來大幅度減少入射波長的反射。由於來自光熱轉換層的熱亦傳導至該抗反射層,故而抗反射層的材質較佳為容易產生熱應力,且與支持體的密著力高的材質。該材質的例子可列舉金屬氧化物、或者金屬硫化物等。作為其一例,可列舉:Al2 O3 、Bi2 O3 、CaO、CdO、CdS、CeO2 、Fe2 O3 、Fe3 O4 、La2 O3 、Nd2 O3 、Sb2 O3 、Sb2 S3 、SiO、Si2 O、SnO2 、TiO2 、ThO2 、WO3 、ZnS、ZrO2 等,但並不限定於該些例子。於形成抗反射層的情況,較佳為以不妨礙利用光熱轉換層將所產生的熱效率良好地傳導至轉移材料的方式,設計為在滿足所要求的功能的範圍內變薄。
光熱轉換層只要形成於轉移材料所存在的部分,則其平面形狀並無特別限定。可如上述所例示形成於予體基板全面,例如於區劃圖案與支持體的密著性良好,但缺乏與光熱轉換層的密著性的情況,可以光熱轉換層在區劃圖案的下部變得不連續,且區劃圖案與支持體的至少一部分接觸的方式經圖案化。於光熱轉換層經圖案化的情況,無需形成與區劃圖案相同的形狀,例如區劃圖案可為格子狀,光熱轉換層可為條紋狀。光熱轉換層由於光吸收率大,故而較佳為利用光熱轉換層而於轉移區域內外的適當位置形成予體基板的位置標記。
光熱轉換層或抗反射層的形成方法可根據材料而使用旋轉塗佈或狹縫塗佈、真空蒸鍍、電子束(Electron Beam,EB)蒸鍍、濺鍍、離子電鍍等公知技術。於圖案化的情況,可利用公知的光微影法或雷射剝蝕等。
區劃圖案只要是規定轉移材料的邊界,且對光熱轉換層所產生的熱為穩定的材料、構成,則並無特別限定。無機物中可列舉以氧化矽或氮化矽為代表的氧化物、氮化物,玻璃,陶瓷等為例,有機物中可列舉聚乙烯、聚醯亞胺、聚苯幷噁唑、聚苯乙烯(polystyrene)、丙烯酸、酚醛(novolac)、聚矽氧等樹脂為例。亦可將電漿電視的隔離壁所使用的玻璃漿料材料用於形成本發明的區劃圖案。區劃圖案的熱導電性並無特別限定,但就防止熱經由區劃圖案而擴散至對向的元件基板的觀點而言,較佳為如有機物般導熱率小。進而,在圖案化特性與耐熱性方面均優異的材料可例示聚醯亞胺及聚苯幷噁唑作為較佳材料。
此外,隨著反覆研究而獲知,自該些區劃圖案構成材料、特別是樹脂成分中溶出的雜質成為使利用轉移法製作的元件的性能下降的較大原因之一。該雜質被認為是例如感光性材料中所含的感光劑或未反應的低分子有機成分、水分、離子性元素等,但特別認為游離的離子性元素成為問題。因此本發明中提供抑制來自區劃圖案的雜質的溶出的方法。
區劃圖案的成膜方法並無特別限定,於使用無機物的情況,可利用真空蒸鍍、EB蒸鍍、濺鍍、離子電鍍、化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition,CVD)、雷射剝蝕等公知技術,於使用有機物的情況,可利用旋轉塗佈、狹縫塗佈、浸漬塗佈等公知技術。區劃圖案的圖案化方法並無特別限定,例如可利用公知的光微影法。可藉由使用光阻的蝕刻(或者舉離)法將區劃圖案進行圖案化,亦可藉由使用對所例示的上述樹脂材料賦予感光性的材料,將區劃圖案直接曝光、顯影而圖案化。進而,亦可利用在全面形成的區劃圖案層上按壓模型的戳記法或壓印法、將樹脂材料直接圖案化形成的噴墨法或噴嘴噴射法、各種印刷法等。
區劃圖案的形狀並不限定於圖3中已例示的格子狀結構,例如於在予體基板30上形成有3種轉移材料37R、37G、37B的情況,區劃圖案34的平面形狀可為在y方向延伸的條紋。
對區劃圖案的厚度並無特別限定,轉移材料較佳為不與元件基板的被轉移面直接接觸,另外,予體基板的轉移材料與元件基板的被轉移面的間隙較佳為保持在1 μm~100 μm的範圍,尤佳為保持在2 μm~20 μm的範圍,因此區劃圖案的厚度比轉移材料的厚度厚,並且較佳為1 μm~100 μm的厚度,尤佳為2 μm~20 μm的厚度。另外,當於區劃圖案內塗佈轉移材料時,溶劑必需以不會自區劃圖案中溢出的方式塗佈,因此較佳為更厚,較佳為4 μm以上。藉由使上述厚度的區劃圖案對向於元件基板,則變得容易將予體基板的轉移材料與元件基板的被轉移面的間隙保持為固定值,另外,可降低所蒸發的轉移材料侵入其他區劃的可能性。
為了使所蒸發的轉移材料容易均勻地堆積於元件基板上,區劃圖案的剖面形狀較佳為正錐形狀。於如圖2(a)及圖2(b)所例示,在元件基板10上存在如絕緣層14之類的圖案的情況,較佳為絕緣層14的寬度比區劃圖案34的寬度更寬。另外,當對準時,較佳為以使區劃圖案34的寬度小於絕緣層14的寬度的方式配置。於此情況下,即便區劃圖案34薄,亦可藉由使絕緣層14變厚而將予體基板30與元件基板10保持為所需的間隙。區劃圖案的典型寬度為5 μm~50 μm,間距為25 μm~300 μm,只要根據用途而設計為最佳值即可,並無特別限定。
於區劃圖案上設置障壁層。障壁層用以防止如上所述雜質等自區劃圖案向包含轉移材料的溶液中溶出。另外,亦發揮防止包含轉移材料的溶液的溶劑侵入區劃圖案中而污染予體基板,或所侵入的溶劑混入相鄰的區劃中的作用。
可列舉金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、矽氧化物、矽氮化物等作為形成障壁層的材料的一例。予體基板由於經反覆清洗而再利用的情況多,故而謀求不產生膜的剝離之類的耐久性,因此較佳為選擇與光熱轉換層及區劃圖案的密著性高的材料。上述材料中,就密著性方面而言較佳為金屬,該金屬的一例為鉻、鎳、鋅、鈦、釩、鉭、錳等。進而,若為與光熱轉換層相同種類的金屬,則由於提高與光熱轉換層的密著性而更佳。另外,關於障壁層較佳為金屬的方面,除此以外可列舉以下的原因。金屬由於密度高,包覆性高,因此可大幅度抑制低分子成分自區劃圖案中溶出。另外,由於可相對於塑性變形而延伸,故而對於熱應力難以產生龜裂,在雜質溶出的方面具有大優點。
另外,亦可設置多層障壁層,於此情況下,可針對各層而將上述材料自由組合使用。其中,尤佳為在與區劃圖案或光熱轉換層接觸的部分設置密著層,且在最表面設置耐候性良好的材料。密著層中較佳為含有鉻、鎳、鋅、鈦、釩、鉭、錳中的任一者,另外亦可使該密著層的表面稍許氧化或氮化。較理想為於最表面層形成化學性質穩定的金、銀、鉑、鈀、銠、銥、釕、鋨等貴金屬類,金屬氧化物、矽氧化物、矽氮化物,或耐酸性優異的金屬的層。耐酸性優異的金屬可列舉釩、鈮、鉭、鈦、鋯、鉿、鎢等為例。若於最表面使用矽氧化物,則材料本身具有高障壁性,但矽氧化物自身容易成為多孔,此情況導致表面積增加,反而變得容易吸濕。當隨附其而清洗時,氯等離子性雜質的表面殘留量增加,當進行撥液處理時,氟等離子性雜質的表面殘留量增加,產生經轉移其的元件的性能下降的情況。因此設置如金屬、特別是貴金屬之類的最表面層,容易形成平滑的表面狀態,故較理想。
障壁層的製作方法並無特別限定,通常考慮濺鍍法、蒸鍍法、CVD法等。厚度亦並無特別限定,但就耐久性的觀點而言,較佳為0.05 μm以上。於區劃圖案內(單元內)亦形成障壁層的圖2(a)的情況,就經由障壁層而自光熱轉換層向轉移材料有效率地進行導熱的觀點而言,障壁層的厚度較佳為0.7 μm以下,更佳為0.5 μm以下。於僅於區劃圖案上形成障壁層的圖2(b)的情況,可使障壁層更厚,可提高耐久性。另外,僅於區劃圖案上形成障壁層的情況的製作方法並無特別限定,作為該製作方法的一例,有使用僅於區劃圖案上開口的遮罩,以真空蒸鍍法或濺鍍法而僅於區劃圖案上形成障壁層的方法。另外,亦可於區劃圖案全面形成障壁層,然後以區劃圖案以外的部分露出的方式利用光微影法形成光阻,蝕刻開口部而僅於區劃圖案上形成障壁層。此外,障壁層只要至少覆蓋區劃圖案即可,因此於區劃圖案內亦形成障壁層的情況,亦可僅形成於該區劃圖案的一部分。
於區劃圖案上的障壁層的表面,較佳為藉由使溶解轉移材料的溶液撥液而設置用以滯留於區劃圖案內的撥液處理層。撥液處理層較佳為對用於溶解轉移材料的溶劑的接觸角大,較佳為40°以上,更佳為60°以上。撥液處理層越薄,則具有自其中溶出的擔憂的雜質的絕對量越少,故而較佳,但若過薄,則具有撥液處理的效果受損的擔憂。因此,設置撥液處理層的情況的較佳厚度為0.5 nm以上100 nm以下。後述單分子膜的情況較佳為1 nm以上5 nm以下。此外,撥液處理層未必需要為連續膜,只要具有在障壁層上排斥溶液,可將塗佈的區劃分開的功能即可。
用以設置撥液處理層的具體方法較理想為在區劃圖案上製作各種低表面能量的有機膜、特別是含有氟的有機材料的層,對區劃圖案上表面賦予撥液功能。該處理層製作方法的一例可列舉在區劃圖案上的障壁層的表面形成(1)聚矽氧樹脂,(2)氟乙烯樹脂、骨架中含有氟的丙烯酸系樹脂或聚醯亞胺樹脂等含氟高分子材料,或者(3)含有氟的偶合劑等的層。特別是含有氟的矽烷偶合劑在障壁層上形成單分子膜,與高分子材料不同,在內部不吸藏雜質。因此當塗佈轉移材料時溶出至溶劑中的雜質與其他有機高分子膜或聚矽氧膜相比絕對減少,因此特佳。另外,高分子材料的撥液處理層中,由於與障壁層不具有牢固的密著性,故而若反覆使用予體基板,則有撥液處理層剝離的情況。如此,存在導致高分子材料本身所含的雜質藉由熱或溶劑的滲透而緩緩溶出,混入轉移材料中而導致使有機EL元件的性能劣化的情況。與此相對,於含有氟的矽烷偶合劑的情況,由於具有撥液功能且化學性結合於障壁層的材料表面的膜牢固地包覆障壁層,故而未產生溶劑的滲透,雜質溶出尤其得到抑制。
含有氟的偶合劑若以化學結構式表示,則可列舉如下述化學式所表示的化合物作為代表性結構。特別是具有直鏈狀全氟烷基的偶合劑由於與障壁層的密著力提高,耐久性提高,故而較佳。
(1)CF3 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
(2)CF3 CH2 SiCl3
(3)CF3 (CF2 )5 CH2 CH2 SiCl3
(4)CF3 (CF2 )5 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
(5)CF3 (CF2 )7 CH2 CH2 SiCl3
(6)CF3 (CF2 )7 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
(7)CF3 (CF2 )7 CH2 CH2 Si(CH3 )Cl2
(8)CF3 (CF2 )7 CH2 CH2 Si(CH3 )(OCH3 )2
(9)(CH3 )3 SiOSO2 CF3
(10)CF3 CON(CH3 )SiCH3
(11)CF3 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
(12)CF3 CH2 OSi(OCH3 )3
(13)CF3 COO(CH2 )15 Si(OCH3 )3
(14)CF3 (CF2 )3~15 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
(15)CF3 (CF2 )5 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
(16)CF3 (CF2 )7 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
(17)CF3 (CF2 )9 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
(18)CF3 (CF2 )11 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
(19)CF3 (CF2 )11 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
撥液處理層於區劃圖案上的製作方法並無特別限定,可列舉將感光性光阻塗佈於障壁層上的全面,僅使區劃圖案上開口而對開口部進行處理的方法。另外亦可於膜或玻璃上塗佈撥液材料,使其連同未經撥液處理的障壁層一起與予體基板對向而貼合,將膜或玻璃上的撥液材料移至予體基板的區劃圖案上。另外,可列舉使用溶劑,利用噴墨法或噴嘴塗佈法而僅塗佈於區劃圖案的上部等各種方法。
(3)轉移材料
轉移材料是形成構成以有機EL元件為代表的有機TFT或光電轉換元件、各種感測器等元件的薄膜的材料。轉移材料可為有機材料、含有金屬的無機材料中的任一種,只要是加熱時蒸發、昇華、或剝蝕昇華的材料,或者利用接著性變化或體積變化而自予體基板轉移至元件基板的材料即可。另外,轉移材料為薄膜形成材料的前驅體,可於轉移前或者轉移中利用熱或光轉變為薄膜形成材料而形成轉移膜。
轉移材料的厚度根據其等的功能或轉移次數而不同。例如於轉移氟化鋰等予體材料(電子注入材料)的情況,其厚度為1 nm即充分,於電極材料的情況,其厚度亦達到100 nm以上。於作為本發明的較佳圖案化薄膜的發光層的情況,轉移材料的厚度較佳為10 nm~100 nm,尤佳為20 nm~50 nm。
轉移材料的形成方法並無特別限定,亦可利用真空蒸鍍或濺鍍等乾式製程,但容易對應大型化的方法較佳為將至少包含轉移材料與溶劑的溶液塗佈於區劃圖案內,使上述溶劑乾燥後轉移。塗佈法可例示:噴墨、噴嘴塗佈、電場聚合或電鍍、平版或軟版、平版、凸版、凹版、絲網等各種印刷等。本發明中特別重要的是在各區劃圖案內正確形成定量的轉移材料,就該觀點而言,可例示噴墨作為特佳的方法。
若無區劃圖案,則由塗液形成的RGB有機EL材料層相互接觸,其邊界並不一致,形成不少混合層。於為了防止此情況而以不相互接觸的方式隔開間隙來形成的情況,難以使邊界區域的膜厚與中央相同。於任一種情況,該邊界區域均導致元件的性能下降,故而無法轉移,因此必需選擇性地轉移與予體基板上的有機EL材料圖案相比寬度更狹窄的區域。因此,可實際使用的有機EL材料的寬度變得狹窄,當製作有機EL顯示器時,形成開口率小的(非發光區域的面積大的)像素。另外,於必需去除邊界區域而轉移的情況,無法進行總括轉移,因此必需對R、G、B依序照射雷射而分別獨立地轉移,高強度雷射照射的高精度對準成為必需。就解決此種問題的觀點而言,可例示使用具有區劃圖案及由塗液形成的轉移材料的予體基板而以上述方法進行總括轉移的方法來作為本發明的特佳態樣。
於將包含轉移材料及溶劑的溶液應用於塗佈法的情況,通常多藉由添加界面活性劑或分散劑等而調整溶液的黏度或表面張力、分散性等來墨水化。然而,本發明中,若該些添加物作為殘留物而存在於轉移材料上,則存在轉移時亦取入轉移膜內,作為雜質而對元件性能造成不良影響的擔憂。因此,較佳為使該些雜質的添加或者不期望的混入成為最小值,較佳為以乾燥後的轉移材料的純度成為95%以上、尤佳為98%以上的方式製備溶液。可藉由使轉移材料在墨水中的溶劑以外的成分中所佔的比例為95重量百分比以上,來進行上述調整。
溶劑可使用水、醇、烴、芳香族化合物、雜環化合物、酯、醚、酮等公知的材料。本發明中適宜使用的噴墨法中,由於使用100℃以上、進而150℃以上的比較高沸點的溶劑,並且有機EL材料的溶解性優異,故而可例示N-甲基吡咯啶酮(N-methyl pyrrolidone,NMP)、二甲基咪唑啶酮(dimethyl imidazolidinone,DMI)、γ-丁基內酯(γ-butyl lactone,γBL)、苯甲酸乙酯(ethyl benzoate)、四氫萘(tetrahydronaphthalene,THN)、二甲苯(xylene)、異丙苯(cumene)等作為較佳的溶劑。
於轉移材料滿足溶解性及耐轉移性、轉移後的元件性能等所有性能的情況,較佳為使轉移材料自身(元件構成材料)溶解於溶劑中。於轉移材料缺乏溶解性的情況,可藉由在轉移材料中導入烷基等對溶劑的可溶性基來改良可溶性。本說明書中將此種材料稱為轉移材料(元件構成材料)的前驅體。於在元件性能方面優異的轉移材料中導入有可溶性基的情況,存在性能下降的情況。於此情況下,例如亦可利用轉移時的熱,使該可溶性基脫離而使原型材料堆積於元件基板上。
當轉移導入有可溶性基的轉移材料時,為了防止氣體的產生或脫離物向轉移膜中的混入,較佳為轉移材料於塗佈時具有對溶劑的可溶性基,塗佈後利用熱或光而使可溶性基轉變或脫離,然後將轉移材料轉移。例如若列舉具有苯(benzene)環或蒽(anthracene)環的材料為例,則可對具有如式(1)~式(2)所示的可溶性基的材料照射光而轉變為原型材料。另外,亦可如式(3)~式(6)所示,導入伸乙基或二酮基(diketo)等分子內交聯結構作為可溶性基,藉由使伸乙基或一氧化碳自其上脫離的製程而恢 復為原型材料。可溶性基的轉變或脫離可為乾燥前的溶液狀態,亦可為乾燥後的固體狀態,但若考慮到製程穩定性,則較佳為以乾燥後的固體狀態實施。由於轉移材料的原型分子多為非極性,故而為了當於固體狀態下脫離可溶性基時使脫離物不殘留於轉移材料內,較佳為脫離物的分子量小且為極性(相對於非極性的原型分子為排斥)。另外,為了將吸附於轉移材料內的氧或水與脫離物一起去除,較佳為脫離物容易與該些分子反應。就該些觀點而言,特佳為以脫離一氧化碳的製程將可溶化基轉變或脫離。本方法除了可應用於稠四苯(naphthacene)、芘(pyrene)、苝(perylene)等縮合多環烴化合物以外,亦可應用於縮合多環雜化合物。當然,該些化合物可經取代,亦可未經取代。
[化1]
(4)元件基板
元件基板的支持體並無特別限定,可使用予體基板所例示的材料。當使兩者對向而使轉移材料轉移時,為了防止由於因溫度變化引起的熱膨脹的差異而使圖案化精度惡化,較佳為元件基板與予體基板的支持體的熱膨脹率的差為10 ppm/℃以下,另外尤佳為該些基板包含同一材料。作為予體基板的特佳支持體而例示的玻璃板亦可例示作為元件基板的特佳支持體。此外,兩者的厚度可相同,亦可不同。
元件基板於轉移時可僅由支持體構成,通常可將為構成元件所必需的結構物預先形成於支持體上。例如,圖1所示的有機EL元件中,可利用先前技術形成至絕緣層14或電洞傳輸層16,進而將其用作元件基板。
如上述絕緣層之類的結構物並非必需,但就當使元件基板與予體基板對向時,防止予體基板的區劃圖案接觸已形成於元件基板上的基底層而損傷的觀點而言,較佳為預先形成於元件基板上。形成絕緣層時,可利用作為予體基板的區劃圖案而例示的材料或成膜方法、圖案化方法。關於絕緣層的形狀或厚度、寬度、間距,亦可例示予體基板的區劃圖案所例示的形狀或數值。
(5)轉移製程
可使予體基板與元件基板在真空中對向,將轉移空間以直接保持在真空中的狀態取出至大氣中,實施轉移。例如,可利用予體基板的區劃圖案及/或元件基板的絕緣層,將該些所包圍的區域保持為真空。於此情況下,可於予體基板及/或元件基板的周邊部設置真空密封功能。於元件基板的基底層、例如電洞傳輸層以真空製程形成,利用本發明將發光層圖案化,且電子傳輸層亦以真空製程形成的情況,較佳為使予體基板與元件基板在真空中對向,在真空中實行轉移。於此情況下,將予體基板與元件基板在真空中高精度地對準來維持對向狀態的方法中,例如可利用液晶顯示器的製造製程中使用的液晶材料的真空滴加、貼合步驟等公知技術。另外,亦可不取決於轉移環境而於轉移時將予體基板散熱或冷卻,於將予體基板再利用的情況,亦可將予體基板製成環狀帶來利用。藉由利用以金屬等良導體形成的光熱轉換層,可利用靜電方式來容易保持予體基板。
本發明中較佳為蒸鍍模式的轉移,因此較佳為在1次轉移中將單層的轉移膜圖案化。然而,藉由利用剝離模式或剝蝕模式,例如可於予體基板上形成電子傳輸層/發光層的積層結構,亦可藉由以維持其積層狀態的狀態轉移至元件基板上而將發光層/電子傳輸層的轉移膜以1次轉移來圖案化。
轉移環境可為大氣壓,亦可為減壓下。例如於反應性轉移的情況,亦可於氧等活性氣體的存在下實施轉移。本發明中轉移材料的轉移損傷的減少是課題之一,故而較佳為在氮氣等惰性氣體中、或者真空下。藉由將壓力控制為適度,可於轉移時促進膜厚不均的均勻化。就對轉移材料的損傷減少或對轉移膜的雜質混入的減少、蒸發溫度的低溫化的觀點而言,特佳為真空下。
本發明的予體基板由於區劃圖案與發光層是由障壁層隔開,故而基板表面的清洗性提高。藉此予體基板表面的離子性雜質的清洗變得容易,因此可大幅度減少塗佈轉移層時的雜質的混入。因此,轉移膜內的雜質亦可減少。尤其可知作為雜質的氟、氯等鹵素使元件的性能大幅度下降,藉由使用本發明予體基板的轉移方法,可抑制對元件的雜質混入而大幅度提高元件的性能。
將利用塗佈法形成的薄膜直接用作有機EL元件的功能層的先前方法的問題之一為膜厚不均。本發明中亦於利用塗佈法形成轉移材料的時刻產生同等的膜厚不均,但作為本發明的較佳轉移方式的蒸鍍模式中,轉移時轉移材料以分解為分子(原子)水準的狀態蒸發後,堆積於元件基板上,因此轉移膜的膜厚不均減輕。因此,例如塗佈時轉移材料是如顏料般包含分子集合體的粒子,即便轉移材料在予體基板上不為連續膜,亦可藉由使該轉移材料在轉移時分解為分子水準而蒸發、堆積,從而於元件基板上獲得膜厚均勻性優異的轉移膜。
接著,對使用本發明的圖案化方法來製造元件的方法進行說明。本發明中,所謂元件,是指以有機EL元件為代表的有機TFT或光電轉換元件、各種感測器等。藉由本發明,於有機TFT中可將有機半導體層或絕緣層、源極、汲極、閘極的各種電極等圖案化,於有機太陽電池中可將電極等圖案化,於感測器中可將感測層或電極等圖案化。以下,列舉有機EL元件為例來對該有機EL元件的製造方法進行說明。
圖1是表示有機EL元件10(顯示器)的典型結構的例子的剖面圖。於支持體11上構成由TFT 12或平坦化層13等構成的主動矩陣電路。元件部分是形成於該主動矩陣電路上的第一電極15/電洞傳輸層16/發光層17/電子傳輸層18/第二電極19。於第一電極的端部,形成防止電極端的短路產生且規定發光區域的絕緣層14。元件構成並不限定於該例,例如,可於第一電極與第二電極之間僅形成一層兼具電洞傳輸功能與電子傳輸功能的發光層,電洞傳輸層可為電洞注入層與電洞傳輸層的多層積層結構,電子傳輸層可為電子傳輸層與電子注入層的多層積層結構,於發光層具有電子傳輸功能的情況,可省略電子傳輸層。另外,可依第一電極/電子傳輸層/發光層/電洞傳輸層/第二電極的順序積層。另外,該些層均可為單層,亦可為多層。此外,雖未圖示,但亦可於第二電極形成後,利用公知技術或者本發明的圖案化方法來進行保護層的形成或彩色濾光片的形成、密封等。
彩色顯示器中必需至少將發光層圖案化,發光層是本發明中適宜圖案化的薄膜。絕緣層或第一電極、TFT等多為利用公知的光微影法而圖案化,但亦可藉由使用本發明予體基板的方法而圖案化。另外,於必需將電洞傳輸層或電子傳輸層、第二電極等的至少一層圖案化的情況,亦可藉由使用本發明予體基板的方法而圖案化。另外,亦可利用本發明而僅使發光層中的R、G圖案化,於其上全面形成兼為B的發光層與R、G的電子傳輸層的層。
作為圖1所示的有機EL元件的製作例,至第一電極15為止是藉由利用光微影法的公知技術而圖案化,絕緣層14是藉由利用感光性聚醯亞胺前驅體材料的公知技術而圖案化,然後,藉由利用真空蒸鍍法的公知技術來全面形成電洞傳輸層16。以該電洞傳輸層16為基底層,藉由使用圖2所示的本發明予體基板的方法,於該基底層上將發光層17R、17G、17B圖案化。於其上,若藉由利用真空蒸鍍法等的公知技術來全面形成電子傳輸層18、第二電極19,則可完成有機EL元件。
發光層可為單層,亦可為多層,各層的發光材料可為單一材料,亦可為多種材料的混合物。就發光效率、色純度、耐久性的觀點而言,發光層較佳為主體材料與摻雜材料的混合物的單層結構。因此,成膜為發光層的轉移材料較佳為主體材料與摻雜材料的混合物。
當在區劃圖案內配置轉移材料時,於利用後述塗佈法的情況,可使主體材料與摻雜材料的混合溶液塗佈、乾燥而形成轉移材料。亦可將主體材料與摻雜材料的溶液分別塗佈。即便在形成轉移材料的階段,主體材料與摻雜材料未均勻混合,亦只要在轉移時兩者均勻混合即可。另外,亦可在轉移時利用主體材料與摻雜材料的蒸發溫度的差異,使發光層中的摻雜材料的濃度在膜厚方向變化。
發光材料可例示:蒽衍生物、稠四苯衍生物、芘衍生物、三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum,Alq3 )等喹啉醇錯合物或苯幷噻唑基苯酚鋅(benzothiazolyl phenol zinc)錯合物等各種金屬錯合物、雙苯乙烯基蒽(bisstyryl anthracene)衍生物、四苯基丁二烯(tetraphenyl butadiene)衍生物、香豆素(coumarin)衍生物、噁二唑(oxadiazole)衍生物、苯幷噁唑衍生物、咔唑(carbazole)衍生物、二苯乙烯基苯(distyryl benzene)衍生物、吡咯幷吡啶(pyrrolopyridine)衍生物、紫環酮(perinone)衍生物、環戊二烯(cyclopentadiene)衍生物、噻二唑幷吡啶(thiadiazolopyridine)衍生物、紅螢烯(rubrene)、喹吖啶酮(quinacridone)衍生物、吩噁嗪酮(phenoxazone)衍生物、苝衍生物、1,2-苯并菲(chrysene)衍生物、吡咯亞甲基(pyrromethene)衍生物、稱為磷光材料的銥錯合物系材料等低分子材料,或聚苯基乙烯(polyphenylenevinylene)衍生物、聚對苯基(polyparaphenylene)衍生物、聚噻吩(polythiophene)衍生物等高分子材料。特別是發光性能優異、適合於本發明的圖案化方法的材料可例示:蒽衍生物、稠四苯衍生物、芘衍生物、1,2-苯并菲衍生物、吡咯亞甲基衍生物、各種磷光材料。
電洞傳輸層可為單層,亦可為多層,各層可為單一材料,亦可為多種材料的混合物。稱為電洞注入層的層亦包括於電洞傳輸層中。就電洞傳輸性(低驅動電壓)或耐久性的觀點而言,電洞傳輸層中亦可混合有促進電洞傳輸性的受體材料。因此,成膜為電洞傳輸層的轉移材料可包含單一材料,亦可包含多種材料的混合物。當在區劃圖案內配置轉移材料時,與發光層同樣,可利用各種方法來形成。
電洞傳輸材料可例示:N,N'-二苯基-N,N'-二萘基-1,1'-二苯基-4,4'-二胺 (N,N'-diphenyl-N,N'-dinaphthyl-1,1'-diphenyl-4,4'-diamine,NPD)或N,N'-聯苯基-N,N'-聯苯基-1,1'-二苯基-4,4'-二胺(N,N'-biphenyl-N,N'-biphenyl-1,1'-diphenyl-4,4'-diamine)、N,N'-二苯基-N,N'-(N-苯基咔唑基)-1,1'-二苯基-4,4'-二胺(N,N'-diphenyl-N,N'-(N-phenylcarbazolyl)-1,1'-diphenyl-4,4'-diamine)等所代表的芳香族胺類,N-異丙基咔唑(N-isopropyl carbazole)、吡唑啉(pyrazoline)衍生物、二苯乙烯(stilbene)系化合物、腙(hydrazone)系化合物、噁二唑衍生物或酞菁(phthalocyanine)衍生物所代表的雜環化合物等低分子材料,或側鏈上具有該些低分子化合物的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚乙烯基咔唑、聚矽烷等高分子材料。受體材料可例示:7,7,8,8-四氰基對苯二醌二甲烷(7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane,TCNQ)、六氮聯三伸苯(hexaazatriphenylene,HAT)或其氰基衍生物(HAT-CN6)等低分子材料。另外,薄薄地形成於第一電極表面的氧化鉬或氧化矽等金屬氧化物亦可作為電洞傳輸材料或受體材料而例示。
電子傳輸層可為單層,亦可為多層,各層可為單一材料,亦可為多種材料的混合物。稱為電洞阻止層或電子注入層的層亦包括於電子傳輸層中。就電子傳輸性(低驅動電壓)或耐久性的觀點而言,電子傳輸層中可混合有促進電子傳輸性的予體材料。稱為電子注入層的層亦多作為該予體材料而論述。成膜為電子傳輸層的轉移材料可包含單一材料,亦可包含多種材料的混合物。當在區劃圖案內配置轉移材料時,與發光層同樣,可利用各種方法來形成。
電子傳輸材料可例示:Alq3 或8-羥基喹啉鋰(8-quinolinolatolithium,Liq)等喹啉醇(quinolinol)錯合物,萘(naphthalene)、蒽等縮合多環芳香族衍生物,4,4'-雙(二苯基乙烯基)聯苯(4,4'-bis(diphenylethenyl)biphenyl)所代表的苯乙烯基(styryl)系芳香環衍生物,蒽醌(anthraquinone)或聯苯醌(diphenoquinone)等醌(quinone)衍生物,磷氧化物(phosphorus oxide)衍生物,苯幷喹啉醇(benzoquinolinol)錯合物,羥基唑(hydroxyazole)錯合物,偶氮次甲基(azomethine)錯合物,環庚三烯酚酮(tropolone)金屬錯合物及黃酮醇(flavonol)金屬錯合物等各種金屬錯合物,具有含有電子接受性氮的雜芳基(heteroaryl)環結構的化合物等低分子材料,或側鏈上具有該些低分子化合物的高分子材料。
予體材料可例示:鋰或銫、鎂、鈣等鹼金屬或鹼土金屬,該些金屬的喹啉醇錯合物等各種金屬錯合物,氟化鋰或氧化銫等該些金屬的氧化物或氟化物。電子傳輸材料或予體材料是容易產生由與各RGB發光層的組合引起的性能變化的材料之一,可例示作為藉由本發明而圖案化的另一較佳例子。
為了取出來自發光層的發光,第一電極及第二電極較佳為至少一者為透明。於自第一電極取出光的底部發光的情況,第一電極為透明,於自第二電極取出光的頂部發光的情況,第二電極為透明。當在區劃圖案內配置轉移材料時,與發光層同樣,可利用各種方法來形成。另外,轉移時,例如亦可實施使轉移材料與氧進行反應等反應性轉移。透明電極材料及另一電極中,可如例如日本專利特開平11-214154號公報所記載,使用先前公知的材料。
使用本發明的予體基板,利用轉移法來製作的有機EL元件具有如下所述的特徵。例如於轉移層為發光層(R、G、B)的情況,照射雷射而轉移至元件基板上的發光層複寫予體基板的圖案。即,若使用如圖11(a)所示以固定間隔將發光層圖案化而成的予體基板,則於元件基板上,相鄰的發光層的間隔成為大致固定。圖11(a)中,於記載為R、G、B的部分延伸的虛線表示各發光層的寬度方向的中心位置。相鄰的發光層間的中心位置彼此的距離大致固定。此外,圖11(a)中例示以與圖2或圖3相同的方法照射雷射的態樣,但即便為其他的照射方法,例如對區劃圖案與轉移層的一部分照射雷射後,在R、G、B的排列方向上掃描雷射的態樣等,亦成為相同的結果。
另一方面,將利用蒸鍍法來製作發光層的情況示於圖11(b)中。此處,R、G、B各自的蒸鍍時必需對準遮罩,但難以完全進行該對準。於產生遮罩位置的誤差的部位,產生R、G、B未形成固定間隔的情況。另外,將於不具有區劃圖案的予體基板3片上分別形成R、G、B的發光層而經部分轉移的方法示於圖11(c)中。於此情況下,難以完全進行3次雷射照射的對準,與蒸鍍法同樣,產生R、G、B未形成固定間隔的情況。因此可知,藉由使用本發明予體基板的轉移法,可高精度地進行R、G、B的圖案化,使其間隔大致固定。
另外,對使用本發明的予體基板,利用轉移法來製作的有機EL元件的其他特徵進行說明。若藉由雷射進行轉移,則具有如下特徵:如圖12(a)所示,在轉移目標處,於轉移膜27的邊緣,膜厚平穩地衰減(圖12(a)初看為圖案的邊緣與中央相比突起的狀態,但由於邊緣存在正錐形狀的區劃圖案,故而轉移膜的膜厚隨著朝向邊緣而平穩地衰減)。另一方面如圖12(b)所示,遮罩蒸鍍中,發光層的分子自蒸鍍源直線性地飛來而附著於基板上,因此邊緣的膜厚的衰減變得急遽。亦可藉由以上述方式觀察轉移膜的邊緣,來區分是利用蒸鍍法或轉移法中哪一種方法來形成。
如上述所述,本發明的有機EL元件是即便在有機化合物層的至少一部分是使用轉移法來製作的情況,亦大幅度減少混入該有機化合物層中的鹵素所代表的雜質而表現出優異的發光性能的元件。如上所述的有機EL元件較佳為例如具有包含夾持於至少一對電極間的發光層的有機化合物層,且有機化合物層的至少一部分是使用轉移法而製成的有機EL元件中滿足以下任一者的有機EL元件。
(1)使用轉移法而製作的層的以藉由二次離子質譜儀(Secondary Ion Mass Spectrometer,SIMS)的元素分析所檢測出的氟強度以碳強度比計為1×10-1 以下。
(2)使用轉移法而製作的層的以藉由SIMS的元素分析所檢測出的氯強度以碳強度比計為5×10-3 以下。
更佳為滿足上述(1)及(2)兩者的有機EL元件。尤佳為使用轉移法而製作的層為發光層的有機EL元件。
此處,所謂氟強度、氯強度及碳強度,是指藉由SIMS的元素分析中的峰值強度,所謂氟強度或氯強度的碳強度比,是指將氟強度或氯強度除以碳強度而得的比。一般的有機EL發光材料中,材料所含的碳濃度並不取決於材料種類,而是大致固定,因此以SIMS檢測出的碳強度亦不取決於材料,而採用相近的值。因此,可將碳強度用作基準值。
有機EL元件中,例如進行發光層的藉由SIMS的元素分析時,例如可以如下方式進行。自陰極或陽極朝向有機EL元件內部,在深度方向進行蝕刻。如此使發光層的部分露出,利用重量分析器來檢測對其表面進行離子照射而釋放出的元素。此外,於形成有多層有機層的有機EL元件中,對符合發光層的部分進行檢測的方法並無特別限定,作為一例,於發光層存在特徵性元素或其濃度分布的情況,簡便的是利用SIMS來觀測該元素或分布而檢測發光層的區域的方法。其原因在於可與上述元素分析同時進行。除此以外的方法可列舉如下方法:利用傾斜方法將有機EL元件相對於積層方向來切削,對其切削面進行光致發光或陰極激發光等發光分析。依據該方法,可對確認到與發光色對應的發光的部位進行觀察。可根據其結果、傾斜切削面中的電極位置與切削的傾斜度來推算出發光層的位置。另外,亦可使用有機EL元件的剖面的穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,TEM)或掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM),觀察有機層的結構而檢測出發光層的位置。較佳為將該些方法組合而檢測出發光層的位置,於綜合判斷而確認為發光層的位置,利用SIMS來測定發光層內的元素。
如上所述的有機EL元件可利用本發明的予體基板來製作的情況如上述所說明,但其製作方法並不限定於此。於利用使用具有區劃圖案的予體基板的轉移法的情況,若使用可抑制來自區劃圖案的雜質溶出的結構的予體基板,則可製作具有相同特徵的有機EL元件。
將可減少來自區劃圖案等的雜質溶出的結構的例子示於圖13(a)~圖13(d)中。圖13(a)為將本發明的予體基板加以改良的結構的一例,是在光熱轉換層33與支持體31之間形成抗反射層39而使光的吸收率提高的情況。於使用雜質容易溶出的材質作為抗反射層39的情況,可以障壁層35來阻擋僅以光熱轉換層33無法阻隔的雜質。圖13(b)是將光熱轉換層33本身圖案化而兼具區劃圖案的作用的結構,由於不存在雜質容易溶出的區劃圖案,故而亦可不設置障壁層。當然,於如圖13(c)所示存在自光熱轉換層33中亦溶出雜質的擔憂的情況等,可於光熱轉換層33上進一步設置障壁層。另外,圖13(d)是對支持體31進行加工,賦予凹凸而兼具區劃圖案的作用的結構。於此情況下,亦由於不存在雜質容易溶出的區劃圖案,而未設置障壁層,但同樣亦可進一步設置障壁層。
本發明中的有機EL元件並不限定於通常形成第二電極作為共用電極的主動矩陣型,例如可為包含第一電極與第二電極相互交叉的條紋狀電極的單純矩陣型、或以顯示預先設定的資料的方式將顯示部圖案化的片段型。該些有機EL元件的用途,可例示電視、個人電腦、監視器、鐘錶、溫度計、視聽設備、汽車用顯示面板等。
使用本發明予體基板的圖案化方法不僅可應用於有機EL元件,亦可應用於有機TFT或光電轉換元件、各種感測器等元件。例如,作為有機TFT的先前技術,如日本專利特開2003-304014號公報、日本專利特開2005-232136號公報、日本專利特開2004-266157號公報等所例示,揭示有藉由將半導體的前驅體材料直接塗佈於元件基板上後加以轉變而形成半導體層的方法,但藉由利用使用本發明予體基板的圖案化方法來形成該半導體層,可獲得與有機EL元件相同的效果。
[實例]
以下,列舉實例來對本發明進行說明,但本發明不受該些實例的限定。
實例1
以下述方式製作予體基板。使用無鹼玻璃基板作為支持體,於清洗/UV臭氧處理後,利用濺鍍法來全面形成厚度1.0 μm的鈦膜作為光熱轉換層。接著,對上述光熱轉換層進行UV臭氧處理後,於上述光熱轉換層上旋轉塗佈正型聚醯亞胺系感光性塗佈劑(Toray股份有限公司製造,DL-1000),進行預烘烤、UV曝光後,利用顯影液(Toray股份有限公司製造,ELM-D)將曝光部溶解、去除。將以上述方式經圖案化的聚醯亞胺前驅體膜以加熱板進行350℃、10分鐘烘烤,形成聚醯亞胺系的區劃圖案。該區劃圖案的厚度為2 μm,剖面為正錐形狀,該剖面的寬度為20 μm。於區劃圖案內部露出寬度80 μm、長度280 μm的光熱轉換層的開口部分別以100 μm、300 μm的間距配置。進而於表面,將鉭的金屬層以0.4 μm的厚度全面進行濺鍍製膜而作為障壁層。於表面塗佈正型感光性光阻(東京應化工業股份有限公司製造:PMER-P300RH),將區劃圖案部以外的部分曝光、溶解去除。於光阻的開口部旋轉塗佈全氟矽烷偶合劑(含有氟的矽烷偶合劑)的氟撥液處理劑(Fluoro Technology公司製造:FG-5010)後,將不需要的藥劑水洗,剝離光阻。然後於該基板上噴墨塗佈含有1 wt%的Alq3 的二甲苯溶液,藉此於區劃圖案內(開口部)形成包含Alq3 的平均厚度25 nm的轉移材料。
此外,若於予體基板上藉由噴墨進行塗佈後,使用ION-TOF公司製造的TOF.SIMS5對區劃圖案內的轉移材料部表面進行TOF-SIMS的分析,則作為雜質,CF3 + 經檢測出3e-3[峰值強度],Si(CH3 )3 + 經檢測出1e-3[峰值強度]。以下的實例2~實例6及比較例1中,將實例1中檢測出的雜質量設為1來評價相對雜質量。
元件基板是以下述方式製作。將堆積有140 nm的ITO透明導電膜的無鹼玻璃基板(Geomatec股份有限公司製造,濺鍍成膜品)切斷為38 mm×46 mm,利用光微影法將ITO蝕刻為所需形狀。接著,將與予體基板同樣經圖案化的聚醯亞胺前驅體膜進行300℃、10分鐘烘烤,形成聚醯亞胺系絕緣層。該絕緣層的高度為1.8 μm,剖面為正錐形狀,該剖面的寬度為30 μm。於絕緣層的圖案內部露出寬度70 μm、長度270 μm的ITO的開口部分別以100 μm、300 μm的間距配置。將該基板進行UV臭氧處理,設置於真空蒸鍍裝置內,進行排氣直至裝置內的真空度成為3×10-4 Pa以下。利用電阻加熱法,於發光區域全面藉由蒸鍍而積層20 nm的銅酞菁(CuPc)、40 nm的NPD,來作為電洞傳輸層。
接著,使上述予體基板的區劃圖案與上述元件基板的絕緣層的位置對準而對向,於3×10-4 Pa以下的真空中保持後,取出至大氣中。以絕緣層與區劃圖案來區劃的轉移空間保持為減壓。於該狀態下,以轉移材料的一部分與區劃圖案的一部分同時加熱的方式,自予體基板的玻璃基板側照射中心波長800 nm的雷射(光源:半導體雷射二極體),將轉移材料的Alq3 轉移至作為元件基板的基底層的電洞傳輸層上。雷射強度約為300 W/mm2 ,掃描速度為1.25 m/s,為了轉移至發光區域全面而以使雷射重疊的方式反覆實施掃描。
將Alq3 轉移後的元件基板再次設置於真空蒸鍍裝置內,進行排氣直至裝置內的真空度成為3×10-4 Pa以下。利用電阻加熱法,於發光區域全面蒸鍍25 nm的下述所示的E-1來作為電子傳輸層。接著,蒸鍍0.5 nm的氟化鋰作為予體材料(電子注入層),進而,蒸鍍100 nm的鋁作為第二電極,來製作具有5 mm見方的發光區域的有機EL元件。
使用作為SIMS(二次離子重量分析)裝置的PHI公司製造的ADEPT1010,自有機EL元件的陰極側進行離子蝕刻,使經轉移的發光層露出,進行該部分的元素分析。將以3 keV照射銫離子時檢測出的氟、氯及碳的元素的檢測強度進行比較,結果為,氟強度相對於碳強度為1×10-1 以下,氯強度相對於碳強度為5×10-3 以下。此外,發光層位置是利用藉由將元件傾斜切削,測定光致發光而算出自陰極起算的深度的方法來預先指定。
對該元件流通2.5 mA/cm2 的固定電流,結果表現出5 cd/A的初始亮度。以剛開始流通後的亮度作為初始亮度,將初始亮度除以電流密度而得的值作為初始發光效率,進而繼續流通固定電流,測定亮度自初始亮度下降至一半為止的時間作為亮度半衰壽命。以下的實例2~實例6及比較例1中,將實例1的初始發光效率及亮度半衰壽命分別設為1來評價相對初始發光效率及相對亮度半衰壽命。
實例2
將鉬以0.4 μm的厚度製膜來作為障壁層,以光微影技術僅將開口部以氯化鐵溶液來蝕刻鉬,藉此僅於區劃圖案上設置障壁層。除此以外,以與實例1相同的方式製作有機EL元件。予體基板上的轉移材料中的雜質量的分析、有機EL元件的初始發光效率及亮度半衰壽命的測定、有機EL元件的發光層中的SIMS測定亦以與實例1相同的方式進行,將結果歸納於表1中。
實例3
將二氧化矽以0.4 μm的厚度積層來作為障壁層。除此以外,以與實例1相同的方式製作有機EL元件。予體基板上的轉移材料中的雜質量的分析、有機EL元件的初始發光效率及亮度半衰壽命的測定、有機EL元件的發光層中的SIMS測定亦以與實例1相同的方式進行,將結果歸納於表1中。雖然來自區劃圖案的CF3 等雜質的溶出得到抑制,但由於二氧化矽的表面為多孔,故而檢測出大量被認為是在基板的清洗時殘留的氯。
實例4
除了使用含氟高分子材料撥液處理劑(Fluoro Technology公司製造:FG-1010)而僅於區劃圖案上直接進行撥液處理以外,以與實例1相同的方式製作有機EL元件。予體基板上的轉移材料中的雜質量的分析、有機EL元件的初始發光效率及亮度半衰壽命的測定、有機EL元件的發光層中的SIMS測定亦以與實例1相同的方式進行,將結果歸納於表1中。
實例5
除了塗佈聚矽氧樹脂(Toray Dow Corning公司製造:SD4580)來作為予體基板的障壁層上的撥液處理層以外,以與實例1相同的方式嘗試製成有機EL元件,但當於予體基板上噴墨塗佈發光材料時,墨水滲入撥液層中而產生與相鄰區劃內的塗佈層混色的部分。予體基板上的轉移材料中的雜質量的分析、有機EL元件的初始發光效率及亮度半衰壽命的測定、有機EL元件的發光層中的SIMS測定是以與實例1相同的方式進行,將結果歸納於表1中。
實例6
除了不對予體基板施加撥液處理以外,以與實例1相同的方式嘗試製作有機EL元件,但轉移材料跨越區劃圖案而潤濕擴散,導致亦塗佈於相鄰的區劃,因此本來會成為混色而塗佈不良,但於本實例中由於在全區劃塗佈同色而不成為問題,推進該狀態的製程。予體基板上的轉移材料中的雜質量的分析、有機EL元件的初始發光效率及亮 度半衰壽命的測定、有機EL元件的發光層中的SIMS測定是以與實例1相同的方式進行,將結果歸納於表1中。
比較例1
除了在予體基板上製成聚醯亞胺的區劃圖案後,不進行障壁層形成以後的製程,而直接於區劃圖案上塗佈轉移材料以外,以與實例1相同的方式製作有機EL元件。予體基板上的轉移材料中的雜質量的分析、有機EL元件的初始發光效率及亮度半衰壽命的測定、有機EL元件的發光層中的SIMS測定是以與實例1相同的方式進行,將結果歸納於表1中。
實例7
除了對轉移材料噴墨塗佈相對於Alq3 而含有5 wt%的紅螢烯且含有合計1 wt%的溶質的二甲苯溶液以外,以與實例1相同的方式製作有機EL元件。予體基板上的轉移材料中的雜質量的分析、有機EL元件的初始發光效率及亮度半衰壽命的測定、有機EL元件的發光層中的SIMS測定是以與實例1相同的方式進行,將結果歸納於表1中。此外,將實例1中檢測出的雜質量設為1來評價相對雜質量。另外,初始發光效率顯示6 cd/A。以下的比較例2中,將實例7的初始發光效率及亮度半衰壽命設為1來評價相對初始發光效率及相對亮度半衰壽命。
比較例2
除了對轉移材料噴墨塗佈相對於Alq3 而含有5 wt%的紅螢烯且含有合計1 wt%的溶質的二甲苯溶液以外,以與 比較例1相同的方式製作有機EL元件。予體基板上的轉移材料中的雜質量的分析、有機EL元件的初始發光效率及亮度半衰壽命的測定、有機EL元件的發光層中的SIMS測定是以與實例1相同的方式進行,將結果歸納於表1中。
實例8
除了對轉移材料噴墨塗佈相對於下述RH-1而含有0.5 wt%的下述RD-1且含有合計1 wt%的溶質的二甲苯溶液以外,以與實例1相同的方式製作有機EL元件。雜質量的分析、初始發光效率及亮度半衰壽命的測定是以與實例1相同的方式進行,將結果歸納於表1中。此外,將實例1中檢測出的雜質量設為1來評價相對雜質量。另外,初始發光效率顯示5 cd/A。以下的比較例3中,將實例7的初始發光效率及亮度半衰壽命設為1來評價相對初始發光效率及相對亮度半衰壽命。此外,實例8及下述比較例3中,由於RD-1的分子內含有不成為雜質的氟,故而無法進行游離的氟的微量分析。因此僅進行氯的分析。
比較例3
除了對轉移材料噴墨塗佈相對於下述RH-1而含有0.5 wt%的下述RD-1且含有合計1 wt%的溶質的二甲苯溶液以外,以與比較例1相同的方式製作有機EL元件。雜質量的分析、初始發光效率及亮度半衰壽命的測定是以與實例1相同的方式進行,將結果歸納於表1中。
實例與比較例的結果為,於在區劃圖案上設置障壁層的情況,其區域可為全面,亦可僅為區劃圖案上,相對於比較例,實例的雜質量少,有機EL元件表現出良好的性能。不取決於轉移材料的種類而確認到同樣的傾向。另外,關於撥液處理層,以1.含氟矽烷偶合劑處理、2.含氟高分子材料撥液處理、3.非含氟高分子撥液處理的順序,有機EL元件表現出良好的性能。雜質量以1~3的順序變多,因此確認抑制雜質的溶出的情況非常有助於有機EL元件的高性能化。
此外,根據近年來的針對用以提高可見性的發光亮度提高的要求,存在為了確保必需光量而以高電流驅動EL元件的情況。通常已知壽命與電流值的1.6平方成反比例的經驗,於以高電流域使用的情況,性能下降的影響擴大。因此,即便為如實例3~實例5所示,與實例1的性能比在壽命方面為80%~95%左右的情況,例如於加倍的高電流域,亮度半衰壽命亦成為實例1的70%以下而在實用上大幅度劣化。並且,與實例1的性能比在壽命方面為70%左右的比較例中,於加倍的高電流域,亮度半衰壽命成為實例1的30%以下,發光效率亦進一步劣化,因此不適合實用。
[產業上之可利用性]
本發明是構成以有機EL元件為代表的有機TFT或光電轉換元件、各種感測器等元件的薄膜的圖案化技術,可用於行動電話或個人電腦、電視、圖像掃描器等所使用的顯示器面板,或觸控面板、攝像元件等的製造。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10...有機EL元件(元件基板)
11...支持體
12...TFT(包含取出電極)
13...平坦化層
14...絕緣層
15...第一電極
16...電洞傳輸層
17...發光層
17R、17B、17G...發光層
18...電子傳輸層
19...第二電極
20...元件基板
21...支持體
27...轉移膜
30...予體基板
31...支持體
33...光熱轉換層
34...區劃圖案
35...障壁層
36...撥液處理層
37...轉移材料
37R、37G、37B...轉移材料
38...轉移區域
39...抗反射層
40...遮罩
圖1是表示藉由使用本發明予體基板的轉移而將發光層圖案化的有機EL元件的一例的剖面圖。
圖2(a)及圖2(b)是表示藉由使用本發明予體基板的轉移的有機EL元件的發光層圖案化方法的一例的剖面圖。
圖3是表示圖2中的光照射方法的一例的平面圖。
圖4(a)及圖4(b)是對使用本發明予體基板的轉移進行說明的剖面圖。
圖5(a)及圖5(b)是對本發明予體基板中的撥液處理層的設計的一例進行說明的剖面圖。
圖6(a)及圖6(b)是對本發明予體基板中的撥液處理層的設計的另一例進行說明的平面圖。
圖7(a)及圖7(b)是表示光的照射方法的一例的立體圖。
圖8(a)及圖8(b)是表示光的照射方法的一例的立體圖。
圖9是表示光的照射方法的一例的立體圖。
圖10是表示光的照射方法的一例的立體圖。
圖11(a)、圖11(b)及圖11(c)是對本發明技術與先前技術中的發光層的圖案化精度的差進行說明的剖面圖。
圖12(a)及圖12(b)是對轉移法與蒸鍍法中的發光層的邊緣形狀的差異進行說明的剖面圖。
圖13(a)、圖13(b)、圖13(c)及圖13(d)是對適合於製作本發明有機EL元件的予體基板的結構的一例進行說明的剖面圖。
10...有機EL元件(元件基板)
11...支持體
12...TFT(包含取出電極)
13...平坦化層
14...絕緣層
15...第一電極
16...電洞傳輸層
17R、17B、17G...發光層
18...電子傳輸層
19...第二電極

Claims (14)

  1. 一種轉移用予體基板,其特徵在於:包括基板、形成於上述基板上的光熱轉換層、及至少一部分形成於上述光熱轉換層的上表面的區劃圖案,並且於上述區劃圖案表面形成有障壁層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之轉移用予體基板,其中於上述區劃圖案內形成有轉移層。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之轉移用予體基板,其中上述障壁層包含金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、矽氧化物或者矽氮化物中的任一者。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之轉移用予體基板,其中上述障壁層包含金屬。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之轉移用予體基板,其中於上述區劃圖案上的障壁層的表面的至少一部分形成有撥液處理層。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之轉移用予體基板,其中上述撥液處理層是利用含有氟的矽烷偶合劑進行處理而成。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之轉移用予體基板,其中上述轉移層是由元件構成材料或者其前驅體材料所構成。
  8. 一種元件製造方法,包括以下步驟:使如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之轉移用予體基板與元件基板對向;以及 藉由對上述光熱轉換層照射光而將轉移層轉移至上述元件基板上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之元件製造方法,其中上述轉移層是由元件構成材料的前驅體材料所構成,並且上述元件製造方法更包括將上述前驅體材料轉變為上述元件構成材料的步驟。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之元件製造方法,其中上述元件構成材料的上述前驅體材料是於轉移材料中導入有可溶性基的材料。
  11. 如申請專利範圍第8項至第10項中任一項所述之元件製造方法,其中上述元件為有機EL元件。
  12. 一種有機EL元件,其具有包含夾持於至少一對電極間的發光層的有機化合物層,且上述有機化合物層的至少一部分是使用轉移法而製成,上述有機EL元件的特徵在於:使用轉移法而製作的層的以藉由SIMS的元素分析所檢測出的氟強度以碳強度比計為1×10-1 以下,或者使用轉移法而製作的層的以藉由SIMS的元素分析所檢測出的氯強度以碳強度比計為5×10-3 以下。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之有機EL元件,其中上述使用轉移法而製作的層為發光層。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之有機EL元件,其中上述發光層經圖案化,且相鄰的發光層的間隔為大致固定。
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