(57)【要約】  【課題】レーザー転写を利用したパターニング方法において、転写材料の拡散を防止した高精度な転写が可能であり、材料の混合領域が存在しないデバイスを提供すること。  【解決手段】基板と、前記基板上の第一電極および第二電極と、前記第一電極および第二電極の間に存在し少なくともパターニングされた層を有する有機層と、前記パターニングされた層を隣り合う領域ごとに隔てる絶縁層と、を備え、前記パターニングされた層は転写法によって形成されたものであり、前記絶縁層の上面の一部または全部に凹部または凸部が設けられていることを特徴とする有機機能素子。【選択図】  図２
2014072001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上の第一電極および第二電極と、前記第一電極および第二電極の間に存在し少なくともパターニングされた層を有する有機層と、前記パターニングされた層を隣り合う領域ごとに隔てる絶縁層と、を備え、
前記パターニングされた層は転写法によって形成されたものであり、
前記絶縁層の上面の一部または全部に凹部または凸部が設けられていることを特徴とする有機機能素子。
【請求項２】
前記絶縁層の上面において少なくとも２μｍ以上の高さの差があることを特徴とする請求項１に記載の有機機能素子。
【請求項３】
前記パターニングされた層が隣り合う領域で異なる材料を含み、前記凹部または凸部は、当該異なる材料を含む層を隔てる絶縁層の上面に設けられている、請求項１または２に記載の有機機能素子。
【請求項４】
前記凹部または凸部は、前記絶縁層上面の略中央に設けられており、凹部であれば絶縁層の幅の三分の一以上の幅で、凸部であれば絶縁層の幅の二分の一以下の幅で形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の有機機能素子。
【請求項５】
支持体上に光熱変換層と区画パターンとを有する転写用ドナー基板であって、前記区画パターンの上面の一部または全部に凹部または凸部が設けられていることを特徴とする転写用ドナー基板。
【請求項６】
前記区画パターンの上面において少なくとも２μｍ以上の高さの差があることを特徴とする請求項５に記載の転写用ドナー基板。
【請求項７】
前記凹部または凸部は、前記区画パターン上面の略中央に設けられており、凹部であれば区画パターンの幅の三分の一以上の幅で、凸部であれば区画パターンの幅の二分の一以下の幅で形成されている、請求項５または６に記載の転写用ドナー基板。
【請求項８】
基板上に、転写層が形成される領域を隔てる絶縁層を備える有機機能素子用基板と、
支持体上に、光熱変換層、区画パターンおよび当該区画パターンで区切られた領域内の転写材料とを有する転写用ドナー基板、とを対向させ、
前記転写材料を前記有機機能素子用基板の転写層が形成される領域に転写する工程を含む有機機能素子の製造方法であって、
前記有機機能素子用基板における絶縁層の上面の一部または全部に凸部が設けられているか、もしくは前記転写用ドナー基板における区画パターンの上面の一部または全部に凸部が設けられていることを特徴とする、
有機機能素子の製造方法。
【請求項９】
基板上に、転写層が形成される領域を隔てる絶縁層を備え、前記絶縁層の上面の一部または全部に凹部または凸部が設けられている有機機能素子用基板と、
支持体上に、光熱変換層、区画パターンおよび当該区画パターンで区切られた領域内の転写材料とを有し、前記区画パターンの上面の一部または全部に凸部または凹部が設けられている転写用ドナー基板、とを対向させ、
前記転写材料を前記有機機能素子用基板の転写層が形成される領域に転写する工程を含む有機機能素子の製造方法であって、
前記有機機能素子用基板における絶縁層上面の凹部または凸部と、前記転写用ドナー基板における区画パターン上面の凸部または凹部が対応する形状であり、隔壁上面の凹部または凸部に区画パターン上面の凸部または凹部をはめ込むように前記有機機能素子用基板と前記転写用ドナーとを基板対向させることを特徴とする、
有機機能素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子をはじめとし、有機ＴＦＴや光電変換素子、各種センサーなどの有機機能素子を構成する薄膜のパターニングに使用される転写用ドナー基板、および、かかる転写用ドナー基板を使用するデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は陰極と陽極の間に有機発光材料を挟んだ構造の発光素子であり、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が有機層で再結合することで生じるエネルギーを発光エネルギーとして外部に取り出す原理を適用した素子である。
【０００３】
現在、有機ＥＬ素子や有機ＴＦＴ素子に代表される有機機能素子に含まれる有機層の作製方法は、真空蒸着などのドライプロセスによる成膜が一般的であり、画素のパターニングにはシャドーマスクなどが用いられている。しかしこのような手法は、材料の利用効率が低いことや、大面積デバイスの作製が困難であることなどの問題があった。
【０００４】
一方、低コスト・大面積化が可能なフォトリソ法、インクジェット法や印刷法などのウェットプロセスも検討されている。しかし有機ＥＬ素子や有機ＴＦＴ素子などの有機薄膜の多層構造からなる有機機能素子では、上層を塗布した際に下地層が膜質変化する懸念があり、また膜厚均一性などを制御することが難しいことから、ディスプレイとしての性能が低下するという課題がある。
【０００５】
そこで、材料をまずドナー基板上に用意してからデバイス基板に転写する方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。図１６は、従来のレーザー転写方式によるパターニング方法の一例を説明する図である。図１６に示すように、転写用ドナー基板８０は、ガラス等のレーザー光が透過可能な支持基板８１上に、レーザーの光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換層８３、及び支持基板８１上の空間を複数の区画に仕切る区画パターン８４が形成されており、転写材料（発光材料）８７Ｒ、８７Ｇ、８７Ｂを各区画に配置した構造を有する。一方、転写材料８７Ｒ、８７Ｇ、８７Ｂの転写先であるデバイス基板７０は、支持体７１上にＴＦＴ７２およびその平坦化層７３などで構成されるマトリックス回路が形成され、その上に第一電極７５、正孔輸送層７６などがさらに形成されている。第一電極の端部には絶縁層７４が存在する。ここで、区画パターン８４は絶縁層７４のパターンに対応している。この転写用ドナー基板８０を、区画パターン８４と絶縁層７４の位置を合わせてデバイス基板７０と対向させ、転写用ドナー基板８０にレーザー光を照射すると、各区画内で転写材料が加熱されて昇華または蒸発し、デバイス基板に付着する。このようにして、パターニングされた均一な薄膜状の発光層７７Ｒ、７７Ｇ、７７Ｂをデバイス基板７０に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／１５４１５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら従来の技術では、ドナー基板とデバイス基板を厳密に位置合わせして重ね合わせたとしても、ドナー基板の区画パターンやデバイス基板の絶縁層の厚さばらつきにより、転写時に隣り合うセルへの転写材料の拡散が発生するという問題があった。つまり、図１７に示すように、転写材料が区画パターンと絶縁層の間のわずかな空隙から隣り合うセルへ転写されるおそれがあり、特に前記のような厚さばらつきによりこの空隙が広がっている部分においては拡散がより顕著に起こる。これにより、デバイス基板において材料の混合領域７８が生じるという問題があった。
【０００８】
本発明は、レーザー転写を利用したパターニング方法において、転写材料の拡散を防止した高精度な転写が可能であり、材料の混合領域が存在しないデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基板と、前記基板上の第一電極および第二電極と、前記第一電極および第二電極の間に存在し少なくともパターニングされた層を有する有機層と、前記パターニングされた層を隣り合う領域ごとに隔てる絶縁層と、を備え、前記パターニングされた層は転写法によって形成されたものであり、前記絶縁層の上面の一部または全部に凹部または凸部が設けられていることを特徴とする有機機能素子である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、転写時に転写材料の隣り合う区画への拡散を解消し、大型化かつ高精度の微細パターニングを可能にする効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の有機機能素子の例として、有機ＥＬ素子の一例を示す断面図。
【図２】本発明におけるデバイス基板とこれに対応するドナー基板を用いた転写によるパターニング方法の一例を示す断面図。
【図３】本発明の有機機能素子の例として、有機ＴＦＴ素子の一例を示す断面。
【図４】図２における光照射方法の一例を示す平面図。
【図５】本発明におけるデバイス基板の絶縁層設計の一例を説明する断面図。
【図６】本発明におけるドナー基板の区画パターン設計の一例を説明する断面図。
【図７】絶縁層又は区画パターンの凹凸構造を形成するための露光方法を示す断面図。
【図８】絶縁層又は区画パターンの凹凸の配置を示す平面図。
【図９】絶縁層又は区画パターンの凹凸の配置を示す平面図。
【図１０】光の照射方法の一例を示す斜視図。
【図１１】光の照射方法の一例を示す斜視図。
【図１２】光の照射方法の一例を示す斜視図。
【図１３】光の照射方法の一例を示す斜視図。
【図１４】本発明技術と従来技術における発光層のパターニング精度の差を説明する断面図。
【図１５】実施例７における絶縁層の断面形状を示す断面図。
【図１６】従来法のデバイス基板とドナー基板を用いた転写方法を示す断面図。
【図１７】従来法のデバイス基板とドナー基板を用いた転写の問題を示す断面および上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明において、有機機能素子とは有機薄膜に導電性を付与して電流を流すことにより機能を発現する素子をいい、有機ＥＬ素子をはじめとし、有機ＴＦＴや光電変換素子、各種センサーなどの素子が例として挙げられる。ただしこれらに限られない。
【００１３】
図１に本発明の有機機能素子の一例として、有機ＥＬ素子６０の断面構造の一例を示す。なお、本明細書中で使用する多くの図は、カラーディスプレイにおける多数の画素を構成するＲＧＢ副画素の最小単位を抜き出して説明している。また、理解を助けるために、横方向（基板面内方向）に比較して縦方向（基板垂直方向）の倍率を拡大している。この有機機能素子は、基板と、前記基板上の第一電極および第二電極と、前記第一電極および第二電極の間に存在し少なくともパターニングされた層を有する有機層と、前記パターニングされた層を隣り合う領域ごとに隔てる絶縁層と、を備え、前記パターニングされた層は転写法によって形成されたものであり、前記絶縁層の上面の一部または全部に凹部または凸部が設けられている。具体的には、支持体６１、その上に形成された第一電極６２であるＴＦＴ（取出電極込み）と平坦化層６３、絶縁層６４、第一電極６５、有機層である正孔注入輸送層６６、発光層６７（Ｂ，Ｇ，Ｒ）および電子注入輸送層６８、ならびに第二電極６９を備える。このうち発光層６７Ｒ、６７Ｇ、６７Ｂは赤・緑・青に対応し、高精度にパターニングされている。また図１では発光層以外の有機層および第二電極が支持体上に全面形成された場合を示すため、絶縁層６４上ではこれらの層も当該絶縁層表面の形状に応じて凹凸が生じている。図１に示す態様は本発明の有機機能素子の例示であるため、後述のように有機層の構成等は上記に限定されない。
【００１４】
この有機機能素子は、絶縁層の上面の一部または全部に凹部または凸部が設けられているため、パターニングされた有機層において絶縁層で隔てられた隣り合う領域間で転写材料の混合が生じることなく、高精度の微細パターニングが達成されている。それは、いかに説明するように当該有機機能素子の製造に適した構造のドナー基板を用いることが可能だからである。
【００１５】
図２において、ドナー基板とデバイス基板をアライメント後に重ね合わせてレーザー転写を行う方法を示す。ドナー基板３０は、支持体３１、光熱変換層３３、区画パターン３４、区画パターンを覆うバリア層３５、区画パターン内に存在する転写材料３７（有機ＥＬのＲＧＢ各発光材料の塗布膜）を備える。なお、図２に記載されたドナー基板は本発明の一実施態様であり、例えばバリア層３５を有しない形態等、これ以外の構造であってもよい。ドナー基板の区画パターンとデバイス基板の絶縁層の位置を合わせて両基板を対向させ、ドナー基板の支持体側からレーザーを照射する。
このパターニング方法は、まず、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、両基板を対向するように配置する。次いでドナー基板３０の支持体３１側からレーザー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３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂを同時に加熱・蒸発させ、それらをデバイス基板１０の正孔輸送層１６上に堆積させることで、発光層１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを一括して転写、形成するものである。転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂに挟まれる区画パターン３４の全域と、転写材料３７Ｒ、３７Ｂの外側に位置する区画パターン３４の一部の領域が転写材料３７と同時に加熱されるようにレーザーを照射することが、図２の態様における特徴である。
【００１６】
図３は有機機能素子の一例である有機ＴＦＴ９０用のデバイス基板における本発明によるパターニングの一例である。ここで支持体９１の上にゲート電極９３、それを被覆するようにゲート絶縁層９２、転写膜（有機半導体層）９７、ソース電極（第一電極）９４、ドレイン電極（第二電極）９５を持つ。また絶縁層９６の上面に凹凸が形成されている。このように第一電極と第二電極が水平方向に配置されていてもかまわない。そして有機層である転写層９７は第一電極と第二電極の間だけでなくそれらの上にも乗り上げるように存在するが、本発明の有機機能素子にはこのような形態も含まれる。また、転写材料３７は領域によって異なる材料を用いてもかまわない。図２と同様のドナー基板３０より光照射により転写材料３７がデバイス基板側に転写されて転写層９７となる。このようにＴＦＴ基板でも転写層９７を本発明の方法により、周囲の拡散なく目的の場所に高精度に形成できるため、高密度の有機ＴＦＴ基板を作製することが可能となる。
【００１７】
図４は、図２におけるレーザー照射の様子をドナー基板３０の支持体３１側から見た模式図である。全面に形成された光熱変換層３３があるために、支持体３１（ガラス板）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、レーザーとの位置関係を説明するために点線にて図示した。レーザービームは矩形であり、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。なお、レーザービームは相対的にスキャンされればよく、レーザーを移動させても、ドナー基板３０とデバイス基板２０とのセットを移動させても、その両方でもよい。
【００１８】
ここで、図１６や図１７に示すようにデバイス基板上の絶縁層の上面が平坦である従来技術では、一見、デバイス基板とドナー基板が理想的な位置関係で対向した状態であるように見えても、実際は基板の重ね合わせ圧力の不均一や区画パターンおよび絶縁層の高さばらつきにより、ドナー基板の区画パターン３４とデバイス基板の絶縁層１４の間に大きなギャップが発生することがある。転写される発光材料はこのギャップを通じてデバイス基板の隣り合う領域に混入し、発光時に混色が発生することとなる。検討を重ねた結果、このギャップが４μｍ以上発生すると隣り合う領域への発光材料の拡散が顕著になり、隣り合う領域への混色の原因となることがわかった。従来の方法での拡散は、転写時の真空度が高いと図１７のように隣り合うセルの離れた部分に混色が発生する。ただし、転写雰囲気の真空度が低下すると転写材料が基板間の転写中に残留の気体分子と衝突して軌道が変わるため、逆に隣り合う領域の近くに混色が発生することもある。
【００１９】
これに対し本発明によれば、デバイス基板上の絶縁層の上面に凹部があることで、これに対応する形状を有するドナー基板を用いれば、ドナー基板の区画パターンとデバイス基板の絶縁層のギャップを小さくし、転写時の隣り合う領域への混入を防ぐことができる。つまり、図２のように、ドナー基板上の区画パターン形状を、デバイス基板上の絶縁層の上面の凹部にちょうど入り込むような形状に整えておくことで、目的を達成できる。図２では絶縁層の上面に凹部が存在する例を示したが、絶縁層の上面に凸部が存在し、ドナー基板上の区画パターン形状がこれに対応する形状、すなわち上面に凹部を有する形状となっていてもよい。ただし、転写された発光材料の膜厚均一性を確保するためにドナー基板の区画パターン幅に比べデバイス基板の絶縁層の幅を大きく設計することが一般的であり、そのような設計上の観点からはデバイス基板の絶縁層の上面に凹部が存在することが好ましい。
【００２０】
以上の説明から分かるように、本発明において好ましいドナー基板は、支持体上に光熱変換層と区画パターンとを有し、前記区画パターンの上面の一部または全部に凹部または凸部が設けられているものである。また、本発明における好ましい有機機能素子の製造方法は、第一に、基板上に、転写層が形成される領域を隔てる絶縁層を備える有機機能素子用基板と、支持体上に、光熱変換層、区画パターンおよび当該区画パターンで区切られた領域内の転写材料とを有する転写用ドナー基板、とを対向させ、前記転写材料を前記有機機能素子用基板の転写層が形成される領域に転写する工程を含む有機機能素子の製造方法であって、前記有機機能素子用基板における絶縁層の上面の一部または全部に凸部が設けられているか、もしくは前記転写用ドナー基板における区画パターンの上面の一部または全部に凸部が設けられていることを特徴とする、有機機能素子の製造方法である。また第二に、基板上に、転写層が形成される領域を隔てる絶縁層を備え、前記絶縁層の上面の一部または全部に凹部または凸部が設けられている有機機能素子用基板と、支持体上に、光熱変換層、区画パターンおよび当該区画パターンで区切られた領域内の転写材料とを有し、前記区画パターンの上面の一部または全部に凸部または凹部が設けられている転写用ドナー基板、とを対向させ、前記転写材料を前記有機機能素子用基板の転写層が形成される領域に転写する工程を含む有機機能素子の製造方法であって、前記有機機能素子用基板における絶縁層上面の凹部または凸部と、前記転写用ドナー基板における区画パターン上面の凸部または凹部が対応する形状であり、隔壁上面の凹部または凸部に区画パターン上面の凸部または凹部をはめ込むように前記有機機能素子用基板と前記転写用ドナーとを基板対向させるものである。
【００２１】
デバイス基板の絶縁層に設けられる形状として数例の断面図を図５に示す。支持体１１の上に第一電極１５が積層され、さらにその上に絶縁層１４を形成している。実際の基板はＴＦＴなどが基板内に形成されたり、パターン化された第一電極が形成されたりし複雑であり、あくまで図５に示した例は簡略化したものである。この絶縁層１４はフォトリソグラフィー法により凹部や凸部の構造を作ることができる。例えば（ａ）のように中央付近に凹部を有している構造が基本的な構造として考えられる。このときドナー基板の区画パターン上面にこの凹部に合わせて設計した段差の突起を形成すると、さらに発光材料の転写時の隣り合う領域への拡散を防止できる。図に示したように絶縁層の厚さをＨａとし、全幅をＷａとする。凹部の深さは絶縁層の最厚部から、中央部付近の最薄部までの高さＨｄとし、凹部や凸部の幅Ｗｄは最厚部間の距離とする。また、（ｂ）に示すように完全に平行に分離した２つの凸部になってもかまわない。このような形状も絶縁層の上面の一部に凹部が設けられている状態に含まれる。また（ｃ）のように積極的に段差を設けて凸部をつくり、ドナー基板の区画パターンに設けた凹部と組み合わせてもかまわない。これらの凹部や凸部の段差はいずれも絶縁層の中央をその幅内に含むことが好ましい。これにより、ドナー基板とデバイス基板を位置合わせする際に、凹部と凸部を組み合わせるのが容易となる。また、拡散に対する基板間ギャップの許容値が大きくなり、転写時の隣り合う領域への混色発生頻度を大きく低減することができる。また（ｄ）のように絶縁層が全体として凸型になった形状を利用することもできる。このような形状も絶縁層の上面の一部または全部に凸部が設けられている形態に含まれる。（ｄ）のような形状の場合、区画パターンの凸部が絶縁層の凹部に完全に整合することは少ないが、少しでも当該凹部と組み合わさることにより、転写材料が隣り合う領域へ転写されるのを遮蔽する効果が得られる。
【００２２】
一方ドナー基板の区画パターンの形状として数例の断面図を図６に示す。支持体３１の上に光熱変換層３３が形成されており、さらにその上に区画パターン３４、その上の全体にバリア層３５が形成されている。この区画パターン３４はフォトリソグラフィーにより、凹凸をつけることが可能である。（ａ）は中央に凹部を有している例であり、図５に示した絶縁層と同様に凹凸の深さや幅を規定することができる。デバイス基板の絶縁層はこの凹みに合わせて設計された段差の突起を形成するとさらに、発光材料の転写時の隣り合う領域への拡散を防止できる。（ｂ）に示すように完全に平行に分離した２つの凸部になってもかまわない。このような形状も区画パターンの上面の一部に凹部が設けられている状態に含まれる。これは分離した凸部の間に対向するデバイス基板の絶縁層の凸部が整合するため、転写される材料が拡散することを十分防ぐ遮蔽効果を持つ。また（ｃ）のように積極的に段差を設けて凸部をつくり、逆にデバイス基板の凹部と組み合わせてもかまわない。これらの凹部や凸部の段差はいずれも区画パターンの中央をその幅内に含み、凹部の幅はパターン幅の三分の一以上、凸部の幅はパターン幅の二分の一以下であることが好ましい。これにより、ドナー基板とデバイス基板を位置合わせする際に、凹部と凸部を組み合わせるのが容易となる。また、転写時の隣り合う領域への混色発生頻度を大きく低減することができる。また（ｄ）のように区画パターンが全体として凸型になった形状を利用することもできる。このような形状も区画パターンの上面の一部または全部に凸部が設けられている形態に含まれる。（ｄ）のような形状の場合、区画パターンの凸部が絶縁層の凹部に完全に整合することは少ないが、少しでも当該凹部と組み合わさることにより、転写材料が隣り合う領域へ転写されるのを遮蔽する効果が得られる。なお、（ａ）〜（ｄ）は区画パターン３４の表面にバリア層３５が設けられた例であるが、例えば（ｅ）に示すようにバリア層はなくても構わない。
【００２３】
図５および図６においてパターンの凹部の深さＨｄは２μｍ以上が好ましい。すなわち、絶縁層の上面および区画パターンの上面において少なくとも２μｍ以上の高さの差があることが好ましい。また凸部に関しても高さが大きいほど遮蔽効果が大きくなり、２μｍ以上の高さがあることが望ましい。これは以下の理由による。２つの基板を対向させた時のデバイス基板の絶縁層上面とドナー基板の区画パターン上面のギャップが４μｍ以上であると隣り合う区画への拡散が顕著になる。このため絶縁層または区画パターンに凹部を設け、位置あわせ時に相手方である区画パターンまたは絶縁層の形状と整合させることで基板間ギャップが解消されるのであるが、絶縁層または区画パターンに２μｍ以上の凹部が存在すると効率的に隣り合う領域への発光材料の拡散を遮蔽できるためである。一般的に絶縁層や区画パターンを形成する材料は形成時の溶融により自然に半円状に凸部になっているため、絶縁層または区画パターンに凹部または分離した２つの凸部が形成されていれば、発光材料の遮蔽効果を期待できる。このとき凹部に対応して、反対の基板に凸部が形成されているとなお有効である。この組み合わせを有効にするためには、凹部の幅が絶縁層又は区画パターンの幅の三分の一以上、さらに好ましくは二分の一以上であり、対応する凸部の幅が絶縁層又は区画パターンの幅の二分の一以下、さらに好ましくは三分の一以下である。凹部と凸部を組み合わせるために凹部は広めに形成し、凸部は狭めに作製することにより、アライメント時の位置ずれマージンが大きくなり、大面積の基板同士においてギャップを４μｍ以下に密着させて重ねることができる。これにより大面積の発光層の塗りわけが必要なディスプレイの生産方式でも、混色発生なく基板の作製を行うことができる。
【００２４】
絶縁層および区画パターンに凹部や凸部を形成する方法の例を図７に示す。以下の例は絶縁層および区画パターンが感光性材料５３から形成される場合の例である。（ａ）はマスク５０の中に遮光部５１とハーフトーン部５２を持ち、ＵＶ光５４等による一回の露光で凹部を形成することができる。ハーフトーン部５２の代わりに完全な透光部とすれば図５（ｂ）や図６（ｂ）のような分離した構造を形成できる。また、ハーフトーン部５２と遮光部５１を反対に設計すれば図５（ｃ）や図６（ｃ）のような凸構造を形成できる。
【００２５】
絶縁層や区画パターンに凹凸を設ける位置について図８〜９に例を示す。凹部または凸部４１が設けられる位置は、パターニングされた層が隣り合う領域で異なる材料を含む場合において、当該異なる材料を含む層を隔てる絶縁層、またはこれに対応する区画パターンの上面であることが好ましい。隣り合う領域に同じ材料が転写される場合は材料の混合の問題はそれほど大きくないからである。パターニングされた層が有機ＥＬ素子における発光層である場合は、発光色の異なる発光領域を隔てる絶縁層、またはこれに対応する区画パターンの上面である。このことから、図８（ａ）のように発光領域の全周を覆うように凹部または凸部４１を形成することや、図８（ｂ）のように異なる発光色の領域を隔てる部分に凹部または凸部４１を形成することが基本となる。絶縁層または区画パターンは露光と現像後に硬化させて形成されるが、この際に溶融するため、パターンの交差部では膜厚が大きくなる傾向がある。このため絶縁層と区画パターンを対向させた場合、交差部の膜厚が大きいため、その他の部分ではギャップが開いてしまい、発光材料が隣り合う領域に拡散してしまう。このため図９（ａ）または（ｂ）のように交差部に凹部または凸部４１を設けることも考えられる。また、（ｃ）のように交差部での凹部や凸部の幅を大きくし、整合しやすくし、発光色の異なる領域を隔てる絶縁層または区画パターンの上面は凹部や凸部の幅を小さくすることも考えられる。
【００２６】
以下では、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２７】
（１）照射光
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、アルゴンイオンレーザー、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。本発明に短時間においては高強度の光が照射される間欠発振モード（パルス）レーザーでも連続発信モード（ＣＷ）レーザーでもどちらを用いてもよい。
【００２８】
照射光の波長は、照射雰囲気とドナー基板の支持体における吸収が小さく、かつ、光熱変換層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。
【００２９】
照射光の形状は図４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。スキャン速度は特に限定されないが、０．０１〜２ｍ／ｓの範囲が一般的に好ましく使用される。光の照射強度が比較的小さく、より低速でスキャンすることで転写材料へのダメージを低減する場合には、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。
【００３０】
スキャンを同じ場所に繰り返して転写を行う分割転写の場合は、分割回数を増やすことで全体の低温下を図る場合には、１回のスキャン当たりの投入熱量を減らすために、スキャン速度は比較的高速の０．３ｍ／ｓ以上であることが好ましい。このとき分割数は２回から５０回が好ましい。これは回数が少なすぎると転写時の分子の熱がデバイス側の正孔輸送層を劣化させるためであり、逆に回数が多すぎると生産性が低下するだけでなく、投入される熱量の合計が大きくなりデバイス側・ドナー側の有機分子を劣化させるからである。
【００３１】
光の照射の態様は、図２〜図４に示すような、転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂに挟まれる区画パターン３４の全域と、転写材料３７Ｒ、３７Ｂの外側に位置する区画パターン３４の一部の領域が転写材料３７と同時に加熱されるようなものに限られない。その他の態様としては、例えば、適当な幅の光（一例として、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な幅の光）を照射し、これをスキャンする態様や、転写領域の一定割合を覆う光をステップ照射していく態様などが挙げられる。もちろん、これら以外の態様であってもよい。
【００３２】
具体例をいくつか示すと、照射エリアが大きい場合は図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。デルタ配列と呼ばれるように、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。
【００３３】
照射エリアが転写領域３８の半分程度の場合は、例えば図１１（ａ）に示すようにドナー基板３０の転写領域３８の半分程度の幅を覆うような光を照射し、図１１（ｂ）に示すように次のスキャンで残りの半分に光を照射し、２回のスキャンで全転写材料を転写することができる。さらに、図１２に示すように、スキャン方向に段違いの位置関係にある２つの光を同時にスキャンすることで、上記２回のスキャンと同様に転写材料３７を転写することもできる。光源の最大出力や光の均一性などの制約から転写領域３８の全幅を覆う１つの光を得ることが難しい場合でも、このようにすることで、擬似的に１回のスキャンと同様に全転写材料を一括転写することができる。もちろん、図１３に示すように、光の幅をさらに狭くして、数を増やすことでも同様の効果を得ることができる。
【００３４】
照射強度や転写材料の加熱温度の好ましい範囲は、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や光熱変換層の材質や厚さ、反射率、区画パターンの材質や形状、転写材料の材質や厚さなど様々な条件に影響される。本発明では、光熱変換層に吸収されるエネルギー密度が０．０１〜１０Ｊ／ｃｍ２ の範囲となり、転写材料が２２０〜４００℃の範囲に加熱される程度の照射条件を整えることが目安となる。
【００３５】
（２）ドナー基板
ドナー基板の支持体は、光の吸収率が小さく、その上に光熱変換層や区画パターン、転写材料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フィルムを使用することが可能であり、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。これらの有機材料は高解像度で簡便に形成できるため好ましく用いられる。特にポリイミドやポリアミドは高耐熱性を持ち、加熱されるドナー基板には望ましい。また、無機材料としては種々のガラス粉末やフィラーとしてチタニア、アルミナ、ベリリア、ボロニア、ジルコニア、マグネシア、カルシア、ビスマス、ウラニアなどがあげられる。これらは一般的な樹脂材料より高温で焼成する必要があるが耐久性の高い区画パターンが形成できることと、揮発分や不純物溶出が少ないため、後述するバリア層を形成しなくともよい。
【００３６】
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。本発明の転写プロセスを真空中で実施する場合には、支持体からのガス放出が少ないことが要求されるので、ガラス板は特に好ましい支持体である。
【００３７】
また、ガラスの表面を種種のカップリング剤によりコーティングしてもよく、これにより、光熱変換層との密着を向上させることができる。カップリング剤としてはＳｉ系、Ａｌ系、Ｔｉ系、Ｚｎ系などのカップリング剤があり、いずれも用いることができる。光熱変換層の金属や酸化物との密着効果が大きいカップリング剤としてはアミノシランカップリング剤、メルカプトシランカップリング剤などが好ましく用いられる。
【００３８】
光熱変換層が高温に加熱されても、支持体自体の温度上昇（熱膨張）を許容範囲内に収める必要があるので、支持体の熱容量は光熱変換層のそれより十分大きいことが好ましい。従って、支持体の厚さは光熱変換層の厚さの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、光熱変換層が室温から３００℃上昇し、その熱拡散により支持体が加熱された場合の支持体自体の温度上昇を、光熱変換層の温度上昇分の１／１００である３℃以下に抑制したい場合には、光熱変換層と支持体の体積熱容量が同程度の場合には、支持体の厚さは光熱変換層の厚さの１００倍以上であることが好ましい。また、支持体自体の温度上昇を、光熱変換層の温度上昇分の１／３００である１℃以下に抑制したい場合には、支持体の厚さは光熱変換層の厚さの３００倍以上であることが更に好ましい。光熱変換層の体積熱容量が支持体の２倍程度である典型的な場合には、支持体の厚さは光熱変換層の厚さの２００倍以上であることが好ましく、６００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、高精度パターニングが可能になる。
【００３９】
光熱変換層は、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。例として、カーボンブラック、黒鉛、チタンブラック、有機顔料または金属粒子などを樹脂に分散させた薄膜、もしくは金属薄膜などの無機薄膜を利用することができる。本発明では、光熱変換層が３００℃程度に加熱されることがあるので、光熱変換層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、ニオブ、マンガン、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の薄膜、それらの積層薄膜を使用できる。
【００４０】
光熱変換層の支持体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。
【００４１】
光熱変換層は転写材料の蒸発に十分な熱を与える必要があるので、光熱変換層の熱容量は転写材料のそれより大きいことが好ましい。従って、光熱変換層の厚さは転写材料の厚さより厚いことが好ましく、転写材料の厚さの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、０．１〜１μｍが更に好ましい。光熱変換層は照射光の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の厚さを設計することが好ましい。
【００４２】
光熱変換層に入射する光が入射側に反射されて、光熱変換層での光の吸収効率が低下することを抑制するために、支持体と光熱変換層の間に反射防止層を設けることもできる。反射防止層は、透明性が高く、屈折率差が大きく異なる層の積層体であることが好ましい。これにより屈折率の差が大きい層の界面で多重反射が形成されるため、反射防止層の厚さを入射波長にあわせて調整しておくことにより、光学干渉を利用して入射波長の反射を大きく低減することができる。この反射防止層にも光熱変換層からの熱が伝わるので、反射防止層の材質は熱応力が発生しやすく、支持体との密着力が高いものが良い。その例として、金属酸化物、または金属硫化物などが挙げられる。その一例としては、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＣａＯ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３，Ｓｂ２Ｓ３、ＳｉＯ、Ｓｉ２Ｏ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＴｈＯ２、ＷＯ３、ＺｎＳ、ＺｒＯ２などがあげられるがこれらに限られない。反射防止層を形成する場合は、光熱変換層にて発生した熱を効率よく転写材料に伝えることの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。
【００４３】
光熱変換層は転写材料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ない。上記において例示したようにドナー基板全面に形成されていてもよいし、例えば、区画パターンが、支持体との密着性は良好であるが光熱変換層との密着性に乏しい場合には、区画パターンの下部で光熱変換層が不連続となり、区画パターンと支持体の少なくとも一部が接触するようにパターニングされていてもよい。光熱変換層がパターニングされる場合には、区画パターンと同種の形状となる必要はなく、例えば、区画パターンが格子状で、光熱変換層はストライプ状であってもよい。光熱変換層は光吸収率が大きいことから、光熱変換層を利用して転写領域内外の適切な位置にドナー基板の位置マークを形成することが好ましい。
【００４４】
光熱変換層や反射防止層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グラフィー法やレーザーアブレーションなどを利用できる。
【００４５】
区画パターンは、転写材料の境界を規定し、光熱変換層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。プラズマテレビの隔壁に用いられるガラスペースト材料を本発明の区画パターン形成に用いることもできる。区画パターンの熱導電性は特に限定されないが、区画パターンを介して対向するデバイス基板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い。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。
【００４６】
区画パターン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。区画パターンのパターニング方法は特に限定されず、例えば公知のフォトリソグラフィー法が利用できる。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、全面形成した区画パターン層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。
【００４７】
区画パターンの形状としては、図４にて既に例示した格子状構造に限定されるのではなく、例えば、ドナー基板３０上に３種類の転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂが形成されている場合には、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。
【００４８】
区画パターンの厚さについては特に限定されず、転写材料はデバイス基板の被転写面に直接接しない方が好ましく、また、ドナー基板の転写材料とデバイス基板の被転写面との間隙は、１〜１００μｍ、さらに２〜２０μｍの範囲に保つことが好ましいので、区画パターンの厚さは転写材料の厚さより厚く、また、１〜１００μｍ、さらに２〜２０μｍの厚さであることが好ましい。また、区画パターン内に転写材料を塗布する際に溶剤が区画パターンからあふれないように塗布する必要があるがこのためにはさらに厚いことが好ましく４μｍ以上が好ましい。このような厚さの区画パターンをデバイス基板に対向させることで、ドナー基板の転写材料とデバイス基板の被転写面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。
【００４９】
区画パターンの側面の断面形状は、蒸発した転写材料がデバイス基板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の幅よりも絶縁層１４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の幅が絶縁層１４の幅に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。
【００５０】
区画パターン上にはバリア層が設けることができる。バリア層は、前述の通り区画パターンから転写材料を含む溶液への不純物等の溶出を防ぐためのものである。また、転写材料を含む溶液の溶媒が区画パターンへ侵入し、ドナー基板を汚染したり、侵入した溶媒が隣の区画へ混入したりすることを防ぐ役割も果たす。
【００５１】
バリア層を形成する材料の一例として、金属、金属酸化物、金属窒化物、珪素酸化物、珪素窒化物などが挙げられる。ドナー基板は繰り返し洗浄され再利用されることが多いため、膜の剥離が起きないような耐久性が求められることから、光熱変換層および区画パターンとの密着性が高い材料を選ぶことが好ましい。上記の中でも金属、その一例としてクロム、ニッケル、亜鉛、チタン、バナジウム、タンタル、マンガンなどが密着性の上で好ましい。更に光熱変換層と同種の金属であれば光熱変換層との密着性が向上するのでより好ましい。また、バリア層として金属が好ましい点については他にも以下の理由が挙げられる。金属は密度が高く、被覆性が高いことから、区画パターンからの低分子成分の溶出を大きく抑えることができる。また、塑性変形に対して伸びることができるため、熱応力に対してクラックが発生しにくく、不純物溶出の点で大きな利点がある。
【００５２】
バリア層の作製方法は特に限定されないが、一般的にはスパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などが考えられる。厚みも特に限定されないが耐久性の観点から０．０５μｍ以上が好ましい。
【００５３】
区画パターン上のバリア層の表面には、転写材料を溶解させた溶液を撥液させることにより区画パターン内に留めるための撥液処理層が設けられることが好ましい。区画パターンをガラスのような無機材料で形成し、バリア層を形成しなくともよい場合は区画パターン上に直接撥液処理をすることもできる。撥液処理層は転写材料を溶解させるために用いられている溶媒に対して接触角が大きいことが好ましく、４０°以上が好ましく、６０°以上がより好ましい。撥液処理層は薄いほどそこから溶出するおそれのある不純物の絶対量が少ないので好ましいが、薄すぎると撥液処理の効果が損なわれるおそれがある。よって撥液処理層を設ける場合の好ましい厚さは０．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。後述する単分子膜の場合は１ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。なお、撥液処理層は必ずしも連続膜である必要はなく、バリア層上で溶液を弾き、塗りの区画分けができる機能があればよい。
【００５４】
撥液処理層を設けるための具体的な手法としては、区画パターン上にさまざまな低表面エネルギーの有機膜、特にフッ素を含む有機材料の層を作製して区画パターン上面に撥液機能をもたせることが望ましい。その処理層作製方法の一例として区画パターン上のバリア層の表面に、（１）シリコーン樹脂、（２）フッ化ビニル樹脂、骨格にフッ素を含むアクリル樹脂やポリイミド樹脂などのフッ素含有高分子材料、または（３）フッ素を含むカップリング剤などの層を形成することがあげられる。
【００５５】
撥液処理層の区画パターン上への作製方法は特に限定されないが、感光性レジストをバリア層上の全面に塗布し、区画パターン上のみ開口させて開口部を処理する方法が挙げられる。またフィルムやガラスに撥液材料を塗布し、撥液未処理のバリア層つきドナー基板に対向させて貼り合わせ、フィルムまたはガラス上の撥液材料をドナー基板の区画パターン上に移しとることもできる。また、溶剤を用いてインクジェット法やノズル塗布法を用いて区画パターンの上部のみに塗布するなどさまざまな方法が挙げられる。
【００５６】
（３）転写材料
転写材料は、有機ＥＬ素子をはじめとし、有機ＴＦＴや光電変換素子、各種センサーなどの有機機能素子を構成する薄膜を形成する材料である。転写材料は、有機材料、金属を含む無機材料いずれでもよく、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へと転写されるものであればよい。また、転写材料が薄膜形成材料の前駆体であり、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層が形成されてもよい。
【００５７】
転写材料の厚さは、それらの機能や転写回数により異なる。例えば、フッ化リチウムなどのドナー材料（電子注入材料）を転写する場合には、その厚さは１ｎｍで十分であるし、電極材料の場合には、その厚さは１００ｎｍ以上になることもある。本発明の好適なパターニング薄膜である発光層の場合は、転写材料の厚さは１０〜１００ｎｍが、さらに２０〜５０ｎｍであることが好ましい。
【００５８】
転写材料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内に塗布し、前記溶媒を乾燥させた後に転写することが好ましい。塗布法としては、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、本発明では各区画パターン内に定量の転写材料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、又はノズル塗布が特に好ましい方法として例示できる。
【００５９】
区画パターンがないと、塗液から形成されるＲＧＢ有機ＥＬ材料層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、ドナー基板上の有機ＥＬ材料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、実際に使用可能な有機ＥＬ材料の幅が狭くなり、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、Ｒ、Ｇ、Ｂ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。このような問題を解決する観点から、区画パターンと塗液から形成された転写材料を有するドナー基板を用いて、前記の方法で一括転写する方法を、本発明の特に好ましい態様として例示できる。
【００６０】
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、本発明では、それらの添加物が転写材料に残留物として存在すると、転写時にも転写層内に取り込まれて、不純物とし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、これらの不純物の添加または意図せぬ混入を最小にすることが好ましく、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。インク中の溶剤以外の成分に占める転写材料の割合を９５重量％以上とすることで、このような調整が可能である。
【００６１】
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。本発明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、有機ＥＬ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）、安息香酸エチル、テトラヒドロナフタレン（ＴＨＮ）、キシレン、クメンなどを好適な溶媒として例示できる。
【００６２】
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、転写材料自体（デバイス構成材料）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。このような材料を本明細書では転写材料（デバイス構成材料）の前駆体という。デバイス性能面で優れる転写材料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に堆積させることもできる。
【００６３】
可溶性基を導入した転写材料を転写する際に、ガスの発生や転写層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、ベンゼン環やアントラセン環を有する材料を例に挙げると、式（１）〜（２）に示すような可溶性基をもつ材料に光を照射して原型材料に変換することができる。また、式（３）〜（６）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させ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。本手法はナフタセン、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にも適用できる。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。
【００６４】
【化１】
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【００６５】
（４）デバイス基板
デバイス基板の支持体は特に限定されず、ドナー基板で例示した材料を用いることができる。両者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、デバイス基板とドナー基板の支持体の熱膨張率の差は１０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、またこれらの基板が同一材料からなることが更に好ましい。ドナー基板の特に好ましい支持体として例示したガラス板は、デバイス基板の特に好ましい支持体としても例示できる。なお、両者の厚さは同じでも異なっていてもよい。
【００６６】
デバイス基板は転写時には支持体のみから構成されていてもよいが、デバイスの構成に必要な構造物をあらかじめ支持体上に形成しておくほうが一般的である。例えば、図１に示した有機ＥＬ素子では、絶縁層１４や正孔輸送層１６までを従来技術によって形成しておき、それをデバイス基板として使用することができる。
【００６７】
上記絶縁層のような構造物は必須ではないが、デバイス基板とドナー基板とを対向させる際に、ドナー基板の区画パターンがデバイス基板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、デバイス基板にあらかじめ形成されているのが好ましい。絶縁層の形成には、ドナー基板の区画パターン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。絶縁層の形状や厚さ、幅、ピッチについても、ドナー基板の区画パターンで例示した形状や数値を例示することができる。
【００６８】
絶縁層の材質としてパターンが形成できればよく、一般的には感光性材料を用いることが多い。感光性の材料としてはポリイミドやアクリル、エポキシなどの有機材料を用いることができる。特にポリイミドは耐久性や素子性能での実績があり好ましく用いられる。また、感光性材料のバインダーを用いてガラス粉末のパターンを形成し、焼成することで無機材料のパターンを形成することもできる。絶縁層の膜厚は０．２μｍから１０μｍが好ましい。薄すぎると膜の性能や電気的なリークが問題となり、厚すぎると膜から発生する揮発分が多くなり素子性能に影響を与える。
【００６９】
（５）転写プロセス
ドナー基板とデバイス基板とを真空中で対向させ、転写することができる。またドナー基板とデバイス基板を真空中で対向させたのち基板同士の周囲を封止することで大気中に取り出しても転写空間をそのまま真空に保持した状態で、転写を実施することができる。例えば、ドナー基板の区画パターンおよび／またはデバイス基板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、ドナー基板および／またはデバイス基板の周辺部に真空シール機能を設けてもよい。デバイス基板の下地層、例えば正孔輸送層が真空プロセスで形成され、発光層を本発明によってパターニングし、電子輸送層も真空プロセスで形成する場合は、ドナー基板とデバイス基板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、ドナー基板とデバイス基板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、転写雰囲気によらず、転写時にドナー基板を放熱あるいは冷却することもできるし、ドナー基板を再利用する場合には、ドナー基板をエンドレスベルトとして利用することも可能である。金属などの良導体で形成した光熱変換層を利用することで、ドナー基板を静電方式により容易に保持することができる。
【００７０】
本発明においては蒸着モードの転写が好ましいために、１回の転写において単層の転写層をパターニングすることが好ましい。しかしながら、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、ドナー基板上に電子輸送層／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に転写することで、発光層／電子輸送層の転写層を１回でパターニングすることもできる。
【００７１】
転写雰囲気は大気圧でも減圧下でもよい。例えば、反応性転写の場合には、酸素などの活性ガスの存在下で転写を実施することもできる。本発明では転写材料の転写ダメージの低減が課題の１つであるので、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。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。転写材料へのダメージ低減や転写層への不純物混入の低減、蒸発温度の低温化の観点では、真空下であることが特に好ましい。
【００７２】
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。本発明においても、塗布法によって転写材料を形成した時点では同等の膜厚ムラが発生しうるが、本発明における好ましい転写方式である蒸着モードでは、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、デバイス基板に堆積するために、転写層の膜厚ムラは軽減される。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、たとえ転写材料がドナー基板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、デバイス基板上においては膜厚均一性にすぐれた転写層を得ることができる。
【００７３】
次に、本発明のパターニング方法を用いてデバイスを製造する方法について説明する。本発明において、デバイスとは有機ＥＬ素子をはじめとし、有機ＴＦＴや光電変換素子、各種センサーなどの有機機能素子をいう。有機ＴＦＴでは有機半導体層や絶縁層、ソース、ドレイン、ゲートの各種電極などを、有機太陽電池では電極などを、センサーではセンシング層や電極などを本発明によりパターニングすることができる。以下では、有機ＥＬ素子を例に挙げてその製造方法について説明する。
【００７４】
図１は、有機ＥＬ素子１０（ディスプレイ）の典型的な構造の例を示す断面図である。支持体１１上にＴＦＴ１２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。素子部分は、その上に形成された第一電極１５／正孔輸送層１６／発光層１７／電子輸送層１８／第二電極１９である。第一電極の端部には、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。素子構成はこの例に限定されるものではなく、例えば、第一電極と第二電極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が一層だけ形成されていてもよく、正孔輸送層は正孔注入層と正孔輸送層との、電子輸送層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、発光層が電子輸送機能をもつ場合には電子輸送層が省略されてもよい。また、第一電極／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／第二電極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、第二電極の形成後に、公知技術あるいは本発明のパターニング方法を利用して、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。
【００７５】
カラーディスプレイでは少なくとも発光層がパターニングされる必要があり、発光層は本発明において好適にパターニングされる薄膜である。絶縁層や第一電極、ＴＦＴなどは公知のフォトリソグラフィー法によりパターニングされることが多いが、本発明のドナー基板を用いた方法によりパターニングしてもよい。また、正孔輸送層や電子輸送層、第二電極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、本発明のドナー基板を用いた方法によりパターニングしてもよい。また、発光層のうちＲ、Ｇのみを本発明によりパターニングして、その上にＢの発光層とＲ、Ｇの電子輸送層を兼ねる層を全面形成することもできる。
【００７６】
図１に示した有機ＥＬ素子の作製例としては、第一電極１５まではフォトリソグラフィー法を、絶縁層１４は感光性ポリイミド前駆体材料を利用した公知技術によりパターニングし、その後、正孔輸送層１６を真空蒸着法を利用した公知技術によって全面形成する。この正孔輸送層１６を下地層として、その上に、図２に示した本発明のドナー基板を用いた方法により、発光層１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂをパターニングする。その上に、電子輸送層１８、第二電極１９を真空蒸着法などを利用した公知技術によって全面形成すれば、有機ＥＬ素子を完成することができる。
【００７７】
発光層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。従って、発光層を成膜する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。
【００７８】
区画パターン内に転写材料を配置する際に、後述の塗布法を利用する場合には、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、発光層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。
【００７９】
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（Ａｌｑ３）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、本発明のパターニング方法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。
【００８０】
正孔輸送層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。従って、正孔輸送層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。区画パターン内に転写材料を配置する際は、発光層と同様に、様々な手法にて形成することができる。
【００８１】
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。
【００８２】
電子輸送層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。区画パターン内に転写材料を配置する際は、発光層と同様に、様々な手法にて形成することができる。
【００８３】
電子輸送材料としては、Ａｌｑ３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。
【００８４】
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各ＲＧＢ発光層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つであり、本発明によりパターニングされる別の好ましい例として例示される。
【００８５】
第一電極および第二電極は、発光層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が、第二電極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が透明である。区画パターン内に転写材料を配置する際は、発光層と同様に、様々な手法にて形成することができる。また、転写の際に、例えば転写材料と酸素を反応させるなど、反応性転写を実施することもできる。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。
【００８６】
本発明のドナー基板を用いて、転写法により作製される有機ＥＬ素子は次のような特徴を有する。例えば、転写層が発光層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）である場合、レーザー照射してデバイス基板に転写された発光層はドナー基板の発光材料の位置と同じ位置に転写される。つまり図１４（ａ）に示すように、一定間隔で発光層がパターニングされたドナー基板を用いると、デバイス基板では、隣り合う発光層の間隔はほぼ一定となる。図１４（ａ）においてＲ、Ｇ、Ｂと記載された部分にのびる破線はそれぞれの発光層の幅方向の中心位置を示す。ドナー基板が一定間隔で区画パターンが形成されていれば隣り合う発光層間の中心位置同士の距離はほぼ一定である。なお、図１４（ａ）では図２や図４と同様の方法でレーザー照射する態様を例示したが、他の照射方法、例えば区画パターンと転写層の一部がレーザー照射されるようにしてから、レーザーをＲ、Ｇ、Ｂの並び方向にスキャンする態様などであっても同様の結果となる。
【００８７】
一方、蒸着法によって発光層が作製される場合を図１４（ｂ）に示す。ここではＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの蒸着時にマスク４０の位置合わせが必要であるが、その位置合わせを基板毎に同じ位置に行うことは困難である。マスク位置の誤差が生じた部位では、Ｒ、Ｇ、Ｂが一定間隔とならない場合が生じる。また、区画パターンを持たないドナー基板３枚にＲ、Ｇ、Ｂの発光層をそれぞれ形成し、部分転写する方法を図１４（ｃ）に示す。この場合は３回のレーザー照射の位置合わせを完全に行うことが困難であり、蒸着法と同様、Ｒ、Ｇ、Ｂが一定間隔とならない場合が生じる。このことから、本発明のドナー基板を用いた転写法では高精度にＲ、Ｇ、Ｂのパターニングを行い、その間隔をほぼ一定にできることがわかる。これはデバイスの発光層分布を詳細に観察すれば本発明に用いられている方式の転写かであることを判断することができる。
【００８８】
本発明における有機機能素子は、一般的に第二電極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、第一電極と第二電極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。
【００８９】
本発明のドナー基板を用いたパターニング方法は、有機ＥＬ素子だけでなく、有機ＴＦＴや光電変換素子、各種センサーなどの有機機能素子にも適用可能である。例えば、有機ＴＦＴの従来技術として特開２００３−３０４０１４号公報、特開２００５−２３２１３６号公報、特開２００４−２６６１５７号公報などに例示されているように、半導体の前駆体材料をデバイス基板上に直接塗布してから変換することで、半導体層を形成する手法が開示されているが、この半導体層を本発明のドナー基板を用いたパターニング方法によって形成することで、有機ＥＬ素子と同様の効果を得ることが可能である。
【実施例】
【００９０】
以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００９１】
実施例１
ドナー基板を以下のとおり作製した。支持体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、光熱変換層として厚さ０．２μｍ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、ＰＷ−１２７０）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（ＴＭＡＨ  ２．３８％）によりストライプ状に露光部を溶解・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、ポリイミド系樹脂の区画パターンを形成した。この区画パターンの厚さは８μｍで、断面は順テーパーの半円形状であり、その幅は２０μｍであった。区画パターン内部にはストライプ状の幅８０μｍの光熱変換層を露出する開口部が、それぞれ１００μｍのピッチで配置されていた。さらに表面にバリア層としてタンタルの金属層を全面に０．４μｍの厚さでスパッタ製膜した。表面にポジ型感光性レジスト（東京応化工業株式会社製：ＰＭＥＲ−Ｐ３００ＲＨ）を塗布し、区画パターン部以外を露光・溶解除去した。レジストの開口部にパーフルオロシランカップリング剤（フッ素を含むシランカップリング剤）のフッ素撥液処理剤（フロロテクノロジー社製：ＦＧ−５０１０）をスピンコート塗布した後に不要な薬剤を水洗し、フォトレジストを剥離した。この基板上のストライプ状の開口部のうち隣り合うストライプを空けて、３００μｍピッチにて下記に示すＲＨ−１に対してＲＤ−１を０．５ｗｔ％の比率で混合した赤色発光材料を０．５ｗｔ％含むキシレン溶液をインクジェット塗布することで区画パターン内（開口部）に平均厚さ３５ｎｍの転写材料を形成した。
【００９２】
デバイス基板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、フォトリソグラフィー法によりＩＴＯを所望の形状にエッチングした。このときデバイス基板は図７（ｄ）のように２回の露光を行い、図５（ｂ）のようにポリイミドの絶縁層を断面から見て２個の分離した凸のパターン形成を行った。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、３５０℃、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Ｈｄ（この場合Ｈａと同じ）は８．０μｍで、断面は順テーパー形状で分離した凸の中央間の幅Ｗｄは１５μｍであった。また２つの凸を合わせた全部の幅Ｗａは３０μｍ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。
【００９３】
次に、前記ドナー基板の区画パターンと前記デバイス基板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、デバイス基板のガラス側全体を静電チャックで保持して、ドナー基板にアライメントを合わせながら真空中で重ね合わせた。このときアライメント精度は±３μｍ以内であった。また、ドナー基板の支持体側からは２０ｍｍ縦横間隔にドナー基板をデバイス基板に弾性体で押し付けた。このときの全体での加重は１００Ｎであった。この状態で転写材料の一部と区画パターン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中心波長８００ｎｍのレーザー（光源：半導体レーザーダイオード）を照射し、転写材料をデバイス基板の下地層である正孔輸送層上に転写した。レーザー強度は約３００Ｗ／ｍｍ２、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。
【００９４】
転写後のデバイス基板を、ふたたび抵抗加熱法によって、電子輸送層として下記に示す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。
【００９５】
この素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流を流し、隣り合う区画への赤色の混色チェックを行った。この結果、ドナー基板に発光層が積層されて転写された領域は均一に赤く点灯した。発光層がなく混色が発生していない場合は本素子構成では注入された電子と正孔が正孔輸送層で結合して発光するため、暗い青色に発光する。実際に赤色の予定領域に隣り合う領域は暗い青色に点灯し、赤色や薄い混色を示す緑色となる発光は観察されなかった。このことから、本実施例では赤の混色や緑や黄色の発光スペクトルによる色度変化がないことがわかった。
【００９６】
【化２】
2014072001.tif 000004
【００９７】
実施例２
ドナー基板の区画パターンを中央部付近で２回露光することにより図６（ｃ）のように凸部の高さＨｄが２μｍの凸状の段差を形成して、区画パターン高さＨａが８μｍの膜厚とした形状を作成すること以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。その結果混色も色度変化も発生せず、良好な発光素子を得ることができた。
【００９８】
実施例３
デバイス基板の絶縁層の高さＨｄを２μｍとすること以外は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。その結果混色も色度変化も発生せず、良好な発光素子を得ることができた。
【００９９】
実施例４
デバイス基板の絶縁層を図５（ａ）のように絶縁層高さＨａが８μｍ、凹部の深さＨｄが１μｍ、Ｗａが３０ｕｍ、Ｗｄが１５ｕｍの絶縁層を図７（ｂ）のように２回露光を行い形成した。それ以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。その結果明らかな混色は観察されなかったが、基板周辺部で少量の発光成分が隣り合うセルに拡散していると考えられる緑色への色度変化が発生した。
【０１００】
実施例５
デバイス基板の絶縁層を図５（ａ）でＨｄが２μｍとすること以外は実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。その結果混色も色度変化も発生せず、良好な発光素子を得ることができた。
【０１０１】
実施例６
ドナー基板の区画パターンを中央部付近で２回露光することにより図６（ｃ）のようにＨｄが２ｕｍとなる段差を形成して、Ｈａが８μｍの膜厚とした形状を作成した。それ以外は実施例５と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。その結果混色も色度変化も発生せず、良好な発光素子を得ることができた。
【０１０２】
実施例７
デバイス基板の凹部の形成箇所（中心部）を絶縁層の幅方向中央から６．５μｍはずして形成した。その際凹部の幅Ｗｄは７μｍであった。図１５にその断面形状を示す。それ以外は実施例５と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。その結果明らかな混色は観察されなかったが、基板周辺部において少量の発光成分が隣り合うセルに移動していると考えられる色度変化が発生した。凹部が絶縁層の中央から外れているため、基板間ギャップが発生し混色が起きやすくなっていると考えられる。
【０１０３】
実施例８
デバイス基板は３０μｍ幅で高さ８ｕｍの通常の半円形状の絶縁層を作製した。また、図７（ｂ）のように２回露光を行う方法で、ドナー基板の区画パターンは図６（ａ）のように、Ｈａが８μｍ、凹部の深さＨｄが２μｍ、Ｗａが２０ｕｍ、Ｗｄが１５ｕｍであった。それ以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。その結果混色も色度変化も発生せず、良好な発光素子を得ることができた。
【０１０４】
実施例９
デバイス基板の絶縁層は凸部を形成し、図６（ｃ）のようにＨｄが２ｕｍ、Ｗｄが７ｕｍ、Ｈａが８ｕｍ、Ｗａが３０μｍであった。それ以外は実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。その結果混色も色度変化も発生せず、良好な素子を得ることができた。
【０１０５】
比較例１
ドナー基板の区画パターンもデバイス基板の絶縁層も積極的に凹部や凸部を形成しなかった。この際絶縁層の断面形状は半円となり、格子の交点部で厚みが１０μｍ、格子の短辺中央で８μｍの高さとなった。また、区画パターンの断面形状も半円型の形状となった。それ以外は実施例１と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。その結果、ギャップが生じやすい基板の周囲の部分で図１７に示したような隣り合う領域への赤色の混色が発生した。また、基板の中央部でも赤色の隣り合う領域で混色と考えられる色度の変化が確認できた。
【０１０６】
有機ＥＬ素子を発光させて混色状態をチェックした結果を表１にまとめた。その結果、実施例に挙げられるデバイス基板又はドナー基板に凹部を設ける方法で混色を大きく低減できることがわかる。また、デバイス基板およびドナー基板にそれぞれ設けられた凹部と凸部を組み合わせたり、凹部の深さが２μｍ以上であったりするとさらに確実に混色を解消できることがわかる。また、凹部や凸部が絶縁層または区画パターンの中央付近にあることにより、ドナー基板とデバイス基板の整合がとりやすくなることもわかる。一方従来の方法による基板の絶縁層・区画パターンの重ね合わせでは混色が発生してしまいフルカラー表示には適さないことが判明した。このように本発明による構造のデバイス基板、ドナー基板を用いることで効果的に混色を解消することができる。
【０１０７】
【表１】
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【符号の説明】
【０１０８】
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、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ  転写層
１８  電子輸送層
１９  第二電極
３０  ドナー基板
３１  支持体
３３  光熱変換層
３４  区画パターン
３５  バリア層
３６  撥液処理層
３７、３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂ  転写材料
３８  転写領域
３９  反射防止層
４０  マスク
４１  凹部または凸部
４２  蒸着材料
５０  マスク
５１  遮光部
５２  ハーフトーン部
５３  感光性材料
５４  ＵＶ光
６０  有機ＥＬ素子
６１  支持体
６２  ＴＦＴ（取出電極込み）
６３  平坦化層
６４  絶縁層
６５  第一電極
６６  正孔注入層
６７、６７Ｒ、６７Ｇ、６７Ｂ  発光層
６８  電子注入輸送層
６９  第二電極
７０  デバイス基板
７１  支持体
７２  ＴＦＴ
７３  平坦化層
７４  絶縁層
７５  第一電極
７６  正孔輸送層
７７、７７Ｒ、７７Ｇ、７７Ｂ  発光層
７８  混合領域
８０  転写用ドナー基板
８１  支持基板
８３  光熱変換層
８４  区画パターン
８７、８７Ｒ、８７Ｇ、８７Ｂ  転写材料
９０  有機ＴＦＴ
９１  支持体
９２  ゲート絶縁層
９３  ゲート電極
９４  ソース電極
９５  ドレイン電極
９６  絶縁層
９７  転写層
【図１】
2014072001.tif 000006
【図２】
2014072001.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2014072001.tif 000018
【図１３】
2014072001.tif 000019
【図１４】
2014072001.tif 000020
【図１６】
2014072001.tif 000021
【図１７】
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