(57)【要約】  塗布時には溶剤可溶性であり、塗布後にデバイス構成材料へと変換できる前駆体材料をドナー基板に塗布する塗布工程と、前記前駆体材料をデバイス構成材料へと変換する変換工程と、前記ドナー基板上の材料をデバイス基板に転写する転写工程とを含むデバイスの製造方法により、素子の特性は蒸着方式で作製したものと同等であり、かつ大型化に対応したデバイスが得られる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布時には溶剤可溶性であり、塗布後にデバイス構成材料へと変換できる前駆体材料をドナー基板に塗布する塗布工程と、前記前駆体材料をデバイス構成材料へと変換する変換工程と、前記ドナー基板上の材料をデバイス基板に転写する転写工程とを含むデバイスの製造方法。
【請求項２】
前記変換工程が、前記転写工程の前に行われることを特徴とする請求項１記載のデバイスの製造方法。
【請求項３】
前記変換工程が、前記転写工程と同時に行われることを特徴とする請求項１記載のデバイスの製造方法。
【請求項４】
前記変換のための処理が光照射及び／又は加熱処理であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のデバイスの製造方法。
【請求項５】
前記変換のための処理が、ピーク波長が４３０〜４７０ｎｍの範囲にあり、当該ピークの半値幅が５０ｎｍ以下である光の照射であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のデバイスの製造方法。
【請求項６】
前記転写工程がレーザー転写法によるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載のデバイスの製造方法。
【請求項７】
前駆体材料がケト架橋および／またはジケト架橋構造を有し、前駆体材料からデバイス構成材料への変換の際、一酸化炭素の生成を伴うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載のデバイスの製造方法。
【請求項８】
デバイス構成材料がナフタセン骨格、ペンタセン骨格またはアントリルピレン骨格を有する請求項１〜７のいずれか記載のデバイスの製造方法。
【請求項９】
デバイスが発光素子であり、デバイスを構成する構成材料が発光素子材料であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載のデバイスの製造方法。
【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デバイスを構成する薄膜の製膜方法、および、かかる製膜方法を使用するデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機デバイスは陰極と陽極の間に有機材料を挟んだ構造のデバイスであり、有機材料の最適な利用によって電気的発光（有機ＥＬ）、電流制御（有機トランジスタ）、光電変換（有機太陽電池）などを実現することができる。【０００３】
これら有機デバイスの作製方法は、真空蒸着法に代表されるドライプロセスとスピンコート法やインクジェット法といったウェットプロセスに分類することができる。【０００４】
真空蒸着法は低分子材料を真空中で昇華することでデバイス基板に製膜する方法であり、この方法によると膜厚を任意に制御しながら複数の種類の材料を積層したデバイスを作製することが可能である。前述した有機ＥＬ、有機トランジスタ、有機太陽電池のいずれの素子もこの方法で作製が可能であり（非特許文献１〜３参照）、特に有機ＥＬ素子は実用的な高性能素子を得ることができる。【０００５】
一方で真空蒸着法の問題点として、製造装置が高価であること、材料の利用率が低いこと、シャドーマスクを用いたパターニング法では大面積デバイスの作製が困難であることが挙げられる。【０００６】
ウェットプロセスは材料の利用率向上やパターニングを必要とする大面積デバイスの作製が容易である点など、真空蒸着法では困難であった点を解決できるという長所を有する（非特許文献４参照）。しかしながら、プロセスに適した溶剤に対して十分な溶解性を有した材料しか用いることができないため、前記低分子材料をそのまま用いることは困難である。【０００７】
これに対し、可溶性前駆体をデバイス基板に塗布・製膜し、その後の処理（加熱や光照射）によって有機半導体材料に変換することで目的とする特性が得られるといった技術が開発されている（特許文献１〜４参照）。この方法によれば、溶解性に乏しい材料であっても前駆体が可溶性であれば適用可能である。しかしながら、この方法では溶剤による下地の溶解が問題となり、積層構造の素子を作製するのが困難であるため素子の特性が低くなる傾向にある。また塗布時に用いた溶剤が微量に素子内に残ることがあり、これが素子の効率や寿命に悪影響を与える問題を抱えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０４０１４号公報
【特許文献２】特開２００５−２３２１３６号公報
【特許文献３】特開２００４−２６６１５７号公報
【特許文献４】特開２００８−１３５１９８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】“Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”、１９８７年、５１巻、１２号、９１３−９１５頁
【非特許文献２】“Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”、２００４年、１６巻、２３号、４８２４−４８４０頁
【非特許文献３】“Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ”、２００７年、１０７巻、４号、１２３３−１２７１頁
【非特許文献４】“２００７  ＳＩＤ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ＤＩＧＥＳＴ  ＯＦ  ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ  ＰＡＰＥＲＳ”１８３４−１８３７頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のとおり従来技術では、こと有機ＥＬ素子においては、低分子材料を積層した高効率なデバイスは真空蒸着法で作製されていたが、この手法を大型パネルの製造に適用することは困難であった。【００１１】
本発明はかかる問題を解決し、素子の特性は蒸着方式で作製したものと同等であり、かつ大型化に対応したデバイスの製造方法を提供することが目的である
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は塗布時には溶剤可溶性であり、塗布後にデバイス構成材料へと変換できる前駆体材料をドナー基板に塗布する塗布工程と、前記前駆体材料をデバイス構成材料へと変換する変換工程と、前記ドナー基板上の材料をデバイス基板に転写する転写工程とを含むデバイスの製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると蒸着方式で作製したものと同等に高性能な有機デバイスを製造することができる。特に本発明は大型の有機ＥＬディスプレイの製造に適した手法である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明におけるドナー基板への光照射方法の一例を示す断面図。
【図２】本発明におけるドナー基板への光照射方法の別の一例を示す断面図。
【図３】本発明における光照射方法の一例を示す斜視図。
【図４】本発明における光照射方法の別の一例を示す斜視図。
【図５】本発明により発光層がパターニングされた有機ＥＬ素子の一例を示す断面図。
【図６】本発明の方法により有機ＥＬ素子を製造する際における転写工程の一例を示す断面図。
【図７】ガラス基板上に作製したＩＴＯの形状の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の製造方法は、（１）塗布時には溶剤可溶性であり、塗布後にデバイス構成材料へと変換できる前駆体材料をドナー基板に塗布する塗布工程、（２）前記前駆体材料をデバイス構成材料へと変換する変換工程、（３）前記ドナー基板上の材料をデバイス基板に転写する転写工程とを含む。
【００１６】
本発明においては、ドナー基板上への材料の塗布時には溶剤可溶性の前駆体材料を使用しているため、ウェットプロセスの適用が可能である。従って大面積のドナー基板であっても容易に作成可能である。また、デバイス基板には直接塗布しないため、多層構成のデバイスを作成する場合に、塗布時に下層が溶出するなどの悪影響を及ぼすことがない。
【００１７】
さらに、前駆体材料はデバイス構成材料へと変換され、転写によりデバイス基板上に転写される。そのため、ドナー基板上で転写前の材料に塗布ムラがあったとしても、転写時にムラが解消され、デバイス基板上には均一なデバイス構成材料層を形成することができる。
以下、これらの工程について順に説明する。
【００１８】
（１）塗布時には溶剤可溶性であり、塗布後にデバイス構成材料へと変換できる前駆体材料をドナー基板に塗布する塗布工程
塗布工程は、デバイス基板へ転写するための材料をドナー基板上に塗布する工程である。ここで、本発明に用いられるドナー基板とは、デバイス基板へ転写するための前駆体材料を塗布し、転写層を形成するために用いられる基板をいう。デバイス基板へ転写するための材料としては、塗布時には溶剤可溶性であり、塗布後にデバイス構成材料へと変換できる前駆体材料を用いる。一般に、デバイス構成材料は溶剤可溶性でないものが多い。これに対し、本発明ではその前駆体材料として溶剤可溶性であるものを用いているため、溶剤可溶性でないデバイス材料であっても本工程に適用できる。
【００１９】
塗布時には溶剤可溶性であり、塗布後にデバイス構成材料へと変換できる前駆体材料とは、デバイス構成材料として有用な化合物の一部の骨格を修飾することにより溶剤可溶性が付与された材料のことをいう。たとえば、アントラセンのようにポリアセン骨格を有する化合物は溶剤可溶性に乏しいことが多いが、ポリアセン骨格内のベンゼン環を修飾して、例えば以下のような骨格とすれば、溶剤可溶性を付与することができる。したがって、ポリアセン骨格を有する化合物であってデバイス構成材料として有用なものについて、このような修飾をしたものを前駆体材料として使用することができる。
【００２０】
【化１】
2010016331.tif 000003
【００２１】
もちろん、後述の（２）の変換工程の説明にあるように、このような性質を有する前駆体材料は他にも存在する。本発明においては、前駆体が溶剤可溶性であること、デバイス構成材料への変換が可能であること、および変換後のデバイス構成材料を用いることにより本発明の目的を達成することができるものであることを満たす限り、どのような化合物でも適用できる。
【００２２】
なお、デバイス構成材料として有用な化合物としては、以下のような化合物を例示することができる。
【００２３】
【化２】
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【００２４】
式中、Ａｒ１〜Ａｒ７は水素、アリール基またはヘテロアリール基を表し、置換されていても良い。置換基はアリール基やヘテロアリール基であることが好ましいく、Ａｒ１〜Ａｒ７がアリール基またはヘテロアリール基である場合、その炭素数は置換基も含めて１〜２０であることが望ましい。またＡｒ１とＡｒ２、Ａｒ３とＡｒ４、Ａｒ５〜Ａｒ７はそれぞれ同一であっても異なっていても良い。また、Ｍは金属イオンを表す。Ｍの具体例としてアルミニウム、ガリウム、インジウム、銅、亜鉛、鉄、コバルト、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、白金等が例示される。また金属イオンの代わりにプロトン化した化合物もデバイス構成材料として有用である。
【００２５】
これらのデバイス構成材料のなかでもナフタセン骨格を有するものやペンタセン骨格を有するもの、およびアントリルピレン骨格を有するものは発光材料や有機半導体として良好な特性を示すため特に好ましい。
【００２６】
これらのデバイス構成材料を用いて有機ＥＬデバイスを作製した例としては特許３１９６２３０号公報、国際公開ＷＯ２００７／０９７１７８号パンフレット、特開２００２−８８６７号公報、特開２００８−１５９７７８などが挙げられる。有機トランジスタを作製した例としては“Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”、２００４年、１６巻、２３号、４４１３−４４２２頁、“Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ”、２００７年、１０７巻、４号、１０６６−１０９６頁、特開２００４−０１５００７号公報などが挙げられる。有機太陽電池を作製した例としては特開２００４−０５５６８６号公報、特開２００５−１６６７４４号公報、特開２００８−１３５６２２号公報などが挙げられる。これらの例に記載されたデバイス材料について溶剤可溶性の前駆体を準備することで、本発明を適用できる。
【００２７】
本発明において溶剤可溶性とは室温、大気圧下で下記に示す溶剤のいずれか１種以上に対し０．５重量パーセント以上の濃度の溶液が調整可能な溶解性を言う。１．０重量パーセント、さらには３．０重量パーセント以上の溶液が調整可能であることがより好ましい。
【００２８】
溶剤は特に限定しないが前記濃度の溶液が調整可能であるうえに塗布プロセスに適した沸点、粘性率、表面張力を有することが好ましい。具体的には水、沸点が１００℃以上２５０℃以下のアルコール（シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、オクタノール、トリメチルヘキサノール、エチレングリコール等）、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、トルエン、キシレン、安息香酸エステル、テトラリン（テトラヒドロナフタレン）、デカリン（デカヒドロナフタレン）、プロピオニトリル、ベンゾニトリル、アセトフェノン、シクロヘキサノン、フェノール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。中でもキシレン、安息香酸エステル、テトラリン、シクロヘキサノンが好適に用いられる。これらの溶剤を複数混合して用いることも可能である。また溶剤に含まれる不純物は作製したデバイスの特性を低下する恐れがあるため、可能な限り高純度品を使用することが望ましい。
【００２９】
塗布用の溶液は前駆体材料と溶剤を容器に入れて撹拌して調整することができる。この時加熱や超音波によって溶解を促進することも可能である。
【００３０】
ドナー基板は前駆体材料を塗布して転写層を形成でき、さらにデバイス基板への転写に利用可能なものであれば特に制限なく用いることができる。パターニングの必要性がある場合は、各パターンに対応するようにドナー基板上に区画パターン（隔壁）が設けられていてもよい。また、前駆体材料の塗布時に良好な膜を得られるようにドナー基板上に表面処理を施したり、転写時に必要な物性を有する材料をあらかじめドナー基板上に製膜したりしておいても良い。表面処理とは塗布液のぬれ性を制御するための処理であり、シラン系の親水処理剤や“テフロン”（登録商標）系の撥水処理剤などが例示される。転写時に必要な物性を有する材料とは例えば断熱材、光熱変換材、反射材、乾燥材、重合開始材、重合阻害材、絶縁材などが挙げられる。
【００３１】
前駆体材料の塗布の手法としてはインクジェット法、スピンコート法、ブレードコート法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、バーコーター法、鋳型法、ノズル法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、スプレー法などを挙げることができる。このうち有機ＥＬ素子や有機トランジスタ素子のようにパターニングの必要性があるものはインクジェット法やスクリーン印刷法、ノズル法、印刷転写法などが好適に用いられる。
【００３２】
前駆体材料の塗布液は前記溶剤を用いて１〜５重量％の濃度に調整したものを用いるのが好ましい。より好ましくは３〜５重量％である。
【００３３】
前駆体材料の膜厚は変換後のデバイス材料として必要な膜厚以上であれば特に制限は無いが、通常２０〜２００ｎｍ程度であり、１０〜１００ｎｍが好ましく、２０〜５０ｎｍがより好ましい。塗布によって形成される薄膜はピンホールのない、均一な膜厚のものであることが望ましい。
【００３４】
前駆体材料が塗布された後のドナー基板は大気圧下不活性雰囲気で静置して乾燥することができるが、残留溶媒を減らすために減圧条件で静置したり、不活性ガスフロー下で静置したりすることも好ましい。さらにホットプレート上やイナートオーブン中で加熱することも残留溶媒を減らす効果があり、これらの手法を組み合わせることも可能である。加熱する場合は前駆体材料の熱による分解や変性を防ぐため最低限の温度で行うことが好ましいため、減圧条件で加熱することが好ましい。具体的には１００℃以下が好ましく、４０〜６０℃がより好ましい。
【００３５】
（２）前記前駆体材料をデバイス構成材料へと変換する変換工程
変換工程は、加熱、光照射、薬液との接触などによって前駆体材料の構造変化を引き起こし、目的とするデバイス構成材料へと変換する工程である。この場合、構造変化を引き起こす因子としては、熱・光・揮発性化合物など構成材料の内部に残存しないものがデバイスの特性を低下させないために好ましい。揮発性化合物とは、塩酸エーテル錯体、アンモニアガスなど後に残らない酸やアルカリなどを言う。これらの構造変化の中でも、光照射および／または加熱処理による構造変化が特に好ましい。変換して得られた材料の劣化を防ぐため、加熱により構造を変換させる場合には可能な限り低温で変換を行うことが好ましく、そのため、１８０℃以下で変換できる前駆体を用いることが好ましい。構造変化の例は後述のように前駆体材料からのエチレン、一酸化炭素、二酸化炭素などの小分子の脱離によるものであるが、中でもエチレンや一酸化炭素が脱離するものは１８０℃以下での変換が可能であり好ましい。加熱にはホットプレートやイナートオーブン、赤外線ヒーターなどを用いることができる。
【００３６】
また、光照射により構造を変換させる場合には、可視光を照射するのが好ましい。これは用いる前駆体によっては紫外光（波長３９０ｎｍ未満の光）による望まない反応が生じる場合もあるためである。したがって、このような望まない反応が生じない場合には、例えば白色光をそのまま照射してもよいが、望まない反応が生じる場合には、紫外光を全く、もしくはほとんど含まない光を照射するのが好ましい。例えば、光源から出た光を紫外線カットフィルタに通してから前駆体に照射する方法などが好ましい。
【００３７】
照射光のさらに好ましい波長は用いられる前駆体材料にもよるが、後述する一酸化炭素を発生してデバイス材料に変換する前駆体（ケト架橋および／またはジケト架橋構造を有する前駆体）を用いる場合には、効率的な変換が可能な青色光を用いるのが特に好ましい。具体的には、ピーク波長が４３０〜４７０ｎｍの範囲にあり、当該ピークの半値幅が５０ｎｍ以下である光を用いることが好ましい。一酸化炭素を発生してデバイス材料に変換する化合物はカルボニル基のｎ−π＊遷移に由来する吸収をこの波長領域に示す。この吸収は化合物の構造に大きな依存がない。一酸化炭素の放出を伴う、前駆体からデバイス材料への変換反応は、この波長領域の光の吸収により前駆体が励起されることで進行するため、上述した波長領域の光を照射することが特に好ましい。
【００３８】
光照射のための光源には高輝度光源ランプとバンドパスフィルタを組み合わせたものや発光ダイオードなどを用いることができる。高輝度光源ランプとしては、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどが挙げられるがこれらに限られない。これらの中でも発光ダイオードを用いると、目的とする波長の光のみを取り出して照射することができるため好ましい。ドナー基板を加熱しながら光照射して変換工程を実施することも可能である。この手法は光照射による変換を促進することで処理時間を短縮する効果が得られる。加熱時の温度は１５０℃以下が望ましく、４０〜１００℃がより望ましい。
【００３９】
また、薬液との接触により構造を変換させる場合には、薬液を溜めた貯蔵層に基板を浸漬する方法や薬液をスプレー塗布する方法などを例示できる。いずれの場合も薬液と接触させた後に加熱して変換を促進しても良い。また、変換後に薬液を洗浄する工程を導入しても良い。
【００４０】
変換反応の具体例としては、Ｒｅｔｒｏ  Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応、キレトロピー反応、脱炭酸反応、エステルの分解反応、カルボニル化合物からの脱カルボニル反応などが挙げられる。
【００４１】
以下に具体的な構造変化の例を反応式で示す。以下の式においては、デバイス構成材料として矢印の右側の骨格を有する化合物を、あらかじめ矢印の左側のような化合物のような溶剤可溶性の骨格に変換しておいたものを、本発明における前駆体材料として用いることを表す。なお、これらは構造変化の一例であり、本発明で用いる構造変化はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
加熱による構造変化の例としては以下のような例が挙げられる。
【００４３】
【化３】
2010016331.tif 000005
【００４４】
式中Ｍはアルミニウム、ガリウム、インジウム、銅、亜鉛、鉄、コバルト、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、白金等である。
【００４５】
光による構造変化の例としては以下のような例が挙げられる。
【００４６】
【化４】
2010016331.tif 000006
【００４７】
前駆体材料の合成方法はデバイス構成材料を用いたＤｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応によって目的とする前駆体材料を合成する方法や他の原料から前駆体材料を化学合成する方法が例示できる。具体的には特開２００３−３０４０１４号公報、特開２００４−２６６１５７号公報、特開２００５−２３２１３６号公報、“Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”、２００５年、４６巻、１９８１−１９８３頁等に記載の方法で合成することができる。
【００４８】
変換工程は、材料の劣化やデバイス特性を低下させる水分・酸素との接触を可能な限り避けるため、不活性雰囲気下で実施することが望ましい。不活性雰囲気とは例えばアルゴン、ヘリウム、キセノンなどの希ガス雰囲気や窒素、二酸化炭素雰囲気などである。これらのなかでもアルゴン、ヘリウムまたは窒素を用いるのが好ましく、アルゴンまたは窒素を用いるのがより好ましい。本発明における前駆体は前記の通り様々な反応形態のものを使うことができるが、なかでも、一酸化炭素を発生してデバイス材料に変換する前駆体（ケト架橋および／またはジケト架橋構造を有する前駆体）を用いると、ドナー基板に微量に混入した水分や酸素を取り除くことが可能であるため好ましい。即ち薄膜中で発生した一酸化炭素は加熱および／または光照射によって薄膜中に存在する水や酸素と反応し、水素や二酸化炭素などを発生する。これにより水分や酸素が除かれる。
【００４９】
ここで言うケト架橋構造とは化１（ｃ）に示すような架橋したカルボニル基を有するビシクロ骨格を有する構造である。またジケト架橋構造とは化１（ｂ）に示すようなα−ジケト架橋のビシクロ骨格を有する構造である。
【００５０】
上記一酸化炭素を発生してデバイス材料に変換する前駆体として有用なものは以下のものを例示することができる。
【００５１】
【化５】
2010016331.tif 000007
【００５２】
式中、Ａｒ１〜Ａｒ７は水素、アリール基またはヘテロアリール基を表し、置換されていてもされていなくても良い。またＡｒ１〜Ａｒ７は同一であっても異なっていても良い。Ａｒ１〜Ａｒ７がアリール基またはヘテロアリール基である場合、その炭素数は置換基も含めて１〜２０であることが望ましい。具体的な例として国際公開ＷＯ２００７／０９７１７８号パンフレットや特許第３７１２７６０号公報に記載のものを挙げることができる。
【００５３】
（３）前記ドナー基板上の材料をデバイス基板に転写する転写工程
転写工程は、デバイス基板とドナー基板を重ね合わせ、ドナー基板上の材料を加熱や光照射などによりデバイス基板に転写する工程である。重ね合わせ方法は公知の方法を用いることができる。また、転写の効率を良くするために、ドナー基板とデバイス基板の間の空間は真空もしくは０．０１Ｔｏｒｒ以下の減圧雰囲気であることが望ましい。ただし、必要な場合には不活性雰囲気であっても良い。前記ドナー基板とデバイス基板の間の空間を真空もしくは減圧雰囲気にするために、ドナー基板には絶縁材を用いて隔壁を形成しておき、デバイス基板との密着性を高めておくことが有用である。
【００５４】
転写工程は公知の方法を利用することができ、例えば重ね合わせたドナー基板とデバイス基板をドナー基板側から加熱する方法や、ドナー基板側から光照射する方法が挙げられる。加熱はホットプレートや赤外線ヒーターなどを用いて行うことができる。また光熱変換層を作製したドナー基板であれば適した波長の光を照射することで加熱と同じ効果を得られ、転写することができる。この時照射する光は中心波長や照射強度、照射範囲を選択することが可能なレーザー光であることが好ましい。レーザー光による転写は一度に完了しても複数回行うことで完了しても良い。また、レーザー光はスキャン照射してもよいしステップ照射または一括照射してもよい。このように、転写工程においてドナー基板上の材料は最終的には加熱され、昇華することによってデバイス基板上に転写される。したがって、蒸着法を用いた場合と同じ程度に均質な膜が形成可能であり、高性能なデバイスを得ることができる。
【００５５】
転写工程の一例について図１〜２を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図１は本発明におけるドナー基板への光照射方法の一例を示す断面図である。図１（ａ）において、ドナー基板３０は、支持体３１、光熱変換層３３、１種類のデバイス構成材料３７からなり、転写基板２０は支持体２２のみからなる。図１（ｂ）に示すように、ドナー基板３０の支持体３１側からレーザーに代表される光を入射して、デバイス構成材料３７の一部が加熱されるように光を光熱変換層３３に照射することで転写基板への転写を実施することができる。
【００５６】
図１（ｂ）では、デバイス構成材料３７が加熱されて蒸発し、デバイス基板２０の支持体２２に転写膜２７として堆積している課程を模式的に示している。この時点で光照射を止める（光照射部分の移動により、この部分の光照射を終了する）こともできるし、このまま光照射を継続して、デバイス構成材料３７全てを転写することもできる。本発明では、材料や光照射条件を選べば、デバイス構成材料３７が膜形状を保持した状態でデバイス基板２０の支持体２２に到達するアブレーションモードを使用することもできる。しかし、材料へのダメージを低減する観点からは、デバイス構成材料３７が１〜１００個の分子（原子）にほぐれた状態で蒸発し、転写される蒸着モードを使用する方が好ましい。
【００５７】
１枚のドナー基板３０に対して光を光熱変換層３３に複数回に分けて照射することで、デバイス構成材料３７を膜厚方向に複数回に分割して転写することは、本発明の特に好ましい転写方法である。これにより、デバイス構成材料３７だけでなくデバイス基板２０上に成膜された下地層などの最高到達温度を低下させられるので、ドナー基板の損傷やデバイスの性能低下を防止することができる。分割する場合、その回数ｎは限定されないが、少なすぎると上記の低温下効果が十分に発揮されず、多すぎると累積の加熱時間が長くなることによる弊害が生じるので、５回以上５０回以下の範囲が好ましい。
【００５８】
図２は、２種類以上の異なるデバイス構成材料３７（この例では３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂの３種類）の各々の幅と区画パターン３４（この例では３７Ｒと３７Ｇ、３７Ｇと３７Ｂに挟まれた区画パターン２つ分）の幅との合計よりも広い光を光熱変換層３３に照射することで、２種類以上の異なるデバイス構成材料３７（この例では３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂの３種類）を一括して転写する、本発明の好ましい態様の１つを示す図である。区画パターン３４を備えることで転写時に３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂが互いに混入することを抑制している。ここでは、３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂの１組を一括で転写する例を示したが、ディスプレイ用途でよく見られるように、転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂの組がその並びのｘ方向にｋ回、その垂直のｙ方向にｈ回繰り返し形成されている場合は、例えば、ｍ組（ｍは２以上ｋ以下の数）の転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂに光を同時照射しながら、ｙ方向に光をスキャンすることで、転写時間を１／ｍ程度に短縮することができる。
【００５９】
ｍ＝ｋの場合には、図３（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３（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。
【００６０】
図４に示すように、スキャン方向に段違いの位置関係にある複数の光を同時にスキャンすることで、転写材料層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（ｍ＝ｋ）と同様に全転写材料を一括転写することができる。
【００６１】
本発明の製造方法においては、（２）の変換工程が（３）の転写工程の前に行われる態様（方法I）や、（２）の変換工程が（３）の転写工程と同時に行われる態様（方法II）が好ましい。方法Iの場合には、ドナー基板上に前駆体材料が塗布された後に、前記の方法でデバイス材料への変換を行ってから、デバイス基板への転写を行う。方法IIの場合には、ドナー基板上に前駆体材料が塗布された後に、ドナー基板とデバイス基板を重ね合わせ、デバイス基板への転写を行うが、この転写時の加熱や光照射によるエネルギーを利用して、前駆体材料をデバイス材料へと変換しながら転写を行う。転写を近赤外光のレーザー光で行う場合は、転写用のレーザー光と変換用の光を同時に照射することも可能である。これらの中でも、方法Iのほうが、前駆体材料からデバイス材料への変換を均一かつ高い変換率で行うことができるため好ましい。
【００６２】
次に本発明の方法を用いたデバイスの製造について、本発明の手法が特に有効である有機ＥＬ素子の製造方法を例に挙げて説明する。
【００６３】
図５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。素子の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。
【００６４】
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法によりパターニングされることが多いが、本発明の方法を用いて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、本発明の方法を用いてパターニングしてもよい。また、発光層のうちＲ、Ｇのみを本発明の方法を用いてパターニングして、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。
【００６５】
図５に示した有機ＥＬ素子の製造例としては、第一電極１５まではフォトリソ法を、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。そして、上記（１）〜（３）の工程を経て、正孔輸送層１６の上に、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を真空蒸着法などの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。
【００６６】
図６は、本製造例における転写工程の一例を示す断面図である。図６において、ドナー基板３０は、支持体３１、光熱変換層３３、区画パターン３４、区画パターン内に存在する発光材料３７（有機ＥＬのＲＧＢ各発光材料前駆体を塗布した後、発光材料へ骨格変換したもの）からなる。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、両基板は対向するように配置される。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発光材料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を一括して形成する。
【００６７】
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。この場合、前駆体材料には変換後にホスト材料となるものを用いることが好ましく、そのような前駆体材料とドーパント材料との混合溶液をドナー基板上に塗布、乾燥させ、その後の変換工程および転写工程を経て、発光層を形成することができる。
【００６８】
なお、前駆体材料とドーパント材料の溶液を別々に塗布してもよい。ドナー基板上で前駆体材料または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、有機ＥＬ素子上に転写された時点で両者が均一に混合されていればよい。また、転写時に前駆体材料または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。  発光材料（前記前駆体材料を変換した後のデバイス材料およびドーパント材料）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、本発明の製造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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
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。  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。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。
【００７３】
本発明における有機ＥＬ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。
【００７４】
本発明の方法で製造された有機ＥＬ素子は、発光効率や寿命が蒸着方式で作製したものと同等に高性能である。また、本発明によれば蒸着方式では作成困難な大型有機ＥＬ素子を製造することができ、その場合でも発光効率や寿命に優れた素子を得ることができる。
【００７５】
本発明のデバイス製造方法は、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デバイスにも適用可能である。例えば、典型的な有機ＴＦＴとして、ソース電極、ドレイン電極、これらの間に形成される有機半導体層、ゲート絶縁層およびゲート電極を有する有機ＴＦＴの製造には、一例として、以下のように本発明を適用できる。まず、公知の方法で基板上にゲート電極とゲート絶縁層、ソース電極とドレイン電極を形成し、デバイス基板とする。一方、有機半導体層を形成する材料の溶剤可溶性前駆体を適当な溶剤に溶解させた溶液を別の基板上に塗布し、これをドナー基板とする。そして、本発明の方法により前記前駆体を有機半導体層形成材料に変換し、ドナー基板とデバイス基板を対向させてから、デバイス基板上の所定の位置に転写する。その後、必要に応じて公知の方法あるいは本発明の方法で封止膜を形成することで、有機ＴＦＴを製造することができる。なお、基板、ソース電極、ドレイン電極、ゲート絶縁層およびゲート電極を形成する材料としては特に限定されず、例えば特開２００６−１７３４４４号公報に記載の材料など公知のものを使用できる。
【実施例】
【００７６】
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。【００７７】
1Ｈ−ＮＭＲは超伝導ＦＴ−ＮＭＲ ＥＸ−２７０（日本電子（株）製）を用い、重クロロホルム溶液にて測定を行った。【００７８】
合成例１
中間体１の合成
化合物１（０．４８ｇ）と炭酸ビニレン（０．１ｍＬ）をオルトジクロロベンゼン（１０ｍＬ）中１５時間加熱乾留した。室温まで反応液を冷却後、大過剰のヘキサンを加えて激しく撹拌した。生じた粉末固体をろ過して乾燥することで中間体１を白色粉末として得た。中間体１は異性体の混合物であった。収量０．５３ｇ（９８％）。１Ｈ−ＮＭＲ（δ：ｐｐｍ）  ７．９３−６．７５（ｍ、３４Ｈ）、４．８８−４．２３（ｍ、４Ｈ）。【００７９】
中間体２の合成
中間体１（０．３３ｇ）を１，４−ジオキサン（２０ｍＬ）に溶解し、窒素雰囲気で水酸化ナトリウム水溶液（４Ｎ，７．５ｍＬ）を加えた後、６時間加熱還流した。反応終了後、水（５０ｍＬ）を加えて撹拌し、さらにジクロロメタン（５０ｍＬ）を加えて撹拌した。有機層を分液して飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、溶媒を濃縮乾固することで中間体２を白色固体として得た。中間体２は異性体の混合物であった。収量０．３２ｇ（９９％）。１Ｈ−ＮＭＲ（δ：ｐｐｍ）  ７．９１−６．９４（ｍ、３４Ｈ）、４．４１−３．９７（ｍ、４Ｈ）。【００８０】
化合物２の合成
ジメチルスルホキシド（１．２ｍＬ）を脱水したジクロロメタン（１０ｍＬ）に溶解し、−７８℃に冷却した。無水トリフルオロ酢酸（２．１ｍＬ）を滴下し、−７８℃で１５分間撹拌した。この混合物に中間体２（０．２５ｇ）の脱水ジクロロメタン溶液（１０ｍＬ）をゆっくり滴下し、−７８℃で９０分間撹拌した。次いでトリエチルアミン（２．５ｍＬ）を滴下し、さらに−７８℃で９０分撹拌した後、反応液を室温まで昇温した。反応終了後、ジクロロメタンを加えて撹拌し、有機層を水で洗浄した。分液後に有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後ろ液を濃縮乾固した。得られた固体をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製することで化合物２を黄色粉末として得た。収量０．０８ｇ（３２％）。１Ｈ−ＮＭＲ（δ：ｐｐｍ）  ７．８７−６．９５（ｍ、３４Ｈ）、４．９４（ｓ、２Ｈ）。【００８１】
化合物１はジクロロベンゼン、クロロホルム、テトラリン、安息香酸エチル、Ｎ−メチル−２−ピロリドンのいずれの溶媒に対しても０．５重量％以上の溶液を調整することはできなかったが、化合物２はこれらのいずれの溶媒に対しても２重量％以上の溶液を調整することが可能であった。【００８２】
【化６】
2010016331.tif 000008
【００８３】
合成例２
中間体３の合成
化合物３（０．５３ｇ）と炭酸ビニレン（０．１ｍＬ）をオルトジクロロベンゼン（１０ｍＬ）中１５時間加熱乾留した。室温まで反応液を冷却後、大過剰のヘキサンを加えて激しく撹拌した。生じた粉末固体をろ過して乾燥することで中間体３を白色粉末として得た。中間体３は異性体の混合物であった。収量０．５６ｇ（９９％）。１Ｈ−ＮＭＲ（δ：ｐｐｍ）８．０３−７．０１（ｍ、２０Ｈ）、４．８９−４．４５（ｍ、４Ｈ）。【００８４】
中間体４の合成
中間体３（０．５０ｇ）を１，４−ジオキサン（３０ｍＬ）に溶解し、窒素雰囲気で水酸化ナトリウム水溶液（４Ｎ，１０ｍＬ）を加えた後、６時間加熱還流した。反応終了後、水（５０ｍＬ）を加えて撹拌し、さらにジクロロメタン（５０ｍＬ）を加えて撹拌した。有機層を分液して飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、溶媒を濃縮乾固することで中間体４を白色固体として得た。中間体４は異性体の混合物であった。収量０．４７ｇ（８１％）。１Ｈ−ＮＭＲ（δ：ｐｐｍ）８．００−６．９８（ｍ、２０Ｈ）、４．３９−４．２３（ｍ、４Ｈ）。【００８５】
化合物４の合成
ジメチルスルホキシド（２．０ｍＬ）を脱水したジクロロメタン（２０ｍＬ）に溶解し、−７８℃に冷却した。無水トリフルオロ酢酸（４．０ｍＬ）を滴下し、−７８℃で１５分間撹拌した。この混合物に中間体４（０．２５ｇ）の脱水ジクロロメタン溶液（１０ｍＬ）をゆっくり滴下し、−７８℃で９０分間撹拌した。次いでトリエチルアミン（１０ｍＬ）を滴下し、さらに−７８℃で９０分撹拌した後、反応液を室温まで昇温した。反応終了後、ジクロロメタンを加えて撹拌し、有機層を水で洗浄した。分液後に有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後ろ液を濃縮乾固した。得られた固体をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製することで化合物４を黄色粉末として得た。収量０．０８ｇ（３２％）。１Ｈ−ＮＭＲ（δ：ｐｐｍ）８．０５−７．０９（ｍ、２０Ｈ）、４．７７（ｓ、２Ｈ）。【００８６】
化合物３はジクロロベンゼン、クロロホルム、テトラリン、安息香酸エチル、Ｎ−メチル−２−ピロリドンのいずれの溶媒に対しても０．５重量％以上の溶液を調整することはできなかったが、化合物４はこれらのいずれの溶媒に対しても２重量％以上の溶液を調整することが可能であった。【００８７】
【化７】
2010016331.tif 000009
【００８８】
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１．０μｍのチタン膜をスパッタリング法により全面形成した。次に、前記光熱変換層をＵＶオゾン処理した後に、上にポジ型ポリイミド系感光性コーティング剤（東レ株式会社製、ＤＬ−１０００）をスピンコート塗布し、プリベーキング、ＵＶ露光した後に、現像液（東レ株式会社製、ＥＬＭ−Ｄ）により露光部を溶解・除去した。このようにパターニングしたポリイミド前駆体膜をホットプレートで３５０℃、１０分間ベーキングして、ポリイミド系の区画パターンを形成した。この区画パターンの高さは２μｍで、断面は順テーパー形状であった。区画パターン内部には幅８０μｍ、長さ２８０μｍの光熱変換層を露出する開口部が、それぞれ１００、３００μｍのピッチで配置されていた。この基板上に、化合物２を３重量％、以下に示すＤＣＪＴＢを０．１５重量％含むクロロホルム溶液をスピンコート塗布・乾燥した。得られた薄膜を窒素雰囲気下、ブルーフィルタを通した高圧水銀ランプ（６００Ｗ）の光（ピーク波長４０５ｎｍ（半値幅５ｎｍ）、４３６ｎｍ（半値幅５ｎｍ））を３時間照射し、化合物２を化合物１に変換した。この結果、区画パターン内（開口部）に化合物１とＤＣＪＴＢからなる平均厚さ２５ｎｍの層が形成された。【００８９】
【化８】
2010016331.tif 000010
【００９０】
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、フォトリソ法によりＩＴＯを図７に記載の形状にエッチングした。次に、ドナー基板と同様にパターニングされたポリイミド前駆体膜を、３００℃、１０分間ベーキングして、ポリイミド系の絶縁層を形成した。この絶縁層の高さは１．８μｍで、断面は順テーパー形状であった。絶縁層のパターン内部には幅７０μｍ、長さ２７０μｍのＩＴＯを露出する開口部が、それぞれ１００、３００μｍのピッチで配置されていた。この基板をＵＶオゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が３×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、正孔輸送層として、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。【００９１】
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、大気中に取り出した。絶縁層と区画パターンとで区画される転写空間は真空に保持されていた。この状態で、区画パターン内の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、前記区画パターン内の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。【００９２】
転写後のデバイス基板を、再び真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が３×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、電子輸送層として下記に示す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。【００９３】
実施例２
ＤＣＪＴＢの代わりに以下に示す化合物５を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【００９４】
【化９】
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【００９５】
実施例３
正孔輸送層として銅フタロシアニンとＮＰＤを真空蒸着法で積層する代わりにＰＥＤＯＴ｛ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）｝：ＰＳＳ｛ポリ（４−スチレンスルホネート）｝水溶液（ＰＥＤＯＴ０．８重量％、ＰＳＳ０．５重量％）をスピンコート法により１００ｎｍの厚さに成膜し、ホットプレートにより２００℃で５分間加熱乾燥した以外は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【００９６】
比較例１
化合物２とＤＣＪＴＢのクロロホルム溶液の代わりに化合物１とＤＣＪＴＢのクロロホルム懸濁液を用いて塗布膜を作製し、光照射を行わずにドナー基板を作製した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。化合物１は溶解性が低いため３重量％のクロロホルム溶液は調整できず懸濁液として用いた。この場合のドナー基板上の材料層の膜厚は不均一であり、良好な転写膜を得ることができなかった。また、転写後のデバイス基板上には化合物１が付着しているものの膜質は悪く、作成した素子からは化合物１やＤＣＪＴＢからのＥＬ発光を観測することができなかった。【００９７】
比較例２
発光材料層をドナー基板上に形成してからデバイス基板に転写する代わりに、化合物２を３重量％、ＤＣＪＴＢを０．１５重量％含むクロロホルム溶液をデバイス基板上に直接スピンコート塗布・乾燥し、窒素雰囲気下、ブルーフィルタを通した高圧水銀ランプ（６００Ｗ）の光（ピーク波長４０５ｎｍ（半値幅５ｎｍ）、４３６ｎｍ（半値幅５ｎｍ））を３時間照射して化合物２を化合物１に変換し、発光層を作製した以外は実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【００９８】
比較例３
発光材料層をドナー基板上に形成してからデバイス基板に転写する代わりに、化合物２を３重量％、ＤＣＪＴＢを０．１５重量％含むクロロホルム溶液をデバイス基板上に直接スピンコート塗布・乾燥し、窒素雰囲気下、ブルーフィルタを通した高圧水銀ランプ（６００Ｗ）の光（ピーク波長４０５ｎｍ（半値幅５ｎｍ）、４３６ｎｍ（半値幅５ｎｍ））を３時間照射して発光層を作製した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【００９９】
比較例４
化合物２とＤＣＪＴＢからなる薄膜を作製したドナー基板に、ブルーフィルタを通した高圧水銀ランプ（６００Ｗ）の光を照射する代わりに高圧水銀ランプ（６００Ｗ）の光（３９０ｎｍ以下の波長の光を含む）を直接照射した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この条件では望まない反応が生じたため化合物２を化合物１に変換することはできず、ＤＣＪＴＢからのＥＬ発光を観測することができなかった。【０１００】
実施例４
光熱変換層として厚さ０．４μｍのモリブデン膜をスパッタリング法により全面形成した以外は実施例１と同様にしてドナー基板を作製した。ドナー基板上に化合物４とＤＣＪＴＢからなる薄膜を作製し、ブルーフィルタを通した高圧水銀ランプの代わりに青色発光ダイオード（中心波長：４６０ｎｍ、半値幅：２０ｎｍ）の光を５分間照射した以外は実施例１と同様にして変換工程を実施した。この結果、区画パターン内（開口部）に化合物３とＤＣＪＴＢからなる平均厚さ２５ｎｍの層が形成された。さらに、中心波長８００ｎｍのレーザー（光源：半導体レーザーダイオード）を照射する代わりに中心波長が９４０ｎｍで、照射形状を横３４０μｍ、縦５０μｍの矩形に成形した光を用い（光源：半導体レーザーダイオード）、スキャン速度を０．６ｍ／ｓとし、転写回数を２４回、レーザー強度を１４８Ｗ／ｍｍ２とした以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【０１０１】
実施例５
ＤＣＪＴＢの代わりに化合物５を用いた以外は、実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【０１０２】
実施例６
正孔輸送層として銅フタロシアニンとＮＰＤを真空蒸着法で積層する代わりにＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ水溶液（ＰＥＤＯＴ０．８重量％、ＰＳＳ０．５重量％）をスピンコート法により１００ｎｍの厚さに成膜し、ホットプレートにより２００℃で５分間加熱乾燥した以外は実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【０１０３】
実施例７
化合物２と化合物５とをテトラリンにそれぞれ１重量％、０．０５重量％溶解させた溶液を作製し、これをインクジェット法によりドナー基板へと塗布し、乾燥させることで、化合物２と化合物５との混合膜を区画パターン内に形成した。この混合膜に真空中で青色発光ダイオード（中心波長：４６０ｎｍ、半値幅：２０ｎｍ）の光を５分間照射することで、化合物２を化合物１に変換した。【０１０４】
このようにして、ドナー基板の区画パターン内に、化合物１と化合物５との混合膜からなる、平均膜厚４０ｎｍの転写材料を形成した以外は実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を作製したところ、明瞭な赤色発光が確認された。【０１０５】
比較例５
化合物４とＤＣＪＴＢのクロロホルム溶液の代わりに化合物３とＤＣＪＴＢのクロロホルム懸濁液を用いた以外は、実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この場合のドナー基板上の材料層の膜厚は不均一であり、良好な転写膜を得ることができなかった。また、転写後のデバイス基板上には化合物３が付着しているものの膜質は悪く、作成した素子からは化合物４やＤＣＪＴＢからのＥＬ発光を観測することができなかった。【０１０６】
比較例６
化合物２の代わりに化合物４を用い、ブルーフィルタを通した高圧水銀ランプの代わりに青色発光ダイオード（中心波長：４６０ｎｍ、半値幅：２０ｎｍ）の光を５分間照射した以外は、比較例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【０１０７】
比較例７
化合物２の代わりに化合物４を用い、ブルーフィルタを通した高圧水銀ランプの代わりに青色発光ダイオード（中心波長：４６０ｎｍ、半値幅：２０ｎｍ）の光を５分間照射した以外は、比較例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【０１０８】
比較例８
化合物２の代わりに化合物４を用いた以外は、比較例４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この条件では化合物４を化合物３に変換することはできず、ＤＣＪＴＢからのＥＬ発光を観測することができなかった。【０１０９】
実施例１〜６および比較例１〜８で作製した有機ＥＬ素子を封止した後に、２．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流を流した。流し始めた直後の輝度を初期輝度とし、初期輝度を電流密度で割った値を初期発光効率、さらに一定電流を流し続けて、輝度が初期輝度から半分に低下するまでの時間を輝度半減時間として測定した。実施例１の測定値を１．０とした場合の実施例２〜３および比較例１〜４の測定値の相対比を、それぞれ相対初期発光効率と相対輝度半減寿命として表１にまとめた。また実施例４の測定値を１．０とした場合の実施例５〜６および比較例５〜８の測定値の相対比を、それぞれ相対初期発光効率と相対輝度半減寿命として表２にまとめた。【０１１０】
【表１】
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【０１１１】
【表２】
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【０１１２】
比較例１および比較例５から分かるとおり化合物１および化合物３は塗布製膜が困難な材料であるが、実施例１〜６のとおり塗布製膜可能な前駆体材料をドナー基板に製膜し、デバイス材料に変換した後に転写することで化合物１または化合物３を用いた素子を塗布法で製造することが可能になる。また、実施例１および３と、比較例２〜３および比較例６〜７との対比から分かるとおり、ドナー基板に前駆体材料を塗布後デバイス材料に変換し、さらにデバイス基板に転写する工程を含むことで、前駆体材料を直接デバイス基板に塗布し、変換するだけの工程に比べ、素子の特性を大幅に向上することができる。【０１１３】
また、化合物２の化合物１への変換および化合物４の化合物３への変換にはピーク波長が４３０〜４７０ｎｍの範囲にあり、当該ピークの半値幅が５０ｎｍ以下である光を照射することが効果的である。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
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デバイスを構成する薄膜のパターニング技術であり、携帯電話やパソコン、テレビ、画像スキャナなどに使用されるディスプレイパネルや、タッチパネル、撮像素子などの製造に利用可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  有機ＥＬ素子（デバイス基板）
１１  支持体
１２  ＴＦＴ（取り出し電極含む）
１３  平坦化層
１４  絶縁層
１５  第一電極
１６  正孔輸送層
１７  発光層
１８  電子輸送層
１９  第二電極
２０  デバイス基板
２２  支持体
２７  転写膜
３０  ドナー基板
３１  支持体
３３  光熱変換層
３４  区画パターン
３７  デバイス材料
３８  転写領域
４０  ガラス基板
４１  ＩＴＯパターン
【図１】
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【図２】
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【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７】
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【国際調査報告】
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