(57)【要約】【課題】発光層をレーザ熱転写で形成するにあたり、微細パターンを形成しやすい転写用基板を提供すること。【解決手段】本発明は、所定波長のレーザ光を透過する支持基板１００と、支持基板１００上に形成される光熱変換層と、支持基板１００上に形成され、少なくとも発光層を含む転写層４０とを備える転写用基板Ｓであり、この光熱変換層が、レーザ光に対する吸収率の異なる２つの材料（低反射層１０１、高反射層１０２）から構成されるものである。【選択図】図３
2006309995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長のレーザ光を透過する支持基板と、
前記支持基板上に形成される光熱変換層と、
前記光熱変換層上に形成され、少なくとも発光層を含む転写層とを備え、
前記光熱変換層は、前記レーザ光に対する吸収率が異なる２種類の材料からなる
ことを特徴とする転写用基板。
【請求項２】
前記２種類の材料のうちの一方は、前記レーザ光を吸収して前記転写層に昇華に必要な熱を与える高吸収領域を形成し、
前記２種類の材料のうちの他方は、前記レーザ光を反射または透過して前記転写層に昇華に必要な熱を与えない低吸収領域を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の転写用基板。
【請求項３】
前記高吸収領域は、前記転写層のうち転写したい領域に対応する部分に、選択的に形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の転写用基板。
【請求項４】
前記低吸収領域は、前記基板上の、前記光吸収領域が形成されていない部分を覆うように形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の転写用基板。
【請求項５】
前記高吸収層および前記低吸収層は、ほぼ同じ厚さで形成されている
ことを特徴とする請求項４記載の転写用基板。
【請求項６】
前記低吸収領域は、前記高吸収領域が形成された前記基板の全面を覆うように形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の転写用基板。
【請求項７】
前記２種類の材料は、金属、カーボン、または樹脂のいずれかである
ことを特徴とする請求項１記載の転写用基板。
【請求項８】
前記２種類の材料の反射率の差は、２０％〜５０％である
ことを特徴とする請求項１記載の転写用基板。
【請求項９】
陽極と陰極との間に少なくとも発光層を形成した表示装置の製造方法において、
レーザ光に対する吸収率が異なる２種類の材料からなる光熱変換層を有する支持基板に少なくとも発光層を含む転写層を成膜して成る転写用基板を、素子作成用基板に対向して設置する工程と、
前記転写用基板にレーザを照射し、前記２種類の材料のうち吸収率の高い方に対応した前記転写層を選択的に前記素子作成用基板上に転写する工程と
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記転写用基板における前記２種類の材料のうちの一方は、前記レーザ光を吸収して前記転写層に昇華に必要な熱を与える高吸収領域を形成し、
前記２種類の材料のうちの他方は、前記レーザ光を反射または透過して前記転写層に昇華に必要な熱を与えないよう遮断する低吸収領域を形成する
ことを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記転写用基板における前記２種類の材料を前記支持基板に予めパターニングしておく
ことを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記転写用基板における前記２種類の材料が、金属、カーボン、または樹脂のいずれかである
ことを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記転写層を転写する工程では、前記転写用基板に形成された前記２種類の材料における前記レーザ光に対する吸収率の差を利用して選択的に前記転写層を前記素子作成用基板上に転写し、発光層を含む機能層を形成する
ことを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記転写用基板に対して前記レーザ光を全面に照射することで、前記高吸収領域のみが前記レーザ光を吸収して熱を発生し、その領域に対応した前記転写層のみを選択的に熱転写する
ことを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記素子作成用基板を前記転写用基板と対向して配置し、前記転写層が前記素子作成用基板に転写されるのに十分な熱を前記光吸収領域で発生できる光量のレーザ光を前記発光材料転写用基板に向けて照射し、前記転写層の少なくとも一部を転写し、その後に電子輸送性材料を含む有機層を成膜し、その後に陰極を成膜する
ことを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記転写層を転写する工程を、複数の色に対応して行う
ことを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記転写用基板に、フルカラーに対応する各色の発光層をそれぞれ含む転写層を夫々予め形成しておき、それを用いて前記素子作成用基板に複数色の前記転写層を一括転写する
ことを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１８】
陽極と陰極との間に少なくとも発光層を形成した表示装置において、
所定波長のレーザ光を透過する支持基板と、
前記支持基板上に形成され、前記レーザ光に対する吸収率が異なる２種類の材料からなる光熱変換層と、
前記光熱変換層上に形成され、少なくとも発光層を含む転写層とを備える転写用基板を用いて前記発光層が形成されて成る
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
陽極と陰極との間に少なくとも発光層を形成した表示装置において、
レーザ光に対する吸収率が異なる２種類の材料からなる光熱変換層を有する支持基板に少なくとも発光層を含む転写層を成膜して成る転写用基板を、素子作成用基板に対向して設置する工程と、
前記転写用基板にレーザを照射し、前記２種類の材料のうち吸収率の高い方に対応した前記転写層を、選択的に前記素子作成用基板上に転写する工程と
によって製造されることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも発光層を含む転写層を昇華によって対象物に転写するための発光材料転写用基板およびこれを用いた表示装置の製造方法ならびに表示装置に関し、より詳しくは、有機発光層を発光材料として有機エレクトロルミネッセンス素子を構成するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス（Electro luminescence：以下ＥＬと記す）を利用した有機ＥＬ素子は、下部電極と上部電極との間に、有機正孔輸送層や有機発光層を積層させてなる機能層を設けてなり、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子を用いたフルカラー有機ＥＬ表示装置では、各発光性有機材料を微細なパターンとして電極上へ選択的に形成することが重要な要素の一つとなっている。
【０００４】
フルカラー有機ＥＬ表示装置を製造するためには、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に発光する各発光素子を基板上に配列させるため、各色の発光素子における発光層、および少なくとも発光層を含む転写層をそれぞれに形成しなければならない。このような発光素子の製造においては、低分子系有機ＥＬ素子の場合、金属マスクを用いた蒸着や塗布が提案されている。
【０００５】
しかしながら、この手法では、発光素子領域の微細化にともなう金属シートの微細化加工、および金属シートの撓みや延びによって、発光素子領域への正確な蒸着成膜が困難であることや、金属シートと正孔輸送層との接触による素子部破壊が生じ、製造歩留まりが低下する原因となる。このため、表示装置の製造方法に関し、十分とは言えず、金属シートに開口部を設けたシャドウマスク法を採用することは、好ましくない。
【０００６】
一方、高分子系有機ＥＬの場合には、インクジェットを用いたパターン形成が提案されている。このインクジェットを行う場合にはそのパターニング精度の限界から、発光素子および発光素子間の微細化や大型化が困難であり、さらに高精細な表示が可能な表示装置の実現を妨げる要因となっている。
【０００７】
そこで、有機ＥＬ表示装置の新たなパターン形成方法として、エネルギー源（熱源）を用いた転写法が提案されている。すなわち、熱転写を用いた方法が、特許文献１〜３に開示されている。
【０００８】
これらの公報に記載された熱転写法は、転写用基板上に、蒸着法やスピンコート法や印刷法などで転写すべき薄膜層を形成し、この薄膜層を成膜すべき基板に取り付けた後に、転写用基板側からレーザ光や熱などのエネルギーを加え、次いで、薄膜層の一部もしくは全部を残して転写用基板上の有機層を剥離することにより、転写用基板側に形成されている有機層を基板側に転写するというものである。
【０００９】
この熱転写法の利点は、転写用基板上に転写層を形成するときには特にパターンニングの必要がなく、転写用基板の全面に有機層を形成すればよいことである。
【００１０】
そして、転写時に熱源の照射された部分だけが転写用基板から素子形成用基板に転写されることになり、蒸着法のようなシャドウマスクを用いることなく高精細なパターンを形成することができる。したがって、熱転写法は、有機ＥＬ素子を画素発光部に用いる表示パネルを作製する上で有効な方法である。
【００１１】
有機ＥＬ素子を転写法で作製する場合には、転写用基板上に少なくとも発光層を含む有機物層を形成した転写層を、第１電極が形成された基板上に熱源を用いて転写し、その転写後に有機物層上に第２電極を形成すればよい。
【００１２】
熱転写法に用いる熱源としては、局所的に高エネルギーを供給できる点から、レーザが好適に用いられる。また、レーザビームの径を絞り込んでスキャンすると、非常に精度良くラインパターンを形成することができ、高精細化が可能となる。
【００１３】
しかしながら、この方法ではレーザビームを基板に対して高精度にアライメントしながら順次走査させる必要があり、生産性の向上に困難が伴う。高い生産性を保ちながら転写を行うためには、転写用基板に対してレーザを全面的に、または高精度なアライメントを伴わない領域に照射しながらも、素子作成用基板に対しては所望の転写層を選択的に転写できる形態を作ることが望ましい。
【００１４】
上記の点を考慮した形態としては、例えば特許文献４、特許文献５に示されるように、予め転写用基板に低熱伝導部材と、Ｃｕ（銅）に代表される高熱伝導性部材とを転写用基板にパターニングしておき、レーザやヒートバー等を熱源として所望の有機層を転写させる方法が提案されている。
【００１５】
【特許文献１】特許第２９１８３０７号明細書
【特許文献２】特開平１０−２０８８８１号公報
【特許文献３】特開２００２−１１０３５０号公報
【特許文献４】特許第２９１８０３７号明細書
【特許文献５】特許第３１７５７３３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、高熱伝導性部材を通して、直接転写層に熱を与える方式では、必要とされる熱エネルギーは非常に高く、転写される有機層にあたえるダメージは非常に大きい。したがって、熱に対して非常に繊細な有機ＥＬ材料を用いて、実用に耐えうる高い特性を持つ有機ＥＬ素子を作成する際には、上記の方法を用いることは現実的ではない。
【００１７】
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は有機ＥＬ素子等の発光材料を用いた表示装置を、転写工程を用いて効率的に生産させうる転写用基板およびそれを用いた表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
このような目的を達成するため、本発明の転写用基板は、所定波長のレーザ光を透過する支持基板と、支持基板上に形成される光熱変換層と、支持基板上に形成され、少なくとも発光層を含む転写層とを備えており、この光熱変換層が、レーザ光に対する吸収率の異なる２つの材料からなるものである。
【００１９】
２種類の材料としては、そのうちの一方がレーザ光を吸収して転写層の昇華に必要な熱を与える高吸収領域であり、他方がレーザ光を反射して転写層の昇華に必要な熱を与えないよう遮断する低吸収領域となっている。
【００２０】
このような本発明では、転写用基板にレーザ光を照射すると高吸収領域でレーザ光が吸収され、低吸収領域でレーザ光が反射もしくは透過するため、レーザ光を吸収した高吸収領域でのみ発光層を含む転写層が昇華して、選択的な転写を行うことができるようになる。
【００２１】
ここで、支持基板としては例えば８００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の波長のレーザ光を透過するガラス基板を用いる。ガラス基板を用いることで素子作成基板との位置合わせを確実に行うことができるとともに、昇華後に残った転写層の再利用を行う際のハンドリングが容易となる。
【００２２】
また、支持基板に形成する光熱変換層の高吸収領域の材料としては、Ｍｏ（モリブデン）やＣｒ（クロム）などの金属やこれらの金属を含む合金のほか、それ自体がレーザ光によって昇華しない樹脂が用いられる。また、低吸収領域の材料としては、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）などの金属やこれらの金属を含む合金（例えば、ＡＰＣ：Ａｇ（銀）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｃｕ（銅）の合金）が用いられる。
【００２３】
２種類の吸収領域における反射率の差は、レーザ光を同じ光量で照射した場合に発光材料層に対して一方の吸収領域すなわち高吸収領域では昇華が発生し、他方の吸収領域すなわち低吸収領域では昇華が発生しない選択比のとれる差であり、概ね２０％〜５０％の反射率差を有する材料を用いる。
【００２４】
また、本発明は、陽極と陰極との間に少なくとも発光層を形成した表示装置の製造方法において、レーザ光に対する吸収率が異なる２種類の材料からなる光熱変換層を有する支持基板に少なくとも発光層を含む転写層を成膜して成る転写用基板を、素子作成用基板に対向して設置する工程と、転写用基板にレーザを照射し、２種類の材料のうち吸収率の高い方に対応した転写層を選択的に素子作成用基板上に転写する工程とを有する表示装置の製造方法である。
【００２５】
ここで、支持基板としては所定波長のレーザ光を透過する例えばガラス基板を用いる。転写用基板は、支持基板に２種類の材料から成る光熱変換層と、この光熱変換層上に設けられた発光材料とを備えたものを言う。転写用基板の支持基板に設けられた光熱変換層の２種類の材料は、一方はレーザ光を吸収して転写層の昇華に必要な熱を与える高吸収領域であり、他方はレーザ光を反射もしくは透過して転写層の昇華に必要な熱を与えないよう遮断する低吸収領域である。
【００２６】
したがって、このような本発明では、転写層が転写される素子作成用基板と、転写層が成膜された転写用基板とを対向配置し、転写用基板にレーザ光を照射することで、予め転写用基板に形成された光熱変換層の２種類の材料のうち吸収率の高い方でレーザ光を吸収し、転写層に対して部分的に熱を与えることができる。これにより、吸収率の高い部分でのみ転写層を選択的に昇華して素子作成用基板に転写できるようになる。
【００２７】
また、転写層を転写する工程で、転写用基板に形成された光熱変換層の２種類の材料におけるレーザ光に対する吸収率の差を利用することから、転写用基板の全面にレーザ光を照射しても高吸収領域の部分に対応して選択的に転写層を素子作成用基板上に転写できるようになる。
【００２８】
また、本発明は、上記の転写用基板を用いて発光層を含む機能層が積層されている表示装置である。また、本発明は、上記の製造方法によって製造されている表示装置でもある。このため、本発明の表示装置では、発光層を含む転写層の選択的な昇華によって微細な発光素子が精度良く構成されることになる。
【発明の効果】
【００２９】
したがって、本発明によれば、フルカラー有機ＥＬ素子等で用いる発光層をレーザ熱転写法で形成することにより高解像度の表示装置が得られることはもとより、発光素子の微細パターンを形成し易いため、有機ＥＬ素子等の表示素子の効率的な量産が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置の一例である有機ＥＬ素子を説明する模式平面図である。有機ＥＬ素子１は、各画素ａの部分に対応して形成される。有機ＥＬ素子１は、図２の模式断面図に示すように、基板２上に、下層から順に下部電極３、機能層４よび上部共通電極５を積層してなる。また、上部共通電極５の上には保護膜８が形成され、その上に紫外線硬化樹脂９を介してガラス基板１０が取り付けられている。
【００３１】
さらに、画素ａ間に補助配線７を設けるにあたり、補助配線７上の機能層４は除去されており、ここで上部共通電極５と補助配線７とがコンタクトして導通状態となっている。この補助配線７を用いて上部共通電極５に電圧を印加すれば、上部共通電極５の電圧降下や電圧分布の面内ばらつきを抑制でき、各画素ａにおける有機ＥＬ素子１の発光強度を維持することが可能になる。
【００３２】
この有機ＥＬ素子１で用いられる機能層４は、図６の模式断面図に示すように、下層から順に正孔注入層４１、正孔輸送層４２、発光層４３、電子輸送層４４、電子注入層４５によって構成される。
【００３３】
本実施形態では、この機能層４を構成する少なくとも発光層４３を転写によって形成するにあたり、転写工程で用いる転写用基板に特徴がある。図３は、本実施形態に係る転写用基板を説明する模式断面図である。すなわち、この転写用基板Ｓは、所定波長のレーザ光を透過する支持基板１００と、この支持基板１００に成膜された転写層４０と、支持基板１００に形成され、レーザ光に対する吸収率の異なる２種類の領域（低反射層１０１、高反射層１０２）とを備えている。
【００３４】
ここで、低反射層１０１は、レーザ光を吸収して転写層４０に昇華に必要な熱を与える層であり、レーザ光を効率良く吸収できる高吸収領域となる。また、高反射層１０２は、レーザ光を反射して発光材料４０に昇華に必要な熱を与えないよう遮断する層であり、レーザ光をほとんど吸収しない低吸収領域となる。なお、以下の説明では、高吸収領域を低反射層１０１、低吸収領域を高反射領域１０２として説明を行う。図３に示す例では、これら低反射層１０１および高反射層１０２が支持基板１００と発光材料４０との間に形成されている。なお、低反射層１０１および高反射層１０２は、支持基板１００の転写層４０とは反対側の面に形成されていてもよい。
【００３５】
支持基板１００は、例えば波長８００ｎｍ〜１０００ｎｍのレーザ光を十分透過するガラス基板等が用いられる。ガラス基板を用いることで素子作成基板との位置合わせを確実に行うことができ、昇華後に残った転写層４０の再利用を行う際のハンドリングが容易となる。この支持基板１００に低反射層１０１および高反射層１０２を形成するには、通常のフォトリソグラフィ工程によってパターン形成すればよい。
【００３６】
低反射層１０１および高反射層１０２の材質としては、これらの層に同じ光量でレーザ光を照射した場合、転写層４０に対して低反射層１０１では昇華が発生し、高反射層１０２では昇華が発生しないような選択比のとれる材料を用いる。
【００３７】
図４は、波長に対する反射率の一例を示す図である。本実施形態で適用する８００ｎｍ（０．８μｍ）〜１０００ｎｍ（１．０μｍ）の波長のレーザ光では、ＣｒやＭｏの反射率が低く、ＡｕやＡｇの反射率が高い。低反射層１０１および高反射層１０２として用いるには、両層の反射率差が２０％〜５０％あることが望ましい。この程度の反射率差があれば、同じ光量のレーザ光を照射した場合に低反射層１０１では転写層４０の昇華が発生し、高反射層１０２では転写層４０の昇華が発生しないといった選択比を得ることができる。
【００３８】
したがって、本実施形態では、低反射層１０１として、Ｍｏ（モリブデン）やＣｒ（クロム）などの金属やこれらの金属を含む合金を用いる。また、高反射層の材料としては、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）などの金属やこれらの金属を含む合金（例えば、ＡＰＣ：Ａｇ（銀）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｃｕ（銅）の合金）を用いる。
【００３９】
なお、低反射層１０１および高反射層１０２は両方とも金属によって構成しても、また上記のような反射率差による選択比を得られ、レーザ光照射によってそれ自体昇華しないものであればカーボンや樹脂を用いてもよい。
【００４０】
また、低反射層１０１および高反射層１０２をともに金属で形成する場合、材質による熱伝導の差が生じるが、本実施形態では低反射層１０１および高反射層１０２として極薄膜厚で形成するため、熱伝導による影響は発生しない。低反射層１０１および高反射層１０２の膜厚は、レーザ光の透過率がほぼゼロとなる膜厚より厚く、パターニングが容易で熱拡散の影響が発生しない厚さであり、好ましくは１００ｎｍ厚〜２００ｎｍ厚、より好ましくは１００ｎｍ程度である。
【００４１】
本実施形態の転写用基板Ｓでは、レーザ光を全面に照射しても低反射層１０１と高反射層１０２との間からレーザ光が漏れないよう両層の間を隙間なく形成する必要がある。また、低反射層１０１および高反射層１０２を介して転写層４０を成膜することから、低反射層１０１および高反射層１０２をほぼ同一膜厚で形成することが望ましい。これにより、転写層４０を均一（平坦）に成膜できるため、精度の高い転写を行うことができる。
【００４２】
なお、転写用基板Ｓとしては、図７の模式断面図に示すように、支持基板１００に転写対象となる部分のみ低反射層１０１をパターニングしておき、その後、全面に高反射層１０２を成膜するよう構成してもよい。この場合、低反射層１０１の上を高反射層１０２が覆うことから転写層４０の転写対象部分に段差が発生する。しかしながら、この段差は１００ｎｍ程度と非常に小さく、転写層の膜厚が１００ｎｍ以下であることからこの程度の段差は製造上問題にならない。このような構成にすれば、転写用基板Ｓの製造において低反射層１０１のみのパターニングで済むため、製造工程を大幅に簡略化できることになる。
【００４３】
次に、この転写用基板Ｓを用いた本実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する。先ず、図２に示すように、基板２上に下部電極３を形成する。この下部電極３は、アノード電極またはカソード電極として用いられるもので、この表示装置が上面発光型である場合には高反射性材料で構成され、一方この表示装置が透過型である場合には透明に形成される。
【００４４】
ここでは、表示装置が上面発光型であり、下部電極３をアノード電極として用いることとする。この場合、下部電極３は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、プラチナ（Ｐｔ）さらには金（Ａｕ）のように、反射率の高い導電性材料、及びその合金で構成される。
【００４５】
なお、表示装置が上面発光型であり、下部電極３をカソード電極として用いる場合には、下部電極３は仕事関数が小さな導電性材料を用いて構成される。このような導電性材料としては、例えば、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）等の活性な金属と銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）等の金属との合金、或いはこれらを積層した構造を使用できる。また、機能層４との間に例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ等の活性な金属とフッ素、臭素等のハロゲンや酸素等との化合物層を薄く挿入した構造としても良い。
【００４６】
また、表示装置が透過型であり、下部電極３をアノード電極として用いる場合には、ＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ)やＩＺＯ（Ｉｎｉｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）のように、透過率の高い導電性材料で下部電極３を構成する。さらに表示装置が透過型であり、下部電極３をカソード電極として用いる場合には、仕事関数が小さくかつ、透過率の高い導電性材料で下部電極３を構成する。
【００４７】
次に、下部電極３の周縁を覆う状態で絶縁膜６を形成し、この絶縁膜６に形成された窓から下部電極３を露出させ、画素領域とする。この絶縁膜６は、例えばポリイミドやフォトレジスト等の有機絶縁材料や、酸化シリコンのような無機絶縁材料を用いることとする。
【００４８】
次いで、機能層４を、各画素ａの下部電極３上に順次形成する。機能層４は、下部電極３の露出面を完全に覆う状態で形成され、ここでは図６に示す正孔注入層４１、正孔輸送層４２、発光層４３、さらには必要に応じて電子輸送層４４、電子注入層４５を下部電極３側から順次積層してなる。
【００４９】
以下、各機能層４の具体的な一例を記す。今回は、発光層４３以外の層（共通層）をベタ成膜し、各素子において、単独の発光層４３をＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)３色にレーザ熱転写を用いて塗り分けた素子について示す。もちろん、本発明は共通層を分離した素子においても、また、共通層についても本発明のレーザ熱転写を用いても、また、例えば、特開２００３−２７２８６０号公報に示されるように、発光層４３を有する機能層のユニット（発光ユニット）を積層してなるタンデム型の有機ＥＬ素子においても有効である。ここで、発光ユニットとは、従来の有機ＥＬ素子を構成する要素のうち、陰極と陽極を除いた構成要素、つまり発光層単層や、発光層に電子注入層や電子輸送層、正孔注入層や正孔輸送層などを含む複数層であり、１色もしくは多色に対応した光を発生させる層の単位である。
【００５０】
先ず、ＲＧＢ用の全ての画素に対して、正孔注入層として、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ〔4,4,4 -tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine〕を２５ｎｍの膜厚で蒸着させる。次に、正孔輸送層として、α−ＮＰＤ[4,4-bis(N-1-naphthyl-N-phenylamino)biphenyl]を３０ｎｍの膜厚で蒸着した。材料はこれに限定されず、例えばベンジジン誘導体、スチリルアミン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの正孔輸送材料を用いることができる。
【００５１】
また、以上の各有機層、例えば正孔注入層、正孔輸送層は、それぞれが複数層からなる積層構造であっても良い。
【００５２】
次に、図３に示すように、ガラス製の支持基板１００上に、転写領域と対応した低反射層１０１としてＭｏを、また非転写領域に対応した高反射層１０２としてＡＰＣ（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）を２００ｎｍずつ、通常のリソグラフィー法を用いたパターニングによって形成し、これに発光材料４０を成膜して成る転写用基板Ｓを用意する。そして、図５に示すように、この発光材料転写用基板Ｓを用いて発光層４３を２５ｎｍ成膜する。
【００５３】
今回転写に用いた８００ｎｍのＣＷ（Continuous Wave）レーザ光に対しては、ＡＰＣとＭｏの反射率の差は４０％以上あり、選択的に転写するには十分な反射率の差となる。高反射層１０２に使用する材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕおよびまたはその合金、低反射層１０１としてはＭｏ、Ｃｒやその合金が上げられるが、これらに限られることは無く、選択的に転写できる程度の反射率の差があればよい。
【００５４】
また、本実施形態においては、図１に示すように、基板上にマトリクス状に配置された複数の画素ａでＲ，Ｇ，Ｂを発光してカラー表示を行うために、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の発光層には、発光機能を備える有機化合物として異なる材料を用いている。つまり、転写用基板Ｓは少なくとも３枚必要となる。
【００５５】
赤色発光層は、例えば、赤色発光材料，正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種を含んでいる。赤色発光材料は、蛍光性のものでも燐光性のものでもよい。本実施形態では、赤色発光層は例えば厚みが３０ｎｍ程度であり、ＡＤＮに２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０重量％混合したものにより構成されている。
【００５６】
緑色発光層は、例えば、緑色発光材料，正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種を含んでいる。緑色発光材料は、蛍光性のものでも燐光性のものでもよい。本実施形態では、緑色発光層は例えば厚みが３０ｎｍ程度であり、ＡＤＮにクマリン６を５重量％混合したものにより構成されている。
【００５７】
青色発光層は、例えば、青色発光材料，正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種を含んでいる。青色発光材料は、蛍光性のものでも燐光性のものでもよい。本実施形態では、青色発光層は例えば厚みが３０ｎｍ程度であり、ＡＤＮに４，４’−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）を２．５重量％混合したものにより構成されている。
【００５８】
レーザ光による熱転写工程では、先ず、正孔輸送層まで成膜した基板２と、転写層を成膜した本実施形態の転写用基板Ｓとを転写関係をなすように配置する。両者は、基板同士は密着しているが、成膜された転写層より、画素分離のための絶縁膜６のほうが厚膜であるため、有機層同士は、近接するだけで密着はしない。この時、周囲環境を真空にしておくことが望ましく、これにより基板同士の密着性が高まり、転写のパターン精度が良好となる。
【００５９】
次に、転写用基板Ｓに向けて例えば８００ｎｍの赤外レーザを照射し、低反射層１０１からなる光吸収層に吸収させ、その熱を利用して、発光層を含む転写層（転写層４０）を、基板２上に成膜された正孔輸送層４２の上に転写する。
【００６０】
本実施形態では、転写用基板Ｓに低反射層１０１および高反射層１０２が隙間なく形成されていることから、転写用基板Ｓの例えば全面に向けてレーザ光を照射しても、転写に必要な部分に対応して低反射層１０１が形成されているため、それ以外ではレーザ光を反射することができ、低反射層１０１のみでレーザ光を吸収してその部分に対応した転写層４０だけを昇華できるようになる。したがって、複雑なレーザヘッドの駆動部分やアライメント機構を備える必要がなく、簡単な装置構成で精度の高い転写を実現できる。
【００６１】
上記のような熱転写は、ＲＧＢ３色について異なる転写用基板Ｓによって繰り返し行うことになる。なお、全プロセスを真空中で行うことが望ましく、これによって素子の劣化を防ぎ、基板同士の密着性を向上させることが可能となる。
【００６２】
また、レーザ光照射による転写層の転写工程は、大気圧中でも可能であるが、真空中で行うことが望ましい。真空中で熱剥離を行うことにより、より低エネルギーでのレーザを使用した剥離が可能になり、隣接画素に対する熱的な悪影響を軽減することができる。しかも、剥離残りが発生し、結果的にコンタクト不良が発生する確率を減らすことができる。
【００６３】
以上のようにして、ＲＧＢの各発光層を含む転写層を転写した後、表示エリアの全面にベタ付けにする状態で、電子輸送層４４を成膜する。電子輸送層４４は、厚みが２０ｎｍ程度であり、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3）により構成する。続いて、電子注入層４５として、ＬｉＦを真空蒸着法により約０．３ｎｍ（蒸着速度〜０．０１ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で形成し、次いで、上部共通電極５としてＭｇＡｇを真空蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成する。
【００６４】
また、この上部共通電極５は、アノード電極またはカソード電極として用いられるもので、この表示装置が上面発光型である場合には透明、または半透明に形成され、一方この表示装置が透過型である場合には高反射性材料で構成される。この際、下地に対して影響を及ぼすことのない程度に、成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法、例えば蒸着法やＣＶＤ(chemical vapor deposition)法によって上部共通電極５の形成を行うこととする。
【００６５】
また、望ましくは、機能層４を大気に暴露することなく、機能層４の形成と同一の装置内において連続して上部共通電極５の形成を行うことで、大気中の水分による機能層４の劣化を防止する。
【００６６】
ここでは、表示装置が上面発光型であり、下部電極３をアノード電極として用いるため、上部共通電極５はカソード電極として用いられることになる。この場合、上部共通電極５は、機能層４に対して電子を効率的に注入できるように、仕事関数の小さい材料で透明に形成され、特に蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法によって形成できる金属薄膜として形成することが好ましい。
【００６７】
また、表示装置が透過型であり、上部共通電極５をカソード電極として用いる場合には、仕事関数が小さくかつ反射率の高い導電性材料で上部共通電極５を構成する。さらに表示装置が透過型であり、上部共通電極５をアノード電極として用いる場合には、反射率の高い導電性材料で上部共通電極５を構成する。
【００６８】
以上の工程の後、図２に示すように、金属薄膜からなる透明な上部共通電極５上に、絶縁性または導電性の保護膜８を設ける。この際、下地に対して影響を及ぼすことのない程度に、成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法で、例えば蒸着法やＣＶＤ(chemical vapor deposition)法によって保護膜８の形成を行うこととする。また、保護膜８の形成は、上部共通電極５を大気に暴露することなく、上部共通電極５の形成と同一の装置内において連続して行うこととする。これによって、大気中の水分や酸素による機能層４の劣化を防止する。
【００６９】
また、この保護膜８は、機能層４への水分の到達防止を目的とし、透過水性、吸水性の低い材料を用いて十分な膜厚で形成されることとする。さらに、表示装置が上面発光型である場合には、この保護膜８は機能層４で発生した光を透過する材料からなり、例えば８０％程度の透過率が確保されていることとする。
【００７０】
そして、特にここでは、保護膜８を絶縁性材料によって形成する、つまり、金属薄膜からなる単層構造の上部共通電極５上に、絶縁性の保護膜８を直接形成する。
【００７１】
このような保護膜８として、無機アモルファス性の絶縁性材料、例えばアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）、アモルファス炭化シリコン（α−ＳｉＣ）、アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ1-x Ｎx）さらにはアモルファスカーボン（α−Ｃ）等を好適に用いることができる。このような無機アモルファス性の絶縁性材料は、グレインを構成しないため透水性が低く、良好な保護膜８となる。
【００７２】
例えば、アモルファス窒化シリコンからなる保護膜８を形成する場合には、ＣＶＤ法によって２〜３μｍの膜厚に形成されることとする。ただし、この際、機能層４の劣化による輝度の低下を防止するため成膜温度を常温に設定し、さらに、保護膜８の剥がれを防止するために膜のストレスを最小になる条件で成膜することが望ましい。
【００７３】
なお、保護膜８を導電性材料で構成する場合には、ＩＴＯやＩＸＯのような透明導電性材料が用いられる。
【００７４】
以上のようにして保護膜８を形成した後、図２に示したように、必要に応じて保護膜８上に紫外線硬化樹脂９を介してガラス基板１０を固着し、表示装置を完成させる。
【００７５】
このようにして製造された表示装置では、本実施形態の転写用基板Ｓを用いることで発光材料４０の選択的な昇華による微細な転写層４０のパターン形成が実現でき、精度の高い表示装置を効率的に量産することが可能となる。
【００７６】
なお、上記の製造方法では、本実施形態に係る転写用基板Ｓを用いて発光層を含む転写層を熱転写する例を説明したが、発光層以外の他の有機層を形成する場合でも本実施形態に係る転写用基板Ｓを用いて熱転写してもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、光熱変換層のうちレーザ光をほとんど吸収しない低吸収領域として高反射領域１０２を例としたが、低吸収領域としてはレーザ光を透過する、すなわち反射しないで透過することによってほとんど吸収しない透明層を低吸収領域として用いる場合であっても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本実施形態に係る表示装置の一例である有機ＥＬ素子を説明する模式平面図である。
【図２】有機ＥＬ素子の模式断面図である。
【図３】本実施形態に係る転写用基板を説明する模式断面図である。
【図４】波長に対する反射率の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る表示装置の製造方法の転写工程を説明する模式断面図である。
【図６】機能層の構成を説明する模式断面図である。
【図７】他の転写用基板を説明する模式断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…有機ＥＬ素子、２…基板、３…下部電極、４…機能層、５…上部共通電極、６…絶縁膜、７…補助配線、８…保護膜、９…紫外線硬化樹脂、１０…ガラス基板、４０…転写層、４１…正孔注入層、４２…正孔輸送層、４３…発光層、４４…電子輸送層、４５…電子注入層、１００…支持基板、１０１…低反射層、１０２…高反射層、Ｓ…転写用基板
【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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