(57)【要約】  支持体と、前記支持体上に形成された光熱変換層および転写防止層と、前記光熱変換層と前記転写防止層との上面に形成された転写材料層とを含み、前記光熱変換層と前記転写防止層との組み合わせにより転写領域と非転写領域が形成され、前記転写材料層は前記転写領域の全面と、前記非転写領域の少なくとも一部に形成されているドナー基板。本発明は、有機ＥＬ素子等のデバイスを構成する薄膜の特性を劣化させることなく、大型かつ高精度で低コストの微細パターニングを可能とするパターニング方法とデバイスの製造方法を提供する。
2011068111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、前記支持体上に形成された光熱変換層および転写防止層と、前記光熱変換層と前記転写防止層との上面に形成された転写材料層とを含み、前記光熱変換層と前記転写防止層との組み合わせにより転写領域と非転写領域が形成され、前記転写材料層は前記転写領域の全面と、前記非転写領域の少なくとも一部に形成されているドナー基板。
【請求項２】
前記転写材料層が前記光熱変換層と前記転写防止層との上面に略全面に形成されている請求項１記載のドナー基板。
【請求項３】
非転写領域の厚さが転写領域の厚さの５倍以上である請求項１または２記載のドナー基板。
【請求項４】
前記支持体上に前記光熱変換層が略全面形成され、前記光熱変換層上に前記転写防止層がパターン形成されており、前記転写防止層の形成部が非転写領域として、前記転写防止層の非形成部が転写領域として機能する請求項１〜３のいずれか記載のドナー基板。
【請求項５】
前記支持体上に前記転写防止層がパターン形成され、前記転写防止層上を含む略全面に光熱変換層が形成され、前記転写防止層が形成された部分が非転写領域であり、前記転写防止層が形成されていない部分が転写領域である請求項１〜３のいずれか記載のドナー基板。
【請求項６】
転写材料層と接する部分が無機物からなる請求項１〜５のいずれか記載のドナー基板。
【請求項７】
転写材料層がドライプロセスにより形成されてなる請求項１〜６のいずれか記載のドナー基板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか記載のドナー基板をデバイス基板と対向配置し、転写領域の少なくとも一部と非転写領域の少なくとも一部とが同時に加熱されるようにドナー基板の支持体側から光を照射することで、転写材料層のうち転写領域部分だけをデバイス基板に転写するパターニング方法。
【請求項９】
転写領域の幅よりも広い光を光熱変換層に照射する請求項８記載のパターニング方法。
【請求項１０】
光を複数回に分けて照射することで、転写材料層を膜厚方向に複数回に分割して転写する請求項８または９記載のパターニング方法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか記載の方法により、デバイスを構成する層の少なくとも１層をパターニングするデバイスの製造方法。
【請求項１２】
デバイスが有機ＥＬ素子であり、パターニングする層が発光層である請求項１１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、有機ＴＦＴ、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方法、および、かかるパターニング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ＥＬ素子は、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが両極に挟まれた有機発光層内で再結合するものである。コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって有機ＥＬ素子が高輝度に発光することが示されて以来、多くの研究機関で検討が行われてきた。【０００３】
この発光素子は、薄型で、低駆動電圧下での高輝度発光が可能であること、および、発光層に種々の有機材料を用いることにより、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色をはじめとした多様な発光色を得ることが可能であることから、カラーディスプレイとしての実用化が進んでいる。例えば、図１に示すアクティブマトリクス型カラーディスプレイにおいては、画素を構成するＲ、Ｇ、Ｂの各副画素に対応する発光層１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを高精度にパターニングする技術が要求される。また、高性能有機ＥＬ素子を実現するためには多層構造が必要であり、典型的な膜厚が０．１μｍ以下である、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを順に積層する必要がある。【０００４】
従来、薄膜の微細パターニングにはフォトリソグラフィー法、インクジェット法や印刷法などのウェットプロセス（塗布法）が用いられてきた。特に、インクジェット法や印刷法は材料の利用効率が高いことからも、有機ＥＬ素子への適用が盛んに研究されている。しかしながら、ウェットプロセスでは、先に形成した下地層の上にフォトレジストやインクなどを塗布した際に、極薄である下地層の形態変化や望ましくない混合などを完全に防止することが困難であり、使用できる材料が限定される。また、溶液から乾燥させることで形成した薄膜は、画素内での膜厚均一性、および、基板内の画素間均一性を達成することが難しく、膜厚ムラに伴う電流集中や素子劣化が起きるために、ディスプレイとしての性能が低下するという問題があった。さらに、溶液に元から含まれる不純物や塗布から乾燥までのプロセス中に溶液に混入する不純物、さらに、乾燥後の微量な残留溶媒が素子性能に影響を与えることが問題であった。【０００５】
上記の下地層の形態変化を防止するために、ドナー基板に予め有機ＥＬ材料をパターニング形成しておき、それをデバイス基板に転写する技術が開示されている（特許文献１〜３参照）。しかしながら、現実的にはドナー基板上の有機ＥＬ材料は塗布法によってパターニングされるので、大前提として可溶性の有機ＥＬ材料を新たに開発する必要があり、さらに、上記の膜厚ムラや不純物の問題が依然として解決できなかった。【０００６】
原理的に膜厚ムラや不純物の影響が少ないという利点をもつドライプロセスによる薄膜のパターニング方法としてマスク蒸着法が検討されている。実際に実用化されている小型有機ＥＬディスプレイの発光層は、専ら本方式でパターニングされている。しかしながら、蒸着マスクは金属板に精密な穴を開ける必要があるために、大型化と精度の両立が困難であり、また、大型化するほど基板と蒸着マスクとの密着性が損なわれる傾向にあるために、大型有機ＥＬディスプレイへの適用が難しかった。【０００７】
ドライプロセスで大型化を実現するために、ドナー基板上に光熱変換層を形成し、その上に有機ＥＬ材料を熱蒸着により全面成膜し、光熱変換層に高強度レーザーを部分照射することにより発生した熱を利用して、全面に形成された有機ＥＬ材料の一部分をデバイス基板にパターン転写する選択転写方式が開発されている（特許文献４〜５参照）。しかしながら、発生した熱が横方向に拡散して転写の境界が不明確になるのを防ぐために、極めて短時間に高強度のレーザーを照射する必要があり、有機ＥＬ材料が極めて短時間のうちに加熱されるので、最高到達温度を正確に制御することが難しい。そのため、有機ＥＬ材料が分解温度以上に達する確率が高くなり、結果としてデバイス性能が低下する問題があった。さらに、レーザーをＲＧＢ副画素ごとに高精度に位置合わせするための設備的負担が大きく、さらに、基板が大型化して画素の総数が増加するほど１枚の基板の処理時間が長くなるという問題もあった。【０００８】
上記のレーザーの高精度位置合わせの負担を軽減するために、特許文献４〜５ではドナー基板の裏面に遮光膜を形成したり、フォトマスクを設置するなどの技術が開示されている。しかしながら、ドナー基板のガラス基板の厚みが０．７ｍｍとしても、集光光学系では表面の光熱変換層に照射されるレーザーの形状が乱れることになる。レーザーが平行光であったとしても、その入射角度が法線方向からわずか０．４°傾いただけで、光熱変換層に照射されるレーザー端は５μｍの誤差を生じることになる。したがって、パターニング精度の面で問題があった。【０００９】
上記のレーザーの高精度位置合わせの負担を軽減するために、光吸収強度の異なる２種類の光熱変換層を組み合わせたドナー基板の技術が開示されている（特許文献６）。しかしながら、光吸収の差を大きくするためには紫外線領域を中心とした特殊なレーザーを使用することが必要であり、光源が高価となるだけでなく、光透過率の関係から安価なガラス基板を支持体として使えない可能性もあり、コスト的な問題があった。さらに、機構的に転写領域の光熱変換層のトータル膜厚が厚くなるために、同じエネルギーの光を照射しても転写領域の温度上昇は比較的低く、反対に非転写領域の光熱変換層はトータル膜厚が薄いので、反射率が大きいとしても吸収された一部の光により一定のレベルまで温度上昇する。そのため、特に可視から近赤外線領域の安価なレーザー光源を用いて転写領域と非転写領域の到達温度の差を大きくする（非転写領域の到達温度を十分に抑制する）ことが難しいという問題があった。【００１０】
レーザーの高精度位置合わせの負担を軽減する別の手法として、反射層パターンと光熱変換層を組み合わせたドナー基板の技術が開示されている（特許文献７）。しかしながら、発熱領域に相当する転写層が、熱により接着力の低下をきたすことでアクセプタ基板に選択的に転写される機構なので、発熱領域（転写領域）と非発熱領域（非転写領域）の段差を大きくすると、発熱領域の転写層がアクセプタ基板に届かない。この段差を小さくするために反射層パターンを薄く形成すると、レーザーが十分に反射されずに非発熱領域の光熱変換層まで加熱されて、非発熱領域の転写層まで転写されるという問題があった。また、この段差が小さいと、ベース基板の僅かな凹凸の影響を受けて、ドナー基板上の発熱領域でも非発熱領域でも転写層がアクセプタ基板に直接接触する場所が発生するので、転写材料の望ましくない付着が起こりやすくなるという問題があった。さらに、ベース基板には適度な可撓性が必要であり、樹脂フィルムが使用されることから、ベース基板自体の凹凸を上記の段差より小さくすることが困難であり、また、ベース基板自体の寸法精度がガラス基板と比較して劣るので、アクセプタ基板が大型化するほどドナー基板とアクセプタ基板とを高精度に位置合わせすることが難しいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２６０８５４号公報
【特許文献２】特開２００９−１４６７１５号公報
【特許文献３】特開２００９−１８７８１０号公報
【特許文献４】特許第３７８９９９１号公報
【特許文献５】特開２００７−１７３１４５号公報
【特許文献６】特開２００９−１９９８５６号公報
【特許文献７】特開２００６−１２３５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のとおり、従来技術においては、大型化と精度を両立させながら、有機ＥＬ材料への損傷や不純物混入、膜厚ムラ発生を抑制しながら、安定に低コストで微細パターニングを実現することは困難であった。特に、レーザー転写法において、複雑な光学系や特殊な光源を用いることなく、短い処理時間で高精度のパターニングを実現する手法がなかった。【００１３】
本発明はかかる問題を解決し、有機ＥＬ素子等のデバイスを構成する薄膜の特性を劣化させることなく、大型、高精度かつ低コストの微細パターニングを可能とするパターニング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】
【００１４】
本発明は、利用しやすい可視光から近赤外線領域のレーザーによる転写法を利用しても、従来の問題点を解決できるよう鋭意研究することによりなされたものである。【００１５】
すなわち本発明は、支持体と、前記支持体上に形成された光熱変換層および転写防止層と、前記光熱変換層と前記転写防止層との上面に形成された転写材料層とを含み、前記光熱変換層と前記転写防止層との組み合わせにより転写領域と非転写領域が形成され、前記転写材料層は前記転写領域の全面と、前記非転写領域の少なくとも一部に形成されているドナー基板である。【００１６】
また、本発明は、上記のドナー基板をデバイス基板と対向配置し、転写領域の少なくとも一部と非転写領域の少なくとも一部とが同時に加熱されるようにドナー基板の支持体側から光を照射することで、転写材料層のうち転写領域部分だけをデバイス基板に転写するパターニング方法を含む。【００１７】
また、本発明は、上記の方法により、デバイスを構成する層の少なくとも１層をパターニングするデバイスの製造方法を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、有機ＥＬ素子等のデバイスを構成する薄膜の特性を損なわずに、大型かつ高精度の微細パターニングを低コストで実現するという、著しい効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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２】本発明による有機ＥＬ素子の発光層パターニング方法の一例を示す断面図。
【図３】図２（ａ）における光照射方法の一例を示す平面図。
【図４】本発明によるパターニング方法の一例を示す断面図。
【図５】本発明における光照射方法の別の一例を示す斜視図。
【図６】本発明における光照射方法の別の一例を示す斜視図。
【図７】本発明における光照射方法の別の一例を示す斜視図。
【図８】本発明における光照射方法の別の一例を示す斜視図。
【図９】本発明における光照射方法の別の一例を示す断面図。
【図１０】本発明における光照射方法の別の一例を示す平面図。
【図１１】本発明における光照射方法の別の一例を示す平面図。
【図１２】本発明における光照射方法の別の一例を示す斜視図。
【図１３】本発明における光の強度分布と転写材料層温度の時間変化を説明する概念図。
【図１４】本発明における照射光の成形方法の一例を示す斜視図。
【図１５】本発明におけるドナー基板の一例を示す断面図。
【図１６】本発明におけるドナー基板の別の一例を示す断面図。
【図１７】本発明におけるドナー基板の別の一例を示す断面図。
【図１８】本発明におけるドナー基板の別の一例を示す断面図。
【図１９】実施例１における転写前後のドナー基板の平面蛍光顕微鏡写真。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図２および図３は、本発明のパターニング方法の一例を示す断面図および平面図である。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。
【００２１】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、ドナー基板３０は、支持体３１、光熱変換層３３、転写防止層３４、光熱変換層と転写防止層との上面に全面形成された転写材料層３７からなる。この例において、転写材料層３７は、有機ＥＬ素子のＲＧＢ各発光材料からなる蒸着膜であり、特に赤色発光材料を３７Ｒ、緑色発光材料を３７Ｇ、青色発光材料を３７Ｂとそれぞれ呼称する。この例では、ドナー基板３０のうち転写防止層３４が形成されていない部分が転写領域となり、転写防止層３４が形成された部分が非転写領域となる。有機ＥＬ素子（デバイス基板）１０は、支持体１１、その上に形成されたＴＦＴ（取出電極込み）１２と平坦化膜１３、絶縁層１４、第一電極１５および正孔輸送層１６からなる。なお、これらは例示であるため、後述のように各基板の構成はこれらに限定されない。
【００２２】
図２（ａ）のように、ドナー基板３０の転写防止層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転写材料層３７Ｒの転写領域部分を加熱・蒸発させる。蒸発した転写材料層３７Ｒは、デバイス基板１０の正孔輸送層１６上の転写領域に相当する部分に堆積して発光層１７Ｒを形成する。このようにして、転写材料層３７Ｒのパターンを発光層１７Ｒに転写するものである。転写材料層３７Ｒのうち非転写領域部分は、光熱変換層３３と転写材料層３７Ｒとの間に厚い転写防止層３４が挿入されているために、転写材料層３７Ｒが蒸発に必要な温度まで加熱されないので、転写防止層３４の上に付着したままである。したがって、光熱変換層３３および転写防止層３４の上に転写材料層３７Ｒが全面に形成されていても、転写領域部分の転写材料だけを転写することが可能である。つまり、本発明の方法によればインクジェット法や印刷法などでドナー基板上の転写領域だけに転写材料層をパターン形成する必要がないので、蒸着法などによる転写材料層の形成も可能であり、適用できる材料の幅が広がる。
【００２３】
図３は、図２（ａ）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（ガラス基板）側から転写防止層３４や転写領域Ｃ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。図３に示す態様において、レーザービームは矩形であり、転写領域Ｃの並びに対して垂直な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。
【００２４】
ここで、図３に示すように、転写領域の少なくとも一部と非転写領域との少なくとも一部が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および図３の態様における特徴である。このように、ドナー基板上の幅広い領域に光を照射すればよいので、レーザーをＲＧＢ副画素ごとに高精度に位置合わせる必要がない。すなわち、前述のように、非転写領域がレーザーの照射を受けても、厚い転写防止層３４が熱の伝達を防ぐため、非転写領域における転写は起こらない。図２では１画素（ＲＧＢ副画素１セット）分の幅の光を照射する例を示したが、さらに幅広い光を用いて複数の画素に対応する発光層１７を一度に転写することで、基板が大型化して画素の総数が増加しても、１枚の基板の処理時間を短く収めることができる。次に、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、転写材料層３７Ｇ、３７Ｂがそれぞれ全面形成された別のドナー基板３０を用いて、同様に発光層１７Ｇ、１７Ｂを順次形成することで、発光層１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂのパターニングが完了する。なお、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂは、それぞれ赤色発光層、緑色発光層、青色発光層を意味する。
【００２５】
このように、ドナー基板上に転写材料以外の異物である転写防止層を形成することは、転写防止層自体が剥離して転写されたり、転写防止層から転写材料層に不純物が混入する恐れがあるために、本来は好ましくない。まして、ドナー基板上に光熱変換層を設置して光を吸収させ、発生した熱により転写材料を転写させる蒸着転写法のように、転写材料が比較的高温に加熱される方式においては、異物である転写防止層を積極的に加熱するように光を照射することは、デバイスの性能を悪化させる可能性が高いものとして、前例がなかった。
【００２６】
しかし、本発明は、光熱変換層が設置されたドナー基板上において、あえて転写材料層と同時に転写防止層を加熱するように光を照射することにより、初めて高精細なパターニングを可能としたものである。すなわち、このような照射方法によれば、転写防止層と転写材料層の境界における温度低下が抑制されるので、境界に存在する転写材料をも十分に加熱して転写することができる。従って、転写薄膜の膜厚分布は従来より均一化されるので、デバイス性能への悪影響を防止できる。また、本発明においては、転写に用いる光の強度を小さくすることができることがわかった。そのため、転写材料層と転写防止層が同時に加熱されるように光を当てた場合であっても、転写防止層の剥離や転写防止層からの脱ガスなどに起因するデバイス性能への悪影響を最小限に抑制できる。
【００２７】
また、非転写領域の膜厚を相対的に厚くすることで、光照射により転写領域と同じエネルギーが投入されても、厚くて体積の大きい部分の温度上昇（特に表面温度）が低くなることに着目したので、光熱変換層や転写防止層に特殊な物質を選択する必要性が緩和され、より安価な可視光から近赤外線領域のレーザーやガラス基板からなる支持体３１の利用が可能となり、パターニングの低コスト化に有利である。
以下では、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２８】
（１）照射光
図４（ａ）〜（ｄ）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４（ａ）において、ドナー基板３０は、支持体３１、光熱変換層３３、転写防止層３４、および、光熱変換層３３と転写防止層３４との上面に全面形成された転写材料層３７からなり、デバイス基板２０は支持体２１のみからなる。ドナー基板３０とデバイス基板２０は対向するように配置される。図４（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、転写領域の少なくとも一部と転写防止層３４が存在する非転写領域の少なくとも一部とが同時に加熱されるように光を光熱変換層３３に照射する。このような配置をとることで、転写防止層３４と転写材料層３７との境界での温度低下が抑制されるので、境界に存在する転写材料を十分に加熱して転写し、均一な転写膜２７を得ることができる。ここで、転写膜とは、転写によって得られた膜のことを言う。
【００２９】
図４（ｂ）では、転写領域の転写材料層３７が加熱されて蒸発し、デバイス基板２０の支持体２１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、転写材料層３７の右側部分全てを転写し、その後、左側部分を転写することもできる。材料や光照射条件を選べば、転写材料層３７が膜形状を保持した状態でデバイス基板２０の支持体２１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、転写材料層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。
【００３０】
図４（ｃ）は、転写領域の幅よりも広い光を、転写領域の全幅と転写防止層３４の一部とが同時に加熱されるように光を光熱変換層３３に照射する、本発明の好ましい態様の１つを示すものである。この配置によれば目的とする転写膜２７のパターンを１回の転写で効率よく得ることができる。あるいは、１回目の光照射で転写領域の転写材料層３７の膜厚の半分を転写し、２回目の光照射で残りの半分を転写することで、転写材料層３７への負荷をより低減することもできる。
【００３１】
図４（ｄ）に示すように、図４（ｃ）で例示した光照射の位置から、光照射の位置がδだけ変位したとても、転写領域の全幅と転写防止層３４の幅の一部とが同時に加熱されることに変わりないので、図４（ｃ）の態様と同様に均一な転写膜２７を得ることができる。従来法では、転写領域のみに光を照射するので、光照射位置がずれると転写膜２７の均一性が極端に損なわれるものであった。大型化において基板の全領域に渡って光照射を高精度に位置合わせする難易度を考えると、本発明の方法では光照射装置の負担が著しく軽減される。
【００３２】
１枚のドナー基板３０に対して光を複数回に分けて照射することで、転写領域の転写材料層３７を膜厚方向に複数回に分割して転写することは、特に好ましい転写方法である。すなわち、１回あたりに照射する光の強度を小さくして、１回の光照射で転写材料層３７の一部のみが蒸発するようにする。これにより、転写材料層３７だけでなく転写防止層３４やデバイス基板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。光照射を複数回行う場合、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。
【００３３】
ディスプレイ用途でよく見られるように、１つの画面にＲＧＢ副画素の組がその並びのｘ方向にｋ回、それとは垂直のｙ方向にｈ回繰り返し形成されている場合に、１画素に対応する転写領域のみに光を照射して選択的に転写する従来方式において、光照射を膜厚方向にｎ回に分割して転写しても、材料劣化を抑制する効果は得られるが、基板１枚あたりの処理時間が約ｎ倍になるために、生産性が大きく低下するという問題があった。しかし、本発明では、複数個の転写領域を一括して転写することもできるから、生産性を維持することができる。特に、同時に光照射する転写領域の数をｍ個（ｍは２以上の整数）、光照射の回数をｎ回（ｎは２以上の整数）として、ｍ≧ｎの条件を満たす幅の広い光を用いると、従来方式と同等以上の高い生産性を確保できるため好ましい。ディスプレイの製造では大型基板でも１枚あたり２分前後で処理する必要がある。レーザーのスキャン速度を標準的な０．６ｍ／ｓ、基板の一辺が３ｍと仮定した場合には、２４回（１２往復）のスキャンで２分を要することを考慮すると、分割回数ｎは１５回以上３０回以下の範囲が特に好ましい。
【００３４】
ｍ＝ｋの場合、すなわち、図５（ａ）に示すように、ドナー基板３０の画面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領域（図では３７Ｒ）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の負担を大幅に軽減できる。図５（ｂ）に示すように、基板上に画面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。
【００３５】
ｍ＜ｋの場合は、例えば図６（ａ）に示すようにドナー基板３０の画面３８の半分程度の幅を覆うような光を照射し、続いて図６（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（図では３７Ｒ）を転写することができる。さらに、図７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、図６（ａ）、（ｂ）の場合と同様に全転写材料（図では３７Ｒ）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画面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。もちろん、図８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。
【００３６】
複数回光照射する場合の光照射される領域は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、互いにオーバーラップさせることもできる。最終的に光が全転写領域を照射すればよく、照射光の幅や、照射の順番、オーバーラップの度合いなどは、多様な転写条件から最適なもの選択することができる。複数回光照射する場合は、非転写領域の位置で光をオーバーラップさせることが好ましい。反対に非転写領域の位置で隙間を空けるようにして複数の光を配置させることも本発明においては可能である。
【００３７】
上記幅広光の照射による転写の大きな効果は、既に述べたとおり、光を照射する位置を従来法ほど厳密に制御する必要がなくなる点である。例えば、大気中に置かれた光源から真空中に置かれたドナー基板３０に光を照射する場合には、従来法では、大気と真空とを隔てる透明窓によって生じる微小な光路変化が無視できないので、光源や光のスキャン機構を全て真空中に入れる必要があり、大きな装置上の負担を強いるという問題があった。一方、本発明の方法では上記の光路変化は無視でき得るので、光照射装置だけでなく、転写プロセス装置全体の機構も簡素化できる。
【００３８】
また、幅広光の照射範囲内では、従来のレーザー転写で問題となってきた横方向の熱拡散が起きないので、レーザーを比較的低速でスキャンするなどして、光を比較的長時間照射することが可能になる。そのため、転写材料の最高到達温度の制御がより容易となり、転写時に転写材料にダメージを与えることなく高精度パターニングできるので、得られるデバイスの性能の低下を最小限に抑制できる。また、同時に転写防止層へのダメージも低減されることになり、転写防止層を有機材料で形成しても劣化が起こりにくくなる。そのため、ドナー基板を複数回に渡って再利用でき、パターニングに掛かるコストを低減できる。
【００３９】
転写材料が有機ＥＬ素子の発光材料である場合には、後述のように、転写材料がホスト材料とドーパント材料との混合物であり、それらが異なる蒸発速度の温度特性をもつことが珍しくない。例えば、ホスト材料と比較してドーパント材料の蒸発温度が低い場合に、低温かつ長時間の加熱ではドーパント材料が先に全て蒸発してしまうという現象が起こりやすい。一方、ある程度以上の高温加熱では、ホスト材料とドーパント材料が実質的に同じ比率のまま蒸発するフラッシュ蒸発と呼ばれる現象を利用できるようになる。本発明では、光照射時間と光照射強度だけでなく転写回数も制御することができるので、材料劣化を抑制しつつ、フラッシュ蒸発に準ずる適度な高速蒸発条件を探し出すことが比較的容易になる。したがって、転写前後でホスト材料とドーパント材料比率の変わらない転写を実現することが可能である。
【００４０】
また、１回の光照射で転写領域にある転写材料層３７の膜厚の約半分をあるデバイス基板に転写し、２回目の光照射で残りの約半分の転写材料層３７を別のデバイス基板に転写するなど、１枚のドナー基板３０を用いて２枚のデバイス基板２０への転写を行うこともできる。また、各デバイス基板へ転写する転写材料層の膜厚を調整すれば、１枚のドナー基板から３枚以上のデバイス基板への転写も可能である。
【００４１】
上記では、矩形の光をｙ方向にスキャンする例を挙げたが、図１０に示すように、ｘ方向にスキャンすることもできる。また、スキャン速度や光強度は一定である必要はなく、スキャン速度や光強度をスキャン中に変調することもできる。スキャン方向は、ｘ方向あるいはｙ方向の転写防止層３４に沿う方向が好ましいが、特に限定されるものではなく、斜め方向にスキャンすることもできる。
【００４２】
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以下がより好ましく、０．３ｍ／ｓ以下であることがさらに好ましい。上記の分割転写のように、光照射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。
【００４３】
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。レーザーとしては、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。本発明の課題の１つは、転写材料のダメージを低減することであるから、短時間に高強度の光が照射される間欠発振モード（パルス）レーザーより、連続発信モード（ＣＷ）レーザーの方が好ましい。
【００４４】
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、さら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。
【００４５】
照射光の形状は上記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。また、図１１に示すように、矩形の光を斜めに照射する配置でｙ方向にスキャンしてもよい。照射光の形状（幅）が固定されている場合に、光学系の大きな変更を必要とせずに、多様なピッチを有する転写に対応することができる。
【００４６】
また、図１２（ａ）に示すように、ドナー基板３０の画面３８の全領域を覆う光を照射することもできる。この場合には、照射光をスキャンさせることなく全転写材料を一括転写することができる。さらに、図１２（ｂ）に示すように、ドナー基板３０の画面３８を部分的に覆う光を照射し、次に未照射の部分を照射するステップ照射を使用してもよい。この場合も、照射光の前後の位置をオーバーラップさせてもよいので、光照射の位置合わせの負担を大幅に軽減できる。
【００４７】
照射光の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や反射率、転写防止層の材質や形状、転写材料層の材質や厚さなど様々な条件に影響される。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。
【００４８】
図１３（ａ）、（ｂ）は、光をスキャン照射した際の、転写材料層（あるいは光熱変換層）の温度変化を示す概念図である。様々な条件によるので一概には言えないが、図１３（ａ）のように、照射強度が一定の条件では温度が徐々に上昇し、目標（蒸発温度）に達した後も上昇する傾向にある。この条件でも転写材料層の厚さ、耐熱性および照射時間によっては問題なく転写を実施できる。一方、転写材料へのダメージをより低減する好ましい照射方法として、図１３（ｂ）に示すように、温度が目標付近で一定となり、かつ、その期間が長くなるように、強度に分布をもたせた照射光を用いて、ある点における照射強度を時間的に変化させる例が挙げられる。転写材料へのダメージを低減できることは、同時に転写防止層へのダメージも低減できることを意味するので、例えば、転写防止層を感光性有機材料を用いて形成した場合でも、転写防止層が劣化せず、ドナー基板の再利用回数を増やすことができる。図１２に示したように、一定範囲を覆う照射光をスキャンせずに照射する場合には、図１３における「スキャン方向」を「照射時間」と読み替えることで、同様の効果を得ることができる。
【００４９】
図１４（ａ）〜（ｄ）は、照射光の成形方法を示す斜視図である。図１４（ａ）に示すように、光学マスク４１によって円形の光束から矩形の照射光を切り出すことができる。光学マスク４１の他にナイフエッジや光学干渉パターンなどを利用してもよい。図１４（ｂ）、（ｃ）に示すように、レンズ４２やミラー４３により、光源４４からの光を集光あるいは拡張することで照射光を成形することもできる。また、上記の光学マスク４１、レンズ４２、ミラー４３などを適宜組み合わせることで、任意の形状の照射光に成形することができる。また、例えば、矩形照射光の長軸方向は均一な照射強度を有し、短軸方向にはガウシアン分布を有するように設計することも可能である。
【００５０】
図１４（ｄ）は、図１３（ｂ）に示した照射強度の時間依存性を実現する一例を示す。ドナー基板３０の面に対して照射光をレンズ４２を介して斜めに集光する。破線で示した仮想焦点面４５の手前側がドナー基板３０の光熱変換層（図示せず）に略一致するように配置すると、手前側はレンズ４２の焦点距離と一致するオンフォーカス条件になるため照射密度が最大となり、奥側は焦点距離から外れるオフフォーカス条件になるため、照射密度が低減する。このような配置で照射光を奥から手前に向けてスキャンすると、図１３（ｂ）に概念的に示した照射強度の時間依存性を得ることができる。
【００５１】
（２）ドナー基板
本発明のドナー基板は、支持体、光熱変換層、転写防止層および転写材料層を含む。支持体上に光熱変換層および転写防止層が形成され、光熱変換層と転写防止層との上面に転写材料層が形成される。光熱変換層および転写防止層の組み合わせにより、転写領域と非転写領域が形成される。すなわち、転写防止層が形成された部分が非転写領域となり、転写防止層が形成されず光熱変換層のみが存在する部分が転写領域となる。ここで、前記転写材料層は前記転写領域の全面、および、前記非転写領域の少なくとも一部に形成されている。
【００５２】
本発明のドナー基板３０の典型的な構成を図１５（ａ）、（ｂ）に示す。図１５（ａ）は既に図２で例示したものと同じ構成であり、支持体３１上に光熱変換層３３が略全面に形成され、光熱変換層３３上に転写防止層３４がパターン形成され、光熱変換層３３と転写防止層３４との上面に転写材料層３７が略全面に形成されたものである。ここで、「略全面に形成する」とは、原則としてドナー基板３０の全面に層を形成するが、パターニングには関係のないドナー基板周辺部においては、必ずしも層が形成されていなくても良いことを意味する。また、「パターン形成する」とは、ドナー基板３０上の非転写領域Ｄのみに層を形成することを意味する。転写防止層３４が形成されていない領域が、転写領域Ｃとなる。支持体３１を通して光熱変換層３３に一様に光照射すると、光熱変換層３３は瞬間的に高温に加熱される。転写領域においては、光熱変換層３３と転写材料層３７とが接しているので、転写材料を蒸発に必要な温度にまで加熱される。一方、非転写領域においては、光熱変換層３３と転写材料層３７との間に比較的厚い転写防止層３４が形成されているので、たとえ光熱変換層３３が加熱されても、転写材料は蒸着に必要な温度にまで加熱されないので、転写材料が転写防止層３４の上に付着したまま残る。
【００５３】
このように、非転写領域の転写材料は転写されないので、非転写領域では必ずしも全面に転写材料層が形成される必要はなく、例えば図１５（ｂ）に示すように、非転写領域の少なくとも一部に形成されていればよい。なお、転写材料の転写のためには、非転写領域の転写材料層は必ずしも必要ではないが、非転写領域の少なくとも一部に転写材料層が形成されている構成にすることによって、転写材料層を形成する際に、転写領域にのみ選択的に形成するような精度が要求されないというメリットがある。例えば、図１に示した有機ＥＬ素子１０の発光層１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを直接的にマスク蒸着法によりパターニングする場合は、蒸着マスクには、所望の発光層形成領域を不足なく露出して、かつ、隣接する別の色の発光層形成領域を完全にマスクすることが要求されるので、蒸着マスクの開口部の形成位置に許容される誤差は最大でも絶縁層１４の幅となる。一方、図１５（ｂ）に示した本発明のドナー基板３０の転写材料層３７をマスク蒸着法によりパターニングする場合は、蒸着マスクには、転写領域を不足なく露出することのみが要求されるので、蒸着マスクの開口部の形成位置に許容される誤差は著しく緩和される。特に転写材料層を光熱変換層と転写防止層との上面に略全面に形成する場合は、パターン形成の手間が全く省ける。
【００５４】
本発明のドナー基板３０の構成の別の例を図１６に示す。ここでは、支持体３１上に、光に対して完全に透明でない（光吸収特性および／または光反射特性を備えた）物質を用いて転写防止層３４が先にパターン形成され、支持体３１と転写防止層３４との上に光熱変換層３３が略全面に形成され、光熱変換層３３の上面に転写材料層３７が略全面に形成される。支持体３１を通して一様に光照射すると、転写領域における光熱変換層３３は瞬間的に高温に加熱され、光熱変換層３３に接している転写材料層３７が蒸発に必要な温度にまで加熱される。一方、非転写領域では、転写防止層３４によって光が少なくとも部分的に吸収あるいは反射されるために、光熱変換層３３に到達する光強度が転写領域のそれより減少して、転写材料層３７が蒸着に必要な温度にまで加熱されないので、転写材料が光熱変換層３３の上に付着したまま残る。
【００５５】
本発明のドナー基板は、光熱変換層と転写防止層との組み合わせにより転写領域と非転写領域が形成されていれば、その構造は上記の例に限定されるものではない。例えば図１７に示すように、略全面に形成された２層の光熱変換層３３にパターン形成された転写防止層３４がサンドイッチされるような構造であってもよい。例えば、上面の光熱変換層３３には転写材料層３７への不純物混入や蒸発時の劣化を抑止できる高融点金属などの安定な無機材料を使用し、転写防止層３４はパターン加工性と厚膜化に優れた有機材料を使用したドナー基板３０は、転写時に転写材料層３７に悪影響を及ぼしにくく、かつ、比較的容易なプロセスで実現できることから、本発明における特に好ましい構成として例示できる。
【００５６】
あるいは図１８に示すように、支持体３１自体に凹凸加工が施され、支持体３１の凸部の上面に転写防止層３４が形成され、その上面の略全面に光熱変換層３３が形成されていてもよい。支持体３１の凹凸加工にはエッチング法などを利用できる。また、公知の手法により凸部の上面あるいは内部に光散乱機能を導入することで転写防止層３４とすることも可能である。
【００５７】
本発明のドナー基板において、再利用のための洗浄耐性や転写時の不純物混入低減の面から、転写材料層に接する部分が無機物からなることが特に好ましい。上記の中で、図１６〜１８で示されるドナー基板は、転写材料層が光熱変換層と接しているが、後記の通り光熱変換層の材質は無機物からなることが好ましいため、このようなドナー基板は本発明の特に好ましい態様となる。また、図１５で示されるドナー基板は、非転写領域において転写材料層が転写防止層と接している。転写防止層の材質は、後記の通り有機物であっても無機物であってもよいが、上記の観点から、無機物からなる転写防止層である場合には本発明の特に好ましい態様となる。また、転写防止層が複数層からなる場合は、少なくとも転写材料層に接する最表面の層が無機物であることが好ましい。
【００５８】
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、転写防止層および転写材料層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る。樹脂フィルムの材料としては、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。
【００５９】
化学的安定性、熱的安定性、寸法安定性、機械的強度および透明性の面で、好ましい支持体としてガラス板を挙げることができる。ガラス板の材料は、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。
【００６０】
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の１／１００である３℃以下に抑制したい場合であって、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さらに好ましい。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さらに好ましい。このようにすることで、基板が大型化しても熱膨張による寸法変位量が少なくなり、高精度パターニングが可能になる。
【００６１】
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および構成であれば特に限定されない。光熱変換層の例として、カーボンブラック、黒鉛、チタンブラック、有機顔料、金属粒子などを樹脂に分散させた薄膜を利用することができる。また、金属薄膜などの無機薄膜も光熱変換層として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、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からなる薄膜、およびそれらの積層薄膜を使用できる。安定性の面からタンタルを特に優れた光熱変換材料として例示できる。
【００６２】
転写領域における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物からなる薄膜、およびそれらの積層薄膜を使用できる。
【００６３】
非転写領域における光熱変換層あるいは転写防止層の支持体側には、あるいは、必要に応じて光反射層を形成することができる。また、転写防止層そのものとして、光反射層を形成することもできる。これらの光反射層としては、金属薄膜や上記の光学干渉薄膜が好適に利用される。
【００６４】
転写領域における光熱変換層の転写材料層側には、必要に応じて転写補助層を形成することができる。転写補助層の機能の一例は、加熱された光熱変換層の触媒効果により転写材料が劣化することを防止する機能である。転写補助層としては、タングステン、タンタル、モリブデン、シリコン等の金属や、これらの酸化物あるいは窒化物など不活性な無機物からなる薄膜を使用することができる。転写補助層の機能の別の一例は、転写材料層を塗布法により成膜する際の表面改質機能である。上に例示した不活性な無機物からなる粗表面薄膜や金属酸化物の多孔質膜などを使用することができる。転写補助層の機能のさらに別の一例は、転写材料層の加熱均一化である。比較的厚い転写材料層を均一に加熱するために、熱伝導性に優れた金属などの材料によりスパイク状の（もしくは多孔質状の）構造をもつ転写補助層を形成し、その間隙に転写材料層を担持するように配置することができる。この機能を有する転写補助層は、光熱変換層と一体化してもよい。
【００６５】
光熱変換層は転写材料層に十分な熱を与える必要があるので、転写領域の光熱変換層の熱容量は転写材料層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、転写材料層の厚さの５倍以上であることがさらに好ましい。光熱変換層の厚さは、具体的には０．０２〜２μｍが好ましく、０．１〜１μｍがさらに好ましい。光熱変換層は照射光の９０％以上、さらに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。なお、転写補助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層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転写補助層が薄くなるように設計することが好ましい。
【００６６】
光熱変換層や転写補助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。
【００６７】
光熱変換層は少なくとも転写領域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の略全面に形成されていてもよいし、パターン加工されてもよい。
【００６８】
転写防止層は、光熱変換層で発生した熱あるいは転写防止層への直接的な光照射に対して安定である材料および構成であれば特に限定されない。転写防止層の材料としては、無機物では金属、酸化ケイ素や窒化ケイ素をはじめとする金属酸化物、金属窒化物、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。例えば、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転写防止層の形成に用いることもできる。パターン加工性、厚膜化および断熱性の面で優れた材料としては、ポリイミドやポリベンゾオキサゾールなどの有機材料が好ましい。また、耐久性、表面清浄度および熱拡散性の面で優れた材料としては、金属や金属酸化物などの無機材料を好ましい材料として例示できる。
【００６９】
転写防止層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、電鋳法などの公知技術を、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。転写防止層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や電鋳法などが利用できる。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）法によって転写防止層をパターニングしてもよい。また、感光性樹脂材料を用いて、転写防止層を直接露光、現像することでパターン加工することもできる。さらに、全面形成した転写防止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。
【００７０】
転写防止層の平面形状としては、例えば格子状構造でも、ｙ方向に伸びるストライプ状構造であってもよい。転写防止層の厚さについても特に限定されない。ただし、転写防止層は転写領域と比較して温度上昇を抑制する機能を備えることを考慮すると、その熱容量が光熱変換層のそれより大きいことが好ましい。そのため、転写防止層が光熱変換層より厚いことが好ましく、さらに光熱変換層の５倍以上厚いことがより好ましい。転写防止層の厚さとしては、具体的には１〜１００μｍが好ましく、２〜２０μｍがさらに好ましい。
【００７１】
ドナー基板とデバイス基板を対向配置させたとき、ドナー基板の転写材料層はデバイス基板の被転写面に直接接しない方が好ましい。また、その場合ドナー基板の転写材料層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。そのため、ドナー基板における非転写領域の厚さは、は転写領域の厚さより厚いことが好ましく、５倍以上厚いことがより好ましい。また、非転写領域の厚さは、具体的には１〜１００μｍ、さらに２〜２０μｍの厚さであることが好ましい。ここで、転写領域の厚さとは、転写領域において、ドナー基板の支持体から転写材料層までの間に含まれる層のうち、支持体と転写材料層以外の全ての層の厚さの合計として定義される。また、非転写領域の厚さとは、支持体の表面が平坦である場合には、同様に、非転写領域において、ドナー基板の支持体から転写材料層までの間に含まれる層のうち、支持体と転写材料層以外の全ての層の厚さの合計として定義される。また、図１８に例示したように、転写領域と非転写領域において、支持体の厚みに差がある場合は、それも考慮し、非転写領域の厚さは、転写領域の支持体面を基準面とした非転写領域の厚さ、ただし転写材料層は除く、として定義される。このような厚さの非転写領域を有するドナー基板をデバイス基板に対向ざせることで、ドナー基板の転写材料層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。
【００７２】
転写防止層の断面形状は、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、隣り合う絶縁層の間の幅よりも転写領域Ｃ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、隣り合う絶縁層の間の幅が転写領域Ｃ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、転写防止層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。転写領域Ｃの典型的な幅は１０〜２００μｍ、ピッチは３０〜６００μｍ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。
【００７３】
上面に転写材料層を略全面に成膜する前には、通常のウェット洗浄はもちろん、光熱変換層や転写防止層表面をプラズマ処理やＵＶオゾン処理などの公知技術を利用して洗浄することができる。
【００７４】
（３）転写材料
転写材料は、有機ＥＬ素子をはじめとし、有機ＴＦＴ、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のいずれでもよく、加熱された際に、蒸発、昇華、アブレーション昇華、接着性変化あるいは、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う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膜が形成されてもよい。
【００７５】
ドナー基板における転写材料層の厚さは、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、転写材料層の厚さは１ｎｍで十分である。電極材料の場合には、転写材料層の厚さは１００ｎｍ以上になることもある。本発明の好適な用途である有機ＥＬ素子の発光層の場合は、転写材料層の厚さは１０〜１００ｎｍが、さらに２０〜５０ｎｍであることが好ましい。
【００７６】
転写材料層の形成方法は特に限定されない。大型化への対応が容易で、低コスト化に有利な方法として、少なくとも転写材料と溶媒からなる溶液を塗布し、前記溶媒を乾燥させることが好ましい。塗布方法としては、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。一方、転写材料層成膜時の不純物の混入が少なく、膜厚均一性で有利な方法として、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。有機ＥＬ素子の発光層のように高純度が要求される場合や、非転写領域の転写材料を回収して再利用する場合には、転写材料への不純物混入を防ぐことを優先して、ドライプロセスを利用することが好ましい。
【００７７】
（４）デバイス基板
デバイス基板に用いられる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。デバイス基板とドナー基板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い。そのため、両基板の支持体が同一材料からなることがさらに好ましい。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、両基板の支持体の厚さは同じでも異なっていてもよい。
【００７８】
デバイス基板は転写前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、支持体上１１上に絶縁層１４や正孔輸送層１６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。
【００７９】
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、ドナー基板の非転写領域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絶縁層が形成されているのが好ましい。絶縁層の形成には、ドナー基板の転写防止層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、厚さ、幅およびピッチについても、ドナー基板の転写防止層で例示した形状や数値を例示することができる。
【００８０】
（５）転写プロセス
転写プロセスの一例として、ドナー基板とデバイス基板とを真空中で対向させ、転写空間をそのまま真空に保持した状態で大気中に取り出し、転写を実施することができる。例えば、ドナー基板の転写防止層および／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、発光層を本発明のパターニング方法によって形成し、電子輸送層を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および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場合は、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。
【００８１】
本発明においては蒸着モードで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材料層を転写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、ドナー基板上に転写材料層として電子輸送層／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／電子輸送層の転写材料層を１回で転写することもできる。
【００８２】
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。本発明では転写工程における転写材料の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。転写雰囲気の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。転写材料のダメージ低減や転写膜への不純物混入の低減および蒸発温度の低温下の観点では、転写雰囲気は真空であることが特に好ましい。
【００８３】
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層を形成した時点では同等の膜厚ムラが発生しうる。しかし、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、転写膜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、たとえ転写材料層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膜を得ることができる。
【００８４】
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、有機ＴＦＴ、光電変換素子、各種センサーなどをいう。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、光電変換素子では電極などを、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。
【００８５】
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。発光素子部分は、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、かつ、発光領域を規定するための絶縁層１４が形成されている。発光素子構成はこの例に限定されるものではない。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い。正孔輸送層は正孔注入層と正孔輸送層との複数層の積層構造であってもよい。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い。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。
【００８６】
カラーディスプレイにおいては少なくとも発光層がパターニングされる必要があり、発光層のパターニングに本発明のパターニング方法を適用することが好適である。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、本発明のパターニング方法によりパターニングしてもよい。また、正孔輸送層、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、本発明のパターニング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。
【００８７】
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用いて形成し、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に示した本発明のパターニング方法により、発光層１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを形成する。その上に、電子輸送層１８および第二電極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。
【００８８】
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、色純度および耐久性の観点から、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。
【００８９】
ドナー基板上に転写材料層を形成する際に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層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。転写材料層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。
【００９０】
発光層の材料としては、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、ピロメテン誘導体および各種リン光材料を例示できる。
【００９１】
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層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。ドナー基板上に転写材料層を形成する際は、発光層と同様に、様々な手法にて形成することができる。
【００９２】
正孔輸送層の材料としては、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。
【００９３】
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ための転写材料層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。ドナー基板上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。
【００９４】
電子輸送層の材料としては、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。
【００９５】
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、本発明のパターニング方法が適用される別の好ましい例として例示される。
【００９６】
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。ドナー基板上に電極用の転写材料層を形成する際は、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号公報に記載された公知の材料を用いることができる。
【００９７】
有機ＥＬ素子としては、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素子や、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素子や、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素子などを用いることができる。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。
【００９８】
本発明の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デバイス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。この半導体層を本発明のパターニング方法によって形成することで、有機ＥＬ素子におけるのと同様の効果を得ることが可能である。
【実施例】
【００９９】
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。【０１００】
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０．４μｍのタンタル膜をスパッタリング法により全面形成した。前記光熱変換層をＵＶオゾン処理した後に、その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た。塗布膜をプリベーキングした後、目的の転写防止層のパターンが得られるようにＵＶ露光し、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３２０℃、１０分間ベーキングして、ポリイミドの転写防止層を形成した。この転写防止層の厚さは７μｍで、断面は順テーパー形状であり、その幅は２０μｍであった。転写防止層の間には幅８０μｍ、長さ２８０μｍの光熱変換層を露出する開口部が、幅方向１００μｍ、長さ方向３００μｍのピッチで配置されていた。この基板上の略全面に、ピレン系赤色ホスト材料ＲＨ−１とピロメテン系赤色ドーパント材料ＲＤ−１（ホスト材料に対して０．５ｗｔ％）を共蒸着することで、厚さ４０ｎｍの転写材料層を形成した。【０１０１】
【化１】
2011068111.tif 000003
【０１０２】
デバイス基板は以下のとおり作製した。ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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のサイズに切断し、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。次に、ドナー基板と同様の方法で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、ポリイミドの絶縁層を形成した。この絶縁層の高さは７μｍで、断面は順テーパー形状であり、その幅は３０μｍであった。絶縁層のパターンの間には幅７０μｍ、長さ２５０μｍのＩＴＯを露出する開口部が、幅方向１００μｍ、長さ方向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、この基板の発光領域全面に正孔輸送層として、アミン系化合物であるＮ，Ｎ’−（（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジイル）ビス（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリフェニルベンゼン−１，４−ジアミン）を５０ｎｍ、ＮＰＤを１０ｎｍ蒸着した。【０１０３】
次に、前記ドナー基板の転写防止層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外周部をシールしてから大気中に取り出した。絶縁層と転写防止層とで区画される転写空間は真空に保持されていた。転写工程には、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た（光源：半導体レーザーダイオード）。転写防止層および絶縁層の長さ方向と光の縦方向を一致させるようにドナー基板のガラス基板側から光を照射し、転写領域と非転写領域とが同時に加熱されるように縦方向にスキャンすることで、転写材料層である共蒸着膜のうち転写領域（転写材料層と光熱変換層とが接している領域）のみを、デバイス基板の下地層である正孔輸送層上に転写した。光強度は１４４〜１８０Ｗ／ｍｍ２の範囲で調整し、スキャン速度は０．６ｍ／ｓであった。光は横方向に約３００μｍピッチでオーバーラップさせながら、デバイス基板の発光領域全面に転写されるように繰り返しスキャンを実施した。【０１０４】
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３０ｎｍ、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。【０１０５】
【化２】
2011068111.tif 000004
【０１０６】
上記転写工程において、光強度および転写回数を表１に示すように変更して実験を行った。ここで、転写回数が１回とは１回の光照射で厚さ４０ｎｍの転写材料層の全膜厚がちょうど転写されることを、２４回とは２４回の光照射で厚さ４０ｎｍの転写材料層の全膜厚がちょうど転写される（１回の光照射で転写された平均膜厚が約１．７ｎｍ）ことを意味する。書く条件において得られた有機ＥＬ素子における発光効率の測定値を表１に示す。いずれの素子からも明瞭な赤色発光が確認でき、転写された発光層がデバイス基板の絶縁層の開口部を不足なく覆っていることが確認できた。【０１０７】
【表１】
2011068111.tif 000005
【０１０８】
本実施例における転写前後のドナー基板の平面蛍光顕微鏡写真を図１９に示す。転写前図１９（ａ）では転写領域（光熱変換層上）と非転写領域（転写防止層上）ともに転写材料からの蛍光が検出されているが（下地層の反射率の違いにより非転写領域の蛍光が相対的に暗く観察されている）、転写後図１９（ｂ）では転写領域の転写材料からの蛍光が検出されなくなり、転写領域の転写材料がデバイス基板に転写されたことを示している。一方で、非転写領域の転写材料からの蛍光は検出されており、また、本領域に対応するデバイス基板への転写材料の付着は認められなかったことから、非転写領域における転写材料は転写されていないことが確認された。【０１０９】
実施例２
ドナー基板の作製において、光熱変換層の１層目として厚さ０．２μｍのタンタル膜を全面形成したこと以外は実施例１と同様にして、転写防止層のパターン加工まで実施した。その後、さらに光熱変換層の２層目として厚さ０．２μｍのタンタル膜を全面形成した。つまり、本実施例のドナー基板は、転写領域では厚さ０．４μｍのタンタル膜が形成され、非転写領域ではポリイミド系の転写防止層が２層のタンタル膜で挟まれた構造を有する。この基板上の略全面に、実施例１と同様に厚さ４０ｎｍの転写材料層を形成した。【０１１０】
それ以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製したところ、実施例１とほぼ同じ発光効率が得られた。さらに、本実施例のドナー基板では、非転写領域においても転写材料層が安定な金属（タンタル）層と接しているので、転写後に非転写領域に付着したままの転写材料を溶媒などを用いて回収する際に不純物の混入を抑制できるという利点が認められた。さらに、ドナー基板の最表面が安定な金属（タンタル）で覆われているので、洗浄して再利用する際の繰り返し耐性が大幅に向上した。【０１１１】
上記の原理を利用すれば、図２および図３を用いて説明したように、ＲＧＢ各転写材料層をそれぞれ高精度にパターン転写することも容易に達成できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
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】
【０１１３】
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
２１  支持体
２７  転写膜
３０  ドナー基板
３１  支持体
３３  光熱変換層
３４  転写防止層
３７  転写材料層
３８  画面
３９  転写補助層
４１  光学マスク
４２  レンズ
４３  ミラー
４４  光源
４５  仮想焦点面
Ａ  照射光
Ｂ  スキャン方向
Ｃ  転写領域
Ｄ  非転写領域
Ｅ  オーバーラップ
【図１】
2011068111.tif 000006
【図２】
2011068111.tif 000007
【図３】
2011068111.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011068111.tif 000012
【図８】
2011068111.tif 000013
【図９】
2011068111.tif 000014
【図１０】
2011068111.tif 000015
【図１１】
2011068111.tif 000016
【図１２】
2011068111.tif 000017
【図１３】
2011068111.tif 000018
【図１４】
2011068111.tif 000019
【図１５】
2011068111.tif 000020
【図１６】
2011068111.tif 000021
【図１７】
2011068111.tif 000022
【図１８】
2011068111.tif 000023
【図１９】
2011068111.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、前記支持体上に形成された光熱変換層および転写防止層と、前記光熱変換層と前記転写防止層との上面に形成された転写材料層とを含み、前記光熱変換層と前記転写防止層との組み合わせにより転写領域と非転写領域が形成され、前記転写材料層は前記転写領域の全面と、前記非転写領域の少なくとも一部に形成されており、前記転写領域において、前記光熱変換層と前記転写材料層が接するものであるドナー基板。
【請求項２】
前記転写材料層が前記光熱変換層と前記転写防止層との上面に略全面に形成されている請求項１記載のドナー基板。
【請求項３】
非転写領域の厚さが転写領域の厚さの５倍以上である請求項１または２記載のドナー基板。
【請求項４】
前記支持体上に前記光熱変換層が略全面形成され、前記光熱変換層上に前記転写防止層がパターン形成されており、前記転写防止層の形成部が非転写領域として、前記転写防止層の非形成部が転写領域として機能する請求項１〜３のいずれか記載のドナー基板。
【請求項５】
前記支持体上に前記転写防止層がパターン形成され、前記転写防止層上を含む略全面に光熱変換層が形成され、前記転写防止層が形成された部分が非転写領域であり、前記転写防止層が形成されていない部分が転写領域である請求項１〜３のいずれか記載のドナー基板。
【請求項６】
転写材料層と接する部分が無機物からなる請求項１〜５のいずれか記載のドナー基板。
【請求項７】
転写材料層がドライプロセスにより形成されてなる請求項１〜６のいずれか記載のドナー基板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか記載のドナー基板をデバイス基板と対向配置し、転写領域の少なくとも一部と非転写領域の少なくとも一部とが同時に加熱されるようにドナー基板の支持体側から光を照射することで、転写材料層のうち転写領域部分だけをデバイス基板に転写するパターニング方法。
【請求項９】
転写領域の幅よりも広い光を光熱変換層に照射する請求項８記載のパターニング方法。
【請求項１０】
光を複数回に分けて照射することで、転写材料層を膜厚方向に複数回に分割して転写する請求項８または９記載のパターニング方法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか記載の方法により、デバイスを構成する層の少なくとも１層をパターニングするデバイスの製造方法。
【請求項１２】
デバイスが有機ＥＬ素子であり、パターニングする層が発光層である請求項１１記載のデバイスの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
すなわち本発明は、支持体と、前記支持体上に形成された光熱変換層および転写防止層と、前記光熱変換層と前記転写防止層との上面に形成された転写材料層とを含み、前記光熱変換層と前記転写防止層との組み合わせにより転写領域と非転写領域が形成され、前記転写材料層は前記転写領域の全面と、前記非転写領域の少なくとも一部に形成されており、前記転写領域において、前記光熱変換層と前記転写材料層が接するものであるドナー基板。
【国際調査報告】
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