(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の転写基材それぞれの上に塑性変形層を形成するとともに、該塑性変形層に重ねて該塑性変形層と同時に各色の色材層を形成することにより、複数色の単色転写材を形成する単色転写材形成工程と、
前記複数色の単色転写材のうちの１色の単色転写材表面を、表面に所定パターンの凹凸が形成された押圧部材で押圧することにより、該単色転写材表面に、前記押圧部材の凹凸に対応する凹凸パターンを形成するパターン形成工程と、
前記凹凸パターンが形成された複数色の単色転写材のうちの１色の単色転写材の表面を所定の基材と重ね合わせ、該単色転写材の凸部の色材層を該基材に転写する操作を前記複数色分繰り返すことにより該基材上に前記複数色の多色パターンが形成された多色パターン部材を製造する転写工程とを有することを特徴とするパターン部材の製造方法。
【請求項２】
複数枚の転写基材それぞれの上に塑性変形層を形成し、該塑性変形層の上に剥離層を形成し、該剥離層の上に各色の色材層を形成することにより、複数色の単色転写材を形成する単色転写材形成工程と、
前記複数色の単色転写材のうちの１色の単色転写材表面を、表面に所定パターンの凹凸が形成された押圧部材で押圧することにより、該単色転写材表面に、前記押圧部材の凹凸に対応する凹凸パターンを形成するパターン形成工程と、
前記凹凸パターンが形成された複数色の単色転写材のうちの１色の単色転写材の表面を所定の基材と重ね合わせ、該単色転写材の凸部の色材層を該基材に転写する操作を前記複数色分繰り返すことにより該基材上に前記複数色の多色パターンが形成された多色パターン部材を製造する転写工程とを有することを特徴とするパターン部材の製造方法。
【請求項３】
前記単色転写材形成工程が、前記塑性変形層、前記剥離層、および前記色材層を重ねて同時に形成する工程であることを特徴とする請求項２記載のパターン部材の製造方法。
【請求項４】
前記基材が、透明な基材であることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載のパターン部材の製造方法。
【請求項５】
前記基材が、透明基材上に電極層が形成された基材であることことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載のパターン部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＣＤ用カラーフィルタや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）用画素等の電子ディスプレイ用材料として用いられるパターン部材およびその製造方法に関する。ここで、パターン部材とは、カラーフィルタ、有機ディスプレイのフィルムを含むものであり、また、上記のカラーフィルタ、有機ディスプレイを製造するための転写用フィルムをも含むものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＣＤ用カラーフィルタや有機ＥＬ用画素等の電子ディスプレイ用材料として、ガラス基板、シート基材、フィルムなどの上に、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の単色または３色の、ミクロンオーダの微細なストライプ状またはマトリックス状のパターンを形成したパターン部材が用いられている。
【０００３】
このようなパターン部材の製造方法として、これまで、以下に示すような方法が提案されてきた（主としてカラーフィルタの作製方法に関するものを列挙する）。
【０００４】
１）レリーフ染色法：感光性レジストを使って所定形状にパターニングした後、染色液に浸漬して着色する。
【０００５】
２）顔料分散法：感光性レジストに顔料を分散させたものを基板上に塗布し、露光し、現像してパターニングする。
【０００６】
３）真空蒸着法：色材粒子を加熱蒸発させ、マスクをかけた基板表面に付着させてパターン形成する。
【０００７】
４）インクジェット法：インクジェット方式により所定の位置に着色インクを微量噴射してパターニングする。
【０００８】
５）電着法：透明電極を所定の形状にパターニングしておき、その上に色に応じた電着を繰り返してパターニングする。
【０００９】
６）オフセット印刷法：顔料が分散されたインキをオフセット印刷方式によって基板上にパターニングする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらのパターン部材の製造方法には、それぞれ次のような問題がある。
【００１１】
ａ）工程数が多く、量産化に不向きである。（レリーフ染色法、顔料分散法、電着法）
ｂ）大面積化が困難である。（真空蒸着法、オフセット印刷法）
ｃ）設備費に多額のコストが掛かる。（真空蒸着法）
ｄ）インキ等に硬化性樹脂等の薬品を添加する必要があるため製品性能に悪影響を及ぼす懸念があり、添加薬品の処方開発に留意する必要がある。（レリーフ染色法、顔料分散法、真空蒸着法、インクジェット法、電着法、オフセット印刷法）
ｅ）各パターンの厚さを一定にすることが困難である。（インクジェット法、オフセット印刷法）
ｆ）インキの濡れ拡がりによるパターンの精度不良を起こしやすい。（インクジェット法、オフセット印刷法）
これらの問題を解消するものとして、特開平１１−２６０５４９号公報には、「フィルム上に光−熱変換層および熱伝播層を形成し、その上に陰極層を形成し、次に発光層を重ねて形成し、さらに正孔注入性接着層を重ねて形成した後、フィルムの成膜面側を、ストライプパターニングしたＩＴＯ陽極付き基板上に貼り付け、その後、フィルム裏面側からＹＡＧレーザを陰極形状を形成するように選択的に照射することにより、多重に形成した層を基板上に転写する。その後、フィルムを取り除き、多重に形成した層を転写した基板に駆動手段を接続し、封止処理を施して有機ＥＬディスプレイを得る」という方式のパターン部材製造方法が開示されている。
【００１２】
この転写方式のパターン部材製造方法は、乾式プロセスであるため有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する有機材料に有機溶剤や水等によるダメージを与えることがなく、かつ高精細なパターンを形成することが可能である。
【００１３】
しかしながら、この転写方式には次のような問題がある。すなわち、この転写方式では、転写時に、転写したい部分で転写用基板と有機エレクトロルミネッセンス素子の支持基板が完全に密着していなければならないが、支持基板表面には、パターン形成された電極層や有機材料層等による段差が存在しており完全に平らではないため、転写用基板と有機エレクトロルミネッセンス素子の間に隙間を生じることがあり、このような隙間の部分では転写が行われないため、その部分で電極間の短絡が起こり表示欠陥や歩留り低下の原因となってしまうという問題がある。
【００１４】
上記の問題を解決するために、特開２００１−１９６１６８号公報には、「支持基板上に少なくとも第１電極層を形成する工程と、エレクトロルミネッセンス層及び／又は第２電極層を構成する材料を転写層として転写用基板上に形成する工程と、支持基板の第１電極層形成面と転写用基板上の転写層形成面とを圧着ローラで圧着する工程と、転写用基板上に形成された転写層を支持基板の第１電極層形成面側に転写する工程とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。」が開示されている。
【００１５】
しかし、この特開２００１−１９６１６８号公報に開示された方法は、多色のパターン部材を製造する際に、複数色の転写用基板上に形成する各色の転写層の膜厚に差を付けておき、膜厚の差に基づき各転写層を支持基板に順次転写していくことにより多色パターンを形成する方法であるため、転写層の膜厚の制御が難しいという問題があり、膜厚の差が所定の値に制御されていない場合には正確に転写できないという欠点がある。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑み、高生産性かつ低コストで微細な多色パターン部材を確実に製造することのできるパターン部材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のパターン部材の製造方法は、
複数枚の転写基材それぞれの上に各色の色材層を形成することにより、複数色の単色転写材を形成する単色転写材形成工程と、
上記複数色の単色転写材のうちの１色の単色転写材表面を、表面に所定パターンの凹凸が形成された押圧部材で押圧することにより、その単色転写材表面に、上記押圧部材の凹凸に対応する凹凸パターンを形成するパターン形成工程と、
上記凹凸パターンが形成された複数色の単色転写材のうちの１色の単色転写材の表面を所定の基材と重ね合わせ、その単色転写材の凸部の色材層を基材に転写する操作を上記複数色分繰り返すことにより基材上に上記複数色の多色パターンが形成された多色パターン部材を製造する転写工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明のパターン部材の製造方法によれば、上記の構成としたことにより微細なパターンを有する多色パターン部材を高生産性かつ低コストで製造することができる。
【００１９】
ここで、上記単色転写材形成工程が、上記複数枚の転写基材それぞれに塑性変形層を形成し、その塑性変形層の上に各色の色材層を形成することにより、複数色の単色転写材を形成する工程であってもよい。
【００２０】
このように構成した場合は、塑性変形層の存在により凹凸パターンの形成が容易となるのでパターン部材をさらに高生産性かつ低コストで製造することが可能となる。
【００２１】
また、上記単色転写材形成工程が、上記塑性変形層および上記色材層を重ねて同時に形成する工程であってもよい。
【００２２】
このように構成した場合は、工程数を減らすことができるのでパターン部材をさらに高生産性かつ低コストで製造することが可能となる。
【００２３】
また、上記単色転写材形成工程が、上記塑性変形層と上記各色の色材層との間に剥離層を形成する工程であってもよい。
【００２４】
このように構成した場合は、色材層の、基材への転写が容易となるのでパターン部材をさらに高生産性かつ低コストで製造することが可能となる。
【００２５】
また、上記単色転写材形成工程が、上記塑性変形層、上記剥離層、および上記色材層を重ねて同時に形成する工程であってもよい。
【００２６】
このように構成した場合は、パターン部材をさらに高生産性かつ低コストで製造することが可能となる。
【００２７】
また、上記基材は、透明な基材であることが好ましい。
【００２８】
このように構成した場合は、透明なパターン部材を高生産性かつ低コストで製造することが可能となる。
【００２９】
また、上記基材が、透明基材上に電極層が形成された基材であることが好ましい。
【００３０】
このように構成した場合は、表面に電極層を有するパターン部材を高生産性かつ低コストで製造することが可能となる。
【００３１】
以上のように、本発明のパターン部材の製造方法においては、基材上に、色材層のみを形成してもよく、また、色材層と塑性変形層を形成してもよく、また、色材層と剥離層と塑性変形層を形成してもよく、さらに、色材層と剥離層を形成するものであってもよい。
【００３２】
また、上記目的を達成する本発明のパターン部材は、
複数枚の転写基材それぞれの上に各色の色材層を形成することにより形成された複数色の単色転写材のうちの１色の単色転写材表面を、表面に所定パターンの凹凸が形成された押圧部材で押圧することにより、該単色転写材表面に、前記押圧部材の凹凸に対応する凹凸パターンを形成し、前記凹凸パターンが形成された複数色の単色転写材のうちの１色の単色転写材の表面を所定の基材と重ね合わせ、該単色転写材の凸部の色材層を該基材に転写する操作を前記複数色分繰り返すことにより形成された、該基材上に前記複数色の多色パターンを有するパターン部材であることを特徴とする。
【００３３】
本発明のパターン部材によれば、上記の構成としたことにより高生産性かつ低コストの多色パターン部材を得ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３５】
図１〜図７は、本発明のパターン部材の製造方法の第１の実施例を示す概略工程図である。
[実施例１]
図１に示すような厚さ５０μｍの転写基材１１を３枚用意し、各転写基材１１表面にそれぞれ塑性変形層１２を塗布する。転写基材１１としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）などを用いることができる。
【００３６】
塑性変形層１２としては、メタクリル酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、イタコン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ゼラチン等のポリマからなる層を挙げることができる。また、市販のフォトレジストを用いてもよい。また、膜強度改良のために、これらにアルコール可溶性ナイロン、またはエポキシ樹脂を添加したものを用いてもよい。
【００３７】
次に、これら３枚の転写基材１１の塑性変形層１２の上に、図２に示すように、剥離層１３を形成する。
【００３８】
剥離層１３としては、塑性変形層１２に用いたポリマに、パラフィンワックス、モンタン系ワックス、ビスアマイド系ワックス等のワックス、シリコーン樹脂、フッ素系化合物等を添加してなる物質が用いられる。剥離層１３と塑性変形層１２に用いられる主要ポリマは同一のものでも異なるものでも差し支えない。
【００３９】
次に、図３に示すように、剥離層１３が形成された３枚の転写基材１１のうちの１枚の転写基材１１上の剥離層１３の上にＲインクを塗布し乾燥させることにより、電流を流すとＲｅｄ色の光を発する色材層１４Ｒを５０ｎｍの厚みで形成し、Ｒ色転写材１５Ｒを形成する（単色転写材形成工程）。
【００４０】
また、他の１枚の転写基材１１上の剥離層１３の上にＧインクを塗布し乾燥させることにより、電流を流すとＧｒｅｅｎ色の光を発する色材層１４Ｇを５０ｎｍの厚みで形成し、Ｇ色転写材１５Ｇを形成する（単色転写材形成工程）。
【００４１】
また、他の１枚の転写基材１１上の剥離層１３の上にＢインクを塗布し乾燥させることにより、電流を流すとＢｌｕｅ色の光を発する色材層１４Ｂを５０ｎｍの厚みで形成し、Ｂ色転写材１５Ｂを形成する（単色転写材形成工程）。
【００４２】
次に、図４に示すように、Ｒ色転写材１５Ｒ表面を、表面に縦２００μｍ、横５０μｍ、高さ３０μｍの凹部が所定のパターンで規則的に配列された金型１６Ｒ（押圧部材）を取り付けたホットプレス装置により、温度１６０℃、圧力８００ｋｇ／ｃｍ2で５分間押圧することにより、図５に示すように、Ｒ色転写材１５Ｒ表面には色材層１４Ｒが３０μｍだけ突出し、押圧部材の凹凸パターン１７Ｒ（図４参照）に対応する深さ３０μｍの凹凸パターン１８Ｒを形成した。
【００４３】
さらに、Ｇ色転写材１５ＧおよびＢ色転写材１５Ｂについても同様の条件で押圧部材による押圧を行い、各転写材表面にそれぞれ所定の凹凸パターンを形成した（パターン形成工程）。
【００４４】
次に、図６に示すように、凹凸パターン１８Ｒが形成されたＲ色転写材１５Ｒを、別に用意した厚み５０μｍのガラス基材１９と重ね合わせて、温度１６０℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ2でゴムローラで押し付けながら、速度０．０５ｍ／ｍｉｎの速度で連続走行させて、Ｒ色転写材１５Ｒ上の色材層１４Ｒをガラス基材１９に転写した。次に、ガラス基材１９上の色材層１４Ｒに隣接する位置に、Ｇ色転写材１５Ｇの色材層１４Ｇが転写されるようにＧ色転写材１５Ｇをガラス基材１９と重ね合わせて、Ｒ色転写材１５Ｒの場合と同じ条件で色材層１４Ｇ層をガラス基材１９に転写した。さらに、ガラス基材１９上の色材層１４Ｇに隣接する位置に、Ｂ色転写材１５Ｂの色材層１４Ｂが転写されるようにＢ色転写材１５Ｂをガラス基材１９と重ね合わせて、Ｒ色転写材１５Ｒの場合と同じ条件で色材層１４Ｂ層をガラス基材１９に転写した（転写工程）。
【００４５】
こうして、図７に示すように、ガラス基材１９表面に、色材層１４Ｒ、色材層１４Ｇ、色材層１４ＢからなるＲＧＢ３色のパターンが形成されたパターン部材２０を製造することができた。
【００４６】
なお、上記の実施例１では、塑性変形層と各色の色材層との間に剥離層を形成する例を示したが、剥離層は必ずしも形成する必要のない場合は省略することができる。
【００４７】
同様に、塑性変形層を必要としない場合は省略することができる。
【００４８】
また、上記の実施例１では、塑性変形層の形成、剥離層の形成、および各色の色材層の形成とを別々に行っている例を示したが、塑性変形層、剥離層、および各色の色材層を同時に重ねて形成するようにしてもよい。
[実施例２]
図８〜図１１は、本発明のパターン部材の製造方法の第２の実施例を示す概略工程図である。
【００４９】
図８に示すように、厚さ１００μｍのポリイミドシート基材にアルミ層をラミネートして酸素・水分バリアーシート基材２１を作成した。そのシート基材２１のアルミ層側とは反対側の面に、蒸着により５０ｎｍ厚さのＡｌ電極層２２を形成し、さらにその上に電子輸送層２３を５０ｎｍの厚みとなるように塗布した。
【００５０】
次に、図９に示すように、そのシート基材２１の電子輸送層２３の表面に、図４に示したパターン形成工程により凹凸パターン１８Ｒが形成されたＲ色転写材１５Ｒの色材層１４Ｒを重ね合わせて、図６に示したと同様の転写工程を行うことにより色材層１４Ｒをシート基材２１に転写し、さらに、そのシート基材２１上にＧ色転写材１５Ｇ、およびＢ色転写材１５Ｂによる転写工程を繰り返し行うことにより、色材層１４Ｇおよび色材層１４Ｂを転写して最終的にＲＧＢ３色の有機ＥＬ発光層部材２４を形成した。
【００５１】
次に、図１０に示すように、その有機ＥＬ発光層部材２４を、透明基板２５上にパターン化された透明電極２６および正孔輸送層２７が形成された部材２８と貼り合せることにより有機ＥＬディスプレイ素材２９を製造することができた。[実施例３]
上記実施例１の単色転写材形成工程（図３参照）における電流を流すとＲｅｄ色の光を発する色材層１４Ｒの代わりに厚み２μｍの発光しないＲ色の色素を含む色材層を転写基材１１上に形成してＲ色転写材を形成し、同様に、Ｇ色転写材およびＢ色転写材を形成した。
【００５２】
次に、実施例１のパターン形成工程および転写工程と同様のパターン形成操作および基材への転写操作を行うことにより、パターン化されたカラーフィルタを製造することができた。
【００５３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のパターン部材の製造方法によれば、乾式で処理ができるため、エッチング処理液やレジスト除去液などにより材料が侵されることなく高精度の画素パターンを形成することができる。
【００５４】
また、転写時に凸部の色材層のみが基材に転写されるため、ＩＴＯなどが形成された凹凸がある基材表面にも確実に転写することができる。
【００５５】
また、電子輸送層、発光層、正孔輸送層などを乾式で積層することができるため、多層塗布・印刷時におけるような層間混合が生じることなく、高精度・高効率で画素パターンを形成することができる。
【００５６】
また、蒸着時のマスクからの漏れなどもないため、微細な画素を形成することが可能なため高精細のパターン部材を形成することができる。
【００５７】
さらに、単色転写材形成工程、パターン形成工程、転写工程を連続で行えるためパターン部材を安価に製造することができる。
【００５８】
また、本発明のパターン部材によれば、高生産性かつ低コストの多色パターン部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパターン部材の製造方法の第１の実施例を示す概略工程図の一部である。
【図２】本発明のパターン部材の製造方法の第１の実施例を示す概略工程図の一部である。
【図３】本発明のパターン部材の製造方法の第１の実施例を示す概略工程図の一部である。
【図４】本発明のパターン部材の製造方法の第１の実施例を示す概略工程図の一部である。
【図５】本発明のパターン部材の製造方法の第１の実施例を示す概略工程図の一部である。
【図６】本発明のパターン部材の製造方法の第１の実施例を示す概略工程図の一部である。
【図７】本発明のパターン部材の製造方法の第１の実施例を示す概略工程図の一部である。
【図８】本発明のパターン部材の製造方法の第２の実施例を示す概略工程図の一部である。
【図９】本発明のパターン部材の製造方法の第２の実施例を示す概略工程図の一部である。
【図１０】本発明のパターン部材の製造方法の第２の実施例を示す概略工程図の一部である。
【図１１】本発明のパターン部材の製造方法の第２の実施例を示す概略工程図の一部である。
【符号の説明】
１１    転写基材
１２    塑性変形層
１３    剥離層
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ    色材層
１５Ｒ    Ｒ色転写材
１５Ｇ    Ｇ色転写材
１５Ｂ    Ｂ色転写材
１６Ｒ    金型（押圧部材）
１７Ｒ，１８Ｒ    凹凸パターン
１９    ガラス基材
２０    パターン部材
２１    酸素・水分バリアーシート基材
２２    Ａｌ電極層
２３    電子輸送層
２４    有機ＥＬ発光層部材
２５    透明基板
２６    透明電極
２７    正孔輸送層
２８    部材
２９    有機ＥＬディスプレイ素材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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