特許 5663262 レーザ熱転写方法、それを用いた有機膜パターニング方法及び有機電界発光表示装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5663262

(24)【登録日】2014年12月12日

(45)【発行日】2015年2月4日

(54)【発明の名称】レーザ熱転写方法、それを用いた有機膜パターニング方法及び有機電界発光表示装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/10 20060101AFI20150115BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20150115BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20150115BHJP

   H01L 27/32 20060101ALI20150115BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20150115BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/10

   H05B33/14 A

   G09F9/30 365

   G09F9/00 338

【請求項の数】20

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2010-239838(P2010-239838)

(22)【出願日】2010年10月26日

(65)【公開番号】特開2011-119241(P2011-119241A)

(43)【公開日】2011年6月16日

【審査請求日】2013年10月2日

(31)【優先権主張番号】10-2009-0116424

(32)【優先日】2009年11月30日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】512187343

【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】八田国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】李 ▲げん▼ ▲てつ▼

(72)【発明者】

【氏名】朴 鎭 翰

(72)【発明者】

【氏名】金 亨 植

(72)【発明者】

【氏名】林 元 圭

(72)【発明者】

【氏名】盧 ▲てつ▼ 來

【審査官】 川口 聖司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−２４８８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３２８７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６８５５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０１Ｌ ２７／３２

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｆ ９／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極層および転写層が順に形成された第１基板を提供する段階と、
基材層と前記基材層上に形成された光熱変換層とを含む第２基板を提供する段階と、
前記第１基板と前記第２基板とをアラインメントする段階と、
前記第２基板の基材層面にレーザを照射する段階と、を含み、
前記基材層面にレーザを照射する段階は、前記第１基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の前記基材層面にレーザを照射することを特徴とするレーザ熱転写方法。

【請求項2】

前記レーザの転写エネルギー強度は、５〜４０ｋＷ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ熱転写方法。

【請求項3】

前記第１基板と前記第２基板とをアラインメントする段階の後に、前記第２基板と前記第１基板とをラミネーションする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ熱転写方法。

【請求項4】

前記第２基板の基材層面にレーザを照射する段階の後に、前記第２基板を前記第１基板からデラミネーションする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ熱転写方法。

【請求項5】

前記デラミネーションによって、前記第１基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の転写層は、前記第２基板側に接着されて分離されることを特徴とする請求項４に記載のレーザ熱転写方法。

【請求項6】

電極層および有機膜が順に形成された第１基板を提供する段階と、
基材層と前記基材層上に形成された光熱変換層とを含む第２基板を提供する段階と、
前記第１基板と前記第２基板とをアラインメントする段階と、
前記第２基板の基材層面にレーザを照射する段階と、を含み、
前記基材層面にレーザを照射する段階は、前記第１基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の前記基材層面にレーザを照射することを特徴とする有機膜パターニング方法。

【請求項7】

前記レーザの転写エネルギー強度は、５〜４０ｋＷ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項６に記載の有機膜パターニング方法。

【請求項8】

前記第１基板と前記第２基板とをアラインメントする段階の後に、前記第２基板と前記第１基板とをラミネーションする段階をさらに含むことを特徴とする請求項６または７に記載の有機膜パターニング方法。

【請求項9】

前記第２基板の基材層面にレーザを照射する段階の後に、前記第２基板を前記第１基板からデラミネーションする段階をさらに含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の有機膜パターニング方法。

【請求項10】

前記デラミネーションによって、前記第１基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の前記有機膜は、前記第２基板側に接着されて分離されることを特徴とする請求項９に記載の有機膜パターニング方法。

【請求項11】

前記有機膜は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層及び電子輸送層からなる群から選択される１つの単層膜または２つ以上の多層膜に形成されることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の有機膜パターニング方法。

【請求項12】

第１基板上に第１電極層を形成する段階と、
前記第１電極層上部に、第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を定義するための絶縁膜層を形成する段階と、
前記第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を含む前記第１基板全面に第１発光物質を塗布する段階と、
基材層と前記基材層上に形成された光熱変換層とを含む第２基板を提供する段階と、
前記第１基板と前記第２基板とをアラインメントする段階と、
前記第２基板の基材層面にレーザを照射する段階と、を含み、
前記基材層面にレーザを照射する段階は、前記第１画素領域に対応する領域を除いた領域の前記基材層面にレーザを照射することを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法。

【請求項13】

前記第１画素領域に対応する領域を除いた領域の前記基材層面にレーザを照射する段階の後に、前記第２基板を前記第１基板からデラミネーションする段階をさらに含み、
前記デラミネーションによって、前記第１画素領域に対応する領域を除いた領域の第１発光物質は、前記第２基板側に接着されて分離され、前記第１画素領域に対応する領域の第１発光物質は、前記第１基板側に残留して第１発光物質パターンを形成することを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。

【請求項14】

前記第１発光物質パターンを含む前記第１基板全面に第２発光物質を塗布する段階と、
基材層と前記基材層上に形成された光熱変換層とを含む第２基板を提供する段階と、
前記第１基板と前記第２基板とをアラインメントする段階と、
前記第２基板の基材層面にレーザを照射する段階と、をさらに含み、
前記基材層面にレーザを照射する段階は、前記第２画素領域に対応する領域を除いた領域の前記基材層面にレーザを照射することを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。

【請求項15】

前記第２画素領域に対応する領域を除いた領域の前記基材層面にレーザを照射する段階の後に、前記第２基板を前記第１基板からデラミネーションする段階をさらに含み、
前記デラミネーションによって、前記第２画素領域に対応する領域を除いた領域の第２発光物質は、前記第２基板側に接着されて分離され、前記第２画素領域に対応する領域の第２発光物質は、前記第１基板側に残留して第２発光物質パターンを形成することを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。

【請求項16】

前記第１発光物質パターン及び前記第２発光物質パターンを含む前記第１基板全面に第３発光物質を塗布する段階と、
前記基材層と前記基材層上に形成された光熱変換層とを含む第２基板を提供する段階と、
前記第１基板と前記第２基板とをアラインメントする段階と、
前記第２基板の前記基材層面にレーザを照射する段階と、をさらに含み、
前記基材層面にレーザを照射する段階は、前記第３画素領域に対応する領域を除いた領域の前記基材層面にレーザを照射することを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。

【請求項17】

前記第３画素領域に対応する領域を除いた領域の前記基材層面にレーザを照射する段階の後に、前記第２基板を前記第１基板からデラミネーションする段階をさらに含み、
前記デラミネーションによって、前記第３画素領域に対応する領域を除いた領域の第３発光物質は、前記第２基板側に接着されて分離され、前記第３画素領域に対応する領域の第３発光物質は、前記第１基板側に残留して第３発光物質パターンを形成することを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。

【請求項18】

前記レーザの転写エネルギー強度は、５〜４０ｋＷ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。

【請求項19】

前記第１発光物質パターンを形成した後に、前記第１発光物質パターンを含む第１基板を乾燥するために熱処理を行うことを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。

【請求項20】

前記第１画素領域は赤色画素領域、前記第２画素領域は緑色画素領域、前記第３画素領域は青色画素領域であることを特徴とする請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ熱転写方法、それを用いた有機膜パターニング方法及び有機電界発光表示装置の製造方法に関し、特に、レーザ熱転写方法における逆転写現象を利用した有機膜のパターニング方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

最近、高度情報化時代の到来とともに、迅速で正確な情報を得ようとするユーザの要求に応えて、軽量かつ薄型で、携帯しやすく、かつ、情報処理速度が速いディスプレイ装置の開発が急速に行われている。そのような中で、有機電界発光素子は、有機発光層を含む有機膜に電圧を印加することで、電子及び正孔が有機発光層内で再結合して光を発する自己発光型であって、ＬＣＤのようなバックライトを必要としないため、軽量かつ薄型を実現可能である。また、有機電界発光素子は、工程を単純化することができ、応答速度もＣＲＴと同じレベルであって、低電圧駆動、高い発光効率、広い視野角であるということから次世代ディスプレイとして、需要が急上昇している。

【0003】

ここで、上記有機膜は、特に有機発光層の材料により低分子型有機電界発光素子と高分子型有機電界発光素子とに分類される。

【0004】

低分子型有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子注入層などの機能がそれぞれ異なる多層の有機膜によって形成されていて、電荷蓄積が起きないようにドーピングさせたり、適切なエネルギーレベルを有する物質に代替させたりすることで調節することができる。しかしながら、このような低分子型有機膜は、主に真空蒸着で形成されるため、大型のディスプレイの実現が困難である。

【0005】

一方、上記高分子型有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に有機発光層からなる単層構造、または正孔輸送層を含む二重構造とすることができるため、厚さが薄い層の有機電界発光素子を製造することができる。また、上記有機膜は湿式コーティングで形成されるため常圧下でも製造することができ、生産工程コストを節減することができるとともに、大面積化とすることが容易である。

【0006】

ここで、単色素子を製造する場合において、高分子を利用した有機電界発光素子は、スピンコーティング工程を用いて簡単に素子を製造することができるが、低分子有機電界発光素子よりも効率及び寿命が低下する短所がある。また、フルカラー素子の場合、上記の有機電界発光素子に、Ｒ，Ｇ，Ｂの三色を示す発光層をパターニングすることで、フルカラーを実現することができる。ここで、低分子型有機電界発光素子の有機膜パターニングは、シャドーマスクを利用した蒸着によってパターニングすることができ、高分子型有機電界発光素子の有機膜パターニングは、インクジェットプリンティングまたはレーザ熱転写法（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ：ＬＩＴＩ）によって行われる。そのような中で、レーザ熱転写法は、スピンコーティング特性をそのまま利用することができるので、大面積化とする際にピクセル内部の均一度が優れる。また、レーザ熱転写法は湿式工程ではなく乾式工程であるため、溶媒による寿命が低下される問題点を解決することができ、また上記有機膜を微細にパターニングすることができる。

【0007】

上記レーザ熱転写法を適用するためには、基本的に光源、有機電界発光素子基板、すなわち基板及びドナー基板を必要とし、上記ドナー基板は、基材層、光熱変換層及び転写層からなる。上記レーザ熱転写法は、光源から光が出てドナー基板の光熱変換層に吸収されて光が熱エネルギーに転換され、転換された熱エネルギーによって転写層に形成された有機物質が基板に転写されて形成される。

【0008】

図１Ａないし図１Ｂは、従来のレーザ熱転写法により有機電界発光素子を製造する工程を説明するための断面図である。

【0009】

図１Ａに示すように、絶縁基板１０１が提供され、上記絶縁基板上に第１電極１０２をパターニングして形成する。

【0010】

次いで、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素領域を定義する画素定義膜１０３を形成して基板１００を製造する。

【0011】

一方、基材層３１上に、光熱変換層３２及び転写層３３を順次に積層してドナー基板３０を製造する。

【0012】

その後、上記基板１００の画素領域とドナー基板の転写層とを互いに対向するようにアラインメント（位置合わせ）した後に、上記ドナー基板の基材層面に転写しようとする領域にレーザを照射する。

【0013】

次いで、図１Ｂのように、上記基板１００の画素領域に有機発光物質が転写されたら、上記ドナー基板３０を除去することで、有機発光層パターン３３’を形成することができる。

【0014】

その後、図１Ｃのように、上記有機膜上に第２電極１０４を形成し、有機電界発光素子を製造することができる。

【0015】

すなわち、従来のレーザ熱転写法による有機電界発光素子の製造は、転写しようとする領域の基材層面にレーザを照射して、基板の画素領域に有機発光物質を転写した。

【0016】

しかし、レーザのビームサイズ（幅）の限界により、１回の転写工程で転写可能なパターンのサイズに制限があって、レーザビームの幅間にステッチング（Ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）むらが発生するという問題点があった。

【0017】

図２は、従来のレーザ熱転写法により製造された有機電界発光素子のステッチングむらを示す写真である。図２に示すように、レーザ移動方向（ＬＡＳＥＲ ＴＲＡＮＳＦＥＲ ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ）に沿って移動するレーザのレーザビームサイズ（ＬＡＳＥＲ ＢＥＡＭ ＳＩＺＥ)の限界によって、レーザビームの幅間にステッチングむら（ＳＴＩＴＣＨＩＮＧ ＭＵＲＡ)が発生することがわかった。

【0018】

転写しようとする領域のドナーシートにレーザを照射して、基板の画素領域に有機発光物質を転写する技術としては、たとえば下記の特許文献１のドナーシートの製造方法が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0019】

【特許文献1】特開２００２−２８９３４８公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0020】

したがって、本発明は、上記のような従来技術の諸般の問題点を解決するためのものであり、レーザのビームサイズ（幅）の限界によるレーザビームの幅間に発生するステッチングむらを防止することができる有機膜のパターニング方法を提供することにその目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0021】

上記課題を解決するために、本発明は、転写層が形成された基板を提供する段階と、基材層と上記基材層上に形成された光熱変換層とを含むドナー基板を提供する段階と、上記基板と上記ドナー基板とをアラインメントする段階と、上記ドナー基板の基材層面にレーザを照射する段階とを含み、上記基材層面にレーザを照射する段階は、上記基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射することを特徴とするレーザ熱転写方法を提供する。

【0022】

また、本発明は、有機膜が形成された基板を提供する段階と、基材層と上記基材層上に形成された光熱変換層とを含むドナー基板を提供する段階と、上記基板と上記ドナー基板とをアラインメントする段階と、上記ドナー基板の基材層面にレーザを照射する段階とを含み、上記基材層面にレーザを照射する段階は、上記基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射することを特徴とする有機膜パターニング方法を提供する。

【0023】

また、本発明は上記レーザの転写エネルギー強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は５〜４０ｋＷ／ｃｍ^２であることを特徴とするレーザ熱転写方法及び有機膜パターニング方法を提供する。

【0024】

また、本発明は、上記基板と上記ドナー基板とをアラインメントする段階の後に、上記ドナー基板と上記基板とをラミネーションする段階をさらに含むことを特徴とするレーザ熱転写方法及び有機膜パターニング方法を提供する。

【0025】

また、本発明は、上記ドナー基板の基材層面にレーザを照射する段階の後に、上記ドナー基板を上記基板からデラミネーションする段階をさらに含むことを特徴とするレーザ熱転写方法及び有機膜パターニング方法を提供する。

【0026】

また、本発明は、上記デラミネーションによって、上記基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の転写層は、上記ドナー基板側に接着されて分離されることを特徴とするレーザ熱転写方法及び有機膜パターニング方法を提供する。

【0027】

本発明は、第１基板（基板）上に第１電極層を形成する段階と、上記第１電極層上部に第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を定義するための絶縁膜層を形成する段階と、上記第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を含む基板全面に第１発光物質を塗布する段階と、基材層と上記基材層上に形成された光熱変換層を含む第２基板（ドナー基板）を提供する段階と、上記基板と上記ドナー基板とをアラインメントする段階と、上記ドナー基板の基材層面にレーザを照射する段階とを含み、上記基材層面にレーザを照射する段階は、上記第１画素領域に対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射することを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法を提供する。

【0028】

また、本発明は、上記第１画素領域に対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射する段階の後に、上記ドナー基板を上記基板からデラミネーションする段階をさらに含み、上記デラミネーションにより、上記第１画素領域に対応する領域を除いた領域の第１発光物質は、上記ドナー基板側に接着されて分離され、上記第１画素領域に対応する領域の第１発光物質は、上記基板側に残留して第１発光物質パターンを形成することを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法を提供する。

【0029】

また、本発明は、上記第１発光物質パターンを含む基板全面に第２発光物質を塗布する段階と、基材層と上記基材層上に形成された光熱変換層を含むドナー基板を提供する段階と、上記基板と上記ドナー基板とをアラインメントする段階と、上記ドナー基板の基材層面にレーザを照射する段階とを含み、上記基材層面にレーザを照射する段階は、上記第２画素領域に対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射することを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法を提供する。

【0030】

また、本発明は、上記第２画素領域に対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射する段階の後に、上記ドナー基板を上記基板からデラミネーションする段階を含み、上記デラミネーションにより、上記第２画素領域に対応する領域を除いた領域の第２発光物質は、上記ドナー基板側に接着されて分離され、上記第２画素領域に対応する領域の第２発光物質は、上記基板側に残留して第２発光物質パターンを形成することを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法を提供する。

【0031】

また、本発明は、上記第１発光物質パターン及び上記第２発光物質パターンを含む基板全面に第３発光物質を塗布する段階と、基材層と上記基材層上に形成された光熱変換層を含むドナー基板を提供する段階と、上記基板と上記ドナー基板とをアラインメントする段階と、上記ドナー基板の基材層面にレーザを照射する段階とを含み、上記基材層面にレーザを照射する段階は、上記第３画素領域に対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射することを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法を提供する。

【0032】

また、本発明は、上記第３画素領域に対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射する段階の後に、上記ドナー基板を上記基板からデラミネーションする段階を含み、上記デラミネーションにより、上記第３画素領域に対応する領域を除いた領域の第３発光物質は、上記ドナー基板側に接着されて分離され、上記第３画素領域に対応する領域の第３発光物質は、上記基板側に残留して第３発光物質パターンを形成することを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0033】

したがって、本発明によれば、基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域にレーザを照射するため、形成しようとするパターンのサイズとレーザのビームサイズ（幅）とは関係なく、ステッチングむらの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1A】従来のレーザ熱転写法により有機電界発光素子を製造する工程を説明するための断面図である。

【図1B】図１Ａに後続する断面図である。

【図1C】図１Ｂに後続する断面図である。

【図2】従来のレーザ熱転写法により製造された有機電界発光素子のステッチングむらを示す写真である。

【図3】ＬＩＴＩによる一般的な有機膜の転写過程において転写メカニズムを説明するための断面図である。

【図4A】本発明の有機膜のパターニング方法によるフルカラー有機電界発光素子を製造する工程を説明するための断面図である。

【図4B】図４Ａに後続する断面図である。

【図4C】図４Ｂに後続する断面図である。

【図4D】図４Ｃに後続する断面図である。

【図4E】図４Ｄに後続する断面図である。

【図4F】図４Ｅに後続する断面図である。

【図4G】図４Ｆに後続する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、本発明の上記目的と技術的構成及びその作用効果について、添付した図面を参照して、本発明の好適な実施形態により詳細に説明する。

【0036】

なお、説明の都合上、図面において、層及び領域の厚みは誇張されており、図示する形態が実際とは異なる場合がある。明細書の全体において同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。

【0037】

図３は、ＬＩＴＩによる一般的な有機膜の転写過程において転写メカニズムを説明するための断面図である。

【0038】

図３に示すように、通常レーザを用いて有機膜を転写パターニングする際のメカニズムは、基板Ｓ１に付着されている有機膜Ｓ２（１３）がレーザ作用によりＳ１から分離されて基板Ｓ３に転写されながらレーザ照射を受けない部分と離間される。

【0039】

転写特性は、基板Ｓ１とフィルムＳ２との間の第１接着力Ｗ１２と、フィルム同士の粘着力Ｗ２２と、フィルムＳ２と基板Ｓ３との間の第２接着力Ｗ２３とによって決まる。

【0040】

これらの第１接着力、第２接着力、及び粘着力は、各層の表面張力γ１，γ２，γ３と界面張力γ１２，γ２３とによって、下記の式のとおりに示されうる。

【0041】

【数1】

【0042】

レーザ転写特性を向上させるためには、フィルム同士の粘着力が各基板とフィルムとの間の接着力よりも小さくなければならない。

【0043】

一方、ドナー基板１４から基板２２への転写層１３を転写することにおいて、一般的な転写メカニズムの概念は、基材層１１上にレーザが照射され、上記基材層１１上に形成された光熱変換層１２により照射されたレーザが熱エネルギーに変換されて、上記熱エネルギーにより上記転写層１３と上記光熱変換層１２との間の接着力が変化することで、上記レーザが照射された領域に位置する転写層を基板２２上に転写する。

【0044】

しかし、本発明者は、レーザ転写エネルギー強度が所定の大きさ以上の場合、あるいは基板２２からドナー基板１４を除去するデラミネーション（Ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）の速度が早い場合に、レーザが照射される領域に位置する転写層が基板上に転写されずに、逆にレーザが照射される領域に位置する転写層がドナー基板側に残留してデラミネーションとなる逆転写現象が発生することを確認した。

【0045】

すなわち、上記逆転写現象とは、レーザ照射後に、基板２２と転写層１３との接着力Ｗ２３よりもドナー基板の光熱変換層１２と転写層１３との接着力Ｗ１２がより大きい場合に起きる現象であって、本発明者は上記逆転写現象がレーザ転写エネルギーの強度が所定大きさ以上の場合に発生することを認識して、本発明に係る新しい有機膜のパターニング方法として発明した。

【0046】

以下では、本発明に係る有機膜のパターニング方法を説明する。

【0047】

図４Ａないし図４Ｇは、本発明の有機膜のパターニング方法によるフルカラー有機電界発光素子を製造する工程を説明するための断面図である。

【0048】

ただし、説明の便宜のために、フルカラー有機電界発光素子を製造する工程を例として説明するだけであって、本発明に係る有機膜のパターニング方法が有機膜層の製造方法を制限するものではない。

【0049】

まず、図４Ａに示すように、第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を含む絶縁基板２００を提供し、上記基板２００上に透明電極物質または金属電極物質を蒸着及びパターニングし、第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域にそれぞれ第１電極層２１１Ｒ，２１１Ｇ，２１１Ｂを形成する。上記第１電極層２１１Ｒ，２１１Ｇ，２１１Ｂは、全面発光構造の場合には反射膜である金属膜を用い、背面発光構造の場合には透明電極であるＩＴＯまたはＩＺＯなどを用いる。このとき、後述する第２電極層２３０は、全面発光構造の場合は透明電極に形成され、背面発光構造の場合は反射膜である金属物質または反射板上部に透明電極物質が積層された構造に形成される。また、上記第１電極層２１１Ｒ，２１１Ｇ，２１１Ｂがカソード電極の場合には、第２電極層２３０はアノード電極層となって、第１電極層２１１Ｒ，２１１Ｇ，２１１Ｂがアノード電極層の場合には、第２電極層２３０はカソード電極層となる。

【0050】

次に、上記第１電極層２１１Ｒ，２１１Ｇ，２１１Ｂ上に、赤色、緑色及び青色の画素領域Ｒ，Ｇ，Ｂを定義するための絶縁膜層２１０が形成される。

【0051】

このとき、第１画素領域は赤色画素領域、第２画素領域は緑色画素領域、第３画素領域は青色画素領域に対応する。

【0052】

次に、図４Ｂに示すように、上記絶縁膜層を含む基板全面に転写層として赤色発光物質２２０Ｒを塗布する。

【0053】

すなわち、従来のレーザ熱転写法による有機電界発光素子の製造は、転写しようとする層、すなわち、転写層をドナー基板側に形成したが、本発明では転写層を基板２００側に形成することを特徴とする。

【0054】

上記赤色発光物質２２０Ｒの塗布は、溶媒に溶解して溶液状態で塗布する湿式コーティング方法でなされる。上記湿式コーティング方法としては、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレー法、スクリーン印刷法及びインクジェットプリンティング法などがあり、そのほかにもこの分野で用いる通常的な方法であれば利用することができる。

【0055】

次に、図４Ｃに示すように、上記赤色発光物質２２０Ｒ上部にドナー基板４０をアラインメント（位置合わせ）する。

【0056】

上記ドナー基板４０には、基材層４１及び光熱変換層４２が順次に積層されている。

【0057】

上記基材層４１は、上記基材層の上にレーザが照射されて上記光熱変換層４２に伝達されるので、透明性の物質からなることが好ましい。すなわち、ポリエステル、ポリアクリル、ポリエポキシ、ポリエチレン及びポリスチレンからなる群から選択された１つ以上の高分子物質やガラス基板とすることができる。より好ましくは、上記基材層４１はポリエチレンテレフタレートを用いることができる。

【0058】

上記基材層４１の上に形成される上記光熱変換層４２は、赤外線−可視光線領域の光を吸収して上記光の一部を熱に変換する層として、適当な光学密度（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）を有すべきで、光を吸収するための光吸収性物質を含むことが好ましい。ここで、上記光熱変換層４２は、Ａｌ、Ａｇ及びこれらの酸化物及び硫化物からなる金属膜やカーボンブラック、黒煙または赤外線染料を含む高分子からなる有機膜からなっている。ここで、上記金属膜は、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法またはスパッタリングを用いて形成することができ、上記有機膜は、通常用いられるフィルムコーティング方法として、ロールコーティング、グラビア、圧出、スピンコーティング及びナイフコーティング方法のうちの１つの方法により形成することができる。

【0059】

次に、上記ドナー基板４０と基板２００に対してラミネーション工程を行う。上記ラミネーション工程によって上記ドナー基板４０と上記基板２００が固定され、ラミネーションのための加圧の工程を通すことで、上記ドナー基板４０と基板２００との間のバブル（気泡）を除去することができる。

【0060】

その後、上記ドナー基板の基材層面にレーザを照射する。

【0061】

このとき、本発明では、上記基材層面にレーザを照射することにおいて、従来とは異なって、基板２００上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射する。

【0062】

すなわち、従来のレーザ熱転写法による有機電界発光素子の製造は、転写しようとする領域の基材層面にレーザを照射して基板の画素領域に有機発光物質を転写した。

【0063】

しかし、本発明では、基板２００側に転写しようとする層の物質を全面的に形成した後、ドナー基板４０と基板２００をアラインメントし、これらがラミネーション工程を経た後、ドナー基板側の基材層面にレーザを照射する。このとき、レーザを照射することにおいて、基板２００上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射する。よって、現段階では、転写しようとする層の物質が赤色発光物質であるため、赤色画素領域に対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射する。

【0064】

すなわち、上述のような逆転写現象を利用して有機膜をパターニングすることで、基材層上に形成された光熱変換層によって、照射されたレーザが熱エネルギーに変換され、上記熱エネルギーにより赤色発光物質２２０Ｒ層と光熱変換層との間の接着力を発生させ、上記発生した接着力は基板２００と赤色発光物質２２０Ｒ層との間の接着力よりさらに大きくなる。

【0065】

このとき、上述のような逆転写現象を発生させるためには、レーザ転写エネルギーの強度が所定の大きさ以上でなければならい。本発明では、上記レーザ転写エネルギー強度が５ｋＷ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。

【0066】

上記レーザ転写エネルギー強度は５ｋＷ／ｃｍ^２未満であっても逆転写現象が起きる場合があるが、効率的な転写品質のためにレーザ転写エネルギー強度は５ｋＷ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。

【0067】

一方、上記レーザ転写エネルギー強度は４０ｋＷ／ｃｍ^２以下であることが好ましく、上記レーザ転写エネルギー強度が４０ｋＷ／ｃｍ^２を超える場合には有機膜に損傷が発生する問題がある。

【0068】

続いて、図４Ｄに示すように、ドナー基板４０を基板２００から分離するデラミネーション工程を行い、基板２００側に赤色発光物質パターン２２０Ｒ’を形成する。

【0069】

すなわち、ドナー基板４０を基板２００から分離するデラミネーション工程を行う場合、基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域はレーザの照射によって光熱変換層との間の接着力が発生し、ドナー基板側に接着されて分離され、基板上に形成しようとするパターンに対応する領域はレーザが照射されないため接着力に変化がなく、そのまま基板側に残留することになる。

【0070】

続いて、図４Ｅに示すように、赤色発光物質パターン２２０Ｒ’を含む基板全面に、緑色発光物質２２０Ｇを塗布する。

【0071】

上記緑色発光物質２２０Ｇの塗布は、溶媒に溶解して溶液状態で塗布される湿式コーティング方法でなされる。上記湿式コーティング方法としては、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレー法、スクリーン印刷法及びインクジェットプリンティング法などがあり、そのほかにも通常この分野で用いられる方法を利用することができる。

【0072】

その後、上記緑色発光物質２２０Ｇの上部にドナー基板４０をアラインメントし、上記ドナー基板４０と基板２００に対してラミネーション工程を行う。また、上記ドナー基板の基材層面にレーザを照射する。このとき、緑色発光物質２２０Ｇ層へのレーザ照射は、赤色発光物質２２０Ｒにレーザを照射したときと同様に、基板２００上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射する。一方、現段階では、転写しようとする層の物質が緑色発光物質であるため、緑色画素領域に対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射する。

【0073】

続いて、図４Ｆに示すように、ドナー基板４０を基板２００から分離するデラミネーション工程を行い、基板２００側に緑色発光物質パターン２２０Ｇ’を形成する。

【0074】

このとき、緑色発光物質パターン２２０Ｇ’を形成することは、赤色発光物質パターン２２０Ｒ’を形成するのと同様な原理であるため、具体的な説明は省略する。

【0075】

一方、緑色発光物質パターン２２０Ｇ’を形成するために、緑色発光物質２２０Ｇを基板全面に形成することで、上記基板は赤色発光物質パターン２２０Ｒ’を含んでおり、よって、上記緑色発光物質２２０Ｇは赤色発光物質パターン２２０Ｒ’上にも形成されることになる。

【0076】

この場合、緑色発光物質パターン２２０Ｇ’を形成するために、ドナー基板４０を基板２００から分離するデラミネーション工程によって赤色発光物質パターン２２０Ｒ’も同時に除去される心配がある。

【0077】

よって、赤色発光物質パターン２２０Ｒ’を形成した後に、上記赤色発光物質パターン２２０Ｒ’を含む基板を乾燥するために熱処理を行うことが好ましい。

【0078】

すなわち、赤色発光物質パターン２２０Ｒ’を形成した後には、転写した物質を固形化、固着化させるために熱処理する工程を通すことになり、これにより、赤色発光物質パターン２２０Ｒ’の界面特性が変化し、赤色発光物質パターン２２０Ｒ’と緑色発光物質２２０Ｇとの層間接着強度が弱くなる。したがって、ドナー基板４０を基板２００から分離するデラミネーション工程において緑色発光物質２２０Ｇ層が赤色発光物質パターン２２０Ｒ’上から容易に分離される。

【0079】

ただし、上記のような現象は、基板上に互いに異なる有機膜をパターニングする場合に発生するので、本発明の有機膜パターニング方法によって基板上に単一物質層を形成する場合にはこのような現象は発生しない。

【0080】

続いて、図４Ｇに示すように、緑色発光物質パターン２２０Ｇ’を形成する方法と同様に、赤色発光物質パターン２２０Ｒ’及び緑色発光物質パターン２２０Ｇ’を含む基板全面に青色発光物質を塗布した後、上述のようなパターニング方法によって青色発光物質パターン２２０Ｂ’を形成することができ、それに関する詳しい説明は省略する。

【0081】

その後、赤色発光物質パターン２２０Ｒ’、緑色発光物質パターン２２０Ｇ’及び青色発光物質パターン２２０Ｂ’を含む基板全面に第２電極層２３０を形成した後、通常の封止工程を行って本発明の一実施形態によるフルカラー有機電界発光素子を製造することができる。

【0082】

このとき、本発明に係るフルカラー有機電界発光素子の有機膜層は、第１電極層２１１と第２電極層２３０との間に追加として、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、正孔ブロック層ＨＢＬ、電子輸送層ＥＴＬ及び電子注入層ＥＩＬをさらに含むことができ、上記の正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、正孔ブロック層ＨＢＬ、電子輸送層ＥＴＬ及び電子注入層ＥＩＬの形成は、上述のような本発明に係る有機膜パターニング方法によって形成すされる。

【0083】

すなわち、上記では、基板上に形成される転写層として、赤色発光物質、緑色発光物質及び青色発光物質のような発光層物質を例として説明したが、本発明において基板上に形成される転写層は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層及び電子輸送層の有機膜からなる群から選択される１つの単層膜または２つ以上の多層膜から形成される。

【0084】

したがって、本発明では、逆転写効果を利用して有機膜をパターニングするため、基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域の基材層面にレーザを照射することになる。

【0085】

すなわち、従来では、基板上に形成しようとするパターンに対応する領域にレーザを照射したので、形成しようとするパターンがレーザのビームサイズ（幅）よりも大きい場合には１回の転写工程で転写が完了せずに数回の転写工程を通じてパターンを形成していたため、レーザビームの幅間にステッチングむらが発生する問題点があった。しかしながら、本発明によれば、基板上に形成しようとするパターンに対応する領域を除いた領域にレーザを照射するため、形成しようとするパターンのサイズとレーザのビームサイズ（幅）とは関係なく、ステッチングむらの発生を防止することができる。

【0086】

上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。

【符号の説明】

【0087】

１１，３１，４１ 基材層、
１２，３２，４２ 光熱変換層、
１３，３３ 転写層、
１４，３０，４０ ドナー基板、
２２，１００，２００ 基板、
１０１ 絶縁基板、
１０２ 第１電極、
１０３ 画素定義膜、
１０４ 第２電極、
２１０ 絶縁膜層、
２１１Ｂ，２１１Ｇ，２１１Ｒ 第１電極層、
２２０Ｂ 青色発光物質、
２２０Ｇ 緑色発光物質、
２２０Ｒ 赤色発光物質、
２２０Ｂ’ 青色発光物質パターン、
２２０Ｇ’ 緑色発光物質パターン、
２２０Ｒ’ 赤色発光物質パターン、
２３０ 第２電極層。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図2】