专利名称：转移衬底、转移方法和有机电发光器件制造方法
技术领域：
本发明涉及转移衬底、转移方法和有机电发光器件制造方法，更具体而言，涉及适用于有机材料层的图案化的转移衬底、使用该转移衬底的转移方法和有机电发光器件制造方法。
背景技术：
采用有机材料的电发光的有机电发光器件(下文中称为有机EL器件)作为一种能够在低电压直接驱动下进行高亮度发光的发光器件已经引起了关注。有机EL器件包括作为空穴传输层的累积的有机层以及下电极和上电极之间的发光层。
使用这种有机EL器件的示例类型的全色显示器件包括各种颜色，即R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的有机EL器件。这些有机EL器件以阵列形式布置在衬底上。为了制造这种显示器件，需要在发光器件基础上通过图案化至少形成发光层。发光层是由发射一种颜色的有机发光材料制成的。发光层的图案化包括掩蔽掩模、墨水喷射等等。利用掩蔽掩模，例如通过气相沉积或经由孔图案的掩模进行的涂覆将发光材料施加到薄片上。
这里的问题在于，利用这种掩蔽掩模进行图案化存在以下的问题难以对形成到掩模的孔进行更精细的图案化，并且如果掩模发生变形或尺寸增大，则难以以高位置精度对发光器件的区域进行图案化，等等。这些问题增大了有机EL器件的更精细图案化和高密度设计的难度。而且，由于暴露于孔图案的掩模，主要包括先前形成的有机层的功能层易受到损伤，这是制造产率减小的起因。
利用墨水喷射进行的图案化具有图案化精度的限制，从而导致了有机EL器件的更精细图案化、高密度设计和衬底尺寸增大的难度。
考虑到这些因素，作为一种用于由有机材料配置的发光层或任何其他功能层的新的图案化方法，提出了一种使用能量源(热源)的转移方法，即热转移。使用这种热转移的显示器件例如按以下方式制造。首先，在显示器件的衬底(下文中称为器件衬底)上形成下电极。在独立提供的支撑衬底上经由用于光热转换的光吸收层形成发光层(转移层)。其结果是转移衬底。光吸收层的示例是诸如染料或碳之类的色素，或包括镍或钛的金属。器件衬底和转移衬底被布置为使得发光层面对下电极。所得到的层累积被暴露于来自转移衬底一侧的激光，从而使发光层被热转移到器件衬底的下电极上。此时，通过利用激光的点照射扫描层累积，发光层只被热转移到下电极上的预定区域。关于更多细节，请参见专利文献1(JP-A-2002-110350；0007和0081段)。
关于热转移，提出了一种在发光层上包括性能提高层的配置。这是为了不使发光层在工艺中或工艺之间发生关闭，这种情况经常由于粘附和氧气或水的污染而发生。性能提高层包括诸如碱金属之类的金属材料或有机化学还原剂，并且通过热蒸发、电子束蒸发等等形成在发光层上。关于更多细节，参见专利文献2(JP-A-2004-247309)。
本发明包含与2005年12月26日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2005-371748有关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。
发明内容
然而，关于使用这种转移衬底的转移方法，在热转移时，用于光热转换的光吸收层的至少一部分进入到了转移层中。这样进入到了热层中的光吸收层看起来减小了发光效率并缩短了亮度持续时间。即使通过热转移在发光层上提供了性能提高层，这种情况仍有发生。
从而，希望提供一种转移衬底，该转移衬底可以在不产生杂质混合物的情况下，将形成在转移衬底一侧上的转移层热转移到受体一侧。还希望提供一种转移方法，利用该转移方法，转移层可以在不产生杂质混合物的情况下被热转移到受体一侧，还希望提供一种有机EL器件制造方法，该方法利用在不产生杂质混合物的情况下通过热转移形成的发光层，可以保持高发光效率和长亮度持续时间。
根据本发明的实施例，提供了一种转移衬底，包括支撑衬底；光热转换层；防止构成光热转换层的材料的扩散的扩散防止层；以及由有机材料制成的转移层。在转移衬底中，光热转换层、扩散防止层和转移层按该顺序形成在支撑衬底上。
这里，“材料扩散”的表述是指材料的至少一部分的存在区域超出了本希望材料存在的区域。材料扩展的程度和材料量在这里未提及。
利用这样配置的转移衬底，提供在光热转换层和转移层之间的用来防止配置光热转换层的材料的扩散的扩散防止层起作用，以使得材料不从光热转换层扩散到转移层一侧。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种使用上述转移衬底的转移方法。该转移方法包括以下步骤布置转移衬底，其中转移层被安排为面向受体；以及通过从支撑衬底一侧照射光从而使光在光热转换层中发生热转换而将转移层热转移到受体，同时防止了构成光热转换层的材料的扩散。
根据本发明的又一个实施例，提供了一种有机电发光器件制造方法，包括以下步骤形成在衬底上图案化的下电极层；在下电极上形成至少包括发光层的有机层，以及在这样的状态下形成上电极，其中上电极经由有机层层叠在下电极上。利用该制造方法，当发光层被形成在下电极上时，执行上述转移方法。在这种情况下，转移衬底的转移层假定由包括发光材料的有机材料配置。
这样，根据本发明，扩散防止层起作用以使得材料不从光热转换层扩散到转移层一侧，从而可以在不产生杂质的混合物的情况下将转移层热转移到受体一侧。因此，在制造有机EL器件的工艺中，通过这种热转移，能够在不产生杂质混合物的情况下形成发光层。从而，所得到的有机EL器件可以获得高发光效率和长亮度持续时间。
图1是示出了实施例的转移衬底的配置的截面图；图2A和2B都是示出了第一制造工艺的实施例的显示器件的截面图；
图3A和3B都是示出了第二制造工艺的实施例的显示器件的截面图；以及图4A和4B都是示出了第二制造工艺的实施例的显示器件的截面图。
具体实施例方式
下文中，参考附图描述本发明的实施例。在下面的实施例中，所描述的是如何制造转移衬底和显示器件，包括使用转移衬底的转移方法。这里的转移衬底被用于制造包括以阵列形式布置在衬底上的各种颜色，即R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的有机EL器件的全色显示器件。
a.转移衬底图1是在该实施例中用于图示转移衬底1的配置的截面图。图1的转移衬底1用于形成例如有机EL器件的发光层。转移衬底1被配置为在支撑衬底11上按顺序包括光热转换层12、扩散防止层13和转移层14。
支撑衬底11由透过预定波长的光br的材料制成，光hr被照射用于利用转移衬底1进行转移。例如，当光hr是来自于固态激光光源的波长约为800nm的激光时，支撑衬底11可以是玻璃衬底。
光热转换层12由表现出高光热转换效率(将光hr转换为热)和高熔点的材料配置。当光hr例如是以上示例的波长约为800nm的激光时，光热转换层12优选地由具有低反射系数的高熔点金属制成，例如铬(Cr)或钼(Mo)。该光热转换层12假定被进行厚度调节以达到所需的足够水平的光热转换效率。当光热转换层12由钼(Mo)膜配置时，其厚度假定约为200nm。这种光热转换层12例如是通过溅射形成的。注意，光热转换层12并不限于上述金属材料，并且可以是由色素或碳之类的光吸收材料制成的膜。
作为本发明特征的扩散防止层13用来防止配置光热转换层12的材料的扩散。该扩散防止层13优选地由热导率极好并且性能稳定的材料配置，例如由氮化硅或二氧化硅配置。具体而言，扩散防止层13的示例是二氧化硅膜(SiO2)、氮化硅膜(SiNx)、氮氧化硅膜(SiONx)等。其中，氮化硅膜(SiNx)被认为是尤其优选的，这是因为不同于任何其他材料的扩散防止层13，这种材料可以是紧密填充的膜配置，并且不会引起转移层14和光热转换层12的氧化。或者，扩散防止层13可以由金属氧化物或氮化物膜(如氮化钛(TiN)或氮氧化钛(TiON))或有机材料配置。有机材料假定表现出(如果使用的话)好的抗热性，例如全交联(cross-linked)的聚合物。
由这种材料制成的扩散防止层13可以是由这种制成的多层的层叠。
转移层14由有机材料制成，包括配置发光层的材料，这种材料通过利用转移衬底1进行热转移形成。例如，转移层14由各种颜色的发光客体材料和宿主材料配置。这里的发光客体材料可以是荧光材料或磷光材料。宿主材料至少是空穴载体、电子载体或两种电荷的载体。
当转移衬底1例如是用于形成蓝色发光层的转移衬底1b时，包括蓝色发光材料的蓝色转移层14b被提供用作转移层14。蓝色转移层14b由这样的材料配置，该材料是蓝色发光客体材料，即4，4′-bis[2-{4-(N，N-diphenylamine)phenyl}vinyl]biphenyl(DPAVBi)(4，4′-二[2-{4-(N，N-二苯胺)苯基}乙烯基]联苯)对ADN材料的质量百分比为2.5％的混合物。ADN是宿主材料，例如是电子载体。蓝色转移层14b假定是通过气相沉积形成的(厚度约为30nm)。
当转移衬底1例如是用于形成绿色发光层的转移衬底1g时，包括绿色发光材料的绿色转移层14g被提供用作转移层14。该绿色转移层14g由这样的材料配置，该材料是作为绿色发光客体材料的香豆素6对ADN的质量百分比为5％的混合物。绿色转移层14g假定是通过气相沉积形成的(厚度约为30nm)。
类似地，当转移衬底1例如是用于形成红色发光层的转移衬底1r时，包括红色发光材料的红色转移层14r被提供用作转移层14。该红色转移层14r由这样的材料配置，该材料是红色发光客体材料，即2，6′-bis[(4′-methoxydiphenylamine)styryl]-1，5-dicyano-naphthalene(BSN)(2，6′-二[(4′-甲氧基二苯胺)苯乙烯基]-1，5-双氰-萘)对ADN的质量百分比为30％的混合物。红色转移层14r假定是通过气相沉积形成的(厚度约为30nm)。
b.显示器件制造方法图2A至4B都是该实施例的显示器件的截面图，其表现出使用以上配置的转移衬底1(1b、1g、1r)的转移方法和包括使用转移方法的有机EL器件制造方法的显示器件制造方法。在下文中，参考图2A至4B描述工艺过程。
首先，如图2A所示，准备器件衬底21，该衬底包括呈阵列形式布置在其上的有机EL器件。作为示例，该衬底21由玻璃、硅或塑料制成，或者是其上形成有TFT(薄膜晶体管)的TFT衬底。具体而言，当该实施例的显示器件是透射型的时，即，发出的光从器件衬底21一侧提取出时，器件衬底21由光透射材料配置。
随后对器件衬底21进行图案化形成下电极23，下电极23被用作阳极或阴极。
该下电极23假定是以适合于用在在该实施例中制造的显示器件中的任何一种驱动模式的形式被图案化的。例如，如果显示器件使用直接矩阵驱动模式，则下电极23被示例性地以条形形成。如果显示器件使用有源矩阵驱动模式，即，对于每一像素配有TFT，则下电极23被图案化为对应于以阵列形式布置的多个像素，并且被形成为经由接触孔(未示出)连接到分别提供给像素的TFT。接触孔被形成为覆盖TFT的层间绝缘膜。
选择下电极23的材料以适合于在该实施例的显示器件中提取出光的方式。即，如果显示器件是顶发光型的，即，发出的光是从相对于器件衬底21的一侧提取出的，则下电极23由高反射性材料配置。另一方面，如果显示器件是透射型的或双侧发光型的，即，发出的光是从器件衬底21一侧提取出的，则下电极23由光透明材料配置。
这里考虑这样的情形即显示器件是顶发光型的，并且下电极23被用作阳极。这种情况下，下电极23由高反射性导电材料配置，例如银(Ag)、铝(Al)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钽(Ta)、钨(W)、铂(Pt)或金(Au)及其合金。
在显示器件是顶发光型的，但是下电极23被用作阴极的另一种情形中，下电极23由具有低工作函数的导电材料配置。这种导电材料包括诸如Li(锂)、Mg(镁)或Ca(钙)之类的活动金属和诸如Ag、Al或In(铟)之类的金属的合金。或者，下电极23可以是这种金属层的层叠。或者，薄的化合物层可以布置在下电极23和功能层4之间。化合物层可以是诸如Li、Mg或Ca之类的活动金属、诸如氟、溴、氧之类的卤化物等等。
在另一种情形中，显示器件是透射型或双侧发光型的，而下电极23被用作阳极。在这种情况下，下电极23由具有高透射性的导电材料配置，例如ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)。
注意，如果在该实施例中要制造的显示器件例如使用有源矩阵的驱动模式，则显示器件优选地是顶发光型的，以确保有机EL器件的孔径比。
在这样形成了下电极23(在该示例中是阳极)之后，对绝缘膜25图案化以覆盖下电极23的外边缘。利用这种图案化，从其暴露出下电极23的形成到绝缘膜25上的窗口的一部分被当作是用于部署任何相应的有机EL器件的像素区域。该绝缘膜25假定由诸如聚酰亚胺或光刻胶之类的有机绝缘材料或诸如二氧化硅之类的无机绝缘材料配置。
然后形成空穴注入层27作为公共层以覆盖下电极23和绝缘膜25。该空穴注入层27利用普通空穴注入材料配置，作为示例，通过气相沉积形成了膜厚为25nm的m-MTDATA[4，4，4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine]([4，4，4-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺])膜。
然后形成空穴传输层29作为公共层以覆盖空穴注入层27。该空穴传输层29利用普通空穴传输材料配置，作为示例，通过气相沉积形成了膜厚为30nm的α-NPD[4，4-bis(N-1-naphthyl-N-phenylamino)biphenyl]([4，4-二(N-1-萘基-N-苯基氨基)二苯基])膜。注意，配置空穴传输层29的普通空穴传输材料包括苯衍生物、苯乙烯胺衍生物、三甲苯衍生物、腙衍生物等等。
或者，空穴注入层27和空穴传输层29可以是多层的层叠。
上述工艺过程的执行可以类似于利用普通有机EL器件制造显示器件的过程。在下一工艺中，在按以上方式形成的空穴传输层29上通过热转移形成各种颜色的发光层。该实施例中的该工艺特征在于使用参考图1所述的转移衬底1。
即，如图2B所示，准备好上述配置的转移衬底1。在该示例中，作为转移层14，所准备的是具有蓝色转移层14b的转移衬底1b以形成蓝色发光层。
该转移衬底1b被布置为与形成有空穴传输层29的器件衬底21面对。此时，转移衬底1b和器件衬底21被布置使得蓝色转移层14b和空穴传输层29彼此面对。或者，器件衬底21和转移衬底1b可以紧密地附着在一起，并且作为器件衬底21一侧上的顶层的空穴传输层29可以与作为转移衬底1b一侧上的顶层的蓝色转移层14b形成接触。即使在这种情况下，转移衬底1b也被支撑在器件衬底21一侧上的绝缘膜25上，从而蓝色转移层14b绝对没有(甚至部分地)与下电极23上的空穴传输层29形成接触。
在这种状态下，从被布置为面对器件衬底21的转移衬底1b的支撑衬底11一侧，例如照射波长为800nm的激光hr。此时，与形成有蓝色发光器件的区域相对应的任何部分被选择性地逐点暴露于激光hr。
这样，激光hr被光热转换层12吸收以用于热转换，并且利用作为转换结果的热，蓝色转移层14b被向器件衬底21一侧上的下电极23的上部转移。在这种热转移期间，扩散防止层13起作用以防止配置光热转换层12的材料扩散到转移层14b一侧。其后，在形成在器件衬底21上的空穴传输层29上，通过以良好的位置精度热转移蓝色转移层14b，对蓝色发光层31b进行图案化。
例如，对于这种热转移，激光hr的照射能量被用于调节转移衬底1b一侧上配置蓝色转移层14b的材料的浓度梯度。具体而言，照射能量被设为较高以使得蓝色发光层31b被形成为混合层，其中配置蓝色转移层14b的材料被基本均匀地混合。
这里，重要的是以这样的方式照射激光hr，该方式使得蓝色发光层31b完全覆盖形成有从绝缘膜25暴露的蓝色发光器件(像素区域)的一部分下电极23。
通过重复这种热转移的工艺，顺序形成绿色发光层和红色发光层。
即，如图3A所示，准备好上述配置的转移衬底1。在该示例中，作为转移层14，所准备的是具有绿色转移层14g的转移衬底1g以形成绿色发光层。
该转移衬底1g被布置为与形成有空穴传输层29的器件衬底21面对。例如，从转移衬底1g一侧，形成有绿色发光器件的区域的任何部分被选择性地逐点暴露于激光hr。
以这种方式，经由空穴传输层29在器件衬底21的下电极23上，通过绿色转移层14g的选择性热转移对绿色发光层31g进行图案化。对于这种热转移，类似于参考图2B所述的蓝色发光层31b的图案化，绿色发光层31g被形成为使得配置绿色转移层14g的材料被基本均匀地混合。在该层形成期间，扩散防止层13起作用以防止配置光热转换层12的材料扩散到转移层14g一侧。
如图3B所示，准备好上述配置的转移衬底1。在该示例中，作为转移层14，所准备的是具有红色转移层14r的转移衬底1r以形成红色发光层。
该转移衬底1r被布置为与形成有空穴传输层29的器件衬底21面对。例如，从转移衬底1r一侧，形成有红色发光器件的区域的任何部分被选择性地逐点暴露于激光hr。
以这种方式，经由空穴传输层29在器件衬底21的下电极23上，通过红色转移层14r的选择性热转移对红色发光层31r进行图案化。对于这种热转移，类似于参考图2B所述的蓝色发光层31b的图案化，红色发光层31r被形成为使得配置红色转移层14r的材料被基本均匀地混合。在该层形成期间，扩散防止层13起作用以防止配置光热转换层12的材料扩散到转移层14r一侧。
注意，参考图2B至3B所述的热转移的工艺并没有特别按顺序限定，热转移的工艺可以从发光层31b、31g和31r中的任何一个开始。
热转移的待重复执行工艺可以在空气中进行，最好在真空中进行。真空中的热转移能够利用较低能量水平的激光进行转移，从而减少了可能对要转移的发光层的热损伤。而且优选地，利用在真空中执行的热转移的工艺，衬底被更紧密地附着在一起，并且提高了转移时的图案化精度。如果热转移工艺全部是在真空中连续执行的，则可以防止任何可能的元件恶化。
这里考虑激光照射设备中的激光头的驱动部分配备有精确对准机制的情形。在这种情况下，在上述选择性地逐点照射激光hr的工艺中，激光hr可以沿下电极23以任何适当的点直径照射在转移衬底1(1b、1g和1r)上。在这种激光照射时，不需要精确定位器件衬底21和转移衬底1(1b、1g和1r)。另一方面，当激光头的驱动部分未配备有这种对准机制时，需要在转移衬底一侧上包括光屏蔽膜以限制照射激光hr的区域。具体而言，转移衬底1(1b、1g和1r)在其下侧上具有光屏蔽膜，其中孔径部分被形成为反射激光的高反射性金属层。或者，其上可以形成有低反射性金属膜。然而，在这种情况下，器件衬底21和转移衬底1(1b、1g和1r)需要精确定位。
如图4A所示，通过气相沉积形成电子传输层33，其状态完全覆盖形成有发光层31b、31g和31r的器件衬底21。通过气相沉积，电子传输层33完全形成在器件衬底21上作为公共层。这种电子传输层33利用普通的电子传输材料配置，作为示例，通过气相沉积形成了厚度约为20nm的8-hydroxyquinoline aluminum(Alq3)(8-羟基喹啉铝)膜。
按以上方式形成的层，即空穴注入层27、空穴传输层29、发光层31b、31g和31r以及电子传输层33配置了有机层35。
然后在电子传输层33上，通过气相沉积形成电子注入层37。通过气相沉积，该电子注入层37被形成为完全覆盖在器件衬底21上的公共层。这种电子注入层37利用普通电子注入材料配置。作为示例，通过真空气相沉积形成了厚度约为0.3nm(气相沉积速度0.01nm/sec)的LiF(氟化锂)膜。
其后，在电子注入层37上形成上电极39。当下电极23是阳极时，该上电极39被用作阴极，而当下电极23是阴极时，该上电极39被用作阳极。例如，当在该实施例中要制造的显示器件是直接矩阵型的时，上电极39例如被形成为条形，以与下电极23的条带交叉。当显示器件是有源矩阵型的时，上电极39被稳固地形成以全部覆盖器件衬底21，并且在各像素之间共享。在这种情况下，在与下电极23相同的层上形成辅助电极(未示出)，并且通过建立辅助电极和下电极23之间的连接，所得到的配置可以有利地防止上电极39的电压降低。
各种颜色的有机EL器件，即蓝色发光器件41b、绿色发光器件41g和红色发光器件41r被形成到层叠有下电极23和上电极39的部分，即，夹有包括发光层31b、31g和31r的有机层35等的部分。
上电极39假定由依赖于在该实施例中要制造的显示器件中提取出光的方式而选择的材料形成。即，当显示器件是顶发光型的或双侧发光型的时，即，发出的光是从相对于器件衬底21的一侧提取出的时，上电极39由光透射材料或半透明材料配置。另一方面，当显示器件是透射型的时，即，发出的光是从器件衬底21一侧提取出的时，上电极39由高反射性材料配置。
在该示例中，显示器件是顶发光型的，并且下电极23被用作阳极，从而上电极39被用作阴极。在这种情况下，配置上电极39的材料是从在形成下电极23的工艺中例示的低工作函数材料中选择的。在该示例中选择的材料假定是具有好的光透射属性的材料，以允许电子高效地注入到有机层35。
这样，上电极39通过真空气相沉积形成，厚度为10nm，以用作MgAg(镁-银)的公共阴极。为了形成这样的上电极39，应用粒子能量低到不影响基底(base)的水平的方法，例如气相沉积或CVD(化学气相沉积)。
当显示器件是顶发射型的时，作为优选设计，上电极39被配置为半透明的，并且上电极39和下电极23配置为谐振器以增大提取的光强。
当显示器件是透射型的，并且上电极39被用作阴极时，上电极39由具有低工作函数的高反射性导电材料配置。当显示器件是透射型的，并且上电极39被用作阳极时，上电极39由高反射性导电材料配置。
在这样形成了发光器件41b、41g和41r之后，如图4B所示，形成保护膜43，保护膜43的状态覆盖了上电极39。该保护膜43是为了保护有机层35免受湿气的影响，并且假定利用具有足够厚度的几乎不透过水并且吸收水的材料形成。当在该实施例要制造的显示器件是顶发光型的时，该保护膜43由透过由发光层31b、31g和31r生成的光的材料制成，并且假定具有例如约为80％的高透射率。
这种保护膜43可由绝缘材料配置。当保护膜43例如由绝缘材料配置时，绝缘材料优选地是无机无无定形物，例如无定形硅(α-Si)、无定形碳化硅(α-SiC)、无定形氮化硅(α-Si1-xNx)、无定形碳(α-C)等等。这种无机无无定形物的绝缘材料配置为没有晶粒，从而所得到的保护膜43几乎不透过水，并且可以具有良好的属性。
例如，为了形成由无定形氮化硅制成的保护膜43，假定通过CVD形成膜厚为2至3μm的膜。优选地，在这种情况下，用于膜形成的温度被设为室温，其目的是防止由有机层35的恶化引起的亮度减小。而且，膜优选地是在使得膜应力最小的情况下形成的，其目的是防止保护膜43脱落。
在在该实施例中要制造的显示器件是有源矩阵型的，并且上电极39用作完全覆盖器件衬底21的公共电极的另一种情形中，保护膜43可以利用导电材料配置。当保护膜43由导电材料配置时，所使用的是诸如ITO或IZO(氧化铟锌)之类的透明导电材料。
在不利用掩模的情况下牢固地形成覆盖发光层31b、31g和31r的层33至43。层33至43优选地在任何一个特定的膜形成设备中连续形成，而不暴露于空气。在这种情况下，可以防止有机层35的恶化，这种恶化经常由空气中的湿气引起。
形成有这样的保护膜43的器件衬底21经由用于粘附的树脂材料(未示出)在保护膜43一侧上贴有保护衬底45。用于粘附的树脂材料例如包括紫外固化树脂。保护衬底45的示例是玻璃衬底。注意，当该实施例的显示器件是顶发光型的时，用于粘附的树脂材料和保护衬底45都需要由光透射材料配置。
以上述方式，完成了全色显示器件47，其中在器件衬底21上形成有呈阵列形式布置的发光器件41b、41g和41r。
利用上述制造方法(例如参考图2B等所述的方法)，转移衬底1被布置在光热转换层12和转移层14之间，其中扩散防止层13防止了配置光热转换层12的材料的扩散。该转移衬底1的转移层14被热转移到器件衬底21上作为发光层31b、31g和31r。以这种方式，防止了从光热转换层12到转移层14一侧的材料扩散。因此，发光层31b、31g和31r是“干净”形成的，其免受来自于光热转换层12的氧化或污染物。
这样，所得到的发光层31b、31g和31r可以没有杂质混合物和污染物。如下面的示例中所示，这样形成的发光器件41b、41g和41r相比于通过使用传统转移衬底(未形成有扩散防止层13)的转移方法形成的具有发光层的转移方法可以具有各种优点。这些优点包括较高的发光效率、较低的驱动电压和较长的亮度持续时间。
根据上述实施例，通过热转移可以以好的位置精度对发光层31b、31g和31r进行图案化。与利用传统转移衬底形成发光层的情形相比，所得到的发光器件41b、41g和41r可以获得较高的发光效率和较长的亮度持续时间。
以上主要例示了这样的情形即下电极23是阳极，而上电极39是阴极。本发明显然也可适用于下电极23是阴极，而上电极39是阳极的情形。在这种情况下，下电极23和上电极39之间的层25至37按相反顺序层叠。
以上基于实施例所述的本发明也适用于上述公共层分离的器件。例如，如JP-A-2003-272860中所述，本发明也适用于作为包括发光层的有机层的单元层叠(即，发光单元)的串列型有机EL器件，并且可以得到类似的效果。
本发明的转移衬底可以广泛用于有机层的图案化，例如，在有机半导体器件的制造工艺中诸如有机半导体晶体管之类的有机半导体层的形成。在这种情况下，参考图1所述的转移衬底1中的转移层14被形成为由有机半导体材料制成的层。通过利用这种转移衬底1进行的热转移，可以以好的位置精度对有机半导体层进行图案化，同时没有杂质混合物和污染物。这能够有利地获得具有优异器件特性的有机半导体器件。
示例通过参考图1至3B和下面的表1，描述制造配置全色显示器件的各种颜色有机EL器件的过程，作为本发明的特定示例，并且作为这些示例的比较示例。还描述了评价结果。
a.示例1在1至4的工艺中制造配置显示器件的蓝色发光器件41b。
1.按以下方式制造转移衬底1b。首先，在玻璃衬底(支撑衬底)11上，利用钼(Mo)通过普通溅射形成厚度为200nm的光热转换层12。在所得到的光热转换层12上，利用氮化硅(SiNx)通过CVD形成厚度为100nm的扩散防止层13。在所得到的扩散防止层13上，利用宿主材料(ADN)与蓝色发光客体材料(DPAVBi)的混合物(质量百分比为2.5％)通过真空气相沉积形成蓝色转移层14b。
2.在用作用于器件制造的器件衬底的玻璃衬底21上，形成下电极23作为阳极。下电极23是两层配置，按顺序是作为银合金层的APC(Ag-Pd-Cu)层(膜厚120nm)和由ITO制成的透明导电层(膜厚10nm)的层叠。其后，通过溅射形成厚度约为2μm的二氧化硅绝缘膜25，其覆盖了下电极23的外边缘，并且通过光刻暴露出下电极23，以用作像素区域。在其表面上，形成厚度为25nm的m-MTDATA膜，以用作空穴注入层27。通过气相沉积形成厚度为30nm的α-NPD膜，以用作空穴传输层29。
3.随后，在所形成的有机层被布置为彼此面对的状态下，在工艺1中制造的转移衬底1b被布置在用于器件制造的器件衬底21上，并且这些衬底在真空中被紧密地彼此附着。在这些衬底之间，由于绝缘膜25的厚度有约2μm的小空间。在该状态下，波长800nm的激光被从转移衬底1b的下侧照射在与用于器件制造的器件衬底21的蓝色像素区域面对的位置处。利用这种激光照射，蓝色转移层14b被从转移衬底1b热转移，从而形成蓝色发光层31b。在该示例中，激光的点尺寸是300μm×10μm。激光束被用于沿垂直于光束的纵向维度的方向扫描。能量密度是2.6×10-3mJ/μm2。
4.在通过转移形成了蓝色发光层31b之后，形成电子传输层33。通过气相沉积形成厚度约为20nm的8-hydroxyquinoline aluminum(Alq3)膜，以用作电子传输层33。通过气相沉积形成厚度约为0.3nm(气相沉积速度0.01nm/sec)的LiF膜，以用作电子注入层37。其后，通过气相沉积形成厚度为10nm的MgAg膜，作为用作上电极39的阴极，其结果是蓝色发光器件41b。
示例2在示例1的工艺1的制造转移衬底1b的过程中，按类似于示例1的方式制造蓝色发光器件41b，除了通过CVD在光热转换层12上形成厚度为100nm的由二氧化硅(SiO2)制成的扩散防止层13，并且在其上形成蓝色转移层14b以外。
比较示例1在示例1的工艺1的制造转移衬底1b的过程中，按类似于示例1的方式制造蓝色发光器件41b，除了在光热转换层12上直接形成蓝色转移层14b而不在其间形成扩散防止层13以外。
示例3在示例1的工艺1的制造转移衬底1b的过程中，按类似于示例1的方式制造绿色发光器件41g，除了配置转移层的材料以外。
即，当在工艺1中制造转移衬底1g时，在形成在玻璃衬底11上的光热转换层12上，通过CVD形成厚度为100nm的由氮化硅(SiNx)制成的扩散防止层13。在这样形成的扩散防止层13上，利用宿主材料(ADN)与绿色发光客体材料(香豆素6)的混合物(质量百分比为5％)通过真空气相沉积形成绿色转移层14g。
利用这样制造的转移衬底，通过类似于示例1的工艺2至4的过程制造绿色发光器件41g。
比较2在示例3的工艺1的制造转移衬底1g的过程中，按类似于示例4的方式制造绿色发光器件41g，除了在光热转换层12上直接形成绿色转移层14g而不在其间形成扩散防止层13以外。
示例4在示例1的工艺1的制造转移衬底1b的过程中，按类似于示例1的方式制造红色发光器件41r，除了配置转移层的材料以外。
即，当制造转移衬底1r时，在形成在玻璃衬底11上的光热转换层12上，通过CVD形成厚度为100nm的由氮化硅(SiNx)制成的扩散防止层13。在这样形成的扩散防止层13上，利用宿主材料(ADN)与红色发光客体材料(BSN)的混合物(质量百分比为30％)通过真空气相沉积形成红色转移层14r。
利用这样制造的转移衬底，通过类似于示例1的工艺2至4的过程制造红色发光器件41r。
比较3在示例4的工艺1的制造转移衬底1g的过程中，按类似于示例1的方式制造红色发光器件41r，除了在光热转换层12上直接形成红色转移层14r而不在其间形成扩散防止层13以外。
评价结果对于以上的示例1至4和比较示例1至3，进行测试以查看是否观察到从光热转换层(Mo)到发光层的扩散。该测试是由二次离子质谱仪(SIMS)在发光层是以类似方式通过转移形成的状态下进行的。测试结果表明，关于比较示例1至3，在发光层的区域中检测到配置光热转换层的元素(Mo)，从而存在到光热转换层的发光层一侧(转移层一侧)的扩散。另一方面，关于示例1至4，在发光层的区域中没有观察到配置光热转换层的元素(Mo)的扩散。这进而验证了光热转换层和转移层之间的扩散防止层的扩散防止的效果。
对于按以上方式制造的有机EL器件，在处于40mA/cm2的恒定电流密度的状态下，利用光谱辐射比例测量色度和发光效率。在对于应用以这样的方式设置电流的状态下测量驱动电压，在该方式中，由相同发光客体材料制成的器件发射具有相同亮度的光。还进行持续时间测试，以查看在经过100小时后相对亮度的减小比率。结果在下面的表1中示出。
表1
首先，对在示例1和2中制造的蓝色发光器件和在比较示例1中制造的蓝色发光器件的评价结果进行比较。比较结果表明，利用具有扩散防止层13的转移衬底1b制造的示例1和2的蓝色发光器件相比于利用没有扩散防止层的转移衬底制造的比较1的蓝色发光器件实现了各种效果。这些效果包括在相当程度上使发光效率增大了两倍或更多，减小了驱动电压，并降低了亮度减小比率。这些蓝色发光器件表现出相同水平的色度。
关于示例1和2的器件之间的比较，包括用作氧化保护层的示例1的SiNx层的器件相比于包括用作氧化保护层的示例2的SiO2层的器件表现出增大了持续时间的效果。该比较结果表明，尽管SiO2和Mo(形成在表面上的MoOx)层能够很好地防止材料扩散和氧化，但是使用SiNx层的器件更明显地表现出这些效果。
还对在示例3和比较示例2中制造的绿色发光器件的评价结果进行比较。比较结果表明，利用具有SiNx的扩散防止层13的转移衬底1g制造的示例3的绿色发光器件相比于利用没有扩散防止层的转移衬底制造的比较2的绿色发光器件表现出令人满意的特性。这些令人满意的特性表现在发光效率、驱动电压和亮度减小比率方面。尤其是用作绿色发光器件的绿色发光客体材料的香豆素6具有低电子传输能力，并且非常擅长于当转移使用这种客体材料的发光层时，通过利用具有扩散防止层的转移衬底来增大发光效率。
还对在示例4和比较示例3中制造的红色发光器件的评价结果进行比较。比较结果表明，利用具有SiNx的扩散防止层13的转移衬底1r制造的示例4的红色发光器件相比于利用没有扩散防止层的转移衬底制造的比较3的绿色发光器件表现出令人满意的特性。这些令人满意的特性表现在发光效率、驱动电压和亮度减小比率方面，并且这些特性是在不改变发光颜色的情况下获得的。
这些比较结果表明，在使用有机EL器件的全色显示器件中，通过经由热转移形成发光层31b、31g和31r，各种颜色的有机EL器件41b、41g和41r的特性可以保持良好。
本领域技术人员应当理解，依赖于设计需求和其他因素可以进行各种修改、组合、子组合和变更，只要这些修改、组合、子组合和变更在所附权利要求和其等同物的范围内即可。
权利要求
1.一种转移衬底，包括支撑衬底；光热转换层；防止构成所述光热转换层的材料的扩散的扩散防止层；以及由有机材料制成的转移层，其中所述光热转换层、所述扩散防止层和所述转移层按该顺序形成在所述支撑衬底上。
2.如权利要求1所述的转移衬底，其中所述扩散防止层包括氮化硅或二氧化硅。
3.如权利要求1所述的转移衬底，其中所述光热转换层包括金属材料。
4.如权利要求1所述的转移衬底，其中所述转移层包括发光材料。
5.一种转移方法，包括以下步骤布置包括支撑衬底的转移衬底，在所述支撑衬底上按顺序形成有光热转换层、扩散防止层和由有机材料制成的转移层，其中所述转移层被安排为面向受体；以及通过从所述支撑衬底一侧照射光从而使所述光在所述光热转换层中发生热转换而将所述转移层热转移到所述受体，同时防止了构成所述光热转换层的材料的扩散。
6.一种有机电发光器件制造方法，包括以下步骤形成在衬底上图案化的下电极；在所述下电极上形成至少包括发光层的有机层；以及在这样的状态下形成上电极，其中所述上电极经由所述有机层层叠在所述下电极上，其中，在所述下电极被在所述衬底上图案化之后，布置包括支撑衬底的转移衬底，在所述支撑衬底上按顺序形成有光热转换层、扩散防止层和由有机材料制成的转移层，其中所述转移层被安排为面向所述衬底；并且通过从所述支撑衬底一侧照射光从而使所述光在所述光热转换层中发生热转换而将所述转移层热转移到所述下电极上，同时防止了构成所述光热转换层的材料的扩散。
全文摘要
一种转移衬底包括支撑衬底；光热转换层；防止构成光热转换层的材料的扩散的扩散防止层；以及由有机材料制成的转移层，其中光热转换层、扩散防止层和转移层按该顺序形成在支撑衬底上。
文档编号H01L51/00GK1992159SQ20061016717
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月26日 优先权日2005年12月26日
发明者松田英介, 平野贵之 申请人:索尼株式会社