レーザー転写用ドナー基板及びその基板を用いて製造される有機電界発光素子
【課題】 本発明は、レーザー転写用ドナー基板及びこれを用いて製造される有機電界発光素子に関する。
【解決手段】 基材フィルム、前記基材フィルム上に形成されている光−熱変換層、前記光−熱変換層上の全面に形成されているバッファー層、基材フィルム全面にかけて前記バッファー層上に形成されている金属層、及び前記金属層上に形成されていて有機物質でなる転写層を含むことを特徴とするレーザー転写用ドナー基板を提供することによって、低分子物質をレーザー転写方法で転写パターン特性が優れたドナー基板を提供する。
【解決手段】 基材フィルム、前記基材フィルム上に形成されている光−熱変換層、前記光−熱変換層上の全面に形成されているバッファー層、基材フィルム全面にかけて前記バッファー層上に形成されている金属層、及び前記金属層上に形成されていて有機物質でなる転写層を含むことを特徴とするレーザー転写用ドナー基板を提供することによって、低分子物質をレーザー転写方法で転写パターン特性が優れたドナー基板を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー転写用ドナー基板及びこの基板を用いて製造される有機電界発光素子に関し、より詳しくは、有機電界発光素子の有機層を形成するために用いられるドナー基板及びこれを用いる有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機電界発光素子は、陽極及び陰極と、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層等の複数の層と、で構成される。有機電界発光素子は用いる材料によって高分子と低分子とに分けられるが、低分子有機ＥＬ（Electroluminescence）デバイスの場合には真空蒸着によって各層を導入し、高分子有機ＥＬデバイスの場合にはスピンコーティング工程を用いて発光素子を作ることができる。
【０００３】
単色素子の場合、高分子を用い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作ることができるが、低分子を用いることより駆動電圧は低いが、効率と寿命とが落ちる短所がある。また、フルカラー素子を作る際には、各々赤、緑、青の高分子をパターニングしなければならないが、インクジェット技術やレーザー転写法を用いる際、効率と寿命など発光特性が悪くなるおそれがあった。
【０００４】
特に、レーザー転写法を用いてパターニングする際には、単一高分子材料としては転写されない材料が大部分である。レーザー熱転写法による高分子有機電界発光素子のパターン形成方法は、下記特許文献１に開示されており、また下記特許文献２、３、４に既に開示されている。
【０００５】
前記熱転写法を適用するためには、少なくとも光源、転写フィルム、そして基板を必要とし、光源から出た光が転写フィルムの光吸収層によって吸収されて熱エネルギーに変換され、この熱エネルギーによって転写フィルムの転写層形成物質が基板へ転写されて所望のイメージを形成するべきである（下記特許文献５、６、７、８）。
【０００６】
このような熱転写法は、液晶表示素子用カラーフィルター製造に用いられることもあり、また、発光物質のパターンを形成するために用いられる場合があった（下記特許文献２）。
【０００７】
下記特許文献９は、フルカラー有機電界発光素子において高度のパターン化された有機層を形成する方法に関するもので、前記方法は、有機電界発光物質が転写可能なコーティング物質でコーティングされたドナー支持体を用いる。前記ドナー支持体は、加熱されて有機電界発光物質が目的とする下部ピクセルにある色化された有機電界発光媒介体を形成する基板のリーセス表面部へ転写されるようにする。このとき、前記転写は、ドナー基板に熱または光が加えられて発光物質が蒸気化（vaporize）されてピクセルに転写される。
【０００８】
下記特許文献１０は、それぞれの画素領域に形成される負画素（subpixel）を形成するにおいて、ドナーシートから収容体（receiver）シートに転写されることにより形成される。このとき、転写工程は、低温（約４００℃以下）で昇華性がある有機電界発光物質をドナーシートから収容体シートに転写して負画素を形成することが開示されている。
【０００９】
図１は、通常のフルカラー有機電界発光素子の構造を示す断面図である。
【００１０】
図１を参照すれば、絶縁基板１００上に第１電極２００がパターニングされて形成されている。前記第１電極２００としては背面発光構造の場合には透明電極で形成され、前面発光構造の場合には反射膜を含む導電性金属で形成される。
【００１１】
前記第１電極２００上には画素領域を定義し、発光層間に絶縁のために絶縁性物質で画素定義膜（ＰＤＬ；３００）を形成する。
【００１２】
前記画素定義膜（ＰＤＬ；３００）で定義された画素領域に有機発光層３３、Ｒ、Ｇ、Ｂを含む有機膜層を形成し、前記有機膜層３３は、前記有機発光層以外にも正孔注入層、正孔輸送層、正孔抑制層、電子輸送層及び電子注入層の中、１以上の層をさらに含むことができる。前記有機発光層としては高分子物質及び低分子物質が全て可能である。
【００１３】
次に、前記有機膜層３３上に第２電極４００を形成する。前記第２電極４００は、第１電極２００が透明電極の場合には反射膜を含む導電性金属層で形成し、前記第１電極が反射膜を含む導電性金属層の場合には透明電極で形成する。次に、有機電界発光素子を封止することによって有機電界発光素子を完成する。
【００１４】
しかしながら、従来のレーザー転写を用いて発光層を形成する場合には、図２に示すように、従来のレーザー転写用ドナー基板３４は、基材フィルム３１、光−熱変換層３２、及び転写層３３からなっていて、バッファー層（不図示）をさらに含むことができる。
【００１５】
一方、下記特許文献１１、１２、１３には、バッファー層または中間層（interlayer）を前記光−熱変換層３２から発生される汚染が有機膜である転写層３３に伝えられないように前記光−熱変換層３２と転写層３３間に用いていて、このようなバッファー層または中間層としては金属層を含んでいる。前記特許は転写層では高分子及び低分子物質について区分していないので、以下で説明するように、低分子物質を用いる場合、問題点が発生する。
【００１６】
図３は、従来のドナー基板を用いる場合の転写モデルに関するもので、図３に示すようにレーザー照射の際、光−熱変換層３２が膨脹するにつれて転写層３３が膨脹しながらドナー基板から分離されて有機電界発光素子の基板に転写される。
【００１７】
しかしながら、従来のドナー基板に転写層３３で低分子物質を使用した場合には、図３のＡ部分のように、ドナー基板表面と低分子転写層３３との間の接着力が悪くてラミネート工程の際、ドナー基板上の低分子有機物が基板上に付く形状が発生する。したがって、これによってレーザーで転写する領域以外にも不所望の有機物質が基板表面に覆われるようになって、これは直接的に素子の性能が劣るという問題点があった。
【００１８】
図４は、従来のドナー基板を用いて低分子物質をレーザー熱転写させたパターンを示す図面である。
【００１９】
図４を参照すれば、基板１００の全面的にかけて転写させた低分子有機物が付く現状を確認することができるため、画素の定義が不明確なことが分かる。
【００２０】
【特許文献１】韓国特許番号１９９８-５１８４４号
【特許文献２】米国特許第５,９９８,０８５号
【特許文献３】米国特許第６,２１４,５２０号
【特許文献４】米国特許第６,１１４,０８８号
【特許文献５】米国特許第５,２２０,３４８号
【特許文献６】米国特許第５,２５６,５０６号
【特許文献７】米国特許第５,２７８,０２３号
【特許文献８】米国特許第５,３０８,７３７号
【特許文献９】米国特許第５,９３７,２７２号
【特許文献１０】米国特許第５,６８８,５５１号
【特許文献１１】米国特許第５,９８１,１３６号
【特許文献１２】米国特許第６,４６１,７９３号
【特許文献１３】米国特許第６,０９９,９９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上述のような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、有機電界発光素子の製造の際、発光層をレーザー転写法で形成する場合、未転写不良を防止できるレーザー転写用ドナー基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は前記の目的を達成するため、本発明は、
基材フィルムと、
前記基材フィルム上に形成されている光−熱変換層と、
前記光−熱変換層上の全面に形成されているバッファー層と、
前記バッファー層上に形成されている金属層、及び
前記金属層上に形成されていて有機物質とからなる転写層と、を含むことを特徴とするレーザー転写用ドナー基板を提供する。
【００２３】
また、本発明は、
基材フィルムと、光−熱変換層と、バッファー層及び転写層とを含み、前記バッファー層の表面を改質するための改質層を前記バッファー層と転写層との間に含むことを特徴とするレーザー転写用ドナー基板を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、レーザー転写用ドナー基板において、バッファー層と転写層との間に改質層または金属層を形成してドナー基板と低分子転写物質の表面特性を向上させることによって転写パターン特性を向上させ、これに伴い素子特性もまた向上されることが分かる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を添付の図面を参照して、より詳細に説明する。
【００２６】
本発明では同じ構成要素については同じ参照番号を付して説明する。
【００２７】
図５は、本発明によってレーザーを用いて有機電界発光素子に用いられる発光有機膜を転写パターニングする際の転写メカニズムを示す図面である。
【００２８】
一般のレーザー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、図５から分かるように、基板Ｓ１に付いていた有機膜Ｓ２（３３）がレーザーの作用でＳ１から離れて基板Ｓ３に転写されながら、レーザーを受けない部分と分離が発生しなければならない。
【００２９】
転写特性を左右する因子は、基板Ｓ１とフィルムＳ２との第１接着力Ｗ１２と、フィルム間での粘着力Ｗ２２、そしてフィルムＳ２と基板Ｓ３との第２接着力Ｗ２３の３種類である。
【００３０】
このような第１、第２接着力と粘着力を各層の表面張力（γ１、γ２、γ３）と界面張力（γ１２、γ２３）で表すと、下記式のように表される。
【００３１】
Ｗ１２＝γ１＋γ２−γ１２
Ｗ２２＝２γ２
Ｗ２３＝γ２＋γ３−γ２３
レーザー転写特性を向上させるためには、フィルム間での粘着力が各基板とフィルム間の接着力より小さくなければならない。
【００３２】
一般に、有機電界発光素子では各層をなす物質として有機物質を用いていて、低分子物質を用いる場合には前記第１及び第２接着力が粘着力より大きいため、ドナー基板３４から発光物質を有機電界発光素子に転写させることによって物質転移（mass transition）が発生して発光層の微細パターンを形成できる。このように転写することによって、微細な発光層のパターンまでも形成できてミスアラインメント（mis-alignment）が発生する可能性が小さくなる。
【００３３】
図６は、本発明の第１実施例に係る低分子レーザー転写用ドナー基板の構造を示す図面である。
【００３４】
図６を参照すれば、前記ドナー基板３４は基材フィルム３１と、前記基材フィルム３１上に形成されている光−熱変換層３２と、基材フィルム３１の全面にかけて前記光−熱変換層３２上に形成されているバッファー層３５と、前記バッファー層３５上の全面に形成されている金属層３６及び前記金属層上に形成されている有機物質からなる転写層３３とが積層されている構造を有している。
【００３５】
本発明では、前記有機物質としては低分子有機物質を使用し、前記低分子物質は正孔輸送層、正孔注入層、発光層、正孔抑制層、電子輸送層及び電子注入層の中、１以上の層を形成する。
【００３６】
このとき、前記低分子有機物質として低分子有機発光物質を用いる場合には、下記式１乃至４で表される物質を用いて形成し、またはＩｒ、Ｐｔ、Ｅｕ、及びＴｂからなる群から選択される１種の金属有機金属錯物として三重項状態で燐光発光が可能な燐光ドーパントとカルバゾール系、アリルアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系、及びオキサジアゾール系のような発光ホスト物質を全て用いる燐光低分子発光物質を用いることができる。
【００３７】
【化１】
このとき、転写層３３の形成は、一般的なコーティング方法である圧出、スピン、ナイフコーティング方法、真空蒸着法、ＣＶＤ等の方法を用いて１００乃至５０,０００Å厚さでコーティングする。
【００３８】
一方、図６のドナー基板は、用途に応じてフィルム構造を変更して用いることができる。例えば、フィルムの感度（sensitivity）を向上させるために光−熱変換層下にガス生成層（不図示）をさらに形成することもでき、前記金属層３６と転写層３３との間にバッファー層（不図示）をさらに含むことができる。
【００３９】
前記基材フィルム３１は、透明性高分子からなっているが、このような高分子としてはポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル、ポリアクリル、ポリエポキシ、ポリエチレン、ポリスチレン等を用いる。その中でポリエチレンテレフタレートフィルムを主に用いる。基材フィルムの厚さは、１０乃至５００μｍであることが好ましく、この基材フィルムの役割は支持フィルムとしての役割をし、複合的な多重系も使用可能である。
【００４０】
前記光−熱変換層３２は、赤外線−可視光線領域の光を吸収する性質を持っている光吸収性物質で形成する。レーザー光吸収物質が含まれている有機膜、金属及びこれらの複合層の中の一つである。
【００４１】
このような特性を持っている膜として金属、その金属の酸化物及び硫化物、そしてカーボンブラック、黒鉛や赤外線染料が添加された高分子からなる有機膜がある。
【００４２】
このとき、前記金属、その金属の酸化物及び硫化物は、光学濃度（optical density）が０.２乃至３.０であるもので、アルミニウム（Ａｌ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）等の金属、その酸化物及びこれらの混合物があるが、その中でもアルミニウム（Ａｌ）またはその酸化物が好ましい。
【００４３】
そして、前記カーボンブラック、黒鉛や赤外線染料が添加された高分子からなる有機膜としては、高分子結合樹脂に顔料、染料等のような着色剤、分散剤等が分散された有機物で、前記高分子結合樹脂を形成する物質としては、アクリル（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル（メタ）アクリレートオリゴマー、エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー等のような（メタ）アクリレートオリゴマーを単独で用いる。また、前記オリゴマーに（メタ）アクリレートモノマーを混合して使用し、または（メタ）アクリレートモノマーだけ単独で用いる。そして、前記カーボンブラックまたは黒鉛は、粒径が０.５μｍ以下であることを用いることが好ましくて、このときの光学濃度は、０.５乃至４であることが好ましい。
【００４４】
一方、積層される光−熱変換層３２があまり薄く形成される場合には、エネルギー吸収率が低く、且つ光−熱変換されるエネルギー量が小さいため、膨脹圧力が低くなるようになって、また、透過されるエネルギーが大きくなることによって有機電界発光素子の基板回路に損傷を与えることになる。
【００４５】
また、転写の際、レーザーエネルギーによって膨脹されるとき、一定の厚さ以下を維持することにより膨脹の際、曲率半径が小さくなって転写層が有機電界発光素子の画素領域を定義する画素定義膜によって発生される段差によるエッジオープン不良を減らすことができる。
【００４６】
一方、あまり厚い場合には、レーザーの照射の際、レーザーエネルギーが光−熱変換層に全体的に伝えられなくて転写特性が不良が発生することができ、特に、有機電界発光素子の画素領域を定義する画素定義膜によって発生される段差部分でフィルムと基板との密着が悪くてエッジオープン（edge open）不良が発生する可能性が大きい。
【００４７】
したがって、光−熱変換層３２が金属、または金属の酸化物または硫化物の場合には、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１００乃至５，０００Å厚さで形成し、有機膜の場合には、一般的なフィルムコーティング方法である圧出（extrusion）、スピン（spin）、及びナイフ（knife）コーティング方法を用いて０．１乃至１μｍの厚さで積層する。
【００４８】
また、前記ガス生成層は、光または熱を吸収すると、分解反応を起こして窒素ガスや水素ガス等を放出することによって転写エネルギーを提供する役割をし、四硝酸ペンタエリトリット（ＰＥＴＮ）、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）等から選択された物質からなる。
【００４９】
前記光−熱変換層３２上には、バッファー層３５を形成できる。前記バッファー層３５は、前記光−熱変換層と金属層３６が隣接して前記光−熱変換層と金属層３６との表面特性を改善するため形成されることができる。前記バッファー層３５は、金属酸化物、金属硫化物または非金属無機化合物や有機物を用いることがあり、金属酸化物等は前記金属層を形成した後に表面を酸化させて形成し、または別途の工程で形成できる。有機物は、不活性高分子（inert polymer）をコーティングし、または低分子を蒸着して形成できる。厚さは、０.０１乃至２μｍ以内であることが好ましい。
【００５０】
一方、前記基材フィルム全面にかけて前記バッファー層３５上に形成される金属層３６としてはレーザービーム透過率が２０％以下である金属を用いる。また、前記金属層３６の厚さは１μｍ以下で真空蒸着法、電子ビーム蒸着法またはスパッタリング法で積層する。前記金属層３６の厚さは、レーザー光のエネルギー及び光−熱変換層３２の熱エネルギーを転写層３３の材料に伝達出来なくて材料の熱的変形を止めることができる程度であればよく、あまり厚ければ光−熱変換層が膨脹の際、金属層が膨脹出来なくて転写特性に影響を与えることができるためである。
【００５１】
このとき、前記金属層３６は低分子転写層３３とドナー基板３４との接着力を向上させて低分子転写層３３が転写する領域以外にも付くことを防止できる。
【００５２】
前記金属層３６としてはアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、及び鉛（Ｐｂ）の中のいずれかが用いられることができ、好ましくは、ＡｌまたはＡｇを用いる。
【００５３】
図７は、本発明の第２実施例に係るレーザー転写用ドナー基板の断面図である。図７を参照すれば、本発明の第２実施例としては基材フィルム３１と、光−熱変換層３２と、バッファー層３５及び転写層３３を含み、前記バッファー層３５と前記転写層３３との間に前記バッファー層の表面を改質するための改質層３６’を含むことを特徴とするレーザー転写用ドナー基板を開示する。
【００５４】
このとき、前記転写層としては低分子有機物質を使用し、前記低分子物質は、正孔輸送層と、正孔注入層と、発光層と、正孔抑制層と、電子輸送層及び電子注入層の中、１以上の層を形成する。
【００５５】
このとき、前記低分子有機物質で低分子有機発光物質を用いる場合には、下記式１乃至４で表される物質を用いて形成し、またはＩｒ、Ｐｔ、Ｅｕ、及びＴｂからなる群から選択される１種の金属有機金属錯物として三重項状態で燐光発光が可能な燐光ドーパントとカルバゾール系、アリルアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系、及びオキサジアゾール系のような発光ホスト物質を全て用いる燐光低分子発光物質を用いることができる。
【００５６】
【化２】
このとき、転写層３３の形成は、一般的なコーティング方法である圧出、スピン、ナイフコーティング方法、真空蒸着法、ＣＶＤ等の方法を用いて１００乃至５０,０００Å厚さでコーティングする。
【００５７】
前記改質層３６’としては前記低分子転写層３３とドナー基板３４間の表面特性、特に、接着力（adhesion）を改善できるならば有機物、無機物または金属でも関係ない。
【００５８】
前記改質層３６’としてはレーザー光透過率が２０％以下の物質を使用し、好ましくは、金属を用いる。
【００５９】
前記改質層３６’としてはアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉛（Ｐｂ）及びそれらの酸化物の中のいずれかが用いられることができ、好ましくは、ＡｌまたはＡｇを用いる。
【００６０】
前記改質層３６’は、用いる物質によって積層する厚さは変わるが、レーザー光透過率、転写パターン特性を考慮して１μｍ以下で積層することが好ましい。
【００６１】
以外の構成要素は、第１実施例と同じ物質及び方法を採用する。
【００６２】
本発明で開示しているレーザー転写用ドナー基板は、特に、発光素子が低分子有機物からなる有機電界発光素子の場合、微細パターンを形成することが容易である。
【００６３】
以下、図８を参照して本発明に係るドナー基板を用いて有機電界発光素子の低分子有機薄膜の微細パターンを形成する方法を詳細に説明する。以下の説明では、説明の便宜の上、本発明のドナー基板が適用される一例として有機電界発光素子を言及したが、本発明のドナー基板が適用されることは有機電界発光素子に限定されるのではない。
【００６４】
図８は、本発明に係るドナー基板を用いて転写する方法を説明するための図面で、まず、透明基板１００上に透明電極層２００を形成する。これと別途に基材フィルム３１上に光−熱変換層３２と、バッファー層３５と、金属層３６と、を塗布したドナー基板３４及び前記ドナー基板３４上に転写層３３が形成されている。
【００６５】
ここで、転写層３３は、低分子有機薄膜形成用物質をコーティングすることによって製造される。このとき、様々な特性を改善するため、所定含量の添加物質を添加しても関係ない。例えば、発光層の効率を上げるため、ドーパント（dopant）を添加してもよい。そして、転写層３３を形成する方法では上述の通り、一般なフィルムコーティング方法である圧出（extrusion）、スピン（spin）及びナイフ（knife）コーティング方法を用いる。
【００６６】
前記転写層３３としては上述した通り、低分子有機物質を用いて一つの層だけでなく二つ以上の層を必要に応じて積層できる。
【００６７】
次に、透明電極層２００が形成された基板１００と所定間隔だけ離隔された位置に前記ドナー基板３４を配置した後に、前記ドナー基板３４にエネルギー源５７を照射する。
【００６８】
前記エネルギー源５７は、転写装置を介して基材フィルム３１を通過して光−熱変換層３２を活性化させ、熱分解反応によって熱を放出する。
【００６９】
このように放出された熱によって前記ドナー基板の光−熱変換層３２が膨脹されながら前記転写層３３がドナー基板３４から分離されて、有機電界発光素子の基板１００上に画素定義膜によって定義された画素領域上に転写物質である発光層が所望するパターンと厚さで転写されるようになる。
【００７０】
本発明のように金属層３６または改質層３６’を導入して低分子物質をレーザー転写するとき、ドナー基板３４と低分子転写層３３との間の表面特性、特に、接着力を向上させて基板に低分子物質が付かないように転写パターン特性を向上させることができる。
【００７１】
本発明で用いるエネルギー源は、レーザー、キセノン（Ｘｅ）ランプ、そしてフラッシュ（flash）ランプ等が可能である。その中でもレーザーが最も優れた転写効果を得ることができるために好ましい。このとき、レーザーとしては固体、ガス、半導体、染料等のあらゆる汎用的なレーザーを全て用いることができ、レーザービームの形状も円形のビーム、またはその他に可能な形状のビームを用いることができる。
【００７２】
前記のような転写過程を経る後には、転写された物質を固形化、固着化させるため熱処理する工程を経るようになる。
【００７３】
ここで、転写物質の転写は一度または多段階を経てなされることができる。すなわち、転写しようとする低分子有機薄膜層の厚さにおいては一度に必要な厚さを転写でき、複数回の反復によって転写することができる。しかしながら、工程の便宜性及び安全性を考慮すれば、一度に転写物質を転写させることが好ましい。
【００７４】
図９は、本発明のドナー基板を用いて低分子物質をレーザー熱転写させたパターンを示す図面である。
【００７５】
図９を参照すれば、本発明のドナー基板を使用した場合、基板１００上の下部電極２００上に低分子転写物質がきれいにパターニングされて、明確に画素領域を定義することが分かる。
【００７６】
図１０は、従来のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子と本発明のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子の電圧と輝度特性と、を示すグラフであり、図１１は、従来のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子と、本発明のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子との発光効率特性を比較したグラフである。
【００７７】
図１０及び図１１を参照すれば、本発明の実施例によって製造された有機電界発光素子の場合、従来の場合より電圧対応輝度が高いことが分かり、また発光効率面でも本発明の実施例が従来の場合より優れることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】通常のフルカラー有機電界発光素子の構造を示す断面図である。
【図２】従来のレーザー転写用ドナー基板の構造を示す断面図である。
【図３】従来の低分子転写層を含むドナー基板を用いる場合の転写モデルを示す図面である。
【図４】従来のドナー基板を用いて低分子物質をレーザー熱転写させたパターンを示す図面である。
【図５】レーザーを用いて有機電界発光素子に用いられる発光有機膜を転写パターニングした際の転写メカニズムを示す図面である。
【図６】本発明の第１実施例に係るレーザー転写用ドナー基板の構造を示す図面である。
【図７】本発明の第２実施例に係るレーザー転写用ドナー基板の断面図である。
【図８】本発明に係るドナー基板を用いて転写する方法を説明するための図面である。
【図９】本発明のドナー基板を用いて低分子物質をレーザー熱転写させたパターンを示す図面である。
【図１０】従来のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子と本発明のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子との電圧と輝度特性とを示すグラフである。
【図１１】従来のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子と本発明のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子との発光効率特性を比較したグラフである。
【符号の説明】
【００７９】
３１ 基材フィルム
３２ 光−熱変換層
３３ 転写層
３４ ドナー基板
３５ バッファー層
３６ 金属層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー転写用ドナー基板及びこの基板を用いて製造される有機電界発光素子に関し、より詳しくは、有機電界発光素子の有機層を形成するために用いられるドナー基板及びこれを用いる有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機電界発光素子は、陽極及び陰極と、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層等の複数の層と、で構成される。有機電界発光素子は用いる材料によって高分子と低分子とに分けられるが、低分子有機ＥＬ（Electroluminescence）デバイスの場合には真空蒸着によって各層を導入し、高分子有機ＥＬデバイスの場合にはスピンコーティング工程を用いて発光素子を作ることができる。
【０００３】
単色素子の場合、高分子を用い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作ることができるが、低分子を用いることより駆動電圧は低いが、効率と寿命とが落ちる短所がある。また、フルカラー素子を作る際には、各々赤、緑、青の高分子をパターニングしなければならないが、インクジェット技術やレーザー転写法を用いる際、効率と寿命など発光特性が悪くなるおそれがあった。
【０００４】
特に、レーザー転写法を用いてパターニングする際には、単一高分子材料としては転写されない材料が大部分である。レーザー熱転写法による高分子有機電界発光素子のパターン形成方法は、下記特許文献１に開示されており、また下記特許文献２、３、４に既に開示されている。
【０００５】
前記熱転写法を適用するためには、少なくとも光源、転写フィルム、そして基板を必要とし、光源から出た光が転写フィルムの光吸収層によって吸収されて熱エネルギーに変換され、この熱エネルギーによって転写フィルムの転写層形成物質が基板へ転写されて所望のイメージを形成するべきである（下記特許文献５、６、７、８）。
【０００６】
このような熱転写法は、液晶表示素子用カラーフィルター製造に用いられることもあり、また、発光物質のパターンを形成するために用いられる場合があった（下記特許文献２）。
【０００７】
下記特許文献９は、フルカラー有機電界発光素子において高度のパターン化された有機層を形成する方法に関するもので、前記方法は、有機電界発光物質が転写可能なコーティング物質でコーティングされたドナー支持体を用いる。前記ドナー支持体は、加熱されて有機電界発光物質が目的とする下部ピクセルにある色化された有機電界発光媒介体を形成する基板のリーセス表面部へ転写されるようにする。このとき、前記転写は、ドナー基板に熱または光が加えられて発光物質が蒸気化（vaporize）されてピクセルに転写される。
【０００８】
下記特許文献１０は、それぞれの画素領域に形成される負画素（subpixel）を形成するにおいて、ドナーシートから収容体（receiver）シートに転写されることにより形成される。このとき、転写工程は、低温（約４００℃以下）で昇華性がある有機電界発光物質をドナーシートから収容体シートに転写して負画素を形成することが開示されている。
【０００９】
図１は、通常のフルカラー有機電界発光素子の構造を示す断面図である。
【００１０】
図１を参照すれば、絶縁基板１００上に第１電極２００がパターニングされて形成されている。前記第１電極２００としては背面発光構造の場合には透明電極で形成され、前面発光構造の場合には反射膜を含む導電性金属で形成される。
【００１１】
前記第１電極２００上には画素領域を定義し、発光層間に絶縁のために絶縁性物質で画素定義膜（ＰＤＬ；３００）を形成する。
【００１２】
前記画素定義膜（ＰＤＬ；３００）で定義された画素領域に有機発光層３３、Ｒ、Ｇ、Ｂを含む有機膜層を形成し、前記有機膜層３３は、前記有機発光層以外にも正孔注入層、正孔輸送層、正孔抑制層、電子輸送層及び電子注入層の中、１以上の層をさらに含むことができる。前記有機発光層としては高分子物質及び低分子物質が全て可能である。
【００１３】
次に、前記有機膜層３３上に第２電極４００を形成する。前記第２電極４００は、第１電極２００が透明電極の場合には反射膜を含む導電性金属層で形成し、前記第１電極が反射膜を含む導電性金属層の場合には透明電極で形成する。次に、有機電界発光素子を封止することによって有機電界発光素子を完成する。
【００１４】
しかしながら、従来のレーザー転写を用いて発光層を形成する場合には、図２に示すように、従来のレーザー転写用ドナー基板３４は、基材フィルム３１、光−熱変換層３２、及び転写層３３からなっていて、バッファー層（不図示）をさらに含むことができる。
【００１５】
一方、下記特許文献１１、１２、１３には、バッファー層または中間層（interlayer）を前記光−熱変換層３２から発生される汚染が有機膜である転写層３３に伝えられないように前記光−熱変換層３２と転写層３３間に用いていて、このようなバッファー層または中間層としては金属層を含んでいる。前記特許は転写層では高分子及び低分子物質について区分していないので、以下で説明するように、低分子物質を用いる場合、問題点が発生する。
【００１６】
図３は、従来のドナー基板を用いる場合の転写モデルに関するもので、図３に示すようにレーザー照射の際、光−熱変換層３２が膨脹するにつれて転写層３３が膨脹しながらドナー基板から分離されて有機電界発光素子の基板に転写される。
【００１７】
しかしながら、従来のドナー基板に転写層３３で低分子物質を使用した場合には、図３のＡ部分のように、ドナー基板表面と低分子転写層３３との間の接着力が悪くてラミネート工程の際、ドナー基板上の低分子有機物が基板上に付く形状が発生する。したがって、これによってレーザーで転写する領域以外にも不所望の有機物質が基板表面に覆われるようになって、これは直接的に素子の性能が劣るという問題点があった。
【００１８】
図４は、従来のドナー基板を用いて低分子物質をレーザー熱転写させたパターンを示す図面である。
【００１９】
図４を参照すれば、基板１００の全面的にかけて転写させた低分子有機物が付く現状を確認することができるため、画素の定義が不明確なことが分かる。
【００２０】
【特許文献１】韓国特許番号１９９８-５１８４４号
【特許文献２】米国特許第５,９９８,０８５号
【特許文献３】米国特許第６,２１４,５２０号
【特許文献４】米国特許第６,１１４,０８８号
【特許文献５】米国特許第５,２２０,３４８号
【特許文献６】米国特許第５,２５６,５０６号
【特許文献７】米国特許第５,２７８,０２３号
【特許文献８】米国特許第５,３０８,７３７号
【特許文献９】米国特許第５,９３７,２７２号
【特許文献１０】米国特許第５,６８８,５５１号
【特許文献１１】米国特許第５,９８１,１３６号
【特許文献１２】米国特許第６,４６１,７９３号
【特許文献１３】米国特許第６,０９９,９９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上述のような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、有機電界発光素子の製造の際、発光層をレーザー転写法で形成する場合、未転写不良を防止できるレーザー転写用ドナー基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は前記の目的を達成するため、本発明は、
基材フィルムと、
前記基材フィルム上に形成されている光−熱変換層と、
前記光−熱変換層上の全面に形成されているバッファー層と、
前記バッファー層上に形成されている金属層、及び
前記金属層上に形成されていて有機物質とからなる転写層と、を含むことを特徴とするレーザー転写用ドナー基板を提供する。
【００２３】
また、本発明は、
基材フィルムと、光−熱変換層と、バッファー層及び転写層とを含み、前記バッファー層の表面を改質するための改質層を前記バッファー層と転写層との間に含むことを特徴とするレーザー転写用ドナー基板を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、レーザー転写用ドナー基板において、バッファー層と転写層との間に改質層または金属層を形成してドナー基板と低分子転写物質の表面特性を向上させることによって転写パターン特性を向上させ、これに伴い素子特性もまた向上されることが分かる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を添付の図面を参照して、より詳細に説明する。
【００２６】
本発明では同じ構成要素については同じ参照番号を付して説明する。
【００２７】
図５は、本発明によってレーザーを用いて有機電界発光素子に用いられる発光有機膜を転写パターニングする際の転写メカニズムを示す図面である。
【００２８】
一般のレーザー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、図５から分かるように、基板Ｓ１に付いていた有機膜Ｓ２（３３）がレーザーの作用でＳ１から離れて基板Ｓ３に転写されながら、レーザーを受けない部分と分離が発生しなければならない。
【００２９】
転写特性を左右する因子は、基板Ｓ１とフィルムＳ２との第１接着力Ｗ１２と、フィルム間での粘着力Ｗ２２、そしてフィルムＳ２と基板Ｓ３との第２接着力Ｗ２３の３種類である。
【００３０】
このような第１、第２接着力と粘着力を各層の表面張力（γ１、γ２、γ３）と界面張力（γ１２、γ２３）で表すと、下記式のように表される。
【００３１】
Ｗ１２＝γ１＋γ２−γ１２
Ｗ２２＝２γ２
Ｗ２３＝γ２＋γ３−γ２３
レーザー転写特性を向上させるためには、フィルム間での粘着力が各基板とフィルム間の接着力より小さくなければならない。
【００３２】
一般に、有機電界発光素子では各層をなす物質として有機物質を用いていて、低分子物質を用いる場合には前記第１及び第２接着力が粘着力より大きいため、ドナー基板３４から発光物質を有機電界発光素子に転写させることによって物質転移（mass transition）が発生して発光層の微細パターンを形成できる。このように転写することによって、微細な発光層のパターンまでも形成できてミスアラインメント（mis-alignment）が発生する可能性が小さくなる。
【００３３】
図６は、本発明の第１実施例に係る低分子レーザー転写用ドナー基板の構造を示す図面である。
【００３４】
図６を参照すれば、前記ドナー基板３４は基材フィルム３１と、前記基材フィルム３１上に形成されている光−熱変換層３２と、基材フィルム３１の全面にかけて前記光−熱変換層３２上に形成されているバッファー層３５と、前記バッファー層３５上の全面に形成されている金属層３６及び前記金属層上に形成されている有機物質からなる転写層３３とが積層されている構造を有している。
【００３５】
本発明では、前記有機物質としては低分子有機物質を使用し、前記低分子物質は正孔輸送層、正孔注入層、発光層、正孔抑制層、電子輸送層及び電子注入層の中、１以上の層を形成する。
【００３６】
このとき、前記低分子有機物質として低分子有機発光物質を用いる場合には、下記式１乃至４で表される物質を用いて形成し、またはＩｒ、Ｐｔ、Ｅｕ、及びＴｂからなる群から選択される１種の金属有機金属錯物として三重項状態で燐光発光が可能な燐光ドーパントとカルバゾール系、アリルアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系、及びオキサジアゾール系のような発光ホスト物質を全て用いる燐光低分子発光物質を用いることができる。
【００３７】
【化１】
このとき、転写層３３の形成は、一般的なコーティング方法である圧出、スピン、ナイフコーティング方法、真空蒸着法、ＣＶＤ等の方法を用いて１００乃至５０,０００Å厚さでコーティングする。
【００３８】
一方、図６のドナー基板は、用途に応じてフィルム構造を変更して用いることができる。例えば、フィルムの感度（sensitivity）を向上させるために光−熱変換層下にガス生成層（不図示）をさらに形成することもでき、前記金属層３６と転写層３３との間にバッファー層（不図示）をさらに含むことができる。
【００３９】
前記基材フィルム３１は、透明性高分子からなっているが、このような高分子としてはポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル、ポリアクリル、ポリエポキシ、ポリエチレン、ポリスチレン等を用いる。その中でポリエチレンテレフタレートフィルムを主に用いる。基材フィルムの厚さは、１０乃至５００μｍであることが好ましく、この基材フィルムの役割は支持フィルムとしての役割をし、複合的な多重系も使用可能である。
【００４０】
前記光−熱変換層３２は、赤外線−可視光線領域の光を吸収する性質を持っている光吸収性物質で形成する。レーザー光吸収物質が含まれている有機膜、金属及びこれらの複合層の中の一つである。
【００４１】
このような特性を持っている膜として金属、その金属の酸化物及び硫化物、そしてカーボンブラック、黒鉛や赤外線染料が添加された高分子からなる有機膜がある。
【００４２】
このとき、前記金属、その金属の酸化物及び硫化物は、光学濃度（optical density）が０.２乃至３.０であるもので、アルミニウム（Ａｌ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）等の金属、その酸化物及びこれらの混合物があるが、その中でもアルミニウム（Ａｌ）またはその酸化物が好ましい。
【００４３】
そして、前記カーボンブラック、黒鉛や赤外線染料が添加された高分子からなる有機膜としては、高分子結合樹脂に顔料、染料等のような着色剤、分散剤等が分散された有機物で、前記高分子結合樹脂を形成する物質としては、アクリル（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル（メタ）アクリレートオリゴマー、エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー等のような（メタ）アクリレートオリゴマーを単独で用いる。また、前記オリゴマーに（メタ）アクリレートモノマーを混合して使用し、または（メタ）アクリレートモノマーだけ単独で用いる。そして、前記カーボンブラックまたは黒鉛は、粒径が０.５μｍ以下であることを用いることが好ましくて、このときの光学濃度は、０.５乃至４であることが好ましい。
【００４４】
一方、積層される光−熱変換層３２があまり薄く形成される場合には、エネルギー吸収率が低く、且つ光−熱変換されるエネルギー量が小さいため、膨脹圧力が低くなるようになって、また、透過されるエネルギーが大きくなることによって有機電界発光素子の基板回路に損傷を与えることになる。
【００４５】
また、転写の際、レーザーエネルギーによって膨脹されるとき、一定の厚さ以下を維持することにより膨脹の際、曲率半径が小さくなって転写層が有機電界発光素子の画素領域を定義する画素定義膜によって発生される段差によるエッジオープン不良を減らすことができる。
【００４６】
一方、あまり厚い場合には、レーザーの照射の際、レーザーエネルギーが光−熱変換層に全体的に伝えられなくて転写特性が不良が発生することができ、特に、有機電界発光素子の画素領域を定義する画素定義膜によって発生される段差部分でフィルムと基板との密着が悪くてエッジオープン（edge open）不良が発生する可能性が大きい。
【００４７】
したがって、光−熱変換層３２が金属、または金属の酸化物または硫化物の場合には、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１００乃至５，０００Å厚さで形成し、有機膜の場合には、一般的なフィルムコーティング方法である圧出（extrusion）、スピン（spin）、及びナイフ（knife）コーティング方法を用いて０．１乃至１μｍの厚さで積層する。
【００４８】
また、前記ガス生成層は、光または熱を吸収すると、分解反応を起こして窒素ガスや水素ガス等を放出することによって転写エネルギーを提供する役割をし、四硝酸ペンタエリトリット（ＰＥＴＮ）、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）等から選択された物質からなる。
【００４９】
前記光−熱変換層３２上には、バッファー層３５を形成できる。前記バッファー層３５は、前記光−熱変換層と金属層３６が隣接して前記光−熱変換層と金属層３６との表面特性を改善するため形成されることができる。前記バッファー層３５は、金属酸化物、金属硫化物または非金属無機化合物や有機物を用いることがあり、金属酸化物等は前記金属層を形成した後に表面を酸化させて形成し、または別途の工程で形成できる。有機物は、不活性高分子（inert polymer）をコーティングし、または低分子を蒸着して形成できる。厚さは、０.０１乃至２μｍ以内であることが好ましい。
【００５０】
一方、前記基材フィルム全面にかけて前記バッファー層３５上に形成される金属層３６としてはレーザービーム透過率が２０％以下である金属を用いる。また、前記金属層３６の厚さは１μｍ以下で真空蒸着法、電子ビーム蒸着法またはスパッタリング法で積層する。前記金属層３６の厚さは、レーザー光のエネルギー及び光−熱変換層３２の熱エネルギーを転写層３３の材料に伝達出来なくて材料の熱的変形を止めることができる程度であればよく、あまり厚ければ光−熱変換層が膨脹の際、金属層が膨脹出来なくて転写特性に影響を与えることができるためである。
【００５１】
このとき、前記金属層３６は低分子転写層３３とドナー基板３４との接着力を向上させて低分子転写層３３が転写する領域以外にも付くことを防止できる。
【００５２】
前記金属層３６としてはアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、及び鉛（Ｐｂ）の中のいずれかが用いられることができ、好ましくは、ＡｌまたはＡｇを用いる。
【００５３】
図７は、本発明の第２実施例に係るレーザー転写用ドナー基板の断面図である。図７を参照すれば、本発明の第２実施例としては基材フィルム３１と、光−熱変換層３２と、バッファー層３５及び転写層３３を含み、前記バッファー層３５と前記転写層３３との間に前記バッファー層の表面を改質するための改質層３６’を含むことを特徴とするレーザー転写用ドナー基板を開示する。
【００５４】
このとき、前記転写層としては低分子有機物質を使用し、前記低分子物質は、正孔輸送層と、正孔注入層と、発光層と、正孔抑制層と、電子輸送層及び電子注入層の中、１以上の層を形成する。
【００５５】
このとき、前記低分子有機物質で低分子有機発光物質を用いる場合には、下記式１乃至４で表される物質を用いて形成し、またはＩｒ、Ｐｔ、Ｅｕ、及びＴｂからなる群から選択される１種の金属有機金属錯物として三重項状態で燐光発光が可能な燐光ドーパントとカルバゾール系、アリルアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系、及びオキサジアゾール系のような発光ホスト物質を全て用いる燐光低分子発光物質を用いることができる。
【００５６】
【化２】
このとき、転写層３３の形成は、一般的なコーティング方法である圧出、スピン、ナイフコーティング方法、真空蒸着法、ＣＶＤ等の方法を用いて１００乃至５０,０００Å厚さでコーティングする。
【００５７】
前記改質層３６’としては前記低分子転写層３３とドナー基板３４間の表面特性、特に、接着力（adhesion）を改善できるならば有機物、無機物または金属でも関係ない。
【００５８】
前記改質層３６’としてはレーザー光透過率が２０％以下の物質を使用し、好ましくは、金属を用いる。
【００５９】
前記改質層３６’としてはアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉛（Ｐｂ）及びそれらの酸化物の中のいずれかが用いられることができ、好ましくは、ＡｌまたはＡｇを用いる。
【００６０】
前記改質層３６’は、用いる物質によって積層する厚さは変わるが、レーザー光透過率、転写パターン特性を考慮して１μｍ以下で積層することが好ましい。
【００６１】
以外の構成要素は、第１実施例と同じ物質及び方法を採用する。
【００６２】
本発明で開示しているレーザー転写用ドナー基板は、特に、発光素子が低分子有機物からなる有機電界発光素子の場合、微細パターンを形成することが容易である。
【００６３】
以下、図８を参照して本発明に係るドナー基板を用いて有機電界発光素子の低分子有機薄膜の微細パターンを形成する方法を詳細に説明する。以下の説明では、説明の便宜の上、本発明のドナー基板が適用される一例として有機電界発光素子を言及したが、本発明のドナー基板が適用されることは有機電界発光素子に限定されるのではない。
【００６４】
図８は、本発明に係るドナー基板を用いて転写する方法を説明するための図面で、まず、透明基板１００上に透明電極層２００を形成する。これと別途に基材フィルム３１上に光−熱変換層３２と、バッファー層３５と、金属層３６と、を塗布したドナー基板３４及び前記ドナー基板３４上に転写層３３が形成されている。
【００６５】
ここで、転写層３３は、低分子有機薄膜形成用物質をコーティングすることによって製造される。このとき、様々な特性を改善するため、所定含量の添加物質を添加しても関係ない。例えば、発光層の効率を上げるため、ドーパント（dopant）を添加してもよい。そして、転写層３３を形成する方法では上述の通り、一般なフィルムコーティング方法である圧出（extrusion）、スピン（spin）及びナイフ（knife）コーティング方法を用いる。
【００６６】
前記転写層３３としては上述した通り、低分子有機物質を用いて一つの層だけでなく二つ以上の層を必要に応じて積層できる。
【００６７】
次に、透明電極層２００が形成された基板１００と所定間隔だけ離隔された位置に前記ドナー基板３４を配置した後に、前記ドナー基板３４にエネルギー源５７を照射する。
【００６８】
前記エネルギー源５７は、転写装置を介して基材フィルム３１を通過して光−熱変換層３２を活性化させ、熱分解反応によって熱を放出する。
【００６９】
このように放出された熱によって前記ドナー基板の光−熱変換層３２が膨脹されながら前記転写層３３がドナー基板３４から分離されて、有機電界発光素子の基板１００上に画素定義膜によって定義された画素領域上に転写物質である発光層が所望するパターンと厚さで転写されるようになる。
【００７０】
本発明のように金属層３６または改質層３６’を導入して低分子物質をレーザー転写するとき、ドナー基板３４と低分子転写層３３との間の表面特性、特に、接着力を向上させて基板に低分子物質が付かないように転写パターン特性を向上させることができる。
【００７１】
本発明で用いるエネルギー源は、レーザー、キセノン（Ｘｅ）ランプ、そしてフラッシュ（flash）ランプ等が可能である。その中でもレーザーが最も優れた転写効果を得ることができるために好ましい。このとき、レーザーとしては固体、ガス、半導体、染料等のあらゆる汎用的なレーザーを全て用いることができ、レーザービームの形状も円形のビーム、またはその他に可能な形状のビームを用いることができる。
【００７２】
前記のような転写過程を経る後には、転写された物質を固形化、固着化させるため熱処理する工程を経るようになる。
【００７３】
ここで、転写物質の転写は一度または多段階を経てなされることができる。すなわち、転写しようとする低分子有機薄膜層の厚さにおいては一度に必要な厚さを転写でき、複数回の反復によって転写することができる。しかしながら、工程の便宜性及び安全性を考慮すれば、一度に転写物質を転写させることが好ましい。
【００７４】
図９は、本発明のドナー基板を用いて低分子物質をレーザー熱転写させたパターンを示す図面である。
【００７５】
図９を参照すれば、本発明のドナー基板を使用した場合、基板１００上の下部電極２００上に低分子転写物質がきれいにパターニングされて、明確に画素領域を定義することが分かる。
【００７６】
図１０は、従来のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子と本発明のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子の電圧と輝度特性と、を示すグラフであり、図１１は、従来のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子と、本発明のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子との発光効率特性を比較したグラフである。
【００７７】
図１０及び図１１を参照すれば、本発明の実施例によって製造された有機電界発光素子の場合、従来の場合より電圧対応輝度が高いことが分かり、また発光効率面でも本発明の実施例が従来の場合より優れることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】通常のフルカラー有機電界発光素子の構造を示す断面図である。
【図２】従来のレーザー転写用ドナー基板の構造を示す断面図である。
【図３】従来の低分子転写層を含むドナー基板を用いる場合の転写モデルを示す図面である。
【図４】従来のドナー基板を用いて低分子物質をレーザー熱転写させたパターンを示す図面である。
【図５】レーザーを用いて有機電界発光素子に用いられる発光有機膜を転写パターニングした際の転写メカニズムを示す図面である。
【図６】本発明の第１実施例に係るレーザー転写用ドナー基板の構造を示す図面である。
【図７】本発明の第２実施例に係るレーザー転写用ドナー基板の断面図である。
【図８】本発明に係るドナー基板を用いて転写する方法を説明するための図面である。
【図９】本発明のドナー基板を用いて低分子物質をレーザー熱転写させたパターンを示す図面である。
【図１０】従来のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子と本発明のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子との電圧と輝度特性とを示すグラフである。
【図１１】従来のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子と本発明のドナー基板を用いて低分子物質を転写させて製造した有機電界発光素子との発光効率特性を比較したグラフである。
【符号の説明】
【００７９】
３１ 基材フィルム
３２ 光−熱変換層
３３ 転写層
３４ ドナー基板
３５ バッファー層
３６ 金属層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルムと、
前記基材フィルム上に形成されている光−熱変換層と、
前記光−熱変換層上の全面に形成されているバッファー層と、
前記バッファー層上に形成されている金属層と、
前記金属層上に形成されていて有機物質からなる転写層と、
を含むことを特徴とする、レーザー転写用ドナー基板。
【請求項２】
前記有機物質は、低分子有機物質であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項３】
前記低分子有機物質は、低分子有機発光物質であることを特徴とする、請求項２に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項４】
前記低分子有機発光物質は、下記式１乃至４で表される物質の中、いずれかの物質を用いて形成し、またはＩｒ、Ｐｔ、Ｅｕ、及びＴｂからなる群から選択される１種の金属有機金属錯物とカルバゾール系、アリルアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系、及びオキシジアゾール系からなる群から選択される１種の発光ホスト物質を全て用いる燐光低分子発光物質で形成されることを特徴とする、請求項３に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【化１】
【請求項５】
前記金属層の厚さは、１μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項６】
前記金属としてはレーザービーム透過率が２０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項７】
前記金属としてはアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、及び鉛（Ｐｂ）からなる群から選択される１種の物質であることを特徴とする、請求項６に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項８】
前記光−熱変換層下にガス生成層をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項９】
基材フィルム、光−熱変換層、バッファー層及び転写層を含み、前記バッファー層の表面を改質するための改質層を前記バッファー層と転写層との間に含むことを特徴とする、レーザー転写用ドナー基板。
【請求項１０】
前記転写層は、低分子有機物質層であることを特徴とする、請求項９に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１１】
前記低分子有機物質層は、低分子有機発光層であることを特徴とする、請求項１０に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１２】
前記低分子有機発光層は、前記低分子有機発光物質としては下記式１乃至４で表される物質の中、いずれかの物質を用いて形成し、またはＩｒ、Ｐｔ、Ｅｕ、及びＴｂからなる群から選択される１種の金属有機金属錯物と、カルバゾール系、アリルアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系、及びオキシジアゾール系からなる群から選択される１種の発光ホスト物質を全て用いる燐光低分子発光物質で形成されることを特徴とする、請求項１１に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【化２】
【請求項１３】
前記改質層は、レーザービーム透過率が２０％以下であることを特徴とする、請求項９に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１４】
前記改質層は、金属からなることを特徴とする、請求項１３に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１５】
前記改質層は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉛（Ｐｂ）、及びそれらの酸化物からなる群から選択される１種の物質で形成されることを特徴とする、請求項１３に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１６】
前記改質層の厚さは、１μｍ以下であることを特徴とする、請求項９に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１７】
請求項１または請求項９のドナー基板を用いることを特徴とする、有機電界発光素子。
【請求項１】
基材フィルムと、
前記基材フィルム上に形成されている光−熱変換層と、
前記光−熱変換層上の全面に形成されているバッファー層と、
前記バッファー層上に形成されている金属層と、
前記金属層上に形成されていて有機物質からなる転写層と、
を含むことを特徴とする、レーザー転写用ドナー基板。
【請求項２】
前記有機物質は、低分子有機物質であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項３】
前記低分子有機物質は、低分子有機発光物質であることを特徴とする、請求項２に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項４】
前記低分子有機発光物質は、下記式１乃至４で表される物質の中、いずれかの物質を用いて形成し、またはＩｒ、Ｐｔ、Ｅｕ、及びＴｂからなる群から選択される１種の金属有機金属錯物とカルバゾール系、アリルアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系、及びオキシジアゾール系からなる群から選択される１種の発光ホスト物質を全て用いる燐光低分子発光物質で形成されることを特徴とする、請求項３に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【化１】
【請求項５】
前記金属層の厚さは、１μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項６】
前記金属としてはレーザービーム透過率が２０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項７】
前記金属としてはアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、及び鉛（Ｐｂ）からなる群から選択される１種の物質であることを特徴とする、請求項６に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項８】
前記光−熱変換層下にガス生成層をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項９】
基材フィルム、光−熱変換層、バッファー層及び転写層を含み、前記バッファー層の表面を改質するための改質層を前記バッファー層と転写層との間に含むことを特徴とする、レーザー転写用ドナー基板。
【請求項１０】
前記転写層は、低分子有機物質層であることを特徴とする、請求項９に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１１】
前記低分子有機物質層は、低分子有機発光層であることを特徴とする、請求項１０に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１２】
前記低分子有機発光層は、前記低分子有機発光物質としては下記式１乃至４で表される物質の中、いずれかの物質を用いて形成し、またはＩｒ、Ｐｔ、Ｅｕ、及びＴｂからなる群から選択される１種の金属有機金属錯物と、カルバゾール系、アリルアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、スターバスト系、及びオキシジアゾール系からなる群から選択される１種の発光ホスト物質を全て用いる燐光低分子発光物質で形成されることを特徴とする、請求項１１に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【化２】
【請求項１３】
前記改質層は、レーザービーム透過率が２０％以下であることを特徴とする、請求項９に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１４】
前記改質層は、金属からなることを特徴とする、請求項１３に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１５】
前記改質層は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉛（Ｐｂ）、及びそれらの酸化物からなる群から選択される１種の物質で形成されることを特徴とする、請求項１３に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１６】
前記改質層の厚さは、１μｍ以下であることを特徴とする、請求項９に記載のレーザー転写用ドナー基板。
【請求項１７】
請求項１または請求項９のドナー基板を用いることを特徴とする、有機電界発光素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図４】
【図９】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図４】
【図９】
【公開番号】特開２００６−８００５１（Ｐ２００６−８００５１Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７８２０１（Ｐ２００４−３７８２０１）
【出願日】平成１６年１２月２７日（２００４．１２．２７）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２７日（２００４．１２．２７）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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