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JP6331969B2 - 電子デバイス組立体の製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、電子デバイス組立体及び保護部材に関する。
可撓性を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置(有機EL表示装置)は、模式的な断面図を図6に示すように、可撓性を有する第1樹脂基板21上に、水分の侵入を防ぐ無機材料から成る第1バリア層22が形成され、第1バリア層22上にTFT層30が形成され、TFT層30上に発光素子部(有機EL素子部)40が形成されている。そして、発光素子部40は、水分の侵入を防ぐ封止樹脂層24によって覆われており、封止樹脂層24上には、無機材料から成る第2バリア層26が設けられ、第2バリア層26は、可撓性を有する第2樹脂基板27によって覆われている。
しかしながら、このような構造では、第1バリア層22の形成時に欠陥(例えば、ピンホール)が発生し、水分の侵入を防ぐことが困難となる場合があるし、また、外力が加わったとき、第1バリア層22にクラックが発生するといった問題を有する。
このような問題を解決する構造を有する有機EL表示装置が、特開2011−097007に開示されている。即ち、この特許公開公報に開示された有機EL表示装置は、
(A)金属箔、金属箔上に形成されたポリイミドを含む平坦化層、及び、平坦化層上に形成された無機化合物を含む密着層を有するフレキシブルデバイス用基板と、
(B)フレキシブルデバイス用基板の密着層上に形成された背面電極層及び薄膜トランジスタと、
(C)背面電極層上に形成され、少なくとも有機発光層を含むエレクトロルミネッセンス層と、
(D)エレクトロルミネッセンス層上に形成された透明電極層、
とを有する。
特開2011−097007
この特許公開公報に開示された有機EL表示装置は、フレキシブルデバイス用基板の密着層上に薄膜トランジスタを形成する。ところで、薄膜トランジスタを形成するプロセスにおいては、フレキシブルデバイス用基板が高温に晒される。その結果、フレキシブルデバイス用基板に伸縮が生じたり、反りが生じ、最終的に得られる有機EL表示装置の平坦性が損なわれるといった問題があるし、フレキシブルデバイス用基板を構成する材料の選択幅が狭いといった問題もある。尚、このような製造プロセスに起因して平坦性が損なわれるといった問題、材料の選択幅が狭いといった問題は、有機EL表示装置に特有の問題ではなく、種々の電子デバイス組立体における問題でもある。
従って、本開示の目的は、製造プロセスに起因して平坦性が損なわれることが無く、また、材料の選択幅を広げ得る構成、構造を有する電子デバイス組立体及び保護部材を提供することにある。
上記の目的を達成するための本開示の電子デバイス組立体は、
可撓性を有する電子デバイス、及び、
電子デバイスに貼り付けられた保護部材、
から成り、
保護部材は、可撓性を有する支持部材によって支持された金属箔、及び、金属箔上に形成された接着剤層から成り、
保護部材を構成する金属箔は、接着剤層を介して電子デバイスに貼り付けられている。
上記の目的を達成するための本開示の保護部材は、
可撓性を有する支持部材によって支持された金属箔、及び、
金属箔上に形成された接着剤層、
から成る。
本開示の電子デバイス組立体にあっては、接着剤層を介して、保護部材を構成する金属箔が電子デバイスに貼り付けられている。また、本開示の保護部材にあっては、接着剤層を介して保護部材を構成する金属箔を電子デバイスに貼り付けることができる。即ち、電子デバイスを製造した後、保護部材を構成する金属箔を電子デバイスに貼り付けるので、保護部材が高温に晒されることが無い。それ故、保護部材に伸縮が生じたり、反りが生じることが無く、最終的に得られる電子デバイス組立体の平坦性が損なわれるといった問題が生じることが無く、高い信頼性を有する電子デバイス組立体を提供することができる。また、保護部材が高温に晒されることが無いので、保護部材を構成する材料の選択幅を広げることができる。しかも、保護部材を金属箔と支持部材の積層構造とすることで、金属箔に皺が発生することを確実に防止することができるし、電子デバイスへの水分の侵入を確実に防止することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
図1A及び図1Bは、それぞれ、実施例1の電子デバイス組立体の断面を示す概念図、及び、電子デバイスの一部の模式的な一部断面図である。 図2は、実施例1の電子デバイス組立体における電子デバイスの模式的な一部断面図である。 図3A、図3B、図3Cは、実施例1の電子デバイス組立体の製造工程を説明するための第1基板等の模式的な一部端面図である。 図4A及び図4Bは、図3Cに引き続き、実施例1の電子デバイス組立体の製造工程を説明するための第1基板等の模式的な一部端面図である。 図5は、図4Bに引き続き、実施例1の電子デバイス組立体の製造工程を説明するための第1基板等の模式的な一部端面図である。 図6は、可撓性を有する従来の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の断面を示す概念図である。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本開示の電子デバイス組立体及び保護部材、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の電子デバイス組立体及び保護部材)
3.その他
〈本開示の電子デバイス組立体及び保護部材、全般に関する説明〉
本開示の電子デバイス組立体あるいは保護部材において、金属箔は、第2の接着剤層によって支持部材に貼り合わされている形態とすることができる。そして、この場合、第2の接着剤層は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂及びゴム系樹脂から成る群から選択された少なくとも1種類の樹脂から成る形態とすることができる。第2の接着剤層の厚さとして、1×10-5m乃至1×10-3mを例示することができる。但し、このような形態に限定するものではなく、金属箔が支持部材上に、直接、形成されている形態(例えば、金属箔が支持部材上にメッキ法やPVD法、CVD法に基づき、直接、形成されている形態)とすることもできる。
上記の好ましい形態を含む本開示の電子デバイス組立体あるいは保護部材において、金属箔は、アルミニウム箔(アルミニウム合金箔を含む)、銅箔(銅合金箔を含む)、ニッケル箔(ニッケル合金箔を含む)、チタン箔(チタン合金箔を含む)、モリブデン箔(モリブデン合金箔を含む)、ステンレス鋼箔、又は、鉄−ニッケル合金箔(42アロイ箔)から成る形態とすることができる。そして、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の電子デバイス組立体あるいは保護部材において、電子デバイスへの水分の侵入を確実に防ぐために、金属箔にはピンホールが存在しないことが好ましい。更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の電子デバイス組立体あるいは保護部材において、金属箔は15μm以上の厚さを有する形態とすることができ、これによって、金属箔にピンホールが存在しなくなる可能性を高めることができる。金属箔の厚さの上限値として50μmを例示することができるが、これに限定するものではない。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の電子デバイス組立体あるいは保護部材において、支持部材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)フィルム、ポリカーボネート(PC)フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリイミド(PI)フィルム及びフッ素樹脂フィルムから成る群から選択された1種類の樹脂フィルムから成る形態とすることができる。支持部材の厚さとして、5×10-5m乃至1×10-3mを例示することができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の電子デバイス組立体あるいは保護部材において、接着剤層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂及びゴム系樹脂から成る群から選択された少なくとも1種類の樹脂から成る形態とすることができる。接着剤層の厚さとして、1×10-5m乃至1×10-3mを例示することができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の電子デバイス組立体において、
電子デバイスはTFT層(薄膜トランジスタ(TFT)が形成された層)を備えており、
保護部材は、電子デバイスのTFT層側に貼り付けられている構成とすることができる。
あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の電子デバイス組立体において、
電子デバイスは、光を出射する第1面、及び、第1面に対向した第2面を有しており、
保護部材は、電子デバイスの第2面に貼り付けられている構成とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の電子デバイス組立体において、電子デバイスは、有機エレクトロルミネッセンス表示装置(有機EL表示装置)から成る構成とすることができ、あるいは又、電子デバイスは、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、家電製品の表示部、ポイントカード等のカード表示部、電子広告、電子POPにおける画像表示装置、又は、照明装置である構成とすることができる。
電子デバイスを有機EL表示装置から構成する場合、有機EL表示装置は、
(A)第1電極、発光層を備えた有機層から構成された発光部、及び、第2電極が積層されて成る発光素子部が、複数、形成された第1基板、並びに、
(B)第1基板と対向して配された第2基板、
を具備し、
第1基板上には、第1バリア層が形成され、第1バリア層上にTFT層が形成され、TFT層上に発光素子部が形成されており、
第1基板と対向する第2基板の面には第2バリア層が形成されており、
発光素子部と第2バリア層とは封止樹脂層を介して接着されている構成とすることができる。ここで、各発光素子部からの光は第2基板を介して外部に出射される。
第1バリア層上には薄膜トランジスタ(TFT)が形成されており、TFTは層間絶縁層で覆われている。TFT及び層間絶縁層の全体をTFT層と呼ぶ。層間絶縁層上には第1電極及び絶縁層が形成されており、絶縁層には、底部に第1電極が露出した開口部が設けられている。TFTと第1電極とは、層間絶縁層に設けられたコンタクトプラグを介して、電気的に接続されている。また、開口部の底部に露出した第1電極から絶縁層上に亙り、発光部が形成されている。発光部はパターニングしなくともよい。
第1基板を構成する材料として、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルスルホン(PES)に例示される有機ポリマー(高分子材料から構成された可撓性を有するプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板といった高分子材料の形態を有し、以下においても同様である)を挙げることができる。第2基板を構成する材料として、ポリメチルメタクリレート(ポリメタクリル酸メチル,PMMA)やポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)に例示される有機ポリマーを挙げることができる。第1基板と第2基板を構成する材料は、同じであっても、異なっていてもよい。但し、第2基板は、発光素子部が出射する光に対して透明であることが要求される。
光反射電極とも呼ばれる第1電極を構成する材料(光反射材料)として、第1電極をアノード電極として機能させる場合、例えば、白金(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、クロム(Cr)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、タンタル(Ta)といった仕事関数の高い金属あるいは合金(例えば、銀を主成分とし、0.3質量%乃至1質量%のパラジウム(Pd)と、0.3質量%乃至1質量%の銅(Cu)とを含むAg−Pd−Cu合金や、Al−Nd合金)を挙げることができる。更には、アルミニウム(Al)及びアルミニウムを含む合金等の仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料を用いる場合には、適切な正孔注入層を設けるなどして正孔注入性を向上させることで、アノード電極として用いることができる。第1電極の厚さとして、0.1μm乃至1μmを例示することができる。あるいは又、誘電体多層膜やアルミニウム(Al)といった光反射性の高い反射膜上に、インジウムとスズの酸化物(ITO)やインジウムと亜鉛の酸化物(IZO)等の正孔注入特性に優れた透明導電材料を積層した構造とすることもできる。一方、第1電極をカソード電極として機能させる場合、仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料から構成することが望ましいが、アノード電極として用いられる光反射率の高い導電材料に適切な電子注入層を設けるなどして電子注入性を向上させることで、カソード電極として用いることもできる。
半光透過電極とも呼ばれる第2電極を構成する材料(半光透過材料あるいは光透過材料)として、第2電極をカソード電極として機能させる場合、発光光を透過し、しかも、有機層に対して電子を効率的に注入できるように仕事関数の値の小さな導電材料から構成することが望ましく、例えば、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ナトリウム(Na)、ストロンチウム(Sr)、アルカリ金属又はアルカリ土類金属と銀(Ag)との合金[例えば、マグネシウム(Mg)と銀(Ag)との合金(Mg−Ag合金)]、マグネシウムとカルシウムとの合金(Mg−Ca合金)、アルミニウム(Al)とリチウム(Li)との合金(Al−Li合金)等の仕事関数の小さい金属あるいは合金を挙げることができ、中でも、Mg−Ag合金が好ましく、マグネシウムと銀との体積比として、Mg:Ag=5:1〜30:1を例示することができる。あるいは又、マグネシウムとカルシウムとの体積比として、Mg:Ca=2:1〜10:1を例示することができる。第2電極の厚さとして、4nm乃至50nm、好ましくは、4nm乃至20nm、より好ましくは6nm乃至12nmを例示することができる。あるいは又、第2電極を、有機層側から、上述した材料層と、例えばITOやIZOから成る所謂透明電極(例えば、厚さ3×10-8m乃至1×10-6m)との積層構造とすることもできる。積層構造とした場合、上述した材料層の厚さを1nm乃至4nmと薄くすることもできる。また、透明電極のみで構成することも可能である。あるいは又、第2電極に対して、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、銅、銅合金、金、金合金等の低抵抗材料から成るバス電極(補助電極)を設け、第2電極全体として低抵抗化を図ってもよい。一方、第2電極をアノード電極として機能させる場合、発光光を透過し、しかも、仕事関数の値の大きな導電材料から構成することが望ましい。
第1電極の平均光反射率は50%以上、好ましくは80%以上であり、第2電極の平均光透過率は50%乃至90%、好ましくは60%乃至90%であることが望ましい。
第1電極や第2電極の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、化学的気相成長法(CVD法)やMOCVD法、イオンプレーティング法とエッチング法との組合せ;スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、メタルマスク印刷法といった各種印刷法;メッキ法(電気メッキ法や無電解メッキ法);リフトオフ法;レーザアブレーション法;ゾル・ゲル法等を挙げることができる。各種印刷法やメッキ法によれば、直接、所望の形状(パターン)を有する第1電極や第2電極を形成することが可能である。尚、有機層を形成した後、第2電極を形成する場合、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さな成膜方法、あるいは又、MOCVD法といった成膜方法に基づき形成することが、有機層のダメージ発生を防止するといった観点から好ましい。有機層にダメージが発生すると、リーク電流の発生による「滅点」と呼ばれる非発光画素(あるいは非発光副画素)が生じる虞がある。また、有機層の形成からこれらの電極の形成までを大気に暴露することなく実行することが、大気中の水分による有機層の劣化を防止するといった観点から好ましい。場合によっては、第2電極はパターニングしなくともよい。
前述したとおり、第1電極は層間絶縁層上に設けられている。層間絶縁層は、第1基板上に形成された発光素子部駆動部を覆っている。発光素子部駆動部は、1又は複数の薄膜トランジスタ(TFT)から構成されており、TFTと第1電極とは、層間絶縁層に設けられたコンタクトプラグを介して電気的に接続されている。
層間絶縁層や絶縁層の構成材料として、SiO2、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、SiON、SOG(スピンオングラス)、低融点ガラス、ガラスペーストといったSiO2系材料;SiN系材料;ポリイミド系樹脂やノボラック系樹脂、アクリル系樹脂、ポリベンゾオキサゾール等の絶縁性樹脂を、単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。層間絶縁層や絶縁層の形成には、CVD法、塗布法、スパッタリング法、各種印刷法等の公知のプロセスが利用できる。
第1バリア層や第2バリア層を構成する材料として、緻密で、水分を透過させない材料を用いることが好ましく、具体的には、例えば、アモルファスシリコン(α−Si)、アモルファス炭化シリコン(α−SiC)、アモルファス窒化シリコン(α−SiNX)、アモルファス酸化シリコン(α−SiOY)、アモルファスカーボン(α−C)、アモルファス酸化・窒化シリコン(α−SiON)、Al23を挙げることができる。
封止樹脂層(封止材料層)を構成する材料として、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤といった熱硬化型接着剤や、紫外線硬化型接着剤を挙げることができる。
封止樹脂層と発光部に間には、例えば、酸化珪素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系ポリマー、シリコーン系ポリマーから成る保護膜を形成してもよい。保護膜は、真空蒸着法やスパッタリング法とエッチング法との組合せ、真空蒸着法やスパッタリング法、スピンコーティング法とリフトオフ法との組合せ、アトミックレイヤーデポジション(ALD)法、CVD法、スクリーン印刷法、リソグラフィ技術等、使用する材料に依存して適宜選択された方法にて形成することができる。
保護膜には光吸収層が設けられている構成とすることができる。光吸収層を設けることで有機EL表示装置のコントラストの向上を図ることができる。光吸収層を構成する材料として、カーボン、金属薄膜(例えば、クロム、ニッケル、アルミニウム、モリブデン等、あるいは、これらの合金から成る薄膜)、金属酸化物(例えば、酸化クロム)、金属窒化物(例えば、窒化クロム)、有機樹脂、黒色顔料等を含有するガラスペースト、カーボンブラック等の黒色顔料や黒色染料を含む各種樹脂を挙げることができる。具体的には、感光性ポリイミド樹脂、酸化クロムや、酸化クロム/クロム積層膜を例示することができる。光吸収層は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法とエッチング法との組合せ、真空蒸着法やスパッタリング法、スピンコーティング法とリフトオフ法との組合せ、スクリーン印刷法、リソグラフィ技術等、使用する材料に依存して適宜選択された方法にて形成することができる。
更には、有機EL表示装置において、第2基板にはカラーフィルターが備えられている構成とすることができる。表示装置をカラー表示装置とする場合、1つの画素は、赤色を発光する赤色発光副画素、緑色を発光する緑色発光副画素、及び、青色を発光する青色発光副画素の3つの副画素、あるいは、4つ以上の副画素から構成される。このようなカラー表示装置にあっては、赤色発光副画素を赤色光を発光する発光素子部から構成し、緑色発光副画素を緑色光を発光する発光素子部から構成し、青色発光副画素を青色光を発光する発光素子部から構成してもよい。あるいは又、第2基板にはカラーフィルターが備えられている構成とし、発光素子部は白色光を発光する構成とし、各色発光副画素を、白色光を発光する発光素子部とカラーフィルターとの組合せから構成してもよい。第2基板は遮光膜(ブラックマトリクス)を備えている構成としてもよい。
有機EL表示装置において、1つの発光素子部によって1つの画素(あるいは副画素)が構成されている形態にあっては、限定するものではないが、画素(あるいは副画素)の配列として、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、デルタ配列、又は、レクタングル配列を挙げることができる。また、複数の発光素子部が集合して1つの画素(あるいは副画素)が構成されている形態にあっては、限定するものではないが、画素(あるいは副画素)の配列として、ストライプ配列を挙げることができる。1つの画素(あるいは副画素)を構成する発光素子部の数として、1乃至1000を例示することができる。
有機EL表示装置をカラー表示の有機EL表示装置としたとき、有機EL表示装置を構成する発光素子部のそれぞれによって、上述したとおり、副画素が構成される。ここで、1画素は、上述したとおり、例えば、赤色を発光する赤色発光副画素、緑色を発光する緑色発光副画素、及び、青色を発光する青色発光副画素の3種類の副画素から構成されている。従って、この場合、有機EL表示装置を構成する発光素子部の数をN×M個とした場合、画素数は(N×M)/3である。有機EL表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータを構成するモニター装置として使用することができるし、テレビジョン受像機や携帯電話、PDA(携帯情報端末,Personal Digital Assistant)、ゲーム機器に組み込まれたモニター装置として使用することができる。あるいは又、電子ビューファインダー(Electronic View Finder,EVF)や頭部装着型ディスプレイ(Head Mounted Display,HMD)に適用することができる。あるいは又、本開示における電子デバイスとして、その他、液晶表示装置用のバックライト装置や面状光源装置を含む照明装置を挙げることができる。
有機層は、発光層(例えば、有機発光材料から成る発光層)を備えているが、具体的には、例えば、正孔輸送層と発光層と電子輸送層との積層構造、正孔輸送層と電子輸送層を兼ねた発光層との積層構造、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との積層構造等から構成することができる。また、これらの積層構造等を「タンデムユニット」とする場合、有機層は、第1のタンデムユニット、接続層、及び、第2のタンデムユニットが積層された2段のタンデム構造を有していてもよく、更には、3つ以上のタンデムユニットが積層された3段以上のタンデム構造を有していてもよく、これらの場合、発光色を赤色、緑色、青色と各タンデムユニットで変えることで、全体として白色を発光する有機層を得ることができる。有機層の形成方法として、真空蒸着法等の物理的気相成長法(PVD法);スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法;転写用基板上に形成されたレーザ吸収層と有機層の積層構造に対してレーザを照射することでレーザ吸収層上の有機層を分離して、有機層を転写するといったレーザ転写法、各種の塗布法を例示することができる。有機層を真空蒸着法に基づき形成する場合、例えば、所謂メタルマスクを用い、係るメタルマスクに設けられた開口を通過した材料を堆積させることで有機層を得ることができるし、有機層を、パターニングすること無く、全面に形成してもよい。
実施例1は、本開示の電子デバイス組立体及び保護部材に関する。実施例1の電子デバイス組立体の断面を示す概念図を図1Aに示し、電子デバイスの一部の模式的な一部断面図を図1Bに示す。
実施例1の電子デバイス組立体10は、
可撓性を有する電子デバイス20、及び、
電子デバイス20に貼り付けられた保護部材50、
から成り、
保護部材50は、可撓性を有する支持部材51によって支持された金属箔53、及び、金属箔53上に形成された接着剤層54から成り、
保護部材50を構成する金属箔53は、接着剤層54を介して電子デバイス20に貼り付けられている。
また、実施例1の保護部材50は、
可撓性を有する支持部材51によって支持された金属箔53、及び、
金属箔53上に形成された接着剤層54、
から成る。
ここで、実施例1の電子デバイス組立体10あるいは保護部材50において、金属箔53は、第2の接着剤層52によって支持部材51に貼り合わされている。
第2の接着剤層52は、例えば、厚さ25μmのアクリル系樹脂から成る。また、金属箔53は、厚さ15μmのアルミニウム箔から成る。尚、金属箔53にはピンホールが存在しない。支持部材51は、厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムから成る。接着剤層54は、厚さ25μmのアクリル系樹脂あるいはエポキシ系樹脂から成る。
そして、実施例1の電子デバイス組立体10において、電子デバイス20はTFT層30を備えており、保護部材50は、電子デバイス20のTFT層側に貼り付けられている。あるいは又、電子デバイス20は、光を出射する第1面20A、及び、第1面20Aに対向した第2面20Bを有しており、保護部材50は、電子デバイス20の第2面20Bに貼り付けられている。
電子デバイス20は、具体的には、有機EL表示装置から成る。ここで、有機EL表示装置は、電子デバイス20の第2面側から、ポリイミドフィルムから成る第1基板21、α−SiNXから成る第1バリア層22、TFT層30、発光素子部(有機EL素子部)40、SiNから成る保護膜23、エポキシ系樹脂から成る封止樹脂層24、α−SiNXから成る第2バリア層26、PETフィルムから成る第2基板27が積層された構造を有する。具体的には、第1基板21上に形成された第1バリア層22の上にはTFT層30が形成されており、TFT層30上に発光素子部40が形成されている。第1基板21と対向する第2基板27の面には第2バリア層26が形成されており、発光素子部40と第2バリア層26とは、保護膜23及び封止樹脂層24を介して、封止樹脂層24によって接着されている。封止樹脂層24と対向する第2バリア層26の上には、カラーフィルター25が形成されている。発光素子部40は、2次元マトリクス状に、複数、配列されている。
ここで、実施例1の有機EL表示装置における各発光素子部(有機EL素子部)40は、より具体的には、
(a)第1電極41、
(b)開口部45を有し、開口部45の底部に第1電極41が露出した絶縁層44、
(c)開口部45の底部に露出した第1電極41の部分の上に少なくとも設けられ、例えば有機発光材料から成る発光層43Aを備えた有機層43、及び、
(d)有機層43上に形成された第2電極42、
を具備している。有機層43は、例えば、正孔注入層及び正孔輸送層43B、発光層43A並びに電子輸送層43Cの積層構造から構成されているが、図面では1層で表す場合がある。そして、各発光素子部40からの光は、上部電極に相当する第2電極42、第2基板27を介して、電子デバイスの第1面20Aから外部に出射される。尚、図1B、図2においては、図面の簡素化のために、1層の有機層43を示しているが、実際には、複数の有機層が積層されており、複数段のタンデム構造を有する。
実施例1の有機EL表示装置は、電子ビューファインダー(EVF)や頭部装着型ディスプレイ(HMD)に適用される、高精細表示装置であり、あるいは又、例えば、テレビジョン受像機といった大型の有機EL表示装置である。
実施例1の有機EL表示装置は、発光素子部40を、複数、有する。具体的には、画素数は、例えば、2048×1236であり、1つの発光素子部40は1つの副画素を構成し、発光素子部40は画素数の3倍である。そして、アクティブマトリックス型のカラー表示の有機EL表示装置である。
1つの画素は、赤色を発光する赤色発光副画素、緑色を発光する緑色発光副画素、青色を発光する青色発光副画素の3つの副画素から構成されている。また、第2基板27はカラーフィルター25を備えており、発光素子部40は白色光を発光し、各色発光副画素は、白色光を発光する発光素子部40とカラーフィルター25との組合せから構成されている。カラーフィルター25は、通過光が赤色となる領域、緑色となる領域、青色となる領域から構成されている。カラーフィルター25とカラーフィルター25との間に、遮光膜(ブラックマトリクス)を備えていてもよい。
実施例1において、各発光素子部は、3つのタンデムユニットが積層された3段のタンデム構造を有しており、各タンデムユニットにおける有機層43は、具体的には、以下に例示する赤色発光有機層、緑色発光有機層及び青色発光有機層から構成されている。但し、これらに限定するものではない。
具体的には、赤色発光有機層は、第1電極側から、
[正孔注入層](厚さ10nm) :LGケミカル社製 LGHIL
[正孔輸送層](厚さ26nm) :出光興産株式会社製 HT320
[発光層] (厚さ50nm) :出光興産株式会社製 RH001 及び
東レ株式会社製 D125(0.5%ドープ)
[電子輸送層](厚さ220nm):出光興産株式会社製 ET085
から構成されている。
また、緑色発光有機層は、第1電極側から、
[正孔注入層](厚さ10nm) :LGケミカル社製 LGHIL
[正孔輸送層](厚さ35nm) :出光興産株式会社製 HT320
[発光層] (厚さ30nm) :出光興産株式会社製 BH232 及び
GD206(10%ドープ)
[電子輸送層](厚さ175nm):出光興産株式会社製 ETS085
から構成されている。
更には、青色発光有機層は、第1電極側から、
[正孔注入層](厚さ10nm) :LGケミカル社製 LGHIL
[正孔輸送層](厚さ24nm) :出光興産株式会社製 HT320
[発光層] (厚さ30nm) :出光興産株式会社製 BH232 及び
BD218(10%ドープ)
[電子輸送層](厚さ141nm):出光興産株式会社製 ET085
から構成されている。
実施例1においては、第1電極41をアノード電極として用い、第2電極42をカソード電極として用いる。第1電極41は、光反射材料、具体的には、Al−Nd合金から成り、第2電極42は、半光透過材料、具体的には、マグネシウム(Mg)を含む導電材料、より具体的には、厚さ10nmのMg−Ag合金から成る。第1電極41は、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき形成されている。また、第2電極42は、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法によって成膜されており、パターニングはされていない。
実施例1において、発光素子部40を構成する第1電極41は、CVD法に基づき形成されたSiONから成る層間絶縁層35(より具体的には、上層層間絶縁層35B)上に設けられている。そして、この層間絶縁層35は、第1基板21の上方に形成された発光素子部駆動部を覆っている。発光素子部駆動部は、複数のTFTから構成されており、TFTと第1電極41とは、層間絶縁層35に設けられたコンタクトプラグ38、接続部37、コンタクトプラグ37Aを介して電気的に接続されている。尚、図面においては、1つの発光素子部駆動部につき、1つのTFTを図示した。TFTは、第1バリア層22上に形成されたゲート電極31、第1バリア層22及びゲート電極31上に形成されたゲート絶縁膜32、ゲート絶縁膜32上に形成された半導体層に設けられたソース/ドレイン領域33、並びに、ソース/ドレイン領域33の間であって、ゲート電極31の上方に位置する半導体層の部分が相当するチャネル形成領域34から構成されている。尚、図示した例にあっては、TFTをボトムゲート型としたが、トップゲート型であってもよい。TFTのゲート電極31は、走査回路(図示せず)に接続されている。TFT及び層間絶縁層35からTFT層30が構成されている。
以下、実施例1の有機EL表示装置の製造方法の概要を、第1基板等の模式的な一部端面図である図3A、図3B、図3C、図4A、図4B及び図5を参照して説明する。尚、これらの図面においては、第1バリア層22や製造用基板の図示を省略している。
[工程−100]
先ず、第1基板21の一方の面上に第1バリア層22が形成され、第1基板21の他方の面が製造用基板に貼り合わされた第1基板21を準備する。そして、第1バリア層22上に、副画素毎にTFTを周知の方法で作製する。TFTは、第1バリア層22上に形成されたゲート電極31、第1バリア層22及びゲート電極31上に形成されたゲート絶縁膜32、ソース/ドレイン領域33、並びに、チャネル形成領域34から構成されている。次に、全面に、SiO2から成る下層層間絶縁層35AをCVD法にて成膜した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、下層層間絶縁層35Aに開口35’を形成する(図3A参照)。
[工程−110]
次いで、下層層間絶縁層35A上に、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、アルミニウムから成る配線36、接続部37を形成する。尚、配線36は、開口35’内に設けられたコンタクトプラグ36Aを介して、TFTの一方のソース/ドレイン領域33に電気的に接続されている。配線36は、信号供給回路(図示せず)に接続されている。接続部37は、開口35’内に設けられたコンタクトプラグ37Aを介して、TFTの他方のソース/ドレイン領域33に電気的に接続されている。そして、全面にSiO2から成る上層層間絶縁層35BをCVD法にて成膜する。次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、上層層間絶縁層35B上に開口38’を形成する(図3B参照)。
[工程−120]
その後、上層層間絶縁層35B上に、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、Al−Nd合金から成る第1電極41を形成する(図3C参照)。尚、第1電極41は、開口38’内に設けられたコンタクトプラグ38を介して、接続部37に接続されている。
[工程−130]
次いで、絶縁層44を形成する。具体的には、全面に、絶縁層44を形成し、絶縁層44上にレジスト材料層44Aを形成する。次いで、レジスト材料層44Aを露光、現像することで、レジスト材料層44Aに開口44Bを形成する(図4A参照)。その後、RIE法に基づき、レジスト材料層44A及び絶縁層44をエッチングすることで、テーパー形状を絶縁層44に付与し(図4B参照)、最終的に、開口部45の斜面が傾斜した絶縁層44を得ることができる(図5参照)。開口部45は、切頭円錐形の形状を有する。尚、エッチング条件の制御によってテーパー形状を絶縁層44に付与することができる。但し、絶縁層44の形成方法は、このような形成方法に限定されず、例えば、全面に、アクリル系樹脂あるいはポリイミド系樹脂から成る絶縁層を成膜した後、フォトリソグラフィ技術及びウェットエッチング技術に基づき図5に示す絶縁層44を形成してもよい。
[工程−140]
次に、開口部45の底部に露出した第1電極41の部分の上を含む絶縁層44上に(即ち、全面に)、有機層43を形成する。尚、有機層43は、例えば、有機材料から成る正孔注入層及び正孔輸送層43B、発光層43A並びに電子輸送層43Cが順次積層されている。有機層43は、抵抗加熱に基づき、有機材料を真空蒸着することで得ることができる。
[工程−150]
その後、表示領域の全面に第2電極42を形成する。第2電極42は、N×M個の発光素子部40を構成する有機層43の全面を覆っている。第2電極42は、絶縁層44及び有機層43によって第1電極41とは絶縁されている。第2電極42は、有機層43に対して影響を及ぼすことのない程度に成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法である真空蒸着法に基づき形成されている。また、有機層43を大気に暴露することなく、有機層43の形成と同一の真空蒸着装置内において連続して第2電極42の形成を行うことで、大気中の水分や酸素による有機層43の劣化を防止することができる。具体的には、Mg−Ag(体積比10:1)の共蒸着膜を厚さ10nm成膜することで、第2電極42を得ることができる。
[工程−160]
次いで、全面に(具体的には第2電極42上に)、窒化シリコン(α−SiNX)から成る絶縁性の保護膜23を真空蒸着法に基づき形成する。
[工程−170]
その後、第2バリア層26及びカラーフィルター25が形成された第2基板27と、保護膜23が形成された第1基板21とを、封止樹脂層(封止材料層)24を用いて接着する。そして、製造用基板を剥がし、電子デバイス20の第2面20Bを露出させ、ロール・ツー・ロール方式に基づき、ローラーを用いて接着剤層54を介して保護部材50を電子デバイス20の第2面20Bに貼り付け(圧着し)、接着剤層54を熱硬化させる。次に、電子デバイス組立体10を所望の大きさに切断する。そして、外部回路との接続を行うことで、有機EL表示装置を完成させることができる。
以上によって得られた実施例1の電子デバイス組立体を、60゜C、相対湿度90%の環境中に500時間、放置する保存試験を行った。また、保護部材を貼り付けていないことを除き、実施例1の電子デバイスと同様に方法で作製した電子デバイスを比較例1として、同様の保存試験を行った。その結果、比較例1にあっては、水分の侵入に起因して多数の発光素子部に黒い染みが発生したが、実施例1の電子デバイス組立体にあっては、黒い染みの発生は皆無であった。また、比較例1の電子デバイスの第2面に金属箔を貼り合わせたところ、支持部材が無いため、金属箔に皺が発生した。一方、実施例1の電子デバイス組立体にあっては、金属箔に皺が発生することは無かった。
実施例1の電子デバイス組立体にあっては、接着剤層を介して、保護部材を構成する金属箔が電子デバイスに貼り付けられている。また、実施例1の保護部材にあっては、接着剤層を介して保護部材を構成する金属箔を電子デバイスに貼り付けることができる。即ち、電子デバイスを製造した後、保護部材を構成する金属箔を電子デバイスに貼り付けるので、保護部材が高温に晒されることが無い。それ故、保護部材に伸縮が生じたり、反りが生じることが無く、最終的に得られる電子デバイス組立体の平坦性が損なわれるといった問題が生じることが無く、高い信頼性を有する電子デバイス組立体を提供することができる。また、保護部材が高温に晒されることが無いので、保護部材を構成する材料の選択幅を広げることができる。即ち、例えば、高い耐熱性を有するプラスチック・フィルムから支持部材を構成する必要が無くなる。更には、金属箔が電子デバイスに貼り付けられているので、電子デバイスにおいて発生した熱が均一に拡散し、電子デバイス内の温度分布の均一化を得ることができるし、異物によって電子デバイスに損傷が生じることを保護部材によって防ぐことができる。しかも、バリア層の損傷発生を防止することができるので、電子デバイス組立体の有する可撓性を十分に発揮させることができ、曲面への活用、繰り返しの曲げに耐え得る電子デバイス組立体を提供することができる。また、保護部材は金属箔と支持部材の少なくとも2層構造を有するので、所謂迷路効果によって電子デバイスへの水分の侵入を確実に防止することができるし、金属箔に皺や損傷が発生することを確実に防止することができる。しかも、保護部材は薄い金属箔と薄い支持部材の積層構造を有するので、電子デバイス組立体を所望の大きさに容易に切断することができるし、容易に個別化することができるので生産性が高く、しかも、軽量化を図ることができるし、可撓性が損なわれることもない。
以上、好ましい実施例に基づき本開示を説明したが、本開示はこの実施例に限定されるものではない。実施例における電子デバイスに相当する有機EL表示装置や発光素子部(有機EL素子部)、電子デバイス組立体の構成、構造、これらを構成する材料等は例示であり、適宜変更することができる。電子デバイスは、その他、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、家電製品の表示部、ポイントカード等のカード表示部、電子広告、電子POPにおける画像表示装置、照明装置から構成することもできる。
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
[A01]《電子デバイス組立体》
可撓性を有する電子デバイス、及び、
電子デバイスに貼り付けられた保護部材、
から成る電子デバイス組立体であって、
保護部材は、可撓性を有する支持部材によって支持された金属箔、及び、金属箔上に形成された接着剤層から成り、
保護部材を構成する金属箔は、接着剤層を介して電子デバイスに貼り付けられている電子デバイス組立体。
[A02]金属箔は、第2の接着剤層によって支持部材に貼り合わされている[A01]に記載の電子デバイス組立体。
[A03]第2の接着剤層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂及びゴム系樹脂から成る群から選択された少なくとも1種類の樹脂から成る[A02]に記載の電子デバイス組立体。
[A04]金属箔は、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔、チタン箔、モリブデン箔、ステンレス鋼箔、又は、鉄−ニッケル合金箔から成る[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体。
[A05]金属箔にはピンホールが存在しない[A01]乃至[A04]のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体。
[A06]金属箔は15μm以上の厚さを有する[A01]乃至[A05]のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体。
[A07]支持部材は、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリメタクリル酸メチル樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリイミドフィルム及びフッ素樹脂フィルムから成る群から選択された1種類の樹脂フィルムから成る[A01]乃至[A06]のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体。
[A08]接着剤層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂及びゴム系樹脂から成る群から選択された少なくとも1種類の樹脂から成る[A01]乃至[A07]のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体。
[A09]電子デバイスはTFT層を備えており、
保護部材は、電子デバイスのTFT層側に貼り付けられている[A01]乃至[A08]のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体。
[A10]電子デバイスは、光を出射する第1面、及び、第1面に対向した第2面を有しており、
保護部材は、電子デバイスの第2面に貼り付けられている[A01]乃至[A08]のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体。
[A11]電子デバイスは、有機エレクトロルミネッセンス表示装置から成る[A01]乃至[A10]のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体。
[B01]《保護部材》
可撓性を有する支持部材によって支持された金属箔、及び、
金属箔上に形成された接着剤層、
から成る保護部材。
[B02]金属箔は、第2の接着剤層によって支持部材に貼り合わされている[B01]に記載の保護部材。
[B03]第2の接着剤層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂及びゴム系樹脂から成る群から選択された少なくとも1種類の樹脂から成る[B02]に記載の保護部材。
[B04]金属箔は、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔、チタン箔、モリブデン箔、ステンレス鋼箔、又は、鉄−ニッケル合金箔から成る[B01]乃至[B03]のいずれか1項に記載の保護部材。
[B05]金属箔にはピンホールが存在しない[B01]乃至[B04]のいずれか1項に記載の保護部材。
[B06]金属箔は15μm以上の厚さを有する[B01]乃至[B05]のいずれか1項に記載の保護部材。
[B07]支持部材は、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリメタクリル酸メチル樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリイミドフィルム及びフッ素樹脂フィルムから成る群から選択された1種類の樹脂フィルムから成る[B01]乃至[B06]のいずれか1項に記載の保護部材。
[B08]接着剤層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂及びゴム系樹脂から成る群から選択された少なくとも1種類の樹脂から成る[B01]乃至[B07]のいずれか1項に記載の保護部材。

10・・・電子デバイス組立体、20・・・電子デバイス、20A・・・電子デバイスの第1面、20B・・・電子デバイスの第2面、21・・・第1基板、22・・・第1バリア層、23・・・保護膜、24・・・封止樹脂層、25・・・カラーフィルター、26・・・第2バリア層、27・・・第2基板、30・・・TFT層、31・・・ゲート電極、32・・・ゲート絶縁膜、33・・・ソース/ドレイン領域、34・・・チャネル形成領域、35・・・層間絶縁層、35A・・・下層層間絶縁層、35B・・・上層層間絶縁層、35’,38’・・・開口、36A,37A,38・・・コンタクトプラグ、37・・・接続部、40・・・発光素子部(有機EL素子部)、41・・・第1電極、42・・・第2電極、43・・・有機層、43A・・・発光層43A、43B・・・正孔注入層及び正孔輸送層、43C・・・電子輸送層、44・・・絶縁層、44A・・・レジスト材料層、44B・・・開口、45・・・開口部、50・・・保護部材、51・・・支持部材、52・・・第2の接着剤層、53・・・金属箔、54・・・接着剤層

Claims (10)

  1. 光を出射する第1面、及び、第1面に対向した第2面を有し、可撓性を有する電子デバイス組立体の製造方法であって、
    電子デバイスの第2面を構成する部材を製造用基板に貼り合わせ、電子デバイスの第2面を構成する部材上に、第2面を構成する部材を含む電子デバイスを設けた後、製造用基板を剥がし、露出した電子デバイスの第2面に、可撓性を有する支持部材によって支持された金属箔、及び、金属箔上に形成された接着剤層から成る保護部材を、接着剤層を介して貼り付ける電子デバイス組立体の製造方法
  2. 金属箔は、第2の接着剤層によって支持部材に貼り合わされている請求項1に記載の電子デバイス組立体の製造方法
  3. 第2の接着剤層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂及びゴム系樹脂から成る群から選択された少なくとも1種類の樹脂から成る請求項2に記載の電子デバイス組立体の製造方法
  4. 金属箔は、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔、チタン箔、モリブデン箔、ステンレス鋼箔、又は、鉄−ニッケル合金箔から成る請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体の製造方法
  5. 金属箔にはピンホールが存在しない請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体の製造方法
  6. 金属箔は15μm以上の厚さを有する請求項5に記載の電子デバイス組立体の製造方法
  7. 支持部材は、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリメタクリル酸メチル樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリイミドフィルム及びフッ素樹脂フィルムから成る群から選択された1種類の樹脂フィルムから成る請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体の製造方法
  8. 接着剤層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂及びゴム系樹脂から成る群から選択された少なくとも1種類の樹脂から成る請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体の製造方法
  9. 電子デバイスはTFT層を備えており、
    保護部材は、電子デバイスのTFT層側に貼り付けられている請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体の製造方法
  10. 電子デバイスは、有機エレクトロルミネッセンス表示装置から成る請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の電子デバイス組立体の製造方法
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