DE102011055126A1 - Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, flachen Bauelements - Google Patents
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Abstract
Offenbart wird ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Elements umfassend: Ausbilden einer Adhäsionsschicht auf einem Stützträger; Anheften eines flexiblen Substrates an die Adhäsionsschicht; Ausbilden einer Elementschicht auf dem flexiblen Substrat; und Trennen des Stützträgers von dem flexiblen Substrat, wobei die Adhäsionsschicht eine selbstorganisierende Monoschicht (SAM) umfasst.
Description
- Querverweis auf verwandte Anmeldungen
- Diese Anmeldung beansprucht Rechte aus der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2010-0111906 - Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, flachen Bauelements und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, flachen Bauelements, in dem verschiedene Prozesse ausgeführt werden während ein flexibles Substrat auf einen Glasträger angeheftet ist und der Glasträger nach Beendigung der verschiedenen Prozesse von dem flexiblem Substrat getrennt wird.
- Hintergrund der Erfindung
- Ein papierähnliches flexibles Bauelement, wie z. B. ein flexibles Anzeigeelement, kann gebogen oder gerollt werden und erlaubt dadurch eine gute Transportfähigkeit und einfache Aufbewahrung. Aus diesem Grund ist das flexible Bauelement als Bauelement der nächsten Generation aktiv untersucht und entwickelt worden.
- Das flexible Bauelement wird durch das Ausbilden von verschiedenen Bauteilen auf einem flexiblen Substrat hergestellt, Dafür wird das flexible Bauelement, einschließlich des flexiblen Substrates, wiederholt in und aus verschiedenen Apparaten geladen. Die flexiblen Eigenschaften des flexiblen Substrats machen es jedoch schwierig, das Element während des Herstellungsprozesses zu transferieren.
- Die flexiblen Eigenschaften des flexiblen Substrates machen es jedoch schwierig, das flexible Substrat mit gewöhnlicher Übertragung zu transferieren. Um die Beförderung zu vereinfachen, wird das flexible Substrat daher transferiert während es auf einen festen Glasträger geheftet ist und die verschiedenen Prozesse werden auf das auf den festen Glasträger geheftete flexible Substrat angewandt, Nach Beendigung der verschiedenen Prozesse wird der Glasträger von dem flexiblen Substrat getrennt und dadurch ein flexibles, flaches Bauelement fertiggestellt.
- Insbesondere wurden einige Bemühungen unternommen, um Bauteile, wie z. B. organische licht-emittierende Bauelemente (OLED), auf das flexible Substrat zu übertragen und darauf auszubilden, während das flexible Substrat über eine Adhäsionsschicht, die aus hydriertem amorphen Silizium (a-Si:H) gemacht ist, an einen festen Glasträger angeheftet ist.
- Bis heute erfordert dieses Verfahren zur Übertragung und Ausbildung von Bauteilen auf dem flexiblen Substrat zur Ausbildung der Adhäsionsschicht, die aus hydriertem amorphem Silizium (a-Si:H) gemacht ist, eine zusätzliche plasmaverstärkte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD), und erfordert ferner einen zusätzlichen Laserbestrahlungsprozess, um die Adhäsionswirkung der Adhäsionsschicht aufzuheben.
- Dementsprechend wären effizientere Verfahren zur Übertragung und Ausbildung von Bauteilen auf dem flexiblen Substrat bei dem Herstellungsprozess eines flexiblen Bauelements von Vorteil.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Dementsprechend richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, flachen Bauelements, das im Wesentlichen eines oder mehrere Probleme, die auf Einschränkungen und Nachteile des Standes der Technik zurückzuführen sind, vermeidet.
- Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Bauelements bereitzustellen, das es ermöglicht, die Effizienz des Herstellungsprozesses zu verbessern.
- Zusätzliche Vorteile und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und sind teilweise für den Durchschnittsfachmann bei der Betrachtung der folgenden Ausführungen ersichtlich oder können durch Ausführung der Erfindung erlernt werden, Die Ziele und weiteren Vorteile der Erfindung können durch die unten besonders herausgestellte Struktur und die Ansprüche sowie die beigefügten Zeichnungen realisiert und erreicht werden.
- Um diese und andere Vorteile zu erreichen und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie hierin dargestellt und breit beschrieben, wird ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Bauelements bereitgestellt, umfassend: Ausbilden einer Adhäsionsschicht auf einem Stützträger; Anheften eines flexiblen Substrates an die Adhäsionsschicht; Ausbilden einer Bauelementschicht auf dem flexiblen Substrat; und Trennen des Stützträgers von dem flexiblen Substrat, wobei die Adhäsionsschicht eine selbstorganisierende Monoschicht (SAM) umfasst.
- Es ist selbstverständlich, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung beispielhaft und erläuternd sind und dazu gedacht sind, eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu liefern.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die
1A bis1D zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Bauelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - Die
2A bis2E zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Bauelements gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - Detaillierte Beschreibung der Erfindung
- Es wird nun im Detail auf einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wann immer möglich, werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um auf dieselben oder ähnliche Teile Bezug zu nehmen.
- Im Folgenden wird ein flexibles, flaches Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
- Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele wurden aufgenommen, um dem Durchschnittsfachmann eine Anleitung zur Ausführung von beispielhaften Ausführungsformen des vorliegend offenbarten Gegenstandes zu liefern. Im Licht der vorliegenden Offenbarung und des allgemeinen Kenntnisstandes im Stand der Technik ist der Durchschnittsfachmann sich bewusst, dass es beabsichtigt ist, dass die folgenden Beispiele nur exemplarisch sind und dass vielfältige Änderungen, Modifikationen und/oder Abwandlungen gemacht werden können, ohne vom Umfang des vorliegend offenbarten Gegenstandes abzuweichen.
- Die
1A bis1D zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Bauelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - Wie in
1A gezeigt, wird zuerst eine Adhäsionsschicht200 auf einem Stützträger100 ausgebildet. - Gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung schließt der Stützträger jeden Träger ein, der fest genug ist, um eine andere Schicht, die auf ihm platziert wird, mechanisch zu stützen. In weiteren Ausführungsformen kann der Stützträger ein transparenter Träger sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Glasträger.
- Die Adhäsionsschicht
200 wirkt als ein Haftmittel zwischen dem Stützträger100 und dem hierin beschriebenen flexiblen Substrat. In einigen Ausführungsformen wird die Adhäsionsschicht200 aus einem Material gebildet, das eine gute Hitzeresistenz besitzt, um einen Hochtemperatur-Herstellungsprozess auszuhalten, In zusätzlichen Ausführungsformen besitzt die Adhäsionsschicht eine solche Adhäsionskraft, dass sie eine gute Haftung zwischen dem Stützträger100 und dem flexiblen Substrat während des Herstellungsprozesses und/oder eine einfache Trennung des Stützträgers100 von dem flexiblen Substrat erlaubt, ohne einen zusätzlichen Verfahrensschritt nach dem Herstellungsverfahren ausführen zu müssen. - Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Adhäsionsschicht mit den obigen Eigenschaften, umfassend eine selbstorganisierende Monoschicht (SAM).
- Wie hierin verwendet, bezieht sich eine selbstorganisierende Monoschicht (SAM) auf eine dünne Monoschicht, die spontan eine Oberfläche eines gegebenen Substrates überzieht und darauf regelmäßig ausgerichtet ist. Insbesondere bezieht sich „selbstorganisierend” auf ein Phänomen, nach welchem Moleküluntereinheiten aufgrund von Wechselwirkungen zwischen den Molekülen spontan zusammengebaut werden, um durch eine spontane Reaktion eine vorherbestimmte Struktur zu bilden. Ein Molekül, das zur Bildung einer Untereinheit einer selbstorganisierenden Monoschicht (SAM) verwendet wird, wird aus drei Teilen gebildet. Das heißt, das Molekül schließt eine reaktive Gruppe als Kopfteil, der an einen Träger gekoppelt ist, eine Alkan-Kette als einen Körperteil, der die regelmäßige Bildung einer Monoschicht erlaubt, und eine funktionelle Gruppe als einen Schwanzteil, der eine bestimmte Funktion der Monoschicht bestimmt, ein.
- Dementsprechend ist die selbstorganisierende Monoschicht in einigen Ausführungsformen der Erfindung eine organisierte Monoschicht von Molekülen, die Affinität für ein spezifisches Trägermaterial zeigen. In zusätzlichen Ausführungsformen ist die selbstorganisierende Monoschicht aus einem Material gemacht, das sowohl hitzeresistent ist als auch Adhäsionskraft erlaubt.
- Zum Beispiel kann die selbstorganisierende Monoschicht eine Silanbasierte Verbindung umfassen, einschließlich aber nicht beschränkt auf eine Thiol enthaltende Silan-basierte Verbindung, eine Amin enthaltende Silan-basierte Verbindung und eine Mischung davon.
- Die Thiol enthaltende Silan-basierte Verbindung schließt ein, aber ist nicht beschränkt auf die folgenden chemischen Formeln 1–6 oder die Salze davon.
- „R1” bis „R3” sind unabhängig voneinander Alkyl, funktionalisiertes Alkyl, Aryl oder Alkoxy, einschließlich aber nicht beschränkt auf CH3 oder (CH2)nCH3; und „m” und „n” sind unabhängig eine ganze Zahl von 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr. Die Benzolgruppen, die in den hierin enthaltenen chemischen Formeln gezeigt sind, können substituiert sein und können ebenfalls mit anderen substituierten oder nicht substituierten aromatischen Gruppen ersetzt werden.
- Die Amin enthaltende Silan-basierte Verbindung schließt ein, aber ist nicht beschränkt auf die folgenden chemischen Formeln 7 bis 12 oder die Salze davon.
- „R1” bis „R3” sind unabhängig voneinander Alkyl, funktionalisiertes Alkyl, Aryl oder Alkoxy, einschließlich aber nicht beschränkt auf CH3 oder (CH2)nCH3; und „m” und „n” sind unabhängig eine ganze Zahl von 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr. Die Benzolgruppen, die in den hierin enthaltenen chemischen Formeln gezeigt sind, können substituiert sein und können ebenfalls durch andere substituierte oder nicht substituierte aromatische Gruppen ersetzt werden.
- Die selbstorganisierende Monoschicht (SAM) kann durch einen einfachen Prozess, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Rotationsbeschichtung, Tauchbeschichtung oder Sprühbeschichtung, ausgebildet werden.
- Wie in
1B gezeigt, ist das flexible Substrat300 an die Adhäsionsschicht200 geheftet. - Das flexible Substrat
300 kann aus üblichen Substratmaterialien gemacht sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Polyethylenterephthalat, Polyacrylat, Polyestersulfon, Polyethylennaphthalat, Polyimid und Mischung davon, wobei das Polyimid in Kombination mit den hierin offenbarten Verbindungen bevorzugt wird. Zum Beispiel kann das flexible Substrat300 aus verschiedenen Materialien für Polymerfilme gemacht sein, die dem Durchschnittsfachmann allgemein bekannt sind. - Der obige Anheftungsvorgang des flexiblen Substrates
300 an die Adhäsionsschicht200 kann das Positionieren des Polymerfilms, z. B. eines Polyimidfilms, auf der Adhäsionsschicht200 umfassen und gegebenenfalls das Erhitzen des Polymerfilms, der auf der Adhäsionsschicht200 positioniert ist, in einem Hochtemperaturofen. - Wie in
1C gezeigt, wird auf dem flexiblen Substrat300 eine Bauelementschicht400 ausgebildet. - Die Bauelementschicht
400 kann verschiedenen Arten von Anzeigeelementen entsprechen, in denen das flexible Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann. - In einigen Ausführungsformen umfasst die Bauelementschicht verschiedene Anzeigeelemente, einschließlich, aber nicht beschränkt auf flache Anzeigeelemente, wie organische, Licht-emittierende Bauelemente (OLED) und Flüssigkristallanzeigen (LCD).
- Wenn die Bauelementschicht der vorliegenden Erfindung ein OLED umfasst, kann in zusätzlichen Ausführungsformen das OLED einen Dünnfilmtransistor, eine Anode, eine Licht-emittierende Schicht, eine Kathode und eine Versiegelungsschicht umfassen. In weiteren Ausführungsformen kann die Licht-emittierende Schicht eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht umfassen.
- Wenn die Bauelementschicht ein LCD umfasst kann das LCD in noch weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Dünnfilmtransistor, eine Pixelelektrode und eine gewöhnliche Elektrode umfassen; und/oder das LCD kann eine Licht-abschirmende Schicht und eine Farbfilterschicht umfassen.
- Das hierin beschriebene OLED oder LCD kann in verschiedenen Strukturen mittels verschiedener Verfahren, die dem Durchschnittsfachmann allgemein bekannt sind, gebildet werden.
- Wie in
1D gezeigt, wird der Stützträger100 von dem flexiblen Substrat300 getrennt, um dadurch ein flexibles Element1 mit der Bauelementschicht400 auf dem flexiblen Substrat300 zu bilden. Die Adhäsionsschicht kann auf dem flexiblen Substrat und/oder auf der Stützschicht verbleiben. In einigen Ausführungsformen kann der Stützträger gereinigt und wiederverwendet werden. Die Verwendung der Adhäsionsschicht erlaubt es gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, dass der Stützträger ohne die Verwendung eines Lösungsmittels zurückbehalten oder für die erneute Verwendung wiederverwendet wird. - Das obige Verfahren zum Trennen des Stützträgers
100 von dem flexiblen Substrat300 kann in einem mechanischen Verfahren unter Verwendung einer Schablone ohne zusätzliche vorausgehende chemische Reaktion durch Laserbestrahlung ausgeführt werden. - Im Fall des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Laserbestrahlungsprozess zur Trennung des Stützsubstrates
100 nicht ausgeführt und somit gibt es keine potentiellen nachteiligen Wirkungen auf die Elementschicht400 aufgrund von Bestrahlung. - Die
2A bis2E zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Bauelements gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diese Ausführungsform wird ein zusätzlicher Prozess der UV-Bestrahlung durchgeführt, um den Stützträger100 von einem flexiblen Substrat300 zu trennen. Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung des flexiblen Elements gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf2A bis2E beschrieben. - Zuerst, wie in
2A gezeigt, wird eine Adhäsionsschicht200 auf einem Stützträger100 ausgebildet. - Der Stützträger
100 kann aus einem Glassubstrat bestehen und die Adhäsionsschicht200 kann aus einer selbstorganisierenden Monoschicht (SAM) gebildet werden. - In einigen Ausführungsformen umfasst die Adhäsionsschicht
200 eine Silan-basierte Verbindung wie hierin beschrieben. - Wie in
2B gezeigt, ist ein flexibles Substrat300 auf der Adhäsionsschicht200 angeheftet. - In einigen Ausführungsformen umfasst das flexible Substrat
300 Polyimid. Der obige Anheftungsprozess des flexiblen Substrates300 an die Adhäsionsschicht200 kann das Positionieren des Polymerfilms, wie zum Beispiel Polyimid, auf der Adhäsionsschicht200 umfassen und gegebenenfalls Erhitzen des Polymerfilms, der auf der Adhäsionsschicht200 positioniert ist. - Wie in
2C gezeigt, kann auf dem flexiblen Substrat300 eine Bauelementschicht400 ausgebildet werden. - Die Bauelementschicht
400 kann aus verschiedenen Anzeigeelementen, wie hierin beschrieben, ausgebildet werden. - Wie in
2D gezeigt, wird die untere Oberfläche des Stützträgers100 mit UV-Strahlen bestrahlt. Diese UV-Bestrahlung ermöglicht einen relativ einfachen Trennungsprozess des flexiblen Substrats300 von dem Stützträger100 . - In einigen Ausführungsformen ist es möglich, anstelle der UV-Bestrahlung Laserbestrahlung zu verwenden. In diesem Fall wird es bevorzugt, einen Laser zu verwenden, der eine Wellenlänge von ungefähr 500 nm oder weniger besitzt. In weiteren Ausführungsformen kann ein 248 oder 308 Excimer-Laser benutzt werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „ungefähr” auf einen Bereich von Werten ± 10% eines spezifizierten Wertes. Zum Beispiel schließt der Ausdruck „ungefähr 500 nm” ± 10% von 500 nm oder von 450 bis 550 nm ein.
- Wie in
2E gezeigt, wird der Stützträger100 von dem flexiblen Substrat300 getrennt, um dadurch ein flexibles Element1 mit der Bauelementschicht400 auf dem flexiblen Substrat300 fertigzustellen. Wie zuvor beschrieben, kann die Adhäsionsschicht auf dem flexiblen Substrat und/oder dem Stützträger verbleiben. - Das obige Verfahren zum Trennen des Stützträgers
100 von dem flexiblen Substrat300 kann in einem mechanischen Verfahren unter Verwendung einer Schablone ausgeführt werden. - Wie hierin beschrieben, wird das Verfahren zur Herstellung des flexiblen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu bestehenden Verfahren zur Herstellung des flexiblen Elementes, die Plasma-verstärkte chemische Gasphasenabscheidungsverfahren (PECVD) zur Erzeugung einer Adhäsionsschicht erfordern, durch die Verwendung von SAM vereinfacht.
- Es wird für den Durchschnittsfachmann ersichtlich sein, dass in der vorliegenden Erfindung verschiedene Modifikationen und Variationen gemacht werden können ohne vom Gedanken oder Umfang der Erfindungen abzuweichen. Es ist somit beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, vorausgesetzt sie fallen in den Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- KR 10-2010-0111906 [0001]
Claims (14)
- Ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Bauelements, umfassend: Ausbilden einer Adhäsionsschicht auf einem Stützträger; Anheften eines flexiblen Substrates an die Adhäsionsschicht; Ausbilden einer Bauelementschicht auf dem flexiblen Substrat; und Trennen des Stützträgers von dem flexiblen Substrat, wobei die Adhäsionsschicht eine selbstorganisierende Monoschicht (SAM) umfasst.
- Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Ausbildens einer Adhäsionsschicht auf dem Stützträger Rotationsbeschichtung, Tauchbeschichtung oder Sprühbeschichtung des Stützträgers mit einem adhäsiven Material umfasst.
- Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die selbstorganisierende Monoschicht eine Silan-basierte Verbindung umfasst.
- Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Silan-basierte Verbindung eine Thiol enthaltende Silan-basierte Verbindung und/oder eine Amin enthaltende Silanbasierte Verbindung ist.
- Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Silan-basierte Verbindung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus den chemischen Formeln 1, 3, 5, 7, 9, und 11 und Mischungen davon: wobei ”R1” bis ”R3” unabhängig voneinander Alkyl, funktionalisiertes Alkyl, Aryl oder Alkoxy sind und ”m” und ”n” unabhängig eine ganze Zahl von 1 oder mehr sind.
- Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei ”R1” bis ”R3” unabhängig CH3 oder (CH2)nCH3 sind.
- Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Stützträger ein Glassubstrat umfasst.
- Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bauelementschicht ein organisches Licht-emittierendes Element (OLED) oder eine Flüssigkristallanzeige (LCD) umfasst.
- Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Trennens des Stützträgers von dem flexiblen Substrat durch eine mechanische Kraft durchgeführt wird.
- Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das flexible Substrat Polyimid umfasst.
- Das Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Bestrahlens der unteren Oberfläche des Stützträgers vor dem Trennen des Stützträgers von dem flexiblen Substrat.
- Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Bestrahlung UV-Bestrahlung oder Laser-Bestrahlung ist.
- Das Verfahren nach Anspruch 13 wobei die Wellenlänge der Bestrahlung ungefähr 500 nm oder weniger ist.
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