JP2008059785A - Manufacturing method of organic electron device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄型基板を用いた有機電子デバイスの製造方法に関し、例えば、有機EL発光デバイスや有機半導体デバイスに関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an organic electronic device using a thin substrate, for example, an organic EL light emitting device or an organic semiconductor device.
従来の薄型基板を用いたフレキシブル性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子として、透光性基材の一方の面上に、透明陽極層、有機発光媒体層、陰極層、封止層が積層され、透光性基材の他方の面上には反り防止層が設けられた構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子は、透光性基材の一方に有機エレクトロルミネッセンス素子を形成してから、有機エレクトロルミネッセンス素子上に接着層を介して封止層を形成し、透光性基材の他方の面に反り防止層を形成することにより製造される。この製造方法で例えば、透光性基材にガラス基板を用いる場合、量産時の製造上の不具合(ガラス割れ、搬送時のたわみ)により、0.3mm以下のガラス基板を用いることは困難である。したがって、特許文献1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の厚さは、接着層0.01mm、封止層0.05mm、反り防止層0.01mmとしても、透光性基材の厚さ0.3mmを合わせて、0.37mm以下に形成することは不可能であった。
As a flexible organic electroluminescence element using a conventional thin substrate, a transparent anode layer, an organic light emitting medium layer, a cathode layer, and a sealing layer are laminated on one surface of a light-transmitting substrate, A structure in which a warp preventing layer is provided on the other surface of the conductive substrate has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In the organic electroluminescence element described in
また、その他の従来技術として、厚み10・香`70・高フ極薄板ガラスの少なくとも一方の面上に透明樹脂層が貼着された透明ガスバリヤ性部材を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の提案がある(例えば、特許文献2参照)。このエレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、厚み10・香`70・高フ極薄板ガラスに透明樹脂層を貼り付ける工程により透明ガスバリヤ性部材を作製する第一の工程、その透明ガスバリヤ性を部材上に有機エレクトロルミネッセンス素子を作製する第二の工程、有機エレクトロルミネッセンス素子上に透明ガスバリヤ性部材を貼り付けて封止する第三の工程により製造される。 As another conventional technique, there is a proposal of an organic electroluminescence element using a transparent gas barrier member in which a transparent resin layer is adhered on at least one surface of a thickness of 10 / incense`70 / high-thin sheet glass. (For example, refer to Patent Document 2). This method of manufacturing an electroluminescent element is a first step of producing a transparent gas barrier member by a process of attaching a transparent resin layer to a thickness of 10/70 incense and a high-thin sheet glass, and the transparent gas barrier property on the member. It is manufactured by a second step of producing an organic electroluminescence element, and a third step of attaching and sealing a transparent gas barrier member on the organic electroluminescence element.
ここで第一の工程は実施例として、厚み10・香`70・高フ極薄板ガラスと透明樹脂層とを透明粘着材を介してラミネートしてガスバリヤ性部材を作製する工程を開示している。この製造方法においては、50mm×50mm×70μm程度の大きさであれば、取り扱いに問題はないが、200mm×200mm×70μm以上のサイズのガラスを取り扱うことは製造上の都合から困難であった。したがって、試作段階では問題ないが、大型基板での多面取りを必要とする量産には不向きである。
従来の薄型基板を用いたフレキシブル性を有した有機エレクトロルミネッセンス素子は以下のような課題があった。特許文献1の従来技術では、薄型化に限界があり、特許文献2の従来技術では200mm×200mmサイズ以上の大型基板を用いた量産化には対応できない課題があった。
Conventional organic electroluminescence elements having flexibility using a thin substrate have the following problems. The conventional technique of
そこで、本発明は、フレキシブル性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を、大型基板を用いて製造できる方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the method which can manufacture the organic electroluminescent element which has flexibility using a large sized substrate.
本発明のフレキシブル性を有する電子デバイスの製造方法は、基板の第一の表面上に有機電子デバイスを形成する工程、有機電子デバイス上に防湿層を形成する工程、有機電子デバイス上にガスバリヤ性高分子基板からなる封止基板を貼り付けする工程、基板の第二の表面側を薄くする工程、封止基板と同等な線膨張係数を有する第二の高分子層を形成する工程、熱処理をする工程、という工程順に作製することとした。 The method for producing an electronic device having flexibility according to the present invention includes a step of forming an organic electronic device on a first surface of a substrate, a step of forming a moisture-proof layer on the organic electronic device, and a high gas barrier property on the organic electronic device. A step of attaching a sealing substrate made of a molecular substrate, a step of thinning the second surface side of the substrate, a step of forming a second polymer layer having a linear expansion coefficient equivalent to that of the sealing substrate, and a heat treatment It was decided to produce in the order of processes called processes.
本発明の薄型有機電子デバイスの製造方法を用いることにより、大型基板を用いて全体の厚さが0.3mm以下の薄型有機電子デバイスを製造することが可能となる。 By using the method for producing a thin organic electronic device of the present invention, it becomes possible to produce a thin organic electronic device having an overall thickness of 0.3 mm or less using a large substrate.
本発明の薄型有機電子デバイスの製造方法は、基板の第一の表面上に有機電子デバイスを形成する第一工程と、有機電子デバイス上に防湿層を形成する第二工程と、基板の有機電子デバイス側にガスバリヤ性高分子基板からなる封止基板を貼付する第三工程と、基板の第二の表面側を薄くする第四工程と、第二の表面に封止基板と同等な線膨張係数を有する第二の高分子層を設ける第五工程と、熱処理をする第六の工程とを順次実施する。このような製造方法により、大型基板を用いて全体の厚さ0.3mm以下の薄型有機電子デバイスを高生産性で製造することが可能となる。また、第一工程〜第四工程までの基板の温度を50℃以下に抑え、最後の工程で熱処理を行うことにより、無機材料と高分子材料の線膨張係数と熱収縮係数の違いにより発生する反りを防止できる。さらには第三工程や第五工程にUV硬化型樹脂を用いることにより、工程内での基板の反りを防止できる。 The method for producing a thin organic electronic device of the present invention includes a first step of forming an organic electronic device on a first surface of a substrate, a second step of forming a moisture-proof layer on the organic electronic device, and an organic electron of the substrate. A third step of attaching a sealing substrate made of a gas barrier polymer substrate to the device side, a fourth step of thinning the second surface side of the substrate, and a linear expansion coefficient equivalent to the sealing substrate on the second surface A fifth step of providing a second polymer layer having the above and a sixth step of heat treatment are sequentially performed. With such a manufacturing method, it becomes possible to manufacture a thin organic electronic device having a total thickness of 0.3 mm or less using a large substrate with high productivity. In addition, the temperature of the substrate from the first step to the fourth step is suppressed to 50 ° C. or less, and heat treatment is performed in the last step, which is caused by the difference between the linear expansion coefficient and the thermal contraction coefficient of the inorganic material and the polymer material. Warpage can be prevented. Furthermore, by using a UV curable resin in the third step or the fifth step, it is possible to prevent the substrate from warping in the step.
以下、本発明の薄型有機電子デバイスの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the thin organic electronic device of this invention is demonstrated in detail based on drawing.
本実施例の薄型有機電子デバイスの製造方法を図1を用いて説明する。図1(a)に示すように、ガラス基板2上に有機電子デバイス1を形成した。本実施例では、ガラス基板として、400mm×400mm×0.7mmtの無アルカリ精密研磨ガラスを用いた。また、有機電子デバイスとしてエレクトロルミネッセンス素子を形成した。有機エレクトロルミネッセンス素子に使用される有機分子や素子構造は多数開示され、その組み合わせにより無限である。
A method of manufacturing the thin organic electronic device of this example will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1 (a), an organic
本実施例では、スパッタや蒸着,CVD等の方法でITOやIZO等から成る透明導電膜で形成された陽極を形成し、次に銅フタロシアニンや芳香族アミンからなるホール注入層、同じく芳香族アミンである、α−NPDやTPD誘導体等からなるホール輸送層、次に発光層として、Alq3,BAlq3,Bebq2等の8−ヒドロキシキノリン誘導体の金属錯体等からなるホスト材料に、ペリレン,キナクリドン,クマリン,ルブレン,DCJTB等の蛍光発光色素をドーパントとして含有する層を共蒸着によって形成し、Alq3やBebq2等からなる電子輸送層、さらに、LiF薄膜上にAlを積層した陰極がそれぞれ真空蒸着によって形成した。ここで、陽極はフォトリソグラフィ工程により、所望のパターン形成を行い、ホール注入層・ホール輸送層・発光層・電子輸送層・陰極層はマスク製膜法により形成して、本実施例1の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。尚、各層の膜厚は発明の特徴には関係が薄いので、記載は省略した。有機電子デバイスとしては、上述の有機エレクトロルミネッセンス素子の他、電界効果型有機トランジスタを作製することも可能である。 In this embodiment, an anode formed of a transparent conductive film made of ITO, IZO or the like is formed by a method such as sputtering, vapor deposition, or CVD, and then a hole injection layer made of copper phthalocyanine or an aromatic amine, also an aromatic amine A hole transport layer made of α-NPD, TPD derivative, etc., and then a host material made of a metal complex of 8-hydroxyquinoline derivative such as Alq3, BAlq3, Bebq2, etc. as a light emitting layer, perylene, quinacridone, coumarin, A layer containing a fluorescent light emitting dye such as rubrene or DCJTB as a dopant was formed by co-evaporation, and an electron transport layer made of Alq3, Bebq2, or the like, and a cathode in which Al was laminated on a LiF thin film were formed by vacuum deposition. Here, the anode is formed into a desired pattern by a photolithography process, and the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, and the cathode layer are formed by a mask film forming method. An electroluminescence element was produced. Note that the thickness of each layer is not related to the features of the invention, so the description is omitted. As the organic electronic device, it is possible to produce a field effect organic transistor in addition to the above-described organic electroluminescence element.
次に、図1(b)に示すように、有機電子デバイスを覆うように封止層3を設けた。封止層3としてSiNxをCVD法により1000Å積層した。この他、SiNxの他SiOx・SiC等のシリコン薄膜や絶縁性金属酸化膜をCVD法やスパッタ法で形成することも可能である。本実施例では無機膜のみを封止層に用いたが、高分子重合体からなる有機膜と無機膜との多層構造も有効である。 Next, as shown in FIG.1 (b), the sealing layer 3 was provided so that an organic electronic device might be covered. As the sealing layer 3, 1000 nm of SiNx was laminated by the CVD method. In addition to this, it is also possible to form a silicon thin film such as SiOx / SiC or an insulating metal oxide film in addition to SiNx by CVD or sputtering. In this embodiment, only the inorganic film is used for the sealing layer, but a multilayer structure of an organic film and an inorganic film made of a polymer is also effective.
次いで、図1(c)に示すように、有機電子デバイス1上にガスバリヤ性高分子基板5をUV硬化樹脂4を介して貼り付けた。このとき、紫外線を照射してUV硬化樹脂4を重合硬化させた。ガスバリヤ性高分子基板5としてはポリエーテルスルフォン、ポリエチレンナフタレート、ポリエステルテレフタレート、ポリカーボネート、フッ素樹脂等の高分子フィルムを用いることができる。本実施例では厚さ0.05mmのポリエチレンナフタレートにCVD法により、SiNx膜を1000Å堆積した基板を用いた。
Next, as shown in FIG. 1C, a gas barrier polymer substrate 5 was pasted on the organic
次に、図1(d)に示すように、有機電子デバイス1が形成されていないガラス面6をフッ酸を含有するエッチング液に浸漬し、ガラスエッチングを行い、厚みを0.05mmまで薄くした。
Next, as shown in FIG.1 (d), the glass surface 6 in which the organic
さらに、図1(e)に示すように、ガラス面6に高分子層7を形成した。本実施例ではUV硬化樹脂4を0.01mmの厚さで均一に塗布して紫外線により重合硬化させたが、図1(c)で示したように高分子基板を貼り付けても構わない。その場合、特にガスバリヤ性高分子基板である必要はない。
Further, a
最後に、有機エレクトロルミネッセンス素子全体8を90℃のクリーンオーブンで5時間の熱処理を行い、UV硬化樹脂4を完全に硬化させた。このような製造方法により、フレキシブル性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が約0.1mmの厚さで実現可能となった。熱処理後において、有機電子デバイスに反り等の外観上の不具合点は全くなく、また、有機エレクトロルミネッセンス素子の電流−電圧特性、電圧−輝度特性には熱処理前後でほとんど変化がなかった。さらに、60℃−90%の高温高湿環境下で1000時間放置しても、電流−電圧特性、電圧−輝度特性の変化量はそれぞれ1%以下であった。
Finally, the entire
また、図1(a)〜図1(c)の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造工程を50℃以下に制御することにより、様々な無機材料と高分子材料組み合わせが可能となり、材料選択肢が容易になる。したがって、製造上の課題の解決だけではなく、より高品質な有機エレクトロルミネッセンス素子の構造設計が可能となる。 In addition, by controlling the manufacturing process of the organic electroluminescence element shown in FIGS. 1A to 1C to 50 ° C. or lower, various inorganic materials and polymer materials can be combined, and material options are facilitated. . Therefore, it is possible not only to solve manufacturing problems, but also to design a higher-quality organic electroluminescence element.
本発明の薄型基板を用いた有機電子デバイスの製造方法により、フレキシブル性を有した有機EL発光デバイスや有機半導体デバイスを実現でき、フレキシブルTFT液晶ディスプレイやフレキシブル有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、フレキシブル有機エレクトロルミネッセンス光源等様々な産業上の応用が可能となる。 By the organic electronic device manufacturing method using the thin substrate of the present invention, flexible organic EL light-emitting devices and organic semiconductor devices can be realized, flexible TFT liquid crystal displays, flexible organic electroluminescence displays, flexible organic electroluminescence light sources, etc. Various industrial applications are possible.
1 有機電子デバイス
2 ガラス基板
3 封止層
4 UV硬化樹脂
5 ガスバリヤ性封止基板
6 ガラス面
7 高分子層
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JP2010140980A (en) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Sony Corp | Functional organic substance element, and functional organic substance apparatus |
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2006
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