JP2013229258A - 有機半導体素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】帯状可撓性支持体11の上に、第1の電極層12と、有機半導体層13と、第2の電極層14と、がこの順で形成された有機半導体素子10であって、前記帯状可撓性支持体11及び前記第1の電極層12の少なくとも一方に、前記帯状可撓性支持体11の長手方向に沿って少なくとも2つ形成された第1の絶縁層15と、前記長手方向に沿って前記第1の絶縁層15の間に少なくとも1つ形成された、前記第1の絶縁層15よりも高さの低い第2の絶縁層16と、を備えていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
これらRTR方式では、有機半導体層を形成する材料として、例えば、高流動性で低粘度である材料を用いることがあるが、こういった材料を用いる場合、帯状可撓性支持体は常に移動しているため所望の領域にパターニングすることは困難であった。
このような問題を解決するために、例えば、特許文献1には、適切な輪郭関係で、キャリア基質上に少なくとも一つの高流動性低粘性媒体を含む構造層を容易に製造可能としたコンポーネントを提供する技術が記載されている。
かかる目的を達成するため、図10及び図11に示すように、構造層の外輪郭で規定される境界層914がキャリア基質910上に備えられ、低粘性高流動性媒体920がキャリア基質910と境界層914とで形成される内部表面918に供給されるようになっている。つまり、特許文献1では、キャリア基質910上に形成された境界層914を土手として用いることで低粘性高流動性媒体920の流出を防ぎ、容易にパターニングできることが記載されている。
RTR方式を適用すると、製造工程上、送り出し時、搬送時、巻取り時など(以下では、説明の便宜上、これらをまとめて「巻取り時」という。)に帯状可撓性支持体の裏面と有機半導体層やこの上に形成される電極層とが接触することになる。有機半導体層や電極層(特に、有機半導体層)は強度が低いので、帯状可撓性支持体の裏面との接触により容易に傷等が入ってしまう。そのため、製品性能が著しく低下したり、歩留まりが悪くなったりしていた。これは、境界層914の高さや形成間隔を低粘性高流動性媒体920の流出を防ぐ程度としただけでは不十分であるためと考えられた。
〔第1実施形態〕
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る有機半導体素子10は、帯状可撓性支持体11の上に、第1の電極層12と、有機半導体層13と、第2の電極層14と、がこの順で形成されており、さらに、第1の絶縁層15と第2の絶縁層16を備えている。
帯状可撓性支持体11は、基板、透明基板などとも呼ばれ、有機半導体素子10の基体となる部材である。帯状可撓性支持体11は、長尺帯状であって可撓性を有する合成樹脂、好ましくは透明樹脂フィルムが用いられる。
帯状可撓性支持体11は、例えば、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)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル或いはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)或いはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等で形成することができる。
第1の電極層12は、電源が接続されて、例えば、陽極として機能する。このような第1の電極層12としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。この様な電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。又、IDIXO(In2O3・ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。第1の電極層12はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィ法で所望の形状のパターンを形成してもよく、或いはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、前記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。或いは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式など湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、又陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
第2の電極層14は、電源が接続されて、例えば、陰極として機能する。このような第2の電極層14としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。この様な電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。第2の電極層14はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。又、第2の電極層14としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。尚、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極(第1の電極層12)又は陰極(第2の電極層14)の何れか一方が、透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
有機半導体層13は、陽極から注入される正孔と、陰極から注入される電子とが再結合することによって発光する発光層(図示省略)を含んでいる。有機半導体層13は、この発光層のほかに電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層(陽極バッファー層)、電子注入層(陰極バッファー層)、正孔阻止層、電子阻止層など(いずれも図示省略)を適宜選択して積層させることができる。
(1)発光層
(2)正孔輸送層/発光層
(3)発光層/電子輸送層
(4)正孔輸送層/発光層/電子輸送層
(5)正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層
(6)正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層
(7)陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層
(8)正孔輸送層/陽極バッファー層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層
(9)陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極バッファー層
発光層は、前記したように、陽極から注入される正孔と、陰極から注入される電子とが再結合するによって発光する層である。発光層は、単層でもよいが複数の発光層を用いて多層とすることもできる。多層とする場合、当該発光層間に非発光性の中間層を有してもよい。また、前記層構成のうち、発光層を含む有機化合物層を1つの発光ユニットとし、複数の発光ユニットを積層することが可能である。当該複数の積層された発光ユニットにおいては、発光ユニット間に非発光性の中間層を有していてもよく、更に中間層は電荷発生層を含んでいてもよい。尚、発光層が多層の場合は、積層する数に合わせて塗布・乾燥部のユニットを配設する必要がある。
なお、後記するように、第1の絶縁層15と第2の絶縁層16を備えた本発明に係る有機半導体素子10においては、低分子の発光材料であっても好適に使用することができる。尚、低分子の発光材料とは、重量平均分子量で5000以下の発光材料をいい、好ましくは3000以下、より好ましくは2000以下の発光材料をいう。重量平均分子量が5000よりも大きい高分子の発光材料は、成膜時に硬化剤を使用して硬膜化し、電極との接触を良好にすることができるが、低分子の発光材料ではそのような硬膜化を図ることができない。そのような場合であっても、第1の絶縁層15と第2の絶縁層16を備えることによって低分子の発光材料を用いた有機半導体層13(特に発光層)を適切に形成することが可能である。
正孔輸送層は、正孔を有効な再結合領域まで移動させる役割と、エネルギー障壁として電子をブロックして局所的に留め発光を強める役割を果たす。正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層又は複数層設けることが出来る。これらについては、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」に詳細に記載されている。
電子輸送層は、正孔を有効な再結合領域まで移動させる役割と、エネルギー障壁として正孔をブロックして局所的に留め発光を強める役割を果たす。電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する材料(電子輸送材料)からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。これらについては、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」に詳細に記載されている。
また、電子輸送層7に不純物をドープし、n性を高くすることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。さらに、本発明においては、電子輸送層7にカリウムやカリウム化合物などを含有させてもよい。カリウム化合物としては、例えば、フッ化カリウム等を用いることができる。このように電子輸送層7のn性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
第1実施形態に係る有機半導体素子10は、これらの構成要素に加えて、さらに第1の絶縁層15及び第2の絶縁層16を備えている。
また、第2の絶縁層16は、これを形成することによって有機半導体層13の形成を容易とする機能を果たす。
また、第1の絶縁層15を帯状可撓性支持体11上に形成された電極(第1の電極層12)上に形成した場合における第1の絶縁層15の高さは、電極の厚みと、当該電極の上に形成された第1の絶縁層15自体の高さとを合計した寸法となる。
いずれの場合であっても、第1の絶縁層15の高さは、図2に示すように、帯状可撓性支持体11から第1の絶縁層15の上端部までの寸法と定義することができる(以下の説明では、説明の便宜上、「帯状可撓性支持体11から第1の絶縁層15の上端部までの高さH1」のほか、単に「高さH1」ということがある。)。なお、第1の電極層12の厚みが第1の絶縁層15の高さと比較して、1オーダー以上異なるものであるために、帯状可撓性支持体11から第1の絶縁層15の上端部までの寸法と電極の厚みと、当該電極の上に形成された第1の絶縁層15自体の高さとを合計した寸法とは、略同じとみなすことができる。
なお、第1の絶縁層15の横幅寸法W1(図3参照)、つまり、幅手方向の寸法は、RTR方式で巻き取る際に、容易に圧潰されない程度の強度を具現できればよく、特定の数値範囲に限定されるものではない。第1の絶縁層15の横幅寸法W1としては、例えば、1〜500μmなどとすることができるが、これよりも小さい幅寸法とすることもできるし、大きい幅寸法とすることもできる。
更に、有機半導体層13形成の際の塗布厚みよりも第2の絶縁層16は高いことが好ましい。有機半導体層13形成の際の塗布厚みより、第2の絶縁層16の高さが高い場合、塗布液が第2の絶縁層16から乗り上げることを防止し、非塗布領域(有機半導体層13を形成したくない領域)に有機半導体層13が形成されることを防止できる。
第2の絶縁層16の高さが第1の絶縁層15よりも高くなると、第2の絶縁層16上に形成された第2の電極層14が帯状可撓性支持体11の裏面と接触して断線してしまうおそれがある。
なお、第2の絶縁層16の横幅寸法W2(図3参照)は任意に設定可能であるが、例えば、1〜500μmなどとすることができる。
第2の電極層14の上には、封止層又は封止フィルム(いずれも図示省略)を用いて封止する。
使用する封止フィルムとしては、ガスバリア膜と同じ材質のバリアフィルム及び金属膜を使用することが可能である。接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステルなどの湿気硬化型等の接着剤、エポキシ系などの熱及び化学硬化型(二液混合)等の接着剤、又、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系のホットメルト型接着剤、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることが出来る。
以上に説明した第1実施形態に係る有機半導体素子10は、そのほとんどの工程をRTR方式で行うことができる。以下、図5〜7を参照して、RTR方式にて有機半導体素子10を使用した有機EL素子を製造する様子を説明する。図5〜7は、照明用に使用する有機EL素子を製造する一連の製造装置2aの構成例を示す模式図である。尚、有機EL素子の一例として、帯状可撓性支持体11上にガスバリア膜(図示省略)、第1の電極層12、第1の絶縁層15、第2の絶縁層16、正孔輸送層a、発光層b、電子注入層c、第2の電極層14、封止層dの順番に形成されている照明用(面発光)有機EL素子の場合について行う。
図6は、一連の製造装置2aのうち、帯状可撓性支持体11の供給工程3と、正孔輸送層aを形成する正孔輸送層形成工程4と、発光層bを形成する発光層形成工程5と、電子注入層cを形成する電子注入層形成工程6と、第2の電極層14を形成する第2の電極層形成工程7と、封止層dを形成する封止層形成工程8と、回収工程9とを示している。本図で示される製造装置2aは、供給工程3〜発光層形成工程5迄を連続して大気圧条件下で行い、一旦巻き取った後、電子注入層形成工程6〜回収工程9迄を連続して減圧条件下で行う場合を示している。
図7は、図6のGで示される部分の拡大模式図である。
洗浄表面改質処理装置102aは、第1の絶縁層形成用塗布液を塗布する前に繰り出し部101から送られてきた帯状可撓性支持体11の表面を洗浄改質するため、例えば、低圧水銀ランプ、エキシマランプ、プラズマ洗浄装置等を使用することが好ましい。低圧水銀ランプによる洗浄表面改質処理の条件としては、例えば、波長184.2nmの低圧水銀ランプを、照射強度5〜20mW/cm2で、距離5〜15mmで照射することが挙げられる。プラズマ洗浄装置による洗浄表面改質処理の条件としては、例えば、大気圧プラズマが好適に使用される。洗浄条件としてはアルゴンガスに酸素1〜5体積%含有ガスを用い、周波数100kHz〜150MHz、電圧10V〜10kV、照射距離5〜20mmで洗浄表面改質処理を行う条件が挙げられる。
表面処理部302は洗浄表面改質処理装置302aと、第1帯電防止手段302bとを有している。洗浄表面改質処理装置302aは、正孔輸送層形成用塗布液を塗布する前に繰り出し部301から送られてきた帯状可撓性支持体11の第1の電極層12表面を洗浄改質するため、例えば、低圧水銀ランプ、エキシマランプ、プラズマ洗浄装置等を使用することが好ましい。低圧水銀ランプによる洗浄表面改質処理の条件としては、例えば、波長184.2nmの低圧水銀ランプを、照射強度5〜20mW/cm2で、距離5〜15mmで照射することが挙げられる。プラズマ洗浄装置による洗浄表面改質処理の条件としては、例えば、大気圧プラズマが好適に使用される。洗浄条件としてはアルゴンガスに酸素1〜5体積%含有ガスを用い、周波数100kHz〜150MHz、電圧10V〜10kV、照射距離5〜20mmで洗浄表面改質処理を行う条件が挙げられる。
又、第1加熱処理装置401dは、装置本体401d1と、正孔輸送層aが形成された帯状可撓性支持体11の裏面側から正孔輸送層aを裏面伝熱方式で加熱する複数の加熱ローラ401d2とを有している。
なお、以上に説明した態様では、発光層bを形成した後、電子注入層cを形成しているが、発光層bと電子注入層cの間に電子輸送層(図示せず)を形成することもできる。また、正孔輸送層aと第1の電極層12との間に正孔注入層(図示せず)を形成することもできる。正孔注入層、電子輸送層の形成は、正孔輸送層、発光層も含め、スリット型ダイコーター、インクジェット法、スプレー塗布法、フレキソ印刷方式、オフセット印刷方式、グラビア印刷方式、スクリーン印刷方式などにより行うことができる。
次に、第2実施形態及び第3実施形態に係る有機半導体素子について説明する。
図8に示すように、第2実施形態に係る有機半導体素子10Aは、1つの帯状可撓性支持体11上の離間した位置に、第1の電極層12と、有機半導体層13と、第2の電極層14と、をこの順で形成した有機半導体素子10を複数有している。なお、図8では、代表的に、有機半導体素子10が2つの場合を図示しているが、3つ以上であっても構わないことは言うまでもない。
ここで、第3実施形態に係る有機半導体素子10Bでは、第1の絶縁層15を帯状可撓性支持体11の両端部と、複数ある有機半導体素子10の間と、に形成している。
このようにすると、巻取り等した場合に帯状可撓性支持体11の裏面と有機半導体層13とが接触して、有機半導体層13に傷が入ってしまうのをより確実に防ぐことができる。
又、帯状可撓性支持体11から第1の絶縁層15の上端部までの高さH1と、帯状可撓性支持体11から第2の絶縁層16の上端部までの高さH2と、帯状可撓性支持体11から有機半導体層13の上端の高さH3とが、H1>H2>H3の関係を満たすのが好ましい。
更に、第2の絶縁層16は、帯状可撓性支持体11の表面と第2の絶縁層16の側壁16aとの成す角度θが鈍角乃至直角であり、頂部16bが切頂形状又は丸みを帯びた形状であるのが好ましい。
又更に、有機半導体層13が低分子量の発光材料を含んでなる発光層を含むのが好ましく、RTR方式又はRTS方式にて製造されるのに適している。
これらの態様とすると好ましい理由は既に述べているとおりなのでその説明は省略する。
厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人・デユポン社製フィルム、以下、PETと略記する)を用い、以下に示す方法でガスバリア膜と第1の電極層とを形成し、巻き芯に巻き取りロール状としたガスバリア膜と第1の電極層とをこの順番で有する帯状可撓性支持体を準備した。
準備した帯状可撓性支持体上に、大気圧プラズマ重合法で、厚さ約90nmの透明ガスバリア膜を形成した。JISK−7129Bに準拠した方法により水蒸気透過率を測定した結果、10-3g/m2/day以下であった。JISK−7126Bに準拠した方法により酸素透過率を測定した結果、10-3g/m2/day以下であった。
形成したガスバリア膜の上に厚さ120nmのITO(インジウムチンオキシド)を蒸着法によりパターニングを行い、第1の電極層を形成した。
表1中のサンプル1〜7、9においては、日本ゼオン社製ZWD6216を用いて乾燥後の高さが表1に記載の高さH2となるようにスリットコーターで塗布した後、フォトレジスト法により、幅30μmとなるように第2の絶縁層を形成した。このときの絶縁層の形状は、丸みを帯びた形状であった。
これらに対し、サンプル8においては、日本ゼオン社製ZPN2464を用いて、塗布し、90℃で120sec乾燥させた後フォトレジスト法により第2の絶縁層を形成した。このようにすることで、サンプル8の第2の絶縁層を帯状可撓性支持体上において逆テーパ状を呈するように形成した。つまり、第2の絶縁層を、帯状可撓性支持体の表面と第2の絶縁層の側壁との成す角度θが鋭角となるように形成しつつ、頂部も略直角乃至鋭角となる形状となるように形成した(少なくとも、切頂形状又は丸みを帯びた形状ではない形状となるように形成した)。
次いで、新日鐵化学製VPA100P5.0を用いて乾燥後の高さが表1に記載の高さH1となるよう濃度調整を行い、インクジェット法にて幅30〜100μmとなるようにストライプ状に塗布した後、100℃で乾燥し、第1の絶縁層を形成した。
図6に示す工程を使用し、準備した巻き芯に巻き取り、ロール状としたガスバリア膜と第1の電極層とをこの順番で有する帯状可撓性支持体の第1の電極層の上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した塗布液を、エクストルージョン塗布機を使用した湿式塗布方式により塗布・乾燥し厚み30nmの正孔注入層を形成した。
次いで、帯電処理を行い、引き続き引き正孔注入層上に、下記に記載の通り調液した正孔輸送層形成用塗布液を、エクストルージョン塗布機を使用した湿式塗布方式により塗布・乾燥し正孔輸送層を形成した。
モノクロロベンゼン 100g
ポリ−(N,N′−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N′−ビス(フェニル)ベンジジン)(ADS254BE:アメリカン・ダイ・ソース社製) 0.5g
酢酸ブチル 100g
H−A 1g
D−A 0.11g
D−B 0.002g
D−C 0.002g
上記有機材料H−A、D−A、D−B、D−Cは、下記化合物を表している。
2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール 100g
ET−A 0.75g
上記有機材料ET−Aは、下記化合物を表している。
正孔輸送層形成用塗布液の塗布時の温度は25℃、発光層形成用塗布液の塗布時の温度は25℃、電子輸送層形成用塗布液の塗布時の温度は25℃の環境の大気環境下で行った。尚、湿式塗布工程は露点温度−20℃以下且つ清浄度クラス5以下(JIS B 9920)とした。
正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、図6に示す第1乾燥装置及び第1加熱処理装置を使用し、第1乾燥装置ではスリットノズル形式の吐出口から成膜面に向け、高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度100℃で溶媒を除去した。次いで、第1加熱処理装置で温度200℃にて裏面伝熱方式の熱処理を行い、正孔輸送層を形成した。発光層形成用塗布液を塗布した後、図7に示す第2乾燥装置及び第2加熱処理装置を使用し、第2乾燥装置ではスリットノズル形式の吐出口から成膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃で溶媒を除去した。次いで、第2加熱処理装置で温度220℃にて加熱処理を行い、発光層を形成した。電子輸送層形成用塗布液を塗布した後、図7に示す第2乾燥装置及び第2加熱処理装置を使用し、第2乾燥装置ではスリットノズル形式の吐出口から成膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度100℃で溶媒を除去した。次いで、第2加熱処理装置で温度120℃にて加熱処理を行い、電子輸送層を形成した。
そして、形成された電子輸送層の上に図6に示す電子注入層形成工程、第2の電極層形成工程、封止層形成工程を順次行った。電子注入層形成工程では、5×10-4Pa真空下にて厚さ0.5nmのLiF層(電子注入層)を全面蒸着した。そして、厚さ100nmのアルミ層(第2の電極層)を蒸着方式で形成した。これに引き続いて、封止層の形成を蒸着で行い、室温まで冷却した。
次に、図6に示す巻き取り部にて巻き芯に巻き取り、サンプル1〜9に係るロール状有機半導体素子を作製した。尚、巻き取り時の張力は、400〜500N/m幅の範囲で巻き径に応じて可変とし150mを巻き取った。又、巻き取る際の条件は、露点温度−35℃、JIS B 9920に準じて測定した清浄度クラスを5の環境条件で行った。
作製したサンプル1〜9に付き、有機半導体層側の擦り傷を以下に示す評価方法に従って計測し、以下に示す評価ランクに従って評価した。その結果を帯状可撓性支持体から第1の絶縁層の上端部までの高さ(下記表1において「高さH1」と表示)(μm)、帯状可撓性支持体から第2の絶縁層の上端部までの高さ(下記表1において「高さH2」と表示)(μm)、帯状可撓性支持体から有機半導体層の上端の高さ(下記表1において「高さH3」と表示)(μm)、少なくとも2つ形成した第1の絶縁層の距離(下記表1において「距離L」と表示)(mm)とともに表1に示す。
巻き始めより10mの箇所から有機膜の面積30cm×300cm分サンプリングし、8倍のルーペにより目視で長さ約100μmの擦り傷の数を計測した。10枚の擦り傷の数の平均値を計測した。
○:擦り傷の数の平均値数が10個以下であった。
×:擦り傷の数の平均値数が10個を超えた。
デバイスに電圧を印加し、目視で傷が見えずに発光するか否かを確認した。その際に、デバイスの発光収率として、下記のようにランクをつけた。
◎:50デバイス中、発光したのは45デバイス以上であった。
○:50デバイス中、発光したのは40デバイス以上45デバイス未満であった。
×:50デバイス中、発光したのは40デバイス未満であった。
これに対し、サンプル4、5は、高さH1と高さH2の高さが同じであり、本発明の要件を満たさなかったので、擦り傷の評価及びデバイスの発光収率が不良(×)となった。
また、サンプル6は、距離Lが開き過ぎていたため、擦り傷の評価及びデバイスの発光収率が不良(×)となった。
サンプル7は、高さH1よりも高さH2の方が高かったため、第2の電極層が断線し、デバイスの発光収率が不良(×)となった。
サンプル8は、第2の絶縁層を帯状可撓性支持体上において逆テーパ状を呈するように形成したため、第2の電極層が断線し、デバイスの発光収率が不良(×)となった。
11 帯状可撓性支持体
12 第1の電極層
13 有機半導体層
14 第2の電極層
15 第1の絶縁層
16 第2の絶縁層
Claims (16)
- 帯状可撓性支持体の上に、第1の電極層と、有機半導体層と、第2の電極層と、がこの順で形成された有機半導体素子であって、
前記帯状可撓性支持体及び前記第1の電極層の少なくとも一方に、前記帯状可撓性支持体の長手方向に沿って少なくとも2つ形成された第1の絶縁層と、
前記長手方向に沿って前記第1の絶縁層の間に少なくとも1つ形成された第2の絶縁層と、を備えており、
前記第2の絶縁層の高さは、前記第1の絶縁層のうち少なくとも1つの絶縁層の高さよりも低い
ことを特徴とする有機半導体素子。 - 請求項1に記載の有機半導体素子であって、
前記少なくとも2つの第1の絶縁層は、前記帯状可撓性支持体の幅手方向両端部にそれぞれ形成されていることを特徴とする有機半導体素子。 - 請求項1または2に記載の有機半導体素子であって、
前記第1の絶縁層の少なくとも1つは、前記第1の電極層に接触して形成されていることを特徴とする有機半導体素子。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の有機半導体素子であって、
前記帯状可撓性支持体から前記第1の絶縁層の上端部までの高さH1と、2つ以上形成されているうちの最も離間した前記第1の絶縁層の間の距離Lが、3000×H1≧Lの関係を満たすことを特徴とする有機半導体素子。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の有機半導体素子であって、
前記帯状可撓性支持体から前記第1の絶縁層の上端部までの高さH1と、前記帯状可撓性支持体から前記第2の絶縁層の上端部までの高さH2と、前記帯状可撓性支持体から前記有機半導体層の上端の高さH3とが、H1>H2>H3の関係を満たすことを特徴とする有機半導体素子。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の有機半導体素子であって、
前記第2の絶縁層は、前記帯状可撓性支持体の表面と前記第2の絶縁層の側壁との成す角度θが鈍角乃至直角であり、頂部が切頂形状又は丸みを帯びた形状であることを特徴とする有機半導体素子。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の有機半導体素子であって、
前記有機半導体層が低分子量の発光材料を含んでなる発光層を含むことを特徴とする有機半導体素子。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の有機半導体素子であって、
ロールツーロール方式又はロールツーシート方式にて製造されたことを特徴とする有機半導体素子。 - 帯状可撓性支持体の上に、第1の電極層と、有機半導体層と、第2の電極層と、がこの順で形成された有機半導体素子の製造方法であって、
前記帯状可撓性支持体及び前記第1の電極層の少なくとも一方に、前記帯状可撓性支持体の長手方向に沿って、少なくとも2つの第1の絶縁層と、前記帯状可撓性支持体上に、前記帯状可撓性支持体の長手方向に沿って前記少なくとも2つの第1の絶縁層の間に配置されるように、且つ前記第2の絶縁層の高さは、前記第1の絶縁層のうち少なくとも1つの絶縁層の高さよりも低くなるように形成する絶縁層形成工程を含む
ことを特徴とする有機半導体素子製造方法。 - 請求項9に記載の有機半導体素子製造方法であって、
前記少なくとも2つの第1の絶縁層を、前記帯状可撓性支持体の幅手方向両端部にそれぞれ形成することを特徴とする有機半導体素子製造方法。 - 請求項9または10に記載の有機半導体素子製造方法であって、
前記第1の絶縁層の少なくとも1つを、前記第1の電極層に接触して形成することを特徴とする有機半導体素子製造方法。 - 請求項9〜11のいずれかに記載の有機半導体素子製造方法であって、
前記帯状可撓性支持体から前記第1の絶縁層の上端部までの高さH1と、2つ以上形成されているうちの最も離間した前記第1の絶縁層の間の距離Lが、3000×H1≧Lの関係を満たすことを特徴とする有機半導体素子製造方法。 - 請求項9〜12のいずれかに記載の有機半導体素子製造方法であって、
前記帯状可撓性支持体から前記第1の絶縁層の上端部までの高さH1と、前記帯状可撓性支持体から前記第2の絶縁層の上端部までの高さH2と、前記帯状可撓性支持体から前記有機半導体層の上端の高さH3とが、H1>H2>H3の関係を満たすことを特徴とする有機半導体素子製造方法。 - 請求項9〜13のいずれかに記載の有機半導体素子製造方法であって、
前記第2の絶縁層は、前記帯状可撓性支持体の表面と前記第2の絶縁層の側壁との成す角度θを鈍角乃至直角に形成するとともに、頂部を切頂形状又は丸みを帯びた形状に形成することを特徴とする有機半導体素子製造方法。 - 請求項9〜14のいずれかに記載の有機半導体素子製造方法であって、
前記有機半導体層が低分子量の発光材料を含んでなる発光層を含むことを特徴とする有機半導体素子製造方法。 - 請求項9〜15のいずれかに記載の有機半導体素子製造方法であって、
ロールツーロール方式又はロールツーシート方式にて製造することを特徴とする有機半導体素子製造方法。
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