JP2015069899A - Element manufacturing method and element manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機半導体素子などの素子を製造するための素子製造方法および素子製造装置に関する。 The present invention relates to an element manufacturing method and an element manufacturing apparatus for manufacturing an element such as an organic semiconductor element.
有機半導体素子や無機半導体素子などの素子を製造する工程は、素子中に不純物が混入することを防ぐため、一般に真空環境下で実施される。例えば、基材上にカソード電極、アノード電極や半導体層を形成するための方法として、スパッタ法や蒸着法などの、真空環境下で実施される成膜技術が用いられている。真空環境は、真空ポンプなどを用いて、所定の時間をかけて素子製造装置の内部を脱気することによって実現される。 A process for manufacturing an element such as an organic semiconductor element or an inorganic semiconductor element is generally performed in a vacuum environment in order to prevent impurities from being mixed into the element. For example, as a method for forming a cathode electrode, an anode electrode, or a semiconductor layer on a substrate, a film forming technique that is performed in a vacuum environment such as a sputtering method or a vapor deposition method is used. The vacuum environment is realized by degassing the inside of the element manufacturing apparatus over a predetermined time using a vacuum pump or the like.
ところで素子の製造工程においては、成膜工程以外にも様々な工程が実施される。その中には、従来は大気圧下で実施されている工程も存在している。一方、真空環境を実現するためには、上述のように所定の時間を要する。従って、素子の製造工程が、真空環境下で実施される成膜工程に加えて、大気圧下で実施される工程をさらに含む場合、素子製造装置の内部を脱気したり、素子製造装置の内部の環境を大気に置換したりすることに要する時間がかさむことになる。このことから、素子の各製造工程は、大気圧よりも低圧の環境下で実施されることが望ましい。これによって、1つの素子を得るために要する時間やコストを低減することができる。 By the way, in the device manufacturing process, various processes are performed in addition to the film forming process. Among them, there is a process conventionally performed under atmospheric pressure. On the other hand, in order to realize a vacuum environment, a predetermined time is required as described above. Accordingly, when the element manufacturing process further includes a process performed under atmospheric pressure in addition to a film forming process performed under a vacuum environment, the inside of the element manufacturing apparatus can be degassed, This will increase the time required to replace the internal environment with the atmosphere. For this reason, it is desirable that each manufacturing process of the device is performed in an environment at a pressure lower than atmospheric pressure. As a result, the time and cost required to obtain one element can be reduced.
成膜工程以外の工程としては、例えば特許文献1に記載されているような、補助電極上に位置する有機半導体層を除去する除去工程を挙げることができる。補助電極とは、有機半導体層の上に設けられる電極が薄膜状の共通電極である場合に、共通電極で発生する電圧降下が場所に応じて異なることを抑制するために設けられるものである。すなわち、共通電極を補助電極に様々な場所で接続させることにより、共通電極における電圧降下を低減することができる。一方、有機半導体層は一般に基材の全域にわたって設けられるため、共通電極を補助電極に接続するためには、補助電極上の有機半導体層を除去する上述の除去工程を実施する必要がある。
Examples of the process other than the film forming process include a removal process for removing the organic semiconductor layer located on the auxiliary electrode as described in
補助電極上の有機半導体層を除去する方法として、有機半導体層にレーザ光などの光を照射する方法が知られている。この場合、アブレーションによって、有機半導体層を構成する有機半導体材料が飛散するため、飛散した有機半導体材料による汚染を防ぐよう、基材を何らかの部材で覆っておくことが好ましい。例えば特許文献1においては、はじめに、真空環境下で対向基材を基材に重ね合わせて重ね合わせ基材を構成し、次に、対向基材と基材との間の空間を真空雰囲気に維持した状態で重ね合わせ基材を大気中に取り出し、その後、有機半導体層にレーザ光を照射する方法が提案されている。この場合、真空雰囲気と大気との間の差圧に基づいて、対向基材を基材に対して強固に密着させることができ、これによって、飛散した有機半導体材料による汚染を確実に防ぐことができる。
As a method of removing the organic semiconductor layer on the auxiliary electrode, a method of irradiating the organic semiconductor layer with light such as laser light is known. In this case, since the organic semiconductor material constituting the organic semiconductor layer is scattered by ablation, it is preferable to cover the base material with some member so as to prevent contamination by the scattered organic semiconductor material. For example, in
特許文献1に記載のように素子の製造工程の一部が大気中で実施される場合、素子製造装置の内部の環境を大気に置換することに要する時間がかさむことになる。また、大気中で一部の工程を実施した後、真空環境下でさらなる工程を実施することも考えられる。例えば特許文献1においては、対向基材と基材とを分離した後、基材上に電極を形成する工程が真空環境下で実施される。この場合、素子製造装置の内部を再び脱気して真空雰囲気にする必要があるので、素子の製造工程に要する時間がさらに増大することになる。
When a part of the device manufacturing process is performed in the atmosphere as described in
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、素子製造装置の内部の脱気に要する時間を少なくすることができる素子製造方法および素子製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide an element manufacturing method and an element manufacturing apparatus that can reduce the time required for deaeration inside the element manufacturing apparatus. .
本発明は、基材上に素子を形成するための素子製造方法であって、前記基材と、前記基材の法線方向に延びる突起部と、を含む中間製品を形成する工程と、第1圧力に制御された環境下で前記中間製品を前記突起部の側から蓋材の第1面を用いて覆う工程と、前記第1面の反対側にある前記蓋材の第2面側において、前記蓋材の周囲の圧力を少なくとも部分的に前記第1圧力よりも高い第2圧力に調整することにより、前記蓋材の前記第1面を前記中間製品に密着させる密着工程と、前記中間製品から前記蓋材を剥離させる剥離工程と、第3圧力に調整された環境下で前記中間製品上に膜を形成する成膜工程と、を備え、前記第2圧力は、大気圧よりも低い圧力である、素子製造方法である。 The present invention is an element manufacturing method for forming an element on a substrate, the method comprising: forming an intermediate product including the substrate and a protrusion extending in a normal direction of the substrate; A step of covering the intermediate product with the first surface of the lid material from the side of the protrusion under an environment controlled by one pressure, and a second surface side of the lid material on the opposite side of the first surface An adhesion step for closely adhering the first surface of the lid to the intermediate product by adjusting a pressure around the lid at least partially to a second pressure higher than the first pressure; A peeling step for peeling the lid material from the product; and a film forming step for forming a film on the intermediate product in an environment adjusted to a third pressure, wherein the second pressure is lower than atmospheric pressure. It is a device manufacturing method that is pressure.
本発明による素子製造方法において、好ましくは、前記第2圧力と前記第1圧力との間の差圧が1×101Pa〜5×104Paの範囲内になっている。 In the element manufacturing method according to the present invention, preferably, a differential pressure between the second pressure and the first pressure is in a range of 1 × 10 1 Pa to 5 × 10 4 Pa.
本発明による素子製造方法において、前記素子は、前記基材と、前記基材上に設けられた複数の第1電極と、前記第1電極間に設けられた補助電極および前記突起部と、前記第1電極上に設けられた有機半導体層と、前記有機半導体層上および前記補助電極上に設けられた第2電極と、を含み、前記中間製品は、前記基材と、前記基材上に設けられた複数の前記第1電極と、前記第1電極間に設けられた前記補助電極および前記突起部と、前記第1電極上および前記補助電極上に設けられた前記有機半導体層と、を含んでいてもよい。この場合、前記素子製造方法は、前記密着工程の後、前記補助電極上に設けられた前記有機半導体層を除去する除去工程をさらに備えていてもよい。この場合、前記成膜工程は、前記除去工程および前記剥離工程の後、第3圧力に調整された環境下で前記中間製品上に、前記第2電極となる膜を形成する。 In the element manufacturing method according to the present invention, the element includes the base material, a plurality of first electrodes provided on the base material, an auxiliary electrode provided between the first electrodes, and the protrusion. An organic semiconductor layer provided on the first electrode; and a second electrode provided on the organic semiconductor layer and on the auxiliary electrode; and the intermediate product is formed on the substrate and the substrate. A plurality of the first electrodes provided; the auxiliary electrode and the protrusion provided between the first electrodes; and the organic semiconductor layer provided on the first electrode and the auxiliary electrode. May be included. In this case, the element manufacturing method may further include a removal step of removing the organic semiconductor layer provided on the auxiliary electrode after the adhesion step. In this case, the film forming step forms a film to be the second electrode on the intermediate product in an environment adjusted to a third pressure after the removing step and the peeling step.
本発明による素子製造方法において、前記補助電極は、前記突起部によって部分的に覆われており、前記除去工程は、前記突起部に隣接して配置された前記補助電極上の前記有機半導体層に光を照射する工程を含んでいてもよい。若しくは、前記突起部は、前記補助電極によって少なくとも部分的に覆われており、前記除去工程において、前記突起部上に位置する前記補助電極上の前記有機半導体層が除去されてもよい。 In the element manufacturing method according to the present invention, the auxiliary electrode is partially covered by the protrusion, and the removing step is performed on the organic semiconductor layer on the auxiliary electrode disposed adjacent to the protrusion. A step of irradiating light may be included. Alternatively, the protrusion may be at least partially covered with the auxiliary electrode, and the organic semiconductor layer on the auxiliary electrode located on the protrusion may be removed in the removing step.
本発明による素子製造方法において、前記蓋材の前記第1面には蒸着用材料が設けられており、前記素子製造方法は、前記密着工程の後、前記蒸着用材料に光を照射して前記蒸着用材料を前記基材上に蒸着させる工程を備えていてもよい。 In the element manufacturing method according to the present invention, a vapor deposition material is provided on the first surface of the lid member, and the element manufacturing method is configured to irradiate the vapor deposition material with light after the adhesion step. You may provide the process of vapor-depositing the material for vapor deposition on the said base material.
本発明による素子製造方法において、前記蓋材がロール・トゥー・ロールで供給され、前記密着工程と前記剥離工程とが、同一のチャンバ内で順次実施されてもよい。 In the element manufacturing method according to the present invention, the lid member may be supplied in a roll-to-roll manner, and the adhesion step and the peeling step may be sequentially performed in the same chamber.
本発明は、基材上に素子を形成するための素子製造装置であって、前記基材の法線方向に延びる突起部を前記基材上に形成する突起部形成装置と、前記基材および前記突起部を含む中間製品に前記突起部の側から蓋材の第1面を密着させる封止機構と、を備え、前記封止機構は、第1圧力に制御された環境下で、前記中間製品を前記突起部の側から蓋材の第1面を用いて覆った後、前記第1面の反対側にある前記蓋材の第2面側において、前記蓋材の周囲の圧力を少なくとも部分的に前記第1圧力よりも高い第2圧力に調整することにより、前記蓋材の前記第1面を前記中間製品に密着させるよう構成されており、前記素子製造装置は、前記中間製品から前記蓋材が剥離された後、第3圧力に調整された環境下で前記中間製品上に膜を形成する成膜装置をさらに備え、前記第2圧力は、大気圧よりも低い圧力である、素子製造装置である。 The present invention is an element manufacturing apparatus for forming an element on a base material, the protrusion forming apparatus for forming a protrusion extending in the normal direction of the base material on the base material, the base material, A sealing mechanism for closely contacting the first surface of the lid material from the side of the protrusion to an intermediate product including the protrusion, and the sealing mechanism is configured to perform the intermediate operation under an environment controlled by a first pressure. After covering the product from the protrusion side with the first surface of the lid, the pressure around the lid is at least partially applied to the second surface of the lid on the opposite side of the first surface. In particular, by adjusting the second pressure higher than the first pressure, the first surface of the lid member is configured to be in close contact with the intermediate product. After the cover material is peeled off, a film is formed on the intermediate product in an environment adjusted to the third pressure. Further comprising a film-forming apparatus, the second pressure is lower than atmospheric pressure, a device manufacturing apparatus.
本発明による素子製造装置において、好ましくは、前記第2圧力と前記第1圧力との間の差圧が1×101Pa〜5×104Paの範囲内になっている。 In the element manufacturing apparatus according to the present invention, preferably, a differential pressure between the second pressure and the first pressure is in a range of 1 × 10 1 Pa to 5 × 10 4 Pa.
本発明による素子製造装置において、前記素子は、前記基材と、前記基材上に設けられた複数の第1電極と、前記第1電極間に設けられた補助電極および前記突起部と、前記第1電極上に設けられた有機半導体層と、前記有機半導体層上および前記補助電極上に設けられた第2電極と、を含み、前記中間製品は、前記基材と、前記基材上に設けられた複数の前記第1電極と、前記第1電極間に設けられた前記補助電極および前記突起部と、前記第1電極上および前記補助電極上に設けられた前記有機半導体層と、を含んでいてもよい。この場合、前記素子製造装置は、前記中間製品に前記蓋材が密着されている間に、前記補助電極上に設けられた前記有機半導体層を除去する除去機構をさらに備えていてもよい。この場合、前記成膜装置は、前記補助電極上に設けられた前記有機半導体層が前記除去機構によって除去され、次に前記中間製品から前記蓋材が剥離された後、第3圧力に調整された環境下で前記中間製品上に、前記第2電極となる膜を形成する。 In the element manufacturing apparatus according to the present invention, the element includes the base material, a plurality of first electrodes provided on the base material, an auxiliary electrode provided between the first electrodes, and the protrusion. An organic semiconductor layer provided on the first electrode; and a second electrode provided on the organic semiconductor layer and on the auxiliary electrode; and the intermediate product is formed on the substrate and the substrate. A plurality of the first electrodes provided; the auxiliary electrode and the protrusion provided between the first electrodes; and the organic semiconductor layer provided on the first electrode and the auxiliary electrode. May be included. In this case, the element manufacturing apparatus may further include a removal mechanism for removing the organic semiconductor layer provided on the auxiliary electrode while the lid member is in close contact with the intermediate product. In this case, the film forming apparatus is adjusted to the third pressure after the organic semiconductor layer provided on the auxiliary electrode is removed by the removal mechanism, and then the lid member is peeled from the intermediate product. A film to be the second electrode is formed on the intermediate product in a dry environment.
本発明による素子製造装置において、前記補助電極は、前記突起部によって部分的に覆われており、前記除去機構は、前記突起部に隣接して配置された前記補助電極上の前記有機半導体層に光を照射する光照射部を有していてもよい。若しくは、前記突起部は、前記補助電極によって少なくとも部分的に覆われており、前記除去機構は、前記突起部上に位置する前記補助電極上の前記有機半導体層を除去するよう構成されていてもよい。 In the element manufacturing apparatus according to the present invention, the auxiliary electrode is partially covered by the protrusion, and the removal mechanism is formed on the organic semiconductor layer on the auxiliary electrode disposed adjacent to the protrusion. You may have the light irradiation part which irradiates light. Alternatively, the protrusion may be at least partially covered by the auxiliary electrode, and the removal mechanism may be configured to remove the organic semiconductor layer on the auxiliary electrode located on the protrusion. Good.
本発明による素子製造装置において、前記蓋材の前記第1面には蒸着用材料が設けられており、前記素子製造装置は、前記中間製品に前記蓋材が密着されている間に前記蒸着用材料に光を照射して前記蒸着用材料を前記基材上に蒸着させる蒸着機構を備えていてもよい。 In the element manufacturing apparatus according to the present invention, a vapor deposition material is provided on the first surface of the lid member, and the element manufacturing apparatus is configured for the vapor deposition while the lid material is in close contact with the intermediate product. You may provide the vapor deposition mechanism which irradiates light to material and deposits the said vapor deposition material on the said base material.
本発明による素子製造装置において、前記封止機構は、前記蓋材をロール・トゥー・ロールで供給する蓋材供給部を有し、前記蓋材供給部は、前記中間製品に向けて蓋材を巻き出す巻出部と、前記中間製品から剥離された前記蓋材を巻き取る巻取部と、を含み、前記巻出部と前記巻取部とが同一のチャンバ内に配置されていてもよい。 In the element manufacturing apparatus according to the present invention, the sealing mechanism includes a lid material supply unit that supplies the lid material in a roll-to-roll manner, and the lid material supply unit applies the lid material toward the intermediate product. An unwinding unit that unwinds and a winding unit that winds up the lid material peeled off from the intermediate product, and the unwinding unit and the winding unit may be disposed in the same chamber. .
本発明による素子製造装置において、前記封止機構は、前記第1面の反対側にある前記蓋材の第2面側において、前記蓋材の周囲の圧力を部分的に前記第1圧力よりも高い第2圧力に調整する加圧部を有し、前記加圧部は、透光性を有する基板と、前記基板上に設けられたパッキンと、を有し、前記蓋材、前記基板および前記パッキンによって囲まれた空間が、前記蓋材の前記第2面側において前記第2圧力に調整された密閉空間となってもよい。 In the element manufacturing apparatus according to the present invention, the sealing mechanism may be configured such that, on the second surface side of the lid member on the opposite side of the first surface, the pressure around the lid member is partially higher than the first pressure. A pressurizing unit that adjusts to a high second pressure, and the pressurizing unit includes a light-transmitting substrate and a packing provided on the substrate, and the lid member, the substrate, and the substrate The space surrounded by the packing may be a sealed space adjusted to the second pressure on the second surface side of the lid member.
本発明によれば、中間製品を突起部の側から蓋材の第1面を用いて覆う工程が、第1圧力に制御された環境下で実施される。また、第1面の反対側にある蓋材の第2面側において、蓋材の周囲の圧力を少なくとも部分的に第1圧力よりも高い第2圧力に調整することにより、蓋材の第1面が中間製品に密着させられる。その後、第3圧力に調整された環境下で中間製品上に膜が形成される。ここで、第2圧力は、大気圧よりも低い圧力となっている。このため、素子製造装置の内部を、第2圧力から第3圧力に短時間で調整することができる。このことにより、大気圧下で蓋材を中間製品に密着させる場合に比べて、素子の生産性を高めることができる。 According to the present invention, the step of covering the intermediate product from the protrusion side using the first surface of the lid member is performed under an environment controlled by the first pressure. In addition, on the second surface side of the lid member on the opposite side of the first surface, the pressure around the lid member is adjusted to a second pressure that is at least partially higher than the first pressure. The surface is brought into close contact with the intermediate product. Thereafter, a film is formed on the intermediate product in an environment adjusted to the third pressure. Here, the second pressure is a pressure lower than the atmospheric pressure. For this reason, the inside of the element manufacturing apparatus can be adjusted from the second pressure to the third pressure in a short time. As a result, the productivity of the element can be increased as compared with the case where the lid member is brought into close contact with the intermediate product under atmospheric pressure.
以下、図1乃至図5(a)〜(d)を参照して、本発明の実施の形態について説明する。まず図1により、本実施の形態における有機半導体素子40の層構成について説明する。ここでは有機半導体素子40の一例として、トップエミッションタイプの有機EL素子について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5A to 5D. First, the layer structure of the
有機半導体素子
図1に示すように有機半導体素子40は、基材41と、基材41上に設けられた複数の第1電極42と、第1電極42間に設けられた補助電極43および突起部44と、第1電極42上に設けられた有機半導体層45と、有機半導体層45上および補助電極43上に設けられた第2電極46と、を備えている。
有機半導体層45は、有機化合物中における電子と正孔の再結合によって発光する発光層を少なくとも含んでいる。また有機半導体層45は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層または電子注入層など、有機EL素子において一般に設けられる様々な層をさらに含んでいてもよい。有機半導体層の構成要素としては公知のものを用いることができ、例えば特開2011−9498号公報に記載のものを用いることができる。
第1電極42は、有機半導体層45の各々に対応して設けられている。第1電極42は、有機半導体層45で発生した光を反射させる反射電極としても機能するものである。第1電極42を構成する材料としては、アルミニウム、クロム、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、銅、タンタル、タングステン、白金、金、銀などの金属元素の単体またはこれらの合金、またはこれらの金属材料とITOやIZOなどの酸化物導電性材料とを積層したものを挙げることができる。
第2電極46は、複数の有機半導体層45に対する共通電極として機能するものである。また第2電極46は、有機半導体層45で発生した光を透過させるよう構成されている。第2電極46を構成する材料としては、光を透過させることができる程度に薄くされた金属膜や、ITOやIZOなどの酸化物導電性材料を用いることができる。
補助電極43は、電源(図示せず)から個々の有機半導体層までの距離の差に起因して電圧降下のばらつきが生じないようにし、これにより、有機EL素子を用いた表示装置の輝度のばらつきを抑制するためのものである。図1に示すように、各補助電極43は第2電極46に接続されている。補助電極43を構成する材料としては、第1電極42と同様の金属元素の単体または合金を挙げることができる。補助電極43は、第1電極42と同一の材料から構成されていてもよく、若しくは、第1電極42とは異なる材料から構成されていてもよい。
突起部44は、絶縁性を有する材料から構成されるものである。図1に示す例において、突起部44は、第1電極42と補助電極43との間に設けられている。このような突起部44を設けることにより、第1電極42と補助電極43および第2電極46との間の絶縁性を確保することができる。また、突起部44の間に設けられる有機半導体層45の形状を適切に定めることができる。突起部44を構成する材料としては、ポリイミドなどの有機材料や、酸化シリコンなどの無機絶縁性材料を用いることができる。また突起部44は、基材41の法線方向に沿って延びるよう構成されており、このため後述する蓋材を基材41に密着させる際に、蓋材と基材41との間に空間を確保するためのスペーサーとして機能することもできる。
As shown in FIG. 1, the
The
The
The
The
The
図1に示すように、有機半導体層45および第2電極46は、第1電極42上だけでなく突起部44上にも連続して設けられていてもよい。なお、有機半導体層45のうち電流が流れて発光するのは、第1電極42と第2電極46とによって上下に挟まれている部分であり、突起部44上に位置する有機半導体層45では発光が生じない。後述する図2Aおよび図2Bにおいては、有機半導体層45のうち発光が生じる部分のみが示されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、基材41の法線方向から見た場合の有機半導体素子40の構造について説明する。特に、有機半導体素子40の補助電極43、突起部44および有機半導体層45のレイアウトについて説明する。図2Aは、補助電極43、突起部44および有機半導体層45のレイアウトの一例を示す平面図である。図2Aに示すように、有機半導体層45は、マトリクス状に順に配置され、各々が矩形形状を有する赤色有機半導体層45R、緑色有機半導体層45Gおよび青色有機半導体層45Bを含んでいてもよい。この場合、隣り合う有機半導体層45R,45G,45Bの組み合わせが1つの画素を構成している。
Next, the structure of the
図2Aに示すように、補助電極43は、マトリクス状に配置された有機半導体層45の間を延びるよう格子状に配置されている。このように補助電極43を配置することにより、各有機半導体層45に接続された第2電極46における電圧降下に、場所に応じた差が生じることを抑制することができる。また図2Aに示すように、突起部44は、有機半導体層45を側方から取り囲むよう、有機半導体層45と補助電極43との間に設けられている。すなわち、突起部44は、有機半導体層45の四辺に沿って連続して設けられている。これによって、補助電極43上の有機半導体層45を除去する工程において、飛散した有機半導体材料が第1電極42上の有機半導体層45に到達することを防ぐことができる。
As shown in FIG. 2A, the
なお電圧降下を適切に低減することができる限りにおいて、補助電極43がその全域にわたって第2電極46に接続される必要はない。すなわち、後述する除去工程において、補助電極43上の有機半導体層45の全てが除去される必要はない。従って図2Bに示すように、突起部44は、有機半導体層45の四辺のうちの任意の辺に沿って非連続的に設けられていてもよい。図2Bに示す例においても、突起部44によって挟まれた位置にある補助電極43上の有機半導体層45を除去する工程において、飛散した有機半導体材料が第1電極42上の有機半導体層45に到達することを防ぐことができる。また、突起部44によって挟まれた位置にある補助電極43を第2電極46に接続することにより、電圧降下を適切に抑制することができる。
In addition, as long as a voltage drop can be reduced appropriately, the
素子製造装置
次に、本実施の形態による有機半導体素子40を基材41上に形成するための素子製造装置10について説明する。図3は、素子製造装置10を概略的に示す図である。素子製造装置10は、基材41上に複数の第1電極42を形成する第1電極形成装置11と、第1電極42間に補助電極43を形成する補助電極形成装置12と、第1電極42と補助電極43との間に突起部44を形成する突起部形成装置13と、第1電極42、補助電極43上および突起部44上に有機半導体層45を形成する有機半導体層形成装置14と、を備えている。以下の説明において、各装置11,12,13,14を用いた工程によって得られるものを中間製品50と称することもある。
Element Manufacturing Apparatus Next, the element manufacturing apparatus 10 for forming the
素子製造装置10は、後述する蓋材21cが基材41に対して密着されている間に所定の処理を実施する中間製品処理装置15をさらに備えている。本実施の形態においては、中間製品処理装置15が、補助電極43上に設けられた有機半導体層45を除去する除去装置として構成されている例について説明する。具体的には、本実施の形態において、中間製品処理装置15は、基材41および突起部44を含む中間製品50に突起部44の側から後述する蓋材21cを密着させる封止機構20と、補助電極43上に設けられた有機半導体層45を除去する除去機構30と、を有している。また素子製造装置10は、補助電極43上の有機半導体層45が除去された後に中間製品50上に膜を形成する成膜装置16をさらに備えている。本実施の形態において、成膜装置は、補助電極43および有機半導体層45上に第2電極46を形成する第2電極形装置16として構成されている。各装置11,12,13,14、15,16によって実施される工程はそれぞれ、図3に示すように、対応するチャンバ11a,12a,13a,14a,15a,16a内で実施される。
The element manufacturing apparatus 10 further includes an intermediate
素子製造装置10は、図示はしないが、各装置11〜16間で基材41や中間製品50を搬送するために各装置11〜16に接続された搬送装置をさらに備えていてもよい。また、各装置11〜16のチャンバ11a〜16aのうち隣接する2つのチャンバ間には、2つチャンバ内の雰囲気が連通することを防ぐための中間室が設けられていてもよい。
Although not illustrated, the element manufacturing apparatus 10 may further include a transport device connected to each of the
なお図3は、機能的な観点から各装置を分類したものであり、物理的な形態が図3に示す例に限られることはない。例えば、図3に示す各装置11〜16のうちの複数の装置が、物理的には1つの装置によって構成されていてもよい。若しくは、図3に示す各装置11〜16のいずれかは、物理的には複数の装置によって構成されていてもよい。例えば後述するように、第1電極42および補助電極43は1つの工程において同時に形成されることがある。この場合、第1電極形成装置11および補助電極形成装置12は1つの装置として構成されていてもよい。
3 categorizes each device from a functional viewpoint, and the physical form is not limited to the example shown in FIG. For example, a plurality of devices among the
素子製造方法
以下、図4(a)〜(g)を参照して、素子製造装置10を用いて有機半導体素子40を製造する方法について説明する。はじめに、例えばスパッタリング法によって、第1電極42および補助電極43を構成する金属材料の層を基材41上に形成し、次に、金属材料の層をエッチングによって成形する。これによって、図4(a)に示すように、上述の第1電極42および補助電極43を同時に基材41上に形成することができる。なお、第1電極42を形成する工程および補助電極43を形成する工程は、別個に実施されてもよい。
Element Manufacturing Method Hereinafter, with reference to FIGS. 4A to 4G, a method for manufacturing the
次に、図4(b)に示すように、例えばフォトリソグラフィー法によって、第1電極42と補助電極43との間に、第1電極42および補助電極43よりも上方まで基材41の法線方向に沿って延びる複数の突起部44を形成する。その後、蒸着法,CVD法,印刷法,インクジェット法または転写法などの一般的な成膜方法によって、図4(c)に示すように、第1電極42上,補助電極43上および突起部44上に有機半導体層45を形成する。このようにして、基材41と、基材41に設けられた複数の第1電極42と、第1電極42間に設けられた補助電極43および突起部44と、第1電極42上、補助電極43上および突起部44上に設けられた有機半導体層45と、を含む中間製品50を得ることができる。なお本実施の形態においては、上述のように、第1電極42および補助電極43が突起部44よりも先に基材41上に形成される。このため、第1電極42および補助電極43は、突起部44によって部分的に覆われている。
Next, as shown in FIG. 4B, the normal line of the
有機半導体層45を形成する工程は例えば、1×10−2Pa以下の環境下で実施される。これによって、中間製品50に不純物が混入することを抑制することができる。
The step of forming the
次に、蓋材21cを準備し、その後、図4(d)に示すように、封止機構20を用いて蓋材21cの第1面21dを中間製品50に密着させる密着工程を実施する。次に、蓋材21cが中間製品50に密着している間に、図4(e)に示すように、除去機構30を用いて、補助電極43上に設けられた有機半導体層45にレーザ光などの光L1を照射する。これによって、光L1のエネルギーが有機半導体層45によって吸収され、この結果、補助電極43上の有機半導体層45を構成する有機半導体材料が飛散する。このようにして、補助電極43上の有機半導体層45を除去する除去工程を実施することができる。補助電極43上から飛散した有機半導体材料は、例えば図4(e)に示されているように、蓋材21cの第1面21dに付着する。
Next, the
以下、上述の図4(d)(e)を参照して説明した、蓋材21cを中間製品50に密着させるとともに補助電極43上の有機半導体層45を除去する方法について、図5(a)〜(d)を参照してより詳細に説明する。
Hereinafter, the method for bringing the
(封止機構)
はじめに封止機構20について説明する。封止機構20は、図5(a)に示すように、その内部を任意の圧力に調整することができるチャンバ15aと、チャンバ15a内に配置され、蓋材21cを供給する蓋材供給部21と、を有している。蓋材21cは、中間製品50を突起部44側から覆うためのものである。このような蓋材21cを用いることにより、例えば上述の除去工程において、補助電極43上から飛散した有機半導体材料が第1電極42上の有機半導体層45や周囲環境を汚染することを防ぐことができる。
(Sealing mechanism)
First, the
蓋材供給部21は、蓋材21cをロール・トゥー・ロールで供給するよう構成されていてもよい。例えば蓋材供給部21は、蓋材21cを巻き出す巻出部21aと、中間製品50から剥離された後の蓋材21cを巻き取る巻取部21bと、を含んでいてもよい。この場合、蓋材21cの材料や厚みは、ロール状に巻き取られることができる程度の柔軟性を有するように設定される。
The lid
(除去機構)
次に除去機構30について説明する。除去機構30は、基板24および蓋材21cを通してレーザ光などの光L1を補助電極43上の有機半導体層45に照射することにより、補助電極43上の有機半導体層45を除去するものである。除去機構30は、図5(a)に示すように、例えば、レーザ光を生成する光照射部31を有している。なお蓋材21cを構成する材料としては、レーザ光などの光L1を透過させることができるよう、PET、COP,PP,PE,PCなどのプラスチックフィルムやガラスフィルムなど、透光性を有する材料が用いられる。なお図5(a)〜(d)においては、除去機構30がチャンバ15a内に配置されているが、しかしながら、中間製品50に光を照射することができる限りにおいて、除去機構30の配置が特に限られることはない。例えば除去機構30は、チャンバ15aの外部で大気圧環境下に置かれていてもよい。
(Removal mechanism)
Next, the
以下、中間製品処理装置15の作用について説明する。
Hereinafter, the operation of the intermediate
はじめに、図5(a)に示すように、中間製品50を、封止機構20が設けられたチャンバ15a内に搬入する。チャンバ15a内の環境は、第1圧力P1に調整されている。第1圧力P1は、中間製品50に不純物が混入することを抑制するよう、少なくとも1×102Pa以下に設定されており、より好ましくは1×10−1Pa以下に設定されている。また、中間製品50をチャンバ14aからチャンバ15aへ搬送する際の脱気工程の負荷を低減するため、第1圧力P1は、好ましくは、有機半導体層45を形成する工程が実施されるチャンバ14a内の圧力との差が1×102Pa以下となるよう設定されている。
First, as shown in FIG. 5A, the
次に、図5(b)に示すように、封止機構20は、第1圧力P1に制御された環境下で、巻出部21aから巻取部21bに向けて蓋材21cを巻き出して、中間製品50を突起部44の側から蓋材21cの第1面21dで覆う。その後、封止機構20は、中間製品50を蓋材21cに対して相対的に接近させ、そして、中間製品50と蓋材21cとを当接させる。これによって、図5(b)に示すように、蓋材21cと中間製品50との間に、第1圧力P1に調整された封止空間28を形成することができる。なお図5(b)に示すように、基材41上には、突起部44、並びに、図示しない第1電極42、補助電極43および有機半導体層45を取り囲む封止材47が設けられていてもよい。封止材47が蓋材21cの第1面21dに接触することによって、封止空間28を周囲からより強固に封止することができる。封止材47は、例えば接着剤や粘着材等から構成されている。なおここでは封止材47を中間製品50上に形成するように図示したが、これに限らず、封止材47が蓋材21cの第1面21d上にあらかじめ枠状に形成されていてもよい。
Next, as shown in FIG. 5B, the
その後、図5(c)に示すように、封止機構20は、蓋材21cの第1面21dの反対側にある、蓋材21cの第2面21eの側において、蓋材21cの周囲の圧力を少なくとも部分的に第1圧力P1よりも高い第2圧力P2に調整する。この結果、第1圧力P1と第2圧力P2との間の差圧ΔP21を利用して、蓋材21cの第1面21dを中間製品50に強固に密着させることができる。すなわち、蓋材21cの第1面21dを中間製品50に密着させる密着工程が完了する。差圧ΔP21は、上述の除去工程において飛散した有機半導体材料が第1電極42上の有機半導体層45に到達することを防ぐことができるよう適切に設定されている。例えば差圧ΔP21は、少なくとも1×101Pa以上に設定されており、より好ましくは1×102Pa以上に設定されている。なお差圧ΔP21は、式ΔP21=P2−P1によって算出される。
Thereafter, as shown in FIG. 5C, the
次に、中間製品に前記蓋材が密着されている間に、図5(c)および図4(e)に示すように、補助電極43上に設けられた有機半導体層45に、除去機構30の光照射部31を用いて光L1を照射する。これによって、補助電極43上の有機半導体層45を除去することができる。
Next, while the lid is in close contact with the intermediate product, the
その後、図5(d)に示すように、中間製品50から蓋材21cを剥離させる剥離工程を実施する。この結果、蓋材21cと中間製品50との間の、第1圧力P1の雰囲気と、その周囲の第2圧力P2の雰囲気が混ざり合うことにより、チャンバ15a内の圧力がP2’となる。圧力P2’は、第1圧力P1と第2圧力P2との間の値となっている。また別の形態として、蓋材21cを剥離させる前にチャンバ15a内を減圧して、チャンバ15a内の圧力が、第2圧力P2から、第1圧力P1と同等またはそれ以下になるようにしてもよい。これによって、蓋材21cをより容易に剥離することができるようになる。なお図4(f)は、補助電極43上の有機半導体層45が除去され、かつ蓋材21cが剥離された中間製品50を示す図である。
Thereafter, as shown in FIG. 5D, a peeling process for peeling the
次に、中間製品50を、第2電極形成装置16のチャンバ16a内に搬入する。そしてチャンバ16a内において、中間製品50上に膜を形成する成膜工程を実施する。この際、チャンバ16a内の環境は、第3圧力P3に調整されている。この第3圧力P3は、中間製品50上に形成される膜に不純物が混入することを抑制するよう、少なくとも1×102Pa以下に設定されており、より好ましくは1×10−1Pa以下に設定されている。なお本実施の形態において、成膜工程は、第3圧力に調整された環境下で第1電極42上の有機半導体層45上、および補助電極43上に、第2電極46となる膜を形成する工程として実施される。成膜工程により、第2電極46に接続された補助電極43を備える有機半導体素子40を得ることができる。
Next, the
ところで、上述の剥離工程後のチャンバ15a内の圧力P2’が、第2電極形成装置16のチャンバ16a内の第3圧力P3に比べて著しく高い場合、圧力P2’の状態のままでチャンバ15aを開放して中間製品50をチャンバ16aへ搬入すると、チャンバ16a内の圧力が上昇してしまうことになる。このようなチャンバ16aの圧力上昇を防ぐため、一般には、中間製品50は、チャンバ15a内の圧力P2’が第3圧力P3近傍になるまでチャンバ15aを脱気するか、若しくは、チャンバ15aとチャンバ16aとの間に設けられた中間室における圧力を第3圧力P3近傍に調整した後、チャンバ16aへ搬入される。このため、上述の第2圧力P2が高いと、チャンバ15aや中間室における脱気工程の負荷が大きくなり、この結果、上述の除去工程および成膜工程を含む有機半導体素子40の製造工程全体のスループットが低下してしまう。従って、有機半導体素子40の製造工程全体のスループットを向上させるためには、第2圧力P2が低いことが好ましい。この点を考慮して、本件発明者らは、第2圧力P2を、大気圧よりも低い圧力とすることを提案する。これによって、中間製品50をチャンバ15aからチャンバ16aへ搬送する際に必要になる脱気工程の負荷を軽減することができる。このことにより、密着工程が大気圧下で実施される場合に比べて、有機半導体素子40の製造工程全体のスループットを向上させることができる。すなわち、有機半導体素子40の生産性を高めることができる。
なお、中間製品50をチャンバ15aからチャンバ16aへ搬送する際に必要になる脱気工程の負荷は、第2圧力P2の値だけでなく、第3圧力P3の値にも依存する。従って、第2圧力P2を低くすることだけでなく、第2圧力P2と第3圧力P3との間の差圧ΔP23を小さくすることも有効であると考えられる。本実施の形態において、差圧ΔP23が好ましくは5.0×104Pa以下になり、より好ましくは1.0×103Pa以下になるよう、第2圧力P2が設定されている。なお差圧ΔP23は、式ΔP23=P2−P3によって算出される。
By the way, when the pressure P2 ′ in the
In addition, the load of the deaeration process required when conveying the
なお、蓋材21cを中間製品50に密着させるためには、第2圧力P2が第1圧力P1よりもある程度高くなっている必要がある。一方、中間製品50をチャンバ15aからチャンバ16aへ搬送する際に必要になる脱気工程の負荷は、第2圧力P2が低いほど軽減される。従って、脱気工程の負荷を考慮すると、第1圧力P1と第2圧力P2との間の差圧ΔP21は、蓋材21cを中間製品50に密着させる上で必要となる最小限の値に設定されることが好ましい。例えば差圧ΔP21は、1×101Pa〜5×104Paの範囲内に設定される。
Note that the second pressure P2 needs to be higher than the first pressure P1 to some extent in order to bring the
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。 Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, modified examples will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above embodiment are used for the parts that can be configured in the same manner as in the above embodiment. A duplicate description is omitted. In addition, when it is clear that the operational effects obtained in the above-described embodiment can be obtained in the modified example, the description thereof may be omitted.
(封止機構の変形例)
上述の本実施の形態においては、蓋材21cを中間製品50に密着させる密着工程において、蓋材21cの第2面21e側における蓋材21cの周囲の圧力が全体的に第2圧力に調整される例を示した。具体的には、チャンバ15a内の圧力がその全域にわたって第2圧力に調整される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、密着工程においては、蓋材21cの第2面21e側における蓋材21cの周囲の圧力が、少なくとも部分的に第1圧力P1よりも高い第2圧力P2に調整されればよい。以下、蓋材21cの周囲の圧力を部分的に第2圧力P2に調整するよう構成された封止機構20の例について、図6(a)(b)を参照して説明する。
(Modification of sealing mechanism)
In the above-described embodiment, the pressure around the
図6(a)に示すように、封止機構20は、チャンバ15a内に配置され、蓋材21cの第1面21dが中間製品50に密着するよう蓋材21cに対して圧力を印加する加圧部23を、上述の蓋材供給部21に加えてさらに有している。加圧部23は、図6(a)に示すように、基板24と、基板24上に設けられたパッキン25と、を有している。パッキン25は、基板24のうち蓋材21cと対向する側に設けられている。また加圧部23は、基板24に形成された貫通孔を介して基板24と蓋材21cとの間の空間に不活性ガスなどの気体を供給する気体注入部26をさらに有している。
基板24は、透光性を有する材料から構成されており、例えば石英から構成されている。なお基板24は、その全域が透光性を有している必要はなく、少なくとも光照射部31からの光L1が透過する部分が透光性を有していればよい。例えば基板24は、光照射部31からの光L1が透過する領域にのみ石英等の透光性を有する材料で構成され、光照射部31からの光L1が透過しない領域は金属材料等の加工性や耐久性にすぐれた材料で構成されていてもよい。
パッキン25は、蓋材21cの第2面21eに密着して基板24と蓋材21cとの間の空間の気密性を高めることができる材料から構成されており、例えばゴムから構成されている。また、別の形態として、蓋材21cの第2面21e上に粘着材料等からなる封止材47をパッキン25と同じ大きさにあらかじめ形成しておき、上述の封止材47とパッキン25とを密着させて気密性を高めてもよい。この場合、パッキン25は必ずしもゴム等の気密性を高める材料から構成される必要はなく、金属等の材料で構成されていてもよい。封止材47を中間製品50上ではなく蓋材21cの第2面21e上に設ける場合、封止材47によって中間製品50が汚染されるおそれがなく、また、中間製品50上に封止材47のためのスペースを確保する必要がない。
As shown in FIG. 6A, the
The board |
The packing 25 is made of a material that is in close contact with the
本変形例によれば、第1面21dの反対側にある蓋材21cの第2面21eに接する空間に、具体的には、蓋材21c、基板24およびパッキン25によって囲まれた空間に、周囲から密閉された密閉空間29を形成することができる。この密閉空間29の圧力は、加圧部23の気体注入部26が密閉空間29内に供給する気体の量を調整することによって、調整可能である。従って本変形例によれば、上述の密着工程の際、密閉空間29の圧力を、第1圧力P1よりも高い第2圧力P2に調整することによって、蓋材21cの第2面21e側における蓋材21cの周囲の圧力を部分的に第2圧力P2に調整することができる。この場合、密閉空間29以外においては、チャンバ15a内の圧力が第1圧力P1に保たれたままとなっている。このため図6(b)に示すように、上述の除去工程および剥離工程の後に密閉空間29の第2圧力P2の雰囲気がその周囲と混ざり合うことによって生じる、チャンバ15a内の圧力P2’を、上述の本実施の形態の場合における圧力P2’よりも低くすることができる。このため、中間製品50をチャンバ15aからチャンバ16aへ搬送する際に必要になる脱気工程の負荷をさらに軽減することができる。
According to this modification, in the space in contact with the
(有機半導体素子の層構成の変形例)
上述の本実施の形態において、第1電極42および補助電極43が突起部44よりも先に基材41上に形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、突起部44を第1電極42および補助電極43よりも先に基材41上に形成してもよい。このような場合であっても、上述した本実施の形態による密着工程や除去工程を利用することができる。以下、このような例について図7(a)〜(g)を参照して説明する。
(Modification of layer structure of organic semiconductor element)
In the above-described embodiment, the example in which the
はじめに図7(a)に示すように、基材41上に複数の突起部44を形成する。次に、図7(b)に示すように、突起部44間に第1電極42を形成するとともに、突起部44上に補助電極43を形成する。その後、図7(c)に示すように、第1電極42,補助電極43および突起部44上に有機半導体層45を形成する。このようにして、基材41と、基材41に設けられた複数の第1電極42と、第1電極42間に設けられた補助電極43および突起部44と、第1電極42上および補助電極43上に設けられた有機半導体層45と、を含む中間製品50を得ることができる。なお本変形例においては、第1電極42および補助電極43よりも先に突起部44が形成されるため、突起部44が補助電極43によって覆われている。なお突起部44は、その上面が全域にわたって補助電極43によって覆われている必要はない。すなわち突起部44は、その上面が少なくとも部分的に補助電極43によって覆われていればよい。また上述の本実施の形態においては、第1電極42間に2列にわたって突起部44が設けられ、突起部44間に補助電極43が設けられる例を示したが、本変形例においては、補助電極43が突起部44上に設けられるため、図7(c)に示すように第1電極42間に設けられる突起部44は1列のみであってもよい。
First, as shown in FIG. 7A, a plurality of
次に、蓋材21cの第1面21dを中間製品50に密着させる密着工程を実施する。具体的には、図7(d)に示すように、蓋材21cの第1面21dが、突起部44上の補助電極43上の有機半導体層45に当接される。この際、上述の本実施の形態の場合と同様に、蓋材21cは、蓋材21cの第1面21dと中間製品50との間の封止空間28における第1圧力P1と、蓋材21cの第2面21e側の周囲の第2圧力P2との間の差圧ΔP21を利用することによって、中間製品50に対して強固に密着される。この場合、蓋材21cの第1面21dの表面エネルギーを適切に設定することにより、図7(e)に示すように、突起部44上の補助電極43上の有機半導体層45を蓋材21cの第1面21dに転移させることができる。すなわち本変形例においては、転移を利用して、突起部44上の補助電極43上の有機半導体層45を除去する除去工程を実施することができる。図7(f)は、突起部44上の補助電極43上の有機半導体層45が除去された状態を示す図である。なお本変形例においても、転移を促進するため、上述の本実施の形態の場合と同様に、突起部44上の補助電極43上の有機半導体層45に光を照射してもよい。
Next, an adhesion process is performed in which the
その後、図7(g)に示すように、第3圧力P3に調整された環境下で、第1電極42上の有機半導体層45上および突起部44上の補助電極43上に第2電極46を形成する成膜工程を実施する。このようにして、第2電極46に接続された補助電極43を備える有機半導体素子40を得ることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 7G, the
(中間製品処理装置が蒸着装置として構成される例)
また上述の本実施の形態および変形例において、封止機構20を有する中間製品処理装置15が、補助電極43上の有機半導体層45を除去する除去装置として構成される例を示した。しかしながら、上述の封止機構20の応用例が特に限られることはない。例えば中間製品処理装置15は、図8(a)(b)に示すように、封止機構20と、中間製品50に蓋材21cが密着されている間に蒸着用材料48に光を照射して蒸着用材料48を基材41上に蒸着させる蒸着機構35と、を有していてもよい。すなわち、素子製造装置10の内部における差圧を利用した上述の密着方法が、蒸着工程のために適用されてもよい。
(Example in which the intermediate product processing device is configured as a vapor deposition device)
Further, in the above-described embodiment and the modification, an example in which the intermediate
本変形例においては、図8(a)に示すように、蒸着用材料48が蓋材21cの第1面21dに設けられている。また図8(a)に示すように、中間製品50は、基材41と、基材41上に設けられた複数の突起部44と、突起部44間に設けられた第1電極42と、を有している。この場合、蒸着機構35を用いて赤外線などの光L3を蒸着用材料48に照射すると、蒸着用材料48が蒸発する。より具体的には、図8(a)に示すように蒸着用材料48のうち第1電極42と対向する位置に存在する蒸着用材料48に光L3を照射すると、蒸着用材料48が蒸発して基材41上の第1電極42に付着する。この結果、図8(b)に示すように、第1電極42上に蒸着層49を形成することができる。また基材41と蓋材21cとの間の空間は、突起部44によって適切に区画されている。このため、基材41と蓋材21cとの間の空間で蒸着用材料48が広域にわたって飛散してしまうことが防がれている。
In this modification, as shown in FIG. 8A, the
(その他の変形例)
上述の本実施の形態および各変形例において、基材41が枚葉で供給される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、基材41は、ロール・トゥー・ロールで供給されてもよい。この場合、ロール・トゥー・ロールで供給されている基材41を蓋材21cに対して接近させる可動ステージなどを用いることによって、上述の本実施の形態および各変形例の場合と同様に、基材41を部分的に蓋材21cによって覆うことができる。
(Other variations)
In the above-described embodiment and each modification, an example in which the
また上述の本実施の形態および各変形例において、有機半導体素子40が有機ELである例を示した。しかしながら、上述の素子製造装置10および素子製造方法によって製造される有機半導体素子のタイプが特に限られることはない。例えば上述の素子製造装置10および素子製造方法を用いて、有機トランジスタデバイスや有機太陽電池デバイスなどの様々な有機半導体素子を製造することが可能である。有機トランジスタデバイスにおいて、有機半導体層およびその他の構成要素としては公知のものを用いることができ、例えば特開2009−87996号公報に記載のものを用いることができる。同様に、有機太陽電池デバイスにおいて、有機半導体層から構成される光電変換層およびその他の構成要素としては公知のものを用いることができ、例えば特開2011−151195号公報に記載のものを用いることができる。また、上述の素子製造装置10および素子製造方法は、有機半導体素子の製造だけでなく、無機半導体素子の製造に適用されてもよい。
Further, in the above-described embodiment and each modification, an example in which the
また上述の本実施の形態および各変形例において、密着工程と剥離工程とが同一チャンバ15a内で順次実施される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図示はしないが、はじめに、チャンバ15a内で密着工程が実施され、その後に別のチャンバ内で、上述の除去工程や剥離工程などが実施されてもよい。
なお、密着工程と剥離工程とが別々のチャンバ内で実施される場合、蓋材21cが密着している中間製品50を別のチャンバへ搬送するため、ロール・トゥー・ロールで供給されている蓋材21cが切断されることになる。このため、切断に起因して生じるカスがチャンバ15a内を浮遊し、そして、後にチャンバ15a内に搬入される中間製品50に付着してしまうおそれがある。この点を考慮すると、密着工程と剥離工程とが同一チャンバ15a内で順次実施されることが好ましいと言える。
Further, in the above-described embodiment and each modification, an example is shown in which the adhesion process and the peeling process are sequentially performed in the
When the adhesion process and the peeling process are performed in separate chambers, the lid supplied by a roll-to-roll is used to transport the
また上述の本実施の形態および各変形例において、成膜工程が、第3圧力に調整された環境下で、第2電極46となる膜を中間製品50上に形成する工程である例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、第3圧力に調整された環境下で中間製品50上に膜を形成する限りにおいて、成膜工程によって形成される膜や層の種類が特に限られることはない。
Further, in the above-described embodiment and each modified example, an example in which the film forming process is a process of forming a film to be the
なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。 In addition, although some modified examples with respect to the above-described embodiment have been described, naturally, a plurality of modified examples can be applied in combination as appropriate.
10 素子製造装置
20 封止機構
21c 蓋材
30 除去機構
31 光照射部
40 有機半導体素子
50 中間製品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (15)
前記基材と、前記基材の法線方向に延びる突起部と、を含む中間製品を形成する工程と、
第1圧力に制御された環境下で前記中間製品を前記突起部の側から蓋材の第1面を用いて覆う工程と、
前記第1面の反対側にある前記蓋材の第2面側において、前記蓋材の周囲の圧力を少なくとも部分的に前記第1圧力よりも高い第2圧力に調整することにより、前記蓋材の前記第1面を前記中間製品に密着させる密着工程と、
前記中間製品から前記蓋材を剥離させる剥離工程と、
第3圧力に調整された環境下で前記中間製品上に膜を形成する成膜工程と、を備え、
前記第2圧力は、大気圧よりも低い圧力である、素子製造方法。 An element manufacturing method for forming an element on a substrate,
Forming an intermediate product including the base material and a protrusion extending in a normal direction of the base material;
Covering the intermediate product with the first surface of the lid from the side of the protrusion in an environment controlled to a first pressure;
Adjusting the pressure around the lid material at least partially to a second pressure higher than the first pressure on the second surface side of the lid material on the opposite side of the first surface; An adhesion step of closely adhering the first surface of the intermediate product to the intermediate product;
A peeling step of peeling the lid material from the intermediate product;
Forming a film on the intermediate product under an environment adjusted to a third pressure, and
The device manufacturing method, wherein the second pressure is lower than atmospheric pressure.
前記中間製品は、前記基材と、前記基材上に設けられた複数の前記第1電極と、前記第1電極間に設けられた前記補助電極および前記突起部と、前記第1電極上および前記補助電極上に設けられた前記有機半導体層と、を含み、
前記素子製造方法は、前記密着工程の後、前記補助電極上に設けられた前記有機半導体層を除去する除去工程をさらに備え、
前記成膜工程は、前記除去工程および前記剥離工程の後、前記第2電極となる膜を前記中間製品上に形成する工程である、請求項1または2に記載の素子製造方法。 The element is provided on the base material, a plurality of first electrodes provided on the base material, an auxiliary electrode provided between the first electrodes and the protrusion, and the first electrode. An organic semiconductor layer, and a second electrode provided on the organic semiconductor layer and the auxiliary electrode,
The intermediate product includes the base material, the plurality of first electrodes provided on the base material, the auxiliary electrode and the protrusion provided between the first electrodes, the first electrode and The organic semiconductor layer provided on the auxiliary electrode,
The element manufacturing method further includes a removal step of removing the organic semiconductor layer provided on the auxiliary electrode after the adhesion step,
3. The element manufacturing method according to claim 1, wherein the film forming step is a step of forming a film to be the second electrode on the intermediate product after the removing step and the peeling step.
前記除去工程は、前記突起部に隣接して配置された前記補助電極上の前記有機半導体層に光を照射する工程を含む、請求項3に記載の素子製造方法。 The auxiliary electrode is partially covered by the protrusion,
The element removal method according to claim 3, wherein the removing step includes a step of irradiating light to the organic semiconductor layer on the auxiliary electrode disposed adjacent to the protrusion.
前記除去工程において、前記突起部上に位置する前記補助電極上の前記有機半導体層が除去される、請求項3に記載の素子製造方法。 The protrusion is at least partially covered by the auxiliary electrode;
The element manufacturing method according to claim 3, wherein, in the removing step, the organic semiconductor layer on the auxiliary electrode located on the protrusion is removed.
前記素子製造方法は、前記密着工程の後、前記蒸着用材料に光を照射して前記蒸着用材料を前記基材上に蒸着させる工程を備える、請求項1または2に記載の素子製造方法。 A vapor deposition material is provided on the first surface of the lid member,
The element manufacturing method according to claim 1, wherein the element manufacturing method includes a step of irradiating the vapor deposition material with light after the adhesion step to deposit the vapor deposition material on the base material.
前記密着工程と前記剥離工程とが、同一のチャンバ内で順次実施される、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の素子製造方法。 The lid material is supplied roll-to-roll,
The element manufacturing method according to claim 1, wherein the adhesion step and the peeling step are sequentially performed in the same chamber.
前記基材の法線方向に延びる突起部を前記基材上に形成する突起部形成装置と、
前記基材および前記突起部を含む中間製品に前記突起部の側から蓋材の第1面を密着させる封止機構と、を備え、
前記封止機構は、第1圧力に制御された環境下で、前記中間製品を前記突起部の側から蓋材の第1面を用いて覆った後、前記第1面の反対側にある前記蓋材の第2面側において、前記蓋材の周囲の圧力を少なくとも部分的に前記第1圧力よりも高い第2圧力に調整することにより、前記蓋材の前記第1面を前記中間製品に密着させるよう構成されており、
前記素子製造装置は、前記中間製品から前記蓋材が剥離された後、第3圧力に調整された環境下で前記中間製品上に膜を形成する成膜装置をさらに備え、
前記第2圧力は、大気圧よりも低い圧力である、素子製造装置。 An element manufacturing apparatus for forming an element on a substrate,
A protrusion forming apparatus for forming a protrusion extending in the normal direction of the base on the base;
A sealing mechanism for bringing the first surface of the lid material into close contact with the intermediate product including the base material and the protrusion from the side of the protrusion, and
In the environment controlled to the first pressure, the sealing mechanism covers the intermediate product from the protrusion side using the first surface of the lid member, and then is on the opposite side of the first surface. On the second surface side of the lid material, the pressure around the lid material is at least partially adjusted to a second pressure that is higher than the first pressure, so that the first surface of the lid material becomes the intermediate product. It is configured to adhere,
The element manufacturing apparatus further includes a film forming apparatus that forms a film on the intermediate product in an environment adjusted to a third pressure after the lid member is peeled from the intermediate product.
The device manufacturing apparatus, wherein the second pressure is a pressure lower than atmospheric pressure.
前記中間製品は、前記基材と、前記基材上に設けられた複数の前記第1電極と、前記第1電極間に設けられた前記補助電極および前記突起部と、前記第1電極上および前記補助電極上に設けられた前記有機半導体層と、を含み、
前記素子製造装置は、前記中間製品に前記蓋材が密着されている間に、前記補助電極上に設けられた前記有機半導体層を除去する除去機構をさらに備え、
前記成膜装置は、前記補助電極上に設けられた前記有機半導体層が前記除去機構によって除去され、次に前記中間製品から前記蓋材が剥離された後、前記第2電極となる膜を前記中間製品上に形成するものである、請求項8または9に記載の素子製造装置。 The element is provided on the base material, a plurality of first electrodes provided on the base material, an auxiliary electrode provided between the first electrodes and the protrusion, and the first electrode. An organic semiconductor layer, and a second electrode provided on the organic semiconductor layer and the auxiliary electrode,
The intermediate product includes the base material, the plurality of first electrodes provided on the base material, the auxiliary electrode and the protrusion provided between the first electrodes, the first electrode and The organic semiconductor layer provided on the auxiliary electrode,
The element manufacturing apparatus further includes a removal mechanism for removing the organic semiconductor layer provided on the auxiliary electrode while the lid member is in close contact with the intermediate product,
In the film forming apparatus, the organic semiconductor layer provided on the auxiliary electrode is removed by the removing mechanism, and then the lid material is peeled from the intermediate product, and then the film to be the second electrode is The element manufacturing apparatus according to claim 8 or 9, which is formed on an intermediate product.
前記除去機構は、前記突起部に隣接して配置された前記補助電極上の前記有機半導体層に光を照射する光照射部を有する、請求項10に記載の素子製造装置。 The auxiliary electrode is partially covered by the protrusion,
The element manufacturing apparatus according to claim 10, wherein the removal mechanism includes a light irradiation unit that irradiates light to the organic semiconductor layer on the auxiliary electrode disposed adjacent to the protrusion.
前記除去機構は、前記突起部上に位置する前記補助電極上の前記有機半導体層を除去するよう構成されている、請求項10に記載の素子製造装置。 The protrusion is at least partially covered by the auxiliary electrode;
The element manufacturing apparatus according to claim 10, wherein the removal mechanism is configured to remove the organic semiconductor layer on the auxiliary electrode located on the protrusion.
前記素子製造装置は、前記中間製品に前記蓋材が密着されている間に前記蒸着用材料に光を照射して前記蒸着用材料を前記基材上に蒸着させる蒸着機構を備える、請求項8または9に記載の素子製造装置。 A vapor deposition material is provided on the first surface of the lid member,
The element manufacturing apparatus includes a vapor deposition mechanism that irradiates the vapor deposition material with light while the lid member is in close contact with the intermediate product to deposit the vapor deposition material on the base material. Or the device manufacturing apparatus according to 9.
前記蓋材供給部は、前記中間製品に向けて蓋材を巻き出す巻出部と、前記中間製品から剥離された前記蓋材を巻き取る巻取部と、を含み、
前記巻出部と前記巻取部とが同一のチャンバ内に配置されている、請求項8乃至13のいずれか一項に記載の素子製造装置。 The sealing mechanism has a cover material supply unit that supplies the cover material in a roll-to-roll manner,
The lid material supply unit includes an unwinding unit that winds the lid material toward the intermediate product, and a winding unit that winds the lid material peeled off from the intermediate product,
The element manufacturing apparatus according to any one of claims 8 to 13, wherein the unwinding unit and the winding unit are arranged in the same chamber.
前記加圧部は、透光性を有する基板と、前記基板上に設けられたパッキンと、を有し、前記蓋材、前記基板および前記パッキンによって囲まれた空間が、前記蓋材の前記第2面側において前記第2圧力に調整された密閉空間となる、請求項8乃至14のいずれか一項に記載の素子製造装置。 The sealing mechanism is configured to adjust the pressure around the lid member partially to a second pressure higher than the first pressure on the second surface side of the lid member on the opposite side of the first surface. Having a pressure part,
The pressurizing unit includes a light-transmitting substrate and a packing provided on the substrate, and the space surrounded by the lid member, the substrate, and the packing is the first portion of the lid member. The element manufacturing apparatus according to any one of claims 8 to 14, which is a sealed space adjusted to the second pressure on the second surface side.
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