JP2019091698A - 積層体の作製装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】量産性の高い新規な積層体の作製装置を提供する。【解決手段】積層体に剥離の起点を形成することができる起点形成ユニット120を有し、起点形成ユニットは、レーザ照射システムを有し、レーザ照射システムは、ステージ123、処理部505、カメラ509、レーザ装置511、位置合わせ機構、光源515、可動式のハーフミラー517及び集光レンズ523を有し、処理部は、光源からの光535を、ハーフミラー及び集光レンズを介して積層体220に照射し、積層体からの反射光533を集光レンズ及びハーフミラーを介してカメラに照射し、カメラによって反射光を検出することにより、積層体におけるレーザ光照射位置593を決定し、レーザ装置から発振されるレーザ光531を、ハーフミラー及び集光レンズを介して積層体におけるレーザ光照射位置に照射することにより、剥離の起点を形成することができる機構を有する、積層体の作製装置。【選択図】図6

Description

本発明は、物、方法、又は、作製方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、
マニュファクチャ、又は、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。本発明の
一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、照明装置、それらの駆動方法、それらの製
造方法、又はそれらの製造装置に関する。特に、本発明の一態様は、積層体の作製装置、
及び積層体の作製方法に関する。
近年、可撓性を有する基板(以下、可撓性基板とも記す)上に半導体素子、表示素子、発
光素子などの機能素子が設けられたフレキシブルデバイスの開発が進められている。フレ
キシブルデバイスの代表的な例としては、照明装置、画像表示装置の他、トランジスタな
どの半導体素子を有する種々の半導体回路などが挙げられる。
例えば、携帯機器用途等の発光装置や表示装置では、薄型であること、軽量であること、
又は破損しにくいこと等が求められている。
エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELとも記
す)現象を利用した発光素子(EL素子とも記す)は、薄型軽量化が容易である、入力信
号に対し高速に応答可能である、直流低電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し
、発光装置や表示装置への応用が検討されている。
例えば、特許文献1に、フィルム基板上に、スイッチング素子であるトランジスタや有機
EL素子を備えたフレキシブルなアクティブマトリクス型の発光装置が開示されている。
特開2003−174153号公報
このようなフレキシブルデバイスを生産するための作製装置が求められている。また、フ
レキシブルデバイスを大量生産できる作製装置や作製方法が求められている。
本発明の一態様は、新規な積層体の作製装置を提供することを目的の一とする。また、本
発明の一態様は、量産性の高い積層体の作製装置を提供することを目的の一とする。
また、本発明の一態様は、半導体装置、発光装置、表示装置、電子機器、又は照明装置等
の装置の作製工程における歩留まりを向上することを目的の一とする。特に、軽量である
、薄型である、もしくは可撓性を有する半導体装置、発光装置、表示装置、電子機器、又
は照明装置等の装置の作製工程における歩留まりを向上することを目的の一とする。また
、本発明の一態様は、信頼性の高い発光装置を提供することを目的の一とする。または、
本発明の一態様は、新規な発光装置などを提供することを目的の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら
以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、
明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第1の支持体を間欠的に巻き出すことができ、巻き出された第1の支
持体に張力を加えることができる一対の張力付与装置の一方を有する第1の支持体供給ユ
ニットと、巻き出された第1の支持体が供給され、静止した第1の支持体上に第1の接着
層を形成することができる第1の接着層形成ユニットと、第1の接着層が形成された第1
の支持体、及びシート状の部材が供給され、静止した第1の支持体上に、第1の接着層を
用いて部材を貼り合わせ、第1の支持体、第1の接着層、及び部材がこの順で重なる第1
の積層体を形成することができる第1の貼り合わせユニットと、巻き出された第1の支持
体の端部を保持することができ、一対の張力付与装置の他方を有する制御ユニットと、を
有する、積層体の作製装置である。言い換えると、本発明の一態様は、第1の張力付与装
置を有し、ロールシート状に巻かれた第1の支持体を間欠的に巻き出す構成である第1の
支持体供給ユニットと、第1の支持体の巻きだされた領域が供給され、第1の支持体の巻
き出しが休止されている間に、第1の支持体の巻きだされた領域上に第1の接着層を形成
する構成の第1の接着層形成ユニットと、第1の接着層が形成された第1の支持体の巻き
だされた領域、及びシート状の部材が供給され、第1の支持体の巻き出しが休止されてい
る間に、第1の支持体の巻きだされた領域上に、第1の接着層を用いて部材を貼り合わせ
、第1の支持体の巻きだされた領域、第1の接着層、及び部材がこの順で重なる第1の積
層体を形成する構成の第1の貼り合わせユニットと、第2の張力付与装置を有し、第1の
支持体の巻きだされた領域の端部を保持する構成である制御ユニットと、を有し、第1の
張力付与装置及び第2の張力付与装置は、第1の支持体の巻き出された領域に張力を加え
る構成である、積層体の作製装置である。
上記構成の積層体の作製装置において、第1の積層体が供給され、静止した第1の支持体
を分断する構成の分断ユニットを有していてもよい。言い換えると、第1の支持体の巻き
出しが休止されている間に、第1の支持体の巻き出された領域を分断する構成の分断ユニ
ットを有していてもよい。または、上記構成の積層体の作製装置において、第1の積層体
が供給され、第1の積層体を間欠的に巻き取る構成の巻き取りユニットを有していてもよ
い。また、分断ユニットもしくは巻き取りユニットが制御ユニットを兼ねていてもよい。
上記各構成の積層体の作製装置において、第1の積層体が供給され、第1の接着層を硬化
させる構成の第1の接着層硬化ユニットを有していてもよい。
本発明の一態様は、第1の支持体を間欠的に巻き出すことができ、巻き出された第1の支
持体に張力を加えることができる一対の張力付与装置の一方を有する第1の支持体供給ユ
ニットと、巻き出された第1の支持体が供給され、静止した第1の支持体上に第1の接着
層を形成することができる第1の接着層形成ユニットと、第1の接着層が形成された第1
の支持体、及びシート状の部材が供給され、静止した第1の支持体上に、第1の接着層を
用いて部材を貼り合わせ、第1の支持体、第1の接着層、及び部材がこの順で重なる第1
の積層体を形成することができる第1の貼り合わせユニットと、第1の積層体が供給され
、静止した第1の接着層及び部材の端部近傍に、剥離の起点を形成することができる起点
形成ユニットと、剥離の起点が形成された第1の積層体が供給され、静止した第1の積層
体を、表層及び残部に分離することができる分離ユニットと、残部が供給され、静止した
残部上に第2の接着層を形成することができる第2の接着層形成ユニットと、第2の接着
層が形成された残部、及びシート状の第2の支持体が供給され、静止した残部上に、第2
の接着層を用いて第2の支持体を貼り合わせ、残部、第2の接着層、及び第2の支持体が
この順で重なる第2の積層体を形成することができる第2の貼り合わせユニットと、巻き
出された第1の支持体の端部を保持することができ、一対の張力付与装置の他方を有する
制御ユニットと、を有する、積層体の作製装置である。言い換えると、本発明の一態様は
、第1の張力付与装置を有し、ロールシート状に巻かれた第1の支持体を間欠的に巻き出
す構成である第1の支持体供給ユニットと、第1の支持体の巻きだされた領域が供給され
、第1の支持体の巻き出しが休止されている間に、第1の支持体の巻きだされた領域上に
第1の接着層を形成する構成の第1の接着層形成ユニットと、第1の接着層が形成された
第1の支持体の巻きだされた領域、及びシート状の部材が供給され、第1の支持体の巻き
出しが休止されている間に、第1の支持体の巻きだされた領域上に、第1の接着層を用い
て部材を貼り合わせ、第1の支持体の巻きだされた領域、第1の接着層、及び部材がこの
順で重なる第1の積層体を形成する構成の第1の貼り合わせユニットと、第1の積層体が
供給され、第1の支持体の巻き出しが休止されている間に、第1の接着層及び部材の端部
近傍に、剥離の起点を形成する構成の起点形成ユニットと、剥離の起点が形成された第1
の積層体が供給され、第1の支持体の巻き出しが休止されている間に、第1の積層体を、
表層及び残部に分離する構成の分離ユニットと、残部が供給され、第1の支持体の巻き出
しが休止されている間に、残部上に第2の接着層を形成する構成の第2の接着層形成ユニ
ットと、第2の接着層が形成された残部、及びシート状の第2の支持体が供給され、第1
の支持体の巻き出しが休止されている間に、残部上に、第2の接着層を用いて第2の支持
体を貼り合わせ、残部、第2の接着層、及び第2の支持体がこの順で重なる第2の積層体
を形成する構成の第2の貼り合わせユニットと、第2の張力付与装置を有し、第1の支持
体の巻きだされた領域の端部を保持する構成である制御ユニットと、を有し、第1の張力
付与装置及び第2の張力付与装置は、第1の支持体の巻き出された領域に張力を加える構
成である、積層体の作製装置である。
上記構成の積層体の作製装置において、第2の積層体が供給され、静止した第2の支持体
を分断する構成の分断ユニットを有していてもよい。言い換えると、第1の支持体の巻き
出しが休止されている間に、第2の支持体を分断する構成の分断ユニットを有していても
よい。または、上記構成の積層体の作製装置において、第2の積層体が供給され、第2の
積層体を間欠的に巻き取る構成の巻き取りユニットを有していてもよい。また、分断ユニ
ットもしくは巻き取りユニットが制御ユニットを兼ねていてもよい。
上記各構成の積層体の作製装置において、第1の積層体が供給され、第1の接着層を硬化
させる構成の第1の接着層硬化ユニットを有していてもよい。
上記各構成の積層体の作製装置において、第2の積層体が供給され、第2の接着層を硬化
させる構成の第2の接着層硬化ユニットを有していてもよい。
本発明の一態様により、量産性の高い積層体の作製装置を提供することができる。
また、本発明の一態様により、軽量である、薄型である、もしくは可撓性を有する半導体
装置、発光装置、表示装置、電子機器、又は照明装置等の装置の作製工程における歩留ま
りを向上することができる。また、本発明の一態様により、信頼性の高い発光装置を提供
することができる。または、本発明の一態様により、新規な発光装置などを提供すること
ができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は
、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面
、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
積層体の作製装置の一例を示す図。 積層体の作製装置の一例を示す図。 積層体の作製装置の一例を示す図。 積層体の作製装置の一例を示す図。 積層体の作製装置と積層体の一例を示す図。 積層体の作製装置の一例を示す図。 積層体の作製装置と積層体の一例を示す図。 積層体の一例を示す図。 発光パネルの一例を示す図。 発光パネルの一例を示す図。 発光パネルの一例を示す図。 発光パネルの一例を示す図。 発光パネルの一例を示す図。 発光装置の一例を示す図。 発光パネルの一例を示す図。 電子機器及び照明装置の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定さ
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同
一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の
機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実
際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必
ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
半導体装置、発光装置、表示装置等の各種装置の軽量化、薄型化、フレキシブル化が望ま
れている。例えば、有機樹脂や金属、合金等のフィルムを各種装置の基板に用いることで
、該装置の軽量化、薄型化、フレキシブル化を図ることができる。
しかし、薄い基板はハンドリングや、他の部材との貼り合わせが難しく、装置の作製工程
において、歩留まりが低下する場合がある。
本発明の一態様は、このような薄い基板を用いた装置(又は該装置の一部である積層体)
の作製装置に関する。または、本発明の一態様は、このような薄い基板を用いた装置(又
は該装置の一部である積層体)の作製方法に関する。
なお、本発明の一態様を適用して作製できる装置は、機能素子を有する。機能素子として
は、例えば、トランジスタ等の半導体素子や、発光ダイオード、無機EL素子、有機EL
素子等の発光素子、液晶素子等の表示素子が挙げられる。例えば、トランジスタを封入し
た半導体装置、発光素子を封入した発光装置(ここでは、トランジスタ及び発光素子を封
入した表示装置を含む)等も本発明の一態様を適用して作製できる装置である。
また、作製基板上に被剥離層を形成した後、被剥離層を作製基板から剥離して別の基板に
転置することができる。この方法によれば、例えば、耐熱性の高い作製基板上で形成した
被剥離層を、耐熱性の低い基板(有機樹脂基板など)や耐熱性の低い素子(有機EL素子
など)上に転置することができる。被剥離層の作製温度が、耐熱性の低い材料によって制
限されず、作製基板に比べて軽い、薄い、又は可撓性が高い基板等に被剥離層を転置する
ことで、半導体装置、発光装置、表示装置等の各種装置の軽量化、薄型化、フレキシブル
化を実現できる。
具体例としては、有機EL素子は水分などにより劣化しやすいため、ガスバリア性の高い
保護膜をガラス基板上に高温で形成する。そして、該保護膜をガラス基板から剥離し、耐
熱性やガスバリア性が低く、可撓性を有する有機樹脂基板に転置することができる。有機
樹脂基板に転置された保護膜上に有機EL素子を形成することで、信頼性の高いフレキシ
ブルな発光装置を作製できる。
また、別の例としては、ガスバリア性の高い保護膜をガラス基板上に高温で形成し、保護
膜上に有機EL素子を形成した後、保護膜及び有機EL素子をガラス基板から剥離し、耐
熱性やガスバリア性が低く、可撓性を有する有機樹脂基板に転置することができる。有機
樹脂基板に保護膜及び有機EL素子を転置することで、信頼性の高いフレキシブルな発光
装置を作製できる。
また、別の例としては、ガスバリア性の高い保護膜をガラス基板上に高温で形成し、保護
膜をガラス基板から剥離し、有機EL素子が形成された可撓性基板に転置することができ
る。有機EL素子が形成された可撓性基板に保護膜を転置することで、信頼性の高いフレ
キシブルな発光装置を作製できる。
本発明の一態様は、このような剥離及び転置を用いた装置(又は該装置の一部である積層
体)の作製装置に関する。または、本発明の一態様は、このような剥離及び転置を用いた
装置(又は該装置の一部である積層体)の作製方法に関する。
本明細書中において、ガスバリア性の高い層は、例えば、ガス透過量、酸素透過量、又は
水蒸気透過量が1×10−5[g/m・day]以下、好ましくは1×10−6[g/
・day]以下、より好ましくは1×10−7[g/m・day]以下、さらに好
ましくは1×10−8[g/m・day]以下とする。
実施の形態1では、本発明の一態様の積層体の作製装置について説明する。実施の形態2
では、本発明の一態様の積層体の作製装置で作製できる積層体、又は該積層体を含む装置
の一例として、フレキシブルな発光パネルについて説明する。実施の形態3では、発光パ
ネルを用いた発光装置の一例について説明する。実施の形態4では、発光パネルを用いた
電子機器及び照明装置の一例について説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の積層体の作製装置について図1〜図7を用いて説明
する。さらに、該積層体の作製装置で形成できる積層体について図8を用いて説明する。
本発明の一態様の積層体の作製装置は、ロールシート状の第1の支持体を間欠的に巻き出
すことができる第1の支持体供給ユニットと、巻き出された第1の支持体が供給され、静
止した第1の支持体上に第1の接着層を形成することができる第1の接着層形成ユニット
と、第1の接着層が形成された第1の支持体、及びシート状の部材が供給され、静止した
第1の支持体上に、第1の接着層を用いて部材を貼り合わせることができる第1の貼り合
わせユニットと、巻き出された第1の支持体の端部を保持することができる制御ユニット
と、を有する。本発明の一態様の積層体の作製装置は、巻き出された第1の支持体に張力
を加えることができる一対の張力付与装置を有する。本実施の形態では、一対の張力付与
装置の一方を第1の支持体供給ユニットが有し、他方を制御ユニットが有する場合を示す
なお、本明細書中において、第1の支持体が静止している、とは、第1の支持体供給ユニ
ットが第1の支持体の巻き出しを休止している、ともいえる。
本発明の一態様の積層体の作製装置において、第1の支持体供給ユニットでは、第1の支
持体を一定量巻き出した後、巻き出しを一時休止する。第1の接着層形成ユニットでは、
第1の支持体が静止した状態(第1の支持体の巻き出しが休止されている状態ともいえる
)で、第1の支持体上に第1の接着層を形成する工程が行われる。また、第1の貼り合わ
せユニットでは、第1の支持体が静止した状態で、第1の支持体及び部材を第1の接着層
を用いて貼り合わせる工程が行われる。そして、各ユニットでの工程が完了後、第1の支
持体供給ユニットでは、第1の支持体の巻き出しを再開する。そして、一定量巻き出した
後、再度巻き出しを休止し、各ユニットでの工程が完了してから巻き出しを再開する。こ
れを繰り返すことで、ロールシート状の第1の支持体に複数のシート状の部材を貼り合わ
せることができる。
第1の支持体として、有機樹脂や金属、合金、ガラス等を用いたロールシート状のフィル
ムを用いることができるため、第1の支持体のハンドリングが容易であり、量産性高く積
層体を作製することができる。
第1の支持体が静止した状態で、積層体の作製に係る各工程を進めることができるため、
作製の歩留まりを向上させることができる。特に、第1の支持体と部材との貼り合わせ工
程においても、歩留まりの低下を抑制できる。
また、一対の張力付与装置によって第1の支持体に張力をかけ、第1の支持体を静止させ
た状態で、積層体の作製に係る各工程を行うことで、処理される第1の支持体の表面のた
わみ等を抑制できるため、作製の歩留まりを向上させることができる。
また、すべての工程が完了した第1の支持体を分断することで、第1の支持体、第1の接
着層、及び部材がこの順で積層された積層体を複数作製することができる。本発明の一態
様では、量産性高く積層体を作製できる。
<作製装置の構成例1>
図1(A)に、本発明の一態様の積層体の作製装置を示す。
図1(A)に示す積層体の作製装置20は、第1の支持体供給ユニット190、第1の接
着層形成ユニット110、第1の貼り合わせユニット130、及び制御ユニット150を
有する。
第1の支持体供給ユニット190、第1の接着層形成ユニット110、及び第1の貼り合
わせユニット130は、不活性雰囲気にすることができるチャンバー170内に配置され
ていることが好ましい。これにより、積層体を構成する各層を貼り合わせる前に、不純物
等が混入することを抑制できる。さらに、制御ユニット150も、チャンバー170内に
配置されていてもよい。
積層体の作製装置20は、ロールシート状の第1の支持体210rを搬送する複数の搬送
ローラ117を有する。第1の支持体210rの搬送機構に特に限定は無く、搬送ローラ
のほか、ベルトコンベアや搬送ロボットを用いてもよい。
第1の支持体供給ユニット190では、ロールシート状の第1の支持体210rを間欠的
に巻き出すことができる。例えば、巻き出しローラ等を用いて、第1の支持体210rを
巻き出すことができる。
第1の支持体供給ユニット190は、巻き出された第1の支持体210rに張力を加える
ことができる一対の張力付与装置の一方を有する。例えば、ロールシート状の第1の支持
体210rを巻き出すことができるローラ(例えば、図2などに示す巻き出しローラ17
1)が、張力付与装置を有していてもよいし、張力付与装置を兼ねていてもよい。
第1の支持体供給ユニット190は、第1の支持体210rを保管するストック室を有し
ていてもよい。
第1の接着層形成ユニット110では、第1の支持体210r上に第1の接着層219を
形成できる。
第1の貼り合わせユニット130では、第1の接着層219を用いて、第1の支持体とシ
ート状の部材211を貼り合わせることができる。貼り合わせ工程は、減圧雰囲気で行わ
れることが好ましいため、第1の貼り合わせユニット130は、減圧雰囲気にすることが
できるチャンバー131を有することが好ましい。
部材211は、ストック室139から供給される。貼り合わせる前の部材211に不純物
が混入しないよう、ストック室139も、不活性雰囲気又は減圧雰囲気にすることができ
ると好ましい。
制御ユニット150では、巻き出された第1の支持体210rの端部を保持することがで
きる。制御ユニット150では、第1の支持体210rが巻き出される速度や、一回の巻
き出しで巻き出す量、第1の支持体210rにかける張力等を制御することができる。
制御ユニット150は、巻き出された第1の支持体210rに張力を加えることができる
一対の張力付与装置の他方を有する。例えば、ロールシート状の第1の支持体210rの
端部を保持することができる保持機構151が、張力付与装置を有していてもよいし、張
力付与装置を兼ねていてもよい。
なお、図1(A)では、保持機構151として第1の支持体210rの幅よりも狭い幅の
保持機構を例示したが、本発明の一態様はこれに限られず、第1の支持体210rの幅以
上の幅の保持機構を用いてもよい。図1(B)では、第1の支持体210rの幅よりも広
い幅の保持機構152を用いる場合を示す。
積層体の作製装置20は、分断ユニットを有する。制御ユニット150は、分断ユニット
を兼ねている(制御ユニット150に、分断ユニットが含まれている、ともいえる)。固
定機構157aと固定機構157bの間で第1の支持体210rを分断することができる
なお、図1(A)では、固定機構157a、bとして、第1の支持体210rの幅よりも
狭い幅の固定機構を例示したが、本発明の一態様はこれに限られず、第1の支持体210
rの幅以上の幅の固定機構を用いてもよい。図1(B)では、第1の支持体210rの幅
よりも広い幅の固定機構156a、bを用いる場合を示す。
なお、制御ユニット150が有する一対の張力付与装置の他方を、固定機構157aが有
していてもよいし、兼ねていてもよい。
積層体の作製装置20を用いた積層体の作製工程について、図2〜図4を用いて説明する
図2〜図4に示すように、チャンバー170は、ガス供給機構175と排気機構177を
有する。ガス供給機構175から不活性ガスを供給することで、チャンバー170内を不
活性雰囲気とすることができる。例えば、窒素や希ガス等を供給すればよい。
まず、第1の支持体供給ユニット190で、ロールシート状の第1の支持体210rが、
巻き出しローラ171によって巻き出される。巻き出された第1の支持体210rは、ガ
イドローラ173及び搬送ローラ117によって、各ユニットに送り出される。巻き出し
ローラ171は、第1の支持体210rを間欠的に巻き出すことができる。巻き出されて
いる第1の支持体210rの端部は、制御ユニット150における保持機構151が保持
している。
図2では、第1の支持体供給ユニット190において、第1の支持体210rの巻き出し
を休止している状態の一例を示す。図3では、各ユニットにおける工程が行われている状
態の一例を示す。図4では、第1の支持体供給ユニット190において、第1の支持体2
10rの巻き出しを行っている状態の一例を示す。
第1の支持体210rの巻き出しが停止している状態において、第1の接着層形成ユニッ
ト110では、ステージ113上の第1の支持体210rに第1の接着層219を形成す
る。
ステージ113は、前後、左右、又は上下の少なくともいずれかに移動可能とする。ステ
ージ113上に配置された第1の支持体210rを固定するための固定機構としては、吸
引チャック、静電チャック、メカニカルチャック等のチャックが挙げられる。例えば、ポ
ーラスチャックを用いてもよい。また、吸着テーブル、ヒーターテーブル、スピンナーテ
ーブル等に第1の支持体210rを固定してもよい。
第1の接着層219の形成方法に特に限定は無く、例えば、液滴吐出法や、印刷法(スク
リーン印刷法やオフセット印刷法など)、スピンコート法、スプレー塗布法などの塗布法
、ディッピング法、ディスペンス法、ナノインプリント法等を適宜用いることができる。
また、シート状に成形された接着シートを加圧しながら第1の支持体210r上に貼り合
わせてもよい。
接着層形成機構115に特に限定は無く、例えば、印刷装置、ディスペンス装置、塗布装
置、インクジェット装置、スピンコーター、スプレー塗布装置、バーコーター、スリット
コーター等を用いることができる。また、あらかじめシート状に成形された接着シートを
供給する装置を用いてもよい。
第1の接着層219は、後の工程で貼り合わせるシート状の部材211が重なる領域一面
に形成されていてもよいし、縞状などのパターン状に形成されていてもよい。
巻き出しが停止している状態において、第1の貼り合わせユニット130では、第1の接
着層219を用いて、ステージ133上の第1の支持体210rにシート状の部材211
を貼り合わせる。これにより、第1の支持体210r、第1の接着層219、及び部材2
11を有する第1の積層体220を作製することができる。
第1の貼り合わせユニット130では、第1の支持体210rの巻き出しが休止した後、
チャンバー131内を減圧雰囲気とする。その後、減圧雰囲気のストック室139からシ
ート状の部材211が供給される。
チャンバー131内を減圧雰囲気とすることで、貼り合わせ時に、不純物や気泡等が、第
1の支持体210r、第1の接着層219、及び部材211の間に混入することを抑制で
きる。また、ストック室139内を減圧雰囲気とすることで、貼り合わせる前の部材21
1に不純物が混入することを抑制できる。
ステージ133は、前後、左右、又は上下の少なくともいずれかに移動可能とする。ステ
ージ133上に配置された第1の支持体210rを固定するための固定機構としては、ス
テージ113と同様の構成が挙げられる。
部材保持機構135は、供給されたシート状の部材211を保持する。例えば、各ステー
ジと同様の構成で部材211を固定することができる。
部材保持機構135を用いて、部材211の貼り合わせる面全体を加圧しながら、部材2
11と第1の支持体210rを貼り合わせることで、部材211と第1の支持体210r
の間に気泡が混入することを抑制できる。また、第1の接着層219の膜厚が不均一にな
ることを抑制できる。また、部材211と第1の支持体210rは、一の端部から貼り合
わせてもよい。
加圧時に、第1の接着層219が、未硬化状態、半硬化状態等の、流動性を有する状態で
あると、気泡の混入や膜厚のばらつきをより抑制できる。また、加圧時に、第1の接着層
219は接着性(粘着性)を有していてもよいし、加圧後に接着性を発現させてもよい。
第1の接着層219の材料が部材211と第1の支持体210rの端部をはみ出してステ
ージ133上等に付着しないことが好ましい。第1の接着層219のパターンや材料の量
によって適宜制御すればよい。また、ステージ133上等に付着した第1の接着層219
の材料をふきとる機構を第1の貼り合わせユニット130が有していてもよい。例えば、
アセトン等の有機溶剤や、布等のワイパーを用いてもよい。
部材保持機構135がヒータ等の加熱機構を有していてもよい。第1の接着層219に熱
硬化型の接着剤を用いた場合、該加熱機構によって、貼り合わせと同時に接着剤を硬化す
ることができ、好ましい。
また、積層体の作製装置において、第1の積層体が供給され、第1の接着層を硬化させる
ことができる第1の接着層硬化ユニットを有していてもよい。例えば、第1の貼り合わせ
ユニット130と制御ユニット150の間に、第1の接着層硬化ユニットを有していても
よい。接着層硬化ユニットは、熱硬化型の接着剤を硬化させるための加熱機構(ヒータ等
の熱源)や、光硬化型の接着剤を硬化させるための光照射機構(レーザ、ランプ等の光源
)を有していればよい。
図2〜図4では、制御ユニット150に分断ユニットが含まれる場合を説明する。巻き出
しが停止している状態において、分断ユニットでは、分断機構155を用いて第1の支持
体210rを分断する。
分断ユニットは、固定機構157aと固定機構157bの間で第1の支持体210rを分
断することができる。
ステージ153は、前後、左右、又は上下の少なくともいずれかに移動可能とする。ステ
ージ153上に配置された第1の支持体210rを固定するための固定機構としては、ス
テージ113と同様の構成が挙げられる。
分断機構155としては、第1の支持体210rを分断できるものであれば特に限定はな
く、カッター等の鋭利な刃物や、レーザ等を用いればよい。
固定機構157a、bは、第1の支持体210rを固定できれば特に限定は無く、例えば
、クリップ等を用いてもよい。固定機構157a、bは、第1の支持体210rを送り出
すことができる。例えば、固定機構157a、bは、前後、左右、又は上下の少なくとも
いずれかに移動可能とすることが好ましい。
固定機構157aは、第1の支持体210rに張力を加えることができる一対の張力付与
装置の他方を有する。第1の支持体210rが分断された後、チャンバー170内の第1
の支持体210rは固定機構157a及び巻き出しローラ171が有する一対の張力付与
装置によって張力が与えられ、静止した状態を保つことができる。また、チャンバー17
0の外の第1の支持体210rは、ステージ153、固定機構157b、及び保持機構1
51によって支持される。
固定機構157aと巻き出しローラ171でチャンバー170内の第1の支持体210r
に張力を与え続けられる場合、保持機構151は、張力付与装置を有していなくてもよい
図3に示すように、第1の支持体210rが分断された後、ステージ153、固定機構1
57b、及び保持機構151が移動し、チャンバー170の外の第1の支持体210rか
ら離れる。これにより、第1の支持体210、第1の接着層219、及び部材211を有
する第1の積層体250を、積層体の作製装置20内から取り出すことができる。積層体
の作製装置20は、搬出機構や、搬出ユニットを有していてもよい。
次に、保持機構151が移動し、固定機構157aが保持する第1の支持体210rの端
部を挟持する。
そして、図4に示すように、固定機構157a、ステージ113、ステージ133、及び
チャンバー131が移動し、第1の支持体210rから離れる。その後、第1の支持体2
10rが巻き出しが再開され、搬送ローラ117上を搬送される。第1の支持体210r
が一定量巻き出された後は、巻き出しが停止する。そして、図2の状態に戻り、各ユニッ
トにおいて、積層体の作製に係る各工程が行われる。
<作製装置の変形例>
図1(A)、及び図2〜図4では、積層体の作製装置20が、分断ユニットを有する例を
示したが、本発明の一態様はこれに限られない。図5(A)に示すように、制御ユニット
150が巻き取りユニットを兼ねて(制御ユニット150に、巻き取りユニットが含まれ
て)いてもよい。
図5(A)に示す制御ユニット150では、巻き出された第1の支持体210rに張力を
加えることができる一対の張力付与装置の他方として、巻き取りローラ178を有する場
合を示す。巻き取りローラ178は、巻き出された第1の支持体210rの端部を保持す
ることができる。巻き取りローラ178は、ロールシート状の第1の積層体220rを巻
き取ることができる。
図5(B)にロールシート状の第1の積層体220rを展開した状態を示す。第1の積層
体220rは、第1の積層体220を複数有する。第1の積層体220は、第1の支持体
210r、第1の接着層219、及び部材211を有する。つまり、ロールシート状の第
1の積層体220rは、第1の支持体210r上に、第1の接着層219を用いて貼り合
わされた部材211を複数有する。
第1の積層体220rは、複数の搬送ローラ117及びガイドローラ179を介して巻き
取りローラ178に巻き取られる。
また、図5(A)に示すように、第1の接着層形成ユニット110は、減圧雰囲気にする
ことができるチャンバー111を有していてもよい。例えば、第1の接着層219の材料
として、シート状に成形された接着シートを用いる場合、第1の支持体210r上に接着
シートを貼り合わせる際に減圧雰囲気とすることで、気泡等の混入を抑制できる。また、
加圧ローラ112等の加圧機構を用いることでも、気泡等の混入を抑制でき、好ましい。
<作製装置の構成例2>
図1(B)に、本発明の別の態様の積層体の作製装置を示す。なお、構成例1と同様の構
成については、説明を省略する。
図1(B)に示す積層体の作製装置21は、第1の支持体供給ユニット190、第1の接
着層形成ユニット110、第1の貼り合わせユニット130、起点形成ユニット120、
分離ユニット140、第2の接着層形成ユニット160、第2の貼り合わせユニット18
0、及び制御ユニット150を有する。
第1の支持体供給ユニット190、第1の接着層形成ユニット110、及び第1の貼り合
わせユニット130は、不活性雰囲気にすることができるチャンバー170内に配置され
ていることが好ましい。さらに、起点形成ユニット120、分離ユニット140、第2の
接着層形成ユニット160、第2の貼り合わせユニット180、及び制御ユニット150
も、チャンバー170内に配置されていてもよい。
積層体の作製装置21は、ロールシート状の第1の支持体210rを搬送する複数の搬送
ローラ117を有する。
第1の支持体供給ユニット190、第1の接着層形成ユニット110、第1の貼り合わせ
ユニット130、及び制御ユニット150は、積層体の作製装置20と同様であるため、
説明を省略する。
起点形成ユニット120では、第1の貼り合わせユニット130から供給される第1の積
層体220に剥離の起点を形成することができる。
分離ユニット140では、剥離の起点が形成された第1の積層体220を、表層222と
残部221とに分離することができる。表層222はストック室149に収納される。
第2の接着層形成ユニット160では、残部221上に第2の接着層229を形成するこ
とができる。
第2の貼り合わせユニット180では、第2の接着層229を用いて、残部221と第2
の支持体231rを貼り合わせることができる。貼り合わせ工程は、減圧雰囲気で行われ
ることが好ましいため、第2の貼り合わせユニット180は、減圧雰囲気にすることがで
きるチャンバー181を有することが好ましい。
第2の支持体231rは、チャンバー181に配置されていてもよい。第2の支持体23
1rは、チャンバー181と接続するストック室189から供給されてもよい。貼り合わ
せる前の第2の支持体231rに不純物が混入しないよう、ストック室189も、不活性
雰囲気又は減圧雰囲気にすることができると好ましい。
積層体の作製装置21を用いた積層体の作製工程について、図6及び図7(A)を用いて
説明する。なお、第1の支持体供給ユニット190、第1の接着層形成ユニット110、
第1の貼り合わせユニット130における工程は、積層体の作製装置20と同様であるた
め、説明を省略する。
図6及び図7(A)では、第1の支持体供給ユニット190において、第1の支持体21
0rの巻き出しを休止している期間における、起点形成ユニット120、分離ユニット1
40、第2の接着層形成ユニット160、第2の貼り合わせユニット180、及び制御ユ
ニット150の一例を示す。
図6に示すように、第1の支持体210rの巻き出しが停止している状態において、起点
形成ユニット120では、ステージ123上の第1の積層体220に剥離の起点を形成す
る。
起点形成機構としては、例えば、カッター等の鋭利な刃物や、レーザを用いることができ
る。
ここでは、一例として、起点形成ユニット120がレーザ照射システムを有する場合につ
いて説明する。
起点形成ユニット120が有するレーザ照射システムは、ステージ123、処理部505
、表示装置507、カメラ509、レーザ装置511、位置合わせ機構(図示しない)、
及び光源515を有する。
表示装置507には、処理部505を介してカメラ509の観察結果が出力される。
カメラ509には、例えば、カメラを含む光学顕微鏡等を用いることができる。カメラ5
09で検出された光は、処理部505で処理され、画像として表示装置507に表示され
る。
レーザ装置511は、剥離の起点を形成するためのレーザ光を照射することができる装置
である。
処理部505は、表示装置507、カメラ509、レーザ装置511、位置合わせ機構、
及び光源515と接続されている。本実施の形態のレーザ照射システムは、処理部505
を有するため、カメラ509の観察結果等に応じて、自動で、位置合わせ機構やレーザ装
置511、光源515を動作させる設定とすることができる。また、表示装置507に出
力されるカメラ509の観察結果等に応じて、実施者が適宜、位置合わせ機構やレーザ装
置511、光源515を動作させることもできる。
ここでは、カメラ509によって、レーザ光照射位置593を直接検出する場合を例に挙
げて説明するが、第1の積層体220におけるレーザ光照射位置593を、マーカ位置か
らの距離によって設定し、該マーカ位置を検出することで、レーザ光照射位置を決定して
もよい。
可動式のハーフミラー517の向きを変えることで、第1の積層体220に光源515か
らの光535、又はレーザ光531を照射することができる。
はじめに、シャッター521aを開き、位置合わせ機構を用いてステージ123を動かし
ながら、カメラ509によって光を検出する。光源515からの光535は、シャッター
521cが開くと、ハーフミラー517及び集光レンズ523を介して第1の積層体22
0に照射される。第1の積層体220からの反射光533が集光レンズ523及びハーフ
ミラー517を介してカメラ509に照射される。これによって、第1の積層体220に
おけるレーザ光照射位置593を特定する。このとき、シャッター521bは閉じている
続いて、シャッター521a、cを閉じ、ハーフミラー517の向きを変え、シャッター
521bを開いて、レーザ装置511からレーザ光531を発振する。レーザ光531は
、ハーフミラー517、集光レンズ523を介して、第1の積層体220におけるレーザ
光照射位置593に照射される。これにより、剥離の起点を第1の積層体220に形成す
ることができる。
図6に示すように、第1の支持体210rの巻き出しが停止している状態において、分離
ユニット140では、第1の積層体220を、表層222及び残部221に分離する。具
体的には、剥離の起点を用いて、ステージ143上の第1の積層体220から表層222
を剥離することで、表層222及び残部221に分離できる。
例えば、吸着パッドなどの吸着部材147を用いて表層222を剥離すればよい。
分離ユニット140は、剥離したい界面に差し込む鋭利な刃物145を有していてもよい
。刃物を差し込むことで、剥離を円滑に開始できる。
また、分離ユニット140は、剥離の進行部に液体を供給するノズルを有していてもよい
。剥離の進行部に水等の液体を供給することで、剥離強度を低下させることができる。ま
た、第1の積層体220に含まれる素子の静電破壊を抑制できる。
図7(A)に示すように、第1の支持体210rの巻き出しが停止している状態において
、第2の接着層形成ユニット160では、ステージ163上の残部221に第2の接着層
229を形成する。
第2の接着層形成ユニット160は、第1の接着層形成ユニット110と同様の構成を適
用できる。ここでは、接着層形成機構165として、接着層形成機構115と同様の構成
を用いる例を示すが、第2の接着層形成ユニット160は、第1の接着層形成ユニット1
10とは異なる形成機構及び異なる形成方法を適用してもよい。
巻き出しが停止している状態において、第2の貼り合わせユニット180では、第2の接
着層229を用いて、ステージ183上の残部221に第2の支持体231rを貼り合わ
せる。これにより、残部221、第2の接着層229、及び第2の支持体231rを有す
る第2の積層体223を作製することができる。
第2の貼り合わせユニット180では、第1の支持体210rの巻き出しを休止した後、
チャンバー181内を減圧雰囲気とする。チャンバー181内を減圧雰囲気とすることで
、貼り合わせ時に、不純物や気泡等が、残部221、第2の接着層229、及び第2の支
持体231rの間に混入することを抑制できる。
ステージ183は、前後、左右、又は上下の少なくともいずれかに移動可能とする。ステ
ージ183上に配置された第1の支持体210rを固定するための固定機構としては、ス
テージ113と同様の構成が挙げられる。
ここでは、ロールシート状の第2の支持体231rを用いる例を示すが、第2の支持体は
これに限られない。例えば、シート状の第2の支持体を用いてもよい。
巻き出しローラ185は、第2の支持体231rを間欠的に巻き出すことができる。巻き
出されている第2の支持体231rの端部は、制御ユニット150における保持機構15
2が保持していてもよい。また、別の保持機構によって保持されていてもよい。
巻き取りローラ188は、分離テープ233を間欠的に巻き取ることができる。
保持機構152が第2の支持体231rの端部を保持している場合、第1の支持体210
rと第2の支持体231rの巻き出しは同時に行うことができる。第1の支持体210r
と第2の支持体231rの端部が異なる保持機構によって固定されている場合、第1の支
持体210rと第2の支持体231rの巻き出しはそれぞれ独立に行うことができる。
まず、ロールシート状の第2の支持体231rが、巻き出しローラ185によって巻き出
される。巻き出された第2の支持体231rは、ガイドローラ184によって送り出され
る。そして、第2の支持体231rから分離テープ233(セパレートフィルムとも呼ば
れる)を、巻き取りローラ188で引っ張り剥離する。
第2の支持体231rの、第2の接着層229と貼り合わせる面が、貼り合わせる直前に
露出することで、第2の支持体231rの巻き出し中にゴミやキズがつくことを抑制でき
る。
第2の支持体231rから剥離した分離テープ233は、ガイドローラ187を介して、
巻き取りローラ188に巻き取られる。分離テープ233が剥離された第2の支持体23
1rは、方向転換ローラ186により、第1の支持体210rの搬送方向とほぼ同一方向
に送り出される。
静電気が発生する恐れのある位置には、イオナイザ191を設け、イオナイザからエア又
は窒素ガス等を吹き付け除電処理を行ってもよい。
加圧ローラ182を用いて、第2の支持体231rの貼り合わせる面を加圧しながら、残
部221と第2の支持体231rを貼り合わせることで、残部221と第2の支持体23
1rの間に気泡が混入することを抑制できる。また、第2の接着層229の膜厚が不均一
になることを抑制できる。
加圧ローラ182が、ヒータ等の加熱機構を有していてもよい。第2の接着層229に熱
硬化型の接着剤を用いた場合、該加熱機構によって、貼り合わせと同時に接着剤を硬化す
ることができ、好ましい。
また、積層体の作製装置において、第2の積層体が供給され、第2の接着層を硬化させる
ことができる第2の接着層硬化ユニットを有していてもよい。例えば、第2の貼り合わせ
ユニット180と制御ユニット150の間に、第2の接着層硬化ユニットを有していても
よい。
第1の支持体210rの巻き出しが停止している状態において、分断ユニットでは、分断
機構155を用いて第1の支持体210r及び第2の支持体231rを分断する。
分断ユニットは、固定機構156aと固定機構156bの間で第1の支持体210rを分
断することができる。
固定機構156a、bは、第1の支持体210rを固定できれば特に限定は無く、例えば
、クリップ等を用いてもよい。固定機構156a、bは、前後、左右、又は上下の少なく
ともいずれかに移動可能とする。
図1(B)及び図7(A)では、積層体の作製装置21が、分断ユニットを有する例を示
したが、制御ユニット150が巻き取りユニットを兼ねて(制御ユニット150に、巻き
取りユニットが含まれて)いてもよい。
図7(B)に巻き取りユニットが巻き取ることができる、ロールシート状の第2の積層体
223rを展開した状態を示す。第2の積層体223rは、第2の積層体223を複数有
する。第2の積層体223は、残部221、第2の接着層229、及び第2の支持体23
1rを有する。つまり、ロールシート状の第2の積層体223rは、第1の支持体210
r上に、第1の接着層219を用いて貼り合わされた部材211の一部と、該部材211
の一部上に第2の接着層229を用いて貼り合わされた第2の支持体231rと、を複数
有する。
<積層体の構成例>
上記本発明の一態様の作製装置を用いて作製できる積層体の構成の一例について図8を用
いて説明する。
図8(A)に示す積層体は、一対のガスバリア性の高い層200の間に素子層201を有
する。素子層201の上下にガスバリア性の高い層200を設けることで、素子層201
に含まれる機能素子が水分等の不純物によって劣化することを抑制することができる。
図8(B)に示す積層体は、図1(A)の積層体の作製装置20を用いて作製できる。例
えば、まず、ロールシート状のガスバリア性の高い層200を、第1の支持体供給ユニッ
ト190から供給し、第1の接着層形成ユニット110で接着層209を形成する。次に
、素子層201が形成されたシート状のガスバリア性の高い層200を、第1の貼り合わ
せユニット130に供給し、接着層209を用いて、ロールシート状のガスバリア性の高
い層200と貼り合わせる。これにより、図8(B)に示す積層体を作製できる。
また、本発明の一態様の積層体の作製装置は、機能素子形成ユニットを有していてもよい
。例えば、ロールシート状のガスバリア性の高い層200を、第1の支持体供給ユニット
190から供給し、機能素子形成ユニットで、素子層201を形成する。次に、第1の接
着層形成ユニット110で素子層201上に接着層209を形成する。そして、シート状
のガスバリア性の高い層200を、第1の貼り合わせユニット130に供給し、接着層2
09を用いて、素子層201と貼り合わせる。これにより、図8(B)に示す積層体を作
製できる。
図8(C)に示す積層体は、図1(B)の積層体の作製装置21を用いて作製できる。例
えば、まず、耐熱性の高い作製基板上に剥離層(実施の形態2参照)を介して素子層20
1を作製する。これをシート状の部材211とする。そして、積層体の作製装置21にお
いて、ロールシート状のガスバリア性の高い層200を、第1の支持体供給ユニット19
0から供給し、第1の接着層形成ユニット110で接着層209を形成する。次に、素子
層201を含むシート状の部材211を、第1の貼り合わせユニット130に供給し、接
着層209を用いて、ロールシート状のガスバリア性の高い層200と貼り合わせる。次
に、起点形成ユニット120にて、シート状の部材211に剥離の起点を形成する。剥離
の起点が形成されたシート状の部材211を、分離ユニット140にて、表層222と、
残部(素子層201)に分離する。次に、第2の接着層形成ユニット160で素子層20
1上に接着層209を形成する。そして、シート状のガスバリア性の高い層200を、第
2の貼り合わせユニット180に供給し、接着層209を用いて、素子層201と貼り合
わせる。これにより、図8(C)に示す積層体を作製できる。
上記積層体の作製方法では、積層体を構成するガスバリア性の高い層200とは異なる作
製基板上で素子層201を形成することができる。したがって、素子層201の形成方法
が、ガスバリア性の高い層200の材料によって制限されないため、好ましい。例えば、
耐熱性が低く、ガスバリア性の高い材料を用いることができる。
図8(D)に示すように、ガスバリア性の高い層200は積層構造であってもよく、接着
層203を用いてガスバリア性の低い層204とガスバリア性の高い層202が貼り合わ
された構造であってもよい。
図8(D)に示す積層体は、図1(B)の積層体の作製装置21を用いて作製できる。例
えば、まず、耐熱性の高い作製基板上に剥離層を介してガスバリア性の高い層202及び
素子層201をこの順で作製する。これをシート状の部材211とする。そして、ロール
シート状のガスバリア性の高い層200を、第1の支持体供給ユニット190から供給し
、第1の接着層形成ユニット110で接着層209を形成する。次に、ガスバリア性の高
い層202及び素子層201を含むシート状の部材211を、第1の貼り合わせユニット
130に供給し、接着層209を用いて、ロールシート状のガスバリア性の高い層200
と貼り合わせる。次に、起点形成ユニット120にて、シート状の部材211に剥離の起
点を形成する。剥離の起点が形成されたシート状の部材211を、分離ユニット140に
て、表層222と、残部(ガスバリア性の高い層202及び素子層201)に分離する。
そして、第2の接着層形成ユニット160でガスバリア性の高い層202上に接着層20
3を形成する。シート状のガスバリア性の低い層204を、第2の貼り合わせユニット1
80に供給し、接着層203を用いて、ガスバリア性の高い層202と貼り合わせる。こ
れにより、図8(D)に示す積層体を作製できる。
上記積層体の作製方法では、積層体を構成するガスバリア性の高い層200や、ガスバリ
ア性の低い層204とは異なる作製基板上で素子層201を形成することができる。した
がって、素子層201の形成方法が、ガスバリア性の高い層200や、ガスバリア性の低
い層204の材料によって制限されないため、好ましい。例えば、耐熱性の高い作製基板
上で、素子層201やガスバリア性の高い層202を形成することができる。
図8(E)に示す積層体の作製方法としては、例えば、まず、ロールシート状のガスバリ
ア性の高い層200を、第1の支持体供給ユニット190から供給し、機能素子形成ユニ
ットで、素子層201を形成する。そして、第1の接着層形成ユニット110で素子層2
01上に接着層209を形成する。ガスバリア性の高い層202を含むシート状の部材2
11を、第1の貼り合わせユニット130に供給し、接着層209を用いて、素子層20
1と貼り合わせる。次に、起点形成ユニット120にて、シート状の部材211に剥離の
起点を形成する。剥離の起点が形成されたシート状の部材211を、分離ユニット140
にて、表層222と、残部(ガスバリア性の高い層202)に分離する。そして、第2の
接着層形成ユニット160でガスバリア性の高い層202上に接着層203を形成する。
シート状のガスバリア性の低い層204を、第2の貼り合わせユニット180に供給し、
接着層203を用いて、ガスバリア性の高い層202と貼り合わせる。これにより、図8
(E)に示す積層体を作製できる。
また、本発明の一態様の積層体の作製装置は、各ユニットを複数有していてもよい。例え
ば、起点形成ユニットや分離ユニットを複数有していてもよい。
図8(F)に示す積層体の作製方法としては、例えば、ロールシート状のガスバリア性の
低い層204を、第1の支持体供給ユニット190から供給し、第1の接着層形成ユニッ
ト110で接着層203を形成する。ガスバリア性の高い層202を含むシート状の部材
211を、第1の貼り合わせユニット130に供給し、接着層203を用いて、ロールシ
ート状のガスバリア性の低い層204と貼り合わせる。次に、起点形成ユニット120に
て、シート状の部材211に剥離の起点を形成する。剥離の起点が形成されたシート状の
部材211を、分離ユニット140にて、表層222と、残部(ガスバリア性の高い層2
02)に分離する。そして、第2の接着層形成ユニット160でガスバリア性の高い層2
02上に接着層209を形成する。そして、ガスバリア性の高い層202及び素子層20
1を含むシート状の部材を、第2の貼り合わせユニット180に供給し、接着層209を
用いて、ガスバリア性の高い層202と貼り合わせる。次に、第2の起点形成ユニットに
て、シート状の部材に剥離の起点を形成する。剥離の起点が形成されたシート状の部材を
、第2の分離ユニットにて、表層と、残部(ガスバリア性の高い層202及び素子層20
1)に分離する。そして、第3の接着層形成ユニットでガスバリア性の高い層202上に
接着層203を形成する。シート状のガスバリア性の低い層204を、第3の貼り合わせ
ユニットに供給し、接着層203を用いて、ガスバリア性の高い層202と貼り合わせる
。これにより、図8(F)に示す積層体を作製できる。
以上に示したように、本発明の一態様の積層体の作製装置を用いて、素子層が一対のバリ
ア性の高い層に挟持された信頼性の高い積層体(又は装置)を作製することができる。な
お、各層に可撓性を有する材料を用いることで、可撓性を有する積層体(又はフレキシブ
ルデバイス)を作製することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様を適用して作製できるフレキシブルな発光パネルにつ
いて、図9〜図12を用いて説明する。
本実施の形態の発光パネルは、発光素子として有機EL素子を有する。一対のバリア層の
間に該有機EL素子を有するため、本実施の形態の発光パネルは、信頼性が高い。なお、
本明細書中において、バリア性の高い層をバリア層とも記す。
一対のバリア層の少なくとも一方は有機EL素子の発光を透過する。本実施の形態の発光
パネルには、トップエミッション構造の有機EL素子を用いてもよいし、ボトムエミッシ
ョン構造の有機EL素子を用いてもよいし、デュアルエミッション構造の有機EL素子を
用いてもよい。
本発明の一態様では、パッシブマトリクス方式の発光パネルと、トランジスタによって発
光素子の駆動が制御されたアクティブマトリクス方式の発光パネルと、のいずれも作製す
ることができる。
<発光パネルの構成例1>
図9(A)に発光パネルの平面図を示し、図9(B)に、図9(A)の一点鎖線X1−Y
1間及びX2−Y2間の断面図を示す。
図9(B)に示す発光パネルは、バリア層490b、導電層406、導電層416、絶縁
層405、有機EL素子450(第1の電極401、EL層402、及び第2の電極40
3)、接着層407、及びバリア層490aを有する。
構成例1では、バリア層490aは、バリア性の高い可撓性基板からなり、バリア層49
0bは、可撓性基板420b、接着層422b、及びバリア性の高い絶縁層424bから
なる例を示す。
有機EL素子450は、バリア層490a上の第1の電極401と、第1の電極401上
のEL層402と、EL層402上の第2の電極403とを有する。バリア層490a、
接着層407、及びバリア層490bによって、有機EL素子450は封止されている。
第1の電極401、導電層406、導電層416の端部は絶縁層405で覆われている。
導電層406は第1の電極401と電気的に接続し、導電層416は第2の電極403と
電気的に接続する。第1の電極401を介して絶縁層405に覆われた導電層406は、
補助配線として機能し、第1の電極401と電気的に接続する。有機EL素子の電極と電
気的に接続する補助配線を有すると、電極の抵抗に起因する電圧降下を抑制できるため、
好ましい。導電層406は、第1の電極401上に設けられていてもよい。また、絶縁層
405上等に、第2の電極403と電気的に接続する補助配線を有していてもよい。
発光パネルの光取出し効率を高めるため、発光素子からの光を取り出す側に光取り出し構
造を有していてもよい。
以下に、構成例1の発光パネルの作製方法の一例を示す。構成例1の発光パネルは、図1
(B)に示す積層体の作製装置21を用いて作製できる。
例えば、まず、耐熱性の高い作製基板上に剥離層を形成する。次に、剥離層上に被剥離層
として、バリア性の高い絶縁層424bから有機EL素子450までを形成する。これが
、シート状の部材211に相当する。
第1の支持体供給ユニット190では、ロールシート状のバリア層490aを供給する。
第1の接着層形成ユニット110では、ロールシート状のバリア層490a上に接着層4
07を形成する。第1の貼り合わせユニット130では、接着層407を用いてシート状
の部材211とバリア層490aを貼り合わせる。起点形成ユニット120では、部材2
11に剥離の起点を形成する。分離ユニット140では、剥離の起点を形成した部材21
1を表層(作製基板及び剥離層)と残部(バリア性の高い絶縁層424bから有機EL素
子450まで)に分離する。第2の接着層形成ユニット160では、バリア性の高い絶縁
層424b上に接着層422bを形成する。第2の貼り合わせユニット180では、接着
層422bを用いてバリア性の高い絶縁層424bとロールシート状の可撓性基板420
bとを貼り合わせる。
または、有機EL素子の形成ユニットを有する積層体の作製装置を用いてもよい。例えば
、耐熱性の高い作製基板上に剥離層を介して形成したバリア性の高い絶縁層424bを、
ロールシート状の可撓性基板420b上に接着層422bを用いて転置する。次に、バリ
ア性の高い絶縁層424b上に、有機EL素子450を形成し、その後、接着層407を
用いて有機EL素子450とロールシート状のバリア層490aとを貼り合わせる。
<発光パネルの構成例2>
図9(A)に発光パネルの平面図を示し、図9(C)に、図9(A)の一点鎖線X1−Y
1間及びX2−Y2間の断面図を示す。なお、構成例1と同様の構成については説明を省
略する。
図9(C)に示す発光パネルは、バリア層490a、導電層406、導電層416、絶縁
層405、有機EL素子450、接着層407、及びバリア層490bを有する。
構成例2では、バリア層490aは、バリア性の高い可撓性基板からなり、バリア層49
0bは、可撓性基板420b、接着層422b、及びバリア性の高い絶縁層424bから
なる例を示す。
以下に、構成例2の発光パネルの作製方法の一例を示す。構成例2の発光パネルは、有機
EL素子の形成ユニットを有する積層体の作製装置を用いて作製できる。
例えば、まず、ロールシート状のバリア層490a上に有機EL素子450を直接形成す
る。次に、耐熱性の高い作製基板上に剥離層を介して形成したバリア性の高い絶縁層42
4bを、有機EL素子450上に接着層407を用いて転置する。その後、接着層422
bを用いてバリア性の高い絶縁層424bとロールシート状の可撓性基板420bとを貼
り合わせる。
<発光パネルの構成例3>
図9(A)に発光パネルの平面図を示し、図9(D)に、図9(A)の一点鎖線X1−Y
1間及びX2−Y2間の断面図を示す。なお、構成例1、2と同様の構成については説明
を省略する。
図9(D)に示す発光パネルは、バリア層490b、導電層406、導電層416、絶縁
層405、有機EL素子450、接着層407、及びバリア層490aを有する。
構成例3では、バリア層490aは、可撓性基板420a、接着層422a、及びバリア
性の高い絶縁層424aからなり、バリア層490bは、可撓性基板420b、接着層4
22b、及びバリア性の高い絶縁層424bからなる例を示す。
以下に、構成例3の発光パネルの作製方法の一例を示す。構成例3の発光パネルは、2つ
の起点形成ユニット、2つの分離ユニット、3つの接着層形成ユニット、3つの貼り合わ
せユニットを有する積層体の作製装置を用いて作製できる。
例えば、まず、耐熱性の高い作製基板上に剥離層を介してバリア性の高い絶縁層424a
を形成する。また、別の耐熱性の高い作製基板上に剥離層を介して、被剥離層として、バ
リア性の高い絶縁層424bから有機EL素子450までを形成する。そして、ロールシ
ート状の可撓性基板420a上に接着層422aを用いてバリア性の高い絶縁層424a
を転置し、その後、バリア性の高い絶縁層424a上に接着層407を用いて該被剥離層
を転置する。その後、接着層422bを用いてバリア性の高い絶縁層424bとロールシ
ート状の可撓性基板420bとを貼り合わせる。
さらに、積層体の作製装置が有機EL素子の形成ユニットを有していてもよい。例えば、
耐熱性の高い作製基板上に剥離層を介して形成したバリア性の高い絶縁層424bを、ロ
ールシート状の可撓性基板420b上に接着層422bを用いて転置する。次に、バリア
性の高い絶縁層424b上に、有機EL素子450を形成する。さらに、耐熱性の高い作
製基板上に剥離層を介して形成したバリア性の高い絶縁層424aを、有機EL素子45
0上に接着層407を用いて転置する。その後、接着層422aを用いてバリア性の高い
絶縁層424aとロールシート状の可撓性基板420aとを貼り合わせる。
<発光パネルの構成例4>
図10(A)に発光パネルの平面図を示し、図10(B)に、図10(A)の一点鎖線X
3−Y3間の断面図を示す。図10(B)に示す発光パネルはカラーフィルタ方式を用い
たボトムエミッション型の発光パネルである。
図10(A)に示す発光パネルは、発光部491、駆動回路部493、FPC(Flex
ible Printed Circuit)495を有する。発光部491及び駆動回
路部493に含まれる有機EL素子やトランジスタはバリア層490a、バリア層490
b、及び接着層407によって封止されている。
図10(B)に示す発光パネルは、バリア層490b、トランジスタ454、トランジス
タ455、絶縁層463、着色層432、絶縁層465、導電層435、絶縁層467、
絶縁層405、有機EL素子450(第1の電極401、EL層402、及び第2の電極
403)、接着層407、バリア層490a、及び導電層457を有する。バリア層49
0a、絶縁層463、絶縁層465、絶縁層467、及び第1の電極401は可視光を透
過する。
構成例4では、バリア層490aは、バリア性の高い可撓性基板からなり、バリア層49
0bは、可撓性基板420b、接着層422b、及びバリア性の高い絶縁層424bから
なる例を示す。
図10(B)に示す発光パネルの発光部491では、バリア層490b上にスイッチング
用のトランジスタ454、電流制御用のトランジスタ455、及び有機EL素子450を
有する。有機EL素子450は、絶縁層467上の第1の電極401と、第1の電極40
1上のEL層402と、EL層402上の第2の電極403とを有する。第1の電極40
1は、導電層435を介してトランジスタ455のソース電極又はドレイン電極と電気的
に接続している。第1の電極401の端部は絶縁層405で覆われている。第2の電極4
03は可視光を反射することが好ましい。また、発光パネルは、絶縁層463上に有機E
L素子450と重なる着色層432を有する。
駆動回路部493は、トランジスタを複数有する。図10(B)では、駆動回路部493
が有するトランジスタのうち、1つのトランジスタを示している。
導電層457は、駆動回路部493に外部からの信号(ビデオ信号、クロック信号、スタ
ート信号、又はリセット信号等)や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。こ
こでは、外部入力端子としてFPC495を設ける例を示している。
工程数の増加を防ぐため、導電層457は、発光部や駆動回路部に用いる電極や配線と同
一の材料、同一の工程で作製することが好ましい。ここでは、導電層457を、トランジ
スタのソース電極及びドレイン電極と同一の材料、同一の工程で作製した例を示す。
絶縁層463は、トランジスタを構成する半導体への不純物の拡散を抑制する効果を奏す
る。また、絶縁層465及び絶縁層467は、トランジスタや配線起因の表面凹凸を低減
するために平坦化機能を有する絶縁層を選択することが好適である。
以下に、構成例4の発光パネルの作製方法の一例を示す。構成例4の発光パネルは、図1
(B)に示す積層体の作製装置21を用いて作製できる。
例えば、まず、耐熱性の高い作製基板上に剥離層を形成する。次に、剥離層上に被剥離層
として、バリア性の高い絶縁層424bから有機EL素子450までを形成する。これが
、シート状の部材211に相当する。このとき、図10(C)に示すように、EL層40
2と同一工程で、導電層457と重なるEL層498を形成することが好ましい。また、
第2の電極403と同一工程で、導電層457と重なる導電層499を形成することが好
ましい。
第1の支持体供給ユニット190では、ロールシート状のバリア層490aを供給する。
第1の接着層形成ユニット110では、ロールシート状のバリア層490a上に接着層4
07を形成する。第1の貼り合わせユニット130では、接着層407を用いてシート状
の部材211とバリア層490aを貼り合わせる。起点形成ユニット120では、部材2
11に剥離の起点を形成する。分離ユニット140では、剥離の起点を形成した部材21
1を表層(作製基板及び剥離層)と残部(バリア性の高い絶縁層424bから有機EL素
子450まで)に分離する。第2の接着層形成ユニット160では、バリア性の高い絶縁
層424b上に接着層422bを形成する。第2の貼り合わせユニット180では、接着
層422bを用いてバリア性の高い絶縁層424bとロールシート状の可撓性基板420
bとを貼り合わせる。
次に、導電層457を露出させる。例えば、導電層457と重なる領域のバリア層490
aに、針やカッターなどの刃物で傷をつけてもよいし、レーザ光を照射してもよい。そし
て、粘着性のローラを押し付け、ローラを回転させながら相対的に移動させる。または、
粘着性のテープを貼り付け、剥してもよい。EL層498と導電層499の密着性や、E
L層498を構成する層どうしの密着性が低いため、EL層498と導電層499の界面
、又はEL層498中で分離が生じる。これにより、導電層457と重なる層を選択的に
除去し、導電層457を露出することができる。なお、導電層457上にEL層498等
が残存した場合は、有機溶剤等により除去すればよい。
なお、導電層457が露出し、後の工程でFPC495と電気的に接続することができれ
ば、導電層457と重なる層を除去する方法は問わない。必要が無ければEL層498や
導電層499を導電層457に重ねて形成しなくてもよい。例えば、EL層498中で分
離が生じる場合は導電層499を設けなくてもよい。また、用いる材料によっては、EL
層498と接着層407が接することで、2層の材料が混合する、層の界面が不明確にな
る等の不具合が生じる場合がある。このようなときには、発光パネルの信頼性の低下を抑
制するため、EL層498と接着層407の間に導電層499を設けることが好ましい。
その後、露出した導電層457に接続体497を介してFPC495を電気的に接続させ
ればよい。
<発光パネルの構成例5>
図11(A)に発光パネルの平面図を示し、図11(B)に、図11(A)の一点鎖線X
4−Y4間の断面図を示す。図11(B)に示す発光パネルは塗り分け方式を用いたトッ
プエミッション型の発光パネルである。なお、構成例4と同様の構成については説明を省
略する。
図11(A)に示す発光パネルは、発光部491、駆動回路部493、FPC495を有
する。発光部491及び駆動回路部493に含まれる有機EL素子やトランジスタはバリ
ア層490a、バリア層490b、及び接着層407によって封止されている。
図11(B)に示す発光パネルは、バリア層490a、下地膜423、トランジスタ45
5、絶縁層463、絶縁層465、絶縁層405、有機EL素子450、接着層407、
バリア層490b、及び導電層457を有する。バリア層490b、接着層407、及び
第2の電極403は可視光を透過する。
構成例5では、バリア層490aは、バリア性の高い可撓性基板からなり、バリア層49
0bは、可撓性基板420b、接着層422b、及びバリア性の高い絶縁層424bから
なる例を示す。
図11(B)に示す発光パネルの発光部491では、バリア層490a上にトランジスタ
455及び有機EL素子450が設けられている。有機EL素子450は、絶縁層465
上の第1の電極401と、第1の電極401上のEL層402と、EL層402上の第2
の電極403とを有する。第1の電極401は、トランジスタ455のソース電極又はド
レイン電極と電気的に接続している。第1の電極401は可視光を反射することが好まし
い。第1の電極401の端部は絶縁層405で覆われている。
駆動回路部493は、トランジスタを複数有する。図11(B)では、駆動回路部493
が有するトランジスタのうち、1つのトランジスタを示している。
導電層457は、駆動回路部493に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電
気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてFPC495を設ける例を示している。
バリア層490b上の接続体497は、バリア層490b、接着層407、絶縁層465
、及び絶縁層463に設けられた開口を介して導電層457と接続している。また、接続
体497はFPC495に接続している。接続体497を介してFPC495と導電層4
57は電気的に接続する。
以下に、構成例5の発光パネルの作製方法の一例を示す。構成例5の発光パネルは、有機
EL素子の形成ユニットを有する積層体の作製装置を用いて作製できる。
例えば、まず、ロールシート状のバリア層490a上に、複数のトランジスタ及び有機E
L素子450を直接形成する。下地膜423は必要でなければ設けなくてもよい。次に、
耐熱性の高い作製基板上に剥離層を介して形成したバリア性の高い絶縁層424bを、有
機EL素子450上に接着層407を用いて転置する。その後、接着層422bを用いて
バリア性の高い絶縁層424bとロールシート状の可撓性基板420bとを貼り合わせる
。導電層457とFPC495の接続方法に関しては、構成例4と同様である。
高温をかけて、有機EL素子450上に、バリア性の高い絶縁層424bを直接形成する
と、有機EL素子450が熱によるダメージを受け、発光装置の信頼性が低下する場合が
ある。上記のように、作製基板上で作製したバリア性の高い絶縁層424bを、接着層4
22bを用いて貼り合わせることで、有機EL素子450の耐熱性によらず、バリア性の
高い絶縁層424bを形成できる。これにより、一対のバリア層で有機EL素子450が
封止された信頼性の高い発光装置を歩留まりよく作製できる。
<発光パネルの構成例6>
図12(A)に発光パネルの平面図を示し、図12(B)に、図12(A)の一点鎖線X
5−Y5間の断面図を示す。図12(B)に示す発光パネルはカラーフィルタ方式を用い
たトップエミッション型の発光パネルである。なお、構成例4、5と同様の構成について
は説明を省略する。
図12(A)に示す発光パネルは、発光部491、駆動回路部493、FPC495を有
する。発光部491及び駆動回路部493に含まれる有機EL素子やトランジスタはバリ
ア層490a、バリア層490b、接着層404、及び接着層407によって封止されて
いる。
構成例6の発光パネルでは、一対の基板と有機EL素子との間に2種類の接合層を用いる
。具体的には、接合層を、該接合層よりもガスバリア性の高い接合層で囲う。外側の接合
層に、内側の接合層よりガスバリア性の高い材料を用いることで、内側の接合層に、硬化
時の体積の収縮が小さい、透光性(特に可視光の透過性)が高い、もしくは屈折率が高い
等の性質をもつガスバリア性の低い材料等を用いても、外部から水分や酸素が発光パネル
に侵入することを抑制できる。したがって、発光部のシュリンクが抑制された、信頼性の
高い発光パネルを実現することができる。
図12(B)に示す発光パネルは、バリア層490a、下地膜423、トランジスタ45
5、絶縁層463、絶縁層465、絶縁層405、有機EL素子450、接着層407、
接着層404、オーバーコート453、遮光層431、着色層432、バリア層490b
、及び導電層457を有する。バリア層490b、接着層407、及び第2の電極403
は可視光を透過する。
構成例6では、バリア層490aは、バリア性の高い可撓性基板からなり、バリア層49
0bは、可撓性基板420b、接着層422b、及びバリア性の高い絶縁層424bから
なる例を示す。
図12(B)に示す発光パネルの発光部491では、バリア層490a上にトランジスタ
455及び有機EL素子450を有する。また、発光パネルは、接着層407を介して有
機EL素子450と重なる着色層432を有し、接着層407を介して絶縁層405と重
なる遮光層431を有する。
駆動回路部493は、トランジスタを複数有する。図12(B)では、駆動回路部493
が有するトランジスタのうち、1つのトランジスタを示している。
導電層457は、駆動回路部493に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電
気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてFPC495を設ける例を示している。
以下に、構成例6の発光パネルの作製方法の一例を示す。構成例6の発光パネルは、有機
EL素子の形成ユニットを有する積層体の作製装置を用いて作製できる。
例えば、まず、ロールシート状のバリア層490a上に、複数のトランジスタ及び有機E
L素子450を直接形成する。また、耐熱性の高い作製基板上に剥離層を介して、被剥離
層として、バリア性の高い絶縁層424b、着色層432、遮光層431、オーバーコー
ト453を形成する。そして、有機EL素子450上に接着層407及び接着層404を
用いて該被剥離層を転置する。その後、接着層422bを用いてバリア性の高い絶縁層4
24bとロールシート状の可撓性基板420bとを貼り合わせる。導電層457とFPC
495の接続方法に関しては、構成例4と同様である。
<発光パネルの変形例>
図13(A)に発光パネルの平面図を示し、図13(B)、(C)に、図13(A)の一
点鎖線X6−Y6間の断面図をそれぞれ示す。図13(B)に示す発光パネルはカラーフ
ィルタ方式を用いたボトムエミッション型の発光パネルであり、図13(C)に示す発光
パネルはカラーフィルタ方式を用いたトップエミッション型の発光パネルである。
図13(B)、(C)に示す発光パネルは、有機EL素子450上に絶縁層408を有す
る点と、接続体497及びFPC495と導電層457とが重なる領域を、接着層407
及びバリア層490aが覆っている点で、構成例4、6と異なる。なお、構成例4、6と
同様の構成については説明を省略する。
有機EL素子450上に絶縁層408を形成することで、発光パネルの作製行程中に、大
気雰囲気に取り出して、接続体497及びFPC495を設けても、水分等の不純物が侵
入することによる有機EL素子450の劣化を抑制できる。絶縁層408としては、バリ
ア性の高い絶縁層を用いることが好ましい。
<発光パネルの材料>
次に、発光パネルに用いることができる材料の一例を示す。また、発光パネルを作製する
際に用いる作製基板及び剥離層の材料の一例を示す。
[作製基板]
作製基板には、少なくとも作製行程中の処理温度に耐えうる耐熱性を有する基板を用いる
。作製基板としては、例えばガラス基板、石英基板、サファイア基板、半導体基板、セラ
ミック基板、金属基板、樹脂基板、プラスチック基板などを用いることができる。
なお、量産性を向上させるため、作製基板として大型のガラス基板を用いることが好まし
い。作製基板にガラス基板を用いる場合、作製基板と剥離層との間に、下地膜として、酸
化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の絶縁膜を
形成すると、ガラス基板からの汚染を防止でき、好ましい。
[剥離層]
剥離層は、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト
、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、
シリコンから選択された元素、該元素を含む合金材料、又は該元素を含む化合物材料等を
用いて形成できる。シリコンを含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれで
もよい。また、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化インジ
ウム、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、In−Ga−Zn酸化物等の金属
酸化物を用いてもよい。剥離層に、タングステン、チタン、モリブデンなどの高融点金属
材料を用いると、被剥離層の形成工程の自由度が高まるため好ましい。
剥離層は、例えばスパッタリング法、プラズマCVD法、塗布法(スピンコーティング法
、液滴吐出法、ディスペンス法等を含む)、印刷法等により形成できる。剥離層の厚さは
例えば10nm以上200nm以下、好ましくは20nm以上100nm以下とする。
剥離層が単層構造の場合、タングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデ
ンの混合物を含む層を形成することが好ましい。また、タングステンの酸化物もしくは酸
化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物もしくは酸化窒化物を含む層、又はタングステン
とモリブデンの混合物の酸化物もしくは酸化窒化物を含む層を形成してもよい。なお、タ
ングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当
する。
また、剥離層として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造
を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化物で形成される絶縁膜
を形成することで、タングステン層と絶縁膜との界面に、タングステンの酸化物を含む層
が形成されることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理
、酸素プラズマ処理、亜酸化窒素(NO)プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶
液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。またプラズマ処
理や加熱処理は、酸素、窒素、亜酸化窒素単独、あるいは該ガスとその他のガスとの混合
気体雰囲気下で行ってもよい。上記プラズマ処理や加熱処理により、剥離層の表面状態を
変えることにより、剥離層と後に形成される絶縁層との密着性を制御することが可能であ
る。
[可撓性基板]
可撓性基板には、可撓性を有する材料を用いる。例えば、有機樹脂や可撓性を有する程度
の厚さのガラスを用いることができる。さらに、発光パネルにおける発光を取り出す側の
基板には、可視光を透過する材料を用いる。可撓性基板が可視光を透過しなくてもよい場
合、金属基板等も用いることができる。
ガラスや金属、合金等を用いたバリア性の高い可撓性基板は、単体でバリア層として用い
ることができる。なお、バリア性の高い可撓性基板と他の層とを積層してバリア層として
用いてもよい。有機樹脂等を用いたバリア性の低い可撓性基板は、バリア性の高い絶縁層
等を積層することでバリア層として用いることができる。
ガラスに比べて有機樹脂は比重が小さいため、可撓性基板として有機樹脂を用いると、ガ
ラスを用いる場合に比べて発光パネルを軽量化でき、好ましい。
可撓性及び透光性を有する材料としては、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)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂
、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリ
スチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。特に、熱膨
張率の低い材料を用いることが好ましく、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹
脂、PET等を好適に用いることができる。また、繊維体に樹脂を含浸した基板(プリプ
レグともいう)や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張率を下げた基板を使用するこ
ともできる。
可撓性及び透光性を有する材料中に繊維体が含まれている場合、繊維体は有機化合物又は
無機化合物の高強度繊維を用いる。高強度繊維とは、具体的には引張弾性率又はヤング率
の高い繊維のことをいい、代表例としては、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル
系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエチレン系繊維、アラミド系繊維、ポリパラフェニレン
ベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、又は炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維とし
ては、Eガラス、Sガラス、Dガラス、Qガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。こ
れらは、織布又は不織布の状態で用い、この繊維体に樹脂を含浸させ樹脂を硬化させた構
造物を可撓性基板として用いてもよい。可撓性基板として、繊維体と樹脂からなる構造物
を用いると、曲げや局所的押圧による破壊に対する信頼性が向上するため、好ましい。
光の取り出し効率向上のためには、可撓性及び透光性を有する材料の屈折率は高い方が好
ましい。例えば、有機樹脂に屈折率の高い無機フィラーを分散させることで、該有機樹脂
のみからなる基板よりも屈折率の高い基板を実現できる。特に粒子径40nm以下の小さ
な無機フィラーを使用すると、光学的な透明性を失わないため、好ましい。
金属基板の厚さは、可撓性や曲げ性を得るために、10μm以上200μm以下、好まし
くは20μm以上50μm以下であることが好ましい。金属基板は熱伝導性が高いため、
発光素子の発光に伴う発熱を効果的に放熱することができる。
金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッ
ケル、又は、アルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金などを好適に用いるこ
とができる。
可撓性基板としては、上記材料を用いた層が、装置の表面を傷などから保護するハードコ
ート層(例えば、窒化シリコン層など)や、押圧を分散可能な材質の層(例えば、アラミ
ド樹脂層など)等と積層されて構成されていてもよい。また、水分等による機能素子(特
に有機EL素子等)の寿命の低下を抑制するために、後述の透水性の低い絶縁層を備えて
いてもよい。
可撓性基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成と
すると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い発光パネルとすることがで
きる。
例えば、バリア層として、有機EL素子に近い側からガラス層、接着層、及び有機樹脂層
を積層した可撓性基板を用いることができる。当該ガラス層の厚さとしては20μm以上
200μm以下、好ましくは25μm以上100μm以下とする。このような厚さのガラ
ス層は、水や酸素に対する高いバリア性と可撓性を同時に実現できる。また、有機樹脂層
の厚さとしては、10μm以上200μm以下、好ましくは20μm以上50μm以下と
する。このような有機樹脂層をガラス層よりも外側に設けることにより、ガラス層の割れ
やクラックを抑制し、機械的強度を向上させることができる。このようなガラス材料と有
機樹脂の複合材料を基板に適用することにより、極めて信頼性が高いフレキシブルな発光
パネルとすることができる。
[接着層]
接着層には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌
気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキ
シ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂
、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(
エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い
材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いて
もよい。
また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物(酸化
カルシウムや酸化バリウム等)のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いる
ことができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸
着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が機能素子に侵
入することを抑制でき、発光パネルの信頼性が向上するため好ましい。
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、発光素子か
らの光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼ
オライト、ジルコニウム等を用いることができる。
[絶縁層]
絶縁層408、絶縁層424、及び絶縁層463には、それぞれバリア性の高い絶縁層を
用いることが好ましい。
バリア性の高い絶縁層としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を
含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、
酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、バリア性の高い絶縁層の水蒸気透過量は、1×10−5[g/m・day]以
下、好ましくは1×10−6[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−7
g/m・day]以下、さらに好ましくは1×10−8[g/m・day]以下とす
る。
また、絶縁層465や絶縁層467としては、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂等の有機材料を用い
ることができる。また、低誘電率材料(low−k材料)等を用いることができる。また
、絶縁層を複数積層させることで、絶縁層465や絶縁層467を形成してもよい。
絶縁層405としては、有機絶縁材料又は無機絶縁材料を用いて形成する。樹脂としては
、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、エポキシ
樹脂、又はフェノール樹脂等を用いることができる。特に感光性の樹脂材料を用い、絶縁
層405の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好
ましい。
[トランジスタ]
本発明の一態様の発光パネルに用いるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、
スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また
、トップゲート型又はボトムゲート型のトランジスタのいずれのトランジスタ構造として
もよい。また、トランジスタに用いる材料についても特に限定されない。例えば、シリコ
ンやゲルマニウム、酸化物半導体をチャネル形成領域に用いたトランジスタを適用するこ
とができる。半導体の結晶性については特に限定されず、非晶質半導体、又は結晶性を有
する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体)のいず
れを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化が抑制さ
れるため好ましい。シリコンとしては、非晶質シリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコ
ン等を用いることができ、酸化物半導体としては、In−Ga−Zn−O系金属酸化物等
を用いることができる。
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、
酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機
絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、
プラズマCVD法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無け
れば設けなくてもよい。また、絶縁層424は、トランジスタの下地膜を兼ねることがで
きる。
[有機EL素子]
本発明の一態様の発光パネルに用いる有機EL素子の構造は特に限定されない。
一対の電極間に有機EL素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層402に陽極
側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層4
02において再結合し、EL層402に含まれる発光物質が発光する。
有機EL素子において、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。
また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物(ITO:I
ndium Tin Oxide)、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加
した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、
ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしく
はチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、又はこれら金属材料の窒化物(例え
ば、窒化チタン)等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。
また、上記材料の積層膜を導電膜として用いることができる。例えば、銀とマグネシウム
の合金とITOの積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。ま
た、グラフェン等を用いてもよい。
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングス
テン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、又は
これら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合金に、ランタ
ン、ネオジム、又はゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、アルミニウムとチタ
ンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金等のアルミニ
ウムを含む合金(アルミニウム合金)や、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金、銀
とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いて形成することができる。銀と銅を含む合
金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜又は金属
酸化物膜を積層することで、アルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属
膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可
視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とITOの
積層膜、銀とマグネシウムの合金とITOの積層膜などを用いることができる。
電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、イン
クジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、又はメッキ法を用いて形成
することができる。
EL層402は少なくとも発光層を有する。EL層402は、発光層以外の層として、正
孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質
、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物
質)等を含む層をさらに有していてもよい。
EL層402には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機
化合物を含んでいてもよい。EL層402を構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着
法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができ
る。
[着色層、遮光層、及びオーバーコート]
着色層は特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色の波長帯域の光を透
過する赤色(R)のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過する緑色(G)のカラー
フィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色(B)のカラーフィルタなどを用いること
ができる。各着色層は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグ
ラフィ法を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成する。
遮光層は、隣接する着色層の間に設けられている。遮光層は隣接する有機EL素子からの
光を遮光し、隣接する有機EL素子間における混色を抑制する。ここで、着色層の端部を
、遮光層と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層とし
ては、有機EL素子からの発光を遮光する材料を用いることができ、例えば、金属材料や
顔料や染料を含む樹脂材料を用いてブラックマトリクスを形成すればよい。なお、遮光層
は、駆動回路部などの発光部以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れ
を抑制できるため好ましい。
また、着色層及び遮光層を覆うオーバーコートを設けてもよい。オーバーコートを設ける
ことで、着色層に含有された不純物等の有機EL素子への拡散を防止することができる。
オーバーコートは、有機EL素子からの発光を透過する材料から構成され、例えば窒化シ
リコン膜、酸化シリコン膜等の無機絶縁膜や、アクリル膜、ポリイミド膜等の有機絶縁膜
を用いることができ、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造としてもよい。
また、接着層407の材料を着色層432及び遮光層431上に塗布する場合、オーバー
コートの材料として接着層407の材料に対してぬれ性の高い材料を用いることが好まし
い。例えば、オーバーコート453として、ITO膜などの酸化物導電膜や、透光性を有
する程度に薄いAg膜等の金属膜を用いることが好ましい。
[導電層]
トランジスタの電極や配線、又は有機EL素子の補助電極等として機能する導電層は、例
えば、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオ
ジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらの元素を含む合金材料を用いて、単層で又は
積層して形成することができる。また、導電層は、導電性の金属酸化物を用いて形成して
もよい。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム(In等)、酸化スズ(Sn
等)、酸化亜鉛(ZnO)、ITO、インジウム亜鉛酸化物(In−ZnO等
)又はこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
また、補助配線の膜厚は、0.1μm以上3μm以下とすることができ、好ましくは、0
.1μm以上0.5μm以下である。
[光取り出し構造]
光取り出し構造としては、半球レンズ、マイクロレンズアレイ、凹凸構造が施されたフィ
ルム、光拡散フィルム等を用いることができる。例えば、基板上に上記レンズやフィルム
を、該基板又は該レンズもしくはフィルムと同程度の屈折率を有する接着剤等を用いて接
着することで、光取り出し構造を形成することができる。
[接続体]
接続体497としては、熱硬化性の樹脂に金属粒子を混ぜ合わせたペースト状又はシート
状の、熱圧着によって異方性の導電性を示す材料を用いることができる。金属粒子として
は、例えばニッケル粒子を金で被覆したものなど、2種類以上の金属が層状となった粒子
を用いることが好ましい。
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様を適用して作製できる発光パネルを用いた発光装置に
ついて、図14及び図15を用いて説明する。
本実施の形態の発光装置は、制御パルス信号を供給することができる駆動回路と、定電流
を供給することができる定電流電源と、制御パルス信号及び定電流が供給され、定電流パ
ルスを供給することができる開閉回路と、定電流パルスが供給される発光パネルと、を有
する。駆動回路が供給する制御パルス信号によって、発光パネルが1回発光する(パルス
発光、閃きなどともいえる)か、間欠的に複数回発光する(点滅ともいえる)かを制御で
きる。
駆動回路は、スタート信号を供給することができるスタートスイッチ回路と、パルス間隔
変調信号を供給することができるパルス間隔変調回路と、スタート信号及びパルス間隔変
調信号が供給され、制御パルス信号を供給することができるマイコンと、を有する。例え
ば、マイコンに供給されるスタート信号の長さに応じて、発光パネルが1回発光するか、
又は間欠的に複数回発光するか、を決定できる。また、間欠的に複数回発光する場合の間
隔は、マイコンに供給されるパルス間隔変調信号によって制御できる。
本実施の形態の発光装置は、例えば防犯装置に用いることができる。具体的には、暴漢に
襲われた際に、発光装置を暴漢に向けて間欠的に発光させる。これにより、暴漢が怯み犯
罪を躊躇させることができる。
また、カメラやカメラ付携帯電話に設けられた発光装置は、カメラのフラッシュと防犯装
置を兼ねることができる。なお、定電流電源340が供給する電流の大きさを、用途や周
囲の明るさに応じて変えてもよい。具体的には、防犯装置として用いる場合の輝度をカメ
ラのフラッシュに用いる場合の輝度以上としてもよい。
また、発光装置を自転車等の警告灯に用いると、他の通行車両や通行人等に自らの位置を
認知させることができる。これにより、事故の発生を未然に防ぐことができる。
例えば、本実施の形態の発光装置は、発光パネルを1回発光させることで、カメラのフラ
ッシュとして用いることができ、発光パネルを間欠的に複数回発光させることで、防犯装
置として用いることができる。
図14は、発光装置の構成を説明するブロック図である。
発光装置300は、開閉回路310、発光パネル320、駆動回路330、及び定電流電
源340を有する。
開閉回路310は、定電流及び制御パルス信号が供給され、定電流パルスを供給すること
ができる。駆動回路330は、制御パルス信号を供給することができる。定電流電源34
0は、定電流を供給することができる。発光パネル320は、定電流パルスが供給される
本実施の形態では、制御パルス信号を開閉回路に供給する構成を示すが、開閉回路を設け
ず、制御パルス信号を定電流電源に供給し、定電流電源を、制御パルス信号を用いて制御
する構成としてもよい。この場合は、定電流電源から発光パネルに定電流パルスが供給さ
れる。
駆動回路330は、スタート信号を供給することができるスタートスイッチ回路333、
パルス間隔変調信号を供給することができるパルス間隔変調回路335、及びスタート信
号及びパルス間隔変調信号が供給され、制御パルス信号を供給することができるマイコン
337を備える。
《開閉回路》
開閉回路310は、定電流と制御パルス信号が供給されている間、定電流パルスを発光パ
ネル320に供給する。
例えば、開閉回路310がパワートランジスタを有していてもよい。具体的には、パワー
トランジスタのゲートに制御パルス信号を供給し、第1の電極に定電流を供給し、第2の
電極に発光パネル320を電気的に接続して、開閉回路310を構成できる。
《定電流電源》
定電流電源340は、第1の電圧を供給する電池と、第1の電圧が供給され第1の電圧よ
り高い第2の電圧を供給する第1のDCDCコンバータと、第2の電圧が供給されるコン
デンサと、コンデンサから電荷が供給される第2のDCDCコンバータと、を有する。
第1のDCDCコンバータは、電池の電圧(第1の電圧)を第2の電圧に昇圧して供給す
る。
コンデンサは、第2の電圧で充電される。
第2のDCDCコンバータは、コンデンサに蓄えられた電荷が供給され、定電流を供給す
る。
この構成によれば、コンデンサが電荷を第2のDCDCコンバータに供給する間において
、第2のDCDCコンバータは定電流を供給することができる。
なお、コンデンサに蓄えられた電荷が所定の量を下回ると、第2のDCDCコンバータは
定電流を供給できなくなる。定電流電源340は、少なくとも駆動回路330が供給する
制御パルス信号の幅(例えば50ミリ秒)より長く、定電流を供給することができる。電
流が開閉回路310を流れると、コンデンサに蓄えられた電荷が消費され、ついには定電
流電源340が定電流を供給することができなくなる。その結果、矩形波でない電流が発
光パネル320に流れることにより、発光パネル320が所定の輝度より低く、有用でな
い輝度で発光し、電力が不要に消費されてしまう。開閉回路310は、このようにして電
力が不要に消費されないように、所定の時間、電流を供給した後に、電流の供給を停止す
ることができる。
このように、定電流電源340は、電池を用いて定電流を供給することができる。これに
より、携帯が容易な発光装置を提供することができる。
《駆動回路》
駆動回路330は、所定の幅(半値幅)の制御パルス信号を供給する。所定の幅としては
、例えば、1ミリ秒以上1000ミリ秒以下、好ましくは10ミリ秒以上100ミリ秒以
下である。
駆動回路330は、スタートスイッチ回路333、パルス間隔変調回路335、及びマイ
コン337を備える。
スタートスイッチ回路333はスタート信号を供給することができる。例えば、スタート
スイッチ回路333はスタートスイッチ332を備え、スタートスイッチ332が押下さ
れている期間、スタートスイッチ回路333はスタート信号としてハイ又はロウを供給す
る。
パルス間隔変調回路335は、パルス間隔変調信号を供給することができる。例えば、可
変抵抗334を用いて変化した電圧をパルス間隔変調信号に用いることができる。
マイコン337は、スタート信号及びパルス間隔変調信号が供給され、制御パルス信号を
供給することができる。
マイコン337は、演算部CPU、タイマ部TIMER、アナログデジタルコンバータA
DC、入出力部I/O、記憶部MEM、及び、データ信号を伝送する伝送路を備える。
入出力部I/Oは、スタート信号及びパルス間隔変調信号が供給され、制御パルス信号を
供給することができる。
アナログデジタルコンバータADCは、アナログ信号をデジタル信号に変換する。例えば
、供給されるパルス間隔変調信号をデジタル信号に変換して供給する。
演算部CPUは、供給されたデータを、記憶部MEMに記憶されたプログラムに従って処
理して、処理したデータを供給する。
タイマ部TIMERは、命令に従って所定の時間を計測し、所定の時間の経過後に信号を
供給する。
記憶部MEMは、演算部CPUに実行させるプログラムを記憶する。
例えば、所定の時間より短い時間、スタート信号が供給されると、マイコン337は制御
パルス信号を一回供給する。
また、所定の時間(又は所定の時間より長い時間)、スタート信号が供給されると、マイ
コン337は、パルス間隔変調信号に応じた間隔で、制御パルス信号を複数回供給する。
なお、マイコン337が複数回制御パルス信号を供給する際には、所定の回数の制御パル
ス信号を供給してもよいし、スタート信号が供給されている期間において制御パルス信号
を間欠的に供給し続けてもよいし、スタート信号が再度供給されるまで制御パルス信号を
間欠的に供給し続けてもよい。
以下に、スタート信号が再度供給されるまで制御パルス信号を間欠的に供給し続ける場合
の具体例を示す。
スタートスイッチ332を用いて待機状態のマイコン337にハイ又はロウのスタート信
号を供給することで、マイコン337は所定の幅を有する矩形波を制御パルス信号として
定電流電源340に供給し、且つ、スタート信号が供給されている時間を計測する。
スタート信号が供給される時間が所定の時間より短い場合、マイコン337は制御パルス
信号を一回供給した後、待機状態に復帰する。また、所定の時間(又は所定の時間より長
い時間)、スタート信号が供給される場合、マイコン337はパルス間隔変調信号をアナ
ログ/デジタル変換し、変換されたデジタル信号から決定される所定のパルス間隔で、ス
タート信号が再度供給されるまで、制御パルス信号を複数回、間欠的に供給し続ける。
《発光パネル》
発光パネル320は、発光素子を有する。発光パネル320には、点光源、線光源、面光
源のいずれも用いることができる。
例えば、発光パネル320は、支持基板と、支持基板上の発光素子と、を有する。発光素
子は単数であっても複数であってもよい。発光素子としては、例えば、有機EL素子を用
いることができる。
発光パネル320は発光部の面積が0.5cm以上1m以下であり、好ましくは5c
以上200cm以下、より好ましくは15cm以上100cm以下である。
発光パネル320は、例えば、発光素子の発光時の電流密度が10mA/cm以上20
00mA/cm以下である。
また、発光パネル320が、異なる色を呈する発光素子を複数有していてもよい。カメラ
のフラッシュの色や色温度を可変とすることで、写真を撮影したときの被写体、環境、雰
囲気等の再現性を高めることができる。また、発光装置が発光パネルを複数有し、各発光
パネルで異なる色を呈する構成であってもよい。
また、支持基板等に可撓性を有する材料を用いて作製した可撓性を有する発光パネルは、
曲面を有する筐体に沿わせて配置することができる。これにより、筐体に用いる意匠を損
なうことなく発光装置を配置することができる。例えば、カメラの曲面を有する筐体に沿
って、フラッシュを配置することができる。
カメラのフラッシュを小さくすると、その発光部は線状又は点状に近づく。光は光源から
直進するため、一の物体が投影する影は、光源が小さいほど明瞭になる。これにより、例
えば、フラッシュを用いて人の顔を暗い場所で撮影すると、鼻の影が頬に投影されてしま
う場合がある。
そこで、本発明の一態様では、発光パネルに、面光源である発光素子を用いる。例えば、
有機EL素子を用いると、膜厚が小さく大面積の素子を容易に形成することができる。同
じ光量を発する場合、面光源は、点光源や線光源に比べて、単位面積当たりの光量を少な
くできる、又は発光時間を短くできる。これにより、単位面積当たりの発熱量を低減でき
る。また、発光面積が広いため放熱しやすい。したがって、発光パネルの局所的な発熱に
よる劣化を抑制できる。無機材料を用いた発光ダイオード等を用いる場合に比べて、発光
パネルの劣化が少なく、信頼性の高い発光装置を提供できる。
また、発光パネルに、有機EL素子を用いると、従来のキセノンランプなどを用いる場合
に比べて発光パネルを薄く、軽量にすることができる。また、発光に伴う発熱が発光パネ
ルの広い面積に分散されるため、効率よく放熱される。これにより、発光パネルへの蓄熱
が抑制され、発光パネルの劣化が抑制される。
また、発光パネルが面光源であると、本発明の一態様の発光装置をカメラのフラッシュと
して用いても被写体に影が生じにくい。
発光性の有機化合物を選択して用いることにより、白色を呈する光を発するように、発光
パネルを構成できる。例えば、互いに補色の関係にある色を呈する光を発する複数の発光
性の有機化合物を用いることができる。または、赤色、緑色及び青色を呈する光を発する
3種類の発光性の有機化合物を用いることができる。また、発光色の異なる複数の有機化
合物を適宜選択して用いることにより、ホワイトバランスに優れた発光装置を得ることが
できる。
発光性の有機化合物を用いると、無機材料を用いた発光ダイオードに比べて幅が広い発光
スペクトルを得られる。幅が広い発光スペクトルを有する光は、自然光に近く、写真の撮
影に好適である。
発光パネル320は、本発明の一態様の積層体の作製装置を用いて作製することができる
例えば、発光パネル320として、図15に示す発光パネルを用いることができる。
図15(A)は、発光パネルを示す平面図であり、図15(B)は、図15(A)を一点
鎖線A1−B1で切断した断面図の一例であり、図15(C)は、図15(A)を一点鎖
線A2−B2で切断した断面図である。
図15(A)〜(C)に示す発光パネルでは、支持基板1220と絶縁層1224とが接
着層1222で貼り合わされている。支持基板1220上には、絶縁層1224を介して
発光素子1250が設けられている。絶縁層1224上には補助配線1206が設けられ
ており、第1の電極1201と電気的に接続する。補助配線1206の一部は露出してお
り端子として機能する。第1の電極1201の端部及び導電層1210の端部は隔壁12
05で覆われている。また、第1の電極1201を介して補助配線1206を覆う隔壁1
205が設けられている。発光素子1250は、支持基板1220、封止基板1228、
及び封止材1227により封止されている。支持基板1220及び封止基板1228に可
撓性を有する基板を用いることで、可撓性を有する発光パネルを実現できる。
発光素子1250はボトムエミッション構造の有機EL素子であり、具体的には、支持基
板1220上に可視光を透過する第1の電極1201を有し、第1の電極1201上にE
L層1202を有し、EL層1202上に可視光を反射する第2の電極1203を有する
図15(A)〜(C)に示す発光パネルでは、円形の非発光領域に開口部が設けられてい
る。該非発光領域には、補助配線1206及び第1の電極1201を有さない。これによ
り、開口を設ける際に、発光素子1250の第1の電極1201や補助配線1206と第
2の電極1203とが接してショートすることを防止できる。
例えば、波長が紫外領域のレーザ(UVレーザ)等のレーザを用いて発光パネルの一部を
開口することができる。開口を設ける手段としてはレーザだけでなく、パンチ等も挙げら
れる。パンチ等で開口する場合、発光パネルが加圧されることにより、膜剥がれ(特にE
L層1202等の膜剥がれ)が生じる場合がある。レーザを用いて開口することで膜剥が
れを抑制でき、信頼性の高い発光パネルを作製できるため、好ましい。
図15(B)に示すように、発光パネルは、開口部において、電極やEL層が露出しない
ように、封止材1226を有することが好ましい。具体的には、発光パネルの一部を開口
した後、露出した電極及びEL層を少なくとも覆うように封止材1226を形成すればよ
い。封止材1226には、封止材1227と同様の材料を用いることができ、同一の材料
であっても異なる材料であってもよい。
図15(B)では、隔壁1205が形成されていない位置を開口した場合の例を示したが
、これに限定されず、隔壁1205が形成されている位置を開口してもよい。
このような発光パネルを作製し、開口部と重なるようにカメラのレンズを配置することで
、カメラのレンズの周囲に発光部を配置できる。そして、該発光部をカメラのフラッシュ
として用いることができる。
なお、基板の表面に光取出し構造を設けてもよい。
以上のように、本発明の一態様を適用することで、1回又は間欠的に複数回、発光が可能
な発光装置を提供することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様を適用して作製できる発光パネルを用いた電子機器及
び照明装置について、図16及び図17を用いて説明する。
本発明の一態様の発光パネルの作製装置や本発明の一態様の発光パネルの作製方法を適用
することで、電子機器や照明装置に用いることができる高信頼性の発光パネルを、歩留ま
りよく作製できる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信機ともい
う)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタル
フォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携
帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
また、本発明の一態様を適用して作製された発光パネルは可撓性を有するため、家屋やビ
ルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも
可能である。
図16(A)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7400は、筐体7401
に組み込まれた表示部7402のほか、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、
スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、本
発明の一態様を適用して作製された発光パネルを表示部7402に用いることにより作製
される。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯電話機を
歩留まりよく提供できる。
図16(A)に示す携帯電話機7400は、指などで表示部7402に触れることで、情
報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる
操作は、指などで表示部7402に触れることにより行うことができる。
また、操作ボタン7403の操作により、電源のON、OFF動作や、表示部7402に
表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メイン
メニュー画面に切り替えることができる。
図16(B)は、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末7100は
、筐体7101、表示部7102、バンド7103、バックル7104、操作ボタン71
05、入出力端子7106などを備える。
携帯情報端末7100は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インタ
ーネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができ
る。
表示部7102はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うこ
とができる。また、表示部7102はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に
触れることで操作することができる。例えば、表示部7102に表示されたアイコン71
07に触れることで、アプリケーションを起動することができる。
操作ボタン7105は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ
動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持
たせることができる。例えば、携帯情報端末7100に組み込まれたオペレーションシス
テムにより、操作ボタン7105の機能を自由に設定することもできる。
また、携帯情報端末7100は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能で
ある。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで
通話することもできる。
また、携帯情報端末7100は入出力端子7106を備え、他の情報端末とコネクタを介
して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子7106を介して充電を
行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子7106を介さずに無線給電により行っ
てもよい。
携帯情報端末7100の表示部7102には、本発明の一態様を適用して作製された発光
パネルが組み込まれている。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性
の高い携帯情報端末を歩留まりよく提供できる。
図16(C)〜(E)は、照明装置の一例を示している。照明装置7200、照明装置7
210、及び照明装置7220は、それぞれ、操作スイッチ7203を備える台部720
1と、台部7201に支持される発光部を有する。
図16(C)に示す照明装置7200は、波状の発光面を有する発光部7202を備える
。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。
図16(D)に示す照明装置7210の備える発光部7212は、凸状に湾曲した2つの
発光部が対称的に配置された構成となっている。したがって照明装置7210を中心に全
方位を照らすことができる。
図16(E)に示す照明装置7220は、凹状に湾曲した発光部7222を備える。した
がって、発光部7222からの発光を、照明装置7220の前面に集光するため、特定の
範囲を明るく照らす場合に適している。
また、照明装置7200、照明装置7210、及び照明装置7220の備える各々の発光
部は可撓性を有しているため、発光部を可塑性の部材や可動なフレームなどの部材で固定
し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。
なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部を
備える筐体を天井に固定する、又は天井からつり下げるように用いることもできる。発光
面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明るく
照らす、又は発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。
ここで、各発光部には、本発明の一態様を適用して作製された発光パネルが組み込まれて
いる。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い照明装置を歩留
まりよく提供できる。
図16(F)には、携帯型の表示装置の一例を示している。表示装置7300は、筐体7
301、表示部7302、操作ボタン7303、引き出し部材7304、制御部7305
を備える。
表示装置7300は、筒状の筐体7301内にロール状に巻かれたフレキシブルな表示部
7302を備える。
また、表示装置7300は制御部7305によって映像信号を受信可能で、受信した映像
を表示部7302に表示することができる。また、制御部7305にはバッテリをそなえ
る。また、制御部7305にコネクターを接続する端子部を備え、映像信号や電力を有線
により外部から直接供給する構成としてもよい。
また、操作ボタン7303によって、電源のON、OFF動作や表示する映像の切り替え
等を行うことができる。
図16(G)には、表示部7302を引き出し部材7304により引き出した状態の表示
装置7300を示す。この状態で表示部7302に映像を表示することができる。また、
筐体7301の表面に配置された操作ボタン7303によって、片手で容易に操作するこ
とができる。また、図16(F)のように操作ボタン7303を筐体7301の中央でな
く片側に寄せて配置することで、片手で容易に操作することができる。
なお、表示部7302を引き出した際に表示部7302の表示面が平面状となるように固
定するため、表示部7302の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
なお、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によっ
て音声を出力する構成としてもよい。
表示部7302には、本発明の一態様を適用して作製された発光パネルが組み込まれてい
る。本発明の一態様により、軽量で、且つ信頼性の高い表示装置を歩留まりよく提供でき
る。
また、実施の形態3で説明した発光装置は、デジタルスチルカメラ等のカメラのフラッシ
ュ、撮影機能を有する携帯電話機や携帯情報端末が備えるカメラのフラッシュ、防犯装置
等に用いることができる。また、自転車や自動車のライト、灯台、装飾用途などのイルミ
ネーション等に用いることができる。本発明の一態様により、軽量で、且つ信頼性の高い
発光装置を歩留まりよく提供できる。
図17(A)はデジタルスチルカメラの一例を示している。デジタルスチルカメラ731
0は、筐体7311、レンズ7314、発光装置7320等を有する。発光装置7320
には、実施の形態3で説明した発光装置が適用されている。発光装置7320の発光部7
313は、レンズ7314を囲うように配置されている。本発明の一態様を適用して作製
した発光装置は可撓性を有するため、湾曲させることができる。デジタルスチルカメラ7
310では、非発光部7315が筐体7311の形状に沿って折り曲げられているため、
発光部7313をレンズ7314の周囲に広く配置できる。これにより、フラッシュを用
いて人の顔を暗い場所で撮影する場合であっても、例えば鼻の影が頬に投影されにくくす
ることができる。なお、発光素子を非発光部7315に同一の工程で作製して設け、動作
状態を示すインジケータに用いてもよい。
図17(B)、(C)は、携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末7350の一
面(表面ともいえる)を図17(B)に示し、該一面の背面(裏面ともいえる)を図17
(C)に示す。
携帯情報端末7350は、筐体7351、表示部7352、レンズ7354、発光装置7
360等を有する。発光装置7360には、実施の形態3で説明した発光装置が適用され
ている。発光装置7360は発光部7353及び非発光部7355を有し、発光部735
3は、レンズ7354を囲うように配置されている。発光部7353は、非発光時に鏡と
して用いる仕様であってもよい。
図17(D)、(E)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7370の一面(
表面ともいえる)を図17(D)に示し、該一面の背面(裏面ともいえる)を図17(E
)に示す。
携帯電話機7370は、筐体7371、表示部7372、レンズ7374、発光装置73
73等を有する。発光装置7373には、実施の形態3で説明した発光装置が適用されて
いる。発光装置7373の開口部にレンズ7354が配置されている。
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
20 作製装置
21 作製装置
110 第1の接着層形成ユニット
111 チャンバー
112 加圧ローラ
113 ステージ
115 接着層形成機構
117 搬送ローラ
120 起点形成ユニット
123 ステージ
130 第1の貼り合わせユニット
131 チャンバー
133 ステージ
135 部材保持機構
139 ストック室
140 分離ユニット
143 ステージ
145 刃物
147 吸着部材
149 ストック室
150 制御ユニット
151 保持機構
152 保持機構
153 ステージ
155 分断機構
156a 固定機構
156b 固定機構
157a 固定機構
157b 固定機構
160 第2の接着層形成ユニット
163 ステージ
165 接着層形成機構
170 チャンバー
171 巻き出しローラ
173 ガイドローラ
175 ガス供給機構
177 排気機構
178 巻き取りローラ
179 ガイドローラ
180 第2の貼り合わせユニット
181 チャンバー
182 加圧ローラ
183 ステージ
184 ガイドローラ
185 巻き出しローラ
186 方向転換ローラ
187 ガイドローラ
188 巻き取りローラ
189 ストック室
190 第1の支持体供給ユニット
191 イオナイザ
200 バリア性の高い層
201 素子層
202 バリア性の高い層
203 接着層
204 バリア性の低い層
209 接着層
210 第1の支持体
210r 第1の支持体
211 部材
219 第1の接着層
220 第1の積層体
220r 第1の積層体
221 残部
222 表層
223 第2の積層体
223r 第2の積層体
229 第2の接着層
231r 第2の支持体
233 分離テープ
250 第1の積層体
300 発光装置
310 開閉回路
320 発光パネル
330 駆動回路
332 スタートスイッチ
333 スタートスイッチ回路
334 可変抵抗
335 パルス間隔変調回路
337 マイコン
340 定電流電源
401 第1の電極
402 EL層
403 第2の電極
404 接着層
405 絶縁層
406 導電層
407 接着層
408 絶縁層
416 導電層
420a 可撓性基板
420b 可撓性基板
422a 接着層
422b 接着層
423 下地膜
424 絶縁層
424a 絶縁層
424b 絶縁層
431 遮光層
432 着色層
435 導電層
450 有機EL素子
453 オーバーコート
454 トランジスタ
455 トランジスタ
457 導電層
463 絶縁層
465 絶縁層
467 絶縁層
490a バリア層
490b バリア層
491 発光部
493 駆動回路部
495 FPC
497 接続体
498 EL層
499 導電層
505 処理部
507 表示装置
509 カメラ
511 レーザ装置
515 光源
517 ハーフミラー
521a シャッター
521b シャッター
521c シャッター
523 集光レンズ
531 レーザ光
533 反射光
535 光
593 レーザ光照射位置
1201 第1の電極
1202 EL層
1203 第2の電極
1205 隔壁
1206 補助配線
1210 導電層
1220 支持基板
1222 接着層
1224 絶縁層
1226 封止材
1227 封止材
1228 封止基板
1250 発光素子
7100 携帯情報端末
7101 筐体
7102 表示部
7103 バンド
7104 バックル
7105 操作ボタン
7106 入出力端子
7107 アイコン
7200 照明装置
7201 台部
7202 発光部
7203 操作スイッチ
7210 照明装置
7212 発光部
7220 照明装置
7222 発光部
7300 表示装置
7301 筐体
7302 表示部
7303 操作ボタン
7304 部材
7305 制御部
7310 デジタルスチルカメラ
7311 筐体
7313 発光部
7314 レンズ
7315 非発光部
7320 発光装置
7350 携帯情報端末
7351 筐体
7352 表示部
7353 発光部
7354 レンズ
7355 非発光部
7360 発光装置
7370 携帯電話機
7371 筐体
7372 表示部
7373 発光装置
7374 レンズ
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク

Claims (1)

  1. 積層体に剥離の起点を形成することができる起点形成ユニットを有し、
    前記起点形成ユニットは、レーザ照射システムを有し、
    前記レーザ照射システムは、ステージ、処理部、カメラ、レーザ装置、位置合わせ機構、光源、可動式のハーフミラー及び集光レンズを有し、
    前記処理部は、前記カメラ、前記レーザ装置、前記位置合わせ機構及び前記光源と接続されており、
    前記光源からの光を、前記ハーフミラー及び前記集光レンズを介して前記積層体に照射し、前記積層体からの反射光を前記集光レンズ及び前記ハーフミラーを介して前記カメラに照射し、前記カメラによって前記反射光を検出することができる機構を有し、
    前記位置合わせ機構を用いて前記ステージを動かしながら、前記カメラによって前記反射光を検出することにより、前記積層体におけるレーザ光照射位置を位置合わせすることができる機構を有し、
    前記レーザ装置から発振されるレーザ光を、前記ハーフミラー及び前記集光レンズを介して前記積層体における前記レーザ光照射位置に照射することにより、前記剥離の起点を形成することができる機構を有する、積層体の作製装置。
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