JP6052597B2 - 積層体製造方法、積層体製造装置および積層体 - Google Patents
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Description
前記接着層上に配置された第2基材と、を備え、前記接着層は、前記電極と少なくとも部分的に重なるよう配置された第1硬化部分と、前記機能層を覆うよう配置された第2硬化部分と、を有し、前記第1硬化部分および前記第2硬化部分は、同一の材料から構成されており、前記接着層の前記第1硬化部分と前記電極との間の密着力は前記接着層の前記第2硬化部分と前記電極との間の密着力よりも小さくなっている、積層体である。
図1は、積層体40を示す縦断面図である。図1に示すように、積層体40は、第1基材21と、第1基材21上に設けられ、半導体材料から構成された半導体を含む機能層22と、機能層22に接続された電極23,24と、を備えている。通常、積層体40には複数の機能層22および電極23,24の組合せが含まれており、各組合せを個別に切り出すことにより、機能層22および電極23,24を有する半導体デバイスが得られる。
第1基材21を構成する材料は、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限りにおいて特に限定されない。なお、第1基材21に透光性が求められるかどうかは、半導体デバイスの用途に応じて適宜定められる。第1基材21を構成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどが挙げられる。第1基材21の厚みは、第1基材21を構成する材料などに応じて適宜設定されるが、例えば5μm〜250μmの範囲内となっている。
所望の機能を有する半導体デバイスを実現するための半導体層を機能層22が有する限りにおいて、機能層22の具体的な構成が特に限定されることはない。例えば図1においては、半導体デバイスが、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有機ELデバイスである場合の例が示されている。図1に示す例において、機能層22は、第1基材21側から順に配置された正孔注入層22a,正孔輸送層22b,発光層22cおよび電子注入層22dを含んでいる。この場合、正孔注入層22a,正孔輸送層22b,発光層22cおよび電子注入層22dが、有機半導体材料を含む有機半導体層となっている。なお、機能層22の構造が図1に示す構造に限られることはなく、発光層単独からなる構造、正孔注入層と発光層とからなる構造、発光層と電子注入層とからなる構造、さらに、正孔注入層と発光層との間に正孔輸送層を介在させた構造、発光層と電子注入層との間に電子輸送層を介在させた構造等となっていてもよい。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2011−9498号公報に記載のものを用いることができる。
図1に示すように、電極23,24は、機能層22の正孔注入層22aに接続され、陽極として機能する第1電極23と、機能層22の電子注入層22dに接続され、陰極として機能する第2電極24と、を含んでいる。本実施の形態において、電極23,24は、第1基材21の法線方向から見て第1電極23および第2電極24のうち少なくとも一方が、他方に重ならない領域を少なくとも部分的に有するよう、構成されている。図1に示す例においては、第1電極23および第2電極24のいずれも、第1基材21の法線方向から見て他方に対して重ならない領域を有している。なお図示はしないが、第2電極24が正孔注入層22a,正孔輸送層22bおよび半導体層22cに接触することを防止する絶縁層が設けられていてもよい。
第2基材31および接着層32は、機能層22に水分および酸素が接することを抑制し、これによって機能層22の機能低下を抑制するためのものである。第2基材31を構成する材料は、水分および酸素を効率的に遮断することができる限り特に限定されない。例えば第2基材31として、可撓性材料と、可撓性材料上に設けられ、バリア層として機能する無機酸化物の薄膜と、を含む基材を用いることができる。可撓性材料としては、十分な可撓性を有するものであれば特に限定されないが、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどが挙げられる。接着層32としては、接着層32と機能層22または機能層22の周囲の電極23,24とを良好に接着させ、これによって機能層22を外部環境から遮蔽することができる接着剤などが用いられる。接着層32を構成する接着剤として、例えばエポキシ樹脂系の熱硬化型接着剤やアクリル樹脂系のUV硬化型接着剤を用いることができる。なお、接着剤はその種類によってはバリア性を兼ね備えている。接着剤がバリア性を兼ね備える場合、第2基材31は、上述のバリア層を含んでいなくてもよい。
また、電極と第2硬化部分32cとが積層された第2のサンプルを準備し、第1のサンプルの場合と同様にして、電極と第2硬化部分32cとが剥離される際の張力Bを測定する。
接着層32は、このようにして測定される張力Aが張力Bよりも小さく、かつ張力Aがほぼゼロとなるよう、構成されることができる。
次に図2を参照して、封止された半導体層を含む積層体40を製造するための積層体製造装置10について説明する。図2は、積層体製造装置10を示す斜視図である。
第1供給装置11は、第1シート20がロール状に巻きつけられた巻出軸11aを含んでおり、巻出軸11aは、図示しない駆動機構によって回転駆動される。なお、巻出軸11aに巻き付けられているものは、第1基材21のみであってもよく、若しくは、機能層22の一部や電極23,24の一部のみが形成された第1基材21であってもよい。この場合、第1供給装置11は、第1基材21上に機能層22および電極23,24の一部または全部を形成するための形成装置をさらに有している。
第2供給装置12は、接着層32が設けられた第2基材31がロール状に巻きつけられた巻出軸12aを有している。若しくは、第2基材31が巻出軸12aから巻き出された後に接着層32が形成される場合、第2供給装置12は、巻出軸12aから巻き出された第2基材31上に接着層32を形成するための塗布部12bをさらに有している。塗布部12bは、光硬化性材料と溶媒とを含む塗布液を第2基材31上に塗布し、これによって、未硬化部分32aを含む接着層32を第2基材31上に形成するよう構成されている。なお「未硬化部分」とは、光を照射されることによって不可逆的に硬化反応が進行する光硬化性材料において、そのような硬化反応が完了していない部分のことである。
第1硬化処理装置13は、第2シート30の接着層32の未硬化部分32aのうち第1シート20の電極23,24に対応する部分に少なくとも部分的に光を照射して第1硬化部分32bを形成するよう構成されている。なお「未硬化部分32aのうち第1シート20の電極23,24に対応する部分」とは、未硬化部分32aのうち、第1シート20と第2シート30とが貼り合わされた際に電極23,24と重なる部分のことである。第1硬化処理装置13は、図2に示すように、第1シート20に設けられた検知マーク26を検知し、これによって電極23,24の位置情報を取得する検知部13aと、検知部13aにおいて得られた位置情報に基づいて、第2シート30の接着層32の未硬化部分32aのうち第1シート20の電極23,24に対応する部分に少なくとも部分的に光を照射する光照射部13bと、を有している。
積層装置14は、第1シート20の機能層22が第2シート30の接着層32によって覆われるよう第1シート20と第2シート30とを貼り合わせるためのものである。積層装置14の具体的な構成は特には限られないが、例えば積層装置14は、第2シート30に接するよう設けられた積層ローラー14aを含んでいる。この積層ローラー14aが第2シート30を第1シート20に向けて押し付けることにより、第2シート30と第1シート20とが貼り合わされる。なお図示はしないが、積層ローラー14aと対向するよう配置され、積層ローラー14aとの間で第1シート20および第2シート30を挟圧するプラテンローラーが設けられていてもよい。これによって、第1シート20と第2シート30とをより強固に貼り合わせることができる。
はじめに、積層体40を製造する方法について、図3(a)〜(e)を参照して説明する。
次に、得られた積層体40の電極23,24を外部に露出させる方法の一例について説明する。ここでは、図1に示す開口部33を積層体40に形成し、これによって電極23,24を露出させる方法について、図4(a)〜(d)を参照して説明する。
次に、本実施の形態の効果を、比較の形態と比較して説明する。図5は、第1の比較の形態における積層体製造装置70を示す斜視図であり、図6は、図5に示す積層体製造装置70を用いることにより得られた積層体を示す平面図である。
第1の比較の形態による表示装置70においては、第1シート20の機能層22を封止するための基材61および接着層62を有する第2シート60として、第1シート20の電極23,24に対応する部分に開口部63を予め形成した第2シート60が用いられている。他の構成は、図1乃至図4に示す上述の本発明の実施の形態と略同一である。図5,6に示す第1の比較の形態において、図1乃至図4に示す本発明の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、本実施の形態の効果を、第2の比較の形態と比較して説明する。図7は、第2の比較の形態における積層体製造装置70を示す斜視図であり、図8は、図7に示す積層体製造装置70を用いることにより得られた積層体を示す平面図である。第2の比較の形態による表示装置70においては、電極23,24が、第1シート20の幅方向に沿って機能層22に隣接するよう配置されている。他の構成は、図5,6に示す上述の本発明の実施の形態と略同一である。図7,8に示す第2の比較の形態において、図5,6に示す本発明の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
上述した本実施の形態において、積層体40の電極23,24を外部に露出させる工程が、積層体40のロール体を製造する場所や装置とは異なる場所や装置で実施される例を示した。しかしながら、電極23,24を外部に露出させる工程が、積層体40のロール体を製造する場所や装置と同一の場所や装置で実施されてもよい。例えば、積層体製造装置10は、以下に説明するように、電極23,24を外部に露出させるための除去装置16をさらに備えていてもよい。
はじめに、第1供給装置11、第2供給装置12、第1硬化処理装置13、積層装置14および第2硬化処理装置15を用いて、第1シート20と第2シート30とが積層された積層体40を製造する。積層体40を製造する方法は、図3(a)〜(e)に示される本実施の形態の方法と同一であるので、詳細な説明を省略する。
次に、除去装置16の切込形成部16aを第2シート30側から第2シート30の第2基材31および第1硬化部分32bに挿入する。これによって、第1硬化部分32bのうち電極23,24と重なる部分に切り込み34,35を形成する。なお、切り込み34,35は、図4(a)に示す上述の本実施の形態の場合と同一であるので、詳細な説明を省略する。
次に、剥離部16bのローラー16cが粘着性部材16dを第2基材31側から積層体40に密着させる。これによって、第2基材31のうち第1硬化部分32bの除去部分32b’と重なる部分が、切り込み34,35に沿って、除去部分32b’とともに、電極23,24側から粘着性部材50側へ移行される。このようにして、電極23,24が外部に露出された積層体40Aを得ることができる。なお、除去部分32b’および第2基材31が部分的に剥離される様子は、図4(b)(c)に示す上述の本実施の形態の場合と同一であるので、詳細な説明を省略する。
上述した本実施の形態において、電極23,24を外部に露出させるための工程において、切り込み34,35のいずれもが第2基材31を貫通して第1硬化部分32bに達する例を示した。しかしながら、少なくとも近位切り込み34が第2基材31を貫通して第1硬化部分32bに達していればよく、遠位切り込み35は第1硬化部分32bを通らなくてもよい。例えば図11(a)に示すように、遠位切り込み35は、第1基材21の法線方向から見て第1硬化部分32bと重ならない領域に形成されていてもよい。この場合であっても、条件によっては、図10(b)(c)に示すように、切り込み34,35で囲われた領域内の第2基材31および第1硬化部分32bを電極23,24側から粘着性部材50側へ移行させることができる。例えば、第2硬化部分32cと電極23,24および第1シート20との間の接触面積が第1硬化部分32bと電極23,24との間の接触面積よりも十分に小さい場合などに、図11(b)(c)に示すような移行が可能となる。
また上述の本実施の形態および各変形例において、第1硬化部分32bが、接着層32の厚み方向の全域にわたって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、接着層32のうち少なくとも電極23,24に接触する部分に第1硬化部分32bが形成されていればよい。すなわち、接着層32のうち少なくとも電極23,24に接触する部分における接着力が、積層工程の前に喪失されていればよい。これによって、電極23,24を露出させる作業を容易化することができる。
また上述の本実施の形態および各変形例において、接着層32の未硬化部分32aのうち第1シート20の電極23,24に対応する部分に光が照射される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、未硬化部分32aのうち第1シート20の第1基材21に対応する部分にもさらに光を照射してもよい。例えば図13(a)(b)に示すように、第1シート20の搬送方向T1に沿って並べられている複数の電極23,24の各々に、第1シート20の搬送方向T1に平行な方向T3に沿って連続的に延びる第1硬化部分32bが接触するよう、未硬化部分32aに光を照射してもよい。これによって、未硬化部分32aに光を照射する光照射部13bの制御を簡略化することができる。
11 第1供給装置
12 第2供給装置
13 第1硬化処理装置
14 積層装置
20 第1シート
21 第1基材
22 機能層
23 第1電極
24 第2電極
30 第2シート
31 第2基材
32 接着層
32a 未硬化部分
32b 第1硬化部分
40 積層体
Claims (6)
- 封止された半導体層を含む積層体を製造する積層体製造方法であって、
第1基材と、前記第1基材上に設けられ、半導体材料から構成された半導体層を含む機能層と、前記機能層に接続された電極と、を有する第1シートを供給する第1シート供給工程と、
第2基材と、第2基材上に設けられ、光硬化性材料を含む接着層と、を有する第2シートを供給する第2シート供給工程と、
前記第1シートの前記機能層が前記第2シートの前記接着層によって覆われるよう前記第1シートと前記第2シートとを貼り合わせる積層工程と、を備え、
前記第2シート供給工程において供給される前記第2シートの前記接着層は、未硬化部分を含み、
前記積層体製造方法は、前記積層工程の前に実施され、前記第2シートの前記接着層の前記未硬化部分のうち前記第1シートの前記電極に対応する部分に少なくとも部分的に光を照射して第1硬化部分を形成する第1硬化処理工程と、前記積層工程の後、前記接着層の前記第1硬化部分のうち前記電極と重なる部分を少なくとも部分的に除去部分として除去する除去工程と、をさらに備え、
前記除去工程は、
前記第1硬化部分の前記除去部分を少なくとも含む範囲に対応した切り込みを前記第2基材および前記第1硬化部分に形成する切込形成工程と、
前記第2基材に粘着性部材を当接させ、前記第2基材のうち前記第1硬化部分の前記除去部分と重なる部分を、前記除去部分とともに、前記第1シートの前記電極側から前記粘着性部材側へ移行させる剥離工程と、を有する、積層体製造方法。 - 前記第1硬化処理工程は、前記第1シートの前記電極の位置情報を取得する検知工程と、前記検知工程において得られた前記位置情報に基づいて、前記第2シートの前記接着層の前記未硬化部分のうち前記第1シートの前記電極に対応する部分に少なくとも部分的に光を照射する光照射工程と、を有する、請求項1に記載の積層体製造方法。
- 前記積層工程の後に実施され、前記第2シートの前記接着層の前記未硬化部分のうち前記第1シートの前記機能層に対応する部分を硬化させて第2硬化部分を形成する第2硬化処理工程をさらに備え、
前記接着層の前記第1硬化部分と前記電極との間の密着力は、前記接着層の前記第2硬化部分と前記電極との間の密着力よりも小さくなっている、請求項1または2に記載の積層体製造方法。 - 封止された半導体層を含む積層体を製造する積層体製造装置であって、
第1基材と、前記第1基材上に設けられ、半導体材料から構成された半導体層を含む機能層と、前記機能層に接続された電極と、を有する第1シートを供給する第1供給装置と、
第2基材と、第2基材上に設けられ、光硬化性材料を含む接着層と、を有する第2シートを供給する第2供給装置と、
前記第1シートの前記機能層が前記第2シートの前記接着層によって覆われるよう前記第1シートと前記第2シートとを貼り合わせる積層装置と、を備え、
前記第2供給装置から供給される前記第2シートの前記接着層は、未硬化部分を含み、
前記積層体製造装置は、前記積層装置の上流側に配置され、前記第2シートの前記接着層の前記未硬化部分のうち前記第1シートの前記電極に対応する部分に少なくとも部分的に光を照射して第1硬化部分を形成する第1硬化処理装置と、前記積層装置の下流側に配置され、前記第2シートの前記接着層の前記未硬化部分のうち前記電極と重なる領域を少なくとも部分的に除去部分として除去する除去装置と、をさらに備え、
前記除去装置は、
前記第1硬化部分の前記除去部分を少なくとも含む範囲に対応した切り込みを前記第2基材および前記第1硬化部分に形成する切込形成部と、
前記第2基材に粘着性部材を当接させ、前記第2基材のうち前記第1硬化部分の前記除去部分と重なる部分を、前記除去部分とともに、前記第1シートの前記電極側から前記粘着性部材側へ移行させる剥離部と、を有する、積層体製造装置。 - 前記第1硬化処理装置は、前記第1シートの前記電極の位置情報を取得する検知部と、前記検知部によって得られた前記位置情報に基づいて、前記第2シートの前記接着層の前記未硬化部分のうち前記第1シートの前記電極に対応する部分に少なくとも部分的に光を照射する光照射部と、を有する、請求項4に記載の積層体製造装置。
- 前記積層装置の下流側に配置され、前記第2シートの前記接着層の前記未硬化部分のうち前記第1シートの前記機能層に対応する部分を硬化させて第2硬化部分を形成する第2硬化処理装置をさらに備え、
前記接着層の前記第1硬化部分と前記電極との間の密着力は、前記接着層の前記第2硬化部分と前記電極との間の密着力よりも小さくなっている、請求項4または5に記載の積層体製造装置。
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