KR102528054B1 - 전자 디바이스 적층체의 제조 방법, 및 전자 디바이스 적층체 - Google Patents
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Abstract
유기 EL 디바이스 등의 전자 디바이스를 가스 배리어 필름으로 밀봉할 때에, 접착제층의 두께를 얇게 하고, 소자의 열화를 방지할 수 있으며, 또한 가요성이 높은 전자 디바이스 적층체를 제작할 수 있는 전자 디바이스 적층체의 제조 방법, 및 전자 디바이스 적층체를 제공한다. 열융착층과 무기층과 유기층을 이 순서로 갖는 밀봉층, 및 밀봉층의 유기층 측에, 밀봉층으로부터 박리 가능하게 적층되는 기판을 갖는 가스 배리어 필름을 준비하는 공정과, 가스 배리어 필름을, 전자 디바이스의 요철을 갖는 소자 형성면 상에, 열융착층 측을 소자 형성면 측을 향하여 가열 및 가압하여 압착하는 열압착 공정과, 기판을 밀봉층으로부터 박리하는 박리 공정을 갖고, 무기층의 두께가 100nm 이하이며, 열융착층의 유리 전이 온도가 20℃~180℃이다.
Description
본 발명은, 전자 디바이스 적층체의 제조 방법, 및 전자 디바이스 적층체에 관한 것이다.
유기 EL(일렉트로 루미네선스) 재료는 매우 수분에 약하다. 그 때문에, 유기 EL 재료를 이용한 유기 EL 디바이스에서는, 가스 배리어성을 갖는 패시베이션막으로 유기 EL 소자를 밀봉하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 또, 패시베이션막의 형성 재료로서는, 가스 배리어성을 발현하는 질화 규소, 산화 규소 및 산화 질화 규소 등의 무기 재료가 예시되고 있다.
그러나, 유기 EL 재료는 열에 약하기 때문에, 패시베이션막을 형성할 때에 유기 EL 재료에 대미지를 주지 않도록, 패시베이션막은 낮은 에너지로 형성하지 않을 수 없다. 그 때문에, 패시베이션막으로 충분한 가스 배리어성을 얻기 위해서는 두꺼운 패시베이션막으로 하거나, 복수 층의 패시베이션막을 형성할 필요가 있다. 그러나, 패시베이션막을 두껍게 하거나, 복수 층의 패시베이션막을 형성하면 플렉시블성이 뒤떨어지는 것이 되어 버린다.
이것에 대하여, 가스 배리어 성능이 높은 접착제를 이용한 밀봉 방법이 제안되고 있다. 가스 배리어 성능이 높은 접착제를 이용하는 방법은, 패시베이션막에 의한 밀봉보다 플렉시블성이 우수하다.
그러나, 접착제층 자체에 가스 배리어성을 갖게 하는 구성에서는, 가스 배리어층으로서 무기층을 갖는 구성에 비하여 가스 배리어성이 낮기 때문에, 협액자화가 요구되는 디스플레이 등에 이용되는 유기 EL 디바이스에서는 유기 EL 소자를 충분히 보호할 수 없어 유기 EL 소자가 열화되어 버린다.
또, 접착제에 포함되는 수분 및 잔류 용제 등의 영향에 의하여 유기 EL 소자가 열화되어 버릴 우려가 있다.
또, 플렉시블성이 높은 유기 EL 디바이스의 구성으로서, 가스 배리어 필름을 접착제(점착제)를 통하여 첩합하는 밀봉 방법을 이용하는 것이 제안되고 있다. 가스 배리어 필름을 이용하는 방법은, 가스 배리어성을 발현하는 질화 규소, 산화 규소 및 산화 질화 규소 등의 무기층을 유기 EL 소자와는 다른 기판 상에 형성하기 때문에, 무기층을 높은 에너지로 형성할 수 있어, 얇고, 또한 높은 가스 배리어성을 갖는 무기층을 형성할 수 있다. 그 때문에, 가스 배리어 필름을 이용하여 유기 EL 소자를 밀봉하는 방법으로 제작된 유기 EL 디바이스는, 패시베이션막에 의하여 유기 EL 소자를 밀봉하는 방법으로 제작된 유기 EL 디바이스보다 플렉시블성이 우수한 유기 EL 디바이스로 할 수 있다. 따라서, 소자 기판으로서 수지 필름을 이용하는 구성과 조합함으로써 플렉시블성을 갖는 유기 EL 디스플레이, 및 3차원 곡면에 형성된 유기 EL 디바이스로 할 수 있다.
또, 가스 배리어 필름을 이용하는 방법은, 패시베이션막에 의한 밀봉보다 생산성도 우수하다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 유기 EL 재료를 이용하는 발광 소자, 및 이 발광 소자를 덮는 패시베이션막을 갖는 유기 EL 디바이스와 투명한 밀봉 기판을, 접착제에 의하여 접착하여 이루어지는 유기 EL 적층체로서, 유기 EL 디바이스가, 밀봉 기판 측을 향하여 발광하는 톱 이미션형이며, 밀봉 기판이, 지지체 위에, 무기막과, 이 무기막의 하지(下地)가 되는 유기막과의 조합을 1 이상 갖는, 표층이 무기막인 가스 배리어 필름이고, 패시베이션막과 표층의 무기막이 대면하여, 접착제에 의하여 유기 EL 디바이스와 가스 배리어 필름이 접착되어 있으며, 접착제가, 패시베이션막과 표층의 무기막의 사이의 전역에 충전되어 있고, 또한 유기 EL 디바이스의 단부에 있어서의, 패시베이션막과 표층의 무기막의 사이의 간극이, 발광 소자의 위치에 있어서의, 패시베이션막과 표층의 무기막의 사이의 간극보다 좁은 유기 EL 적층체가 기재되어 있다.
또, 특허문헌 2에는, 기판과, 기판의 일방의 면에 마련되는, 무기층 및 무기층의 형성면이 되는 유기층의 조합을 1세트 이상 갖는 가스 배리어층과, 기판과 가스 배리어층의 사이에 마련되고, 유기층과 밀착하며, 또한 기판과 박리하기 위한 박리 유기층을 갖는 가스 배리어 필름이 기재되어 있다. 특허문헌 2에는, 이 가스 배리어 필름으로부터 가스 배리어층을 접착층을 통하여 유기 EL 소자 상에 전사하여 밀봉하는 것이 기재되어 있다.
그러나, 가스 배리어 필름을 접착제를 통하여 첩합하는 밀봉 방법에 있어서는, 접착제층의 단면으로부터의 수분의 침입이 문제가 된다.
이것에 대하여, 특허문헌 1에서는, 단부에 있어서의 접착제층의 두께(패시베이션막과 무기막의 간극)를 발광 소자(유기 EL 소자)의 위치에 있어서의 두께(패시베이션막과 무기막의 사이의 간극)보다 좁게 함으로써 접착제층의 단면으로부터의 수분의 침입을 억제하는 것이 기재되어 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 첩합 방법에서는 접착제층의 두께는 얇아도 1μm 정도로밖에 가능하지 않기 때문에, 접착제층의 단면으로부터 침입하는 수분에 의하여 유기 EL 소자가 열화되는 것을 억제하기 위하여 가스 배리어성이 높은 패시베이션막을 마련할 필요가 있다. 그 때문에, 패시베이션막만을 갖는 구성과 비교하면 패시베이션막의 두께를 얇게 할 수 있지만, 어느 정도의 두께가 필요하여, 보다 높은 가요성을 얻는 것은 어렵다.
또, 접착제층이 두꺼우면 접착제에 포함되는 수분 및 잔류 용제 등의 영향에 의하여 유기 EL 소자가 열화되어 버릴 우려가 있다.
또, 특허문헌 2에 기재되는 바와 같은 전사형의 가스 배리어 필름을 이용하는 경우에 있어서도, 특허문헌 1과 동일한 문제가 있다.
상기와 같이, 접착제층의 단면으로부터의 수분의 침입을 억제하기 위해서는, 단면에 있어서의 접착제층의 두께를 얇게 할 필요가 있다. 또, 접착제에 포함되는 수분 및 잔류 용제 등의 영향을 억제하기 위해서도 접착제층의 두께를 보다 얇게 할 필요가 있다.
그러나, 유기 EL 디바이스에 있어서, 유기 EL 소자는 소자 기판 상에 다수 배열되어 형성되어 있으며, 유기 EL 디바이스의 표면은 요철을 갖고 있다. 유기 EL 디바이스를 가스 배리어 필름으로 밀봉할 때에는, 가스 배리어 필름으로 다수의 유기 EL 소자를 덮어 밀봉한다. 그 때문에, 요철이 있는 표면에 대하여, 유기 EL 디바이스와 가스 배리어 필름의 사이의 간극(접착제층의 두께)이 보다 얇아지도록 제어하여 가스 배리어 필름을 첩합할 필요가 있지만, 첩합 시의 접착제층의 두께를 얇게 제어하는 것은 곤란하다. 특허문헌 1 및 2에는, 이와 같은 요철이 있는 표면에 대하여, 가스 배리어 필름을 첩합할 때에 접착제층의 두께를 얇게 할 수 있는 첩합 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다.
본 발명의 과제는, 이와 같은 문제점을 해결하는 것에 있어, 유기 EL 디바이스 등의 전자 디바이스를 가스 배리어 필름으로 밀봉할 때에, 접착제층의 두께를 얇게 하여 소자의 열화를 방지할 수 있고, 또한 가요성이 높은 전자 디바이스 적층체를 제작할 수 있는 전자 디바이스 적층체의 제조 방법, 및 전자 디바이스 적층체를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 이하의 구성에 의하여 과제를 해결한다.
[1] 열융착층과 무기층과 유기층을 이 순서로 갖는 밀봉층, 및 밀봉층의 유기층 측에, 밀봉층으로부터 박리 가능하게 적층되는 기판을 갖는 가스 배리어 필름을 준비하는 공정과,
가스 배리어 필름을, 전자 디바이스의 요철을 갖는 소자 형성면 상에, 열융착층 측을 소자 형성면 측을 향하여 가열 및 가압하여 압착하는 열압착 공정과,
기판을 밀봉층으로부터 박리하는 박리 공정을 갖고,
무기층의 두께가 100nm 이하이며,
열융착층의 유리 전이 온도가 20℃~180℃인 전자 디바이스 적층체의 제조 방법.
[2] 열압착 공정에 있어서, 열압착 후의, 단부에 있어서의 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리가 100nm 미만이 되도록 가열 온도와 가압하는 압력을 조정하는 [1]에 기재된 전자 디바이스 적층체의 제조 방법.
[3] 전자 디바이스가 유기 일렉트로 루미네선스 디바이스인 [1] 또는 [2]에 기재된 전자 디바이스 적층체의 제조 방법.
[4] 열압착 공정에 있어서, 가스 배리어 필름에 대한 가열 및 가압을 롤러로 행하는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 전자 디바이스 적층체의 제조 방법.
[5] 열압착 공정에 있어서, 기판 측부터 가열을 행하는 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 전자 디바이스 적층체의 제조 방법.
[6] 열압착 공정에 있어서, 전자 디바이스 측부터 가열을 행하는 [5]에 기재된 전자 디바이스 적층체의 제조 방법.
[7] 기판 측의 가열 온도가 전자 디바이스 측의 가열 온도보다 높은 [6]에 기재된 전자 디바이스 적층체의 제조 방법.
[8] 기판이, 트라이아세틸셀룰로스 필름인 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 전자 디바이스 적층체의 제조 방법.
[9] 기판의 두께가 0.1μm~100μm인 [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 전자 디바이스 적층체의 제조 방법.
[10] 소자 형성면이 요철을 갖는 전자 디바이스와,
소자 형성면 상에 적층되는 열융착층, 무기층 및 유기층을 이 순서로 갖는 전사층을 갖고,
무기층의 두께가 100nm 이하이며,
열융착층의 유리 전이 온도가 20℃~180℃이고,
단부에 있어서의 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리가 100nm 이하인 전자 디바이스 적층체.
[11] 전자 디바이스가 유기 일렉트로 루미네선스 디바이스인 [10]에 기재된 전자 디바이스 적층체.
본 발명에 의하면, 유기 EL 디바이스 등의 전자 디바이스를 가스 배리어 필름으로 밀봉할 때에, 접착제층의 두께를 얇게 하여 소자의 열화를 방지할 수 있고, 또한 가요성이 높은 전자 디바이스 적층체를 제작할 수 있는 전자 디바이스 적층체의 제조 방법, 및 전자 디바이스 적층체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법에서 이용되는 전사형 가스 배리어 필름의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법으로 제작되는, 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법으로 제작되는, 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법, 및 전자 디바이스 적층체의 실시형태에 대하여, 도면에 근거하여 설명한다.
[전자 디바이스 적층체의 제조 방법]
본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법은,
열융착층과 무기층과 유기층을 이 순서로 갖는 밀봉층, 및 밀봉층의 유기층 측에, 밀봉층으로부터 박리 가능하게 적층되는 기판을 갖는 가스 배리어 필름을 준비하는 공정과,
가스 배리어 필름을, 전자 디바이스의 요철을 갖는 소자 형성면 상에, 열융착층 측을 소자 형성면 측을 향하여 가열 및 가압하여 압착하는 열압착 공정과,
기판을 밀봉층으로부터 박리하는 박리 공정을 갖고,
무기층의 두께가 100nm 이하이며,
열융착층의 유리 전이 온도가 20℃~180℃인 전자 디바이스 적층체의 제조 방법이다.
이하, 도 1~도 5를 참조하여, 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법의 일례를 설명한다.
본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법(이하, 본 발명의 제조 방법이라고도 함)은, 열융착층과 무기층과 유기층을 이 순서로 갖는 밀봉층, 및 밀봉층의 유기층 측에, 밀봉층으로부터 박리 가능하게 적층되는 기판을 갖는 가스 배리어 필름을 준비하는 공정(도 1)과, 가스 배리어 필름을, 전자 디바이스의 요철을 갖는 소자 형성면 상에, 열융착층 측을 소자 형성면 측을 향하여 가열 및 가압하여 압착하는 열압착 공정(도 2~도 4)과, 기판을 밀봉층으로부터 박리하는 박리 공정(도 4 및 도 5)을 갖는다.
<가스 배리어 필름>
도 1에, 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법에서 이용되는 가스 배리어 필름을 모식적으로 나타내는 단면도를 나타낸다.
도 1에 나타내는 가스 배리어 필름(40)은, 열융착층(30)과, 무기층(16)과, 유기층(14)과, 기판(32)을 이 순서로 갖는다. 열융착층(30), 무기층(16) 및 유기층(14)은, 기판(32)으로부터 박리 가능한 밀봉층(12)이다. 즉, 가스 배리어 필름(40)은, 기판(32)과 유기층(14)의 계면에서 박리 가능하게 형성되어 있다. 가스 배리어 필름(40)은, 밀봉층(12)을 전자 디바이스에 전사할 수 있는 전사형의 가스 배리어 필름이다.
가스 배리어 필름(40)에 있어서, 무기층(16)은 주로 가스 배리어성을 발현하는 층이며, 유기층(14)은 무기층(16)의 하지층이 되는 층이다. 또, 열융착층(30)은, 가스 배리어 필름(40)을 전자 디바이스에 첩합할 때에 가열에 의하여 유동하여 접착성을 발현하는 층이다.
여기에서, 본 발명에 있어서, 무기층(16)의 두께는 100nm 이하이다.
또, 열융착층(30)의 유리 전이 온도 Tg는, 20℃~180℃이다.
가스 배리어 필름(40)의 각 층에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
<열압착 공정>
열압착 공정은, 상기와 같은 가스 배리어 필름(40)을 전자 디바이스(50)의 소자 형성면 상에 압착하는 공정이다.
열압착 공정에 있어서, 먼저 도 2에 나타내는 바와 같이, 소자 기판(52) 상에 복수의 유기 EL(일렉트로 루미네선스) 소자(54)가 형성된 전자 디바이스(유기 EL 디바이스)(50)를 테이블(100) 위에 재치한다. 또, 전자 디바이스(50)의 유기 EL 소자(54) 측의 면(이하, 소자 형성면이라고도 함)에, 가스 배리어 필름(40)의 열융착층(30)을 대면시킨다.
다음으로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 롤러(102)를 이용하여, 가스 배리어 필름(40)을 전자 디바이스(50)에 압착한다. 그때, 롤러(102)는 가열 수단을 갖고 있고, 가스 배리어 필름(40)은 롤러(102)에 의하여 가열되면서 가압된다.
또, 바람직한 양태로서 전자 디바이스(50)를 재치하는 테이블도 가열 수단을 갖고 있고, 전자 디바이스(50) 측도 가열된다.
가압 시에 가스 배리어 필름(40)이 가열됨으로써, 열융착층(30)이 유동하여 접착성을 발현한다. 이로써, 전자 디바이스(50)의 소자 형성면에 가스 배리어 필름(40)이 첩합된다(도 4).
여기에서, 가스 배리어 필름과 전자 디바이스를 접착하는 재료로서, 종래의 점착층을 이용한 경우에는, 첩합 시에 가압 혹은 가열을 행해도 점착층의 두께를 크게 변화시킬 수 없기 때문에, 점착층의 두께를 보다 얇게 하는 것은 어렵다.
한편, 접착제층의 두께를 보다 얇게 하는 방법으로서, 액상의 접착제를 전자 디바이스의 소자 형성면에 도포한 후, 가스 배리어 필름을 첩합하는 방법도 생각되지만, 가스 배리어 필름의 무기층이 표출된 상태로 첩합을 행하면 무기층이 균열되어 버려 가스 배리어성이 저하되어 버릴 우려가 있다. 무기층의 균열을 방지하기 위하여 수지로 이루어지는 보호층을 마련한 경우에는, 무기층의 균열은 방지할 수 있지만, 보호층만큼 두꺼워지기 때문에, 전자 디바이스의 소자 형성면의 요철에 추종하기 어려워지고, 또 보호층에 포함되는 수분 및 잔류 용제 등의 영향에 의하여 유기 EL 소자가 열화되어 버릴 우려가 있다.
이것에 대하여, 본 발명의 제조 방법에서는, 가스 배리어 필름(40)과 전자 디바이스(50)를 접착하는 재료로서, 유리 전이 온도가 20℃~180℃이며, 가열에 의하여 용해되는 열융착층(30)을 이용한다. 이로써, 가스 배리어 필름(40)을 전자 디바이스(50)의 소자 형성면에 첩합할 때에, 열융착층이 유동하여 소자 형성면의 오목부에 흘러 들어오는 등 하여, 열융착층(30)의 두께를 매우 얇게 할 수 있고, 혹은 추가로 열융착층(30)이 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이에 점재(點在)되는 상태로 함으로써, 전자 디바이스(50)의 유기 EL 소자(54)와 가스 배리어 필름(40)의 무기층(16)의 사이의 거리, 및 단부에 있어서의 전자 디바이스(50)(소자 기판(52))와 가스 배리어 필름(40)의 무기층(16)의 거리를 작게 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제조 방법은, 열압착 후의 단면에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리(열융착층(30)의 두께)를 매우 작게 할 수 있기 때문에, 본 발명의 제조 방법으로 제작된 전자 디바이스 적층체(10)는, 열융착층(30)의 단면으로부터의 수분의 침입을 방지하여 유기 EL 소자(54)의 열화를 방지할 수 있다.
또, 열융착층(30)은, 가열할 때까지는 고체이기 때문에, 가스 배리어 필름(40)의 무기층(16)을 보호할 수 있어, 반송 시, 첩합 시 등에 무기층(16)이 균열되는 것을 방지할 수 있다.
또, 열융착층(30)은 열융착하는 고체이기 때문에, 잔류 용제 및 수분을 포함하지 않은(적은) 것으로 할 수 있다. 따라서, 잔류 용제 및 수분에 의한 유기 EL 소자(54)의 열화를 방지할 수 있다.
또, 가스 배리어 필름(40)을 전자 디바이스(50)의 소자 형성면에 첩합할 때에, 열융착층이 유동하여 소자 형성면의 오목부에 흘러 들어오기 때문에, 첩합 시에 가스 배리어 필름(40)과 전자 디바이스(50)의 사이에 존재하는 기체(공기)를 효율적으로 제거할 수 있다. 따라서, 제작된 전자 디바이스 적층체(10)의 소자 형성면의 오목부 등에 기체(공기)가 잔류하는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 가스 배리어 필름(40)의 무기층(16)의 두께가 100nm 이하이며, 가요성을 갖기 때문에, 열압착 공정에 있어서 가스 배리어 필름(40)을 전자 디바이스(50)의 요철을 갖는 소자 형성면에 압착한 경우여도, 도 4에 나타내는 바와 같이, 무기층(16)이 균열되지 않고 소자 형성면의 요철에 따라 만곡할 수 있기 때문에, 단부에서 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 거리가 작아지도록 만곡할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 가스 배리어 필름(40)으로서 밀봉층(12)과 기판(32)이 박리 가능한 전사형의 가스 배리어 필름(40)을 이용하고 있다. 그 때문에, 열압착 공정에 있어서 가스 배리어 필름(40)을 전자 디바이스(50)의 소자 형성면에 압착할 때에, 기판(32)이 부분적으로 밀봉층(12)으로부터 박리될 수 있어, 무기층(16)을 포함하는 밀봉층(12)이 소자 형성면의 요철에 추종하기 쉬워진다. 이로써, 압착 후의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 거리를 보다 작게 할 수 있다.
또, 열융착층(30)은, 가열한 부분만 유동성을 발현하여 접착성이 얻어지기 때문에, 임의의 부위에 첩합할 수 있다. 따라서, 예를 들면 전자 디바이스(50)가 입체적인 형상으로 밀봉층(12)을 전면적으로 첩합하는 것이 어려운 경우에 단부만 첩합하고, 밀봉층(12)이 전자 디바이스(50)의 소자 형성면을 덮도록 하여 밀봉하거나, 소자의 형상, 물성 등의 상황으로부터 배리어성을 특별히 높일 필요가 있는 부위에 추가적으로 전사하여 밀봉할 수 있다.
여기에서, 열압착 공정에 있어서, 열압착 후의, 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)(소자 형성면)의 사이의 거리가 100nm 이하가 되도록, 가열 온도 및 가압하는 압력을 조정하는 것이 바람직하다.
열압착 후의, 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)(소자 형성면)의 사이의 거리를 100nm 이하로 함으로써, 열융착층(30)의 단부로부터의 수분의 침입을 적합하게 방지할 수 있다.
가열 온도, 및 가압하는 압력은, 열융착층(30)의 재료, 두께, 기판(32)의 두께, 경도, 전자 디바이스(50)의 요철의 상태, 및 필요한 열융착층의 두께 등에 따라 적절히 설정하면 된다.
열압착 공정에 있어서, 가스 배리어 필름(40)에 대한 가열 온도는, 열융착층(30)의 유리 전이 온도 Tg 이상인 것이 바람직하고, Tg+50℃~Tg+5℃인 것이 보다 바람직하며, Tg+30℃~Tg+20℃인 것이 더 바람직하다. 가스 배리어 필름(40)에 대한 가열 온도를 상기 범위로 함으로써 압착 시에 열융착층(30)을 확실히 유동시킬 수 있다.
또, 상술한 바와 같이 열압착 공정에 있어서, 전자 디바이스(50)를 가열해도 된다. 여기에서, 전자 디바이스(50) 측의 가열 온도를 과도하게 높게 하면, 유기 EL 소자(54)가 파손되어 버릴 우려가 있다. 또, 소자 기판(52)으로서 수지 필름을 이용하는 경우에는, 소자 기판(52)이 열수축 등에 의하여 변형해 버려, 가스 배리어 필름(40)과 균일하게 첩합할 수 없게 될 우려가 있다. 그래서, 전자 디바이스(50) 측부터 가열하는 경우에는, 전자 디바이스(50) 측의 가열 온도는, 가스 배리어 필름(40) 측의 가열 온도보다 낮게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, Tg+10℃~Tg+5℃인 것이 바람직하고, Tg+5℃~Tg℃인 것이 보다 바람직하다.
또, 열압착 공정에 있어서, 가스 배리어 필름(40)과 전자 디바이스(50)에 가해지는 압력은, 0.001MPa~5MPa가 바람직하고, 0.01MPa~1MPa가 보다 바람직하며, 0.1MPa~0.5MPa가 더 바람직하다.
가스 배리어 필름(40)과 전자 디바이스(50)에 가해지는 압력을 0.01MPa 이상으로 함으로써, 가열에 의하여 유동하고 있는 열융착층(30)을 이동시켜, 가스 배리어 필름(40)의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 소자 형성면과의 거리를 근접시켜 열융착층(30)의 두께를 얇게 할 수 있다. 한편, 압력이 과도하게 높으면 무기층(16)이 균열되거나, 유기 EL 소자(54)가 파손되어 버릴 우려가 있다. 그 때문에, 압력은 5MPa 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 도 3에 나타내는 예에서는, 열압착 공정에 있어서 가스 배리어 필름(40)을 전자 디바이스(50)에 압착하는 장치로서 롤러를 이용하는 구성으로 했지만, 이것에 한정은 되지 않고, 피스톤에 의한 가압 장치, 벌룬형의 가압 장치 등의 공지의 가압 장치를 이용할 수 있다.
또, 가압을 롤러로 행하는 경우에는, 롤러 표면은 유연성이 있는 고무 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 표면이 고무 재료로 이루어지는 롤러를 이용함으로써 가스 배리어 필름(40)의 무기층(16)이 전자 디바이스(50)의 소자 형성면의 요철에 의하여 손상되는 것을 억제할 수 있어, 가스 배리어 필름(40)과 전자 디바이스(50)를 균일하게 첩합할 수 있다.
또, 전자 디바이스(50)의 이면 측을 지지하는 부재로서는, 평활하고 강성이 높은 것이면 되고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 재치면이 평탄한 판상의 테이블이어도 되며, 혹은, 롤러여도 된다. 테이블을 이용하는 경우에는 전자 디바이스(50)와 테이블의 사이에 잔존하는 공기에 의하여, 가스 배리어 필름(40)과 전자 디바이스(50)를 균일하게 첩합할 수 없을 우려가 있다. 이 점에서는 롤러를 이용하는 것이 바람직하다.
또, 롤러 및/또는 테이블이 갖는 가열 수단으로서는 특별히 한정은 없이 공지의 가열 수단을 이용하면 된다.
또, 도 3에 나타내는 예에서는 롤러에 의하여 가열 및 가압을 동시에 행하는 구성으로 했지만 이것에 한정은 되지 않고, 가스 배리어 필름에 대하여 가열을 행한 후에 압착을 행해도 된다.
또, 열압착 공정은 대기압 이하에 감압하여 행하는 것이 바람직하다. 열압착 공정을 감압하에서 행함으로써 가스 배리어 필름(40)과 전자 디바이스(50)를 첩합했을 때에, 가스 배리어 필름(40)과 전자 디바이스(50)의 사이에 공기가 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
<박리 공정>
박리 공정은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 열압착 공정 후에 가스 배리어 필름(40)의 기판(32)을 밀봉층(12)으로부터 박리한다. 기판(32)을 박리함으로써 제작되는 전자 디바이스 적층체(10)의 전체의 두께를 얇게 하여 가요성을 높게 할 수 있다.
본 발명의 제조 방법은, 이상의 각 공정을 실시함으로써 도 5에 나타내는 바와 같은 전자 디바이스 적층체(10)를 제작할 수 있다.
[전자 디바이스 적층체]
본 발명의 제조 방법으로 제작되는, 본 발명의 전자 디바이스 적층체는,
소자 형성면이 요철을 갖는 전자 디바이스와,
소자 형성면 상에 적층되는 열융착층, 무기층 및 유기층을 이 순서로 갖는 전사층을 갖고,
무기층의 두께가 100nm 이하이며,
열융착층의 유리 전이 온도가 20℃~180℃이고,
단부에 있어서의 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리가 100nm 이하인 전자 디바이스 적층체이다.
도 5에 나타내는 전자 디바이스 적층체(10)는, 소자 기판(52) 및 유기 EL 소자(54)를 갖는 전자 디바이스(유기 EL 디바이스)(50)와, 열융착층(30), 무기층(16) 및 유기층(14)을 갖는 밀봉층(12)을 갖는다.
밀봉층(12)은, 열융착층(30)이, 전자 디바이스(50)의 유기 EL 소자(54)가 형성된 면(소자 형성면)에 접하여, 전자 디바이스(50) 상에 적층되어 있다.
여기에서, 전자 디바이스 적층체(10)에 있어서, 무기층(16)의 두께는 100nm 이하이다. 무기층(16)의 두께를 100nm 이하로 함으로써, 무기층(16)의 가요성을 높게 하고, 전자 디바이스(50)의 소자 형성면의 요철에 추종하여 만곡시킬 수 있다. 그 때문에, 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 거리를 작게 할 수 있어, 열융착층(30)의 단부로부터의 수분의 침입을 방지할 수 있다.
또, 전자 디바이스 적층체(10)에 있어서, 열융착층(30)의 유리 전이 온도가 20℃~180℃이다. 유리 전이 온도가 상기 범위의 열융착층(30)은 가열에 의하여 용해되기 때문에, 상술한 제조 방법과 같이 열융착층(30)을 가열하여 유동시킴으로써, 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 작은 것으로 할 수 있다.
또, 전자 디바이스 적층체(10)에 있어서, 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리, 즉 열융착층(30)의 두께를 100nm 이하로 함으로써, 열융착층(30)의 단면으로부터의 수분의 침입을 억제할 수 있다.
또한, 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리는, 전자 디바이스 적층체(10)를 두께 방향으로 절단하여 단면을 현미경, SEM(주사형 전자 현미경), 마이크로스코프 등으로 관찰하여 측정할 수 있다.
이하, 전자 디바이스 적층체를 구성하는 부위, 및 기판에 대하여 상세하게 설명한다.
<기판>
기판(32)은, 각종 가스 배리어 필름 및 각종 적층형의 기능성 필름 등에 있어서 기판(지지체)으로서 이용되는, 공지의 시트상물(필름, 판상물)을 이용할 수 있다.
또, 기판(32)은, 각종 광학 투명 접착제(OCA(Optical Clear Adhesive))에 있어서 세퍼레이터(경박리 세퍼레이터 및 중박리 세퍼레이터)로서 이용되고 있는 각종 시트상물도 이용 가능하다.
기판(32)의 재료에는, 제한은 없고, 유기층(14), 무기층(16), 및 열융착층(30)을 형성 가능하며, 또한 유기층(14)을 형성하기 위한 조성물에 포함되는 용제로 용해되지 않는 것이면, 각종 재료가 이용 가능하다. 기판(32)의 재료로서는, 바람직하게는, 각종 수지 재료가 예시된다.
기판(32)의 재료로서는, 예를 들면 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아마이드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리 염화 바이닐(PVC), 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리아크릴로나이트릴(PAN), 폴리이미드(PI), 투명 폴리이미드, 폴리메타크릴산 메틸 수지(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌(PS), 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 공중합체(ABS), 사이클로올레핀 공중합체(COC), 사이클로올레핀 폴리머(COP), 트라이아세틸셀룰로스(TAC), 및 에틸렌-바이닐알코올 공중합체(EVOH) 등을 들 수 있다.
그중에서도, 유기층(14)과의 계면에서 박리 가능하게 형성하는 것이 용이한 점에서, 트라이아세틸셀룰로스(TAC)를 기판(32)의 재료로서 이용하는 것이 바람직하다.
기판(32)의 두께는, 용도 및 재료 등에 따라, 적절히, 설정할 수 있다.
기판(32)의 두께에는, 제한은 없지만, 전사형 가스 배리어 필름의 기계적 강도를 충분히 확보할 수 있는, 가요성(플렉시블성)이 양호한 전사형 가스 배리어 필름이 얻어지는, 전사형 가스 배리어 필름의 경량화 및 박형화를 도모할 수 있는, 전사 시에 밀봉층(12)으로부터 용이하게 박리할 수 있는 전사형 가스 배리어 필름이 얻어지는, 열압착 공정에 있어서 전자 디바이스(50)의 소자 형성면의 요철에 추종하기 쉬운 등의 점에서, 120μm~5μm가 바람직하고, 100μm~15μm가 보다 바람직하다.
<유기층>
유기층(14)은, 밀봉층(12)을 구성하는 층이며, 무기층(16)을 적정하게 형성하기 위한 하지층이 되는 층이다. 또, 유기층(14)은, 기판(32)이 박리 가능하게 첩착되는 유기층이다. 즉, 유기층(14)은, 기판(32)으로부터 박리 가능한 유기층이다. 따라서, 유기층(14)과 무기층(16)의 밀착력이, 기판(32)과 유기층(14)의 밀착력보다 강하다.
후술하지만, 유기층(14)의 표면에 형성되는 무기층(16)은, 바람직하게는, 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의하여 형성된다. 그 때문에, 무기층(16)을 형성할 때에, 유기층(14)이 플라즈마에 의하여 에칭되고, 유기층(14)과 무기층(16)의 사이에는, 유기층(14)의 성분과 무기층(16)의 성분을 갖는, 혼합층과 같은 층이 형성된다. 그 결과, 유기층(14)과 무기층(16)은, 매우 강한 밀착력으로 밀착된다.
따라서, 유기층(14)과 무기층(16)의 밀착력은, 기판(32)과 유기층(14)의 밀착력보다, 훨씬 강하여 유기층(14)으로부터 기판(32)을 박리해도, 유기층(14)과 무기층(16)이 박리되는 경우는 없다.
또한, 유기층(14)의 두께란, 상술한 혼합층을 포함하지 않는, 유기층(14)의 형성 성분만으로 이루어지는 층의 두께이다.
또, 유기층(14)은, 무기층(16)을 적정하게 형성하기 위한 하지층이기 때문에, 기판(32)의 표면에 형성되는 유기층(14)은, 기판(32)의 표면의 요철 및 표면에 부착하는 이물 등을 포매(包埋)한다. 그 결과, 무기층(16)의 형성면을 적정하게 하여, 적정하게 무기층(16)을 형성하는 것을 가능하게 한다.
기판(32)을 박리 가능하게 하는 유기층(14)에 무기층(16)을 형성함으로써, 기판(32)이 박리 가능한 전사형의 가스 배리어 필름을 실현하고 있다.
또한, 유기층(14)은 기판(32)을 박리한 후는, 무기층(16)을 보호하는 보호층으로서 작용한다.
무기층(16)의 형성 시에 유기층(14)에는 높은 온도가 가해지기 때문에, 유기층(14)은, 내열성이 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 유기층(14)은, 유리 전이점(Tg)이 175℃ 이상인 것이 바람직하고, 200℃ 이상인 것이 보다 바람직하며, 250℃ 이상인 것이 더 바람직하다.
상술한 바와 같이, 유기층(14)의 표면에 형성되는 무기층(16)은, 바람직하게는, 플라즈마 CVD에 의하여 형성된다. 유기층(14)의 Tg를 180℃ 이상으로 함으로써, 무기층(16)을 형성할 때에 있어서의, 플라즈마에 의한 유기층(14)의 에칭 및 휘발을 적합하게 억제하여, 적정한 유기층(14) 및 무기층(16)을 적합하게 형성할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
유기층(14)의 Tg의 상한에는, 제한은 없지만, 500℃ 이하인 것이 바람직하다.
또, Tg와 동일한 이유에서, 유기층(14)을 형성하는 수지는, 어느 정도, 분자량이 큰 것이 바람직하다.
구체적으로는, 유기층(14)을 형성하는 수지는, 분자량(중량 평균 분자량(Mw))이 500 이상인 것이 바람직하고, 1000 이상인 것이 보다 바람직하며, 1500 이상인 것이 더 바람직하다.
또한, 유기층(14)의 Tg는, 시차 주사 열량계(DSC) 등을 이용하는 공지의 방법으로 특정하면 된다. 또, 분자량도, 젤 침투 크로마토그래피(GPC) 등을 이용하는 공지의 방법으로 측정하면 된다. 또, 시판품을 이용하는 경우에는, 유기층(14)의 Tg 및 분자량은, 카탈로그값을 이용하면 된다.
이상의 점에 관해서는, 후술하는 열융착층(30)도 동일하다.
유기층(14)의 형성 재료로서는, 공지의 가스 배리어 필름으로 무기층의 하지층으로서 이용되고 있는, 유기층이 각종 이용 가능하다. 유기층(14)은, 예를 들면 모노머, 다이머 및 올리고머 등을 중합(가교, 경화)한 유기 화합물로 이루어지는 층이다. 유기층(14)을 형성하기 위한 조성물은, 유기 화합물을 1종만 포함해도 되고, 2종 이상 포함해도 된다.
유기층(14)은, 예를 들면 열가소성 수지 및 유기 규소 화합물 등을 함유한다. 열가소성 수지는, 예를 들면 폴리에스터, (메트)아크릴 수지, 메타크릴산-말레산 공중합체, 폴리스타이렌, 투명 불소 수지, 폴리이미드, 불소화 폴리이미드, 폴리아마이드, 폴리아마이드이미드, 폴리에터이미드, 셀룰로스아실레이트, 폴리유레테인, 폴리에터에터케톤, 폴리카보네이트, 지환식 폴리올레핀, 폴리아릴레이트, 폴리에터설폰, 폴리설폰, 플루오렌환 변성 폴리카보네이트, 지환 변성 폴리카보네이트, 플루오렌환 변성 폴리에스터, 및 아크릴화합물 등을 들 수 있다. 유기 규소 화합물은, 예를 들면 폴리실록세인을 들 수 있다.
유기층(14)은, 강도가 우수한 관점과, 유리 전이점의 관점에서, 바람직하게는, 라디칼 경화성 화합물 및/또는 에터기를 갖는 양이온 경화성 화합물의 중합물을 포함한다.
유기층(14)은, 유기층(14)의 굴절률을 낮게 하는 관점에서, 바람직하게는, (메트)아크릴레이트의 모노머, 올리고머 등의 중합체를 주성분으로 하는 (메트)아크릴 수지를 포함한다. 유기층(14)은, 굴절률을 낮게 함으로써, 투명성이 높아져, 광투과성이 향상된다.
유기층(14)은, 보다 바람직하게는, 다이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트(DPGDA), 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트(TMPTA), 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트(DPHA) 등의, 2관능 이상의 (메트)아크릴레이트의 모노머, 다이머 및 올리고머 등의 중합체를 주성분으로 하는 (메트)아크릴 수지를 포함하고, 더 바람직하게는, 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트의 모노머, 다이머 및 올리고머 등의 중합체를 주성분으로 하는 (메트)아크릴 수지를 포함한다. 또, 이들 (메트)아크릴 수지를, 복수 이용해도 된다. 주성분이란, 함유하는 성분 중, 가장 함유 질량비가 큰 성분을 말한다.
또, 유기층(14)은, 방향족환을 갖는 수지에 의하여 형성함으로써, 기판(32)을 박리 가능하게 할 수 있다.
유기층(14)은, 바람직하게는, 비스페놀 구조를 포함하는 수지를 주성분으로 한다. 유기층(14)은, 보다 바람직하게는, 폴리아릴레이트(폴리아릴레이트 수지(PAR))를 주성분으로 한다. 주지하는 바와 같이, 폴리아릴레이트란, 비스페놀 A로 대표되는 비스페놀 등의 2가 페놀과, 프탈산(테레프탈산, 아이소프탈산) 등의 2염기산과의 중축합체로 이루어지는 방향족 폴리에스터이다.
유기층(14)을 비스페놀 구조를 포함하는 수지를 주성분으로 함으로써, 특히 유기층(14)을 폴리아릴레이트를 주성분으로 함으로써, 기판(32)과 유기층(14)의 밀착력이 적정하게, 또한 용이하게 기판(32)을 박리 가능하게 할 수 있다. 또, 적절한 유연성을 갖기 때문에 기판(32)을 박리할 때의 무기층(16)의 손상(균열 및 금 등)을 방지할 수 있는, 내열성이 높기 때문에 적정한 무기층(16)을 안정되게 형성할 수 있는, 전사 후의 성능 열화를 방지할 수 있는, 유기 박막 트랜지스터로서의 굴곡성을 높게 할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
또한, 주성분이란, 함유하는 성분 중, 가장 함유 질량비가 큰 성분을 말한다.
유기층(14)을 방향족환을 갖는 각종 수지로 형성하는 경우에는, 유기층(14)은, 방향족환을 갖는 수지이면, 시판품을 이용하여 형성해도 된다.
유기층(14)의 형성에 이용 가능한 시판품의 수지로서는, 유니티카 주식회사제의 유니파이너(unifiner)(등록 상표) 및 U 폴리머(등록 상표), 및 미쓰비시 가스 가가쿠 주식회사제의 네오프림(등록 상표) 등이 예시된다.
유기층(14)의 두께에는, 제한은 없지만, 0.2~6μm가 바람직하고, 0.5~5μm가 보다 바람직하며, 1~3μm가 더 바람직하다.
유기층(14)의 두께를 0.2μm 이상으로 함으로써, 적정한 무기층(16)을 안정되게 형성할 수 있는, 박리 시에 찢어지지 않는 기계 강도를 유지할 수 있어, 양호하게 박리할 수 있는, 세퍼레이터 등의 이물의 영향을 받지 않는 등의 점에서 바람직하다. 또, 유기층(14)의 두께를 6μm 이하로 함으로써, 가스 배리어 필름(40)의 경량화 및 박형화를 도모할 수 있는, 투명성이 높은 가스 배리어 필름이 얻어지는, 양호한 기판(32)의 박리성이 얻어지는, 열경화 시에 균일하게 경화할 수 있는, 잔류 용제의 함유량을 억제할 수 있는, 높은 가요성이 얻어지는 등의 점에서 바람직하다.
또한, 유기층(14)의 두께란, 상술한 혼합층을 포함하지 않는, 유기층(14)의 형성 성분만으로 이루어지는 층의 두께이다.
유기층(14)은, 재료에 따른 공지의 방법으로 형성할 수 있다.
예를 들면, 유기층(14)은, 유기층(14)이 되는 수지(유기 화합물) 등을 용제에 용해한 조성물(수지 조성물)을 조제하여, 기판(32)에 도포하고, 조성물을 건조시키는, 도포법으로 형성할 수 있다. 도포법에 의한 유기층(14)의 형성에서는, 필요에 따라서, 추가로 건조한 조성물에, 자외선을 조사함으로써, 조성물 중의 수지(유기 화합물)를 중합(가교)시켜도 된다.
유기층(14)을 형성하기 위한 조성물은, 유기 화합물에 더하여, 바람직하게는 유기 용제, 계면활성제, 및 실레인 커플링제 등을 포함한다.
유기층(14)은, 롤·투·롤에 의하여 형성하는 것이 바람직하다. 이하의 설명에서는, "롤·투·롤"을 "R to R"이라고도 말한다.
주지하는 바와 같이, R to R이란 장척인 시트상물을 권회하여 이루어지는 롤로부터, 시트상물을 송출하고, 장척인 시트를 길이 방향으로 반송하면서 성막을 행하며, 성막제의 시트상물을 롤상으로 권회하는 제조 방법이다. R to R을 이용함으로써, 높은 생산성과 생산 효율이 얻어진다.
또한, 유기층(14)은 기판(32)으로 박리 가능하게 형성될 필요가 있다. 그 때문에, 상술한 바와 같이 유기층(14)의 재료로서 박리성을 갖는 재료를 이용해도 되고, 유기층(14)과 기판(32)의 사이에 박리층을 마련해도 된다. 박리층으로서는, 종래 공지의 박리층이 적절히 이용 가능하다.
기판(32)과 유기층(14)의 박리력은 0.01~2N/25mm가 바람직하고, 0.05~1N/25mm가 보다 바람직하며, 0.1~0.8N/25mm가 더 바람직하다.
<무기층>
무기층(16)은, 무기 화합물을 포함하는 박막이며, 적어도 유기층(14)의 표면에 형성된다. 밀봉층(12)에 있어서, 무기층(16)이, 주로 가스 배리어 성능을 발현한다.
기판(32)의 표면에는, 요철 및 이물과 같은, 무기 화합물이 착막하기 어려운 영역이 있다. 상술한 바와 같이, 기판(32)의 표면에 유기층(14)을 마련하고, 그 위에 무기층(16)을 형성함으로써, 무기 화합물이 착막하기 어려운 영역이 덮인다. 그 때문에, 무기층(16)의 형성면에, 무기층(16)을 간극 없이 형성하는 것이 가능해진다.
무기층(16)의 재료에는, 제한은 없고, 가스 배리어 성능을 발현하는 무기 화합물로 이루어지는, 공지의 가스 배리어층에 이용되는 무기 화합물이, 각종 이용 가능하다.
무기층(16)의 재료로서는, 예를 들면 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 탄탈럼, 산화 지르코늄, 산화 타이타늄, 산화 인듐 주석(ITO) 등의 금속 산화물; 질화 알루미늄 등의 금속 질화물; 탄화 알루미늄 등의 금속 탄화물; 산화 규소, 산화 질화 규소, 산탄화 규소, 산화 질화 탄화 규소 등의 규소 산화물; 질화 규소, 질화 탄화 규소 등의 규소 질화물; 탄화 규소 등의 규소 탄화물; 이들의 수소화물; 이들 2종 이상의 혼합물; 및 이들의 수소 함유물 등의 무기 화합물을 들 수 있다. 또, 이들 2종 이상의 혼합물도, 이용 가능하다.
그중에서도, 질화 규소, 산화 규소, 산질화 규소, 산화 알루미늄, 및 이들 2종 이상의 혼합물은, 투명성이 높고, 또한 우수한 가스 배리어 성능을 발현할 수 있는 점에서, 적합하게 이용된다. 그중에서도, 규소를 함유하는 화합물은, 적합하게 이용되고, 그중에서도 특히, 우수한 가스 배리어 성능을 발현할 수 있는 점에서, 질화 규소는, 적합하게 이용된다.
무기층(16)의 두께는, 상술한 바와 같이, 100nm 이하이다.
가요성 및 가스 배리어성의 관점에서, 무기층(16)의 두께는, 50nm 이하가 바람직하고, 5~50nm가 보다 바람직하며, 10~30nm가 더 바람직하다.
무기층(16)의 두께를 2nm 이상으로 함으로써, 충분한 가스 배리어 성능을 안정되게 발현하는 무기층(16)을 형성할 수 있는 점에서 바람직하다. 또, 무기층(16)은, 일반적으로 부서지기 쉽고, 과도하게 두꺼우면, 균열, 금, 및 박리 등을 일으킬 가능성이 있지만, 무기층(16)의 두께를 50nm 이하로 함으로써, 균열이 발생하는 것을 보다 적합하게 방지할 수 있다. 또, 가요성을 높게 할 수 있다.
무기층(16)은, 재료에 따른 공지의 방법으로 형성할 수 있다.
예를 들면, CCP(Capacitively Coupled Plasma)-CVD 및 ICP(Inductively Coupled Plasma)-CVD 등의 플라즈마 CVD, 원자층 퇴적법(ALD(Atomic Layer Deposition)), 마그네트론 스퍼터링과 반응성 스퍼터링 등의 스퍼터링, 및 진공 증착 등의 각종 기상 성막법을 적합하게 들 수 있다.
그중에서도, 상술한 바와 같이, 유기층(14)과 무기층(16)의 밀착력을 향상시킬 수 있는 점에서, CCP-CVD 및 ICP-CVD 등의 플라즈마 CVD는, 적합하게 이용된다.
또한, 무기층(16)도, R to R로 형성하는 것이 바람직하다.
<열융착층>
열융착층(30)은, 가스 배리어 필름(40)을, 전자 디바이스(50)의 소자 형성면에 첩합시키기 위한 것이다.
또, 열융착층(30)은, 가스 배리어 성능을 발현하는 무기층(16)을 보호하는 보호층으로서도 작용한다.
본 발명에 있어서, 열융착층(30)은, 핫멜트 접착제(HMA(Hot Melting Adhesive))를 이용한다. 구체적으로는, 핫멜트 접착제로 이루어지는 열융착층(30)은, 상온에서는 고체로, 가열함으로써 유동하여, 접착성을 발현하는 열융착층이다. 또한, 본 발명에 있어서, 상온이란 23℃이다.
열융착층(30)으로서 핫멜트 접착제를 이용함으로써, 종래의 전사형의 가스 배리어 필름에 비하여, 가스 배리어 성능을 보다 높게 할 수 있다.
열융착층(30)은, 30~200℃에서 유동하여 접착성을 발현하는 것이 바람직하고, 열융착층(30)은, 40~180℃에서 유동하여 접착성을 발현하는 것이 보다 바람직하며, 50~150℃에서 유동하여 접착성을 발현하는 것이 더 바람직하다.
열융착층(30)이 상온에서 유동하여 접착성을 발현하는 경우에는, 가스 배리어 필름의 절단 시 및 전사 시에, 박 밀림이 발생하기 쉬워, 가스 배리어 성능의 저하 등을 일으킨다.
또, 유동하여 접착성을 발현하는 온도가 과도하게 높으면, 첩착 대상으로의 첩착 시에 필요한 가열 온도가 높아져 버려, 기판(32), 유기층(14) 및 첩착 대상에 열대미지가 부여된다.
열융착층(30)의 유리 전이 온도 Tg는, 20℃~180℃이며 25℃~150℃인 것이 바람직하고, 40℃~140℃인 것이 보다 바람직하며, 60℃~120℃인 것이 더 바람직하다.
열융착층(30)의 Tg를 상기 범위로 함으로써, 열유동성을 얻기 쉽기 때문에, 가열에 의한 접착성 및 전사성을 향상시킬 수 있는, 저온에서 접착할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
핫멜트 접착제를 이용하는 경우는, 열융착층(30)은, 상온에서는 고체로, 가열에 의하여 유동하여 접착성을 발현할 수 있으면, 재료에 제한은 없다.
핫멜트 접착제를 이용하는 경우는, 열융착층(30)은, 비정성 수지를 주성분으로 하는 것이 바람직하고, 아크릴 수지를 주성분으로 하는 것이 보다 바람직하며, 단일의 아크릴레이트 모노머를 중합하여 이루어지는 수지(아크릴 호모 폴리머(호모 아크릴 폴리머))를 주성분으로 하는 것이 더 바람직하다.
열융착층(30)의 주성분을 비정성 수지, 특히 아크릴 수지로 함으로써, 투명성이 높은 가스 배리어 필름이 얻어지는 등의 점에서 바람직하다.
또한, 열융착층(30)의 주성분을 아크릴 호모 폴리머로 함으로써, 상술한 이점에 더하여, 열에 의한 전사성을 양호하게 할 수 있는, 경화한 후의 권취 시에 블로킹하기 어려운 등의 점에서 바람직하다. 또, 열융착층(30)을 아크릴 호모 폴리머로 형성함으로써, 상술한 이점에 더하여 열융착층(30)을, 비교적 낮은 온도에서 유동하여 접착성을 발현하는 층으로 할 수 있다. 따라서, 가스 배리어 필름에 높은 내열성이 요구되지 않는 경우에는, 아크릴 호모 폴리머로 이루어지는 열융착층(30)은, 적합하게 이용된다.
핫멜트 접착제를 이용하는 경우는, 상온에서는 고체로, 가열에 의하여 유동하여 접착성을 발현하는 열융착층(30)을 형성할 수 있으면, 공지의 각종 수지가 이용 가능하고, 또 시판품도 이용 가능하다.
구체적으로는, 다이세이 파인 케미컬 주식회사제의 0415BA(아크릴 호모 폴리머) 및 #7000 시리즈 등이 예시된다.
열융착층(30)에는, 필요에 따라서, 스타이렌아크릴 공중합체(스타이렌 변성 아크릴 수지), 유레테인아크릴 공중합체(유레테인 변성 아크릴 수지), 및 유리 전이 온도 조절용의 아크릴 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상을 포함해도 된다.
열융착층(30)에, 이들 성분을 첨가함으로써, 열융착층(30)의 Tg를 향상시킬 수 있다. 따라서, 용도 등에 따라, 유기 박막 트랜지스터에 내열성이 요구되는 경우에는, 이들의 성분을 첨가한 열융착층(30)은, 적합하게 예시된다.
또, 열융착층(30)에 스타이렌아크릴 공중합체를 첨가함으로써, 열융착층(30)의 경도을 조절할 수 있기 때문에, 첩착 대상과의 경도의 밸런스를 조절할 수 있다. 열융착층(30)에 유레테인아크릴 공중합체를 첨가함으로써, 무기층(16)과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이들 성분의 첨가량에는, 제한은 없고, 첨가하는 성분 및 목적으로 하는 Tg에 따라, 적절히, 설정하면 된다. 그러나, 이들 성분의 첨가량은, 열융착층(30)의 주성분이, 상술한 비정성 수지 및 아크릴 수지 등이 되는 양으로 하는 것이 바람직하다.
스타이렌아크릴 공중합체, 유레테인아크릴 공중합체, 및 유리 전이점 조절용의 아크릴 수지에는, 제한은 없고, 수지 등의 Tg 조절에 사용되는, 각종 수지가 이용 가능하다. 또, 이들의 성분은, 시판품도 이용 가능하다.
일례로서, 스타이렌아크릴 공중합체로서는, 다이세이 파인 케미컬 주식회사제의 #7000 시리즈 등이 예시된다.
유레테인아크릴 공중합체로서는, 아크리트 8UA347H 등의 다이세이 파인 케미컬 주식회사제의 아크리트(등록 상표) 8UA 시리즈 등이 예시된다.
유리 전이점 조절용의 아크릴 수지로서는, PMMA(예를 들면, 미쓰비시 케미컬 주식회사제의 다이아날(등록 상표) 등) 등이 예시된다.
열융착층(30)의 두께에는, 제한은 없고, 열융착층(30)의 재료 등에 따라, 열압착 후의, 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 충분히 얇게 할 수 있어, 충분한 접착성 및 무기층(16)의 보호 성능이 얻어지는 두께를, 적절히, 설정하면 된다. 열융착층(30)의 두께는, 1~30μm가 바람직하고, 2~20μm가 보다 바람직하며, 3~10μm가 더 바람직하다.
열융착층(30)의 두께를 1μm 이상으로 함으로써, 전사 시에 충분한 밀착력이 얻어지는, 기판(32)을 박리할 때(전사 후)의 가스 배리어 성능의 저하를 방지할 수 있는 등의 점에서 바람직하다. 열융착층(30)의 두께를 30μm 이하로 함으로써, 열압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 충분히 얇게 할 수 있는, 투명성이 높은 가스 배리어 필름(40)이 얻어지는, 가스 배리어 필름(40)을 얇고, 또한 가볍게 할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
<전자 디바이스>
전자 디바이스(50)는, 유기 EL 디스플레이 및 유기 EL 조명 장치 등의 공지의 유기 EL 디바이스이다.
도 5에 나타내는 예에서는, 전자 디바이스(50)의 구성 요소로서 소자 기판(52)과 소자 기판(52) 상에 복수 형성되는 유기 EL 소자(54)를 나타냈지만, 전자 디바이스(50)는, 다른 층을 갖고 있어도 된다. 예를 들면, 전자 디바이스는, 소자 기판(52) 상에, 절연막, 투명 전극층(TFT(Thin Film Transistor), 박막 트랜지스터), 절연막, 유기 EL 소자(54), 및 절연막이 순서대로 적층된 구성을 갖고 있어도 된다. 또, 유기 EL 소자(54)를 보호하는 패시베이션막을 갖고 있어도 된다.
(소자 기판)
소자 기판(52)으로서는, 수지 필름, 유리 기판 등의, 종래의 유기 EL 디바이스에 있어서 소자 기판으로서 이용되고 있는 각종 소자 기판이 이용 가능하다.
(유기 EL 소자)
유기 EL 소자(54)는, 종래의 유기 EL 디바이스가 갖는 유기 EL 소자와 동일한 구성을 갖는다. 즉, 유기 EL 소자(54)는, 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층, 및 음극 등을 갖는다.
여기에서, 유기 EL 소자(54)의 높이는 0.1μm~10μm 정도이다. 또, 유기 EL 소자(54)의 면방향의 크기는 0.1μm×0.1μm~10μm×10μm 정도이다.
또한, 상술한 실시형태에 있어서는, 전자 디바이스로서 유기 EL 디바이스를 예시했지만 이것에 한정은 되지 않고, 전자 디바이스로서 태양 전지 등의 각종 전자 디바이스가 이용 가능하다.
그중에서도, 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법에 의하여 제작되는 전자 디바이스는, 무기층(16)의 손상이 적고, 장기에 걸쳐 높은 내구성으로 우수한 가스 배리어 성능을 발현하기 때문에, 수분에 약한 유기 EL 소자를 갖는 유기 EL 디바이스에, 적합하게 이용된다.
이상, 본 발명의 전자 디바이스 적층체의 제조 방법, 및 전자 디바이스 적층체에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기의 양태에 한정은 되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 다양한, 개량이나 변경을 행해도 된다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은, 이하에 나타내는 구체예에 한정되지 않는다.
[실시예 1]
<가스 배리어 필름의 제작>
기판(32)으로서 TAC(트라이아세틸셀룰로스) 필름(후지필름 주식회사제 두께 60μm, 폭 1000mm, 길이 100m)을 이용하여 기판(32) 위에 이하의 수순으로 밀봉층(12)(유기층, 무기층 및 열융착층)을 형성했다.
(유기층의 형성)
폴리아릴레이트(유니티카 주식회사제 유니파이너(등록 상표) M-2000H)와 사이클로헥산온을 준비하고, 중량비 비율로서 5:95가 되도록 칭량하여, 상온에서 용해시켜, 고형분 농도 5%의 도포액으로 했다. 사용한 폴리아릴레이트의 Tg는 275℃(카탈로그값)이다.
이 도포액을, 다이 코터를 이용하여 R to R에 의하여 상기 기판에 도포하고, 130℃의 건조 존을 3분간 통과시켰다. 최초의 막면 터치 롤(기판(32)의 밀봉층(12) 측의 면에 터치하는 롤)에 접하기 전에, PE(폴리에틸렌)의 보호 필름을 첩합하고, 나중에 권취했다. 기판(32) 상에서 형성된 유기층(14)의 두께는, 2μm였다.
(무기층의 형성)
드럼에 기판을 감아 성막을 행하는, R to R의 일반적인 CVD 장치를 이용하여, 유기층(14)의 표면에 무기층(16)으로서 질화 규소층을 형성했다.
CVD 장치는, CCP-CVD에 의한 성막 장치, 기판을 감아 반송하는 대향 전극이 되는 드럼, 유기층에 적층된 보호 필름을 박리하는 가이드 롤러, 박리한 보호 필름을 권취하는 회수 롤, 장척인 보호 필름을 권회한 롤의 장전부, 및 성막이 완료된 무기층의 표면에 보호 필름을 적층하는 가이드 롤러 등을 갖는다. 또한, CVD 장치는 2개 이상의 성막 유닛(성막 장치)을 갖는 것을 이용했다.
장전부에 장전된 롤로부터 유기층(14)이 형성된 기판(32)을 송출하고, 성막 전의 마지막 막면 터치 롤을 통과 후에 보호 필름을 박리하고, 폭로된 유기층(14) 위에 무기층(16)을 형성했다. 무기층(16)의 형성에는, 2개의 전극(성막 유닛)을 사용하고, 원료 가스는, 실레인 가스, 암모니아 가스 및 수소 가스를 이용했다. 원료 가스의 공급량은, 제1 성막 유닛은, 실레인 가스 150sccm, 암모니아 가스 300sccm 및 수소 가스 500sccm로 하고, 제2 성막 유닛은, 실레인 가스 150sccm, 암모니아 가스 350sccm 및 수소 가스 500sccm로 했다. 제1 성막 유닛 및 제2 성막 유닛에 있어서, 플라즈마 여기 전력은 2.5kW, 플라즈마 여기 전력의 주파수는 13.56MHz로 했다. 드럼에는, 주파수 0.4MHz, 0.5kW의 바이어스 전력을 공급했다. 또, 드럼은, 냉각 수단에 의하여 30℃로 온도 제어했다. 성막 압력은 50Pa로 했다. 성막 직후의 무기층(16)의 막면에 PE의 보호 필름을 첩합하고, 나중에 권취했다. 무기층(16)의 막두께는 20nm였다.
(열융착층의 형성)
이어서, R to R에 의하여 도포법으로 성막을 행하는 일반적인 유기 성막 장치를 이용하여, 무기층(16)의 표면에 열융착층(30)을 형성했다.
먼저, 아크릴 호모 폴리머(다이세이 파인 케미컬사제, 0415BA)를 준비하고, 아세트산 에틸로 희석하여, 고형분 농도가 20질량%의 조성물로 했다. 이 아크릴 호모 폴리머는, 비정질이며, Tg는 20℃이고, 100℃에서 유동하여, 접착성을 발현한다.
이 조성물을, 다이 코터를 이용하여 무기층(16)의 표면에 도포하고, 이어서, 80℃의 건조 존을 통과시켰다. 건조 존의 통과 시간은 3분간으로 했다. 이로써, 조성물을 건조, 경화하여, 무기층(16)의 표면에 열융착층(30)을 형성했다.
또한, 조성물의 도포에 앞서, 무기층(16)의 표면에 적층한 보호 필름을 박리했다. 무기층(16)의 표면에 형성한 열융착층의 두께는, 5μm였다.
이상에 의하여, 롤상으로 권취된 장척인 전사형의 가스 배리어 필름을 제작했다. 이 장척인 전사형 가스 배리어 필름으로부터, 가스 배리어 필름(40)을 100mm×100mm의 크기로 잘랐다.
<유기 EL 디바이스의 제작>
유리 기판 상에, 소자 기판(52)으로서 두께 100μm, 크기 100mm×100mm의 폴리이미드층을 형성하고, 폴리이미드층 위에 이하의 수순으로 유기 EL 소자(54)를 형성했다.
(유기 EL 소자의 형성)
이 소자 기판의 주변 2mm를, 세라믹에 의하여 마스킹했다. 또한, 마스킹을 실시한 소자 기판을 일반적인 진공 증착 장치에 장전하고, 진공 증착에 의하여, 두께 100nm의 금속 알루미늄으로 이루어지는 전극을 형성하여, 추가로 두께 1nm의 불화 리튬층을 형성했다. 이어서, 전극 및 불화 리튬층을 형성한 소자 기판에, 진공 증착에 의하여, 이하의 유기 화합물층을, 순차 형성했다.
·(발광층겸 전자 수송층) 트리스(8-하이드록시퀴놀리네이토)알루미늄: 막두께 60nm
·(제2 정공 수송층) N,N'-다이페닐-N,N'-다이나프틸벤지딘: 막두께 40nm
·(제1 정공 수송층) 구리 프탈로사이아닌: 막두께 10nm
또한, 이들 층을 형성한 소자 기판을, 일반적인 스퍼터링 장치에 장전하고, ITO(Indium Tin Oxide 산화 인듐 주석)를 타겟으로 하여 이용하며, DC 마그네트론 스퍼터링에 의하여, 두께 0.2μm의 ITO 박막으로 이루어지는 투명 전극을 형성하고, 유기 EL 재료를 이용하는 발광 소자인 유기 EL 소자(54)를 형성했다.
유기 EL 소자(54)의 크기는 10μm×10μm, 높이는 5μm로 했다.
유기 EL 소자(54)는 소자 기판(52) 상에 50μm 피치로 정방 배열되는 것으로 했다.
이상에 의하여 전자 디바이스(유기 EL 디바이스)(50)를 제작했다.
<열압착 공정>
열압착 공정을 행하는 첩합 장치로서, 평판상의 테이블(100)과, 테이블(100)의 상방에 배치된 롤러(102)를 갖는 첩합 장치를 이용했다. 테이블(100) 및 롤러(102)는 각각 가열 수단을 갖고 있다. 또, 롤러(102)는 실리콘 고무제였다. 또, 테이블(100) 및 롤러(102)는 감압 챔버 내에 설치되어 있고, 로터리 펌프로 감압 챔버 내를 감압하여 첩합을 행할 수 있다.
테이블(100)은 25℃로 조온(調溫)하고, 롤러(102)는 90℃로 설정했다. 감압 챔버 내의 압력은 0.1Pa로 했다.
테이블(100) 위에 상기에서 제작한 전자 디바이스(50)를 재치하고, 전자 디바이스(50)의 소자 형성면 상에 상기에서 제작한 가스 배리어 필름(40)을 중첩했다. 그때, 열융착층(30)이 소자 형성면 측을 향하도록 했다.
롤러(102)를 이용하여 가스 배리어 필름(40)을 기판(32) 측으로부터 압압하면서, 롤러(102)를 단부로부터 평행 이동시켜 가스 배리어 필름(40)과 전자 디바이스(50)를 열압착했다.
롤러(102)의 이동 속도는 1m/min로 하고, 롤러에 의한 압력은 0.3MPa가 되도록 조정했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 50nm였다.
또한, 가스 배리어 필름(40)의 단부로부터 유기 EL 소자(54)까지의 거리는 0.5mm로 했다.
<박리 공정>
열압착 공정 후, 기판(32)을 유기층(14)과의 계면에서 박리했다.
이상에 의하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
[실시예 2]
열압착 공정에 있어서, 테이블(100)의 온도를 90℃로 조온하고, 롤러(102)의 온도를 30℃로 설정한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 70nm였다.
[실시예 3]
롤러 온도를 120℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 25nm였다.
[실시예 4]
열융착층의 유리 전이 온도 Tg가 80℃가 되도록 스타이렌아크릴 폴리머를 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 80nm였다.
[실시예 5]
롤러에 의한 압력을 1MPa로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 20nm였다.
[실시예 6]
무기층의 두께를 5nm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 50nm였다.
[실시예 7]
무기층의 두께를 100nm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 50nm였다.
[실시예 8]
열압착 공정 전의 열융착층의 두께를 10μm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 70nm였다.
[실시예 9]
열압착 공정 전의 열융착층의 두께를 2μm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 30nm였다.
[실시예 10]
유기층의 두께를 5μm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 60nm였다.
[실시예 11]
유기층의 두께를 0.5μm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 40nm였다.
[실시예 12]
기판의 두께를 80μm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 90nm였다.
[실시예 13]
기판의 두께를 40μm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
압착 후의 단부에 있어서의 무기층(16)과 전자 디바이스(50)의 사이의 거리를 측정했더니, 30nm였다.
[비교예 1]
가스 배리어 필름의 제작에 있어서, 열융착층을 형성하지 않고, 하기와 같이 접착제를 이용하여 가스 배리어 필름을 전자 디바이스에 첩합한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
(접착제를 이용한 가스 배리어 필름의 첩합)
접착제는, 에폭시 수지(JER1001)를 48%, 에폭시 수지(JER152)를 48%, 실레인 커플링제(KBM502)를 4% 각각 첨가한 것을 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시켜 50%중량 용액으로 한 것으로 했다.
이 접착제를 가스 배리어 필름의 무기층 상에 소정의 두께가 되도록 도포하고, 용제를 충분히 휘발시킨 후, 전자 디바이스에 첩합하여, 100℃의 환경에 100시간 방치하고 경화시켜 전자 디바이스 적층체를 제작했다.
첩합 후의 단부에 있어서의 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리를 측정했더니, 1000nm였다.
[평가]
<휘도>
각 실시예 및 비교예에서 제작한 전자 디바이스 적층체의 제작 직후에, 각 전자 디바이스 적층체를 Keithlel사제의 SMU2400형 소스 메이저 유닛을 이용하여 7V의 전압을 인가하고 발광시켜, 전체의 휘도를 측정했다. 그 후, 온도 60℃, 습도 90%의 환경하에서, 200시간 방치했다. 200시간 방치 후, 상기와 동일하게 하여, 전자 디바이스 적층체를 점등시켜, 전체의 휘도를 재차 측정하여 휘도 저하의 비율을 측정했다.
AAA: 휘도 저하가 1% 이하임.
AA: 휘도 저하가 1% 이상 3% 미만이었음.
A: 휘도 저하가 3% 이상 5% 미만이었음.
B: 휘도 저하가 5% 이상 8% 미만이었음.
C: 휘도 저하가 8% 이상 10% 미만이었음.
D: 휘도 저하가 10% 이상 30% 미만이었음.
E: 휘도 저하가 30% 이상이며, 육안으로도 발광이 낮아지고 있는 것을 용이하게 시인할 수 있음.
평가는 C까지 허용할 수 있고, D 이하가 NG이다.
<다크 스폿>
또, 200시간 방치 후, 전자 디바이스 적층체를 점등시킨 상태로 현미경에 의하여, 밀봉층 측으로부터 관측하고, 다크 스폿의 발생의 유무를 확인하여, 이하의 기준으로 평가했다.
A: 다크 스폿의 발생이 전혀 보이지 않았음
B: 다크 스폿의 발생이, 조금 보였음
C: 다크 스폿의 발생이 분명하게 확인되었음
D: 다크 스폿의 면적의 비율의 쪽이 큼
<가요성>
각 실시예 및 비교예의 전자 디바이스 적층체를, Φ8mm로 10만회 외곡한 후에, 앞과 동일하게, 휘도를 측정하고, 전자 디바이스 적층체의 제작 직후의 휘도에 대한 휘도 저하의 비율을 구하여, 상기와 동일한 기준으로 평가했다.
결과를, 하기의 표 1에 나타낸다.
[표 1]
표 1로부터 본 발명의 제조 방법으로 제작한 전자 디바이스 적층체는, 비교예에 비하여, 고온 다습의 환경에 방치해도, 휘도 저하가 작고, 또 다크 스폿의 발생이 적어, 유기 EL 소자의 열화를 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 본 발명의 제조 방법으로 제작한 전자 디바이스 적층체는, 비교예에 비하여, 가요성이 높은 것을 알 수 있다.
또, 실시예 1과 실시예 2의 대비로부터, 열압착 공정에 있어서, 전자 디바이스 측의 온도보다 기판 측의 온도를 높게 한 쪽이 열융착층을 가열하여 유동하기 쉽게 할 수 있기 때문에, 가압에 의하여 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리를 좁게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
또, 실시예 1과 실시예 3의 대비로부터, 열압착 공정에 있어서, 기판 측의 온도를 보다 높게 한 쪽이 열융착층을 가열하여 유동하기 쉽게 할 수 있기 때문에, 가압에 의하여 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리를 좁게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
또, 실시예 1과 실시예 4의 대비로부터, 열융착층의 유리 전이 온도 Tg가 낮은 쪽이, 가열에 의하여 열융착층을 유동하기 쉽게 할 수 있기 때문에, 가압에 의하여 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리를 좁게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
또, 실시예 1과 실시예 5의 대비로부터, 열압착 공정에 있어서의 가압력이 높으면, 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리를 좁게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
또, 실시예 1~5의 대비로부터, 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리가 좁을수록, 고습열 시험 후의 휘도 저하가 적고, 다크 스폿의 발생도 적어, 내구성이 높은 것을 알 수 있다. 또, 굽힘 시험 후의 휘도 저하도 적어, 가요성이 높은 것을 알 수 있다.
또, 실시예 1, 실시예 6 및 7의 대비로부터, 무기층의 두께가 얇으면 가스 배리어성이 낮아지기 때문에 내구성 및 가요성도 낮아지고, 무기층의 두께가 두꺼우면 가요성이 낮아지기 때문에, 10nm~30nm가 바람직한 것을 알 수 있다.
또, 실시예 1, 실시예 8 및 9의 대비로부터, 열융착층의 두께(열압착 공정 전의 두께)가 얇을수록, 열압착 후의 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리를 얇게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
또, 실시예 1, 실시예 10 및 11의 대비로부터, 유기층이 얇을수록 열압착 후의 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리를 얇게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 이것은 유기층이 두꺼우면 열압착 공정 시에 열융착층에 열이 전해지기 어려워져, 유동성이 저하되기 때문이라고 생각된다.
또, 실시예 1, 실시예 12 및 13의 대비로부터, 기판이 얇을수록 열압착 후의 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리를 얇게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 이것은 기판이 두꺼우면 열압착 공정 시에 열융착층에 열이 전해지기 어려워져, 유동성이 저하되기 때문이라고 생각된다.
실시예 6~13의 대비에서도, 무기층과 전자 디바이스의 사이의 거리가 좁을수록, 고습열 시험 후의 휘도 저하가 적고, 다크 스폿의 발생도 적어, 내구성이 높은 것을 알 수 있다. 또, 굽힘 시험 후의 휘도 저하도 적어 가요성이 높은 것을 알 수 있다.
이상의 결과로부터, 본 발명의 효과는 분명하다.
10 전자 디바이스 적층체
12 밀봉층
14 유기층
16 무기층
30 열융착층
32 기판
40 가스 배리어 필름
50 전자 디바이스
52 소자 기판
54 유기 EL 소자
100 테이블
102 롤러
12 밀봉층
14 유기층
16 무기층
30 열융착층
32 기판
40 가스 배리어 필름
50 전자 디바이스
52 소자 기판
54 유기 EL 소자
100 테이블
102 롤러
Claims (11)
- 열융착층과 무기층과 유기층을 이 순서로 갖는 밀봉층, 및 상기 밀봉층의 상기 유기층 측에, 상기 밀봉층으로부터 박리 가능하게 적층되는 기판을 갖는 가스 배리어 필름을 준비하는 공정과,
상기 가스 배리어 필름을, 전자 디바이스의 요철을 갖는 소자 형성면 상에, 상기 열융착층 측을 상기 소자 형성면 측을 향하여 가열 및 가압하여 압착하는 열압착 공정과,
상기 기판을 상기 밀봉층으로부터 박리하는 박리 공정을 갖고,
상기 무기층의 두께가 100nm 이하이며,
상기 열융착층의 유리 전이 온도가 20℃~180℃이며,
상기 열압착 공정에 있어서, 열압착 후의, 단부에 있어서의 상기 무기층과 상기 전자 디바이스의 사이의 거리가 100nm 미만이 되도록 가열 온도와 가압하는 압력을 조정하는 전자 디바이스 적층체의 제조 방법. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 전자 디바이스가 유기 일렉트로 루미네선스 디바이스인 전자 디바이스 적층체의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 열압착 공정에 있어서, 상기 가스 배리어 필름에 대한 가열 및 가압을 롤러로 행하는 전자 디바이스 적층체의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 열압착 공정에 있어서, 상기 기판 측부터 가열을 행하는 전자 디바이스 적층체의 제조 방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 열압착 공정에 있어서, 상기 전자 디바이스 측부터 가열을 행하는 전자 디바이스 적층체의 제조 방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 기판 측의 가열 온도가 상기 전자 디바이스 측의 가열 온도보다 높은 전자 디바이스 적층체의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 기판이, 트라이아세틸셀룰로스 필름인 전자 디바이스 적층체의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 기판의 두께가 0.1μm~100μm인 전자 디바이스 적층체의 제조 방법. - 소자 형성면이 요철을 갖는 전자 디바이스와,
상기 소자 형성면 상에 적층되는 열융착층, 무기층 및 유기층을 이 순서로 갖는 전사층을 갖고,
상기 무기층의 두께가 100nm 이하이며,
상기 열융착층의 유리 전이 온도가 20℃~180℃이고,
단부에 있어서의 상기 무기층과 상기 전자 디바이스의 사이의 거리가 100nm 이하인 전자 디바이스 적층체. - 청구항 10에 있어서,
상기 전자 디바이스가 유기 일렉트로 루미네선스 디바이스인 전자 디바이스 적층체.
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