WO2013021560A1 - フレキシブルデバイスの製造方法 - Google Patents

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WO2013021560A1
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adhesive layer
adhesive
electronic element
manufacturing
flexible device
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裕司 田中
奥本 健二
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パナソニック株式会社
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    • B32B38/10Removing layers, or parts of layers, mechanically or chemically
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    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a flexible device.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a flexible device that can prevent an excessive increase in the peel strength of the adhesive layer through an electronic element formation step. To do.
  • the manufacturing method of the flexible device which is one aspect of the present invention adjusts the adhesive property of the adhesive layer formed in the adhesive layer forming step of forming the adhesive layer on at least one of the flexible substrate and the support substrate, and the adhesive layer forming step.
  • the peeling strength of the adhesive layer after the electronic element forming process is completed and before the peeling process is completed.
  • the P A the case where via the adhesive characteristic adjusting step assumes that finish the electronic device forming step, the peel strength of the adhesive layer before the peeling step after the electronic device forming step ends P B, and, the adhesive in the characteristic adjusting step, so as to satisfy the relationship of P B ⁇ P a, to adjust the adhesive properties of the adhesive layer.
  • the adhesion characteristic adjustment process is included before a temporary adhesion process.
  • the pressure-sensitive adhesive characteristic adjusting step in anticipation of peel strength increase of the adhesive layer by the electron device forming step, to adjust the adhesive properties of the adhesive layer so as to satisfy the relation of the P B ⁇ P A.
  • the peel strength of the pressure-sensitive adhesive layer after the electronic element formation step can be reduced as compared with the case where the pressure-sensitive adhesive property adjustment step is not included.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the flexible device which concerns on embodiment. It is a table
  • A Diagram showing the structure of the Si—H group-containing silicone 15,
  • b Diagram showing the structure of the vinyl group-containing silicone 16, and
  • FIG. It is a table
  • the manufacturing method of the flexible device which concerns on 1 aspect of this invention adjusts the adhesion characteristic of the adhesion layer formed in the adhesion layer formation process which forms an adhesion layer in at least one of a flexible substrate and a support substrate, and the said adhesion layer formation process.
  • the adhesive property adjusting step, the temporary adhesion step of temporarily adhering the support substrate and the flexible substrate through the adhesive layer after the adhesive property adjustment step, and the flexible substrate after the temporary adhesion step Including an electronic element forming step for forming an electronic element on a surface opposite to the adhesive layer, and a peeling step for peeling the flexible substrate and the support substrate after the electronic element forming step, and the adhesive property adjusting step
  • the P A the case where via the adhesive characteristic adjusting step assumes that finish the electronic device forming step, the peel strength of the adhesive layer before the peeling step after the electronic device forming step ends P B, and, the adhesive in the characteristic adjusting step, so as to satisfy the relationship of P B ⁇ P a, to adjust the adhesive properties of the adhesive layer.
  • the adhesive layer is formed on the support substrate.
  • the adhesive property adjusting step includes a step of heating the adhesive layer.
  • the heating temperature of the adhesive layer in the step of heating the adhesive layer is 200 to 300 [° C.].
  • the time for heating the adhesive layer in the step of heating the adhesive layer is 1 to 3 [hr].
  • the adhesive property adjusting step includes a step of irradiating the adhesive layer with ultraviolet rays.
  • the wavelength of ultraviolet rays used in the step of irradiating the adhesive layer with ultraviolet rays is 150 to 380 [nm].
  • the adhesive layer includes a silicone-based adhesive.
  • the silicone pressure-sensitive adhesive has a vinyl group.
  • the electronic element forming step includes a step of heating the adhesive layer.
  • the heating temperature is 200 to 280 [° C.]
  • the total heating time is 1 to 15 [ hr].
  • the electronic element includes at least one of an organic TFT and an organic EL element.
  • the specific aspect of the method for manufacturing a flexible device according to an aspect of the present invention further includes a pressure-sensitive adhesive layer removing step of removing the pressure-sensitive adhesive layer remaining on the support substrate after completion of the peeling step.
  • Drawing 1 is a mimetic diagram showing the manufacturing method of the flexible device concerning an embodiment.
  • the manufacturing method of the flexible device according to this embodiment includes an adhesive layer forming process, an adhesive property adjusting process, a temporary bonding process, an electronic element forming process, and a peeling process.
  • An overview of a method for manufacturing a flexible device will be described based on FIG. 1, and then an adhesive property adjustment process that is a feature of this embodiment will be described in detail.
  • the adhesive layer 12 is formed on the upper surface of the support substrate 11 that supports the flexible substrate. Since the support substrate 11 is used for the purpose of ensuring the flatness of the flexible substrate in the electronic element formation step, it is desirable that the support substrate 11 be formed of a material having high flatness and being difficult to deform.
  • the support substrate 11 for example, alkali-free glass, soda glass, non-fluorescent glass, phosphoric acid glass, boric acid glass, quartz, acrylic resin, styrene resin, polycarbonate resin, epoxy resin Insulating materials such as polyethylene, polyester, silicone resin, and alumina.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 is preferably a pressure-sensitive adhesive having excellent heat resistance, chemical resistance and removability, and examples of such a pressure-sensitive adhesive include a silicone-based pressure-sensitive adhesive.
  • the adhesive property of the adhesive layer 12 formed in the adhesive layer forming step is adjusted.
  • This process is a process provided for the purpose of preventing an excessive increase in the peel strength of the adhesive layer 12 through the electronic element forming process.
  • the adhesive layer 12 is subjected to heat treatment or ultraviolet (UV) irradiation treatment. The conditions for this heat treatment and UV irradiation treatment will be described later.
  • UV ultraviolet
  • the support substrate 11 and the flexible substrate 13 are temporarily bonded via the pressure-sensitive adhesive layer 12 after the pressure-sensitive adhesive property adjusting step (FIG. 1B).
  • the flatness of the flexible substrate 13 can be ensured, it is possible to uniformly form a film on the flexible substrate 13 as in the case of using the current glass substrate.
  • the flexible substrate 13 is, for example, polyimide, polyester, polytetrafluoroethylene, polyphenylene sulfide, polyamide, polyamideimide, polycarbonate, polystyrene, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyethersulfone, polyethylene naphthalene, ethylene-propylene copolymer, Polyolefin such as ethylene-vinyl acetate copolymer, cyclic polyolefin, modified polyolefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, acrylic resin, polymethyl methacrylate, acrylic-styrene copolymer, butadiene-styrene copolymer, ethylene-vinyl Alcohol copolymer, polyether, polyetherketone, polyetheretherketone, polyetherimide, polyacetal, polypheny N'okishido, modified polyphenylene oxide, polyarylate, aromatic polyesters, polytetrafluoroethylene,
  • the electronic element layer is formed on the surface opposite to the adhesive layer 12 in the flexible substrate 13 after the temporary bonding step (in the present embodiment, the upper surface of the flexible substrate 13). 14 is formed.
  • an organic EL element and an organic TFT (organic thin film transistor) for driving the organic EL element are formed. That is, the electronic element forming process includes an organic TFT forming process and an organic EL element forming process.
  • the organic TFT forming step includes a gate electrode forming step, a gate insulating layer forming step, a source and drain electrode forming step, and a semiconductor layer forming step.
  • the gate electrode is formed by depositing a metal material by vacuum evaporation or sputtering, and selectively removing the metal material film by etching or the like.
  • the metal material used for the gate electrode include silver, aluminum, an alloy of silver, palladium, and copper, an alloy of silver, rubidium, and gold.
  • the gate insulating layer can be obtained, for example, by forming a known gate insulator material such as silicon oxide by sputtering. Note that any of an organic polymer material and an inorganic material can be used as a known gate insulator material.
  • the source electrode and the drain electrode are formed by depositing a metal material by vacuum evaporation or sputtering as in the case of the gate electrode, and selectively removing the metal material film by etching or the like.
  • a metal material by vacuum evaporation or sputtering as in the case of the gate electrode, and selectively removing the metal material film by etching or the like.
  • the metal material used for the source electrode and the drain electrode include gold, silver, copper, an alloy of silver, palladium, and copper, tungsten, and molybdenum.
  • the semiconductor layer is obtained by depositing an ink containing an organic semiconductor material and a solvent by a known coating method such as an inkjet method or a spin coating method.
  • organic semiconductor materials include coating-type low-molecular material oligomers such as acene derivatives, porphyrins, and phthalocyanine derivatives, and polymer materials such as thiophene and fluorene.
  • the organic EL element forming step includes an anode forming step, an organic light emitting layer forming step, and a cathode forming step.
  • the anode is formed by depositing a metal material by vacuum deposition or sputtering, and selectively removing the metal material film by etching or the like.
  • a metal material for example, the metal materials mentioned above for the metal material used for the gate electrode can be used.
  • the organic light emitting layer is obtained by depositing an ink containing an organic material constituting the organic light emitting layer and a solvent on the anode by vacuum deposition or an ink jet method.
  • an organic material constituting the organic light emitting layer for example, known materials described in JP-A-5-163488 such as oxinoid compounds, perylene compounds, coumarin compounds, azacoumarin compounds, and the like can be used.
  • the cathode is obtained by forming a transparent conductive material on the organic light emitting layer by sputtering.
  • the transparent conductive material used for the cathode include ITO (indium tin oxide) and IZO (indium zinc oxide).
  • the structure body including the support substrate 11, the adhesive layer 12, and the flexible substrate 13 is placed in the chamber, Is placed in a high temperature environment.
  • the above structure is heated with a hot plate or the like in order to evaporate the solvent contained in the ink. Therefore, the pressure-sensitive adhesive layer 12 is heated in the process of forming any of the above.
  • the adhesive layer 12 is heated for several hours by baking for crystallizing the organic semiconductor material.
  • the organic EL element may further include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like as necessary.
  • the flexible substrate 13 and the support substrate 11 after the formation of the electronic element layer 14 are peeled off (FIG. 1E). And the flexible substrate 13 in which the electronic element layer 14 was formed is peeled from the support substrate 11, and the flexible device 10 is completed (FIG.1 (f)).
  • the adhesion layer removal process which removes the adhesion layer 12 which remained on the support substrate 11 from which the flexible substrate 13 was peeled further is contained.
  • the support substrate 11 from which the adhesive layer 12 has been removed can be returned to the state before the adhesive layer 12 is formed, only the support substrate 11 can be reused.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 made of the above-mentioned silicone-based pressure-sensitive adhesive can reduce the peel strength by curing the surface before pressure-sensitive adhesion (before temporary adhesion).
  • a method for curing the adhesive layer 12 1. 1. a method of heat-treating the adhesive layer 12, or There is a method of performing UV irradiation treatment on the surface of the adhesive layer 12.
  • the inventor of the present application heats the pressure-sensitive adhesive layer 12 under a predetermined condition or a UV irradiation treatment, so that a heating process (heating process included in the electronic element forming process) takes a long time after the pressure-sensitive adhesive (after temporary bonding). It was found that the increase in peel strength due to this can be suppressed even when the process is performed.
  • the pressure-sensitive adhesive characteristic adjusting step aspect of the present embodiment by utilizing the above properties, it is set to be so as to satisfy the relationship of P B ⁇ P A, to adjust the adhesive properties of the adhesive layer 12.
  • P A is the peel strength of the adhesive layer 12 before the peeling step after the completion of the electronic element forming step, assuming that the electronic element forming step is finished without going through the adhesive property adjusting step
  • P B is the adhesive property adjusting step. This means the peel strength of the pressure-sensitive adhesive layer 12 after the completion of the electronic element formation process and before the peel process, assuming that the electronic element formation process is finished.
  • the peel strength in the adhesive layer 12 after the electronic element forming step is reduced as compared with the case where the adhesive property adjusting step is not included.
  • FIG. 2 is a table showing the heat treatment conditions in the adhesive property adjusting step and the peel strength of the adhesive layer at a predetermined time.
  • the peel strength measurement test was performed based on the following procedure.
  • the peel strength measurement test was conducted based on Japanese Industrial Standard JIS K6854-1.
  • the peel strength (X) was measured without performing heat treatment. Thereafter, the experimental flexible substrate was temporarily bonded to the glass substrate on which the adhesive layer was formed, and a heating step was performed in which this was heated at a heating temperature of 210 [° C.] for 8 [hr].
  • This heating process assumes the heating process included in an electronic element formation process.
  • a heating process of heating 8 [hr] at a heating temperature of 210 [° C.] will be referred to as “a heating process assuming an electronic element formation process”.
  • the peeling strength (Y) at the time of peeling a glass substrate and an experimental flexible substrate was measured after completion
  • the glass substrate on which the adhesive layer was formed was heat-treated based on the heating temperature and heating time shown in the table of FIG. 2, and the peel strength (X) was measured. Then, the flexible substrate for experiment was temporarily bonded to the glass substrate, and the heating process which assumed the electronic element formation process was performed. And the peeling strength (Y) at the time of peeling a glass substrate and a flexible substrate for experiment was measured.
  • the peel strengths (X) and (Y) in entries 1 to 6 are as shown in the table of FIG.
  • the numerical values of the peel strength shown in the table of FIG. 2 are relative values when the peel strength (Y) in entry 1 is 100.
  • the peel strength (X) after “heat treatment” in entry 1 is the peel strength of the adhesive layer measured after forming the adhesive layer and before the heating step assuming the electronic element forming step.
  • the peel strength (X) after “heat treatment” in entries 2 to 6 is the peel strength of the adhesive layer measured after the heat treatment and before the heating step assuming the electronic element formation step.
  • the peel strength (Y) after “heating step (210 ° C., 8 hours)” in entries 1 to 6 is the peel strength of the adhesive layer measured after the heating step assuming the electronic element forming step. Since the heat treatment in entry1 is not performed, the peel strength in entry1 (Y) corresponds to the peel strength P A. In addition, since heat treatment is performed in entries 2 to 6, the peel strength (Y) in entries 2 to 6 corresponds to the peel strength P B described above.
  • the peel strength (X) at entries 5 and 6 is 1.5, which is the smallest peel strength among all entries. It has been confirmed that it is higher than the peel strength necessary for forming the organic TFT.
  • the heat treatment conditions shown in entries 2 to 6 are the targets of this embodiment. That is, the lower limit of the heating temperature that is the object of this embodiment is 200 [° C.], and the lower limit of the heating time is 1 [hr]. Further, the silicone-based pressure-sensitive adhesive starts to decompose when heated to 300 [° C.] or higher. Therefore, the upper limit of the heating temperature that is the object of this embodiment is 300 [° C.]. Furthermore, although the difference between entries 5 and 6 is the heating time, even when the heating time is changed from 1 [hr] to 3 [hr], the peel strengths (X) and (Y) are increased as shown in FIG. There was no change. From this, the upper limit of the heating time which is the object of this embodiment is 3 [hr].
  • the heating temperature related to the heat treatment that is the object of this embodiment is 200 to 300 [° C.] and the heating time is 1 to 3 [hr].
  • entries 1 to 6 in FIG. 2 attention is paid to the difference between the peel strengths (X) and (Y), that is, the difference in peel strength before and after the heating process assuming the electronic element forming process.
  • entry 1 is 54
  • entry 2 is 69
  • entry 3 is 55.5
  • entry 4 is 41
  • entry 5 is 10, and entry 6 is 10. Therefore, by performing the heat treatment at a heating temperature of 250 [° C.] or more as in entries 4 to 6, a heating process assuming an electronic element formation process is performed as compared with the case where the heat treatment is not performed (entry 1). It can be seen that an increase in peel strength due to is suppressed. Thereby, increase of the peeling strength of the adhesion layer by passing through an electronic element formation process can further be controlled.
  • a more preferable heating temperature related to the heat treatment of this embodiment is 250 to 300 [° C.].
  • the adhesive layer and the flexible substrate are bonded without heat treatment (entry 1), that is, when the surface of the adhesive layer is bonded to the flexible substrate without being cured, the surface of the flexible substrate is soft to the fine irregularities.
  • the pressure-sensitive adhesive on the surface of the adhesive layer enters.
  • the pressure-sensitive adhesive layer is heated for a long time in this state, the pressure-sensitive adhesive that has entered the irregularities on the surface of the flexible substrate is cured. As a result, it is considered that the adhesion between the adhesive layer surface and the flexible substrate surface is increased, and the peel strength is excessively increased.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the structures of the Si—H group-containing silicone 15 and the vinyl group-containing silicone 16, respectively. Note that n in FIG. 3 (a) and n in FIG. 3 (b), m in FIG. 3 (a), and m in FIG. 3 (b) are not necessarily the same.
  • FIG. 3C is a diagram showing a reaction formula when the adhesive layer is cured in the adhesive property adjusting step (heat treatment).
  • the main curing reaction is a known reaction that proceeds by heating with the platinum catalyst (curing agent) described above. Specifically, the Si—H bond 17 of the Si—H group-containing silicone 15 is added to the terminal olefin 18 of the vinyl group-containing silicone 16.
  • FIG. 4 is a table showing UV irradiation processing conditions in the adhesive property adjusting step and the peel strength of the adhesive layer at a predetermined time. The peel strength measurement test was performed based on the following procedure.
  • Entry1 is the same as entry1 in FIG.
  • the glass substrate on which the adhesive layer was formed was subjected to UV irradiation treatment based on the light source used and the irradiation time shown in the table of FIG. 4, and the peel strength (X) was measured.
  • the experimental flexible substrate is temporarily bonded to the glass substrate on which the adhesive layer has been formed, and this is the same as in the case of the method by heat treatment, and the heating step (heating temperature 210 [° C.] is assumed to be 8 at the heating temperature). [Hr] heating step).
  • the peeling strength (Y) at the time of peeling a glass substrate and an experimental flexible substrate was measured after completion
  • the peel strengths (X) and (Y) in entries 1 to 3 are as shown in the table of FIG. As in FIG. 2, the peel strength values shown in the table of FIG. 4 are relative values when the peel strength (Y) in entry 1 is 100.
  • the peel strength (X) after “UV irradiation treatment” in entry 1 is the peel strength of the pressure-sensitive adhesive layer measured after forming the pressure-sensitive adhesive layer and before the heating step assuming the electronic element formation step. Further, the peel strength (X) after “UV irradiation treatment” in entries 2 and 3 is the peel strength of the adhesive layer measured after the UV irradiation treatment and before the heating step assuming the electronic element forming step.
  • the peeling strength (Y) after “heating step (210 ° C., 8 hours)” in entries 1 to 3 is the peeling strength of the adhesive layer measured after the heating step assuming the electronic element forming step.
  • the peel strength in entry1 (Y) is a peel strength P A
  • the peel strength in entry2,3 (Y) corresponds respectively to a peel strength P B.
  • the peel strength of the adhesive layer decreased to 1/8 or less of entry 1 where the UV irradiation treatment was not performed. This is considered to be because the surface of the adhesive layer was cured by the UV irradiation treatment.
  • the peeling strength of the pressure-sensitive adhesive layer that has undergone the heating process assuming the electronic element forming process can be determined by performing UV irradiation treatment even when UV irradiation in the wavelength band of 150 to 380 [nm] is performed. It was shown that it can be reduced in comparison. Therefore, the same effect as that obtained when the heat treatment is performed can be obtained by performing the UV irradiation treatment as the adhesive property adjusting step.
  • a curing agent platinum catalyst
  • the addition reaction between the Si—H group-containing silicone 15 and the vinyl group-containing silicone 16 can proceed only by the UV irradiation treatment.
  • the UV irradiation time in the UV irradiation process is preferably 0.1 to 60 [sec] when excimer UV (172 [nm]) is used as the light source.
  • the irradiation time was less than 0.1 [sec]
  • no decrease in the peel strength of the adhesive layer after UV irradiation treatment was observed, that is, the curing reaction did not proceed on the surface of the adhesive layer.
  • the irradiation time exceeded 60 [sec] cracks occurred in the adhesive layer. This is presumably because the silyl radical shown in FIG. 5B was generated so much that the curing reaction proceeded rapidly on the surface of the adhesive layer.
  • the UV irradiation time is preferably 5 to 10 [min].
  • the irradiation time was less than 5 [min]
  • no decrease in the peel strength of the adhesive layer after the UV irradiation treatment was observed.
  • the reason for setting the upper limit of the irradiation time to 10 [min] is in view of manufacturing efficiency.
  • the adhesive layer is formed on the support substrate side, but the present invention is not limited to this. In the present invention, it is sufficient that an adhesive layer is formed on at least one of the support substrate and the flexible substrate. For example, an adhesive layer may be formed on the flexible substrate side, and this may be bonded to the support substrate. Moreover, it is good also as forming an adhesion layer in both a support substrate and a flexible substrate, and bonding these together.
  • the advantages of forming the adhesive layer on the support substrate side include the following.
  • the surface of the flexible substrate opposite to the surface on which the electronic element layer is formed is the upper side, and the surface on which the electronic element layer is formed is the lower side.
  • dirt or the like adhering to the work table at this time adheres to the surface on which the electronic element layer is formed.
  • the adhesive layer is formed on the flexible substrate side, the electronic element layer may be damaged when the adhesive layer is removed from the flexible substrate in the adhesive layer removing step.
  • the above problem does not occur when an adhesive layer is formed on the support substrate side.
  • the electronic element forming process includes the organic EL element forming process and the organic TFT forming process, but the present invention is not limited to this. For example, any of these forming steps may be missing, or another step may be included.
  • the organic TFT and the organic EL element have been described as examples of the electronic element, but the present invention is not limited to this. Examples of elements other than these include oxide TFTs, amorphous silicon TFTs, and polysilicon TFTs.
  • the heating step included in the electronic element forming step is given as an example of the factor that increases the peel strength.
  • this is merely an example, and the present invention is not limited to this. .
  • the pressure-sensitive adhesive constituting the pressure-sensitive adhesive layer is not limited to the silicone pressure-sensitive adhesive described in the above embodiment.
  • Examples of the pressure-sensitive adhesive other than the silicone-based pressure-sensitive adhesive include acrylic, polyolefin, and polyvinyl carbamate.
  • the adhesive layer forming step includes not only the case where the adhesive is formed by coating, but also the case where an adhesive sheet is attached.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 12 is formed in order to evaporate the solvent contained in the silicone-based pressure-sensitive adhesive (toluene in the case of the silicone-based pressure-sensitive adhesive in the embodiment).
  • a step of heating is included. However, the heating step is included in the step necessary for forming the adhesive layer, that is, the adhesive layer forming step, and is not included in the heat treatment in the adhesive property adjusting step.
  • the surface of the pressure-sensitive adhesive layer is mainly cured. However, in reality, it is considered that the curing reaction also proceeds inside the pressure-sensitive adhesive layer.
  • the method for manufacturing the organic EL element described in the above embodiment is merely an example, and may include a step of forming other components.
  • the method for producing an organic EL element in which light is extracted from the cathode side has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this.
  • Other methods include, for example, a method of extracting light from the anode side, a method of extracting light from both the anode side and the cathode side, and the like.
  • the method for manufacturing a flexible device of the present invention can be suitably used for a method for manufacturing a flexible device that constitutes a display or the like mounted on a portable information terminal, for example.

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Abstract

支持基板(11)に粘着層(12)を形成する粘着層形成工程と、粘着層(12)の粘着特性を調整する粘着特性調整工程と、フレキシブル基板(13)を仮接着する仮接着工程と、電子素子層(14)を形成する電子素子形成工程と、フレキシブル基板(13)を剥離する剥離工程とを含み、粘着特性調整工程を経ずに電子素子形成工程を終えた場合の電子素子形成工程後の剥離強度をPA、粘着特性調整工程を経て電子素子形成工程を終えた場合の電子素子形成工程後の剥離強度をPB とし、粘着特性調整工程において、PB<PA の関係を満たすように粘着層(12)の粘着特性を調整する。

Description

フレキシブルデバイスの製造方法
 本発明は、フレキシブルデバイスの製造方法に関する。
 近年の携帯型情報端末等の普及に伴い、これらの端末等に搭載されるディスプレイには薄型化および軽量化が強く求められている。さらに、最近では、これらに加えて耐衝撃性や柔軟性にも優れるディスプレイの需要が高まりつつある。そこで、ディスプレイを構成している現行のガラス基板に代えて、フレキシブル基板を用いることが検討されている。
 しかしながら、フレキシブル基板上に電子素子を形成する際には、基材であるフレキシブル基板には平坦性が要求されるところ、フレキシブル基板はその撓みや反りによって平坦性を確保することが難しい。そのため、フレキシブル基板上に電子素子を形成する場合には、粘着層を形成した支持基板上にフレキシブル基板を仮接着させることにより、フレキシブル基板の平坦性を確保するという方法が採られている(例えば、特許文献1,2)。このような粘着層として、例えば、特許文献1においてはシリコーン系粘着剤が用いられている。そして、フレキシブル基板に対して電子素子の形成を終えると、最終的にフレキシブル基板は支持基板から剥離される。
特表2009-523883号公報 特開2005-100895号公報
 フレキシブルデバイスの製造においては、電子素子形成工程を経た粘着層の剥離強度が、電子素子形成工程を経る前よりも過度に増大することを抑制するのが望ましい。剥離強度が過度に増大した場合、フレキシブル基板と支持基板とを剥離する際にフレキシブル基板が損傷を受けたり、フレキシブル基板を支持基板から剥離できなくなる等の不具合が生じる。
 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、電子素子形成工程を経ることによって粘着層の剥離強度が過度に増大することを防止できる、フレキシブルデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の一態様であるフレキシブルデバイスの製造方法は、フレキシブル基板および支持基板の少なくとも一方に粘着層を形成する粘着層形成工程と、前記粘着層形成工程において形成された粘着層の粘着特性を調整する粘着特性調整工程と、前記粘着特性調整工程を終えた粘着層を介して、前記支持基板と前記フレキシブル基板とを仮接着する仮接着工程と、前記仮接着工程を終えたフレキシブル基板における、前記粘着層とは反対側の面に電子素子を形成する電子素子形成工程と、前記電子素子形成工程を終えたフレキシブル基板と前記支持基板とを剥離する剥離工程と、を含み、前記粘着特性調整工程を経ずに前記電子素子形成工程を終えることを想定した場合の、当該電子素子形成工程終了後前記剥離工程前における粘着層の剥離強度をPA、前記粘着特性調整工程を経て前記電子素子形成工程を終えることを想定した場合の、当該電子素子形成工程終了後前記剥離工程前における粘着層の剥離強度をPB、とし、前記粘着特性調整工程において、PB<PAの関係を満たすように、前記粘着層の粘着特性を調整する。
 本発明の一態様であるフレキシブルデバイスの製造方法では、仮接着工程の前に、粘着特性調整工程を含む。粘着特性調整工程においては、電子素子形成工程による粘着層の剥離強度増加を見込んで、上記PB<PAの関係を満たすように粘着層の粘着特性を調整する。その結果、電子素子形成工程を経た後の粘着層の剥離強度を、粘着特性調整工程を含まない場合と比較して減少させることができる。
 したがって、本発明の一態様によれば、電子素子形成工程を経ることによって粘着層の剥離強度が過度に増大することを防止できる。
実施の態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法を示す模式図である。 粘着特性調整工程における加熱処理条件と所定の時点における粘着層の剥離強度を示す表である。 (a)Si-H基含有シリコーン15の構造を示す図と、(b)ビニル基含有シリコーン16の構造を示す図と、(c)粘着特性調整工程(加熱処理)において粘着層が硬化する場合の反応式を示す図である。 粘着特性調整工程におけるUV照射処理条件と所定の時点における粘着層の剥離強度を示す表である。
 ≪本発明の一態様の概要≫
 本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法は、フレキシブル基板および支持基板の少なくとも一方に粘着層を形成する粘着層形成工程と、前記粘着層形成工程において形成された粘着層の粘着特性を調整する粘着特性調整工程と、前記粘着特性調整工程を終えた粘着層を介して、前記支持基板と前記フレキシブル基板とを仮接着する仮接着工程と、前記仮接着工程を終えたフレキシブル基板における、前記粘着層とは反対側の面に電子素子を形成する電子素子形成工程と、前記電子素子形成工程を終えたフレキシブル基板と前記支持基板とを剥離する剥離工程と、を含み、前記粘着特性調整工程を経ずに前記電子素子形成工程を終えることを想定した場合の、当該電子素子形成工程終了後前記剥離工程前における粘着層の剥離強度をPA、前記粘着特性調整工程を経て前記電子素子形成工程を終えることを想定した場合の、当該電子素子形成工程終了後前記剥離工程前における粘着層の剥離強度をPB、とし、前記粘着特性調整工程において、PB<PAの関係を満たすように、前記粘着層の粘着特性を調整する。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記粘着層は、前記支持基板に形成される。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記粘着特性調整工程は、前記粘着層を加熱する工程を含む。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記粘着層を加熱する工程における前記粘着層の加熱温度は、200~300[℃]である。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記粘着層を加熱する工程における前記粘着層を加熱する時間は、1~3[hr]である。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記粘着特性調整工程は、前記粘着層に紫外線を照射する工程を含む。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記粘着層に紫外線を照射する工程において用いる紫外線の波長は、150~380[nm]である。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記粘着層は、シリコーン系粘着剤を含む。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記シリコーン系粘着剤は、ビニル基を有する。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記電子素子形成工程は、前記粘着層が加熱される工程を含む。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記電子素子形成工程での加熱において、加熱温度は200~280[℃]であり、総加熱時間は1~15[hr]である。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記電子素子は、有機TFT及び有機EL素子の少なくとも一方を含む。
 また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、さらに、前記剥離工程終了後、前記支持基板に残存した粘着層を除去する粘着層除去工程を含む。
 ≪実施の態様≫
 [概観]
 図1は、実施の態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法を示す模式図である。
 本実施の態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法は、粘着層形成工程、粘着特性調整工程、仮接着工程、電子素子形成工程、剥離工程からなる。図1に基づきフレキシブルデバイスの製造方法の概観について説明し、その後、本実施の態様の特徴となる粘着特性調整工程について詳細に説明する。
 まず、図1(a)に示すように、粘着層形成工程においては、フレキシブル基板を支持する支持基板11の上面に粘着層12を形成する。支持基板11は、電子素子形成工程におけるフレキシブル基板の平坦性を確保する目的で用いられているものであるため、平坦度が高く、変形しにくい材料で形成されていることが望ましい。このような材料としては支持基板11としては、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、アルミナ等の絶縁性材料等が挙げられる。
 粘着層12としては、耐熱性、耐薬品性および再剥離性に優れる粘着剤が望ましく、このような粘着剤としては、例えば、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。
 粘着層形成工程に続く粘着特性調整工程(図1(b))では、粘着層形成工程において形成された粘着層12の粘着特性を調整する。本工程は、電子素子形成工程を経ることによって、粘着層12の剥離強度が過度に増大するのを防ぐ目的で設けられる工程である。具体的には、図1(b)に示すように、粘着層12に対し加熱処理もしくは紫外線(UV)照射処理を行う。この加熱処理およびUV照射処理の条件については、後述する。
 続いて、仮接着工程(図1(c))においては、粘着特性調整工程(図1(b))を終えた粘着層12を介して、支持基板11とフレキシブル基板13とを仮接着する。これにより、フレキシブル基板13の平坦性を確保することができるので、現行のガラス基板を用いた場合と同様に、フレキシブル基板13上に均一に成膜等を行うことが可能である。
 フレキシブル基板13は、例えば、ポリイミド、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレン、エチレン-プロピレン共重合体,エチレン-酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル-スチレン共重合体、ブタジエン-スチレン共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等からなるフィルムを用いることができる。また、これらの材料のうち1種または2種以上を組み合わせて、多層構造の積層フィルムとしてもよい。
 図1(d)に示す電子素子形成工程においては、仮接着工程を終えたフレキシブル基板13における粘着層12とは反対側の面(本実施の態様においてはフレキシブル基板13の上面)に電子素子層14を形成する。本実施の態様における電子素子層14には、有機EL素子、及び有機EL素子を駆動するための有機TFT(有機薄膜トランジスタ)が形成されている。すなわち、電子素子形成工程には、有機TFT形成工程と有機EL素子形成工程が含まれる。
 有機TFT形成工程は、ゲート電極形成工程、ゲート絶縁層形成工程、ソース電極及びドレイン電極形成工程、半導体層形成工程を含む。
 ゲート電極は、金属材料を真空蒸着法またはスパッタ法で成膜し、その金属材料膜をエッチング等により選択的に除去することで形成される。ゲート電極に用いる金属材料としては、例えば、銀、アルミニウム、銀とパラジウムと銅との合金、銀とルビジウムと金との合金等が挙げられる。
 ゲート絶縁層は、例えば、酸化シリコン等の公知のゲート絶縁体材料を、スパッタ法により成膜することで得られる。なお、公知のゲート絶縁体材料として、有機高分子材料、及び無機材料のいずれも使用可能である。
 ソース電極及びドレイン電極は、金属材料をゲート電極の場合と同様に真空蒸着法またはスパッタ法で成膜し、その金属材料膜をエッチング等により選択的に除去することで形成される。ソース電極及びドレイン電極に用いる金属材料としては、例えば、金、銀、銅、銀とパラジウムと銅との合金、タングステン、モリブデン等が挙げられる。
 半導体層は、有機半導体材料と溶媒とを含むインクをインクジェット法、スピンコート法等の公知の塗布方法で成膜することにより得られる。有機半導体材料としては、例えば、アセン系誘導体,ポルフィリン,フタロシアニン誘導体等の塗布型低分子材料オリゴマーや、チオフェン系,フルオレン系等の高分子材料等が挙げられる。
 一方、有機EL素子形成工程は、陽極形成工程、有機発光層形成工程、陰極形成工程を含む。
 陽極は、金属材料を真空蒸着法またはスパッタ法で成膜し、その金属材料膜をエッチング等により選択的に除去することで形成される。陽極に用いる金属材料としては、例えば、上記のゲート電極に用いる金属材料で挙げた金属材料等を用いることができる。
 有機発光層は、陽極上に、有機発光層を構成する有機材料と溶媒とを含むインクを真空蒸着またはインクジェット法で成膜することにより得られる。有機発光層を構成する有機材料としては、例えば、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物等、特開平5-163488号公報に記載の公知の材料を用いることができる。
 陰極は、有機発光層上に、透明導電材料をスパッタ法で成膜することにより得られる。陰極に用いる透明導電材料としては、例えば、ITO(酸化インジウムスズ)、IZO(酸化インジウム亜鉛)等が挙げられる。
 ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極およびドレイン電極、陽極、陰極を形成する工程においては、支持基板11、粘着層12およびフレキシブル基板13からなる構造体をチャンバー内に載置した上で、チャンバー内が高温環境下に置かれる。また、半導体層、有機発光層を形成する工程においては、インクに含まれる溶媒を蒸発させるために、上記の構造体がホットプレート等で加熱される。したがって、上記のいずれを形成する工程においても、粘着層12が加熱されることになる。とりわけ、半導体層を形成する工程においては、有機半導体材料を結晶化させるための焼成により、数時間にわたり粘着層12が加熱されることになる。
 さらに、有機EL素子には、必要に応じて、さらに正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を含む場合があるが、これらのいずれを形成する工程においても加熱工程が含まれる。そのため、有機EL素子形成工程および有機TFT形成工程に含まれる加熱工程においては、概ね、その総加熱時間が1~15[hr]にのぼり、加熱温度は200~280[℃]の温度範囲である。
 次に、剥離工程にて、電子素子層14の形成を終えたフレキシブル基板13と支持基板11とを剥離する(図1(e))。そして、電子素子層14が形成されたフレキシブル基板13が支持基板11から剥離されることで、フレキシブルデバイス10が完成する(図1(f))。
 なお、図1(e)に示す剥離工程後には、さらに、フレキシブル基板13が剥離された支持基板11に残存した粘着層12を除去する粘着層除去工程が含まれる。この工程を経ることで、粘着層12が除去された支持基板11を、粘着層12が形成される前の状態へ戻すことができるので、支持基板11のみを再利用することができる。
 [粘着特性調整工程]
 上記のシリコーン系粘着剤からなる粘着層12は、粘着前(仮接着前)にその表面を硬化させることにより、剥離強度を低下させることができる。粘着層12を硬化させる方法としては、1.粘着層12を加熱処理する方法、または2.粘着層12の表面にUV照射処理を行う方法がある。ここで、本願発明者は、粘着層12を所定条件下で加熱処理またはUV照射処理することで、粘着後(仮接着後)に長時間にわたる加熱工程(電子素子形成工程に含まれる加熱工程)を経た場合であっても、それによる剥離強度の増大を抑制できることを見出した。
 そこで、本実施の態様の粘着特性調整工程においては、上記の性質を利用して、PB<PAの関係を満たすように、粘着層12の粘着特性を調整することとしている。PAは粘着特性調整工程を経ずに電子素子形成工程を終えることを想定した場合の、当該電子素子形成工程終了後剥離工程前における粘着層12の剥離強度を、PBは粘着特性調整工程を経て電子素子形成工程を終えることを想定した場合の、当該電子素子形成工程終了後剥離工程前における粘着層12の剥離強度をそれぞれ意味している。
 すなわち、粘着特性調整工程においては、電子素子形成工程を経た後の粘着層12における剥離強度を、粘着特性調整工程を含まない場合と比較して減少するようにしている。このようにすることで、電子素子形成工程を経た場合であっても、粘着層12の剥離強度を過度に増大しないようにすることができる。したがって、剥離工程(図1(e))においてフレキシブル基板13と支持基板11とを剥離する際に、フレキシブル基板13が損傷を受けたり、フレキシブル基板13と支持基板11とを剥離できないといった不具合が招来しない。
 <1.加熱処理による方法>
 (加熱処理の条件および剥離強度測定試験)
 図2は、粘着特性調整工程における加熱処理条件と所定の時点における粘着層の剥離強度を示す表である。剥離強度測定試験は、以下の手順に基づいて行った。なお、剥離強度測定試験は日本工業規格JIS K6854-1に基づいて実施した。
 まずentry1では、ガラス基板に粘着層を形成したのち、加熱処理を行わずに、剥離強度(X)を測定した。その後、粘着層が形成されたガラス基板に実験用フレキシブル基板を仮接着し、これを加熱温度210[℃]で8[hr]加熱する加熱工程を行った。この加熱工程は、電子素子形成工程に含まれる加熱工程を想定したものである。以下、加熱温度210[℃]で8[hr]加熱する加熱工程を、「電子素子形成工程を想定した加熱工程」と記載する。そして、電子素子形成工程を想定した加熱工程終了後、ガラス基板と実験用フレキシブル基板とを剥離する際の剥離強度(Y)を測定した。
 entry2~6では、粘着層を形成したガラス基板を、図2の表に示す加熱温度および加熱時間に基づいて加熱処理し、剥離強度(X)を測定した。その後、ガラス基板に実験用フレキシブル基板を仮接着し、電子素子形成工程を想定した加熱工程を行った。そして、ガラス基板と実験用フレキシブル基板とを剥離する際の剥離強度(Y)を測定した。
 entry1~6における剥離強度(X),(Y)は図2の表に示す通りである。図2の表に示す剥離強度の数値は、entry1における剥離強度(Y)を100としたときの相対値である。
 entry1では加熱処理が行われない。したがって、entry1における「加熱処理後」の剥離強度(X)とは、粘着層を形成した後かつ電子素子形成工程を想定した加熱工程前に測定した、粘着層の剥離強度である。また、entry2~6における「加熱処理後」の剥離強度(X)とは、加熱処理終了後かつ電子素子形成工程を想定した加熱工程前に測定した、粘着層の剥離強度である。
 entry1~6における「加熱工程(210℃・8hr)後」の剥離強度(Y)とは、電子素子形成工程を想定した加熱工程終了後に測定した、粘着層の剥離強度である。entry1では加熱処理が行われないので、entry1における剥離強度(Y)は上記の剥離強度PAに相当する。また、entry2~6では加熱処理が行われるので、entry2~6における剥離強度(Y)は上記の剥離強度PBに相当する。
 剥離強度(X)について、加熱処理を行うentry2~6においては、加熱処理を行わないentry1に対して、粘着層の剥離強度が5分の1以下に減少していることが分かる。これは、上述したように、加熱処理することにより粘着層の表面が硬化したためであると考えられる。
 剥離強度(Y)については、加熱処理を行うか否かに関わらず、全てのentryにおいて、剥離強度(X)からの増加が見られた。これは、シリコーン系粘着剤の一般的な性質に起因するものである。しかしながら、entry2~6のように200[℃]以上で加熱処理を行うことにより、電子素子形成工程を想定した加熱工程後の剥離強度を、entry1の場合と比較して2割以上減少させることができた。
 なお、entry5,6における剥離強度(X)が、全entryの中で最も剥離強度が小さく1.5であるが、本願発明者はこの剥離強度の数値が、電子素子形成工程において有機EL素子および有機TFTを形成するのに必要な剥離強度以上であることを確認している。
 以上の測定試験の結果より、entry2~6に示す加熱処理条件を本実施の態様の対象とする。すなわち、本実施の態様の対象となる加熱温度の下限は200[℃]、加熱時間の下限は1[hr]とする。また、シリコーン系粘着剤は、300[℃]以上に加熱されると分解し始める。したがって、本実施の態様の対象となる加熱温度の上限は300[℃]である。さらに、entry5および6の違いは加熱時間であるが、加熱時間を1[hr]から3[hr]にした場合であっても、図2に示すように剥離強度(X),(Y)に変化は見られなかった。このことより、本実施の態様の対象となる加熱時間の上限は3[hr]である。
 以上をまとめると、本実施の態様の対象となる加熱処理に係る加熱温度は、200~300[℃]であり、加熱時間は1~3[hr]である。
 さらに、図2のentry1~6において、剥離強度(X)と(Y)の差、つまり、電子素子形成工程を想定した加熱工程を経る前と経た後における剥離強度の差に着目する。そうすると、entry1が54、entry2が69、entry3が55.5、entry4が41、entry5が10、entry6が10であることが分かる。したがって、entry4~6のように250[℃]以上の加熱温度で加熱処理を行うことで、加熱処理を行わない場合(entry1)と比較して、電子素子形成工程を想定した加熱工程を経ることによる剥離強度の増大が抑制されていることが分かる。これにより、電子素子形成工程を経ることによる粘着層の剥離強度の増大を、さらに抑制することができる。
 すなわち、本実施の態様の加熱処理に係るより好ましい加熱温度は、250~300[℃]である。
 加熱処理を行うことで、電子素子形成工程を想定した加熱工程を経ることによる剥離強度の増大が抑制される理由としては、以下のようなことが考えられる。
 まず、加熱処理を経ずに粘着層とフレキシブル基板を接着させた場合(entry1)、すなわち、粘着層の表面を硬化させずにフレキシブル基板と接着させた場合、フレキシブル基板表面の微細な凹凸に軟質な粘着層表面の粘着剤が入り込む。この状態で粘着層が長時間にわたって加熱されると、粘着層がフレキシブル基板表面の凹凸に入り込んだ粘着剤もろとも硬化する。その結果、粘着層表面とフレキシブル基板表面との密着性が高くなり、剥離強度が過度に増大すると考えられる。
 一方、加熱処理を行ってから粘着層とフレキシブル基板を接着させた場合(entry2~6)、粘着層の表面が硬化するため、粘着層表面の粘着剤はフレキシブル基板表面の微細な凹凸に入り込み難い。したがって、粘着層表面がフレキシブル基板表面の凹凸に入り込んでいない状態で粘着層を長時間にわたって加熱しても、粘着層表面とフレキシブル基板表面との密着性はそれほど高くならず、剥離強度の増大が抑制されると考えられる。
 (加熱処理における粘着層表面の硬化反応)
 付加硬化型のシリコーン系粘着剤には、一般的に、Si-H基含有シリコーンおよびビニル基含有シリコーンが含まれている。図3(a),(b)はそれぞれ、Si-H基含有シリコーン15,ビニル基含有シリコーン16の構造を示す図である。なお、図3(a)におけるnと図3(b)におけるn、図3(a)におけるmと図3(b)におけるmは、それぞれ同じであるとは限らない。
 図3(c)は、粘着特性調整工程(加熱処理)において粘着層が硬化する場合の反応式を示す図である。本硬化反応は、上述した白金触媒(硬化剤)と加熱によって進行する公知の反応である。具体的には、Si-H基含有シリコーン15のSi-H結合17が、ビニル基含有シリコーン16の末端オレフィン18に対して付加する。
 <2.UV照射処理による方法>
 (UV照射処理の条件および剥離強度測定試験)
 図4は、粘着特性調整工程におけるUV照射処理条件と所定の時点における粘着層の剥離強度を示す表である。剥離強度測定試験は、以下の手順に基づいて行った。
 entry1は、図2におけるentry1と同様である。entry2,3では、粘着層を形成したガラス基板を、図4の表に示す使用光源および照射時間に基づいてUV照射処理し、剥離強度(X)を測定した。その後、粘着層が形成されたガラス基板に実験用フレキシブル基板を仮接着し、これを加熱処理による方法の場合と同様の、電子素子形成工程を想定した加熱工程(加熱温度210[℃]で8[hr]加熱する加熱工程)を行った。そして、電子素子形成工程を想定した加熱工程終了後、ガラス基板と実験用フレキシブル基板とを剥離する際の剥離強度(Y)を測定した。なお、図4おける「使用光源」の下部には、対応する光源の各波長を括弧書きで示している。
 entry1~3における剥離強度(X),(Y)は図4の表に示す通りである。図2と同じく、図4の表に示す剥離強度の数値は、entry1における剥離強度(Y)を100としたときの相対値である。
 entry1における「UV照射処理後」の剥離強度(X)とは、粘着層を形成した後かつ電子素子形成工程を想定した加熱工程前に測定した、粘着層の剥離強度である。また、entry2,3における「UV照射処理後」の剥離強度(X)とは、UV照射処理終了後かつ電子素子形成工程を想定した加熱工程前に測定した、粘着層の剥離強度である。
 entry1~3における「加熱工程(210℃・8hr)後」の剥離強度(Y)とは、電子素子形成工程を想定した加熱工程終了後に測定した、粘着層の剥離強度である。図4では、entry1における剥離強度(Y)が剥離強度PAに、entry2,3における剥離強度(Y)が剥離強度PBにそれぞれ相当する。
 剥離強度(X)について、UV照射処理を行うentry2,3においては、UV照射処理を行わないentry1に対して、粘着層の剥離強度が8分の1以下に減少した。これは、UV照射処理することにより粘着層の表面が硬化したためであると考えられる。
 剥離強度(Y)については、図2と同様に、全てのentryにおいて剥離強度(X)からの増加が見られた。しかしながら、entry2,3のようにUV照射処理を行うことにより、電子素子形成工程を想定した加熱工程後の剥離強度を、entry1の場合と比較して5分の1以下に減少させることができた。
 図4の結果より、150~380[nm]の波長帯域のUVを照射することによっても、電子素子形成工程を想定した加熱工程を経た粘着層の剥離強度を、UV照射処理を行わない場合と比較して減少させることができることが示された。したがって、粘着特性調整工程としてUV照射処理を行うことによっても、加熱処理を行った場合と同様の効果が得られる。
 (UV照射処理において推定される硬化反応)
 まず、Si-H基含有シリコーン15(図3(a))にUVが照射されると、Si-H基のケイ素原子と水素原子との間で開裂が起こり、シリルラジカルが発生すると推察される。続いて、このシリルラジカルが、ビニル基含有シリコーン16(図3(b))におけるビニル基の末端の炭素原子に付加すれば、アルキルラジカルが発生する。そして、当該アルキルラジカルが別のSi-H基の水素原子を引き抜くことで再びシリルラジカルが発生する。以下、上記のようなラジカル反応を繰り返すことで付加反応(硬化反応)が進行すると考えられる。
 なお、UV照射処理に基づく粘着特性調整工程の場合、粘着層表面を硬化させるためには必ずしも硬化剤(白金触媒)は必須ではないと考えられる。UV照射処理のみによってもSi-H基含有シリコーン15とビニル基含有シリコーン16との付加反応は進行し得る。
 (UV照射時間)
 UV照射処理におけるUV照射時間について、光源としてエキシマUV(172[nm])を用いる場合は0.1~60[sec]が望ましい。照射時間が0.1[sec]未満である場合には、UV照射処理後における粘着層の剥離強度の低下が見られなかった、すなわち、粘着層表面において硬化反応が進行しなかった。これは、照射時間が短すぎると、図5(b)に示すシリルラジカルが発生しにくいことが原因であると推察される。一方、照射時間が60[sec]を超えると、粘着層にクラックが発生した。これは、図5(b)に示すシリルラジカルが非常に多く発生したために、粘着層表面において硬化反応が急速に進行したからであると考えられる。
 また、光源として高圧水銀灯(254、365[nm])を用いる場合、UV照射時間は5~10[min]が望ましい。照射時間が5[min]未満である場合には、UV照射処理後における粘着層の剥離強度の低下が見られなかった。一方、照射時間の上限を10[min]とした理由は、製造効率に鑑みてのことである。
 [変形例・その他]
 以上、実施の態様について説明したが、本発明は上記の実施の態様に限られない。例えば、以下のような変形例等が考えられる。
 (1)上記の実施の態様においては、支持基板側に粘着層を形成することとしたが、本発明はこれに限定されない。本発明においては、支持基板およびフレキシブル基板の少なくとも一方に粘着層が形成されていればよく、例えば、フレキシブル基板側に粘着層を形成し、これと支持基板とを貼り合わせることとしてもよい。また、支持基板とフレキシブル基板の両方に粘着層を形成し、これらを貼り合わせることとしてもよい。
 なお、支持基板側に粘着層を形成する利点としては、以下のようなことが挙げられる。フレキシブル基板側に粘着層を形成する場合には、フレキシブル基板における電子素子層が形成される面とは反対側の面を上側、電子素子層が形成される面を下側にして作業台等に載置されるが、このときに作業台に付着している汚れ等が、電子素子層が形成される面に付着してしまうという問題がある。また、フレキシブル基板側に粘着層を形成した場合には、粘着層除去工程においてフレキシブル基板から粘着層を除去する際に、電子素子層が損傷を受ける可能性がある。しかしながら、支持基板側に粘着層を形成する場合には上記の問題は発生しない。
 なお、電子素子層が形成される面に汚れが付着するという問題については、電子素子層が形成される面に、別途に耐熱性の保護シートを貼付する等の対策を講じることで回避することは可能である。
 (2)上記の実施の態様においては、電子素子形成工程に有機EL素子形成工程および有機TFT形成工程が含まれることとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、これらの形成工程のいずれかを欠いている、もしくは、別の工程を含んでいることとしてもよい。また、上記の実施の態様においては、電子素子として、有機TFTおよび有機EL素子を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。これら以外の素子としては、例えば、酸化物TFT、アモルファスシリコンTFT、ポリシリコンTFT等が挙げられる。
 (3)上記の実施の態様においては、剥離強度を増大させる要因の例として、電子素子形成工程に含まれる加熱工程を挙げたが、これは単なる一例であり、これに限定されるものではない。
 (4)粘着層を構成する粘着剤としては、上記の実施の態様で述べたシリコーン系粘着剤に限定されない。シリコーン系粘着剤以外の粘着剤としては、アクリル、ポリオレフィン、ポリビニルカルバメート等が挙げられる。また、粘着層形成工程には、粘着剤を塗布により形成する場合のほか、粘着シートを貼付する場合等も含まれる。
 (5)図1(a)における粘着層形成工程には、上記のシリコーン系粘着剤が含有する溶媒(実施の態様におけるシリコーン系粘着剤にあってはトルエン)を蒸発させるために粘着層12を加熱する工程が含まれる。しかしながら、当該加熱する工程は粘着層を形成するために必要な工程、すなわち粘着層形成工程に含まれるものであり、粘着特性調整工程における加熱処理には含まれないものとする。
 (6)上記の実施の態様においては、主に粘着層の表面を硬化させることについて述べたが、実際には、粘着層の内部においても硬化反応が進行していると考えられる。
 (7)上記の実施の態様において説明した有機EL素子の製造方法は、単なる一例であり、他の構成要素を形成する工程が含まれていてもよい。また、上記の実施の態様においては、陰極側から光を取り出す方式の有機EL素子の製造方法を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。この他の方式としては、例えば、陽極側から光を取り出す方式、陽極側および陰極側の両方から光を取り出す方式等がある。
 (8)上記の実施の態様で使用している、材料、数値等は好ましい例を例示しているだけであり、この態様に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる。なお、数値範囲を示す際に用いる符号「~」は、その両端の数値を含む。
 本発明のフレキシブルデバイスの製造方法は、例えば、携帯型情報端末等に搭載されるディスプレイ等を構成するフレキシブルデバイスの製造方法に好適に利用可能である。
  10 フレキシブルデバイス
  11 支持基板
  12 粘着層
  13 フレキシブル基板
  14 電子素子層
  15 Si-H基含有シリコーン
  16 ビニル基含有シリコーン

Claims (13)

  1.  フレキシブル基板および支持基板の少なくとも一方に粘着層を形成する粘着層形成工程と、
     前記粘着層形成工程において形成された粘着層の粘着特性を調整する粘着特性調整工程と、
     前記粘着特性調整工程を終えた粘着層を介して、前記支持基板と前記フレキシブル基板とを仮接着する仮接着工程と、
     前記仮接着工程を終えたフレキシブル基板における、前記粘着層とは反対側の面に電子素子を形成する電子素子形成工程と、
     前記電子素子形成工程を終えたフレキシブル基板と前記支持基板とを剥離する剥離工程と、を含み、
     前記粘着特性調整工程を経ずに前記電子素子形成工程を終えることを想定した場合の、当該電子素子形成工程終了後前記剥離工程前における粘着層の剥離強度をPA
     前記粘着特性調整工程を経て前記電子素子形成工程を終えることを想定した場合の、当該電子素子形成工程終了後前記剥離工程前における粘着層の剥離強度をPB、とし、
     前記粘着特性調整工程において、PB<PAの関係を満たすように、前記粘着層の粘着特性を調整する、
     フレキシブルデバイスの製造方法。
  2.  前記粘着層は、前記支持基板に形成される、
     請求項1に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  3.  前記粘着特性調整工程は、前記粘着層を加熱する工程を含む、
     請求項1に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  4.  前記粘着層を加熱する工程における前記粘着層の加熱温度は、200~300℃である、
     請求項3に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  5.  前記粘着層を加熱する工程における前記粘着層を加熱する時間は、1~3時間である、
     請求項4に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  6.  前記粘着特性調整工程は、前記粘着層に紫外線を照射する工程を含む、
     請求項1に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  7.  前記粘着層に紫外線を照射する工程において用いる紫外線の波長は、150~380nmである、
     請求項6に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  8.  前記粘着層は、シリコーン系粘着剤を含む、
     請求項1に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  9.  前記シリコーン系粘着剤は、ビニル基を有する、
     請求項8に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  10.  前記電子素子形成工程は、前記粘着層が加熱される工程を含む、
     請求項1に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  11.  前記電子素子形成工程での加熱において、
     加熱温度は200~280℃であり、総加熱時間は1~15時間である、
     請求項10に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  12.  前記電子素子は、有機TFT及び有機EL素子の少なくとも一方を含む、
     請求項11に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
  13.  さらに、前記剥離工程終了後、前記支持基板に残存した粘着層を除去する粘着層除去工程を含む、
     請求項1に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
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