專利名稱：用于有機電子設備的制造方法
背景技術：
1、發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種用于采用柔韌性基底的有機電子設備，例如有機電致發(fā)光(EL)設備或有機半導體設備的制造方法。
2、相關技術描述最近隨著普遍化環(huán)境強化的趨勢，這就不斷期望提供采用柔韌性基底的有機電子設備給普遍存在的電子器材，以支持普遍化環(huán)境。尤其是，比較無機EL設備其允許在較低電壓下發(fā)光的有機EL設備。此外，有機EL設備是自發(fā)光、顯示高清晰度且期望其用作顯示器或用于采用柔韌性基底的普遍存在的電子設備的發(fā)光源。
然而，經(jīng)常用于柔韌性基底的大部分的高聚合物材料具有輕微的透濕性，因為它們的組成是有機物。在一些情況下，極少量的濕氣導致有機EL設備和其它有機電子設備惡化隨之損害其性能。因此，阻止?jié)駳馔ㄟ^基底以獲得基底使用高聚合物的有機電子設備的商業(yè)應用成為一個重要的挑戰(zhàn)。
作為解決上述問題的有效方法，在日本未決專利申請公開No.11-329715(專利文獻1)中公開了一種方法，該方法采用將非常薄的玻璃基底和高聚合物膜組合起來的基底。玻璃基底自身不具有透濕性，然而其缺乏柔韌性且如果遭受甚至輕微的彎曲壓力就會破裂。然而已經(jīng)普遍接受的是玻璃的破損不是玻璃材料自身強度的原因，而是即使由于施加很小的力產(chǎn)生的無數(shù)刮痕在其表面導致破裂。玻璃對于彎曲壓力的抗力能夠通過在玻璃的一個表面上覆蓋高聚合物材料來顯著增加，正如技術文獻1中公開的。然而，當其成為用于這樣一種復合基底的專門制造方法時，專利文獻1簡單的描述了“從DESAG AG(德國)獲得的大約30μm玻璃等等，非常的難于操作和非常易碎，就需要極度小心的操作”(4頁31-34行)。該文獻描述了在結合材料之后能夠獲得足夠的強度，但是其既沒有提到在其制造過程中如何安全的制造復合材料也沒有公開如何操作薄、脆的玻璃。
因此，如果從開始制造含有高聚合物的復合材料使用非常薄的玻璃基底，即使對玻璃極度小心的操作對玻璃基底的損害也是不可避免的。這意味著非常低的產(chǎn)量。
此外，增加基底的尺寸以制造大屏幕顯示器的或者從單一基底獲得最大化數(shù)量的片的嘗試以提高生產(chǎn)力將面對成功制造具有大面積非常薄玻璃的困難。即使能夠制造這樣大、極端薄的玻璃，在制造過程中操作玻璃將是非常困難的。
上述的問題使得在市場中以合理的價格提供明顯極好性能的產(chǎn)品也變得非常困難。
發(fā)明概述因此，為了容易的制造將玻璃和高聚合物結合的柔韌性基底，根據(jù)本發(fā)明用于有機電子設備的制造方法包括打磨基底第一表面的第一步驟，在第一表面上提供保護性聚合物層的第二步驟，通過蝕刻去除第一表面背面的第二表面以使得基底更薄的第三步驟，在蝕刻的第二表面上施加含有聚合物材料的聚合物層的第四步驟，去除保護性聚合物層的第五步驟，和在去除了保護性聚合物層的第一表面上形成有機電子設備的第六步驟。
聚合物層使用膜，其主要成分是脂族或脂環(huán)族聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、熱固性乙烯基酯樹脂、熱固性雙酚A樹脂和陽基環(huán)(cardo)樹脂中的任一種。膜通過涂覆形成在基底的第二表面上。可選擇地，聚合物層使用聚合物膜，因此其主要成分是聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯(polyarylate)、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亞胺、聚酰亞胺、聚酰胺、環(huán)烯烴聚合物或其共聚物、熱固性乙烯基酯樹脂和熱固性雙酚A樹脂中的任一種。該聚合物膜通過粘合劑結合到基底的第二表面上。
此外，保護性聚合物層含有作為其主要成分的聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯(polyarylate)、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亞胺、聚酰亞胺、聚酰胺、環(huán)烯烴聚合物或其共聚物、熱固性乙烯基酯樹脂和熱固性雙酚A樹脂、丙烯酸樹脂和苯酚酚醛清漆樹脂中的任一種。
對于基底，玻璃基底采用具有0.3mm或更大的厚度且該厚度在第三步驟中減小為0.2mm或更小。
通過上述簡單方法在基底光滑表面容易制備的柔韌性有機電子設備展現(xiàn)出高性能，其能防止通過基底的濕氣滲透導致的惡化。而且，基底的柔韌性使設備具有高強度而不被彎曲。
附圖簡介

圖1A到1E示出根據(jù)本發(fā)明用于有機電子設備基底制造方法的示意圖；和圖2是示出根據(jù)本發(fā)明有機電子設備的示意圖。
優(yōu)選實施方案的詳細描述根據(jù)本發(fā)明用于有機電子設備的制造方法包括打磨基底第一表面的第一步驟，在第一表面上施加保護性聚合物層的第二步驟，蝕刻第一表面背面的第二表面以使得基底更薄的第三步驟，在蝕刻的第二表面上施加含有聚合物材料的聚合物層的第四步驟，去除保護性聚合物層的第五步驟，和在去除了保護性聚合物層的第一表面上形成有機電子設備的第六步驟。
在其上形成有機電子設備的基底表面必須是平坦和光滑的，所以在第一步驟中的執(zhí)行打磨是很重要的。在打磨步驟中引入的實際基底厚度的限制是0.3mm。作為基底，選擇具有0.3mm或更大厚度的基底以具有大面積和在制造過程中不被操作損害。作為基底的材料，根據(jù)具體應用可以選擇蘇打玻璃、硼硅酸玻璃或非堿性玻璃。
進一步地，為了在隨后的步驟中保護平坦表面和在變薄過程中保留玻璃，也就是，加強玻璃的強度，以使得隨后的步驟穩(wěn)定地執(zhí)行，在第二步驟中在打磨表面上施加保護性聚合物層。作為用于保護性聚合物層的材料，可以使用聚合物材料和聚合物材料與無機化合物的復合材料等等。通過在基底上涂覆該材料或者將由這種材料組成的膜結合到基底以形成保護性聚合物層。保護膜形成在玻璃基底上，其還很厚，所以能夠避免上述的玻璃基底可能的損害。
接下來，隨著保護平坦的表面，蝕刻基底的相對面以減小基底的厚度。當玻璃基底的厚度減小為0.1mm或更小時，根據(jù)玻璃的類型，雖然其變化但是玻璃基底顯示出顯著的柔韌性?？紤]到所有類型的玻璃，認為當其厚度是0.2mm或更小時顯示出柔韌性。在玻璃與聚合物材料結合的條件下，根據(jù)本發(fā)明獲得使用具有柔韌性和高強度基底的有機電子設備。然而，在這種條件下，在其上形成有機電子設備的玻璃表面是蝕刻表面，其固有地缺乏平整性，因此導致有機電子設備的缺陷。也可以在聚合物表面上形成有機電子設備。然而，與玻璃比較，聚合物材料導致相當多的熱膨脹和收縮，具有無規(guī)律的性質所以不能夠保證微小有機電子設備的精確性。由于這個原因，根據(jù)本發(fā)明，聚合物層沉積在蝕刻的基底表面上，接下來去除保護性聚合物層以暴露玻璃打磨表面以在表面上形成有機電子設備。這使得打磨玻璃表面給在其上形成有機電子設備提供表面。
聚合物層主要由聚合物組成，并且必要時可以添加無機顆粒等例如填充劑。該層可以通過涂覆或結合膜來形成。這時，形成在打磨表面上的保護性聚合物層作為支撐非常薄玻璃的膜來保護基底免受該過程的損害。在下面的第五步驟中，用于保護基底打磨表面的保護涂覆或保護膜瞬間剝落且去除以暴露基底的打磨表面。從這個步驟開始，形成在蝕刻表面上的聚合物膜作為支撐非常薄基底的膜的功能。
下面進一步描述用于本發(fā)明有機電子設備的制造方法。
第一實施方案圖1示意性示出根據(jù)本實施方案用于有機電子設備的制造方法。圖1A是基底11的截面圖。在該實施方案中，采用0.5mm厚度的非堿性玻璃。玻璃的至少一個表面采用重疊膜或研磨使其平坦來打磨，因此其表面均勻度為0.1μm或更小。
圖1B是示出提供在平坦表面上的保護性聚合物層12的截面圖，也就是，基底11的打磨表面。可以通過層壓等、利用聚合物膜和粘結劑來形成保護性聚合物層。聚合物膜由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亞胺等組成。對于粘結層，可以采用丙烯酸樹脂、硅樹脂等等。優(yōu)選的，為此目的而采用的粘結層在遭受光、熱或溶劑等時喪失其粘性使得在剝落步驟中容易除去的類型，其將在下文中論述。
參考圖1C，具有形成在其上的保護性聚合物層12的基底11浸沒在由氫氟酸等組成的蝕刻劑中，且執(zhí)行玻璃蝕刻使得減小厚度到0.15mm。在這種條件下，玻璃自身是易碎的，所以嘗試剝落保護性聚合物層容易損壞玻璃。
在圖1D中，具有脂族或脂環(huán)族聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、熱固性乙烯基酯樹脂、熱固性雙酚A樹脂和陽基環(huán)(cardo)樹脂中的一種作為其主要成分的膜形成在基底11的已經(jīng)蝕刻過的蝕刻表面上。
作為脂族或脂環(huán)族聚酰亞胺樹脂的實例，采用通過溶解在γ-丁內酯中縮聚脂族四羧酸和芳香族二胺而獲得的聚合物制備的溶液。為了提高玻璃的粘結性，必要時在溶液中混合粘結劑例如偶合粘結劑。聚酰胺酰亞胺樹脂的實例包括Toyobo制造VYLOMAXR。熱固性乙烯基酯樹脂的實例包括ShowaHighpolymer制造的超級聚酯SSP系列。熱固性雙酚A樹脂的實例包括ShowaHighpolymer制造的RigolightR500。陽基環(huán)樹脂的實例包括Nippon Steel ChemicalGroup制造的V-259。
這些材料在加工過程中通過輥涂機、棒涂機、帶涂機等來執(zhí)行，必要時通過熱處理或紫外線處理等，由此形成聚合物層13。聚合物層13的膜厚度設置為50μm。
參考圖1E，通過暴露在光或熱或沉浸在溶劑中，或者通過機械去除裝置的幫助，去除保護性聚合物層12來暴露基底1的打磨表面。在這個步驟中，玻璃基底通過50μm聚合物層來保護以使得在剝離步驟中保護玻璃基底免受損害。
因此，制造了用于有機電子設備的柔韌性基底。該基底質量輕且對彎曲具有抗力，打磨玻璃表面保持平坦表面。
圖2示出采用根據(jù)本發(fā)明的基底制造的有機EL設備，其是有機電子設備的實例。參考圖2，利用上述圖1中所述的方法來制造基底21。由ITO、IZO等組成的透明導電膜形成的陽極22通過加工工藝沉積在基底21上，例如濺射、汽相淀積或CVD。陽極沉積的表面是玻璃表面，所以除了清潔之外不需要任何特殊處理就能夠沉積陽極。通過真空沉積在陽極22上的是由酞菁銅染料或芳族胺組成的空穴注入層23和由α-NPD、TPD衍生物等組成的空穴傳輸層24，空穴傳輸層24也可以是芳族胺。進一步地，具有由8-羥基喹啉衍生物的金屬絡合物等例如Alq3、BAlq3或Bebq2組成并且含有熒光顏料例如苝、喹吖啶酮、香豆素、紅熒烯或DCJTB的主體材料作為摻雜劑通過共沉積沉積在空穴傳輸層24上作為發(fā)光層25。另外，由Alq3、Bebq2等組成的電子傳輸層26和具有沉積在LiF薄膜上的Al的陰極27通過真空沉積形成。
結合玻璃和聚合物材料的柔韌性基底28通過密封劑29來結合和密封，其中有機EL層形成在柔韌性基底28上，因此制成有機EL設備。
上述制備的有機EL設備顯示出穩(wěn)定的發(fā)光特性，其避免了由濕氣滲透導致的惡化，且具有高柔韌性和輕便的特性，然而，其能夠通過簡單、實用的方法來制造。
第二實施方案參考圖1描述本實施方案。圖1A中示出的基底11由具有0.4mm厚的硼硅酸鹽玻璃組成。利用重疊膜或使之平坦的研磨劑來打磨玻璃的至少一個表面，其表面不均勻度為0.1μm或更小。
參考圖1B，由含有聚酰亞胺、聚酰胺、環(huán)烯烴聚合物或其共聚物、熱固性乙烯基酯樹脂、熱固性雙酚A樹脂、丙烯酸樹脂和苯酚酚醛清漆樹脂的任一種的聚合物材料作為主要成分的涂覆膜形成在基底11的打磨表面上。這些聚合物材料是以溶液或前驅溶液的形式并通過輥涂機、棒涂機、帶涂機等施加到基底上，且隨后通過干燥和固化、熱處理、紫外線熟化等必要的加工以形成保護性聚合物層12。保護性聚合物層12的膜厚度設置為100μm；然而，膜厚度不局限于此，只要其保證玻璃充分的強化，其還可以制造的更薄。用于此目的的保護性聚合物層優(yōu)選的類型是只要其暴露在光、熱或沉浸在溶液中等能夠被容易的溶解或者去除以允許簡易的去除，在下文中對其討論。
參考圖1C，在其上具有保護性聚合物層12的基底11沉浸在由氫氟酸等類似組成的蝕刻劑中，且執(zhí)行對玻璃的蝕刻將厚度減小到0.1mm。在這種條件下，玻璃自身是易碎的，所以剝落保護性聚合物層的嘗試將容易損壞基底。
參考圖1D，聚合物膜通過粘合劑結合在蝕刻玻璃基底11的蝕刻表面上，因此，形成聚合物層13。聚合物層的主要成分是聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亞胺、聚酰亞胺、聚酰胺、環(huán)烯烴或其共聚物、熱固性乙烯基酯樹脂和熱固性雙酚A樹脂中的任一種。
聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的實例包括Teijin制造的TEFLEXR，和聚萘二甲酸乙二醇酯膜的實例包括Tajin制造的TeonexR，和聚碳酸酯膜的實例包括Teijin制造的PanliteR。聚丙烯酸酯膜的實例包括Kanegafuchi Chemical Industry制造的CrystalateR，聚醚砜膜的實例包括Sumitomo Bakelite制造的SUMILITERFS-1300，和聚砜膜的實例包括Sumitomo Bakelite制造的SUMILITERFS-1200。聚醚酰亞胺膜的實例包括Mitsubishi Jushi制造的SUPERIOR，聚酰亞胺膜的實例包括Kanegafuchi Chemical Industry制造的氟化聚酰亞胺，和聚酰胺膜的實例包括尼龍膜。環(huán)烯烴聚合體或其共聚物膜的實例包括JSR制造的ARTONR和Nippon Zeon制造的ZEONOAR。熱固性乙烯基酯樹脂的實例包括Showa Highpolymer制造的RigolightR，熱固性雙酚A樹脂的實例包括ShowaHighpolymer制造的RigolightR500。
這些材料通過丙烯酸型或硅酮型粘合劑結合到基底上。優(yōu)選采用呈現(xiàn)出與玻璃基底具有高度粘性的粘合劑。結合膜提供聚合物層13，聚合物層13的膜厚度是100μm。
參考圖1E，通過使其遭受光或熱或將其沉浸在溶劑或機械幫助來剝離保護性聚合物層12以暴露基底1的打磨表面。由于100μm的聚合物膜保護玻璃基底，所以在這個步驟中沒有發(fā)現(xiàn)對玻璃基底的損壞。
因此，制得用于有機電子設備的柔韌性基底。該基底輕且對于彎曲具有抗力，打磨的玻璃表面維持平坦的表面。
其后，正如第一實施方案相同的方法制造有機EL設備，且獲得與第一實施方案相同的優(yōu)點。
在實施方案中示出的有機電子設備的實例有機EL設備可以用于汽車儀表盤的弧線光源。此外，這樣的輕量和薄化設計很有可能使得有機EL設備在未來電子器件的手工-機械分界領域扮演最主要的角色，包括普遍存在的編寫設備例如地波數(shù)字接受器的監(jiān)視器、便攜瀏覽器和數(shù)碼相機或數(shù)碼攝像機。
權利要求
1.用于有機電子設備的制造方法，包括打磨基底第一表面的第一步驟；在第一表面上施加保護性聚合物層的第二步驟；通過蝕刻去除基底第一表面背面的第二表面使得基底變薄的第三步驟；在蝕刻的第二表面上施加含有聚合物材料的聚合物層的第四步驟；去除保護性聚合物層的第五步驟；和在去除保護性聚合物層的第一表面上形成有機電子設備的第六步驟。
2.根據(jù)權利要求1的用于有機電子設備的制造方法，其中基底是具有0.3mm或更大厚度的玻璃基底，且其厚度在第三步驟中減小為0.2mm或更小。
3.根據(jù)權利要求1的用于有機電子設備的制造方法，其中聚合物層是膜，其主要成分是脂族或脂環(huán)族聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、熱固性乙烯基酯樹脂、熱固性雙酚A樹脂和陽基環(huán)樹脂中的任一種，且該膜通過涂布形成。
4.根據(jù)權利要求1的用于有機電子設備的制造方法，其中聚合物層是聚合物膜，其主要成分是聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亞胺、聚酰亞胺、聚酰胺、環(huán)烯烴聚合物或其共聚物、熱固性乙烯基酯樹脂和熱固性雙酚A樹脂中的任一種，且該聚合物膜通過粘合劑結合到第二表面上。
5.根據(jù)權利要求1的用于有機電子設備的制造方法，其中保護性聚合物膜含有作為其主要成分的聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亞胺、聚酰亞胺、聚酰胺、環(huán)烯烴聚合物或其共聚物、熱固性乙烯基酯樹脂、熱固性雙酚A樹脂、丙烯酸樹脂和苯酚酚醛清漆樹脂中的任一種。
6.根據(jù)權利要求1的用于有機電子設備的制造方法，其中在去除保護性聚合物層的第一表面上形成的有機電子設備是有機EL設備。
全文摘要
一種制造方法其利用非常薄的基底使得有機電子設備容易地制造。該制造方法包括用于打磨基底第一表面的第一步驟，在第一表面上施加保護性聚合物層的第二步驟，通過蝕刻基底第一表面背面的第二表面使得基底變薄的第三步驟，在蝕刻的第二表面上施加含有聚合物材料的聚合物層的第四步驟，去除保護性聚合物層的第五步驟，和在去除保護性聚合物層的第一表面上形成有機電子設備的第六步驟。
文檔編號H01L51/00GK1763988SQ20051011657
公開日2006年4月26日 申請日期2005年8月17日 優(yōu)先權日2004年8月17日
發(fā)明者杉野谷充, 須田正之, 山本修平 申請人:精工電子有限公司