KR20090128431A

KR20090128431A - 전자 디바이스 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20090128431A
Application number: KR1020097020233A
Authority: KR
Inventors: 히데나가 와라시나; 신이치 시모츠; 신이치로 소노다; 치아키 고토
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2009-12-15
Also published as: EP2157832A4; WO2008120452A1; CN101653040A; JP2008251242A; TW200848887A; JP5080838B2; EP2157832A1; US20100109516A1; CN101653040B

Abstract

[과제] 전자 디바이스를 수지 기판 및 전자 소자의 열화를 최소한으로 억제하여 제조한다.

[해결 수단] 배리어층(2,2')이 적층된 한쌍의 수지 기판(1,1') 사이에 전자 소자(3~5)를 시일하기 위한 저융점 금속층(7,7')을 끼워넣어 수지 기판(1,1') 상의 배리어층(2,2')끼리를 접합하는 전자 디바이스의 제조 방법에 있어서, 배리어층(2,2')과 저융점 금속층(7,7') 사이에 광 흡수층(6.6')을 각각 형성하고 수지 기판(1') 및 배리어층(2')을 통하여 파장 350㎚ 이상 600㎚ 이하의 레이저를 광 흡수층(6)에 조사하여 저융점 금속층(7,7')을 가열, 융해시켜 배리어층(2,2')끼리를 접합한다.

전자 디바이스, 전자 소자, 수지 기판, 저융점 금속층, 배리어층, 광 흡수층

Description

전자 디바이스 및 그 제조 방법{ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 액정 등의 표시 매체, 유기 EL 등의 발광 매체로 대표되는 전자 소자를 시일(seal)한 전자 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

플렉시블 디스플레이나 전자 페이퍼 등의 가요성 표시 매체나 유기 EL 등의 발광 매체는 전형적으로 한쌍의 수지 기판 사이에 전자 소자가 봉입된 구조를 갖고 있다. 표시 매체는 예를 들면, 플렉시블 액정 디스플레이에서는 액정층과 전극층을 지칭하고, 발광 매체는 예를 들면, 유기 EL 디스플레이에 있어서 유기층과 전극층을 지칭하지만, 이러한 표시 매체 등은 일반적으로 수분에 의해 그 특성이 열화되므로 표시 매체 등에 이용되는 수지 기판에는 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 배리어 코팅이 시행되어 수분이 기판을 투과하여 표시 매체 등에 도달하는 것을 방지하는 대책이 취해져 있다.

이러한 기판을 사용하여 제작된 전자 디바이스의 일례로서 유기 EL 디스플레이의 개략 단면도를 도 11에 나타낸다. 도 11에 나타낸 유기 EL 디스플레이는 투명한 하부 수지 기판(101)의 상면에 단층 또는 다층의 배리어층(102)이 형성되고, 이 배리어층(102) 상의 중앙부에 하부 투명 전극(103), 유기층(104), 상부 전극 층(105)으로 이루어지는 발광 매체(106)가 성막된다. 이 중 유기층(104) 및 상부 전극층(105)이 특히 수분에 대해서 민감하다. 상부 수지 기판(101')에도 배리어층(102')이 형성되고, 배리어층(102')의 둘레 가장자리부는 하부 수지 기판(101) 상의 배리어층(102) 둘레 가장자리부와 접착제층(108)을 끼워넣어 접합된다. 여기서, 배리어층(102 및 102')을 가로지르는 방향(화살표 I)으로 수분 투과는 실질적으로 발생하지 않고, 발광 매체(106)의 열화에 영향을 주는 수분 침입의 대부분은 접착제층(108)을 관통하는 방향(화살표 II)으로의 수분 투과이다.

상기로부터 표시 매체의 시일에 사용되는 접착제로는 경화 후의 투습율이 낮은 것이 적합한다. 또한, 수지 기판은 일반적으로 가열에 의해 변형·변질되기 쉽고, 게다가 예를 들면 유기 EL 디스플레이와 같은 발광 매체는 고온 환경에서 특성이 열화되어 버리므로 접착제는 비교적 저온에서 경화될 수 있는 것이 바람직하다.

광경화형 접착제는 실온 부근에서 경화시킬 수 있으므로 가열에 의한 기판이나 표시 매체의 열화를 회피하기 쉽지만, 투습성이 높아 예를 들면 유기 EL 디스플레이에 있어서 요구되는 레벨의 투습율(1×10^-6 g/㎡day)을 만족하는 것은 시판되어 있지 않다. 한편, 열경화성 접착제에는 상기 레벨의 투습율을 만족하는 것도 있지만, 상술한 열 열화의 문제에 추가해서 경화 후의 가요성이 뒤떨어져 제작된 표시 매체의 가요성을 손상시킨다는 본질적인 문제를 갖는다.

한편, 금속이나 유리와 같은 내열성이 높은 무기 재료의 기밀 시일에는 특허 문헌 2에 나타낸 바와 같은 저융점 금속에 의한 시일 방법이 적용되고 있다. 이러 한 저융점 금속에 의한 시일을 도 11에 나타낸 상하 배리어층 사이에 시행할 수 있으면 외부로부터의 수분 투과는 이상적으로 억제되어 표시 소자의 신뢰성을 높일 수 있지만, 지금까지 내열성이 낮은 플라스틱 기판이나 배리어층을 열변성시키지 않고 끼워넣은 저융점 금속을 융해시키는 공법은 없었다.

특허 문헌 3에는 무기 일렉트로루미네센스 소자를 저융점 금속을 사용하여 기밀 시일하는 기술이 기술되어 있지만, 저융점 금속층의 가열 방법에 대해서는 접할 수 없었다. 일반적으로, 무기 일렉트로루미네센스 소자의 내열성이 높아 소자 전체를 저융점 금속의 융점 정도로 가열하는 것도 가능하다. 다시 말해, 이 방법은 표시 소자가 내열성이 낮은 수지 기판 상에 제작되어 있는 경우나 유기 일렉트로루미네센스 소자와 같이 소자 자체의 내열성이 낮은 경우에는 적용할 수 없다.

한편, 특허 문헌 4에는 표시 패널의 시일 기술로서 레이저 광을 유리로 이루어진 투명 기판을 통하여 투명 기판의 둘레 가장자리부에 형성된 확산 방지층에 조사하고, 확산 방지층에 의해 흡수된 레이저가 열이 되어 확산 방지층을 가열하며, 게다가 그 열이 확산 방지층에 인접하여 형성된 저융점 금속층으로 전도되어 저융점 금속층을 융해시키는 실시형태가 기재되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공표 2005-528250호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 제3091327호 공보

특허 문헌 4: 일본 특허 공고 평3-80314호 공보

특허 문헌 3: 일본 특허 공개 2004-265837호 공보

그러나, 특허 문헌 4에 기재된 프로세스를 실제로 행하려고 하면 레이저의 조사 파워와 파장, 그 파장에 있어서의 확산 방지층의 흡수율, 확산 방지층의 재질 및 두께와 그들에 의존하는 열 용량 및 저융점 금속층으로의 열 전도율, 저융점 금속층의 두께와 열 용량 등의 파라미터를 적절하게 조정해야 하지만, 특허 문헌 4에서는 이러한 점에 대해서 아무것도 고려되어 있지 않다. 상기가 적절하지 않을 경우, 저융점 금속층을 융해시킬 만큼의 파워의 레이저를 조사하면 투명 기판이나 확산 방지층의 열 손상이 일어날 수 있다. 다시 말해, 이 방법은 투명 기판으로서 유리 재료를 사용한 경우와 같이 투명 기판의 내열성이 충분히 높은 경우에 있어서는 대개 유효하지만, 투명 기판이 수지 기판인 경우, 게다가 수지 기판의 시일면측에 배리어층이 형성되어 있는 경우에는 레이저 조사중의 투명 기판과 배리어층의 온도를 그들의 내열 온도보다 낮게 유지시킬 수 있는 시일 방법의 개발이 필요하다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 수지 기판 사이에 설치된 전자 소자의 방습성을 향상시킬 수 있고 전자 소자의 수분 등에 기인한 열화를 억제할 수 있는 전자 디바이스, 및 제조 과정에 있어서 수지 기판의 열화를 야기하지 않고 전자 소자의 열화 등의 악영향을 최소한으로 억제하는 것이 가능한 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 전자 디바이스는 각각 배리어층이 적층된 한쌍의 수지 기판 사이의 한쪽의 상기 배리어층 상에 형성된 전자 소자를 그 전자 소자를 둘러싸도록 상기 배리어층의 둘레 가장자리에 형성된 저융점 금속층을 개재하여 상기 수지 기판을 점착시켜 이루어지는 전자 디바이스에 있어서, 적어도 한쪽의 상기 배리어층과 상기 저융점 금속층 사이에 광 흡수층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

여기서, 전자 소자란 액정 등의 표시 매체, 유기 EL 등의 발광 매체 등을 의미하고, 전자 디바이스란 전자 소자가 수지 기판 사이에 시일된 플렉시블 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등을 의미한다.

본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법은 각각 배리어층이 적층된 한쌍의 수지 기판 사이에 전자 소자를 시일하기 위한 저융점 금속층을 끼워넣어 상기 수지 기판 상의 상기 배리어층끼리를 접합하는 전자 디바이스의 제조 방법에 있어서, 적어도 한쪽의 상기 배리어층과 상기 저융점 금속층의 사이에 광 흡수층을 형성하고, 적어도 한쪽의 상기 수지 기판 및 상기 배리어층을 통하여 파장 350㎚ 이상 600㎚ 이하의 레이저를 상기 광 흡수층에 조사하여 상기 저융점 금속층을 가열, 융해시켜 상기 배리어층끼리를 접합하는 것을 특징으로 하는 것이다.

<발명의 효과>

본 발명의 전자 디바이스는 각각 배리어층이 적층된 한쌍의 수지 기판 사이의 한쪽의 상기 배리어층 상에 형성된 전자 소자를 그 전자 소자를 둘러싸도록 상기 배리어층의 둘레 가장자리에 형성된 저융점 금속층을 개재하여 상기 수지 기판을 점착시켜 이루어지는 전자 디바이스에 있어서, 적어도 한쪽의 상기 배리어층과 상기 저융점 금속층 사이에 광 흡수층이 형성되어 있으므로 수지 기판 사이에 설치된 전자 소자의 방습성을 향상시킬 수 있어 전자 소자의 열화를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법은 각각 배리어층이 적층된 한쌍의 수지 기판 사이에 전자 소자를 시일하기 위한 저융점 금속층을 끼워넣어 상기 수지 기판 상의 상기 배리어층끼리를 접합하는 전자 디바이스의 제조 방법에 있어서, 적어도 한쪽의 상기 배리어층과 상기 저융점 금속층 사이에 광 흡수층을 형성하고, 적어도 한쪽의 상기 수지 기판 및 상기 배리어층을 통하여 파장 350㎚ 이상 600㎚ 이하의 레이저를 상기 광 흡수층에 조사하여 상기 저융점 금속층을 가열, 융해시켜 상기 배리어층끼리를 접합하므로 수지 기판이나 전자 소자에 영향을 주지 않고 저융점 금속층을 가열, 융해시킬 수 있고, 전자 소자를 시일할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 유기 EL 디스플레이의 개략 모식 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시형태에 의한 유기 EL 디스플레이의 제조 과정을 나타내는 모식도이다.

도 3은 본 발명의 일실시형태에 의한 유기 EL 디스플레이의 제조에 사용되는 조사 장치의 개략 사시도이다.

도 4는 레이저 헤드와 이것에 접속되는 레이저 모듈의 하나의 실시형태를 나타내는 개략 사시도이다.

도 5는 PEN, PET, Au 및 Cu의 흡수 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.

도 6은 실험에 사용된 시료의 부분 개략 단면도이다.

도 7은 실험에 사용된 시료의 개략 단면도이다.

도 8은 레이저 조사 후의 시료의 현미경 사진이다.

도 9는 시간 경과에 따른 온도 상승의 형태를 나타내는 그래프이다.

도 10은 레이저 조사 후의 시료의 현미경 사진이다.

도 11은 종래의 유기 EL 디스플레이의 개략 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1',61: 수지 기판 2,62: 배리어층

3: 투명 전극 4: 유기층

5: 상부 전극 6,6',66: 광 흡수층

7,7',67: 저융점 금속층 8: 유기 EL 소자

31: 적재대 33: 레이저 헤드

34: 레이저 35: X-Y 이동 기구

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 전자 디바이스의 실시형태의 상세를 유기 EL 디스플레이를 예로 들어 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 유기 EL 디스플레이의 개략 모식 단면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시형태로서 나타낸 유기 EL 디스플레이는 수지 기판(1) 상에 복수개의 무기층 및 개재되는 유기층으로 이루어진 구조를 갖고, 또한 최상층이 무기층인 배리어층(2)이며, 이 배리어층(2) 상에 투명 전극(3), 유기층(4), 상부 전극(5)이 순서대로 성막되고, 투명 전극(3), 유기층(4), 상부 전극(5)에 의해 유기 EL 소자(8)가 형성되어 있다. 수지 기판(1)의 둘레 가장자리부에 있어서 배리어층(2) 상에는 광 흡수층(6)과 이 광 흡수층(6)의 직상에 저 융점 금속층(7)이 형성되고, 수지 기판(1')의 둘레 가장자리부에는 광 흡수층(6')과 이 광 흡수층(6')의 직상에 저융점 금속층(7')이 형성되어 수지 기판(1)과 수지 기판(1')[수지 기판(1')도 수지 기판(1)과 마찬가지로 복수개의 무기층 및 개재되는 유기층으로 이루어지는 구조를 갖고, 또한 최상층이 무기층인 배리어층(2')이 적층되어 있다]은 그 둘레 가장자리부에 있어서 저융점 금속층(7 및 7')에 의해 기밀 시일되어 있다.

또한, 도 1에는 배리어층(2)과 저융점 금속층(7) 사이에 광 흡수층(6)이, 배리어층(2')과 저융점 금속층(7') 사이에 광 흡수층(6')이 각각 형성되어 있는 실시형태를 나타내고 있지만, 배리어층(2)과 저융점 금속층(7) 사이 및 배리어층(2')과 저융점 금속층(7') 사이 중 어느 한쪽에 광 흡수층이 형성된 실시형태로 하여도 좋다.

도 1에는 나타내지 않았지만, 유기 EL 소자(8)를 구동하기 위한 투명 전극(2) 및 상부 전극(4)과 개별적으로 전기적으로 접속된 인출 전극이 둘레 가장자리 시일 부분을 가로질러 형성되어 외부로부터의 전력 투입이 이루어지도록 되어 있고, 인출 전극은 둘레 가장자리부의 광 흡수층(6)이나 저융점 금속층(7)에 의해 단락되지 않도록 절연막에 의해 덮여져 있다.

광 흡수층(6 및 6')은 수지 기판(1 및 1')의 온도 상승을 낮게 억제하면서 광 흡수층의 온도를 저융점 금속층이 융해되는 정도까지 향상시키기 위해서 조사하는 레이저 광의 파장에 대하여 흡수율이 충분히 높은 층으로서, 예를 들면 Cu, Au, Cr, Mo, W 등을 바람직하게 들 수 있고, 본 실시형태에 있어서는 폭 300㎛, 두께 200㎚의 금막으로 되어 있다.

저융점 금속층(7 및 7')은 저융점(250℃ 이하의 융점인 것)의 금속(합금 포함)으로 이루어지는 층으로서, 예를 들면 Sn, Sn·Ag 합금, Sn·Ag·Cu 합금, Sn·Ag·Cu·Bi 합금, In 등의 저융점 금속을 바람직하게 들 수 있고, 본 실시형태에 있어서는 5㎛ 두께의 인듐층으로 되어 있다.

배리어층(2)은 수지 기판에 있어서의 수분이나 산소의 투과를 억제하기 위한 층이며, 복수개의 무기층 및 개재되는 유기층으로 이루어지는 구조를 갖는다. 무기층은 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄화물, 금속 산질화물, 금속 산붕소화물, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된, 예를 들면 금속 산화물로서는 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 티탄늄, 산화 인듐, 산화 주석, ITO(indium tin oxide), 산화 탄탈, 산화 지르코늄, 산화 니오브 등을 바람직하게 들 수 있다. 또한, 유기층으로서는 중합될 수 있는 불포화 유기 재료, 1개 이상의 모노머의 중합 생성물, 가교 아크릴레이트층, 저분자량 부가 중합체, 천연유, 실리콘, 또는 축합 중합체 등을 바람직하게 들 수 있다. 본 실시형태에 있어서는 무기층이 산질화 규소, 유기층이 아크릴레이트 폴리머이며 최상층을 산질화 규소로 하고 그 두께는 3㎛로 되어 있다.

수지 기판(1) 및 수지 기판(1')으로서는 PEN, PET, PES, PC 등을 사용할 수 있고, 본 실시형태에 있어서 수지 기판(1) 및 수지 기판(1')으로는 두께 100㎛의 PEN을 사용하고 있다.

또한, 그 밖의 층에 대해서 본 실시형태에 있어서는 투명 전극(2)으로 두께 100㎚의 ITO 전극을, 유기층(3)으로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 순서대로 퇴적시킨 것을, 상부 전극(4)으로 불화 리튬과 알루미늄을 순서대로 퇴적시킨 것을 사용하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다.

계속해서, 본 발명의 일실시형태인 유기 EL 디스플레이의 제조 방법에 대해서 도 2를 이용해서 설명한다. 우선, PEN 기판(1) 상에 최상층이 무기층인 배리어층(2)을 형성하고, 마찬가지로 PEN 기판(1') 상에도 배리어층(2')을 형성한다. 계속해서, PEN 기판(1) 상에 투명 전극층(3)을 형성한다[도 2(a)]. 또한, 도시되지 않지만 유기 EL 소자에 전류를 공급하기 위한 인출 전극층을 형성함과 아울러, 나중에 형성되는 둘레 가장자리부의 광 흡수층(6)이나 저융점 금속층(7)에 의해 단락되지 않도록 인출 전극층을 절연막에 의해 덮는다.

그 다음에, 배리어층(2 및 2')의 둘레 가장자리부에 폭 300㎛, 두께 200㎚로 금막을 진공 증착하여 광 흡수층(6 및 6')을 형성한다. 일부는 상기 절연막 상에 형성된다. 이때, 배리어층(2 및 2')의 최상층의 무기층으로의 광 흡수층(6 및 6')(금막)의 밀착성을 향상시킬 목적으로 금막의 증착 전에 크롬막을 20㎚의 두께로 금막과 동일한 폭에서 진공 증착하여도 좋다. 계속해서, 광 흡수층(6 및 6')과 같은 부위에 두께 5㎛의 인듐층을 진공 증착하여 저융점 금속층(7 및 7')을 형성한다[도 2(b)].

또한, 저융점 금속층(7)의 두께와 저융점 금속층(7')의 두께는 동일할 수도 있지만, 예를 들면 후술하는 레이저 광의 조사를 PEN 기판(1')측으로부터만 행하는 경우에는 저융점 금속층(7')의 두께를 저융점 금속층(7)의 두께에 비해서 훨씬 작 게 하면 레이저 광에 의해 가열되는 광 흡수층(6')의 근방에 저융점 금속층(7)과 저융점 금속층(7')의 접합면을 배치할 수 있고, 융착에 필요한 레이저 광 강도를 저감하여 프로세스 타임을 단축하고, 또한 융착부 주변의 온도 상승을 억제할 수 있다.

그 후, 진공 증착 등의 프로세스에 의해 다층의 유기층(4)과 상면 전극층(5)을 형성하여 유기 EL 소자를 형성한다[도 2(c)]. 형성후, PEN 기판(1)과 PEN 기판(1')을 저융점 금속층(7 및 7')에 맞추어 중첩시켰다[도 2(d)].

다음에, 레이저 광을 조사한다. 또한, PEN 기판(1')측으로부터만 레이저 광을 조사하는 경우에는 배리어층(2')과 저융점 금속층(7') 사이에만 광 흡수층(6')을 형성하고 배리어층(2)과 저융점 금속층(7) 사이의 광 흡수층(6)은 형성하지 않는 실시형태로 하는 것도 가능하다.

둘레 가장자리부의 광 흡수층(6')을 주사하도록 PEN 기판(1')측으로부터 레이저 광을 조사하려면, 예를 들면 도 3에 나타낸 조사 장치를 이용한다. 도 3에 나타낸 조사 장치는 광 흡수층이 개재된 PEN 기판(1,1')을 적재하는 적재대(31), 이 적재대(31)의 상방에 설치되는 레이저(34)를 출사하는 레이저 헤드(33), 및 광 흡수층을 조사하도록 레이저 헤드(33)를 적재대(31)와 평행하게 이동시키는 X-Y 이동 기구(35)로 이루어진다.

X-Y 이동 기구(35)는 적재대(31) 상을 레이저 헤드(33)를 유지하여 X축 방향, Y축 방향으로 평행 이동할 수 있도록 구성되어 이루어지고, 레이저 헤드(33)로부터 출사되는 레이저를 PEN 기판(1')측을 통하여 광 흡수층(6')이 형성되어 있는 둘레 가장자리부를 트레이싱하도록 조사한다. 레이저의 출력은 예를 들면, 1W에서 주사 속도는 2m/s로 하면 좋지만, 출력과 주사 속도의 조합은 저융점 금속층이 융해·접합되는 온도에까지 가열되고, 또한 PEN 기판 및 배리어층이 파손되지 않는 범위에 있어서 자유스러운 조합이 가능하다.

레이저 빔(34)은 파장 405㎚이고 폭 400㎛인 평행 광으로 콜리메이팅되어 있고, 폭 300㎛의 광 흡수층의 폭 전체를 조사할 수 있다. 상기와 같은 레이저 빔을 발생시키기 위한 레이저 모듈에 대해서 설명한다. 도 4는 레이저 헤드와 이것에 접속되는 레이저 모듈의 하나의 실시형태를 나타내는 개략 사시도이다. 레이저 헤드(44)는 광 파이버(43)에 의해 레이저 모듈(46)로 접속되어 이루어지고, 레이저 모듈(46)은 중심 파장 405㎚의 GaN계 레이저 다이오드가 캔 패키지(41) 중에 실장되어 있으며, 그 출사광은 렌즈(42)에 의해 지름 60㎛의 석영 코어를 갖는 멀티 모드의 광 파이버(43)에 커플링되어 있다. 이 광 파이버(43)는 레이저 헤드(44)에 도입되어 콜리메이터 렌즈(45)에 의해 빔 직경 0.3㎜m의 평행 빔으로 콜리메이팅된다. 광 파이버(43)는 임의로 길게 할 수 있으므로 레이저 모듈(46)은 레이저 헤드(44)로부터 분리되어 설치될 수도 있지만, 레이저 헤드(44)와 일체의 케이스에 조립되어 상기 X-Y 이동 기구에 의해 이동시키는 것도 가능하다.

또한, 단일의 레이저 다이오드의 출력이 소망의 레이저 출력을 충족시키지 못하는 경우에는 복수개의 광 파이버를 묶거나 합파 광원을 이용함으로써 단일의 레이저 헤드로부터의 레이저 출력을 높일 수 있다.

이어서, 본 발명에 있어서의 레이저 파장의 선택에 대해서 설명한다. 도 5는 전자 디바이스의 기판으로서 전형적으로 이용되는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 광 흡수층 재료로서 적합하게 이용되는 금과 구리의 흡수 스펙트럼이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, PEN 및 PET는 모두 근자외 영역에 흡수단을 갖고 그것보다 짧은 파장의 광은 흡수되어 투과되지 못하고 Cu와 Au는 파장이 짧아짐에 따라 흡수율이 증가되는 경향을 나타내지만, 그 흡수는 가시 영역으로부터 시작된다는 것이 특징이다.

수지 기판을 통하여 광 흡수층에 레이저 광을 조사하고 그것을 가열하기 위해서 조사하는 레이저 광의 파장은 수지 기판의 흡수가 충분히 작은 파장을 선정 할 필요가 있는 한편, 수지 기판의 온도 상승을 낮게 억제하면서 광 흡수층의 온도를 저융점 금속층이 융해될 정도까지 높이기 위해서 그 선정된 파장에 있어서 광 흡수층의 흡수율이 충분히 높은 것이 요구된다. 다시 말해, 조사에 이용되는 레이저 광의 파장은 그 파장에 있어서의 수지 기판의 흡수율과 광 흡수층의 흡수율이 대략 2배 이상의 격차가 있는 것이 바람직하다. 수지 기판으로 PEN을 선택하고 광 흡수층이 금인 경우에 조사에 적합한 레이저 광의 파장은 대략 390㎚로부터 500㎚의 범위이다. 마찬가지로 PET와 구리가 선택되는 경우에 적절한 레이저 광의 파장 범위는 대략 350㎚로부터 600㎚이다.

계속해서, 수지 기판으로 PEN, 광 흡수층으로 Au을 사용한 실증 실험을 나타낸다. 레이저로는 상술한 적정 파장 범위로부터 파장 405㎚의 질화 갈륨계 다이오드 레이저를 선정하였다. 이 파장에서의 광 흡수층과 수지 기판의 흡수율의 비는 6배 정도이다. 이 실험에서 사용된 시료의 단면도를 도 6에 나타낸다. 도 6에 나타 낸 시료는 PEN 기판(61) 상에 무기층과 유기층이 복수회 반복하여 형성된 다층 구성의 배리어층(62)(최상면은 무기층)을 3㎛, 그 위에 크롬을 20㎚, Au를 200㎚ 진공 증착한 광 흡수층(66), 게다가 그 위에 인듐을 5㎛ 진공 증착한 저융점 금속층(67)이 적층된 것이며 시료는 거의 정방형이고 한변의 길이는 약 25㎜이다.

상기 시료 2장을, 도 7에 나타낸 바와 같이, 저융점 금속층끼리 서로 대향하도록 중첩하여 도시되지 않은 슬라이드 글라스 2장으로 끼우고, 이 슬라이드 글라스를 사무용 바인더 클립 2개로 끼움으로써 저융점 금속층끼리 압력을 가한 상태로 고정하였다. 이것에 상측 시료의 PEN 기판을 통해서 도면 중 화살표의 방향으로 405㎚의 레이저 광을 조사하였다.

시료의 배리어층은 이 파장에 있어서 거의 투명하고 이 층에 의한 흡수는 광 흡수층에서의 흡수에 비해 조금이므로 무시될 수 있다. 조사 레이저 광의 광 흡수층 상에서의 빔 직경은 약 800㎛이다. 레이저 출력을 1.3W로 하여 1초간 조사하였다. 조사 후에 화살표 방향으로부터 현미경을 통하여 촬영한 사진을 도 8a에 나타낸다. 도 8a의 색이 엷은 원은 거의 레이저 빔 직경에 상당한다. 이 부분은 PEN과 배리어층의 밀착성이 개선되었기 때문에 다소 변색되어 있지만 층 구조에 변화는 없고 배리어층은 손상을 받지 않은 것을 알 수 있다. 동일한 부위의 저융점 금속면의 현미경 사진을 도 8b에 나타낸다. 도 8b로부터 명확해지는 바와 같이, 상면의 변색 부위와 같은 직경으로 저융점 금속층이 융해, 접합된 형적이 발견된다.

이어서, 도 7에 나타낸 저융점 금속층끼리의 접합면(65)에 열 용량이 작은 열전대를 삽입하여 이 열전대 직상의 광 흡수층에 레이저 광이 닿도록 조정해서 상 기와 같은 조사를 행하였다. 이때의 시간 경과에 따른 온도 상승의 형태를 나타내는 그래프를 도 9에 나타낸다. 그래프의 세로축은 저융점 금속층의 온도, 가로축은 조사 시작으로부터의 시간이다. 저융점 금속층의 온도는 조사 시작 직후로부터 상승하고, 약 0.5초 후에는 저융점 금속층의 인듐의 융점(157℃)을 초과하고 1초 후에는 약 175℃에 도달하여 있다. 상기 앞의 실험 결과와의 조합으로부터 빔 직경 800㎛, 출력 1.3W의 레이저 빔을 1초간 조사하면 인듐을 융해, 융착시키기에 충분한 온도(175℃)에 도달하고, 또한 이 온도에서는 PEN 기판 및 배리어층의 손상이 일어나지 않는 것을 알 수 있다.

도 7과 같은 구성에 있어서, 레이저 광을 주사하는 실험을 행하였다. 레이저의 빔 직경은 400㎛, 출력은 980㎽, 주사 속도는 약 2㎜/s로 하였다. 도 10에 조사측 시료의 PEN면(a), 동일한 시료의 저융점 금속면(b), 하측 시료의 저융점 금속면(c), 하측 시료의 PEN면(d)의 현미경 사진을 나타낸다. 서로 접합하고 있던 2개의 저융점 금속면 상에는 모두 인듐의 융해를 나타내는 선 형상의 접합흔이 발견되지만, 2개의 PEN면(a 및 d)에는 모두 전혀 변화가 발견되지 않는다.

이상의 결과로부터 적절한 조사 조건을 선택함으로써 수지 기판이나 배리어층, 전자 소자에 영향을 주지 않고 저융점 금속층을 가열, 융해시킬 수 있으며 전자 소자를 시일할 수 있다는 것이 실증되었다.

이상, 본 실시형태에서는 전자 소자로서 유기 EL 소자에 적용한 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 시일 구조 및 시일 방법은 이것에 한정되지 않고 전자 소자로서 액정 등의 표시 매체, 유기 물질로 이루어지는 센서, 촬상 소자, 전자 회 로 등, 유기 물질로 이루어지는 전자 소자에 적용할 수 있다.

Claims

각각 배리어층이 적층된 한쌍의 수지 기판 사이의 한쪽의 상기 배리어층 상에 형성된 전자 소자를 그 전자 소자를 둘러싸도록 상기 배리어층의 둘레 가장자리에 형성된 저융점 금속층을 개재하여 상기 수지 기판을 점착시켜 이루어지는 전자 디바이스에 있어서:

적어도 한쪽의 상기 배리어층과 상기 저융점 금속층 사이에 광 흡수층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
제 1 항에 있어서,

상기 전자 소자가 유기 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
각각 배리어층이 적층된 한쌍의 수지 기판 사이에 전자 소자를 시일하기 위한 저융점 금속층을 끼워넣어 상기 수지 기판 상의 상기 배리어층끼리를 접합하는 전자 디바이스의 제조 방법에 있어서:

적어도 한쪽의 상기 배리어층과 상기 저융점 금속층 사이에 광 흡수층을 형성하고;

적어도 한쪽의 상기 수지 기판 및 상기 배리어층을 통하여 파장 350㎚ 이상 600㎚ 이하의 레이저를 상기 광 흡수층에 조사하여 상기 저융점 금속층을 가열, 융해시켜 상기 배리어층끼리를 접합하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 전자 소자가 유기 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.