CN102738393A - 薄膜器件及其制造方法和图像显示装置的制造方法 - Google Patents

薄膜器件及其制造方法和图像显示装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了薄膜器件、该薄膜器件的制造方法以及图像显示装置的制造方法。所述薄膜器件的制造方法包括以下步骤：通过涂布法在支撑基底上形成第一基板，所述第一基板是使用树脂材料形成的；通过使用热固性树脂或能量射线固化型树脂在所述第一基板上形成第二基板；在所述第二基板上形成有源元件；并且从所述第一基板去除所述支撑基底，其中，用于形成所述第一基板的树脂材料具有至少180℃的玻璃态转变温度。所述图像显示装置的制造方法包括所述薄膜器件的制造方法。因此，本发明能够在不用大型制造设备的情况下通过简单容易的工艺制造所述薄膜器件。

Description

薄膜器件及其制造方法和图像显示装置的制造方法
相关申请的交叉参考
本申请包含与2011年4月1日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-081404所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及薄膜器件、该薄膜器件的制造方法以及图像显示装置的制造方法。
背景技术
场效应晶体管(field effect transistor，FET)包括当前的在各种电子装置中使用的薄膜晶体管(thin-film transistor，TFT)。例如，FET具有包括沟道形成区域、源极/漏极电极、栅极绝缘层和栅极电极的结构，其中，沟道形成区域和源极/漏极电极均形成在硅半导体基板中或硅半导体材料层中，栅极绝缘层是通过使用SiO2在硅半导体基板的表面上或硅半导体材料层的表面上形成的，栅极电极被形成为隔着栅极绝缘层面对沟道形成层。为了便于说明，将具有这种结构的FET称为顶栅型FET。或者，FET具有另一结构，该结构包括形成在基板上的栅极电极、通过使用SiO2形成为处于栅极电极和基板上方的栅极绝缘层以及形成在栅极绝缘层上的沟道形成区域和源极/漏极电极。为了便于说明，将具有这种结构的FET称为底栅型FET。由于具有上述结构的FET是通过使用昂贵的半导体制造设备制造的，因此强烈期望降低制造成本。
近年来，使用由有机半导体材料制成的薄膜的电子器件得到了大力发展，并且诸如有机晶体管、有机发光器件和有机太阳能电池等有机电子器件(在适当的情况下，下文将其简称为有机器件)引起了人们的关注。发展有机器件能够最终降低成本、减轻重量、获得足够的弹性和高性能等优点。与以硅为代表的无机材料相比，有机半导体材料具有若干优点，诸如：(1)能够在低温下通过简单的工艺制造大面积的有机器件；(2)能够制造出弹性的有机器件；以及(3)通过将有机材料中所含有的分子变更为期望的形式，能够控制有机器件的性能和物理特性。
特别地，通过对诸如印刷技术等涂布成膜技术的研究，已开发出低温下的简单工序(参见专利国际专利文献WO2003/016599)。
为了通过低温下的简单工艺制造有机器件，除有源层(例如，沟道形成区域)之外的各种类型的层也显然是在低温工艺下形成的。因此，为了通过有机材料(具体地，通过融化聚合物而形成的涂布材料)形成绝缘膜而进行的研究已经取得了进展，并且为了通过含有在低温烧结之后确保导电性的分散金属纳米颗粒的材料(具体地，银浆料(silver paste))形成各种电极而进行的研究同样已经取得了进展。
例如，由于能够通过低温工艺制造有机晶体管，所以能够使用代替传统的硅晶片的塑料膜来形成基板。尽管塑料膜是重量较轻的弹性材料，但是显然难以单独对该塑料膜进行操作。因此，在制造有机晶体管时使用支撑基底。因而，通常使用如下技术：在诸如玻璃基底等支撑基底上涂敷例如聚酰亚胺树脂溶液，以在支撑基底上形成聚酰亚胺膜。然而，在此情况下，难以从支撑基底上去除聚酰亚胺膜。因此，通常采用使用受激准分子激光器(excimer laser)等的激光烧蚀法(laser ablation method)来从支撑基底上去除聚酰亚胺膜(参见日本未审查的第2007-512568号专利申请(PCT申请译本))，并且在此情况下使用的是大型设备。通常还采用如下另一种技术：在去除预先形成的牺牲层的基础上，通过使用激光烧蚀法将塑料膜从支撑基底上去除(参见日本未审查的第2001-057432号专利申请)。遗憾的是，在此情况下使用的也是大型设备。
发明内容
鉴于上述情况，期望提供：能够在不使用大型设备的情况下通过简单容易的工艺制造有源元件的薄膜器件的制造方法；通过该方法制造的薄膜器件；以及包括上述薄膜器件的制造方法的图像显示装置的制造方法。
本发明实施方式提供了一种薄膜器件的制造方法，所述方法包括以下步骤：通过涂布法在支撑基底上形成第一基板，所述第一基板是使用树脂材料形成的；通过使用热固性树脂或能量射线固化型树脂在所述第一基板上形成第二基板；在所述第二基板上形成有源元件；并且从所述第一基板去除所述支撑基底，其中，用于形成所述第一基板的树脂材料具有至少180℃的玻璃态转变温度。
本发明另一实施方式提供了一种薄膜器件的制造方法，所述方法包括以下步骤：通过涂布法在支撑基底上形成第一基板，所述第一基板是使用树脂材料形成的；通过使用热固性树脂或能量射线固化型树脂在所述第一基板上形成第二基板；在所述第二基板上形成有源元件；并且从所述第一基板去除所述支撑基底，其中，用于所述第一基板的树脂材料的玻璃态转变温度高于所述有源元件的形成期间的加工温度的最大值。
本发明另一实施方式提供了一种薄膜器件的制造方法，所述方法包括以下步骤：通过涂布法在支撑基底上形成第一基板，所述第一基板是使用非晶热塑性树脂形成的；通过使用热固性树脂或紫外线固化型树脂在所述第一基板上形成第二基板；在所述第二基板上形成有源元件；并且从所述第一基板上去除所述支撑基底。
本发明另一实施方式提供了一种图像显示装置的制造方法，所述方法包括根据本发明的上述实施方式的薄膜器件的制造方法。
本发明另一实施方式提供了一种薄膜器件，所述薄膜器件包括：第一基板；形成在所述第一基板上的第二基板；以及形成在所述第二基板上的有源元件，其中，使用树脂材料来形成所述第一基板，并且所述树脂材料具有至少180℃的玻璃态转变温度，并且使用热固性树脂或能量射线固化型树脂来形成所述第二基板。
本发明另一实施方式提供了一种薄膜器件，所述薄膜器件包括：第一基板；形成在所述第一基板上的第二基板；以及形成在所述第二基板上的有源元件，其中，使用树脂材料来形成所述第一基板，并且所述树脂材料的玻璃态转变温度高于所述有源元件的形成期间的加工温度的最大值，并且使用热固性树脂或能量射线固化型树脂来形成所述第二基板。
本发明另一实施方式提供了一种薄膜器件，所述薄膜器件包括：第一基板；形成在所述第一基板上的第二基板；以及形成在所述第二基板上的有源元件，其中，使用非晶热塑性树脂来形成所述第一基板，并且使用热固性树脂或紫外线固化型树脂来形成所述第二基板。
在本发明的所述实施方式的薄膜器件的制造方法和图像显示装置的制造方法中，在由第一基板和第二基板构成的双层结构上形成有源元件，并且随后从第一基板去除支撑基底。因此能够在不用大型制造设备的情况下通过简单容易的工艺制造薄膜器件。另外，在第一基板上覆盖有第二基板，并且在第一基板被保护的状态下在第二基板上形成有源元件。因此，在有源元件的形成期间，能够稳定地防止第一基板受到损坏。另外，由于通过涂布法将第一基板形成在支撑基底上，所以能够容易地形成第一基板，并且不太可能在支撑基底与第一基板之间导致气泡。在本发明的上述实施方式的薄膜器件中，定义了用于第一基板和第二基板的材料以及所述材料的特性、详细数据和详细情况。因此，能够在不用大型制造设备的情况下通过简单容易的工艺制造薄膜器件。
附图说明
图1A是示意表示实施例1的薄膜器件的部分横截面图；
图1B是示意表示支撑基底和其它部分的部分横截面图，并用来说明实施例1的薄膜器件的制造方法；
图2A是示意表示实施例2的薄膜器件的部分横截面图；
图2B是示意表示实施例3的薄膜器件的部分横截面图；
图3A是示意表示实施例4的薄膜器件的部分横截面图；以及
图3B是示意表示实施例6的薄膜器件的部分横截面图。
具体实施方式
尽管将参照附图基于实施例说明了本发明的实施方式，但本发明的实施方式不限于这些实施例。在下面实施例中的各种数值和组成仅是示例性的。将按照下面的顺序进行说明：
1.本发明的第一至第三实施方式的薄膜器件、薄膜器件的制造方法、图像显示装置的制造方法和总体说明；
2.实施例1(本发明的第一至第三实施方式的薄膜器件、薄膜器件的制造方法和图像显示装置的制造方法)；
3.实施例2(实施例1的变形)；
4.实施例3(实施例1的另一变形)；
5.实施例4(实施例1的另一变形)；
6.实施例5(实施例1的另一变形)；以及
7.实施例6(实施例1的另一变形)及其它。
1.本发明的第一至第三实施方式的薄膜器件、薄膜器件的制造方法、图像显示装置的制造方法和总体说明
在本发明第一实施方式的薄膜器件、第一实施方式的薄膜器件的制造方法或包括第一实施方式的薄膜器件的制造方法的图像显示装置的制造方法(下文中统称为“本发明的第一实施方式”)中，能够采用未固化(cured)或未交联(cross-linked)的树脂材料作为用于第一基板的树脂材料，并且用于第二基板的材料能够含有用于第一基板的树脂材料。由于以上述方式采用用于第二基板的材料，所以能够产生如下极好的优点：能够省去在第一基板与第二基板之间的界面上的去除。在具有上述期望的形成材料的本发明的第一实施形式中，相对支撑基底的剥离强度(peelstrength)(特别是90°剥离强度)优选地处于1.0N/cm(0.1kgf/cm)～4.9N/cm(0.5kgf/cm)的范围内。90°剥离强度是根据JIS K 6854-1：1999规定的。用于第一基板的树脂材料的具体示例包括聚砜树脂(polysulfoneresin)、聚醚砜树脂(polyether sulfone resin)和聚醚酰亚胺树脂(polyetherimide resin)。用于第二基板的材料的具体示例包括含聚砜的树脂，该含聚砜的树脂是例如通过将作为与羟基发生反应的交联剂的聚亚安酯树脂(polyisocyanate resin)或三聚氰胺树脂(melamine resin)与在末端基上含有羟基的聚砜树脂混合而形成的树脂。
在本发明第二实施方式的薄膜器件、第二实施方式的薄膜器件的制造方法或包括第二实施方式的薄膜器件的制造方法的图像显示装置的制造方法(下文中统称为“本发明的第二实施方式”)中，用于第一基板的树脂材料期望具有180℃以上的玻璃态转变温度(glass transition temperature)。在具有上述期望形成材料的本发明第二实施方式中，相对支撑基底的剥离强度(特别是90°剥离强度)优选地处于1.0N/cm(0.1kgf/cm)～4.9N/cm (0.5kgf/cm)的范围内。
在本发明第三实施方式的薄膜器件、第三实施方式的薄膜器件的制造方法或包括第三实施方式的薄膜器件的制造方法的图像显示装置的制造方法(下文中统称为“本发明的第三实施方式”)中，使用非晶热塑性树脂(amorphous thermoplastic resin)来形成第一基板，并且可以采用聚砜类树脂作为上述非晶热塑性树脂。特别地，可以采用聚砜树脂、聚醚砜树脂或聚醚酰亚胺树脂作为用于第一基板的热塑性树脂。在具有上述期望形成材料的本发明第三实施方式中，使用热固性树脂(thermosetting resin)来形成第二基板，并且可以采用环氧树脂类树脂(epoxy based resin)作为上述热固性树脂。用于第一基板的材料与用于第二基板的材料的优选组合的具体示例包括聚砜树脂和环氧树脂类树脂、聚醚砜树脂和环氧树脂类树脂、以及聚醚酰亚胺树脂和环氧树脂类树脂。
在具有上述期望的形成材料和结构的本发明的第一实施方式至第三实施方式中，有源元件可包括第一电极和第二电极、在第一电极与第二电极之间形成的有源层、以及隔着绝缘层与有源层面对的控制电极。在此情况下，可以将上述有源元件具体地设置为有机晶体管，更加具体地，可以设置为具有FET(包括TFT)形式的三端子器件。有源元件可以被设置为具有如下结构：与第一电极和第二电极相对应的源极/漏极电极、与控制电极相对应的栅极电极、与绝缘层相对应的栅极绝缘层以及与有源层相对应的沟道形成区域。此外，在具有上述期望的形成材料和结构的本发明第一至第三实施方式中，有源元件可包括第一电极、第二电极以及形成在第一电极与第二电极之间的有源层。在此情况下，有源元件可以被具体设置为具有诸如光电变换器、太阳能电池、图像传感器和光学传感器等各种类型的传感器的形式的两端子器件。在此情况下，可以使用有机半导体材料来形成有源层。
另外，在具有上述期望的形成材料和结构的本发明的第一至第三实施方式中，有源元件的示例包括有机电致发光器件(有机EL器件)、微囊型电泳显示器件(microcapsule-type electrophoretic display device)、半导体发光器件(半导体激光器件或发光二极管(LED))以及液晶显示器件。同时，有机EL器件、微囊型电泳显示器件和液晶显示器件可以形成为具有传统形成材料和结构。
在具有上述期望的形成材料和组分的本发明的第三实施方式中，无定形热塑性树脂的示例包括：诸如聚苯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、丙烯腈-乙烯-苯乙烯(AES)树脂和丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂等苯乙烯类树脂；诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等甲基丙烯酸树脂；聚碳酸酯树脂(包括线型聚碳酸酯树脂和在主链上具有分支的聚碳酸酯树脂)；诸如改性聚苯醚等聚苯醚(PPE)类树脂；聚砜树脂；聚醚砜树脂；聚芳酯树脂(polyarylate resin)；聚醚酰亚胺树脂；聚酰胺-酰亚胺树脂；聚醚酮树脂；聚醚醚酮树脂；聚酯碳酸酯树脂；环烯烃聚合物(COP)；环烯烃共聚物(COC)和弹性体(elastomer)。用于第二基板的树脂的示例包括诸如酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、二甲苯树脂、二甲苯-甲醛树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、呋喃树脂、酮-甲醛树脂、尿素-甲醛树脂、苯胺树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂和环氧树脂等热固性树脂或紫外线固化树脂。
通常，通过借助差示扫描量热法(differential scanning calorimetry，DSC)来进行明确的熔点(呈现出剧烈的热吸收时的温度)的测量，从而判定热塑性树脂是否是非晶热塑性树脂。测量不到明确熔点的树脂是非晶热塑性树脂。另一方面，测量到明确熔点的树脂是结晶热塑性树脂。
通过本发明实施方式的图像显示装置的制造方法制造的图像显示装置和安装有本发明第一至第三实施方式的薄膜器件的图像显示装置的示例包括诸如台式个人计算机、笔记本计算机、便携式个人计算机、个人数字助理(PDA)、手机、游戏机、电子书、电子纸(例如电子报纸)、布告栏(例如布告板、海报和黑板)、复印机、用于代替印刷纸的可写纸、计算器、家用电器的显示器、点卡等的卡显示器、电子广告和电子采购点(pointof purchase，POP)广告等各种类型的图像显示装置。另外，还可以包括各种类型的照明系统。
通过使用树脂材料的涂布法在支撑基底上形成第一基板。涂布法的示例包括液体材料的涂敷技术，诸如包括丝网印刷(screen printing)、喷墨印刷、胶版印刷(offset printing)、逆胶版印刷(reverse offset printing)、凹版印刷(gravure printing)、凹版胶印(gravure offset printing)、凸版印刷、柔版印刷(flexographic printing)和微接触印刷(microcontact printing)等各种印刷法；旋涂法；包括气刀涂布(air doctor coating)、刮刀涂布(bladecoating)、棒式涂布(rod coating)、刀片涂布(knife coating)、挤压涂布(squeeze coating)、逆辊涂布(reverse roll coating)、门辊涂布(transfer rollcoating)、凹版涂布(gravure coating)、吻合涂布(kiss coating)、流延涂布(castcoating)、喷雾涂布(spray coating)、狭缝涂布(slit coating)、狭孔涂布(slitorifice coating)、辊筒涂布(calender coating)、流延法(casting)、毛细管涂布(capillary coating)、杆式涂布(bar coating)和浸渍涂布(dip coating)等各种涂布技术；喷涂(spraying)；利用分布器的技术；以及模压(stamping)。
为了通过使用树脂材料在支撑基底上形成第一基板，制备溶解有树脂材料的溶液。溶剂的示例包括：水；诸如乙醇、异丙醇和丁醇等醇类；诸如甲苯和二甲苯等芳香族化合物；诸如丙酮和2-丁酮等酮类；诸如丙二醇单甲醚醋酸酯(PGMEA)等烃类；并且可以适当地单独使用上述溶剂或使用上述溶剂的组合。除了有机溶剂之外，还可以添加诸如表面活性剂和流平剂(leveling agent)等添加剂。另外，根据诸如给予适用性其它性能等目的，还可以添加除聚合材料之外的材料。这类材料的具体示例包括二氧化硅填料和玻璃纤维。
对于用于第一基板的树脂材料，优选采用不与支撑基底发生化学反应的材料。在此情况下，“不与支撑基底发生化学反应”的表述意味着：例如在使用玻璃作为支撑基底的情况下，上述材料不具有与玻璃表面上的羟基发生化学反应的反应基团。从第一基板上去除支撑基底，并且能够机械地进行上述去除。特别地，通过机械或手工在位于支撑基底上方的第一基板和第二基板中形成切割线。然后，可以通过机械或手工从第一基板上去除支撑基底，或者可以通过机械或手工从支撑基底上去除第一基板。或者，通过机械或手工在位于支撑基底上方的第一基板和第二基板中形成切割线。然后，使水从切割线侵入，从而能够从第一基板去除支撑基底或者能够从支撑基底去除第一基板。第一基板可以具有如下厚度，该厚度使薄膜器件能够被稳定地支撑并且能够适当地使薄膜器件具有弹性(柔韧性)。例如，第一基板可以具有在2×10-5m～2×10-4m的范围内的厚度。第二基板可以具有如下厚度，该厚度能够稳固地保护第一基板不受酮类溶剂的影响并且能够适当地使薄膜器件具有弹性(柔韧性)。例如，第二基板可以具有在1μm～10μm范围内的厚度。在第二基板上形成薄膜元件，并且第二基板因此优选具有绝缘性。
尽管能够使用上述各种类型的涂布法作为在第一基板上形成第二基板的技术，但这样的技术不限于上面的涂布法。可以采用这样的技术：预先制备薄板形式的第二基板，然后将第二基板堆叠在第一基板上。
在以底栅底接触型TFT(bottom gate and bottom contact-type TFT)的形式构造有源元件的情况下，能够通过下面的工序制造TFT：(a)在第二基板上形成栅极电极，并随后在得到的产品的整个表面上形成栅极绝缘层；(b)在栅极绝缘层上形成源极/漏极电极；并且(c)至少在源极/漏极电极之间的位置处形成叠置在栅极绝缘层上方的沟道形成区域，该沟道形成区域是作为有机半导体材料层形成的。底栅底接触型TFT具有：(A)形成在第二基板上的栅极电极；(B)形成在栅极电极和第二基板上的栅极绝缘层；(C)形成在栅极绝缘层上的源极/漏极电极；以及(D)在源极/漏极电极之间形成为叠置在栅极绝缘层上的沟道形成区域，该沟道形成区域形成为有机半导体材料层。
在以底栅顶接触型TFT(bottom gate and top contact-type TFT)的形式构造有源元件的情况下，能够通过下面的工序制造TFT：(a)在第二基板上形成栅极电极，并随后在得到的产品的整个表面上形成栅极绝缘层；(b)在栅极绝缘层上形成沟道形成区域和沟道形成区域延伸部，沟道形成区域和沟道形成区域延伸部均是作为有机半导体材料层形成的；并且(c)在沟道形成区域延伸部上形成源极/漏极电极。底栅顶接触型TFT具有：(A)形成在第二基板上的栅极电极；(B)形成在栅极电极和第二基板上的栅极绝缘层；(C)形成在栅极绝缘层上的均作为有机半导体材料层形成的沟道形成区域和沟道形成区域延伸部；以及(D)形成在沟道形成区域延伸部上的源极/漏极电极。
另外，在以顶栅底接触型TFT(top gate and bottom contact-type TFT)的形式构造有源元件的情况下，能够通过下面的工序制造TFT：(a)在第二基板上形成源极/漏极电极；(b)在得到的产品的整个表面上形成沟道形成区域，该沟道形成区域是作为有机半导体材料层形成的；并且(c)在得到的产品的整个表面上形成栅极绝缘层，并随后在栅极绝缘层上形成叠置在沟道形成区域上方的栅极电极。顶栅底接触型TFT具有：(A)形成在第二基板上的源极电极和漏极电极；(B)在源极/漏极电极之间形成在第二基板上方的沟道形成区域，该沟道形成区域是作为有机半导体材料层形成的；(C)形成在沟道形成区域上的栅极绝缘层；以及(D)形成在栅极绝缘层上的栅极电极。
另外，在以顶栅顶接触型TFT(top gate and top contact-type TFT)的形式构造有源元件的情况下，能够通过下面的工序制造TFT：(a)在第二基板上形成沟道形成区域和沟道形成区域延伸部，沟道形成区域和沟道形成区域延伸部均是作为有机半导体材料层形成的；(b)在沟道形成区域延伸部上形成源极/漏极电极；并且(c)在得到的产品的整个表面上形成栅极绝缘层，并随后在栅极绝缘层上形成叠置在沟道形成区域上方的栅极电极。顶栅顶接触型TFT具有：(A)形成在第二基板上的沟道形成区域和沟道形成区域延伸部，沟道形成区域和沟道形成区域延伸部均是作为有机半导体材料层形成的；(B)形成在沟道形成区域延伸部上的源极/漏极电极；(C)形成在源极/漏极电极和沟道形成区域上的栅极绝缘层；以及(D)形成在栅极绝缘层上的栅极电极。
有源元件能够具有这样的机理：通过向控制电极施加电压来控制从第一电极穿过有源层流向第二电极的电流。特别地，如上所述，有源元件能够作为FET(包括TFT)形成，从而具有下面的结构：控制电极对应于栅极电极；第一电极和第二电极对应于源极/漏极电极；绝缘层对应于栅极绝缘层；并且有源层对应于沟道形成区域。或者，有源元件构造为这样的发光器件(包括有机发光器件和有机发光晶体管)：由通过向控制电极以及第一电极和第二电极施加电压，有源层发光。在该发光器件中，有源层所使用的有机半导体材料具有如下功能：响应于由于控制电极上的电压施加而进行的调制，半导体材料存储电荷，并且半导体材料由于注入的电子和空穴的复合而发光。有源层所使用的有机半导体材料的示例大致包括具有p导电类型的有机半导体材料和非掺杂有机半导体材料。在设有由p导电类型的有机半导体材料形成的有源层的发光器件(有机发光晶体管)中，发光强度与漏极电流的绝对值成比例，并且能够响应于栅极电压和施加于源极/漏极电极之间的电压来调制光。同时，有源元件是否用作FET或发光器件，这取决于向第一电极和第二电极施加电压的状态(偏置)。施加偏置电压，以便不引起来自第二电极的电子注入，并然后在这样的状态下调制控制电极，从而使电流从第一电极流向第二电极。晶体管以此方式工作。在充分存储空穴的状态下增大施加至第一电极和第二电极的偏置电压，在此情况下，电子开始被注入，并且电子与空穴复合，从而发光。另外，有源元件可形成为光电变换器，在该光电变换器中，由于向有源层发光从而使得电流在第一电极与第二电极之间流动。在有源元件形成为光电变换器的情况下，该光电变换器被用来构成例如太阳能电池和图像传感器。在此情况下，可以向控制电极施加或不施加电压。在向控制电极施加电压的情况下，能够通过向控制电极施加的电压来调制流动的电流。在有源元件形成为发光器件或光电变换器的情况下，例如，发光器件或光电变换器可以具有与上述四种类型的TFT的任一种相同的形成材料和结构。
有机半导体材料的示例包括诸如聚噻吩、通过将己基引入聚噻吩而形成的聚-3-己基噻吩(P3HT)、戊省(2，3，6，7-二苯并蒽)、迫呫吨并呫吨(peri-Xanthenoxanthene)等二氧杂蒽嵌蒽类化合物；聚蒽；丁省；己省；庚省；二苯并五苯(dibenzopentacene)；四苯并五苯(tetrabenzopentacene)；
Figure BDA0000146429780000111
(chrysene)；苝；蔻；三萘嵌二苯；卵苯(ovalene)；四萘嵌三苯；循环蒽；苯并芘；二苯并芘；三亚苯；聚吡咯；聚苯胺；聚乙炔；聚二乙炔；聚苯；聚呋喃；聚吲哚；聚乙烯基咔唑；聚硒吩；聚碲吩(polytellurophene)；聚异硫茚(polyisothianaphthene)；聚咔唑；聚苯硫醚；聚苯乙炔(polyphenylene vinylene)；聚亚乙烯基硫醚(polyvinylene sulfide)；聚噻吩乙炔(polythienylene vinylene)；聚萘；聚芘；聚薁；以铜酞菁为代表的酞菁；份菁(merocyanine)；半菁(hemicyanine)；聚乙撑二氧噻吩(polyethylenedioxythiophene)；哒嗪；萘四碳二酰亚胺(naphthalenetetracarboxylic diimide)；聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS)以及喹吖酮(quinacridone)。此外，有机半导体材料的其它示例包括从由缩合多环芳香族化合物、卟啉类衍生物、苯亚乙烯基类共轭低聚物(phenylvinylidene-based conjugated oligomer)和噻吩类共轭低聚物(thiophene-based conjugated oligomer)构成的组中选择的化合物。这类化合物的具体示例包括诸如并苯类分子(例如，戊省和丁省)、卟啉类分子和共轭低聚物(例如，苯亚乙烯基型和噻吩型共轭低聚物)等缩合多环芳香族化合物。
另外，有机半导体材料的其它示例包括卟啉；4，4′-联苯二硫醇(BPDT)；4，4′-二异氰基联苯；4，4′-二异氰基对三联苯；2，5-双(5′-硫代乙酰基-2′-苯硫基)噻吩；2，5-双(5′-硫代乙酰氧基-2′-苯硫基)噻吩；4，4′-二异氰基苯基；联苯胺(联苯-4，4′-二胺)；四氰基醌二甲烷(TCNQ)；诸如四硫富瓦烯(TTF)-TCNQ络合物、二硫代四硫富瓦烯(BEDTTTF)-高氯酸络合物、BEDTTTF-碘络合物和TCNQ-碘络合物等电荷传输络合物；4，4′-联苯二羧酸；1，4-二(4-苯硫基乙炔基)-2-乙基苯；1，4-二(4-异氰基苯基acetylinyl)-2-乙基苯；树状聚合物(dendrimer)；诸如C60、C70、C76、C78和C84等富勒烯；1，4-二(4-苯硫基乙炔基)-2-乙基苯；2，2″-二羟基-1，1′：4′，1″-三联苯；4，4′-联苯二乙醛；4，4′-联苯二醇；4，4′-联苯二异氰酸酯；1，4-二乙酰基苯；联苯-4，4′-二羧酸二乙酯；苯并[1，2-c；3，4-c′；5，6-c″]三[1，2]二硫戊环-1，4，7-三硫酮；α-六噻吩；四硫代并四苯；四硒代并四苯；四碲代并四苯；聚(3-烷基噻吩)；聚(3-噻吩-β-乙磺酸)；聚(N-烷基吡咯)聚(3-烷基吡咯)；聚(3，4-二烷基吡咯)；聚(2，2′-噻吩基吡咯)；以及聚(二苯并噻吩硫醚)。
有源层和沟道形成区域(有机材料层)可以适当地含有聚合物。可以使用能够溶解在有机溶剂中的聚合物。聚合物(有机粘结剂或其它类型的粘结剂)的具体示例包括聚苯乙烯、聚-α-甲基苯乙烯和聚烯烃。另外，根据需要，还可以含有添加剂(例如，诸如n型掺杂物和p型掺杂物的掺杂材料)。
用于制备有机半导体材料溶液的溶剂的示例包括诸如甲苯、二甲苯、均三甲苯和萘满(tetralin)等芳香族化合物；诸如环戊酮和环己酮等酮类；以及诸如萘烷(decalin)等烃类。考虑到晶体管特性以及防止在形成有机半导体材料层时该有机半导体材料层的急剧干燥，在这些溶剂中，优选使用诸如均三甲苯、萘满和萘烷等具有相对高的沸点的材料。
可以将用涂布法用作有源层、沟道形成区域和沟道形成区域延伸部的形成方法。在此情况下，使用传统的涂布法是没有问题的。例如，具体可以采用上述的各种涂布法。
支撑基底(支撑基板)的示例包括各种玻璃基板、各种具有上面形成有绝缘膜的表面的玻璃基板、石英基板、具有上面形成有绝缘膜的表面的石英基板、具有上面形成有绝缘膜的表面的硅基板、蓝宝石基板以及通过使用诸如不锈钢等各种合金和各种金属形成的金属基板。
用于控制电极、第一电极、第二电极、栅极电极和源极/漏极电极的材料的示例包括：诸如铂(Pt)、金(Au)、钯(Pd)、铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、铝(Al)、银(Ag)、钽(Ta)、钨(W)、铜(Cu)、钛(Ti)、铟(In)、锡(Sn)、铁(Fe)、钴(Co)、锌(Zn)和镁(Mg)等金属；含有上述金属的合金；含有上述金属的导电颗粒；含有上述金属的合金的导电颗粒；以及诸如含有掺杂物的多晶硅等导电粒子。这些电极可具有由含有上述材料的层所层叠成的结构。用于控制电极、第一电极、第二电极、栅极电极和源极/漏极电极的材料的其它示例包括诸如PEDOT/PSS和聚苯胺等有机材料(导电聚合物)。可以通过使用相同的材料或不同的材料形成控制电极、第一电极、第二电极、栅极电极和源极/漏极电极。
尽管控制电极、第一电极、第二电极、栅极电极和源极/漏极电极的形成方法取决于它们的材料，但是它们的形成方法的示例包括上述各种涂布法；物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)法；脉冲激光沉积(pulsed laser deposition，PLD)法；电弧放电法；包括有机金属化学气相沉积(metalorganic chemical vapor deposition，MOCVD)法的各种化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)法；剥离技术(lift-off technique)；阴影掩膜技术(shadow mask technique)；以及诸如电镀、化学镀或它们的组合等镀覆技术，并且在合适的情况下这些方法可以单独使用或与图案化(patterning)法组合使用。PVD法的示例包括：(a)诸如电子束加热、电阻加热、急剧蒸发沉积(flash vapor deposition)和加热坩埚的技术等各种气相沉积法；(b)等离子体沉积技术；(c)诸如二极管溅射、直流(DC)溅射、DC磁控管溅射、射频(RF)溅射、磁控管溅射、离子束溅射和偏置溅射等各种溅射；以及(d)诸如DC法、PF法、多阴极法、活化反应法、场致蒸发法、高频离子镀覆法和反应离子镀覆法等各种离子镀覆法。在形成抗蚀剂图案的情况下，例如，通过涂布抗蚀剂材料来形成抗蚀剂膜，并且随后通过光刻法、激光描绘法(laser drawing method)、电子束描绘法或X射线描绘法对抗蚀剂膜进行图案化。可以通过使用抗蚀剂转印法等方法形成抗蚀剂图案。在通过蚀刻法形成控制电极、第一电极、第二电极、栅极电极和源极/漏极电极的情况下，可以使用干式蚀刻法或湿式蚀刻法。干式蚀刻法的示例包括离子铣削和反应离子蚀刻(RIE)。另外，还可以通过激光烧蚀、掩模蒸镀或激光转印等形成控制电极、第一电极、第二电极、栅极电极和源极/漏极电极。
绝缘层或栅极绝缘层(下文中适当地统称为“栅极绝缘层等”)可以具有单层结构或多层结构。用于栅极绝缘层等的材料的示例包括传统用于金属氧化物高介电绝缘膜(诸如氧化硅类材料、氮化硅(SiNY)、氧化铝(Al2O3)和氧化铪(HfO2))的无机绝缘材料，并且还包括诸如一端具有能够结合至控制电极和栅极电极的功能基团的直链烃类(例如，聚甲基丙烯酸酯(PMMA)；聚乙烯酚(PVP)；聚乙烯醇(PVA)；聚酰亚胺；聚碳酸酯(PC)；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；聚苯乙烯；诸如N-2(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷(AEAPTMS)、3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)和十八烷基三氯硅烷(OTS)等硅醇衍生物(硅烷偶联剂)；十八硫醇；以及十二烷基异氰酸酯)等有机绝缘材料(有机聚合物)；并且可以使用这些材料的组合。氧化硅类材料的示例包括硅氧化物(SiOX)、硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)、磷硅酸盐玻璃(PSG)、硼硅酸盐玻璃(BSG)、砷硅酸盐玻璃(AsSG)、铅硅酸盐玻璃(PbSG)、氮氧化硅(SiON)、旋涂玻璃(SOG)以及低介电常数的SiO2类材料(例如，聚芳醚、环状全氟化碳聚合物、苯并环丁烯、环氟树脂(cyclic fluorine resin)、聚四氟乙烯、氟代芳基醚(arylether fluoride)、氟代聚酰亚胺(polyimide fluoride)、无定形碳或有机SOG)。
除了上述涂布法之外，栅极绝缘层等的形成方法还包括剥离技术、溶胶凝胶法、电沉积法和阴影掩膜技术，并且这些方法可单独使用或者与图案化技术组合使用。
此外，能够通过氧化或氮化控制电极的表面或栅极电极的表面来形成栅极绝缘层，并且能够通过在控制电极的表面上或栅极电极的表面上形成氧化膜或氮化膜来形成栅极绝缘层。控制电极的表面或栅极电极的表面的氧化方法取决于用于控制电极或栅极电极的材料，上述方法的示例包括阳极氧化法和使用O2等离子体的氧化法。控制电极的表面或栅极电极的表面的氮化方法取决于用于控制电极或栅极电极的材料，上述方法的示例包括使用N2等离子体的氮化法。此外，在Au电极中，例如，诸如浸渍法等技术能够用于使用绝缘分子以自组织(self-organizing)的方式覆盖控制电极的表面或栅极电极的表面，从而在控制电极的表面上或栅极电极的表面上形成绝缘层，上述绝缘分子具有能够与控制电极或栅极电极化学地形成键合的功能基团(诸如一端被巯基改性的直链烃类)。另外，能够用硅烷醇衍生物(硅烷偶联剂)对控制电极的表面或栅极电极的表面进行改性，从而能够形成绝缘层。
在本发明实施方式的薄膜器件应用于或用于显示装置和各种电子装置的情况下，可以将薄膜器件设置为单片集成电路(monolithic integratedcircuit)，在该单片集成电路中，第二基板与大量的薄膜器件(诸如电子器件和半导体器件)集成在一起。另外，可以切割出单个的薄膜器件以使其个体化，从而可以将其设置为分离的部分。薄膜器件可以由树脂密封。
2.实施例1
实施例1涉及本发明第一至第三实施方式的薄膜器件、第一至第三实施方式的薄膜器件的制造方法以及本发明的图像显示装置的制造方法。图1A是示意表示实施例1的薄膜器件10A的部分横截面图。图1B是示意表示支撑基底和其它部分的部分横截面图，并且用来说明实施例1的薄膜器件的制造方法。
实施例1的薄膜器件10A包括第一基板21、形成在第一基板21上的第二基板22以及形成在第二基板22上的有源元件30。
根据本发明的第一实施方式，将树脂材料用来形成第一基板21，并且该树脂材料具有180℃以上的玻璃态转变温度Tg，并且第二基板22是通过使用热固性树脂或能量射线固化型树脂形成的。
根据本发明的第二实施方式，用于第一基板21的树脂材料具有高于有源元件30器件的形成期间的加工温度的最大值(特别地，150℃)的玻璃态转变温度Tg。第二基板22是通过使用热固性树脂或能量射线固化型树脂形成的。在此情况下，用于第一基板21的树脂材料具有180℃以上的玻璃态转变温度Tg。
根据本发明的第三实施方式，采用非晶热塑性树脂作为用于第一基板21的树脂材料，并且采用热固性树脂或紫外线固化型树脂作为用于第二基板22的树脂。在此情况下，采用聚砜类树脂作为用于第一基板21的非晶热塑性树脂。
在实施例1的薄膜器件10A中，相对支撑基底20的剥离强度(特别地，90°剥离强度)处于1.0N/cm(0.1kgf/cm)～4.9N/cm(0.5kgf/cm)的范围内。在此情况下，如上所述采用聚砜树脂作为用于第一基板21的非晶热塑性树脂，并且采用环氧树脂类树脂作为用于第二基板的热固性树脂。
在实施例1中，有源元件30包括第一电极和第二电极、形成在第一电极与第二电极之间的有源层以及形成为隔着绝缘层与有源层面对的控制电极。有源元件30具体地是作为FET形成的，并且更加具体地是作为TFT形成的。第一电极和第二电极对应于源极/漏极电极33，控制电极对应于栅极电极31，绝缘层对应于栅极绝缘层32，并且有源层对应于沟道形成区域34。向控制电极施加电压，从而对从第一电极经过有源层流向第二电极的电流进行控制。
在此情况下，作为TFT形成的有源元件30具体地进一步形成为具有底栅底接触型结构。有源元件30具有：(A)形成在第二基板22上的栅极电极31(对应于控制电极)；(B)形成在栅极电极31和第二基板22上的栅极绝缘层32(对应于绝缘层)；(C)形成在栅极绝缘层32上的源极/漏极电极33(对应于第一电极和第二电极)；以及(D)在源极/漏极电极33之间形成为位于栅极绝缘层32上方的沟道形成区域34(对应于有源层)，沟道形成区域34是作为有机半导体材料层形成的。
在实施例1中，使用金(Au)来形成控制电极(栅极电极31)以及第一电极和第二电极(源极/漏极电极33)，使用SiO2来形成绝缘层(栅极绝缘层32)，并且使用三异丙基甲硅烷基乙炔基并五苯(triisopropylsilyl-pentacene，TIPS-pentacene)来形成有源层(沟道形成区域34)。
下文中将说明实施例1的薄膜器件的制造方法和图像显示装置的制造方法。在下面的说明中，将控制电极和栅极电极统称为栅极电极，将第一电极和第二电极以及源极/漏极电极统称为源极/漏极电极，将绝缘层和栅极绝缘层统称为栅极绝缘层，并且将有源层和沟道形成区域统称为沟道形成区域。
预先制备有机半导体材料的溶液。特别地，将1克的作为有机半导体材料的TIPS-pentacene溶解在100克的作为有机溶剂的1，2，3，4-四氢萘中。另外，制备第一基板形成溶液和第二基板形成溶液，通过在n-甲基吡咯烷酮中溶解聚砜(玻璃态转变温度Tg：180℃)来制备第一基板形成溶液，并通过在环戊酮中溶解环氧树脂类树脂(特别地，邻甲酸甲醛环氧树脂(o-cresol novolac epoxy resin))来制备第二基板形成溶液。
工序-100
首先，通过涂布法使用树脂材料在支撑基底20(支撑基板)上形成第一基板21，并且随后通过使用热固性树脂在第一基板21上形成第二基板22。或者，通过涂布法使用非晶热塑性树脂在支撑基底上形成第一基板21，并且随后通过使用热固性树脂在第一基板21上形成第二基板22。特别地，通过使用杆式涂布器将第一基板形成溶液涂敷到支撑基底20(其由玻璃基板设置而成)，并且随后使其干燥成具有100μm的厚度，从而在支撑基底20上形成第一基板21。随后，将第二基板形成溶液涂敷在第一基板21上，并接着通过干燥使其热固化成具有10μm的厚度，从而在第一基板21上形成第二基板22。
随后，在第二基板22上形成有源元件30。
工序-110
为了形成有源元件30，在第二基板22上形成栅极电极31。特别地，通过光刻技术形成抗蚀剂层(未图示)，该抗蚀剂层中的形成有栅极电极31的部分被去除。通过气相沉积法在得到的产品的整个表面上依次形成作为粘合层的钛(Ti)层(未图示)和作为栅极电极31的金(Au)层，并且随后去除抗蚀剂层。以此方式，能够通过所谓的剥离技术形成栅极电极31。
工序-120
然后，在得到的产品的整个表面上(具体地，在栅极电极31和第二基板22上)形成栅极绝缘层32。更特别地，通过溅射法使用SiO2在栅极电极31和第二基板22上形成栅极绝缘层32。在形成栅极绝缘层32时，使用硬掩模部分地覆盖栅极电极31，从而能够不使用光刻工艺形成栅极电极31的连接部(未图示)。
工序-130
然后，以金(Au)层的形式在栅极绝缘层32上形成源极/漏极电极33。特别地，通过气相沉积法依次形成具有大约0.5nm厚度的作为粘合层的钛(Ti)层(未图示)和具有25nm厚度的作为源极/漏极电极33的金(Au)层。在形成这些层时，使用硬掩模部分地覆盖栅极绝缘层32，从而能够不使用光刻工艺形成源极/漏极电极33。
工序-140
然后，将有机半导体材料溶液涂敷在栅极绝缘层32上的至少处于源极/漏极电极33之间的位置处，并接着对其进行干燥，从而以有机半导体材料层的形式形成沟道形成区域34。特别地，通过旋涂法使用上述有机半导体材料溶液形成有机半导体材料层。随后，在90℃的温度下将得到的有机半导体材料层干燥4小时。以此方式，能够形成沟道形成区域34(有源层)(参见图1B)。
或者，通过喷墨印刷技术使用上述有机半导体材料溶液形成有机半导体材料层。随后，在90℃的温度下将得到的有机半导体材料层干燥4小时，从而也能够形成沟道形成区域34(有源层)。
工序-150
接着，在得到的产品的整个表面上形成钝化层(未图示)，并且通过印刷并随后煅烧(calcining)银浆料来形成连接至栅极电极31和源极/漏极电极33的布线(未图示)。在此情况下，银浆料的煅烧温度是在薄膜器件和图像显示装置的一系列制造工序中的加工温度的最大值(特别地，150℃)。以此方式，能够制造底栅底接触型FET(特别地，TFT)。
工序-160
然后，从第一基板21去除支撑基底20。特别地，在形成为处于支撑基底20上方的第二基板22和第一基板21中形成切割线，并且使水从切割线侵入，从而从第一基板21去除支撑基底20。以此方式，能够制造实施例1的薄膜器件(TFT)10A。另外，也能够制造包含实施例1的薄膜器件10A的图像显示装置。为了制造图像显示装置，在该工序之后可以通过传统的方法在薄膜器件10A上或薄膜器件10A上方形成图像显示器(特别地，包括有机电致发光器件、微囊型电泳显示器件或半导体发光器件的图像显示器)。
在实施例1的薄膜器件的制造方法和图像显示装置的制造方法中，将有源元件30形成为处于包括第一基板21和第二基板22上的双层结构的上方，并且随后从第一基板21去除支撑基底20。因此，能够在不需要大型制造设备的情况下通过简单容易的工艺制造薄膜器件10A。
另外，由于在第一基板21覆盖有第二基板22的状态下将有源元件30形成在第二基板22上，所以能够防止第一基板21发生破裂，这样的破裂例如是由于在有源元件30的形成期间第一基板21与诸如丙酮等酮类溶剂相接触而导致的。例如，在制造有机晶体管的传统技术中，通过使用粘合材料等将塑料膜粘合到支撑基底，在塑料膜上形成有机晶体管，并且随后从支撑基底去除形成有有机晶体管的塑料膜。与这样的技术相比，在本发明实施方式中未使用粘合材料，因此能够克服如下典型问题：在将塑料膜从支撑基底去除的过程中，粘合材料部分残留在塑料膜上，并且然后通过额外的工序将上述粘合材料去除。
例如能够通过下面的方式来评估第一基板21中损坏的发生：将第一基板21浸入丙酮中，并且在60℃下维持30分钟；接着从溶剂中取出第一基板21，并随后目视观察第一基板21的表面。为了评估第一基板21相对支撑基底20的90°剥离强度，使用滕西隆(TENSILON，A&D有限公司(A&D Company，Limited)出售)。将玻璃基板的表面冲洗干净，并且用杆式涂布器将第一基板形成溶液涂敷至该玻璃基板上，随后进行干燥以使其具有100μm的厚度，从而在玻璃基板上形成第一基板21。然后，可根据JIS K 6854-1：1999测定90°剥离强度。
由于第一基板21是通过涂布法形成在支撑基底20上的，所以能够简单地形成第一基板21，从而几乎不可能在支撑基底20与第一基板21之间导致气泡。在实施例1的薄膜器件10A中，界定了用于第一基板21和第二基板22的材料以及上述材料的特性、详细数据和详细情况。因此，能够在不使用大型制造设备的情况下通过简单容易的工艺制造薄膜器件10A。
将替代环氧树脂类树脂的邻苯二甲酸二烯丙酯树脂(diallyl phthalateresin)涂敷在第一基板21上以形成第二基板22，并进行紫外线照射使第二基板22固化，从而形成基板的双层结构。在此情况下，也能够防止第一基板21发生破裂，这样的破裂例如是由于在有源元件30的形成期间第一基板21与诸如丙酮等酮类溶剂相接触而导致的。
除了没有形成第二基板22之外，同样使用与实施例1相同的工序，由此制造比较例1A的薄膜器件。因此，例如在有源元件30的形成期间第一基板21与诸如丙酮等酮类溶剂相接触的情况下，第一基板21虽然没有溶解但是受到了诸如破裂等损伤。这样的破裂被认为是由第一基板21内部形成的应力导致的。
在比较例1B中，第一基板21作为聚酰亚胺树脂层(干燥后的厚度为100μm)形成在支撑基底20上。另外，没有形成第二基板22，并且除了上述这些变化外，同样使用与实施例1相同的工序，由此制造薄膜器件。因此，在与实施例1的工序-160相同的工序中，难以从聚酰亚胺树脂层去除支撑基底20。
在比较例1C中，除了使用具有110℃的玻璃态转变温度Tg的聚丙烯酸酯在支撑基底20形成第一基板21之外，同样使用与实施例1相同的工序，由此制造薄膜器件。特别地，如同实施例1的情况，使用邻甲酸甲醛环氧树脂在第一基板21上形成第二基板22。因此，在有源元件30器件的形成期间，第一基板21从支撑基底20剥落，从而导致了薄膜器件制造失败。
3.实施例2
实施例2是实施例1的变形例。在实施例2中，薄膜器件10B是作为底栅顶接触型FET(特别地，TFT)形成的。参照用于示意表示实施例2的FET的部分横截面的图2A，该FET包括：(A)形成在第二基板22上的栅极电极31(对应于栅极电极)；(B)形成在栅极电极31和第二基板22上的栅极绝缘层32(对应于绝缘层)；(C)形成在栅极绝缘层32上的沟道形成区域34(对应于有源层)和沟道形成区域延伸部35，沟道形成区域34和沟道形成区域延伸部35是作为有机半导体材料层形成的；以及(D)形成在沟道形成区域延伸部35上的源极/漏极电极33(对应于第一电极和第二电极)。
下文中将说明实施例2的薄膜器件10B的制造方法。
工序-200
与实施例1的工序-100的情况相同，首先在支撑基底20上依次形成第一基板21和第二基板22。与实施例1的工序-110的情况相同，在第二基板22上形成栅极电极31，并且随后与实施例1的工序-120的情况相同，在得到的产品的整个表面上(具体地，在栅极电极31和第二基板22上)形成栅极绝缘层32。
工序-210
与实施例1的工序-140的情况相同，随后将有机半导体材料的溶液涂敷在栅极绝缘层32上，并接着对其进行干燥，从而形成作为有机半导体材料层的沟道形成区域34和沟道形成区域延伸部35。
工序-220
在沟道形成区域延伸部35上形成源极/漏极电极33，使得沟道形成区域34位于源极/漏极电极33之间。特别地，与实施例1的工序-130的情况相同，通过气相沉积法依次形成作为粘合层的钛(Ti)层(未图示)和作为源极/漏极电极33的金(Au)层。在形成这些层时，使用硬掩模部分地覆盖沟道形成区域延伸部35，从而能够不使用光刻工艺形成源极/漏极电极33。
工序-230
然后，如同实施例1的情况，形成钝化层(未图示)和布线(未图示)，并且接着从第一基板21去除支撑基底20，从而能够完成实施例2的薄膜器件10B。
4.实施例3
实施例3也是实施例1的变形例。在实施例3中，薄膜器件10C是作为顶栅底接触型FET(特别地，TFT)形成的。参照用于示意表示实施例3的FET的部分横截面的图2B，该FET包括：(A)形成在第二基板22上的源极/漏极电极33(对应于第一电极和第二电极)；(B)在第二基板22上形成为位于源极/漏极电极33之间的沟道形成区域34(对应于有源层)，沟道形成区域34是作为有机半导体材料层形成的；(C)形成在沟道形成区域34上的栅极绝缘层32(对应于绝缘层)；以及(D)形成在栅极绝缘层32上的栅极电极31(对应于控制电极)。
下面将说明实施例3的薄膜器件的制造方法。
工序-300
如同实施例1的工序-100的情况，首先在支撑基底20上依次形成第一基板21和第二基板22。然后，如同实施例1的工序-130的情况，在第二基板22上形成源极/漏极电极33。将有机半导体材料的溶液涂敷在得到的产品的整个表面上(具体地，在源极/漏极电极33和第二基板22上)，并如同实施例1的工序-140的情况，接着对其进行干燥，从而形成作为有机半导体材料层的沟道形成区域34(有源层)。
工序-310
然后以与实施例1的工序-120相同的方式，在得到的产品的整个表面上形成栅极绝缘层32。接着以与实施例1的工序-110相同的方式，在栅极绝缘层32上形成位于沟道形成区域34上方的栅极电极31。
工序-320
然后，如同实施例1的情况，形成钝化层(未图示)和布线(未图示)，并且接着从第一基板21去除支撑基底20，从而能够完成实施例3的薄膜器件10C。
5.实施例4
实施例4也是实施例1的变形例。在实施例4中，薄膜器件10D是作为顶栅顶接触型FET(特别地，TFT)形成的。参照用于示意表示实施例4的FET的部分横截面的图3A，该FET包括：(A)形成在第二基板22上的沟道形成区域34(对应于有源层)和沟道形成区域延伸部35，沟道形成区域34和沟道形成区域延伸部35是作为有机半导体材料层形成的；(B)形成在沟道形成区域延伸部35上的源极/漏极电极33(对应于第一电极和第二电极)；(C)形成在源极/漏极电极33和沟道形成区域34上的栅极绝缘层32(对应于绝缘层)；以及(D)形成在栅极绝缘层32上的栅极电极31(对应于控制电极)。
下面将说明实施例4的薄膜器件的制造方法。
工序-400
如同实施例1的工序-100的情况，首先在支撑基底20上依次形成第一基板21和第二基板22。然后，如同实施例1的工序-140的情况，将有机半导体材料的溶液涂敷在第二基板22上，并且接着对其进行干燥，从而形成作为有机半导体材料层的沟道形成区域34和沟道形成区域延伸部35。
工序-410
然后，以与实施例1的工序-130相同的方式，在沟道形成区域延伸部35上形成源极/漏极电极33。
工序-420
接着，以与实施例1的工序-120相同的方式，在得到的产品的整个表面上形成栅极绝缘层32。然后以与实施例1的工序-110相同的方式，在栅极绝缘层32上形成位于沟道形成区域34上方的栅极电极31。
工序-430
然后，如同实施例1的情况，形成钝化层(未图示)和布线(未图示)，并且接着从第一基板21去除支撑基底20，从而能够完成实施例4的薄膜器件10D。
6.实施例5
实施例5是实施例1～4的变形例。在实施例5中，采用未固化或未交联的树脂材料(具体地，聚砜)作为用于第一基板21的树脂材料。用于第二基板22的材料包含用于第一基板21的材料。除了上述这些特点之外，能够制造出实施例5的具有与实施例1～4的薄膜器件的形成材料和结构相同的形成材料和结构的薄膜器件10D，并且能够通过与实施例1～4中采用的方法相同的方法制造实施例5的薄膜器件10D。因此省略实施例5的薄膜器件的制造方法的详细说明。
7.实施例6
实施例6也是实施例1的变形例。在实施例6中，实施例6的有源元件具体地是作为两端子器件形成的。更特别地，参照用于示意说明薄膜器件10E的部分横截面图的图3B，薄膜器件10E包括第一电极41、第二电极42以及布置在第一电极41与第二电极42之间的有源层43。在此情况下，有源层43是作为有机半导体材料层形成的。对有源层43的发光导致了电能的产生。换言之，实施例6的薄膜器件10E用作光电变换器或太阳能电池。另外，薄膜器件10E也用作如下发光器件：通过在第一电极41与第二电极42间施加电压使有源层43发光。
除了这些特点之外，能够制造实施例6的基本具有与实施例1的薄膜器件10A的形成材料和结构相同的形成材料和结构的薄膜器件10E，并且因此省略实施例6的薄膜器件的制造方法的详细说明。进行与实施例1的工序-100相同的工序，并且以与实施例1的工序-130、工序-140、工序-130基本相同的方式分别依次形成第一电极41、有源层43和第二电极42。接着以与实施例1的工序-150相同的方式形成布线，并且以与实施例1的工序-160相同的方式从第一基板21去除支撑基底20，从而能够制造出实施例6的薄膜器件10E。
尽管已经参照优选实施例说明了本发明的实施方式，但是本发明的实施方式不限于上面的实施例。各薄膜器件的结构、形成材料、形成条件和制造条件仅是作为示例性的并且能够适当进行变化。在将在本发明实施方式中制造的薄膜器件应用于或使用于显示装置和各种电子设备的情况下，例如，上述薄膜器件可以被设置成基板与大量的薄膜器件集成的单片集成电路或者可以被设置为通过切割并随后将单独的薄膜器件个体化而制造的分离部件。尽管在实施例中薄膜器件主要被形成为三端子器件或二端子器件，但是上述薄膜器件可以被设置为分别具有典型的形成材料和结构的有机电致发光器件、微囊型电泳显示器件或半导体发光器件。在此情况下，可以采用传统的方法来制造这些有机电致发光器件、微囊型电泳显示器件或半导体发光器件。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明随附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。

Claims (29)

1.一种薄膜器件的制造方法，所述方法包括以下步骤：
通过涂布法在支撑基底上形成第一基板，所述第一基板是使用树脂材料形成的；
通过使用热固性树脂或能量射线固化型树脂在所述第一基板上形成第二基板；
在所述第二基板上形成有源元件；并且
从所述第一基板去除所述支撑基底，
其中，用于形成所述第一基板的所述树脂材料具有至少180℃的玻璃态转变温度。
2.根据权利要求1所述的薄膜器件的制造方法，其中，
用于所述第一基板的所述树脂材料由未固化树脂材料或未交联树脂材料组成，并且
用于所述第二基板的材料包含用于所述第一基板的所述树脂材料的成分。
3.根据权利要求1所述的薄膜器件的制造方法，其中，相对所述支撑基底的剥离强度在1.0N/cm至4.9N/cm的范围内。
4.根据权利要求1所述的薄膜器件的制造方法，其中，所述有源元件包括：
第一电极和第二电极；
形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有源层；以及
隔着绝缘层与所述有源层面对的控制电极。
5.根据权利要求4所述的薄膜器件的制造方法，其中，
所述有源元件形成为薄膜晶体管，
所述第一电极和所述第二电极用作源极/漏极电极，
所述控制电极用作栅极电极，
所述绝缘层用作栅极绝缘层，并且
所述有源层用作沟道形成区域。
6.根据权利要求1所述的薄膜器件的制造方法，其中，所述有源元件包括：
第一电极和第二电极；以及
形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有源层。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的薄膜器件的制造方法，其中，使用有机半导体材料来形成所述有源层。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的薄膜器件的制造方法，其中，所述有源元件形成为有机电致发光器件或微囊型电泳显示器件。
9.一种薄膜器件的制造方法，所述方法包括：
通过涂布法在支撑基底上形成第一基板，所述第一基板是使用树脂材料形成的；
通过使用热固性树脂或能量射线固化型树脂在所述第一基板上形成第二基板；
在所述第二基板上形成有源元件；并且
从所述第一基板去除所述支撑基底，
其中，用于所述第一基板的所述树脂材料的玻璃态转变温度高于所述有源元件的形成期间的加工温度的最大值。
10.根据权利要求9所述的薄膜器件的制造方法，其中，用于形成所述第一基板的所述树脂材料具有至少180℃的玻璃态转变温度。
11.根据权利要求9所述的薄膜器件的制造方法，其中，相对所述支撑基底的剥离强度在1.0N/cm至4.9N/cm的范围内。
12.根据权利要求9所述的薄膜器件的制造方法，其中，所述有源元件包括：
第一电极和第二电极；
形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有源层；以及
隔着绝缘层与所述有源层面对的控制电极。
13.根据权利要求12所述的薄膜器件的制造方法，其中，
所述有源元件形成为薄膜晶体管，
所述第一电极和所述第二电极用作源极/漏极电极，
所述控制电极用作栅极电极，
所述绝缘层用作栅极绝缘层，并且
所述有源层用作沟道形成区域。
14.根据权利要求9所述的薄膜器件的制造方法，其中，所述有源元件包括：
第一电极和第二电极；以及
形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有源层。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的薄膜器件的制造方法，其中，使用有机半导体材料来形成所述有源层。
16.根据权利要求9-11中任一项所述的薄膜器件的制造方法，其中，所述有源元件形成为有机电致发光器件或微囊型电泳显示器件。
17.一种薄膜器件的制造方法，所述方法包括：
通过涂布法在支撑基底上形成第一基板，所述第一基板是使用非晶热塑性树脂形成的；
通过使用热固性树脂或紫外线固化型树脂在所述第一基板上形成第二基板；
在所述第二基板上形成有源元件；并且
从所述第一基板上去除所述支撑基底。
18.根据权利要求17所述的薄膜器件的制造方法，其中，采用聚砜类树脂作为用于所述第一基板的所述非晶热塑性树脂。
19.根据权利要求18所述的薄膜器件的制造方法，其中，采用聚砜树脂、聚醚砜树脂或聚醚酰亚胺树脂作为用于所述第一基板的所述非晶热塑性树脂。
20.根据权利要求17所述的薄膜器件的制造方法，其中，采用环氧树脂类树脂作为用于所述第二基板的所述热固性树脂。
21.根据权利要求17所述的薄膜器件的制造方法，其中，所述有源元件包括：
第一电极和第二电极；
形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有源层；以及
隔着绝缘层与所述有源层面对的控制电极。
22.根据权利要求21所述的薄膜器件的制造方法，其中
所述有源元件形成为薄膜晶体管，
所述第一电极和所述第二电极用作源极/漏极电极，
所述控制电极用作栅极电极，
所述绝缘层用作栅极绝缘层，并且
所述有源层用作沟道形成区域。
23.根据权利要求17所述的薄膜器件的制造方法，其中，所述有源元件包括：
第一电极和第二电极；以及
形成在所述第一电极与所述第二电极之间的有源层。
24.根据权利要求21-23中任一项所述的薄膜器件的制造方法，其中，使用有机半导体材料来形成所述有源层。
25.根据权利要求17-20中任一项所述的薄膜器件的制造方法，其中，所述有源元件形成为有机电致发光器件或微囊型电泳显示器件。
26.一种图像显示装置的制造方法，所述方法包括根据权利要求1至25中任一项所述的薄膜器件的制造方法。
27.一种薄膜器件，所述薄膜器件包括：
第一基板；
形成在所述第一基板上的第二基板；及
形成在所述第二基板上的有源元件，
其中，所述第一基板是使用树脂材料形成的，并且所述树脂材料具有至少180℃的玻璃态转变温度，以及
所述第二基板是使用热固性树脂或能量射线固化型树脂形成的。
28.一种薄膜器件，其包括：
第一基板；
形成在所述第一基板上的第二基板；及
形成在所述第二基板上的有源元件，
其中，所述第一基板是使用树脂材料形成的，并且所述树脂材料的玻璃态转变温度高于所述有源元件的形成期间的加工温度的最大值，以及
所述第二基板是使用热固性树脂或能量射线固化型树脂形成的。
29.一种薄膜器件，其包括：
第一基板；
形成在所述第一基板上的第二基板；及
形成在所述第二基板上的有源元件，
其中，所述第一基板是使用非晶热塑性树脂形成的，以及
所述第二基板是使用热固性树脂或紫外线固化型树脂形成的。
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