JP2011207167A - 積層フィルム及びその製造方法並びに電子デバイス及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】積層フィルム100は、両面の表面粗さが異なる第1の樹脂フィルム10と、両面の表面粗さが異なる第2の樹脂フィルム20と、を含み、第1の樹脂フィルムの表面粗さが大きい側の面と第2の樹脂フィルムの表面粗さが大きい側の面とが貼り合わされている。第1の樹脂フィルムと第2の樹脂フィルムとの間に無機層として、例えば金属層が挟まれていてもよい。
【選択図】図1
Description
電子機器の製造に用いる樹脂フィルムとして、例えば、ポリイミドフィルム、銅等の機能性膜、粘着層及び補強用フィルムを積層させた積層フィルムが提案されている(特許文献1参照)。
<1> 両面の表面粗さが異なる第1の樹脂フィルムと、両面の表面粗さが異なる第2の樹脂フィルムと、を含み、前記第1の樹脂フィルムの表面粗さが大きい側の面と前記第2の樹脂フィルムの表面粗さが大きい側の面とが貼り合わされている積層フィルム。
<2> 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとが、それぞれの面内方向における伸縮度の最も大きい方向が互いに異なるように貼り合わされている<1>に記載の積層フィルム。
<3> 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとの間に無機層が挟まれている<1>又は<2>に記載の積層フィルム。
<4> 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとの間に無機層と有機層との積層膜が挟まれていることを特徴とする<1>又は<2>に記載の積層フィルム。
<5> 前記無機層が金属層である<3>又は<4>に記載の積層フィルム。
<6> 両面の表面粗さが異なる第1の樹脂フィルムが巻かれた第1のロールと、両面の表面粗さが異なる第2の樹脂フィルムが巻かれた第2のロールから、前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムをそれぞれ巻き出す工程と、前記第1のロールから巻き出された第1の樹脂フィルムの表面粗さが大きい側の面と、前記第2のロールから巻き出された前記第2の樹脂フィルムの表面粗さが大きい側の面とを貼り合わせる工程と、を含む積層フィルムの製造方法。
<7> 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとを貼り合せる工程において、前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムを、それぞれの面内方向における伸縮度の最も大きい方向が互いに異なるように貼り合わせる<6>に記載の積層フィルムの製造方法。
<8> 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとを貼り合せる工程において、前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとの間に無機層を挟んで前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムを貼り合せる<6>又は<7>に記載の積層フィルムの製造方法。
<9> 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとの間に前記無機層として金属層を挟み込む<8>に記載の積層フィルムの製造方法。
<10> 支持体に剥離可能に貼り付けた<1>〜<5>のいずれか一項に記載の積層フィルムを準備する工程と、
前記支持体により支持された前記積層フィルム上に機能素子を形成する工程と、
前記機能素子を形成した後、前記積層フィルムを前記支持体から剥離する工程と、を含む電子デバイスの製造方法。
<11> 前記積層フィルムとして<5>に記載の積層フィルムを用い、前記機能素子を形成する工程において、前記積層フィルムの金属層を接地させて前記機能素子を形成する<10>に記載の電子デバイスの製造方法。
<12> <1>〜<5>のいずれかに記載の積層フィルムと、前記積層フィルム上に形成された機能素子と、を含む電子デバイス。
樹脂フィルム上に薄膜トランジスタ、有機エレクトロルミネッセンス素子等の機能素子を形成場合、樹脂フィルムは可撓性を有するため、ガラス基板等の支持体により支持し、樹脂フィルム上に機能素子を形成した後、支持体から剥離する必要がある。
このように樹脂フィルムをロール状に巻き取る場合、重なったフィルム同士が密着して擦れ等によるキズの発生を防ぐため、片面に高さが約1μm程度の凹凸を形成して易接着面とし、フィルム同士が直接密着し合うのを避ける方法がある。
このような構成の樹脂フィルムであれば、樹脂フィルムの表面に厚い平坦化膜を形成する必要はなく、支持体によって支持した状態で機能素子を高い精度で形成し易く、かつ、機能素子を形成した後、支持体から剥離し易い。
図2は、第1の実施形態に係る積層フィルムの断面を概略的に示している。第1の樹脂フィルム10と第2の樹脂フィルム20はそれぞれ両面の表面粗さが異なり、第1の樹脂フィルム10の表面粗さが大きい側の面(凹凸11が形成されている面)と第2の樹脂フィルム20の表面粗さが大きい側の面(凹凸21が形成されている面)とが接着層30を介して貼り合わされている。なお、このような凹凸が形成されている面は易接着面とも呼ばれ、易接着層として凹凸を有する層を設ける場合もある。
また、第1の樹脂フィルム10と第2の樹脂フィルム20のそれぞれの厚みは特に限定されず、同じ厚みである必要はないが、厚みが薄過ぎると貼り合せる際に伸びや破れが生じたり、積層フィルム100の強度が不十分となるおそれがある。一方、樹脂フィルム10,20が厚過ぎると可撓性が乏しくなり、積層フィルム100を用いた電子デバイスの可撓性が不十分となるおそれがある。このような観点かから、各樹脂フィルム10,20の厚みはそれぞれ、5μm以上200μm以下とすることが好ましく、積層フィルム100全体の厚みは10μm以上500μm以下とすることが好ましい。
まず、両面の表面粗さが異なる第1の樹脂フィルム10が巻かれた第1のロール10Aと、両面の表面粗さが異なる第2の樹脂フィルム20が巻かれた第2のロール20Aから、第1の樹脂フィルム10と第2の樹脂フィルム20をそれぞれ巻き出す。次いで、第1のロール10Aから巻き出された第1の樹脂フィルム10の表面粗さが大きい側の面と、第2のロール20Aから巻き出された前記第2の樹脂フィルム20の表面粗さが大きい側の面とを貼り合わせる。例えば、各フィルム10,20の外側の面が内側の面よりも表面粗さが大きい場合、図3に示すように、各ロール10A,20Aから巻き出した樹脂フィルム10,20の外側の面同士を、対向配置された貼り合わせ用の一対のローラ32A,32B間を通して貼り合わせればよい。なお、樹脂フィルム同士を貼り合せる前に少なくとも一方のフィルムの貼り合わせ面には接着剤を付与する。
接着剤を付与する方法としては、特に限定されず、例えば、スプレーコート法、キャステング法、ダイコート法、グラビアコート法、ロールコート法、カーテンコート法、バーコート法、ワイヤーバーコート法、インクジェット法、ブレードコート法、スクリーンコート法、印刷法、転写法等を用いることができる。
なお、酸素や水分の透過を抑制するため、積層フィルム100の少なくとも片面に、無機層としてSiO2、SiN、SiON等の無機層を形成してもよい。
溶融押出し法等において樹脂膜状物を縦横に延伸して製造した樹脂フィルムであっても、通常、縦横方向で伸縮倍率が異なる。樹脂フィルム上に機能素子を形成する際、成膜やエッチングによるパターニングを行うと、樹脂フィルム自体が加熱されたり、溶剤に触れる場合がある。樹脂フィルムは熱や溶剤に曝されると面内方向で収縮あるいは膨張し、特に縦横における伸縮倍率の差が大きいと、いわゆるアライメント精度の低下を招き易い。
図4は、第2の実施形態に係る積層フィルムの断面を概略的に示している。本実施形態の積層フィルム200では、第1の樹脂フィルム10と第2の樹脂フィルム20との間に無機層12が挟まれている。第1の樹脂フィルム10と第2の樹脂フィルム20との間に無機層12が設けられた積層フィルム200であれば、酸素や水分の透過が抑制され、積層フィルム200上に形成される機能素子を保護し、長寿命化を図ることができる。また、樹脂フィルム間に無機層12が介在していることで熱や溶剤に曝されたときに積層フィルム200の伸縮が抑制され、アライメント精度の向上を図ることができる。
無機層12の厚みは、要求されるガスバリア性や光透過性等に応じて決めればよいが、例えば、50nm以上5μm以下である。
なお、本実施形態においても、各樹脂フィルムの面内方向における伸縮度の最も大きい方向が直交するように貼り合せることで、積層フィルム200の伸縮が一層抑制され、アライメント精度を向上させることができる。
図5は、第3の実施形態に係る積層フィルムの断面を概略的に示している。本実施形態の積層フィルム300では、第1の樹脂フィルム10と第2の樹脂フィルム20との間に金属層40が挟まれている。樹脂フィルム間に金属層40が介在していることで、酸素や水分の透過を確実に防ぐことができるとともに、熱や溶剤に曝されたときに積層フィルム300の伸縮がより効果的に抑制され、アライメント精度を一層向上させることができる。
次に、本発明に係る積層フィルムを用いた電子デバイスの製造方法について説明する。 本発明に係る積層フィルムを用いた電子デバイスの製造方法は、支持体に剥離可能に貼り付けた前記実施形態の積層フィルムを準備する工程と、
前記基板の前記積層フィルム上に機能素子を形成する工程と、
前記機能素子を形成した後、前記積層フィルムを前記支持体から剥離する工程と、を含む。
図7は、本発明に係る積層フィルム上に薄膜トランジスタ(TFT)及び蓄積容量を形成する工程の一例を示している。なお、機能素子としてはTFT及び蓄積容量に限定されず、製造すべき電子デバイスに応じて選択すればよい。
支持体110は、可撓性を有する積層フィルム100上に機能素子を形成する際に積層フィルム100を平坦に支持するための基板である。支持体となる支持基板110は、積層フィルム100よりも変形し難く、平坦度が高いもの、例えば、ガラス基板、セラミックス基板、シリコン基板等を用いることができる。特に、ガラス基板は安価であるため、支持基板として好適である。
積層フィルム100を支持基板110に剥離可能に貼り付ける手段としては、接着剤、両面粘着シート等が挙げられる。接着剤としては、例えばアクリル系粘着剤が挙げられ、積層フィルム100又は支持基板110の片面に接着剤を付与し、この接着剤を介して互いに貼り付ければよい。
図7(B)に示すように、積層フィルム100の片面にMo等からなる導電層をスパッタリング法によって形成した後、フォトリソグラフィ法及びエッチングによってTFTのゲート電極60及び蓄積容量(キャパシタ)の下部電極70をそれぞれパターニングする。
これらの電極60,70を構成する材料としては、Moのほか、例えば、Al、Cr、Ta、Ti、Au、Ag等の金属、Al−Nd、APC等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物が挙げられる。
本実施形態に係る積層フィルム100は、両面の表面粗さが小さいため、各電極を高い精度で形成することができる。
次いで、TFTのゲート絶縁膜とキャパシタの誘電体層を兼ねた絶縁層62を形成する。
絶縁層62は例えばSiO2、SiNx、SiON、Al2O3、Y2O3、Ta2O5、HfO2等の絶縁体から構成され、それらの化合物を2種以上含む絶縁層としてもよい。また、ポリイミドのような高分子絶縁体を用いてもよい。
次に、活性層(チャネル層)64を形成する。活性層64は酸化物半導体のような低温で形成できる膜にすることが好ましい。従来、活性層を構成する材料としてアモルファスシリコン、多結晶シリコンが一般的であるが、これらのシリコン膜の形成には高温過程を要し、積層フィルム100が変形するおそれがある。そのため、スパッタリングによって低温成膜が可能な非晶質酸化物半導体により活性層64を形成することが好ましい。また有機物半導体のような低温で形成できるものでもよい。
また、活性層64の電気伝導度は、チャネル層として機能させるため、10−11Scm−1以上10−7Scm−1未満であることが好ましい。
成膜後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によってパターニングを行う。あるいは、リフトオフ法、シャドウマスクを用いた方法等により活性層64を形成してもよい。
ソース電極66A及びドレイン電極66Bはそれぞれ活性層64と接触するとともに、ソース・ドレイン電極同士は離間するように形成する。ゲート電極60への電圧の印加により活性層64を介してソース・ドレイン電極66A,66B間に流れる電流が制御される。また、ソース・ドレイン電極66A,66Bとともに、ドレイン電極66Bと接続するキャパシタの上部電極72を形成する。
ソース・ドレイン電極66A,66B及び上部電極72を形成することによりTFT及びキャパシタが作製される。
また、TFTは、一般的に、活性層とソース・ドレイン電極との形成順序でボトムコンタクト型とトップコンタクト型とに分けられるが、いずれの構成としてもよい。すなわち、ソース・ドレイン電極を活性層よりも先に形成して活性層の下面がソース・ドレイン電極に接触する形態(ボトムコンタクト型)としてもよいし、活性層をソース・ドレイン電極よりも先に形成して活性層の上面がソース・ドレイン電極に接触する形態(トップコンタクト型)としてもよい。
積層フィルム100から支持基板110を剥離する方法は特に限定されず、例えば、支持基板110と積層フィルム100との間に剥離し易くするため一部に治具を差し込んで剥離する。このとき、支持基板110に貼り合わされている積層フィルム100の面も平坦度が高いため、容易に剥離することができる。積層フィルム100に応力を加えずに支持基板110から剥離することができるため、積層フィルム100上に形成されている機能素子にダメージを与えることも防ぐことができる。
また、放射線撮像装置を製造する場合でも、蛍光体層と有機光電変換層を備えた間接型に限らず、蛍光体層を備えた直接変換型の製造に適用してもよい。
10 第1の樹脂フィルム
12 無機層
20A 第2のロール
20 第2の樹脂フィルム
30 接着層
32A,32B ローラ
40 金属層(金属フィルム)
40A 金属フィルムロール
60 ゲート電極
62 絶縁層
64 活性層
66A ソース電極
66B ドレイン電極
68 層間絶縁膜
70 下部電極
72 上部電極
100 積層フィルム
110 支持体(支持基板)
120 機能素子
200 積層フィルム
300 積層フィルム
Claims (12)
- 両面の表面粗さが異なる第1の樹脂フィルムと、
両面の表面粗さが異なる第2の樹脂フィルムと、を含み、
前記第1の樹脂フィルムの表面粗さが大きい側の面と前記第2の樹脂フィルムの表面粗さが大きい側の面とが貼り合わされている積層フィルム。 - 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとが、それぞれの面内方向における伸縮度の最も大きい方向が互いに異なるように貼り合わされている請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとの間に無機層が挟まれている請求項1又は請求項2に記載の積層フィルム。
- 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとの間に無機層と有機層との積層膜が挟まれていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の積層フィルム。
- 前記無機層が金属層である請求項3又は請求項4に記載の積層フィルム。
- 両面の表面粗さが異なる第1の樹脂フィルムが巻かれた第1のロールと、両面の表面粗さが異なる第2の樹脂フィルムが巻かれた第2のロールから、前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムをそれぞれ巻き出す工程と、
前記第1のロールから巻き出された第1の樹脂フィルムの表面粗さが大きい側の面と、前記第2のロールから巻き出された前記第2の樹脂フィルムの表面粗さが大きい側の面とを貼り合わせる工程と、を含む積層フィルムの製造方法。 - 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとを貼り合せる工程において、前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムを、それぞれの面内方向における伸縮度の最も大きい方向が互いに異なるように貼り合わせる請求項6に記載の積層フィルムの製造方法。
- 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとを貼り合せる工程において、前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとの間に無機層を挟んで前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムを貼り合せる請求項6又は請求項7に記載の積層フィルムの製造方法。
- 前記第1の樹脂フィルムと前記第2の樹脂フィルムとの間に前記無機層として金属層を挟み込む請求項8に記載の積層フィルムの製造方法。
- 支持体に剥離可能に貼り付けた請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の積層フィルムを準備する工程と、
前記支持体により支持された前記積層フィルム上に機能素子を形成する工程と、
前記機能素子を形成した後、前記積層フィルムを前記支持体から剥離する工程と、を含む電子デバイスの製造方法。 - 前記積層フィルムとして請求項5に記載の積層フィルムを用い、前記機能素子を形成する工程において、前記積層フィルムの金属層を接地させて前記機能素子を形成する請求項10に記載の電子デバイスの製造方法。
- 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の積層フィルムと、
前記積層フィルム上に形成された機能素子と、を含む電子デバイス。
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