JP2012138547A - Manufacturing method of flexible electronic device, multilayer substrate with resin layer, and flexible electronic device manufacturing member - Google Patents

Manufacturing method of flexible electronic device, multilayer substrate with resin layer, and flexible electronic device manufacturing member Download PDF

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裕樹 奈良
Fumihiko Mochizuki
文彦 望月
Hiroyuki Yaegashi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a flexible electronic device to suppress degassing from an adhesion layer in a vacuum process, a multilayer substrate with a resin layer for manufacturing a flexible electronic device with little degassing, and a flexible electronic device manufacturing member.SOLUTION: The manufacturing method of a flexible electronic device comprises processes of: releasing at least a part of a volatile component of an adhesion layer 20 by performing a heat treatment after bonding a flexible substrate 22 via the adhesion layer 20 to a support substrate 30 excellent in dimensional stability; and suppressing degassing from the adhesion layer 20 by providing a cover resin layer 24 to cover an exposed part of the adhesion layer 20.

Description

本発明は、真空プロセスにおいて基板からの脱ガスが少なく、高い歩留まりでフレキシブル電子デバイスを製造する方法、およびこのフレキシブル電子デバイスの製造に用いられる脱ガスが少ない樹脂層付積層基板、ならびにフレキシブル電子デバイス製造部材に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a flexible electronic device with a low yield and a high yield in a vacuum process, and a laminated substrate with a resin layer used for manufacturing the flexible electronic device and a flexible electronic device. The present invention relates to a manufacturing member.

電子デバイスの小型化、軽量化が進展し、近年では可撓性基板の上に電子素子が形成された、いわゆるフレキシブル電子デバイスが開発されている。フレキシブル電子デバイスにおいては、小型化、軽量化の他にも耐衝撃性の向上や基板が安価であることなど多くの利点があり、特に、電子素子として薄膜トランジスタ(TFT)を用いた表示装置であるフレキシブルディスプレイは、次世代携帯端末やフレキシブルなテレビ、デジタルサイネージ等への応用が期待されており、精力的に研究、開発が進められている。   As electronic devices have been reduced in size and weight, so-called flexible electronic devices in which electronic elements are formed on a flexible substrate have been developed in recent years. In addition to miniaturization and weight reduction, flexible electronic devices have many advantages such as improved impact resistance and low cost of the substrate. In particular, the display device uses a thin film transistor (TFT) as an electronic element. Flexible displays are expected to be applied to next-generation portable terminals, flexible TVs, digital signage, and the like, and research and development are being conducted energetically.

TFT等の電子素子の形成プロセスでは、一般的に、化学気相成長法(CVD)による絶縁膜の形成やアニーリングなどの熱処理プロセスと、エッチングや現像など、各種薬液を用いた湿式プロセスがある。一般に、基板の可撓性、非可撓性を問わず、電子素子の製造においては真空プロセスが多用される。これは、塗布や印刷等の液相プロセスに比べて膜厚や膜質の制御が容易であり、フォトリソグラフィー技術と併用することで、微細な電子素子を高精度で作製できることによるからである。
TFT等の電子素子に可撓性基板を用いた場合、伸縮や膨張、撓み等による形状変化が問題となる。特に、高精細のフレキシブルディスプレイを作製する場合においては、プロセス間で可撓性基板の形状変化があると、電子素子作製に必要なパターニング精度が得られないという問題がある。このため、各種フイルム等の可撓性基板を用いて真空プロセスでフレキシブル電子デバイスを製造する場合、ガラス等の非可撓性基板とは異なり、基板の伸縮や形状変化が生じうるために、高精度にパターニングするために様々な工夫が必要となる。
As a process for forming an electronic element such as a TFT, generally, there are a heat treatment process such as formation of an insulating film by chemical vapor deposition (CVD) and annealing, and a wet process using various chemical solutions such as etching and development. In general, a vacuum process is frequently used in the manufacture of electronic devices regardless of the flexibility or inflexibility of the substrate. This is because film thickness and film quality can be easily controlled as compared with liquid phase processes such as coating and printing, and by using together with the photolithography technique, a fine electronic element can be manufactured with high accuracy.
When a flexible substrate is used for an electronic element such as a TFT, a change in shape due to expansion / contraction, expansion, deflection, or the like becomes a problem. In particular, in the case of manufacturing a high-definition flexible display, there is a problem that patterning accuracy required for manufacturing an electronic device cannot be obtained if the shape of the flexible substrate changes between processes. For this reason, when a flexible electronic device is manufactured by a vacuum process using a flexible substrate such as various films, unlike a non-flexible substrate such as glass, the substrate can be stretched or changed in shape. Various devices are required for patterning with high accuracy.

そこで、このような問題を回避するため、寸法安定性に優れた基板上に剥離層を介して電子素子を形成し、その後に電子素子を仮転写基板に一次転写し、さらに可撓性基板に二次転写することで、可撓性基板上に電子素子を間接的に形成する方法や、可撓性基板を寸法安定性に優れた基板に貼付け、寸法変化を抑制させた状態で電子素子を可撓性基板に直接形成する方法が提案されている。   Therefore, in order to avoid such a problem, an electronic element is formed on a substrate with excellent dimensional stability via a release layer, and then the electronic element is primarily transferred to a temporary transfer substrate, and further to a flexible substrate. By secondary transfer, the method of indirectly forming the electronic element on the flexible substrate, or by sticking the flexible substrate to a substrate with excellent dimensional stability and suppressing the dimensional change A method of directly forming on a flexible substrate has been proposed.

例えば、特許文献1においては、元基板上に第1分離層を介して薄膜デバイス層を形成し、薄膜デバイス層上に第2分離層を形成し、第2分離層上に第1の転写基板を接合する。そして、第1分離層を境にして薄膜デバイス層を元基板から剥離し、その後、薄膜デバイス層の下側に第2の転写基板を接合し、第2分離層を境にして薄膜デバイス層を第1の転写基板を剥離して薄膜デバイス層を第2の転写基板に転写している。特許文献1では、第1の転写基板に第2の転写基板よりも硬いか、剛性が高いものを用いている。   For example, in Patent Document 1, a thin film device layer is formed on a base substrate via a first separation layer, a second separation layer is formed on the thin film device layer, and a first transfer substrate is formed on the second separation layer. Join. Then, the thin film device layer is peeled off from the original substrate with the first separation layer as a boundary, and then the second transfer substrate is bonded to the lower side of the thin film device layer, and the thin film device layer with the second separation layer as the boundary. The first transfer substrate is peeled off to transfer the thin film device layer to the second transfer substrate. In Patent Document 1, a first transfer substrate that is harder or more rigid than the second transfer substrate is used.

また、パターニング精度が得られないという問題を回避するために、可撓性基板上に微細な回路を精度良く形成する方法として、可撓性基板を有機物層を介して補強板に貼り合わせ、可撓性基板の寸法精度を維持した上で、可撓性基板上に直接的にパターニングを行い、その後に可撓性基板を補強板から剥離する方法が提案されている(特許文献2参照)。   In order to avoid the problem that the patterning accuracy cannot be obtained, as a method for forming a fine circuit on the flexible substrate with high accuracy, the flexible substrate can be bonded to a reinforcing plate via an organic layer. A method has been proposed in which the dimensional accuracy of the flexible substrate is maintained, patterning is performed directly on the flexible substrate, and then the flexible substrate is peeled from the reinforcing plate (see Patent Document 2).

特開2001−189460号公報JP 2001-189460 A 国際公開第03/009657号パンフレットInternational Publication No. 03/009657 Pamphlet

しかしながら、可撓性基板に転写する特許文献1等の方式では電子素子と基板間に設けた剥離層を剥離する際に、電子素子を破壊しやすく、歩留まりが低くなりやすい。
特に高精細、大面積のフレキシブル電子デバイスにおいては、電子素子を破壊しないように転写することは容易ではなく、高い歩留まりで製造することは困難であり、転写方法の改善が大きな課題となっている。
However, in the method of Patent Document 1 or the like that transfers to a flexible substrate, when peeling a peeling layer provided between the electronic element and the substrate, the electronic element is easily destroyed and the yield tends to be low.
In particular, in a high-definition, large-area flexible electronic device, it is not easy to transfer without destroying an electronic element, and it is difficult to manufacture with a high yield, and improvement of the transfer method is a major issue. .

また、上記特許文献2等のように可撓性基板を貼付けて寸法精度を維持するようなもの(貼付け方式)では、真空プロセスで電子素子を形成する際に、有機物層及び接着層に含まれる有機物や水分が脱ガスする。このため、特に成膜時の雰囲気の影響を大きく受ける半導体材料を電子素子に用いる場合には、電子素子の主要な機能を担う半導体層の電気特性に大きな影響を及ぼし、意図しない特性変化を生じさせ、電子素子の歩留まりに直結する問題がある。これにより、フレキシブル電子デバイスの分留まりが下がるという問題があった。   In addition, in the case of attaching a flexible substrate and maintaining dimensional accuracy as in the above-mentioned Patent Document 2 (attachment method), when forming an electronic element by a vacuum process, it is included in the organic layer and the adhesive layer. Organic matter and moisture are degassed. For this reason, especially when semiconductor materials that are greatly affected by the atmosphere during film formation are used for electronic elements, the electrical characteristics of the semiconductor layer that plays a major role in the electronic elements are greatly affected, causing unintended characteristic changes. Therefore, there is a problem directly related to the yield of electronic elements. Thereby, there existed a problem that the yield of a flexible electronic device fell.

接着層を介して有機層が形成された基板からの真空系における脱ガスを抑制するため、基板を真空系に移送する前に熱処理を行うことで、有機物中の揮発成分を放出させることが一般的に行われる。しかし、2種類の基板を張り合わせた接着層の場合、熱処理を行っても、揮発成分は貼り合わせた基板の端部からしか放出されず、充分に出し切ることは困難である。揮発成分を出し切るために、より高温での熱処理を行うか、または長時間の熱処理を行うこともできるが、可撓性基板の耐熱温度や製造適性の観点から制限があり、いずれも現実的には難しい。   In order to suppress degassing in the vacuum system from the substrate on which the organic layer is formed via the adhesive layer, it is common to release volatile components in the organic matter by performing a heat treatment before transferring the substrate to the vacuum system. Done. However, in the case of an adhesive layer in which two types of substrates are bonded together, even if heat treatment is performed, the volatile components are released only from the end portions of the bonded substrates, and it is difficult to sufficiently remove them. To remove volatile components, heat treatment can be performed at a higher temperature or for a long time, but there are limitations from the viewpoint of the heat resistance temperature of the flexible substrate and manufacturing suitability, both of which are realistic. Is difficult.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の第1の目的は、寸法安定性に優れた支持基板上に接着層を介して接着された可撓性基板に真空プロセスで直接的に電子素子を形成し、その後に寸法安定性に優れた支持基板から可撓性基板を剥離することでフレキシブル電子デバイスを製造する方法において、真空プロセスにおける接着層からの脱ガスを抑制しつつ、可撓性基板上の樹脂層上に微細な回路を持つ電子素子が精度良く形成された電子デバイスを歩留まり良く製造することができるフレキシブル電子デバイスの製造方法およびフレキシブル電子デバイス製造部材を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、真空プロセスで電子素子を形成する工程において接着層からの脱ガスが少なく、可撓性基板上に電子素子を精度良く形成することができ、電子デバイスの製造歩留まりの良いフレキシブル電子デバイス製造用の樹脂層付積層基板を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to achieve the following object.
That is, the first object of the present invention is to form an electronic device directly on a flexible substrate bonded via an adhesive layer on a support substrate having excellent dimensional stability by a vacuum process, and then dimensionally stabilize. In a method of manufacturing a flexible electronic device by peeling a flexible substrate from a support substrate having excellent properties, fine gas is formed on the resin layer on the flexible substrate while suppressing degassing from the adhesive layer in a vacuum process. Another object of the present invention is to provide a flexible electronic device manufacturing method and a flexible electronic device manufacturing member capable of manufacturing an electronic device in which an electronic element having a simple circuit is formed with high accuracy with a high yield.
In addition, the second object of the present invention is that there is little degassing from the adhesive layer in the step of forming the electronic element by a vacuum process, and the electronic element can be formed on the flexible substrate with high accuracy. An object of the present invention is to provide a laminated substrate with a resin layer for manufacturing flexible electronic devices with a good production yield.

本発明者らは、可撓性基板上に電子素子が精度良く形成された電子デバイスを歩留まり良く製造する方法について、鋭意検討した結果、寸法安定性に優れた支持基板に可撓性基板を接着した後に熱処理を行うことで接着層の揮発成分の少なくとも一部を放出させ、かつ接着層の露出部を樹脂で覆うことで、接着層からの脱ガスを減らせられるとの知見を得、この知見に基づいて本発明に至ったものである。
すなわち、前記課題を解決するための具体的手段は以下のとおりである。
As a result of diligent research on a method for manufacturing an electronic device in which electronic elements are accurately formed on a flexible substrate with high yield, the present inventors bonded the flexible substrate to a support substrate having excellent dimensional stability. After that, heat treatment is performed to release at least a part of the volatile components of the adhesive layer, and by covering the exposed part of the adhesive layer with a resin, it has been found that degassing from the adhesive layer can be reduced. This has led to the present invention.
That is, specific means for solving the above-described problems are as follows.

本発明のフレキシブル電子デバイスの製造方法は、寸法安定性に優れた支持基板の表面上に接着層を介して可撓性基板を積層する工程と、前記可撓性基板が積層された前記支持基板を熱処理し、前記接着層中の揮発成分の少なくとも一部を放出させる第1の熱処理工程と、前記支持基板の表面上に、前記可撓性基板および前記接着層を覆うように樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層が形成された前記支持基板を熱処理し、前記樹脂層中の揮発成分の少なくとも一部を放出させる第2の熱処理工程と、前記樹脂層上に真空プロセスを用いて電子素子を形成する工程と、前記支持基板から前記可撓性基板を剥離する工程とを有することを特徴とする。   The method for manufacturing a flexible electronic device of the present invention includes a step of laminating a flexible substrate on the surface of a support substrate excellent in dimensional stability via an adhesive layer, and the support substrate on which the flexible substrate is laminated. Heat treatment to release at least a part of the volatile components in the adhesive layer, and a resin layer is formed on the surface of the support substrate so as to cover the flexible substrate and the adhesive layer A second heat treatment step of heat-treating the support substrate on which the resin layer is formed to release at least a part of volatile components in the resin layer, and using a vacuum process on the resin layer. The method includes a step of forming an element and a step of peeling the flexible substrate from the support substrate.

この場合、前記積層する工程は、前記支持基板よりも小さい前記可撓性基板の前記接着層側の表面全体を、前記可撓性基板と前記支持基板の互いの辺が重ならないように互いの辺をずらして前記支持基板の表面上に接着する工程であることが好ましい。   In this case, the laminating step is performed so that the entire surface of the flexible substrate smaller than the support substrate on the adhesive layer side is mutually overlapped so that the sides of the flexible substrate and the support substrate do not overlap each other. The step is preferably a step of adhering to the surface of the support substrate by shifting the sides.

また、前記積層する工程は、前記支持基板の表面上に接着層を介して第2の可撓性基板を接着する工程と、前記第2の可撓性基板の外縁を前記接着層と共に除去して、前記支持基板よりも小さい前記可撓性基板を、該可撓性基板と前記支持基板の互いの辺が重ならないように互いの辺をずらして前記支持基板の表面上に配置する工程とを有することが好ましい。   The laminating step includes a step of adhering a second flexible substrate on the surface of the support substrate via an adhesive layer, and an outer edge of the second flexible substrate is removed together with the adhesive layer. Disposing the flexible substrate smaller than the support substrate on the surface of the support substrate so that the sides of the flexible substrate and the support substrate do not overlap each other. It is preferable to have.

また、前記樹脂層は、前記接着層の露出部、前記可撓性基板の表面、および前記支持基板の表面の一部を覆うように形成されることが好ましい。
また、前記第1の熱処理工程の前に、さらに、前記接着層を介して積層された前記可撓性基板と前記支持基板とを洗浄する工程を有することが好ましい。
The resin layer is preferably formed so as to cover an exposed portion of the adhesive layer, the surface of the flexible substrate, and a part of the surface of the support substrate.
Moreover, it is preferable to have the process of wash | cleaning the said flexible substrate and the said support substrate which were laminated | stacked through the said contact bonding layer before the said 1st heat processing process.

また、前記電子素子を形成する工程の前に、さらに、前記樹脂層の上に封止層を設ける工程を有し、前記電子素子を形成する工程は、前記封止層上に前記電子素子を形成することが好ましい。   Further, prior to the step of forming the electronic element, the method further includes a step of providing a sealing layer on the resin layer, and the step of forming the electronic element includes the step of forming the electronic element on the sealing layer. It is preferable to form.

また、前記封止層は、例えば、CVD法またはゾルゲル法を用いて形成される。   The sealing layer is formed using, for example, a CVD method or a sol-gel method.

また、前記電子素子を形成する工程の後に、さらに、前記第2の熱処理工程における熱処理温度以下の温度で熱処理する第3の熱処理工程を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable to have the 3rd heat processing process heat-processed at the temperature below the heat processing temperature in a said 2nd heat processing process after the process of forming the said electronic element.

また、前記電子素子は、酸化物半導体を活性層に用いた薄膜トランジスタであることが好ましい。   The electronic element is preferably a thin film transistor using an oxide semiconductor as an active layer.

本発明の樹脂層付積層基板は、寸法安定性に優れた支持基板と、前記支持基板の表面上に、接着層を介して、前記支持基板よりも小さく、かつ前記支持基板と互いの辺が重ならないように互いの辺をずらして積層された可撓性基板と、前記支持基板の表面上に、前記可撓性基板および前記接着層を覆うようにして設けられた樹脂層とを有し、前記接着層および前記樹脂層は、それらの中の揮発成分の少なくとも一部が脱ガスされてなり、昇温脱離ガス分析で得られた基板温度100℃での全圧が基板温度50℃での全圧の100倍以下であることを特徴とする。
この場合、前記樹脂層上に封止層が設けられていることが好ましい。
The laminated substrate with a resin layer of the present invention has a support substrate excellent in dimensional stability, and is smaller than the support substrate on the surface of the support substrate with an adhesive layer interposed therebetween, and the support substrate and the side of each other are A flexible substrate that is laminated with the sides shifted so as not to overlap, and a resin layer provided on the surface of the support substrate so as to cover the flexible substrate and the adhesive layer The adhesive layer and the resin layer are formed by degassing at least a part of volatile components in them, and the total pressure at a substrate temperature of 100 ° C. obtained by temperature-programmed desorption gas analysis is a substrate temperature of 50 ° C. It is characterized by being 100 times or less of the total pressure at.
In this case, it is preferable that a sealing layer is provided on the resin layer.

本発明のフレキシブル電子デバイス製造部材は、上記本発明の樹脂層付積層基板上に電子素子が形成されていることを特徴とする。   The flexible electronic device manufacturing member of the present invention is characterized in that an electronic element is formed on the above-mentioned multilayer substrate with a resin layer of the present invention.

本発明の製造方法によれば、真空プロセスにおける脱ガスを抑制することができ、これにより、電子素子に半導体材料を用いた場合でも、意図しない特性変化を抑止することができる。このため、フレキシブル電子デバイスの分留まりを向上させることができ、高い歩留まりでフレキシブル電子デバイスを製造することができる。
また、本発明の製造方法によれば、樹脂層上に真空プロセスで電子素子を形成した後、寸法安定性に優れた支持基板から可撓性基板を剥離するだけでフレキシブル電子デバイスを製造することができることから、電子素子を破壊することが抑制される。しかも、寸法安定性に優れた支持基板に可撓性基板が積層されているため、可撓性基板上の樹脂層上に微細な回路を持つ電子素子を、パターニング精度等の精度を良く形成することができる。このようなことから、可撓性基板上の樹脂層上に微細な回路を持つ電子素子が精度良く形成されたフレキシブル電子デバイスを高い歩留まりで製造することができる。さらには、フレキシブル電子デバイスを得るに支持基板から可撓性基板を剥離するだけであるため、高精細、かつ大面積のフレキシブル電子デバイスを高い歩留まりで製造することができる。
According to the manufacturing method of the present invention, degassing in a vacuum process can be suppressed, and thereby, unintended characteristic changes can be suppressed even when a semiconductor material is used for an electronic element. For this reason, the yield of a flexible electronic device can be improved and a flexible electronic device can be manufactured with a high yield.
Moreover, according to the manufacturing method of the present invention, after forming an electronic element on a resin layer by a vacuum process, a flexible electronic device is manufactured by simply peeling the flexible substrate from a support substrate having excellent dimensional stability. Therefore, destruction of the electronic element is suppressed. In addition, since the flexible substrate is laminated on the support substrate having excellent dimensional stability, an electronic element having a fine circuit on the resin layer on the flexible substrate is formed with high accuracy such as patterning accuracy. be able to. For this reason, a flexible electronic device in which an electronic element having a fine circuit is accurately formed on a resin layer on a flexible substrate can be manufactured with a high yield. Furthermore, since only the flexible substrate is peeled from the support substrate to obtain a flexible electronic device, a flexible electronic device having a high definition and a large area can be manufactured with a high yield.

また、本発明の樹脂層付積層基板を用いることにより、真空プロセスにおいて脱ガスが少なく、樹脂層上に真空プロセスで電子素子を形成した後、寸法安定性に優れた支持基板から、電子素子が形成された可撓性基板を剥離するだけでフレキシブル電子デバイスを製造することができる。しかも、寸法安定性に優れた支持基板に可撓性基板が積層されているため、可撓性基板上の樹脂層上に微細な回路を持つ電子素子を、パターニング精度等の精度を良く形成することができる。このようなことから、フレキシブル電子デバイス製造用の基板として好適である。
また、本発明のフレキシブル電子デバイス製造部材によれば、寸法安定性に優れた支持基板から電子素子が形成された可撓性基板を剥離するだけでフレキシブル電子デバイスを得ることができる。しかも、電子素子はパターニング精度等の精度が良く、しかも電子素子を構成する半導体材料の特性も安定したものであることから、フレキシブル電子デバイスを製造するための前駆体として好適である。
In addition, by using the multilayer substrate with a resin layer of the present invention, the degassing is less in the vacuum process, and after the electronic element is formed on the resin layer by the vacuum process, the electronic element is released from the support substrate having excellent dimensional stability. A flexible electronic device can be manufactured by simply peeling the formed flexible substrate. In addition, since the flexible substrate is laminated on the support substrate having excellent dimensional stability, an electronic element having a fine circuit on the resin layer on the flexible substrate is formed with high accuracy such as patterning accuracy. be able to. Because of this, it is suitable as a substrate for manufacturing flexible electronic devices.
Moreover, according to the flexible electronic device manufacturing member of this invention, a flexible electronic device can be obtained only by peeling off the flexible substrate in which the electronic element was formed from the support substrate excellent in dimensional stability. Moreover, the electronic element is suitable as a precursor for manufacturing a flexible electronic device because it has high precision such as patterning accuracy and has stable characteristics of the semiconductor material constituting the electronic element.

本発明の第1の実施形態のフレキシブル電子デバイスの製造方法で製造されたフレキシブル電子デバイスを示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the flexible electronic device manufactured with the manufacturing method of the flexible electronic device of the 1st Embodiment of this invention. (a)〜(f)は、本発明の第1の実施形態のフレキシブル電子デバイスの製造方法を工程順に示す模式断面図である。(A)-(f) is a schematic cross section which shows the manufacturing method of the flexible electronic device of the 1st Embodiment of this invention in order of a process. (a)は、寸法安定性に優れた支持基板と可撓性基板の関係の一例を示す模式図であり、(b)は、図3(a)の模式的断面図である。(A) is a schematic diagram which shows an example of the relationship between the support substrate excellent in dimensional stability, and a flexible substrate, (b) is typical sectional drawing of Fig.3 (a). (a)は、寸法安定性に優れた支持基板と可撓性基板の関係の他の例を示す模式的断面図であり、(b)は、図4(a)の模式的断面図である。(A) is typical sectional drawing which shows the other example of the relationship between the support substrate excellent in dimensional stability, and a flexible substrate, (b) is typical sectional drawing of Fig.4 (a). . 本発明の第2の実施形態のフレキシブル電子デバイスの製造方法で製造されたフレキシブル電子デバイスを示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the flexible electronic device manufactured with the manufacturing method of the flexible electronic device of the 2nd Embodiment of this invention. (a)〜(g)は、本発明の第2の実施形態のフレキシブル電子デバイスの製造方法を工程順に示す模式図である。(A)-(g) is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the flexible electronic device of the 2nd Embodiment of this invention in order of a process. (a)は、本発明の実施例における試料構成を示す模式的断面図であり、(b)は、実施例の昇温脱離ガス分析(TDS)の測定結果を示すグラフである。(A) is typical sectional drawing which shows the sample structure in the Example of this invention, (b) is a graph which shows the measurement result of a thermal desorption gas analysis (TDS) of an Example. (a)は、本発明の比較例1における試料構成を示す模式的断面図であり、(b)は、比較例1の昇温脱離ガス分析(TDS)の測定結果を示すグラフである。(A) is typical sectional drawing which shows the sample structure in the comparative example 1 of this invention, (b) is a graph which shows the measurement result of the thermal desorption gas analysis (TDS) of the comparative example 1. FIG. (a)は、本発明の比較例2における試料構成を示す模式的断面図であり、(b)は、比較例2の昇温脱離ガス分析(TDS)の測定結果を示すグラフである。(A) is typical sectional drawing which shows the sample structure in the comparative example 2 of this invention, (b) is a graph which shows the measurement result of the thermal desorption gas analysis (TDS) of the comparative example 2. FIG. (a)は、本発明の比較例3における試料構成を示す模式的断面図であり、(b)は、比較例2の昇温脱離ガス分析(TDS)の測定結果を示すグラフである。(A) is typical sectional drawing which shows the sample structure in the comparative example 3 of this invention, (b) is a graph which shows the measurement result of the temperature-programmed desorption gas analysis (TDS) of the comparative example 2. FIG.

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係るフレキシブル電子デバイスの製造方法および樹脂層付積層基板、ならびにフレキシブル電子デバイスを詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態のフレキシブル電子デバイスの製造方法で製造されたフレキシブル電子デバイスを示す模式的断面図であり、図2(a)〜(f)は、第1の実施形態のフレキシブル電子デバイスの製造方法を工程順に示す模式断面図である。
Below, based on the suitable embodiment shown in an accompanying drawing, the manufacturing method of a flexible electronic device concerning the present invention, a layered substrate with a resin layer, and a flexible electronic device are explained in detail.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a flexible electronic device manufactured by the method for manufacturing a flexible electronic device according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 2 (a) to 2 (f) are diagrams illustrating the first embodiment. It is a schematic cross section which shows the manufacturing method of the flexible electronic device of a form in order of a process.

以下、本発明に係るフレキシブル電子デバイスの製造方法について説明する。
本実施形態においては、電子素子に、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)を用いたフレキシブル電子デバイスの製造方法を例として説明する。
図1に示すフレキシブル電子デバイスの製造方法で製造されたフレキシブル電子デバイス10は、基板12の表面12a上に薄膜トランジスタ14(以下、TFT14ともいう)が形成されている。
Hereinafter, a method for manufacturing a flexible electronic device according to the present invention will be described.
In the present embodiment, a method for manufacturing a flexible electronic device using, for example, a thin film transistor (TFT) as an electronic element will be described as an example.
A flexible electronic device 10 manufactured by the method for manufacturing a flexible electronic device shown in FIG. 1 has a thin film transistor 14 (hereinafter also referred to as TFT 14) formed on a surface 12 a of a substrate 12.

基板12は、接着層20上に可撓性基板22が形成されており、接着層20および可撓性基板22を、接着層20の裏面以外、可撓性基板22の表面、ならびに接着層20および可撓性基板22の端部23を含めて覆うように樹脂層24が形成されてなるものである。この接着層20および可撓性基板22の端部23には接着層20の露出部が含まれる。   The substrate 12 has a flexible substrate 22 formed on the adhesive layer 20, and the adhesive layer 20 and the flexible substrate 22 other than the back surface of the adhesive layer 20, the surface of the flexible substrate 22, and the adhesive layer 20. The resin layer 24 is formed so as to cover the end portion 23 of the flexible substrate 22. The adhesive layer 20 and the end portion 23 of the flexible substrate 22 include an exposed portion of the adhesive layer 20.

TFT14は、ボトムゲート型トップコンタクトと呼ばれるものであり、基板12の表面12a上に形成されたゲート電極40と、このゲート電極40を覆うようにゲート絶縁膜42が形成されている。ゲート絶縁膜42上に活性層44が形成されている。この活性層44上に、ゲート電極40と整合する領域をあけて、この領域を挟んでソース電極46aおよびドレイン電極46bが対向して形成されている。   The TFT 14 is called a bottom gate type top contact. A gate electrode 40 formed on the surface 12 a of the substrate 12 and a gate insulating film 42 are formed so as to cover the gate electrode 40. An active layer 44 is formed on the gate insulating film 42. On the active layer 44, a region that matches the gate electrode 40 is formed, and a source electrode 46a and a drain electrode 46b are formed to face each other with the region interposed therebetween.

ゲート電極40は、例えば、Mo、Mo合金またはCrで構成される。
ゲート絶縁膜42は、例えば、SiO膜、SiNx膜、SiON膜、Al膜、もしくはHfO膜、Ga膜等を単体またはこれらを積層してなるもので構成される。
ソース電極46aおよびドレイン電極46bは、例えば、MoまたはMo合金で構成される。
The gate electrode 40 is made of, for example, Mo, Mo alloy, or Cr.
The gate insulating film 42 is constituted by, for example, a SiO 2 film, a SiNx film, a SiON film, an Al 2 O 3 film, a HfO 2 film, a Ga 2 O 3 film, or the like, or a laminate of these.
The source electrode 46a and the drain electrode 46b are made of, for example, Mo or Mo alloy.

活性層44は、チャネル層として機能するものであり、例えば、耐熱性が低いプラスチックフィルムに形成することができるアモルファス酸化物半導体により構成される。活性層44を構成するアモルファス酸化物半導体は、In、GaおよびZnのうち、少なくとも1つ含むものである。活性層44を構成するアモルファス酸化物半導体としては、例えば、Indium−Zinc−Oxide(IZO)、および(In2−xGa)O・(ZnO)で表されるInGaZnO(IGZO)等のホモロガス化合物が用いられる。ただし、0≦x≦2、かつmは自然数である。
また、TFT14においては、ソース電極46aおよびドレイン電極46bを大気による劣化を保護する目的、トランジスタ上に作製される電子デバイスと絶縁する目的等のために、保護層として機能する絶縁膜を形成してもよい。この絶縁膜は、例えば、感光性アクリル樹脂が窒素雰囲気で加熱硬化処理されて形成されたものが用いられる。
The active layer 44 functions as a channel layer and is made of, for example, an amorphous oxide semiconductor that can be formed on a plastic film having low heat resistance. The amorphous oxide semiconductor constituting the active layer 44 includes at least one of In, Ga, and Zn. Examples of the amorphous oxide semiconductor constituting the active layer 44 include Indium-Zinc-Oxide (IZO) and InGaZnO 4 (IGZO) represented by (In 2−x Ga x ) O 3. (ZnO) m. These homologous compounds are used. However, 0 ≦ x ≦ 2 and m is a natural number.
In addition, in the TFT 14, an insulating film that functions as a protective layer is formed for the purpose of protecting the source electrode 46 a and the drain electrode 46 b from the deterioration due to the atmosphere, insulating the electronic device manufactured over the transistor, and the like. Also good. As this insulating film, for example, a film formed by heat-curing a photosensitive acrylic resin in a nitrogen atmosphere is used.

以下、フレキシブル電子デバイス10の製造方法について説明する。
図2(a)に示すように、寸法安定性に優れた支持基板30(以下、単に基板30ともいう)の表面30a上の内側に、接着層20を介して、例えば、厚さが10μm〜200μmの基板30よりも小さい可撓性基板22を積層する。
この場合、可撓性基板22の接着面の面積に関しては、後述する樹脂層24をスピンコート、塗布法などで形成する際に、接着層20および可撓性基板22の端部23を覆うことができるように、図3(a)、(b)に示すように、可撓性基板22は全面が基板30の被接着面よりも小さい。そして、可撓性基板22は、可撓性基板22と支持基板30とがそれぞれ互いに辺が重ならないように互いの辺をずらして基板30の表面30a上の内側に接着される。すなわち、可撓性基板22は基板30よりも面積が小さく、かつ可撓性基板22(接着層20)と基板30とは、それぞれ互いに辺を合わせることなく、基板30の表面30aの内側に配置されている。
具体的には、後述する樹脂層の粘性、コーティングの条件にもよるが、可撓性基板22の端部から基板30の端部までの水平距離dが、可撓性基板22と接着層20の厚みを合わせた垂直距離tに対し、tan−1(t/d)=15°以下であることが好ましく、tan−1(t/d)=10°以下であることがより好ましい。可撓性基板22は、例えば、基板30に積層する前に上述の大きさに加工されて、接着層20を介して基板30の表面30a上の内側に接着される。
Hereinafter, a method for manufacturing the flexible electronic device 10 will be described.
As shown in FIG. 2A, for example, the thickness is 10 μm to the inner side on the surface 30a of the support substrate 30 excellent in dimensional stability (hereinafter also simply referred to as the substrate 30) through the adhesive layer 20. A flexible substrate 22 smaller than the 200 μm substrate 30 is laminated.
In this case, regarding the area of the adhesive surface of the flexible substrate 22, the adhesive layer 20 and the end 23 of the flexible substrate 22 are covered when a resin layer 24 described later is formed by spin coating, coating method, or the like. As shown in FIGS. 3A and 3B, the entire surface of the flexible substrate 22 is smaller than the adherend surface of the substrate 30. The flexible substrate 22 is bonded to the inner side of the surface 30a of the substrate 30 by shifting the sides so that the flexible substrate 22 and the support substrate 30 do not overlap each other. That is, the flexible substrate 22 has a smaller area than the substrate 30, and the flexible substrate 22 (adhesive layer 20) and the substrate 30 are arranged inside the surface 30a of the substrate 30 without aligning the sides with each other. Has been.
Specifically, although depending on the viscosity of the resin layer and the coating conditions described later, the horizontal distance d from the end of the flexible substrate 22 to the end of the substrate 30 is the flexible substrate 22 and the adhesive layer 20. Is preferably tan −1 (t / d) = 15 ° or less, and more preferably tan −1 (t / d) = 10 ° or less. For example, the flexible substrate 22 is processed into the above-described size before being laminated on the substrate 30 and bonded to the inside on the surface 30 a of the substrate 30 via the adhesive layer 20.

可撓性基板22は、基板30に接着する前に、上述の大きさに加工する以外にも、以下のようにして形成することができる。例えば、図4(a)に示すように、基板30の全面に接着層20を介して可撓性基板(第2の可撓性基板)25を積層した後、図4(b)に示すように、基板30の端部まで水平距離dと可撓性基板22と接着層20の厚みを合わせた垂直距離tとが、tan−1(t/d)=15°以下、より好ましくはtan−1(t/d)=10°以下となるように、基板30の外縁に除去領域32を設定する。この除去領域32にある可撓性基板を接着層とともに除去して、図2(a)に示すように、基板30の表面30aの内側に接着層20を介して可撓性基板22を積層してもよい。除去領域32の設定方法および除去方法としては、例えば、基板30上の接着層20と可撓性基板25に切り込みを入れて除去領域32を設定したのち、除去領域32を剥離する方法が挙げられる。 The flexible substrate 22 can be formed as follows in addition to processing to the above-mentioned size before bonding to the substrate 30. For example, as shown in FIG. 4A, after a flexible substrate (second flexible substrate) 25 is laminated on the entire surface of the substrate 30 via the adhesive layer 20, as shown in FIG. Further, the horizontal distance d to the end of the substrate 30 and the vertical distance t obtained by adding the thicknesses of the flexible substrate 22 and the adhesive layer 20 are tan −1 (t / d) = 15 ° or less, more preferably tan −. The removal region 32 is set on the outer edge of the substrate 30 so that 1 (t / d) = 10 ° or less. The flexible substrate in the removal region 32 is removed together with the adhesive layer, and a flexible substrate 22 is laminated inside the surface 30a of the substrate 30 via the adhesive layer 20 as shown in FIG. May be. Examples of the setting method and the removing method of the removal region 32 include a method of cutting the adhesive layer 20 and the flexible substrate 25 on the substrate 30 to set the removal region 32 and then peeling the removal region 32. .

基板30に可撓性基板22を接着する接着層20には、接着剤または粘着剤が好ましく用いられる。接着剤または粘着剤としては、例えば、アクリル系またはウレタン系の再剥離剤と呼ばれる粘着剤を用いることができる。可撓性基板22の加工時には十分な接着力があり、TFT14(電子素子)形成後の剥離時には、容易に剥離でき、可撓性基板22に歪みを生じたり、剥離時の衝撃によりTFT14(電子素子)を破壊したりしない程度の粘着力を有するものが好ましい。特に、上記要求を満たし、室温で容易に接着できる接着層として、光硬化型接着層が好ましく用いられる。   An adhesive or a pressure-sensitive adhesive is preferably used for the adhesive layer 20 that adheres the flexible substrate 22 to the substrate 30. As the adhesive or pressure-sensitive adhesive, for example, a pressure-sensitive adhesive called an acrylic or urethane-based re-peeling agent can be used. Adhesive strength is sufficient when the flexible substrate 22 is processed. When the TFT 14 (electronic element) is peeled off, the flexible substrate 22 can be easily peeled off. The flexible substrate 22 is distorted, or the TFT 14 (electronic What has the adhesive force of the grade which does not destroy an element) is preferable. In particular, a photocurable adhesive layer is preferably used as an adhesive layer that satisfies the above requirements and can be easily bonded at room temperature.

次に、図2(b)に示すように、第1の熱処理を行う。この第1の熱処理は、接着層20に含まれる未硬化成分、または残溶剤の少なくとも一部を揮発させることを目的とするものである。第1の熱処理時の雰囲気は、例えば、大気雰囲気の他、窒素、Ar等の不活性雰囲気、かつ減圧環境下で行うことができる。また、第1の熱処理時の温度としては、接着層20に用いる材料と可撓性基板22の耐熱温度のうち、低い方を上限とする。   Next, as shown in FIG. 2B, a first heat treatment is performed. The first heat treatment is intended to volatilize at least a part of the uncured component or the residual solvent contained in the adhesive layer 20. The atmosphere at the time of the first heat treatment can be performed in, for example, an air atmosphere, an inert atmosphere such as nitrogen or Ar, and a reduced pressure environment. Moreover, as a temperature at the time of the first heat treatment, the lower one of the material used for the adhesive layer 20 and the heat-resistant temperature of the flexible substrate 22 is set as an upper limit.

次に、図2(c)に示すように、基板30の表面30aの一部である基板30の露出部30b、接着層20および可撓性基板22の端部23、および可撓性基板22の表面を覆うように樹脂層24を形成する。
この樹脂層24は、例えば、ディップ成膜法、塗布成膜法、スピンコート成膜法を用いて形成される。これらの方法のうち、特に、10μm以下の厚さの樹脂層24を大面積に均一に形成できるという観点から、スピンコート成膜法が好ましい。
樹脂層24は、可撓性基板22表面の傷、オリゴマー、マット粒子等による表面凹凸を被覆するという観点から、厚さが0.5μm〜5.0μmであることが好ましく、厚さが1.0μm〜3.0μmであることがより好ましい。
Next, as shown in FIG. 2C, the exposed portion 30 b of the substrate 30 that is a part of the surface 30 a of the substrate 30, the end portion 23 of the adhesive layer 20 and the flexible substrate 22, and the flexible substrate 22. A resin layer 24 is formed so as to cover the surface.
The resin layer 24 is formed using, for example, a dip film forming method, a coating film forming method, or a spin coat film forming method. Among these methods, the spin coat film forming method is preferable from the viewpoint that the resin layer 24 having a thickness of 10 μm or less can be uniformly formed over a large area.
The resin layer 24 preferably has a thickness of 0.5 μm to 5.0 μm from the viewpoint of covering surface irregularities due to scratches, oligomers, mat particles, etc. on the surface of the flexible substrate 22. More preferably, it is 0 μm to 3.0 μm.

樹脂層24には、例えば、光硬化型または熱硬化型のアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂が用いられる。樹脂層24となる樹脂としては、特に、硬化後の表面平坦性と樹脂層24自身からの脱ガス性の観点から、アクリル酸メチルエステル、アクリル酸エチルエステル、アクリル酸ブチルエステル、アクリル酸2−エチルヘキシルエステルに代表されるアクリル酸エステル系樹脂を含む樹脂が好ましく用いられる。   For the resin layer 24, for example, a photo-curing or thermosetting acrylic resin or epoxy resin is used. As the resin to be the resin layer 24, in particular, from the viewpoint of surface flatness after curing and degassing property from the resin layer 24 itself, acrylic acid methyl ester, acrylic acid ethyl ester, acrylic acid butyl ester, acrylic acid 2- A resin containing an acrylic ester resin typified by ethylhexyl ester is preferably used.

樹脂層24となる樹脂に熱硬化型の樹脂を用いる場合には、樹脂を塗布した後、後述する図2(d)に示す第2の熱処理を行い硬化させて樹脂層24を形成する。また、樹脂層24となる樹脂に光硬化型の樹脂を用いる場合には、樹脂を塗布した後、プリベークを行い、塗布した樹脂を硬化させるために所定の波長および強度の光で露光した後に、後述する図2(d)に示す第2の熱処理を行うことにより樹脂層24を形成する。これにより、基板30の表面30aの内側の接着層20を介して可撓性基板22が積層され、更に樹脂層24で覆われた樹脂層付積層基板34が形成される。なお、樹脂層付積層基板34においては、TDS(昇温脱離ガス分析)で得られた基板温度100℃での全圧が基板温度50℃での全圧の100倍以下である。   When a thermosetting resin is used as the resin to be the resin layer 24, the resin layer 24 is formed by applying a resin and then curing it by performing a second heat treatment shown in FIG. In addition, when using a photocurable resin as the resin to be the resin layer 24, after applying the resin, pre-baking, and after exposing with light of a predetermined wavelength and intensity to cure the applied resin, A resin layer 24 is formed by performing a second heat treatment shown in FIG. Thereby, the flexible substrate 22 is laminated via the adhesive layer 20 inside the surface 30 a of the substrate 30, and the laminated substrate 34 with the resin layer covered with the resin layer 24 is formed. In the laminated substrate 34 with a resin layer, the total pressure at a substrate temperature of 100 ° C. obtained by TDS (thermal desorption gas analysis) is 100 times or less than the total pressure at a substrate temperature of 50 ° C.

図2(d)に示すように第2の熱処理は、樹脂層24に熱硬化型の樹脂を用いる場合には硬化させること、および樹脂層24中の未硬化成分、または残溶剤の少なくとも一部を揮発させることを目的として行うものである。
第2の熱処理工程における熱処理時の雰囲気は、例えば、大気雰囲気の他、窒素、Ar等の不活性雰囲気、かつ減圧環境下で行うことができ、温度としては接着層20に用いる材料、可撓性基板22、樹脂層24に用いる材料の耐熱温度のうち、低い温度を上限として行う。
As shown in FIG. 2D, the second heat treatment is performed when a thermosetting resin is used for the resin layer 24, and at least a part of the uncured component or the residual solvent in the resin layer 24. It is performed for the purpose of volatilizing.
The atmosphere at the time of the heat treatment in the second heat treatment step can be, for example, an air atmosphere, an inert atmosphere such as nitrogen or Ar, and a reduced pressure environment. Among the heat resistant temperatures of the materials used for the conductive substrate 22 and the resin layer 24, the lower temperature is set as the upper limit.

次に、図2(e)に示すように、樹脂層24の表面24a、すなわち、樹脂層付積層基板34の表面にTFT14を形成する。この状態を、フレキシブル電子デバイス製造部材という。このフレキシブル電子デバイス製造部材は、フレキシブル電子デバイスを製造するための前駆体である。   Next, as shown in FIG. 2E, the TFT 14 is formed on the surface 24 a of the resin layer 24, that is, on the surface of the laminated substrate 34 with a resin layer. This state is called a flexible electronic device manufacturing member. This flexible electronic device manufacturing member is a precursor for manufacturing a flexible electronic device.

TFT14は、少なくとも一部に真空プロセスを含む製造方法を用いて形成される。TFT14の形成には、電子素子の製造に一般的に利用されるフォトリソグラフィー技術を用いたパターニング等が用いられる。
また、TFT14の形成には、例えば、有機プラスチックフィルム上にTFTを形成する方法として特開2010−186860号公報に記載されているような公知の方法を適宜用いることができる。なお、TFT14の各構成についても、特開2010−186860号公報に記載されているような構成とすることができる。
The TFT 14 is formed using a manufacturing method including a vacuum process at least in part. For the formation of the TFT 14, patterning using a photolithography technique generally used for manufacturing an electronic element is used.
For forming the TFT 14, for example, a known method described in JP 2010-186860 A can be appropriately used as a method for forming a TFT on an organic plastic film. In addition, about each structure of TFT14, it can be set as the structure as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-186860.

次に、図2(f)に示すように、基板30から可撓性基板22を剥離する。これにより、フレキシブル電子デバイス10が形成される。
基板30から可撓性基板22を剥離する際には、接着層20に用いる材料により異なるが、例えば、紫外線照射により接着力を弱めた上で端部から剥離する方法、加熱処理により接着力を弱めた上で端部から剥離する方法、基板30を温水に浸漬して端部から剥離する方法、可撓性基板22の一端を把持しながら機械的に剥離する方法、可撓性基板22の一部に切り込みを入れ、そこから空気等の気体を吹き込んで剥離する方法等がある。これらの方法のうち、基板12となるもの、およびTFT14に損傷を与えないような適切な方法が選択される。いずれの方法を用いる場合であっても、可撓性基板22上に形成したTFT14(電子素子)が損傷、破壊を受けないように可撓性基板22の湾曲を抑制しながら剥離することが望ましい。
Next, as shown in FIG. 2 (f), the flexible substrate 22 is peeled from the substrate 30. Thereby, the flexible electronic device 10 is formed.
When the flexible substrate 22 is peeled from the substrate 30, it depends on the material used for the adhesive layer 20. For example, the adhesive strength is reduced by, for example, a method of peeling from the edge after weakening the adhesive strength by ultraviolet irradiation or heat treatment. Method of peeling from the edge after weakening, Method of peeling from the edge by immersing the substrate 30 in warm water, Method of peeling mechanically while holding one end of the flexible substrate 22, There is a method of making a cut in a part and blowing off a gas such as air from there. Among these methods, an appropriate method is selected so as not to damage the substrate 12 and the TFT 14. Regardless of which method is used, it is desirable that the TFT 14 (electronic element) formed on the flexible substrate 22 be peeled off while suppressing the bending of the flexible substrate 22 so as not to be damaged or destroyed. .

本発明において、寸法安定性に優れた支持基板30とは、具体的には熱膨張係数が10ppm/℃以下、吸水率が0.1%以下の硬質で安定な基板のことを指す。基板30としては、例えば、ソーダライムガラス、ホウケイ酸系ガラス、石英ガラスなどのガラス、アルミナ、ジルコニア、窒化シリコンなどのセラミックス、またはシリコンウェハなどにより構成されたものが含まれる。基板30としては、特に、半導体や液晶ディスプレイの製造工程において、ごく一般的に用いられており、取り扱いが容易であるガラス基板が好ましい。   In the present invention, the support substrate 30 excellent in dimensional stability specifically refers to a hard and stable substrate having a thermal expansion coefficient of 10 ppm / ° C. or less and a water absorption of 0.1% or less. Examples of the substrate 30 include glass made of soda lime glass, borosilicate glass, quartz glass, and the like, ceramics such as alumina, zirconia, and silicon nitride, or a silicon wafer. The substrate 30 is preferably a glass substrate that is very commonly used in the manufacturing process of semiconductors and liquid crystal displays and is easy to handle.

また、基板30を可撓性基板22に接着する接着層20には、上述のように光硬化型接着層が好ましく用いられる。このため、基板30は紫外線を透過することが望ましく、この点でもガラス基板が好ましい。ガラス基板の中でも、アルミノホウケイ酸塩ガラスに代表されるホウケイ酸系ガラスのガラス基板は、高弾性率かつ熱膨張係数が小さいためTFT14(電子素子)形成時の位置精度を確保しやすいため、特に好ましく用いられる。   In addition, as described above, a photocurable adhesive layer is preferably used for the adhesive layer 20 that bonds the substrate 30 to the flexible substrate 22. For this reason, it is desirable for the substrate 30 to transmit ultraviolet rays, and a glass substrate is also preferable in this respect. Among glass substrates, a glass substrate of borosilicate glass typified by aluminoborosilicate glass has a high elastic modulus and a small coefficient of thermal expansion, so it is easy to ensure positional accuracy when forming TFT 14 (electronic element). Preferably used.

基板30の厚さは、特に限定されるものではないが、機械的強度とハンドリングの容易性、運搬コスト等の観点から、0.1mm〜2.0mm程度であることが好ましく、0.5mm〜1.5mmであることがより好ましい。   The thickness of the substrate 30 is not particularly limited, but is preferably about 0.1 mm to 2.0 mm from the viewpoint of mechanical strength, ease of handling, transportation cost, and the like, More preferably, it is 1.5 mm.

また、可撓性基板22としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリカーボネート誘導体(帝人(株):WRF)、セルロース誘導体(セルローストリアセテート、セルロースジアセテート)、ポリオレフィン系樹脂(日本ゼオン(株):ゼオノア、ゼオネックス)、ポリサルホン系樹脂(ポリエーテルサルホン)ノルボルネン系樹脂(JSR(株):アートン)、ポリエステル系樹脂(PET、PEN)、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹、ポリエーテルケトン等などの可撓性を有する合成樹脂基板が好適である。
また、可撓性基板22の厚さは、ハンドリングの容易性の観点から、10μm〜200μmであることが好ましく、30μm〜150μmがより好ましい。
Examples of the flexible substrate 22 include polyvinyl alcohol resins, polycarbonate derivatives (Teijin Limited: WRF), cellulose derivatives (cellulose triacetate, cellulose diacetate), polyolefin resins (Nippon ZEON Co., Ltd .: Zeonoa). , ZEONEX), polysulfone resin (polyethersulfone) norbornene resin (JSR Corporation: Arton), polyester resin (PET, PEN), polyimide resin, polyamide resin, polyarylate tree, polyether ketone A synthetic resin substrate having flexibility such as the like is preferable.
The thickness of the flexible substrate 22 is preferably 10 μm to 200 μm, and more preferably 30 μm to 150 μm, from the viewpoint of ease of handling.

基板30に可撓性基板22を接着させた場合、可撓性基板22を接着させた基板30については、洗浄することにより余分な接着剤または粘着材を減らすことが好ましい。
洗浄の方法としては、例えば、界面活性剤を含む洗剤液中や純水中で超音波を照射し、その後に純水でリンスし、スピン乾燥する方法がある。洗浄に用いる洗浄液、超音波照射の強度、洗浄液の温度等は、使用する可撓性基板22に応じて適宜選定し、可撓性基板22にダメージをさせたり、接着層20の強度を過度に落としたりしないよう適切な条件で行う必要がある。
When the flexible substrate 22 is bonded to the substrate 30, it is preferable to reduce excess adhesive or adhesive material by cleaning the substrate 30 to which the flexible substrate 22 is bonded.
As a cleaning method, for example, there is a method of irradiating ultrasonic waves in a detergent solution containing a surfactant or pure water, rinsing with pure water, and spin drying. The cleaning liquid used for cleaning, the intensity of ultrasonic irradiation, the temperature of the cleaning liquid, and the like are appropriately selected according to the flexible substrate 22 to be used, causing damage to the flexible substrate 22 or excessively high strength of the adhesive layer 20. It is necessary to carry out under appropriate conditions so as not to drop it.

本発明において、接着層20からの脱ガスをさらに抑制するためには、基板30に接着した可撓性基板22の端部23をテーパー状に形成して、テーパーを設けてもよい。このように端部23にテーパーを設けることにより、樹脂層24を形成する際、端部23、および基板30の露出部30bでの樹脂の被覆性が向上し、接着層20からの脱ガスをさらに抑制できる。
可撓性基板22および接着層20の端部23にテーパーを設ける方法としては、高密度プラズマを用いたドライエッチング法が適している。高密度プラズマを得る手法にはマイクロ波や誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)を用いたエッチング装置が適している。特に、ICPエッチング装置はプラズマの制御が容易であり、処理基板の大面積化にも対応できることから好適である。
In the present invention, in order to further suppress the degassing from the adhesive layer 20, the end 23 of the flexible substrate 22 bonded to the substrate 30 may be formed in a tapered shape to provide a taper. By providing the end portion 23 with a taper in this way, when the resin layer 24 is formed, the resin coverage at the end portion 23 and the exposed portion 30b of the substrate 30 is improved, and degassing from the adhesive layer 20 is prevented. Further suppression is possible.
As a method for providing the flexible substrate 22 and the end 23 of the adhesive layer 20 with a taper, a dry etching method using high-density plasma is suitable. An etching apparatus using microwaves or inductively coupled plasma (ICP) is suitable for a technique for obtaining high-density plasma. In particular, an ICP etching apparatus is suitable because it can easily control plasma and can cope with an increase in the area of a processing substrate.

なお、本実施形態において、真空プロセスを利用してTFT14(電子素子)を形成しているが、この真空プロセスを利用してTFT14(電子素子)を形成する工程とは、基板上にTFT14(電子素子)を形成する工程において、少なくとも一部に真空プロセスを含むTFT14(電子素子)の形成工程を示す。すなわち、必ずしもTFT14(電子素子)の形成工程の全てが真空プロセスで行われる必要はなく、例えば、減圧CVD法によりゲート絶縁膜の形成を行う電子素子の形成工程、またはスパッタ法、蒸着法もしくはPLD(パルスレーザデポジション)法により半導体活性層または電極の形成を行う工程が含まれていればよい。
また、本実施形態において、形成される電子素子は、電子素子作製プロセスの最高温度が、上述の第2の熱処理温度と同等か、それ以下であることが望ましく、低温プロセスで作製できるものが好ましい。このような低温プロセスで作製できるものとしては、例えば、アモルファスシリコン、低温ポリシリコン、アモルファス酸化物半導体を活性層としたTFTがある。
In this embodiment, the TFT 14 (electronic element) is formed by using a vacuum process. The step of forming the TFT 14 (electronic element) by using this vacuum process is the process of forming the TFT 14 (electronic element) on the substrate. In the step of forming an element, a step of forming a TFT 14 (electronic element) including a vacuum process at least in part is shown. That is, the TFT 14 (electronic element) formation process is not necessarily performed by a vacuum process. For example, an electronic element formation process for forming a gate insulating film by a low pressure CVD method, a sputtering method, a vapor deposition method, or a PLD. A step of forming the semiconductor active layer or the electrode by the (pulse laser deposition) method may be included.
In the present embodiment, the electronic device to be formed preferably has a maximum temperature of the electronic device manufacturing process equal to or lower than the above-described second heat treatment temperature, and preferably can be manufactured by a low temperature process. . As what can be manufactured by such a low-temperature process, for example, there are TFTs using amorphous silicon, low-temperature polysilicon, and amorphous oxide semiconductor as an active layer.

本実施形態においては、第1の熱処理を行い接着層20に含まれる未硬化成分または残溶剤の少なくとも一部を揮発させ、第2の熱処理を行い樹脂層24中の未硬化成分または残溶剤の少なくとも一部を揮発させることにより、TFT14の形成の際の真空プロセスにおける脱ガスを抑制することができる。このため、電子素子として、TFT14を形成する場合、電子素子の主要な機能を担う半導体層の電気特性への影響が抑制され、半導体層の意図しない特性変化を抑止することができる。これにより、フレキシブル電子デバイス10の分留まりを向上させることができ、高い歩留まりでフレキシブル電子デバイス10を製造することができる。   In the present embodiment, the first heat treatment is performed to volatilize at least a part of the uncured component or the residual solvent contained in the adhesive layer 20, and the second heat treatment is performed to remove the uncured component or the residual solvent in the resin layer 24. By volatilizing at least a part, degassing in a vacuum process when forming the TFT 14 can be suppressed. For this reason, when forming TFT14 as an electronic element, the influence on the electrical characteristic of the semiconductor layer which bears the main function of an electronic element is suppressed, and the characteristic change of the semiconductor layer which is not intended can be suppressed. Thereby, the yield of the flexible electronic device 10 can be improved, and the flexible electronic device 10 can be manufactured with a high yield.

また、寸法安定性に優れた支持基板30から可撓性基板22を剥離するだけでフレキシブル電子デバイス10を製造することができることから、TFT14を破壊することが抑制される。しかも、寸法安定性に優れた支持基板30に可撓性基板22が積層されているため、樹脂層24上にTFT14を、パターニング精度等を高い精度で、すなわち、TFT14の各構成の位置精度を高く形成することができる。このようなことから、寸法精度等が良いTFT14を有するフレキシブル電子デバイス10を高い歩留まりで製造することができる。さらには、フレキシブル電子デバイス10を得るに基板30から可撓性基板22を剥離するだけであるため、高精細、かつ大面積のフレキシブル電子デバイス10を高い歩留まりで製造することができる。
このようなことから、フレキシブル電子デバイス10は、上述のようにTFT14の寸法精度が高く、しかもTFT14を構成する半導体材料の特性も安定したものとなる。
Moreover, since the flexible electronic device 10 can be manufactured only by peeling the flexible substrate 22 from the support substrate 30 excellent in dimensional stability, the TFT 14 is prevented from being destroyed. In addition, since the flexible substrate 22 is laminated on the support substrate 30 having excellent dimensional stability, the TFT 14 is formed on the resin layer 24 with high patterning accuracy, that is, the positional accuracy of each component of the TFT 14. Highly formed. For this reason, the flexible electronic device 10 having the TFT 14 with good dimensional accuracy and the like can be manufactured with a high yield. Furthermore, since the flexible substrate 22 is simply peeled from the substrate 30 to obtain the flexible electronic device 10, the flexible electronic device 10 having a high definition and a large area can be manufactured with a high yield.
For this reason, the flexible electronic device 10 has high dimensional accuracy of the TFT 14 as described above, and also has stable characteristics of the semiconductor material constituting the TFT 14.

本実施形態の樹脂層付積層基板34を用いることにより、上述のことから真空プロセスにおける脱ガスを抑制することができるものであることは明らかであり、しかも、上述のように樹脂層24上にTFT14を高い寸法精度で形成することができることから、フレキシブル電子デバイス10に好適に用いることができる。
なお、寸法安定性に優れた支持基板30からTFT14が形成された可撓性基板22を剥離するだけでフレキシブル電子デバイス10を得ることができる。しかも、TFT14はパターニング精度等の精度が良く、しかもTFT14を構成する半導体材料の特性も安定したものであることから、フレキシブル電子デバイス製造部材は、フレキシブル電子デバイス10を製造するための前駆体として好適である。
From the above, it is clear that the degassing in the vacuum process can be suppressed by using the laminated substrate 34 with the resin layer of the present embodiment, and further, on the resin layer 24 as described above. Since the TFT 14 can be formed with high dimensional accuracy, it can be suitably used for the flexible electronic device 10.
Note that the flexible electronic device 10 can be obtained simply by peeling the flexible substrate 22 on which the TFTs 14 are formed from the support substrate 30 having excellent dimensional stability. Moreover, since the TFT 14 has high accuracy such as patterning accuracy and the characteristics of the semiconductor material constituting the TFT 14 are stable, the flexible electronic device manufacturing member is suitable as a precursor for manufacturing the flexible electronic device 10. It is.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図5は、本発明の第2の実施形態のフレキシブル電子デバイスの製造方法で製造されたフレキシブル電子デバイスを示す模式的断面図である。
なお、本実施形態においては、図1に示す第1の実施形態のフレキシブル電子デバイス10と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5: is typical sectional drawing which shows the flexible electronic device manufactured with the manufacturing method of the flexible electronic device of the 2nd Embodiment of this invention.
In the present embodiment, the same components as those of the flexible electronic device 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図5に示す本実施形態のフレキシブル電子デバイス10aは、第1の実施形態のフレキシブル電子デバイス10(図1参照)に比して、基板50の構成が異なり、それ以外は第1の実施形態のフレキシブル電子デバイス10と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。   The flexible electronic device 10a of the present embodiment shown in FIG. 5 is different from the flexible electronic device 10 of the first embodiment (see FIG. 1) in the configuration of the substrate 50, and other than that of the first embodiment. Since it is the same structure as the flexible electronic device 10, the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施形態のフレキシブル電子デバイス10aは、基板50が第1の実施形態の基板12に比して、樹脂層24からの脱ガスをさらに抑制するために、樹脂層24上に封止層26が設けられたものである。この基板50の表面50aにTFT14が形成されている。
この封止層26の材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化炭化シリコン、窒化炭化シリコン、酸化窒化炭化シリコン、酸化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム、酸化窒化ゲルマニウム、酸化炭化ゲルマニウム、窒化炭化ゲルマニウム、酸化窒化炭化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化炭化アルミニウム、窒化炭化アルミニウム、酸化窒化炭化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム等のガスバリア性に優れる材料が用いられる。
また、封止層26の厚さは、封止効果を充分に得るという観点から、30nm以上であることが好ましく、100nm以上がより好ましい。
In the flexible electronic device 10a of this embodiment, the sealing layer 26 is provided on the resin layer 24 so that the substrate 50 further suppresses degassing from the resin layer 24 as compared with the substrate 12 of the first embodiment. It is provided. The TFT 14 is formed on the surface 50 a of the substrate 50.
Examples of the material of the sealing layer 26 include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxycarbide, silicon nitride carbide, silicon oxynitride carbide, germanium oxide, germanium nitride, germanium oxynitride, germanium oxycarbide, and nitride. Materials having excellent gas barrier properties such as germanium carbide, germanium oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, aluminum oxide carbide, aluminum nitride carbide, aluminum oxynitride carbide, yttrium oxide, tantalum oxide, and hafnium oxide are used.
In addition, the thickness of the sealing layer 26 is preferably 30 nm or more, and more preferably 100 nm or more from the viewpoint of obtaining a sufficient sealing effect.

次に、本実施形態のフレキシブル電子デバイス10aの製造方法について説明する。
図6(a)〜(g)は、本発明の第2の実施形態のフレキシブル電子デバイスの製造方法を工程順に示す模式図である。
なお、本実施形態においては、図6(a)〜(d)の工程は、上述の第1の実施形態の図2(a)〜(d)と同一の工程であるため、その詳細な説明は省略する。このため、図6(e)の工程から説明する。
Next, the manufacturing method of the flexible electronic device 10a of this embodiment is demonstrated.
FIGS. 6A to 6G are schematic views showing a method of manufacturing a flexible electronic device according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.
In the present embodiment, the steps of FIGS. 6A to 6D are the same as the steps of FIGS. 2A to 2D of the first embodiment described above, and therefore detailed description thereof is omitted. Is omitted. For this reason, it demonstrates from the process of FIG.6 (e).

本実施形態においては、図6(e)に示すように、樹脂層24を覆うように封止層26を形成する。これにより、基板30の表面30aの内側の接着層20を介して可撓性基板22が積層され、更に樹脂層24で覆われ、この樹脂層24上に封止層26が形成された樹脂層付積層基板36が形成される。この樹脂層付積層基板36においても、TDS(昇温脱離ガス分析)で得られた基板温度100℃での全圧が基板温度50℃での全圧の100倍以下である。
次に、図6(f)に示すように、封止層26の表面26a、すなわち、樹脂層付積層基板36の表面にTFT14を形成する。この状態を、フレキシブル電子デバイス製造部材という。その後、図6(g)に示すように、基板30を可撓性基板22から剥離する。これにより、フレキシブル電子デバイス10aが作製される。
本実施形態の図6(f)に示すTFT14の作製工程、図6(g)に示す基板30の剥離工程は、上述の第1の実施形態の図4(e)、(f)と同一の工程であるため、その詳細な説明は省略する。
In the present embodiment, the sealing layer 26 is formed so as to cover the resin layer 24 as shown in FIG. Thereby, the flexible substrate 22 is laminated via the adhesive layer 20 inside the surface 30 a of the substrate 30, and further covered with the resin layer 24, and the resin layer in which the sealing layer 26 is formed on the resin layer 24. A laminated substrate 36 is formed. Also in this laminated substrate 36 with a resin layer, the total pressure at a substrate temperature of 100 ° C. obtained by TDS (thermal desorption gas analysis) is 100 times or less than the total pressure at a substrate temperature of 50 ° C.
Next, as shown in FIG. 6F, the TFT 14 is formed on the surface 26 a of the sealing layer 26, that is, on the surface of the multilayer substrate 36 with a resin layer. This state is called a flexible electronic device manufacturing member. Thereafter, the substrate 30 is peeled from the flexible substrate 22 as shown in FIG. Thereby, the flexible electronic device 10a is produced.
The manufacturing process of the TFT 14 shown in FIG. 6F of this embodiment and the peeling process of the substrate 30 shown in FIG. 6G are the same as those of FIGS. 4E and 4F of the first embodiment described above. Since it is a process, its detailed description is omitted.

本実施形態において、封止層26の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、PLD(パルスレーザデポジション)法、イオンプレーティング法、CVD法、ゾルゲル法等の成膜方法を用いることができる。
特に、基板30と可撓性基板22の全面を封止できることから、封止層26の形成方法としては、CVD法およびゾルゲル法による成膜法が好ましい。上述のいずれの成膜方法においても、封止層26の成膜工程の最高温度は、上述の第2の熱処理温度と同等か、それ以下であることが望ましい。
In the present embodiment, as a method for forming the sealing layer 26, for example, a film forming method such as a sputtering method, a PLD (pulse laser deposition) method, an ion plating method, a CVD method, or a sol-gel method can be used.
In particular, since the entire surfaces of the substrate 30 and the flexible substrate 22 can be sealed, the formation method of the sealing layer 26 is preferably a film forming method using a CVD method or a sol-gel method. In any of the above film forming methods, it is desirable that the maximum temperature in the film forming process of the sealing layer 26 is equal to or lower than the above-described second heat treatment temperature.

また、封止層26の形成を真空プロセスで行う場合は、成膜チャンバとして、ロードロックチャンバを有する真空装置を用いることが好ましく、成膜チャンバに、接着層20を介して可撓性基板22が接着され、更に樹脂層24が形成された基板を移送する前に十二分に脱ガスを行うことが好ましい。   When the sealing layer 26 is formed by a vacuum process, it is preferable to use a vacuum apparatus having a load lock chamber as the film formation chamber, and the flexible substrate 22 is interposed in the film formation chamber via the adhesive layer 20. It is preferable to sufficiently degas before transferring the substrate on which the resin layer 24 is further adhered and the resin layer 24 is formed.

本実施形態においては、基本的に上述の第1の実施形態の効果を得ることができる。このため、その詳細な説明は省略する。
さらに、本実施形態においては、封止層26を設けることにより、真空プロセスでの脱ガスを更に抑制することができる。これにより、TFT14を形成する場合、半導体層の意図しない特性変化を更に抑止することができ、フレキシブル電子デバイス10aの分留まりを更に向上させることができ、更に高い歩留まりでフレキシブル電子デバイス10aを製造することができる。
なお、本実施形態の樹脂層付積層基板36も、第1の実施形態の樹脂層付積層基板34と同様に、フレキシブル電子デバイス10aに好適に用いることができる。
In the present embodiment, the effects of the first embodiment described above can be basically obtained. For this reason, the detailed description is abbreviate | omitted.
Furthermore, in this embodiment, by providing the sealing layer 26, degassing in a vacuum process can be further suppressed. As a result, when the TFT 14 is formed, unintended characteristic changes of the semiconductor layer can be further suppressed, the yield of the flexible electronic device 10a can be further improved, and the flexible electronic device 10a can be manufactured with a higher yield. be able to.
In addition, the laminated substrate 36 with a resin layer of this embodiment can be used suitably for the flexible electronic device 10a, similarly to the laminated substrate 34 with a resin layer of the first embodiment.

なお、上述のいずれの実施形態においても、TFT14を形成した後、第2の熱処理における熱処理温度以下の温度で熱処理する第3の熱処理を行ってもよい(第3の熱処理工程)。
また、上述のいずれの実施形態においても、電子素子としてTFT14を例にしたが、これに限定されるものではなく、薄膜コンデンサ、薄膜LED、薄膜光電変換素子など、各種電子素子を作製することができる。
In any of the above-described embodiments, after the TFT 14 is formed, a third heat treatment may be performed in which the heat treatment is performed at a temperature equal to or lower than the heat treatment temperature in the second heat treatment (third heat treatment step).
In any of the above-described embodiments, the TFT 14 is taken as an example of the electronic element. However, the present invention is not limited to this, and various electronic elements such as a thin film capacitor, a thin film LED, and a thin film photoelectric conversion element can be manufactured. it can.

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明のフレキシブル電子デバイスの製造方法および樹脂層付積層基板、ならびにフレキシブル電子デバイスについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。   The present invention is basically configured as described above. As mentioned above, although the manufacturing method of the flexible electronic device of this invention, the laminated substrate with a resin layer, and the flexible electronic device were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the main point of this invention, Of course, various improvements or modifications may be made.

以下、実施例1および比較例1〜3を挙げて本発明の効果(特徴)を明らかにするが、本発明は、以下に示す実施例1および比較例1〜3によって何ら制限されるものではない。まず、実施例1、比較例1〜3について説明する。   Hereinafter, although Example 1 and Comparative Examples 1-3 are given and the effect (characteristic) of this invention is clarified, this invention is not restrict | limited at all by Example 1 and Comparative Examples 1-3 shown below. Absent. First, Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 will be described.

<実施例1>
実施例1は、図7(a)に示す試料60を下記のようにして作製したものであり、この試料60について、電子科学社製EMD−WA1000Sを用いて昇温脱離ガス分析(TDS)を行った。
実施例1においては、まず、大きさが10mm□×1mm(厚さ)の合成石英ガラス基板62(トータルファインガラス株式会社製:T−4040)に、光硬化型のアクリル系接着剤を用いた接着層64を介して、可撓性基板64として、大きさが8mm□×100μm(厚さ)のPENフイルム(帝人デュポンフィルム株式会社製:Q65FA)を貼り付けた。その後、紫外線露光機(低圧水銀ランプ光源)を用いてUV光を露光量360mJ/cmで照射して接着し、貼付試料を得た。
次いで、貼付試料に界面活性剤とグリコールエーテルを含む洗浄液および純水中で順次超音波照射し、余分な接着剤を除いた上で、大気中で120℃、1時間の熱処理を施した。
次に、この貼付試料上に樹脂材(JSR株式会社製:JEM−531)をスピンコート成膜し、温度90℃、3分間のプリベークを行い、その後、UV光を露光量140mJ/cmで照射し、温度210℃で1時間のポストベークを行って、樹脂層68を形成した。このようにして、図7(a)に示す試料60を作製した。
次に、作製した試料60に対して、M/z=1〜199のガス種についてTDS(昇温脱離ガス分析)した。その結果を図7(b)に示す。
<Example 1>
In Example 1, a sample 60 shown in FIG. 7A was produced as follows, and this sample 60 was subjected to thermal desorption gas analysis (TDS) using EMD-WA1000S manufactured by Electronic Science Co., Ltd. Went.
In Example 1, first, a photo-curable acrylic adhesive was used for a synthetic quartz glass substrate 62 (total fine glass Co., Ltd .: T-4040) having a size of 10 mm □ × 1 mm (thickness). A PEN film (manufactured by Teijin DuPont Films Ltd .: Q65FA) having a size of 8 mm □ × 100 μm (thickness) was attached as the flexible substrate 64 through the adhesive layer 64. Then, using a UV exposure machine (low pressure mercury lamp light source), UV light was irradiated at an exposure amount of 360 mJ / cm 2 and adhered to obtain a pasted sample.
Next, the applied sample was sequentially irradiated with ultrasonic waves in a cleaning solution containing a surfactant and glycol ether and pure water to remove excess adhesive, and then subjected to heat treatment at 120 ° C. for 1 hour in the atmosphere.
Next, a resin material (manufactured by JSR Co., Ltd .: JEM-531) is spin-coated on this attached sample, pre-baked at a temperature of 90 ° C. for 3 minutes, and then UV light is applied at an exposure amount of 140 mJ / cm 2 . The resin layer 68 was formed by post-baking at a temperature of 210 ° C. for 1 hour. In this way, a sample 60 shown in FIG.
Next, TDS (temperature-programmed desorption gas analysis) was performed on the prepared sample 60 with respect to the gas types of M / z = 1 to 199. The result is shown in FIG.

<比較例1>
比較例1は、図8(a)に示す試料70を下記のようにして作製したものであり、この試料70について、電子科学社製EMD−WA1000Sを用いて昇温脱離ガス分析(TDS)を行った。
比較例1の試料70は、実施例1で用いた基板62と同じ合成石英ガラス基板を2枚、実施例1で接着層64に用いたものと同じ光硬化型のアクリル系接着剤を介して貼り合わせたものである。
比較例1においては、実施例1と同じ接着層64を形成する条件で露光、洗浄および加熱処理を行い、2枚の合成石英ガラス基板を貼り合せて、図8(a)に示す試料70を作製した。
次に、作製した試料70に対して、M/z=1〜199のガス種についてTDSを行った。その結果を図8(b)に示す。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, a sample 70 shown in FIG. 8A was prepared as follows. This sample 70 was subjected to temperature programmed desorption gas analysis (TDS) using EMD-WA1000S manufactured by Denshi Kagaku. Went.
The sample 70 of Comparative Example 1 includes two synthetic quartz glass substrates that are the same as the substrate 62 used in Example 1, and the same photo-curing acrylic adhesive as that used for the adhesive layer 64 in Example 1. It is what was pasted together.
In Comparative Example 1, exposure, cleaning, and heat treatment were performed under the same conditions for forming the adhesive layer 64 as in Example 1, two synthetic quartz glass substrates were bonded together, and a sample 70 shown in FIG. Produced.
Next, TDS was performed on the prepared sample 70 with respect to the gas type of M / z = 1 to 199. The result is shown in FIG.

<比較例2>
比較例2は、図9(a)に示す試料72を下記のようにして作製したものであり、この試料72について、電子科学社製EMD−WA1000Sを用いて昇温脱離ガス分析(TDS)を行った。
比較例2の図9(a)に試料72は、実施例1で用いた基板62と同じ合成石英ガラス基板上に、実施例1で用いた樹脂層68と同じ樹脂材を用いて同様の方法で樹脂層68が形成されたものである。この比較例2は、樹脂層付合成石英ガラス基板である。
次に、作製した試料72に対して、M/z=1〜199のガス種についてTDSを行った。その結果を図9(b)に示す。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, a sample 72 shown in FIG. 9A was produced as follows, and this sample 72 was subjected to temperature programmed desorption gas analysis (TDS) using EMD-WA1000S manufactured by Electronic Science Co., Ltd. Went.
In FIG. 9A of Comparative Example 2, a sample 72 is obtained by using the same resin material as that of the resin layer 68 used in Example 1 on the same synthetic quartz glass substrate as that used in Example 1. Thus, the resin layer 68 is formed. Comparative Example 2 is a synthetic quartz glass substrate with a resin layer.
Next, TDS was performed on the produced sample 72 with respect to a gas type of M / z = 1 to 199. The result is shown in FIG.

<比較例3>
比較例3は、図10(a)に示す試料74について、電子科学社製EMD−WA1000Sを用いて昇温脱離ガス分析(TDS)を行った。
比較例3は、実施例1で可撓性基板66として用いたものと同じPENフイルムを10mm□に切り出した、単体のPENフイルムで構成されるものである。
比較例3では、試料74について、M/z=1〜199のガス種についてTDSを行った。その結果を図10(b)に示す。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 3, thermal desorption gas analysis (TDS) was performed on the sample 74 shown in FIG. 10A using an EMD-WA1000S manufactured by Denshi Kagaku.
In Comparative Example 3, the same PEN film as that used as the flexible substrate 66 in Example 1 was cut into a 10 mm square and constituted by a single PEN film.
In Comparative Example 3, TDS was performed on the sample 74 with respect to a gas type of M / z = 1 to 199. The result is shown in FIG.

本実施例において、実施例1は、比較例1に対して、図7(b)に示すように、接着剤起因の有機物の脱ガスM/z=27、39、41、93が、特に100℃近辺の低温域で大幅に減っているほか、水に起因すると考えられるM/z=17、18の脱ガスも減っており、熱処理と樹脂層による封止効果で、接着剤からの脱ガスを大幅に抑制できることが示された。なお、実施例1は、図7(b)に示すように、TDSの結果、基板温度100℃での全圧が基板温度50℃での全圧の100倍以下である。
一方、比較例1では、図8(b)に示すように、有機物の脱ガスと見られるM/z=27、39、41、93と、水に起因すると見られるM/z=17、18の多量の脱ガスが確認された。有機物と見られるM/z=27、39、41、93の具体は明らかではないものの、合成石英ガラス基板の接着に用いた光硬化型アクリル系接着剤の未硬化成分に起因するものと考えられる。脱ガスは100℃近辺の低温域でピークを示し、事前に120℃で熱処理したにも関わらず、接着剤からの脱ガスが十分に抑制できていないことが示された。
In this example, compared with Comparative Example 1, as shown in FIG. 7B, the organic substance degassing M / z = 27, 39, 41, 93 due to the adhesive is 100 in particular. In addition to a significant decrease in the low temperature region around ℃, the degassing of M / z = 17,18, which is thought to be caused by water, has also decreased, and the degassing from the adhesive due to the heat treatment and sealing effect by the resin layer It was shown that can be significantly suppressed. In Example 1, as shown in FIG. 7B, as a result of TDS, the total pressure at the substrate temperature of 100 ° C. is 100 times or less of the total pressure at the substrate temperature of 50 ° C.
On the other hand, in Comparative Example 1, as shown in FIG. 8 (b), M / z = 27, 39, 41, 93, which are considered to be degassed organic substances, and M / z = 17, 18, which are considered to be caused by water. A large amount of degassing was confirmed. Although the specifics of M / z = 27, 39, 41, and 93, which are considered to be organic substances, are not clear, it is considered to be caused by the uncured component of the photocurable acrylic adhesive used for bonding the synthetic quartz glass substrate. . Degassing showed a peak in a low temperature region around 100 ° C., and it was shown that degassing from the adhesive was not sufficiently suppressed even though heat treatment was performed at 120 ° C. in advance.

比較例2は、樹脂層付合成石英ガラス基板であり、実施例1、比較例1と同様にTDSをした結果、低温におけるM/z=17、18、27、39、41、93の脱ガスは少なく、実施例1で得られたTDSの測定結果が比較例2の測定結果同様、100℃近辺で接着剤の有機物に起因すると見られるピークを有さないことから、実施例1および比較例2で用いた樹脂層68を用いることで、接着剤からの脱ガスを抑制できることが示された。
また、比較例3においては、実施例1、比較例1〜2と同様にM/z=17、18、27、39、41、93に着目したところ、100℃〜150℃にかけて水に起因すると考えられるM/z=17、18の脱ガスが見られ、200℃程度でM/z=27の脱ガスが見られたが、M/z=39、41、93は、比較例3の測定温度範囲内では検出限界以下であった。
Comparative Example 2 is a synthetic quartz glass substrate with a resin layer. As a result of TDS as in Example 1 and Comparative Example 1, degassing of M / z = 17, 18, 27, 39, 41, 93 at low temperature Since the TDS measurement result obtained in Example 1 does not have a peak that appears to be attributed to the organic material of the adhesive in the vicinity of 100 ° C., as in the measurement result of Comparative Example 2, Example 1 and Comparative Example It was shown that degassing from the adhesive can be suppressed by using the resin layer 68 used in 2.
Moreover, in Comparative Example 3, when focusing on M / z = 17, 18, 27, 39, 41, and 93 as in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, it was caused by water from 100 ° C. to 150 ° C. Possible degassing of M / z = 17 and 18 was observed, and degassing of M / z = 27 was observed at about 200 ° C., but M / z = 39, 41 and 93 were measured in Comparative Example 3. Within the temperature range, it was below the detection limit.

以上のように、本発明の構成である実施例1においては、接着剤起因の有機物の脱ガスおよび水に起因すると考えられる脱ガスも減っており、熱処理と樹脂層による封止効果により、接着剤からの脱ガスを大幅に抑制できることは明らかである。   As described above, in Example 1 which is a configuration of the present invention, the degassing of the organic substance due to the adhesive and the degassing which is considered to be caused by water are also reduced, and the adhesion effect due to the heat treatment and the sealing effect by the resin layer is reduced. It is clear that degassing from the agent can be greatly suppressed.

10、10a フレキシブル電子デバイス
12,50 基板
14 薄膜トランジスタ(TFT)
20 接着層
22 可撓性基板
24 樹脂層
26 封止層
30 寸法安定性に優れた支持基板(基板)
40 ゲート電極
42 ゲート絶縁膜
44 活性層
46a ソース電極
46b ドレイン電極
10, 10a Flexible electronic device 12, 50 Substrate 14 Thin film transistor (TFT)
20 Adhesive layer 22 Flexible substrate 24 Resin layer 26 Sealing layer 30 Support substrate (substrate) excellent in dimensional stability
40 Gate electrode 42 Gate insulating film 44 Active layer 46a Source electrode 46b Drain electrode

Claims (12)

寸法安定性に優れた支持基板の表面上に接着層を介して可撓性基板を積層する工程と、
前記可撓性基板が積層された前記支持基板を熱処理し、前記接着層中の揮発成分の少なくとも一部を放出させる第1の熱処理工程と、
前記支持基板の表面上に、前記可撓性基板および前記接着層を覆うように樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層が形成された前記支持基板を熱処理し、前記樹脂層中の揮発成分の少なくとも一部を放出させる第2の熱処理工程と、
前記樹脂層上に真空プロセスを用いて電子素子を形成する工程と、
前記支持基板から前記可撓性基板を剥離する工程とを有することを特徴とするフレキシブル電子デバイスの製造方法。
Laminating a flexible substrate on the surface of a support substrate having excellent dimensional stability via an adhesive layer;
A first heat treatment step of heat-treating the support substrate on which the flexible substrate is laminated to release at least a part of a volatile component in the adhesive layer;
Forming a resin layer on the surface of the support substrate so as to cover the flexible substrate and the adhesive layer;
Heat-treating the support substrate on which the resin layer is formed, and a second heat treatment step for releasing at least part of the volatile components in the resin layer;
Forming an electronic element on the resin layer using a vacuum process;
And a step of peeling the flexible substrate from the support substrate.
前記積層する工程は、前記支持基板よりも小さい前記可撓性基板の前記接着層側の表面全体を、前記可撓性基板と前記支持基板の互いの辺が重ならないように互いの辺をずらして前記支持基板の表面上に接着する工程である請求項1に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。   The laminating step is performed by shifting the sides of the flexible substrate smaller than the support substrate so that the sides of the flexible substrate and the support substrate do not overlap each other. The method of manufacturing a flexible electronic device according to claim 1, wherein the method is a step of adhering to the surface of the support substrate. 前記積層する工程は、前記支持基板の表面上に接着層を介して第2の可撓性基板を接着する工程と、前記第2の可撓性基板の外縁を前記接着層と共に除去して、前記支持基板よりも小さい前記可撓性基板を、該可撓性基板と前記支持基板の互いの辺が重ならないように互いの辺をずらして前記支持基板の表面上に配置する工程とを有する請求項1に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。   The step of laminating includes a step of bonding a second flexible substrate on the surface of the support substrate via an adhesive layer, and removing an outer edge of the second flexible substrate together with the adhesive layer, Disposing the flexible substrate smaller than the support substrate on the surface of the support substrate by shifting the sides so that the sides of the flexible substrate and the support substrate do not overlap each other. The manufacturing method of the flexible electronic device of Claim 1. 前記樹脂層は、前記接着層の露出部、前記可撓性基板の表面、および前記支持基板の表面の一部を覆うように形成される請求項1〜3のいずれか1項に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。   The flexible resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin layer is formed so as to cover an exposed portion of the adhesive layer, a surface of the flexible substrate, and a part of a surface of the support substrate. Electronic device manufacturing method. 前記第1の熱処理工程の前に、さらに、前記接着層を介して積層された前記可撓性基板と前記支持基板とを洗浄する工程を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。   5. The method according to claim 1, further comprising a step of cleaning the flexible substrate and the support substrate that are stacked via the adhesive layer before the first heat treatment step. 6. A method of manufacturing a flexible electronic device. 前記電子素子を形成する工程の前に、さらに、前記樹脂層の上に封止層を設ける工程を有し、前記電子素子を形成する工程は、前記封止層上に前記電子素子を形成する請求項1〜4のいずれか1項に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。   Before the step of forming the electronic element, the method further includes the step of providing a sealing layer on the resin layer, and the step of forming the electronic element forms the electronic element on the sealing layer. The manufacturing method of the flexible electronic device of any one of Claims 1-4. 前記封止層は、CVD法またはゾルゲル法を用いて形成される請求項6に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。   The method of manufacturing a flexible electronic device according to claim 6, wherein the sealing layer is formed using a CVD method or a sol-gel method. 前記電子素子を形成する工程の後に、さらに、前記第2の熱処理工程における熱処理温度以下の温度で熱処理する第3の熱処理工程を有する請求項1〜7のいずれか1項に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。   The flexible electronic device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a third heat treatment step for heat treatment at a temperature equal to or lower than a heat treatment temperature in the second heat treatment step after the step of forming the electronic element. Manufacturing method. 前記電子素子は、酸化物半導体を活性層に用いた薄膜トランジスタである請求項1〜8のいずれか1項に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。   The method of manufacturing a flexible electronic device according to claim 1, wherein the electronic element is a thin film transistor using an oxide semiconductor as an active layer. 寸法安定性に優れた支持基板と、
前記支持基板の表面上に、接着層を介して、前記支持基板よりも小さく、かつ前記支持基板と互いの辺が重ならないように互いの辺をずらして積層された可撓性基板と、
前記支持基板の表面上に、前記可撓性基板および前記接着層を覆うようにして設けられた樹脂層とを有し、
前記接着層および前記樹脂層は、それらの中の揮発成分の少なくとも一部が脱ガスされてなり、昇温脱離ガス分析で得られた基板温度100℃での全圧が基板温度50℃での全圧の100倍以下であることを特徴とする樹脂層付積層基板。
A support substrate with excellent dimensional stability;
On the surface of the support substrate, via a bonding layer, a flexible substrate that is smaller than the support substrate and laminated so that the sides of the support substrate and the support substrate do not overlap each other,
A resin layer provided on the surface of the support substrate so as to cover the flexible substrate and the adhesive layer;
The adhesive layer and the resin layer are formed by degassing at least a part of the volatile components therein, and the total pressure at the substrate temperature of 100 ° C. obtained by the temperature programmed desorption gas analysis is the substrate temperature of 50 ° C. A laminated substrate with a resin layer, characterized in that the total pressure is 100 times or less.
前記樹脂層上に封止層が設けられている請求項10に記載の樹脂層付積層基板。   The laminated substrate with a resin layer according to claim 10, wherein a sealing layer is provided on the resin layer. 請求項10または11に記載の樹脂層付積層基板上に電子素子が形成されていることを特徴とするフレキシブル電子デバイス製造部材。   An electronic element is formed on the laminated substrate with a resin layer according to claim 10 or 11, wherein the flexible electronic device manufacturing member.
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