JP4748859B2

JP4748859B2 - 発光装置の作製方法

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Publication number: JP4748859B2
Application number: JP2001005860A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 節男中嶋
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2021-01-15
Also published as: JP2001272923A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間に発光性材料を挟んだ素子（以下、発光素子という）を有する装置（以下、発光装置という）もしくは電極間に液晶を挟んだ素子（以下、液晶素子という）を有する装置（以下、液晶表示装置という）の作製方法に関する。なお、発光装置及び液晶表示装置を総称して表示装置と呼ぶ。
【０００２】
また、上記発光性材料は、一重項励起もしくは三重項励起または両者の励起を経由して発光（燐光および／または蛍光）するすべての発光性材料を含むものとする。
【０００３】
【従来の技術】
近年、ＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発光性材料（以下、ＥＬ材料という）を利用した発光素子（以下、ＥＬ素子という）を用いた発光装置（以下、ＥＬ表示装置という）の開発が進んでいる。ＥＬ表示装置は、陽極と陰極との間にＥＬ材料を挟んだ構造のＥＬ素子を有した構造からなる。この陽極と陰極との間に電圧を加えてＥＬ材料中に電流を流すことによりキャリアを再結合させて発光させる。即ち、ＥＬ表示装置は発光素子自体に発光能力があるため、液晶表示装置に用いるようなバックライトが不要である。さらに視野角が広く、軽量であり、且つ、低消費電力という利点をもつ。
【０００４】
このようなＥＬ表示装置を利用したアプリケーションは様々なものが期待されているが、特にＥＬ表示装置の厚みが薄いこと、従って軽量化が可能であることにより携帯機器への利用が注目されている。そのため、フレキシブルなプラスチックフィルムの上に発光素子を形成することが試みられている。
【０００５】
しかしながら、プラスチックフィルムの耐熱性が低いためプロセスの最高温度を低くせざるを得ず、結果的にガラス基板上に形成する時ほど良好な電気特性のＴＦＴを形成できないのが現状である。そのため、プラスチックフィルムを用いた高性能な表示装置は実現されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はプラスチック支持体（可撓性のプラスチックフィルムもしくはプラスチック基板を含む。）を用いて高性能な表示装置を作製するための技術を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プラスチックに比べて耐熱性のある基板（ガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板もしくはセラミックス基板）の上に必要な素子を形成し、後にそれらの素子を室温の処理によりプラスチック支持体に移すことを特徴とする。
【０００８】
なお、前記必要な素子とは、アクティブマトリクス型の表示装置ならば画素のスイッチング素子として用いる半導体素子（典型的には薄膜トランジスタ）もしくはＭＩＭ素子並びに発光素子もしくは液晶素子を指す。また、パッシブ型の表示装置ならば発光素子もしくは液晶素子を指す。また、プラスチック支持体としてはＰＥＳ（ポリエチレンサルファイル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）もしくはＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）を用いることができる。
【０００９】
本発明では上記素子をシリコン膜（シリコンゲルマニウム膜も含む）からなる剥離層の上に形成しておき、最終工程にてフッ化ハロゲンを含むガスを用いて剥離層を除去する。その結果、各素子と前記基板とが分離されるので、その後、素子をプラスチック支持体に接着することが可能となる。このフッ化ハロゲンによるシリコン膜のエッチングは室温で容易に進行するため、耐熱性の低い発光素子を形成した後であっても問題なく行うことができる。
【００１０】
フッ化ハロゲンとは化学式ＸＦn（Ｘはフッ素以外のハロゲン、ｎは整数）で示される物質であり、一フッ化塩素（ＣｌＦ）、三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）、一フッ化臭素（ＢｒＦ）、三フッ化臭素（ＢｒＦ₃）、一フッ化ヨウ素（ＩＦ）もしくは三フッ化ヨウ素（ＩＦ₃）を用いることができる。また、シリコン膜は結晶質シリコン膜であっても非晶質シリコン膜であっても良い。このフッ化ハロゲンは、シリコン膜と酸化シリコン膜との選択比が大きく、シリコン膜の選択的なエッチングが可能である。
【００１１】
なお、上述のフッ化ハロゲンにシリコン膜を晒すだけでシリコン膜はエッチングされるが、他のフッ化物（四フッ化炭素（ＣＦ4）もしくは三フッ化窒素）であってもプラズマ状態とすることで本発明に用いることは可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１、２を用いて説明する。なお、図１、２に示したのは画素部における作製工程を示す断面図である。また、本実施の形態によって作製される画素の上面図を図３に示す。図３に用いた符号は図１、２で用いた符号に対応している。
【００１３】
図１（Ａ）において、１０１は素子が形成される基板（以下、素子形成基板という）であり、その上には非晶質シリコン膜からなる剥離層１０２が１００〜５００ｎｍ（本実施の形態では３００ｎｍ）の厚さに形成される。本実施の形態では素子形成基板１０１としてガラス基板を用いるが、石英基板、シリコン基板、金属基板もしくはセラミックス基板を用いても構わない。なお、本明細書中では、半導体素子もしくは発光素子が形成された基板全体を指して素子形成基板と呼ぶ場合もある。
【００１４】
また、剥離層１０２の成膜は減圧熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法もしくは蒸着法を用いれば良い。剥離層１０２の上には酸化シリコン膜からなる絶縁膜１０３が２００ｎｍの厚さに形成される。絶縁膜１０３の形成は減圧熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法もしくは蒸着法を用いれば良い。
【００１５】
また、絶縁膜１０３の上には結晶質シリコン膜１０４が５０ｎｍの厚さに形成される。結晶質シリコン膜１０４の形成方法としては公知の手段を用いることが可能である。固体レーザーもしくはエキシマレーザーを用いて非晶質シリコン膜をレーザー結晶化させても良いし、非晶質シリコン膜を加熱処理（ファーネスアニール）により結晶化させても良い。
【００１６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、結晶質シリコン膜１０４をパターニングして島状の結晶質シリコン膜（以下、活性層という）１０５、１０６を形成する。そして活性層を覆って酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜１０７を８０ｎｍの厚さに形成する。さらに、ゲート絶縁膜１０７の上にゲート電極１０８、１０９を形成する。本実施の形態ではゲート電極１０８、１０９の材料として、３５０ｎｍ厚のタングステン膜もしくはタングステン合金膜を用いる。勿論、ゲート電極の材料としては他の公知の材料を用いることができる。
【００１７】
そして、ゲート電極１０８、１０９をマスクとして周期表の１３族に属する元素（代表的にはボロン）を添加する。添加方法は公知の手段を用いれば良い。こうしてｐ型の導電型を示す不純物領域（以下、ｐ型不純物領域という）１１０〜１１４が形成される。また、ゲート電極の直下にはチャネル形成領域１１５〜１１７が画定する。なお、ｐ型不純物領域１１０〜１１４はＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域となる。
【００１８】
次に、図１（Ｃ）に示すように、窒化シリコン膜１１８を５０ｎｍの厚さに形成し、その後、加熱処理を行って添加された周期表の１３族に属する元素の活性化を行う。この活性化はファーネスアニール、レーザーアニールもしくはランプアニールにより行うか、又はそれらを組み合わせて行えば良い。本実施の形態では５００℃４時間の加熱処理を窒素雰囲気で行う。
【００１９】
活性化が終了したら、水素化処理を行うと効果的である。水素化処理は公知の水素アニール技術もしくはプラズマ水素化技術を用いれば良い。
【００２０】
次に、図１（Ｄ）に示すように、酸化シリコン膜からなる第１層間絶縁膜１１９を８００ｎｍの厚さに形成し、コンタクトホールを形成して配線１２０〜１２３を形成する。第１層間絶縁膜１１９としては他の無機絶縁膜を用いても良いし、樹脂（有機絶縁膜）を用いても良い。本実施の形態では配線１２０〜１２３としてチタン／アルミニウム／チタンの三層構造からなる金属配線を用いる。勿論、導電膜であれば如何なる材料を用いても良い。配線１２０〜１２３はＴＦＴのソース配線もしくはドレイン配線となる。
【００２１】
この状態でスイッチング用ＴＦＴ２０１及び電流制御用ＴＦＴ（駆動用ＴＦＴ）２０２が完成する。本実施の形態ではどちらのＴＦＴもｐチャネル型ＴＦＴで形成される。但し、スイッチング用ＴＦＴ２０１はゲート電極が活性層を二カ所で横切るように形成されており、二つのチャネル形成領域が直列に接続された構造となっている。このような構造とすることでオフ電流値（ＴＦＴがオフされた時に流れる電流）を効果的に抑制することができる。
【００２２】
また、同時に図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように保持容量３０１が形成される。
保持容量３０１は活性層と同時に形成された半導体層３０２、ゲート絶縁膜１０７及びゲート電極１０９で形成される下側保持容量と、ゲート電極１０９、第１層間絶縁膜１１９及び配線１２３で形成される上側保持容量とで形成される。また、半導体層３０２は配線１２３と電気的に接続されている。
【００２３】
次に、図１（Ｄ）に示すように、透明導電膜（代表的には酸化インジウムと酸化スズとの化合物膜）を１００ｎｍの厚さに形成し、パターニングにより画素電極１２４を形成する。このとき、配線１２２と画素電極１２４とはオーミック接触をする。従って、画素電極１２４と電流制御用ＴＦＴ２０２とは電気的に接続される。また、画素電極１２４はＥＬ素子の陽極として機能する。
【００２４】
画素電極１２４を形成したら、酸化シリコン膜からなる第２層間絶縁膜１２５を３００ｎｍの厚さに形成する。そして、開口部１２６を形成し、７０ｎｍ厚の有機ＥＬ層１２７及び３００ｎｍ厚の陰極１２８を蒸着法により形成する。本実施の形態では有機ＥＬ層１２７として２０ｎｍ厚の正孔注入層及び５０ｎｍ厚の発光層を積層した構造を用いる。勿論、発光層に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層もしくは電子注入を組み合わせた公知の他の構造を用いても良い。
【００２５】
本実施の形態では、正孔注入層としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）を用いる。この場合、まず全ての画素電極を覆うように銅フタロシアニンを形成し、その後、赤色、緑色及び青色に対応する画素ごとに各々赤色の発光層、緑色の発光層及び青色の発光層を形成する。形成する領域の区別は蒸着時にシャドーマスクを用いて行えば良い。このようにすることでカラー表示が可能となる。
【００２６】
なお、緑色の発光層を形成する時は、発光層の母体材料としてＡｌｑ₃（トリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体）を用い、キナクリドンもしくはクマリン６をドーパントとして添加する。また、赤色の発光層を形成する時は、発光層の母体材料としてＡｌｑ₃を用い、ＤＣＪＴ、ＤＣＭ１もしくはＤＣＭ２をドーパントとして添加する。また、青色の発光層を形成する時は、発光層の母体材料としてＢＡｌｑ₃（２−メチル−８−キノリノールとフェノール誘導体の混合配位子を持つ５配位の錯体）を用い、ペリレンをドーパントとして添加する。
【００２７】
勿論、本発明では上記有機材料に限定する必要はなく、公知の低分子系有機ＥＬ材料、高分子系有機ＥＬ材料もしくは無機ＥＬ材料を用いることが可能である。高分子系有機ＥＬ材料を用いる場合は塗布法を用いることもできる。
【００２８】
また、一重項励起を経由する発光性材料だけでなく三重項励起を経由する発光性材料を用いることも可能である。即ち、蛍光を発光する発光性材料だけでなく燐光を発光する発光性材料を用いることも可能である。
【００２９】
以上のようにして、画素電極（陽極）１２４、有機ＥＬ層１２７及び陰極１２８からなるＥＬ素子（図３（Ｂ）において３０５で示される）が形成される。本実施の形態ではこのＥＬ素子が発光素子として機能する。
【００３０】
次に、図２（Ａ）に示すように、第１接着剤１２９により素子を固定するための基板（以下、固定基板という）１３０を貼り合わせる。本実施の形態では固定基板１３０として可撓性のプラスチックフィルムを用いるが、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、シリコン基板もしくはセラミックス基板を用いても良い。また、第１接着剤１２９としては、後に剥離層１０２を除去する際に選択比のとれる材料を用いる必要がある。
【００３１】
代表的には樹脂からなる絶縁膜を用いることができ、本実施の形態ではポリイミドを用いるが、アクリル、ポリアミドもしくはエポキシ樹脂を用いても良い。なお、ＥＬ素子から見て観測者側（表示装置の使用者側）に位置する場合は、光を透過する材料であることが必要である。
【００３２】
図２（Ａ）のプロセスを行うことによりＥＬ素子を完全に大気から遮断することができる。これにより酸化による有機ＥＬ材料の劣化をほぼ完全に抑制することができ、ＥＬ素子の信頼性を大幅に向上させることができる。
【００３３】
次に、図２（Ｂ）に示すように、ＥＬ素子の形成された基板全体を、フッ化ハロゲンを含むガス中に晒し、剥離層１０２の除去を行う。本実施の形態ではフッ化ハロゲンとして三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）を用い、希釈ガスとして窒素を用いる。希釈ガスとしては、アルゴン、ヘリウムもしくはネオンを用いても良い。流量は共に５００ｓｃｃｍ（８．３５×１０^-6ｍ³／ｓ）とし、反応圧力は１〜１０Ｔｏｒｒ（１．３×１０²〜１．３×１０³Ｐａ）とすれば良い。また、処理温度は室温（典型的には２０〜２７℃）で良い。
【００３４】
この場合、シリコン膜はエッチングされるが、プラスチックフィルム、ガラス基板、ポリイミド膜、酸化シリコン膜はエッチングされない。即ち、三フッ化塩素ガスに晒すことで剥離層１０２が選択的にエッチングされ、最終的には完全に除去される。なお、同じくシリコン膜で形成されている活性層１０５、１０６はゲート絶縁膜１０７に覆われているため三フッ化塩素ガスに晒されることがなく、エッチングされることはない。
【００３５】
本実施の形態の場合、剥離層１０２は露呈した端部から徐々にエッチングされていき、完全に除去された時点で素子形成基板１０１と絶縁膜１０３が分離される。このとき、ＴＦＴ及びＥＬ素子は薄膜を積層して形成されているが、固定基板１３０に移された形で残る。
【００３６】
なお、ここでは剥離層１０２が端部からエッチングされていくことになるが、素子形成基板１０１が大きくなると完全に除去されるまでの時間が長くなり好ましいものではない。従って、本実施の形態は素子形成基板１０１が対角３インチ以下（好ましくは対角１インチ以下）の場合に実施することが望ましい。
【００３７】
こうして固定基板１３０にＴＦＴ及びＥＬ素子を移したら、図２（Ｃ）に示すように、第２接着剤１３１を形成し、プラスチックフィルム１３２を貼り合わせる。第２接着剤１３１としては樹脂からなる絶縁膜（代表的にはポリイミド、アクリル、ポリアミドもしくはエポキシ樹脂）を用いても良いし、無機絶縁膜（代表的には酸化シリコン膜）を用いても良い。なお、ＥＬ素子から見て観測者側に位置する場合は、光を透過する材料であることが必要である。
【００３８】
こうしてガラス基板１０１からプラスチックフィルム１３２へとＴＦＴ及びＥＬ素子が移される。その結果、二枚のプラスチックフィルム１３０、１３２によって挟まれたフレキシブルなＥＬ表示装置を得ることができる。このように固定基板（ここではプラスチックフィルム）１３０と貼り合わせ基板（ここではプラスチックフィルム）１３２を同一材料とすると熱膨張係数が等しくなるので、温度変化による応力歪みの影響を受けにくくすることができる。
【００３９】
本実施の形態により作製されたＥＬ表示装置は、フォトリソグラフィに必要なマスク枚数がトータルで６枚と非常に少なく、高い歩留まりと低い製造コストを達成することができる。また、こうして形成されたＥＬ表示装置は、プラスチック支持体の耐熱性に制限されることなく形成されたＴＦＴを半導体素子として用いることができるので非常に高性能なものとすることができる。
【００４０】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では実施の形態とは異なる作製方法でＥＬ表示装置を作製した場合の例について説明する。まず、実施の形態の説明に従って、図１（Ｃ）の状態を得る。窒化シリコン膜１１８を形成した後、その上にレジスト４０１を形成する。そして、レジスト４０１をマスクとして窒化シリコン膜１１８、ゲート絶縁膜１０７、絶縁膜１０３、剥離層１０２を順次エッチングし、素子形成基板１０１に達する開口部４０２、４０３を形成する。（図４（Ａ））
【００４１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、レジスト４０１を除去した後に樹脂からなる第１層間絶縁膜４０４を形成する。本実施例では第１層間絶縁膜４０４として２μmの厚さのポリイミド膜を用いる。このとき、開口部４０２、４０３の底部にて素子形成基板１０１と第１層間絶縁膜４０４とが接着される。
【００４２】
次に、図４（Ｃ）に示すように、第１層間絶縁膜４０４にコンタクトホールを形成し、配線１２０〜１２３を形成する。さらに、透明導電膜からなる画素電極１２４を形成する。これらの配線及び電極の形成は実施の形態と同様である。
【００４３】
画素電極１２４を形成したら、次は図４（Ｄ）に示すように、第１層間絶縁膜４０４、窒化シリコン膜１１８、ゲート絶縁膜１０７、絶縁膜１０３を順次エッチングし、剥離層１０２に達する開口部４０５、４０６を形成する。
【００４４】
次に、図４（Ｅ）に示すように、ＴＦＴの形成された基板全体を、フッ化ハロゲンを含むガス中に晒し、剥離層１０２の除去を行う。本実施例ではフッ化ハロゲンとして三フッ化塩素（ＣｌＦ₃）を用い、希釈ガスとして窒素を用いる。流量は共に５００ｓｃｃｍ（８．３５×１０^-6ｍ³／ｓ）とし、反応圧力は１０Ｔｏｒｒ（１．３×１０³Ｐａ）とする。また、処理温度は２５℃とする。
【００４５】
本実施例の場合、開口部４０５、４０６からも三フッ化塩素ガスが侵入するため端部だけでなく基板面の内部からも剥離層１０２のエッチングが進行する。従って、実施の形態で説明した場合に比べて剥離層１０２の除去工程のスループットを向上させることができる。勿論、剥離層１０２以外の薄膜は三フッ化塩素ガスにエッチングされることはなく、シリコン膜からなる活性層も酸化シリコン膜に保護されてエッチングされない。
【００４６】
このようにして剥離層１０２の除去工程を行うと、図４（Ｅ）に示すように開口部４０２、４０３の底部にて第１層間絶縁膜４０４により素子形成基板１０１が接着された状態となる。実際には、図６に示すように画素の各所に開口部４０２、４０３が形成されるため十分な強度で接着しておくことが可能である。また、本実施例に従えば素子形成基板１０１が対角３インチ以上であっても十分に本発明を実施することが可能である。
【００４７】
次に、図５（Ａ）に示すように、開口部１２６を設けた第２層間絶縁膜４０７を形成する。第２層間絶縁膜４０７は開口部４０５、４０６を塞ぐ効果も果たしている。さらに、有機ＥＬ層１２７及び陰極１２８を形成してＥＬ素子が完成する。有機ＥＬ層１２７及び陰極１２８の材料、構造もしくは形成方法に関しては実施の形態の説明を参照すれば良い。
【００４８】
次に、図５（Ｂ）に示すように、第１接着剤（本実施例ではエポキシ樹脂）１２９により固定基板１３０を貼り合わせる。また、本実施例では固定基板１３０としてプラスチック基板を用いる。これよりＥＬ素子を完全に大気から遮断することができる。
【００４９】
次に、開口部４０２、４０３の底部にて接着された素子形成基板１０１と第１層間絶縁膜４０４とを分離する。この工程は機械的に行っても良いし、加熱処理を行って分離することも可能である。
【００５０】
素子形成基板１０１と第１層間絶縁膜４０４とを分離したら、第２接着剤１３１を用いて貼り合わせ基板１３２を貼り合わせる。本実施例では第２接着剤１３１としてポリイミド膜を用い、貼り合わせ基板１３２としてプラスチック基板を用いる。このように固定基板１３０と貼り合わせ基板１３２を同一材料とすると熱膨張係数が等しくなるので、温度変化による応力歪みの影響を受けにくくすることができる。
【００５１】
本実施の形態により作製されたＥＬ表示装置は、フォトリソグラフィに必要なマスク枚数がトータルで６枚と非常に少なく、高い歩留まりと低い製造コストを達成することができる。また、こうして形成されたＥＬ表示装置は、プラスチック支持体の耐熱性に制限されることなく形成されたＴＦＴを半導体素子として用いることができるので非常に高性能なものとすることができる。
【００５２】
〔実施例２〕
発明の実施の形態もしくは実施例１において、ゲート電極を形成するところまでの作製工程として本出願人による特開平９−３１２２６０号公報、特開平１０−２４７７３５号公報、特開平１０−２７０３６３号公報もしくは特開平１１−１９１６２８号公報のいずれかに記載の発明を用いることは有効である。
【００５３】
上記公報に記載された技術はいずれも非常に高い結晶性を有する結晶質シリコン膜を形成するための技術であり、これらの技術を用いることで高性能なＴＦＴを形成することが可能である。これらの技術はいずれも５５０℃以上の加熱処理を含むが、本発明の技術を用いることで、素子形成基板として耐熱性の低いプラスチック支持体を用いることが可能となる。
【００５４】
なお、本実施例の構成は、発明の実施の形態もしくは実施例１の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【００５５】
〔実施例３〕
本実施例では本発明を液晶表示装置に用いた場合の例について説明する。説明には図７を用いる。
【００５６】
図７（Ａ）において、７０１はガラスからなる素子形成基板、７０２は非晶質シリコンからなる剥離層、７０３は窒化酸化シリコンからなる絶縁膜、７０４は画素ＴＦＴである。画素ＴＦＴ７０４は発明の実施の形態に説明した工程に従って作製されたｐチャネル型ＴＦＴであり、本実施例では液晶に加えられる電圧を制御するためのスイッチング素子として用いる。また、７０５は画素ＴＦＴ７０４に電気的に接続された透明導電膜からなる画素電極である。
【００５７】
以上に説明した構造までは発明の実施の形態で説明した作製工程に従えば良い。勿論、ＴＦＴの構造はボトムゲート型であっても良いし、ＴＦＴの作製工程は発明の実施の形態で説明した工程に限定する必要はない。
【００５８】
画素ＴＦＴ７０４及び画素電極７０５を形成したら、樹脂からなる配向膜７０６を形成する。配向膜７０６は印刷法により形成すれば良い。また、膜厚は６０ｎｍとする。
【００５９】
次に、プラスチックフィルムからなる対向基板７０７を用意し、その上にチタンからなる遮光膜７０８を１２０ｎｍの厚さに、透明導電膜からなる対向電極７０９を１１０ｎｍの厚さに形成する。その上には配向膜７１０を６０ｎｍの厚さに形成する。
【００６０】
次に、素子形成基板側の配向膜７０６の上にシール剤（図示せず）をディスペンサー等の手段により形成し、素子形成基板側の配向膜７０６と対向基板側の配向膜７１０とを向かい合わせて貼り合わせ、加圧プレスして接着する。さらに、シール材に囲まれた領域に真空注入法を用いて液晶７１１を注入し、シール材の注入口を樹脂で塞いで液晶セルを完成させる。これらの工程は公知の液晶セルの作製工程を実施すれば良い。
【００６１】
このとき、図示しないシール材としてはポリイミド、アクリルもしくはエポキシ樹脂を用いるが、後に剥離層７０２をエッチングする際に選択比を確保しうる材料を用いることが必要である。このシール剤は図２（Ａ）の第１接着剤１２９と同様の役割を果たす。
【００６２】
次に、図７（Ｂ）に示すように、フッ化ハロゲンを含むガス中に液晶セル全体を晒し、剥離層７０２をエッチングする。本実施例ではフッ化ハロゲンとして三フッ化塩素を用い、希釈ガスとしてアルゴンを用いる。なお、本実施例では剥離層が素子形成基板７０１で覆われた状態で処理を行うため剥離層７０２の露呈面から徐々にエッチングされる。
【００６３】
こうして最終的には剥離層７０２が完全に除去され、窒化酸化シリコンからなる絶縁膜７０３が露呈する。このとき、対向基板７０７が素子の形状を固定する固定基板として機能する。
【００６４】
最後に、アクリル膜からなる第２接着剤７１２を用いて貼り合わせ基板７１３を接着する。本実施例では、貼り合わせ基板７１３としてプラスチックフィルムを用いる。勿論、プラスチック基板を用いても構わない。
【００６５】
以上のように、本発明を液晶表示装置に用いる場合は液晶の注入工程までを完了させて一旦液晶表示装置を完成させ、その後に対向基板を固定基板として利用しつつ剥離層の除去工程を行うことができる。そのため、特に煩雑な工程を増やすことなく、高性能なＴＦＴをプラスチック支持体の上に形成できる。
【００６６】
なお、実施例１で説明した方法により液晶を注入する前に素子形成基板と貼り合わせ基板とを張り替えることも可能である。その場合、実施例１の構成と本実施例の構成とを組み合わせれば容易に実施することができる。また、実施例２の構成を組み合わせても構わない。
【００６７】
〔実施例４〕
本実施例では本発明を単純マトリクス型ＥＬ表示装置に用いた場合の例について説明する。説明には図８を用いる。
【００６８】
図８（Ａ）において、８０１はガラスからなる素子形成基板、８０２は非晶質シリコンからなる剥離層、８０３は窒化酸化シリコンからなる絶縁膜、８０４は第１ストライプ電極であり、本実施例では透明導電膜からなる陽極である。この陽極８０４は紙面と平行な方向にストライプ状に複数本形成されている。
【００６９】
第１ストライプ電極８０４上には素子分離用絶縁膜８０５及び樹脂膜からなるバンク８０６がストライプ状に複数本形成される。これらは前述の第１ストライプ電極８０４と直交するように形成される。こうして素子分離用絶縁膜８０５及び樹脂膜からなるバンク８０６を形成したら、有機ＥＬ層８０７、第２ストライプ電極（本実施例では金属膜からなる陰極）８０８を蒸着法により形成する。第２ストライプ電極８０８はバンク８０６によってストライプ状に分離されて形成されるため、第１ストライプ電極８０４と直交するように形成される。
【００７０】
この時、第１ストライプ電極（ここでは陽極）８０４、有機ＥＬ層８０７及び第２ストライプ電極（ここでは陰極）８０８で形成されるコンデンサがＥＬ素子となる。勿論、第１ストライプ電極８０４、有機ＥＬ層８０７及び第２ストライプ電極８０８の形成方法もしくは形成材料は公知のものを用いることができる。
【００７１】
ＥＬ素子が形成されたら、第１接着剤（本実施例ではアクリル）８０９を用いてプラスチックフィルム８１０を接着する。こうしてＥＬ素子が完全に大気から遮断された状態とすることができる。
【００７２】
次に、ＥＬ素子の形成された基板を、三フッ化塩素ガスを含む窒素雰囲気に晒し、剥離層８０２をエッチングして除去する。そして、ＥＬ素子と素子形成基板８０１とを分離させる。
【００７３】
次に、第２接着剤８１１を用いて貼り合わせ基板８１２を接着する。本実施例では第２接着剤８１１としてポリイミド膜を用い、貼り合わせ基板８１２としてプラスチックフィルムを用いる。
【００７４】
本実施の形態により作製されたＥＬ表示装置は、フォトリソグラフィに必要なマスク枚数がトータルで２枚と非常に少なく、高い歩留まりと低い製造コストを達成することができる。なお、本実施例の構成は実施例２と組み合わせて実施することも可能である。
【００７５】
〔実施例５〕
本実施例では、貼り合わせ基板に予めカラーフィルタを設けて貼り合わせる場合について図９を用いて説明する。
【００７６】
まず、実施例２に従って図５（Ａ）の状態を得る。但し、本実施例では有機ＥＬ層１２７の代わりに白色発光の有機ＥＬ層９０１を形成する。具体的には、発光層として、特開平８−９６９５９号公報または特開平９−６３７７０号公報に記載された材料を用いれば良い。本実施例では発光層として１，２−ジクロロメタンに、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）、Ｂｕ−ＰＢＤ（２−（４'−tert−ブチルフェニル）−５−（４''−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、クマリン６、ＤＣＭ１（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−ｐ−ジメチルアミノスチリル−４Ｈ−ピラン）、ＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）、ナイルレッドを溶解したものを用いる。また、有機ＥＬ層９０１の上にはアルミニウムとリチウムとの合金膜からなる陰極９０２を形成する。
【００７７】
次に、図９（Ｂ）に示すように、第１接着剤（本実施例ではポリイミド膜）９０３を用いて固定基板（本実施例ではプラスチックフィルム）９０４を貼り合わせる。そして、素子形成基板１０１を分離する。
【００７８】
次に、図９（Ｃ）に示すように、赤色に対応するカラーフィルタ９０５、緑色に対応するカラーフィルタ９０６及び青色に対応するカラーフィルタ９０７を設けた貼り合わせ基板（本実施例ではプラスチックフィルム）を、第２接着剤（本実施例ではエポキシ樹脂）９０９を用いて貼り合わせる。
【００７９】
このとき、各カラーフィルタはスピンコート法とフォトリソグラフィ技術との組み合わせもしくは印刷法を用いて形成することができるため、問題なくプラスチックフィルム上に形成することができる。また、素子形成基板上にカラーフィルタを形成する場合に比べて、歩留まりの向上が期待できる。
【００８０】
なお、本実施例の構成は、発明の実施の形態もしくは実施例１〜４の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【００８１】
〔実施例６〕
本発明において、固定基板及び／又は貼り合わせ基板の片面もしくは両面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を形成しておくことは有効である。但し、膜厚が厚すぎると透過率が落ちるので、５０ｎｍ以下（好ましくは１０〜２０ｎｍ）とすると良い。
【００８２】
ＤＬＣ膜の特徴としては、１５５０ｃｍ^-1くらいに非対称のピークを有し、１３００ｃｍ^-1くらいに肩をもつラマンスペクトル分布を有する。また、微小硬度計で測定した時に１５〜２５Ｐａの硬度を示すという特徴をもつ。
【００８３】
ＤＬＣ膜はプラスチック支持体に比べて硬度が大きく、熱伝導率も大きいため、表面保護のための保護膜として設けておくことが有効である。
【００８４】
従って、プラスチック支持体を貼り付ける前に予めＤＬＣ膜を成膜しておいて貼り付けるか、プラスチック支持体を貼り付けた後にＤＬＣ膜を成膜することも可能である。いずれにしてもＤＬＣ膜の成膜はスパッタ法もしくはＥＣＲプラズマＣＶＤ法を用いれば良い。
【００８５】
なお、本実施例の構成は実施例１〜５のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【００８６】
〔実施例７〕
実施例１、２、４〜６ではＥＬ素子を用いた表示装置を例にして説明してきたが、本発明はＥＣ（エレクトロクロミクス）表示装置、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）または半導体を用いた発光ダイオードを有する表示装置に用いることも可能である。
【００８７】
【発明の効果】
本発明では、半導体素子の作製過程においてプラスチックよりも耐熱性の高い基板（素子形成基板）を用いるため、電気特性の高い半導体素子を作製することができる。さらに、半導体素子及び発光素子を形成した後で前記素子形成基板を剥離し、プラスチック支持体を貼り合わせる。
【００８８】
そのため、プラスチック支持体を支持基板とし、且つ、高性能な表示装置を作製することが可能となる。また、支持基板がプラスチックであるため、フレキシブルな表示装置にすることもでき、且つ、軽量な表示装置とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図２】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図３】ＥＬ表示装置の上面構造及び回路構成を示す図。
【図４】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図５】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図６】ＥＬ表示装置の上面構造を示す図。
【図７】液晶表示装置の作製工程を示す図。
【図８】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図９】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。

Claims

第１基板上にシリコン膜でなる剥離層を形成し、
前記剥離層上に第１絶縁膜を形成し、
前記第１絶縁膜に、前記第１基板に達する第１開口部を形成し、
前記第１開口部を充填しつつ、前記第１絶縁膜上に第２絶縁膜を形成し、
前記第２絶縁膜上に発光素子の第１電極を形成し、
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜に、前記剥離層に達する第２開口部を形成し、
フッ化ハロゲンを含むガスを用いて、少なくとも前記第２開口部を介して前記剥離層をエッチングし、
前記第２絶縁膜及び前記発光素子の第１電極上に第３絶縁膜を形成し、
前記発光素子の第１電極上の前記第３絶縁膜に第３開口部を形成し、
前記第３開口部に前記発光素子の発光層、及び第２電極を形成し、
前記発光素子の第２電極上に第１接着剤を用いて第２基板を貼り合わせ、
前記第２基板を貼り合わせた後に、前記第１開口部に形成された前記第２絶縁膜で接着されていた前記第１基板を分離し、前記第１絶縁膜、及び前記第１開口部に形成された前記第２絶縁膜を露出させ、
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜に第２接着剤を用いて第３基板を貼り合わせることを特徴とする発光装置の作製方法。
第１基板上にシリコン膜でなる剥離層を形成し、
前記剥離層上に第１絶縁膜を形成し、
前記第１絶縁膜上に半導体素子を形成し、
前記第１絶縁膜に、前記第１基板に達する第１開口部を形成し、
前記第１開口部を充填しつつ、前記第１絶縁膜上に第２絶縁膜を形成し、
前記第２絶縁膜上に、前記半導体素子に電気的に接続される発光素子の第１電極を形成し、
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜に、前記剥離層に達する第２開口部を形成し、
フッ化ハロゲンを含むガスを用いて、少なくとも前記第２開口部を介して前記剥離層をエッチングし、
前記第２絶縁膜及び前記発光素子の第１電極上に第３絶縁膜を形成し、
前記発光素子の第１電極上の前記第３絶縁膜に第３開口部を形成し、
前記第３開口部に前記発光素子の発光層、及び第２電極を形成し、
前記発光素子の第２電極上に第１接着剤を用いて第２基板を貼り合わせ、
前記第２基板を貼り合わせた後に、前記第１開口部に形成された前記第２絶縁膜で接着されていた前記第１基板を分離し、前記第１絶縁膜、及び前記第１開口部に形成された前記第２絶縁膜を露出させ、
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜に第２接着剤を用いて第３基板を貼り合わせることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１又は請求項２において、前記第１絶縁膜に形成された前記第１開口部を、前記発光素子と重なる領域に複数形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記第１接着剤としてポリイミド、アクリルもしくはエポキシ樹脂を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、前記第１基板は、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板もしくはセラミックス基板であることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記第２基板は、プラスチックフィルム、プラスチック基板、ガラス基板、石英基板、シリコン基板もしくはセラミックス基板であることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記第３基板として前記第２基板と同一の材料を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。