JP5898949B2 - フレキシブルデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、フレキシブルデバイスの製造方法に関する。
最近では、耐衝撃性や柔軟性にも優れるディスプレイの需要が高まりつつある。そこで、ディスプレイを構成している現行のガラス基板に代えて、フレキシブルフィルムを用いることが検討されている。
しかしながら、フレキシブルフィルム上に電子素子を形成する際には、基材であるフレキシブルフィルムには平坦性が要求されるところ、フレキシブルフィルムはその撓みや反りによって平坦性を確保することが難しい。そのため、フレキシブルフィルム上に電子素子を形成する場合には、支持基板上にフレキシブル基板の材料となるフレキシブルフィルムを固定することにより、フレキシブルフィルムの平坦性を確保するという方法が採られている（例えば、特許文献１，２）。
しかしながら、フレキシブルフィルム上に電子素子を形成する際には、基材であるフレキシブルフィルムには平坦性が要求されるところ、フレキシブルフィルムはその撓みや反りによって平坦性を確保することが難しい。そのため、フレキシブルフィルム上に電子素子を形成する場合には、支持基板上にフレキシブル基板の材料となるフレキシブルフィルムを固定することにより、フレキシブルフィルムの平坦性を確保するという方法が採られている（例えば、特許文献１，２）。
特許文献１では、支持基板上における周縁領域に接着層を形成した上で、接着層が形成された支持基板上に板状のフレキシブルフィルムを貼付する技術が開示されている。そして、フレキシブルフィルムにおける接着層が形成された領域の内側に対応する領域に対して電子素子の形成を終えたら、接着層が形成された領域の内側に対応する領域で、かつ、電子素子が形成された領域の外側でフレキシブルフィルムを切断することにより、フレキシブルフィルムにおける電子素子が形成された領域は支持基板から分離される。接着層としては、樹脂系の接着剤が用いられている。
一般的な樹脂系の接着剤は、耐熱性が低い。そのため、支持基板上にフレキシブルフィルムを形成する際には、支持基板上に形成されている接着剤の耐熱温度を超えるプロセスを行うことができず、特許文献１のように板状のフレキシブルフィルムを貼付するといった方法に制限されてしまう。これにより、例えば特許文献１においては、接着剤が形成されている周縁部でフレキシブルフィルムが盛り上がることにより、フレキシブルフィルムの平坦性が損なわれるといった問題が生じる。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、フレキシブルフィルムを形成する方法に自由度を持たせることが可能なフレキシブルデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様であるフレキシブルデバイスの製造方法は、支持基板上における周縁領域に接着層を形成する接着層形成工程と、前記接着層が形成された支持基板上に、前記接着層が形成された領域よりも広範にフレキシブルフィルムを形成するフレキシブルフィルム形成工程と、前記フレキシブルフィルム上における、前記接着層が形成された領域の内側に対応する領域に電子素子を形成する電子素子形成工程と、前記接着層が形成された領域の内側に対応する領域で、かつ、前記電子素子が形成された領域の外側で前記フレキシブルフィルムを切断することにより、前記支持基板と前記フレキシブルフィルムにおける前記電子素子が形成された領域とを分離する分離工程と、を含み、前記フレキシブルフィルム形成工程には加熱工程が含まれ、前記接着層は、前記加熱工程の温度よりも高い耐熱温度を有する材料からなる。
本発明の一態様によれば、フレキシブルフィルムを形成する方法に自由度を持たせることが可能なフレキシブルデバイスの製造方法を提供することができる。
≪本発明の一態様の概要≫
本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法は、支持基板上における周縁領域に接着層を形成する接着層形成工程と、前記接着層が形成された支持基板上に、前記接着層が形成された領域よりも広範にフレキシブルフィルムを形成するフレキシブルフィルム形成工程と、前記フレキシブルフィルム上における、前記接着層が形成された領域の内側に対応する領域に電子素子を形成する電子素子形成工程と、前記接着層が形成された領域の内側に対応する領域で、かつ、前記電子素子が形成された領域の外側で前記フレキシブルフィルムを切断することにより、前記支持基板と前記フレキシブルフィルムにおける前記電子素子が形成された領域とを分離する分離工程と、を含み、前記フレキシブルフィルム形成工程には加熱工程が含まれ、前記接着層は、前記加熱工程の温度よりも高い耐熱温度を有する材料からなる。
本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法は、支持基板上における周縁領域に接着層を形成する接着層形成工程と、前記接着層が形成された支持基板上に、前記接着層が形成された領域よりも広範にフレキシブルフィルムを形成するフレキシブルフィルム形成工程と、前記フレキシブルフィルム上における、前記接着層が形成された領域の内側に対応する領域に電子素子を形成する電子素子形成工程と、前記接着層が形成された領域の内側に対応する領域で、かつ、前記電子素子が形成された領域の外側で前記フレキシブルフィルムを切断することにより、前記支持基板と前記フレキシブルフィルムにおける前記電子素子が形成された領域とを分離する分離工程と、を含み、前記フレキシブルフィルム形成工程には加熱工程が含まれ、前記接着層は、前記加熱工程の温度よりも高い耐熱温度を有する材料からなる。
本発明の一態様であるフレキシブルデバイスの製造方法では、接着層形成工程において用いる接着層の材料として、フレキシブルフィルム形成工程に含まれる加熱の温度よりも高い耐熱温度を有するものを用いている。このようにすることで、フレキシブルフィルム形成工程において接着層が形成された支持基板上にフレキシブルフィルムを貼付する方法以外にも、例えば、塗布方法により支持基板上にフレキシブルフィルムを形成することも可能となる。
したがって、フレキシブルフィルムを形成する方法に自由度を持たせることが可能なフレキシブルデバイスの製造方法を提供することができる。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記フレキシブルフィルム形成工程において、前記フレキシブルフィルムは塗布方法により形成される。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記フレキシブルフィルム形成工程において、前記フレキシブルフィルムは塗布方法により形成される。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記加熱工程の温度は、３００〜４００℃である。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記接着層は、エッチングまたは洗浄により前記支持基板から除去することが可能な材料からなる。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記接着層は、エッチングまたは洗浄により前記支持基板から除去することが可能な材料からなる。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記接着層は、金属または金属酸化物からなる。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記金属は、タングステン、モリブデン、銀およびアルミニウムのいずれかである。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記金属酸化物は、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化銀、酸化アルミニウム、酸化インジウムスズおよび酸化インジウム亜鉛のいずれかである。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記金属は、タングステン、モリブデン、銀およびアルミニウムのいずれかである。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記金属酸化物は、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化銀、酸化アルミニウム、酸化インジウムスズおよび酸化インジウム亜鉛のいずれかである。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記分離工程終了後、さらに、前記支持基板に残存した接着層およびフレキシブルフィルム残渣を除去する除去工程を含む。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記接着層の膜厚は１０〜２００ｎｍである。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記接着層の膜厚は１０〜２００ｎｍである。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記フレキシブルフィルム形成工程の前に、さらに、前記支持基板上における前記接着層の形成が予定された領域を除く領域、または前記接着層が形成された領域を除く領域に、剥離層を形成する剥離層形成工程を含み、前記剥離層は、前記剥離層から前記フレキシブルフィルムを剥離することを想定した場合の剥離強度が、前記支持基板から前記フレキシブルフィルムを剥離することを想定した場合の剥離強度よりも小さくなるような材料で構成されている。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記剥離層は、ポリアルキルシロキサンまたはアルキルシランアルコキシド重合体を含む。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記電子素子は、有機ＴＦＴ及び有機ＥＬ素子の少なくとも一方を含む。
≪実施の態様≫
［フレキシブルデバイス］
図１はフレキシブルデバイス１０の構造を示す模式断面図である。
また、本発明の一態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法の特定の局面では、前記電子素子は、有機ＴＦＴ及び有機ＥＬ素子の少なくとも一方を含む。
≪実施の態様≫
［フレキシブルデバイス］
図１はフレキシブルデバイス１０の構造を示す模式断面図である。
フレキシブルデバイス１０は、フレキシブル基板１１、当該フレキシブル基板１１の上に形成された電子素子１２を備える。
フレキシブル基板１１は、可撓性を有する材料からなるフレキシブルフィルムを所定の形状に切断したものである。フレキシブル基板１１（フレキシブルフィルム）に用いることが可能な材料としては、例えば、ポリイミド、ポリイミドベンゾオキサゾール、ポリイミドベンゾイミダゾールのほかにポリイミドを単位構造として含む共重合体、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレン、エチレン−プロピレン共重合体，エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル−スチレン共重合体、ブタジエン−スチレン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。また、これらの材料のうち１種または２種以上を組み合わせた多層構造であってもよい。
フレキシブル基板１１は、可撓性を有する材料からなるフレキシブルフィルムを所定の形状に切断したものである。フレキシブル基板１１（フレキシブルフィルム）に用いることが可能な材料としては、例えば、ポリイミド、ポリイミドベンゾオキサゾール、ポリイミドベンゾイミダゾールのほかにポリイミドを単位構造として含む共重合体、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレン、エチレン−プロピレン共重合体，エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル−スチレン共重合体、ブタジエン−スチレン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、変形ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。また、これらの材料のうち１種または２種以上を組み合わせた多層構造であってもよい。
電子素子１２は、例えば、有機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子を駆動する駆動素子である有機ＴＦＴ（有機薄膜トランジスタ）が形成されている。有機ＥＬ素子は固体蛍光性物質の電界発光現象を利用した発光素子であり、近年研究・開発が進んでいるものである。また、有機ＥＬ素子は自発光を行うため視認性が高く、さらに完全固体素子であるため耐衝撃性に優れる。さらに、電子素子１２に有機ＥＬ素子を複数個配設することにより、フレキシブルデバイス１０をフレキシブルな有機ＥＬ表示パネルとすることができる。
［フレキシブルデバイスの製造方法］
図２，３は、実施の態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法を示す模式図である。図２（ａ１），（ｂ１），（ｃ１）はそれぞれ、フレキシブルデバイスの製造方法を示す斜視図である。また、図２（ａ２），（ｂ２），（ｃ２）はそれぞれ、図２（ａ１），（ｂ１），（ｃ１）におけるＡ−Ａ’線矢視断面図（ＺＸ断面図）である。図３についても同様である。
図２，３は、実施の態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法を示す模式図である。図２（ａ１），（ｂ１），（ｃ１）はそれぞれ、フレキシブルデバイスの製造方法を示す斜視図である。また、図２（ａ２），（ｂ２），（ｃ２）はそれぞれ、図２（ａ１），（ｂ１），（ｃ１）におけるＡ−Ａ’線矢視断面図（ＺＸ断面図）である。図３についても同様である。
本実施の態様に係るフレキシブルデバイスの製造方法は、支持基板１３上における周縁領域に接着層１４を形成する接着層形成工程と、接着層１４が形成された領域よりも広範にフレキシブルフィルム１５を形成するフレキシブルフィルム形成工程と、フレキシブルフィルム１５上に電子素子１２を形成する電子素子形成工程と、支持基板１３とフレキシブルフィルム１５における電子素子１２が形成された領域とを分離する分離工程を含む。
＜接着層形成工程＞
まず、図２（ａ１），（ａ２）に示すように支持基板１３を準備する。支持基板１３は、電子素子形成工程におけるフレキシブルフィルムの平坦性を確保する目的で用いられているものであるため、平坦度が高く、変形しにくい材料で形成されていることが望ましい。このような材料としては、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、サファイア、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、アルミナ等の絶縁性材料等が挙げられる。
まず、図２（ａ１），（ａ２）に示すように支持基板１３を準備する。支持基板１３は、電子素子形成工程におけるフレキシブルフィルムの平坦性を確保する目的で用いられているものであるため、平坦度が高く、変形しにくい材料で形成されていることが望ましい。このような材料としては、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、サファイア、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、アルミナ等の絶縁性材料等が挙げられる。
次に、支持基板１３上における周縁領域（Ｘ）に接着層１４を形成する。ここでは、支持基板１３の周縁に沿って環状に、かつ枠状に形成されている。
接着層１４は、支持基板１３とその上に形成されるフレキシブルフィルムとを固定することを目的として用いられているものである。したがって、接着層１４を構成する材料は、フレキシブルフィルムとの密着性が高いものが選択される。さらに、接着層１４は、以降のフレキシブルフィルム形成工程、電子素子形成工程、分離工程における各種製造プロセスに耐え得る必要がある。そのため、接着層１４としては、耐熱性および耐薬品性に優れる粘着剤が望ましい。
接着層１４は、支持基板１３とその上に形成されるフレキシブルフィルムとを固定することを目的として用いられているものである。したがって、接着層１４を構成する材料は、フレキシブルフィルムとの密着性が高いものが選択される。さらに、接着層１４は、以降のフレキシブルフィルム形成工程、電子素子形成工程、分離工程における各種製造プロセスに耐え得る必要がある。そのため、接着層１４としては、耐熱性および耐薬品性に優れる粘着剤が望ましい。
特に耐熱性について、本実施の態様における接着層１４としては、フレキシブルフィルム形成工程に含まれる加熱の温度よりも高い耐熱温度を有する材料を用いている。このような材料としては、例えば、タングステン，モリブデン，銀およびアルミニウム等の金属、酸化タングステン，酸化モリブデン，酸化銀，酸化アルミニウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）および酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の金属酸化物等が挙げられる。なお、フレキシブルフィルムとして上記の材料を用いた場合には、フレキシブルフィルム形成工程に含まれる加熱の温度は、おおよそ３００〜４００［℃］である。
また、接着層１４の膜厚は１０〜２００［ｎｍ］とすることが望ましい。膜厚が１０［ｎｍ］未満である場合には、接着層１４とフレキシブルフィルムとの間で高い密着性が得られないおそれがある。一方、膜厚の上限を２００［ｎｍ］とした理由は、製造効率に鑑みてのことである。
接着層１４の形成方法としては、例えば、支持基板１３上における周縁領域（Ｘ）に相当する部分に開口が設けられたマスクを用いて、上記の金属材料等を蒸着またはスパッタにより成膜する方法、支持基板１３上全体に亘って上記の金属材料等からなる膜を蒸着またはスパッタにより成膜し、周縁領域（Ｘ）を除く領域をエッチングまたは洗浄等で除去する方法が挙げられる。
接着層１４の形成方法としては、例えば、支持基板１３上における周縁領域（Ｘ）に相当する部分に開口が設けられたマスクを用いて、上記の金属材料等を蒸着またはスパッタにより成膜する方法、支持基板１３上全体に亘って上記の金属材料等からなる膜を蒸着またはスパッタにより成膜し、周縁領域（Ｘ）を除く領域をエッチングまたは洗浄等で除去する方法が挙げられる。
本実施の態様における接着層形成工程においては、支持基板１３上の全体に亘って接着層を形成するのではなく、支持基板１３の一部に接着層を形成する。したがって、接着層１４をマスクを用いて成膜する場合には、支持基板１３上の全体に亘って接着層を形成する場合と比較して、必要な接着層材料の量を削減することができるので、製造コストダウンにつながる。特に、大画面の有機ＥＬ表示パネルのような大判のフレキシブルデバイスを形成する場合には、大幅なコストダウンが期待できる。
＜フレキシブルフィルム形成工程＞
次に、図２（ｂ１），（ｂ２）に示すように、接着層１４が形成された支持基板１３上に、接着層１４が形成された領域よりも広範にフレキシブルフィルム１５を形成する。ここで、「接着層１４が形成された領域よりも広範に」とは、接着層１４の内周よりも広範に、の意味である。例えば、本実施の態様のように、接着層１４が環状をしている場合には、接着層１４の環の内周よりも広範にフレキシブルフィルム１５を形成する。
次に、図２（ｂ１），（ｂ２）に示すように、接着層１４が形成された支持基板１３上に、接着層１４が形成された領域よりも広範にフレキシブルフィルム１５を形成する。ここで、「接着層１４が形成された領域よりも広範に」とは、接着層１４の内周よりも広範に、の意味である。例えば、本実施の態様のように、接着層１４が環状をしている場合には、接着層１４の環の内周よりも広範にフレキシブルフィルム１５を形成する。
接着層１４およびフレキシブルフィルム１５の材料として上述したような材料を用いた場合、これらの層間で相互作用が生じると考えられている。ここでの「相互作用」とは、例えば、ファンデルワールス力、共有結合、水素結合、双極子相互作用等の分子間力等が考えられる。
フレキシブルフィルム１５の製造方法としては、フレキシブルフィルムを構成する材料を塗布方法に基づき支持基板１３上に塗布することにより形成することが望ましい。塗布方法としては、例えば、インクジェット法、スピンコート法、グラビア印刷法、ディスペンサー法、ノズルコート法、凹版印刷、凸版印刷等が挙げられる。塗布方法に基づきフレキシブルフィルム１５を形成する場合、フレキシブルフィルム形成工程には塗布液に含まれる溶媒を蒸発させるための加熱工程を含むことになる。
フレキシブルフィルム１５の製造方法としては、フレキシブルフィルムを構成する材料を塗布方法に基づき支持基板１３上に塗布することにより形成することが望ましい。塗布方法としては、例えば、インクジェット法、スピンコート法、グラビア印刷法、ディスペンサー法、ノズルコート法、凹版印刷、凸版印刷等が挙げられる。塗布方法に基づきフレキシブルフィルム１５を形成する場合、フレキシブルフィルム形成工程には塗布液に含まれる溶媒を蒸発させるための加熱工程を含むことになる。
フレキシブルフィルム形成工程において、特許文献１のように板状のフレキシブルフィルムを貼付した場合、接着層が形成されている部分でフレキシブルフィルムが盛り上がることにより、フレキシブルフィルムの平坦性が損なわれるという問題が生じる。しかしながら、フレキシブルフィルム１５を塗布方法により形成することで、図２（ｂ２）に示すように、接着層１４が形成されていることによる段差の影響を受けることなく、フレキシブルフィルム１５の上面を平坦に仕上げることができる。また、塗布方法によれば、接着層１４の段差に沿ってフレキシブルフィルム１５を形成することが可能であるので、特許文献１の場合と比較して接着層１４とフレキシブルフィルム１５との間の密着性をより高くすることができる。
＜電子素子形成工程＞
続いて、図２（ｃ１），（ｃ２）に示すように、フレキシブルフィルム１５上における接着層１４が形成された領域の内側に対応する領域（Ｙ）に電子素子１２を形成する。以下、接着層１４が形成された領域の内側に対応する領域（Ｙ）を、電子素子形成領域（Ｙ）と記載する。本実施の態様における電子素子形成工程には、有機ＴＦＴ形成工程と有機ＥＬ素子形成工程が含まれる。
続いて、図２（ｃ１），（ｃ２）に示すように、フレキシブルフィルム１５上における接着層１４が形成された領域の内側に対応する領域（Ｙ）に電子素子１２を形成する。以下、接着層１４が形成された領域の内側に対応する領域（Ｙ）を、電子素子形成領域（Ｙ）と記載する。本実施の態様における電子素子形成工程には、有機ＴＦＴ形成工程と有機ＥＬ素子形成工程が含まれる。
（有機ＴＦＴ形成工程）
有機ＴＦＴ形成工程は、ゲート電極形成工程、ゲート絶縁層形成工程、ソース電極及びドレイン電極形成工程、半導体層形成工程を含む。
ゲート電極は、金属材料を真空蒸着法またはスパッタ法で成膜し、その金属材料膜をエッチング等により選択的に除去することで形成される。ゲート電極に用いる金属材料としては、例えば、銀、アルミニウム、銀とパラジウムと銅との合金、銀とルビジウムと金との合金等が挙げられる。
有機ＴＦＴ形成工程は、ゲート電極形成工程、ゲート絶縁層形成工程、ソース電極及びドレイン電極形成工程、半導体層形成工程を含む。
ゲート電極は、金属材料を真空蒸着法またはスパッタ法で成膜し、その金属材料膜をエッチング等により選択的に除去することで形成される。ゲート電極に用いる金属材料としては、例えば、銀、アルミニウム、銀とパラジウムと銅との合金、銀とルビジウムと金との合金等が挙げられる。
ゲート絶縁層は、例えば、酸化シリコン等の公知のゲート絶縁体材料を、スパッタ法により成膜することで得られる。なお、公知のゲート絶縁体材料として、有機高分子材料、及び無機材料のいずれも使用可能である。
ソース電極及びドレイン電極は、金属材料をゲート電極の場合と同様に真空蒸着法またはスパッタ法で成膜し、その金属材料膜をエッチング等により選択的に除去することで形成される。ソース電極及びドレイン電極に用いる金属材料としては、例えば、金、銀、銅、銀とパラジウムと銅との合金、タングステン、モリブデン等が挙げられる。
ソース電極及びドレイン電極は、金属材料をゲート電極の場合と同様に真空蒸着法またはスパッタ法で成膜し、その金属材料膜をエッチング等により選択的に除去することで形成される。ソース電極及びドレイン電極に用いる金属材料としては、例えば、金、銀、銅、銀とパラジウムと銅との合金、タングステン、モリブデン等が挙げられる。
半導体層は、有機半導体材料と溶媒とを含むインクをインクジェット法、スピンコート法等の公知の塗布方法で成膜することにより得られる。有機半導体材料としては、例えば、アセン系誘導体，ポルフィリン，フタロシアニン誘導体等の塗布型低分子材料オリゴマーや、チオフェン系，フルオレン系等の高分子材料等が挙げられる。
（有機ＥＬ素子形成工程）
有機ＥＬ素子形成工程は、陽極形成工程、有機発光層形成工程、陰極形成工程を含む。
（有機ＥＬ素子形成工程）
有機ＥＬ素子形成工程は、陽極形成工程、有機発光層形成工程、陰極形成工程を含む。
陽極は、金属材料を真空蒸着法またはスパッタ法で成膜し、その金属材料膜をエッチング等により選択的に除去することで形成される。陽極に用いる金属材料としては、例えば、上記のゲート電極に用いる金属材料で挙げた金属材料等を用いることができる。
有機発光層は、陽極上に、有機発光層を構成する有機材料と溶媒とを含むインクを真空蒸着またはインクジェット法で成膜することにより得られる。有機発光層を構成する有機材料としては、例えば、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物等、特開平５−１６３４８８号公報に記載の公知の材料を用いることができる。
有機発光層は、陽極上に、有機発光層を構成する有機材料と溶媒とを含むインクを真空蒸着またはインクジェット法で成膜することにより得られる。有機発光層を構成する有機材料としては、例えば、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物等、特開平５−１６３４８８号公報に記載の公知の材料を用いることができる。
陰極は、有機発光層上に、透明導電材料をスパッタ法で成膜することにより得られる。陰極に用いる透明導電材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ等が挙げられる。
なお、有機ＥＬ素子には必要に応じて、さらに正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を含む場合がある。
＜分離工程＞
図３（ａ１），（ａ２），（ｂ１），（ｂ２）は分離工程を示している。
なお、有機ＥＬ素子には必要に応じて、さらに正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を含む場合がある。
＜分離工程＞
図３（ａ１），（ａ２），（ｂ１），（ｂ２）は分離工程を示している。
まず、図３（ａ１），（ａ２）に示すように、接着層１４が形成された領域に内側に対応する領域で、かつ、電子素子１２が形成された領域の外側でフレキシブルフィルム１５をカッター１６で切断する。カッター１６としては、例えばレーザーカッター、金属製刃物等を用いることができる。
なお、レーザーカッターを用いた場合、フレキシブルフィルム１５を構成する材料においていわゆるアブレーションが発生することにより、フレキシブルフィルム１５が切断される。アブレーションとは、照射光を吸収した材料が光化学的または熱的に励起され、その表面や内部の原子または分子の結合が切断されて放出することをいい、主に、フレキシブルフィルム１５の構成材料の全部または一部が溶融、蒸散（気化）等の相変化を生じる現象として現れる。また、相変化によってフレキシブルフィルム１５の構成材料が微小な発泡状態となることにより、フレキシブルフィルム１５が切断されることもある。
なお、レーザーカッターを用いた場合、フレキシブルフィルム１５を構成する材料においていわゆるアブレーションが発生することにより、フレキシブルフィルム１５が切断される。アブレーションとは、照射光を吸収した材料が光化学的または熱的に励起され、その表面や内部の原子または分子の結合が切断されて放出することをいい、主に、フレキシブルフィルム１５の構成材料の全部または一部が溶融、蒸散（気化）等の相変化を生じる現象として現れる。また、相変化によってフレキシブルフィルム１５の構成材料が微小な発泡状態となることにより、フレキシブルフィルム１５が切断されることもある。
ここで、図３のように接着層１４と電子素子１２とが近接している場合、「接着層１４が形成された領域に内側に対応する領域で、かつ、電子素子１２が形成された領域の外側」には、接着層１４と電子素子１２との境界線上（周縁領域（Ｘ）と電子素子形成領域（Ｙ）との境界線上）も含まれることとする。本実施の態様においては、接着層１４と電子素子１２との境界線上において、フレキシブルフィルム１５を切断することとしている。
フレキシブルフィルム１５をカッター１６で切断することにより、図３（ｂ１），（ｂ２）に示すように、支持基板１３とフレキシブルフィルム１５における電子素子１２が形成された領域（フレキシブル基板１１に相当する。）とが分離される。なお、図３（ｂ１），（ｂ２）に符号１７で示しているのは、カッター１６でのフレキシブルフィルム１５の切断により支持基板１３上に残った、フレキシブル基板１１とはならないフレキシブルフィルム残渣１７である。
以上、接着層形成工程〜分離工程を経ることで、フレキシブルデバイス１０が完成する（図３（ｃ１），（ｃ２））。
＜その他＞
（除去工程）
分離工程終了後、さらに、支持基板１３に残存した接着層１４およびフレキシブルフィルム残渣１７を除去する除去工程を含むこととしてもよい。除去工程を行うことにより、接着層形成工程〜分離工程を経た支持基板１３を、接着層１４が形成される前の状態へ戻すことができる。したがって、支持基板１３を再利用することができるため、製造コストダウンにつながる。
＜その他＞
（除去工程）
分離工程終了後、さらに、支持基板１３に残存した接着層１４およびフレキシブルフィルム残渣１７を除去する除去工程を含むこととしてもよい。除去工程を行うことにより、接着層形成工程〜分離工程を経た支持基板１３を、接着層１４が形成される前の状態へ戻すことができる。したがって、支持基板１３を再利用することができるため、製造コストダウンにつながる。
除去工程を行う場合には、接着層１４がエッチングまたは洗浄等で簡単に剥離可能な材料で形成されていることが望ましい。接着層１４として上述した金属材料を用いた場合には、エッチングまたは洗浄で比較的容易に除去することが可能であるという利点もある。
（剥離層形成工程）
フレキシブルフィルム形成工程の前に、さらに、支持基板１３上における接着層１４の形成が予定された領域を除く領域、または接着層１４が形成された領域を除く領域に、剥離層を形成する剥離層形成工程を含むこととしてもよい。剥離層は、分離工程において、支持基板１３とフレキシブルフィルム１５におけるフレキシブル基板１１となる領域との分離を容易にする機能を有する。すなわち、剥離層は、剥離層からフレキシブルフィルム１５を剥離することを想定した場合の剥離強度が、支持基板１３からフレキシブルフィルム１５を剥離することを想定した場合の剥離強度よりも小さくなるような材料で構成されている。このような材料としては、例えば、ポリアルキルシロキサン、アルキルシランアルコキシド重合体等が挙げられる。
（剥離層形成工程）
フレキシブルフィルム形成工程の前に、さらに、支持基板１３上における接着層１４の形成が予定された領域を除く領域、または接着層１４が形成された領域を除く領域に、剥離層を形成する剥離層形成工程を含むこととしてもよい。剥離層は、分離工程において、支持基板１３とフレキシブルフィルム１５におけるフレキシブル基板１１となる領域との分離を容易にする機能を有する。すなわち、剥離層は、剥離層からフレキシブルフィルム１５を剥離することを想定した場合の剥離強度が、支持基板１３からフレキシブルフィルム１５を剥離することを想定した場合の剥離強度よりも小さくなるような材料で構成されている。このような材料としては、例えば、ポリアルキルシロキサン、アルキルシランアルコキシド重合体等が挙げられる。
これらの材料は、表面のアルキル官能基の存在により、表面エネルギーが小さい。そのため、これらの材料とフレキシブルフィルム１５との界面における相互作用が、支持基板１３とフレキシブルフィルム１５との相互作用より小さい。その結果、支持基板１３とフレキシブルフィルム１５におけるフレキシブル基板１１となる領域との分離が容易になる。
剥離層を形成することにより、分離工程において支持基板１３からフレキシブルフィルム１５を分離する際に、電子素子１２が損傷を受けることを抑制することができる。
剥離層形成工程は、接着層形成工程前、または接着層形成工程とフレキシブルフィルム形成工程との間に行うことができる。接着層形成工程前に行う場合は「支持基板１３上における接着層１４の形成が予定された領域を除く領域」に、接着層形成工程とフレキシブルフィルム形成工程との間に行う場合は「接着層１４が形成された領域を除く領域」に剥離層を形成することになる。
剥離層形成工程は、接着層形成工程前、または接着層形成工程とフレキシブルフィルム形成工程との間に行うことができる。接着層形成工程前に行う場合は「支持基板１３上における接着層１４の形成が予定された領域を除く領域」に、接着層形成工程とフレキシブルフィルム形成工程との間に行う場合は「接着層１４が形成された領域を除く領域」に剥離層を形成することになる。
［変形例・その他］
以上、実施の態様について説明したが、本発明は上記の実施の態様に限られない。例えば、以下のような変形例等が考えられる。
（１）上記の実施の態様においては、支持基板の最外縁に接着層を設けることしたが、本発明はこれに限定されない。接着層は、支持基板上における周縁領域に、電子素子の形成が予定された領域に対応する支持基板上の領域を囲繞するように形成されていればよい。例えば、矩形状の支持基板上に円環状の接着層を形成するような場合も含まれる。すなわち、「支持基板上における周縁領域」とは、支持基板を平面視した場合における、電子素子が形成される中央領域を除いた領域を指す。
以上、実施の態様について説明したが、本発明は上記の実施の態様に限られない。例えば、以下のような変形例等が考えられる。
（１）上記の実施の態様においては、支持基板の最外縁に接着層を設けることしたが、本発明はこれに限定されない。接着層は、支持基板上における周縁領域に、電子素子の形成が予定された領域に対応する支持基板上の領域を囲繞するように形成されていればよい。例えば、矩形状の支持基板上に円環状の接着層を形成するような場合も含まれる。すなわち、「支持基板上における周縁領域」とは、支持基板を平面視した場合における、電子素子が形成される中央領域を除いた領域を指す。
（２）上記の実施の態様においては、接着層を支持基板の形状に沿って、矩形の環状（枠状）に形成することとしたが、本発明はこれに限定されない。これ以外にも例えば、円環状、三角形の枠状、多角形の枠状等がある。
（３）上記の実施の態様においては、接着層を、電子素子の形成が予定された領域に対応する支持基板上の領域を完全に囲繞するように形成することとしたが、本発明はこれに限定されない。支持基板とフレキシブルフィルムとの密着性が損なわれない程度に、破線状や一点鎖線状のように不連続に接着層を形成することとしてもよい。
（３）上記の実施の態様においては、接着層を、電子素子の形成が予定された領域に対応する支持基板上の領域を完全に囲繞するように形成することとしたが、本発明はこれに限定されない。支持基板とフレキシブルフィルムとの密着性が損なわれない程度に、破線状や一点鎖線状のように不連続に接着層を形成することとしてもよい。
また、例えば、上記実施の態様のように、支持基板の形状が矩形である場合には、接着層は必ずしも四辺に形成されている必要はなく、向かい合う二辺のみに接着層が形成されていることとしてもよい。さらに、支持基板の形状が円形である場合には、例えば、半円弧状または弧状に接着層が形成されていることとしてもよい。
なお、実施の態様にて支持基板の最外縁の領域に連続的に接着層を形成する例を示した理由は、支持基板における最外縁の領域が、電子素子形成工程において支持基板とフレキシブルフィルムとの接合が維持されにくい箇所であるからである。すなわち、支持基板とフレキシブルフィルムとの界面の中で、支持基板における最外縁の領域とこれに接合しているフレキシブルフィルムとの界面が最も外れやすい。
なお、実施の態様にて支持基板の最外縁の領域に連続的に接着層を形成する例を示した理由は、支持基板における最外縁の領域が、電子素子形成工程において支持基板とフレキシブルフィルムとの接合が維持されにくい箇所であるからである。すなわち、支持基板とフレキシブルフィルムとの界面の中で、支持基板における最外縁の領域とこれに接合しているフレキシブルフィルムとの界面が最も外れやすい。
（４）一般的に、特許文献１のように接着層として樹脂系の接着剤を用いた場合と比較して、実施の態様のように接着層を構成する材料として金属材料等を用いた場合、接着層の膜厚を薄くすることができる。そのため、仮に、支持基板状に板状のフレキシブルフィルムを貼付することとしたとしても、接着層が形成されている部分でフレキシブルフィルムが盛り上がることによる、フレキシブルフィルムの平坦性に与える影響は小さい。
（５）上記の実施の態様においては、電子素子形成工程に有機ＥＬ素子形成工程および有機ＴＦＴ形成工程が含まれることとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、これらの形成工程のいずれかを欠いている、もしくは、別の工程を含んでいることとしてもよい。また、上記の実施の態様においては、電子素子として、有機ＴＦＴおよび有機ＥＬ素子を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。これら以外の素子としては、例えば、酸化物ＴＦＴ、アモルファスシリコンＴＦＴ、ポリシリコンＴＦＴ等が挙げられる。
（６）上記の実施の態様において説明した有機ＥＬ素子の製造方法は、単なる一例であり、他の構成要素を形成する工程が含まれていてもよい。また、上記の実施の態様においては、陰極側から光を取り出す方式の有機ＥＬ素子の製造方法を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。この他の方式としては、例えば、陽極側から光を取り出す方式、陽極側および陰極側の両方から光を取り出す方式等がある。
（７）本明細書における「接着層はＡからなる」には、接着層がＡのみを含有している場合だけでなく、製造工程において通常レベルで混入し得る程度に微量の不純物が混入している場合も含まれる。例えば、「接着層は、フレキシブルフィルム形成工程に含まれる加熱の温度よりも高い耐熱温度を有する材料からなる」には、接着層が「フレキシブルフィルム形成工程に含まれる加熱の温度よりも高い耐熱温度を有する材料」のみを含有している場合だけでなく、微量の不純物が混入している場合も含まれる。
（８）一枚のフレキシブルフィルム上に複数の電子素子を形成する場合には、その複数の電子素子からなる電子素子群の形成が予定された領域に相当する支持基板上の領域を囲繞するように接着層が形成されていればよい。このことについて図４を用いて説明する。
図４は、複数の電子素子を形成する場合における電子素子形成工程および分離工程を示す模式図である。図４（ａ１），（ａ２）は電子素子形成工程、図４（ｂ１），（ｂ２）は分離工程をそれぞれ示している。また、図４（ａ１），（ｂ１）は斜視図であり、図４（ａ２），（ｂ２）はそれぞれ、図４（ａ１），（ｂ１）におけるＢ−Ｂ’線矢視断面図（ＺＸ断面図）である。
図４は、複数の電子素子を形成する場合における電子素子形成工程および分離工程を示す模式図である。図４（ａ１），（ａ２）は電子素子形成工程、図４（ｂ１），（ｂ２）は分離工程をそれぞれ示している。また、図４（ａ１），（ｂ１）は斜視図であり、図４（ａ２），（ｂ２）はそれぞれ、図４（ａ１），（ｂ１）におけるＢ−Ｂ’線矢視断面図（ＺＸ断面図）である。
図４（ａ１），（ａ２）に示すように、複数の電子素子１２Ａからなる電子素子群の形成が予定された領域（Ｚ）に相当する支持基板１３上の領域を囲繞するように接着層１４が形成されている。そして、接着層１４が形成された領域よりも広範にフレキシブルフィルム１５が形成されている。電子素子形成工程においては、フレキシブルフィルム１５上における接着層１４が形成された領域の内側に対応する領域に複数の電子素子１２Ａを形成する。
図４（ｂ１），（ｂ２）に示す分離工程においては、接着層１４が形成された領域の内側に対応する領域で、かつ、電子素子１２Ａが形成された領域の外側でフレキシブルフィルム１５をカッター１６で切断する。図４に示す例では、フレキシブルフィルム１５を格子状に切断する。
以上説明したように、電子素子を複数形成する場合には、分離工程における切断位置に沿って格子状に接着層が形成されている必要はなく、電子素子群が形成されている領域の最外周に対応する領域にのみ形成されていればよい。なお、図４においては、フレキシブルフィルム１５上に電子素子１２Ａを４個形成することとしたが、これは単なる例示であり、適宜形成する個数を変更することができる。
以上説明したように、電子素子を複数形成する場合には、分離工程における切断位置に沿って格子状に接着層が形成されている必要はなく、電子素子群が形成されている領域の最外周に対応する領域にのみ形成されていればよい。なお、図４においては、フレキシブルフィルム１５上に電子素子１２Ａを４個形成することとしたが、これは単なる例示であり、適宜形成する個数を変更することができる。
（９）上記の実施の態様で使用している、材料、数値等は好ましい例を例示しているだけであり、この態様に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる。なお、数値範囲を示す際に用いる符号「〜」は、その両端の数値を含む。
本発明のフレキシブルデバイスの製造方法は、例えば、携帯型情報端末等に搭載されるディスプレイ等を構成するフレキシブルデバイスの製造方法に好適に利用可能である。
１０ フレキシブルデバイス
１１ フレキシブル基板
１２ 電子素子
１３ 支持基板
１４ 接着層
１５ フレキシブルフィルム
１６ カッター
１７ フレキシブルフィルム残渣
１１ フレキシブル基板
１２ 電子素子
１３ 支持基板
１４ 接着層
１５ フレキシブルフィルム
１６ カッター
１７ フレキシブルフィルム残渣
Claims (9)
- 支持基板上における周縁領域に接着層を形成する接着層形成工程と、
前記接着層が形成された支持基板上に、前記接着層が形成された領域よりも広範にフレキシブルフィルムを形成するフレキシブルフィルム形成工程と、
前記フレキシブルフィルム上における、前記接着層が形成された領域の内側に対応する領域に電子素子を形成する電子素子形成工程と、
前記接着層が形成された領域の内側に対応する領域で、かつ、前記電子素子が形成された領域の外側で前記フレキシブルフィルムを切断することにより、前記支持基板と前記フレキシブルフィルムにおける前記電子素子が形成された領域とを分離する分離工程と、を含み、
前記フレキシブルフィルム形成工程には加熱工程が含まれ、
前記接着層は、前記加熱工程の温度よりも高い耐熱温度を有し、エッチングまたは洗浄により前記支持基板から除去することが可能な金属または金属酸化物の材料からなる、
フレキシブルデバイスの製造方法。 - 前記フレキシブルフィルム形成工程において、
前記フレキシブルフィルムは塗布方法により形成される、
請求項１に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。 - 前記加熱工程の温度は、３００〜４００℃である、
請求項１に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。 - 前記金属は、タングステン、モリブデン、銀およびアルミニウムのいずれかである、
請求項１に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。 - 前記金属酸化物は、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化銀、酸化アルミニウム、酸化インジウムスズおよび酸化インジウム亜鉛のいずれかである、
請求項１に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。 - 前記分離工程終了後、さらに、前記支持基板に残存した接着層およびフレキシブルフィルム残渣を除去する除去工程を含む、
請求項１に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。 - 前記接着層の膜厚は１０〜２００ｎｍである、
請求項１に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。 - 支持基板上における周縁領域に接着層を形成する接着層形成工程と、
前記接着層が形成された支持基板上に、前記接着層が形成された領域よりも広範にフレキシブルフィルムを形成するフレキシブルフィルム形成工程と、
前記フレキシブルフィルム上における、前記接着層が形成された領域の内側に対応する領域に電子素子を形成する電子素子形成工程と、
前記接着層が形成された領域の内側に対応する領域で、かつ、前記電子素子が形成された領域の外側で前記フレキシブルフィルムを切断することにより、前記支持基板と前記フレキシブルフィルムにおける前記電子素子が形成された領域とを分離する分離工程と、を含み、
前記フレキシブルフィルム形成工程には加熱工程が含まれ、
前記接着層は、前記加熱工程の温度よりも高い耐熱温度を有し、
前記フレキシブルフィルム形成工程の前に、さらに、
前記支持基板上における前記接着層の形成が予定された領域を除く領域、または前記接着層が形成された領域を除く領域に、剥離層を形成する剥離層形成工程を含み、
前記剥離層は、前記剥離層から前記フレキシブルフィルムを剥離することを想定した場合の剥離強度が、前記支持基板から前記フレキシブルフィルムを剥離することを想定した場合の剥離強度よりも小さくなる、ポリアルキルシロキサンまたはアルキルシランアルコキシド重合体を含む材料で構成されている、
フレキシブルデバイスの製造方法。 - 前記電子素子は、有機ＴＦＴ及び有機ＥＬ素子の少なくとも一方を含む、
請求項１または請求項８に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
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