JP2004072050A

JP2004072050A - Method of manufacturing thin film device and thin film device

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Publication number: JP2004072050A
Application number: JP2002233199A
Authority: JP
Inventors: Zenichi Akiyama; 秋山　善一
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP4417615B2

Abstract

【課題】分離層として用いる有機物膜を適正化することにより、薄膜デバイスを損傷することなく基材から容易に剥離することができ、剥離した薄膜デバイスを他の基材に転写することのできる薄膜デバイス装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の薄膜デバイス装置の製造方法においては、第１の基材１００上に有機物からなる分離層１１０を形成する工程と、前記分離層上に薄膜デバイス１２０を形成する工程と、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の基材１４０を接着するか若しくは第２の有機物からなる膜を形成する工程と、前記分離層１１０と第１の基材１００との界面で剥離現象を生じさせることにより前記第１の基材を前記薄膜デバイス側から剥がす工程とを有し、前記分離層１１０が、液体に可溶な有機物層Ａと液体に不溶な有機物層Ｂの少なくとも２層以上の積層からなることを特徴とする。
【選択図】　　　　　　　図１A thin film that can be easily peeled from a substrate without damaging a thin film device by optimizing an organic film used as a separation layer, and that can transfer the peeled thin film device to another substrate. Provided is a method for manufacturing a device.
In a method of manufacturing a thin film device according to the present invention, a step of forming a separation layer made of an organic substance on a first base material, a step of forming a thin film device on the separation layer, Bonding a second substrate 140 on the opposite side of the thin film device to the first substrate, or forming a film made of a second organic material, and separating the separation layer 110 and the first substrate 100 from each other. Separating the first substrate from the thin film device side by causing a peeling phenomenon at an interface of the liquid crystal display device, wherein the separation layer 110 is a liquid-soluble organic material layer A and a liquid-insoluble organic material layer. It is characterized by comprising at least two layers of B.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜デバイス装置の製造方法及びこの製造方法により製造した薄膜デバイス装置に関するものである。より詳しくは、アクティブマトリクス基板や、このアクティブマトリクス基板を用いた電気光学装置等の薄膜デバイス装置の製造に応用可能な薄膜デバイス装置の製造方法、及びこの製造方法により得たアクティブマトリクス基板やこのアクティブマトリクス基板を用いた電気光学装置等の薄膜デバイス装置に関するものである。さらに詳しくは、薄膜デバイスを基材上に形成した後、この基材から剥離する技術、及び剥離した薄膜デバイスを他の基材に転写する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の電気光学装置のうち、電気光学物質として液晶を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、アクティブマトリクス基板上にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと言う）を製造する際に、半導体プロセスを利用する。このプロセス中は高温処理を伴う工程を含むため、基板としては耐熱性に優れる材質のもの、すなわち、軟化点および融点が高いものを使用する必要がある。従って、現在は、１０００℃程度の温度に耐える基板として石英ガラスが使用され、５００℃前後の温度に耐える基板として耐熱ガラスが使用されている。
【０００３】
このように、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを搭載する基板は、それらの薄膜デバイスを製造する際の温度条件等に耐え得るものでなければならない。
しかしながら、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを搭載した基板が完成した後において、前記の石英ガラスや耐熱ガラスでは好ましくないことがある。例えば、高温処理を伴う製造プロセスに耐え得るように石英基板や耐熱ガラス基板等を用いた場合には、これらの基板が非常に高価であるため、表示装置等の製品価格の上昇を招く。また、パームトップコンピュータや携帯電話機等の携帯用電子機器に使用される液晶表示装置は、可能な限り安価であることに加えて、軽くて多少の変形にも耐え得ること、落としても割れにくいことも求められるが、石英基板やガラス基板は、重いとともに、変形に弱く、かつ、落下等によって割れやすい。従って、従来の薄膜デバイス装置に用いられる基板は、製造条件からくる制約、および製品に要求される特性の双方に対応することができないという問題点がある。
【０００４】
そこで上記の問題を解決する手段として特願平８−２２５６４３号では、多結晶シリコンＴＦＴなどを従来のプロセスと略同様な条件で第１の基材上に形成した後に、この薄膜デバイスを第１の基材から剥離して、プラスチックシート等の第２の基材に転写する技術が提案されている。ここでは、第１の基材と薄膜デバイスとの間に分離層を形成し、この分離層に対して例えばエネルギー光を照射することにより、第１の基材から薄膜デバイスを剥離して、この薄膜デバイスを第２の基材の側に転写している。
【０００５】
近年、有機薄膜電子デバイスとして有機ＴＦＴや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子が研究され、その応用として有機ＴＦＴアクティブマトリックス駆動の有機ＥＬディスプレイの試作が試みられている。有機薄膜電子デバイスの特徴としては、多結晶シリコンＴＦＴの作製に見られるような高価な製造設備を不要とし、安価なデバイス提供が可能であるという特徴があり、また、先述のパームトップコンピュータや携帯電話機等の携帯用電子機器に使用される表示装置に好適であると思われる。
【０００６】
プラスチックシート（基材）上にこれら有機ＴＦＴを形成する場合、基材の寸法安定性が劣るため、その上にアクティブ素子をじかに形成するのは非常に困難である。
この問題を解決するため特開平８−６２５９１号公報には、ガラス等の耐熱性に優れた基板に予め形成したアクティブマトリクス層をプラスチックシート基板上に転写する技術が開示されている。しかし、この公報記載の従来技術では、剥離層に金属メッキを用い、アクティブマトリクス層との間に透明電気絶縁層を設けるなど煩雑な工程が必要であり、しかも、接着剤として溶剤型感圧接着剤を用いているため、応力の問題が生じる。また、特開平２００１−３５６３７０号公報記載の従来技術では、転写時の外力からアクティブマトリクス層を保護するために、無機バッファ層を配置したり、スリットを追加形成するなどの対策を施しているが、工程の煩雑さを招いている。
また、これらの従来技術は、共通して剥離分離層を形成し、第２の基材、さらには第３の基材へ転写し、大面積、フレキシブルシート上へのアクティブマトリックス基板を形成している。
【０００７】
以上のことを鑑みて、転写法の重要な技術は剥離工程にあり、従来技術では、アモルファスシリコンのレーザー照射による相変化現象に伴う密着力減少、放射線照射による密着力の減少（特開平８−１５２５１２号公報）、物理的、化学的基材の除去（特開平１０−１８９９２４号公報、特開平１１−３１８２８号公報）、応力を伴う機械的剥離と発生応力からの素子保護方法に大別できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の剥離方法および転写方法では、分離層での剥離現象が適正に起こらないという問題点がある。または、基板サイズに制約を受け、特に有機薄膜電子デバイスの特徴である大面積素子への展開は不可能であった。
【０００９】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、分離層として用いる有機物膜を適正化することにより、薄膜デバイスを損傷することなく基材（基板）から容易に剥離することができ、その剥離した薄膜デバイスを他の基材（基板）に転写することのできる薄膜デバイス装置の製造方法を提供すること、及びこの製造方法により得た薄膜デバイス装置を提供することを目的とする。さらには、この薄膜デバイス装置の製造方法を利用してアクティブマトリクス基板を用いた薄膜デバイス装置を製造する製造方法、及び、この製造方法により製造したアクティブマトリクス基板やそのアクティブマトリクス基板を用いた薄膜デバイス装置（電気光学装置等）を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する手段として、請求項１に係る発明は、第１の基材上に有機物からなる分離層を形成する工程と、前記分離層上に薄膜デバイスを形成する工程と、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の基材を接着するか若しくは第２の有機物からなる膜を形成する工程と、前記分離層と第１の基材との界面で剥離現象を生じさせることにより前記第１の基材を前記薄膜デバイス側から剥がす工程とを有し、前記分離層が、液体に可溶な有機物層Ａと液体に不溶な有機物層Ｂの少なくとも２層以上の積層からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の薄膜デバイス装置の製造方法であって、第１の基材上に有機物からなる第１の分離層を形成する第１の工程と、前記第１の分離層上に薄膜デバイスを形成する第２の工程と、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の基材を接着する第３の工程と、前記第１の分離層と第１の基材との界面で剥離現象を生じさせることにより前記第１の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして当該薄膜デバイスを前記第２の基材側に転写する第４の工程とを有し、前記第１の工程では、前記第１の分離層が、液体に可溶な有機物層Ａと液体に不溶な有機物層Ｂの少なくとも２層以上の積層からなり、第１の基材との界面に有機物層Ａを可溶可能な液相の存在により、分離層の第１の基材に対する密着力を低減する有機物膜を形成し、前記第４の工程では、前記第１の分離層と第１の基材界面に液相を介在させて前記剥離現象を起こさせることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の薄膜デバイス装置の製造方法であって、第１の基材上に第１の有機物からなる分離層を形成する第１の工程と、前記分離層の上に薄膜デバイスを形成する第２の工程と、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の有機物からなる膜を形成する第３の工程と、前記分離層と第１の基材との界面で剥離現象を生じさせることにより前記第１の基材を前記薄膜デバイス側から剥がす第４の工程とを有し、前記第１の工程では、前記分離層が、少なくとも液体に可溶な有機物層Ａと液体に不溶な有機物層Ｂの少なくとも２層以上の積層からなり、第１の基材との界面に有機物層Ａを可溶可能な液相の存在により、分離層の第１の基材に対する密着力を低減する有機物膜を形成し、前記第４の工程では、前記分離層と第１の基材界面に液相を介在させて前記剥離現象を起こさせることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１または２または３記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、前記分離層を構成する液体に可溶な有機物層Ａとして、水溶性高分子材料からなる膜を形成することを特徴とする。
また、請求項５に係る発明は、請求項１または２または３記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、前記分離層を構成する液体に可溶な有機物層Ａとして、水溶性有機溶剤で可溶な高分子材料からなる膜を形成することを特徴とする。また、請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか一つに記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、前記分離層を構成する液体に不溶な有機物層Ｂとして、有機物原料または、そのガスを用いた化学気相堆積法により形成された有機物膜を用いることを特徴とする。
さらに請求項７に係る発明は、請求項１〜６の何れか一つに記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、前記分離層を構成する液体に不溶な有機物層Ｂが、パリレン材料からなる有機物膜であることを特徴とする。
さらに請求項８に係る発明は、請求項１〜７の何れか一つに記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、前記第４の工程では、前記分離層と第１の基材界面に液相を介在させることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る発明は、請求項２または４〜８の何れか一つに記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、前記第３の工程では、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に前記第２の基材を第２の分離層を介して接着し、前記第４の工程で前記第２の基材に前記薄膜デバイスを転写した後、当該薄膜デバイスの前記第２の基材と反対側に第３の基材を接着する第５の工程と、前記第２の分離層の層内または該第２の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることにより前記第２の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして当該薄膜デバイスを前記第３の基材側に転写する第６の工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、請求項３〜８の何れか一つに記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、前記第２の有機物膜が、前記分離層を構成する液体に不溶な有機物層Ｂと同じ材料の膜であることを特徴とする。
また、請求項１１に係る発明は、請求項３〜８の何れか一つに記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、前記第１の有機物からなる分離層を構成する液体に不溶な有機物層Ｂの膜厚が１０μｍ以上であることを特徴とする。
さらに請求項１２に係る発明は、請求項３〜８の何れか一つに記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、前記第４の工程で前記薄膜デバイスを剥離した後、当該薄膜デバイスの前記第１の基材と同じ側に第２の基材を接着する第５の工程を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項１３に係る発明は、請求項１〜１２の何れか一つに記載の薄膜デバイス装置の製造方法において、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、少なくとも有機薄膜トランジスタを形成することを特徴とする。
請求項１４に係る発明は、基材若しくは有機物膜上に薄膜デバイスを形成した薄膜デバイス装置であって、請求項１〜１３の何れか一つに記載の薄膜デバイス装置の製造方法により製造されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１５に係る発明は、請求項１〜１３の何れか一つに記載の薄膜デバイス装置の製造方法を利用してアクティブマトリクス基板を用いた薄膜デバイス装置を製造する製造方法であって、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして画素スイッチング用の薄膜トランジスタをマトリクス状に形成して、当該薄膜トランジスタをマトリクス状に有するアクティブマトリクス基板を形成することを特徴とする。
また、請求項１６に係る発明は、薄膜デバイス装置であって、請求項１５に記載の薄膜デバイス装置の製造方法により製造され、アクティブマトリクス基板を用いたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［第一の実施の形態］
まず、本発明の第一の実施の形態を説明する。
本発明の第一の実施の形態は、第１の基材上に有機物からなる第１の分離層を形成する第１の工程と、前記第１の分離層上に薄膜デバイスを形成する第２の工程と、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に第２の基材を接着する第３の工程と、前記第１の分離層と第１の基材との界面で剥離現象を生じさせることにより前記第１の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして当該薄膜デバイスを前記第２の基材側に転写する第４の工程とを有する薄膜デバイス装置の製造方法であり、前記第１の工程では、前記第１の分離層として、第１の基材との界面に液相の存在により分離層膜の第１の基材に対する密着力が低減する性能を有する有機物膜を形成し、前記第４の工程では、前記第１の分離層と第１の基材界面に液相を介在させて前記剥離現象を起こさせることを特徴とする（請求項１，２）。
【００１９】
本発明において、第１の分離層は、少なくとも液体に対する溶解性の異なる２種以上の有機膜積層体からなり、第１の基材との界面に液相の存在により分離層の第１の基材に対する密着力を低減せしめ、界面での剥離を容易にさせるもので、第１の基材を薄膜デバイス側から剥がして薄膜デバイスを第２の基材側に転写することができる。よって、本発明によれば、信頼性の高い薄膜デバイス装置を効率よく製造できる。
本発明において、前記第２の工程では、分離層は有機ＴＦＴプロセスには十分耐えうる基材密着力を有し、また、前記４の工程では、その密着力を低減することにより剥離現象が容易に行える。
【００２０】
本発明において前記第１の分離層は、液体可溶な有機物膜Ａと液体に不溶な有機物膜Ｂの２層以上の積層膜からなり、主に前記第４の工程で、液層存在下で、有機物膜Ａと第１の基材界面の密着力の低減を実行するものである。
本発明において、前記第１の分離層を構成する有機物膜Ｂは段差被覆性の優れた成膜法にて形成され、特に有機物原料またはそのガスを用いた化学気相堆積法（化学気相成長法（ＣＶＤ法））により形成された有機物膜を有機物膜Ｂとして用いてもよい。
また、前記有機物膜Ｂは、パリレン材料からなる有機物膜や、フッ素化ポリマーであってもよく、特にパリレン膜は有効である。
【００２１】
パリレン膜とは米国のユニオン・カーバイド・ケミカルズ・アンド・プラスチック社が開発したポリパラキシリレン樹脂からなる気相合成法によるコーティング膜である。このコーティング膜は原料であるジパラキシリレン固体ダイマーを気化、熱分解し、この時発生した安定なジラジカルパラキシリレンモノマーが基板上において吸着と重合の同時反応を起こすことによって形成される。このコーティング膜は従来の液状コーティングや粉末コーティングでは不可能な精密コーティングが可能である他、コーティング時、被着物の形状、材質を選ばない、室温でのコーティングが可能であるなど、他に類の無い数々の優れた特質を有する事により、超精密部品のコーティングをはじめ、汎用品のコーティングに至るまで、最適なコンフォーマル（同型）コーティング被膜として知られている。具体的にはハイブリッドＩＣの絶縁膜コーティング、ディスクドライブ部品のダスト粉の発生防止、ステッピングモーターの潤滑用膜、生体材料の腐食防止膜にその応用例を見ることができる。
【００２２】
本発明において、前記第３の工程では、前記薄膜デバイスの前記第１の基材と反対側に前記第２の基材を第２の分離層を介して接着し、前記第４の工程で前記第２の基材に前記薄膜デバイスを転写した後、当該薄膜デバイスの前記第２の基材と反対側に第３の基材を接着する第５の工程と、前記第２の分離層の層内または該第２の分離層の界面のうちの少なくとも一方で剥離現象を生じさせることにより前記第２の基材を前記薄膜デバイス側から剥がして当該薄膜デバイスを前記第３の基材側に転写する第６の工程とを行ってもよい（請求項９）。このように構成すると、薄膜デバイスを２回、転写することになるので、第３の基材に転写した状態において、薄膜デバイスは、第１の基材に薄膜デバイスを形成したときの積層構造のままとなる。
本発明において、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する。
【００２３】
本発明に係る薄膜デバイス装置の製造方法は、アクティブマトリクス基板やそれを用いた薄膜デバイス装置の製造方法として利用できる。この場合には、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして薄膜トランジスタをマトリクス状に形成して、当該薄膜トランジスタをマトリクス状に有するアクティブマトリクス基板を製造する。
【００２４】
本発明では、最終的に製品に搭載される第２の基材あるいは第３の基材に対して薄膜デバイスを転写した後、この基板上で、高温での処理が不要な配線等を形成してもよいが、前記第２の工程において、前記第１の基材上に前記薄膜トランジスタをマトリクス状に形成するとともに、当該薄膜トランジスタのゲートに電気的に接続する走査線、当該薄膜トランジスタのソースに電気的に接続するデータ線、および当該薄膜トランジスタのドレインに電気的に接続する画素電極を形成し、これらの配線や電極も薄膜デバイスと同様、最終的に製品に搭載される基板に転写することが好ましい。
【００２５】
また、本発明では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、駆動回路用の薄膜トランジスタを形成して、当該薄膜トランジスタを備える駆動回路を有するアクティブマトリクス基板を製造してもよい。
さらに、本発明では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして有機ＴＦＴ、有機ＥＬ素子を形成してもよい。
【００２６】
本発明に係るアクティブマトリクス基板については、対向基板との間に液晶等の電気光学物質を挟持させることによって、液晶表示装置等の電気光学装置を構成するのに適しているようすることも可能である。また有機ＥＬ表示装置、電界入力により反射率変化を生じる表示装置等の電気光学装置を構成するのに適しているようにすることも可能である。すなわち、本発明によれば、最終的に製品に搭載される基板として、大型の基板、安価な基板、軽い基板、変形に耐え得る基板、割れない基板を用いることができるので、安価、軽量、耐衝撃性等に優れた電気光学装置を構成することができる。
【００２７】
以下、本発明の第一の実施の形態のより具体的な実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
［実施形態１−１］
図１は、本発明による第一の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法のうち、基板上に薄膜デバイスを形成した後、薄膜デバイスを別の基板に転写するまでの工程を説明するための工程説明図である。以下、図１を参照して本実施形態の薄膜デバイス装置の製造方法を説明する。
【００２９】
（第１の工程）
本実施形態の薄膜デバイス装置の製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように、第１の基材１００上に第１の分離層１１０を形成する。本実施形態では、有機電子デバイスを作製する目的に合致していれば良く、すなわち寸法変化の少ない材料であれば良い。具体的にはシリコン（Ｓｉ）ウェハ、ガラス基板、セラミックス基板などが用いられる。
本実施形態において、第１の分離層１１０は、有機ＴＦＴからなるアクティブマトリクス層を形成可能なだけの耐熱性、そうしたアクティブマトリクス層とのしっかりした密着性、アクティブマトリクス層形成時のパターニングする際のエッチングプロセス等に対する耐性、さらには、第１の基材とのプロセスに耐えうる強度な密着性（例えば９０°剥離試験で１０ｇ／ｃｍ以上の強度）と、一方、第４の工程時には他層にダメージを与えずに剥離可能であるような密着性であり、例えば９０°剥離試験で〜１０ｇ／ｃｍ以下の強度に制御可能なことが重要である。
本実施形態では、この機能の発現を２種の有機膜で実現している。すなわち液体に可溶な有機物膜（Ａ）１１１と、前記プロセスにおけるダメージを防ぐための保護膜として機能する有機物膜（Ｂ）１１２からなる少なくとも２層の構成を取る。有機物膜（Ａ）１１１は基材との界面にそれを溶解可能な液相が介在したとき、本来の密着力が消失する。
有機物膜（Ａ）１１１の膜厚は１〜１０μｍ程度、また、分離層１１０の総厚は、通常２〜３０μｍ程度であるのが好ましい。
【００３０】
（第２の工程）
次に、図１（ｂ）に示すように、第１の分離層１１０上に、各種薄膜デバイスを含む薄膜デバイス層１２０を形成する。また薄膜デバイス層１２０は図１（ｃ）に示すように有機ＴＦＴ素子を含んでいる。また薄膜デバイス層の最下面に中間層を配置して有機ＴＦＴ素子を形成しても良い。このＴＦＴは、逆スタガー構造のＴＦＴを示しており、有機半導体層１２１、ゲート絶縁膜１２２、ゲート電極１２３、及びソース・ドレイン電極１２４を備えている。
図１（ｂ）に示す例では、薄膜デバイス層１２０は、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを含む層であるが、この薄膜デバイス層１２０に形成される薄膜デバイスは、ＴＦＴ以外にも、製造する機器の種類に応じて、例えば、有機薄膜ダイオード、有機電子材料のＰＩＮ接合からなる光電変換素子（光センサ、太陽電池）、有機抵抗素子、その他の有機薄膜半導体デバイス、各種有機電極、スイッチング素子、メモリー、等であってもよい。これらいずれの有機薄膜デバイスも、大面積、集積化により機能を向上させる。
【００３１】
（第３の工程）
次に、図１（ｄ）に示すように、薄膜デバイス層１２０の上（第１の基材１００とは反対側）に接着層１３０を介して第２の基材１４０を接着する。
接着層１３０を構成する接着剤の好適な例としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の接着剤が挙げられる。この接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等、いかなるものでもよい。このような接着層１３０の形成は、例えば塗布法によりなされる。
接着層１３０に硬化型接着剤を用いる場合には、例えば薄膜デバイス層１２０上に接着剤１３０を塗布し、その上に第２の基材１４０を接合した後、接着剤の特性に応じた硬化方法により接着剤を硬化させて薄膜デバイス層１２０と第２の基材１４０とを接着固定する。
接着層１３０に光硬化型接着剤を用いた場合には、例えば薄膜デバイス層１２０上に接着剤を塗布し、その上に第２の基材１４０を接合した後、第１の基材１００が光透過性であればその第１の基材１００側から、また、第２の基材１４０に光透過性を用いれば第２の基材１４０の側から、のうちの一方の側から接着剤に光を照射することにより接着剤を硬化させて薄膜デバイス層１２０と第２の基材１４０とを接着固定する。尚、光透過性の第１の基材１００の側、および光透過性の第２の基材１４０の側の双方から接着剤に光を照射してもよい。ここで用いる接着剤としては、薄膜デバイス層１２０に影響を与えにくい紫外線硬化型等の接着剤が望ましい。
【００３２】
接着層１３０としては水溶性接着剤を用いることもできる。具体的は、ポリビニルアルコール樹脂や、この種の水溶性接着剤として、例えばケミテック株式会社製のケミシールＵ−４５１Ｄ（商品名）、株式会社スリーボンド製のスリーボンド３０４６（商品名）等を挙げることができる。
また、薄膜デバイス層１２０の側に接着層１３０を形成する代わりに、第２の基材１４０の側に接着層１３０を形成し、この接着層１３０を介して、薄膜デバイス層１２０に第２の基材１４０を接着してもよい。また、第２の基材１４０自体が接着機能を有する場合等には、接着層１３０の形成を省略してもよい。
【００３３】
第２の基材１８０は、第１の基材１００と比較して、耐熱性や耐食性等といった特性が劣るものであってもよい。すなわち、本発明では、第１の基材１００の側に薄膜デバイス層１２０を形成した後、この薄膜デバイス層１２０を第２の基材１４０に転写するため、第２の基材１４０には、基板寸法安定性などの特性が要求されない。
第２の基材１４０の機械的特性としては、製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有するものであってもよい。
第２の基材１４０としては、例えば、融点がそれほど高くない安価なガラス基板、シート状の薄いプラスチック基板、あるいはかなり厚めのプラスチック基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用いられる。また、第２の基材１４０は、平板でなく、湾曲しているものであってもよい。
【００３４】
第２の基材１８０としてプラスチック基板を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）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、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルベンテン−１）、アイオノマー、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（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、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（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
【００３５】
第２の基材１８０としてプラスチック基板を用いた場合には、大型の第２の基材１４０を一体的に成形することができる。また、第２の基材１４０がプラスチック基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、複雑な形状であっても容易に製造することができる。さらに、第２の基材１４０がプラスチック基板であれば、材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。それ故、第２の基材１４０がプラスチック基板であれば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等）を製造する際に有利である。
【００３６】
本実施形態において、第２の基材１４０は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置、電界印加による反射率変化を用いた表示装置（粒子の電気泳動効果を用いた電気泳動表示パネル）のアクティブマトリクス基板を薄膜デバイス装置として構成した場合のように、それ自体が独立してデバイスの基体を構成するものや、例えばカラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成するものであってもよい。
【００３７】
（第４の工程）
次に、図１（ｅ）に示すように、基板１００と分離層１１０の界面から剥離を行う。この工程では、図１（ｄ）の積層体の端部を切断し、破断面の端部より液層を進入させて分離層１１０の有機物膜Ａと第１の基材１００の界面の密着力を低減させることが可能である。
有機物膜Ａとしてポリビニルアルコールなどの水溶性樹脂を用いた場、液層として水が用いられ、また有機物膜Ａとしてポリビニルブチラール樹脂などのエタノール可溶性樹脂を用いた場合、液相としてアルコール類が用いられる。
有機溶剤はアセトン、アルコール類など水溶性有機溶媒があり、従って、有機物膜Ａはこれら水、水溶性有機溶媒に可溶な樹脂、および溶液が該当する。また、これら液体は蒸気でもあっても良い。
従って、図１（ｅ）に示すように、第１の基材１００を剥がすように力を加えると、第１の基材１００を第１の分離層１１０との界面で容易に剥がすことができる。その結果、図１（ｆ）に示すように、薄膜デバイス層１２０を第２の基材１４０の方に転写することができる。
また、第１の基材１００を再利用（リサイクル）することにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００３８】
以上の各工程を経て、薄膜デバイス層１２０の第２の基材１４０への転写が完了し、図１（ｆ）に示すように、第２の基材１４０上に薄膜デバイス層１２０が転写された薄膜デバイス装置を製造することができる。また、薄膜デバイス層１２０が形成された第２の基材１４０を所望の材料上に搭載したものを薄膜デバイス装置としてもよい。
このように、本実施形態の薄膜デバイス装置の製造方法では、被剥離物である薄膜デバイス層１２０自体を直接に剥離するのではなく、薄膜デバイス層１２０と第１の基材１００とを第１の分離層１１０で剥がす。このため、薄膜デバイス層１２０の側から第１の基材１００を容易、かつ、確実に剥がすことができる。従って、剥離操作に伴う薄膜デバイス層１２０へのダメージがなく、信頼性の高い薄膜デバイス装置を製造することができる。
【００３９】
［実施形態１−２］
次に、図２を参照して本発明の第一の実施の形態の別の具体的な実施形態を説明する。
図２は、本実施形態の薄膜デバイス装置の製造方法のうち、前述の実施形態１−１と略同様の製造工程（図１）を実施し、第４の工程で薄膜デバイス層１２０を第２の基材１４０に転写した後に行う各工程の様子を示す工程説明図である。
本実施形態は、実施形態１−１で説明した第４の工程の後、薄膜デバイス層１２０を第２の基材１４０から第３の基材１６０に再度、転写することに特徴を有する。
製造工程としては、まず、実施形態１−１の第１〜４の工程と略同様な方法で第２の基材１４０への薄膜デバイス層１２０の転写を行う。
【００４０】
（第５の工程）
このようにして、第４の工程で薄膜デバイス層１２０を第２の基材１４０に転写した後は、図２（ａ）に示すように、薄膜デバイス層１２０の下面（第２の基材１４０と反対側）に接着層１５０を介して第３の基材１６０を接着する。この接着層１５０を構成する接着剤の好適な例としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着材、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の各種の硬化型の接着剤が挙げられる。接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等、いかなるものでもよい。このような接着層１５０の形成は、例えば塗布法によりなされる。
【００４１】
接着層１５０として硬化型接着剤を用いる場合は、例えば薄膜デバイス層１２０の下面に硬化型接着剤を塗布した後、第３の基材１６０を接合し、しかる後に、硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法により硬化型接着剤を硬化させて、薄膜デバイス層１２０と第３の基材１６０とを接着固定する。
接着層１５０として光硬化型接着剤を用いる場合は、好ましくは光透過性の第３の基材１６０の裏面側から光を照射する。また、接着剤として、薄膜デバイス層１２０に影響を与えにくい紫外線硬化型等の接着剤を用いれば、光透過性の第２の基材１４０側から光を照射してもよいし、第２の基材１４０の側及び第３の基材１６０の側の双方から光を照射してもよい。尚、第３の基材１６０に接着層１５０を形成し、その上に薄膜デバイス層１２０を接着しても良い。また、第３の基材１６０自体が接着機能を有する場合等には、接着層１５０の形成を省略しても良い。
【００４２】
第２の基材１４０及び第３の基材１６０は、第１の基材１００と比較して、耐熱性や耐食性等といった特性が劣るものであってもよい。
第３の基材１６０の機械的特性としては、製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有するものであってもよい。
第３の基材１６０としては、例えば、シート状の薄いプラスチック基板、あるいはかなり厚めのプラスチック基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用いられる。また、第３の基材１６０は、平板でなく、湾曲しているものであってもよい。
【００４３】
第３の基材１６０としてプラスチック基板を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）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、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルベンテン−１）、アイオノマー、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（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、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（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
【００４４】
第３の基材１６０としてプラスチック基板を用いた場合には、大型の第３の基材１６０を一体的に成形することができる。また、第３の基材１６０がプラスチック基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、複雑な形状であっても容易に製造することができる。さらに、第３の基材１６０がプラスチック基板であれば、材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。それ故、第３の基材１６０がプラスチック基板であれば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置）を製造する際に有利である。
【００４５】
本実施形態において、第３の基材１６０は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置、電界印加による反射率変化を用いた表示装置（粒子の電気泳動効果を用いた電気泳動表示パネル）のアクティブマトリクス基板を薄膜デバイス装置として構成した場合のように、それ自体が独立してデバイスの基体を構成するものや、例えばカラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成するものであってもよい。
【００４６】
（第６の工程）
次に、前述の第３の工程で薄膜デバイス層１２０の上に第２の基材１４０を接着する際に形成した接着層１３０を熱溶融性接着剤からなる第２の分離層として、図２（ｂ）に示すように、熱溶融性接着剤からなる第２の分離層１３０を加熱し、熱溶融させる。この結果、第２の分離層１３０の接着力が弱まるため、第２の基材１４０を薄膜デバイス層１２０の側から剥がすことができる。この第２の基材１４０についても、付着した熱溶融性接着剤を除去することで、繰り返し使用することができる。また、第２の分離層１３０として水溶性樹脂からなる接着剤を用いた場合には、少なくとも第２の分離層１３０を含む領域を純水に浸せばよい。
次に、図２（ｃ）に示すように、薄膜デバイス層１２０の表面に残る第２の分離層１３０を除去する。その結果、第３の基材１６０に薄膜デバイス層１２０が転写された薄膜デバイス装置を製造することができる。
【００４７】
［実施例１−１］
次に本発明の第一の実施の形態の実施例として、前述の実施形態１−１の具体的な実施例を説明する。
まず、実施形態１−１の具体的な実施例として、第１の基材１００の側に、第１の分離層１１０を介して有機ＴＦＴ（薄膜デバイス）を含む薄膜デバイス層１２０を形成し、この薄膜デバイス層１２０を接着層１３０により第２の基材１４０に転写した薄膜デバイス装置の製造方法を説明する。
【００４８】
（第１の工程）
図１（ａ）において、まず、Ｓｉ基板からなる第１の基材１００上に、分離層１１０を構成する有機物膜Ａとして、ポリビニルアルコール樹脂（以下ＰＶＡと略す）を純水に溶解した塗布液を調製し、スピンコーティングによりコーティングし、１２０℃の温度で乾燥し、厚さ７μｍのＰＶＡ塗膜１１１を形成した。
次に分離層１１０を構成する有機物膜Ｂとして、パリレン膜からなる有機物膜１１２を形成する。本実施例では、第１の基材１００として直径４インチのＳｉウェハを用い、パリレン膜を成膜した。
パリレン膜は第三化成社製のｄｉＸ＿Ｃを原材料に、減圧下で１００〜１７０℃の温度にて昇華させ、引き続き熱分解炉に導入する。熱分解温度は６５０℃にし、ダイマーの解離処理をさせた後、ＰＶＡ膜を形成したＳｉウェハを設置した成膜室に導入し、室温にて成膜する。この様にして膜厚１０μｍのパリレン膜を形成する。
【００４９】
（第２の工程）
次に、図１（ｂ）に示すように、第１の分離層１１０の上に、図１（ｃ）に示す有機ＴＦＴ（薄膜デバイス）を含む薄膜デバイス層１２０を形成する。
まずゲート電極１２３として、Ｃｒ金属膜をスパッタリング法により、膜厚５０ｎｍ堆積させ、フォトリソグラフィー・エッチングにより所望するパターンの電極１２３を形成する。
次にゲート絶縁膜１２２を形成する。この膜は有機絶縁体膜をスピンコーティング法により形成する。有機絶縁体膜としてはポリビニルブチラールを用い、膜厚１００ｎｍのゲート絶縁膜１２２を形成する。
次に有機半導体膜１２１を形成する。例えばポリヘキシルチオフェン有機半導体材料を用い、スピンコーティング法により膜厚８０ｎｍの有機半導体膜１２１を形成する。尚、素子のパターン化や、ゲート電極コンタクトはフォトリソグラフィーとエッチングによりなされる。また、或るレジストパターンはエッチング工程終了後、除去することなく、そのままコンタクトホールを有する層間絶縁膜として使用する。
次に、ソース・ドレイン電極１２４を形成する。
このようにして、有機ＴＦＴを備えた薄膜デバイス層１２０が形成される。尚、上記の層間絶縁膜上にはさらに保護膜を形成してもよい。
【００５０】
（第３の工程）
次に図１（ｄ）に示すように、有機ＴＦＴを備える薄膜デバイス層１２０の上に接着層としてのエポキシ樹脂からなる接着層１３０を形成した後、この接着層１３０を介して、薄膜デバイス層１２０に対して、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍのソーダガラスからなる第２の基材１４０を貼り付ける。次に、接着層１３０に熱を加えてエポキシ樹脂を硬化させ、第２の基材１４０と薄膜デバイス層１２０の側とを接着する。尚、接着層１３０は紫外線硬化型接着剤でもよい。この場合には、第２の基材１４０側から紫外線を照射してポリマーを硬化させる。
【００５１】
（第４の工程）
次に、第１の基材１００の一端部を切断し、液相進入経路を確保し、図１（ｅ）に示す剥離工程を実施する。
このようにして第１の分離層１１０で剥離現象を起こさせてから、薄膜デバイス層１２０の側から第１の基材１００を剥がす。その結果、薄膜デバイス層１２０は第２の基材１４０に転写される。
【００５２】
このようにして製造された薄膜デバイス装置は、例えば、第２の基材１４０にプラスチック等からなるフレキシブル基板を用いれば、曲げに強く、軽量であるために落下にも強いという利点を有する有機薄膜デバイス装置が形成される。また有機薄膜デバイスの構成要素として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、入力回路、さらに太陽光発電セルを搭載し、自立型マイクロコンピュータを製造することが出来る。
【００５３】
［実施例１−２］
次に本発明の第一の実施の形態の別の実施例として、前述の実施形態１−２の具体的な実施例を説明する。
実施形態１−２の具体例として、第１の基材１００の側に、第１の分離層１１０を介して有機ＴＦＴ（薄膜デバイス）を含む薄膜デバイス層１２０を形成し、この薄膜デバイス層１２０を接着層１３０により第２の基材１４０に転写した後、さらに第３の基材２００に転写したアクティブマトリクス基板（薄膜デバイス装置）の製造方法を説明する。
【００５４】
本実施例で製造する薄膜デバイス装置は、アクティブマトリクス基板と、このアクティブマトリクス基板に所定の間隔を介して貼り合わされた対向基板と、この対向基板とアクティブマトリクス基板との間に封入された液晶または電気泳動流体とから概略構成されている電気光学表示装置である。アクティブマトリクス基板と対向基板とは、対向基板の外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材によって所定の間隙を介して貼り合わされ、このシール材の内側領域が液晶または電気泳動流体の封入領域とされる。シール材としては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。ここで、シール材は部分的に途切れているので、対向基板とアクティブマトリクス基板とを貼り合わせた後、シール材の内側領域を減圧状態にすれば、シール材の途切れ部分から表示液を減圧注入でき、封入した後は、途切れ部分を封止剤で塞げばよい。
【００５５】
本実施例において、対向基板はアクティブマトリクス基板よりも小さく、アクティブマトリクス基板の対向基板の外周縁よりはみ出た領域には、後述する走査線駆動回路やデータ線駆動回路等のドライバー部が形成されている。
このように構成した電気光学表示装置に用いたアクティブマトリクス基板では、中央領域が実際の表示を行う画素部であり、その周辺部分が駆動回路部とされる。画素部では、導電性半導体膜などで形成されたデータ線及び走査線に接続した画素用スイッチングの有機ＴＦＴがマトリクス状に配列された各画素毎に形成されている。データ線に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチなどを備えるデータ側駆動回路が構成されている。走査線に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタなどを備える走査側駆動回路が構成されている。以下、このアクティブマトリクス基板を用いた薄膜デバイス装置の製造方法を説明する。
【００５６】
（第１の工程）
実施例１−１にて示した方法と同様の方法で、図１（ａ）に示すように、ガラス基板からなる第１の基材１００上にＰＶＡ膜とパリレン膜からなる第１の分離層１１０を形成する。本実施例では、大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍで厚さが１．１ｍｍのガラス基板上に、分離層を成膜した。
【００５７】
（第２の工程）
次に、図１（ｂ）に示すように、第１の分離層１１０の上に、図１（ｃ）に示す有機ＴＦＴ（薄膜デバイス）を含む薄膜デバイス層１２０を形成する。
まずゲート電極１２３として、Ｃｒ金属膜をスパッタリング法により、膜厚５０ｎｍ堆積させ、フォトリソグラフィー・エッチングにより所望するパターンの電極１２３を形成する。
次にゲート絶縁膜１２２を形成する。この膜は有機絶縁体膜をスピンコーティング法により形成する。有機絶縁体膜としてはポリビニルブチラールを用い、膜厚１００ｎｍのゲート絶縁膜１２２を形成する。
次に有機半導体膜１２１を形成する。例えばポリヘキシルチオフェン有機半導体材料を用い、スピンコーティング法により膜厚８０ｎｍの有機半導体膜１２１を形成する。尚、素子のパターン化や、ゲート電極コンタクトはフォトリソグラフィーとエッチングによりなされる。また、或るレジストパターンはエッチング工程終了後、除去することなく、そのままコンタクトホールを有する層間絶縁膜として使用する。
次に、ソース・ドレイン電極１２４を形成する。
このようにして、有機ＴＦＴを備えた薄膜デバイス層１２０が形成される。尚、上記の層間絶縁膜上にはさらに保護膜を形成してもよい。また、画素スイッチング用の有機ＴＦＴのドレイン電極と画素個別電極を接続することで薄膜デバイス層が形成される。
【００５８】
（第３の工程）
次に図１（ｄ）に示すように、有機ＴＦＴを備える薄膜デバイス層１２０の上に接着層１３０を介して、ソーダガラス基板等といった安価な第２の基材１４０を接着する。
【００５９】
（第４の工程）
次に、第１の基材１００の一端部を切断し、液相進入経路を確保し、図１（ｅ）に示す剥離工程を実施する。
このようにして第１の分離層１１０で剥離現象を起こさせてから、薄膜デバイス層１２０の側から第１の基材１００を剥がす。その結果、薄膜デバイス層１２０は第２の基材１４０に転写される。
【００６０】
（第５の工程）
次に、図２（ａ）に示すように、薄膜デバイス層１２０の裏面側に対して接着層１５０を介して第３の基材１６０を接着する。
【００６１】
（第６の工程）
次に、接着層１３０として熱溶融性接着剤を用いた場合には、図２（ｂ）に示すように、この熱溶融性接着剤を第２の分離層として加熱し、接着層１３０で第２の基材１４０を剥離する。またＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）を用いた場合には、このＰＶＢ層をエタノールと接触させて、接着層１３０で第２の基材１４０を剥離する。その結果、アクティブマトリクス基板が完成する。
【００６２】
その後、アクティブマトリクス基板と対向基板をシール材によって貼り合わせ、これらの基板間に電気泳動表示分散液、またはマイクロカプセル封入した電気泳動分散液を封入する。その結果、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に電気泳動表示分散液を挟持した電気光学表示装置を製造することができる。また、周知の技術を用いて、上記電気泳動表示分散液の代わりに、液晶を挟持することで、液晶表示装置を製造することができる。
【００６３】
この様に第１の基材１００から第２の基材１４０への転写を経て、プラスチックシート基板からなるフレキシブルな第３の基材１６０の側に接合したものは、薄膜デバイス層１２０を２回、転写するため、薄膜デバイス層１２０を第３の基材１６０に転写し終えた状態で、薄膜デバイス層１２０は、第１の基材１００にＴＦＴを形成したときの積層構造のままである特徴を有している。
【００６４】
以上説明したように、本発明の第一の実施の形態においては、第１の分離層１１０が、液体に可溶な有機物層Ａと液体に不溶な有機物層Ｂの少なくとも２層以上の積層からなり、第１の分離層１１０と第１の基材１００との界面に有機物層Ａを可溶可能な液相の存在により、強固な密着力から非常に弱い密着力に変化するので、第４の工程で、容易に剥離現象が起こり、第１の基材１００は薄膜デバイス層１２０側から分離し、薄膜デバイス層１２０を第２の基材１４０側に転写することができる。よって、本発明の第一の実施の形態によれば、基板種を選ばず、信頼性の高い薄膜デバイス装置を効率よく製造することができる。
【００６５】
［第二の実施の形態］
次に、本発明の第二の実施の形態を説明する。
本発明の第二の実施の形態は、第１の基材上に第１の有機物からなる分離層を形成する第１の工程と、前記分離層上に薄膜デバイス層を形成する第２の工程と、前記薄膜デバイス層の前記第１の基材と反対側に第２の有機物からなる膜を形成する第３の工程と、前記分離層と第１の基材との界面で剥離現象を生じさせることにより前記第１の基材を前記薄膜デバイス層側から剥がす第４の工程とを有し、一旦、第１の基材なし自立体を形成し、次に第５の工程として、第１の基材のあった側と同じ側に第２の基材を接合してなる有機薄膜デバイス装置の製造方法であり、前記第１の工程では、前記第１の有機物からなる分離層が、少なくとも液体に可溶な有機物層Ａと液体に不溶な有機物層Ｂの少なくとも２層以上の積層からなり、第１の基材との界面に有機物層Ａを可溶可能な液相の存在により、分離層の第１の基材に対する密着力が低減する性能を有する有機物膜を形成し、前記第４の工程では、前記分離層と第１の基材界面に液相を介在させて前記剥離現象を起こさせることを特徴とする（請求項１，３，１２）。
【００６６】
本発明において、第１の有機物からなる分離層は、少なくとも液体に対する溶解性の異なる２種以上の有機物膜積層体からなり、第１の基材との界面に液相の存在により分離層の第１の基材に対する密着力を低減せしめ、界面での剥離を容易にさせるもので、第１の基材を薄膜デバイス側から剥がして有機膜自立体を得ることが出来る。よって、本発明によれば、信頼性の高い薄膜デバイス装置を効率よく製造できる。
また、本発明において、前記第２の工程では、分離層は有機ＴＦＴプロセスには十分耐えうる基材密着力を有し、また、前記第４の工程では、その密着力を低減することにより剥離現象が容易に行える。
【００６７】
本発明において前記第１の有機物からなる分離層は、液体可溶な有機物膜Ａと液体に不溶な有機物膜Ｂの２層以上の積層膜からなり、主に前記第４の工程で、液層存在下で、有機物膜Ａと第１の基材界面の密着力の低減を実行するものである。
本発明において、前記分離層を構成する有機物膜Ｂは段差被覆性の優れた成膜法にて形成され、特に有機物原料またはそのガスを用いた化学気相堆積法（化学気相成長法（ＣＶＤ法））により形成された有機物膜を有機物膜Ｂとして用いてもよい。
また、前記有機物膜Ｂは、パリレン材料からなる有機物膜や、フッ素化ポリマーであってもよく、特にパリレン膜は有効である。
【００６８】
パリレン膜とは米国のユニオン・カーバイド・ケミカルズ・アンド・プラスチック社が開発したポリパラキシリレン樹脂からなる気相合成法によるコーティング膜である。このコーティング膜は原料であるジパラキシリレン固体ダイマーを気化、熱分解し、この時発生した安定なジラジカルパラキシリレンモノマーが基材上において吸着と重合の同時反応を起こすことによって形成される。このコーティング膜は従来の液状コーティングや粉末コーティングでは不可能な精密コーティングが可能である他、コーティング時、被着物の形状、材質を選ばない、室温でのコーティングが可能であるなど、他に類の無い数々の優れた特質を有する事により、超精密部品のコーティングをはじめ、汎用品のコーティングに至るまで、最適なコンフォーマル（同型）コーティング被膜として知られている。具体的にはハイブリッドＩＣの絶縁膜コーティング、ディスクドライブ部品のダスト粉の発生防止、ステッピングモーターの潤滑用膜、生体材料の腐食防止膜にその応用例を見ることができる。
【００６９】
また、第２の有機物膜として第１の有機物と同じ材料を同種の作製方法にて形成し、製造設備の低減を図ることも出来る。
特に、パリレン材料を用いた有機物膜は、第１および第２の有機物膜として有効であり、パリレン材料自体が機械的強度に優れているので、第４の工程で第１の基材から剥離したとき、自立体としてハンドリング可能であり、第５の工程で他の基材に接合することで、安定した信頼性の高い薄膜デバイスを提供できる。本発明において、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する。
【００７０】
本発明に係る薄膜デバイス装置の製造方法は、アクティブマトリクス基板の製造方法として利用できる。この場合には、前記第２の工程では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして薄膜トランジスタをマトリクス状に形成して、当該薄膜トランジスタをマトリクス状に有するアクティブマトリクス基板を製造する。
また、本発明では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして、駆動回路用の薄膜トランジスタを形成して、当該薄膜トランジスタを備える駆動回路を有するアクティブマトリクス基板を製造してもよい。
さらに、本発明では、前記第１の基材上に、前記薄膜デバイスとして有機ＴＦＴ、有機ＥＬ素子を形成してもよい。
【００７１】
本発明に係るアクティブマトリクス基板については、対向基板との間に液晶等の電気光学物質を挟持させることによって、液晶表示装置等の電気光学装置を構成するのに適しているようすることも可能である。また有機ＥＬ表示装置、電界入力により反射率変化を生じる表示装置等の電気光学装置を構成するのに適しているようにすることも可能である。すなわち、本発明によれば、最終的に製品に搭載される基板として、大型の基板、安価な基板、軽い基板、変形に耐え得る基板、割れない基板を用いることができるので、安価、軽量、耐衝撃性等に優れた電気光学装置を構成することができる。
【００７２】
以下、本発明の第二の実施の形態のより具体的な実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００７３】
［実施形態２］
図３は、本発明による第二の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法のうち、基板上に薄膜デバイスを形成した後、薄膜デバイスを第１の基板から剥離するまでの工程と、その剥離した薄膜デバイスを第２の基材に転写する工程とを説明するための工程説明図である。以下、図３を参照して本実施形態の薄膜デバイス装置の製造方法を説明する。
【００７４】
（第１の工程）
本実施形態の薄膜デバイス装置の製造方法では、まず、図３（ａ）に示すように、第１の基材２００上に第１の有機物からなる分離層２１０を形成する。
本実施形態では、第１の基材２００は有機電子デバイスを作製する目的に合致していれば良く、すなわち寸法変化の少ない材料であれば良い。具体的にはＳｉウェハ、ガラス基板、セラミックス基板などが用いられる。
本実施形態において、第１の有機物からなる分離層２１０は、有機ＴＦＴからなるアクティブマトリックス層（薄膜デバイス層）を形成可能なだけの耐熱性、そうしたアクティブマトリックス層とのしっかりした密着性、アクティブマトリックス層形成時のパターニングする際のエッチングプロセス等に対する耐性、さらには、第１の基材とのプロセスに耐えうる強度な密着性（例えば９０°剥離試験で１０ｇ／ｃｍ以上の強度）と、一方、第４の工程時には他層にダメージを与えずに剥離可能であるような密着性であり、例えば９０°剥離試験で〜１０ｇ／ｃｍ以下の強度に制御可能なことが重要である。
【００７５】
本実施形態では、この機能の発現を２種の有機物層で実現している。すなわち液体に可溶な有機物層（Ａ）２１１と、前記プロセスにおけるダメージを防ぐための保護膜として機能する、有機物層（Ｂ）２１２からの構成を取る。有機物層（Ａ）２１１は第１の基材２００との界面にそれを溶解可能な液相が介在したとき、本来の密着力が消失する。
有機物層（Ａ）２１１の膜厚は１〜１０μｍ程度、また、分離層２１０の総厚は、通常１０〜２００μｍ程度であるのが好ましい。
【００７６】
（第２の工程）
次に、図３（ｂ）に示すように、分離層２１０上に、各種薄膜デバイスを含む薄膜デバイス層２２０を形成する。また、薄膜デバイス層２２０は図３（ｃ）に示すような有機ＴＦＴ素子を含んでいる。また、薄膜デバイス層２２０の最下面に中間層を配置して有機ＴＦＴ素子を形成しても良い。この有機ＴＦＴは、逆スタガー構造のＴＦＴを示しており、有機半導体層２２１、ゲート絶縁膜２２２、ゲート電極２２３、及びソース・ドレイン電極２２４を備えている。
【００７７】
図３（ｂ）に示す例では、薄膜デバイス層２２０は、ＴＦＴ等の薄膜デバイスを含む層であるが、この薄膜デバイス層２２０に形成される薄膜デバイスは、ＴＦＴ以外にも、製造する機器の種類に応じて、例えば、有機薄膜ダイオード、有機電子材料のＰＩＮ接合からなる光電変換素子（光センサ、太陽電池）、有機抵抗素子、その他の有機薄膜半導体デバイス、各種有機電極、スイッチング素子、メモリー、等であってもよい。これらいずれの有機薄膜デバイスも、大面積、集積化により機能を向上させる。
【００７８】
（第３の工程）
次に、図３（ｄ）に示すように、薄膜デバイス層２２０の上（第１の基材２００とは反対側）に第２の有機物膜２３０を成膜する。
有機ＴＦＴは耐候性に劣る場合があるので、第２の有機物膜２３０としては、水、酸素などに対するバリア性の高い材料が選ばれる。
【００７９】
（第４の工程）
次に、図３（ｅ）に示すように、第１の基材２００と分離層２１０との界面から剥離を行う。この工程では、図３（ｄ）に示す積層体の端部を切断し、破断面の端部より液相を進入させて分離層２１０の密着力を低減させることが可能である。液相としては、水、アルコール類などの水溶性有機溶剤が可能である。また、これら液相は蒸気でもあっても良い。
従って、図３（ｅ）に示すように、第１の基材２００を剥がすように力を加ると、第１の基材２００を分離層２１０で容易に剥がすことができる。その結果、薄膜デバイス層２２０を有し、第２の有機物膜２３０を保護膜とする有機物膜２１０自立膜素子を得ることが出来る。
また、第１の基材２００を再利用（リサイクル）することにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００８０】
（第５の工程）
次に、図３（ｆ）に示すように、第１の基材があった側の面に第２の基材２５０を接着層２４０を介して接合する。
接着層２４０を構成する接着剤の好適な例としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の接着剤が挙げられる。この接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等、いかなるものでもよい。このような接着層２４０の形成は、例えば塗布法によりなされる。
【００８１】
接着層２４０に硬化型接着剤を用いる場合には、例えば薄膜デバイス層２２０上に接着剤を塗布し、その上に第２の基材２５０を接合した後、接着剤の特性に応じた硬化方法により接着剤を硬化させて薄膜デバイス層２２０と第２の基材２５０とを接着固定する。
接着層２４０に光硬化型接着剤を用いた場合には、例えば薄膜デバイス層２２０上に接着剤を塗布し、その上に第２の基材２５０を接合した後、第２の有機物膜２３０が光透過性であれば、その第２の有機物膜２３０側から、また、第２の基材２５０に光透過性のものを用いれば第２の基材２５０の側から、のうちの一方の側から接着剤に光を照射することにより接着剤を硬化させて薄膜デバイス層２２０と第２の基材２５０とを接着固定する。尚、光透過性の第２の有機物膜２３０の側、及び光透過性の第２の基材２５０の側の双方から接着剤に光を照射してもよい。ここで用いる接着剤としては、薄膜デバイス層２２０に影響を与えにくい紫外線硬化型等の接着剤が望ましい。
【００８２】
薄膜デバイス層２２０の側に接着層２４０を形成する代わりに、第２の基材２５０の側に接着層２４０を形成し、この接着層２４０を介して、薄膜デバイス層２２０に第２の基材２５０を接着してもよい。また、第２の基材２５０自体が接着機能を有する場合等には、接着層２４０の形成を省略してもよい。
【００８３】
第２の基材２５０の機械的特性としては、製造する機器の種類によっては、ある程度の剛性（強度）を有するものが用いられるが、可撓性、弾性を有するものであってもよい．
第２の基材２５０としては、例えば、融点がそれほど高くない安価なガラス基板、シート状の薄いプラスチック基板、あるいはかなり厚めのプラスチック基板など、製造する機器の種類によって最適なものが用いられる。また、第２の基材２５０は、平板でなく、湾曲しているものであってもよい。
【００８４】
第２の基材２５０としてプラスチック基板を用いる場合に、それを構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プレピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）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、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルベンテン−１）、アイオノマー、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（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、プリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、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（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
【００８５】
第２の基材２５０としてプラスチック基板を用いた場合には、大型の第２の基材２５０を一体的に成形することができる。また、第２の基材２５０がプラスチック基板であれば、湾曲面や凹凸を有するもの等、複雑な形状であっても容易に製造することができる。さらに、第２の基材２５０がプラスチック基板であれば、材料コストや製造コストが低く済むという利点もある。それ故、第２の基材２５０がプラスチック基板であれば、大型で安価なデバイス（例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置）を製造する際に有利である。
【００８６】
本実施形態において、第２の基材２５０は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置、電界印加による反射率変化を用いた表示装置（粒子の電気泳動効果を用いた電気泳動表示パネル）のアクティブマトリクス基板を薄膜デバイス装置として構成した場合のように、それ自体が独立してデバイスの基体を構成するものや、例えばカラーフィルタ、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成するものであってもよい。
【００８７】
このように、本実施形態の薄膜デバイス装置の製造方法では、被剥離物である薄膜デバイス層２２０自体を直接に剥離するのではなく、薄膜デバイス層２２０と第１の基材２００とを分離層２１０で剥がす。このため、薄膜デバイス層２２０の側から第１の基材２００を容易、かつ、確実に剥がすことができる。従って、剥離操作に伴う薄膜デバイス層２２０へのダメージがなく、信頼性の高い薄膜デバイス装置を製造することができる。
【００８８】
［実施例２］
次に本発明の第二の実施の形態の実施例として、前述の実施形態２の具体的な実施例を説明する。
まず、実施形態２の具体的な実施例として、第１の基材２００の側に、第１の有機物膜からなる分離層２１０を介して有機ＴＦＴ（薄膜デバイス）を含む薄膜デバイス層２２０を形成し、この薄膜デバイス層２２０に第２の有機物からなる膜２３０を形成した後、薄膜デバイス層２２０を第１の基材２００から剥離してなる、第１の有機物膜２１０上に形成した薄膜デバイス装置の製造方法を説明する。
【００８９】
（第１の工程）
図３（ａ）に示すように、Ｓｉ基板からなる第１の基材２００上にポリビニルアルコール樹脂（以下ＰＶＡと略す）を純水に溶解した塗布液を調製し、スピンコーティングによりコーティングし、温度１２０℃で乾燥し、厚さ７μｍのＰＶＡ塗膜２１１を形成した（第１の有機物からなる分離層２１０を構成する有機物層Ａ）。
次に第１の有機物からなる分離層２１０を構成する有機物層Ｂとして、パリレン膜からなる有機物膜２１２を形成する．本実施例では、直径４インチのＳｉウェハを用い、パリレン膜を成膜した。
パリレン膜は第三化成社製のｄｉＸ＿Ｃを原材料に、減圧下で１００〜１７０℃の温度にて昇華させ、引き続き熱分解炉に導入する。熱分解温度は６５０℃にし、ダイマーの解離処理をさせた後、ＰＶＡ膜形成したＳｉウェハを設置した成膜室に導入し、室温にて成膜する。この様にして膜厚５０μｍのパリレン膜を形成する。
【００９０】
（第２の工程）
次に、図３（ｂ）に示すように、第１の有機物からなる分離層２１０の上に、図３（ｃ）に示す有機ＴＦＴ（薄膜デバイス）を含む薄膜デバイス層２２０を形成する。
まずゲート電極２２３として、Ｃｒ金属膜をスパッタリング法により、膜厚５０ｎｍ堆積させ、フォトリソグラフィー・エッチングにより所望するパターンの電極２２３を形成する。
次にゲート絶縁膜２２２を形成する。この膜は有機絶縁体膜をスピンコーティング法により形成する。有機絶縁体膜としてはポリビニルブチラールを用い、膜厚１００ｎｍのゲート絶縁膜２２２を形成する。
次に有機半導体膜２２１を形成する。例えばポリヘキシルチオフェン有機半導体材料を用い、スピンコーティング法により膜厚８０ｎｍの有機半導体膜２２１を形成する。尚、素子のパターン化や、ゲート電極コンタクトはフォトリソグラフィーとエッチングによりなされる。また、或るレジストパターンはエッチング工程終了後、除去することなく、そのままコンタクトホールを有する層間絶縁膜として使用する。
次に、ソース・ドレイン電極２２４を形成する。
このようにして、有機ＴＦＴを備えた薄膜デバイス層２２０が形成される。尚、上記の層間絶縁膜上にはさらに保護膜を形成してもよい。
【００９１】
（第３の工程）
次に、図３（ｄ）に示すように、有機ＴＦＴを備える薄膜デバイス層２２０の上に、第２の有機物膜２３０としてパリレン膜を５０μｍ成膜する。
【００９２】
（第４の工程）
次に、第１の基材２００の一端部を切断し、液相進入経路を確保し、図３（ｅ）に示す剥離工程を実施する。
このようにして第１の基材２００と分離層２１０のパリレン膜界面で剥離現象を起こさせてから、薄膜デバイス層２２０の側から第１の基材２００を剥がす。その結果、パリレン膜自立体薄膜デバイスが形成される。
【００９３】
（第５の工程）
次に、図３（ｆ）に示すように、フレキシブルシートを第２の基材２５０として、このパリレン膜自立体薄膜デバイスの第１の基材があった側の面に第２の基材２５０を接着層２４０を介して接合する。
【００９４】
このようにして製造された薄膜デバイス装置は、曲げに強く、軽量であるために、落下にも強いという利点を有する有機薄膜デバイス装置が形成される。また、有機薄膜デバイスの構成要素として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、入力回路、さらに太陽光発電セルを搭載し、自立型マイクロコンピュータを製造することが出来る。また、有機ＥＬ素子を含む表示素子の作製が可能になる。
ここで、図４は本実施例による薄膜デバイス装置の一例を示す表示素子の概略要部断面図である。この薄膜デバイス装置は、上記の実施例２の工程を経て製造されたものであり、第２の基材２５０上に接着層２４０を介して薄膜デバイス層２２０、第２の有機物膜２３０が積層された構造を有し、薄膜デバイス層２２０は、有機半導体層２２１、ゲート絶縁膜２２２、ゲート電極２２３、及びソース・ドレイン電極２２４からなる有機ＴＦＴと、個別電極２２５、電荷注入層２２６、有機発光層２２７、共通電極２２８から構成されている。
【００９５】
以上説明したように、本発明の第二の実施の形態においては、第１の有機物からなる分離層２１０が、液体に可溶な有機物層Ａと液体に不溶な有機物層Ｂの少なくとも２層以上の積層からなり、第１の基材２００との界面に有機物層Ａを可溶可能な液相の存在により、強固な密着力から非常に弱い密着力に変化する有機物膜であるので、第４の工程で、容易に剥離現象が起こり、第１の基材２００は薄膜デバイス層２２０側から分離し、最終的に薄膜デバイス層２２０を第２の基材２５０側に転写することができる。よって、本発明の第二の実施の形態によれば、基板種を選ばず、信頼性の高い薄膜デバイス装置を効率よく製造することができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の薄膜デバイス装置の製造方法においては、有機物からなる分離層が、液体に可溶な有機物層Ａと液体に不溶な有機物層Ｂの少なくとも２層以上の積層からなり、分離層と第１の基材との界面に有機物層Ａを可溶可能な液相の存在により、強固な密着力から非常に弱い密着力に変化するので、第１の基材から薄膜デバイス層を剥離する工程で、容易に剥離現象が起こり、第１の基材を薄膜デバイス層側から容易に分離することができ、薄膜デバイスを第２の基材側に転写することができる。よって、本発明によれば、基板種を選ばず、信頼性の高い薄膜デバイス装置を効率よく製造することができる。
【００９７】
このように本発明によれば、分離層として用いる有機物膜を適正化することにより、薄膜デバイスを損傷することなく基材（基板）から容易に剥離することができ、その剥離した薄膜デバイスを他の基材（基板）に転写することのできる薄膜デバイス装置の製造方法を提供することができ、この製造方法により得た薄膜デバイス装置を提供することができる。さらには、この薄膜デバイス装置の製造方法を利用してアクティブマトリクス基板を用いた薄膜デバイス装置を製造する製造方法、及び、この製造方法により製造したアクティブマトリクス基板や、そのアクティブマトリクス基板を用いた薄膜デバイス装置（電気光学装置等）を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法のうち、基板上に薄膜デバイスを形成した後、薄膜デバイスを別の基板に転写するまでの工程を説明するための工程説明図である。
【図２】図１に示す製造工程で薄膜デバイス層を第２の基材に転写した後に行う各工程の様子を示す工程説明図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態に係る薄膜デバイス装置の製造方法のうち、基板上に薄膜デバイスを形成した後、薄膜デバイスを第１の基板から剥離するまでの工程と、その剥離した薄膜デバイスを第２の基材に転写する工程とを説明するための工程説明図である。
【図４】本発明による薄膜デバイス装置の一実施例を示す表示素子の概略要部断面図である。
【符号の説明】
１００：第１の基材
１１０：第１の分離層
１１１：有機物層Ａ
１１２：有機物層Ｂ
１２０：薄膜デバイス層
１２１：有機半導体
１２２：ゲート絶縁膜
１２３：ゲート電極
１２４：ソース・ドレイン電極
１３０：接着層
１４０：第２の基材
１５０：接着層
１６０：第３の基材
２００：第１の基材
２１０：第１の有機物からなる分離層
２１１：有機物層Ａ
２１２：有機物層Ｂ
２２０：薄膜デバイス層
２２１：有機半導体
２２２：ゲート絶縁膜
２２３：ゲート電極
２２４：ソース・ドレイン電極
２２５：個別電極
２２６：電荷注入層
２２７：有機発光層
２２８：共通電極
２３０：第２の有機物膜
２４０：接着層
２５０：第２の基材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a thin film device and a thin film device manufactured by the method. More specifically, a method of manufacturing an active matrix substrate, a thin film device device applicable to the manufacture of a thin film device device such as an electro-optical device using the active matrix substrate, and an active matrix substrate obtained by the manufacturing method, The present invention relates to a thin-film device such as an electro-optical device using a matrix substrate. More specifically, the present invention relates to a technique for forming a thin film device on a base material and then peeling the thin film device from the base material, and a technique for transferring the peeled thin film device to another base material.
[0002]
[Prior art]
Among various electro-optical devices, an active matrix type liquid crystal display device using a liquid crystal as an electro-optical material uses a semiconductor process when manufacturing a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) as a switching element on an active matrix substrate. Use. Since this process includes a step involving high-temperature treatment, it is necessary to use a substrate made of a material having excellent heat resistance, that is, a substrate having a high softening point and a high melting point. Therefore, at present, quartz glass is used as a substrate that can withstand a temperature of about 1000 ° C., and heat-resistant glass is used as a substrate that can withstand a temperature of about 500 ° C.
[0003]
As described above, the substrate on which a thin film device such as a TFT is mounted must be able to withstand the temperature conditions and the like in manufacturing the thin film device.
However, after a substrate on which a thin film device such as a TFT is mounted is completed, the above quartz glass or heat-resistant glass may not be preferable. For example, in the case where a quartz substrate, a heat-resistant glass substrate, or the like is used so as to withstand a manufacturing process involving a high-temperature treatment, such a substrate is very expensive, which causes an increase in the price of a display device or the like. In addition, liquid crystal display devices used in portable electronic devices such as palmtop computers and mobile phones are, in addition to being as inexpensive as possible, light and able to withstand some deformation, and are hard to crack when dropped. However, the quartz substrate and the glass substrate are heavy, are susceptible to deformation, and are easily broken by dropping or the like. Therefore, there is a problem that the substrate used in the conventional thin film device cannot cope with both the restrictions caused by the manufacturing conditions and the characteristics required for the product.
[0004]
As a means for solving the above-mentioned problem, Japanese Patent Application No. Hei 8-225643 discloses a method in which a polycrystalline silicon TFT or the like is formed on a first base material under substantially the same conditions as those of a conventional process, and then the thin film device is formed. There has been proposed a technique of peeling from a base material and transferring it to a second base material such as a plastic sheet. Here, a separation layer is formed between the first base material and the thin film device, and the separation layer is irradiated with, for example, energy light to peel the thin film device from the first base material. The thin film device has been transferred to the side of the second substrate.
[0005]
In recent years, organic TFTs and organic EL (electroluminescence) elements have been studied as organic thin film electronic devices, and trial production of an organic EL display driven by an organic TFT active matrix has been attempted as an application thereof. The features of the organic thin film electronic device are that it eliminates the need for expensive manufacturing equipment as seen in the production of polycrystalline silicon TFTs, and enables the provision of inexpensive devices. It seems to be suitable for display devices used in portable electronic devices such as telephones.
[0006]
When these organic TFTs are formed on a plastic sheet (substrate), it is very difficult to directly form an active element on the organic TFT due to poor dimensional stability of the substrate.
To solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-62591 discloses a technique of transferring an active matrix layer formed in advance on a substrate such as glass having excellent heat resistance onto a plastic sheet substrate. However, in the prior art described in this publication, a complicated process such as using a metal plating for the release layer and providing a transparent electric insulating layer between the release matrix and the active matrix layer is required. The use of an agent causes a problem of stress. Further, in the related art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-356370, measures are taken to protect the active matrix layer from external force during transfer, such as disposing an inorganic buffer layer and additionally forming a slit. , Resulting in a complicated process.
In addition, these conventional techniques commonly form a release separation layer, transfer it to a second substrate, and further transfer it to a third substrate, and form an active matrix substrate on a large-area, flexible sheet. I have.
[0007]
In view of the above, an important technique of the transfer method is a peeling step, and in the conventional technique, the adhesion decreases due to a phase change phenomenon due to laser irradiation of amorphous silicon, and the adhesion decreases due to irradiation of radiation (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. No. 152512), removal of physical and chemical substrates (JP-A-10-189924, JP-A-11-31828), and a method of protecting a device from mechanical peeling accompanied by stress and generated stress. .
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional peeling method and transfer method have a problem that the peeling phenomenon in the separation layer does not occur properly. Or, the size of the substrate is limited, and development to a large-area element, which is a characteristic of the organic thin-film electronic device, is impossible.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and by optimizing an organic film used as a separation layer, a thin film device can be easily peeled from a substrate (damage) without damaging the thin film device. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a thin film device capable of transferring the peeled thin film device to another substrate (substrate), and to provide a thin film device obtained by the manufacturing method. Furthermore, a manufacturing method for manufacturing a thin film device using an active matrix substrate using the method for manufacturing a thin film device, an active matrix substrate manufactured by the manufacturing method, and a thin film device using the active matrix substrate It is an object to provide a device (such as an electro-optical device).
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As means for achieving the above object, the invention according to claim 1 includes a step of forming a separation layer made of an organic substance on a first substrate, a step of forming a thin film device on the separation layer, and a step of forming the thin film device. Bonding a second substrate on the side opposite to the first substrate or forming a film made of a second organic material, and removing the separation phenomenon at the interface between the separation layer and the first substrate. Peeling off the first base material from the thin film device side by causing the separation layer to have at least two layers of an organic layer A soluble in liquid and an organic layer B insoluble in liquid. It is characterized by being composed of a laminate.
[0011]
The invention according to claim 2 is the method for manufacturing a thin film device according to claim 1, wherein a first step of forming a first separation layer made of an organic substance on a first base material; A second step of forming a thin film device on the separation layer, a third step of bonding a second substrate to the thin film device on a side opposite to the first substrate, and the first separation layer A fourth step of peeling off the first substrate from the thin film device side by transferring the thin film device to the second substrate side by causing a peeling phenomenon at an interface between the first substrate and the first substrate. In the first step, the first separation layer comprises a laminate of at least two or more layers of a liquid-soluble organic material layer A and a liquid-insoluble organic material layer B; The adhesion of the separation layer to the first substrate is reduced by the presence of a liquid phase capable of dissolving the organic layer A at the interface with That organic film is formed, wherein in the fourth step, and characterized in that the first separation layer and by liquid phase the interposed first substrate interface causing the peeling phenomenon.
[0012]
The invention according to claim 3 is the method for manufacturing a thin film device according to claim 1, wherein a first step of forming a separation layer made of a first organic material on a first base material; A second step of forming a thin film device thereon, a third step of forming a film made of a second organic material on the opposite side of the thin film device from the first substrate, And a fourth step of peeling the first substrate from the thin film device side by causing a peeling phenomenon at an interface with the substrate. In the first step, the separation layer comprises at least a liquid A layer composed of at least two layers of an organic layer A soluble in water and an organic layer B insoluble in liquid, and a separation layer formed by the presence of a liquid phase capable of dissolving the organic layer A at the interface with the first base material. Forming an organic film for reducing the adhesion to the first substrate, and in the fourth step, It said separating layer and is interposed liquid phase first substrate interface is characterized by causing the peeling phenomenon.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a thin film device according to the first or second or third aspect, a film made of a water-soluble polymer material is used as the liquid-soluble organic material layer A constituting the separation layer. It is characterized by forming.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thin film device according to the first, second or third aspect, the organic layer A soluble in a liquid constituting the separation layer is soluble in a water-soluble organic solvent. It is characterized by forming a film made of a suitable polymer material. According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thin film device according to any one of the first to fifth aspects, as the organic material layer B which is insoluble in a liquid constituting the separation layer, an organic raw material or An organic film formed by a chemical vapor deposition method using the gas is used.
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thin film device according to any one of the first to sixth aspects, the organic material layer B, which is insoluble in a liquid and constitutes the separation layer, is made of a parylene material. It is a film.
According to an eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a thin film device according to any one of the first to seventh aspects, in the fourth step, a liquid phase is formed at an interface between the separation layer and the first base material. Intervening.
[0014]
According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a thin film device according to any one of the second to fourth aspects, in the third step, the thin film device is opposed to the first base material of the thin film device. The second substrate is adhered to the second substrate via a second separation layer, and the thin film device is transferred to the second substrate in the fourth step. A fifth step of adhering a third base material to the opposite side of the material, and causing a peeling phenomenon in at least one of the inside of the second separation layer or the interface of the second separation layer. A sixth step of peeling off the second base material from the thin film device side and transferring the thin film device to the third base material side.
[0015]
According to a tenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a thin film device according to any one of the third to eighth aspects, the second organic film is an organic material layer B insoluble in a liquid constituting the separation layer. Characterized in that it is a film of the same material as
According to an eleventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a thin film device according to any one of the third to eighth aspects, the organic material layer B insoluble in a liquid constituting the separation layer made of the first organic material. Is characterized by having a film thickness of 10 μm or more.
Further, according to a twelfth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thin film device according to any one of the third to eighth aspects, after the thin film device is separated in the fourth step, A fifth step of bonding a second substrate to the same side as the first substrate.
[0016]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a thin film device according to any one of the first to twelfth aspects, in the second step, the thin film device is provided on the first base material, At least an organic thin film transistor is formed.
The invention according to claim 14 is a thin film device in which a thin film device is formed on a substrate or an organic film, and is manufactured by the method for manufacturing a thin film device according to any one of claims 1 to 13. It is characterized by the following.
[0017]
The invention according to claim 15 is a manufacturing method for manufacturing a thin film device using an active matrix substrate using the method for manufacturing a thin film device according to any one of claims 1 to 13, In the second step, a thin film transistor for pixel switching is formed in a matrix on the first base material as the thin film device, and an active matrix substrate having the thin film transistors in a matrix is formed. .
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a thin-film device, which is manufactured by the method for manufacturing a thin-film device according to the fifteenth aspect, and uses an active matrix substrate.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described.
A first embodiment of the present invention includes a first step of forming a first separation layer made of an organic material on a first base material, and a second step of forming a thin film device on the first separation layer. And a third step of bonding a second substrate to the thin film device on the side opposite to the first substrate, and a peeling phenomenon at an interface between the first separation layer and the first substrate. A fourth step of peeling off the first base material from the thin film device side by transferring the thin film device to the second base material side, the method comprising: In the first step, as the first separation layer, an organic film having a performance of reducing the adhesion of the separation layer film to the first substrate due to the presence of a liquid phase at the interface with the first substrate is formed. In the fourth step, the liquid phase is interposed at the interface between the first separation layer and the first base material, and the peeling is performed. Characterized in that to cause a phenomenon (claim 1).
[0019]
In the present invention, the first separation layer is composed of at least two kinds of organic film laminates having different solubility in liquid, and the first base of the separation layer is formed by the presence of the liquid phase at the interface with the first base material. The first substrate is peeled from the thin film device side so that the thin film device can be transferred to the second substrate side by reducing the adhesive force to the material and facilitating separation at the interface. Therefore, according to the present invention, a highly reliable thin film device can be efficiently manufactured.
In the present invention, in the second step, the separation layer has a substrate adhesive force enough to withstand the organic TFT process, and in the fourth step, the peeling phenomenon is easily performed by reducing the adhesive force. Can be done.
[0020]
In the present invention, the first separation layer is composed of a laminated film of two or more layers of a liquid-soluble organic film A and a liquid-insoluble organic film B, and is mainly used in the fourth step in the presence of a liquid layer. And to reduce the adhesion between the organic film A and the first substrate interface.
In the present invention, the organic film B constituting the first separation layer is formed by a film forming method excellent in step coverage, and in particular, a chemical vapor deposition method (chemical vapor deposition) using an organic material or its gas. The organic film formed by the method (CVD method)) may be used as the organic film B.
The organic film B may be an organic film made of a parylene material or a fluorinated polymer, and a parylene film is particularly effective.
[0021]
The parylene film is a coating film made of a polyparaxylylene resin developed by Union Carbide Chemicals and Plastics Co. of the United States by a gas phase synthesis method. This coating film is formed by vaporizing and thermally decomposing diparaxylylene solid dimer, which is a raw material, and causing a stable reaction of adsorption and polymerization of the stable diradical paraxylylene monomer generated at this time on the substrate. This coating film can be used for precision coating, which is impossible with conventional liquid coating or powder coating, and can be coated at room temperature regardless of the shape and material of the adherend at coating. Due to its unique properties, it is known as the most suitable conformal coating film, from coating of ultra-precision parts to coating of general-purpose products. Specifically, it can be applied to coating of an insulating film of a hybrid IC, prevention of generation of dust powder of a disk drive component, lubrication film of a stepping motor, and corrosion prevention film of a biomaterial.
[0022]
In the present invention, in the third step, the second substrate is bonded to a side of the thin film device opposite to the first substrate via a second separation layer, and in the fourth step, A fifth step of transferring the thin film device to a second base material and then bonding a third base material to the thin film device on the side opposite to the second base material, and a layer of the second separation layer The second substrate is peeled from the thin film device side by causing a peeling phenomenon in at least one of the inside and the interface of the second separation layer, and the thin film device is transferred to the third substrate side. And a sixth step (claim 9). With this configuration, the thin-film device is transferred twice, so that the thin-film device in the state of being transferred to the third base has a laminated structure when the thin-film device is formed on the first base. Will remain.
In the present invention, in the second step, for example, a thin film transistor (TFT) is formed as the thin film device on the first base material.
[0023]
The method for manufacturing a thin film device according to the present invention can be used as a method for manufacturing an active matrix substrate and a thin film device using the same. In this case, in the second step, thin film transistors are formed in a matrix on the first base material as the thin film devices, and an active matrix substrate having the thin film transistors in a matrix is manufactured.
[0024]
In the present invention, after the thin film device is transferred to the second base material or the third base material finally mounted on the product, wiring or the like that does not require high-temperature processing is formed on this substrate. In the second step, the thin film transistors are formed in a matrix on the first base material, and a scanning line electrically connected to a gate of the thin film transistor and an electric source are electrically connected to a source of the thin film transistor. It is preferable to form a data line connected to the pixel electrode and a pixel electrode electrically connected to the drain of the thin film transistor, and to transfer these wirings and electrodes to a substrate finally mounted on a product, similarly to the thin film device.
[0025]
In the present invention, a thin film transistor for a drive circuit may be formed as the thin film device on the first base material, and an active matrix substrate having a drive circuit including the thin film transistor may be manufactured.
Further, in the present invention, an organic TFT and an organic EL element may be formed as the thin film device on the first base material.
[0026]
The active matrix substrate according to the present invention may be configured to be suitable for forming an electro-optical device such as a liquid crystal display device by sandwiching an electro-optical material such as a liquid crystal between the active matrix substrate and a counter substrate. is there. Further, it is also possible to make it suitable for configuring an electro-optical device such as an organic EL display device and a display device in which a reflectance changes due to an electric field input. That is, according to the present invention, a large substrate, an inexpensive substrate, a light substrate, a substrate that can withstand deformation, and a substrate that does not break can be used as a substrate finally mounted on a product. An electro-optical device having excellent impact resistance and the like can be configured.
[0027]
Hereinafter, a more specific embodiment of the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0028]
[Embodiment 1-1]
FIG. 1 is a view for explaining a process of forming a thin film device on a substrate and transferring the thin film device to another substrate in the method of manufacturing a thin film device according to the first embodiment of the present invention. FIG. Hereinafter, a method for manufacturing the thin film device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0029]
(First step)
In the method for manufacturing a thin film device according to the present embodiment, first, a first separation layer 110 is formed on a first base material 100 as shown in FIG. In the present embodiment, any material may be used as long as it meets the purpose of manufacturing the organic electronic device, that is, any material that has a small dimensional change. Specifically, a silicon (Si) wafer, a glass substrate, a ceramic substrate, or the like is used.
In the present embodiment, the first separation layer 110 has heat resistance enough to form an active matrix layer made of an organic TFT, firm adhesion to such an active matrix layer, and patterning when forming the active matrix layer. Resistance to an etching process and the like, and further, strong adhesion (for example, a strength of 10 g / cm or more in a 90 ° peel test) that can withstand the process with the first base material, and on the other layer during the fourth step It is important that the adhesiveness is such that it can be peeled off without causing damage, and that the strength can be controlled to, for example, 10 g / cm or less in a 90 ° peeling test.
In this embodiment, the expression of this function is realized by two types of organic films. That is, it has at least two layers of an organic film (A) 111 soluble in a liquid and an organic film (B) 112 functioning as a protective film for preventing damage in the above process. When a liquid phase capable of dissolving the organic film (A) 111 intervenes at the interface with the base material, the original adhesive force is lost.
The thickness of the organic film (A) 111 is preferably about 1 to 10 μm, and the total thickness of the separation layer 110 is usually about 2 to 30 μm.
[0030]
(Second step)
Next, as shown in FIG. 1B, a thin film device layer 120 including various thin film devices is formed on the first separation layer 110. The thin-film device layer 120 includes an organic TFT element as shown in FIG. Further, an organic TFT element may be formed by disposing an intermediate layer on the lowermost surface of the thin film device layer. This TFT is an inverted staggered TFT and includes an organic semiconductor layer 121, a gate insulating film 122, a gate electrode 123, and a source / drain electrode 124.
In the example shown in FIG. 1B, the thin film device layer 120 is a layer including a thin film device such as a TFT. Depending on the type, for example, an organic thin-film diode, a photoelectric conversion element (optical sensor, solar cell) composed of a PIN junction of an organic electronic material, an organic resistance element, other organic thin-film semiconductor devices, various organic electrodes, a switching element, a memory, And so on. Each of these organic thin film devices has a large area and an improved function by integration.
[0031]
(Third step)
Next, as shown in FIG. 1D, a second substrate 140 is bonded on the thin film device layer 120 (on the side opposite to the first substrate 100) via an adhesive layer 130.
Preferable examples of the adhesive forming the adhesive layer 130 include a reaction-curable adhesive, a thermosetting adhesive, a light-curable adhesive such as an ultraviolet-curable adhesive, and an adhesive such as an anaerobic-curable adhesive. No. The adhesive may be of any composition, for example, epoxy, acrylate, or silicone. The formation of the adhesive layer 130 is performed by, for example, a coating method.
When a curable adhesive is used for the adhesive layer 130, for example, the adhesive 130 is applied on the thin film device layer 120, and the second base material 140 is bonded thereon, and then cured according to the properties of the adhesive. The adhesive is cured by the method, and the thin film device layer 120 and the second substrate 140 are bonded and fixed.
When a photocurable adhesive is used for the adhesive layer 130, for example, after applying an adhesive on the thin film device layer 120 and bonding the second substrate 140 thereon, the first substrate 100 Adhesive from one side of the first base material 100 if it is light transmissive, and from the side of the second base material 140 if light transmissive is used for the second base 140. The thin film device layer 120 and the second base 140 are bonded and fixed by irradiating the thin film device with light. The adhesive may be irradiated with light from both the side of the light-transmissive first base material 100 and the side of the light-transmissive second base material 140. As the adhesive used here, an adhesive of an ultraviolet curable type or the like which hardly affects the thin film device layer 120 is desirable.
[0032]
As the adhesive layer 130, a water-soluble adhesive can be used. Specifically, as a polyvinyl alcohol resin or a water-soluble adhesive of this type, for example, Chemiseal U-451D (trade name) manufactured by Chemitech Co., Ltd., and Three Bond 3046 (trade name) manufactured by Three Bond Co., Ltd. can be exemplified. .
Further, instead of forming the adhesive layer 130 on the side of the thin film device layer 120, the adhesive layer 130 is formed on the side of the second base 140, and the second layer is formed on the thin film device layer 120 via the adhesive layer 130. The substrate 140 may be bonded. In the case where the second base material 140 itself has an adhesive function, the formation of the adhesive layer 130 may be omitted.
[0033]
The second base material 180 may be inferior to the first base material 100 in properties such as heat resistance and corrosion resistance. That is, in the present invention, after the thin film device layer 120 is formed on the side of the first base material 100, the thin film device layer 120 is transferred to the second base material 140. No characteristics such as substrate dimensional stability are required.
As the mechanical properties of the second base material 140, those having a certain degree of rigidity (strength) are used depending on the type of the device to be manufactured, but may have flexibility and elasticity.
As the second substrate 140, for example, an inexpensive glass substrate whose melting point is not so high, a thin plastic substrate in the form of a sheet, or a considerably thick plastic substrate, which is optimal depending on the type of equipment to be manufactured, is used. Further, the second base material 140 may be not a flat plate but a curved one.
[0034]
When a plastic substrate is used as the second base material 180, any of a thermoplastic resin and a thermosetting resin may be used as a synthetic resin constituting the plastic substrate. For example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin, modified polyolefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, polyimide, polyamideimide , Polycarbonate, poly- (4-methylbenten-1), ionomer, acrylic resin, polymethyl methacrylate, acryl-styrene copolymer (AS resin), butadiene-styrene copolymer, polio copolymer (EVOH), Polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and precyclohexane terephthalate (PCT), polyether, polyether ketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK), polyetherimide, polyacetal (POM), polyphenylene oxide, modified polyphenylene oxide, polyarylate, aromatic polyester (liquid crystal polymer), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, other fluororesins, styrene, polyolefin Type, polyvinyl chloride type, polyurethane type, fluoro rubber type, chlorinated polyethylene type etc. various thermoplastic elastomers, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester, silicone resin, polyurethane etc. or these Main copolymers, blends, polymer alloys and the like can be mentioned, and a laminate of one or more of these can be used.
[0035]
When a plastic substrate is used as the second base material 180, a large-sized second base material 140 can be integrally formed. Further, if the second base material 140 is a plastic substrate, it can be easily manufactured even if the second base material 140 has a complicated shape such as one having a curved surface or irregularities. Furthermore, if the second base material 140 is a plastic substrate, there is an advantage that material costs and manufacturing costs can be reduced. Therefore, if the second substrate 140 is a plastic substrate, it is advantageous when manufacturing a large and inexpensive device (for example, a liquid crystal display device, an organic EL display device, etc.).
[0036]
In the present embodiment, the second base material 140 is, for example, an active matrix type liquid crystal display device, an active matrix of a display device using change in reflectivity by applying an electric field (an electrophoretic display panel using the electrophoretic effect of particles). As in the case where the substrate is configured as a thin film device, the substrate itself independently configures the base of the device, or, for example, a color filter, an electrode layer, a dielectric layer, an insulating layer, a semiconductor element, or the like. It may constitute a part.
[0037]
(Fourth step)
Next, as shown in FIG. 1E, peeling is performed from the interface between the substrate 100 and the separation layer 110. In this step, the end of the laminated body of FIG. 1D is cut, and a liquid layer is made to enter from the end of the fractured surface, so that the adhesive force at the interface between the organic film A of the separation layer 110 and the first base material 100 is obtained. Can be reduced.
When a water-soluble resin such as polyvinyl alcohol is used as the organic film A, water is used as a liquid layer. When an ethanol-soluble resin such as a polyvinyl butyral resin is used as the organic film A, alcohols are used as a liquid phase. .
Organic solvents include water-soluble organic solvents such as acetone and alcohols. Therefore, the organic film A corresponds to water, a resin soluble in the water-soluble organic solvent, and a solution. Further, these liquids may be vapor.
Therefore, as shown in FIG. 1E, when a force is applied to peel off the first base material 100, the first base material 100 can be easily peeled off at the interface with the first separation layer 110. . As a result, as shown in FIG. 1F, the thin film device layer 120 can be transferred to the second base 140.
In addition, by reusing (recycling) the first base material 100, the manufacturing cost can be reduced.
[0038]
Through the above steps, the transfer of the thin film device layer 120 to the second substrate 140 is completed, and the thin film device layer 120 is transferred onto the second substrate 140 as shown in FIG. A thin film device can be manufactured. Further, a device in which the second substrate 140 on which the thin film device layer 120 is formed is mounted on a desired material may be used as a thin film device.
As described above, in the method for manufacturing a thin film device according to the present embodiment, the thin film device layer 120 and the first substrate 100 are not directly separated from each other, but the first thin film device layer 120 is separated from the first base material 100 by the first method. In the separation layer 110. Therefore, the first base material 100 can be easily and reliably peeled off from the thin film device layer 120 side. Therefore, there is no damage to the thin film device layer 120 due to the peeling operation, and a highly reliable thin film device can be manufactured.
[0039]
[Embodiment 1-2]
Next, another specific embodiment of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 2 shows that in the method of manufacturing the thin film device of the present embodiment, a manufacturing process (FIG. 1) substantially similar to that of the above-described embodiment 1-1 is performed. FIG. 4 is a process explanatory view showing a state of each process performed after transfer to a base material 140 of FIG.
This embodiment is characterized in that the thin film device layer 120 is transferred from the second base 140 to the third base 160 again after the fourth step described in the embodiment 1-1.
As a manufacturing process, first, the thin-film device layer 120 is transferred to the second substrate 140 by a method substantially similar to the first to fourth steps of the embodiment 1-1.
[0040]
(Fifth step)
After the thin film device layer 120 is transferred to the second substrate 140 in the fourth step in this manner, as shown in FIG. 2A, the lower surface of the thin film device layer 120 (the second substrate 140 The third substrate 160 is bonded to the third substrate 160 via the bonding layer 150. Preferable examples of the adhesive constituting the adhesive layer 150 include various types of light-curable adhesives such as reaction-curable adhesives, thermosetting adhesives, and ultraviolet-curable adhesives, and anaerobic-curable adhesives. Curable adhesives may be used. The composition of the adhesive may be, for example, any of epoxy, acrylate, and silicone. Such an adhesive layer 150 is formed by, for example, a coating method.
[0041]
When a curable adhesive is used as the adhesive layer 150, for example, after applying the curable adhesive to the lower surface of the thin film device layer 120, the third substrate 160 is joined, and then the characteristics of the curable adhesive are adjusted. The curable adhesive is cured by an appropriate curing method, and the thin film device layer 120 and the third base 160 are bonded and fixed.
When a photocurable adhesive is used as the adhesive layer 150, light is preferably irradiated from the back surface side of the light-transmissive third base material 160. In addition, when an adhesive such as an ultraviolet curable type which does not easily affect the thin film device layer 120 is used as the adhesive, light may be irradiated from the light-transmitting second base material 140 side, or the second Light may be emitted from both the side of the base material 140 and the side of the third base material 160. Note that the adhesive layer 150 may be formed on the third base material 160, and the thin film device layer 120 may be bonded thereon. Further, when the third base material 160 itself has an adhesive function, the formation of the adhesive layer 150 may be omitted.
[0042]
The second base material 140 and the third base material 160 may be inferior to the first base material 100 in properties such as heat resistance and corrosion resistance.
As the mechanical properties of the third base material 160, those having a certain degree of rigidity (strength) are used depending on the type of equipment to be manufactured, but may have flexibility and elasticity.
As the third base material 160, for example, a material suitable for the type of equipment to be manufactured, such as a sheet-shaped thin plastic substrate or a considerably thick plastic substrate, is used. Further, the third base material 160 may be not a flat plate but a curved one.
[0043]
When a plastic substrate is used as the third base 160, the synthetic resin constituting the plastic substrate may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin, modified polyolefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, polyimide, polyamideimide , Polycarbonate, poly- (4-methylbenten-1), ionomer, acrylic resin, polymethyl methacrylate, acryl-styrene copolymer (AS resin), butadiene-styrene copolymer, polio copolymer (EVOH), Polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and precyclohexane terephthalate (PCT), polyether, polyether ketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK), polyetherimide, polyacetal (POM), polyphenylene oxide, modified polyphenylene oxide, polyarylate, aromatic polyester (liquid crystal polymer), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, other fluororesins, styrene, polyolefin Type, polyvinyl chloride type, polyurethane type, fluoro rubber type, chlorinated polyethylene type etc. various thermoplastic elastomers, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester, silicone resin, polyurethane etc. or these Main copolymers, blends, polymer alloys and the like can be mentioned, and a laminate of one or more of these can be used.
[0044]
When a plastic substrate is used as the third base 160, the large third base 160 can be integrally formed. In addition, if the third substrate 160 is a plastic substrate, it can be easily manufactured even if the third substrate 160 has a complicated shape such as a substrate having a curved surface or irregularities. Further, if the third base material 160 is a plastic substrate, there is an advantage that material costs and manufacturing costs can be reduced. Therefore, if the third substrate 160 is a plastic substrate, it is advantageous when manufacturing a large and inexpensive device (for example, a liquid crystal display device or an organic EL display device).
[0045]
In the present embodiment, the third base material 160 is, for example, an active matrix type liquid crystal display device, or an active matrix of a display device using change in reflectance by applying an electric field (an electrophoretic display panel using an electrophoretic effect of particles). As in the case where the substrate is configured as a thin film device, the substrate itself independently configures the base of the device, or, for example, a color filter, an electrode layer, a dielectric layer, an insulating layer, a semiconductor element, or the like. It may constitute a part.
[0046]
(Sixth step)
Next, the adhesive layer 130 formed at the time of bonding the second substrate 140 on the thin film device layer 120 in the above-described third step is used as a second separation layer made of a hot-melt adhesive, as shown in FIG. As shown in (b), the second separation layer 130 made of a hot-melt adhesive is heated and melted. As a result, the adhesive strength of the second separation layer 130 is weakened, so that the second base 140 can be peeled off from the thin film device layer 120 side. The second base material 140 can also be used repeatedly by removing the attached hot-melt adhesive. In the case where an adhesive made of a water-soluble resin is used as the second separation layer 130, at least a region including the second separation layer 130 may be immersed in pure water.
Next, as shown in FIG. 2C, the second separation layer 130 remaining on the surface of the thin film device layer 120 is removed. As a result, a thin-film device in which the thin-film device layer 120 is transferred to the third base 160 can be manufactured.
[0047]
[Example 1-1]
Next, as an example of the first embodiment of the present invention, a specific example of the above-described embodiment 1-1 will be described.
First, as a specific example of Embodiment 1-1, a thin film device layer 120 including an organic TFT (thin film device) is formed on a first base material 100 side via a first separation layer 110, A method for manufacturing a thin film device in which the thin film device layer 120 is transferred to the second base 140 by the adhesive layer 130 will be described.
[0048]
(First step)
In FIG. 1A, first, a coating liquid in which a polyvinyl alcohol resin (hereinafter abbreviated as PVA) is dissolved in pure water as an organic film A constituting the separation layer 110 on a first base material 100 made of a Si substrate. Was prepared by spin coating, and dried at a temperature of 120 ° C. to form a 7 μm thick PVA coating film 111.
Next, an organic film 112 made of a parylene film is formed as the organic film B constituting the separation layer 110. In this example, a parylene film was formed using a 4-inch diameter Si wafer as the first substrate 100.
The parylene film is sublimated at a temperature of 100 to 170 ° C. under reduced pressure from diX_C manufactured by Daiichi Kasei Co., Ltd. as a raw material, and subsequently introduced into a pyrolysis furnace. After the thermal decomposition temperature is set to 650 ° C. and the dimer dissociation treatment is performed, the film is introduced into a film forming chamber in which a Si wafer on which a PVA film is formed is installed, and a film is formed at room temperature. Thus, a parylene film having a thickness of 10 μm is formed.
[0049]
(Second step)
Next, as shown in FIG. 1B, a thin film device layer 120 including an organic TFT (thin film device) shown in FIG. 1C is formed on the first separation layer 110.
First, a 50 nm-thick Cr metal film is deposited as a gate electrode 123 by a sputtering method, and an electrode 123 having a desired pattern is formed by photolithography and etching.
Next, a gate insulating film 122 is formed. This film is formed by spin-coating an organic insulator film. A gate insulating film 122 having a thickness of 100 nm is formed using polyvinyl butyral as the organic insulator film.
Next, the organic semiconductor film 121 is formed. For example, an organic semiconductor film 121 having a thickness of 80 nm is formed by a spin coating method using a polyhexylthiophene organic semiconductor material. The patterning of the element and the gate electrode contact are made by photolithography and etching. Further, a certain resist pattern is used as an interlayer insulating film having a contact hole without being removed after the etching step.
Next, source / drain electrodes 124 are formed.
Thus, the thin film device layer 120 including the organic TFT is formed. Incidentally, a protective film may be further formed on the above-mentioned interlayer insulating film.
[0050]
(Third step)
Next, as shown in FIG. 1D, an adhesive layer 130 made of an epoxy resin is formed as an adhesive layer on the thin film device layer 120 including the organic TFT, and the thin film device layer is formed via the adhesive layer 130. A second base material 140 made of soda glass having a length of 150 mm, a width of 150 mm, and a thickness of 0.7 mm is attached to 120. Next, heat is applied to the adhesive layer 130 to cure the epoxy resin, and the second substrate 140 and the thin film device layer 120 are bonded. Note that the adhesive layer 130 may be an ultraviolet curable adhesive. In this case, the polymer is cured by irradiating ultraviolet rays from the second substrate 140 side.
[0051]
(Fourth step)
Next, one end of the first base material 100 is cut to secure a liquid phase entry path, and a peeling step shown in FIG. 1E is performed.
After the separation phenomenon occurs in the first separation layer 110 in this manner, the first base material 100 is separated from the thin film device layer 120 side. As a result, the thin film device layer 120 is transferred to the second substrate 140.
[0052]
The thin film device manufactured in this manner is, for example, an organic thin film having an advantage that it is strong against bending and lightweight so that it can be easily dropped when a flexible substrate made of plastic or the like is used as the second base material 140. A device device is formed. Further, a self-contained microcomputer can be manufactured by mounting a CPU, a RAM, an input circuit, and a solar cell as components of the organic thin film device.
[0053]
[Example 1-2]
Next, as another example of the first embodiment of the present invention, a specific example of the above-described embodiment 1-2 will be described.
As a specific example of Embodiment 1-2, a thin film device layer 120 including an organic TFT (thin film device) is formed on the first base material 100 side via a first separation layer 110, and the thin film device layer 120 is formed. A method for manufacturing an active matrix substrate (thin film device) in which is transferred onto the second base 140 by the adhesive layer 130 and then further transferred onto the third base 200 will be described.
[0054]
The thin-film device manufactured in this embodiment includes an active matrix substrate, a counter substrate bonded to the active matrix substrate at a predetermined interval, and a liquid crystal or liquid crystal sealed between the counter substrate and the active matrix substrate. This is an electro-optical display device that is schematically configured from an electrophoretic fluid. The active matrix substrate and the opposing substrate are bonded together via a predetermined gap by a sealing material containing a gap material formed along the outer peripheral edge of the opposing substrate, and the inner region of the sealing material is filled with a liquid crystal or an electrophoretic fluid. Area. As the sealing material, an epoxy resin, various ultraviolet curable resins, or the like can be used. Here, since the seal material is partially interrupted, the display liquid is injected under reduced pressure from the interrupted portion of the seal material by bonding the opposing substrate and the active matrix substrate and then reducing the pressure inside the seal material. After the sealing, the broken portion may be closed with a sealant.
[0055]
In this embodiment, the opposing substrate is smaller than the active matrix substrate, and a driver portion such as a scanning line driving circuit or a data line driving circuit, which will be described later, is formed in an area of the active matrix substrate protruding from the outer peripheral edge of the opposing substrate. I have.
In the active matrix substrate used in the electro-optical display device configured as described above, the central region is a pixel portion for performing actual display, and the peripheral portion is a drive circuit portion. In the pixel portion, a pixel switching organic TFT connected to a data line and a scanning line formed of a conductive semiconductor film or the like is formed for each pixel arranged in a matrix. For the data lines, a data side drive circuit including a shift register, a level shifter, a video line, an analog switch, and the like is configured. For the scanning lines, a scanning-side driving circuit including a shift register, a level shifter, and the like is configured. Hereinafter, a method for manufacturing a thin film device using the active matrix substrate will be described.
[0056]
(First step)
As shown in FIG. 1A, a first separation layer made of a PVA film and a parylene film is formed on a first base material 100 made of a glass substrate by a method similar to the method shown in Example 1-1. Form 110. In this example, a separation layer was formed on a glass substrate having a size of 100 mm x 100 mm and a thickness of 1.1 mm.
[0057]
(Second step)
Next, as shown in FIG. 1B, a thin film device layer 120 including an organic TFT (thin film device) shown in FIG. 1C is formed on the first separation layer 110.
First, a 50 nm-thick Cr metal film is deposited as a gate electrode 123 by a sputtering method, and an electrode 123 having a desired pattern is formed by photolithography and etching.
Next, a gate insulating film 122 is formed. This film is formed by spin-coating an organic insulator film. A gate insulating film 122 having a thickness of 100 nm is formed using polyvinyl butyral as the organic insulator film.
Next, the organic semiconductor film 121 is formed. For example, an organic semiconductor film 121 having a thickness of 80 nm is formed by a spin coating method using a polyhexylthiophene organic semiconductor material. The patterning of the element and the gate electrode contact are made by photolithography and etching. Further, a certain resist pattern is used as an interlayer insulating film having a contact hole without being removed after the etching step.
Next, source / drain electrodes 124 are formed.
Thus, the thin film device layer 120 including the organic TFT is formed. Incidentally, a protective film may be further formed on the above-mentioned interlayer insulating film. Further, a thin film device layer is formed by connecting the drain electrode of the organic TFT for pixel switching and the pixel individual electrode.
[0058]
(Third step)
Next, as shown in FIG. 1D, an inexpensive second base material 140 such as a soda glass substrate is bonded onto the thin film device layer 120 including the organic TFT via an adhesive layer 130.
[0059]
(Fourth step)
Next, one end of the first base material 100 is cut to secure a liquid phase entry path, and a peeling step shown in FIG. 1E is performed.
After the separation phenomenon occurs in the first separation layer 110 in this manner, the first base material 100 is separated from the thin film device layer 120 side. As a result, the thin film device layer 120 is transferred to the second substrate 140.
[0060]
(Fifth step)
Next, as shown in FIG. 2A, the third base 160 is bonded to the back surface of the thin film device layer 120 via the bonding layer 150.
[0061]
(Sixth step)
Next, when a hot-melt adhesive is used as the adhesive layer 130, the hot-melt adhesive is heated as a second separation layer as shown in FIG. The second substrate 140 is peeled off. When PVB (polyvinyl butyral resin) is used, the PVB layer is brought into contact with ethanol, and the second substrate 140 is peeled off with the adhesive layer 130. As a result, an active matrix substrate is completed.
[0062]
Thereafter, the active matrix substrate and the opposing substrate are attached with a sealant, and the electrophoretic display dispersion liquid or the microencapsulated electrophoretic dispersion liquid is sealed between these substrates. As a result, an electro-optical display device in which the electrophoretic display dispersion liquid is sandwiched between the active matrix substrate and the counter substrate can be manufactured. In addition, a liquid crystal display device can be manufactured by sandwiching a liquid crystal instead of the electrophoretic display dispersion liquid by using a known technique.
[0063]
As described above, the thin film device layer 120 is transferred twice from the first base material 100 to the second base material 140 and then bonded to the flexible third base material 160 made of a plastic sheet substrate. In the state in which the thin film device layer 120 has been transferred to the third substrate 160 for transfer, the thin film device layer 120 has the same laminated structure as when the TFT was formed on the first substrate 100. have.
[0064]
As described above, in the first embodiment of the present invention, the first separation layer 110 is formed by stacking at least two or more layers of the organic layer A soluble in liquid and the organic layer B insoluble in liquid. Then, the presence of a liquid phase capable of dissolving the organic layer A at the interface between the first separation layer 110 and the first base material 100 changes the strong adhesive force to a very weak adhesive force. In the step, the peeling phenomenon easily occurs, the first substrate 100 is separated from the thin film device layer 120 side, and the thin film device layer 120 can be transferred to the second substrate 140 side. Therefore, according to the first embodiment of the present invention, a highly reliable thin film device can be efficiently manufactured regardless of the type of substrate.
[0065]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
According to a second embodiment of the present invention, a first step of forming a separation layer made of a first organic substance on a first base material and a second step of forming a thin film device layer on the separation layer And a third step of forming a film made of a second organic substance on the opposite side of the thin film device layer from the first base material, and a separation phenomenon occurs at an interface between the separation layer and the first base material. And a fourth step of peeling the first base material from the thin-film device layer side by forming the first base material without forming the first base material. A method for manufacturing an organic thin-film device device in which a second substrate is joined to the same side as the side where the substrate was located, wherein in the first step, the separation layer made of the first organic substance has at least The first substrate comprises at least two layers of an organic layer A soluble in liquid and an organic layer B insoluble in liquid. The presence of a liquid phase capable of dissolving the organic material layer A at the interface with the substrate forms an organic material film having a performance of reducing the adhesion of the separation layer to the first base material. The delamination phenomenon is caused by interposing a liquid phase between the layer and the first base material interface (claims 1, 3, and 12).
[0066]
In the present invention, the separation layer composed of the first organic substance is composed of at least two kinds of organic substance film laminates having different solubility in liquid, and the separation layer is formed by the presence of the liquid phase at the interface with the first base material. It reduces the adhesion to the first substrate and facilitates separation at the interface. The first substrate can be peeled from the thin film device side to obtain an organic film self-solid. Therefore, according to the present invention, a highly reliable thin film device can be efficiently manufactured.
In the present invention, in the second step, the separation layer has a substrate adhesive force enough to withstand an organic TFT process, and in the fourth step, the separation layer is separated by reducing the adhesive force. The phenomenon can be performed easily.
[0067]
In the present invention, the separation layer made of the first organic substance is composed of two or more laminated films of a liquid-soluble organic substance film A and a liquid-insoluble organic substance film B. In the presence, the reduction of the adhesion between the organic film A and the first base material interface is performed.
In the present invention, the organic film B constituting the separation layer is formed by a film forming method having excellent step coverage, and in particular, a chemical vapor deposition method (a chemical vapor deposition method (CVD) using an organic material or its gas). Method)) may be used as the organic film B.
The organic film B may be an organic film made of a parylene material or a fluorinated polymer, and a parylene film is particularly effective.
[0068]
The parylene film is a coating film made of a polyparaxylylene resin developed by Union Carbide Chemicals and Plastics Co. of the United States by a gas phase synthesis method. This coating film is formed by vaporizing and thermally decomposing diparaxylylene solid dimer, which is a raw material, and causing the stable diradical paraxylylene monomer generated at this time to cause simultaneous reaction of adsorption and polymerization on the substrate. This coating film can be used for precision coating, which is impossible with conventional liquid coating or powder coating, and can be coated at room temperature regardless of the shape and material of the adherend at coating. Due to its unique properties, it is known as the most suitable conformal coating film, from coating of ultra-precision parts to coating of general-purpose products. Specifically, it can be applied to coating of an insulating film of a hybrid IC, prevention of generation of dust powder of a disk drive component, lubrication film of a stepping motor, and corrosion prevention film of a biomaterial.
[0069]
In addition, the same material as the first organic material is formed as the second organic material film by the same kind of manufacturing method, so that manufacturing equipment can be reduced.
In particular, the organic film using the parylene material is effective as the first and second organic films, and since the parylene material itself has excellent mechanical strength, it was separated from the first substrate in the fourth step. At this time, the thin film device can be handled as a self-three-dimensional structure and can be bonded to another base material in the fifth step to provide a stable and highly reliable thin film device. In the present invention, in the second step, for example, a thin film transistor (TFT) is formed as the thin film device on the first base material.
[0070]
The method for manufacturing a thin film device according to the present invention can be used as a method for manufacturing an active matrix substrate. In this case, in the second step, thin film transistors are formed in a matrix on the first base material as the thin film devices, and an active matrix substrate having the thin film transistors in a matrix is manufactured.
In the present invention, a thin film transistor for a drive circuit may be formed as the thin film device on the first base material, and an active matrix substrate having a drive circuit including the thin film transistor may be manufactured.
Further, in the present invention, an organic TFT and an organic EL element may be formed as the thin film device on the first base material.
[0071]
The active matrix substrate according to the present invention may be configured to be suitable for forming an electro-optical device such as a liquid crystal display device by sandwiching an electro-optical material such as a liquid crystal between the active matrix substrate and a counter substrate. is there. Further, it is also possible to make it suitable for configuring an electro-optical device such as an organic EL display device and a display device in which a reflectance changes due to an electric field input. That is, according to the present invention, a large substrate, an inexpensive substrate, a light substrate, a substrate that can withstand deformation, and a substrate that does not break can be used as a substrate finally mounted on a product. An electro-optical device having excellent impact resistance and the like can be configured.
[0072]
Hereinafter, a more specific embodiment of the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0073]
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a diagram illustrating a process of forming a thin film device on a substrate and then separating the thin film device from the first substrate in the method of manufacturing a thin film device according to the second embodiment of the present invention; FIG. 4 is a process explanatory view for explaining a process of transferring the peeled thin film device to a second base material. Hereinafter, a method of manufacturing the thin film device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0074]
(First step)
In the method for manufacturing a thin film device according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 3A, a separation layer 210 made of a first organic substance is formed on a first base material 200.
In the present embodiment, the first substrate 200 only needs to be suitable for the purpose of manufacturing the organic electronic device, that is, any material that has a small dimensional change. Specifically, a Si wafer, a glass substrate, a ceramic substrate, or the like is used.
In the present embodiment, the separation layer 210 made of the first organic material has heat resistance enough to form an active matrix layer (thin film device layer) made of an organic TFT, firm adhesion to such an active matrix layer, and active matrix. Resistance to an etching process or the like at the time of patterning at the time of layer formation, and further, strong adhesion (for example, a strength of 10 g / cm or more in a 90 ° peel test) that can withstand the process with the first base material; At the time of the fourth step, it is important that the adhesiveness is such that it can be peeled off without damaging other layers, and that the strength can be controlled to, for example, 10 g / cm or less in a 90 ° peeling test.
[0075]
In the present embodiment, the expression of this function is realized by two types of organic layers. In other words, the organic layer (A) 211 which is soluble in liquid and the organic layer (B) 212 which functions as a protective film for preventing damage in the above process are employed. When a liquid phase capable of dissolving the organic material layer (A) 211 intervenes at the interface with the first base material 200, the original adhesive force is lost.
It is preferable that the thickness of the organic material layer (A) 211 is about 1 to 10 μm, and the total thickness of the separation layer 210 is usually about 10 to 200 μm.
[0076]
(Second step)
Next, as shown in FIG. 3B, a thin film device layer 220 including various thin film devices is formed on the separation layer 210. Further, the thin film device layer 220 includes an organic TFT element as shown in FIG. Further, an organic TFT element may be formed by disposing an intermediate layer on the lowermost surface of the thin film device layer 220. This organic TFT is an inverted staggered TFT and includes an organic semiconductor layer 221, a gate insulating film 222, a gate electrode 223, and source / drain electrodes 224.
[0077]
In the example shown in FIG. 3B, the thin film device layer 220 is a layer including a thin film device such as a TFT. Depending on the type, for example, an organic thin-film diode, a photoelectric conversion element (optical sensor, solar cell) composed of a PIN junction of an organic electronic material, an organic resistance element, other organic thin-film semiconductor devices, various organic electrodes, a switching element, a memory, And so on. Each of these organic thin film devices has a large area and an improved function by integration.
[0078]
(Third step)
Next, as shown in FIG. 3D, a second organic film 230 is formed on the thin film device layer 220 (on the side opposite to the first substrate 200).
Since the organic TFT may have poor weather resistance, a material having a high barrier property against water, oxygen, and the like is selected as the second organic film 230.
[0079]
(Fourth step)
Next, as shown in FIG. 3E, peeling is performed from the interface between the first base material 200 and the separation layer 210. In this step, it is possible to reduce the adhesion of the separation layer 210 by cutting the end of the laminate shown in FIG. 3D and allowing the liquid phase to enter from the end of the fractured surface. As the liquid phase, water and water-soluble organic solvents such as alcohols can be used. Further, these liquid phases may be vapor.
Therefore, as shown in FIG. 3E, when a force is applied so as to peel off the first base material 200, the first base material 200 can be easily peeled off by the separation layer 210. As a result, an organic film 210 free-standing film element having the thin film device layer 220 and using the second organic film 230 as a protective film can be obtained.
In addition, by reusing (recycling) the first base material 200, the manufacturing cost can be reduced.
[0080]
(Fifth step)
Next, as shown in FIG. 3F, a second base material 250 is bonded to the surface on the side where the first base material was located via an adhesive layer 240.
Preferred examples of the adhesive forming the adhesive layer 240 include a reaction-curable adhesive, a thermosetting adhesive, a light-curable adhesive such as an ultraviolet-curable adhesive, and an adhesive such as an anaerobic-curable adhesive. No. The adhesive may be of any composition, for example, epoxy, acrylate, or silicone. The formation of the adhesive layer 240 is performed by, for example, a coating method.
[0081]
When a curable adhesive is used for the adhesive layer 240, for example, an adhesive is applied on the thin film device layer 220, and the second base material 250 is bonded thereon, and then a curing method according to the properties of the adhesive is used. To cure the thin film device layer 220 and the second base material 250 by bonding.
When a photocurable adhesive is used for the adhesive layer 240, for example, an adhesive is applied on the thin film device layer 220 and a second base material 250 is bonded thereon, and then the second organic material film 230 is formed. One side from the second organic material film 230 side if it is light transmissive, and from the second substrate 250 side if a light transmissive material is used for the second substrate 250. Then, the adhesive is cured by irradiating the adhesive with light, and the thin film device layer 220 and the second base 250 are bonded and fixed. The adhesive may be irradiated with light from both the side of the light-transmitting second organic film 230 and the side of the light-transmitting second base material 250. As the adhesive used here, an ultraviolet curable adhesive or the like which hardly affects the thin film device layer 220 is desirable.
[0082]
Instead of forming the adhesive layer 240 on the side of the thin film device layer 220, the adhesive layer 240 is formed on the side of the second substrate 250, and the second substrate is attached to the thin film device layer 220 via the adhesive layer 240. 250 may be bonded. In the case where the second base material 250 itself has an adhesive function, the formation of the adhesive layer 240 may be omitted.
[0083]
As the mechanical properties of the second base material 250, those having a certain degree of rigidity (strength) are used depending on the type of equipment to be manufactured, but may have flexibility and elasticity.
As the second base member 250, for example, an optimum one depending on the type of equipment to be manufactured, such as an inexpensive glass substrate having a not so high melting point, a sheet-shaped thin plastic substrate, or a considerably thick plastic substrate, is used. Further, the second base member 250 may be not a flat plate but a curved one.
[0084]
When a plastic substrate is used as the second base material 250, the synthetic resin constituting the plastic substrate may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin, modified polyolefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, polyimide, polyamideimide , Polycarbonate, poly- (4-methylbenten-1), ionomer, acrylic resin, polymethyl methacrylate, acryl-styrene copolymer (AS resin), butadiene-styrene copolymer, polio copolymer (EVOH), Polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and precyclohexane terephthalate (PCT), polyether, polyether ketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK), polyetherimide, polyacetal (POM), polyphenylene oxide, modified polyphenylene oxide, polyarylate, aromatic polyester (liquid crystal polymer), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, other fluororesins, styrene, polyolefin Type, polyvinyl chloride type, polyurethane type, fluoro rubber type, chlorinated polyethylene type etc. various thermoplastic elastomers, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester, silicone resin, polyurethane etc. or these Main copolymers, blends, polymer alloys and the like can be mentioned, and a laminate of one or more of these can be used.
[0085]
When a plastic substrate is used as the second base 250, the large-sized second base 250 can be integrally formed. If the second substrate 250 is a plastic substrate, it can be easily manufactured even if it has a complicated shape, such as a substrate having a curved surface or irregularities. Furthermore, if the second substrate 250 is a plastic substrate, there is an advantage that the material cost and the manufacturing cost can be reduced. Therefore, if the second substrate 250 is a plastic substrate, it is advantageous when manufacturing a large and inexpensive device (for example, a liquid crystal display device or an organic EL display device).
[0086]
In the present embodiment, the second base material 250 is, for example, an active matrix type liquid crystal display device, or an active matrix of a display device (electrophoretic display panel using the electrophoretic effect of particles) using a change in reflectivity by applying an electric field. As in the case where the substrate is configured as a thin film device, the substrate itself independently configures the base of the device, or, for example, a color filter, an electrode layer, a dielectric layer, an insulating layer, a semiconductor element, or the like. It may constitute a part.
[0087]
As described above, in the method of manufacturing the thin film device of the present embodiment, the thin film device layer 220 and the first base material 200 are separated from each other instead of directly separating the thin film device layer 220 itself, which is an object to be separated. Peel off at 210. Therefore, the first base material 200 can be easily and reliably peeled off from the thin film device layer 220 side. Accordingly, there is no damage to the thin film device layer 220 due to the peeling operation, and a highly reliable thin film device can be manufactured.
[0088]
[Example 2]
Next, a specific example of the above-described second embodiment will be described as an example of the second embodiment of the present invention.
First, as a specific example of the second embodiment, a thin film device layer 220 including an organic TFT (thin film device) is formed on the first base material 200 side via a separation layer 210 made of a first organic material film. A thin film device formed on the first organic material film 210 is formed by forming a film 230 made of a second organic material on the thin film device layer 220 and then peeling the thin film device layer 220 from the first base material 200. A method for manufacturing the device will be described.
[0089]
(First step)
As shown in FIG. 3A, a coating solution in which a polyvinyl alcohol resin (hereinafter abbreviated as PVA) is dissolved in pure water is prepared on a first base material 200 made of a Si substrate, and is coated by spin coating. After drying at 120 ° C., a 7 μm-thick PVA coating film 211 was formed (the organic material layer A constituting the separation layer 210 made of the first organic material).
Next, an organic film 212 made of a parylene film is formed as the organic material layer B constituting the separation layer 210 made of the first organic material. In this example, a parylene film was formed using a Si wafer having a diameter of 4 inches.
The parylene film is sublimated at a temperature of 100 to 170 ° C. under reduced pressure from diX_C manufactured by Daiichi Kasei Co., Ltd. as a raw material, and subsequently introduced into a pyrolysis furnace. The thermal decomposition temperature is set to 650 ° C., and after the dimer is dissociated, the film is introduced into a film forming chamber in which a Si wafer on which a PVA film is formed is installed, and a film is formed at room temperature. Thus, a parylene film having a thickness of 50 μm is formed.
[0090]
(Second step)
Next, as shown in FIG. 3B, a thin film device layer 220 including an organic TFT (thin film device) shown in FIG. 3C is formed on the separation layer 210 made of the first organic substance.
First, a 50 nm-thick Cr metal film is deposited as a gate electrode 223 by a sputtering method, and an electrode 223 having a desired pattern is formed by photolithography and etching.
Next, a gate insulating film 222 is formed. This film is formed by spin-coating an organic insulator film. A gate insulating film 222 having a thickness of 100 nm is formed using polyvinyl butyral as the organic insulator film.
Next, an organic semiconductor film 221 is formed. For example, an organic semiconductor film 221 having a thickness of 80 nm is formed by a spin coating method using a polyhexylthiophene organic semiconductor material. The patterning of the element and the gate electrode contact are made by photolithography and etching. Further, a certain resist pattern is used as an interlayer insulating film having a contact hole without being removed after the etching step.
Next, source / drain electrodes 224 are formed.
Thus, the thin film device layer 220 including the organic TFT is formed. Incidentally, a protective film may be further formed on the above-mentioned interlayer insulating film.
[0091]
(Third step)
Next, as shown in FIG. 3D, a 50 μm parylene film is formed as a second organic film 230 on the thin film device layer 220 including the organic TFT.
[0092]
(Fourth step)
Next, one end of the first base material 200 is cut to secure a liquid phase entry path, and a peeling step shown in FIG.
After the peeling phenomenon occurs at the parylene film interface between the first substrate 200 and the separation layer 210 in this manner, the first substrate 200 is peeled from the thin film device layer 220 side. As a result, a parylene self-thin film device is formed.
[0093]
(Fifth step)
Next, as shown in FIG. 3 (f), the flexible sheet is used as the second base 250, and the second base 250 Are bonded via an adhesive layer 240.
[0094]
Since the thin-film device manufactured in this way is resistant to bending and lightweight, an organic thin-film device having the advantage of being resistant to falling is formed. Further, a self-contained microcomputer can be manufactured by mounting a CPU, a RAM, an input circuit, and a photovoltaic cell as components of the organic thin film device. Further, a display element including an organic EL element can be manufactured.
Here, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a principal part of a display element showing an example of the thin film device according to the present embodiment. This thin-film device is manufactured through the steps of the above-described second embodiment. The thin-film device layer 220 and the second organic film 230 are laminated on the second base material 250 via the adhesive layer 240. The thin film device layer 220 includes an organic TFT including an organic semiconductor layer 221, a gate insulating film 222, a gate electrode 223, and a source / drain electrode 224; an individual electrode 225; a charge injection layer 226; 227 and a common electrode 228.
[0095]
As described above, in the second embodiment of the present invention, the separation layer 210 made of the first organic substance has at least two layers of the organic substance layer A soluble in liquid and the organic substance layer B insoluble in liquid. And an organic material film that changes from a strong adhesive force to a very weak adhesive force due to the presence of a liquid phase capable of dissolving the organic material layer A at the interface with the first base material 200. In the step, the peeling phenomenon easily occurs, the first substrate 200 is separated from the thin film device layer 220 side, and the thin film device layer 220 can be finally transferred to the second substrate 250 side. Therefore, according to the second embodiment of the present invention, a highly reliable thin film device can be efficiently manufactured regardless of the type of substrate.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, in the method for manufacturing a thin film device according to the present invention, the separation layer made of an organic material is formed by stacking at least two or more layers of an organic material layer A soluble in a liquid and an organic material layer B insoluble in a liquid. The presence of a liquid phase capable of dissolving the organic material layer A at the interface between the separation layer and the first base material causes a change from a strong adhesion force to a very weak adhesion force. In the step of peeling the layer, a peeling phenomenon easily occurs, the first substrate can be easily separated from the thin film device layer side, and the thin film device can be transferred to the second substrate side. Therefore, according to the present invention, a highly reliable thin film device can be efficiently manufactured regardless of the type of substrate.
[0097]
As described above, according to the present invention, by optimizing the organic film used as the separation layer, the thin film device can be easily separated from the substrate (substrate) without damaging the thin film device. A method for manufacturing a thin film device that can be transferred to a base material (substrate) of the present invention, and a thin film device obtained by this manufacturing method can be provided. Furthermore, a manufacturing method for manufacturing a thin film device using an active matrix substrate using the method for manufacturing a thin film device, an active matrix substrate manufactured by the manufacturing method, and a thin film using the active matrix substrate A device device (such as an electro-optical device) can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a process of transferring a thin film device to another substrate after forming the thin film device on a substrate in the method of manufacturing a thin film device according to the first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a process explanatory view showing a state of each process performed after a thin film device layer is transferred to a second base material in the manufacturing process shown in FIG.
FIG. 3 shows a process of manufacturing a thin film device according to a second embodiment of the present invention, from forming a thin film device on a substrate to removing the thin film device from the first substrate, and FIG. 4 is a process explanatory view for explaining a process of transferring the peeled thin film device to a second base material.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part of a display element showing one embodiment of a thin film device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
100: first base material
110: first separation layer
111: Organic layer A
112: Organic layer B
120: Thin film device layer
121: Organic semiconductor
122: Gate insulating film
123: Gate electrode
124: source / drain electrode
130: adhesive layer
140: second base material
150: adhesive layer
160: Third substrate
200: first base material
210: Separation layer made of first organic substance
211: Organic layer A
212: Organic layer B
220: Thin film device layer
221: Organic semiconductor
222: gate insulating film
223: Gate electrode
224: Source / drain electrode
225: Individual electrode
226: charge injection layer
227: Organic light emitting layer
228: Common electrode
230: Second organic film
240: adhesive layer
250: second base material

Claims

Forming a separation layer made of an organic material on the first base material;
Forming a thin film device on the separation layer,
Bonding a second substrate on the opposite side of the thin film device to the first substrate or forming a film made of a second organic material;
Peeling off the first base material from the thin film device side by causing a separation phenomenon at the interface between the separation layer and the first base material,
A method for manufacturing a thin film device, wherein the separation layer comprises at least two layers of an organic layer A soluble in liquid and an organic layer B insoluble in liquid.

A method for manufacturing a thin film device according to claim 1, wherein
A first step of forming a first separation layer made of an organic substance on a first base material;
A second step of forming a thin-film device on the first separation layer;
A third step of bonding a second substrate to the thin film device on the side opposite to the first substrate;
The first substrate is peeled from the thin film device side by causing a peeling phenomenon at the interface between the first separation layer and the first substrate, and the thin film device is transferred to the second substrate side. And a fourth step of
In the first step, the first separation layer is formed of a laminate of at least two or more layers of a liquid-soluble organic material layer A and a liquid-insoluble organic material layer B, and is provided at an interface with the first base material. The presence of a liquid phase capable of dissolving the organic material layer A forms an organic material film that reduces the adhesion of the separation layer to the first substrate,
In the fourth step, a method for manufacturing a thin film device is characterized in that the separation phenomenon is caused by interposing a liquid phase between the interface between the first separation layer and the first base material.

A method for manufacturing a thin film device according to claim 1, wherein
A first step of forming a separation layer made of a first organic substance on a first substrate;
A second step of forming a thin-film device on the separation layer;
A third step of forming a film made of a second organic material on the side of the thin film device opposite to the first substrate;
A fourth step of peeling the first substrate from the thin film device side by causing a peeling phenomenon at an interface between the separation layer and the first substrate,
In the first step, the separation layer includes at least two or more layers of an organic material layer A soluble in liquid and an organic material layer B insoluble in liquid, and an organic material layer is provided at an interface with the first base material. Forming an organic film that reduces the adhesion of the separation layer to the first substrate due to the presence of a liquid phase capable of dissolving A;
The method of manufacturing a thin film device according to claim 4, wherein, in the fourth step, the separation phenomenon is caused by interposing a liquid phase at an interface between the separation layer and the first base material.

The method for manufacturing a thin film device according to claim 1, 2 or 3,
A method for manufacturing a thin film device, wherein a film made of a water-soluble polymer material is formed as the liquid-soluble organic layer A constituting the separation layer.

The method for manufacturing a thin film device according to claim 1, 2 or 3,
A method for manufacturing a thin film device, comprising forming a film made of a polymer material soluble in a water-soluble organic solvent as the organic layer A soluble in a liquid constituting the separation layer.

A method for manufacturing a thin film device according to any one of claims 1 to 5,
A method for manufacturing a thin film device, wherein an organic material or an organic film formed by a chemical vapor deposition method using the gas is used as the organic layer B insoluble in the liquid constituting the separation layer.

The method for manufacturing a thin film device according to any one of claims 1 to 6,
A method for manufacturing a thin-film device, wherein the liquid-insoluble organic layer B constituting the separation layer is an organic film made of a parylene material.

A method for manufacturing a thin film device according to any one of claims 1 to 7,
In the fourth step, a liquid phase is interposed between the interface between the separation layer and the first base material, the method comprising manufacturing a thin film device.

A method for manufacturing a thin film device according to any one of claims 2 or 4 to 8,
In the third step, the second substrate is bonded to a side of the thin-film device opposite to the first substrate via a second separation layer;
A fifth step of transferring the thin film device to the second substrate in the fourth step, and then bonding a third substrate to the thin film device on the side opposite to the second substrate;
The second base material is peeled off from the thin film device side by causing a peeling phenomenon in at least one of the inside of the second separation layer or the interface of the second separation layer, and the thin film device is removed. A sixth step of transferring to the third substrate side,
A method for manufacturing a thin film device, comprising:

The method for manufacturing a thin-film device according to any one of claims 3 to 8,
A method for manufacturing a thin film device, wherein the second organic film is a film of the same material as the organic layer B insoluble in a liquid constituting the separation layer.

The method for manufacturing a thin-film device according to any one of claims 3 to 8,
A method for manufacturing a thin film device, wherein the thickness of the organic layer B insoluble in a liquid constituting the separation layer made of the first organic substance is 10 μm or more.

The method for manufacturing a thin-film device according to any one of claims 3 to 8,
And a fifth step of bonding the second substrate to the same side of the thin film device as the first substrate after the thin film device is peeled off in the fourth step. Manufacturing method.

The method for manufacturing a thin film device according to any one of claims 1 to 12, wherein in the second step, at least an organic thin film transistor is formed as the thin film device on the first base material. A method for manufacturing a thin film device, which is characterized in that:

A thin-film device having a thin-film device formed on a base material or an organic film, wherein the thin-film device is manufactured by the method for manufacturing a thin-film device according to claim 1. .

A method of manufacturing a thin-film device using an active matrix substrate by using the method of manufacturing a thin-film device according to any one of claims 1 to 13, wherein the second step includes: A method of manufacturing a thin film device, comprising: forming a thin film transistor for pixel switching as the thin film device in a matrix on one substrate; and forming an active matrix substrate having the thin film transistor in a matrix.

A thin film device manufactured by the method for manufacturing a thin film device according to claim 15, wherein an active matrix substrate is used.