電子デバイスの製造方法
【課題】可撓性を有する電子デバイスを、素子の劣化を防いで簡易に且つ短時間で製造することができる電子デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】支持基板１２上に、特定の刺激によって発泡する発泡材を含む剥離層１４を形成する工程と、前記剥離層上に電子デバイスを構成する素子を含む構造体１１を形成する工程と、前記剥離層に前記特定の刺激を加えることにより該剥離層に含まれる前記発泡材を発泡させ、該剥離層を介して前記構造体を前記支持基板から剥離させる工程と、を有する電子デバイス１０の製造方法。好ましくは、発泡材として熱膨張性マイクロカプセル１５を用いる。
【解決手段】支持基板１２上に、特定の刺激によって発泡する発泡材を含む剥離層１４を形成する工程と、前記剥離層上に電子デバイスを構成する素子を含む構造体１１を形成する工程と、前記剥離層に前記特定の刺激を加えることにより該剥離層に含まれる前記発泡材を発泡させ、該剥離層を介して前記構造体を前記支持基板から剥離させる工程と、を有する電子デバイス１０の製造方法。好ましくは、発泡材として熱膨張性マイクロカプセル１５を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、有機電界発光（有機ＥＬ）ディスプレイなどの電子デバイスの製造では、薄型トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する基板としてガラスが使用されているが、軽量化・薄型化への要求に応えるためにガラス基板の厚さを薄くした製品の開発が進んでいる。しかし、ガラス基板を薄型化するのには限界があり、より軽量化・薄型化を実現するためプラスチックフィルムを基板として利用しようという動きがある。プラスチックフィルムを用いれば、軽量化・薄型化を実現するだけでなく、衝撃に強い製品にすることが可能となるために外装ケースの軽量化なども同時に実現することができるといった利点もある。
【０００３】
ＴＦＴをプラスチックフィルム上に作製するためには大きく分けて２つの方法がある。一つはフィルム上に直接ＴＦＴを形成する手法（直接法）であり、もう一つはガラス基板上にＴＦＴ等を形成した後にガラス基板から分離してフィルムを貼り付ける手法（間接法）である。
直接法を用いた場合、プラスチックはガラスに比べてＴＦＴの作製上様々な問題があり、特に大型化を図る場合に不利となる。具体的には下記のような問題がある。
・表面にキズ等による凹凸が生じ易く、凹凸の段差が１μｍ程度になる場合がある。
・フィルムの伸縮性が大きく、基板の形状や寸法が、吸水、温度等により変化し易い。
・耐熱性が低く、特にガラス転移温度を超えると熱収縮が生じる。
【０００４】
一方、間接法は、ガラス基板上にＴＦＴ等の素子を形成した後、ガラス基板から分離してプラスチックフィルムを貼り付ける工程が必要となるものの、前記のような直接法での問題点がないことから間接法に注目が集まっている。
間接法でポイントとなるのが、ガラス基板から素子等を剥がす技術であり、代表的な手法としてレーザを用いた剥離法が提案されている。例えば、図５に示すように、ガラス基板１２とＴＦＴ等を含む構造体３との界面に、剥離層１としてアモルファスシリコン層を形成しておき、強いレーザ光５を照射してアブレーションにより剥離する方法が提案されている（特許文献１、２参照）。
しかし、このような方法は、原理的には剥離層１を構成する材料をレーザというエネルギー密度の高いもので分子間又は原子間の結合を切るものであり、大出力のレーザ光源を必要とすることから、装置コストが高く、生産性は低いといった問題がある。
【０００５】
他の手法として、剥離層にポリイミドを採用する方法が提案されている。例えば特許文献３では、剥離層として特定のポリイミドを用い、時間の経過に伴う吸湿に起因して密着性が低下するため、特別な処理を行うことなく剥離することができ、剥離後は、ヒドラジン−エチルジアミンを用いた湿式エッチングを行うことで、残留するポリイミドを除去することが開示されている。しかし、この手法では、剥離層の密着性（剥離）を制御することが難しく、剥離層として使用する材料が極めて限定される。
【０００６】
なお、上記のような湿式法によって剥離層の密着性を低下させて剥離を行う場合、例えば、図６に示すように、ＴＦＴ等を含む構造体３を形成した後、薬液６に浸して剥離層２に浸透させることで剥離することも考えられる。しかし、薬液６がガラス基板１２と素子の間の薄い領域から浸透するのにかなりの時間を要するため、生産性が低く、剥離した後のハンドリングや薬液によっては他の層が侵され易いといった問題もある。
【０００７】
また、上記のような湿式法では最終的に有機溶剤や純水による洗浄工程が必要となるが、有機ＥＬディスプレイ、Ｘ線センサー、電子ペーパー等の電子デバイスが作製された状態でウェット処理をするためには、これらのデバイスが水等に触れないように保護層を設けるなどの防水処理を施しておく必要がある。特に有機ＥＬデバイスは微量な水分でも素子を劣化させることが知られており、湿式法による製造は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８０９６８１号公報
【特許文献２】特開２００６−１２１０５９号公報
【特許文献３】特開２０００−３０６４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、可撓性を有する電子デバイスを、素子の劣化を防いで簡易に且つ短時間で製造することができる電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では以下の電子デバイスの製造方法が提供される。
＜１＞ 支持基板上に、特定の刺激によって発泡する発泡材を含む剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上に電子デバイスを構成する素子を含む構造体を形成する工程と、
前記剥離層に前記特定の刺激を加えることにより該剥離層に含まれる前記発泡材を発泡させ、該剥離層を介して前記構造体を前記支持基板から剥離させる工程と、
を有する電子デバイスの製造方法。
＜２＞ 前記発泡材を発泡させる工程において、前記剥離層を加熱して前記発泡材を発泡させる＜１＞に記載の電子デバイスの製造方法。
＜３＞ 前記発泡材が、熱膨張性マイクロカプセルである＜１＞又は＜２＞に記載の電子デバイスの製造方法。
＜４＞ 前記熱膨張性マイクロカプセルが、光吸収剤を含む＜３＞に記載の電子デバイスの製造方法。
＜５＞ 前記剥離層を、前記支持基板側から加熱する＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の電子デバイスの製造方法。
＜６＞ 前記電子デバイスとして、有機ＥＬディスプレイパネル、Ｘ線ディテクタ、又は電子ペーパーを製造する＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、可撓性を有する電子デバイスを、素子の劣化を防いで簡易に且つ短時間で製造することができる電子デバイスの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係るＸ線ディテクタの製造工程の前半を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係るＸ線ディテクタの製造工程の後半を示す図である。
【図５】レーザ照射で剥離を行う方法を示す図である。
【図６】薬液を用いて剥離を行う方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る電子デバイスの製造方法は、支持基板上に、特定の刺激によって発泡する発泡材を含む剥離層を形成する工程と、前記剥離層上に電子デバイスを構成する素子を含む構造体（適宜、「素子構造体」という。）を形成する工程と、前記剥離層に前記特定の刺激を加えることにより該剥離層に含まれる前記発泡材を発泡させ、該剥離層を介して前記構造体を前記支持基板から剥離させる工程と、を有する。
【００１４】
本発明は、発光装置、表示装置、検出装置などの可撓性を有する薄型の電子デバイスの製造に好適である。以下、添付の図面を参照しながら、有機ＥＬディスプレイ及びＸ線ディテクタを製造する場合について説明する。なお、各構成の材料、厚み、成膜方法等を適宜限定して説明するが、本発明はこれらに限定されず、目的とする電子デバイスの構成に応じて適宜選択すればよい。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明により製造される有機ＥＬディスプレイの構成の一例を概略的に示しており、図２は、図１に示す有機ＥＬディスプレイ１０の製造工程の一例を示している。ここでは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム３８上に、ＩｎＧａＺｎＯ系材料により形成される活性層（半導体層）２６を有するＴＦＴと、有機ＥＬ素子とが積層された構成を有するアクティブマトリクス方式であり、封止フィルム３６側から光を取り出すトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイを製造する場合について説明する。
【００１６】
−剥離層の形成−
まず、支持基板１２上に、特定の刺激によって発泡する発泡材を含む剥離層１４を形成する（図２（Ａ））。
支持基板１２は、剥離層１４上にＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を安定して形成することができるとともに、前記特定の刺激に対して耐久性を有するものを用いる。具体的には、ガラス、セラミックス、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕやこれらの合金等の金属、Ｓｉなどの半導体基板が挙げられるが、耐熱性、コスト、安定性などの観点から、ガラス基板が好ましい。
【００１７】
剥離層１４は、剥離の際に加える特定の刺激、例えば、熱、紫外線、赤外線、放射線、マイクロ波、超音波などによって発泡する発泡材を含む層とする。発泡材としては、具体的には、熱を加えて膨張するマイクロカプセル（適宜、「熱膨張性マイクロカプセル」、「マイクロカプセル」という。）、加熱などの刺激によって分解することにより気泡を生じる発泡材などが挙げられる。
【００１８】
本発明で用いる熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性高分子を主成分とする殻が低沸点の液状炭化水素を包み込んだ形態の球状粒子であり、加熱によって殻を構成する熱可塑性樹脂が軟化するとともに、内包されている液状炭化水素が気化して膨張するものである。剥離層１４がこのような熱膨張性マイクロカプセルを含んでいれば、殻（壁材）を構成する樹脂の軟化点以上に加熱されたときにマイクロカプセルが膨張して剥離層１４内に気泡が形成されることになる。
【００１９】
剥離層１４に含まれる熱膨張性マイクロカプセルの粒径、熱膨張開始温度、及び膨張率は、剥離層１４の厚み、剥離層１４上に形成する素子構造体１１等にもよるが、マイクロカプセルは素子構造体１１の形成工程で曝される温度では膨張せず、素子構造体１１の形成後、ＴＦＴの活性層、有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層などにダメージを与えずに膨張させることができるとともに、マイクロカプセルの膨張により剥離層１４の強度又は密着性を確実に低下させるものを用いる。これらの観点から、例えば、膨張前の平均粒径が２０〜５０μｍであり、熱膨張開始温度が１５０〜２５０℃であり、体積膨張率が３０〜１００倍であるマイクロカプセルを用いることができる。
このような熱膨張性マイクロカプセルは市場で入手することができ、例えば、松本油脂製薬社製の「マツモトマイクロスフェアー」などを用いることができる。
【００２０】
また、マイクロカプセルは、熱の吸収を促進する材料を含んでいても良い。例えば、マイクロカプセルの殻が、光吸収剤としてカーボンブラックのような黒色材料を含み、光照射により加熱すれば、マイクロカプセルが熱を吸収し易く、より短時間で膨張させることができる。
【００２１】
一方、剥離層１４の母材となる樹脂マトリクスとしては、マイクロカプセルが熱膨張開始温度に達したときに膨張（発泡）することができ、マイクロカプセルの膨張により剥離層１４の強度及び／又は密着力が低減する樹脂を用いればよい。樹脂マトリクスとして使用可能な樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリイミド、シリコーン、エポキシ、アモルファスフッ素樹脂（旭硝子社「ＣＹＴＯＰ」）などが挙げられる。例えば、２００℃以上の温度に加温した際に膨張するマイクロカプセルを使用し、剥離層１４の母材となる樹脂（樹脂マトリクス）にはアクリル系樹脂を用いることができる。
【００２２】
剥離層１４におけるマイクロカプセルの配合量としては、少な過ぎると加熱によりマイクロカプセルが膨張しても剥離層１４の強度又は密着性の低下が小さく、多過ぎるとコストの上昇を招きやすい。使用するマイクロカプセルの物性（膨張率など）や母材として用いる樹脂などにもよるが、マイクロカプセルの膨張により剥離層１４の強度又は密着性を確実に低下させるとともに、剥離層１４上の素子構造体を損傷することなく剥離層１４を介して（剥離層１４の内部又は界面において）剥離させる観点から、例えば、樹脂マトリクス１００質量部に対して５０〜２００質量部のマイクロカプセルを配合すればよい。
【００２３】
剥離層１４を形成する方法は特に限定されず、公知のコーティング法によって容易に形成することができる。例えば、マイクロカプセルと、母材となる樹脂とを溶剤に溶かしたものを、ガラス基板１２上にスピンコーティング、スプレーコーティング等の公知のコーティング法により塗布した後、乾燥することにより剥離層１４を形成する。
剥離層１４の厚みは特に限定されないが、剥離層１４を形成し易いこと、剥離層１４上にＴＦＴ等の素子を形成し易いこと、加熱によって剥離層１４内のマイクロカプセルを膨張させ易いことなどの観点から、例えば３０〜２００μｍの範囲とすればよい。
【００２４】
−素子構造体の形成−
次に、剥離層１４上に電子デバイスを構成する素子を含む構造体（素子構造体）を形成する（図２（Ｂ））。
素子構造体は、用途に応じて公知の材料及び方法により形成すればよい。
本実施形態では、剥離層１４上に、絶縁バリア層１６として、ポリイミドを塗布して２００℃未満で硬化させて１０μｍの厚みでポリイミド層を形成した後、スパッタリング法により０．２μｍの厚みでＳｉ３Ｎ４層を全面に形成する。
【００２５】
Ｓｉ３Ｎ４層を形成した後、画素毎にＴＦＴを形成する。
例えば、スパッタリング法により０．０５μｍの厚みでモリブデン（Ｍｏ）膜を形成した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によってパターニングすることによりゲート電極１８を形成する。
なお、ゲート電極１８の材質はＭｏに限定されず、他の公知の導電性材料を用いることができる。例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物が挙げられる。
【００２６】
また、ゲート電極１８の成膜方法やパターニング方法も使用する材料等に応じて適宜選択すればよく、成膜方法としては、スパッタリング法のほかに、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式が挙げられる。
また、パターニング方法としては、リフトオフ法によりパターニングしてもよいし、形成すべきゲート電極１８のパターンに応じた開口部を有するメタルマスク（シャドーマスク）を用いてもよい。
【００２７】
ゲート電極１８を形成した後、ゲート絶縁層２０としてＳｉＯ２層（厚み：０．２μｍ）、活性層２６としてＩｎＧａＺｎＯ４層（厚み：０．０５μｍ）、活性層２６を保護する保護層（不図示）としてＧａ２Ｏ３層（厚み：０．１μｍ）を順次形成する。これらの層もゲート電極の形成と同様、それぞれスパッタリング法等によって順次成膜を行い、各層の形状に応じてパターニングする。
なお、各層の材料は適宜選択すればよい。例えば、ゲート絶縁層２０としては、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２等の絶縁体から構成され、それらの化合物を２種以上含む絶縁層としてもよい。また、ポリイミドのような高分子絶縁体を用いてもよい。
【００２８】
活性層２６は、低温で成膜可能な非晶質酸化物半導体が好ましく、具体的には、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの少なくとも一種を含む酸化物、例えば、Ｉｎを含む酸化物、ＩｎとＺｎを含む酸化物、及びＩｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が挙げられ、組成構造としては、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）のものが好ましい。これらは、キャリアが電子のｎ型半導体である。なお、ＺｎＯ・Ｒｈ２Ｏ３、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２のようなｐ型酸化物半導体を活性層に用いてもよいし、特開２００６−１６５５２９号公報に開示されている酸化物半導体を用いてもよい。
【００２９】
例えば、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によって活性層をパターニングした後、ソース・ドレイン電極２２，２４となるＡｌＮｄ（厚み：０．１μｍ）をスパッタリング法により成膜してソース・ドレイン電極２２，２４にパターニングする。なお、ソース・ドレイン電極２２，２４の形成もゲート電極１８の形成で例示した材料、成膜方法、パターニング方法等から適宜採用することができる。
【００３０】
これにより、ボトムゲート型であって、活性層２６をソース・ドレイン電極２２，２４よりも先に形成したトップコンタクト型のＴＦＴが形成される。なお、ＴＦＴの構造は上記のものに限定されず、適宜選択すればよい。例えば、ソース・ドレイン電極２２，２４の後に活性層２６を形成したボトムコンタクト型のＴＦＴでもよいし、ソース・ドレイン電極２２，２４をゲート電極１８よりも先に形成したトップゲート型のＴＦＴでもよい。
【００３１】
ソース・ドレイン電極２２，２４を形成した後、ＴＦＴを形成した側の基板全面に樹脂層（層間絶縁層）２８を形成して平坦化する。例えば、アクリル樹脂を用いてスピンコーティングにより樹脂層２８（厚み：１．５μｍ）を形成する。
【００３２】
次いで、樹脂層２８にソース電極２２の一部を露出させるスルーホール（不図示）を形成した後、スルーホールを介してソース電極２２の一部と接続し、陽極又は陰極となる画素電極３０を形成する。画素電極３０としては、例えば、スパッタリング法によりＡｌ、Ｍｏ、ＩＺＯ、ＩＴＯなどの導電膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によってパターニングする。また、形成すべき画素電極３０のパターンに応じたメタルマスクを用いて画素電極３０を形成してもよい。
【００３３】
画素電極３０を形成した後、有機ＥＬ層３２を形成する。有機ＥＬ層３２は少なくとも発光層を含む層とし、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、ブロック層などを形成する。陽極及び陰極を含めた有機ＥＬ素子の構成としては、例えば以下のような層構成を採用することができるが、これらの層構成に限定されず、目的等に応じて適宜決めればよい。
【００３４】
・陽極／発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００３５】
例えば、フルカラー表示の有機ＥＬディスプレイを製造する場合は、赤、青、緑に応じた有機発光材料を用い、各色の画素が規則的に配列するように、それぞれメタルマスクを用いて蒸着法により選択的に成膜して発光層を形成する。
【００３６】
有機ＥＬ層３２の形成に続き、光を取り出す側の電極としてＩＴＯを全面に成膜して透明電極３４を形成する。光取り出し側の電極３４は画素ごとに分割されている必要はなく、スパッタリング法により有機ＥＬ層３２上の全面に成膜して共通電極３４とすればよい。
【００３７】
共通電極３４を形成した後、封止のため、接着剤等を介してバリア性を有する透明の樹脂フィルム３６を貼り付ける。樹脂フィルム３６を構成する樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
また、水分や酸素の透過を防ぐためのバリア層としては、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムなどの無機物が挙げられる。
【００３８】
−剥離−
次に、剥離層１４を加熱することにより剥離層１４に含まれるマイクロカプセルを発泡（膨張）させ、剥離層１４を介して素子構造体１１をガラス基板１２から剥離させる（図２（Ｃ））。
剥離層１４を加熱する手段は特に限定されず、ホットプレート、オーブン、赤外線ランプ等の温度制御が可能な一般的な加熱装置を用いることできる。これらの加熱手段によれば、ガラス基板１２上の剥離層１４を同時に加熱して発泡させることができるため短時間で剥離させることができる。
【００３９】
なお、樹脂フィルム３６側から加熱すると、フィルム３６が加熱されて変形する可能性もあるので、ガラス基板１２を介して加熱することが好ましい。例えば、乾燥窒素雰囲気内で、加熱温度を２３０℃に設定したホットプレート上にガラス基板１２側を置き、剥離層１４が２００℃以上となるように加熱する。ガラス基板１２上の剥離層１４内では、加熱によりマイクロカプセル内の液状炭化水素が気化することでカプセル１５が膨張し、ガラス基板１２とポリイミド層１６をそれぞれ押し合うことで、ガラス基板１２からポリイミド層１６とともに素子構造体１１が浮くようにして剥離する。
【００４０】
なお、剥離層１４を加熱してマイクロカプセル１５を膨張させることにより自然に剥離させることが好ましいが、マイクロカプセル１５の膨張により剥離層１４の強度又は密着力を低下させ、その後、手や治具を使って剥離させてもよい。マイクロカプセル１５の膨張により剥離層１４の強度や、ガラス基板１２及びポリイミド層１６との密着力が低下していれば、素子構造体１１にダメージを与えずに剥離層１４の内部及び／又は界面において弱い力で剥離させることができる。
【００４１】
剥離層１４を介して素子構造体１１をガラス基板１２から剥離した後、ポリイミド層１６側に、ガラス基板１２の代わりに封止用のＰＥＴフィルム３８を、接着剤等を介してローラ３９等を用いて貼り付ける（図２（Ｄ））。なお、剥離後、ポリイミド層１６には剥離層１４の一部が残留する場合があるが、本実施形態では、反対側（バリアフィルム側）から光を取り出すのでポリイミド層１６側に剥離層１４の一部が残留していても特に問題はない。
【００４２】
このような工程を経て両面に封止機能（バリア性）を備えた樹脂フィルム３６，３８が配置されることで、厚みが薄く、軽量であり、壊れ難く、曲げられる等の利点を有する信頼性の高い有機ＥＬディスプレイ１０を製造することができる。
また、本実施形態の方法によれば、高価な装置を必要とせずに数秒〜数分程度の短時間でガラス基板１２から素子１１を剥離させることができるため、製造コストを低く抑えることができる。また、剥離の際に薬液などを使用しないため、素子が薬液によってダメージを受けることは無く、水も使用しないため、防水処理も不要であり、特に有機ＥＬ素子の劣化を防ぐことができる。そのため、素子構造やプロセスの制約も少なく、可撓性を有する有機ＥＬディスプレイ１０を高い生産性で製造することができる。
【００４３】
また、剥離したガラス基板１２を回収して洗浄することで再利用することができ、更なるコストの低減を図ることができる。
【００４４】
＜第２実施形態＞
図３及び図４は、本発明によるＸ線ディテクタの製造工程の一例を示している。ここでは、ＰＥＴフィルム上に、ＩｎＧａＺｎＯ系材料により形成される活性層（半導体層）２６を有するＴＦＴと、ＩｎＧａＺｎＯ系材料によるフォトディテクタと、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータとが積層された構成を有するＸ線フラットパネルディテクタ１００を製造する場合について説明する。
【００４５】
−剥離層の形成−
まず、ガラス基板１２上に、スピンコーティング、スプレーコーティングなどの公知の塗布方法を用いて剥離層１４を形成する（図３（Ａ））。例えば、２５０℃以上の温度に加温した際に発泡するマイクロカプセルを使用し、母材となる樹脂にはアクリル系樹脂を用いる。
【００４６】
−素子構造体の形成−
続いて剥離層１４上にポリイミドを塗布し、２２０℃程度まで加熱して硬化させる。
次に、スパッタリング法にてＳｉ３Ｎ４を全面に形成した後、ゲート電極１８となるＭｏを成膜してパターニングする。
その後、第１実施形態と同様にして、ゲート絶縁層（ＳｉＯ２）２０、活性層（ＩｎＧａＺｎＯ４）２６、保護層（Ｇａ２Ｏ３）、及びソース・ドレイン電極２２，２４を順次形成する。
【００４７】
次いで、スパッタリング法により全面にＳｉＯ２絶縁層２８を成膜する。さらに、ＳｉＯ２絶縁層２８にフォトリソグラフィ法及びエッチング法によりソース電極２２の取り出し用のスルーホール（不図示）を形成した後、Ｔｉ／Ａｕ電極４０、ＩｎＧａＺｎＯ光吸収層４２、及びＩＴＯ電極４４をそれぞれ成膜してパターニングする（図３（Ｂ））。
次いで、接着剤等を介してシート状のシンチレータ４６を貼り付け（図３（Ｃ））、さらに封止用フィルム４８を貼り付ける。
【００４８】
−剥離−
次に、加熱温度を２６０℃に設定したホットプレート上にガラス基板１２側を置き、剥離層１４が２５０℃以上になるまで加熱する。ガラス基板１２上の剥離層１４の温度が２５０℃に達すると、剥離層１４内のマイクロカプセル中の液状炭化水素が気化することでカプセル１５が膨張し、ガラス基板１２とポリイミド層１６をそれぞれ押し合うことで、ガラス基板１２からポリイミド層１６とともに素子構造体２１が剥がれて分離する（図４（Ａ））。
【００４９】
剥離層１４を介して素子構造体２１をガラス基板１２から剥離した後、ポリイミド層１６側にガラス基板１２の代わりに封止用のＰＥＴフィルム３８を貼り付ける（図４（Ｂ））。
これにより、両面に封止機能を備えた樹脂フィルムが配置され、可撓性を有するＸ線フラットパネルディテクタ１００が得られる（図４（Ｃ））。
本実施形態でも、高価な装置を必要とせずに短時間でガラス基板１２から素子構造体２１を剥離させることができるため、製造コストを低く抑えることができる。また、素子２１が薬液等によってダメージを受けることは無く、可撓性を有し、信頼性の高いＸ線フラットパネルディテクタ１００を高い生産性で製造することができる。
【００５０】
以上、有機ＥＬディスプレイ及びＸ線ディテクタを製造する場合について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。製造する電子デバイスは目的に応じて選択すればよく、例えば電子ペーパーや液晶ディスプレイの製造にも本発明を好適に適用することができる。
【００５１】
また、製造する電子デバイスは必ずしもＴＦＴを備える必要はなく、本発明はＴＦＴを備えていない他の電子デバイスにも適用可能である。例えば、パッシブマトリックス方式のように、両面の樹脂フィルムにそれぞれ形成された電極（配線）が縦横に交差するように対向配置され、これらの電極間に有機ＥＬ素子や電子ペーパーで用いられる発色材料や表示材料を設けた電子デバイスとしてもよい。
また、Ｘ線ディテクタに関しても、Ｘ線を直接電荷に変換する直接変換方式でもよいし、Ｘ線を一度可視光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式でもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 有機ＥＬディスプレイ
１１ 素子構造体
１２ ガラス基板（支持基板）
１４ 剥離層
１５ 熱膨張性マイクロカプセル
１６ 絶縁バリア層（ポリイミド層／Ｓｉ３Ｎ４層）
１８ ゲート電極
２０ ゲート絶縁層
２１ 素子構造体
２２ ソース電極
２４ ドレイン電極
２６ 活性層
２８ 絶縁層
３０ 画素電極
３２ 有機ＥＬ層
３４ 共通電極（透明電極）
３６ 封止用フィルム（光取り出し側）
３８ 封止用フィルム
３９ ローラ
４０ Ｔｉ／Ａｕ電極
４２ 光吸収層
４４ ＩＴＯ電極
４６ シンチレータ
４８ 封止用フィルム
１００ Ｘ線フラットパネルディテクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、有機電界発光（有機ＥＬ）ディスプレイなどの電子デバイスの製造では、薄型トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する基板としてガラスが使用されているが、軽量化・薄型化への要求に応えるためにガラス基板の厚さを薄くした製品の開発が進んでいる。しかし、ガラス基板を薄型化するのには限界があり、より軽量化・薄型化を実現するためプラスチックフィルムを基板として利用しようという動きがある。プラスチックフィルムを用いれば、軽量化・薄型化を実現するだけでなく、衝撃に強い製品にすることが可能となるために外装ケースの軽量化なども同時に実現することができるといった利点もある。
【０００３】
ＴＦＴをプラスチックフィルム上に作製するためには大きく分けて２つの方法がある。一つはフィルム上に直接ＴＦＴを形成する手法（直接法）であり、もう一つはガラス基板上にＴＦＴ等を形成した後にガラス基板から分離してフィルムを貼り付ける手法（間接法）である。
直接法を用いた場合、プラスチックはガラスに比べてＴＦＴの作製上様々な問題があり、特に大型化を図る場合に不利となる。具体的には下記のような問題がある。
・表面にキズ等による凹凸が生じ易く、凹凸の段差が１μｍ程度になる場合がある。
・フィルムの伸縮性が大きく、基板の形状や寸法が、吸水、温度等により変化し易い。
・耐熱性が低く、特にガラス転移温度を超えると熱収縮が生じる。
【０００４】
一方、間接法は、ガラス基板上にＴＦＴ等の素子を形成した後、ガラス基板から分離してプラスチックフィルムを貼り付ける工程が必要となるものの、前記のような直接法での問題点がないことから間接法に注目が集まっている。
間接法でポイントとなるのが、ガラス基板から素子等を剥がす技術であり、代表的な手法としてレーザを用いた剥離法が提案されている。例えば、図５に示すように、ガラス基板１２とＴＦＴ等を含む構造体３との界面に、剥離層１としてアモルファスシリコン層を形成しておき、強いレーザ光５を照射してアブレーションにより剥離する方法が提案されている（特許文献１、２参照）。
しかし、このような方法は、原理的には剥離層１を構成する材料をレーザというエネルギー密度の高いもので分子間又は原子間の結合を切るものであり、大出力のレーザ光源を必要とすることから、装置コストが高く、生産性は低いといった問題がある。
【０００５】
他の手法として、剥離層にポリイミドを採用する方法が提案されている。例えば特許文献３では、剥離層として特定のポリイミドを用い、時間の経過に伴う吸湿に起因して密着性が低下するため、特別な処理を行うことなく剥離することができ、剥離後は、ヒドラジン−エチルジアミンを用いた湿式エッチングを行うことで、残留するポリイミドを除去することが開示されている。しかし、この手法では、剥離層の密着性（剥離）を制御することが難しく、剥離層として使用する材料が極めて限定される。
【０００６】
なお、上記のような湿式法によって剥離層の密着性を低下させて剥離を行う場合、例えば、図６に示すように、ＴＦＴ等を含む構造体３を形成した後、薬液６に浸して剥離層２に浸透させることで剥離することも考えられる。しかし、薬液６がガラス基板１２と素子の間の薄い領域から浸透するのにかなりの時間を要するため、生産性が低く、剥離した後のハンドリングや薬液によっては他の層が侵され易いといった問題もある。
【０００７】
また、上記のような湿式法では最終的に有機溶剤や純水による洗浄工程が必要となるが、有機ＥＬディスプレイ、Ｘ線センサー、電子ペーパー等の電子デバイスが作製された状態でウェット処理をするためには、これらのデバイスが水等に触れないように保護層を設けるなどの防水処理を施しておく必要がある。特に有機ＥＬデバイスは微量な水分でも素子を劣化させることが知られており、湿式法による製造は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８０９６８１号公報
【特許文献２】特開２００６−１２１０５９号公報
【特許文献３】特開２０００−３０６４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、可撓性を有する電子デバイスを、素子の劣化を防いで簡易に且つ短時間で製造することができる電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では以下の電子デバイスの製造方法が提供される。
＜１＞ 支持基板上に、特定の刺激によって発泡する発泡材を含む剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上に電子デバイスを構成する素子を含む構造体を形成する工程と、
前記剥離層に前記特定の刺激を加えることにより該剥離層に含まれる前記発泡材を発泡させ、該剥離層を介して前記構造体を前記支持基板から剥離させる工程と、
を有する電子デバイスの製造方法。
＜２＞ 前記発泡材を発泡させる工程において、前記剥離層を加熱して前記発泡材を発泡させる＜１＞に記載の電子デバイスの製造方法。
＜３＞ 前記発泡材が、熱膨張性マイクロカプセルである＜１＞又は＜２＞に記載の電子デバイスの製造方法。
＜４＞ 前記熱膨張性マイクロカプセルが、光吸収剤を含む＜３＞に記載の電子デバイスの製造方法。
＜５＞ 前記剥離層を、前記支持基板側から加熱する＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の電子デバイスの製造方法。
＜６＞ 前記電子デバイスとして、有機ＥＬディスプレイパネル、Ｘ線ディテクタ、又は電子ペーパーを製造する＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、可撓性を有する電子デバイスを、素子の劣化を防いで簡易に且つ短時間で製造することができる電子デバイスの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一例を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係るＸ線ディテクタの製造工程の前半を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係るＸ線ディテクタの製造工程の後半を示す図である。
【図５】レーザ照射で剥離を行う方法を示す図である。
【図６】薬液を用いて剥離を行う方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る電子デバイスの製造方法は、支持基板上に、特定の刺激によって発泡する発泡材を含む剥離層を形成する工程と、前記剥離層上に電子デバイスを構成する素子を含む構造体（適宜、「素子構造体」という。）を形成する工程と、前記剥離層に前記特定の刺激を加えることにより該剥離層に含まれる前記発泡材を発泡させ、該剥離層を介して前記構造体を前記支持基板から剥離させる工程と、を有する。
【００１４】
本発明は、発光装置、表示装置、検出装置などの可撓性を有する薄型の電子デバイスの製造に好適である。以下、添付の図面を参照しながら、有機ＥＬディスプレイ及びＸ線ディテクタを製造する場合について説明する。なお、各構成の材料、厚み、成膜方法等を適宜限定して説明するが、本発明はこれらに限定されず、目的とする電子デバイスの構成に応じて適宜選択すればよい。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明により製造される有機ＥＬディスプレイの構成の一例を概略的に示しており、図２は、図１に示す有機ＥＬディスプレイ１０の製造工程の一例を示している。ここでは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム３８上に、ＩｎＧａＺｎＯ系材料により形成される活性層（半導体層）２６を有するＴＦＴと、有機ＥＬ素子とが積層された構成を有するアクティブマトリクス方式であり、封止フィルム３６側から光を取り出すトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイを製造する場合について説明する。
【００１６】
−剥離層の形成−
まず、支持基板１２上に、特定の刺激によって発泡する発泡材を含む剥離層１４を形成する（図２（Ａ））。
支持基板１２は、剥離層１４上にＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を安定して形成することができるとともに、前記特定の刺激に対して耐久性を有するものを用いる。具体的には、ガラス、セラミックス、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕやこれらの合金等の金属、Ｓｉなどの半導体基板が挙げられるが、耐熱性、コスト、安定性などの観点から、ガラス基板が好ましい。
【００１７】
剥離層１４は、剥離の際に加える特定の刺激、例えば、熱、紫外線、赤外線、放射線、マイクロ波、超音波などによって発泡する発泡材を含む層とする。発泡材としては、具体的には、熱を加えて膨張するマイクロカプセル（適宜、「熱膨張性マイクロカプセル」、「マイクロカプセル」という。）、加熱などの刺激によって分解することにより気泡を生じる発泡材などが挙げられる。
【００１８】
本発明で用いる熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性高分子を主成分とする殻が低沸点の液状炭化水素を包み込んだ形態の球状粒子であり、加熱によって殻を構成する熱可塑性樹脂が軟化するとともに、内包されている液状炭化水素が気化して膨張するものである。剥離層１４がこのような熱膨張性マイクロカプセルを含んでいれば、殻（壁材）を構成する樹脂の軟化点以上に加熱されたときにマイクロカプセルが膨張して剥離層１４内に気泡が形成されることになる。
【００１９】
剥離層１４に含まれる熱膨張性マイクロカプセルの粒径、熱膨張開始温度、及び膨張率は、剥離層１４の厚み、剥離層１４上に形成する素子構造体１１等にもよるが、マイクロカプセルは素子構造体１１の形成工程で曝される温度では膨張せず、素子構造体１１の形成後、ＴＦＴの活性層、有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層などにダメージを与えずに膨張させることができるとともに、マイクロカプセルの膨張により剥離層１４の強度又は密着性を確実に低下させるものを用いる。これらの観点から、例えば、膨張前の平均粒径が２０〜５０μｍであり、熱膨張開始温度が１５０〜２５０℃であり、体積膨張率が３０〜１００倍であるマイクロカプセルを用いることができる。
このような熱膨張性マイクロカプセルは市場で入手することができ、例えば、松本油脂製薬社製の「マツモトマイクロスフェアー」などを用いることができる。
【００２０】
また、マイクロカプセルは、熱の吸収を促進する材料を含んでいても良い。例えば、マイクロカプセルの殻が、光吸収剤としてカーボンブラックのような黒色材料を含み、光照射により加熱すれば、マイクロカプセルが熱を吸収し易く、より短時間で膨張させることができる。
【００２１】
一方、剥離層１４の母材となる樹脂マトリクスとしては、マイクロカプセルが熱膨張開始温度に達したときに膨張（発泡）することができ、マイクロカプセルの膨張により剥離層１４の強度及び／又は密着力が低減する樹脂を用いればよい。樹脂マトリクスとして使用可能な樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリイミド、シリコーン、エポキシ、アモルファスフッ素樹脂（旭硝子社「ＣＹＴＯＰ」）などが挙げられる。例えば、２００℃以上の温度に加温した際に膨張するマイクロカプセルを使用し、剥離層１４の母材となる樹脂（樹脂マトリクス）にはアクリル系樹脂を用いることができる。
【００２２】
剥離層１４におけるマイクロカプセルの配合量としては、少な過ぎると加熱によりマイクロカプセルが膨張しても剥離層１４の強度又は密着性の低下が小さく、多過ぎるとコストの上昇を招きやすい。使用するマイクロカプセルの物性（膨張率など）や母材として用いる樹脂などにもよるが、マイクロカプセルの膨張により剥離層１４の強度又は密着性を確実に低下させるとともに、剥離層１４上の素子構造体を損傷することなく剥離層１４を介して（剥離層１４の内部又は界面において）剥離させる観点から、例えば、樹脂マトリクス１００質量部に対して５０〜２００質量部のマイクロカプセルを配合すればよい。
【００２３】
剥離層１４を形成する方法は特に限定されず、公知のコーティング法によって容易に形成することができる。例えば、マイクロカプセルと、母材となる樹脂とを溶剤に溶かしたものを、ガラス基板１２上にスピンコーティング、スプレーコーティング等の公知のコーティング法により塗布した後、乾燥することにより剥離層１４を形成する。
剥離層１４の厚みは特に限定されないが、剥離層１４を形成し易いこと、剥離層１４上にＴＦＴ等の素子を形成し易いこと、加熱によって剥離層１４内のマイクロカプセルを膨張させ易いことなどの観点から、例えば３０〜２００μｍの範囲とすればよい。
【００２４】
−素子構造体の形成−
次に、剥離層１４上に電子デバイスを構成する素子を含む構造体（素子構造体）を形成する（図２（Ｂ））。
素子構造体は、用途に応じて公知の材料及び方法により形成すればよい。
本実施形態では、剥離層１４上に、絶縁バリア層１６として、ポリイミドを塗布して２００℃未満で硬化させて１０μｍの厚みでポリイミド層を形成した後、スパッタリング法により０．２μｍの厚みでＳｉ３Ｎ４層を全面に形成する。
【００２５】
Ｓｉ３Ｎ４層を形成した後、画素毎にＴＦＴを形成する。
例えば、スパッタリング法により０．０５μｍの厚みでモリブデン（Ｍｏ）膜を形成した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によってパターニングすることによりゲート電極１８を形成する。
なお、ゲート電極１８の材質はＭｏに限定されず、他の公知の導電性材料を用いることができる。例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物が挙げられる。
【００２６】
また、ゲート電極１８の成膜方法やパターニング方法も使用する材料等に応じて適宜選択すればよく、成膜方法としては、スパッタリング法のほかに、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式が挙げられる。
また、パターニング方法としては、リフトオフ法によりパターニングしてもよいし、形成すべきゲート電極１８のパターンに応じた開口部を有するメタルマスク（シャドーマスク）を用いてもよい。
【００２７】
ゲート電極１８を形成した後、ゲート絶縁層２０としてＳｉＯ２層（厚み：０．２μｍ）、活性層２６としてＩｎＧａＺｎＯ４層（厚み：０．０５μｍ）、活性層２６を保護する保護層（不図示）としてＧａ２Ｏ３層（厚み：０．１μｍ）を順次形成する。これらの層もゲート電極の形成と同様、それぞれスパッタリング法等によって順次成膜を行い、各層の形状に応じてパターニングする。
なお、各層の材料は適宜選択すればよい。例えば、ゲート絶縁層２０としては、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２等の絶縁体から構成され、それらの化合物を２種以上含む絶縁層としてもよい。また、ポリイミドのような高分子絶縁体を用いてもよい。
【００２８】
活性層２６は、低温で成膜可能な非晶質酸化物半導体が好ましく、具体的には、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの少なくとも一種を含む酸化物、例えば、Ｉｎを含む酸化物、ＩｎとＺｎを含む酸化物、及びＩｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が挙げられ、組成構造としては、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）のものが好ましい。これらは、キャリアが電子のｎ型半導体である。なお、ＺｎＯ・Ｒｈ２Ｏ３、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２のようなｐ型酸化物半導体を活性層に用いてもよいし、特開２００６−１６５５２９号公報に開示されている酸化物半導体を用いてもよい。
【００２９】
例えば、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によって活性層をパターニングした後、ソース・ドレイン電極２２，２４となるＡｌＮｄ（厚み：０．１μｍ）をスパッタリング法により成膜してソース・ドレイン電極２２，２４にパターニングする。なお、ソース・ドレイン電極２２，２４の形成もゲート電極１８の形成で例示した材料、成膜方法、パターニング方法等から適宜採用することができる。
【００３０】
これにより、ボトムゲート型であって、活性層２６をソース・ドレイン電極２２，２４よりも先に形成したトップコンタクト型のＴＦＴが形成される。なお、ＴＦＴの構造は上記のものに限定されず、適宜選択すればよい。例えば、ソース・ドレイン電極２２，２４の後に活性層２６を形成したボトムコンタクト型のＴＦＴでもよいし、ソース・ドレイン電極２２，２４をゲート電極１８よりも先に形成したトップゲート型のＴＦＴでもよい。
【００３１】
ソース・ドレイン電極２２，２４を形成した後、ＴＦＴを形成した側の基板全面に樹脂層（層間絶縁層）２８を形成して平坦化する。例えば、アクリル樹脂を用いてスピンコーティングにより樹脂層２８（厚み：１．５μｍ）を形成する。
【００３２】
次いで、樹脂層２８にソース電極２２の一部を露出させるスルーホール（不図示）を形成した後、スルーホールを介してソース電極２２の一部と接続し、陽極又は陰極となる画素電極３０を形成する。画素電極３０としては、例えば、スパッタリング法によりＡｌ、Ｍｏ、ＩＺＯ、ＩＴＯなどの導電膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によってパターニングする。また、形成すべき画素電極３０のパターンに応じたメタルマスクを用いて画素電極３０を形成してもよい。
【００３３】
画素電極３０を形成した後、有機ＥＬ層３２を形成する。有機ＥＬ層３２は少なくとも発光層を含む層とし、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、ブロック層などを形成する。陽極及び陰極を含めた有機ＥＬ素子の構成としては、例えば以下のような層構成を採用することができるが、これらの層構成に限定されず、目的等に応じて適宜決めればよい。
【００３４】
・陽極／発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００３５】
例えば、フルカラー表示の有機ＥＬディスプレイを製造する場合は、赤、青、緑に応じた有機発光材料を用い、各色の画素が規則的に配列するように、それぞれメタルマスクを用いて蒸着法により選択的に成膜して発光層を形成する。
【００３６】
有機ＥＬ層３２の形成に続き、光を取り出す側の電極としてＩＴＯを全面に成膜して透明電極３４を形成する。光取り出し側の電極３４は画素ごとに分割されている必要はなく、スパッタリング法により有機ＥＬ層３２上の全面に成膜して共通電極３４とすればよい。
【００３７】
共通電極３４を形成した後、封止のため、接着剤等を介してバリア性を有する透明の樹脂フィルム３６を貼り付ける。樹脂フィルム３６を構成する樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
また、水分や酸素の透過を防ぐためのバリア層としては、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムなどの無機物が挙げられる。
【００３８】
−剥離−
次に、剥離層１４を加熱することにより剥離層１４に含まれるマイクロカプセルを発泡（膨張）させ、剥離層１４を介して素子構造体１１をガラス基板１２から剥離させる（図２（Ｃ））。
剥離層１４を加熱する手段は特に限定されず、ホットプレート、オーブン、赤外線ランプ等の温度制御が可能な一般的な加熱装置を用いることできる。これらの加熱手段によれば、ガラス基板１２上の剥離層１４を同時に加熱して発泡させることができるため短時間で剥離させることができる。
【００３９】
なお、樹脂フィルム３６側から加熱すると、フィルム３６が加熱されて変形する可能性もあるので、ガラス基板１２を介して加熱することが好ましい。例えば、乾燥窒素雰囲気内で、加熱温度を２３０℃に設定したホットプレート上にガラス基板１２側を置き、剥離層１４が２００℃以上となるように加熱する。ガラス基板１２上の剥離層１４内では、加熱によりマイクロカプセル内の液状炭化水素が気化することでカプセル１５が膨張し、ガラス基板１２とポリイミド層１６をそれぞれ押し合うことで、ガラス基板１２からポリイミド層１６とともに素子構造体１１が浮くようにして剥離する。
【００４０】
なお、剥離層１４を加熱してマイクロカプセル１５を膨張させることにより自然に剥離させることが好ましいが、マイクロカプセル１５の膨張により剥離層１４の強度又は密着力を低下させ、その後、手や治具を使って剥離させてもよい。マイクロカプセル１５の膨張により剥離層１４の強度や、ガラス基板１２及びポリイミド層１６との密着力が低下していれば、素子構造体１１にダメージを与えずに剥離層１４の内部及び／又は界面において弱い力で剥離させることができる。
【００４１】
剥離層１４を介して素子構造体１１をガラス基板１２から剥離した後、ポリイミド層１６側に、ガラス基板１２の代わりに封止用のＰＥＴフィルム３８を、接着剤等を介してローラ３９等を用いて貼り付ける（図２（Ｄ））。なお、剥離後、ポリイミド層１６には剥離層１４の一部が残留する場合があるが、本実施形態では、反対側（バリアフィルム側）から光を取り出すのでポリイミド層１６側に剥離層１４の一部が残留していても特に問題はない。
【００４２】
このような工程を経て両面に封止機能（バリア性）を備えた樹脂フィルム３６，３８が配置されることで、厚みが薄く、軽量であり、壊れ難く、曲げられる等の利点を有する信頼性の高い有機ＥＬディスプレイ１０を製造することができる。
また、本実施形態の方法によれば、高価な装置を必要とせずに数秒〜数分程度の短時間でガラス基板１２から素子１１を剥離させることができるため、製造コストを低く抑えることができる。また、剥離の際に薬液などを使用しないため、素子が薬液によってダメージを受けることは無く、水も使用しないため、防水処理も不要であり、特に有機ＥＬ素子の劣化を防ぐことができる。そのため、素子構造やプロセスの制約も少なく、可撓性を有する有機ＥＬディスプレイ１０を高い生産性で製造することができる。
【００４３】
また、剥離したガラス基板１２を回収して洗浄することで再利用することができ、更なるコストの低減を図ることができる。
【００４４】
＜第２実施形態＞
図３及び図４は、本発明によるＸ線ディテクタの製造工程の一例を示している。ここでは、ＰＥＴフィルム上に、ＩｎＧａＺｎＯ系材料により形成される活性層（半導体層）２６を有するＴＦＴと、ＩｎＧａＺｎＯ系材料によるフォトディテクタと、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータとが積層された構成を有するＸ線フラットパネルディテクタ１００を製造する場合について説明する。
【００４５】
−剥離層の形成−
まず、ガラス基板１２上に、スピンコーティング、スプレーコーティングなどの公知の塗布方法を用いて剥離層１４を形成する（図３（Ａ））。例えば、２５０℃以上の温度に加温した際に発泡するマイクロカプセルを使用し、母材となる樹脂にはアクリル系樹脂を用いる。
【００４６】
−素子構造体の形成−
続いて剥離層１４上にポリイミドを塗布し、２２０℃程度まで加熱して硬化させる。
次に、スパッタリング法にてＳｉ３Ｎ４を全面に形成した後、ゲート電極１８となるＭｏを成膜してパターニングする。
その後、第１実施形態と同様にして、ゲート絶縁層（ＳｉＯ２）２０、活性層（ＩｎＧａＺｎＯ４）２６、保護層（Ｇａ２Ｏ３）、及びソース・ドレイン電極２２，２４を順次形成する。
【００４７】
次いで、スパッタリング法により全面にＳｉＯ２絶縁層２８を成膜する。さらに、ＳｉＯ２絶縁層２８にフォトリソグラフィ法及びエッチング法によりソース電極２２の取り出し用のスルーホール（不図示）を形成した後、Ｔｉ／Ａｕ電極４０、ＩｎＧａＺｎＯ光吸収層４２、及びＩＴＯ電極４４をそれぞれ成膜してパターニングする（図３（Ｂ））。
次いで、接着剤等を介してシート状のシンチレータ４６を貼り付け（図３（Ｃ））、さらに封止用フィルム４８を貼り付ける。
【００４８】
−剥離−
次に、加熱温度を２６０℃に設定したホットプレート上にガラス基板１２側を置き、剥離層１４が２５０℃以上になるまで加熱する。ガラス基板１２上の剥離層１４の温度が２５０℃に達すると、剥離層１４内のマイクロカプセル中の液状炭化水素が気化することでカプセル１５が膨張し、ガラス基板１２とポリイミド層１６をそれぞれ押し合うことで、ガラス基板１２からポリイミド層１６とともに素子構造体２１が剥がれて分離する（図４（Ａ））。
【００４９】
剥離層１４を介して素子構造体２１をガラス基板１２から剥離した後、ポリイミド層１６側にガラス基板１２の代わりに封止用のＰＥＴフィルム３８を貼り付ける（図４（Ｂ））。
これにより、両面に封止機能を備えた樹脂フィルムが配置され、可撓性を有するＸ線フラットパネルディテクタ１００が得られる（図４（Ｃ））。
本実施形態でも、高価な装置を必要とせずに短時間でガラス基板１２から素子構造体２１を剥離させることができるため、製造コストを低く抑えることができる。また、素子２１が薬液等によってダメージを受けることは無く、可撓性を有し、信頼性の高いＸ線フラットパネルディテクタ１００を高い生産性で製造することができる。
【００５０】
以上、有機ＥＬディスプレイ及びＸ線ディテクタを製造する場合について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。製造する電子デバイスは目的に応じて選択すればよく、例えば電子ペーパーや液晶ディスプレイの製造にも本発明を好適に適用することができる。
【００５１】
また、製造する電子デバイスは必ずしもＴＦＴを備える必要はなく、本発明はＴＦＴを備えていない他の電子デバイスにも適用可能である。例えば、パッシブマトリックス方式のように、両面の樹脂フィルムにそれぞれ形成された電極（配線）が縦横に交差するように対向配置され、これらの電極間に有機ＥＬ素子や電子ペーパーで用いられる発色材料や表示材料を設けた電子デバイスとしてもよい。
また、Ｘ線ディテクタに関しても、Ｘ線を直接電荷に変換する直接変換方式でもよいし、Ｘ線を一度可視光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式でもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 有機ＥＬディスプレイ
１１ 素子構造体
１２ ガラス基板（支持基板）
１４ 剥離層
１５ 熱膨張性マイクロカプセル
１６ 絶縁バリア層（ポリイミド層／Ｓｉ３Ｎ４層）
１８ ゲート電極
２０ ゲート絶縁層
２１ 素子構造体
２２ ソース電極
２４ ドレイン電極
２６ 活性層
２８ 絶縁層
３０ 画素電極
３２ 有機ＥＬ層
３４ 共通電極（透明電極）
３６ 封止用フィルム（光取り出し側）
３８ 封止用フィルム
３９ ローラ
４０ Ｔｉ／Ａｕ電極
４２ 光吸収層
４４ ＩＴＯ電極
４６ シンチレータ
４８ 封止用フィルム
１００ Ｘ線フラットパネルディテクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に、特定の刺激によって発泡する発泡材を含む剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上に電子デバイスを構成する素子を含む構造体を形成する工程と、
前記剥離層に前記特定の刺激を加えることにより該剥離層に含まれる前記発泡材を発泡させ、該剥離層を介して前記構造体を前記支持基板から剥離させる工程と、
を有する電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記発泡材を発泡させる工程において、前記剥離層を加熱して前記発泡材を発泡させる請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記発泡材が、熱膨張性マイクロカプセルである請求項１又は請求項２に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記熱膨張性マイクロカプセルが、光吸収剤を含む請求項３に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記剥離層を、前記支持基板側から加熱する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記電子デバイスとして、有機ＥＬディスプレイパネル、Ｘ線ディテクタ、又は電子ペーパーを製造する請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１】
支持基板上に、特定の刺激によって発泡する発泡材を含む剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上に電子デバイスを構成する素子を含む構造体を形成する工程と、
前記剥離層に前記特定の刺激を加えることにより該剥離層に含まれる前記発泡材を発泡させ、該剥離層を介して前記構造体を前記支持基板から剥離させる工程と、
を有する電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記発泡材を発泡させる工程において、前記剥離層を加熱して前記発泡材を発泡させる請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記発泡材が、熱膨張性マイクロカプセルである請求項１又は請求項２に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記熱膨張性マイクロカプセルが、光吸収剤を含む請求項３に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記剥離層を、前記支持基板側から加熱する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記電子デバイスとして、有機ＥＬディスプレイパネル、Ｘ線ディテクタ、又は電子ペーパーを製造する請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２５８０３７（Ｐ２０１０−２５８０３７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０３２２０（Ｐ２００９−１０３２２０）
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]