[发明专利]薄膜装置和薄膜装置的制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及形成在树脂基板上的薄膜晶体管、薄膜二极管或薄膜电池等薄膜元件以及包括薄膜元件和像素显示部的显示装置，更具体地涉及柔性薄膜装置或柔性显示装置的结构、及其制造方法。

背景技术

形成在树脂基板等柔性基板上的薄膜元件(例如薄膜晶体管或PIN结薄膜二极管)已经被广泛地研究和开发，以实现利用重量轻、没有破裂、可弯曲等特征的柔性显示器、柔性太阳能电池等柔性电子装置。特别是，关于柔性显示器，与需要精密的单元间隙控制的液晶显示器相比，更有利于柔性化的有机电致发光(EL)显示器被积极地研究和开发。

通常，树脂基板等柔性基板具有与玻璃基板等相比更低的耐热性。因此，当在树脂基板上形成基膜或薄膜元件或者在薄膜元件的相反侧的树脂基板的表面上形成阻隔膜时，需要大约小于或等于200℃的低温的处理。因此，研究和开发以如何在低温下形成高质量的薄膜或薄膜元件为焦点而进展。

作为在低温处理中具有较高质量特性的薄膜元件，近年来，关注使用用于活性层的氧化物半导体的薄膜晶体管。特别是，将氧化物半导体薄膜晶体管用作像素的开关元件的柔性有机EL显示器正在被积极地开发和研究。

关于使用树脂基板上的氧化物半导体薄膜晶体管的柔性有机EL显示器，IDW/AD’12Proceedings of the 19th International Display Workshops(第十九届国际显示器研讨会的进行),p.851以及IDW/AD’12Proceedings of the 19th International Display Workshops(第十九届国际显示器研讨会的进行),p.855等论文已被报告。在两个论文中，将聚酰亚胺层作为树脂基板涂布形成于玻璃基板上，并在聚酰亚胺层和玻璃基板的一体结构基板上形成氧化物半导体薄膜晶体管、包括发光层、载流子注入和输送层和电极的有机EL层、以及密封层，最后，使玻璃基板与聚酰亚胺层机械性分离，由此制造柔性有机EL显示器。

在作为单体的树脂基板上直接形成薄膜晶体管等薄膜元件鉴于低温处理的难度、树脂基板上的各薄膜图案的高精度的定位的难度等，实用化仍然有很大的障碍。为了解决该问题，公开了一种将暂时在玻璃基板上通过高温处理形成的高性能和高精度的薄膜元件使用特定的方法从玻璃基板剥离并将该薄膜元件转印在树脂基板上的技术。

例如，公开了使用单晶薄膜石英晶体的石英晶体振荡器，单晶薄膜石英晶体是通过在单晶基板上形成将GeO₂作为主要成分的氧化物单晶膜、在其上形成单晶薄膜石英晶体并在水溶液中溶解GeO₂使它们分离得到的(日本特开平8-213871号公报)。

作为类似的技术，以下的技术被公开：形成保护层/薄膜元件/GeO_x/玻璃的层叠结构，将该层叠结构浸渍于水等并使GeO_x溶解而使玻璃剥离，并通过在剥离面上粘贴支撑基体(膜等)并使保护层剥离，由此转印形成柔性薄膜装置(日本特开2006-216891号公报)。

作为非专利文献中公开的上述技术类似的技术，以下的技术被公开：在玻璃基板上形成树脂膜，并在其上形成薄膜元件，通过向玻璃基板背面照射紫外线，而使玻璃基板剥离(日本特开2008-292608号公报)。

以下的技术被公开：在其上形成有元件的基板以外的耐热基板上预先形成气体阻隔性高的保护膜(当在元件上直接成膜时，有可能对元件产生一定损害的气体的阻断性能高的保护膜)，在形成有元件的基板上转印保护膜，并密封得到的结构(日本特开2005-178363号公报)。可替选地，以下的技术被公开：在树脂基板的一面或双面上涂布类金刚石碳(DLC)膜作为保护膜，在夹着粘接层的状态下将得到的结构粘贴到玻璃基板，在其上形成元件，并通过照射激光束使玻璃基板与粘接层剥离(日本特开2014-211638号公报)。

如上所述，作为柔性薄膜装置或柔性显示装置的制造方法，公开了各种技术。

在这些技术中，在通过使用涂覆或涂布形成有树脂膜(树脂基板)的玻璃基板上首先形成如薄膜晶体管的有源元件，并在其上形成有机EL元件、液晶元件、或电泳元件等显示元件，然后剥离玻璃基板。考虑到树脂基板的耐热性，需要在形成薄膜晶体管等有源元件时在大约300℃形成无机绝缘膜等的钝化膜。通过在大约300℃成膜，能够形成具有特定的高阻隔性的绝缘膜。以这种方式，能够在有源元件上形成具有较高的阻隔性的膜。