[發明專利]薄膜裝置和薄膜裝置的制造方法

在審

• 申請號: 201610937767.6
• 申請日: 2016-10-24
• 公開（公告）號: CN106935595A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 竹知和重;岡本守
• 申請（專利權）人: NLT科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L21/77
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華,何月華

技術領域

本申請涉及形成在樹脂基板上的薄膜晶體管、薄膜二極管或薄膜電池等薄膜元件以及包括薄膜元件和像素顯示部的顯示裝置，更具體地涉及柔性薄膜裝置或柔性顯示裝置的結構、及其制造方法。

背景技術

形成在樹脂基板等柔性基板上的薄膜元件(例如薄膜晶體管或PIN結薄膜二極管)已經被廣泛地研究和開發，以實現利用重量輕、沒有破裂、可彎曲等特征的柔性顯示器、柔性太陽能電池等柔性電子裝置。特別是，關于柔性顯示器，與需要精密的單元間隙控制的液晶顯示器相比，更有利于柔性化的有機電致發光(EL)顯示器被積極地研究和開發。

通常，樹脂基板等柔性基板具有與玻璃基板等相比更低的耐熱性。因此，當在樹脂基板上形成基膜或薄膜元件或者在薄膜元件的相反側的樹脂基板的表面上形成阻隔膜時，需要大約小于或等于200℃的低溫的處理。因此，研究和開發以如何在低溫下形成高質量的薄膜或薄膜元件為焦點而進展。

作為在低溫處理中具有較高質量特性的薄膜元件，近年來，關注使用用于活性層的氧化物半導體的薄膜晶體管。特別是，將氧化物半導體薄膜晶體管用作像素的開關元件的柔性有機EL顯示器正在被積極地開發和研究。

關于使用樹脂基板上的氧化物半導體薄膜晶體管的柔性有機EL顯示器，IDW/AD’12Proceedings of the 19th International Display Workshops(第十九屆國際顯示器研討會的進行),p.851以及IDW/AD’12Proceedings of the 19th International Display Workshops(第十九屆國際顯示器研討會的進行),p.855等論文已被報告。在兩個論文中，將聚酰亞胺層作為樹脂基板涂布形成于玻璃基板上，并在聚酰亞胺層和玻璃基板的一體結構基板上形成氧化物半導體薄膜晶體管、包括發光層、載流子注入和輸送層和電極的有機EL層、以及密封層，最后，使玻璃基板與聚酰亞胺層機械性分離，由此制造柔性有機EL顯示器。

在作為單體的樹脂基板上直接形成薄膜晶體管等薄膜元件鑒于低溫處理的難度、樹脂基板上的各薄膜圖案的高精度的定位的難度等，實用化仍然有很大的障礙。為了解決該問題，公開了一種將暫時在玻璃基板上通過高溫處理形成的高性能和高精度的薄膜元件使用特定的方法從玻璃基板剝離并將該薄膜元件轉印在樹脂基板上的技術。

例如，公開了使用單晶薄膜石英晶體的石英晶體振蕩器，單晶薄膜石英晶體是通過在單晶基板上形成將GeO₂作為主要成分的氧化物單晶膜、在其上形成單晶薄膜石英晶體并在水溶液中溶解GeO₂使它們分離得到的(日本特開平8-213871號公報)。

作為類似的技術，以下的技術被公開：形成保護層/薄膜元件/GeO_x/玻璃的層疊結構，將該層疊結構浸漬于水等并使GeO_x溶解而使玻璃剝離，并通過在剝離面上粘貼支撐基體(膜等)并使保護層剝離，由此轉印形成柔性薄膜裝置(日本特開2006-216891號公報)。

作為非專利文獻中公開的上述技術類似的技術，以下的技術被公開：在玻璃基板上形成樹脂膜，并在其上形成薄膜元件，通過向玻璃基板背面照射紫外線，而使玻璃基板剝離(日本特開2008-292608號公報)。

以下的技術被公開：在其上形成有元件的基板以外的耐熱基板上預先形成氣體阻隔性高的保護膜(當在元件上直接成膜時，有可能對元件產生一定損害的氣體的阻斷性能高的保護膜)，在形成有元件的基板上轉印保護膜，并密封得到的結構(日本特開2005-178363號公報)。可替選地，以下的技術被公開：在樹脂基板的一面或雙面上涂布類金剛石碳(DLC)膜作為保護膜，在夾著粘接層的狀態下將得到的結構粘貼到玻璃基板，在其上形成元件，并通過照射激光束使玻璃基板與粘接層剝離(日本特開2014-211638號公報)。

如上所述，作為柔性薄膜裝置或柔性顯示裝置的制造方法，公開了各種技術。

在這些技術中，在通過使用涂覆或涂布形成有樹脂膜(樹脂基板)的玻璃基板上首先形成如薄膜晶體管的有源元件，并在其上形成有機EL元件、液晶元件、或電泳元件等顯示元件，然后剝離玻璃基板。考慮到樹脂基板的耐熱性，需要在形成薄膜晶體管等有源元件時在大約300℃形成無機絕緣膜等的鈍化膜。通過在大約300℃成膜，能夠形成具有特定的高阻隔性的絕緣膜。以這種方式，能夠在有源元件上形成具有較高的阻隔性的膜。