(57)【要約】【課題】プラスチック基板上に有機半導体を用いたTFTをより高性能にかつ安価に製造できる薄膜トランジスタの製造方法の提供。【解決手段】第１支持基板上に有機薄膜トランジスタを形成する工程と、第１支持基板と対向する側に第２支持基板を張り合わせ第１支持基板から前記有機薄膜トランジスタを剥離する工程を含む有機薄膜トランジスタの製造方法であって、  第１支持基板上に第１電極を形成する工程と、前記基板上の第１電極を覆うように有機絶縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜の上に第２電極を形成する工程と、前記有機絶縁膜の上に有機半導体を形成する工程と、前記有機半導体の上に保護膜を形成する工程を含み、  第１電極に対して有機半導体が剥離面と反対側にある。【選択図】  図１
2010034217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１支持基板上に有機薄膜トランジスタを形成する工程と、第１支持基板と対向する側に第２支持基板を張り合わせ第１支持基板から前記有機薄膜トランジスタを剥離する工程を含む有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
第１支持基板上に第１電極を形成する工程と、前記基板上の第１電極を覆うように有機絶縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜の上に第２電極を形成する工程と、前記有機絶縁膜の上に有機半導体を形成する工程と、前記有機半導体の上に保護膜を形成する工程を含み、
第１電極に対して有機半導体が剥離面と反対側にあることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記有機絶縁膜が、ポリベンゾオキサゾールであることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記剥離工程が、第１支持基板側から光を照射することで剥離することを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記剥離工程で用いる光の波長が、第１支持基板を透過し、有機絶縁膜に吸収される波長であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記第１支持基板はガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタの製造方法に関し、さらに詳しくは、モバイル電子機器に搭載される、有機発光装置や液晶装置、電子ペーパ等に代表される画像表示装置の駆動回路、および非接触ＩICタグをはじめとするRF-ID（Radio Frequency Identification）用の回路に使用できる、軽量、フレキシブルな有機薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代は情報化社会と言われ、多くの情報関連機器がわれわれの生活に身近に存在するようになった。こうした情報機器と人間とを結びつけるインターフェイスとして、文字や画像などの表示デバイス（ディスプレイ）はその重要度を増している。とりわけ、どこでも、必要なときに情報を閲覧するためにモバイル機器のディスプレイに対しての需要は高く、これらに対しては、薄型化・軽量化、さらに落としてもガラスのように壊れることのない耐衝撃性に対する強い要求がある。こうした要求にこたえるために、ディスプレイのフレキシブル化の実現が進められており、これに伴いディスプレイを駆動する薄膜トランジスタ（以下、TFTと称する場合がある）にもフレキシブル化が求められている。
【０００３】
また、個々の対象物の履歴等の情報を明確にし、生産および管理に役立てるためのデバイスとしてRF-IDタグなどがある。これらは、流通の現場等では大量の製品に取り付けられるため、より生産コストを下げることが望まれている。安価なプラスチック基板上にTFTを作製することが必要となってきている。
【０００４】
しかし、ガラス基板の耐熱性が600℃前後であるのに対して、プラスチック基板は、通常、200℃前後であり、耐熱性が低い欠点を有する。現行のTFTを形成する温度としては、アモルファスシリコン（a-Si）TFTが300℃前後であり、低温ポリシリコン（LTPS）TFTでは500℃前後とプラスチック基板の耐熱性をはるかに超える温度となっている。
【０００５】
このために、1つの方法として、TFTの形成温度を下げる方法が検討されている。より低温で形成できる有機半導体を利用することで直接プラスチック基板上にTFTを作製する試みがなされている（非特許文献１）。これは比較的耐熱性の高いプラスチック基板を利用し、TFTのサイズもチャネル長が100μmと、比較的大きなものを作製している。
【０００６】
一方、プラスチック基板は、ガラスと異なり、柔らかくフレキシブルなために、現行のガラス基板に対して作られたラインには直接入れられないという欠点を有する。現行のラインをそのまま使う方式として、ガラス基板に形成したTFTをプラスチック基板に転写する方式が検討されている。ガラスに形成して転写する方式としては、ガラス基板をエッチングして薄くする方式や、ガラス基板から作製途中のTFT基板を剥離する方法がある（下記特許文献１、２、３、４参照）。また、剥離する際に、ガラス基板にあらかじめ剥離層を形成しておき、そこからTFT形成後に剥離を行う方法もある（下記特許文献５、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開2003-258264
【特許文献２】特開2006-245372
【特許文献３】特開2006-278822
【特許文献４】特開2007-73857
【特許文献４】特開2005-116824
【特許文献５】特開2007-318105
【非特許文献１】Applied Physics Letter、 Vol. 84、 Number 19、 pp3789-3791、 Yusaku Kato、 Shingo Iba、 Ryohei Teramoto、 Tsuyoshi Sekitani、 and Takao Someya
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プラスチック基板に直接形成していく方法の場合、基板の熱膨張の問題がある。プラスチック基板の熱膨張率が通常数十ppm/℃であることを考えると、10cm程度の基板で10度温度が上がる場合、数十μの伸びが生じる。したがって、これ以下のTFTのチャネル長は作製困難ということになり、ディスプレイなど高精細な用途へは不向きとなる。また、シリコンより低温プロセスであるとはいえ、有機TFT作製には180℃程度まで加熱する必要がある。この場合、基板の伸びはさらに大きくなり、熱膨張率の違いから、配線の断線やバリア膜の破損などといった問題が考えられる。また、こうした高温に耐えるプラスチック基板は、高価なものが多く、デバイスの低価格化という目的に合わない。同時に、着色していることが多いため、液晶表示素子のような、透明性が必要となる基板には使用できない。
【０００８】
ガラス基板上に一旦TFTを形成した後、プラスチック基板に転写する方式については、現行ラインの使用が可能で、プロセス温度も現行のものが使えるという利点を有する。また、プラスチック基板としても、高耐熱性のプラスチックが必要となることはない。しかし、転写のためにガラス基板を薄くする工程にエッチングする工程を採用すると、ガラス基板がほとんど無駄になり、結果としてコストが増加するという欠点を有する。また、剥離層を新たに設ける方式では、剥離層を形成する工程が増え、使用する材料も増えることから、コストがかかることが予想される。剥離層なしにガラス基板からTFTを剥離する方式では、こうしたコスト増は免れるが、TFT側の剥離面が剥離の際に損傷する可能性があり、とりわけこの面が半導体との界面となる場合は、デバイスの劣化は免れない。
【０００９】
本発明の目的は、プラスチック基板上に有機半導体を用いたTFTをより高性能にかつ安価に製造できる薄膜トランジスタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の有機半導体からなる薄膜トランジスタの製造方法は、ガラス等の耐熱性で低熱膨張率かつ透明な第１の支持基板の上に第１の導電層を形成してパターニングし、その上に有機絶縁層を形成し、さらに第２の導電層、半導体層、保護層からなる半導体回路を形成し、保護層側を第２支持基板であるプラスチックなどのフレキシブル基板に貼合した後、透明第１支持基板側から光を照射することによって透明支持基板と有機絶縁層の界面を剥離する。
【００１１】
このような製造方法は、第１の支持基板上でほとんどの製造工程が行われるため、第１の支持基板として寸法変動の少ないガラス等を用いれば、工程途中の加熱による熱膨張による基板の変形が抑えられる。したがって、TFT工程での位置ずれがわずかであり、より高性能なTFTが形成できる、換言すれば、微細なTFTを形成でき、ディスプレイの駆動回路として使用される場合、より高精細なディスプレイを実現できる。また、剥離の際には、保護膜を含め十分な厚さを持ったTFTが形成されているので、剥離の際にTFTに加わる力を緩和することができ、素子の破壊を抑えることができる。また、第１の支持基板として耐熱性に優れる基板を用いれば、絶縁膜等の製膜温度の制限を受けることがない。
【００１２】
本発明の製造方法では、絶縁層と第１支持基板の界面で剥離が行われるので、絶縁層がいわゆる剥離層を兼ねることができる。したがって、部材とプロセスを減らすことが可能で、通常の剥離層を設けた剥離プロセスに比べ、より低コストの製造方法を提供することができる。さらに、剥離する界面は絶縁層と基板との界面であるが、半導体層は絶縁層の剥離面側と反対側に形成されるため、絶縁層と半導体層との界面として使われることはない。したがって、剥離による絶縁層の剥離面の劣化ないしは汚染が起こっても、TFTの性能には影響がない。さらに、剥離によって第１の導電層が表面に露出するため、従来ならば厚い保護層にコンタクトホールをあけて第１の導電層とコンタクトをとらなければならないところを、この工程を省略する製造方法を選択することができる。
【００１３】
有機TFTにおいては、絶縁膜として有機絶縁膜を用いるため、この絶縁膜を直接ガラス基板等の第１支持基板に形成することで、絶縁膜を剥離層として兼用することができる。TFT製造工程での基板からの剥がれがないよう、絶縁膜と第１支持基板とはある程度密着性がよい必要がある。したがって、剥離の際に機械的に引き剥がすとTFTにひずみがかかり、破損する恐れがある。そのような機械的な力のかからない剥離の方法として、絶縁層の基板との界面に紫外光やレーザ光などを照射して、絶縁層と基板との密着性を弱める方法がある。絶縁層の基板との界面に光を照射するためには、光照射は第１支持基板側から行う必要があり、したがって第１支持基板が照射する光をほぼ透過することが必要である。また、照射した光と何らかの反応をおこすために、絶縁層は照射する光を吸収する必要がある。照射光を吸収することによって、界面部分の絶縁膜の温度が上昇し、絶縁膜と第１支持基板との界面の結合が切り離され、密着性が減少する。また、使用する光の波長やエネルギーによっては、絶縁膜と第１支持基板との界面の結合を直接切ることも可能である。絶縁膜が第１支持基板と接する、ごく表層だけでこうした反応が起こるために、照射する波長に対する絶縁膜の透過率は低いほどよい。このように、絶縁膜側で反応が起こることで剥離するため、第１支持基板は損傷することがない。したがって、第１支持基板は再生して繰り返し使用することができ、基板をエッチングなどで溶解する工程に比べて製造コストを抑えることができる。
【００１４】
絶縁膜材料としては、絶縁膜としての電気的特性や平坦性のほか、形成後の工程に耐えるような耐熱性、耐薬品性が必要であるため、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド、ポリパラキシリレンなどが適当である。このような材料は、一般に紫外域に吸収があるので、第１支持基板としてガラス基板または石英基板を用いて、紫外線ランプやエキシマレーザーの光を剥離工程に用いることができる。第１支持基板と絶縁膜材料の吸収スペクトルの吸収端の波長は、剥離に用いる光の波長と次の関係が必要である。
【００１５】
第１支持基板の吸収端波長 ＜ 剥離に用いる光の波長 ＜ 絶縁膜材料の吸収端波長
また、絶縁膜材料の吸収端波長が、TFTを作製する工程で用いるフォトリソグラフィの光の波長より短波長側にある場合、基板裏面から光を照射して自己整合的にゲート電極とソース・ドレイン電極の位置を合わせる、裏面露光プロセスを利用することもできる。このプロセスを利用すると、電極間の重なりが最小限に抑えられるので、浮遊電子容量が減り、高性能なTFTを形成できる。第１支持基板上にTFTを作製する工程では従来の手法を用いることができる。
【００１６】
第１電極は、剥離工程において、絶縁膜とともにTFT側に移り基板に残らないために、蒸着等の基板との密着性の低い方法で形成することが望ましい。第１電極を形成する材料としては、金、銀、白金、アルミニウム、チタン、タングステン、スズ、クロム、亜鉛、ニッケルなどであることが好ましい。この場合、電極パターンの形成には、メタルマスクをして蒸着する方法でもよいし、全面に蒸着製膜した後、既存のフォトリソグラフィの手法を使って形成する方法でもよい。また、ナノサイズの金属微粒子の分散液のような、バインダーを含まない金属インクを用いて印刷により形成してもよい。
【００１７】
絶縁膜は、上記の材料の溶液をスピンコート、スリットコート、ディップコートなどの方法で塗布製膜することができる。また有機物原料を含むガスを用いた化学気相堆積法によっても良好な膜を形成できる。第２電極は、第１電極で述べた方法のほか、通常のスパッタ法、CVD法等により形成することができる。有機半導体は、ポリ２ヘキシルチオフェン（P3HT）等の高分子系の材料や、ペンタセン、アントラセン、フタロシアニン、ポルフィリン等の低分子系の有機半導体を用いて構成される。材料によって、蒸着、スピン塗布、インクジェット、スクリーン印刷、オフセット印刷などの方法で形成することができる。保護膜は、有機半導体を酸素や水分から守ると同時に、第２支持基板の固定および剥離の際にかかるひずみを緩和する役目もする。そのため、通常行われているように、1μmから10μm程度の膜厚である必要がある。保護膜は、有機半導体を形成した上に形成されるので、有機半導体を損傷しない工程で形成される必要がある。したがって、パラキシリレン等の樹脂を、蒸着等の溶媒を使用しない方法で形成するのが最適である。また、透湿性や酸素透過性を下げるため、複数の保護膜を重ねて形成することも可能である。保護膜は必要に応じて加工され、その上に配線や電極を形成される。
【００１８】
TFTが形成された後、第１支持基板と反対側に、第２支持基板を接着剤等で固定する。この基板の材料としては、フレキシブルなTFT基板を作製するためには、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフルオロエチレンなどを利用できる。用途によって、透明性などを選択できる。
【００１９】
剥離工程は、TFTにひずみがかからないように、第２支持基板を固定してから行うことが望ましい。本発明における剥離工程は、光を照射することによる。上記に述べたような材料を用いる場合、剥離に用いる光は紫外線が適当である。紫外線としては、波長200nm以上450nm以下のものが望ましい。具体的には、水銀ランプ、またはキセノン水銀ランプの輝線であるg線（436nm）、h線（405nm）、i線（365nm）、313nm、254ｎｍの光が望ましい。さらには波長308nmのXeClエキシマレーザ光や、波長248nmのKrFエキシマレーザ光といったレーザ光、YAGレーザー（波長1064nm）の第３高調波（波長355nm）や第４高調波（波長266nm）を使うこともできる。
【００２０】
剥離面には第１電極がむき出しになっているので、この段階で配線や電極を形成してもよい。その場合、保護膜に深いコンタクトホールをあける工程が省略できる。また、必要に応じて、剥離面には保護膜を形成し、ディスプレイの場合には表示素子を形成する。
【００２１】
また、ディスプレイ等を製造する場合の別な方法として、上記のようにTFTの状態で剥離工程を行うこともできるが、TFT基板上に液晶層など表示部分を形成した後、第１支持基板を剥離することもできる。この場合、表示部分に使われる基板を第２支持基板とする。
【００２２】
本発明の構成は、たとえば、以下のようなものとすることができる。
【００２３】
（１）本発明は、たとえば、第１支持基板上に有機薄膜トランジスタを形成する工程と、第１支持基板と対向する側に第２支持基板を張り合わせ第１支持基板から前記有機薄膜トランジスタを剥離する工程を含む有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
第１支持基板上に第１電極を形成する工程と、前記基板上の第１電極を覆うように有機絶縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜の上に第２電極を形成する工程と、前記有機絶縁膜の上に有機半導体を形成する工程と、前記有機半導体の上に保護膜を形成する工程を含み、
第１電極に対して有機半導体が剥離面と反対側にあることを特徴とする。
【００２４】
（２）本発明は、たとえば、（１）において、前記有機絶縁膜が、ポリベンゾオキサゾールであることを特徴とする。
【００２５】
（３）本発明は、たとえば、（１）において、前記剥離工程が、第１支持基板側から光を照射することで剥離することを特徴とする。
【００２６】
（４）本発明は、たとえば、（１）において、前記剥離工程で用いる光の波長が、第１支持基板を透過し、有機絶縁膜に吸収される波長であることを特徴とする。
【００２７】
（５）本発明は、たとえば、（１）において、前記第１支持基板はガラス基板であることを特徴とする。
【００２８】
なお、上記した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、上記した構成以外の本発明の構成の例は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ガラス基板のような、低熱膨張で耐熱性の高い支持基板上に有機半導体を用いたTFTを形成したのち、プラスチック等のフレキシブルな基板に転写する。したがって、TFTの製造工程には現行の製造装置を利用することができる。また、寸法安定性が高い平坦な基板上に形成するため、微細なパターンを位置ずれなく形成でき、高性能で高精細なTFTを製造することができる。製造工程の温度がプラスチック基板の耐熱温度で限定されることがなく、高温の工程を使用できる。そのため、たとえば金属インクを用いて印刷で配線を形成した場合の電気抵抗を下げることができ、また信頼性の高い絶縁膜を形成することができる。ほとんどの工程をガラス基板等の耐熱性の高い基板で行うため、転写するプラスチック基板は用途に応じて広い選択肢がある。また、通常の剥離による転写プロセスでは剥離層を設けるが、本発明では剥離面が支持基板と絶縁膜との界面であるので、絶縁膜が剥離層を兼ねる。したがって部材とプロセスの削減が可能で、より低コストの製造方法を提供できる。剥離により支持基板は繰り返し再生して利用することができ、より低コスト化が可能となる。
【００３０】
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。なお、各図および各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３２】
（実施例１）
この実施例１では、本発明の基本的な有機TFTの製造方法の一実施例について説明する。
【００３３】
図１（ａ）ないし（ｉ）は有機TFTの製造方法の一実施例を工程順に示す断面図である。まず、図１（ａ）に示すように、第１支持基板１０１を用意し、この第１支持基板１０１の表面に第１導電層１０２を形成する。ここでは、第１支持基板１０１としてガラス基板を用い、第１導電層１０２として真空蒸着した金（厚さ約50nm）を用いた。これを周知のフォトリソグラフィとウェットエッチングを用いて、ゲート電極のパターンに形成する。
【００３４】
次に、図１（ｂ）に示すように、第１支持基板１０１の表面に、第１導電層１０２をも被って、有機絶縁膜１０３をスピン塗布する。有機絶縁膜１０３としては、ポリベンゾオキサゾールを以下に示すようにして製膜した。すなわち、下記の化学式に示されるポリベンゾオキサゾール前駆体（I）のγ-ブチロラクトン／プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート＝９／１の溶液を第１支持基板１０１上にスピン塗布し、その後、120℃で3分間プリベークを行なうことによって、厚さ約5.5μmの塗布膜を形成した。
【化１】
2010034217.tif 000003
次にイナートガスオーブンを用いて、窒素雰囲気下で200℃で30分ベークした後、350℃で１時間硬化ベークを行い、下記の化学式に示されるポリベンゾオキサゾール膜（II）を得た。硬化後のポリベンゾオキサゾール膜（II）の膜厚は約4.8μmであった。硬化後の膜は、無色透明であった。
【化２】
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【００３５】
ここで、図２は、硬化後のポリベンゾオキサゾール膜（II）の波長300nm〜800nmの領域における透過スペクトルを示したグラフである。該グラフの横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸には透過率（％）を示している。図２に示すように、可視領域である400nm〜800nmでは、90％程度以上の透過率を示すことが判る。また、硬化後のポリベンゾオキサゾール膜（II）の波長350nm以下における透過率は0％であり、その波長の光を透過しないことが判る。
【００３６】
次に、図１（ｃ）に示すように、有機絶縁膜１０３として形成したポリベンゾオキサゾール膜上に第２導電層１０４として、約50nmの厚みに蒸着した金を用い、第１の導電層１０２を形成したのと同様の手法で、TFTのソース・ドレイン電極を形成する。
【００３７】
次に、図１（ｄ）に示すように、有機半導体層１０５をソース・ドレイン電極の間に形成する。有機半導体１０５として、ポリ３ヘキシルチオフェン（P3HT）を塗布して形成した。
【００３８】
次に、図１（ｅ）に示すように、第１支持基板１０１の表面に、第２導電層１０４および有機半導体層１０５をも被って、保護層１０６を約10μmの厚みで形成する。保護層１０６は有機半導体層１０５を保護するために設けられる。保護膜１０６としてはポリパラキシリレンの蒸着重合膜を利用した。
【００３９】
次に、図１（ｆ）に示すように、一方の面に接着層１０７が形成された第２支持基板１０８を用意し、接着層１０７を保護層１０６に接着させることによって、第２支持基板１０８を保護層１０６に貼合する。接着層１０７としてアクリル系の材料を用い、第２支持基板として厚み約150μmのポリエチレン基板を用いた。
【００４０】
次に、図１（ｇ）に示すように、第１支持基板１０１側からレーザ光を照射し、このレーザ光によって、前述の有機絶縁膜１０３を変質させる。これにより、図１（ｈ）に示すように、第１支持基板１０１は有機絶縁膜１０３から剥離されるようになる。ここで前記レーザ光は、たとえば波長約308nmのXeClエキシマレーザ光を用いた。
【００４１】
そして、図１（ｉ）に示すように、第１支持基板１０１の剥離面である有機絶縁膜１０３の表面に保護層１０９を形成する。保護層１０９としては保護層１０６と同様に、約10μmの厚みのポリパラキシリレン膜を使用した。このようにして、フレキシブルなプラスチック基板上に形成される有機TFTを製造することができる。
【００４２】
（実施例２）
この実施例２では、各画素に有機TFTを備える有機発光素子の製造方法の一実施例について説明する。図３（ａ）ないし（ｅ）は、たとえばボトムエミッション型と称される有機発光素子の製造方法の一実施例を工程順に示す平面図である。また、図４（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、図３の相当箇所における断面図を示している。
【００４３】
まず、図３（ａ）に示すように、第１支持基板１０１の表面にパターン化された第１導電層１０２を形成する。第１支持基板１０１としてたとえばガラス基板を用いた。また、第１導電層１０２として金を50nmの厚みに真空蒸着し、この上にポジ型レジストを塗布してゲート電極の形状にパターニングし、金のウェットエッチング液に浸して不要な金を溶解した。その後、レジストを溶解して除去した。そして、第１支持基板１０１の表面に、第１導電層１０２をも被って、有機絶縁膜１０３を形成する。有機絶縁膜１０３としては、実施例１と同様、ポリベンゾオキサゾールを約4.8μmの膜厚にして形成した。さらに、有機絶縁膜１０３にコンタクトホール１３１をフォトリソグラフィとドライエッチングの手法を用いて形成し、ゲート電極の一部を露出させるようにする。
【００４４】
次に、図３（ｂ）に示すように、たとえば裏面露光プロセスを用いて、ソース・ドレイン電極を第２導電膜１０４によって形成した。具体的には、まず、有機絶縁膜１０３の表面にポジ型のレジストを塗布し、マスクを通して第１支持基板１０１側から露光する。
【００４５】
前記有機絶縁膜１０３は、図２に示したように、i線（波長365nm）の透過率が80%あるので、第１支持基板１０１側から、該有機絶縁膜１０３を通して、露光することができる。なお、このi線を用いることなく、長波長のg線やh線を用いて露光してもよい。配線の重なり部分など必要に応じて表面からも露光し、ソース・ドレイン電極と逆のパターンのレジスト形状を形成する。この上に約50nmの厚みに金を蒸着し不要な部分の金をレジストともに溶解する、リフトオフの手法で、ソース・ドレイン電極を形成した。なお、金と有機絶縁膜との接着性を高めるため、これらの間に接着金属としてクロムを約4nmの厚みで蒸着している。裏面露光プロセスを用いると、ゲート電極とソース・ドレイン電極の重なりをごくわずかにすることができるので、トランジスタの性能を向上させる効果を奏する。
【００４６】
このようにして、ソース・ドレイン電極とその配線パターンを形成し、これによりコンタクトホール１３１を通じて第１導電層１０２と第２導電層１０４との電気的接続を図る。
【００４７】
次に、図３（ｃ）に示すように、パターン化された、有機半導体層１０５をたとえばペンタセンで形成する。ここではステンシルマスクを通して真空蒸着により行った。なお、図３（ｃ）のＡ−Ａ'線における断面図を図４（ａ）に示す。図４（ａ）において、図中左側には有機TFTが形成され、図中右側には有機絶縁膜１０３を介在して形成されている第１導電層１０２と第２導電層１０４との電気的接続がコンタクトホール１３１を通してなされていることが判る。
【００４８】
次に、図３（ｄ）に示すように、第１支持基板１０１の表面に有機半導体層１０５等をも被って、保護層１０６を形成する。保護層１０６はパリレンを10μm蒸着重合して形成した。その後、保護膜１０６にコンタクトホール１３２をエッチングによって形成する。
【００４９】
次に、図３（ｅ）に示すように、たとえばITO(indium tin oxide)をマスク蒸着して画素電極１２１を形成し、コンタクトホール１３２を通じてドレイン電極と接続するようにする。
【００５０】
次に、図３（ｅ）に示すように、画素電極１２１の上に発光層１４３、上部電極１４４を順次形成し、全体を保護層１４５で覆う。なお、図３（ｅ）のＢ−Ｂ'線における断面図を図４（ｂ）に、Ｃ−Ｃ'線における断面図を図４（ｃ）に示す。図４（ｂ）において、保護膜１０６に形成されたコンタクトホール１３２を通して、該保護膜１０６の表面の画素電極１２１が薄膜TFTのドレイン電極に接続されていることが判る。また、図４（ｃ）において、画素電極１２１の上に発光層１４３、上部電極１４４が順次形成され、全体を保護層１４５によって覆われていることが判る。
【００５１】
次に、図４（ｃ）に示すように、一方の面に接着層１０７が形成された第２支持基板１０８を用意し、接着層１０７を保護層１４５に接着させることによって、第２支持基板１０８を保護層１０６に貼合する。
【００５２】
そして、第１支持基板１０１側からレーザ光を照射し、このレーザ光によって、前述の有機絶縁膜１０３を変質させる。これにより、第１支持基板１０１は有機絶縁膜１０３から剥離されるようになる。前記レーザ光はたとえば波長約308nmのXeClエキシマレーザ光を用いた。レーザビームはスリットによって5×4mmに整形されているので、照射位置を走査しながら基板全体に照射した。入射エネルギーは、１平方cmあたり100mJであった。
【００５３】
次に、図４（ｄ）に示すように、第１支持基板１０１の剥離面である有機絶縁膜１０３の表面に保護層１４６を形成する。保護層１４６としては保護層１０６と同様に、約10μmの厚みのポリパラキシリレン膜を使用した。このようにして、フレキシブルなプラスチック基板上に形成される有機発光素子（有機TFTを備える）を製造することができる。当該有機発光素子は、発光層１４３から画素電極１２１、保護層１０６、有機絶縁膜１０３、保護層１４６を通じて画素の発光が認識されるボトムエミッション型からなり、該画素電極１２１、保護層１０６、有機絶縁膜１０３、保護層１４６は可視光領域で透明であることを要する。
【００５４】
本実施例では、剥離面の保護のために保護層を形成したが、別なフレキシブル基板を貼合しても良い。いずれの場合も、有機TFTの製造工程で使用される溶剤などに耐える必要がないので、ごく安価な材料を選択できる。
【００５５】
本実施例では、第１支持基板としてガラス基板を用い、剥離のための光照射の光源として波長308nmのエキシマレーザを使用したが、ガラス基板の変わりに石英基板でもよい。この場合、短波長の紫外領域での透過率が高いので、剥離のための光源としてさらに短波長のレーザ、たとえばYAGレーザの第４高調波やKrFエキシマレーザなども使用することができる。
【００５６】
（実施例３）
この実施例３では、各画素に有機TFTを備えるトップエミッション型と称される有機発光素子の製造方法の一実施例について説明する。図５（ａ）ないし（ｆ）は、有機発光素子の製造方法の一実施例を工程順に示す平面図である。また、図６（ａ）ないし（ｅ）は、それぞれ、図５の相当箇所における断面図を示している。
【００５７】
まず、図５（ａ）に示すように、第１支持基板１０１の表面にパターン化された第１導電層１０２を形成する。ここでは、第１支持基板１０１としてガラス基板を用いた。また、第１導電層１０２は、たとえば、ポジ型のレジストをスピン塗布してゲート電極のパターンと逆のレジストパターンを形成し、この上に金を約50nmの厚みに蒸着し、不要な部分の金をレジストごと溶解するリフトオフの手法を用いた。
【００５８】
次に、第１支持基板１０１の表面に、第１導電層１０２をも被って、有機絶縁膜１０３を形成する。有機絶縁膜１０３は以下のようにして形成した。たとえば日立化成デュポンマイクロシステムズ社製のポリイミドPIX-3400を第１支持基板１０１上にスピンコートし、窒素下、200度で30分、その後、350度で60分硬化させて、厚さ4.0μmの硬化膜を得ることによって形成した。このポリイミドは、一部の構造をキナゾリン環変性した芳香族系のポリイミドである。硬化後の膜は、見た目に黄色であり、透過率を測定したところ、波長500nm〜800nmの領域では、85％以上の透過率を示すものの、より短波長では、透過率が低下して、波長400nm以下では、0％の透過率であり、その波長の光を透過しないことが判った。そして、有機絶縁膜１０３にコンタクトホール１１１、１１２をフォトリソグラフィとドライエッチングの手法を用いて形成する。
【００５９】
次に、図５（ｃ）に示すように、パターン化された第２導電膜１０４を形成し、この第２導電膜１０４によってソース・ドレイン電極を形成する。具体的には、有機絶縁膜１０３の表面に接着金属としてクロムを約4nmの厚みで蒸着し、さらに約50nmの厚みに金を蒸着した。この上にポジ型のレジストを塗布し、フォトリソグラフィの手法により、ソース・ドレイン電極の形状にレジストをパターニングする。その後、金およびクロムのウェットエッチング液で不要な部分の金およびクロムを除去して形成した。
【００６０】
次に、図５（ｄ）に示すように、有機半導体層１０５をソース・ドレイン電極の間に形成する。有機半導体１０５としてポリ３ヘキシルチオフェン（P3HT）を用い、インクジェットにより島状に形成した。なお、図５（ｄ）のＡ−Ａ'線における断面図を図６（ａ）に示す。
【００６１】
次に、図５（ｅ）に示すように、第１支持基板１０１の表面に保護膜１０６を形成する。この保護膜１０６はたとえばポリパラキシリレンを10μmの厚さまで蒸着重合することによって形成した。
【００６２】
そして、一方の面に接着層１０７が形成された第２支持基板１０８を用意し、接着層１０７を保護層１０６に接着させることによって、第２支持基板１０８を保護層１０６に貼合する。図５（ｅ）のＡ−Ａ'線における断面図を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）から明らかとなるように、保護膜１０６の上面には接着層１０７、第２支持基板１０８が積層されている。なお、接着層１０７としてはエポキシ系の接着剤を用いた。第２支持基板１０８としてポリエチレンテレフタレートの125μmの厚みのものを用いた。
【００６３】
次に、図５（ｅ）のＡ−Ａ'線における断面図である図６（ｃ）に示すように、第１支持基板１０１側からレーザ光を入射し、このレーザ光によって、前述の有機絶縁膜１０３を変質させる。これにより、第１支持基板１０１は有機絶縁膜１０３から剥離されるようになる。なお、この際において、図５（ｅ）のＢ−Ｂ'線における断面図を図６（ｄ）に示している。
【００６４】
図６（ｃ）、図６（ｄ）に示すように、有機絶縁膜１０３における剥離面側には、第１導電層１０２と、コンタクトホール１１１と１１２を通じて第２導電層１０４が露出された状態となっている。そして、金のマスク蒸着により共通電極１１３を形成し、第１導電層１０２と第２導電層１０４とを、コンタクトホール１１１を通じて接続する。また同時に、コンタクトホール１１２を通じて第２導電層１０４と接続するように画素電極１２１を形成する。
【００６５】
次に、図５（ｆ）、および図５（ｆ）のＣ−Ｃ'線における断面図である図６（ｅ）に示すように、有機絶縁膜１０３における剥離面側の表面に、感光性保護膜１２２を約3μmの厚みに塗布形成して画素電極１２１以外の部分を覆う。画素電極１２１の上に発光層１２３、上部電極１２４としてITOを順に形成し、最後に保護層１２５を全体に形成する。
【００６６】
これにより、各画素に有機TFTを備えるトップエミッション型と称される有機発光素子を製造することができる。
【００６７】
本実施例で述べた製造工程では、剥離面に導電層が現れることを利用できる。そのため、厚い保護層１０６にコンタクトホールを空けて画素電極１２１を接続する必要がないため、工程が簡便になる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法の一実施例を工程順に示す断面図である。
【図２】本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法の一実施例で用いる有機絶縁膜の透過スペクトルを示したグラフである。
【図３】本発明の有機薄膜トランジスタを含むボトムエミッション型の有機発光素子の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図４】図３の相当箇所における断面を示した図である。
【図５】本発明の有機薄膜トランジスタを含むトップエミッション型の有機発光素子の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図６】図５の相当箇所における断面を示した図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０１…第１支持基板、１０２…第１導電層、１０３…有機絶縁膜、１０４…第２導電層、１０５…有機半導体層、１０６…保護層、１０７…接着層、１０８…第２支持基板、１０９…保護層、１１１…コンタクトホール、１１２…コンタクトホール、１１３…共通電極、１２１…画素電極、１２２…保護膜、１２３…発光層、１２４…上部電極、１２５…保護層、１３１…コンタクトホール、１３２…コンタクトホール、１４１…画素電極、１４３…発光層、１４４…上部電極、１４５、１４６…保護層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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