(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
母基板上にフレキシブル基板を形成する段階と、
前記フレキシブル基板を前記母基板から分離する段階と、
前記母基板と接触していた前記フレキシブル基板の分離面上に電子素子を形成する段階とを含み、
前記フレキシブル基板が形成される母基板面の表面粗さは、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用して１０μｍ×１０μｍのスキャン範囲で観測するとき、０＜Ｒｍｓ＜１００ｎｍ、０＜Ｒｐ−ｖ＜１０００ｎｍであり、
前記フレキシブル基板は金属からなり、前記フレキシブル基板の厚さは５μｍ〜５００μｍである、フレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項２】
母基板上にフレキシブル基板を形成する段階と、
一面に接着層が形成された仮基板を前記接着層を利用して前記フレキシブル基板上に付着する段階と、
前記仮基板が付着されたフレキシブル基板を前記母基板から分離する段階と、
前記母基板と接触していた前記フレキシブル基板の分離面上に電子素子を形成する段階とを含み、
前記フレキシブル基板が形成される母基板面の表面粗さは、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用して１０μｍ×１０μｍのスキャン範囲で観測するとき、０＜Ｒｍｓ＜１００ｎｍ、０＜Ｒｐ−ｖ＜１０００ｎｍであり、
前記フレキシブル基板は金属からなり、前記仮基板を含むフレキシブル基板の厚さは、５μｍ〜５００μｍである、フレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項３】
前記母基板上に剥離層をさらに形成し、前記剥離層を利用してフレキシブル基板を母基板から分離し、剥離層面の表面粗さは、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用して１０μｍ×１０μｍのスキャン範囲で観測するとき、０＜Ｒｍｓ＜１００ｎｍ、０＜Ｒｐ−ｖ＜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項1または2に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。 
【請求項４】
前記フレキシブル基板と母基板の界面結合力が前記フレキシブル基板の降伏強度より小さくなるようにし、物理的な力で前記フレキシブル基板を前記母基板から分離することを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項５】
前記剥離層とフレキシブル基板の界面結合力が前記フレキシブル基板の降伏強度より小さくなるようにし、物理的な力で前記フレキシブル基板を母基板から分離することを特徴とする請求項３に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項６】
前記フレキシブル基板と母基板の間に平坦化層をさらに形成することを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項７】
前記剥離層の一面または両面に平坦化層をさらに形成することを特徴とする請求項３に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項８】
前記仮基板と接着層の間に分離層を形成することを特徴とする請求項２に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項９】
前記母基板はガラス、金属または高分子材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項１０】
前記フレキシブル基板は、２以上の異なる材料で積層した複合構造であることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項１１】
前記フレキシブル基板はＦｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｖ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｍｇ、インバール（Ｉｎｖａｒ）合金及びステンレス鋼からなる群より選択される一つ以上の金属であることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項１２】
前記フレキシブル基板は鋳造法、電子線蒸着法、熱蒸着法、スパッタ蒸着法、化学気相蒸着法または電気メッキ法により形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項１３】
前記電子素子は、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、電気泳動表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＥＰＤ）、プラズマディスプレイパネル（ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）、マイクロプロセッサー（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）及びラム（Ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）からなる群より選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【請求項１４】
前記母基板の形状は平板状、半円筒状または円筒状であることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル電子素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル電子素子（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）の製造方法、この方法により製造されたフレキシブル電子素子及び該フレキシブル電子素子に使用されるフレキシブル基板に関し、より詳細には、低い表面粗さと熱膨脹係数を有し、ガラス基板水準の高い工程温度を適用することができ、優れたハンドリング特性を有する新しい構造のフレキシブル基板を含むフレキシブル電子素子の製造方法、この方法により製造されたフレキシブル電子素子及び該フレキシブル電子素子の製造に使用するためのフレキシブル基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、マルチメディアの発達と共に、フレキシブル電子素子の重要性が増大している。これにより、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、電気泳動表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＥＰＤ）、プラズマディスプレイパネル（ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）、マイクロプロセッサー（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ラム（Ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）などを可撓性のある基板上に作ることが求められている。
【０００３】
中でも、フレキシブルディスプレイの具現可能性が最も高く、特性も最も良いアクティブマトリックス有機発光表示装置（Ａｃｔｉｖｅ  ｍａｔｒｉｘ  ＯＬＥＤ：ＡＭＯＬＥＤ）を、従来開発されたポリシリコンＴＦＴ工程をそのまま用いて、高い収率で作製することができる技術開発が重要となっている。
【０００４】
一方、フレキシブル基板を利用した電子素子の製造方法には、プラスチック基板上に直接製造する方法、トランスファー工程を利用する方法、及び金属基板上に直接製造する方法に大別される３つの方法が提案されている。
【０００５】
まず、プラスチック基板上に電子素子を直接製造する方法に関し、特許文献１には、ガラス基板上に高分子物質からなる可撓性基板を接着してから電子素子を作製した後、ガラス基板から分離する方法が開示されており、特許文献２には、ガラス基板上にスピンオン方法でプラスチックをコートしてから電子素子を作製した後、ガラス基板から分離してフレキシブル電子素子を製作する方法が開示されている。
【０００６】
しかし、上記特許文献に開示された技術は、基板がプラスチックからなっているため、工程可能温度が１００〜３５０℃である。しかし、上記したＡＭＯＬＥＤ、ＲＡＭ、マイクロプロセッサーなどを製作するには、シリコンの結晶化温度である４５０℃以上で熱処理する工程が必須であるため、プラスチック基板では上記素子を製作することができないという問題がある。また、製造過程において、ＳｉやＳｉＯ２、ＳｉＮのような無機物半導体及び絶縁体と、基板であるプラスチックとの熱膨脹係数の差により亀裂、剥離などの欠陥が生じ、収率が低下するという問題点もある。
【０００７】
また、トランスファー工程を利用する方法に関し、特許文献３にはガラス基板上に分離層、薄膜デバイス、接着層、仮基板を順に形成した後、分離層にレーザーのような光を照射してガラス基板と被転写層を分離する方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、トランスファー工程の場合、薄膜デバイスが薄いため、上部に仮基板を貼り付けて素子を製作した後、仮基板を除去するダブルトランスファー工程を必ず行わなければならない。この方法は、薄膜デバイス上に仮基板を貼り付けてから除去するため、界面結合力が弱く、水分やソルベントに脆弱であるＯＬＥＤのような有機電子素子には適用できないという短所がある。また、ガラス基板及び仮基板の接着及び除去過程で薄膜デバイスの亀裂、異物混入などの欠陥が生じ、収率が低下するという問題もある。
【０００９】
また、金属基板を使用する工程に関し、特許文献４には金属基板上にガラス成分を含むバッファー膜を形成して表面粗さを低めて生産収率の高いフレキシブル電子素子を提供する方法が開示されており、特許文献５には金属基板上の凸状パターンを研磨により除去して収率を向上させる方法が開示されており、特許文献６にはガラス基板上に剥離層及び金属膜を形成する方法が開示されている。
【００１０】
ところが、フレキシブル電子素子に使用される１５〜１５０μｍの厚膜金属基板は、その製造方法上、数百ｎｍ以上の表面粗さを有する。例えば、圧延により製作された金属厚膜には圧延跡があり、ガラス基板上に蒸着により形成された金属厚膜は厚くなるにつれ、表面粗さが比例して増加するため、蒸着方法及び条件により表面粗さが変化する。よって、低い表面粗さを有するようにフレキシブル金属基板を製作するのに問題点がある。これにより、従来の金属基板を使用する際には、金属基板上の表面粗さを低めるために、高分子系の平坦化層を金属基板上に塗布したり、研磨工程を行うことが必須であった。しかし、高分子系を使用して表面粗さを低める場合は、上記プラスチック基板工程と同様に、高温工程を用いることができないという問題があり、研磨工程の場合、単結晶Ｓｉ基板を使用する高価のマイクロプロセッサーやＲＡＭを製作する場合には相応しいが、相対的に低価、大面積が求められるフレキシブル電子素子に適用するには、経済性が大きく低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】韓国公開特許第２００９−０１１４１９５号公報
【特許文献２】韓国公開特許第２００６−０１３４９３４号公報
【特許文献３】韓国公開特許第２００４−００９７２２８号公報
【特許文献４】韓国公開特許第２００８−００２４０３７号公報
【特許文献５】韓国公開特許第２００９−０１２３１６４号公報
【特許文献６】韓国公開特許第２００８−００６５２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためのもので、単純な工程により、別途の研磨工程なしに低い表面粗さを有するフレキシブル金属基板が得られ、その上に４５０℃以上の高温工程を通じて電子素子を製作することができ、高性能のフレキシブル電子素子を製造することができるフレキシブル電子素子の製造方法を提供することを主な課題とする。
【００１３】
本発明の他の課題は、既存のガラス基板を使用した工程と同一またはさらに高い温度の工程を適用することができる高性能フレキシブル電子素子の製造方法を提供することである。
【００１４】
本発明のさらに他の課題は、基板と基板上に製作される素子との熱膨脹係数の差により発生する亀裂や剥離などの欠陥が生じないように、低い熱膨脹係数を有するフレキシブル電子素子用金属基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）上記本発明の課題を解決するための手段として、本発明は、母基板上にフレキシブル基板を形成する段階と、上記フレキシブル基板を上記母基板から分離する段階と、上記母基板と接触していた上記フレキシブル基板の分離面上に電子素子を形成する段階と、を含むフレキシブル電子素子の製造方法を提供する。
【００１６】
（２）また、本発明は、母基板上にフレキシブル基板を形成する段階と、一面に接着層が形成された仮基板を上記接着層を利用して上記フレキシブル基板上に付着する段階と、上記仮基板が付着されたフレキシブル基板を上記母基板から分離する段階と、上記母基板と接触していた上記フレキシブル基板の分離面上に電子素子を形成する段階と、を含むフレキシブル電子素子の製造方法を提供する。
【００１７】
上記（１）または（２）の製造方法は、非常に低い表面粗さを有し、且つ繰り返し使用できる母基板に金属からなるフレキシブル基板を形成した後、フレキシブル基板を母基板から分離すると、フレキシブル基板の分離面は母基板の表面状態とほぼ類似する表面状態となるため、従来のように表面粗さを低めるために、高価の研磨工程を用いたり、高温工程が適用できないようにする高分子塗布工程を用いる必要がなくて、安い工程費用で、高性能のフレキシブル電子素子を具現することができる。
【００１８】
また、（２）の製造方法は、仮基板を使用することにより、フレキシブル基板の曲がり、返送、整列などの問題なく、４５０℃以上の高温工程を用いる既存のガラス基板の工程条件及び設備をそのまま利用することができる。
【００１９】
（３）上記（１）または（２）の製造方法において、上記母基板上に剥離層をさらに形成し、上記剥離層を利用してフレキシブル基板を母基板から分離することができる。
【００２０】
フレキシブル基板と母基板の間に薄い剥離層を追加しても、剥離層が母基板と類似する水準の表面粗さを示すため、フレキシブル基板の分離面の表面粗さを母基板と類似する水準に保持することができる。このように剥離層を追加する場合、フレキシブル基板の降伏強度が低くても、分離させるための界面結合力を低めることができるため、分離過程でフレキシブル基板が損傷することを防止することができる。また、剥離層は、必要に応じて、様々な物質で多層に積層した複合層からなることができる。
【００２１】
（４）上記（１）または（２）の製造方法において、上記フレキシブル基板と母基板間の界面結合力が、上記フレキシブル基板の降伏強度より小さくなるようにし、物理的な力で上記フレキシブル基板を上記母基板から分離することができる。
【００２２】
（５）上記（３）の製造方法において、上記剥離層とフレキシブル基板の界面結合力が、上記フレキシブル基板の降伏強度より小さくなるようにし、物理的な力で上記フレキシブル基板を母基板から分離することができる。
【００２３】
上記（４）または（５）のように、母基板（または剥離層）とフレキシブル基板の界面結合力よりフレキシブル基板の降伏強度が高い場合には、フレキシブル基板を母基板から分離するとき、フレキシブル基板が変形することなく母基板からフレキシブル基板を分離することができる。
【００２４】
（６）上記（１）または（２）の製造方法において、上記フレキシブル基板が形成される母基板面の表面粗さは、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用して１０μｍ×１０μｍのスキャン範囲で観測するとき、０＜Ｒｍｓ＜１００ｎｍ、０＜Ｒｐ−ｖ＜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００２５】
（７）上記（３）の製造方法において、上記フレキシブル基板が形成される剥離層面の表面粗さは、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用して１０μｍ×１０μｍのスキャン範囲で観測するとき、０＜Ｒｍｓ＜１００ｎｍ、０＜Ｒｐ−ｖ＜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００２６】
上記（６）または（７）の製造方法において、母基板または剥離層の表面粗さを上記範囲に保持するのは、母基板または剥離層の表面粗さが高くなると、フレキシブル基板の分離面の表面粗さも高くなり、後続研磨処理なしに電子素子を形成する場合、高品質の電子素子が具現しにくいためである。
【００２７】
（８）上記（１）の製造方法において、上記フレキシブル基板の厚さは５μｍ〜５００μｍであることが好ましい。フレキシブル基板の厚さが５μｍ未満では薄すぎて、物理的な力を加えて剥離する場合、薄膜が損傷する恐れがあり、５００μｍを超えると、厚くてフレキシブル特性が低下する。よって、物理的な力を加えて剥離するためには、母基板上に形成されるフレキシブル基板の厚さが上記範囲であることが最も好ましい。
【００２８】
（９）上記（２）の製造方法において、上記仮基板を含むフレキシブル基板の厚さは５μｍ〜５００μｍであることが好ましく、その理由はフレキシブル基板の厚さを５μｍ〜５００μｍにするのと同様である。
【００２９】
（１０）上記（１）または（２）の製造方法において、上記フレキシブル基板と母基板の間に平坦化層をさらに形成することができる。
【００３０】
（１１）上記（３）の製造方法において、上記剥離層の一面または両面に平坦化層をさらに形成することができる。
【００３１】
上記（１０）または（１１）の製造方法に使用される平坦化層は、フレキシブル基板ではない母基板に適用されるため、電子素子の製作温度を考慮しなくてもよい。従って、高分子材料を使用することができ、フレキシブル基板の表面粗さをより低く保持するのに役に立つ。平坦化層には、表面粗さを低く保持することができる材料であれば何れも使用してよく、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ：ＰＩ）またはポリイミドを含む共重合体、ポリアクリル酸（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）またはポリアクリル酸を含む共重合体、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）またはポリスチレンを含む共重合体、ポリスルファート（ｐｏｌｙｓｕｌｆａｔｅ）またはポリスルファートを含む共重合体、ポリアミド酸（ｐｏｌｙａｍｉｃ  ａｃｉｄ）またはポリアミド酸を含む共重合体、ポリアミン（ｐｏｌｙａｍｉｎｅ）またはポリアミンを含む共重合体、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ；ＰＶＡ）、ポリアリルアミン（Ｐｏｌｙａｌｌｙａｍｉｎｅ）及びポリアクリル酸（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）からなる群より選択される一つ以上の高分子化合物を使用することが好ましい。
【００３２】
（１２）上記（２）の製造方法において、上記仮基板と接着層の間に分離層を形成することができ、これは上記仮基板との分離をより容易にするためのものである。
【００３３】
（１３）上記（１）または（２）の製造方法において、上記母基板はガラス、金属または高分子材料からなるものを使用することができる。
【００３４】
中でも、ガラスは、ケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、溶融シリカガラス、石英、サファイア、Ｅ２Ｋ、バイコール（Ｖｙｃｏｒ）からなる群より選択される一つ以上のガラス材料を含むことができる。
【００３５】
また、上記金属の場合、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｖ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｍｇ、インバール（Ｉｎｖａｒ）及びＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ  Ｕｓｅ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）からなる群より選択される一つ以上の金属またはこれらの合金を含むことができる。
【００３６】
また、上記高分子材料の場合、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ：ＰＩ）またはポリイミドを含む共重合体、ポリアクリル酸（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）またはポリアクリル酸を含む共重合体、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）またはポリスチレンを含む共重合体、ポリスルファート（ｐｏｌｙｓｕｌｆａｔｅ）またはポリスルファートを含む共重合体、ポリアミド酸（ｐｏｌｙａｍｉｃ  ａｃｉｄ）またはポリアミド酸を含む共重合体、ポリアミン（ｐｏｌｙａｍｉｎｅ）またはポリアミンを含む共重合体、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ；ＰＶＡ）、ポリアリルアミン（Ｐｏｌｙａｌｌｙａｍｉｎｅ）及びポリアクリル酸（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）からなる群より選択される一つ以上の高分子化合物を含むことができる。
【００３７】
（１４）上記（１）または（２）の製造方法において、上記フレキシブル基板は、２以上の異なる材料で積層した複合構造であることができる。
【００３８】
（１５）また、上記（２）の製造方法において、上記接着層はエポキシ、シリコン、またはアクリル系からなる群より選択される少なくとも一つ以上の高分子接着剤を含み、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｉ、Ａｌ及び雲母からなる群より選択される１以上の物質を含み、使用温度が４５０℃以上であることが好ましい。
【００３９】
（１６）上記（１）または（２）の製造方法において、上記母基板の形状は平板状、半円筒状または円筒状であることができ、円筒状の場合、ロ−ルツーロ−ル（ｒｏｌｌ  ｔｏ  ｒｏｌｌ）工程を用いることができ、他の形状の母基板より大量生産に適する。
【００４０】
（１７）上記（１）または（２）の製造方法において、上記フレキシブル基板は、鋳造法、電子線蒸着法、熱蒸着法、スパッタ蒸着法、化学気相蒸着法または電気メッキ法で形成されることができる。
【００４１】
（１８）上記（１）または（２）の製造方法において、上記電子素子は、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、電気泳動表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＥＰＤ）、プラズマディスプレイパネル（ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）、マイクロプロセッサー（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）及びラム（Ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）からなる群より選択された一つ以上であることができる。
【００４２】
（１９）また、本発明は他の課題を解決するための手段として、上述した方法により製造されたフレキシブル電子素子を提供する。
【００４３】
（２０）また、本発明はさらに他の課題を解決するための手段として、表面粗さを所定値以下に調節した基板面にフレキシブル基板を形成した後、上記フレキシブル基板を物理的な力で分離し、その後、上記フレキシブル基板の分離面を電子素子の形成面として使用することを特徴とするフレキシブル基板を提供する。
【００４４】
（２１）上記（２０）のフレキシブル基板において、更なる研磨加工なしに、上記分離面の表面粗さは、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用して１０μｍ×１０μｍのスキャン範囲で観測するとき、０＜Ｒｍｓ＜１００ｎｍ、０＜Ｒｐ−ｖ＜１０００ｎｍであることを特徴とする。
【００４５】
（２２）上記（２０）または（２１）のフレキシブル基板において、上記フレキシブル基板は金属からなることができ、上記金属はインバール（ＩＮＶＡＲ）合金またはステンレス鋼であることが好ましい。特に、インバール（Ｉｎｖａｒ）合金は、ＳｉやＳｉＯ２、ＳｉＮなどの無機物半導体、絶縁体と類似する水準に熱膨脹係数を調節することができるため、温度上昇率と下降率などの工程条件を変える必要がなく、熱膨脹係数の差による亀裂発生を減少させるのに有利である。
【００４６】
（２３）上記（２０）または（２１）のフレキシブル基板において、上記フレキシブル基板の厚さは５μｍ〜５００μｍであることが好ましく、その理由は上記と同様である。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によるフレキシブル電子素子の製造方法、フレキシブル電子素子及びフレキシブル基板は、以下のような効果が得られるため、高性能のフレキシブル電子素子を低費用で製造するのに大きく寄与すると期待される。
【００４８】
第一、母基板とほぼ同じ表面粗さを有する分離面上に電子素子を形成することで、既存のフレキシブル電子素子の製造方法では解決できなかったフレキシブル基板、特に、金属製フレキシブル基板の表面粗さの問題を容易に解決することができる。
【００４９】
第二、フレキシブル基板の表面粗さを極めて低く保持することができ、工程温度を３５０℃以下に低める高分子系の平坦化層が必要ないため、工程時間、費用が節減できるだけでなく、４５０℃以上の高温工程を通じてポリシリコンＴＦＴのような高性能の電子素子を製作することができるという長所がある。
【００５０】
第三、フレキシブル基板の製造において、高価の研磨工程が必要なく、高い欠陥密度による低収率の問題を解決することができ、経済性が改善される。
【００５１】
第四、本発明によるフレキシブル基板の材料をインバール合金にする場合、ＳｉやＳｉＯ２、ＳｉＮなどの無機物半導体、絶縁体と類似する水準に熱膨脹係数を低く調節することができるため、温度上昇率と下降率などの工程条件を変える必要がなくて、熱膨脹係数の差による亀裂発生を減少させるのに有利である。
【００５２】
第五、本発明の一側面として、フレキシブル基板を支持する仮基板を利用する電子素子の製造方法によると、フレキシブル基板の曲がり、返送、整列などの問題なく、既存のガラス基板の工程条件及び設備をそのまま利用することができ、ハンドリングが容易であることができる。
【００５３】
第六、剥離方法において、剥離される界面での結合力よりフレキシブル基板の降伏強度が高いため、剥離中にフレキシブル基板が損傷せず、基板の生産収率を高めることができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施例によるフレキシブル電子素子の製造方法を示したものである。
【図２】本発明の第２実施例によるフレキシブル電子素子の製造方法と、フレキシブル基板と母基板の間に剥離層を形成したときの剥離形態を示したものである。
【図３】本発明の第３実施例によるフレキシブル電子素子の製造方法を示したものである。
【図４】母基板／フレキシブル基板または剥離層／フレキシブル基板間の界面結合力を測定した結果を示したものである。
【図５】本発明の第１実施例によるフレキシブル電子素子の製造において、母基板とフレキシブル基板の上下面の表面粗さを測定した結果、及びフレキシブル基板が薄い場合の剥離結果を示したものである。
【図６】本発明の第２実施例によるフレキシブル電子素子の製造において、母基板とフレキシブル基板の上下面の表面粗さを測定した結果を示したものである。
【図７】本発明の第３実施例によるフレキシブル電子素子の製造方法を示したものである。
【図８】本発明の第３実施例によるフレキシブル電子素子とガラス基板上に形成された電子素子の光学的、電気的特性を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。
【００５６】
また、本明細書及び請求の範囲に用いられる用語または単語は、通常、且つ辞書的な意味で解釈されてはならず、発明者らは自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に即し、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。
【００５７】
従って、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではない。よって、本出願時点において、これらに取り替えられる多様な均等物と変形例があり得、本発明の範囲は以下に記述する実施例に限定されない。
【００５８】
また、本発明の実施例は、当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものであり、また、図面における膜または領域の大きさまたは厚さは、明細書の明確な理解のために誇張されている。
【００５９】
第１実施例
図１は本発明の第１実施例によるフレキシブル電子素子の製造方法を概略的に示したものである。図１に示されたように、本発明の第１実施例によるフレキシブル電子素子の製造方法は、母基板１００にフレキシブル基板２００を形成し（図１の（ａ））、母基板１００からフレキシブル基板２００を分離（図１の（ｂ））してフレキシブル基板を製造する段階（図１の（ｃ））と、分離したフレキシブル基板２００の分離面に電子素子３００と封止層４００を形成する段階（図１の（ｄ））からなる。
【００６０】
本発明者らは、フレキシブル基板２００を製造するための事前段階として、まず、母基板１００と母基板１００上に形成されるフレキシブル基板２００、または母基板１００上に形成された剥離層５００とフレキシブル基板２００間の界面結合力を調べ、その結果を図４に示した。
【００６１】
図４の界面結合力はスクラッチテスト（ｓｃｒａｔｃｈ  ｔｅｓｔ）により調べた。スクラッチテストとは、端部の丸い探針（ｓｔｙｌｕｓ）を利用して薄膜の表面に荷重を増加させながら基板を移動させ、薄膜が剥がれる時の臨界荷重値をもって接着力を推定する方法である。臨界荷重と実際薄膜の接着力との関係を定量的に究明して解釈することは困難であるが、同一臨界荷重及び同一探針の場合には、薄膜間の相対的結合力を測定することが容易であり、再現性が高い方法である。試験において、剥離層の厚さは１０ｎｍ、金属層の厚さは１００ｎｍのものを使用した。初期印加応力は０．０３Ｎ、最終印加応力は７．５Ｎ、印加速度は５Ｎ／ｍｉｎ、探針の移動速度は１０ｍｍ／ｍｉｎ、長さは１５ｍｍであった。金属層が厚くなると、界面の結合力より金属層の機械的物性が大きく反映されるため、金属層の厚さをフレキシブル基板として使用するものの厚さより薄くして実験を行った。
【００６２】
図４の実験条件の基準値は、３Ｍスコッチテープの約５〜８Ｎの結合力値である。
【００６３】
図４から分かるように、フレキシブル基板としてＡｇを使用する場合、母基板や剥離層の物質に係らず、スクラッチテスト（ｓｃｒａｔｃｈ  ｔｅｓｔ）の測定範囲よりも小さい界面結合力を示した。また、ガラス基板上に剥離層（ＩＴＯまたはＭｇＯ）を形成した後、フレキシブル基板としてＡｕ、Ｃｕ、ＮｉまたはＴｉを形成した場合、ＭｇＯ上にＡｕが蒸着した場合でも、界面結合力がスクラッチテスト測定範囲より小さく測定された。また、母基板がガラスで、剥離層物質がＭｇＯで、フレキシブル基板物質がＣｕ、Ｎｉ、Ｔｉである場合、それぞれ０．５６Ｎ、２．８１Ｎ、４．３７Ｎと界面結合力が増加したが、全ての場合において、母基板／剥離層からフレキシブル基板を損傷なく物理的に分離することができるほどに界面結合力が低く、実際の分離面も母基板と類似する表面粗さを示した。
【００６４】
本発明の第１実施例では、母基板１００としてガラス基板を使用し、ガラス基板上に厚さ１０μｍのＡｇ厚膜（フレキシブル基板）を熱蒸着法により形成した後、別途の仮基板を使用せず、ガラス基板からＡｇ厚膜（フレキシブル基板）を人の手で物理的な力を加えて剥がす方式で分離した。
【００６５】
その後、３Ｄプロファイラ（ｐｒｏｆｉｌｅｒ）で各層の表面粗さを評価した結果、図５に示したように、ガラス基板面の表面粗さは０．９６ｎｍで（図５ｂ）、ガラス基板から分離したＡｇフレキシブル基板の分離面の表面粗さは１．１３ｎｍ（図５ｃ）であって、母基板であるガラス基板とほぼ類似する極めて低い表面粗さが得られた。
【００６６】
次いで、ガラス基板から分離したフレキシブル基板２００の分離面上にＯＬＥＤ素子を形成した。ＯＬＥＤ素子は、フォトレジストを利用してパターンを形成した後、フレキシブル基板であるＡｇを反射電極として、ＣｕＯで１ｎｍ厚さの正孔注入層を形成し、上記正孔注入層上にａ−ＮＰＤで７０ｎｍ厚さの正孔輸送層を形成し、上記正孔輸送層上にＡｌｑ３で４０ｎｍ厚さの発光層を形成し、上記発光層上にＢＣＰで５ｎｍ厚さの正孔防止層を形成し、上記正孔防止層上にＡｌｑ３で２０ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、上記電子輸送層上にＡｌで１０ｎｍ厚さの透明電極を形成する方法により製造され、これにより、フレキシブルＯＬＥＤを製造することができた。
【００６７】
本発明の第１実施例では、剥離する面の界面結合力、蒸着条件、剥離方法、フレキシブル基板の物質種類により差はあるが、一般的に、フレキシブル基板の厚さが５μｍ以上のときにフレキシブル基板の損傷なく母基板から分離することができ、さらに好ましくは１０μｍ以上であった。図５の（ｄ）から分かるように、Ａｇの厚さが約５μｍの場合には、剥離中にフレキシブル基板が破れ、ハンドリングすることが困難である。
【００６８】
第２実施例
図２の（ａ）に示されたように、本発明の第２実施例では、第１実施例と異なって、母基板１００とフレキシブル基板２００の間に剥離層５００を形成してフレキシブル基板２００を製造した。このように剥離層５００を形成する場合、フレキシブル基板２００の分離形態は、フレキシブル基板２００の界面で分離されたり（図２の（ｂ））、母基板１００と剥離層５００の界面で分離されたり（図２の（ｃ））、剥離層５００の内面で分離されることができる（図２の（ｄ））。このとき、図２の（ｂ）の場合は、後続工程が必要ないが、図２の（ｃ）及び図２の（ｄ）の場合は剥離層５００を除去する工程が追加されることもある。
【００６９】
本発明の第２実施例では、ガラス基板上に、剥離層として１２０ｎｍ厚さのＩＴＯ層を形成した後、５０ｎｍ厚さのＴｉ下地層、１００ｎｍ厚さのＡｕシード層、４０μｍ厚さのＣｕ層からなるＴｉ／Ａｕ／Ｃｕ層のフレキシブル基板を形成してから、Ｔｉ／Ａｕ／Ｃｕ層のフレキシブル基板をガラス基板／ＩＴＯ層から物理的に剥がす方式で分離した後（図６の（ａ））、各表面に対し、３Ｄプロファイラを利用して１０μｍ×１０μｍのスキャン範囲で表面粗さを観測したとき、フレキシブル基板と分離したガラス基板面の表面粗さは６．４ｎｍであった（図６の（ｂ））。また、ガラス基板上に形成されたフレキシブル基板の表面粗さは５９３．２ｎｍと大きいが（図６の（ｃ））、ガラス基板と分離したフレキシブル基板の分離面の表面粗さは６．１ｎｍであって、母基板であるガラス基板とほぼ類似する極めて低い表面粗さが得られることが分かる。
【００７０】
第３実施例
図３は本発明の第３実施例によるフレキシブル電子素子の製造方法を概略的に示したものである。図３に示されたように、本発明の第３実施例によるフレキシブル電子素子の製造方法は、母基板１００に剥離層５００を介在してフレキシブル基板２００を形成した後（図３の（ａ））、その上に接着層７００を介在して（図３の（ｂ））仮基板６００をフレキシブル基板２００に付着する（図３の（ｃ））。その後、フレキシブル基板２００上に形成された母基板１００を剥離層５００を利用して分離し（図３の（ｄ））、フレキシブル基板２００の分離面上に電子素子３００及び封止層４００を形成してフレキシブル電子素子を製造する段階（図３の（ｅ））からなる。
【００７１】
即ち、第３実施例は、フレキシブル基板２００をハンドリングするための仮基板６００を使用する点で第１実施例と差異がある。一方、付着した仮基板６００の使用用途によって、付着した状態で利用したり、分離することができる。仮基板６００を分離する必要がある場合には、接着層７００と仮基板６００の間にさらに分離層を形成することが好ましい。
【００７２】
具体的には、図７の（ａ）及び図７の（ｂ）のように、母基板１００であるガラス基板上に母基板とフレキシブル基板の界面の結合を低めるために、１２０ｎｍのＩＴＯを剥離層として形成し、５０ｎｍ厚さのＴｉ下地層、１００ｎｍ厚さのＡｕシード層、５μｍ厚さのＣｕ層からなるＴｉ／Ａｕ／Ｃｕ層のフレキシブル基板を形成した。図７（ｃ）のように、５μｍの薄いＣｕ層のフレキシブル基板を補強するために接着層が一面に形成されたＰＥＴ仮基板をフレキシブル基板に接着した。図７（ｄ）のように、仮基板層が含まれたＴｉ／Ａｕ／Ｃｕ層のフレキシブル基板をガラス基板／ＩＴＯ層から大きな力を加えずに物理的に剥がす方式で分離した。図７の（ｅ）のように、ガラス基板から分離した表面粗さが極めて少ないフレキシブル基板２００の分離面を得た。図７の（ｆ）のように、上記フレキシブル基板上にＯＬＥＤ素子を形成した。ＯＬＥＤ素子は、１００ｎｍのＡｇを反射電極として、全面にフォトレジストを利用してパターンを形成した後、フレキシブル基板であるＡｇを反射電極として、ＣｕＯで１ｎｍ厚さの正孔注入層を形成し、上記正孔注入層上にａ−ＮＰＤで７０ｎｍ厚さの正孔輸送層を形成し、上記正孔輸送層上にＡｌｑ３で４０ｎｍ厚さの発光層を形成し、上記発光層上にＢＣＰで５ｎｍ厚さの正孔防止層を形成し、上記正孔防止層上にＡｌｑ３で２０ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、上記電子輸送層上にＡｌで１０ｎｍ厚さの透明電極を形成する方法により製造され、これによってフレキシブルＯＬＥＤを製造することができた。
【００７３】
図８は、第３実施例と同じ工程で製造した、発光面積が３ｍｍ×３ｍｍであるフレキシブルＯＬＥＤの電気的、光学的特性を評価した結果を示したものである。図８に示したように、ガラス基板と、同じガラス基板を母基板として第３実施例を通じて得たフレキシブル基板面とに、同じＯＬＥＤ素子構造を形成したときの電流−光量及び電圧−電流特性は、測定誤差範囲内の同じ電気的、光学的特性であった。
【図１】
0005879343.tif 000002
【図２】
0005879343.tif 000003
【図３】
0005879343.tif 000004
【図４】
0005879343.tif 000005
【図８】
0005879343.tif 000006
【図５】
0005879343.tif 000007
【図６】
0005879343.tif 000008
【図７】
0005879343.tif 000009