(57)【要約】【課題】スピンコート法で粘着剤を支持体全面に塗布し、プラスチック基板を貼り付けると、粘着剤の使用効率が悪く、剥離が困難であり、スループットが低下する。【解決手段】支持体１７上に粘着剤をアイランド状に塗布し、かつ支持体１７の一主面の少なくとも一辺を粘着剤で覆わないことで、粘着剤の使用効率を向上させ、支持体１７からプラスチック基板１０を剥離する際のハンドリング性を向上させる。半導体層１５の長軸方向と、粘着剤で覆われていない支持体１７の一辺とが平行となるようにプラスチック基板１０に薄膜トランジスタを形成すると、プラスチック基板１０と支持体１７とを分離する工程において、剥離方向とプラスチック基板１０上に形成された薄膜トランジスタの半導体１５の長軸方向とが一致しないため、半導体層１５へのクラックの発生を抑制し、特性低下を抑制できる。【選択図】  図１
2013138085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、プラスチック基板と、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極及びドレイン電極と接続するよう形成された半導体層と、を有するフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法であって、剛直で表面が平滑な支持体の一主面上へ粘着剤を塗布する工程と、前記粘着材が塗布された支持体上へ枚葉形状の前記プラスチック基板を固定する工程と、固定された前記プラスチック基板表面に薄膜トランジスタを形成する工程と、薄膜トランジスタが形成されたプラスチック基板と前記支持体とを分離する工程とを備え、前記粘着剤を塗布する工程においては、前記支持体の一主面上へ粘着剤がアイランド状に塗布され、かつ、前記プラスチック基板を固定する工程においては、前記支持体の一主面の少なくとも一辺が粘着剤に覆われていないことを特徴とするフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記薄膜トランジスタを形成する工程においては、前記支持体の一主面の粘着剤で覆われていない一辺と、前記薄膜トランジスタの半導体層の長軸方向とが、平行になるように、前記薄膜トランジスタが形成されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記粘着剤を塗布する工程においては、前記粘着剤として液体状の粘着剤を使用し、前記アイランド状のパターンの形成がインクジェット印刷法、凸版印刷法、反転オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法のいずれかで行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記粘着剤を塗布する工程においては、塗布される前記粘着剤の形状がドット形状であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記粘着剤を塗布する工程においては、塗布される前記粘着剤の形状がストライプ形状であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記薄膜トランジスタが形成されたプラスチック基板と前記支持体とを分離する工程において、前記支持体の一主面の粘着剤に覆われていない一辺を起点として前記プラスチック基板を剥離し、前記プラスチック基板の剥離方向と、前記プラスチック基板上に形成された前記薄膜トランジスタの半導体層の長軸方向とが、一致しないことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
剛直で表面が平滑な支持体と、前記支持体の一主面上に、アイランド状に塗布された粘着剤と、前記粘着材が塗布された支持体上に固定された枚葉形状のプラスチック基板と、前記プラスチック基板表面に形成された薄膜トランジスタとを含み、前記粘着剤は、前記支持体の一主面の少なくとも一辺を除いて塗布され、前記薄膜トランジスタが形成されたプラスチック基板と前記支持体とが分離可能に構成されていることを特徴とするフレキシブル薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記支持体の一主面の粘着剤で覆われていない一辺と、前記薄膜トランジスタの半導体層の長軸方向とが、平行になるように、前記薄膜トランジスタが形成されることを特徴とする請求項７に記載のフレキシブル薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記粘着剤の形状がドット形状であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のフレキシブル薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記粘着剤の形状がストライプ形状であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のフレキシブル薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法、フレキシブル薄膜トランジスタに関し、より詳細にはフレキシブルなプラスチック製の基板上に形成された薄膜トランジスタの製造方法、フレキシブル薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報技術の目覚しい発展により、現在ではノート型パソコンや携帯情報端末などでの情報の送受信が頻繁に行われている。近い将来、場所を選ばずに情報をやり取りできるユビキタス社会が来るであろうことは周知の事実である。そのような社会においては、より軽量で薄型の情報端末が望まれる。
そのような情報端末に使用する電子部材の中でも、現在薄膜トランジスタ素子に使用されている半導体材料の主流はシリコン系である。シリコン系材料を用いた薄膜トランジスタ素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、薄膜トランジスタ素子の基板材料には工程温度に耐え得ることが求められる。このため、一般的には薄膜トランジスタ素子を形成する基板としてガラスが使用されている。
【０００３】
しかしながら、先に述べた情報端末を構成する際にガラスを用いた場合、その情報端末は重く、柔軟性がなく、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。従ってガラス上に薄膜トランジスタ素子を形成することに起因するこれらの特徴は、ユビキタス社会における情報端末として望ましくないものであるといえる。
そこで近年、薄膜トランジスタの半導体材料として有機半導体が注目されている。有機半導体材料はシリコン系材料のような高温での熱処理工程を必要としないため可撓性のプラスチック基板上に設けられる等の利点を有する。さらに、真空プロセスを用いず印刷プロセスで作製できるためコストを下げられる等の利点も有する。
【０００４】
さらに、低温形成可能な半導体材料として、金属酸化物半導体も注目されている。たとえばアモルファスＩｎＧａＺｎＯ系材料をチャネル層として用い、ポリエチレンテレフタラート基板上に形成した薄膜トランジスタが移動度１０ｃｍ2／Ｖｓ前後の優れた特性を持つことが報告されている（非特許文献１）。
このように、低温にて優れた特性を有する薄膜トランジスタの作製が実現可能であることが実証されたため、軽量で壊れにくいフレキシブルディスプレイの広範な普及への期待が高まっている。そこで近年、基板の軽量化、フレキシブル化を目指し、薄膜トランジスタ素子をプラスチック基板上に形成したフレキシブル薄膜トランジスタの開発が盛んに行われている。
【０００５】
プラスチック基板上に薄膜トランジスタを形成する場合、一般的にはプラスチック基板を支持体（例えばガラス）に固定した上で薄膜トランジスタを従来と同様なプロセスにより作製し、支持体を剥離するという工程を用いる（特許文献１）。一般的に、プラスチック基板を支持体に固定する際には、支持体全面に粘着剤をスピンコート法により塗布した後、プラスチック基板を貼り付けるという方法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１４９１１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】K.Nomura et al “Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxide semiconductors”Nature、432、488(2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したスピンコート法を用いると簡便に粘着剤が塗布できるが、粘着剤の使用効率が悪い。また、プラスチック基板を支持体全面へ貼り付けると、剥離は困難になり、スループットが低下する。さらに、支持体全面へ塗布することにより剥離の際に強い力が加わるため、剥離の際、薄膜トランジスタのゲート絶縁層や電極、半導体層へクラックが入ることが懸念される。さらに、剥離時の応力によってしきい値電圧がシフトすることが懸念される。
【０００９】
本発明の目的は、低コスト、高スループットでありながら高品質なフレキシブル薄膜トランジスタを製造することのできるフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、低コスト、高スループットでありながら高品質なフレキシブル薄膜トランジスタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によるフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法は、少なくとも、プラスチック基板と、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極及びドレイン電極と接続するよう形成された半導体層と、を有するフレキシブル薄膜トランジスタの製造方法であって、剛直で表面が平滑な支持体の一主面上へ粘着剤を塗布する工程と、前記粘着材が塗布された支持体上へ枚葉形状の前記プラスチック基板を固定する工程と、固定された前記プラスチック基板表面に薄膜トランジスタを形成する工程と、薄膜トランジスタが形成されたプラスチック基板と前記支持体とを分離する工程とを備え、前記粘着剤を塗布する工程においては、前記支持体の一主面上へ粘着剤がアイランド状に塗布され、かつ、前記プラスチック基板を固定する工程においては、前記支持体の一主面の少なくとも一辺が粘着剤に覆われていないことを特徴とする。粘着剤が支持体へアイランド状に塗布されることで、粘着剤の使用量を軽減できると同時に、プラスチック基材を支持体から剥離することが容易になり、フレキシブル薄膜トランジスタのゲート絶縁膜や電極、半導体層へのクラックの発生が抑制できる。さらに、粘着剤塗布の際に、粘着剤で支持体の少なくとも一辺を覆わないことにより、フレキシブル薄膜トランジスタを支持体から剥離する際のハンドリング性を向上させる。これにより高品質なフレキシブル薄膜トランジスタを、低コストかつ高い生産性を以って製造することが可能となる。
【００１１】
前記薄膜トランジスタを形成する工程においては、前記支持体の一主面の粘着剤で覆われていない一辺と、前記薄膜トランジスタの半導体層の長軸方向とが、平行になるように、前記薄膜トランジスタが形成されることが望ましい。このようにすれば、フレキシブル薄膜トランジスタを支持体から剥離する際に、フレキシブル薄膜トランジスタの剥離方向と半導体層の長軸方向が一致しないため、剥離の際に半導体層のクラックの発生を抑制できる。さらに、フレキシブル薄膜トランジスタの特性低下も抑制することができる。
【００１２】
前記粘着剤を塗布する工程においては、前記粘着剤として液体状の粘着剤を使用し、前記アイランド状のパターンの形成がインクジェット印刷法、凸版印刷法、反転オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法のいずれかで行われることが望ましい。これらのいずれかを採用することにより、高いインク使用効率で大面積にも容易にアイランドパターンを形成することができる。
【００１３】
前記粘着剤を塗布する工程においては、塗布される前記粘着剤の形状がドット形状であってもよい。粘着剤のアイランドパターンをドット形状とすることでプラスチック基板を支持体へ固定する際に使用する粘着剤の量を軽減すると同時に、プラスチック基板を支持体から容易に剥離することができる。
また、前記粘着剤を塗布する工程においては、塗布される前記粘着剤の形状がストライプ形状であってもよい。粘着剤のアイランドパターンをストライプ形状とすることで、粘着剤を簡便に塗布することができ、プラスチック基板を支持体へ固定する際に使用する粘着剤の量を軽減でき、プラスチック基板を支持体から容易に剥離することができる。
【００１４】
前記薄膜トランジスタが形成されたプラスチック基板と前記支持体とを分離する工程において、前記支持体の一主面の粘着剤に覆われていない一辺を起点として前記プラスチック基板を剥離し、前記プラスチック基板の剥離方向と、前記プラスチック基板上に形成された前記薄膜トランジスタの半導体層の長軸方向とが、一致しないことが望ましい。剥離方向と、プラスチック基板上に形成された薄膜トランジスタの半導体層の長軸方向とが一致しないため、半導体層へのクラックの発生やフレキシブル薄膜トランジスタの特性低下を抑制することができる。
【００１５】
本発明の一態様によるフレキシブル薄膜トランジスタは、剛直で表面が平滑な支持体と、前記支持体の一主面上に、アイランド状に塗布された粘着剤と、前記粘着材が塗布された支持体上に固定された枚葉形状のプラスチック基板と、前記プラスチック基板表面に形成された薄膜トランジスタとを含み、前記粘着剤は、前記支持体の一主面の少なくとも一辺を除いて塗布され、前記薄膜トランジスタが形成されたプラスチック基板と前記支持体とが分離可能に構成されていることを特徴とする。粘着剤が支持体へアイランド状に塗布されることで、粘着剤の使用量を軽減できると同時に、プラスチック基材を支持体から剥離することが容易になり、フレキシブル薄膜トランジスタのゲート絶縁膜や電極、半導体層へのクラックの発生が抑制できる。さらに、粘着剤塗布の際に、粘着剤で支持体の少なくとも一辺を覆わないことにより、フレキシブル薄膜トランジスタを支持体から剥離する際のハンドリング性を向上させる。これにより高品質なフレキシブル薄膜トランジスタが、低コストかつ高い生産性を以って製造できる。
【００１６】
前記支持体の一主面の粘着剤で覆われていない一辺と、前記薄膜トランジスタの半導体層の長軸方向とが、平行になるように、前記薄膜トランジスタが形成されることが望ましい。この構成を採用すれば、フレキシブル薄膜トランジスタを支持体から剥離する際に、フレキシブル薄膜トランジスタの剥離方向と半導体層の長軸方向が一致しないため、剥離の際に半導体層のクラックの発生を抑制できる。さらに、フレキシブル薄膜トランジスタの特性低下も抑制することができる。
【００１７】
前記粘着剤の形状はドット形状であることが望ましい。粘着剤のアイランドパターンをドット形状とすることでプラスチック基板を支持体へ固定する際に使用する粘着剤の量を軽減すると同時に、プラスチック基板を支持体から容易に剥離することができる。
前記粘着剤の形状はストライプ形状であることが望ましい。粘着剤のアイランドパターンをストライプ形状とすることで、粘着剤を簡便に塗布することができ、プラスチック基板を支持体へ固定する際に使用する粘着剤の量を軽減でき、プラスチック基板を支持体から容易に剥離することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、低コストかつ高品質なフレキシブル薄膜トランジスタを提供することが可能となる。具体的には、プラスチック基板を支持体へ固定する際、支持体上に粘着剤をアイランド状に形成することで粘着剤の使用量が軽減され、生産コストを軽減することができる。さらに粘着剤がアイランド状に形成され、かつ、支持体の少なくとも一辺を粘着剤で覆わないことにより、全面に粘着剤を塗布している従来のものと比較して、支持体からフレキシブル薄膜トランジスタを剥離することが容易になり、工程時間が短縮される。さらに、剥離の際にフレキシブル薄膜トランジスタのゲート絶縁膜や電極、半導体層へクラックが発生することを抑制することができる。さらに、フレキシブル薄膜トランジスタを剥離する際、粘着剤で覆われていない支持体の一辺を起点として、支持体からフレキシブル薄膜トランジスタを剥離する場合、剥離方向と半導体層の長軸方向を一致させないことにより、剥離の際の半導体層への応力を軽減することができるため、フレキシブル薄膜トランジスタの特性低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（Ａ）は実施例１に係る支持体および粘着剤の塗布形状であり、（Ｂ）はその上に形成されるフレキシブル薄膜トランジスタの構造を表す概略図である。
【図２】（Ａ）は実施例２に係る支持体および粘着剤の塗布形状であり、（Ｂ）はその上に形成されるフレキシブル薄膜トランジスタの構造を表す概略図である。
【図３】（Ａ）は比較例１に係る支持体および粘着剤の塗布形状であり、（Ｂ）はその上に形成されるフレキシブル薄膜トランジスタの構造を表す概略図である。
【図４】（Ａ）は比較例２に係る支持体および粘着剤の塗布形状であり、（Ｂ）はその上に形成されるフレキシブル薄膜トランジスタの構造を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付け、実施の形態間において重複する説明は省略する。
図１に本発明のフレキシブル薄膜トランジスタの一例を示す。図１（Ａ）は支持体を示している。この支持体１７は、剛直で表面が平滑である。
図１（Ｂ）は支持体１７上に形成されるフレキシブル薄膜トランジスタを示している。図１（Ｂ）において、プラスチック基板（合成樹脂基板）１０上にゲート電極１１、ゲート絶縁層（図示せず）、ソース電極１３、ドレイン電極１４、半導体層１５を備えたフレキシブル薄膜トランジスタが形成される。なお、図示せぬゲート絶縁層は、プラスチック基板１０全面に形成される。
【００２１】
図１（Ａ）において、粘着剤１６はプラスチック基板を固定する目的で、支持体１７の一主面上に塗布される。ただし、支持体１７の一主面の少なくとも一辺の近傍は粘着剤１６に覆われていない。粘着剤１６に覆われていない辺は、複数あってもよい。
本例では、粘着剤１６は、アイランド状に、かつ、粘着剤で覆われていない支持体１７の一主面の一辺と半導体層１５の長軸方向とが平行になるよう塗布されている。
【００２２】
本例において、プラスチック基板１０には、ポリメチレンメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルサルフォン、トリアセチルセルロース、ポリビニルフルオライドフィルム、エチレン−テトラフルオロエチレン、共重合樹脂、耐候性ポリエチレンテレフタレート、耐候性ポリプロピレン、ガラス繊維強化アクリル樹脂フィルム、ガラス繊維強化ポリカーボネート、透明性ポリイミド、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン樹脂等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。これらは単独でも、二種以上が積層された複合基板としても使用することができる。またガラスやプラスチック基板上にカラーフィルタのような樹脂層を有する基板も使用することができる。
【００２３】
本例において、ゲート電極１１、ソース電極１３、ドレイン電極１４には、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉなどの低抵抗金属材料や酸化物材料が好適に用いられる。具体的には、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウムカドミウム（ＣｄＩｎ２Ｏ４）、酸化カドミウム錫（Ｃｄ２ＳｎＯ４）、酸化亜鉛錫（Ｚｎ２ＳｎＯ４）、酸化インジウム亜鉛（ＩｎＺｎＯ）等が挙げられる。またこの酸化物材料に不純物をドープしたものも好ましい。一例として酸化インジウムにモリブデンやチタンをドープしたもの、酸化錫にアンチモンやフッ素をドープしたもの、酸化亜鉛にインジウム、アルミニウム、ガリウムをドープしたものなどが挙げられる。なかでも酸化インジウムに錫をドープした酸化インジウム錫（ＩＴＯ）がとりわけ低い抵抗率を示すため、最も適した電極材料であるといえる。またＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）等の有機導電性材料も好適であり、単体の場合も導電性酸化物材料との複数積層の場合も好んで用いられる。ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極は、すべて同じ材料からできていても、違う材料からできていてもよい。しかし、工程を減らすためにはソース電極とドレイン電極に同一の材料を使用することが望ましい。これらの電極は、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、ホットワイヤーＣＶＤ法等により形成される。また上述の導電性材料をインキ状、ペースト状にしたものをスクリーン印刷、フレキソ印刷、インクジェット法等により塗布し、焼成することでも形成が可能であるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
本例において、ゲート絶縁層には、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、ハフニウムアルミネート、酸化ジルコニア、酸化チタン等の無機材料、またはＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等のポリアクリレート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＰ（ポリビニルフェノール）等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。またゲートリーク電流を抑えるために、絶縁材料の好ましい抵抗率は１０11Ωｃｍ以上、より好ましくは１０14Ωｃｍ以上である。
【００２５】
本例において、フレキシブル薄膜トランジスタ用いられる半導体層１５として、酸化物半導体や有機半導体が挙げられる。酸化物半導体材料としては、亜鉛、インジウム、錫、タングステン、マグネシウム、ガリウムなどのうち一種類以上の元素を含む酸化物、すなわち酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛、酸化錫、酸化タングステン、酸化亜鉛ガリウムインジウム等公知の材料が挙げられる。有機半導体材料としては、ポリチオフェン、ポリアリルアミン、フルオレンビチオフェン共重合体、およびそれらの誘導体のような高分子有機半導体材料、およびペンタセン、テトラセン、銅フタロシアニン、ペリレン、６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン（ＴＩＰＳ−ペンタセン）、およびそれらの誘導体のような低分子有機半導体材料や加熱処理などで有機半導体に変換される前駆体を半導体材料インキとして用いることができる。また、カーボンナノチューブあるいはフラーレンなどの炭素化合物や半導体ナノ粒子分散液なども半導体層の材料として用いることができる。半導体材料インキを用いる場合には、溶媒としてトルエンやキシレン、インダン、テトラリン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの半導体層は、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、ホットワイヤーＣＶＤ法等により形成される。また上述の導電性材料をインキ状、ペースト状にしたものをスクリーン印刷、フレキソ印刷、インクジェット法等により塗布し、乾燥することでも形成が可能であるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２６】
本例において、形成される薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなくトップゲート型、ボトムゲート型のいずれの構造であってもよい。
ゲート電極の配置以外の構造の違いとして、半導体層の位置が異なるボトムコンタクト型、トップコンタクト型があるが、半導体層として有機半導体材料を用いる場合にはボトムコンタクト型とすることが好ましい。ボトムコンタクト型はトップコンタクト型に比べてチャネル長を短くできるため大きなドレイン電流が得られるためである。
【００２７】
本例において、プラスチック基板１０と支持体の固定に用いる粘着剤１６には公知の材料を用いることができる。たとえば、ゴム系、シリコーン系、アクリル系、ウレタン系等の材料を用いることができる。粘着力、フレキシブル薄膜トランジスタ製造工程における耐熱性、粘弾性等を考慮し適宜選択することが好ましい。また、紫外線照射や、通電、加熱、浸水により剥離性を発現する粘着剤を用いることによりフレキシブル薄膜トランジスタにストレスをかけることなく、支持体との分離ができる。
本例において、粘着剤１６による粘着剤層の形成方法としては、凸版印刷法、反転オフセット法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法等、公知の方法を好適に用いることができる。工程が低温で、工程数が少なく、安価な印刷法で形成することが望ましい。
【実施例１】
【００２８】
図１に示した形態をとるボトムゲートボトムコンタクト型フレキシブル薄膜トランジスタアレイの製造方法を示す。本トランジスタアレイは１素子サイズ５００μｍ×５００μｍであり、この素子が２４０×３２０個あるものである。
プラスチック基板としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（帝人デュポン製）を用い、支持体としてソーダガラスを使用した。支持体上に粘着剤（ネオプリム  三菱ガス化学製）をスクリーン印刷により半径約５０μｍのドット形状を形成した。その際、支持体の一主面の一辺の近傍が粘着剤で覆われないようにするために、支持体端部から約１ｃｍの幅には粘着剤を塗布しなかった。粘着剤のパターン形成後、ＰＥＮフィルムを支持体に貼り付け、固定した。
【００２９】
続いて、薄膜トランジスタをＰＥＮフィルム上に形成する。薄膜トランジスタ形成の際、薄膜トランジスタがＰＥＮフィルムに対して図１のような方向の配置となるよう形成した。
ＰＥＮフィルム上にアルミニウムをスパッタ法により１００ｎｍ成膜後、ポジレジストを用いてフォトリソグラフィ、エッチングを行い、その後レジストを剥離することによりゲート電極を形成した。
【００３０】
続いてゲート絶縁材料としてポリイミド（ネオプリム  三菱ガス化学製）をダイコーターにより塗布し、１８０℃で１時間乾燥させゲート絶縁膜（ゲート絶縁層）を得た。次に金を蒸着法により５０ｎｍ成膜し、ポジレジストを用いてフォトリソ、エッチングを行い、その後レジストを剥離することによりソース電極・ドレイン電極を形成した。
半導体層形成用材料として、テトラリン（関東化学製）と６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン（ＴＩＰＳ−ペンタセン）（Ａｌｄｒｉｃｈ製）を混合した溶液を用いた。ディスペンサ法により、半導体層形成用材料をソース電極とドレイン電極間に塗布し、９０℃で加熱乾燥させることにより半導体層を形成し、薄膜トランジスタアレイ１を形成した。
【００３１】
薄膜トランジスタアレイ１を形成したＰＥＮフィルムを支持体より剥離し、フレキシブル薄膜トランジスタアレイ１を得た。ＰＥＮフィルムを支持体より剥離する際、粘着剤が塗布されていない一辺を掴んで剥離すると、剥離が容易であった。さらに、粘着剤がドット形状であったため、従来に比べて剥離が容易であり、ゲート絶縁層や電極のクラックの発生は確認されなかった。さらに、剥離方向が半導体層の長軸方向と非平行であったため、剥離の際の半導体層へかかる応力が軽減された。その結果、フレキシブル薄膜トランジスタアレイ１内の素子は良好な特性を示した。
【実施例２】
【００３２】
図２に示した形態をとるボトムゲートボトムコンタクト型フレキシブル薄膜トランジスタアレイの製造方法を示す。本トランジスタアレイは１素子サイズ５００μｍ×５００μｍであり、この素子が２４０×３２０個あるものである。
プラスチック基板１０としてＰＥＮフィルムを用い、支持体としてソーダガラスを使用した。支持体上に粘着剤（ネオプリム  三菱ガス化学製）をフレキソ印刷により線幅約５０μｍのストライプ形状を形成した。その際、支持体の一主面の一辺の近傍が粘着剤で覆われないようにするために、支持体端部から約１ｃｍの幅には粘着剤を塗布しなかった。粘着剤のパターン形成後、ＰＥＮフィルムを貼り付け、支持体に固定し、実施例１と同様の手順で薄膜トランジスタアレイ２を作製した。
【００３３】
薄膜トランジスタアレイ２を形成したＰＥＮフィルムを支持体より剥離し、フレキシブル薄膜トランジスタアレイ２を得た。ＰＥＮフィルムを支持体より剥離する際、粘着剤が塗布されていない一辺を掴んで剥離すると、剥離が容易であった。さらに、粘着剤がストライプ形状であったため、従来に比べて剥離が容易であり、ゲート絶縁層や電極へのクラックの発生も確認されなかった。さらに、剥離方向が半導体層の長軸方向と非平行であったため、剥離の際の半導体層へかかる応力が軽減された。その結果、フレキシブル薄膜トランジスタアレイ２内の素子は良好な特性を示した。
【００３４】
（比較例１）
ここで、比較例１として、図３に示すような断面形状の形態をとるボトムゲートボトムコンタクト型フレキシブル薄膜トランジスタアレイの製造方法について説明する。本トランジスタアレイは１素子サイズ５００μｍ×５００μｍであり、この素子が２４０×３２０個あるものである。
【００３５】
プラスチック基板としてＰＥＮフィルムを用い、支持体としてソーダガラスを使用した。ＰＥＮフィルムを支持体へ固定する際、支持体全面に粘着剤のドットパターンを形成し、ＰＥＮフィルムを支持体へ固定したこと以外は実施例１と同様の手順を用いて、ＰＥＮフィルム上に薄膜トランジスタアレイ３を形成した。ＰＥＮフィルムを剥離する際、ＰＥＮフィルムが支持体全面へ固定されていたため、端部を剥離することが困難であり、ＰＥＮフィルムに亀裂を生じさせてしまった。
【００３６】
（比較例２）
また、比較例２として、図４に示した形態をとるボトムゲートボトムコンタクト型フレキシブル薄膜トランジスタアレイの製造方法について説明する。本トランジスタアレイは１素子サイズ５００μｍ×５００μｍであり、この素子が２４０×３２０個あるものである。
【００３７】
プラスチック基板としてＰＥＮフィルムを用い、支持体としてソーダガラスを使用した。支持体上に粘着剤（ネオプリム  三菱ガス化学製）をスクリーン印刷によって半径約５０μｍのドット形状を形成した。その際、支持体の一辺の近傍が粘着剤で覆われないようにするために、支持体端部から約１ｃｍの幅には粘着剤を塗布しなかった。粘着剤のパターン形成後、ＰＥＮフィルムを貼り付け、支持体に固定し、実施例１と同様の手順で薄膜トランジスタアレイ４を作製した。ただし、フレキシブル薄膜トランジスタアレイ４では、支持体の一主面において粘着剤が塗布されていない一辺と、薄膜トランジスタの半導体層の長軸方向とが垂直となるように薄膜トランジスタを形成した。
【００３８】
薄膜トランジスタ４を形成したＰＥＮフィルムを支持体より剥離し、フレキシブル薄膜トランジスタアレイ４を得た。ＰＥＮフィルムを支持体より剥離する際、粘着剤が塗布されていない一辺を掴んで剥離すると、剥離が容易であった。さらに、粘着剤がドット形状であったため、従来に比べて剥離が容易であり、ゲート絶縁層や電極のクラックの発生が確認されなかった。しかし、剥離方向と半導体層の長軸方向が一致していたため、剥離の際に半導体層へ強い応力が加わった。その結果、フレキシブル薄膜トランジスタアレイ４内の薄膜トランジスタのしきい値電圧は大きくシフトしてしまった。
【００３９】
（商取引との関係）
上記は、最終的に、ＰＥＮフィルムなどを支持体から剥離することによってフレキシブル薄膜トランジスタを製造する場合について説明した。実際の商取引の場面では、支持体からの剥離を行う前の状態で取引すなわち売買等され、購入先等において剥離を行うようにしてもよい。
【００４０】
また、剛直で表面が平滑な支持体の一主面上へ粘着剤を塗布し、この粘着材が塗布された支持体上へ枚葉形状のプラスチック基板を固定した担体状態で取引すなわち売買等され、購入先等においてプラスチック基板表面に薄膜トランジスタを形成し、支持体からの剥離を行うようにしてもよい。この場合においても、薄膜トランジスタを形成した後、支持体からの剥離を行う前の状態で取引すなわち売買等され、購入先等において剥離を行うようにしてもよい。
【００４１】
（まとめ）
本発明によれば、フレキシブル薄膜トランジスタの製造方法において、ブラスチック基板を支持体へ固定する際に、粘着剤をアイランド状に支持体上へ塗布しプラスチック基板へ固定することで、工程中のハンドリング性を維持したまま、粘着剤の使用量を軽減することができる。その上、剥離の際には、全面に粘着剤を塗布した場合と比較して、ゲート絶縁膜、電極、半導体層のクラックの発生を抑制することができる。
【００４２】
さらに、支持体の一主面の少なくとも一辺の近傍を粘着剤で覆わないことで、粘着剤で覆われていない一辺を起点として、支持体からフレキシブル基板を剥離することができるため、剥離が容易となり、工程時間を短縮することができる。さらに、粘着剤で覆われていない支持体の一辺を起点として、支持体からフレキシブル薄膜トランジスタを剥離する際には、半導体層の長軸方向と剥離方向を一致させないことにより、剥離の際の半導体層への応力を軽減することができ、フレキシブル薄膜トランジスタの特性低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の製造方法によって製造されたフレキシブル薄膜トランジスタは、フレキシブル電子ペーパーや、フレキシブル有機ＥＬディスプレイ等のスイッチング素子として利用することができる。特に、製造工程において、少ない粘着剤使用量で基板を支持体へ固定することができるため低コストで生産できるだけでなく、支持体からの剥離が容易であるという利点も合わせ持つため、フレキシブル薄膜トランジスタを低コストかつ高品質に作製することが可能となる。具体的には、フレキシブルディスプレイやＩＣカード、ＩＣタグ等に広く応用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０・・・プラスチック基板
１１・・・ゲート電極
１３・・・ソース電極
１４・・・ドレイン電極
１５・・・半導体層
１６・・・粘着剤
１７・・・支持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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