電子器件的製造方法以及顯示器的製作方法

2023-09-16 05:17:40

專利名稱：電子器件的製造方法以及顯示器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用轉印技術製造電子器件的方法，以及包括該轉印的電子器件的顯示器。
背景技術：
近年來，所謂可印刷電子領域的發展顯著。為了這樣的發展，通過使用印刷方法和 納米壓印方法來製造電子元件，降低了通過全部使用半導體製造技術所製造的昂貴電子組 件的成本，通過用薄膜等代替基板，提供了柔性裝置。因此，已經積極開發出諸如有機半導 體和納米金屬墨水的材料以及印刷技術。雖然已經達到了成本的降低和低溫處理，但是存 在以犧牲可靠性和性能作為代價的問題。同時，在二十世紀90年代後期，已經製造了使用轉印技術的有源矩陣基板。例如， 在日本專利第3447619號中披露了在玻璃基板上形成蝕刻阻擋層後形成TFT (薄膜電晶體) 元件，在用中繼基板(interconnection substrate)覆蓋TFT元件以保護其免受用於玻璃 基板的蝕刻液的蝕刻的條件下，完全蝕刻並除去玻璃基板。通過選擇性地從中繼基板轉印 到另一基板上，製造出最終的產品。在日本專利第3809710號中，在玻璃基板上形成氫化非晶矽層等，並在氫化非晶 矽層等上形成TFT元件。用粘合劑將TFT元件固定在要轉印的基板上，雷射從背表面照射 TFT元件以進行加熱。隨著所分離的氫的壓力的增大，TFT元件就會從玻璃基板上剝離下來。

發明內容
然而，在這些現有方法中，在轉印之後的步驟中，由於構成粘附層的樹脂的熱變 形，從而存在所轉印的TFT元件的位置精度劣化的問題。鑑於上述理由，希望提供抑制轉印的電子器件的位置精度劣化的電子器件的製造 方法和顯示器。根據本發明的實施方式，提供了一種製造電子器件的方法，包括以下步驟(A)至 (J)(A)在第一基板的一部分上形成由鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化物中的至少一種 構成的犧牲層；(B)形成覆蓋犧牲層的支撐層；(C)在犧牲層上形成電子器件，其中在犧牲層和電子器件之間具有支撐層；(D)通過除去支撐層的一部分，暴露出犧牲層的側面的至少一部分；
(E)在電子器件和支撐層與第一基板的表面之間形成支撐體；(F)除去犧牲層；(G)通過使電子器件與設置在第二基板的表面上的粘附層緊密接觸，打破支撐體 並將電子器件轉印到第二基板上；(H)除去屬於電子器件的支撐體的碎片； (I)至少除去在粘附層中沒有被電子器件覆蓋的暴露區域；以及(J)在電子器件的表面和第二基板的表面上形成固定層。根據本發明的實施方式，提供了一種顯示器，其包括以下元件(A)至(F)(A)第二基板；(B)配置在第二基板上的電子器件；(C)在電子器件的上表面或者下表面上形成的支撐層；(D)在電子器件的表面和第二基板的表面上形成的固定層；(E)配線，其通過設置在固定層中的接觸孔或者通過設置在固定層和支撐層中的 接觸孔，與電子器件相連接；以及(F)在電子器件和配線上形成的顯示元件，其中在電子器件和配線與顯示元件之 間具有層間絕緣膜。在根據本發明實施方式的顯示器中，在第二基板上配置電子器件，並在電子器件 的表面和第二基板的表面上形成固定層。因此，通過固定層，將電子器件直接固定在第二基 板上，並可以抑制位置精度的劣化。根據本發明的實施方式的製造電子器件方法，在將電子器件轉印到第二基板上之 後，除去屬於電子器件的支撐體的碎片，至少除去在粘附層中沒有覆蓋電子器件的暴露區 域，並在電子器件的表面和第二基板的表面上形成固定層。因此，可以抑制轉印電子器件的 位置精度的劣化。根據本發明的實施方式的顯示器，在第二基板上配置電子器件，並在電子器件的 表面和第二基板的表面上形成固定層。因此，可以抑制轉印電子器件的位置精度的劣化。本發明其他和進一步的目的、特徵和優點將在下面的詳細描述中變得更加顯而易 見。


圖1是示出了根據本發明第一實施方式的電子器件的製造方法的流程圖。圖2A至圖2E是按照步驟的順序示出了圖1所示的製造方法的截面圖。圖3是示出了圖2A至圖2E之後的步驟的截面圖和平面圖。圖4是示出了圖3之後的步驟的截面圖和平面圖。圖5是用於說明支撐體的構造的截面圖。圖6A至圖6D是示出了圖4之後的步驟的截面圖。圖7是用於說明圖6A至圖6D所示的製造方法的應用實例的示圖。圖8是示出了圖4的修改例的截面圖。圖9是示出了圖4的另一修改例的截面圖。圖IOA至圖IOC是示出了圖6A至圖6D之後的步驟的截面圖。
圖IlA至圖IlC是示出了圖IOA至圖IOC之後的步驟的截面圖。圖12是示出了根據本發明第二實施方式的電子器件的製造方法的流程的流程 圖。
圖13A至圖13D是按照步驟順序示出了圖12所示的製造方法的截面圖。圖14A至圖14C是示出了圖13A至圖13D之後的步驟的截面圖。圖15是示出了根據本發明第三實施方式的電子器件的製造方法的流程的流程 圖。圖16A和圖16B是按照步驟順序示出了圖15所示的製造方法的截面圖。圖17是示出了圖16A和圖16B之後的步驟的截面圖和平面圖。圖18是示出了圖17之後的步驟的截面圖和平面圖。圖19是示出了電子器件的另一實例的截面圖。圖20是示出了電子器件的又一實例的截面圖。圖21是示出了電子器件的又一實例的截面圖。圖22是示出了電子器件組的實例的截面圖。圖23A和圖23B是示出了電子器件組的另一實例的截面圖和平面圖。圖24是示出了電子器件組的又一實例的平面圖。圖25是以放大的方式示出了圖24中所示的電子器件組的一部分的平面圖。圖26是示出了圖25中所示的電子器件組的等效電路圖。圖27是示出了應用了本發明的液晶顯示器的構造的截面圖。圖28是用於說明將電子器件固定在第二基板上的附加固定方法的實例的示圖。圖29是用於說明將電子器件固定在第二基板上的附加固定方法的另一實例的示 圖。圖30是用於說明將電子器件固定在第二基板上的附加固定方法的又一實例的示 圖。
具體實施例方式下面將參照附圖詳細描述本發明的實施方式。將按照如下順序進行描述1.第一實施方式(粘附層被完全除去的實例)2.第二實施方式(僅粘附層的暴露區域被除去的實例)3.第三實施方式(支撐層和支撐體形成為分離的層的實例)4.第一應用實例(電子器件)5.第二應用實例(電子器件組)6.第三應用實例(顯示器)7.第一修改例(附加固定方法的實例)1.第一實施方式圖1示出了根據本發明第一實施方式的電子器件的製造方法的示意性流程圖。圖 2A至圖2E、圖3、圖4、圖5、圖6A至圖6D、圖7、圖8、圖9、圖IOA至圖IOC以及圖IlA至圖 IlC按照步驟的順序示出了該製造方法。首先，如圖2A所示，在第一基板11上形成由鹼金 屬氧化物和鹼土金屬氧化物中的至少一種製成犧牲層12(步驟S101)。
第一基板11具有例如0.3mm至5. Omm(包括兩個端值)的厚度，並且期望由諸如 玻璃、合成石英、藍寶石、矽以及陶瓷的適於形成電子器件的材料製成。犧牲層12具有例如IOnm至IOOOOOnm (包括兩個端值)的厚度，並由例如鹼金屬氧化物、鹼金屬碳酸鹽、鹼金屬硫酸鹽或鹼金屬氫氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼土金屬碳酸鹽、 鹼土金屬硫酸鹽或鹼土金屬氫氧化物構成。這樣，通過使用鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化 物中的至少一種作為犧牲層12，可以進行高速蝕刻，並且允許在300°C以上溫度下的高溫 處理。因此，通過使用包括諸如真空蒸發、濺射和CVD的各種沉積方法以及光刻的一般半導 體製造技術，可以形成具有與現有技術的電子器件相似的具有高性能和高可靠性的電子器 件。具體地，鹼金屬氧化物、鹼金屬碳酸鹽、鹼金屬硫酸鹽或鹼金屬氫氧化物的實例包 括氧化鋰(Li2O)、碳酸鋰(Li2CO3)、碳酸鈉(蘇打)(Na2CO3)、過碳酸鈉(Na2CO4)、連二亞硫 酸鈉(Na2S2O4)、亞硫酸鈉(Na2SO3)、亞硫酸氫鈉(NaHSO3)、硫酸鈉(芒硝)(Na2SO4)、硫代硫 酸鈉(海波)(Na2S2O3)、亞硝酸鈉(NaNO2)、硝酸鈉(NaNO3)、硝酸鉀(KNO3)、亞硝酸鉀(KNO2)、 亞硫酸鉀(K2SO3)、硫酸鉀(K2SO4)、碳酸鉀(K2CO3)、碳酸氫鉀(KHCO3)和過碳酸鉀(K2CO4)。鹼土金屬氧化物、鹼土金屬碳酸鹽、鹼土金屬硫酸鹽或鹼土金屬氫氧化物的實例 包括氧化鈹(BeO)、硫酸鎂(MgSO4)、氧化鎂(MgO)、碳酸鎂(MgCO3)、硫酸鎂(CaSO4)、碳 酸鈣(CaCO3)、氧化鈣(CaO)、氫氧化鈣(Ca(OH)2)、氧化鍶(SrO)、鈦酸鍶(SrTiO3)、鉻酸鍶 (SrCrO4)、菱鍶礦(SrCO3 ；碳酸鍶)、天青石(SrSO4 ；硫酸鍶)、硝酸鍶(Sr (NO3) 2)、過氧化 鋇(BaO2)、氧化鋇(BaO)、氫氧化鋇(Ba (OH) 2)、鈦酸鋇(BaTiO3)、硫酸鋇(BaSO4)、碳酸鋇 (BaCO3)、乙酸鋇(Ba(CH3COO)2)和鉻酸鋇(BaCrO4)15接下來，如圖2B所示，在犧牲層12上形成未在圖中示出的抗蝕膜，並且通過使用 光刻將抗蝕膜圖案化形成為預定形狀(步驟S102)。然後，通過利用抗蝕膜作為掩膜進行 蝕刻，除去犧牲層12的一部分，從而將犧牲層12圖案化形成為預定形狀(步驟S103)。從 而，在第一基板11的一部分(將要形成電子器件的區域)上形成犧牲層。接下來，如圖2C所示，在第一基板11的整個表面上形成支撐層13 (步驟S104)。 在支撐層13中，在犧牲層12的上表面上所形成的部分的硬度和厚度足以承受後述的電子 器件14的層內的應力分布而不變形。同時，期望在犧牲層12的側面上形成的部分在後述 的轉印步驟中是易破碎的。支撐層13還可用作保護膜，從而在後述的對犧牲層12進行蝕 刻的時候不會損壞電子器件，並且支撐層13優選由不溶於蝕刻上述材料的犧牲層12的溶 液的材料構成，或者由具有約1/5以下的蝕刻率的材料構成。此外，不需要在第一基板11 的整個表面上形成支撐層13，而是如果支撐層13至少覆蓋犧牲層12就足夠了。這樣的支撐層13具有例如IOnm至IOOOOOnm的厚度(包括兩個端值)，並且由氧 化物、氮化物、金屬或樹脂構成。氧化物的實例包括Si02、Al203、Zn0、Ni0、Sn02、Ti02、V02和 Ιη203。氮化物的實例包括SiNx、GaN、InN、TiN、BN、AlN* &N。金屬的實例包括Au、Ag、Pt、 Cu、Cr、Ni、Al、Fe和Ta。金屬的其他實例包括添加了雜質的Al-Nd合金，以及AISi。樹脂 的實例包括丙烯酸樹脂、環氧樹脂以及聚醯亞胺樹脂。然後，如圖2D所示，在犧牲層12上形成電子器件14，支撐層13設置在犧牲層12 和電子器件14中間(S105)。因此，可以消除在除去犧牲層12的時候，蝕刻對電子器件14 造成損壞的風險。雖然在圖2A至圖2E、圖3以及圖4中省略了對具體構造的描述，但是電子器件14可以是TFT、電容器、電阻器、配線、透明電極、EL(電致發光)元件、濾色片、光學 元件等，只要其是具有期望功能的電子器件即可。如圖2E所示，在形成電子器件14後，在電子器件14上形成保護層15 (步驟S106)。 保護層15的厚度例如為IOnm至IOOOOOnm(包括兩個端值)，且該保護層15由氧化物、氮化 物或樹脂構成。氧化物的實例包括Si02、A1203、ZnO, NiO、SnO2, TiO2, VO2和In203。氮化物 的實例包括SiNx、GaN, InN, TiN、BN、AlN和&N。樹脂的實例包括丙烯酸樹脂、環氧樹脂和 聚醯亞胺樹脂。 在形成保護層15之後，在保護層15上形成圖中未示出的抗蝕膜，通過使用光刻將 抗蝕膜圖案化形成為預定形狀(步驟S107)。如圖3所示，將抗蝕膜作為掩膜，通過幹法蝕 刻或溼法蝕刻，除去保護層15的一部分和支撐層13的一部分，從而將犧牲層12的側面的 至少一部分暴露出來(步驟S108)。此時，在犧牲層12的側面上留有支撐層13的一部分， 從而形成了後述的支撐體13B。如圖4所示，在暴露出部分犧牲層12後，通過使用蝕刻將犧牲層12除去(步驟 S109)。從而，形成了轉印電子器件基板10。在轉印電子器件基板10中，支撐層13在本體13A的兩側都包括支撐體13B。在本 體13A的上表面上形成電子器件14。由於除去了犧牲層12，本體13A和第一基板11的表 面之間存在間隙，從而通過支撐體13B的支持使得本體13A和本體13A上的電子器件14懸
在空中。為了便於轉印電子器件14，支撐層13的形狀條件如下。如圖5所示，通過支撐體 13B的支持，電子器件14懸在第一基板11上方的空中。此時，優選地，支撐體13B與電子器 件14之間形成的傾角「a」大約為90°至150° (包括兩個端值)。從而，與支撐體13B是 水平的或接近水平的情況相比，在轉印電子器件14時，應力就集中在支撐體13B的彎曲部， 從而可以優先打破彎曲部。期望支撐體13B的寬度與電子器件14的寬度的比為1 1以下。在這種情況下， 通過以更大的密度配置電子器件14，可以在生產率方面獲得較高的效果。此外，作為轉印條件，期望建立式1，其中，σ (D2)是電子器件14和第二基板21之 間的粘附應力，A(D2)是粘附面積，σ (sus)是支撐體13Β的材料的破碎應力，「w(sus) 」是 支撐體13Β的寬度，「t (sus) 」是支撐體13B的厚度，「η」是用於一個電子器件14的支撐體 13Β的數量。式 1(D2)XA(D2) > σ (sus) Xw (sus) X t (sus) Xn如圖6A所示，在除去犧牲層12後，製備了由玻璃或樹脂膜製成的中繼基板31，並 在中繼基板31的表面上形成包括凸起部32C的粘附層32。可以通過沉積矽橡膠(例如， PDMS)形成粘附層32，也可以通過沉積那些粘附強度用過紫外線照射而降低的粘合劑形成 粘附層32。凸起部32C可以通過使用複製方法形成，也可以通過使用直接處理方法形成。在 複製方法中，通過使用光致抗蝕劑，在具有高平坦性的玻璃基板等上形成與期望的形狀相 反的凹凸。將諸如PDMS的矽橡膠注入到該凹凸中並進行熱固化，然後將其轉印到中繼基板 31上。在直接處理方法中，將諸如PDMS的矽橡膠以期望的厚度塗覆到中繼基板31上，並進行熱固化。然後，通過使用氧等離子體，對表面進行氧化和親水處理，並將光致抗蝕劑塗覆 於表面以形成期望的圖案。通過使用該抗蝕膜作為掩膜的幹法蝕刻，除去不需要的矽橡膠。然後，使中繼基板31的粘附層32中的凸起部32C與第一基板11上的電子器件14緊密接觸，並將第一基板11分離。如圖6A所示，僅選擇性地將與凸起部32C相接觸的電子 器件14轉印到中繼基板31上(步驟S501)。如圖6B所示，在選擇性地將電子器件14轉印到中繼基板31上之後，製備第二基 板21，並在第二基板21的表面上形成粘附層22 (步驟S201)。第二基板21可自由地選自 矽(Si)、合成石英、玻璃、金屬、樹脂膜、紙等。這是因為轉印步驟主要是機械步驟，並不受熱 和光的限制。粘附層22是為了提高第二基板21和電子器件14之間的粘附性。例如，粘附層22 通過將紫外線固化樹脂或熱固樹脂塗覆到第二基板21的表面而形成。粘附層22還可以通 過沉積諸如矽橡膠、丁二烯橡膠或ABS樹脂的彈性樹脂而形成。在這種情況下，在所有的樹 脂中，期望材料的楊氏模量為IOGPa以下。例如，優選地，粘附層22的厚度大於支撐體13B 的高度。具體地，優選地，粘附層22的厚度為50nm至2μπι(包括兩個端值)。粘附層22以 非固化狀態來使用。接下來，如圖6Β所示，使中繼基板31上的電子器件14與設置在第二基板21表面 上的粘附層22緊密接觸。然後，如圖6C所示，在將中繼基板31分離後，電子器件14從中 繼基板31轉印到第二基板21上(步驟S301)。在中繼基板31上的粘附層32是由矽橡膠 製成的情況下，由於電子器件14處於暫時粘結至中繼基板31的狀態下，因此電子器件14 容易轉印到第二基板21上。在中繼基板31上的粘附層32是由粘附強度因紫外線照射而 降低的樹脂製成的情況下，需要在施加紫外線的時候轉印電子器件14。以上述相同的方式，選擇性地並重複地轉印留在第一基板11上的電子器件14。當 提取出所有的電子器件14後，通過蝕刻除去第一基板11中不需要的組件，可以重複使用第 一基板11。第一基板11可以重複使用的次數由式2來表示。式2第一基板11的重複使用次數N=(第一基板11上的電子器件14的數量)/(第 二基板21所需要的電子器件14的數量)以這種選擇性轉印，例如可以進行在圖7中所示的應用實例。也就是說，首先，如 圖7中的A部分至C部分所示，分別在第一基板的三個獨立的基板IlAUlB和IlC上形成 作為電子器件14的TFT、電容器Cs和光接收元件PD。接下來，如圖7中的D部分所示，在 第一選擇轉印步驟中，將TFT從第一基板IlA轉印到第二基板21上。接著，如圖7中的E 部分所示，在第二選擇轉印步驟中，還將電容器Cs從第一基板IlB轉印到第二基板21上。 然後，如圖7中的F部分所示，在第三選擇轉印步驟中，又將光接收元件PD從第一基板IlC 轉印到第二基板21上。如圖7中的G部分所示，在選擇性地轉印光接收元件PD之後，在轉 印的TFT、轉印的電容器Cs以及轉印的光接收元件PD之間形成配線W。配線的步驟將在後 面描述。在該應用實例中，在獨立的第一基板IlA至IlC上形成TFT、電容器Cs以及光接 收元件PD，因此可以實現各元件的高性能。通常，在同一基板上形成TFT、電容器Cs以及光 接收元件PD，並且考慮到製造過程，一部分層是共用的。因此，存在需要根據各元件而背離最期望的性能進行設計的情況。第一基板IlA至IlC可由諸如合成石英、矽(Si)以及晶片 的各種材料製成。用於第二基板21的材料的選擇範圍以與第一實施方式相同的方式增加。 由於可以在第一基板11上高密度地配置電子器件14，因此可以減少通過蝕刻等除去的材 料量，並可實現有效的利用。因此，可以實現高生產率，而且不需要多面製造。
此外，將電子器件14重複地轉印到比第一基板11大的第二基板21上，從而可以 實現大基板的器件製造。雖然對大基板應用轉印裝置和配線形成步驟是必需的，但是不需 要大基板的TFT製造步驟，從而具備這樣的優點大大地抑制了初期的設備投資。如圖6D所示，在電子器件14轉印到第二基板21後，可以通過使用諸如CF4的氟 化蝕刻氣體的幹法蝕刻除去屬於電子器件14的支撐體13B的碎片(步驟S701)，僅保留本 體 13A。在除去支撐體13B時，由於整個第二基板21都暴露給蝕刻氣體，需要儘可能防止 除了支撐體13B之外的部分被蝕刻。因此，如圖8所示，與支撐體13B的厚度T13B相比，期 望充分增加保護膜15的厚度T15。可選地，如圖9所示，期望在保護層15上形成蝕刻阻擋 層16。在圖9所示的情況下，包括支撐體13B的支撐層13由諸如SiO2和SiNx的氧化物制 成，在該氧化物上執行幹法蝕刻，而蝕刻阻擋層16由諸如金屬的具有高抗蝕刻性的材料制 成。具體地，該材料的實例包括鈦(Ti)、鉻(Cr)、鉬(Mo)或鋁(Al)。如圖IOA所示，在除去支撐體13B之後，通過使用含有氧作為主要成分的等離子體 P進行灰化(ashing)，使構成粘附層22的樹脂分解，從而將粘附層22除去(步驟S702)。 通過除去粘附層22，在稍後形成諸如配線的結構時，就可以抑制由構成粘附層22的樹脂的 熱變形而導致的位置精度的劣化。在灰化時，使用蝕刻各向異性低的條件。例如，通過使用RF等離子體裝置，將第二 基板21配置在陽極上，並使用了降低對第二基板21的等離子體偏壓的陽極耦合模式。因 此，如圖IOB所示，在電子器件14下方的粘附層22各向同性地逐漸分解。最後，如圖IOC 所示，將整個粘附層22除去，並實現了支撐層13中的本體13A與第二基板21彼此直接接 觸。如圖IlA所示，在除去粘附層22後，通過使用例如CVD方法在電子器件14和保 護層15的表面上、以及第二基板21的表面上形成固定層26 (步驟S703)。在圖IOC所示 的狀態中，電子器件14沒有固定在第二基板21上，而僅僅通過靜電力或範德華力(Van derffaals'force)與第二基板21緊密接觸。然而，通過固定層26，可以將電子器件14確定 地固定在第二基板21上。期望固定層26是由熱阻性高並且楊氏模量大的材料構成的連續 膜，從而抑制由於隨後的加熱步驟而導致的電子器件14的位置移動。具體地，固定層26具 有例如IOnm至500nm的厚度(包括兩個端值)，並由SiO2或SiNx構成。如圖IlB所示，在形成固定層26之後，例如通過使用蝕刻，在固定層26和保護層 15中設置接觸孔TH(步驟S704)。接觸孔TH是為了將配線與電子器件14相連接，並且形 成為使得暴露電子器件14的電極的一部分。在如圖9所示在保護層15上形成蝕刻阻擋層 16的情況下，在設置接觸孔TH的步驟中除去蝕刻阻擋層16。如圖IlC所示，在固定層26和保護層15中設置接觸孔TH之後，配線W通過接觸 孔TH與電子器件14相連接(步驟S705)。在轉印電子器件14時不使用中繼基板31的情 況下，將支撐層13和固定層26配置在轉印的電子器件14的上表面上，配線W通過設置在支撐層13和固定層26中的接觸孔與電子器件14相連接。這樣，在該實施方式中，由於在將電子器件14轉印到第二基板21上之後除去粘附 層22，因此在稍後形成諸如配線的結構時，可以抑制由構成粘附層22的樹脂的熱變形而導 致的位置精度的劣化。此外，由於在除去粘附層22後，在電子器件14和保護層15的表面、 以及第二基板21的表面上形成了固定層26，因此電子器件14確定地固定在第二基板21 上，並可以抑制電子器件14的位置移動等。
2.第二實施方式圖12示出了根據本發明第二實施方式的電子器件的製造方法的示意性流程，圖 13A至圖13D和圖14A至圖14C按照步驟的順序示出了製造方法。在該實施方式中，粘附層 22由紫外線固化樹脂構成，並且在對粘附層22進行固化後僅除去沒有覆蓋電子器件14的 暴露區域22D。與第一實施方式相同的步驟將參照圖2A至圖2E、圖3、圖4、圖5、圖6A至圖 6D、圖7、圖8、圖9、圖IOA至圖IOC和圖IlA至IlC進行說明。首先，按照與第一實施方式相同的方式，通過如圖2A至2E、圖3所示的步驟，在第 一基板11上形成犧牲層12、支撐層13、電子器件14和保護層15，並將保護層15的一部分 和支撐層13的一部分除去，以便將犧牲層12的至少一部分暴露出來(步驟SlOl至S108)。接下來，按照與第一實施方式相同的方式，通過如圖4所示的步驟，通過使用蝕刻 除去犧牲層12(步驟S109)。接下來，按照與第一實施方式相同的方式，通過如圖6A所示的步驟，在中繼基板 31上形成包括凸起部32C的粘附層32。可以使用與第一實施方式相同的複製方法和直接 處理方法來形成凸起部32C。然後，按照與第一實施方式相同的方式，通過如圖6A所示的步 驟，使第一基板11上的電子器件14與中繼基板31的粘附層32中的凸起部32C緊密接觸， 並分離第一基板11。僅僅選擇性地將與凸起部32C相接觸的電子器件14轉印到中繼基板 31上(步驟S501)。按照與第一實施方式相同的方式，通過如圖6B所示的步驟，在選擇性地將電子器 件14轉印到中繼基板31上之後，製備第二基板21，在第二基板21的表面上形成粘附層 22(步驟S201)。此時，粘附層22由紫外線固化樹脂構成。接下來，如圖6B所示，按照與第一實施方式相同的方式，使中繼基板31上的電子 器件14與設置在第二基板21的表面上的粘附層22緊密接觸。然後，如圖13A所示，當分 離中繼基板31之後，將電子器件14從中繼基板31轉印到第二基板21上(步驟S301)。如圖13B所示，按照與第一實施方式相同的方式，在將電子器件14轉印到第二基 板21之後，例如，通過使用圖6D所示的步驟利用幹法蝕刻除去屬於電子器件14的支撐體 13B的碎片，並僅保留本體13A。如圖13C所示，在除去支撐體13B之後，用紫外線UV從第二基板21的背面進行照 射，從而固化粘附層22 (步驟S706)。如圖13D所示，在固化粘附層22之後，通過使用以氧為主要成分的等離子體P進 行灰化，保留覆蓋有電子器件14的粘附層22的區域，而僅除去未被電子器件14覆蓋的暴 露區域22D (步驟S702)。這樣，在對粘附層22進行固化後僅除去暴露區域22D，可以在後述 的加熱步驟中抑制粘附層22的變形。此外，在之後形成諸如配線的結構的時候，可以抑制 構成由粘附層22的樹脂的熱變形而導致的位置精度的劣化。在灰化中，例如，如同RIE(活性離子蝕刻)模式，期望具備蝕刻各向異性的條件。在除去粘附層22中的暴露區域22D之後，如圖14A所示，按照與第一實施方式相 同的方式，通過如圖IlA所示的步驟，通過使用例如CVD方法在電子器件14和保護層15的 表面上、以及第二基板21的表面上形成固定層26 (步驟S703)。在形成固定層26之後，如圖14B所示，按照與第一實施方式相同的方式，通過如 圖IlB所示的步驟，例如通過使用蝕刻，在固定層26和保護層15中設置接觸孔TH(步驟 S704)。在固定層26和保護層15中設置接觸孔TH之後，如圖14C所示，將配線W通過接 觸孔TH與電子器件14相連接(步驟S705)。在轉印電子器件14時不使用中繼基板31的 情況下，在轉印的電子器件14的上表面上設置支撐層13和固定層26，而配線W通過設置在 支撐層13和固定層26中的接觸孔與電子器件14相連接。這樣，在該實施方式中，粘附層22由紫外線固化樹脂構成，並且在粘附層22固化 後僅將暴露區域22D除去，因此除了第一實施方式的效果外，還可以抑制粘附層22在後述 的加熱步驟中的變形。3.第三實施方式圖15示出了根據本發明第三實施方式的製造電子器件的方法的示意性的流程， 圖16A、圖16B、圖17和圖18按照步驟順序示出了製造方法。與第一實施方式不同的是，該 實施方式以與支撐層13相分離的方式形成支撐體。因此，與第一實施方式相同的步驟將參 照圖2A至2E、圖3、圖4、圖5、圖6A至圖6D、圖7、圖8、圖9、圖IOA至圖IOC以及圖IlA至 圖11C，使用相同的參考數字進行描述。首先，按照與第一實施方式相同的方式，通過如圖2A所示的步驟，在第一基板11 上形成由鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化物中的至少一種製成的犧牲層12(步驟S101)。接下來，按照與第一實施方式相同的方式，通過如圖2B所示的步驟，在犧牲層12 上形成圖中未示出的抗蝕膜，並通過光刻將抗蝕膜圖案化形成為預定形狀(步驟S102)。然 後，通過將抗蝕膜作為掩膜進行蝕刻，將犧牲層12的一部分除去，從而將犧牲層12圖案化 形成為預定形狀(步驟S103)。因此，在第一基板11的一部分(將要形成電子器件的區域)中形成犧牲層12。接下來，按照與第一實施方式相同的方式，通過如圖2C所示的步驟，在第一基板 11的整個表面上形成支撐層13(步驟S104)。然後，按照與第一實施方式相同的方式，通過如圖2D所示的步驟，在犧牲層12上 形成電子器件14，其中支撐層13設置在犧牲層12和電子器件14之間(步驟S105)。在形成電子器件14之後，按照與第一實施方式相同的方式，通過如圖2E所示的步 驟，在電子器件14上形成保護層15(步驟S106)。在形成保護層15之後，在保護層15上形成圖中未示出的抗蝕膜，並通過使用光刻 將抗蝕膜圖案化形成為預定形狀(步驟S107)。如圖16A所示，通過以抗蝕膜作為掩膜，使 用幹法蝕刻或溼法蝕刻將保護層15的一部分和支撐層13的一部分除去，從而將犧牲層12 的至少一部分暴露出來(步驟S108)。此時，在犧牲層12的上表面僅留下支撐層13和保護 層15，並且犧牲層12的整個側面都暴露出來。如圖16B所示，在除去保護層15的一部分和支撐層13的一部分之後，在電子器件14、支撐層13、保護層15、犧牲層12以及第一基板11的表面上形成支撐體層17A(步驟 S111)。支撐體層17A例如具有50nm的厚度，並優選地由對於蝕刻犧牲層12的溶液具有耐 性的材料構成，並能夠使用幹法蝕刻進行處理。具體地，支撐體層17A的材料實例包括非晶 矽(a-Si)、二氧化矽(SiO2)以及氮化矽(SiNx)。用於支撐體層17A的材料的其他實例包 括諸如鋁(Al)或鉬(Mo)的金屬。 在形成支撐體層17A之後，在支撐體層17A上形成圖中未示出的抗蝕膜，並通過使 用光刻將抗蝕膜圖案化形成為預定形狀(步驟S112)。接下來，如圖17所示，以抗蝕膜作為 掩膜，通過使用幹法蝕刻或溼法蝕刻，除去支撐體層17A的一部分，並形成支撐體17(步驟 S113)。可以將支撐體17設置在例如支撐層13、電子器件14以及保護層15的兩側上。這 樣，通過與支撐層13分離地設置支撐體層17A，支撐體層17A由不同於支撐層13的材料構 成，從而可以獨立控制支撐體層17A和支撐層13的厚度。因此，可以同時實現電子器件14 的可靠性以及設計參數和轉印的容易性。如圖18所示，在形成支撐體17之後，通過蝕刻將犧牲層12除去(步驟S109)。從 而，形成轉印電子器件基板10A。在轉印電子器件基板IOA中，將電子器件14插入支撐層13和保護層15之間，並 且在支撐層13、電子器件14以及保護層15的兩側上形成支撐體17。在支撐層13和第一 基板11的表面之間，具有通過除去犧牲層12而形成的間隙，從而通過支撐體17的支持使 得支撐層13、電子器件14以及保護層15懸在空中。在轉印電子器件基板IOA中，按照與第 一實施方式相同的方式，可以將電子器件14轉印並固定在第二基板21上。這樣，在該實施方式中，由於僅在犧牲層12的上表面上保留支撐層13之後形成支 撐體17，所以支撐層13和支撐體17由彼此不同的材料構成，並且可以獨立地控制支撐層 13和支撐體17的厚度。從而，可以同時實現實現電子器件14的可靠性以及設計參數和轉 印的容易性。在該實施方式中，雖然已經描述了與保護層15分離地形成支撐體層17A或支撐體 17，但是也可以公共地形成和使用支撐體層17A或支撐體17和保護層15。第一應用實例例如，如圖19至圖21所示，上面的實施方式的製造方法可應用於各種電子器件 14。圖19示出了 TFT的實例，其中在支撐層13上按照如下順序形成柵極111、柵極絕緣 膜112、氫化非晶矽層113、n+非晶矽層114和源極/漏極115。柵極111具有例如200nm 的厚度，並由鉻(Cr)構成。柵極絕緣膜112具有例如300nm的厚度，並由氮化矽(SiNx)構 成。氫化非晶矽層113具有例如300nm的厚度，並由氫化非晶矽(a_Si:H)構成。η+非晶矽 層114具有例如50nm的厚度，並由n+非晶矽(n+a-Si:H)構成。源極/漏極電極115具有 例如200nm的厚度，並由鉻(Cr)構成。圖20示出了電容器的實例，其中在支撐層13上按照如下順序形成電極121、絕 緣膜122和電極123。電極121具有例如200nm的厚度，並由鉻(Cr)構成。絕緣膜122具 有例如200nm的厚度，並由二氧化矽(SiO2)構成。電極123具有例如200nm的厚度，並由 鉻(Cr)構成。圖21示出了 EL元件(無機EL元件)的實例，其中在支撐層13上按照如下順序 形成透明電極131、絕緣膜132、EL層133、絕緣膜134和電極135。透明電極131具有例如400nm的厚度，並由ITO構成。絕緣膜132具有例如IOOnm的厚度，並由二氧化矽(SiO2) 構成。EL層133具有例如1 μ m的厚度，並由ZnS = Mn構成。絕緣膜134具有例如5 μ m的厚 度，並由SiNx構成。電極135具有例如500nm的厚度，並由鉻(Cr)構成。第二應用實例
如圖22、圖23A、圖23B和圖24所示，上面實施方式的製造方法可應用於例如，在 犧牲層12上形成包括多個電子器件14的電子器件組14A的情況，其中在犧牲層12和電子 器件組14A之間設置支撐層13。從而，例如，可以容易地轉印電子電路等。例如，圖22示出了形成作為電子器件組14A的TFT和電容器Cs的情況。例如，TFT 在犧牲層12上按照如下順序包括柵極41、絕緣膜42、氫化非晶矽層43、蝕刻阻擋層44、氫 化非晶矽層(n+a-Si :H) 45和源極/漏極46，其中在犧牲層12和TFT之間設置了支撐層13。 例如，電容器Cs在犧牲層13上按照如下順序包括公共電極61、絕緣膜42、以及通過對源 極/漏極46進行變形所形成的對向電極，其中在犧牲層13和電容器Cs之間設置了支撐層 13。例如，圖23A和圖23B示出了除了 TFT和電容器Cs，還形成了配線的交叉部IS作 為電子器件組14A的情況。交叉部IS包括，例如，柵極配線Xl和漏極配線Yl的交叉部以 及配線X2和漏配極線Yl的交叉部。例如，圖24示出了形成有機EL顯示器的有源矩陣驅動電路作為電子器件組14A 的情況。圖25以放大的形式示出了圖24中由虛線14B包圍的電子器件組14A的一部分， 同時圖26示出了其等效電路。在圖24中，用虛線來示出犧牲層12。犧牲層12和支撐層13對應於整個電子器件組14A來形成。在犧牲層12和支撐 層13的外圍，以適當的間隔配置多個支撐體17。支撐層13優選地在避開電子器件14位置的位置上包括暴露犧牲層12的通孔 13F。在該情況下，可以從通孔13F對犧牲層12進行蝕刻，並且即使在犧牲層12具有較大 面積時，也可以減少蝕刻所需的時間。在通孔13F中，可以有支撐體17，也可以沒有支撐體 17。電子器件組14A是包括TFT1、TFT2、電容器Cs、以及有機EL元件OLED的有源驅動 電路。在TFT2中，其柵極與相應的柵極配線Wl相連接，其漏極與相應的漏極配線Yl相連 接，且其源極與TFTl的柵極相連接。在TFTl中，它的漏極與相應的配線X2相連接，並且其 源極與有機EL元件OLED的陽極相連接。有機EL元件OLED的陰極與接地配線Y2相連接。 接地配線Y2與所有的有機EL元件OLED公共地連接。在TFTl的漏極和柵極之間連接有保 持電容器Cs。響應於從柵極配線Xl提供的控制信號使TFT2導通，對由漏極配線Yl所提供的視 頻信號的信號電位進行採樣，以保持電容器Cs中的信號電位。TFTl從處於電源電壓Vdd的 配線X2接收電流供給，並根據保持在電容器Cs中的信號電位向有機EL元件OLED提供驅 動電流。有機EL元件OLED通過所提供的驅動電流，以根據視頻信號的信號電位的亮度發 光。第三應用實例圖27示出了由包括電子器件組14A的有源矩陣TFT基板構成的液晶顯示器的截 面構造，其中電子器件組14A包括如圖23A和圖23B所示的TFT和電容器Cs。液晶顯示器可以用作例如液晶電視機，並且該液晶顯示器具有其中第二基板21作為有源矩陣TFT基 板、由玻璃製成的對向基板71彼此面對的構造。第二基板21和對向基板71的外圍用密封 劑81進行密封，並且在第二基板21、對向基板71和密封劑81內部設置由液晶組成的液晶 層82。在第二基板21和對向基板71外部分別提供偏光板83。第二基板21對應於本發明 的顯示器的「基板」的具體實例。在第二基板21上，配置通過上述實施方式的方法所轉印的電子器件組14A。在電 子器件14(TFT和電容器Cs)的下表面上形成支撐層13。在電子器件14和保護層15的表 面上以及在第二基板21的表面上，形成固定層26。電子器件14通過在設置在固定層26 和保護層15中的接觸孔TH與配線W相連接，並在電子器件14上形成透明電極53，其中電 子器件14和透明電極53之間設置有層間絕緣膜52。在透明電極53的表面上形成定向膜 54。在轉印電子器件14時不使用中繼基板31的情況下，在轉印的電子器件14的上表面上 配置支撐層13和固定層26，並且配線W通過設置在支撐層13和固定層26中的接觸孔與電 子器件14相連接。在對向基板71中，按照順序形成作為黑矩陣的光屏蔽膜72、紅色、綠色和藍色的濾色片73、外包層74、由ITO製成的透明電極75、以及定向膜76。液晶顯示器元件由透明 電極53、液晶層82和透明電極75構成。第一修改例圖28至圖30示出了在上述實施方式中的附加步驟，該附加步驟使得在將電子器 件14轉印到第二基板21上之後，能夠將電子器件14更牢固地固定在第二基板21上。圖 28至圖30示出了形成如圖19所示的TFT作為電子器件14的情況。第一附加固定方法例如，如圖28的A部分所示，電子器件14或者保護層15的表面以及粘附層22的 表面用矽烷醇基(SiOH)進行修飾，並以大約120°C的溫度進行加熱，並在轉印後進行脫水。 從而如圖28的B部分所示，形成並固定Si-O-Si鍵。此時，在電子器件14或者保護層15 的表面上，形成由諸如SiO2的氧化物製成的膜(圖中未示出)，並通過使用O2等離子體處 理、UV-O3處理或者臭氧水處理，使用羥基對該膜進行修飾。第二附加固定方法如圖29的A部分所示，在電子器件14或者保護層15的表面上以及在粘附層22的 表面上，沉積具有不同特性但包括因相互接觸而產生的化學結合的官能團的矽烷偶聯劑。 如圖29的B部分所示，使以獨立方式進行處理的電子器件14或者保護層15和粘附層22 相互緊密接觸，並進行加熱以促進化學結合。矽烷偶聯劑的化合物的實例包括如下這些。1.包括異氰酸基的矽烷偶聯劑和包括氨基的矽烷偶聯劑實例)包括異氰酸基的矽烷偶聯劑的實例3-異氰酸丙基三乙氧基矽烷3-異氰酸丙基三氯矽烷實例)包括氨基的矽烷偶聯劑的實例N_2(氨乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷N_2(氨乙基)3_氨基丙基三甲氧基矽烷
3"氨基丙基三甲氧基矽烷2.包括環氧基的矽烷偶聯劑和包括氨基的矽烷偶聯劑實例)包括環氧基的矽烷偶聯劑的實例
2_(3，4環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷3-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基矽烷實例)包括氨基的矽烷偶聯劑的實例N_2(氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷N_2(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基矽烷3-氨基丙基三甲氧基矽烷第三附加固定方法如圖30的A部分所示，在保護層15的表面上，形成諸如Au、Ag、Cu、Pd和Pt的特 定金屬的金屬膜15A，用包括如下官能團的矽烷偶聯劑來修飾粘附層22的表面。如圖30的 B部分所示，使以獨立方式進行處理的電子器件14或者保護層15和粘附層22相互緊密接 觸，並進行加熱以促進化學結合。1.巰基實例)3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷3-巰基丙基三甲氧基矽烷2.氨基實例)N-2 (氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷N_2(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基矽烷3-氨基丙基三甲氧基矽烷3.苯基實例)苯基三甲氧基矽烷在上文中，已參照實施方式描述了本發明。然而，本發明並不局限於這些實施方 式，而是可以進行各種修改。例如，每個層的材料、厚度、沉積方法、沉積條件等不局限於上 述實施方式的描述。也可以採用其他材料、其他厚度、其他沉積方法以及其他沉積條件。在上述實施方式中，通過使用TFT、電容器等的構造作為電子設備14行了具體描 述，然而，不需要包括所有的層，並且可以另外包括其他的層。除了液晶顯示元件和有機EL顯示元件之外，本發明還可應用於使用諸如無機電 致發光元件、電沉積型顯示元件、或者電致變色型顯示元件的其他顯示元件的顯示器。除了以上實施方式中描述的元件，作為轉印對象的電子器件14還可以是二極體、 太陽能發電元件、圖像拾取器件、諸如包括大規模電路的RFID標籤的IC、光學器件、諸如麥 克風的聲學器件。當然，電子器件14並不限於此。在上述實施方式中，作為轉印電子器件基板10，描述了除去犧牲層12，並且在本 體13A的下表面和第一基板11的表面之間設置間隙從而能夠立即進行轉印的情況。然而， 在分布階段或者輸送階段設置了犧牲層12，並且犧牲層12可以在轉印之前除去。本領域技術人員應當了解，根據設計要求和其他因素，可以有多種修改、組合、子 組合和變形，均應包含在所附的權利要求或其等同物的範圍之內。
權利要求
一種電子器件的製造方法，包括以下步驟在第一基板的一部分上形成由鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化物中的至少一種製成的犧牲層；形成覆蓋所述犧牲層的支撐層；在所述犧牲層上形成電子器件，其中，所述支撐層在所述犧牲層和所述電子器件之間；通過除去所述支撐層的一部分以暴露出所述犧牲層的側面的至少一部分；在所述電子器件和所述支撐層與所述第一基板的表面之間形成支撐體；除去所述犧牲層；通過使所述電子器件與設置在第二基板的表面上的粘附層緊密接觸，打破所述支撐體並將所述電子器件轉印到所述第二基板上；除去屬於所述電子器件的所述支撐體的碎片；至少除去在所述粘附層中沒有被所述電子器件覆蓋的暴露區域；以及在所述電子器件表面和所述第二基板表面上形成固定層。
2.根據權利要求1所述的電子器件的製造方法，其中，在除去所述粘附層的步驟中除 去整個所述粘附層。
3.根據權利要求1所述的電子器件的製造方法，其中 所述粘附層由紫外線固化樹脂製成，以及在除去所述粘附層的步驟中，在通過紫外線照射以固化所述粘附層後，除去所述粘附 層中的所述暴露區域，而保留所述粘附層中覆蓋有所述電子器件的區域。
4.根據權利要求1所述的電子器件的製造方法，還包括在所述固定層中設置接觸孔、 並且通過所述接觸孔將配線與所述電子器件相連接的步驟。
5.根據權利要求1所述的電子器件的製造方法，其中在除去所述支撐層的一部分的步驟中，僅在所述犧牲層的上表面上保留所述支撐層，以及形成所述支撐體的步驟包括以下步驟在所述電子器件、所述支撐層、所述犧牲層和所述第一基板的表面上形成支撐體層；以及通過除去所述支撐體層的一部分來形成所述支撐體。
6.根據權利要求1所述的電子器件的製造方法，其中在形成所述犧牲層的步驟中，在要形成包括多個所述電子器件的電子器件組的區域中 形成所述犧牲層，在形成所述電子器件的步驟中，在所述犧牲層上形成所述電子器件組，其中，所述支撐 層在所述犧牲層和所述電子器件組之間，以及在除去所述支撐層的一部分的步驟中，在避開所述支撐層的所述電子器件的位置上設 置暴露所述犧牲層的通孔。
7.一種顯示器，包括 基板；電子器件，配置在所述基板上；支撐層，形成在所述電子器件的上表面或者下表面上； 固定層，形成在所述電子器件的表面和所述基板的表面上；配線，通過設置在所述固定層中的接觸孔，或者通過設置在所述固定層和所述支撐層 中的接觸孔，與所述電子器件相連接；以及顯示元件，形成在所述電子器件和所述配線上，其中，在所述電子器件和所述配線與所 述顯示元件之間 設置有層間絕緣膜。
全文摘要
本發明提供了一種電子器件的製造方法以及顯示器，該製造方法包括以下步驟在第一基板的一部分上形成由鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化物中的至少一種製成的犧牲層；形成覆蓋犧牲層的支撐層；在犧牲層上形成電子器件，其中，支撐層設置在犧牲層和電子器件之間；通過除去支撐層的一部分暴露出犧牲層的側面的至少一部分；在電子器件和支撐層與第一基板的表面之間形成支撐體；除去犧牲層；通過使電子器件與由第二基板的表面所提供的粘附層緊密接觸，打破支撐體並將電子器件轉印到第二基板上；除去屬於電子器件的支撐體的碎片；至少除去在粘附層中沒有被電子器件覆蓋的暴露區域；以及在電子器件表面和第二基板表面形成固定層。
文檔編號G09F9/30GK101840885SQ20101013496
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月12日 優先權日2009年3月19日
發明者田中正信 申請人:索尼公司