JP3974749B2 - Functional element transfer method - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの機能素子を有機高分子などの基板に転写する機能素子の転写方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機能素子としてＴＦＴを用いて液晶ディスプレイなどを製造する場合、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などによってガラスなどの透明基板上にＴＦＴを形成する。ＴＦＴを基板上に形成する工程は高温処理を伴うため、軟化点および融点が高く耐熱性に優れる材料を基板に用いる必要がある。そのため、基板として現状では５００℃前後の耐熱性を有する耐熱ガラスが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、機能素子が形成される基板には、機能素子基板を製造するための条件を満たすものが使用される。しかし、機能素子の形成時に適する基板が、製品化後に有効な特性を必ずしも有しない場合がある。
【０００４】
たとえばガラス基板は、機能素子であるＴＦＴを用いた液晶ディスプレイを製造する場合に適した基板であるが、その反面、ガラス基板は重く、割れやすく、また、変形に弱いという性質を有している。現在需要が急増している携帯電話や携帯端末などの携帯用電子機器製品に用いられる液晶ディスプレイでは、安価で軽く、変形に耐え、落下に対しても破損しない基板が必要である。ところが、このような基板は製造工程で必要な耐熱性を有さず、また搬送の際の基板の反りが大きいなどの問題がある。すなわち、製造条件から基板に求められる特性と、製品化後の基板に求められる特性との間に隔たりがあり、両者の条件および特性を同時に満足させる基板の選択はきわめて困難である。
【０００５】
この問題を解決するため、特開平１０−１２５９３１号公報記載の薄膜素子の転写方法では、機能素子である薄膜素子と製造時に使用する基板との間に分離層を形成し、基板側からレーザ光を照射し、分離層で剥離を生じさせ、薄膜素子の製造時に使用する基板から剥離させた後、製品で使用される基板に転写することで、製造時と製品とで使用される基板を選択することを可能にしている。しかしながら、上述のように分離層にレーザ光を吸収させることで薄膜素子と基板とを剥離させる場合、分離層で熱が発生することによって薄膜素子が加熱され、素子の性能が低下するという問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、機能素子の性能を低下させることなく、機能素子を形成する基板と製品として使用する際に用いる基板とを個別に選択することを可能にする機能素子の転写方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板の表面に機能素子層を形成して機能素子基板を形成する基板形成工程と、
前記基板の裏面から基板の厚みを減少または除去させることで前記機能素子基板を薄層化する薄層化工程と、
前記機能素子基板の薄層化した側に転写体を転写する転写工程とを有することを特徴とする機能素子の転写方法である。
【０００８】
本発明に従えば、基板の裏面から基板の厚みを減少または除去させることで機能素子基板を薄層化し、機能素子基板の薄層化した側に転写体を転写するので、機能素子層の性能を低下させることなく、機能素子層を形成する基板と製品として使用する際に用いる基板とを個別に選択することが可能となる。これによって、温度制限が必要な基板上にも、特性の良好な高温プロセスで機能素子層を形成でき、自由な機能素子基板が形成可能となる。
【０００９】
また本発明は、前記薄層化工程の前に、前記機能素子層の表面に、前記機能素子層を保護する保護層を形成することを特徴とする。
【００１０】
本発明に従えば、薄層化行程の前に、機能素子層の表面に、機能素子層を保護する保護層を形成するので、基板を薄層化する際に機能素子層がダメージを受けることを防ぐことができる。
また本発明は、前記機能素子層と前記基板との間に、前記機能素子層を保護するバリア層を形成することを特徴とする。
本発明に従えば、機能素子層と基板との間に薄層化工程で機能素子層を保護するバリア層を形成するので、機能素子層にダメージを与えることなく、基板の除去が可能となり、転写後の機能素子基板を軽量化することができる。
また本発明は、前記基板は、ガラスから成ることを特徴とする。
本発明に従えば、基板はガラスから成るので、薄層化の条件を制御することでガラス基板の一部を残存し、バリア層を形成しなくても、基板の薄層化が可能である。
【００１１】
また本発明は、第１基板の表面に機能素子層を形成して機能素子基板を形成する行程と、
第２基板の表面にカラーフィルタ層を形成してカラーフィルタ基板を形成する工程と、
前記機能素子層およびカラーフィルタ層が内側となるように前記機能素子基板およびカラーフィルタ基板とを貼り合わせてパネルを形成するパネル形成工程と、
前記パネルの両面から前記第１基板および第２基板の厚さを減少または除去させることで前記機能素子基板および前記カラーフィルタ基板を薄層化する薄層化工程と、
前記機能素子基板の薄層化した側に転写体を転写する転写工程とを有することを特徴とする機能素子の転写方法である。
【００１２】
本発明に従えば、機能素子層が内側となるように、機能素子層が形成されている機能素子基板とカラーフィルタ層が形成されているカラーフィルタ基板とを貼り合わせてパネルを形成し、パネルの両面からそれぞれの基板の厚さを減少または除去させて薄層化した機能素子基板の薄層化した側に転写体を転写するので、機能素子層の表面を保護しなくても、基板を薄層化することが可能となりプロセスを簡略化することができる。
【００１３】
また本発明は、前記転写工程で、前記機能素子基板の薄層化した側に転写体を転写するとともに、前記カラーフィルタ基板の薄層化した側に硬化性樹脂をコーティングすることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、転写工程で、機能素子基板の薄層化した側に転写体を転写するとともに、前記カラーフィルタ基板の薄層化した側に硬化性樹脂をコーティングするので、パネルを薄型化することができる。
【００１５】
また本発明は、前記機能素子層と前記第１基板との間に、前記機能素子層を保護するバリア層を形成することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、機能素子層と第１基板との間に薄層化工程で機能素子層を保護するバリア層を形成するので、機能素子層にダメージを与えることなく、基板の除去が可能となり、転写後の機能素子基板を軽量化することができる。
【００１７】
また本発明は、前記バリア層は、金属の酸化物から成ることを特徴とする。
本発明に従えば、バリア層は、金属の酸化物から成るので、基板を薄層化する際に高い耐性を有し、機能素子がダメージを受けることを防ぐことができる。
【００１８】
また本発明は、前記第１基板および第２基板は、ガラスから成ることを特徴とする。
本発明に従えば、第１基板および第２基板はガラスから成るので、薄層化の条件を制御することでガラス基板の一部を残存し、バリア層を形成しなくても、基板の薄層化が可能である。
【００１９】
また本発明は、前記転写体は、有機高分子から成ることを特徴とする。
本発明に従えば、転写体は有機高分子から成るので、機能素子基板がフレキシブルとなり、様々な応用が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる機能性パネルの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。まず、ガラスから成る基板１上にタンタルの薄膜（膜厚２０００Å）をスパッタ法で形成する。このタンタルを酒石酸アンモニウム水溶液中で陽極酸化して酸化タンタルにし、バリア層（膜厚３００Å）２とする。その上にゲート電極配線（膜厚１８００Å）、ゲート絶縁層（膜厚３００Å）形成、アモルファスシリコンの半導体層（膜厚５００Å）形成、アルミニウムによるソース電極配線（膜厚３０００Å）形成を順次行いＴＦＴからなる機能素子層３を形成して機能素子基板を形成する（ａ）。また、バリア層２としてはタンタル以外にもたとえばチタンおよびタングステンなどの金属の酸化物を用いてもよく、何層か積層して用いる、あるいは、複数の金属の酸化物を組合わせてもよい。
【００２４】
薄層化工程で機能素子層３をエッチングから保護するために、機能素子層３の表面に樹脂をスピンコートした後硬化させ保護層４を形成する（ｂ）。その後、フッ酸の水溶液から成るエッチング液を用いてガラス基板１の厚みを減少させるためにガラス基板１の裏面からエッチングを行う。酸化タンタルで構成されたバリア層２は上述のエッチング液に溶解しないため、ガラス基板１が除去されてバリア層２および機能素子層３からなる薄層化された機能素子基板が得られる（ｃ）。
【００２５】
ガラス基板１の厚みを減少させる手法としては、上記の方法以外にも、機械的に基板を研磨して削り取る方法、機械研磨とエッチングとを併用して化学的および機械的に基板を研磨する方法（ＣＭＰ法）およびブラスト処理による基板を削り取る方法などが適用できる。次に、純水でリンスし乾燥した後、薄層化した機能素子基板のバリア層２と有機高分子から成る転写体６とを接着用の樹脂からなる接着層５を介して貼合わせる（ｄ）。ガラス基板１をエッチングした後の機能素子基板は薄いので、静電吸着により別のガラス基板上に載せ、支えを形成した後、転写体６に転写する。ここで有機高分子としてはポリエーテルスルホンを用いる。最後に保護層４を剥離剤を用いて取り除く（ｅ）。以上のように、機能素子層３をガラス基板１から転写体６に転写することができる。このようにして、軽く、変形に耐え、落下しても破損しにくい転写基板７が得られる。
【００２６】
図２は、本発明の第２の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。本実施形態では、第１の実施形態とは異なり、バリア層２を設けず、ガラス基板１上にＴＦＴからなる機能素子層３を形成する（ａ）。機能素子層３の表面に保護層４を形成し（ｂ）、エッチング速度をエッチング液の温度、濃度および撹拌方法などを厳密に管理することにより制御し、ガラス基板１の厚みを均一に薄くしてガラス薄板８を形成する（ｃ）。有機高分子からなる転写体６とガラス薄板８とを接着層５を介して接着し、保護層４を除去する（ｄ）。このようにして、軽く、変形に耐え、落下しても破損しにくい転写基板９が得られる。
【００２７】
図３は、本発明の第３の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。まず、ガラスからなる基板１上にタンタルの薄膜をスパッタ法で形成する。このタンタルを陽極酸化して酸化タンタルとしバリア層２を形成する。その上にゲート電極配線、ゲート絶縁層形成、アモルファスシリコンの半導体層形成、ソース電極配線などを順次行いＴＦＴからなる機能素子層３を形成する。このようにして第１の基板であるＴＦＴ基板１０が得られる。また、同様にしてバリア層１２を形成し、その上に、カラーフィルタ層１３を形成して第２の基板であるカラーフィルタ基板２０が得られる（ａ）。ＴＦＴ基板１０とカラーフィルタ基板２０との間隔が５μｍになるように基板間にプラスチックのビーズを散布し、機能素子層３およびカラーフィルタ層１３が内側となるように貼合わせる。その後、液晶を注入し、封止することにより液晶層２５を形成し、パネル３０を作成する（ｂ）。パネル３０の周囲に樹脂を塗布した後硬化させ、パネル３０の周囲からのエッチング液の侵入を防ぐ。このようにして準備したパネル３０の両面からフッ酸の水溶液から成るエッチング液を用いてガラス基板１，１１のエッチングを行う。酸化タンタルはエッチング液に溶解しないため、ガラス基板１，１１が除去されてバリア層２，１２、機能素子層３、カラーフィルタ層１３および液晶層２５からなるパネル３１が得られる（ｃ）。
【００２８】
ガラス基板の厚さを減少させる手法としては、上記の方法以外にも、機械的に基板を研磨して削り取る方法、機械研磨とエッチングとを併用して化学的および機械的に基板を研磨する方法およびブラスト処理により基板を削り取る方法などが適用できる。純水でリンスし、乾燥した後、パネルの周囲に塗布し硬化させた樹脂を剥離剤を用いて取り除く。パネル両面の薄層化されたＴＦＴ基板１０およびカラーフィルタ基板２０に、有機高分子から成る転写体６，１６を接着用の樹脂からなる接着層５，１５を介して貼合わせる。ここで有機高分子としてはポリエーテルスルホンを用いる。以上のようにして、軽く、変形に耐え、落下しても破損しにくい機能性パネル３２が得られる。
【００２９】
図４は、本発明の第４の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。本実施形態では、第３の実施形態とは異なり、バリア層２，１２を設けず、ガラス基板１，１１上にＴＦＴからなる機能素子層３およびカラーフィルタ層１３を形成する。これによって、第１および第２の基板であるＴＦＴ基板４０およびカラーフィルタ基板５０が得られる（ａ）。ＴＦＴ基板４０とカラーフィルタ基板５０との間にプラスチックのビーズを散布し、機能素子層３およびカラーフィルタ層１３が内側となるように貼合わせる。その後、液晶を注入し、封止することにより液晶層２５を形成し、パネル６０を作成する（ｂ）。エッチング速度をエッチング液の温度、濃度、撹拌方法等を厳密に管理することにより制御し、ガラス基板１，１１の厚さを均一に薄くすることで薄型化したパネル６１が得られる（ｃ）。パネル６１の両面に有機高分子から成る転写体６，１６を接着用の樹脂からなる接着層５，１５を介して貼合わせる（ｄ）。以上のようにして、軽く、変形に耐え、落下しても破損しにくい機能性パネル６２が得られる。
【００３０】
図５は、本発明の第５の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。ガラスからなる基板１上にタンタルの薄膜をスパッタ法で形成する。このタンタルを陽極酸化して酸化タンタルにしバリア層２とする。その上にゲート電極配線、ゲート絶縁層形成、アモルファスシリコンの半導層形成、ソース電極配線などを順次行いＴＦＴからなる機能素子層３を形成する。このようにしてＴＦＴ基板１０が得られる。また、同様にしてバリア層１２を形成し、その上に、カラーフィルタ層１３を形成する。このようにして、カラーフィルタ基板２０が得られる（ａ）。機能素子基板１０とカラーフィルタ基板２０との間隔が５μｍになるように基板間にプラスチックのビーズを散布し、機能素子層３およびカラーフィルタ層１３が内側となるように貼り合わせる。その後、液晶を注入し、封止することによりパネル３０を作成する（ｂ）。パネル３０の周囲に樹脂を塗布した後硬化させ、パネル３０の周囲からのエッチング液の侵入を防ぐ。このようにして準備したパネル３０をフッ酸の水溶液から成るエッチング液を用いてガラス基板１，１１のエッチングを行う。酸化タンタルはエッチング液に溶解しないため、ガラス基板１，１１が除去されてバリア層２，１２、機能素子層３、カラーフィルタ層１３および液晶層２５からなるパネル３１が得られる（ｃ）。
【００３１】
ガラス基板の厚さを減少させる手法としては、上記の方法以外にも、機械的に基板を研磨して削り取る方法、機械研磨とエッチングとを併用して化学的および機械的に基板を研磨する方法およびブラスト処理により基板を削り取る方法などが適用できる。純水でリンスし、乾燥した後、パネル３０の周囲に塗布し硬化させた樹脂を剥離剤を用いて取り除く。薄層化されたＴＦＴ基板１０に有機高分子から成る転写体６を接着用の樹脂からなる接着層５を介して貼り合わせる。ここで有機高分子としてはポリエーテルスルホンを用いる。その後、薄層化されたカラーフィルタ基板２０にスピンコータまたはスロットコータを用いて樹脂をコーティングし、硬化させてコーティング層３５を形成する（ｄ）。このようにして、軽く、変形に耐え、落下しても破損しにくい機能性パネル３３が得られる。
【００３２】
図６は、本発明の第６の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。本実施形態は、第５の実施形態とは異なりバリア層２，１２を設けず、ガラス基板１，１１上にＴＦＴからなる機能素子層３およびカラーフィルタ層１３を形成する。これによって、第１および第２の基板であるＴＦＴ基板４０およびカラーフィルタ基板５０が得られる（ａ）。ＴＦＴ基板４０とカラーフィルタ基板５０との間にプラスチックのビーズを散布し、機能素子層３およびカラーフィルタ層１３が内側となるように貼合わせる。その後、液晶を注入し、封止することにより液晶層２５を形成し、パネル６０を作成する（ｂ）。エッチング速度をエッチング液の温度、濃度、撹拌方法等を厳密に管理することにより制御し、ガラス基板１，１１の厚さを均一に薄くすることで薄型化したパネル６１が得られる（ｃ）。ガラス基板が残存するＴＦＴ基板１０と転写体６とを接着層５を介して貼り合わせる。その後、ガラス基板が残存するカラーフィルタ基板２０にスロットコータを用いて樹脂をコーティングし、硬化させてコーティング層３５を形成する。以上のようにして、軽く、変形に耐え、落下しても破損しにくい機能性パネル６３が得られる。
【００３３】
以上述べたように、本発明の機能素子の転写方法によれば、特に基板を選ばず、様々な基板へ機能素子を転写することが可能である。たとえば機能素子を直接形成することができない、あるいは、形成することが困難な基板に転写することにより、従来得られなかった特徴を備えた機能性パネルを製造することができる。
【００３４】
特に、透明基板上にＴＦＴを形成した液晶パネルを製造する際に、予め耐熱性および耐食性が優れる耐熱ガラスなどの基板を用いて機能性薄膜の形成および加工を行い、有機高分子などの耐衝撃性に優れ、軽量な基板にＴＦＴ層を転写することにより、優れた信頼性と携帯性とを同時に備えた液晶ディスプレイを容易に製造することができる。このような利点は、液晶ディスプレイに限定されるものではなく、他の平面表示装置、薄膜集積回路装置等の製造においても、同様に享受される。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、機能素子の性能を低下させることなく、機能素子を形成する基板と製品として使用する際に用いる基板とを個別に選択することが可能となる。これによって、機能素子をフレキシブルな基板へ転写することが可能となり、温度制限が必要な基板上にも、特性の良好な高温プロセスで機能素子を形成でき、自由な機能素子基板が形成可能となる。
【００３６】
また本発明によれば、基板を薄層化する際に機能素子がダメージを受けることを防ぐことができる。
【００３７】
また本発明によれば、機能素子の表面を保護しなくても、別基板へ転写することが可能となりプロセスを簡略化することができる。
【００３８】
また本発明によれば、パネルを薄型化することができる。
また本発明によれば、機能素子にダメージを与えることなく、基板の除去が可能となり、転写後の機能素子基板を軽量化することができる。
【００３９】
また本発明によれば、薄層化の条件を制御することでガラス基板の一部を残存し、バリア層を形成しなくても、基板の薄層化が可能である。
【００４０】
また本発明によれば、機能素子基板がフレキシブルとなり、様々な応用が可能となる。
【００４１】
また本発明によれば、機能素子を転写することにより、様々な機能を有する機能性パネルが容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。
【図２】本発明の第２の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。
【図３】本発明の第３の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。
【図４】本発明の第４の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。
【図５】本発明の第５の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。
【図６】本発明の第６の実施形態である機能素子の転写方法の工程図である。
【符号の説明】
１，１１ ガラス基板
２，１２ バリア層
３ 機能素子層
４ 保護層
５，１５ 接着層
６，１６ 転写体
７，９ 転写基板
８ ガラス薄板
１３ カラーフィルタ層
１０，４０ ＴＦＴ基板
２０，５０ カラーフィルタ基板
２５ 液晶層
３５ コーティング層
３０，６０ パネル
３１，６１ 薄型化されたパネル
３２，３３，６２，６３ 機能性パネル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer how the functional element for transferring the functional element such as a thin film transistor (TFT) on a substrate such as an organic polymer.
[0002]
[Prior art]
When manufacturing a liquid crystal display etc. using TFT as a functional element, TFT is formed on transparent substrates, such as glass, by CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Since the process of forming the TFT on the substrate involves high-temperature treatment, it is necessary to use a material having a high softening point and melting point and excellent heat resistance for the substrate. Therefore, heat resistant glass having heat resistance of around 500 ° C. is currently used as the substrate.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, as the substrate on which the functional element is formed, a substrate that satisfies the conditions for manufacturing the functional element substrate is used. However, there are cases where a substrate suitable for forming a functional element does not necessarily have effective characteristics after commercialization.
[0004]
For example, a glass substrate is a substrate suitable for manufacturing a liquid crystal display using a TFT, which is a functional element. On the other hand, a glass substrate is heavy, easily broken, and weak in deformation. . Liquid crystal displays used in portable electronic device products such as mobile phones and portable terminals, for which demand is rapidly increasing, require a substrate that is inexpensive and light, withstands deformation, and does not break even when dropped. However, such a substrate does not have the heat resistance necessary in the manufacturing process, and there is a problem that the substrate warps during transportation. That is, there is a gap between the characteristics required of the substrate from the manufacturing conditions and the characteristics required of the substrate after commercialization, and it is extremely difficult to select a substrate that satisfies both conditions and characteristics at the same time.
[0005]
In order to solve this problem, in the thin film element transfer method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-125931, a separation layer is formed between the thin film element, which is a functional element, and a substrate used in manufacturing, and laser light is emitted from the substrate side. , The separation layer is peeled off, peeled off from the substrate used at the time of manufacturing the thin film element, and then transferred to the substrate used in the product to select the substrate used at the time of manufacturing and the product It is possible to do. However, in the case where the thin film element and the substrate are separated by absorbing the laser light in the separation layer as described above, there is a problem in that the thin film element is heated due to heat generated in the separation layer and the performance of the element is deteriorated. Arise.
[0006]
An object of the present invention, provided without degrading the performance of the functional element, transcription how the functional element that allows to select individually the substrate used when used as a substrate and products to form a functional element It is to be.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a substrate forming step of forming a functional element substrate by forming a functional element layer on the surface of the substrate;
A thinning step of thinning the functional element substrate by reducing or removing the thickness of the substrate from the back surface of the substrate;
And a transfer step of transferring the transfer body onto the thinned side of the functional element substrate .
[0008]
According to the present invention, a thin layer of the functional element substrate by reducing or eliminating the thickness of the substrate from the back surface of the substrate, so to transfer the transfer body on the side thinned functional element substrate, the functional device layer performance It is possible to individually select a substrate on which a functional element layer is formed and a substrate used when used as a product without lowering. As a result, a functional element layer can be formed on a substrate that requires temperature limitation by a high-temperature process with good characteristics, and a free functional element substrate can be formed.
[0009]
The present invention, prior to the thinning step, the surface of the functional device layer, and forming a protective layer for protecting the functional element layer.
[0010]
According to the present invention, prior to the thinning step, the surface of the functional device layer, because it forms a protective layer for protecting the function element layer, the functional element layer when thinning the substrate is damaged Can be prevented.
According to the present invention, a barrier layer that protects the functional element layer is formed between the functional element layer and the substrate.
According to the present invention, since a barrier layer that protects the functional element layer is formed between the functional element layer and the substrate in a thinning step, the substrate can be removed without damaging the functional element layer. The functional element substrate after transfer can be reduced in weight.
In the invention, it is preferable that the substrate is made of glass.
According to the present invention, since the substrate is made of glass, a part of the glass substrate remains by controlling the thinning conditions, and the substrate can be thinned without forming a barrier layer. .
[0011]
The present invention also includes a step of forming a functional element substrate by forming a functional element layer on the surface of the first substrate,
Forming a color filter layer on the surface of the second substrate to form a color filter substrate;
A panel forming step of forming a panel by bonding the functional element substrate and the color filter substrate so that the functional element layer and the color filter layer are inside;
A thinning step of thinning the functional element substrate and the color filter substrate by reducing or removing the thickness of the first substrate and the second substrate from both sides of the panel;
A transfer method to that function element; and a transfer step of transferring the transfer member on the side thinned of the functional element substrate.
[0012]
According to the present invention, as the functional device layer facing inward, to form a panel by bonding the color filter substrate functional element substrate and the color filter layer functional element layer is formed is formed, the panel Since the transfer body is transferred to the thinned side of the functional element substrate by reducing or removing the thickness of each substrate from both sides of the substrate, the substrate can be removed without protecting the surface of the functional element layer. The thickness can be reduced, and the process can be simplified.
[0013]
Further, the present invention is characterized in that, in the transfer step, a transfer body is transferred to the thinned side of the functional element substrate, and a curable resin is coated on the thinned side of the color filter substrate. .
[0014]
According to the present invention, in the transfer step, the transfer body is transferred to the thinned side of the functional element substrate, and the curable resin is coated on the thinned side of the color filter substrate, so that the panel is thinned. can do.
[0015]
According to the present invention, a barrier layer that protects the functional element layer is formed between the functional element layer and the first substrate.
[0016]
According to the present invention, because it forms a barrier layer for protecting the functional element layer thinning process between the functional device layer and the first substrate, without damaging the functional device layer, allows the removal of the substrate Thus, the functional element substrate after transfer can be reduced in weight.
[0017]
In the invention, it is preferable that the barrier layer is made of a metal oxide.
According to the present invention, since the barrier layer is made of a metal oxide, it has high resistance when the substrate is thinned and can prevent the functional element from being damaged.
[0018]
In the invention, it is preferable that the first substrate and the second substrate are made of glass.
According to the present invention, the first substrate and the second substrate are made of glass. Therefore, by controlling the thinning conditions, a part of the glass substrate remains, and the substrate is thinned without forming a barrier layer. Stratification is possible.
[0019]
In the invention, it is preferable that the transfer body is made of an organic polymer.
According to the present invention, since the transfer body is made of an organic polymer, the functional element substrate becomes flexible, and various applications are possible.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a functional panel according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is a process diagram of a functional element transfer method according to a first embodiment of the present invention. First, a tantalum thin film (having a thickness of 2000 mm) is formed on a substrate 1 made of glass by sputtering. This tantalum is anodized in an aqueous solution of ammonium tartrate to form tantalum oxide to form a barrier layer (film thickness 300 mm) 2. A gate electrode wiring (thickness 1800 mm), a gate insulating layer (thickness 300 mm), an amorphous silicon semiconductor layer (thickness 500 mm), and a source electrode wiring (thickness 3000 mm) formed of aluminum are sequentially formed on the TFT. The functional element layer 3 is formed to form a functional element substrate (a). In addition to tantalum, for example, a metal oxide such as titanium and tungsten may be used as the barrier layer 2, or several layers may be stacked, or a plurality of metal oxides may be combined.
[0024]
In order to protect the functional element layer 3 from etching in the thinning step, the surface of the functional element layer 3 is spin-coated with a resin and then cured to form the protective layer 4 (b). Thereafter, etching is performed from the back surface of the glass substrate 1 in order to reduce the thickness of the glass substrate 1 using an etching solution made of an aqueous solution of hydrofluoric acid. Since the barrier layer 2 composed of tantalum oxide does not dissolve in the above-described etching solution, the glass substrate 1 is removed, and a thinned functional element substrate including the barrier layer 2 and the functional element layer 3 is obtained (c). .
[0025]
As a method of reducing the thickness of the glass substrate 1, besides the above method, a method of mechanically polishing and scraping the substrate, a method of chemically and mechanically polishing the substrate by using both mechanical polishing and etching (CMP method) and a method of scraping the substrate by blasting can be applied. Next, after rinsing with pure water and drying, the barrier layer 2 of the thinned functional element substrate and the transfer body 6 made of an organic polymer are bonded together via the adhesive layer 5 made of an adhesive resin (d ). Since the functional element substrate after etching the glass substrate 1 is thin, it is placed on another glass substrate by electrostatic adsorption to form a support, and then transferred to the transfer body 6. Here, polyethersulfone is used as the organic polymer. Finally, the protective layer 4 is removed using a release agent (e). As described above, the functional element layer 3 can be transferred from the glass substrate 1 to the transfer body 6. In this way, a transfer substrate 7 that is light, withstands deformation, and is not easily damaged even when dropped can be obtained.
[0026]
FIG. 2 is a process diagram of a functional element transfer method according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, unlike the first embodiment, the barrier layer 2 is not provided, and the functional element layer 3 made of TFT is formed on the glass substrate 1 (a). The protective layer 4 is formed on the surface of the functional element layer 3 (b), and the etching rate is controlled by strictly controlling the temperature, concentration, and stirring method of the etching solution, and the thickness of the glass substrate 1 is uniformly reduced. Then, a glass thin plate 8 is formed (c). The transfer body 6 made of an organic polymer and the glass thin plate 8 are bonded via the adhesive layer 5 to remove the protective layer 4 (d). In this way, the transfer substrate 9 is obtained that is light, withstands deformation, and is not easily damaged even when dropped.
[0027]
FIG. 3 is a process diagram of a functional element transfer method according to a third embodiment of the present invention. First, a tantalum thin film is formed on a substrate 1 made of glass by a sputtering method. This tantalum is anodized to form tantalum oxide, and the barrier layer 2 is formed. A functional element layer 3 made of TFT is formed thereon by sequentially performing gate electrode wiring, gate insulating layer formation, amorphous silicon semiconductor layer formation, source electrode wiring, and the like. In this way, the TFT substrate 10 as the first substrate is obtained. Similarly, the barrier layer 12 is formed, and the color filter layer 13 is formed thereon to obtain the color filter substrate 20 as the second substrate (a). Plastic beads are dispersed between the substrates so that the distance between the TFT substrate 10 and the color filter substrate 20 is 5 μm, and the functional element layer 3 and the color filter layer 13 are bonded together. Thereafter, liquid crystal is injected and sealed to form the liquid crystal layer 25, and the panel 30 is formed (b). A resin is applied to the periphery of the panel 30 and then cured to prevent intrusion of the etchant from the periphery of the panel 30. The glass substrates 1 and 11 are etched from both surfaces of the panel 30 thus prepared using an etchant composed of an aqueous solution of hydrofluoric acid. Since tantalum oxide does not dissolve in the etching solution, the glass substrates 1 and 11 are removed, and a panel 31 including the barrier layers 2 and 12, the functional element layer 3, the color filter layer 13, and the liquid crystal layer 25 is obtained (c).
[0028]
In addition to the above method, the method of reducing the thickness of the glass substrate is a method of mechanically polishing and scraping the substrate, a method of chemically and mechanically polishing the substrate by using both mechanical polishing and etching. Further, a method of scraping the substrate by blasting can be applied. After rinsing with pure water and drying, the resin applied and cured around the panel is removed using a release agent. Transfer bodies 6 and 16 made of an organic polymer are bonded to the thinned TFT substrate 10 and the color filter substrate 20 on both sides of the panel via adhesive layers 5 and 15 made of an adhesive resin. Here, polyethersulfone is used as the organic polymer. As described above, the functional panel 32 that is light, withstands deformation, and is not easily damaged even when dropped can be obtained.
[0029]
FIG. 4 is a process diagram of a functional element transfer method according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, unlike the third embodiment, the barrier layers 2 and 12 are not provided, and the functional element layer 3 and the color filter layer 13 made of TFT are formed on the glass substrates 1 and 11. Thereby, the TFT substrate 40 and the color filter substrate 50 as the first and second substrates are obtained (a). Plastic beads are dispersed between the TFT substrate 40 and the color filter substrate 50, and are bonded so that the functional element layer 3 and the color filter layer 13 are on the inner side. Thereafter, liquid crystal is injected and sealed to form the liquid crystal layer 25, thereby producing the panel 60 (b). The etching rate is controlled by strictly controlling the temperature, concentration, stirring method and the like of the etching solution, and the thickness of the glass substrates 1 and 11 is uniformly reduced to obtain a thin panel 61 (c). Transfer bodies 6 and 16 made of an organic polymer are bonded to both surfaces of the panel 61 through adhesive layers 5 and 15 made of an adhesive resin (d). As described above, the functional panel 62 that is light, resistant to deformation, and hardly damaged even when dropped can be obtained.
[0030]
FIG. 5 is a process diagram of a functional element transfer method according to a fifth embodiment of the present invention. A thin film of tantalum is formed on a substrate 1 made of glass by sputtering. This tantalum is anodized to form tantalum oxide to form the barrier layer 2. A functional element layer 3 made of TFT is formed thereon by sequentially performing gate electrode wiring, gate insulating layer formation, amorphous silicon semiconductor layer formation, source electrode wiring, and the like. In this way, the TFT substrate 10 is obtained. Similarly, the barrier layer 12 is formed, and the color filter layer 13 is formed thereon. In this way, the color filter substrate 20 is obtained (a). Plastic beads are dispersed between the substrates so that the distance between the functional element substrate 10 and the color filter substrate 20 is 5 μm, and the functional element layer 3 and the color filter layer 13 are bonded together. Thereafter, a liquid crystal is injected and sealed to prepare the panel 30 (b). A resin is applied to the periphery of the panel 30 and then cured to prevent intrusion of the etchant from the periphery of the panel 30. The glass substrates 1 and 11 are etched from the panel 30 thus prepared using an etchant made of an aqueous solution of hydrofluoric acid. Since tantalum oxide does not dissolve in the etching solution, the glass substrates 1 and 11 are removed, and a panel 31 including the barrier layers 2 and 12, the functional element layer 3, the color filter layer 13, and the liquid crystal layer 25 is obtained (c).
[0031]
In addition to the above method, the method of reducing the thickness of the glass substrate is a method of mechanically polishing and scraping the substrate, a method of chemically and mechanically polishing the substrate by using both mechanical polishing and etching. Further, a method of scraping the substrate by blasting can be applied. After rinsing with pure water and drying, the resin applied and cured around the panel 30 is removed using a release agent. A transfer body 6 made of an organic polymer is bonded to the thinned TFT substrate 10 via an adhesive layer 5 made of an adhesive resin. Here, polyethersulfone is used as the organic polymer. Thereafter, the thin color filter substrate 20 is coated with a resin using a spin coater or a slot coater and cured to form a coating layer 35 (d). In this way, the functional panel 33 is obtained that is light, withstands deformation, and is not easily damaged even when dropped.
[0032]
FIG. 6 is a process diagram of a functional element transfer method according to a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, unlike the fifth embodiment, the barrier layers 2 and 12 are not provided, and the functional element layer 3 and the color filter layer 13 made of TFT are formed on the glass substrates 1 and 11. Thereby, the TFT substrate 40 and the color filter substrate 50 as the first and second substrates are obtained (a). Plastic beads are dispersed between the TFT substrate 40 and the color filter substrate 50, and are bonded so that the functional element layer 3 and the color filter layer 13 are on the inner side. Thereafter, liquid crystal is injected and sealed to form the liquid crystal layer 25, thereby producing the panel 60 (b). The etching rate is controlled by strictly controlling the temperature, concentration, stirring method and the like of the etching solution, and the thickness of the glass substrates 1 and 11 is uniformly reduced to obtain a thin panel 61 (c). The TFT substrate 10 on which the glass substrate remains and the transfer body 6 are bonded together via the adhesive layer 5. Thereafter, the color filter substrate 20 on which the glass substrate remains is coated with a resin using a slot coater and cured to form the coating layer 35. As described above, the functional panel 63 that is light, withstands deformation, and is not easily damaged even when dropped can be obtained.
[0033]
As described above, according to the functional element transfer method of the present invention, it is possible to transfer a functional element to various substrates without particularly selecting a substrate. For example, a functional panel having features not conventionally obtained can be manufactured by transferring a functional element to a substrate that cannot be directly formed or is difficult to form.
[0034]
In particular, when manufacturing a liquid crystal panel in which TFTs are formed on a transparent substrate, functional thin films are formed and processed in advance using a substrate such as heat-resistant glass that has excellent heat resistance and corrosion resistance, and impact resistance such as organic polymers. By transferring the TFT layer to a lightweight substrate with excellent performance, a liquid crystal display having excellent reliability and portability can be easily manufactured. Such advantages are not limited to the liquid crystal display, but can be similarly enjoyed in the manufacture of other flat display devices, thin film integrated circuit devices, and the like.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to individually select a substrate on which a functional element is formed and a substrate to be used as a product without degrading the performance of the functional element. As a result, the functional element can be transferred to a flexible substrate, and the functional element can be formed on a substrate that requires temperature restriction by a high-temperature process with good characteristics, and a free functional element substrate can be formed. .
[0036]
Further, according to the present invention, it is possible to prevent the functional element from being damaged when the substrate is thinned.
[0037]
Further, according to the present invention, it is possible to transfer to another substrate without protecting the surface of the functional element, and the process can be simplified.
[0038]
Moreover, according to this invention, a panel can be reduced in thickness.
According to the present invention, the substrate can be removed without damaging the functional element, and the functional element substrate after transfer can be reduced in weight.
[0039]
Further, according to the present invention, by controlling the thinning conditions, it is possible to reduce the thickness of the substrate without leaving a part of the glass substrate and forming a barrier layer.
[0040]
Further, according to the present invention, the functional element substrate becomes flexible, and various applications are possible.
[0041]
Moreover, according to this invention, the functional panel which has various functions is easily obtained by transcribe | transferring a functional element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram of a functional element transfer method according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a process diagram of a functional element transfer method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a process diagram of a functional element transfer method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process diagram of a functional element transfer method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a process diagram of a functional element transfer method according to a fifth embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a process diagram of a functional element transfer method according to a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 11 Glass substrate 2, 12 Barrier layer 3 Functional element layer 4 Protective layer 5, 15 Adhesive layer 6, 16 Transfer body 7, 9 Transfer substrate 8 Glass thin plate 13 Color filter layer 10, 40 TFT substrate 20, 50 Color filter substrate 25 Liquid crystal layer 35 Coating layer 30, 60 Panel 31, 61 Thinned panel 32, 33, 62, 63 Functional panel

Claims (10)

基板の表面に機能素子層を形成して機能素子基板を形成する基板形成工程と、
前記基板の裏面から基板の厚みを減少または除去させることで前記機能素子基板を薄層化する薄層化工程と、
前記機能素子基板の薄層化した側に転写体を転写する転写工程とを有することを特徴とする機能素子の転写方法。A substrate forming step of forming a functional element substrate by forming a functional element layer on the surface of the substrate;
A thinning step of thinning the functional element substrate by reducing or removing the thickness of the substrate from the back surface of the substrate;
And a transfer step of transferring a transfer body to the thinned side of the functional element substrate . 前記薄層化工程の前に、前記機能素子層の表面に、前記機能素子層を保護する保護層を形成することを特徴とする請求項１記載の機能素子の転写方法。 Before the thinning process, the surface of the functional device layer, transfer method of the functional element according to claim 1, wherein the forming the protective layer for protecting the functional element layer. 前記機能素子層と前記基板との間に、前記機能素子層を保護するバリア層を形成することを特徴とする請求項１または２記載の機能素子の転写方法。 3. The functional element transfer method according to claim 1 , wherein a barrier layer for protecting the functional element layer is formed between the functional element layer and the substrate . 前記基板は、ガラスから成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の機能素子の転写方法。The method for transferring a functional element according to claim 1 , wherein the substrate is made of glass . 第１基板の表面に機能素子層を形成して機能素子基板を形成する行程と、
第２基板の表面にカラーフィルタ層を形成してカラーフィルタ基板を形成する工程と、
前記機能素子層およびカラーフィルタ層が内側となるように前記機能素子基板およびカラーフィルタ基板とを貼り合わせてパネルを形成するパネル形成工程と、
前記パネルの両面から前記第１基板および第２基板の厚さを減少または除去させることで前記機能素子基板および前記カラーフィルタ基板を薄層化する薄層化工程と、
前記機能素子基板の薄層化した側に転写体を転写する転写工程とを有することを特徴とする機能素子の転写方法。 Forming a functional element layer on the surface of the first substrate to form a functional element substrate;
Forming a color filter layer on the surface of the second substrate to form a color filter substrate;
A panel forming step of forming a panel by bonding the functional element substrate and the color filter substrate so that the functional element layer and the color filter layer are inside;
A thinning step of thinning the functional element substrate and the color filter substrate by reducing or removing the thickness of the first substrate and the second substrate from both sides of the panel;
Transfer method to that function element; and a transfer step of transferring the transfer member on the side thinned of the functional element substrate. 前記転写工程で、前記機能素子基板の薄層化した側に転写体を転写するとともに、前記カラーフィルタ基板の薄層化した側に硬化性樹脂をコーティングすることを特徴とする請求項５記載の機能素子の転写方法。6. The transfer step according to claim 5, wherein, in the transfer step, a transfer body is transferred to the thinned side of the functional element substrate, and a curable resin is coated on the thinned side of the color filter substrate . Functional element transfer method. 前記機能素子層と前記第１基板との間に、前記機能素子層を保護するバリア層を形成することを特徴とする請求項５または６記載の機能素子の転写方法。7. The functional element transfer method according to claim 5 , wherein a barrier layer for protecting the functional element layer is formed between the functional element layer and the first substrate . 前記バリア層は、金属の酸化物から成ることを特徴とする請求項３または７記載の機能素子の転写方法。8. The method for transferring a functional element according to claim 3 , wherein the barrier layer is made of a metal oxide . 前記第１基板および第２基板は、ガラスから成ることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の機能素子の転写方法。The method for transferring a functional element according to claim 5, wherein the first substrate and the second substrate are made of glass. 前記転写体は、有機高分子から成ることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の機能素子の転写方法。10. The functional element transfer method according to claim 1, wherein the transfer body is made of an organic polymer.
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