JP2001166300A

JP2001166300A - バックライト内蔵型液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001166300A
Application number: JP34697399A
Authority: JP
Inventors: Sumio Utsunomiya; 純夫宇都宮
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2001-06-22
Anticipated expiration: 2019-12-06
Also published as: JP3755573B2

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜トランジスタ層と下地層の境界面に面発
光型光源を形成することにより、バックライト内蔵型液
晶表示装置を構成する。【解決手段】透光性を有する第一基板上に、分離層を
介して薄膜トランジスタで構成されたアクティブマトリ
クスおよびその駆動回路を形成する。前記薄膜トランジ
スタに第二基板を接着した後、分離層界面において前記
薄膜トランジスタを第一基板から引き剥がし、その際に
露出した前記薄膜トランジスタの裏面に面発光型光源を
形成する。続いて、当該薄膜デバイスを第三基板上に再
度転写することにより、面発光型光源を内蔵した薄膜デ
バイスを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜デバイスを複
数の基板間で転写することにより、バックライトと一体
化されたバックライト内蔵型液晶表示装置及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜デバイスである薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）を駆動回路源として構成された液晶表示装置
は、基板上に形成されたＴＦＴで制御された電圧によっ
て、当該基板と対向基板との間に封入された液晶分子
（液晶表示素子）の旋光能を制御し、各画素における透
光性を制御することで、画像を表示できる構成を備えて
いる。

【０００３】この液晶表示装置を図１５に示す。図１５
に示される如く、アクティブマクトリクス２２２及び／
又は駆動回路２２４等の薄膜デバイスが形成されたアク
ティブマトリクス基板２２０と、対向基板２４０とは、
対向基板２４０の外周縁に沿って形成されたシール材
（図示せず）によって所定の間隙を介して貼り合わさ
れ、この間隙に液晶が２３０が封入される。

【０００４】アクティブマトリクス１２２に形成された
画素電極と、対向基板２４０に形成された透明対向電極
とは、液晶２３０を挟んで対向し、画素電極と対向電極
間に印加される電界によって液晶分子が駆動される。ま
た、アクティブマトリクス２２２の液晶２３０に接する
側の表面、及び、対向基板２４０の液晶２３０に接する
側の表面には、配向膜が形成され、無電界状態での液晶
分子の配向を決定する。

【０００５】アクティブマトリクス基板２２０、液晶２
３０及び対向基板２４０で構成される液晶駆動部は、更
に、互いに異なる偏光方向を有する２枚の偏光板２１
０、２５０で挟まれる。偏光板２１０及び２５０の偏光
方向は、前記アクティブマトリクス基板２２０、及び対
向基板２４０のそれぞれの表面に形成された配向膜の配
向方向に揃えられる。

【０００６】また、カラー表示を可能にするため、対向
基板２４０には、カラーフィルタ及び／又はブラックマ
トリクスが形成される。

【０００７】このように、液晶表示装置は、多数の基板
が貼り合わされた構造を有しているため、表示装置の厚
さが大きくなってしまうという欠点があった。特に、図
１５に示される如く、透過型液晶表示装置で必要とされ
るバックライト２００は、液晶表示装置の厚さを増大す
る原因となっている。

【０００８】一方、上記薄膜デバイスで構成された液晶
表示装置を、プラスチック基板等の軽量で柔軟性（可撓
性）を有する基板材料上に形成し、変形能を備えた新規
な液晶表示装置を製造する要望が高まっている。これを
実現するためには、プラスチック基板の耐熱温度（１０
０から１５０℃）以下のプロセス温度にて薄膜デバイス
を形成する必要がある。しかしながら、プロセス温度の
低下は薄膜デバイスの特性の低下を招く傾向にあり、高
性能の薄膜デバイスの製造は困難である。これに対処す
るため、ガラス基板上に形成された薄膜デバイスを転写
する技術（例えば、特開平１０−１２５９３１号公報参
照）により前記薄膜デバイスをプラスチック基板上に転
写する方法も提案されている。

【０００９】しかしながら、上記の構成手順で薄膜デバ
イスをプラスチック基板上に形成できたとしても、図１
５に示される如く、透過型液晶表示装置では、バックラ
イト２００が必要なため、液晶表示装置全体として変形
能を備えたものを製造することは困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような課
題を解決するために、バックライトを内蔵しても装置全
体の厚みが少なくかつ変形能にも優れた半導体装置及び
その製造方法を提供することを目的とするものである。

【００１１】本発明はまた薄膜デバイスに薄膜状の面発
光型光源を一体化させることにより、装置全体の厚みが
少なくかつ変形能にも優れた液晶表示装置及びその製造
方法を提供することを目的とするものである。

【００１２】本発明の他の目的は、この液晶表示装置を
得るために、従来の転写技術を応用して薄膜状の面発光
型光源と薄膜デバイスとを基板上に一体化させることで
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、薄膜デバイスと面発光型光源を従来の転写
技術を利用して基板上に一体化させたことを特徴とす
る。

【００１４】すなわち、第１の基板上に製造された薄膜
デバイスを、一旦第２の基板上に転写させ、この際に露
出した薄膜デバイスの裏面に薄膜状の面発光型光源を形
成する。さらに、この面発光型光源を備えた薄膜デバイ
スを第３の基板に転写させる。この第３の転写基板とし
て可撓性の変形可能なものを選択することによって、装
置全体の厚さを増すことなく、変形可能であるバックラ
イト内蔵型表示装置を得ることができる。

【００１５】代表的な薄膜デバイスは、液晶表示素子を
形成するための、発光面の全域に設けられた共通電極
と、マトリクス状に配置された画素スイッチング用の薄
膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのゲートに接
続された走査線と、前記薄膜トランジスタのソースに接
続されたデータ線と、前記薄膜トランジスタのドレイン
に接続された画素電極とを備えている。

【００１６】また、この薄膜デバイスは、前記画素スイ
ッチング用の薄膜トランジスタを駆動するための駆動回
路と、を備える。薄膜デバイスの許容される厚さ及びバ
ックライトを内蔵する液晶表示装置全体の許容される厚
さには、特に制限がないが、薄膜デバイスとして0.5〜
5.0mm程度であるのが好ましい。前記面発光光源とは、
好適には有機又は無機の電界発光素子である。その一例
は、マトリクス状の画素に対してパターニングされてな
い全域単色発光される電界発光素子である。パターニン
グされていない発光素子をバックライトとして用いた場
合には、前記液晶表示素子が前記画素領域に対応したカ
ラーフィルタを備える。

【００１７】前記面発光光源の他の例は、有機又は無機
の電界発光素子であり、前記マトリクス状の画素毎にパ
ターニングされ、ＲＧＢの各色が所定の順序で配列され
て色分離発光されるものである。有機又は無機の電界素
子としては、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子が
最適である。

【００１８】電界発光素子は、数μｍから数十μｍ程度
の厚さで形成できるため、前記薄膜デバイスの裏面に面
発光型光源として電界発光素子を形成し、これを柔軟性
基板に転写することによって装置全体の厚さが増さずか
つ柔軟性に優れた半導体装置を得ることができる。加え
て有機電界発光素子は低温度かつ簡単な工程により製造
可能である。

【００１９】バックライトから投射された光の透過／非
透過を液晶により制御するためには、投射光が偏光特性
を備えていなければならない。そこで、好適にはバック
ライトから投射される光自体に偏光特性を持たせれば、
バックライト側の偏光板を省略してその分装置の厚さを
削減することが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態をて図
面を参照して説明する。図１は、バックライト内蔵型液
晶表示装置（以下、単に、液晶表示装置、という）１０
の概念図であり、この液晶表示装置１０は、大きく分け
て液晶表示部１２と、薄膜デバイス（ＴＦＴ）部１４
と、バックライト部１６と、基板１７とに分類される。

【００２１】図１の液晶表示装置１０は、液晶表示部１
２によって階調表現のみを行う、所謂モノクロ画像の表
示装置であり、これに対して、図２及び図３は、カラー
画像を表示するための液晶表示装置１０が示されてい
る。

【００２２】図２は、液晶表示部１２の表面に、ＴＦＴ
部１４に形成される各画素に対応してマトリクス状に所
定の規則に従って配列された各色（ＲＧＢ）のカラーフ
ィルタ１８と、これらを囲むように設けられたブラック
マトリクス枠２０と、で構成されたフィルタ部２２が設
けられた表示装置を示している。

【００２３】また、図３は、バックライト部１６として
適用される電界発光素子としてのＥＬ（エレクトロルミ
ネッセンス）をＴＦＴ部１４の各画素に対応してバンク
２４を形成すると共に、各バンク２４間毎に各色（ＲＧ
Ｂ）の成分を充填することで、バックライト部１６自体
を、ＲＧＢの各色に発光させた構成を示している。

【００２４】図１乃至図３に示される液晶表示装置１０
は、基本的構造は変わらないため、まず、図２に示すカ
ラー画像用の液晶表示装置１０を例にとり、詳細な構成
を説明する。

【００２５】図４には、図２に示したバックライト内蔵
型液晶表示装置１０の詳細構成が示されている。

【００２６】液晶表示装置１０は、製品段階において、
第３の基板２５が基本支持体層となり、前記バックライ
ト部１６、ＴＦＴ部１４及び液晶表示部１２を構成する
各層が積層されている。なお、この第３の基板に各部が
積層されるまでの途中、すなわち、製造段階では、第１
の基板１００及び第２の基板１８０（共に図５乃至図１
３の工程図参照）が適用されるようになっている。

【００２７】バックライト部１６は、この電子輸送層２
８と、正孔輸送層３０とによってＥＬ層３２を挟持した
構成となっている。また、正孔輸送層３０の上層には、
ＩＴＯ層３４が設けられている。すなわち、ＩＴＯ層３
４とベース電極層２６との間に電界（電圧）が印加され
ることにより、ＥＬ層３２に電流が流れて、バックライ
トとして機能する。なお、このＥＬ層３２の発光光は、
偏光方向を一定の方向に定めており、この結果、液晶表
示に必要な一対の偏光板の一方を省略して、薄膜デバイ
スの裏面に直接前記面発光型光源を設けることができ
る。これを可能とする方法として、例えばラビング処理
をあげることができる。ラビング処理は、例えば電子情
報通信学会技術報告Ｅ１Ｄ９５−１０６（１９９５年発
行）に詳しく記載されている。

【００２８】ＩＴＯ層３４の上層には、透明の中間層３
６が設けられ、この中間層３６上に薄膜デバイスとして
のＴＦＴ部１４が配設されている。

【００２９】ＴＦＴ部１４は、ＴＦＴアレイ３８が各画
素毎に設けられたマトリクス状を形成している。ＴＦＴ
アレイ３８は、ドレイン電極３８Ｄ、ゲート電極３８
Ｇ、ソース電極３８Ｓによって構成されている。また、
ドレイン電極３８Ｄ及びソース電極３８Ｓにはソース／
ドレイン領域３９Ｄ、３９Ｓが対応しており、ゲート電
極３８Ｇには活性シリコン領域３９Ｇが対応している。
このＴＦＴアレイ３８のそれぞれに対して、透明画素電
極（各画素に対応配置）４０が設けられている。

【００３０】また、画素電極４０の上方には、平坦化膜
４１を介して中間空間部に液晶４２が封入された一対の
配向膜４４、４６が設けられている。液晶４２は、全画
素領域に一括充填されシール剤４７によって封印され
て、漏れないようになっている。

【００３１】上側の配向膜４６の上面には、対向電極４
８が設けられ、前記画素電極４０と共通電極４８間に電
界（電圧）が印加されることにより、印加される電圧に
応じて、液晶４２の配向が変化し、一対の配向膜４４、
４６間を通過する所定の偏光方向の光に対して所定の透
過率となる。

【００３２】共通電極４８の上面には、カラーフィルタ
層５２を介して対向基板４９、偏光板５０が順に設けら
れている。偏光板５０は、前記所定の偏光方向の光のみ
を通過させることができ、ＥＬ層３２で発光した１００
％の光量に対して、前記液晶４２の配向によって設定さ
れる透過率に基づく光量で発光するようになっている。

【００３３】カラーフィルタ層５２は、各画素に対応し
てＲＧＢの各色のフィルタが順序よく配列されるフィル
タ部とで構成され、さらに必要であれば各画素の非発光
領域（ＴＦＴアレイ３８が配置された領域等）を不透過
状態として、各画素の色分離を向上するためのブラック
マトリクス部を含んで構成されている。

【００３４】上記構成において、第３の基板２５は、可
撓性を有する透明の合成樹脂（プラスチック等）板で構
成されており、これによって、本実施の形態に係るバッ
クライト内蔵型液晶表示装置１０は、平面を維持する必
要なく、曲面を持った支持体上にも配設することが可能
となっている。

【００３５】このような曲面支持体の例としては、ドー
ム（半球面）型の天井が挙げられる。このようなドーム
型天井にバックライト型内蔵型液晶表示装置１０を配設
し、プラネタリュウムを構成することができる。また、
円筒形の室内の内周面に全周に亘ってバックライト型内
蔵型液晶表示装置１０を配設することにより、３６０°
のパノラマ画像を表示することが可能となる。

【００３６】ところで、前記第３の基板２５を可撓性を
有する基板を最初から用いて、ＴＦＴ部１４を形成する
のはプロセス温度、フォトリソグラフィの精度等の観点
から困難であるので、既述の転写技術を応用する。

【００３７】図５〜図１３はＴＦＴ部１４を形成するた
めの図である。なお、ＴＦＴアレイ３８の詳細な製造工
程は公知であるので説明を省略する。

【００３８】[工程１]図５に示すように、第１の基板１
００上に第１の剥離層としての第１分離層（光吸収層）
１２０を形成する。

【００３９】以下、第１の基板１００および第１分離層
１２０について説明する。（第１の基板１００についての説明）第１の基板１００
は、光が透過し得る透光性を有するものであるのが好ま
しい。

【００４０】この場合、光の透過率は１０％以上である
のが好ましく、５０％以上であるのがより好ましい。こ
の透過率が低過ぎると、光の減衰（ロス）が大きくな
り、第１分離層１２０を剥離するのにより大きな光量を
必要とする。

【００４１】また、第１の基板１００は、信頼性の高い
材料で構成されているのが好ましく、特に、耐熱性に優
れた材料で構成されているのが好ましい。その理由は、
例えば後述するＴＦＴ層１４０（図４のＴＦＴ部１４に
相当）を形成する際に、その種類や形成方法によっては
プロセス温度が高くなる（例えば３５０〜１２００℃程
度）ことがあるが、その場合でも、第１の基板１００が
耐熱性に優れていれば、第１の基板１００上へのＴＦＴ
層１４０等の形成に際し、その温度条件等の成膜条件の
設定の幅が広がるからである。

【００４２】従って、第１の基板１００は、ＴＦＴ層１
４０の形成の際の最高温度をＴmaxとしたとき、歪点が
Ｔmax以上の材料で構成されているのものが好ましい。
具体的には、第１の基板１００の構成材料は、歪点が３
５０℃以上のものが好ましく、５００℃以上のものがよ
り好ましい。このようなものとしては、例えば、石英ガ
ラス、コーニング７０５９、日本電気ガラスＯＡ−２等
の耐熱性ガラスが挙げられる。

【００４３】また、第１の基板１００の厚さは、特に限
定されないが、通常は、０．１〜５．０mm程度であるの
が好ましく、０．５〜１．５mm程度であるのがより好ま
しい。第１の基板１００の厚さが薄すぎると強度の低下
を招き、厚すぎると、第１の基板１００の透過率が低い
場合に、光の減衰を生じ易くなる。なお、第１の基板１
００の光の透過率が高い場合には、その厚さは、前記上
限値を超えるものであってもよい。なお、光を均一に照
射できるように、第１の基板１００の厚さは、均一であ
るのが好ましい。（第１分離層１２０の説明）第１分離層１２０は、照射
される光を吸収し、その層内および／または界面におい
て剥離（以下、「層内剥離」、「界面剥離」と言う）を
生じるような性質を有するものであり、好ましくは、光
の照射により、第１分離層１２０を構成する物質の原子
間または分子間の結合力が消失または減少すること、す
なわち、アブレーションが生じて層内剥離および／また
は界面剥離に至るものがよい。

【００４４】さらに、光の照射により、第１分離層１２
０から気体が放出され、分離効果が発現される場合もあ
る。すなわち、第１分離層１２０に含有されていた成分
が気体となって放出される場合と、第１分離層１２０が
光を吸収して一瞬気体になり、その蒸気が放出され、分
離に寄与する場合とがある。このような第１分離層１２
０の組成としては、例えば、次のＡ〜Ｅに記載されるも
のが挙げられる。

【００４５】Ａ．アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）Ｂ．酸化ケイ素又はケイ酸化合物、酸化チタンまたはチ
タン酸化合物、酸化ジルコニウムまたはジルコン酸化合
物、酸化ランタンまたはランタン酸化化合物等の各種酸
化物セラミックス、透電体（強誘電体）あるいは半導体Ｃ．ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＰＬＬＺＴ、ＰＢＺＴ等のセラ
ミックスあるいは誘電体（強誘電体）Ｄ．窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラ
ミックスＥ．有機高分子材料Ｆ．金属また、第１分離層１２０の厚さは、剥離目的や第１分離
層１２０の組成、層構成、形成方法等の諸条件により異
なるが、通常は、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ま
しく、１０ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましく、
４０ｎｍ〜１μｍ程度であるのがさらに好ましい。第１
分離層１２０の膜厚が小さすぎると、成膜の均一性が損
なわれ、剥離にムラが生じることがあり、また、膜厚が
厚すぎると、第１分離層１２０の良好な剥離性を確保す
るために、光のパワー（光量）を大きくする必要がある
とともに、後に第１分離層１２０を除去する際に、その
作業に時間がかかる。なお、第１分離層１２０の膜厚
は、できるだけ均一であるのが好ましい。

【００４６】第１分離層１２０の形成方法は、特に限定
されず、膜組成や膜厚等の諸条件に応じて適宜選択され
る。たとえば、ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、ＥＣ
Ｒ−ＣＶＤを含む）、蒸着、分子線蒸着（ＭＢ）、スパ
ッタリング、イオンプレーティング、ＰＶＤ等の各種気
相成膜法、電気メッキ、浸漬メッキ（ディッピング）、
無電解メッキ等の各種メッキ法、ラングミュア・プロジ
ェット（ＬＢ）法、スピンコート、スプレーコート、ロ
ールコート等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジ
ェット法、粉末ジェット法等が挙げられ、これらのうち
の２以上を組み合わせて形成することもできる。

【００４７】例えば、第１分離層１２０の組成がアモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の場合には、ＣＶＤ、特に
低圧ＣＶＤやプラズマＣＶＤにより成膜するのが好まし
い。

【００４８】また、第１分離層１２０をゾルーゲル法に
よるセラミックスで構成する場合や、有機高分子材料で
構成する場合には、塗布法、特に、スピンコートにより
成膜するのが好ましい。

【００４９】[工程２]次に、図６に示すように、第１分
離層１２０上に、ＴＦＴ層１４０を形成する。

【００５０】このＴＦＴ層１４０のＫ部分（図６におい
て１点線鎖線で囲んで示される部分）の拡大断面図を、
図２の右側に示す。図示されるように、ＴＦＴ層１４０
は、ＴＦＴアレイ（薄膜トランジスタ）３８を含んで構
成され、このＴＦＴアレイ３８は、ポリシリコン層にｎ
型不純物またはＰ型不純物を導入して形成されたソー
ス，ドレイン領域５８、６０と、ゲート絶縁膜層６２
と、ゲート電極６４と、例えばアルミニウムからなるゲ
ート電極線６６、ドレイン電極線６８とを具備する。

【００５１】本実施の形態では、第１分離層１２０に接
して設けられる中間層としてＳｉ０ ₂膜を使用している
が、Ｓｉ3Ｎ4などのその他の絶縁膜を使用することもで
きる。Ｓｉ０2膜（中間層）の厚みは、その形成目的や
発揮し得る機能の程度に応じて適宜決定されるが、通常
は、１０nm〜５μm程度であるのが好ましく、４０nm〜
１μm程度であるのがより好ましい。中間層は、種々の
目的で形成され、例えば、ＴＦＴ１４０を物理的または
化学的に保護する保護層，絶縁層，導電層，レーザー光
の遮光層，マイグレーション防止用のバリア層，反射層
としての機能の内の少なくとも１つを発揮するものが挙
げられる。

【００５２】なお、場合によっては、Ｓｉ０₂膜等の中
間層を形成せず、第１分離層１２０上に直接ＴＦＴ層１
４０を形成してもよい。

【００５３】ＴＦＴ層１４０は、図６の右側に示される
ようなＴＦＴ等の薄膜デバイスを含む層である。

【００５４】[工程３]次に、図７に示すように、ＴＦＴ
層１４０上に、第２の剥離層としての第２分離層（例え
ば熱溶融性接着層等）１６０を形成する。なお、第２分
離層１６０は、第１分離層１２０と同様にアブレーショ
ン層で構成することもできる。

【００５５】この第２分離１６０として、薄膜デバイス
への不純物（ナトリウム、カリウムなど）汚染の虞が少
ない、例えばプルーフワックス（商品名）などのエレク
トロンワックスを挙げることができる。また、水溶性接
着剤も適用可能である。

【００５６】[工程４]さらに、図７に示すように、第２
分離層１６０の上に、第２の基板１８０を接着する。こ
の第２の基板１８０は、ＴＦＴ層１４０の製造後に接着
されるものであるので、ＴＦＴ層１４０の製造時のプロ
セス温度などに対する制約はなく、常温時に保型性さえ
あればよい。本実施の形態ではガラス基板、合成樹脂な
ど、比較的安価で保型性のある材料を用いている。

【００５７】[工程５]次に、図８に示すように、第１の
基板１００の裏面側から光を照射する。

【００５８】この光は、第１の基板１００を透過した後
に第１分離層１２０に照射される。これにより、第１分
離層１２０に層内剥離および／または界面剥離が生じ、
結合力が減少または消滅する。

【００５９】第１分離層１２０の層内剥離および／また
は界面剥離が生じる原理は、第１分離層１２０の構成材
料にアブレーションが生じること、また、第１分離層１
２０に含まれているガスの放出、さらには照射直後に生
じる溶融、蒸散等の相変化によるものであることが推定
される。

【００６０】ここで、アブレーションとは、照射光を吸
収した固定材料（第１分離層１２０の構成材料）が光化
学的または熱的に励起され、その表面や内部の原子また
は分子の結合が切断されて放出することをいい、主に、
第１分離層１２０の構成材料の全部または一部が溶融、
蒸散（気化）等の相変化を生じる現象として現れる。ま
た、前記相変化によって微小な発砲状態となり、結合力
が低下することもある。

【００６１】第１分離層１２０が層内剥離を生じるか、
界面剥離を生じるか、またはその両方であるかは、第１
分離層１２０の組成や、その他種々の要因に左右され、
その要因の１つとして、照射される光の種類、波長、強
度、到達深さ等の条件が挙げられる。

【００６２】照射する光としては、第１分離層１２０に
層内剥離および／または界面剥離を起こさせるものであ
ればいかなるものでもよく、例えば、Ｘ線、紫外線、可
視光、赤外線（熱線）、レーザ光、ミリ波、マイクロ
波、電子線、放射線（α線、β線、γ線）等が挙げられ
る。そのなかでも、第１分離層１２０の剥離（アブレー
ション）を生じさせ易いという点で、レーザ光が好まし
く、エキシマレーザがより好ましく用いられる。

【００６３】次に、図９に示すように、第１の基板１０
０に力を加えて、この第１の基板１００を第１分離層１
２０から離脱させる。図９では図示されないが、この離
脱後、第１の基板１００上に第１分離層１２０が付着す
ることもある。

【００６４】[工程６]次に、図１０に示すように、残存
している第１分離層１２０を、例えば洗浄、エッチン
グ、アッシング、研磨等の方法またはこれらを組み合わ
せた方法により除去する。これにより、ＴＦＴ層１４０
が、第２の基板１８０に転写されたことになる。

【００６５】[工程７]次に、図１１に示すように、ＴＦ
Ｔ層１４０の下面（露出面）に、接着層１９０を介して
バックライト１５０（図４のバックライト部１６と同
一）が形成された第３の基板２００を接着する。このと
き、バックライト１５０の上表面はラビング処理され
る。或いは、バックライト１５０を予めＴＦＴ層１４０
の直下に形成しておき、このバックライト１５０と第３
の基板２００との間に接着層１９０を設けて貼りつける
場合もあり得る。この場合は、バックライト１５０の下
表面をラビング処理する。

【００６６】この実施形態に適用されるバックライト部
１６はマトリクス状にパターニングする必要がない、全
域単色発光する電界発光素子としてＥＬが適用されてい
る。このＥＬでは、画像表示領域に合わせた全面発光さ
せればよいため、発光する領域を囲むように、枠状の壁
を形成し、例えばインクジェット方式により蛍光物質を
ベース面に塗布する。

【００６７】接着層１９０を構成する接着剤の好適な例
としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線
硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等
の各種硬化型接着剤が挙げられる。接着剤の組成として
は、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン
系等、いかなるものでもよい。このような接着層１９０
の形成は、例えば、塗布法によりなされる。

【００６８】前記硬化型接着剤を用いる場合、例えばＴ
ＦＴ層１４０の下面に硬化型接着剤を塗布し、バックラ
イト部１５０を接着し、さらにバックライト部１５０に
硬化接着剤を塗布し、第３の基板２００を接合した後、
硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法により前記硬化型
接着剤を硬化させて、ＴＦＴ層１４０とバックライト部
１５０と第３の基板２００とを接着し、固定する。

【００６９】接着剤が光硬化型の場合、好ましくは光透
過性の第３の基板２００の外側から光を照射する。接着
剤としては、薄膜デバイス層に影響を与えにくい紫外線
硬化型などの光硬化型接着剤を用いれば、光透過性の第
２の基板１８０側から、あるいは光透過性の第２及び第
３の基板１８０、２００の両側から光照射しても良い。

【００７０】第３の基板としては、特に制限はなく、こ
の結果、可撓性を有する透明基板を適用することも可能
となる。

【００７１】[工程８]次に、図１２に示すように、第２
分離層１６０を加熱または水に浸漬し、溶融させる。こ
の結果、第２分離層１６０の接着力が弱まるため、第２
の基板１８０を、ＴＦＴ層１４０より離脱させることが
できる。なお、第２の基板１８０に付着した第２の分離
層１６０を除去することで、この第２の基板１８０を繰
り返し再利用することができる。

【００７２】[工程９]最後に、ＴＦＴ層１４０の表面に
付着した第２分離層１６０を除去することで、図１３に
示すように、第３の基板２００に転写された、発光層を
備えたＴＦＴ層１４０を得ることができる。ここで、こ
の第３の基板２００に対するＴＦＴ層１４０の表層関係
は、図２に示すように当初の第１の基板１００に対する
ＴＦＴ層１４０の表層関係と同じとなる。

【００７３】その後、ＴＦＴ層１４０の上に液晶表示部
１４を形成すると共に、カラーフィルタ層５２を設ける
ことで、バックライト内蔵型液晶表示装置１０が完成す
る。

【００７４】以上のような各工程を経て、ＴＦＴ層１４
０の第３の基板２００への転写が完了する。その後、Ｔ
ＦＴ層１４０に隣接するＳｉＯ₂膜の除去や、ＴＦＴ層
１４０上への配線等の導電層や所望の保護膜の形成等を
行うこともできる。

【００７５】本発明では、被剥離物であるＴＦＴ層１４
０自体を直接に剥離するのではなく、第１分離層１２０
及び第２分離層１６０において分離して第３の基板２０
０に転写するため、ＴＦＴ層１４０の特性、条件等にか
かわらず、容易かつ確実に、しかも均一に転写すること
ができ、分離操作に伴うＴＦＴ層１４０へのダメージも
なく、ＴＦＴ層１４０の高い信頼性を維持することがで
きる。

【００７６】また、薄膜デバイスを第２の基板に接着す
る際の接着材としては水溶性のものを使用できる。第２
の基板に転写され裏面が露出した薄膜デバイスの裏面に
面発光型バックライトを非水溶性の接着剤を介して貼り
合わせる。次いで、この状態のデバイスを水に浸すと水
溶性接着材が水に溶解して、薄膜デバイスが薄膜バック
ライトと共に第３の基板に転写されたことになる。

【００７７】また、第３の基板に薄膜バックライトを設
け、このバックライト上に薄膜デバイスの裏面を接着さ
せた後、第２の基板から薄膜デバイスを剥離するように
しても良い。（他の実施形態）なお、上記実施の形態におけるバック
ライト内蔵型液晶表示装置１０では、上層にカラーフィ
ルタ層２２を設けることで、液晶表示部１２の階調表現
と併せてフルカラー画像表示を可能としたが、カラーフ
ィルタ層２２（図２参照）を設けずにフルカラー画像表
示が可能となる構成もある。

【００７８】すなわち、図１４に示される如く、バック
ライト部１６のＥＬ層３２をバンク３２Ａによって、Ｔ
ＦＴ部１４によって形成される画素マトリクス毎に分割
し、予めＲＧＢの各色に発光させるための素子（発光層
形成用溶液）を注入しておく。この場合、ＲＧＢの各色
が縦又は横に並んで配列され、これが繰り返されるよう
に配列することで、本来の３画素を１画素としてカラー
表示することができる。

【００７９】上記ＲＧＢの各色の発光層を構成する方法
としては、以下の方法がある。インクジェット方式によ
り発光層形成用溶液を充填し、これを乾燥して着色層を
形成する方法。下地層に着色レジスト層を形成し、この
着色レジスト層を画素領域単位でフォトマスクして露
光、現像し、画素領域に対応した着色層を形成する方
法。下地層に発光層を塗布し、その上にレジスト層を形
成した状態でこのレジスト層を画素領域単位でフォトマ
スクして露光、現像し、画素領域に対応したレジスト層
上から前記発光層をエッチングし、レジスト層を剥離し
て画素領域に対応した着色層を形成する方法。下地層に
印刷法に画素領域単位で発光層を付着させ、画素領域に
対応した着色層を形成する方法。

【００８０】また、モノクロ表示の場合には、液晶表示
部による階調表現で画像が形成されるため、上記のよう
なカラーフィルタは全く不要となる。すなわち、図４の
構成において、カラーフィルタ層５２を排除した構成と
なる。また、モノクロ表示では、カラー表示が３画素で
１画像データを生成しているのに対して、１画素１画像
データでよいため、解像度が３倍となる。

【００８１】本実施形態によれば、薄膜デバイスにＴＦ
Ｔからなる駆動回路を備えた構成では、駆動回路として
ＬＳＩ等の外部回路を用いる必要がなくなり、液晶表示
装置に外部回路を接続するために生じる制約を回避し、
第３の基板として適切な材質の選択範囲を広げることが
できる。液晶表示装置に必要な回路（アクティブマトリ
クス及び駆動回路）を単一の柔軟性に富む基板上（第３
の基板上）にくみこむことができ、部品点数の削減など
の利点を発揮することができる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、バッ
クライトを内蔵しても装置全体の厚みが少なくかつ変形
能にも優れた半導体装置及びその製造方法を提供するこ
とができる。

【００８３】さらに本発明によれば、薄膜デバイスに薄
膜状の面発光型光源を一体化させることにより、装置全
体の厚みが少なくかつ変形能にも優れた液晶表示装置及
びその製造方法を提供することができる。

【００８４】さらに本発明によれば、この液晶表示装置
を得るために、従来の転写技術を応用して薄膜状の面発
光型光源と薄膜デバイスとを基板上に一体化させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るバックライト内蔵型液晶表
示装置の概念図（モノクロ型）である。

【図２】本実施の形態に係るバックライト内蔵型液晶表
示装置の概念図（フィルタによるフルカラー型）であ
る。

【図３】本実施の形態に係るバックライト内蔵型液晶表
示装置の概念図（内蔵光源色分離によるフルカラー型）
である。

【図４】図２に示すバックライト内蔵型液晶表示装置の
詳細構成図である。

【図５】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
１）である。

【図６】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
２）である。

【図７】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
３）である。

【図８】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
４）である。

【図９】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
５）である。

【図１０】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
６）である。

【図１１】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
７）である。

【図１２】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
８）である。

【図１３】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
９）である。

【図１４】図３に示すバックライト内蔵型液晶表示装置
の詳細構成図である。

【図１５】従来のバックライト付液晶表示装置の構成を
示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１０バックライト内蔵型液晶表示装置１２液晶表示部１４ＴＦＴ部１６バックライト部２２カラーフィルタ層２５第３の基板２６ＥＬ層４０透明画素電極３８ＴＦＴアレイ４２液晶４８対向電極５２カラーフィルタ層１００第１の基板１８０第２の基板２００第３の基板

フロントページの続きＦターム(参考） 2H091 FA07Y FA08X FA41Y FA44Y FC14 FC22 FC23 FD06 FD15 GA06 GA13 LA11 LA13 2H092 GA59 JA24 KB23 MA31 NA27 PA08 PA11 PA13 5G435 AA00 AA18 BB12 BB15 CC12 EE12 EE26 EE33 FF05 GG12 GG25 HH02 HH12 HH13 HH14 HH16 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体回路が構成された薄膜デバイスを
備える液晶表示装置において、前記薄膜デバイスと基板
との境界面に薄膜状の面発光型光源を形成したことを特
徴とするバックライト内蔵型液晶表示装置。
【請求項２】前記面発光型光源が、有機又は無機電界
発光素子である請求項１記載のバックライト内蔵型液晶
表示装置。
【請求項３】前記薄膜デバイスが、マトリクス状に配
置された画素スイッチング用のトランジスタと、前記薄
膜トランジスタのゲートに接続された走査線と、前記薄
膜トランジスタのソースに接続されたデータ線と、前記
薄膜トランジスタのドレインに接続された画素電極と、
前記画素スイッチング用薄膜トランジスタを駆動する駆
動回路とを備え、前記薄膜デバイスの表面に液晶表示素
子が形成されてなる、請求項１又は２記載のバックライ
ト内蔵型液晶表示装置。
【請求項４】第１の基板上に剥離層を形成する第１の
工程と、前記剥離層上にマトリクス状の画素を備える薄
膜デバイスを形成する第２の工程と、前記薄膜デバイス
を前記第１の基板から剥離して、第２の基板上に転写す
る第３の工程と、前記第２の基板上に転写されることに
よって露出した前記薄膜デバイスの裏面に面発光型光源
を形成する第４の工程と、前記薄膜デバイスを前記第２
の基板から剥離して、第３の基板上に転写する第５の工
程と、前記薄膜デバイスの表面に液晶表示素子を形成す
る第６の工程を備えるバックライト内蔵型液晶表示装置
の製造方法。
【請求項５】第１の基板上に剥離層を形成する第１の
工程と、前記剥離層上にマトリクス状の画素を備える薄
膜デバイスを形成する第２の工程と、前記薄膜デバイス
を前記第１の基板から剥離して、第２の基板上に転写す
る第３の工程と、第３の基板上に面発光型光源を形成す
る第４の工程と、この面発光光源と前記薄膜デバイスの
裏面を接着する第５の工程と、前記第２の基板から前記
薄膜デバイスを剥離する第６の工程と、前記薄膜デバイ
スの表面に液晶表示素子を形成する第７の工程を備える
バックライト内蔵型液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】前記請求項４又は請求項５の発明におい
て、前記薄膜デバイスが、発光面の全域に設けられた共
通電極と、マトリクス状に配置された画素スイッチング
用の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのゲー
トに接続された走査線と、前記薄膜トランジスタのソー
スに接続されたデータ線と、前記薄膜トランジスタのド
レインに接続された画素電極と、前記画素スイッチング
用の薄膜トランジスタを駆動するための駆動回路と、を
備える請求項４又は６記載の方法。
【請求項７】前記請求項４乃至請求項６の何れか１項
において、前記面発光光源が、有機又は無機の電界発光
素子であり、マトリクス状の画素に対してパターニング
されてない全域単色発光される前記方法。
【請求項８】前記液晶表示素子が前記画素領域に対応
したカラーフィルタを備える請求項７記載の方法。
【請求項９】前記請求項４乃至請求項７の何れか１項
記において、前記面発光光源が、有機又は無機の電界発
光素子であり、前記マトリクス状の画素毎にパターニン
グされ、ＲＧＢの各色が所定の順序で配列されて色分離
発光されることを特徴とする前記方法。
【請求項１０】前記第３の基板が可撓性を持つ材質で
構成されたことを特徴とする請求項４乃至請求項９の何
れかに記載の方法。
【請求項１１】前記第３の基板が、プラスチック基板
である請求項１０記載の方法。
【請求項１２】前記面発光型光源から投射される光
が、偏光特性を備えている請求項４乃至１１のいずれか
に記載の方法。
【請求項１３】請求項１乃至１２の何れかに記載の方
法によって製造されたバックライト内蔵型液晶表示装
置。