JP2004335968A - Method for fabricating electrooptic display - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光学表示装置の製造方法に関する。詳しくは、絶縁基板上に形成された電気光学表示素子基板層（以下、ＴＦＴ基板層と称する）を絶縁基板から剥離し、樹脂支持基板に貼り合わせるプラスティック製電気光学表示装置の製造方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、基板にガラス材料では無くプラスティックフィルムを用いたプラスティックＬＣＤが薄膜化及び軽量化という観点から注目されているが、プラスティックフィルムの耐熱性が低いために、プロセスの最高温度を低くせざるを得ず、結果的にガラス基板上にＴＦＴを形成する場合と比較すると良好な電気特性のＴＦＴを形成できないという不具合があった。
【０００３】
このような不具合に対して、ガラス基板に形成されたＴＦＴ基板層をガラス基板から剥離し、剥離したＴＦＴ基板層をプラスティックフィルムに貼り合わせるといったプラスティックＬＣＤの製造方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
以下、ガラス基板に形成されたＴＦＴ基板層をガラス基板から剥離し、剥離したＴＦＴ基板層をプラスティックフィルムに貼り合わせるプラスティックＬＣＤの製造方法について説明する。
【０００５】
従来のプラスティックＬＣＤの製造方法では、先ず、図１０（ａ）で示す様に、ガラス基板１０１に第１のアモルファスシリコン薄膜１０２を形成し、この第１のアモルファスシリコン薄膜１０２の上層にＳｉＯ２膜１０３及び第２のアモルファスシリコン薄膜１０４を積層する。
【０００６】
次に、図１０（ｂ）で示す様に、第２のアモルファスシリコン薄膜１０４にＴＦＴ、抵抗、容量等の領域パターンを形成した後にエキシマレーザーアニールにより第２のアモルファスシリコン薄膜１０４を多結晶化、即ちポリシリコン膜化すると共に、このポリシリコン薄膜１０７にＴＦＴ、抵抗、容量等を形成してＴＦＴ基板層を形成する。
【０００７】
続いて、図１０（ｃ）で示す様に、ガラス基板の裏面からエキシマレーザーアニールを行って第１のアモルファスシリコン薄膜１０２を加熱して、第１のアモルファスシリコン薄膜内に含有される水素を急激に膨張させ、第１のアモルファスシリコン薄膜１０２とガラス基板１０１との境界面からＴＦＴ基板層を剥離し、剥離したＴＦＴ基板層を樹脂支持基板１０５に貼り合わせることによって図１０（ｄ）で示す様なＴＦＴ基板１０６を形成し、このＴＦＴ基板に透明対向基板を重ね合わせると共に液晶を注入封止することによってプラスティックＬＣＤを得ることができる。
【０００８】
【非特許文献１】
「ＡＭ−ＬＣＤ’０２」，セイコーエプソン社，ｐ３８
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、エキシマレーザーアニールにより第２のアモルファスシリコン薄膜を多結晶化する際に、第２のアモルファスシリコン薄膜のひび割れ等を防止すべく、エキシマレーザーアニールを行うに先だって、加熱を行い第２のアモルファスシリコン薄膜に含有される水素を脱気する必要があるが、この加熱によって、また更に多結晶化する際におけるエキシマレーザーアニールによって、第１のアモルファスシリコン薄膜に含有される水素が脱気するために、エキシマレーザーアニールによってガラス基板の裏面から第１のアモルファスシリコン薄膜を加熱したとしても、第１のアモルファスシリコン薄膜に含有される水素が不足しており、水素膨張による剥離作用が充分ではないという不具合があった。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みて創案されたものであって、絶縁基板から容易に剥離を行うことができる高性能、高精細、軽量、小型、薄型のプラスティック製電気光学表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る電気光学表示装置の製造方法は、絶縁基板上に形成されたＴＦＴ基板層を前記絶縁基板から剥離する電気光学表示装置の製造方法において、絶縁基板の表面に第１の低級結晶性半導体薄膜を形成する工程と、該第１の低級結晶性半導体薄膜の上層に絶縁膜を介して第２の低級結晶性半導体薄膜を形成する工程と、少なくとも該第２の低級結晶性半導体薄膜中の含有水素を加熱脱気する工程と、前記第２の低級結晶性半導体薄膜を再結晶化して多結晶性半導体薄膜あるいは単結晶性半導体薄膜を形成する工程と、前記多結晶性半導体薄膜あるいは単結晶性半導体薄膜にＴＦＴ基板層を形成する工程と、前記絶縁基板との境界領域近傍の前記第１の低級結晶性半導体薄膜内にイオン注入層を形成する工程と、該イオン注入層を加熱して歪み部を形成する工程と、該歪み部より絶縁基板を分離する工程を備える。
【００１２】
ここで、絶縁基板との境界領域近傍の第１の低級結晶性半導体薄膜内に形成したイオン注入層を加熱して歪み部を形成することによって、イオン注入層の歪み部から絶縁基板を分離することができる。
この時に、注入するイオンは水素、窒素、ヘリウムなどの希ガスのいずれでもよいが、水素が望ましい。これは質量が軽い為に、低エネルギーでも深くまで注入でき、また表面層に与えるダメージが小さい為である。
また、イオン源で作製したイオンを質量分離器で選択し、この選択したイオンをイオンに応じた加速電圧で加速し、加速により得られたイオンビームで所定基板を走査して所定のドーズ量をイオン注入するイオン注入法、或いはプラズマイオン源から広いイオンビームを取り出し、質量分離なしでそのまま所定基板に所定のドーズ量をイオン注入するイオンドーピング法のいずれでもよいが、質量分離器不要、走査機構不要、注入時間短縮でしかも大面積イオン注入可能であるイオンドーピング法が本発明には望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１４】
図１及び図２は本発明を適用した電気光学表示装置の製造方法の一例である透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法を説明するための模式的な図である。
ここで、透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法では、先ず、図１（ａ）で示す様に、ほうけい酸ガラス、アルミノけい酸ガラスなどの低歪点ガラス基板１全面にＣＶＤ法により１〜２μｍのｎ型またはｐ型の導電性の第１のアモルファスシリコン薄膜２を形成し、続いて、図１（ｂ）で示す様に、第１のアモルファスシリコン薄膜を汎用のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて液晶表示装置のパネルサイズに分断する。
尚、触媒ＣＶＤ法によるアモルファスシリコン薄膜、微結晶シリコン含有アモルファスシリコン薄膜、アモルファスシリコン含有微結晶シリコン薄膜などでもよい。
【００１５】
次に、図１（ｃ）で示す様に、第１のアモルファスシリコン薄膜の上層全面にＣＶＤ法により２００〜３００ｎｍのＳｉＯＮ膜３を形成し、このＳｉＯＮ膜の上層に５０ｎｍの第２のアモルファスシリコン薄膜４、第２のアモルファスシリコン薄膜の上層に５０ｎｍのＳｉＯ２膜（図示せず）を積層する。
【００１６】
ここで、第１のアモルファスシリコン薄膜の上層に形成される薄膜は、絶縁膜として機能すれば充分であり、必ずしもＳｉＯＮ膜である必要は無く、ＳｉＯ２膜やＳｉＯ２／ＳｉＮｘ／ＳｉＯ２膜等であっても構わないが、基板側からのハロゲン元素汚染の低減とポリシリコン薄膜の平坦性の向上を図るべく、絶縁膜はＳｉＯＮ膜やＳｉＯ２／ＳｉＮｘ／ＳｉＯ２膜といった窒化系シリコン膜である方が好ましい。
【００１７】
更に、透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法においては、後述する様に、ＴＦＴ基板層の絶縁膜下に残存した第１のアモルファスシリコン薄膜をフッ酸／硝酸系エッチング液で除去する必要があるが、この際に、エッチングストッパーとして絶縁膜が機能できる様に、絶縁膜は窒化系シリコン膜である方が好ましい。
【００１８】
なお、第２のアモルファスシリコン薄膜の上層に形成されたＳｉＯ２膜約５０ｎｍは、必ずしも形成する必要は無いが、後述する工程で第２のアモルファスシリコン薄膜を多結晶化すべくエキシマレーザーアニールを行う際に、エキシマレーザーの反射低減を図るために、ＳｉＯ２膜は形成した方が好ましい。
【００１９】
次に、図１（ｄ）で示す様に、ＴＦＴ、抵抗、容量等の形成に必要な領域以外の第２のアモルファスシリコン薄膜４及びＳｉＯ２膜などを汎用のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いてエッチングを行った後に、４５０℃〜５００℃で数十分間加熱し、第１のアモルファスシリコン薄膜２及び第２のアモルファスシリコン薄膜４中に含有される水素の加熱脱気を行う。
この水素脱気処理は、一般的にエキシマレーザー等によるアモルファスシリコン薄膜の再結晶化時に、その含有する水素の急激な熱膨張爆発で膜剥がれ、膜クラックなどの不具合を防止する為に行う。
続いて、第２のアモルファスシリコン薄膜４にフォーカスを合わせた状態でエキシマレーザーアニールを行い、第２のアモルファスシリコン薄膜４をポリシリコン薄膜５化する。
尚、この時の加熱で第１アモルファスシリコン薄膜２も多少はポリシリコン膜化するが、イオン注入するので分離には悪影響はない。
【００２０】
次に、ポリシリコン層５内に、ＬＣＤの表示素子としてのＴＦＴ１９や配線などを、周辺回路としてのＴＦＴ、ダイオード、抵抗、キャパシタ、コイルや配線等の半導体素子および半導体集積回路のいずれかまたは両方を形成した後に、平坦化膜６を積層すると共に表示用ＴＦＴ１９のドレインに接続した透明画素電極７を形成し、図１（ｅ）で示す様な周辺回路一体型ポリシリコンＴＦＴ基板層を作製する。
【００２１】
尚、同時に周辺回路一体型ポリシリコンＴＦＴ基板層の周辺回路に接続する半田バンプなどの外部取り出し電極（図は省略）を形成するが、ＬＣＤパネル形成後に異方性導電膜接合や超音波接合、半田付けなどでフレキシブル基板との接合やＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）へのマウントするのが好ましい。
ここで、透過型ＬＣＤの場合は、画素開口部のポリシリコン薄膜をエッチングし、透明樹脂あるいはＳｉＯ２膜で埋め込み、その表面をＣＭＰなどで研磨して平坦化し、表示用ＴＦＴのドレインに接続した透明画素電極７を形成する。
一方、半透過型ＬＣＤの場合は、一画素内に反射／透過の二領域を持たせる為に、この反射画素電極の一部をパターニングし、そこに透明画素電極を形成する。
例えば、画素開口部のポリシリコン薄膜をエッチングし、透明樹脂あるいはＳｉＯ２膜で埋め込み、その表面をＣＭＰなどで研磨して平坦化した画素開口部の一部に汎用リソグラフィ技術により適度な凹凸形状の感光性樹脂膜を形成し、加熱でリフローした後に、表示用ＴＦＴのドレインに接続した高反射率のアルミニウム膜を形成して適度な凹凸形状の反射画素電極を形成し、アルミニウム膜を含む画素開口部に透明画素電極を形成することで一画素内に反射／透過の二領域を持たせた画素電極を形成する。又は、画素開口部に表示用ＴＦＴのドレインに接続したＩＴＯ（インジウム−錫系透明導電膜）またはＩＺＯ（インジウム−酸化亜鉛系透明導電膜）などの透明画素電極を形成し、透明画素電極の一部に汎用リソグラフィ技術により適度な凹凸形状の感光性樹脂膜を形成し、加熱でリフローした後に、透明画素電極と接続した高反射率のアルミニウム膜を形成して適度な凹凸形状の反射画素電極を形成することで一画素内に反射／透過の二領域を持たせた画素電極を形成する。この透過と反射の画素面積比をコントロールすることにより、透過／反射の光学特性のバランスを取ることができる。この半透過型ＬＣＤの透過表示には透過型ＬＣＤと同様にバックライト光源を用い、反射表示には反射型ＬＣＤと同様に太陽光を用いるのは言うまでもない。そして、半透過型ＬＣＤではより明るい表示のために、反射画素電極を配線やＴＦＴの上などの不透明領域にも覆い被せて開口率を高め、透明画素電極を不透明配線がない部分に配置し、全体の開口率を高くするなどの工夫が必要である。
又、反射型ＬＣＤ及び半透過型ＬＣＤでのペーパーホワイトの見栄えを実現する為に、反射光の正反射成分を減らして光を拡散散乱させる機能として、反射画素電極に形成した凹凸形状の傾斜角度を特定の範囲内に限定し、角度の分布形状を最適化する必要がある。
又、凹凸を規則的に配置すると太陽光下で反射画像に虹色の光干渉が発生し、視認性低下するので、フィボナッチ数列で表される配列を凹凸パターンに適用するなどで凹凸配置をランダム化する必要がある。
尚、画素表示部のポリシリコン薄膜の光透過率が使用上問題ない場合は、画素開口部をエッチングせずに、分離したＴＦＴ基板層の下の第１アモルファスシリコン膜をエッチングして透明支持基板に貼り合わせてもよい。
【００２２】
次に、ガラス基板との境界領域近傍の第１のアモルファスシリコン薄膜２内に、注入エネルギー１００〜２００ｋｅＶ、ドーズ量５．０×１０１６〜５．０×１０１７／ｃｍ３の条件で水素イオン注入し、ガラス基板との境界領域近傍の第１のアモルファスシリコン薄膜２内に高濃度水素イオン注入層を形成する。
尚、剥離促進の為に、ＴＦＴの注入イオン活性化工程以降にガラス基板との境界領域近傍の第１のアモルファスシリコン薄膜２内に高濃度水素イオン注入層を形成し、配線等の工程を経て周辺回路一体型ポリシリコンＴＦＴ基板層を形成してもよい。
【００２３】
続いて、ラピッドサーマルアニールにて約７００℃〜８００℃で数秒間、Ｘｅフラッシュランプアニールにて１０００℃で数ミリ秒、またはエキシマレーザーや紫外線ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）をガラス基板裏面から照射して第１のアモルファスシリコン薄膜２を加熱し、注入水素イオンを熱膨張させて第１のアモルファスシリコン薄膜２とガラス基板１との境界領域近傍に歪み部を形成する。即ち、高濃度水素イオン注入層を局部的に加熱することによりイオン注入した高濃度水素を膨張させ、微小気泡内の圧力作用及び結晶再配列作用によって高濃度水素イオン注入層に歪みを発生させ、第１のアモルファスシリコン薄膜２とガラス基板１との境界領域近傍に歪み部を形成する。
尚、ＴＦＴ基板層のデバイス特性変動防止の為に、表面を流体冷却しながら、裏面から短時間の加熱処理により注入水素イオンを熱膨張させて第１のアモルファスシリコン薄膜２とガラス基板１との境界領域近傍に歪み部を形成してもよい。
更に、ポリシリコン膜化した後に、ガラス基板との境界領域近傍の第１のアモルファスシリコン薄膜２内に高濃度水素イオン注入層を形成し、短時間の加熱処理により注入水素イオンを熱膨張させて第１のアモルファスシリコン薄膜２とガラス基板１との境界領域近傍に歪み部を形成させた後に、前記同様の周辺回路一体型ポリシリコンＴＦＴ基板層を作製してもよい。
【００２４】
次に、図２（ｆ）で示す様に、表面に糊残りの少ない帯電防止機能を有する基材８ａ及び粘着剤８ｂから成るＵＶ照射硬化型テープ（以下、ＵＶテープと称する）８を貼り合わせ、ガラス基板を真空吸着等によって固定した状態で図２（ｇ）で示す様に引張り剥離を行う。
【００２５】
ここで、上記した透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法では、熱処理を施して高濃度水素イオン注入層に歪み部を形成した後に、ＵＶテープを貼り合わせて引張り剥離を行っているが、ガラス基板からの剥離は必ずしも上記した方法に限定される必要は無く、以下に説明する高圧流体ジェット噴射剥離法、レーザー加工剥離法またはレーザーウオータージェット加工剥離法であっても構わない。
【００２６】
上記した、高圧流体ジェット噴射剥離法とは、ＵＶテープを貼り合わせ、上記した透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法と同様に熱処理を施して高濃度水素イオン注入層に形成した歪み部に高圧流体ジェット噴射を当てることによって剥離を行う方法である。
ここで、高圧流体ジェット噴射剥離装置は、図３で示す様に、ガラス基板及びＵＶテープを真空吸着して回転させる一対のホルダ９と、高圧流体ジェットを噴射する微細ノズル１０とを備える。また、ホルダの周囲を囲む円筒状の治具であるガードリングストッパ１１には、微細ノズルから噴射される高圧流体ジェットの幅を制御して通過させる１０〜５０μｍ程度の径のスリット孔１２が形成されている。なお、スリット孔の径については、高圧流体ジェットの水圧及び風圧との相関によって決定する。
この様な高圧流体ジェット噴射剥離装置において、微細ノズルから噴射される高圧流体ジェットが高濃度水素イオン注入層に形成した歪み部に正確に当たる様に微調整を行い、ホルダを回転させ、微細ノズルから噴射する高圧流体ジェットの圧力を歪み部の横方向から作用させて剥離を行う。
尚、高圧流体ジェットは、ウオータージェット、エアージェットの他、水、エッチング液やアルコールなどの液体、空気、窒素ガスやアルゴンガスなどの気体や、前記液体に前記気体を適当比率で混在させた液体と気体との混合体などのジェットの噴射により行うこともできる。特に液体と気体との混合体のジェットの噴射、いわゆるウオーターエアージェットでは、液体に気体のバブルが混入し、このバブル破裂時の衝撃作用によってより効果的に分離を行える。
また、高圧流体ジェットを吹き付ける場合には、流体に超音波を印加すると、超音波振動がイオン注入層の歪み部に作用するため、より効果的にイオン注入層の歪み部からの分離を行える。さらに、この高圧流体ジェット８２に、さらに微細な固体としての粒体や粉体（研磨剤、氷、プラスティック片など）の超微粉末を添加してもよい。このように高圧流体ジェットに、微細な固体を添加すれば、この微細な固体がイオン注入層の歪み部に直に衝突することによって、より効果的に分離を行える。
【００２７】
また、レーザー加工剥離法とは、表面にＵＶテープを貼り合わせ、ＵＶテープを介した流体冷却を行いながら、エキシマレーザー照射等で高濃度水素イオン注入層を横方向から局部的に加熱し、注入水素イオンを熱膨張させてガラス基板１との境界領域近傍の第１のアモルファスシリコン薄膜２内に歪み部を形成し、この歪み部を引張り剥離を行う方法であり、ＴＦＴやＵＶテープ等の熱ダメージを低減することができる。
この時に、回転中の高濃度水素イオン注入層にレーザー出力部から照射するレーザー光を当てて剥離するレーザー加工剥離装置を用いることもでき、このレーザー加工剥離装置では、図４で示す様に、ガラス基板及びＵＶテープを真空吸着して回転させる一対のホルダ９によって回転中の水素イオン注入層の横方向からレーザー出力部１３から照射される１つ以上のレーザーよるアブレーション加工や熱加工等のレーザー加工によって剥離を行う。
ここで、レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、光高調波変調レーザー等からなる可視光、近紫外線、遠紫外線、近赤外線、遠赤外線等のレーザー光を使用でき、レーザー加工では、加工対象物が吸収する少なくとも１つ以上のパルス波または連続波のレーザー光を照射して、熱加工やアブレーション加工で剥離する方法と、加工対象物に対して透明な波長を有する少なくとも１つ以上のパルス波または連続波の近赤外線レーザー（Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー、Ｎｄ：ＹＬＦレーザー、チタンサファイアレーザー等）を加工対象物内部に焦点を合わせて照射し、多光子吸収による光学的損傷現象を発生させて改質領域（例えばクラック領域、溶融処理領域、屈折率変化領域等）を形成し、そこを起点として比較的小さな力で剥離する方法とがある。また、レーザー加工の場合には、レーザー光線を集光レンズで加工対象物内部（高濃度水素イオン注入層の内部）に焦点を合わせ、その焦点を徐々に回転中の加工対象物内部に移動させることで剥離することができる。特に、今回の場合には加工対象物が高濃度水素イオン注入層なので、このレーザー光による剥離を高精度で効率良く行うことができる。この際に、必要に応じて流体冷却した支持治具を用いて、ＵＶテープを介して冷却しながらガラス基板を剥離しても良い。
尚、上記のレーザー加工では回転中のイオン注入層に横方向からレーザー照射したが、固定したイオン注入層の横方向からレーザービームを走査させて局部的加熱による歪み部を形成してもよい。
【００２８】
また、レーザーウオータージェット加工剥離法とは、ウォータージェットとレーザーの利点を組み合わせ、水と空気の境界面でレーザー光が完全に反射することを利用し、グラスファイバー内と同じ様に、ウォータージェットがレーザー光を全反射して平行にガイドし、このレーザー光の吸収による熱加工やアブレーション加工により剥離する方法であり、従来の熱変形が問題となるレーザー加工剥離法とは違い、レーザーウオータージェット加工剥離法は常時水による冷却がされているので、剥離面の熱影響及び熱変形が低減される。
この時に、回転中の高濃度水素イオン注入層に、出力部からレーザー光とウオータージェットを組み合わせたレーザーウオータージェットを照射して剥離するレーザーウオータージェット加工剥離装置を用いることもでき、このレーザーウオータージェット加工剥離装置では、少なくとも１つ以上のパルス波または連続波の近赤外線レーザー（Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー、Ｎｄ：ＹＬＦレーザー、チタンサファイアレーザー等）が任意の水圧の純粋または超純粋の水柱内に封じ込まれた１つ以上のレーザーウオータージェットを回転中の高濃度水素イオン注入層の横方向からレーザーウオータージェット出力部３３により照射し、アブレーション加工や熱加工等によって剥離することができる。なお、レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、高調波変調レーザー等からなる可視光、近赤外線、遠赤外線、近紫外線、遠紫外線等のレーザー光が使用でき、任意の水圧のウオータージェットの水柱は水道水でも良いが、レーザーの種類によってはレーザーを乱反射で散乱させずに減衰させない純水または超純水によるウオータージェットの水柱が望ましい。
尚、上記のレーザーウオータージェット加工では回転中のイオン注入層に横方向からレーザーウオータージェット照射したが、固定したイオン注入層の横方向からレーザーウオータージェットを走査させて局部的加熱による歪み部を形成してもよい。
【００２９】
次に、引張り剥離を行うことによってガラス基板から剥離されたＴＦＴ基板層１４の絶縁膜下に残存した第１のアモルファスシリコン薄膜２をＨＦ＋Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ混合液，ＨＦ＋ＨＮＯ３＋ＣＨ３ＣＯＯＨ混合液などのフッ酸／硝酸系エッチング液によりエッチングを行った後に、図２（ｈ）で示す様に、その表面にＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電性膜１５が形成された厚みが０．１〜０．５ｍｍで耐湿性及び耐熱性のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリオレフィン、アクリルなどの透明樹脂支持基板１６に耐熱性のＵＶ照射硬化型接着剤１７を用いて貼り合わせ、同時にＵＶ照射硬化によって表面に貼り合わせられたＵＶテープの剥離を行う。なお、ＴＦＴ基板層の絶縁膜下に残存した第１のアモルファスシリコン薄膜２をフッ酸／硝酸系エッチング液によりエッチングを行うために、表面に貼り合わせるＵＶテープは耐酸性であることが好ましい。また、透明低温硬化接着剤やＵＶ照射硬化型及び透明低温硬化型接着剤を用いても構わない。尚、この時に、ＴＦＴ基板層の絶縁膜として酸窒化シリコン膜、酸化シリコン／窒化シリコン積層膜、酸化シリコン／窒化シリコン／酸化シリコン積層膜などのエッチングストッパー作用を有する窒化系シリコン膜があるので、エッチングムラによる不具合発生はない。
【００３０】
続いて、図２（ｉ）で示す様に、有機系または無機系の配向膜（１）１８を形成し、配向処理を施す。
ここで、配向膜（１）としてポリイミド等のラビング用有機配向膜またはノンラビング用光有機配向膜を用いる場合には、ロールコーティングやスピンコーティングで塗布を行った後に、後述する対向基板のラビング方向と４５°または９０°の方向にバフラビング、または後述する対向基板の偏光ＵＶ照射配向方向に対して４５°または９０°の方向にＴＦＴ基板層に対して斜目方向から偏光ＵＶ照射して配向処理を施す。また、配向膜（１）として無機配向膜を用いる場合には、ＴＦＴ基板層あるいは対向基板に対して最適化された例えば６０°の斜目方向にＳｉＯ斜方蒸着することによって配向処理を施したり、ＤＬＣ膜の最適化された斜方蒸着及びイオンブローすることによって配向処理を施したりする。
【００３１】
次に、厚みが０．１〜０．５ｍｍで耐湿性及び耐熱性のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリオレフィン、アクリルなどの透明樹脂基板２０にＩＴＯやＩＸＯ等の透明電極２１を形成すると共に有機系または無機系の配向膜（２）２２を形成し、配向処理を施した透明樹脂対向基板２３とシール剤２４を用いて重ね合わせる。なお、重ね合わせの際には、必要に応じてミクロパール等のスペーサー２５を散布することによってＴＦＴ基板層と透明樹脂対向基板との液晶間隙の調整を行う。
ここで、配向膜（２）としてポリイミド等のラビング用有機配向膜またはノンラビング用光有機配向膜を用いる場合には、ロールコーティングやスピンコーティングで塗布を行った後にラビング、または基板に対して最適化された斜目方向から偏光ＵＶ照射して配向処理を施す。また、配向膜（２）として無機配向膜を用いる場合には、対向基板に対して最適化された斜目方向からＳｉＯ斜方蒸着することによって配向処理を施したり、最適化されたＤＬＣ膜の斜方蒸着及びイオンブローすることによって配向処理を施したりする。
【００３２】
続いて、個々のＬＣＤパネルとなる様に図２（ｊ）中符号Ａで示す個所より切断を行った後に、シール剤で囲まれた領域に液晶の注入封止を行うことによって透過型あるいは半透過型液晶表示装置を得ることができる。
【００３３】
なお、上記した本発明を適用した透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法では、ガラス基板からＴＦＴ基板層を分離し、ＴＦＴ基板層の絶縁層下に残存する低級結晶性半導体薄膜をエッチングした後に透明樹脂支持基板に貼り合わせ、透明対向基板を重ね合わせて切断した後に液晶注入している。
これに対して、ガラス基板からＴＦＴ基板層を分離する前に透明樹脂対向基板を重ね合わせ、その後にガラス基板からＴＦＴ基板層の分離を行い、ＴＦＴ基板層の絶縁層下に残存する低級結晶性半導体薄膜をエッチングした後に、透明樹脂支持基板を貼り合わせて切断した後に液晶注入してもよい。
また、この時に、ガラス基板からＴＦＴ基板層を分離する前に良品のＴＦＴチップに良品の透明樹脂対向基板チップを重ね合わせて液晶注入封止し、その後にガラス基板からＴＦＴ基板層の分離を行い、ＴＦＴ基板層の絶縁層下に残存する低級結晶性半導体薄膜をエッチングした後に、透明樹脂支持基板に貼り合わせて切断してもよい。
更に、この時に、ガラス基板からＴＦＴ基板層を分離する前に良品のＴＦＴチップに良品の透明樹脂対向基板チップを重ね合わせて液晶注入封止し、その後にガラス基板からＴＦＴ基板層の分離を行い、ＴＦＴ基板層の絶縁層下に残存する低級結晶性半導体薄膜をエッチングした後に、良品のＴＦＴチップに良品の透明樹脂支持基板チップを貼り合せて切断してもよい。
【００３４】
図５及び図６は本発明を適用した電気光学表示装置の製造方法の他の一例である反射型液晶表示装置の製造方法を説明するための模式的な図である。
ここで、反射型液晶表示装置の製造方法では、上記した透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法と同様の方法で図５（ａ）で示す様な周辺回路一体型ポリシリコンＴＦＴ基板層を形成し、イオン注入によってガラス基板との境界領域近傍の第１のアモルファスシリコン薄膜内に高濃度水素イオン注入層を形成した後に、熱処理によって剥離の歪み部を形成する。
【００３５】
続いて、図５（ｂ）で示す様に、有機系または無機系の配向膜（１）１８を形成し、配向処理を施した後に、図５（ｃ）で示す様に、透明樹脂支持基板２０にＩＴＯやＩＸＯ等の透明電極２１を形成すると共に有機系または無機系の配向膜（２）２２を形成し、配向処理を施した厚みが０．１〜０．５ｍｍの透明樹脂対向基板２３をシール剤２４を用いて重ね合わせる。なお、重ね合わせの際には、必要に応じてミクロパール等のスペーサー２５を散布することによってＴＦＴ基板層と透明樹脂対向基板との液晶間隙の調整を行う点は上記した透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法と同様である。
【００３６】
続いて、透明樹脂対向基板８をレーザーや超硬カッター等で切断し、単個のＬＣＤパネルにし、シール剤で囲まれた領域に液晶の注入封止を行うことによって図５（ｄ）で示す様なＬＣＤを形成する。
【００３７】
次に、図６（ｅ）で示す様に、透明樹脂対向基板にＵＶテープを貼り合わせ、ガラス基板を真空吸着等によって固定した状態で図６（ｆ）で示す様に引張り剥離を行う。この時に、ＵＶテープの糊厚みを厚くして、透明樹脂対向基板の切断部を充填した方が、コンタミ防止と作業性の面で有利である。
なお、ガラス基板からの剥離は上記した高圧流体ジェット噴射剥離法、レーザー加工剥離法またはレーザージェット剥離法であっても構わない点は上記した透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法と同様である。
【００３８】
続いて、ＴＦＴ基板層の絶縁膜下に第１のアモルファスシリコン薄膜２が残存した状態で透明樹脂支持基板１６にＵＶ照射硬化型接着剤を用いて貼り合わせ、同時にＵＶ照射硬化によって透明樹脂対向基板２０に貼り合わせられたＵＶテープ８の剥離を行った後に、個々のＬＣＤパネルとなる様に図６（ｇ）中符号Ｂで示す個所より透明樹脂支持基板１をレーザーや超硬カッター等で切断することによって反射型液晶表示装置を得ることができる。
【００３９】
なお、貼り合わせる支持基板は、不透明樹脂支持基板であっても良く、不透明樹脂支持基板に貼り合わせる場合には、低温熱硬化性接着剤を用いる。
【００４０】
また、上記した本発明を適用した反射型液晶表示装置の製造方法では、ガラス基板から分離する前に透明樹脂対向基板を重ね合わせてシールした後に液晶注入封止し、その後にガラス基板から分離を行い、樹脂支持基板に貼り合わせ切断している。
これに対して、ガラス基板からＴＦＴ基板層を分離し、ＴＦＴ基板層を樹脂支持基板に貼り合わせた後に透明樹脂対向基板を重ね合わせてシールし、切断して液晶注入封止しても良い。
また、この時に、ガラス基板からＴＦＴ基板層を分離する前に良品のＴＦＴチップに良品の透明樹脂対向基板チップを重ね合わせて液晶注入封止し、その後にガラス基板からＴＦＴ基板層の分離を行い、樹脂支持基板に貼り合わせて切断してもよい。
更に、ガラス基板からＴＦＴ基板層を分離する前に良品のＴＦＴチップに良品の透明樹脂対向基板チップを重ね合わせて液晶注入封止し、その後にガラス基板からＴＦＴ基板層の分離を行い、良品のＴＦＴチップに良品の樹脂支持基板チップを貼り合せて切断してもよい。
【００４１】
なお、上記では、水素イオンをガラス基板と第１のアモルファスシリコン薄膜の境界領域近傍にイオン注入し、ガラス基板との境界領域近傍の第１のアモルファスシリコン薄膜内に高濃度水素イオン注入層を形成しているが、必ずしも水素を用いる必要は無く、窒素、ヘリウムその他の希ガスを用いても良い。
また、イオン源で作製したイオンを質量分離器で選択し、この選択したイオンをイオンに応じた加速電圧で加速した後に、加速により得られたイオンビームで所定基板を走査して所定のドーズ量をイオン注入するイオン注入法、或いはプラズマイオン源から広いイオンビームを取り出し、質量分離なしでそのまま所定基板に所定のドーズ量をイオン注入するイオンドーピング法のいずれでもよいが、質量分離器不要、走査機構不要、注入時間短縮でしかも大面積イオン注入可能であるイオンドーピング法が本発明には望ましい。
【００４２】
また、上記では、エキシマレーザーアニールを行って第２のアモルファスシリコン薄膜をポリシリコン薄膜化する例を挙げて説明を行ったが、特開２００２−２５２１７４号公報に記載のフラッシュランプアニールや特開２００２−３５１６２８号公報に記載の光高調波変調レーザーアニール、更には特開２００２−２４６３１０号公報に記載の集光ランプアニール等によってポリシリコン膜あるいは単結晶シリコン膜形成しても良く、また、触媒ＣＶＤ法による特開２０００−６８５１４号公報に記載のグラフォエピタキシャル成長や特開２０００−８９２４９号公報に記載のヘテロエピタキシャル成長によって単結晶性シリコン膜を形成しても良い。
【００４３】
ここで、図７で示す様な、グラフォエピタキシャル成長による単結晶性シリコン薄膜の形成方法は、先ず、ガラス基板１全面に１〜２μｍの第１のアモルファスシリコン薄膜２を形成し、このアモルファスシリコン薄膜２をＬＣＤパネルサイズにエッチングする。次に、全面に膜ＳｉＯ２／ＳｉＮｘ／ＳｉＯ２から成る絶縁積層（１）２６を形成し、絶縁積層膜（１）のＳｉＯ２にＴＦＴ、Ｄｉ、抵抗、容量等の領域の凹段差２７を形成する。また、全面に第２のアモルファスシリコン薄膜４とキャップ用絶縁膜ＳｉＯ２３１を形成した後に、Ｘｅフラッシュランプアニール、または光高調波変調ＵＶ／ＤＵＶレーザーアニール、またはＣＷ紫外線ランプアニールなどで低級結晶性半導体薄膜例えばアモルファスシリコン薄膜を溶融させ徐冷却させる時に、凹段差の底辺の角をシードにグラフォエピタキシャル成長させて単結晶性シリコン薄膜を形成する。なお、含有水素を脱気するために、４５０〜５００℃の加熱前処理を行う。
形成した単結晶性シリコン薄膜に、ＴＦＴ、ダイオード、抵抗、容量等を形成し、周辺回路一体型単結晶性シリコンＴＦＴ基板層を形成する。
これ以降のプロセスは、前記の周辺回路一体型ポリシリコンＴＦＴ基板の実施例に準ずる。
【００４４】
また、図８で示す様な、ヘテロエピタキシャル成長による単結晶性シリコン薄膜の形成方法は、ガラス基板１全面に第１のアモルファスシリコン薄膜２を形成し、このアモルファスシリコン薄膜２をＬＣＤパネルサイズにエッチングする。次に、全面にＳｉＯ２／ＳｉＮｘ／ＳｉＯ２から成る絶縁積層膜（２）２８を形成し、触媒ＣＶＤ法、或いはＥＣＲ、ＩＣＰ、ヘリコン波等の高密度プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法などにより全面に結晶性サファイア薄膜２９を形成する。また、第２のアモルファスシリコン薄膜４及びＳｉＯ２３１膜を形成した後に、Ｘｅフラッシュランプアニール、または光高調波変調レーザーアニール、またはＣＷ紫外線ランプアニールで低級結晶性半導体薄膜例えばアモルファスシリコン薄膜を溶融させ徐冷却させる時に、結晶性サファイア薄膜をシードにヘテロエピタキシャル成長させて単結晶性シリコン薄膜を形成する。なお、含有水素を脱気するために、４５０〜５００℃の加熱前処理を行う。
形成した単結晶性シリコン薄膜に、ＴＦＴ、ダイオード、抵抗、容量等を形成し、周辺回路一体型単結晶シリコンＴＦＴ基板層を形成する。
これ以降のプロセスは、前記の周辺回路一体型ポリシリコンＴＦＴ基板の実施例に準ずる。
【００４５】
また、上記では、本発明を適用した電気光学表示装置の製造方法として透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法及び反射型液晶表示装置の製造方法を例に挙げて説明を行っているが、電気光学表示装置としては透過型あるいは半透過型液晶表示装置や反射型液晶表示装置などの液晶表示装置に限定されることは無く、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）等であっても構わないのは勿論である。
【００４６】
有機ＥＬには上面発光型と下面発光型の２種類がある。
有機ＥＬ層には、単層型、二層型、三層型があるが、低分子化合物の三層型を示すとその構造は、陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、または、陽極／ホール輸送性発光層／キャリアブロック層／電子輸送性発光層／陰極となる。
【００４７】
例えば、上面発光型有機ＥＬの電気光学表示素子基板の表示部は、各画素毎の電流駆動用ＴＦＴのドレインに接続されたＬｉ−ＡＬやＭｇ−Ａｇなどの陰極（金属電極）上に、各画素毎に赤、青、緑などの有機ＥＬ発光層が被着され、その上部にＩＴＯ膜などの陽極（透明電極）が形成され（必要に応じて全面に陽極が形成される。）、全面を耐湿性透明樹脂で覆っている構造となっている。
上面発光型有機ＥＬの場合は、表示用ＴＦＴのドレインに接続されたＬｉ−ＡＬやＭｇ−Ａｇなどの陰極を画素表示部に形成する。このとき、陰極が電流駆動用ＭＯＳＴＦＴ上を覆っている場合は発光面積が大きくなり、陰極が遮光膜となるため、自発光光等がＭＯＳＴＦＴに入射しない。そのため、リーク電流発生がなく、ＴＦＴ特性悪化が避けられる。
【００４８】
例えば図９で示す様な上面発光型有機ＥＬ基板層の形成方法は、ガラス基板１全面にアモルファスシリコン膜２を形成し、このアモルファスシリコン膜２をパネルサイズにエッチングする。次に全面にＳｉＯ２／ＳｉＮｘ／ＳｉＯ２から成る絶縁積層膜（２）２８を形成する。その後、アモルファスシリコン薄膜及びキャップ用ＳｉＯ２膜を形成し、ＴＦＴ、Ｄｉ、抵抗、容量等の領域をエッチングで形成し、エキシマレーザー等で再結晶化してポリシリコン薄膜化する。
この時に、前記のようなグラフォエピタキシャル成長或いはヘテロエピタキシャル成長により単結晶性シリコン薄膜化してもよい。
そして、前記同様に周辺回路一体型ＴＦＴ基板層を形成し、ガラス基板との境界領域近傍の第１アモルファスシリコン膜２内に高濃度水素イオン注入層を形成する。
この表示部のポリシリコンＴＦＴ或いは単結晶性シリコンＴＦＴのドレインに接続されたＬｉ−ＡＬやＭｇ−Ａｇなどの陰極（金属電極）上に、各画素毎に赤、青、緑などの有機ＥＬ発光層が被着され、その上部にＩＴＯ膜などの陽極（透明電極）が形成された（必要に応じて全面に陽極が形成される）有機ＥＬ層３０の全面に耐湿性透明樹脂保護膜３２を形成することによって有機ＥＬ基板層を形成する。
その後に、前記同様のレーザー加工剥離法或いはレーザーウオータージェット加工剥離法などによりガラス基板を分離し、有機ＥＬ基板層に接着剤で樹脂支持基板を貼り合せ、切断してプラスティック有機ＥＬパネルを形成する。
【００４９】
一方、下面発光型有機ＥＬの電気光学表示素子基板の表示部は、各画素毎の電流駆動用ＴＦＴのソースに接続されたＩＴＯ膜などの陽極（透明電極）上に、各画素毎に赤、青、緑などの有機ＥＬ発光層が被着され、その上部にＬｉ−ＡＬやＭｇ−Ａｇなどの陰極（金属電極）が形成され（必要に応じて全面に陰極が形成される。）、さらに全面を耐湿性透明樹脂２１で覆っている構造となっている。この密封により、外部からの湿気浸入が防止でき、湿気に弱い有機ＥＬ発光層の劣化や電極酸化を防止し、長寿命、高品質、高信頼性が可能となる。
【００５０】
例えば図９で示す様な上面発光型有機ＥＬ基板層の形成方法は、ガラス基板１全面にアモルファスシリコン膜２を形成し、このアモルファスシリコン膜２をパネルサイズにエッチングする。次に全面にＳｉＯ２／ＳｉＮｘ／ＳｉＯ２から成る絶縁積層膜（２）２８を形成する。その後、アモルファスシリコン薄膜及びキャップ用ＳｉＯ２膜を形成し、ＴＦＴ、Ｄｉ、抵抗、容量等の領域をエッチングで形成し、エキシマレーザー等で再結晶化してポリシリコン薄膜化する。
この時に、前記のようなグラフォエピタキシャル成長或いはヘテロエピタキシャル成長により単結晶性シリコン薄膜化してもよい。
そして、前記同様に周辺回路一体型ＴＦＴ基板層を形成し、ガラス基板との境界領域近傍の第１アモルファスシリコン膜２内に高濃度水素イオン注入層を形成する。
この表示部のポリシリコンＴＦＴ或いは単結晶性シリコンＴＦＴのソースに接続されたＩＴＯ膜などの陽極（透明電極）上に、各画素毎に赤、青、緑などの有機ＥＬ発光層が被着され、その上部にＬｉ−ＡＬやＭｇ−Ａｇなどの陰極（金属電極）が形成された（必要に応じて全面に陰極が形成される。）有機ＥＬ層３０及び耐湿性透明樹脂保護膜３２を形成することによって有機ＥＬ基板層を形成する。
その後に、前記同様のレーザー加工剥離法或いはレーザーウオータージェット加工剥離法などによりガラス基板を分離し、有機ＥＬ基板層の絶縁膜下に残存する第１のアモルファスシリコン薄膜をエッチングし、有機ＥＬ基板層に透明接着剤で透明樹脂支持基板を貼り合せ、切断してプラスティック有機ＥＬパネルを形成する。
尚、上記ではシリコン系半導体薄膜の実施例を述べたが、ＧａＡｓ，ＳｉＣなどの化合物半導体系薄膜でもよいことは言うまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
上記した本発明を適用した透過型、半透過型及び反射型液晶表示装置、更に有機ＥＬの製造方法では、ガラス基板との境界領域近傍の第１のアモルファスシリコン薄膜内に高濃度イオン注入層を形成し、この局部加熱により注入した高濃度イオンを膨張させ、微小気泡内の圧力作用及び結晶再配列作用により高濃度イオン注入層に歪みを発生させるために、ガラス基板から容易にＴＦＴ基板層を剥離して、例えば形成した超薄型多結晶性シリコンＴＦＴ或いは単結晶性シリコンＴＦＴ基板を透明樹脂対向基板と重ね合わせ、樹脂支持基板と貼り合せることで、高性能、高精細、小型、安価な薄型の透過型或いは半透過型、更には反射型プラスティック液晶表示装置を容易に製造することができる。
更に、同様な方法により、高性能、高精細、小型、安価な薄型の上面発光型或いは下面発光型プラスティック有機ＥＬを容易に製造することができる。
【００５２】
また、本発明を適用した透過型、半透過型及び反射型液晶表示装置、更に有機ＥＬの製造方法では、ＴＦＴ基板層の絶縁膜下に第１のアモルファスシリコン薄膜または透明樹脂支持基板に透明導電性膜といった導電性膜を形成すると共に、透明樹脂対向基板などに導電性膜である透明電極などを形成することによって、周辺回路及び表示部の全体が導電性膜で挟まれ、外部からの静電気ダメージや電磁波障害に強い電気光学表示装置を得ることができる。
【００５３】
更に、糊残りの少ない帯電防止機能を有するＵＶ照射硬化型テープで表面を保護した状態で剥離を行うために、ＴＦＴ基板層の静電気ダメージを抑制することができる。
また、ＴＦＴ基板層が保護ガラスから剥離されたとしても、ＵＶテープでＴＦＴ基板層を保持しているために、割れ、欠け、クラック等を抑制することができ、歩留り、品質及び生産性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電気光学表示装置の製造方法の一例である透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法を説明するための模式的な図（１）である。
【図２】本発明を適用した電気光学表示装置の製造方法の一例である透過型あるいは半透過型液晶表示装置の製造方法を説明するための模式的な図（２）である。
【図３】高圧流体ジェット噴射剥離装置を説明するための模式的な図である。
【図４】レーザー加工剥離装置、レーザーウオータージェット加工剥離装置を説明するための模式的な図である。
【図５】本発明を適用した電気光学表示装置の製造方法の他の一例である反射型液晶表示装置の製造方法を説明するための模式的な図（１）である。
【図６】本発明を適用した電気光学表示装置の製造方法の他の一例である反射型液晶表示装置の製造方法を説明するための模式的な図（２）である。
【図７】グラフォエピタキシャル成長による単結晶性シリコン膜を説明するための模式的な図である。
【図８】ヘテロエピタキシャル成長による単結晶性シリコン膜を説明するための模式的な図である。
【図９】有機ＥＬ基板層を説明するための模式的な図である。
【図１０】従来のプラスティックＬＣＤを説明するための模式的な図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ 第１のアモルファスシリコン薄膜
３ ＳｉＯＮ膜
４ 第２のアモルファスシリコン薄膜
５ ポリシリコン薄膜
６ 平坦化膜
７ 透明画素電極
８ ＵＶテープ
９ ホルダ
１０ 微細ノズル
１１ ガードリングストッパ
１２ スリット孔
１３ レーザー出力部
１４ ＴＦＴ基板層
１５ 透明導電性膜
１６ 透明樹脂支持基板
１７ ＵＶ照射硬化型接着剤
１８ 配向膜（１）
２０ 透明樹脂基板
２１ 透明電極
２２ 配向膜（２）
２３ 透明樹脂対向基板
２４ シール剤
２５ スペーサー
２６ 絶縁積層膜（１）
２７ 凹段差
２８ 絶縁積層膜（２）
２９ 結晶性サファイア薄膜
３０ 有機ＥＬ層
３１ ＳｉＯ２膜
３２ 耐湿性透明樹脂保護膜
３３ レーザーウオータージェット出力部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an electro-optical display device. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a plastic electro-optical display device in which an electro-optical display element substrate layer (hereinafter, referred to as a TFT substrate layer) formed on an insulating substrate is separated from the insulating substrate and bonded to a resin support substrate. It is.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a plastic LCD using a plastic film instead of a glass material for the substrate has attracted attention from the viewpoint of thinning and weight reduction. However, since the heat resistance of the plastic film is low, the maximum process temperature must be reduced. As a result, there is a problem that a TFT having better electric characteristics cannot be formed as compared with the case where a TFT is formed on a glass substrate.
[0003]
In response to such a problem, a method of manufacturing a plastic LCD has been proposed in which a TFT substrate layer formed on a glass substrate is peeled off from the glass substrate, and the peeled TFT substrate layer is bonded to a plastic film (for example, a non-plastic LCD). See
[0004]
Hereinafter, a method of manufacturing a plastic LCD in which a TFT substrate layer formed on a glass substrate is separated from the glass substrate and the separated TFT substrate layer is bonded to a plastic film will be described.
[0005]
In the conventional method of manufacturing a plastic LCD, first, as shown in FIG. 10A, a first amorphous silicon
[0006]
Next, as shown in FIG. 10B, after forming a region pattern such as a TFT, a resistor and a capacitor on the second amorphous silicon
[0007]
Subsequently, as shown in FIG. 10C, excimer laser annealing is performed from the back surface of the glass substrate to heat the first amorphous silicon
[0008]
[Non-patent document 1]
"AM-LCD'02", Seiko Epson Corporation, p38
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Here, when the second amorphous silicon thin film is polycrystallized by excimer laser annealing, in order to prevent cracking of the second amorphous silicon thin film, heating is performed before excimer laser annealing to perform the second amorphous silicon thin film. It is necessary to degas the hydrogen contained in the silicon thin film. However, this heating or excimer laser annealing at the time of polycrystallization further degass the hydrogen contained in the first amorphous silicon thin film. However, even if the first amorphous silicon thin film is heated from the back surface of the glass substrate by excimer laser annealing, the hydrogen contained in the first amorphous silicon thin film is insufficient, and the peeling action due to hydrogen expansion is not sufficient. was there.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and is a method for manufacturing a high-performance, high-definition, light-weight, small, and thin plastic electro-optical display device that can be easily separated from an insulating substrate. The purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for manufacturing an electro-optical display device according to the present invention includes a method for manufacturing an electro-optical display device for separating a TFT substrate layer formed on an insulating substrate from the insulating substrate. Forming a first lower crystalline semiconductor thin film on the surface of the first thin film; and forming a second lower crystalline semiconductor thin film over the first lower crystalline semiconductor thin film via an insulating film, A step of heating and degassing the hydrogen contained in the second lower crystalline semiconductor thin film; and a step of recrystallizing the second lower crystalline semiconductor thin film to form a polycrystalline semiconductor thin film or a single crystalline semiconductor thin film. Forming a TFT substrate layer on the polycrystalline semiconductor thin film or the monocrystalline semiconductor thin film, and forming an ion implantation layer in the first lower crystalline semiconductor thin film near a boundary region with the insulating substrate. When, and forming a strained portions by heating the ion implanted layer, a step of separating the insulating substrate from the strained portion.
[0012]
Here, by heating the ion implantation layer formed in the first lower crystalline semiconductor thin film in the vicinity of the boundary region with the insulating substrate to form a strained portion, the insulating substrate is separated from the strained portion of the ion implantation layer. be able to.
At this time, the ions to be implanted may be any of hydrogen, nitrogen, and a rare gas such as helium, but hydrogen is desirable. This is because the mass is light, so that it can be injected deep even with low energy, and the damage to the surface layer is small.
In addition, ions produced by the ion source are selected by a mass separator, the selected ions are accelerated by an accelerating voltage corresponding to the ions, and a predetermined substrate is scanned by an ion beam obtained by the acceleration to obtain a predetermined dose. Either an ion implantation method of ion implantation or an ion doping method of extracting a wide ion beam from a plasma ion source and ion-implanting a predetermined dose into a predetermined substrate without mass separation may be used, but a mass separator is unnecessary and a scanning mechanism is used. An ion doping method that is unnecessary, shortens the implantation time, and allows large-area ion implantation is desirable for the present invention.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings to provide an understanding of the present invention.
[0014]
1 and 2 are schematic diagrams for explaining a method of manufacturing a transmissive or transflective liquid crystal display as an example of a method of manufacturing an electro-optical display device to which the present invention is applied.
Here, in the method of manufacturing a transmissive or transflective liquid crystal display device, first, as shown in FIG. 1A, a CVD method is applied to the entire surface of a low strain
Note that an amorphous silicon thin film, a microcrystalline silicon-containing amorphous silicon thin film, an amorphous silicon-containing microcrystalline silicon thin film, or the like by a catalytic CVD method may be used.
[0015]
Next, as shown in FIG. 1C, a 200-300
[0016]
Here, it is sufficient that the thin film formed on the first amorphous silicon thin film functions as an insulating film, and does not necessarily need to be a SiON film. 2 Film and SiO 2 / SiNx / SiO 2 The insulating film may be a SiON film or a SiO2 film in order to reduce the halogen element contamination from the substrate side and to improve the flatness of the polysilicon thin film. 2 / SiNx / SiO 2 A nitride silicon film such as a film is more preferable.
[0017]
Further, in a method of manufacturing a transmissive or transflective liquid crystal display device, as described later, it is necessary to remove the first amorphous silicon thin film remaining under the insulating film of the TFT substrate layer with a hydrofluoric / nitric acid-based etchant. However, at this time, it is preferable that the insulating film is a nitride silicon film so that the insulating film can function as an etching stopper.
[0018]
Note that
[0019]
Next, as shown in FIG. 1D, the second amorphous silicon thin film 4 and the
This hydrogen degassing treatment is generally carried out at the time of recrystallization of an amorphous silicon thin film by an excimer laser or the like in order to prevent problems such as film peeling and film cracking due to rapid thermal expansion explosion of hydrogen contained therein.
Subsequently, excimer laser annealing is performed in a state where the second amorphous silicon thin film 4 is focused, so that the second amorphous silicon thin film 4 is converted into a polysilicon thin film 5.
Although the first amorphous silicon
[0020]
Next, in the polysilicon layer 5, a
[0021]
At the same time, external extraction electrodes (not shown) such as solder bumps connected to the peripheral circuits of the peripheral circuit integrated type polysilicon TFT substrate layer are formed. After the LCD panel is formed, anisotropic conductive film bonding, ultrasonic bonding, It is preferable to bond the printed circuit board to a flexible substrate by soldering or the like, or to mount the printed circuit board on a printed circuit board (PCB).
Here, in the case of a transmissive LCD, the polysilicon thin film in the pixel opening is etched to form a transparent resin or
On the other hand, in the case of a transflective LCD, in order to have two regions of reflection / transmission in one pixel, a part of the reflection pixel electrode is patterned and a transparent pixel electrode is formed there.
For example, a polysilicon thin film in a pixel opening is etched and a transparent resin or SiO 2 After forming a photosensitive resin film with moderate unevenness by a general-purpose lithography technique at a part of the pixel opening where the surface is polished by CMP or the like and polished by CMP etc., the surface is polished and reflowed by heating. By forming a highly reflective aluminum film connected to the drain to form a reflective pixel electrode with a moderate unevenness, and forming a transparent pixel electrode in the pixel opening including the aluminum film, the reflection / transmission within one pixel is achieved. A pixel electrode having two regions is formed. Alternatively, a transparent pixel electrode such as ITO (indium-tin based transparent conductive film) or IZO (indium-zinc oxide based transparent conductive film) connected to the drain of the display TFT is formed in the pixel opening, and one of the transparent pixel electrodes is formed. After forming a photosensitive resin film with moderate unevenness by general-purpose lithography technology on the part and reflowing by heating, forming a high reflectance aluminum film connected to the transparent pixel electrode to form a reflective pixel electrode with moderate unevenness Thus, a pixel electrode having two regions of reflection / transmission in one pixel is formed. By controlling the transmission / reflection pixel area ratio, the transmission / reflection optical characteristics can be balanced. It goes without saying that the transmissive display of this transflective LCD uses a backlight light source as in the transmissive LCD, and the reflective display uses sunlight like the reflective LCD. For a transflective LCD, for a brighter display, the reflective pixel electrode is also covered with an opaque area such as a wiring or a TFT to increase the aperture ratio, and the transparent pixel electrode is arranged in a portion having no opaque wiring. It is necessary to take measures such as increasing the overall aperture ratio.
In addition, in order to realize the appearance of paper white in the reflective LCD and the transflective LCD, a function of reducing the specular component of the reflected light and diffusing and scattering the light is performed. Must be limited to a specific range to optimize the angle distribution shape.
In addition, if the irregularities are arranged regularly, rainbow-colored light interference occurs in the reflected image under sunlight, and the visibility decreases. Therefore, the irregularities are randomly arranged by applying an array represented by a Fibonacci sequence to the irregularity pattern. Need to be
When the light transmittance of the polysilicon thin film of the pixel display portion is not problematic in use, the first amorphous silicon film below the separated TFT substrate layer is etched without etching the pixel opening portion, and the transparent support substrate is etched. It may be pasted on.
[0022]
Next, in the first amorphous silicon
In order to promote the separation, a high-concentration hydrogen ion-implanted layer is formed in the first amorphous silicon
[0023]
Subsequently, rapid thermal annealing is performed at about 700 ° C. to 800 ° C. for several seconds, Xe flash lamp annealing is performed at 1000 ° C. for several milliseconds, or an excimer laser or ultraviolet CW (Continuous Wave) is irradiated from the back surface of the glass substrate. The first amorphous silicon
In order to prevent device characteristic fluctuations of the TFT substrate layer, the implanted hydrogen ions are thermally expanded from the back surface by short-time heat treatment while the surface is fluid-cooled, so that the first amorphous silicon
Further, after forming the polysilicon film, a high-concentration hydrogen ion implanted layer is formed in the first amorphous silicon
[0024]
Next, as shown in FIG. 2 (f), a UV irradiation-curable tape (hereinafter, referred to as a UV tape) 8 composed of a
[0025]
Here, in the above-described method of manufacturing a transmissive or semi-transmissive liquid crystal display device, after performing a heat treatment to form a strained portion in the high-concentration hydrogen ion-implanted layer, a UV tape is adhered to perform tensile peeling. The peeling from the glass substrate is not necessarily limited to the method described above, and may be a high-pressure fluid jet spray peeling method, a laser processing peeling method, or a laser water jet processing peeling method described below.
[0026]
The high-pressure fluid jet spray separation method described above refers to a method in which a UV tape is attached and a heat treatment is performed in the same manner as in the above-described method of manufacturing a transmissive or semi-transmissive liquid crystal display device to form a strained portion formed in a high-concentration hydrogen ion implanted layer. This is a method of exfoliating by applying high-pressure fluid jet injection to the substrate.
Here, as shown in FIG. 3, the high-pressure fluid jet spray-peeling apparatus includes a pair of
In such a high-pressure fluid jet spray separation device, fine adjustment is performed so that the high-pressure fluid jet ejected from the fine nozzle accurately hits the strained portion formed in the high-concentration hydrogen ion implantation layer, and the holder is rotated. Separation is performed by applying the pressure of the high-pressure fluid jet to be sprayed from the side of the strained portion.
The high-pressure fluid jet is a water jet, an air jet, a liquid such as water, an etchant or alcohol, a gas such as air, a nitrogen gas or an argon gas, or a liquid in which the gas is mixed with the liquid in an appropriate ratio. It can also be performed by jetting a jet of a mixture of water and gas. In particular, in jetting of a jet of a mixture of liquid and gas, so-called water air jet, gas bubbles are mixed into the liquid, and separation can be performed more effectively by the impact action at the time of bursting of the bubbles.
In the case of spraying a high-pressure fluid jet, when ultrasonic waves are applied to the fluid, the ultrasonic vibration acts on the distorted portion of the ion implantation layer, so that the ion implantation layer can be more effectively separated from the distorted portion. Further, an ultrafine powder of fine particles or powder (abrasive, ice, plastic pieces, etc.) may be added to the high-pressure fluid jet 82. When a fine solid is added to the high-pressure fluid jet in this way, the fine solid directly collides with the strained portion of the ion implantation layer, thereby enabling more effective separation.
[0027]
In addition, the laser processing peeling method is a method in which a high-concentration hydrogen ion implanted layer is locally heated from the lateral direction by excimer laser irradiation, etc., while applying a UV tape to the surface and performing fluid cooling through the UV tape, and implanting. In this method, hydrogen ions are thermally expanded to form a distorted portion in the first amorphous silicon
At this time, it is also possible to use a laser processing peeling device that peels off the rotating high-concentration hydrogen ion implanted layer by applying a laser beam irradiated from a laser output unit. In this laser processing peeling device, as shown in FIG. Lasers such as ablation processing and thermal processing by one or more lasers irradiated from the laser output unit 13 from the lateral direction of the rotating hydrogen ion implanted layer by a pair of
Here, as the laser, a laser beam of visible light, near-ultraviolet light, far-ultraviolet light, near-infrared light, far-infrared light such as a carbon dioxide gas laser, a YAG laser, an excimer laser, and an optical harmonic modulation laser can be used. A method of irradiating at least one or more pulse waves or continuous waves of laser light absorbed by the object to be processed and peeling it by thermal processing or ablation processing, and at least one having a wavelength transparent to the object to be processed The above pulsed or continuous wave near-infrared laser (Nd: YAG laser, Nd: YVO laser) 4 A laser, Nd: YLF laser, titanium sapphire laser, etc.) is focused and irradiated inside the object to be processed, causing an optical damage phenomenon due to multiphoton absorption to generate a modified region (for example, a crack region, a melting region, a refraction region). (A rate change region, etc.), and peeling off with a relatively small force from there. In the case of laser processing, focus the laser beam inside the object to be processed (the inside of the high-concentration hydrogen ion implanted layer) with a condenser lens, and gradually move the focal point inside the rotating object to be processed. Can be peeled off. In particular, in this case, since the object to be processed is the high-concentration hydrogen ion-implanted layer, the separation by the laser light can be efficiently performed with high accuracy. At this time, the glass substrate may be peeled off while cooling via a UV tape using a support jig which has been cooled if necessary.
In the above laser processing, the rotating ion-implanted layer is irradiated with a laser from the lateral direction. However, a laser beam may be scanned from the lateral direction of the fixed ion-implanted layer to form a distorted portion due to local heating.
[0028]
In addition, the laser water jet processing separation method combines the advantages of water jet and laser and utilizes the fact that laser light is completely reflected at the interface between water and air. This method guides the laser light in total reflection in parallel and separates it by thermal processing or ablation processing by absorption of this laser light.Unlike the conventional laser processing peeling method that causes thermal deformation, laser water jet processing Since the peeling method is always cooled by water, the thermal influence and thermal deformation of the peeled surface are reduced.
At this time, it is also possible to use a laser water jet processing and peeling apparatus that irradiates the rotating high-concentration hydrogen ion implanted layer with a laser water jet that combines laser light and water jet from an output unit and peels off. In the processing and peeling apparatus, at least one or more pulsed or continuous wave near-infrared lasers (Nd: YAG laser, Nd: YVO) 4 Laser, Nd: YLF laser, titanium sapphire laser, etc.) from one side of the high-concentration hydrogen ion implanted layer rotating one or more laser water jets enclosed in a pure or ultra pure water column of any water pressure. Irradiation is performed by the laser water jet output unit 33, and separation can be performed by ablation processing, thermal processing, or the like. As the laser, a laser beam such as a visible light, a near infrared ray, a far infrared ray, a near ultraviolet ray, a far ultraviolet ray or the like comprising a carbon dioxide laser, a YAG laser, an excimer laser, a harmonic modulation laser, etc. can be used. The water column of the jet may be tap water, but depending on the type of laser, a water jet column of pure water or ultrapure water that does not scatter and attenuate the laser due to irregular reflection is desirable.
In the laser water jet processing described above, the rotating ion implantation layer was irradiated with a laser water jet from the lateral direction, but the laser water jet was scanned from the lateral direction of the fixed ion implantation layer to form a distorted portion due to local heating. May be.
[0029]
Next, the first amorphous silicon
[0030]
Subsequently, as shown in FIG. 2I, an organic or inorganic alignment film (1) 18 is formed and an alignment process is performed.
Here, when an organic alignment film for rubbing such as polyimide or a photo-organic alignment film for non-rubbing is used as the alignment film (1), the coating is performed by roll coating or spin coating, and then the rubbing direction of the opposite substrate described later is used. And buffing in the direction of 45 ° or 90 ° or polarized UV irradiation of the opposite substrate, which will be described later. Is applied. In the case where an inorganic alignment film is used as the alignment film (1), an alignment process is performed by obliquely depositing SiO in a 60 ° oblique direction optimized on the TFT substrate layer or the counter substrate. Orientation treatment is performed by optimized oblique deposition and ion blow of the DLC film.
[0031]
Next, a
Here, when an organic alignment film for rubbing such as polyimide or a photo-organic alignment film for non-rubbing is used as the alignment film (2), it is most suitable for rubbing or substrate after coating by roll coating or spin coating. The alignment treatment is performed by irradiating polarized UV light from the inclined oblique direction. When an inorganic alignment film is used as the alignment film (2), an alignment process is performed by obliquely depositing SiO from the optimized oblique direction on the opposing substrate, or an optimized DLC film is formed. Orientation treatment is performed by oblique evaporation and ion blowing.
[0032]
Subsequently, after cutting the portion indicated by reference symbol A in FIG. 2 (j) so as to form an individual LCD panel, a liquid crystal is injected and sealed in a region surrounded by a sealant, thereby obtaining a transmissive or half-screen. A transmissive liquid crystal display device can be obtained.
[0033]
In the method of manufacturing a transmissive or transflective liquid crystal display device to which the present invention is applied, the TFT substrate layer is separated from the glass substrate, and the lower crystalline semiconductor thin film remaining under the insulating layer of the TFT substrate layer is etched. After that, it is bonded to a transparent resin support substrate, the transparent counter substrate is overlapped and cut, and then liquid crystal is injected.
On the other hand, before separating the TFT substrate layer from the glass substrate, the transparent resin facing substrate is overlapped, and then the TFT substrate layer is separated from the glass substrate, and the lower crystallinity remaining under the insulating layer of the TFT substrate layer. After etching the semiconductor thin film, the transparent resin supporting substrate may be bonded and cut, and then liquid crystal may be injected.
In addition, at this time, before separating the TFT substrate layer from the glass substrate, a non-defective TFT chip is superimposed on a non-defective TFT chip and liquid crystal injection sealing is performed. Thereafter, the TFT substrate layer is separated from the glass substrate. Alternatively, after etching the lower crystalline semiconductor thin film remaining under the insulating layer of the TFT substrate layer, the thin film may be bonded to the transparent resin support substrate and cut.
Further, at this time, before separating the TFT substrate layer from the glass substrate, a non-defective TFT chip is superimposed on a non-defective TFT chip and liquid crystal injection sealing is performed. Thereafter, the TFT substrate layer is separated from the glass substrate. Alternatively, after etching the lower crystalline semiconductor thin film remaining under the insulating layer of the TFT substrate layer, a good TFT chip may be bonded to a good TFT chip and cut.
[0034]
5 and 6 are schematic views for explaining a method of manufacturing a reflection type liquid crystal display device which is another example of a method of manufacturing an electro-optical display device to which the present invention is applied.
Here, in the method of manufacturing the reflection type liquid crystal display device, the peripheral circuit integrated type polysilicon TFT substrate layer as shown in FIG. Is formed, a high-concentration hydrogen ion-implanted layer is formed in the first amorphous silicon thin film in the vicinity of the boundary region with the glass substrate by ion implantation, and a distorted portion of separation is formed by heat treatment.
[0035]
Subsequently, as shown in FIG. 5B, an organic or inorganic alignment film (1) 18 is formed, and after performing an alignment treatment, as shown in FIG. A transparent
[0036]
Subsequently, the transparent
[0037]
Next, as shown in FIG. 6E, a UV tape is attached to the transparent resin facing substrate, and the glass substrate is fixed by vacuum suction or the like, and is pulled and peeled as shown in FIG. 6F. At this time, it is more advantageous to increase the glue thickness of the UV tape and fill the cut portion of the transparent resin facing substrate with respect to prevention of contamination and workability.
Note that the peeling from the glass substrate may be the above-described high-pressure fluid jet spray peeling method, laser processing peeling method, or laser jet peeling method, which is the same as the above-described method of manufacturing a transmissive or transflective liquid crystal display device. It is.
[0038]
Subsequently, the first amorphous silicon
[0039]
Note that the supporting substrate to be bonded may be an opaque resin supporting substrate, and when bonding to the opaque resin supporting substrate, a low-temperature thermosetting adhesive is used.
[0040]
Further, in the method of manufacturing a reflection type liquid crystal display device to which the present invention is applied, before separating from the glass substrate, the transparent resin counter substrate is overlapped and sealed, and then liquid crystal injection sealing is performed. Then, it is bonded to the resin support substrate and cut.
On the other hand, the TFT substrate layer may be separated from the glass substrate, the TFT substrate layer may be bonded to the resin supporting substrate, and then the transparent resin facing substrate may be overlapped and sealed, cut, and sealed by liquid crystal injection.
In addition, at this time, before separating the TFT substrate layer from the glass substrate, a non-defective TFT chip is superimposed on a non-defective TFT chip and liquid crystal injection sealing is performed. Thereafter, the TFT substrate layer is separated from the glass substrate. Alternatively, it may be cut by bonding to a resin support substrate.
Further, before separating the TFT substrate layer from the glass substrate, a non-defective TFT chip is superimposed on a non-defective TFT chip, and the liquid crystal injection sealing is performed. Thereafter, the TFT substrate layer is separated from the glass substrate. A good resin supporting substrate chip may be attached to the TFT chip and cut.
[0041]
In the above description, hydrogen ions are implanted near the boundary region between the glass substrate and the first amorphous silicon thin film, and a high-concentration hydrogen ion implantation layer is formed in the first amorphous silicon thin film near the boundary region between the glass substrate and the first amorphous silicon thin film. However, it is not always necessary to use hydrogen, and nitrogen, helium, or another rare gas may be used.
In addition, ions produced by the ion source are selected by a mass separator, and the selected ions are accelerated by an accelerating voltage corresponding to the ions. Then, a predetermined substrate is scanned by an ion beam obtained by the acceleration to obtain a predetermined dose. Ion implantation method, or an ion doping method of extracting a wide ion beam from a plasma ion source and implanting a predetermined dose into a predetermined substrate without mass separation without using a mass separator. An ion doping method that does not require a mechanism, shortens the implantation time, and allows large area ion implantation is desirable for the present invention.
[0042]
In the above description, an example was described in which excimer laser annealing was performed to turn the second amorphous silicon thin film into a polysilicon thin film. However, flash lamp annealing described in JP-A-2002-252174 and JP-A-2002-252174 have been described. A polysilicon film or a single crystal silicon film may be formed by optical harmonic modulation laser annealing described in JP-A-351628, a condensing lamp annealing described in JP-A-2002-246310, or the like. The monocrystalline silicon film may be formed by grapho-epitaxial growth described in JP-A-2000-68514 or heteroepitaxial growth described in JP-A-2000-89249.
[0043]
Here, as shown in FIG. 7, a method for forming a single-crystal silicon thin film by grapho-epitaxial growth is as follows. First, a first amorphous silicon
A TFT, a diode, a resistor, a capacitor, and the like are formed on the formed single-crystal silicon thin film, and a peripheral circuit-integrated single-crystal silicon TFT substrate layer is formed.
Subsequent processes follow the embodiment of the above-described peripheral circuit integrated type polysilicon TFT substrate.
[0044]
Further, as shown in FIG. 8, in the method of forming a single-crystal silicon thin film by heteroepitaxial growth, a first amorphous silicon
A TFT, a diode, a resistor, a capacitor, and the like are formed on the formed single crystal silicon thin film to form a peripheral circuit integrated single crystal silicon TFT substrate layer.
Subsequent processes follow the embodiment of the above-described peripheral circuit integrated type polysilicon TFT substrate.
[0045]
In the above description, a method of manufacturing a transmissive or transflective liquid crystal display device and a method of manufacturing a reflective liquid crystal display device are described as examples of a method of manufacturing an electro-optical display device to which the present invention is applied. The electro-optical display device is not limited to a liquid crystal display device such as a transmissive or transflective liquid crystal display device or a reflective liquid crystal display device, and may be an organic EL (Electronic Luminescent) or the like. Of course.
[0046]
There are two types of organic EL, top emission type and bottom emission type.
The organic EL layer includes a single-layer type, a two-layer type, and a three-layer type. When the three-layer type of a low-molecular compound is shown, the structure is as follows: anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode; Or, it becomes anode / hole transporting light emitting layer / carrier block layer / electron transporting light emitting layer / cathode.
[0047]
For example, the display section of the electro-optical display element substrate of the top emission type organic EL is formed on a cathode (metal electrode) such as Li-AL or Mg-Ag connected to the drain of the current driving TFT for each pixel. An organic EL light emitting layer of red, blue, green, or the like is deposited for each pixel, and an anode (transparent electrode) such as an ITO film is formed thereon (an anode is formed on the entire surface if necessary), and the entire surface. Is covered with a moisture-resistant transparent resin.
In the case of the top emission organic EL, a cathode such as Li-AL or Mg-Ag connected to the drain of the display TFT is formed in the pixel display portion. At this time, when the cathode covers the current driving MOSTFT, the light emission area becomes large and the cathode becomes a light shielding film, so that self-emission light or the like does not enter the MOSTFT. Therefore, no leak current is generated, and deterioration of TFT characteristics can be avoided.
[0048]
For example, in a method of forming a top emission type organic EL substrate layer as shown in FIG. 9, an
At this time, a single-crystal silicon thin film may be formed by the above-described grapho-epitaxial growth or hetero-epitaxial growth.
Then, a peripheral circuit integrated TFT substrate layer is formed in the same manner as described above, and a high-concentration hydrogen ion implantation layer is formed in the first
An organic EL light emission of red, blue, green or the like is provided for each pixel on a cathode (metal electrode) such as Li-AL or Mg-Ag connected to a drain of a polysilicon TFT or a single-crystal silicon TFT of the display portion. The organic EL layer 30 is covered with a layer, and an anode (transparent electrode) such as an ITO film is formed thereon (an anode is formed on the entire surface if necessary). By forming, an organic EL substrate layer is formed.
Thereafter, the glass substrate is separated by a laser processing peeling method or a laser water jet processing peeling method as described above, a resin support substrate is bonded to an organic EL substrate layer with an adhesive, and cut to form a plastic organic EL panel. .
[0049]
On the other hand, the display section of the electro-optical display element substrate of the bottom emission organic EL has a red color for each pixel on an anode (transparent electrode) such as an ITO film connected to the source of the current driving TFT for each pixel. An organic EL light emitting layer of blue, green, or the like is deposited, and a cathode (metal electrode) such as Li-AL or Mg-Ag is formed thereon (a cathode is formed on the entire surface if necessary). The structure is such that the entire surface is covered with the moisture-resistant
[0050]
For example, in a method of forming a top emission type organic EL substrate layer as shown in FIG. 9, an
At this time, a single-crystal silicon thin film may be formed by the above-described grapho-epitaxial growth or hetero-epitaxial growth.
Then, a peripheral circuit integrated TFT substrate layer is formed in the same manner as described above, and a high-concentration hydrogen ion implantation layer is formed in the first
On the anode (transparent electrode) such as an ITO film connected to the source of the polysilicon TFT or the monocrystalline silicon TFT of the display section, an organic EL light emitting layer of red, blue, green, etc. is attached for each pixel. A cathode (metal electrode) such as Li-AL or Mg-Ag is formed thereon (a cathode is formed on the entire surface if necessary). An organic EL layer 30 and a moisture-resistant transparent resin protective film 32 are formed. Thereby, an organic EL substrate layer is formed.
Thereafter, the glass substrate is separated by the same laser processing separation method or laser water jet processing separation method as described above, and the first amorphous silicon thin film remaining under the insulating film of the organic EL substrate layer is etched. Then, a transparent resin support substrate is bonded with a transparent adhesive and cut to form a plastic organic EL panel.
Although the embodiment of the silicon-based semiconductor thin film has been described above, it goes without saying that a compound semiconductor-based thin film such as GaAs or SiC may be used.
[0051]
【The invention's effect】
In the above-described transmissive, transflective and reflective liquid crystal display devices to which the present invention is applied, and a method of manufacturing an organic EL, a high-concentration ion-implanted layer is formed in a first amorphous silicon thin film near a boundary region with a glass substrate. The TFT substrate layer is easily formed from the glass substrate in order to expand the high-concentration ions injected by the local heating and expand the high-concentration ion-implanted layer by the pressure action and the crystal rearrangement action in the microbubbles. By peeling off, for example, the formed ultra-thin polycrystalline silicon TFT or single-crystal silicon TFT substrate is superimposed on a transparent resin facing substrate and bonded to a resin supporting substrate, thereby providing high performance, high definition, small size, and low cost. A thin transmissive, transflective, or reflective plastic liquid crystal display device can be easily manufactured.
Further, by the same method, a high-performance, high-definition, small-sized, inexpensive, thin top-emitting or bottom-emitting plastic organic EL can be easily manufactured.
[0052]
Further, in the method of manufacturing a transmissive, transflective and reflective liquid crystal display device to which the present invention is applied, and a method of manufacturing an organic EL, a first amorphous silicon thin film or a transparent conductive support is provided under an insulating film of a TFT substrate layer. By forming a conductive film, such as a conductive film, and forming a transparent electrode, which is a conductive film, on a transparent resin counter substrate, the entire peripheral circuit and display unit are sandwiched by the conductive film, and external static electricity An electro-optical display device resistant to damage and electromagnetic interference can be obtained.
[0053]
Furthermore, since the peeling is performed while the surface is protected by a UV irradiation curable tape having an antistatic function with little adhesive residue, it is possible to suppress electrostatic damage to the TFT substrate layer.
Even if the TFT substrate layer is peeled off from the protective glass, cracks, chips, cracks, and the like can be suppressed because the TFT substrate layer is held by the UV tape, and the yield, quality, and productivity are improved. Can be expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram (1) for explaining a method of manufacturing a transmissive or transflective liquid crystal display as an example of a method of manufacturing an electro-optical display device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram (2) for explaining a method of manufacturing a transmissive or transflective liquid crystal display as an example of a method of manufacturing an electro-optical display device to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a high-pressure fluid jet spray separation apparatus.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a laser processing peeling apparatus and a laser water jet processing peeling apparatus.
FIG. 5 is a schematic diagram (1) for explaining a method of manufacturing a reflective liquid crystal display device which is another example of a method of manufacturing an electro-optical display device to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a schematic diagram (2) for explaining a method of manufacturing a reflection type liquid crystal display device which is another example of a method of manufacturing an electro-optical display device to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a monocrystalline silicon film formed by grapho-epitaxial growth.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a single-crystal silicon film formed by heteroepitaxial growth.
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an organic EL substrate layer.
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a conventional plastic LCD.
[Explanation of symbols]
1 Glass substrate
2 First amorphous silicon thin film
3 SiON film
4 Second amorphous silicon thin film
5 Polysilicon thin film
6 Flattening film
7 Transparent pixel electrode
8 UV tape
9 Holder
10 Fine nozzle
11 Guard ring stopper
12 slit holes
13 Laser output section
14 TFT substrate layer
15 Transparent conductive film
16 Transparent resin support substrate
17 UV irradiation curing adhesive
18 Alignment film (1)
20 Transparent resin substrate
21 Transparent electrode
22 Alignment film (2)
23 Transparent resin counter substrate
24 Sealant
25 Spacer
26 Insulating laminated film (1)
27 concave step
28 Insulating laminated film (2)
29 Crystalline sapphire thin film
30 Organic EL layer
31 SiO 2 film
32 Moisture resistant transparent resin protective film
33 Laser water jet output unit
Claims (23)
絶縁基板の表面に第１の低級結晶性半導体薄膜を形成する工程と、
該第１の低級結晶性半導体薄膜の上層に絶縁膜を介して第２の低級結晶性半導体薄膜を形成する工程と、
少なくとも該第２の低級結晶性半導体薄膜中の含有水素を加熱脱気する工程と、
該第２の低級結晶性半導体薄膜を再結晶化して多結晶性半導体薄膜あるいは単結晶性半導体薄膜を形成する工程と、
前記多結晶性半導体薄膜あるいは単結晶性半導体薄膜に電気光学表示素子基板層を形成する工程と、
前記絶縁基板との境界領域近傍の前記第１の低級結晶性半導体薄膜内にイオン注入層を形成する工程と、
該イオン注入層を加熱して歪み部を形成する工程と、
該歪み部より絶縁基板を分離する工程を備える
ことを特徴とする電気光学表示装置の製造方法。In a method of manufacturing an electro-optical display device for peeling an electro-optical display element substrate layer formed on an insulating substrate from the insulating substrate,
Forming a first lower crystalline semiconductor thin film on the surface of the insulating substrate;
Forming a second lower crystalline semiconductor thin film above the first lower crystalline semiconductor thin film via an insulating film;
Heating and degassing at least hydrogen contained in the second lower crystalline semiconductor thin film;
Recrystallizing the second lower crystalline semiconductor thin film to form a polycrystalline semiconductor thin film or a single crystalline semiconductor thin film;
Forming an electro-optic display element substrate layer on the polycrystalline semiconductor thin film or the monocrystalline semiconductor thin film,
Forming an ion implanted layer in the first lower crystalline semiconductor thin film near the boundary region with the insulating substrate;
Heating the ion-implanted layer to form a strained portion;
A method for manufacturing an electro-optical display device, comprising a step of separating an insulating substrate from the strained portion.
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学表示装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the second lower crystalline semiconductor thin film is recrystallized by excimer laser annealing to form a polycrystalline semiconductor thin film or a single crystalline semiconductor thin film. .
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学表示装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the second lower crystalline semiconductor thin film is recrystallized by flash lamp annealing to form a polycrystalline semiconductor thin film or a single crystalline semiconductor thin film. .
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学表示装置の製造方法。2. The electro-optical display device according to claim 1, wherein the second lower crystalline semiconductor thin film is recrystallized by optical harmonic modulation laser annealing to form a polycrystalline semiconductor thin film or a single crystalline semiconductor thin film. Manufacturing method.
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学表示装置の製造方法。2. The electro-optical display device according to claim 1, wherein the second lower crystalline semiconductor thin film is recrystallized by condensing lamp annealing to form a polycrystalline semiconductor thin film or a single crystalline semiconductor thin film. Method.
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学表示装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the single-crystal semiconductor thin film is formed by grapho-epitaxial growth by catalytic CVD.
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学表示装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the single-crystal semiconductor thin film is formed by heteroepitaxial growth by a catalytic CVD method.
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に記載の電気光学表示装置の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the peeling is performed by generating a strained portion in the ion implantation layer by rapid thermal annealing, flash lamp annealing, or laser or ultraviolet irradiation from the back surface of the insulating substrate. The method for manufacturing an electro-optical display device according to claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, or claim 7.
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に記載の電気光学表示装置の製造方法。The peeling is performed by generating a distorted portion by local heating of laser irradiation from a lateral direction of the ion-implanted layer and peeling. A method for manufacturing an electro-optical display device according to claim 6.
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に記載の電気光学表示装置の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the exfoliation is performed by generating a distorted portion by local heating of laser water jet irradiation from a lateral direction of the ion-implanted layer and exfoliating the ion-implanted layer. 8. The method for manufacturing an electro-optical display device according to claim 5, 6, or 7.
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９または請求項１０に記載の電気光学表示装置の製造方法。2. The insulating substrate is separated from the distorted portion by laminating a protective tape on the surface of the electro-optical display element substrate layer, fixing the insulating substrate, and pulling the insulating substrate off from the distorted portion. The method of manufacturing an electro-optical display device according to claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, or claim 10.
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９または請求項１０に記載の電気光学表示装置の製造方法。3. The insulating substrate is separated from the distorted portion by attaching a protective tape to the surface of the electro-optic display element substrate layer and separating the insulating substrate from the distorted portion by jetting with a high-pressure fluid jet. 11. The method of manufacturing an electro-optical display device according to claim 3, claim 4, claim 5, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, or claim 10.
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９または請求項１０に記載の電気光学表示装置の製造方法。3. The insulating substrate is separated from the distorted portion by attaching a protective tape to the surface of the electro-optical display element substrate and separating the insulating substrate from the distorted portion with a laser water jet. 11. The method of manufacturing an electro-optical display device according to claim 3, claim 4, claim 5, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, or claim 10.
ことを特徴とする請求項１１、請求項１２または請求項１３に記載の電気光学表示装置の製造方法。14. The method according to claim 11, wherein the protective tape has a reduced adhesive strength when irradiated with ultraviolet rays.
ことを特徴とする請求項１１、請求項１２、請求項１３または請求項１４に記載の電気光学表示装置の製造方法。The method for manufacturing an electro-optical display device according to claim 11, wherein the protective tape is a base material or an adhesive having an antistatic function.
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４または請求項１５に記載の電気光学表示装置の製造方法。3. The method according to claim 1, further comprising, after removing the first lower crystalline semiconductor thin film under the insulating film of the electro-optical display element substrate layer, bonding the thin film to a transparent resin support substrate. In claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, claim 10, claim 11, claim 12, claim 13, claim 14, or claim 15, A manufacturing method of the electro-optical display device according to the above.
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４または請求項１５に記載の電気光学表示装置の製造方法。5. The method according to claim 1, further comprising the step of attaching the first lower crystalline semiconductor thin film to a resin support substrate while leaving the first lower crystalline semiconductor thin film. The method of manufacturing an electro-optical display device according to claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, claim 10, claim 10, claim 11, claim 12, claim 13, claim 14, or claim 15.
ことを特徴とする請求項１８に記載の電気光学表示装置の製造方法。19. The method according to claim 18, wherein the first lower crystalline semiconductor thin film is a conductive thin film.
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１７、請求項１８、請求項１９または請求項２０に記載の電気光学表示装置の製造方法。The second lower crystalline semiconductor thin film is an amorphous silicon thin film, a microcrystalline silicon-containing amorphous silicon thin film, or an amorphous silicon-containing microcrystalline silicon thin film. Claim 4, Claim 5, Claim 6, Claim 7, Claim 8, Claim 9, Claim 10, Claim 11, Claim 12, Claim 13, Claim 14, Claim 15, Claim 16 21. The method of manufacturing an electro-optical display device according to claim 17, claim 18, claim 19, or claim 20.
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