JP2005259866A - 基板接合体の製造方法、電子素子転写用基板、電気光学装置、並びに電子機器。 - Google Patents

基板接合体の製造方法、電子素子転写用基板、電気光学装置、並びに電子機器。 Download PDF

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Abstract


【課題】 転写を目的としない電子素子への接合材の濡れ広がりを回避させる転写用基板及び薄膜素子の実装方法を提供する。
【解決手段】 第1基板上に互いに隣接して形成した複数の電子素子からなる電子素
子群を、第2基板上に形成した導電部上に一括して転写、接合する接合工程を有し、前記接合工程に先だって、前記第1基板、前記第2基板の少なくともいずれか一方の接合面に対して、前記電子素子群と前記導電部とを接合するための接合材を配置する接合材配置工程と、により基板接合体を製造する。

【選択図】 図4

Description

本発明は、基板接合体の製造方法、電子素子転写用基板、電気光学装置、並びに電子機器に関する。
一般に、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス(Electro-Luminescence、以下、ELと称する。)装置等の半導体応用装置においては、落下による基板の破損等の防止又は低コスト化を図る等の理由から下地基板にはプラスチック基板が広く利用される。
しかしながら、パネル型の表示装置に用いられる薄膜トランジスタ(Thin Film Tran
sistor、以下、TFTと称する。)は、高温プロセスの過程を経て製造される。そのため、上述したプラスチック基板上にTFTを形成する場合、又は有機EL素子等の回路 素子を形成する場合には、熱による基板の変形、回路素子の破壊等により素子寿命の低下を招き、半導体応用装置を製造することが困難となる。
そこで、近年では、まず、高温プロセスを含む従来の半導体製造技術を利用してTFT等の電子素子(電子デバイス)を耐熱性の基礎基板上に製造する。そして、基礎基板と配線基板とを接合材を介して接合し貼り合わせ、基礎基板から電子素子を剥離し、プラスチック基板からなる配線基板上に電子素子を転写する技術が提案されている。この方法によれば、高温プロセスを経ることなく、プラスチック基板上にTFT等の電子素子を形成することが可能となり、高温プロセスによるプラスチック基板の変形等を回避することが可能となる。これらの転写技術は、例えば特許文献1〜特許文献3に詳細に説明されている。
特開平10−125929号公報 特開平10−125930号公報 特開平10−125931号公報
ところで、上述した転写技術において、大型ディスプレイに用いる電子素子基板等を安価に製造する場合には、必要以上の接合材を用いるのを避ける必要があり、ディスペンサー又は印刷法等によって配線基板上に微量の接合材を配置する。しかし、このディスペンサー又は印刷法等による配置方法では、配線基板上に微量の接合材を配置することが困難である。また、基礎基板と配線基板の接合面は矩形をしており、この接合面に配置され、加圧される接合材は同心円状に濡れ広がる。そのため、接合材は、接合面の角部に濡れ広がりにくいという問題があった。さらに、同心円状に濡れ広がる接合材は接合面からはみ出し、隣接する電子素子に接合材を付着させてしまうという問題があった。これらの結果、基礎基板に形成された電子素子を配線基板に転写する際に、転写を行う電子素子以外の隣接する電子素子にまで接合材が濡れ広がってしまうため(はみ出し)、転写を目的としない電子素子を剥離又は破壊してしまう場合がある。そこで、基礎基板上に形成する各電子素子の間隔をあけて形成し、隣接する電子素子に対する接合材の濡れ広がり(はみ出し)を回避する方法が提案されている。しかしながら、この方法では基礎基板上に形成可能な電子素子数が減少し、結果として全体的な電子素子の生産量が減少してしまい、電子素子の製造コストが上昇してしまうという問題が生じる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基礎基板上に形成された電子素子を配線基板に転写する際に、転写を目的としない電子素子への接合材の濡れ広がり(はみ出し)を回避することが可能な電子素子転写用基板、基板接合体の製造方法、電気光学装置並びに電子機器を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するために、第1基板上に互いに隣接して形成した複数の
電子素子からなる電子素子群を、第2基板上に形成した導電部上に一括して転写、接合する接合工程を有し、前記接合工程に先だって、前記第1基板、前記第2基板の少なくともいずれか一方に、前記電子素子群と前記導電部とを接合するための接合材を配置する接合材配置工程を有することを特徴とする。
このような構成によれば、第1基板上に互いに隣接して形成した複数の電子素子か
らなる電子素子群を用いるため、単一の電子素子のみを第2基板に転写する場合と比較して、接合面の面積を大きくすることができる。そのため、第2基板に接合材を配置し、第1基板と第2基板とを接合する際に、隣接する電子素子に対する接合材の濡れ広がり(はみ出し)を回避することができる。その結果、電子素子群を転写後、第1基板から電子素子群を剥離する際に、隣接する電子素子群を破壊又は剥離することを回避することができる。また、上述したように隣接する電子素子郡の破壊等を回避することができるため、余分な製造コストを削減することができ、低コスト化を図ることが可能となる。さらに、複数の電子素子を一括して第2基板に転写することができるので製造工程時間の短縮を図ることが可能となる。
本発明の基板接合体の製造方法は、前記第1基板、前記第2基板の少なくともいず
れか一方に凸部を設けた後、前記凸部に囲まれた領域の内側に前記接合材を配置することを特徴とする。
このような構成によれば、第1基板上と第2基板とを接合材を介して接合する際に、第1基板又は第2基板のいずれか一方に凸部を設けるため、接合材は、凸部の濡れ性によって凸部の外周部にも濡れ広がる。そのため、接合材は接合面の周縁部に対しても均一に濡れ広がる。これにより、従来においては、接合材は最初に配置した箇所を中心として同心円状に濡れ広がるため、接合面の一部の周縁部には濡れ広がらず、その余分な接合材が隣接する電子素子へ濡れ広がってしまったが(はみ出し)、凸部を設けることで、凸部自身が持つ濡れ性により接合材は周縁部に均一に濡れ広がり、隣接する電子素子への濡れ広がり(はみ出し)を回避することができる。その結果、電子素子群を転写後、第1基板からから電子素子群をを剥離する際に、隣接する電子素子の破壊等を回避することが可能となる。また、上述したように隣接する薄膜素子の破壊等を防止することができるため、余分な製造コストを削減することができ、低コスト化を図ることが可能となる。さらに、複数の電子素子を一括して第2基板に転写することができるので製造コスト時間の短縮を図ることが可能となる。
前記電子素子群を構成する複数の電子素子が、4個の電子素子からなり、前記4個の電子素子を隣接して2行2列の状態で前記第1基板上に配置するとともに、前記第2基板上の導電部を前記4個の電子素子の位置に対応して配置することを特徴とする。
一般的な表示装置は、複数のマトリクス状に配置された画素から構成されている。従って、上述した製造方法により製造される基板接合体によって表示装置を構成する場合、電子素子群は4個の電子素子から構成され2行2列に配置されているため、この4個から構成される電子素子群を隣接する4個の画素のスイッチング素子等に用いることができる。これにより、電子素子群を第2基板上に一括して合理的に転写することが可能となる。
前記電子素子群を構成する複数の電子素子が2個の電子素子からなり、前記2個の電子素子を隣接して前記第1基板上に配置するとともに、前記第2基板上の導電部を前記2個の電子素子の位置に対応して配置することを特徴とする。
一般的な表示装置は、複数のマトリクス状に配置された画素から構成されている。従って、上述した製造方法により製造される基板接合体によって表示装置を構成する場合、電子素子群は2個の電子素子から構成され配置されているため、この2個から構成される電子素子群を隣接する2個の画素のスイッチング素子等に用いることができる。これにより、電子素子群を第2基板上に一括して合理的に転写することが可能となる。
前記接合材は、熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする。
このような構成によれば、電子素子群を配線基板に転写配置した後であっても欠陥が生じた場合には、電子素子群を配線基板から容易に取り外すことが可能となる。すなわち、接合材を加熱して熱可塑性樹脂を軟化・溶融させることで、配線基板上に転写された電子素子群の取り外しが可能となる。また、取り外した電子素子群は、修理などを経て再利用することが可能となる。
本発明の基板接合体の製造方法に用いる電子素子転写用基板であって、基板本体上に
剥離層が形成され、前記剥離層上に互いに隣接された複数の電子素子からなる電子素子群が形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、剥離層上に互いに隣接して形成した複数の電子素子か
らなる電子素子群が形成されているため、単一の電子素子のみを第2基板上に転写する場合と比較して、接合面の面積を大きくすることができる。そのため、第2基板に接合材を配置し、電子素子転写用基板と第2基板とを接合する際に、隣接する電子素子に対する接合材の濡れ広がり(はみ出し)を回避することができる。その結果、電子素子群を転写後、電子素子転写用基板から電子素子群を剥離する際に、隣接する電子素子群を破壊又は剥離することを回避することができる。また、上述したように隣接する電子素子郡の破壊等を回避することができるため、余分な製造コストを削減することができ、低コスト化を図ることが可能となる。さらに、複数の電子素子を一括して第2基板に転写することができるので製造工程時間の短縮を図ることが可能となる。
本発明の基板接合体は、上記基板接合体の方法により製造されることを特徴とする。また、電気光学装置は、上記基板接合体を備えたことを特徴とする。例えば、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等を挙げることができる。また、本発明の電子機器は、上記電気光学装置を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、表示品質に優れた電気光学装置又は電子機器を提供することができる。
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[電子素子転写用基板の構造]
図1(a)は、本実施の形態の電子素子転写用基板18の概略構成図である。図1(b)は、図1(a)に示す電子素子転写用基板18をA―A´に沿って切断したときの断面図である。図1(a)及び(b)に示すように、電子素子転写用基板18は、基礎基板10(第1基板)と、基礎基板10上に積層される剥離層12と、剥離層12上に形成される複数の薄膜トランジスタ14(電子素子)とを備えている。なお、基礎基板10は、上記TFT14の製造工程、TFT14を後述する配線基板に貼り合わせ及び転写する工程において使用されるものであり、電気光学装置30の構成要素として使用されるものではない。
基礎基板10としては、1000℃程度に耐える石英ガラス等の透光性耐熱基板が好ましい。また、石英ガラスの他、ソーダガラス、コーニング7059、日本電気ガラスOA−2等の耐熱性ガラス等を使用することも可能である。
剥離層12は、上述した基礎基板10上に積層され、レーザ光等の照射光により当該層内や界面において剥離(「層内剥離」又は「界面剥離」)を生じさせる材料からなる。すなわち、一定の強度の光を剥離層12に照射することにより、構成物質を構成する原子又は分子における原子間又は分子間の結合力が消失し又は減少し、アブレーション(ablation)等を生じ、剥離を起こすものである。また、照射光の照射により、剥離層12に含有されていた成分が気体となって放出され分離に至る場合と、剥離層12が光を吸収して気体になり、その蒸気が放出されて分離に至る場合とがある。
従って、この基礎基板10の厚さは、0.1mm〜0.5mm程度であることが好ましく、より好ましくは0.5mm〜1.5mm程度である。基礎基板10の厚さが薄い場合には強度の低下を招き、厚い場合には基体の透過率が低いときに照射光の減衰を招くからである。ただし、基体の照射光の透過率が高いときには、上述した上限値を超えて基板の厚さを厚くすることが可能である。
剥離層12の組成としては、例えば、非結晶シリコン(a―Si)が採用され、当該非結晶シリコン中に水素(H)が含有されていても良い。水素が含有されている場合には、光の照射によって水素が放出されることにより剥離層12に内圧が発生し、これが剥離を促進するので好ましい。この場合の水素の含有量は、2atom%程度以上であることが好ましく、さらに好ましくは2〜20atom%である。水素の含有量は、成膜条件、例えば、CVD法を用いる場合には、そのガス組成、ガス圧力、ガス雰囲気、ガス流量、ガス温度、基板温度、投入するパワー等の条件を適宜設定することによって調整する。この他の剥離層材料としては、酸化ケイ素もしくはケイ酸化合物、窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化セラミックス、有機高分子材料(光の照射によりこれらの原子間結合が切断されるもの)、金属、例えば、Al、Li、Ti、Mn、In、Sn、Y、La、Ce、Nd、Pr、Gd、Sm、又はこれらのうち少なくとも一種を含む合金が挙げられる。
剥離層12の膜厚としては、1nm〜20μm程度であるのが好ましく、より好ましくは、10nm〜2μm程度であり、さらにより好ましくは20nm〜1μm程度である。剥離層12の厚みが薄い場合には、形成された膜厚の均一性が失われて剥離にムラが生じるからである。一方、剥離層12の厚みが厚い場合には、剥離に必要とされる照射光のパワー(光量)を大きくする必要があるとともに、剥離後に残された剥離層12の残渣を除去するのに時間を要するからである。
TFT14は、後で表示装置に搭載したときに画素のスイッチング素子として機能するものであり、上述した剥離層12上に形成される。具体的には、矩形からなる4個のTFT14が2行2列のマトリクス状に集合した状態で剥離層12上に複数形成されている。また、X軸方向が各TFT14の短辺方向に対応し、Y軸方向が各TFT14の長辺方向に対応する。本実施の形態においては、このようにTFT14が集合した状態を電子素子群15と呼び、一単位として扱う。すなわち、この4個からなる電子素子群15を一単位として一括して配線基板30に転写する。また、上記電子素子群15が、剥離層12上に一定間隔を置いて互いに隣接して複数形成されている。なお、本実施の形態において使用するTFT14は、公知の技術が採用されるため構造等の説明については省略する。
複数の電極パッド16は、TFT14のそれぞれの上面(配線基板30と接合される面)に形成されている。各電極パッド16は、基礎基板10と配線基板30(第2基板)とを貼り合わせる際に、配線基板30に形成されているバンプ38a(導電部)と電気的に接続される。また、上記複数の電極パッド16は、電子素子群15のほぼ中央部に配置することが好ましい。後述する凸部を電子素子群15の角部に設けた場合に、電極パッド16と凸部とが重畳することによって、凸部が電極パッド16と配線基板30側の電極との接続を阻害することがないようにするためである。
上述したように、4個のTFT14からなる電子素子群15を用いれば、単一のT
FT14のみを配線基板30に転写する場合と比較して、接合面を大きくすることが可能となる。そのため、隣接するTFT14に対する後述する接合材の濡れ広がり(はみ出し)を回避することができ、隣接する電子素子群15を破壊又は剥離することを防止することができる。また、電子素子群15が4個のTFT14から構成され2行2列に配置されているため、上記4個から構成される電子素子群15を配線基板30上に合理的に一括して転写することが可能となる。
[基礎基板の製造方法]
次に、上述した電子素子転写用基板18の製造方法について詳細に説明する。具体的には、基礎基板10上に剥離層12を形成する工程について詳細に説明する。なお、TFT14の製造方法は、高温プロセスを含む公知の技術が採用されるので説明を省略する。
剥離層12の形成方法は、均一な厚みで剥離層12を形成可能な方法であればよく、剥
離層12の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。例えば、CV
D法(MOCVD法、低圧CVD法、ECR−CVD法含む)、蒸着、分子線蒸着(MB)、スパッタリング法、イオンドーピング法、PVD法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)、無電解メッキ法等の各種メッキ法、ラングミュア・プロジェット(LB)法、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジェット法、粉末ジェット法等に適用できる。これらのうち2種以上の方法を組み合わせても良い。
特に剥離層12の組成が非晶質シリコン(a−Si)の場合には、CVD法、特に低圧CVDやプラズマCVDにより成膜するのが好ましい。また、剥離層2をゾル−ゲル(sol-gel)法によりセラミックを用いて成膜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。
[配線基板の構造]
図2は、配線基板30の断面図である。配線基板30は、基体32と、基体32上に所定のパターンに形成された電気信号配線34とを備える。さらに、配線基板30は、上記電気信号配線34に接続されるバンプ38aと、凸部36とを備える。
基体32としては、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電気光学装置や電子装置に用いられる公知の様々な基体を用いることが可能である。
電気信号配線34は、所定の回路パターンに基づいて配線され、絶縁樹脂等からなる絶縁層33によって被覆されている。電気信号配線34には、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、金(Au)からなる3層構造が用いられる。この他に、チタニウム、アルミ銅合金、及び窒化チタニウムからなる3層構造(Ti/Al・Cu/TiN)のものを採用しても良い。あるいは、電気信号配線34として、チタニウム、窒化チタニウム、アルミ銅合金(銅含有量2%)、及び窒化チタニウムからなる4層構造(Ti/TiN/Al・2%Cu/H−TiN)を採用しても良い。また、これらの配線パターンを複数層にわたって形成した多層配線構造としても良い。
パッド38bは、絶縁層33の一部を除去し上記電気信号配線34が露出されることにより、電気信号配線34の表面上に形成される。
導電性突起部である複数のバンプ38a(電極)は、上述したパッド38b上に形成される。このバンプ38aは、TFT14の接続部として機能し、TFT14が転写される際に、TFT14に形成される電極パッド16と電気的に接続される。また、導電性突起部であるバンプ38aの形成材料としては、例えば、Cu、Ni、NiAu、Au、Sn、鉛フリーはんだ等が挙げられる。なお、上記バンプ38a上に、鉛フリーはんだ、Sn(すず)等のろう材を配置することも合金接続の信頼性を確保する上で好ましい。
凸部36は、電子素子群15と配線基板30の矩形からなる接合面の4箇所の角部に対応するように配線基板30上に形成されている。
この凸部36の材料としては、Cu、Ni、Cu/Ni/Au、Ni/Au、Au、Sn、鉛フリーはんだ等が用いられる。また、凸部36は、上述したバンプ38aと同様に電極として用いることも可能である。この場合には、転写されるTFT14の電極パッド16の位置に対応するように配線基板30上に凸部36を形成する。また、上記凸部36が電極を兼ね備える場合には、上記バンプ38a上に、鉛フリーはんだ、Sn(すず)等のろう材を配置することも合金接続の信頼性を確保する上で好ましい。なお、凸部36は、用いる接合材40に対して新液性を持つ必要がある。
このように、配線基板30に電子素子群15を転写する際に、接合面の角部に凸部36を設けることによって、後述する接合材は、凸部36の濡れ性によって電子素子群15の角部に均一に濡れ広がる。その結果、転写を目的としないTFT14への接合材の濡れ広がり(はみ出し)を回避でき、転写後、基礎基板10から電子素子群15を剥離する際に、隣接するTFT14の破壊又は剥離を防止することができる。
[配線基板の製造方法]
次に、上述した配線基板10を製造する工程について説明する。具体的には、電気信号配線34及びパッド38bの製造方法について詳細に説明する。
まず、基体32の表面に酸化シリコン膜(SiO2)をCVD(化学的気相成長)法を用いて形成する。当該酸化シリコン膜の膜厚は例えば200nm程度である。
次に、酸化シリコン膜上に所定の配線パターンからなる電気信号配線34を形成する。本実施の形態においては、電気信号配線34を形成する工程と、絶縁層33を形成する工程とを繰り返すことにより、所定の配線パターンからなる電気信号配線34を複数の層に分けて形成する。
また、絶縁層33の一部を除去することにより、電気信号配線34の一部を露出状態にする。この露出させた部分は、バンプ38aを形成するためのパッド38bとなる。
次に、上記電気信号配線34上にTFT14接続用のバンプ38aを形成する。具体的には、以下に詳述する無電解メッキ処理法を用いて、電気信号配線34の露出部分であるパッド16上にバンプ38aを形成する。
まず、パッド16の表面の濡れ性向上、及び残さを除去するために処理液に浸漬する。例えば、フッ酸が0.01%〜0.1%、及び硫酸が0.01%〜0.1%含有した水溶液中に1分〜5分間含浸する。又は、0.1%〜10%の水酸化ナトリウム等のアルカリベースの水溶液に1分〜10分浸漬しても良い。
次に、水酸化ナトリウムベースでpHが9〜13のアルカリ性水溶液を20℃〜60℃
に加温した中に1秒〜5分間浸漬し、表面の酸化膜を除去する。又は、5%〜30%硝
酸をベースとしたpH1〜3の酸性水溶液を20℃〜60℃に加温した中に1秒〜5分間
浸漬しても良い。
次に、ZnOを含有したpH11〜13のジンケート液中に1秒〜2分間浸漬し、パッ
ド表面をZnに置換する。その後、5%〜30%の硝酸水溶液に1秒〜60秒浸漬し、Z
nを剥離する。そして、再度ジンケート浴中に1秒〜2分浸漬し、緻密なZn粒子をパッ
ト表面に析出させる。その後、無電解Niメッキ浴に浸漬し、Niメッキを形成する。メ
ッキ高さは2μm〜10μm程度析出させる。メッキ浴は次亜リン酸を還元剤とした浴で
あり、pH4〜5、浴温85℃〜95℃である。
このような工程においては、次亜リン酸浴を行うので、リン(P)が共析する。最後に
置換Auメッキ浴中に浸漬し、Ni表面をAuにする。Auは0.05μm〜0.3μm
程度に形成する。Au浴はシアンフリータイプを用い、pH6〜8、浴温50℃〜80℃
で、1分〜30分間の浸漬を行う。
このようにしてパッド16上にNi−Auバンプ(バンプ38a)を形成する。また、Ni−Auメッキバンプ上に、半田やPbフリー半田を、例えばSn−Ag−Cu系等の半田をスクリーン印刷やディッピング等で形成してバンプとしても良い。なお、各化学処理の間には、水洗処理を行う。以上の工程により、短時間で十分効果のあるリンスを行うことができる。
なお、配線基板30上に設けた凸部36がバンプ38a(電極)を兼ね備える場合についても、上述した方法と同様にして凸部36を形成する。
このような一連の無電解メッキ処理を行うことにより、配線基板30上に複数のバンプ38aが形成される。
[電子素子群転写工程]
次に、上述した方法により製造した配線基板30と電子素子転写用基板18に形成された電子素子群15と貼り合わせる工程について図3(a)、(b)を参照して説明する。続けて、貼り合せた電子素子群15を配線基板30上に転写する工程について図3(b)〜(e)を参照して説明する。ここで、転写工程としては公知の技術が採用されるが、本実施形態では特にSUFTLA(Surface Free Technology by Laser Ablation)(登録商標)を用いて行われる。
図3(a)に示すように、まず、配線基板30上に接合材40を配置する。この接合材40の配置は、印刷法、ディスペンス法、エッチング法、インクジェット法等の各種方法により行うことが可能である。また、基礎基板10と配線基板30とを貼り合わせる際に、余分な接合材40が接合面から漏出しないように、配線基板30上に配置する電子素子群15の面積等から、適量の接合材40の配置量を算出する。そして、上述した方法により、配線基板30上に接合材40を配置する。また、接合材40は、電子素子群15と配線基板30との接合面のほぼ中央部に配置することが好ましい。接合材40は、配線基板30と基礎基板10とを貼り合わせる際に同心円状に濡れ広がる。そのため、接合材40を中央部に配置することによって、接合材40が隣接する電子素子群15にまで濡れ広がることを防止することができる。
また、接合材40としては、エポキシ、アクリル、ポリイミド、ポリアミド等の樹脂を使用することが好ましい。また、Agペースト、はんだペースト、異方性導電粒子(ACP)を含有する導電ペースト、非導電粒子(NCP)を含有する導電ペースト等を使用することも好ましい。なお、リソグラフィ法により接合材40を配置する場合には、感光性の材料からなる接合材40が使用される。
次に、図3(b)に示すように、電子素子群15が形成された基礎基板10を用いて反転させる。次に、反転させた基礎基板10を接合材40を介して配線基板30に貼り合わせる。
次に、図3(b)に示すように、接合材40である導電ペースト40aを基礎基板10の裏面側(TFT非形成面)側から加熱し、導電ペースト40aの温度を上昇させる。その結果、上記導電ペースト40aは熱硬化し、基礎基板10に形成された電子素子群15を構成する各TFT14の複数の電極パッド16と配線基板30に形成されたバンプ38aとが接合し、電気的に接続される。なお、上述した接合材40の加熱方法としては、温風供給法、赤外線加熱法など各種の加熱方法を適用することが可能である。
次に、図3(c)に示すように、レーザ光LAにより基礎基板10の裏面側(TFT非形成面)から導電ペースト40aが配置されている部分のみを局所的に照射する。これにより、剥離層12の原子や分子の結合が弱まるとともに、剥離層12内の水素が分子化し、結晶の結合から分離される。即ち、TFT14と基礎基板10との結合力が完全になくなる。この結果、レーザ光LAが照射された部分のTFT14を基礎基板10から容易に離脱させることが可能となる。
次に、図3(d)に示すように、基礎基板10と配線基板30とを引き離す。そうすると、配線基板30上には、基礎基板10から剥離されたTFT14が残存し、配線基板30上にTFT14が転写される。
図3(e)は、上述した工程を経て電子素子群15が配線基板30上に転写された状態を示す図である。なお、本実施の形態において、配線基板30上に電子素子群15が転写された状態を基板接合体42と呼ぶ。
図4は、上述した電子素子群15の転写工程により形成された基板接合体42の一部の平面構造を示す図である。
図4に示すように、基板接合体42には、相並行する二本のデータ線34aとこれに直交する相並行する二本の走査線34bとが交差する点の各々に、画素スイッチング用のTFT14が形成されている。すなわち、本実施の形態においては、配線基板30上のデータ線34a及び走査線34bのパターンが2行2列からなる4個のTFT14(電子素子群15)の位置に対応して形成される。そして、この所定パターンからなるデータ線34a及び走査線34b上に上述した電子素子群15が転写される。
また、画素信号を供給するデータ線34aが各TFT14のソースに電気的に接続され、各TFT14のゲートには走査線34bが電気的に接続されている。画素電極31は、各TFT14のドレインに電気的に接続されいる。そして、画素電極31は、TFT14を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線34aから供給される画像信号を各画素に所定のタイミングで書き込む。
このように、上述したデータ線34a、走査線34b等の配線及び電極等を電子素子群15に対応して形成することにより、4個の電子素子からなる電子素子群15を一括して合理的に配線基板30上に転写することが可能となる。
[電気光学装置]
(有機EL基板の貼り合わせ工程)
次に、図5を参照して、上述した方法により電子素子群15が実装された基板接合体42と有機EL基板50とを貼り合わせて製造した電気光学装置(有機EL表示装置)について説明する。
まず、有機EL基板50について図5(a)を参照して説明する。
図5(a)は、有機EL基板50の構成を示す概略断面図である。図5(a)に示すように、有機EL基板50は、透明基板52上に、順番にITO電極の陽極54と、陽極54から正孔が注入される正孔注入/輸送層56と、正孔注入/輸送層56から注入された正孔と陰極58から注入された電子とが再結合して発光する有機EL層57と、陰極58とが積層された構造となっている。また、陰極58間には、カソードセパレータ60(絶縁体)が設けられ、画素領域に対応させて陰極58を分離している。
次に、基板接合体42について図5(b)を参照して説明する。なお、基板接合体42は、既に上述において説明した基板接合体42を用いているため詳細な説明については省略し、上述した説明と異なる構成要素についてのみ説明する。
図5(b)は、基板接合体42の構成を示す概略断面図である。図5(b)に示すように、基板接合体42上には、有機EL基板接続部62が形成されている。この有機EL基板接続部62は、絶縁層33の一部を除去することにより露出させた電気信号配線34の表面部に接続されている。そして、この有機EL基板接続部62上には、有機EL基板50の陰極58と接合される導電性ペースト62が配置されている。ここで、導電性ペースト62としては、例えば、Agペースト、はんだペースト、異方性導電粒子を含有する導電ペースト(ACP)、非導電粒子を含有する導電ペースト(NCP)等が用いられる。
図5(c)に示すように、有機EL基板50を反転させ、有機EL基板50に形成された陰極58と基板接合体42に配置された導電性ペースト62とが接触するように、有機EL基板50と基板接合体42とを貼り合わせる。そして、両基板間の空間に封止ペースト66を封入し、さらに、両基板の周辺を封止剤68によって封止する。このようにして、電気光学装置が完成となる。
この電気光学装置は、有機EL基板50における基板接合体42側から、順番に陰極58、有機EL層57、正孔注入/輸送層56、陽極54が配置された、陽極54側から発光光を取り出すトップエミッション型の有機EL装置となる。
[電子機器]
次に、本発明の電気光学装置を電子機器に適用した例について説明する。
図6は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図6において、600は携帯電話本体を示し、601は上記実施形態の有機EL装置を備えた表示部を示している。
図6に示す電子機器は、上記実施形態の有機EL装置を備えたものであるので、電子素子の実装不良が少なく、高品質化が図られる。
なお、本実施形態の電子機器は有機EL装置を備えるものとしたが、液晶装置、プラズ
マ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
また、上記例では、電子素子としてTFTを配線基板に転写する構成としたが、本発明
における電子素子としては、TFT素子以外にも、薄膜ダイオード、その他の薄膜半導体
デバイス、電極(例:ITO、メサ膜のような透明電極)、太陽電池やイメージセンサ等
に用いられる光電変換素子、スイッチング素子、メモリー、圧電素子等のアクチュエータ
、マイクロミラー(ピエゾ薄膜セラミックス)、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光記録
媒体等の記録媒体、磁気記録薄膜ヘッド、コイル、インダクター、薄膜高透磁材料及び
それらを組み合わせたマイクロ磁気デバイス、フィルター、反射膜、ダイクロイックミラ
ー、偏光素子等の光学薄膜、半導体薄膜、超伝導薄膜(例:YBCO薄膜)、磁性薄膜、
金属多層薄膜、金属セラミック多層薄膜、金属半導体多層薄膜、セラミック半導体多層薄
膜、有機薄膜と他の物質の多層薄膜等が挙げられる。
上述した電子素子の中でも、特に、薄膜デバイス、マイクロ磁気デバイス、マイクロ三次元構造物の構成、アクチュエータ、マイクロミラー等に適用することの有用性が高く、好ましい。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態では、電子素子群15は4個のTFT14から構成されていたが、上記電子素子群15が2個のTFT14から構成されていても良い。
これによれば、電子素子群は2個の電子素子から構成され配置されているため、この2個から構成される電子素子群を隣接する2個の画素のスイッチング素子等に用いることができる。この結果、電子素子群を第2基板上に一括して合理的に転写することが可能となる。
また、上記実施の形態では、配線基板30側に凸部36を設けていたが、矩形からなる電子素子群15(電子素子群15と配線基板30との接合面)の4箇所の角部に凸部36を設けることも好ましい。さらに、配線基板30側及び電子素子群15側の双方に凸部36を設けることも好ましい。この凸部36の材料としては、上述したようにCu、Ni、Cu/Ni/Au、Ni/Au、Au、Sn、鉛フリーはんだ等が用いられる。
これによれば、電子素子群15の角部に凸部36を設けるため、電子素子群15を配線基板30上に接合する際に、接合材40は、凸部36の濡れ性によって電子素子群15の角部にも均一に濡れ広がる。その結果、隣接するTFT14への接合材40の濡れ広がり(はみ出し)を回避することができる。なお、上記凸部36は、電極を兼ね備える導電性突起部(バンプ)として機能させることも好ましい。この場合には、凸部36を上記電極パッド16上に形成させ、この凸部36上に、鉛フリーはんだ、Sn(すず)等のろう材を配置することも合金接続の信頼性を確保する上で好ましい。
電子素子転写用基板の概略構成を示す図である。 配線基板の概略構成を示す断面図である。 電子素子群を配線基板に転写する工程を示す図である。 電子素子群が実装された基板接合体の一部の平面構造を示す図である。 電気光学装置の製造工程を示す図である。 電子機器の一例を示す電話の斜視図である。
符号の説明
10…基礎基板(第1基板)、12…剥離層、14…TFT(電子素子)、15…電子素子群、16…電極パッド、36…凸部、18…電子素子転写用基板、30…配線基板(第2基板)、32…基体、33…絶縁層、34…電気信号配線、38a…バンプ(導電部)、38b…パッド、40…接合材

Claims (9)

  1. 第1基板上に互いに隣接して形成した複数の電子素子からなる電子素子群を、第2基
    板上に形成した導電部上に一括して転写、接合する接合工程を有し、
    前記接合工程に先だって、前記第1基板、前記第2基板の少なくともいずれか一方
    に、前記電子素子群と前記導電部とを接合するための接合材を配置する接合材配置工程を有することを特徴とする基板接合体の製造方法。
  2. 前記第1基板、前記第2基板の少なくともいずれか一方に凸部を設けた後、前記凸
    部に囲まれた領域の内側に前記接合材を配置することを特徴とする請求項1に記載の基板接合体の製造方法。
  3. 前記電子素子群を構成する複数の電子素子が4個の電子素子からなり、前記4個の電子素子を隣接して2行2列の状態で前記第1基板上に配置するとともに、前記第2基板上の導電部を前記4個の電子素子の位置に対応して配置することを特徴とする請求項1又は2に記載の基板接合体の製造方法。
  4. 前記電子素子群を構成する複数の電子素子が2個の電子素子からなり、前記2個の電子素子を隣接して前記第1基板上に配置するとともに、前記第2基板上の導電部を前記2個の電子素子の位置に対応して配置することを特徴とする請求項1又は2に記載の基板接合体の製造方法。
  5. 前記接合材は、熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載の基板接合体の製造方法。
  6. 請求項1に記載の基板接合体の製造方法に用いる電子素子転写用基板であって、
    基板本体上に剥離層が形成され、前記剥離層上に互いに隣接された複数の電子素子からなる電子素子群が形成されていることを特徴とする電子素子転写用基板。
  7. 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の基板接合体の製造方法によって製造されたことを特徴とする基板接合体。
  8. 請求項7に記載の基板接合体を備えたことを特徴とする電気光学装置。
  9. 請求項8に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2018135650A1 (ja) * 2017-01-19 2019-12-12 株式会社村田製作所 電子部品及び電子部品の製造方法

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