JP3406207B2 - 表示用トランジスタアレイパネルの形成方法 - Google Patents
表示用トランジスタアレイパネルの形成方法Info
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Description
タ(以下、TFTと言う)等のスイッチング素子を有し
て、ディスプレイに使用される表示用トランジスタアレ
イパネルに関する。
等のディスプレイに使用される表示用トランジスタアレ
イパネルの形成方法として、特開平1−38727号公
報(以下、従来例1と言う)やUSP5438241(以
下、従来例2と言う)に開示されているようなものがあ
る。この表示用トランジスタアレイパネルの形成方法で
は、シリコン単結晶基板上に単結晶シリコンのTFTア
レイを形成し、これを別のパネル用ガラスあるいは透明
有機フィルム基板に転写して表示用トランジスタアレイ
パネルを得ている。
TFTアレイおよび周辺回路を形成し、ガラス基板上に
この単結晶シリコン薄膜の各辺を互いに密着させて複数
枚を平面的に敷き詰めて広い画面を得ている。また、従
来例2では、SOI技術を使用して第1の基板上に酸化
物層を介して薄いシリコン単結晶フィルムを形成し、こ
のシリコン単結晶フィルム上にTFTアレイを作成す
る。続いて、このTFTアレイをガラス等の第2の透明
絶縁基板上に転写し、上記シリコン単結晶フィルムが形
成された上記基板全体を除去することで第1の転写プロ
セスを完了する。また、必要な場合には第2の転写プロ
セスに移行し、第3のディスプレイパネル基板に転写し
て表示用TFTアレイパネルとしている。
成された基板全体を除去する方法には、図10に示すよ
うな基板とディバイスとの間に剥離層を設けエッチング
によって剥離層を除去する方法、あるいは、図11に示
すような基板全体をエッチバック工程によってエッチ除
去する方法がある。
先ず、半導体基板1の表面側から剥離層2を介してディ
バイス3を形成する(図10(a))。そして、ディバイス
3上にUV(紫外線)キュアエポキシ4を塗布し(図10
(b))、上記ディバイス3の箇所である残し部6とこの残
し部6間で成るエッチング用溝5とを形成する(図10
(c))。こうして、剥離層2除去用のエッチング溶液導入
用アクセスストリート構造を得る。次に、上記UVキュ
アエポキシ3側から透明基板等で成る支持板7を張り合
わせてチャネルを形成する(図10(d))。そして、この
チャネルに、矢印(A)で示すようにエッチング溶液を走
らせることによって剥離層2を除去し、半導体基板1か
らディバイス3をリフトオフする。
では、図11(a)に示すように、ディバイス11が形成
されたSOI構造シリコンウエハ12を接着剤13でガ
ラス等の透明絶縁体で成る支持板としての上部基板14
に接着する。このウエハをKOH(水酸化カリウム)また
は同等溶液に入れ、酸化物層15との高い選択比20
0:1を利用して図11(b)に示すようにシリコン基板
16をエッチ除去する。尚、17は、薄いシリコン単結
晶フィルムである。
化ゲルマニュウム)を中間エッチストップ層としたシリ
コン薄膜転写法が開示されている(図12)。このシリコ
ン薄膜転写法においては、図12(a)に示すように、Ge
Si層21を介してディバイス(TFT)22が形成され
たシリコンウエハ23を、図12(b)に示すように、エ
ポキシ接着剤24によってガラスまたは他の基板25に
マウントする。そして、KOHに浸漬して、先ずシリコ
ンウエハ23のみに選択エッチを行い、次にGeSi層2
1を別途選択エッチする。
支持板への転写と上記支持板からディスプレイパネル基
板への転写との2つの転写方法として、UV照射によっ
て剥離する性質を有するUV剥離接着剤をテープの両面
に塗布したUV剥離両面テープを上記支持板との接着に
使用する方法が開示されている(図13)。この転写方法
では、上記支持板からディスプレイパネル基板への転写
の場合には、透明支持板26にUV剥離両面テープ27
によってディバイス28を転写した後にディバイス28
が形成されていた基板を除去して図13(a)の状態にす
る。そうした後に、図13(b)に示すように、別のUV
剥離両面テープ29にディバイス28を当接させて透明
支持板26側からUV照射してUV剥離両面テープ27
の接着力を低下させて、ディバイス28をUV剥離両面
テープ29に転写する。または、図13(b')に示すよう
に、エポキシ樹脂30を塗布した基板31上にディバイ
ス28を当接させて、透明支持板26側からUV照射し
つつ転写する。
形成したディバイスを粗に配置し直す転写方法が開示さ
れている(図14)。先ず、図14(a)に示すように、接
着剤付きの伸縮性基板35にディバイス36を転写した
後に、図14(b)に示すように、各ディバイス36毎に
ディバイス36の間隔と位置とをモニタしながら、伸縮
性基板35をX方向へ伸張してX方向のディバイス36
の間隔を所定間隔にする。次に、図14(c)に示すよう
に、伸縮性基板35をY方向へ伸張してY方向のディバ
イス36の間隔を所定間隔にする。そうした後、ディバ
イス36をディスプレイパネル基板(図示せず)に転写す
る。他の方法として、テープ上のディバイスチップを回
転ドラム上の他のテープ上に転写することによって、機
械的にディバイス間隔を変換させる方法も開示されてい
る。
来の表示用トランジスタアレイパネルの形成方法には、
以下のような問題がある。
化,高精細化,広視野角化の点で問題がある。すなわち、
能動素子(TFT)および受動素子(画素電極,補助電極,
電極配線等)を同時に形成した複数枚の単結晶シリコン
薄膜を、ガラス基板上に敷き詰めている。ところが、従
来の張り合わせ材料や精度では、ダイシング加工精度や
接着加工精度の点で張り合わせ箇所の余裕代を目的とす
る素子ピッチの半分にできない。そのために、各単結晶
シリコン薄膜のつなぎ目部における透過光量とつなぎ目
以外の箇所における透過光量とが異なることになり、例
えば視野角によって表示むら等が発生する。したがっ
て、パネルの輝度,精細度,視野角を確保するのに技術的
に困難なのである。
た単結晶シリコン薄膜に形成されたTFTアレイをパネ
ル用基板に転写する方法は、単結晶シリコン薄膜上のT
FT数とパネル用基板上のTFT数とが1:1の関係に
在り、パネル用基板に直接TFTアレイを作り込む方法
に比べて工数が転写プロセス分だけ増加することにな
り、コストがアップするという問題がある。
密に形成したディバイスを粗に配置し直す転写方法は、
伸縮性基板の伸長時の不動点(支点)がディバイスチップ
の接着面のどの位置になるかによって、ディバイス位置
が最小でチップサイズ(≧20μm)だけずれるという本
質的な問題を抱えている。そのために、ディバイスチッ
プ毎の精密位置制御が不可欠になる。したがって、少な
くとも1μm程度の位置合わせ精度が必要な高精細TF
Tアレイパネルの形成には、TFTディバイスチップ毎
の位置計測と制御を含む位置合わせに多大な時間を要す
る。さらに、熱膨張係数の大きな樹脂フィルムへの転写
の場合には、位置決め前後の温度/応力変動によって位
置合わせ精度が損なわれ易い。以上の理由から、量産技
術として採用することには極めて大きな問題がある。
大幅な削減を可能にする表示用トランジスタアレイパネ
ルの形成方法を提供することにある。
め、請求項1に係る発明の表示用トランジスタアレイパ
ネルの形成方法は、基板上に,画素の一方向への配列ピ
ッチdxを2以上の自然数mで除したdx/mのピッチ,お
よび,他方向への配列ピッチdyを2以上の自然数nで除
したdy/nのピッチで素子を設ける工程と、上記基板上
に設けられた素子のうち,上記画素の配列ピッチdx,dy
に対応する素子のみを,フォトマスクを用いた選択露光
によって選択的に他の基板に転写する工程を備えたこと
を特徴としている。
ジスタアレイに形成される画素数の(m×n)倍の素子が
基板上に設けられている。したがって、上記素子が設け
られた1枚の基板から(m×n)枚の表示用トランジスタ
アレイパネルを形成することが可能となり、上記素子を
形成する場合のコストが1/(m×n)に低減される。
けられた1枚の基板から他の基板上への素子の選択転写
を(m×n)回繰り返すことによって、上記素子の一方向
への配列ピッチがdxであり、他方向への配列ピッチが
dyであると共に、上記素子が形成設けられていた基板
の大きさの(m×n)倍の大きさの上記他の基板が得られ
る。こうして、上記素子の形成に要する材料費が低減さ
れる。
ジスタアレイパネルの形成方法は、第1の基板上に,画
素の一方向への配列ピッチdxを2以上の自然数mで除
したdx/mのピッチ,および,他方向への配列ピッチdy
を2以上の自然数nで除したdy/nのピッチで素子を形
成する工程と、上記第1の基板上に形成された素子を第
2の基板上に全体転写する工程と、上記第1の基板を除
去して上記素子を上記第2の基板上に孤立配列させる工
程と、記第2の基板上に転写された素子のうち,上記画
素の配列ピッチdx,dyに対応する素子のみを,フォトマ
スクを用いた選択露光によって選択的に表示用トランジ
スタアレイ用の第3の基板に転写する工程を備えたこと
を特徴としている。
ジスタアレイ用の第3の基板上に形成される画素数の
(m×n)倍の素子が、第1の基板上に形成されている。
したがって、上記素子が形成された1枚の第1の基板か
ら(m×n)枚の第3の基板を形成することが可能とな
り、上記第1の基板上への素子形成コストが1/(m×
n)に低減される。
るいは請求項2に係る発明の表示用トランジスタアレイ
パネルの形成方法において、上記素子が選択転写される
基板上の位置には、上記素子が嵌合される凹部が形成さ
れていることを特徴としている。
れる基板上の位置には凹部が形成されているので、上記
凹部に接着剤層を形成することによって、上記素子の選
択転写が更に容易に行われる。
るいは請求項2に係る発明の表示用トランジスタアレイ
パネルの形成方法において、上記素子が選択転写される
基板上の位置には、接着剤層が選択的に形成されている
ことを特徴としている。
れる基板上の位置に接着剤層が選択的に形成されている
ので、上記素子の選択転写が更に容易に行われる。
るいは請求項2に係る発明の表示用トランジスタアレイ
パネルの形成方法において、上記素子は順スタガ型のT
FTであることを特徴としている。
TFTの形成コストが1/(m×n)に低減される。
るいは請求項2に係る発明の表示用トランジスタアレイ
パネルの形成方法において、上記素子は逆スタガ型のT
FTであることを特徴としている。
ガ型TFTの形成コストが1/(m×n)に低減される。
るいは請求項2に係る発明の表示用トランジスタアレイ
パネルの形成方法において、上記素子はコプレーナ型の
TFTであることを特徴としている。
ーナ型TFTの形成コストが1/(m×n)に低減され
る。
至請求項7の何れか一つに係る発明の表示用トランジス
タアレイパネルの形成方法において、上記素子は配線交
差部をも含んでいることを特徴としている。
差部をも含むTFTの形成コストが1/(m×n)に低
減される。
係る発明の表示用トランジスタアレイパネルの形成方法
において、上記第1の基板はシリコン基板であることを
特徴としている。
コン基板であるから上記素子を高密度に形成できる。し
たがって、上記自然数m,nを容易に大きくすることが
可能となり、上記第1の基板上への素子形成コストが大
幅に低減される。
に係る発明の表示用トランジスタアレイパネルの形成方
法において、上記第1の基板はガラス基板であることを
特徴としている。
ス基板であるから、大型の第1の基板の形成が可能とな
り、大型の表示用トランジスタアレイパネルが容易に形
成される。
に係る発明の表示用トランジスタアレイパネルの形成方
法において、上記第1の基板上の素子の上記第2の基板
上への全体転写は,光によって接着力が低下する接着剤
によって行い、上記第2の基板上の素子の上記第3の基
板上への選択転写は,上記第2の基板の裏面から上記画
素の配列ピッチdx,dyに対応する素子の箇所への上記
フォトマスクを用いた選択露光によって転写の対象とな
る素子のみを選択的に上記第2の基板から剥離すること
によって行うことを特徴としている。
下する接着剤の塗布および上記第2の基板の裏面からの
フォトマスクを用いた光の選択照射という簡単な方法に
よって、上記第2の基板上の素子の上記第3の基板上へ
の選択転写が行われる。
に係る発明の表示用トランジスタアレイパネルの形成方
法において、上記第1の基板上にフッ化水素酸に対して
耐性を有する透明絶縁膜を形成し、この透明絶縁膜上に
上記素子を形成することを特徴としている。
に際して、エッチャントとしてフッ化水素酸が使用され
た場合に、フッ化水素酸に対して耐性を有する透明絶縁
膜の存在によって上記素子が保護される。
2に係る発明の表示用トランジスタアレイパネルの形成
方法において、上記フッ化水素酸に対して耐性を有する
透明絶縁膜は、酸化タンタル膜あるいはダイヤモンド膜
の何れ一方であることを特徴としている。
のエッチャントとしてフッ化水素酸が使用された場合
に、酸化タンタル膜あるいはダイヤモンド膜の何れ一方
の存在によって上記素子が確実に保護される。
態により詳細に説明する。
実施の形態の表示用トランジスタアレイパネルの形成方
法における手順を示す図である。本実施の形態において
は、第1の基板としてシリコン(Si)基板を用いてい
る。
してのSi基板41上に透明絶縁膜としてSi酸化膜42
を形成した後、i線スパッタを用いたフォトプロセスを
含む公知の素子形成プロセスを行って、TFT素子43
を素子分離溝44を隔てて所定のピッチで形成する。こ
こで、上記ピッチは、目的とする表示用トランジスタア
レイパネルの画素ドットの配列ピッチdx,dyを、「2」
以上の自然数m,nで除した値dx/m,dy/nである。ま
た、形成するTFT素子43は、例えばTFTと周辺電
極配線の一部を含むものであるが、画素電極は含まな
い。尚、形成するTFTの構造については後に詳述す
る。
素子43側にUV剥離樹脂46を塗布し、第2の基板で
ある光透過性基板としてのガラス基板45を張り付け
る。ここで、UV剥離樹脂46としては、シリコン(メ
タ)アクリレート添加のアクリル系樹脂や紫外線照射で
接着力が低下するUV硬化型粘着剤等を用いる。次に、
図1(c)に示すように、Si基板(第1の基板)41をKO
Hでエッチング除去した後に、TFT素子分離溝44の
箇所のSi酸化膜42に対してTFT素子分離エッチン
グを行って個々のTFT素子43を孤立した状態にす
る。
ル用の第3の基板であるガラス基板47に接着樹脂48
を塗布したものを、アライメントを行いつつガラス基板
(第2の基板)45に近接させる。そして、フォトマスク
49を用いて、接着樹脂48における転写の対象となる
(後に画素を構成する)TFT素子43の箇所に位置する
部分を紫外線50を照射して半硬化させて接着性を高
め、その半硬化部分51を転写対象のTFT素子43に
押し付けてガラス基板(第3の基板)47を貼り合わせ
る。尚、接着樹脂48としては、例えばアクリレート系
のUV硬化樹脂やUV硬化エポキシ系樹脂等を用いる。
として、図2(d')に示す方法を用いても差し支えない。
すなわち、第3の基板55における転写対象のTFT素
子43の箇所に位置する部分を、例えばCF4やCHF3
を用いたドライエッチ(RIE)によって、TFT素子4
3のチップが入るサイズの凹部56を形成し、この凹部
56のみに予め接着樹脂57を塗布しておく。そして、
凹部56に転写対象のTFT素子43を嵌合して第3の
基板55を貼り合わせるのである。
ク61を用いて、ガラス基板45(第2の基板:光透過
性基板)側から、UV剥離樹脂46における転写対象の
TFT素子43の箇所の部分に紫外線62を選択的に照
射して、UV剥離樹脂46の接着力を低下させてTFT
素子43との密着性を低減させる。
T素子43は隣接しているTFT素子43とは孤立して
おり、ガラス基板(第2の基板)45との間のUV剥離樹
脂46は接着力が低下している。したがって、図2(f)
に示すように、パネル用のガラス基板(第3の基板)47
に転写対象のTFT素子43のみが移し取られる(転写
接着)される。そして、未露光のTFT素子43は、ガ
ラス基板(第3の基板)47に転写接着されない。尚、未
露光の接着樹脂48は選択転写後に除去しておく。
この受動素子部形成プロセスでは、図3に示すように、
上記パネル用のガラス基板(第3の基板)47上に画素ド
ットの配列ピッチdx,dyで転写接着されたTFT素子
43に、データ信号線65に接続するためのソース電極
配線66,走査信号線67に接続するためのゲート電極
配線68およびドレイン電極配線69を配線する。さら
に、ドレイン電極配線69に接続される液晶駆動用の画
素電極70を形成する。その場合の配線間絶縁膜とし
て、例えばポリイミド膜を用いる。そして、上述の図1
(c)におけるTFT素子分離エッチング等の際にTFT
素子43を保護するためにTFT素子43を覆って形成
されている例えばSi酸化膜(図示せず)に、電極接続用
のコンタクトホールを穴あけエッチングで形成する。そ
して、ガラス基板(第3の基板)47上のデータ信号線6
5や走査信号線67とTFT素子43の電極との接続等
を行う。
ジスタアレイパネルが形成される。尚、71はカラーフ
ィルタガラス基板であり、72はRGBのカラーフィル
タである。また、上記配線65〜69および画素電極7
0は、TFT素子43が転写接着される前に、予めガラ
ス基板(第3の基板)47上に形成しておいても構わな
い。
ルに採用されているTFT素子の構造として、順スタガ
構造,逆スタガ構造およびコプレーナ構造の3種類があ
る。図5は順スタガTFTの構造の一例を示し、図5
(a)は断面図であり、図5(b)は平面図である。順スタガ
TFTでは、ゲート電極81が、ソース電極82下のオ
ーミック・コンタクト層83とドレイン電極84下のオ
ーミック・コンタクト層85とに接続するチャネル層8
6の上側に、ゲート絶縁膜87を介して形成されてい
る。尚、89は、上記選択転写後の配線プロセスにおい
てSi酸化膜88に形成されるゲート電極71に対する
コンタクトホールである。同様に、90はソース電極8
2に対するコンタクトホールであり、91はドレイン電
極84に対するコンタクトホールである。
の一例の断面図を示す。逆スタガTFTでは、ゲート電
極101が、ソース電極102とドレイン電極103と
に接続するチャネル層104の下側に、ゲート絶縁膜1
05及び金属酸化膜106を介して形成されている。
尚、107,108はオーミック・コンタクト層であり、
110はSi酸化膜109に形成されたソース電極10
2に対するコンタクトホールであり、111はドレイン
電極103に対するコンタクトホールである。
造の断面図を示す。コプレーナTFTでは、ゲート電極
121が、ソース電極122とドレイン電極123とを
接続するオーミック・コンタクト層124の中間部に形
成されるチャネル層125の上側に、ゲート絶縁膜12
6を介して形成されている。尚、128はSi酸化膜1
27に形成されたソース電極122に対するコンタクト
ホールであり、129はドレイン電極123に対するコ
ンタクトホールである。
びコプレーナTFTの何れの場合にも、ガラス基板(第
2の基板)45への全体転写後におけるNaOH(水酸化
ナトリウム)あるいはKOHをエッチャントとしたSi基
板(第1の基板)41への選択エッチングを行う際に、上
記エッチャントに耐性のあるSi酸化膜42でTFTが
保護される構成になっている。したがって、何れの構成
の場合も、本実施の形態の表示用トランジスタアレイパ
ネルの形成方法が適用可能である。尚、上記保護膜42
は、Si酸化膜に限定されるものではなく、第1の基板
に対する選択エッチング時に使用されるエッチャントに
対して耐性を有する膜であればよい。例えば、第1の基
板がガラス基板である場合には、エッチャントとしての
フッ化水素酸に対して耐性を有する酸化タンタル膜ある
いはダイアモンド膜を上記保護膜として上記ガラス基板
とTFTとの間に形成すればよい。尚、上記保護膜は、
上記第1の基板とTFTとの間のみならず、図5〜図7
に示すように、TFTの表面および側面にも形成するこ
とが望ましい。
おけるソース電極102に接続されたソース電極配線1
15とゲート電極配線116との交差部115の断面図
である。このようなソース電極配線115とゲート電極
配線116との交差部115も、TFT素子43に含め
て、第3の基板47上に選択転写することが可能であ
る。
Si基板で成る第1の基板41上にTFT素子43を素
子分離溝44を隔ててピッチdx/m,dy/nで形成す
る。ここで、dx,dyは画素ドットの配列ピッチであ
り、m,nは「2」以上の自然数である。そして、TFT
素子43側にUV剥離樹脂46で第2の基板45を張り
付けた後、第1の基板41をエッチング除去し、TFT
素子分離エッチングを行って各TFT素子43を分離さ
せる。そして、第3の基板47に接着樹脂48で転写対
象のTFT素子43のみを選択的に接着させ、第2の基
板45側から転写対象のTFT素子43の箇所に紫外線
62を選択的に照射してUV剥離樹脂46の接着力を低
下させて、転写対象の(つまり、画素を構成する)TFT
素子43のみを第3の基板47に選択転写するのであ
る。
T素子43のピッチdx/m,dy/nの第3の基板47上
でのピッチdx,dyへの拡大を、従来例2の如く伸縮性
基板を用いる転写方法に比して正確に行うことができ
る。したがって、1枚の第2の基板45を用いて、この
第2の基板45から第3の基板(パネル用基板)47への
選択転写を、第2の基板45をx方向へdx/mあるいは
y方向へdy/nだけ移動させながら(m×n)枚の第3の
基板47に対して行うことによって、第1の基板41を
1枚作成すれば、(m×n)枚のパネル用基板47に対し
て同一の選択転写を行うことができる。すなわち、本実
施の形態によれば、第1の基板41上にTFT素子43
を形成するコストを概略1/(m×n)にできる。
用トランジスタアレイパネルとして必要な画素数のm,
n倍のTFT素子を第1の基板41上に形成することが
可能となる。したがって、必要画素数と第1の基板上の
TFT素子数とが同数の従来の表示用トランジスタアレ
イパネルの形成方法に比して、第1の基板41に形成す
るTFT素子密度を10倍〜100倍にできる。したが
って、表示用トランジスタアレイパネル製造設備におけ
るイニシャルコストの約30%を占める成膜工程設備お
よび約26%を占めるフォト工程設備のスループット
を、実質的に10倍〜100倍程度向上させることがで
きる。また、TFT素子43の形成に要する材料費も1
/10〜1/100に低減できる。結果として、表示用ト
ランジスタアレイパネルの製造コストの大幅な削減が可
能となるのである。
基板を用いた場合には、基板サイズに制限があるものの
TFT素子を高密度に形成できる。そこで、以下のよう
にして、上記基板サイズの制限を超えたサイズの第3の
基板47を形成することができる。すなわち、TFT素
子43が高密度で形成されたSi基板(第1の基板)41
を複数枚形成する。そして、この複数枚のSi基板(第1
の基板)41の位置をずらして第2の基板45に全体転
写することによって、TFT素子43が高密度で転写さ
れた(つまり、自然数m,nが大きい)第2の基板45を
形成するのである。
枚のSi基板(第1の基板)41上のTFT素子43を転
写する場合には、図1(a)〜図1(c)に示す第1の基板4
1から第2の基板45への転写プロセスに従って、1枚
の第1の基板41毎にアライメントしつつ第1の基板4
1の枚数だけ転写を繰り返して行えばよい。こうするこ
とによって、複数枚の第1の基板41上のTFT素子4
3を10μm以下の間隔で第2の基板45上に転写する
ことが可能となる。従来例1の如く、複数枚の第1の基
板を第2の基板上に敷き詰める方法の場合には、第1の
基板形成時のダイシング加工精度や第2の基板への接着
加工精度の点で、各素子を10μm以下の間隔で配列す
ることは一般には困難である。ところが、本実施の形態
の場合には、第1の基板41の枚数だけ第2の基板45
への転写を繰り返せば、TFT素子43を10μm以下
の間隔で第2の基板45上に配列することは簡単にでき
るのである。
の基板45への全体転写の回数が増加する。しかしなが
ら、TFT素子43は高密度に形成されているために自
然数m,nの値は大きく、1枚の第2の基板45から多
数の第3の基板47を形成できる。したがって、上記全
体転写によるコストアップを埋めて、尚且つコストダウ
ンを図ることができるのである。
対するUV剥離樹脂の性質を利用して選択転写を行って
いる。しかしながら、この発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、転写側の基板の一方側,他方側ある
いは両側からの静電引力や電磁力を利用して選択転写を
行っても差し支えない。
の表示用トランジスタアレイパネルの形成方法における
手順を示す図である。本実施の形態においては、第1の
基板としてガラス基板を用いている。
してのガラス基板131上に、例えばSi膜132とSi
窒化膜(あるいはSi酸化膜)133との2層構造で成る
犠牲層134を形成する。そうした後、i線スパッタを
用いたフォトプロセスを含む公知の素子形成プロセスを
行って、TFT素子135を素子分離溝136を隔てて
所定のピッチで形成する。ここで、上記ピッチは、目的
とする表示用トランジスタアレイパネルの画素ドットの
配列ピッチdx,dyを、「2」以上の自然数m,nで除した
値dx/m,dy/nである。また、形成するTFT素子1
35は、例えばTFTと周辺電極配線の一部を含むもの
であるが、画素電極は含まない。尚、形成するTFTの
構造は、上述の順スタガTFT,逆スタガTFTおよび
コプレーナTFTの何れかである。
素子135側にUV剥離樹脂137を塗布し、第2の基
板である光透過性基板としてのガラス基板138を張り
付ける。次に、図9(c)に示すように、例えばバッファ
フッ酸等のSiとの選択比が大きな選択エッチング液1
39を、真空吸入法によってTFT素子分離溝136に
均一に充填する。こうして、犠牲層134におけるSi
窒化膜(あるいはSi酸化膜)133のみを選択エッチン
グして除去する。
基板(第1の基板)131を取り外して、各TFT素子1
35をガラス基板(第2の基板)138上に孤立した状態
にする。
図2(f)に示す手順によって、TFTパネル用の第3の
基板であるガラス基板の張り合わせ、ガラス基板(第2
の基板)138上のTFT素子135の第3の基板(パネ
ル用基板)上への選択転写を行うのである。
上記ガラス基板(第1の基板)131上に、Si膜132
とSi窒化膜(またはSi酸化膜)133とで成る犠牲層1
24を介してTFT素子135を素子分離溝136を隔
てて、ピッチdx/m,dy/nで形成する。ここで、dx,
dyは画素ドットの配列ピッチであり、m,nは「2」以上
の自然数である。そして、TFT素子135側にUV剥
離樹脂137で第2の基板138を張り付けた後、Si
との選択比が大きな選択エッチング液139を真空吸入
法でTFT素子分離溝136に充填して犠牲層134の
Si窒化膜(あるいはSi酸化膜)133のみを選択エッチ
ングし、ガラス基板(第1の基板)131を除去する。そ
うした後、第1実施の形態と同様にして、転写対象の
(つまり、画素を構成する)TFT素子135のみを第3
の基板に選択転写するのである。
奏する表示用トランジスタアレイパネルの形成方法を、
ガラス基板を上記第1の基板とする場合にも適用でき
る。ところで、第1の基板131としてガラス基板を用
いた場合には、通常は基板サイズに制限は無く大型の基
板を形成できる。したがって、dx/m,dy/nのピッチ
でTFT素子135が形成された大型のガラス基板(第
1の基板)131を形成することによって、大型の表示
用トランジスタアレイパネルを容易に形成できるのであ
る。
第2の基板138を用いて、この第2の基板138から
第3の基板(パネル用基板)への選択転写を、第2の基板
138をx方向へdx/mあるいはy方向へdy/nだけ移
動させながら(m×n)枚の第3の基板に対して行うこと
によって、第1の基板131を1枚作成すれば、(m×
n)枚のパネル用基板に同一の選択転写を行うことがで
きる。すなわち、本実施の形態によれば、第1の基板1
31上にTFT素子135を形成するコストを概略1/
(m×n)にできるのである。
raphics Array)−LCD(液晶ディスプレイ)パネルに適
用した場合には、パネルサイズ203×270=54,
810mm2の中にRGB合計で768×1024=2,3
59,300個のTFT素子を内蔵しており、TFT素
子135の縦横夫々の配列ピッチnは、概略88μm,2
64μmである。ここで、m=4,n=12を選択して第
1の基板131上へのTFT素子135の配列ピッチを
22μmとした場合には、TFT素子135が全体転写
された第2の基板138上のTFT素子135の配列ピ
ッチは、表示用LCDパネルに比して縦4倍,横12倍
であるために、1枚の第2の基板128から4×12=
48枚の表示用LCDパネルを形成できる。したがっ
て、プロセスコストの大幅な削減を図ることができるの
である。
実施の形態と同様に、表示用トランジスタアレイパネル
製造設備におけるイニシャルコストの約30%を占める
成膜工程設備および約26%を占めるフォト工程設備の
スループットを、実質的に10倍〜100倍程度向上さ
せることができる。また、TFT素子43の形成に要す
る材料費も1/10〜1/100に低減できる。結果とし
て、表示用トランジスタアレイパネルの製造コストの大
幅な削減が可能となるのである。
いては、一つの基板上のTFT素子の他の基板への選択
転写を、第2の基板45,138から第3の基板47へ
の転写に適用している。しかしながら、上記選択転写
は、第1の基板から第2の基板への転写に適用すること
も可能である。
(a)あるいは第2実施の形態における図9(a)と同様にし
て、第1の基板上に、画素の一方向への配列ピッチdx
および他方向への配列ピッチdyを「2」以上の自然数m,
nで除した値dx/m,dy/nのピッチで第1の基板上に
TFT素子を1枚形成する。そして、上記1枚の第1の
基板から上記第2の基板上へのTFT素子の選択転写
を、アライメントを行って(m×n)回繰り返す。こうし
て、上記TFT素子の上記一方向への配列ピッチがdx
であり、他方向への配列ピッチがdyであり、且つ、上
記第1の基板の大きさの(m×n)倍の大きさの第2の基
板を得るのである。以後は、この第2の基板上のTFT
素子を第3の基板上に全体転写すればよい。
基板サイズに制限のあるSi基板である場合でも、上記
制限を越えた大きさの表示用トランジスタアレイパネル
の形成が可能となるのである。上記第1の基板は、Si
基板に限らずガラス基板であっても差し支えない。
記第1の基板とTFT素子との間に形成される透明絶縁
膜下に、例えば、紫外線照射で接着力が低下するUV硬
化型粘着剤等を形成して、上記第1の基板からTFT素
子を選択的に剥離可能にする必要がある。また、場合に
よっては、第3の基板への全体転写は無くとも構わな
い。
る発明の表示用トランジスタアレイパネルの形成方法
は、画素の一方向への配列ピッチdx及び他方向への配
列ピッチdyを2以上の自然数m,nで除したdx/m,dy
/nのピッチで基板上に素子を設ける工程と、上記基板
上に設けられた素子のうち上記画素の配列ピッチdx,d
yに対応する素子のみをフォトマスクを用いた選択露光
によって選択的に他の基板に転写する工程を備えたの
で、転写元の基板上には、表示用トランジスタアレイパ
ネルに形成される画素数の(m×n)倍の素子が設けられ
ている。したがって、上記転写元の1枚の基板から(m
×n)枚の表示用トランジスタアレイパネルを形成する
ことができる。
素子形成コストを、基板上に形成される素子数と上記画
素数とが同数である従来の表示用トランジスタアレイパ
ネルの形成方法に比較して1/(m×n)に低減できる。
したがって、表示用トランジスタアレイパネル製造設備
におけるイニシャルコストの約30%を占める成膜工程
設備および約26%を占めるフォト工程設備のスループ
ットを、実質的に(m×n)倍に向上させることができ
る。また、上記素子の形成に要する材料費を1/(m×
n)に低減できる。結果として、表示用トランジスタア
レイパネルの製造コストの大幅な削減が可能となるので
ある。
から他の基板上への素子の選択転写を(m×n)回繰り返
すことによって、上記素子の一方向への配列ピッチがd
xであり、他方向への配列ピッチがdyであると共に、上
記転写元の基板の大きさの(m×n)倍の大きさの表示
用トランジタアレイパネルを得ることができる。したが
って、この場合には、上記従来の表示用トランジスタア
レイパネルの形成方法によって同じ大きさの表示用トラ
ンジスタアレイパネルを形成する場合に比較して、上記
素子の形成に要する材料費を低減できる。
ジスタアレイパネルの形成方法は、画素の一方向への配
列ピッチdxおよび他方向への配列ピッチdyを2以上の
自然数m,nで除した値dx/m,dy/nのピッチで第1の
基板上に素子を形成する工程と、上記第1の基板上に形
成された素子を第2の基板上に全体転写する工程と、上
記第1の基板を除去して上記素子を第2の基板上に孤立
配列させる工程と、記第2の基板上に転写された素子の
うち上記画素の配列ピッチdx,dyに対応する素子のみ
をフォトマスクを用いた選択露光によって選択的に表示
用トランジスタアレイ用の第3の基板に転写する工程を
備えたので、上記第1の基板上には、表示用トランジス
タアレイ用の第3の基板に形成される画素数の(m×
n)倍の素子が形成されている。したがって、上記素子
が形成された1枚の第1の基板から(m×n)枚の第3の
基板を形成することができる。
上への素子形成コストを、上記第1の基板上に形成され
る素子数と上記第3の基板に形成される画素数とが同数
である従来の表示用トランジスタアレイパネルの形成方
法に比較して1/(m×n)に低減できる。特に、上記第
1の基板がSi基板である場合には、上記第1の基板上
に従来の10倍〜100倍の素子を形成することがで
き、表示用トランジスタアレイパネルの製造コストの大
幅な削減が可能となるのである。
ジスタアレイパネルの形成方法は、上記素子が選択転写
される基板上の位置には上記素子が嵌合される凹部が形
成されているので、上記凹部に接着剤層を形成すること
によって、上記素子の選択転写を更に容易に行うことが
できる。
ジスタアレイパネルの形成方法は、上記素子が選択転写
される基板上の位置に接着剤層が選択的に形成されてい
るので、上記素子の選択転写を更に容易に行うことがで
きる。
ジスタアレイパネルの形成方法における上記素子は順ス
タガ型のTFTであるので、基板上への上記順スタガ型
TFTの形成コストを1/(m×n)に低減できる。
ジスタアレイパネルの形成方法における上記素子は逆ス
タガ型のTFTであるので、基板上への上記逆スタガ型
TFTの形成コストを1/(m×n)に低減できる。
ジスタアレイパネルの形成方法における上記素子はコプ
レーナ型のTFTであるので、基板上への上記コプレー
ナ型TFTの形成コストを1/(m×n)に低減できる。
ジスタアレイパネルの形成方法における上記素子は配線
交差部をも含んでいるので、基板上への上記配線交差部
をも含むTFTの形成コストを1/(m×n)に低減でき
る。
ジスタアレイパネルの形成方法における上記第1の基板
はシリコン基板であるので上記素子を高密度に形成でき
る。したがって、上記自然数m,nを容易に大きくする
ことが可能となり、上記第1の基板上への素子形成コス
トを大幅に低減できる。
ンジスタアレイパネルの形成方法における上記第1の基
板はガラス基板であるので、上記第1の基板を大型に形
成できる。したがって、この発明によれば、上記第1の
基板上への素子形成コストを1/(m×n)に低減でき、
且つ、大型の表示用トランジスタアレイパネルを容易に
形成できる。
ンジスタアレイパネルの形成方法では、上記第1の基板
上の素子の上記第2の基板上への全体転写を、光で接着
力が低下する接着剤によって行い、上記第2の基板上の
素子の上記第3の基板上への選択転写を、上記第2の基
板の裏面から転写対象の素子の箇所への上記フォトマス
クを用いた選択的な光照射によって行うので、上記接着
剤の塗布および上記第2の基板の裏面からの光の選択照
射という簡単な方法によって、上記第2の基板上の素子
の上記第3の基板上への選択転写を行うことできる。
ンジスタアレイパネルの形成方法では、上記第1の基板
上にフッ化水素酸に対して耐性を有する透明絶縁膜を形
成しているので、上記第1の基板の除去に際してエッチ
ャントとしてフッ化水素酸を使用する場合に、上記透明
絶縁膜の存在によって上記素子を保護できる。
ンジスタアレイパネルの形成方法では、上記フッ化水素
酸に対して耐性を有する透明絶縁膜は酸化タンタル膜あ
るいはダイヤモンド膜の何れ一方であるので、上記第1
の基板除去用のエッチャントとしてフッ化水素酸が使用
する場合に、酸化タンタル膜あるいはダイヤモンド膜の
何れ一方の存在によって上記素子を確実に保護できる。
形成方法における手順を示す図である。
形成方法における手順を示す図である。
ある。
表示用トランジスタアレイパネルの外観図である。
ト電極配線との交差部の断面図である。
ルの形成方法における手順の一部を示す図である。
成方法において剥離層をエッチング除去して第1の基板
全体を除去する方法の手順を示す図である。
成方法においてエッチバック工程によって第1の基板全
体を除去する方法の手順を示す図である。
成方法において中間エッチストップ層を用いたシリコン
薄膜転写法の手順を示す図である。
成方法においてUV剥離両面テープを用いた転写方法の
手順を示す図である。
成方法において基板上に密に形成したディバイスを粗に
配置し直す転写方法の手順を示す図である。
膜、43,125…TFT素子、 44,126
…素子分離溝、45,128…ガラス基板(第2の基
板)、46,127…UV剥離樹脂、 47,55…
ガラス基板(第3の基板)、48,57…接着樹脂、
50,62…紫外線、66…ソース電極配線、
68…ゲート電極配線、69…ドレイン電
極配線、 70…画素電極、131…ガラス基
板(第1の基板)、 132…Si膜、133…Si窒化膜
(あるいはSi酸化膜)、134…犠牲層。
Claims (13)
- 【請求項1】 基板上に、画素の一方向への配列ピッチ
dxを2以上の自然数mで除したdx/mのピッチ、およ
び、他方向への配列ピッチdyを2以上の自然数nで除
したdy/nのピッチで素子を設ける工程と、 上記基板上に設けられた素子のうち、上記画素の配列ピ
ッチdx,dyに対応する素子のみを、フォトマスクを
用いた選択露光によって選択的に他の基板に転写する工
程を備えたことを特徴とする表示用トランジスタアレイ
パネルの形成方法。 - 【請求項2】 第1の基板上に、画素の一方向への配列
ピッチdxを2以上の自然数mで除したdx/mのピッ
チ、および、他方向への配列ピッチdyを2以上の自然
数nで除したdy/nのピッチで素子を形成する工程と、 上記第1の基板上に形成された素子を第2の基板上に全
体転写する工程と、 上記第1の基板を除去して、上記素子を上記第2の基板
上に孤立配列させる工程と、 上記第2の基板上に転写された素子のうち、上記画素の
配列ピッチdx,dyに対応する素子のみを、フォトマス
クを用いた選択露光によって選択的に表示用トランジス
タアレイ用の第3の基板に転写する工程を備えたことを
特徴とする表示用トランジスタアレイパネルの形成方
法。 - 【請求項3】 請求項1あるいは請求項2に記載の表示
用トランジスタアレイパネルの形成方法において、 上記素子が選択転写される基板上の位置には、上記素子
が嵌合される凹部が形成されていることを特徴とする表
示用トランジスタアレイパネルの形成方法。 - 【請求項4】 請求項1あるいは請求項2に記載の表示
用トランジスタアレイパネルの形成方法において、 上記素子が選択転写される基板上の位置には、接着剤層
が選択的に形成されていることを特徴とする表示用トラ
ンジスタアレイパネルの形成方法。 - 【請求項5】 請求項1あるいは請求項2に記載の表示
用トランジスタアレイパネルの形成方法において、 上記素子は、順スタガ型の薄膜トランジスタであること
を特徴とする表示用トランジスタアレイパネルの形成方
法。 - 【請求項6】 請求項1あるいは請求項2に記載の表示
用トランジスタアレイパネルの形成方法において、 上記素子は、逆スタガ型の薄膜トランジスタであること
を特徴とする表示用トランジスタアレイパネルの形成方
法。 - 【請求項7】 請求項1あるいは請求項2に記載の表示
用トランジスタアレイパネルの形成方法において、 上記素子は、コプレーナ型の薄膜トランジスタであるこ
とを特徴とする表示用トランジスタアレイパネルの形成
方法。 - 【請求項8】 請求項5乃至請求項7の何れか一つに記
載の表示用トランジスタアレイパネルの形成方法におい
て、 上記素子は、配線交差部をも含んでいることを特徴とす
る表示用トランジスタアレイパネルの形成方法。 - 【請求項9】 請求項2に記載の表示用トランジスタア
レイパネルの形成方法において、 上記第1の基板はシリコン基板であることを特徴とする
表示用トランジスタアレイパネルの形成方法。 - 【請求項10】 請求項2に記載の表示用トランジスタ
アレイパネルの形成方法において、 上記第1の基板はガラス基板であることを特徴とする表
示用トランジスタアレイパネルの形成方法。 - 【請求項11】 請求項2に記載の表示用トランジスタ
アレイパネルの形成方法において、 上記第1の基板上の素子の上記第2の基板上への全体転
写は、光によって接着力が低下する接着剤によって行
い、 上記第2の基板上の素子の上記第3の基板上への選択転
写は、上記第2の基板の裏面から上記画素の配列ピッチ
dx,dyに対応する素子の箇所への上記フォトマスクを
用いた選択露光によって転写の対象となる素子のみを選
択的に上記第2の基板から剥離することによって行うこ
とを特徴とする表示用トランジスタアレイパネルの形成
方法。 - 【請求項12】 請求項2に記載の表示用トランジスタ
アレイパネルの形成方法において、 上記第1の基板上にフッ化水素酸に対して耐性を有する
透明絶縁膜を形成し、この透明絶縁膜上に上記素子を形
成することを特徴とする表示用トランジスタアレイパネ
ルの形成方法。 - 【請求項13】 請求項12に記載の表示用トランジス
タアレイパネルの形成方法において、 上記フッ化水素酸に対して耐性を有する透明絶縁膜は、
酸化タンタル膜あるいはダイヤモンド膜の何れ一方であ
ることを特徴とする表示用トランジスタアレイパネルの
形成方法。
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JP31029997A JP3406207B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 表示用トランジスタアレイパネルの形成方法 |
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JP31029997A JP3406207B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 表示用トランジスタアレイパネルの形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11142878A JPH11142878A (ja) | 1999-05-28 |
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ID=18003560
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JP31029997A Expired - Fee Related JP3406207B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 表示用トランジスタアレイパネルの形成方法 |
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