JP5581599B2 - Thin film device, manufacturing method thereof, and electro-optical device - Google Patents
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Description
本発明のいくつかの態様は、薄膜装置、薄膜装置の基板間転写技術を使用した薄膜装置の製造方法、電気光学装置に関する。 Some embodiments of the present invention relate to a thin film device, a method for manufacturing a thin film device using an inter-substrate transfer technique of the thin film device, and an electro-optical device.
液晶表示装置(LCD)、電界発光(エレクトロルミネッセンス:EL)表示装置のような半導体応用装置等をはじめとする電気光学装置では、変形や落下による壊れ防止、柔軟性、軽量化等の理由などにより下地基板にプラスチック基板を使用することが望ましい場合がある。しかし、一般的に、プラスチック基板は、半導体装置製造で必要とされる高温プロセスに対する耐熱性が低いため、プラスチック基板上に通常の半導体製造プロセスによって半導体装置を形成することが困難である。 In electro-optical devices such as liquid crystal display devices (LCD), semiconductor application devices such as electroluminescence (EL) display devices, etc., due to reasons such as prevention of breakage due to deformation and dropping, flexibility, weight reduction, etc. It may be desirable to use a plastic substrate for the underlying substrate. However, in general, since a plastic substrate has low heat resistance against a high temperature process required for manufacturing a semiconductor device, it is difficult to form the semiconductor device on the plastic substrate by a normal semiconductor manufacturing process.
従来、プラスチック基板上に半導体装置を形成するための技術として、薄膜半導体装置を耐熱性の転写元基板上に形成した後、該基板から薄膜半導体装置が形成されている素子形成層(被転写層)を剥離し、これを第2転写基板であるプラスチック基板に貼り付けることによって半導体応用装置を製造する転写技術があった。これらの転写技術は、例えば、特許文献1に詳細に説明されている。 Conventionally, as a technique for forming a semiconductor device on a plastic substrate, an element forming layer (transfer target layer) in which a thin film semiconductor device is formed on a heat-resistant transfer source substrate and then the thin film semiconductor device is formed from the substrate. ) Is peeled off, and this is attached to a plastic substrate, which is a second transfer substrate, to produce a semiconductor application device. These transfer techniques are described in detail in Patent Document 1, for example.
しかしながら、上記転写技術では、製造工程において電荷が剥離層の層内または界面等に留まることがあった。また、製造工程において電荷を完全に除去できた場合でも、帯電した第2転写基板上に被転写層を転写した場合や、転写後の薄膜装置を帯電した物体の上に置いた場合などは、誘導により薄膜素子が帯電する場合がある。半導体膜を含む薄膜素子が帯電すると、閾値電圧の変動やゲート絶縁膜の破壊などにより素子の性能が著しく悪化し、前記薄膜素子を含む回路が動作しない場合があった。 However, in the above transfer technique, the charge may remain in the release layer or at the interface in the manufacturing process. In addition, even when the charge can be completely removed in the manufacturing process, when the transferred layer is transferred onto the charged second transfer substrate, or when the thin film device after transfer is placed on the charged object, The thin film element may be charged by induction. When a thin film element including a semiconductor film is charged, the performance of the element is remarkably deteriorated due to a change in threshold voltage or a breakdown of a gate insulating film, and the circuit including the thin film element may not operate.
本発明は、上記課題の少なくとも一つを解決するように、以下の適用例または形態として実現されうる。 The present invention can be realized as the following application examples or forms so as to solve at least one of the above problems.
本発明において、「薄膜素子」というときは、被転写層に含まれる、個々の、抵抗配線など、およびそれらにより構成された電気回路をいい、「薄膜装置」というときは、薄膜素子、および、その上に薄膜素子を転写された基板を含む、集合体をいう。また、「回路形成領域」とは、基板主面に対して垂直方向から見たときに、被転写層の中で、薄膜素子を含む電気回路が形成されている領域をいう。 In the present invention, the term “thin film element” refers to individual resistance wirings, etc. included in the layer to be transferred, and an electric circuit composed thereof, and the term “thin film device” refers to a thin film element, and An assembly including a substrate onto which a thin film element is transferred. The “circuit formation region” refers to a region where an electric circuit including a thin film element is formed in the transferred layer when viewed from the direction perpendicular to the main surface of the substrate.
[適用例1]薄膜装置の製造方法は、転写元基板上に第1剥離層を形成する工程と、前記第1剥離層上に薄膜素子の回路形成領域を含む被転写層を形成する工程と、前記被転写層を第2剥離層を介して第1転写基板に接合する工程と、前記転写元基板を前記被転写層から剥離する工程と、接合面に導電部又は導電性を有する接着剤を備えた第2転写基板を前記被転写層に接合する工程と、前記第2転写基板に接合された前記被転写層から前記第1転写基板を剥離する工程と、前記導電部又は前記導電性を有する接着剤を前記薄膜素子の基準電位を与える電極端子と接続する工程と、を含み、前記第2転写基板を前記被転写層に接合する工程において、前記第2転写基板の面を前記面の垂直方向から見たときに前記導電部又は前記導電性を有する接着剤と平面視で重なる領域は、前記薄膜素子の回路形成領域を内部に含む。 Application Example 1 A method of manufacturing a thin film device includes a step of forming a first release layer on a transfer source substrate, and a step of forming a transfer layer including a circuit formation region of a thin film element on the first release layer. A step of bonding the transfer layer to the first transfer substrate via a second release layer, a step of peeling the transfer source substrate from the transfer layer , and an adhesive having a conductive portion or conductivity on the bonding surface A step of bonding a second transfer substrate provided with the transfer target layer, a step of peeling the first transfer substrate from the transfer target layer bonded to the second transfer substrate, and the conductive portion or the conductive property. Connecting an adhesive having a reference potential of the thin film element to an electrode terminal for applying a reference potential, and bonding the second transfer substrate to the transferred layer, wherein the surface of the second transfer substrate is the surface Having the conductive part or the conductivity when viewed from the vertical direction Region that overlaps with an adhesive in a plan view includes a circuit forming region of the thin film element therein.
上記構成によれば、プラスチックなどの軽量で柔軟性を持つ基板の上に半導体装置を形成することが可能である。また、転写元基板を剥離する工程や第2転写基板を接合する工程において、物理的な剥離や接触による薄膜素子や薄膜装置の帯電を速やかに取り除くことができる。また、例えば、薄膜装置が強い電場中に置かれた場合でも、導電部又は導電性を有する接着剤によって電場を遮断することができるため、薄膜装置の回路は安定して動作させることができる。 According to the above configuration, the semiconductor device can be formed on a lightweight and flexible substrate such as plastic. Further, in the step of peeling the transfer source substrate and the step of bonding the second transfer substrate, charging of the thin film element or thin film device due to physical peeling or contact can be quickly removed. Further, for example, even when the thin film device is placed in a strong electric field, the electric field can be blocked by the conductive portion or the conductive adhesive, so that the circuit of the thin film device can be stably operated.
[適用例2]より好ましくは、前記導電部又は前記導電性を有する接着剤の抵抗率が1010Ωcm以下である。 [Application Example 2 ] More preferably, the conductive part or the conductive adhesive has a resistivity of 10 10 Ωcm or less.
上記構成によれば、例えば、薄膜装置が帯電していた場合には速やかに放電させることができる。また、強い電場中に置かれた場合でも、電場を遮断することができるため、薄膜装置の回路は安定して動作させることができる。 According to the above configuration, for example, when the thin film device is charged, it can be discharged quickly. Further, even when placed in a strong electric field, the electric field can be cut off, so that the circuit of the thin film device can be operated stably.
[適用例3]上記適用例に記載の前記薄膜素子は、半導体膜を含むことを特徴とする。 Application Example 3 The thin film element described in the application example includes a semiconductor film.
上記構成によれば、半導体を用いた薄膜素子の回路を安定して動作させることができる。 According to the above configuration, the circuit of the thin film element using a semiconductor can be stably operated.
[適用例4]薄膜装置は、基板と、前記基板の上に形成された導電部又は導電性を有する接着剤と、前記導電部又は前記導電性を有する接着剤の上に形成された薄膜素子と、を備え、前記基板の面を前記面の垂直方向から見たときに前記導電部又は前記導電性を有する接着剤と平面視で重なる領域は、前記薄膜素子の回路形成領域を内部に含み、前記導電部又は前記導電性を有する接着剤が前記薄膜素子の基準電位を与える電極端子と接続されている。 Application Example 4 A thin film device includes a substrate, a conductive portion or a conductive adhesive formed on the substrate, and a thin film element formed on the conductive portion or the conductive adhesive. A region overlapping with the conductive portion or the conductive adhesive in a plan view when the surface of the substrate is viewed from a direction perpendicular to the surface includes a circuit formation region of the thin film element inside. The conductive portion or the conductive adhesive is connected to an electrode terminal that provides a reference potential of the thin film element .
上記構成によれば、例えば、半導体膜を含む薄膜装置が強い電場中に置かれた場合でも、導電部又は導電性を有する接着剤によって電場を遮断することができるため、薄膜装置の回路は安定して動作させることができる。 According to the above configuration, for example, even when a thin film device including a semiconductor film is placed in a strong electric field, the electric field can be blocked by the conductive portion or the conductive adhesive, so that the circuit of the thin film device is stable. Can be operated.
[適用例5]より好ましくは、前記導電部又は前記導電性を有する接着剤の抵抗率が10 10 Ωcm以下である。 [Application Example 5 ] More preferably, a resistivity of the conductive portion or the conductive adhesive is 10 10 Ωcm or less.
上記構成によれば、例えば、薄膜装置が帯電していた場合には速やかに放電させることができる。また、強い電場中に置かれた場合でも、電場を遮断することができるため、薄膜装置の回路は安定して動作させることができる。 According to the above configuration, for example, when the thin film device is charged, it can be discharged quickly. Further, even when placed in a strong electric field, the electric field can be cut off, so that the circuit of the thin film device can be operated stably.
[適用例6]上記適用例に記載の前記薄膜素子は、半導体膜を含むことを特徴とする。 Application Example 6 The thin film element described in the application example includes a semiconductor film.
上記構成によれば、半導体を用いた薄膜素子の回路を安定して動作させることができる。 According to the above configuration, the circuit of the thin film element using a semiconductor can be stably operated.
[適用例7]電気光学装置は、上記いずれかの適用例に記載の薄膜装置を含む。 Application Example 7 The electro-optical device includes the thin film device according to any one of the application examples described above.
上記構成によれば、薄膜装置が帯電した場合、あるいは、強い外部電場がある環境に薄膜装置が置かれた場合でも、安定して動作する電気光学装置を得ることができる。 According to the above configuration, it is possible to obtain an electro-optical device that operates stably even when the thin film device is charged or when the thin film device is placed in an environment with a strong external electric field.
ここで、「電気光学装置」とは、電気的作用によって発光する、あるいは外部からの光の入力状態を変化させて出力する電気光学装置を備えた装置一般をいい、例えば電気光学装置として、EL(エレクトロルミネッセンス)装置の他、液晶表示装置、電気泳動装置、電界の印加により発生した電子を発光板に当てて発光させる電子放出装置を備えたものをも含む。 Here, the “electro-optical device” refers to a general device including an electro-optical device that emits light by an electrical action or outputs an external light by changing an input state. In addition to the (electroluminescence) device, a device including a liquid crystal display device, an electrophoresis device, and an electron emission device that emits light by applying electrons generated by application of an electric field to a light emitting plate is also included.
次に図面を参照しながら、本発明の最良の実施の形態を説明する。以下の各実施形態は本発明の単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。各本実施形態は、薄膜素子として薄膜トランジスターを製造する場合に関する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are merely examples of the present invention, and do not limit the scope of the present invention. Each of the embodiments relates to a case where a thin film transistor is manufactured as a thin film element.
(実施形態1)
実施形態1は薄膜素子の帯電を防止・除去できる薄膜装置の製造方法に関する。以下、図1(a)〜(d)、図2(e)〜(f)及び図3を参照して、本実施形態1における薄膜装置の製造方法を説明する。これらの図は、製造工程断面図の模式図である。本実施形態1の製造工程としては以下の各工程を備える。
1)転写元基板100上に、所定のエネルギー付与によって剥離する第1剥離層102を形成する工程(図1(a))
2)第1剥離層102上に薄膜素子Tを含む被転写層110を形成する工程(図1(b))
3)被転写層110を第2剥離層114を介して第1転写基板116に接合する工程(図1(c))
4)第1剥離層102にレーザー光を照射して第1剥離層102と被転写層110との間の界面に剥離を生じさせる、又は第1剥離層102の層内剥離を生じさせることにより転写元基板100を被転写層110から剥離する工程(図1(d))
5)剥離された転写元基板100に代えて導電部121を備えた第2転写基板120を被転写層110に接合する工程(図2(e))
6)第1転写基板116を分離する工程(図2(f))
(Embodiment 1)
Embodiment 1 relates to a method of manufacturing a thin film device capable of preventing and removing charging of a thin film element. Hereinafter, with reference to FIGS. 1A to 1D, FIGS. 2E to 2F, and FIG. 3, a method of manufacturing the thin film device according to Embodiment 1 will be described. These drawings are schematic views of manufacturing process sectional views. The manufacturing process of Embodiment 1 includes the following processes.
1) A step of forming a
2) Step of forming the
3) Step of bonding the
4) By irradiating the
5) Step of bonding the
6) Step of separating the first transfer substrate 116 (FIG. 2F)
<1:第1剥離層形成工程>
図1(a)に示すように、転写元基板100上に第1剥離層102を介して被転写層110の最下層である下地層104が形成される。
<1: First release layer forming step>
As shown in FIG. 1A, a
転写元基板100としては、薄膜トランジスターを製造するための高温プロセスに十分耐えられる基板、例えば、1000℃程度に耐える石英ガラス等の透光性耐熱基板が利用可能である。転写元基板100には、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−10G等の耐熱性ガラス等を使用可能である。転写元基板100の厚みは、最終製品に用いられるものではないため大きな制限要素はないが、0.1mm〜1.5mm程度であることが好ましく、0.5mm〜1.5mmであることがより好ましい。転写元基板の厚さが薄すぎると強度の低下を招き、逆に厚すぎると、転写元基板の透過率が低い場合に照射光の減衰を招く。ただし、転写元基板の照射光の透過率が高い場合には、上記上限値を越えてその厚みを厚くすることができる。
As the
第1剥離層102は、所定のエネルギー付与によって剥離する特性を有するものである。剥離する特性とは、レーザー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」または「界面剥離」ともいう)を生ずる性質である。すなわち、一定の強度の光を照射することにより、第1剥離層102を構成する材料の原子または分子における原子間または分子間の結合力が消失しまたは減少し、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、光の照射により、第1剥離層102から気体が放出され、分離に至る場合もある。第1剥離層102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、第1剥離層102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。
The
このような特性を備える第1剥離層102に適する組成としては、例えば、アモルファス(非晶質)シリコン(a−Si)を使用することができる。このアモルファスシリコン中には、水素(H)が含有されていてもよい。水素の含有量は、2at%程度以上であることが好ましく、2〜20at%であることがさらに好ましい。水素が含有されていると、光の照射により水素が放出されることにより第1剥離層102に内圧が発生し、これが剥離を促進する。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。
As a composition suitable for the
その他、第1剥離層102の材料としては、酸化ケイ素若しくはケイ酸化合物や酸化チタン若しくはチタン酸化合物等の各種酸化物セラミックス、または誘電体あるいは半導体、窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックス、各種有機高分子材料、各種金属が利用可能である。
In addition, as the material of the
第1剥離層102の厚さとしては、1nm〜20μm程度であるのが好ましく、10nm〜2μm程度であるのがより好ましく、40nm〜1μm程度であるのがさらに好ましい。第1剥離層102の厚みが薄すぎると、形成された膜厚の均一性が失われて剥離にむらが生ずるからである。また第1剥離層102の厚みが厚すぎると、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ったり、また、剥離後に第1剥離層102をパターニングするのに時間を要したりするからである。
The thickness of the
第1剥離層102の形成方法は、均一な厚みで剥離層を形成可能な方法であればよく、第1剥離層102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、CVD(MOCCVD、低圧CVD、ECR−CVD含む)法、蒸着、分子線蒸着(MB)、スパッタリング法、イオンプレーティング法、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・ブロジェット(LB)法、スピンコート、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よい。また、第1剥離層102をゾルーゲル(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。
The formation method of the
下地層104は、薄膜素子の土台となる基礎層を構成するものであり、例えば製造時または使用時において被転写層を物理的または化学的に保護する保護層、絶縁層、被転写層からの成分の移行(マイグレーション)を阻止するバリア層、反射層としての機能のうち少なくとも一つを発揮するものである。
The
下地層104の組成は、その目的に応じて適宜選択されるが、複数層化するのがより好ましい。本実施形態のように、非晶質シリコンで構成された第1剥離層102と被転写層110との間に形成される場合には、SiO2等の酸化珪素が挙げられる。その他、各種金属が挙げられる。下地層104の厚みは、その形成目的に応じて適宜決定される。通常は、10nm〜5μm程度であるのが好ましく、40nm〜1μm程度であるのがより好ましい。下地層104が薄すぎると、上記保護層等の機能を果たすことができず、下地層104が厚すぎると全体が厚膜化してしまうからである。下地層104の形成方法としては、第1剥離層102で説明した各種の方法が適用可能であるが、ここではCVD法によってシリコン酸化膜を堆積する。なお下地層は、一層で形成する他、同一または異なる組成を有する複数の材料を用いて二層以上形成することもできる。
The composition of the
<2:被転写層形成工程>
図1(b)に示すように、下地層104上に薄膜素子を形成して、被転写層110を完成させる。被転写層110は、薄膜素子が含まれる素子形成層そのものとなっている。
本実施形態では、薄膜素子として薄膜トランジスター(TFT)を含む電気回路を形成する場合を例示する。
<2: Transferred layer forming step>
As shown in FIG. 1B, a thin film element is formed on the
In this embodiment, the case where an electric circuit including a thin film transistor (TFT) is formed as a thin film element is illustrated.
図1(b)には、薄膜トランジスター(薄膜素子)Tを含む被転写層110の拡大断面図が示されている。図では、薄膜トランジスターのみを図示してあるが、この他、薄膜素子としては、配線、画素電極、接続パッド、抵抗、キャパシター等の受動部品を含んでもよい。
FIG. 1B shows an enlarged cross-sectional view of the transferred
薄膜トランジスターTは、ソース103s、ドレイン103d、チャネル103cを含んだ半導体膜103、ゲート絶縁膜106、ゲート電極105、層間絶縁膜108、配線層107を備えて構成されている。この薄膜トランジスターは通常の薄膜半導体製造技術を適用して製造される。その概要を以下例示する。
The thin film transistor T includes a
半導体膜103は、公知の半導体薄膜形成技術を用いて形成される。例えば、下地層104上に、CVD法によってシリコンを堆積させることにより、シリコン膜が形成される。次いで、シリコン膜を薄膜トランジスターTのためのトランジスター領域の形状にパターニングすることにより半導体膜103が形成される。
The
半導体膜103が形成されたら、それをトランジスター領域とする薄膜トランジスターを形成する。まず、CVD法で酸化珪素等を直接堆積することによってゲート絶縁膜106が形成される。次いで、半導体膜103にチャネル103c用のイオン注入を行う。次に、タンタルなどの金属膜を堆積するか、CVD法によって不純物を高濃度拡散したポリシリコンを堆積し、パターニングを行うことにより、ゲート電極105が形成される。次に、ゲート電極105をマスクとして半導体膜103のソース103s・ドレイン103d領域上に高濃度不純物注入を行うことにより、自己整合的にソース103s・ドレイン103dが形成される。次いで、不純物活性化の熱処理を行い、CVD法等によってシリコン酸化膜を堆積することによって、層間絶縁膜108が形成される。層間絶縁膜108にソース103s・ドレイン103dまで達するコンタクトホールが設けられる。そして、不純物を高濃度で注入したポリシリコンをCVD法で、あるいは金属膜をスパッタ法で堆積することにより、これらをパターニングして配線層107が形成される。
When the
このようにして薄膜トランジスターTを薄膜素子として含む被転写層(素子形成層)110が形成される。薄膜トランジスターの形成方法は上記に限らず、公知の薄膜半導体製造技術を適用することが可能である。 In this manner, a transfer layer (element forming layer) 110 including the thin film transistor T as a thin film element is formed. The method for forming the thin film transistor is not limited to the above, and a known thin film semiconductor manufacturing technique can be applied.
<3:第1転写基板接合工程>
まず、第1転写基板116上に、所定のエネルギー付与によって剥離する第2剥離層114が形成される。本実施形態では、第1転写基板116は、転写元基板100と同様の材料を利用可能である。第2剥離層114の組成、形成方法、厚みについては、第1剥離層102と同様である。
<3: First transfer substrate bonding step>
First, a
次いで、図1(c)に示すように、第1転写基板116上に形成された第2剥離層114と被転写層110とが接着層112を介して接合される。接着層112は、被転写層110上に、または、第2剥離層114上に、接着剤をスピンコートなどによって塗布することにより形成される。接着層112に利用される接着剤としては、例えば、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、光硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤等の各種硬化型接着剤が使用可能である。組成としては、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系、等適宜に選択される。接着層112の厚みは、後に取り除く場合にはなるべく薄くなるよう、接着剤の使用量を極力抑えた方が好ましい。
Next, as shown in FIG. 1C, the
<4:転写元基板剥離工程>
図1(d)に示すように、第1剥離層102にエネルギーLを付与し第1剥離層102に界面剥離及び/又は層内剥離を生じさせることにより転写元基板100が被転写層110から剥離される。
<4: Transfer substrate peeling process>
As shown in FIG. 1D, energy L is applied to the
エネルギーLの付与としてはレーザー光の照射によることが好ましい。レーザー光としては、第1剥離層102に層内剥離および/または界面剥離を起こさせるものであればいかなるものでもよいが、特にエキシマレーザーは、短波長域で高エネルギーを出力し、極めて短時間で第1剥離層102にアブレーションを生じさせることができるため好ましい。レーザー光のエネルギー密度は、エキシマレーザーの場合、10〜5000mJ/cm2程度とするのが好ましく、特に100〜5000mJ/cm2程度とするのがより好ましい。
The application of energy L is preferably by laser light irradiation. Any laser beam may be used as long as it causes in-layer peeling and / or interfacial peeling in the
照射時間は、1〜1000nsec程度とするのが好ましく、10〜100nsec程度とするのがより好ましい。エネルギー密度が低いか照射時間が短いと、十分なアブレーションが生ぜず、エネルギー密度が高いか照射時間が長いと、第1剥離層102や下地層104を透過した照射光により、半導体膜103へ悪影響を及ぼすことがあるからである。
The irradiation time is preferably about 1 to 1000 nsec, and more preferably about 10 to 100 nsec. If the energy density is low or the irradiation time is short, sufficient ablation does not occur, and if the energy density is high or the irradiation time is long, the
レーザー光の照射は、その強度が剥離層全体で均一となるように照射するのが好ましい。光の照射方向は、剥離層に対し垂直な方向に限らず、剥離層に対し所定角傾斜した方向であってもよい。また、剥離層の面積が照射光一回の照射面積より大きい場合には、剥離層全領域に対し、複数回に分け光を照射してもよい。また、同一箇所に複数回照射してもよい。また、異なる種類、異なる波長(波長域)の光を同一領域または異なる領域に複数回照射してもよい。 It is preferable to irradiate the laser beam so that its intensity is uniform throughout the release layer. The light irradiation direction is not limited to the direction perpendicular to the release layer, and may be a direction inclined by a predetermined angle with respect to the release layer. In addition, when the area of the release layer is larger than the irradiation area of one irradiation light, the entire region of the release layer may be irradiated with light in a plurality of times. Moreover, you may irradiate the same location several times. Moreover, you may irradiate the same area | region or a different area | region several times with the light of a different kind and a different wavelength (wavelength range).
<5:第2転写基板への接着工程>
図2(e)に示すように、剥離された転写元基板100に代えて導電部121を備えた第2転写基板120が接合される。
<5: Adhesion process to second transfer substrate>
As shown in FIG. 2E, a
第2転写基板120は最終製品に搭載される永久基板として用いられるものであり、転写元基板100に比べ、耐熱性や耐蝕性が比較的劣るものであっても利用可能である。また、用途に応じ、剛性が低く、可撓性、弾性を有するものであってもよい。このような材料として、各種合成樹脂が挙げられる。合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱効果性樹脂のいずれでもよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等、その他のものが適用可能である。なお、ガラス材としては、例えば、石英ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、その他のものが使用可能である。また、導電部の材料としては、各種金属や有機導電性材料が挙げられる。金属としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅等、その他多種多様の金属類や合金類が適用可能である。なお、有機導電性材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセンなど、その他多種多様なものが使用可能である。また、第2転写基板120そのものが上記のような導電材料からなっていても良い。その第2転写基板120の導電部の抵抗率は1010Ωcm以下が望ましい。また、このとき、図9に示すように、第2転写基板120の導電部121の面積は被転写層110の回路形成領域111の面積よりも大きく、第2転写基板120の主面に対して垂直方向から、かつ、第2転写基板120側から見たときに被転写層の回路形成領域111は第2転写基板120の導電部121により完全に覆われることが望ましい。なお、図9は、第2転写基板120の主面に対して垂直方向から、かつ、被転写層110側から見たときの平面図を表しており、この図において、第2転写基板120の導電部121は回路形成領域111の下にも存在する。
The
なお、第2転写基板120としては、単一材料からなる基板のほか、導電性材料で被覆された絶縁性基板など、複数の材料で構成される基板であっても構わない。例えば、ITO付きガラス基板、金属膜付きガラス基板、ITO付きPETフィルムなど、絶縁性基板の上に導電性の材料が成膜されたものであっても構わない。また、第2転写基板120として、その導電部121の表面に酸化皮膜が付着した状態であっても構わない。
The
第2転写基板120は接着層122を介して接着される。接着層122としては、永久接着剤であることが好ましい。永久接着剤であれば、第2転写基板120に半永久的に接着可能だからである。半永久的に接着可能な接着剤として、例えば、エポキシ系、アクリレート系等が利用可能である。
The
<6:第1転写基板分離工程>
第2転写基板120へ被転写層110が接着されたら、必要に応じて被転写層110から第1転写基板116を分離する。具体的には、第2剥離層114にレーザー光を照射して第2剥離層114に界面剥離及び/又は層内剥離を生じさせることにより第1転写基板116が被転写層110から剥離される。レーザー光のその照射態様については、第1剥離層102における場合と同様である。接着層112を除去する場合には、接着剤の性質に応じた溶剤等を用いて接着層112を除去し、薄膜装置とする(図2(f))。
<6: First transfer substrate separation step>
When the
<7:基板を薄膜素子の基準電位を与える電極と接続する工程>
図3において、導電部121は、基板表面から裏面にまで続いている。第2転写基板120の導電部121を薄膜素子の基準電位を与える電極端子130と接続する。接続方法は電気的な導電が確保されてさえいればよく、問わない。例えば、その方法として、薄膜素子の基準電位を与える電極端子130と金属などの導電性の筐体200を接続し、さらにその導電性の筐体200に接続部210を経由して、導電部121に電気的に接続する。その接続部210には導電性の接着剤、導電性両面テープ、はんだ、金属製のネジなどを用いることができる。
<7: Step of connecting the substrate to an electrode for applying a reference potential of the thin film element>
In FIG. 3, the
なお、第2転写基板120の導電部121を薄膜素子の基準電位を与える電極と接続する方法は、上記のような方法に限らない。筐体を介することなく、直接接続しても構わない。
Note that the method of connecting the
以上、本実施形態1の製造方法によれば、工程中に繰り返し行われる剥離、接合に伴う帯電を最終的に接合される第2転写基板を通して放電させることができるため、薄膜素子回路を安定して動作させることができる。 As described above, according to the manufacturing method of the first embodiment, it is possible to discharge the charge accompanying peeling and joining repeatedly performed in the process through the second transfer substrate to be finally joined, so that the thin film element circuit is stabilized. Can be operated.
また、本実施形態1の製造方法によれば、第2転写基板の電位と薄膜素子の基準電位が等しくなるため、薄膜素子回路を安定して動作させることができる。 Further, according to the manufacturing method of the first embodiment, the potential of the second transfer substrate is equal to the reference potential of the thin film element, so that the thin film element circuit can be stably operated.
また、本実施形態1の製造方法によれば、製造後に強い電場中に薄膜装置が置かれた場合でも電界を遮蔽することができるため、薄膜素子の特性に影響を与えることを防止でき、薄膜素子回路を安定して動作させることができる。 In addition, according to the manufacturing method of the first embodiment, since the electric field can be shielded even when the thin film device is placed in a strong electric field after the manufacturing, it is possible to prevent the influence on the characteristics of the thin film element, and the thin film The element circuit can be stably operated.
(実施形態2)
実施形態2は、薄膜素子の帯電を防止・除去できる薄膜装置の製造方法に関する。以下、図4(a)〜(d)、図5(e)〜(f)及び図6を参照して、本実施形態2における薄膜装置の製造方法を説明する。これらの図は、製造工程断面図の模式図である。本実施形態2の製造工程としては以下の各工程を備える。
1)転写元基板上100に、所定のエネルギー付与によって剥離する第1剥離層102を形成する工程(図4(a))
2)第1剥離層102上に薄膜素子Tを含む被転写層110を形成する工程(図4(b))
3)被転写層110を第2剥離層114を介して第1転写基板116に接合する工程(図4(c))
4)第1剥離層102にエネルギーLを付与して界面剥離及び/又は層内剥離を生じさせることにより転写元基板100を剥離する工程(図4(d))
5)剥離された転写元基板100に代えて第2転写基板125を導電性を有する接着剤127を用いて接合する工程(図5(e))
6)第1転写基板116を分離する工程(図5(f))
7)第2転写基板125を薄膜素子Tの基準電位を与える電極130と接続する工程(図6)。
(Embodiment 2)
1) A step of forming a
2) Step of forming the
3) Step of bonding the
4) A step of peeling the
5) A step of joining the
6) Step of separating the first transfer substrate 116 (FIG. 5F)
7) A step of connecting the
上記工程のうち、5)第2転写基板を導電性を有する接着剤を用いて接合する工程以外はほぼ前記実施形態1と同様であるため、説明を大幅に省略し、相違点を中心に説明する。図4(d)に示す転写元基板を剥離する工程までは、上記実施形態1と同様にして処理する。 Of the above steps, 5) except for the step of bonding the second transfer substrate using a conductive adhesive, is substantially the same as in the first embodiment, so the description is largely omitted, and the description focuses on the differences. To do. The processes up to the step of peeling the transfer source substrate shown in FIG.
図5(e)に示すように、第1剥離層102にエネルギーLを付与して界面剥離及び/又は層内剥離を生じさせることにより転写元基板を剥離した後、剥離された転写元基板100に代えて第2転写基板125が導電性を有する接着剤127を介して接合される。また、このとき、図10に示すように、導電性を有する接着剤127が塗布される面積は被転写層110の回路形成領域111の面積よりも大きいことが望ましい。さらには、図10に示すように、第2転写基板125の主面に対して垂直方向から、かつ、第2転写基板125側から見たときに被転写層110の回路形成領域111は導電性を有する接着剤127が塗布される領域により完全に覆われることが望ましい。なお、図10は、第2転写基板125の主面に対して垂直方向から、かつ、被転写層110側から見たときの平面図を表しており、この図において、導電性を有する接着剤127は回路形成領域111の下にも塗布されてある。
As shown in FIG. 5E, the transfer source substrate is peeled after peeling the transfer source substrate by applying energy L to the
第2転写基板125は最終製品に搭載される永久基板として用いられるものであり、転写元基板100に比べ、耐熱性や耐蝕性が比較的劣るものであっても利用可能である。また、用途に応じ、剛性が低く、可撓性、弾性を有するものであってもよい。このような材料として、各種合成樹脂が挙げられる。合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱効果性樹脂のいずれでもよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等、その他のものが適用可能である。なお、ガラス材としては、例えば、石英ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、その他のものが使用可能である。また、各種金属や有機導電性材料を用いることもできる。金属としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅等、その他多種多様の金属類や合金類が適用可能である。なお、有機導電性材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセンなど、その他多種多様なものが使用可能である。
The
なお、第2転写基板125としては、単一材料からなる基板の他に、それ自体独立したデバイスを構成するものや、例えば、カラーフィルター、電極層、誘電体層、絶縁層、半導体素子のように、デバイスの一部を構成する部材を用いてもよい。
As the
第2転写基板125は導電性を有する接着剤127を介して接着される。導電性を有する接着剤127としては、抵抗率が1010Ωcm以下であることが好ましい。導電性を有する接着剤として、例えば、銀ペースト、銅ペースト、半田ペースト等の導電性ペーストやポリオレフィン、フッ素系ポリマー、熱可塑性エラストマーものシリコーンゴムなどの材質を原料とした樹脂製の導電性接着剤などが利用可能である。
The
導電性接着剤127は第2転写基板125上に被転写層110の大きさよりも広い面積にわたって塗布する方が好ましい。後の工程において電気的に接続しやすくするためである。
その後の工程(図5(f))については、実施形態1における図2(f)の工程と全く同様である。
The
The subsequent steps (FIG. 5 (f)) are exactly the same as those in FIG. 2 (f) in the first embodiment.
次に図6に示すように、導電性を有する接着剤127を薄膜素子Tの基準電位を与える電極と接続する。接続方法は電気的な導電が確保されてさえいればよく、問わない。例えば、その方法として、薄膜素子Tの基準電位を与える電極と金属などの導電性の筐体200を接続し、さらにその導電性の筐体200に導電性を有する接着剤127を電気的に接続する。その接続部220には導電性の接着剤、導電性両面テープ、はんだ、金属製のネジなどを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 6, a
なお、導電性を有する接着剤127を薄膜素子Tの基準電位を与える電極と接続する方法は、上記のような方法に限らない。筐体200を介することなく、直接接続しても構わない。また、図6では導電性接着剤127は第2転写基板125の上面にのみ塗布されているが、上下両面や、側面も含めた全面に塗布されても構わない。
Note that the method for connecting the
以上、本実施形態2の製造方法によれば、工程中に繰り返し行われる剥離、接合に伴う帯電を最終的に接合される第2転写基板125を通して放電させることができるため、薄膜素子回路を安定して動作させることができる。
As described above, according to the manufacturing method of the second embodiment, it is possible to discharge the charge accompanying peeling and bonding repeatedly performed in the process through the
また、本実施形態2の製造方法によれば、第2転写基板125の電位と薄膜素子Tの基準電位が等しくなるため、薄膜素子回路を安定して動作させることができる。
Further, according to the manufacturing method of the second embodiment, the potential of the
また、本実施形態2の製造方法によれば、製造後に強い電場中に薄膜装置が置かれた場合でも電界を遮蔽することができるため、薄膜素子Tの特性に影響を与えることを防止でき、薄膜素子回路を安定に動作させることができる。 Further, according to the manufacturing method of the second embodiment, since the electric field can be shielded even when the thin film device is placed in a strong electric field after manufacturing, it is possible to prevent the characteristics of the thin film element T from being affected, The thin film element circuit can be stably operated.
(実施形態3)
<電気光学装置>
実施形態3は、前述の薄膜装置を備える電気光学装置の例示に関する。図7に、上記薄膜装置を利用した電気光学装置1の回路図を示す。
(Embodiment 3)
<Electro-optical device>
The third embodiment relates to an example of an electro-optical device including the above-described thin film device. FIG. 7 shows a circuit diagram of the electro-optical device 1 using the thin film device.
図7に示すように、本電気光学装置1は、各画素Gが、上記薄膜トランジスターT、それらに電気的に接続された液晶LC、コンデンサーCを備えて構成され、それらが行方向に配線される走査線Vscan、列方向に配線されるデータ線Vdataでマトリックス状に接続されて構成されている。走査ドライバー2からは走査線Vscanに行選択信号が供給されるようになっている。データドライバー3からは、データ線Vdataにデータ信号が供給されるようになっている。電気光学装置1は、走査線Vscanが選択された状態のときに、データ線Vdataからの信号が画素Gに書き込まれるようになっている。
As shown in FIG. 7, the electro-optical device 1 is configured such that each pixel G includes the thin film transistor T, a liquid crystal LC electrically connected to the thin film transistor T, and a capacitor C, which are wired in the row direction. The scanning lines Vscan and the data lines Vdata wired in the column direction are connected in a matrix. A row selection signal is supplied from the
当該電気光学装置1は、上記製造方法により、形成されたものである。 The electro-optical device 1 is formed by the above manufacturing method.
すなわち、被転写層110として、走査ドライバー2とデータドライバー3、並びにこれらのドライバーからマトリックス状に、走査線Vscan、データ線Vdataが形成され、これら配線で囲まれる画素Gの各々には、薄膜トランジスターTとコンデンサーCが形成される。
That is, as the transferred
一方、第2転写基板120としてはステンレス基板が用いられる。
On the other hand, a stainless steel substrate is used as the
この第2転写基板120に被転写層110を転写し、必要に応じて、液晶封入工程などを経て、第2転写基板120に設けられ第2転写基板120全体の電位を制御できる端子と、薄膜素子回路の基準電位を与える端子とを電気的に接続させることにより、電気光学装置1を完成させることができる。
A thin film and a terminal provided on the
本実施形態3によれば、強い電場中に薄膜装置が置かれた場合でも、電界を第2転写基板120または導電性接着剤127により遮蔽することができるため、薄膜素子回路を安定して動作させることができ、回路動作の安定した薄膜トランジスターを備える電気光学装置を提供可能である。
According to the third embodiment, since the electric field can be shielded by the
(実施形態4)
<電気光学装置を備えた電子機器>
実施形態4は、前述の電気光学装置を備える電子機器の例示に関する。
(Embodiment 4)
<Electronic device equipped with electro-optical device>
The fourth embodiment relates to an example of an electronic apparatus including the above-described electro-optical device.
図8に、図7に示すような電気光学装置1を備えた電子機器の例を示す。図8は、テレビジョン装置300に適用した例であり、当該電子機器は、本実施形態に係る電気光学装置1を含んで構成されている。
FIG. 8 shows an example of an electronic apparatus provided with the electro-optical device 1 as shown in FIG. FIG. 8 shows an example applied to the
なお、上記電気光学装置や電子機器の構造は単なる例示であり、本発明の薄膜装置の製造方法によって転写され製造された薄膜素子を用いるものに広く適用することが可能である。 The structures of the electro-optical device and the electronic apparatus are merely examples, and can be widely applied to devices using thin film elements that are transferred and manufactured by the method for manufacturing a thin film device of the present invention.
本発明の薄膜装置の製造方法は、上記した実施形態に限定されることなく種々に変更して利用することが可能である。 The method for manufacturing a thin film device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be used with various modifications.
また、電気光学装置としては、液晶表示装置のみならず、EL表示装置、電気泳動装置、電子放出装置等、表示に係る素子の形態に限定されず、種々に応用することが可能である。 Further, the electro-optical device is not limited to the form of an element related to display, such as an EL display device, an electrophoretic device, and an electron emission device, as well as a liquid crystal display device, and can be applied in various ways.
また、電子機器としては、上記構成に限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレー、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダー、携帯型TV、DSP装置、PDA、電子手帳、電光掲示盤、ICカード、宣伝公告用ディスプレー等に適用することが可能である。 Further, the electronic device is not limited to the above-described configuration. For example, a personal computer, a mobile phone, a video camera, a head-mounted display, a rear-type or front-type projector, a fax machine with a display function, a digital camera finder, a mobile phone The present invention can be applied to a type TV, a DSP device, a PDA, an electronic notebook, an electric bulletin board, an IC card, a display for public announcements, and the like.
C コンデンサー、G 画素、L エネルギー(レーザー光)、LC 液晶、T 薄膜素子としての薄膜トランジスター、1 電気光学装置、2 走査ドライバー、3 データドライバー、100 転写元基板、102 第1剥離層、103 半導体膜、103c チャネル、103s ソース、103d ドレイン、104 下地層、105 ゲート電極、106 ゲート絶縁膜、107配線層、108 層間絶縁膜、110 被転写層(素子形成層)、111 被転写層回路形成領域、112 接着層、114 第2剥離層、116 第1転写基板、120,125 第2転写基板、121 導電部、122 接着剤層、127 導電性接着剤層、130 薄膜素子回路の基準電位を与える端子、200 筐体、210 導電性コンタクト部、220 導電性コンタクト部、300 テレビジョン装置。 C condenser, G pixel, L energy (laser light), LC liquid crystal, T thin film transistor as thin film element, 1 electro-optical device, 2 scanning driver, 3 data driver, 100 transfer source substrate, 102 first release layer, 103 semiconductor Film, 103c channel, 103s source, 103d drain, 104 underlayer, 105 gate electrode, 106 gate insulating film, 107 wiring layer, 108 interlayer insulating film, 110 transferred layer (element forming layer), 111 transferred layer circuit forming region , 112 Adhesive layer, 114 Second release layer, 116 First transfer substrate, 120, 125 Second transfer substrate, 121 Conductive part, 122 Adhesive layer, 127 Conductive adhesive layer, 130 Provides reference potential for thin film element circuit Terminal, 200 housing, 210 conductive contact portion, 220 conductive Ntakuto part, 300 television device.
Claims (7)
前記第1剥離層上に薄膜素子の回路形成領域を含む被転写層を形成する工程と、
前記被転写層を第2剥離層を介して第1転写基板に接合する工程と、
前記転写元基板を前記被転写層から剥離する工程と、
接合面に導電部又は導電性を有する接着剤を備えた第2転写基板を前記被転写層に接合する工程と、
前記第2転写基板に接合された前記被転写層から前記第1転写基板を剥離する工程と、
前記導電部又は前記導電性を有する接着剤を前記薄膜素子の基準電位を与える電極端子と接続する工程と、を含み、
前記第2転写基板を前記被転写層に接合する工程において、前記第2転写基板の面を前記面の垂直方向から見たときに前記導電部又は前記導電性を有する接着剤と平面視で重なる領域は、前記薄膜素子の回路形成領域を内部に含むことを特徴とする薄膜装置の製造方法。 Forming a first release layer on the transfer source substrate;
Forming a transfer layer including a circuit formation region of a thin film element on the first release layer;
Bonding the transferred layer to a first transfer substrate via a second release layer;
Peeling the transfer source substrate from the transferred layer;
Bonding a second transfer substrate having a conductive portion or a conductive adhesive on the bonding surface to the transferred layer ;
Peeling the first transfer substrate from the transferred layer bonded to the second transfer substrate;
Connecting the conductive part or the conductive adhesive with an electrode terminal for providing a reference potential of the thin film element,
In the step of bonding the second transfer substrate to the transfer target layer, the surface of the second transfer substrate overlaps the conductive portion or the conductive adhesive in a plan view when viewed from a direction perpendicular to the surface. The region includes a circuit forming region of the thin film element inside, and a method of manufacturing a thin film device.
前記基板の上に形成された導電部又は導電性を有する接着剤と、
前記導電部又は前記導電性を有する接着剤の上に形成された薄膜素子と、を備え、
前記基板の面を前記面の垂直方向から見たときに前記導電部又は前記導電性を有する接着剤と平面視で重なる領域は、前記薄膜素子の回路形成領域を内部に含み、
前記導電部又は前記導電性を有する接着剤が前記薄膜素子の基準電位を与える電極端子と接続されていることを特徴とする薄膜装置。 A substrate,
A conductive part or a conductive adhesive formed on the substrate;
A thin film element formed on the conductive part or the conductive adhesive ,
The region overlapping the conductive portion or the conductive adhesive in a plan view when the surface of the substrate is viewed from a direction perpendicular to the surface includes a circuit formation region of the thin film element inside,
The thin film device, wherein the conductive part or the conductive adhesive is connected to an electrode terminal that provides a reference potential of the thin film element .
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