KR20090023265A - Thin-film device, method for manufacturing thin-film device, and display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 박막 소자, 박막 소자의 제조 방법 및 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 박막 소자에 의해 구성되는 액티브 매트릭스 구동 회로를 제조원의 기판으로부터 박리하고, 제2 기판에 전사하여 형성한 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film element, a method for manufacturing the thin film element, and a display device. More specifically, the present invention relates to a display device in which an active matrix drive circuit composed of a thin film element is peeled from a substrate of a manufacturer, transferred to a second substrate, and formed.
종래 글래스 등의 견고한 기판에 형성되어 있던 표시 장치 등의 박막 소자를, 가벼운 플라스틱 기판에 형성하면, 경량화·박형화가 가능하고, 또한 떨어뜨려도 깨지기 어렵다고 하는 우위성이 생긴다.If a thin film element such as a display device, which is conventionally formed on a rigid substrate such as glass, is formed on a light plastic substrate, there is an advantage that the weight and thickness can be reduced and it is hard to be broken even if dropped.
특허 문헌 1에는, 1회의 전사 공정을 거쳐, 제조원의 제1 기판에 작성한 박막 소자를, 제2 기판에 전사하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법을 이용하여 표시 장치를 작성하는 경우, 화소 전극이나 외부 접속 단자를 박리면 측으로 취출할 필요가 있다.
특허 문헌 1에서는, 도 33에 도시한 바와 같이, 화소 전극(1700) 부분의 층간 절연막을 분리층(3100)까지 제거하고, ITO나 알루미늄으로 이루어지는 전극을 배치하여, 박리면으로 전극을 취출하는 구조를 실현하고 있지만, 이와 같은 구조에 서는, 화소 전극이 배치되는 영역에는 트랜지스터나 축적 용량 등 다른 회로 소자를 배치할 수 없다.In
액티브 매트릭스 방식의 전기 영동 표시 장치나 액정 표시 장치의 화소 회로에서는, 일반적으로, 화소를 선택하기 위한 선택 트랜지스터와, 화소 전극의 전위를 유지하기 위한 축적 용량을 설치한다. 특히 전기 영동 표시 장치에서는 소자의 응답 시간이 몇백 밀리 초로 길고, 가능한 한 큰 축적 용량을 설치하는 것이 바람직하다. 그런데 종래의 구성에서는, 화소 전극의 영역에는 다른 회로 소자를 설치할 수 없으므로, 큰 축적 용량을 확보하는 것이 곤란하였다. 반대로 충분한 축적 용량을 확보하려고 하면, 화소 전극이 작아져서 개구율이 저하하여, 표시 콘트라스트가 저하된다고 하는 문제가 있었다. 또한, 동일한 축적 용량을 확보하려고 할 때, 고정밀하게 될수록 개구율이 내려가게 된다고 하는 문제가 있었다. 또한, 본 명세서에서, 개구율이란, 1화소 내에서의 화소 전극이 차지하는 비율이며, 환언하면, 각 화소에서의 표시에 기여하는 화소 전극의 면적 비율을 가리키고 있다.In a pixel circuit of an active matrix electrophoretic display device or a liquid crystal display device, generally, a selection transistor for selecting a pixel and a storage capacitor for holding a potential of the pixel electrode are provided. In electrophoretic displays, in particular, it is desirable that the response time of the element is as long as several hundred milliseconds, and that a storage capacity as large as possible is provided. By the way, in the conventional structure, since other circuit elements cannot be provided in the area | region of a pixel electrode, it was difficult to ensure a big storage capacity. On the contrary, when it is going to ensure sufficient storage capacitance, there exists a problem that a pixel electrode becomes small, an aperture ratio falls, and display contrast falls. In addition, when trying to secure the same storage capacity, there is a problem that the higher the precision, the lower the aperture ratio. In addition, in this specification, an aperture ratio is the ratio which the pixel electrode in one pixel occupies, in other words, it points to the area ratio of the pixel electrode which contributes to the display in each pixel.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 특허 문헌 2에는, 2회의 전사 공정에 의해, 제조원의 제1 기판 위와 동일한 구조를, 제3 기판 위에 실현하는 방법이 제안되어 있다. 이 경우, 제1 기판과 동일한 표면이 제3 기판 위에 얻어지기 때문에, 통상의 박막 트랜지스터와 동일한 제조 공정에서 작성한 구동 회로를, 플라스틱 기판 위에 형성할 수 있다. 즉, 1회의 전사 공정에서 박막 디바이스를 전사하는 경우와 같이 화소 전극을 분리면 측으로 취출할 필요가 없고, 화소 전극이 배치된 영역으로서 화소 전극과는 별도의 층에 회로 소자를 만들 수 있다. 따라서, 개구율 을 저하시키지 않고, 충분한 축적 용량을 확보할 수 있다.In order to solve such a problem, Patent Document 2 proposes a method of realizing the same structure on the third substrate as on the first substrate of the manufacturer by two transfer steps. In this case, since the same surface as a 1st board | substrate is obtained on a 3rd board | substrate, the drive circuit created in the manufacturing process similar to a normal thin film transistor can be formed on a plastic substrate. That is, as in the case of transferring the thin film device in one transfer process, the pixel electrode does not need to be taken out to the separation plane side, and the circuit element can be formed in a layer separate from the pixel electrode as a region in which the pixel electrode is arranged. Therefore, a sufficient accumulation capacity can be ensured without lowering the aperture ratio.
한편, 전사를 2회 행한다고 하는 것은 그만큼 제조 공정이 길어져서, 코스트의 증대, 수율 저하로 이어진다고 하는 문제가 있었다. 따라서,1회 전사에서 저코스트를 실현하면서, 2회 전사법을 이용한 경우와 동등한 회로 기능을 갖는 박막 소자의 전사 공정의 개발이 요망되고 있었다.On the other hand, performing transfer twice has a problem in that the manufacturing process is long, leading to an increase in cost and a decrease in yield. Therefore, development of the transfer process of the thin film element which has the circuit function equivalent to the case where the twice transfer method was used, realizing low cost in one transfer was desired.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평10-125931호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-125931
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 2001-125138호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-125138
본 발명은 상기 과제의 적어도 일부를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 개구율과 축적 용량을 확보하는 것이 가능한 박막 소자를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또한,1회의 전사 공정에 의해, 개구율과 축적 용량을 확보한 박막 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.This invention is made | formed in order to solve at least one part of the said subject, Comprising: It aims at providing the thin film element which can ensure an aperture ratio and a storage capacity. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film element having an aperture ratio and a storage capacity by one transfer step.
또한, 저코스트이고 높은 수율이 실현 가능한 제조 공정이면서, 고정밀 또한 고해상도이며, 높은 표시 성능을 유지한, 플렉시블 표시 장치를 실현하는 것을 목적의 하나로 한다. 보다 구체적으로는, 플라스틱 기판에 전사된 박막 표시 장치의 구동 회로에서, 1회의 전사 공정에서 플라스틱 기판에 전사 가능하며, 개구율과 축적 용량의 확보를 양립시킨 화소 회로를 실현하는 것을 목적의 하나로 한다.In addition, it is an object of the present invention to realize a flexible display device having a low cost, high yield, high precision, high resolution, and high display performance. More specifically, it is an object of the present invention to realize a pixel circuit which can be transferred to a plastic substrate in a single transfer step in a drive circuit of a thin film display device transferred to a plastic substrate, and which achieves both an aperture ratio and a storage capacity.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 박막 소자의 제조 방법은, 기판 위(上)에 분리층을 형성하는 공정과, 분리층 위에 기초(下地) 절연막을 형성하는 공정과, 기초 절연막 위에 박막 소자층을 형성하는 공정과, 기초 절연막과 박막 소자층 으로 이루어지는 피전사층을 접착제를 개재하여 전사체에 접합하는 공정과, 분리층의 층 내 또는 계면에서 박리를 생기게 하는 공정과, 기판으로부터 피전사층을 이탈시키는 공정을 포함하는 박막 소자의 제조 방법으로서, 박막 소자층은, 그 최하층에 있어서 기초 절연막과 접하는 제1 배선층과, 제1 배선층의 다른 한쪽의 면과 접하여 형성되는 유전체막과, 유전체막을 개재하여 제1 배선층과 전기적으로 절연되어서 형성되는 반도체층과, 반도체층 형성 후에 형성되는 제2 배선층을 구비하고, 박막 소자층의 최하층에, 제1 배선층에서 전극이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the manufacturing method of the thin film element which concerns on this invention is a process of forming a separation layer on a board | substrate, the process of forming a base insulating film on a separation layer, and a thin film on a base insulating film. A step of forming an element layer, a step of joining a transfer layer composed of a base insulating film and a thin film element layer to a transfer body through an adhesive, a step of causing peeling at a layer or an interface of a separation layer, and from a substrate A thin film element manufacturing method comprising a step of detaching a transfer layer, the thin film element layer comprising: a first wiring layer in contact with a base insulating film in the lowermost layer, a dielectric film formed in contact with the other surface of the first wiring layer; A thin film device comprising: a semiconductor layer formed by being electrically insulated from the first wiring layer via a dielectric film; and a second wiring layer formed after the semiconductor layer is formed. On the bottom layer, it characterized in that the electrode is formed on the first wiring layer.
또한, 전극은 화소 전극이며, 제2 배선층에는 용량 전극이 형성되고, 용량 전극은 유전체막을 사이에 두고 화소 전극과 대향하고 있으며, 화소 전극의 전체 또는 일부분과 용량 전극의 전체 또는 일부분 사이에 용량이 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the electrode is a pixel electrode, a capacitor electrode is formed in the second wiring layer, and the capacitor electrode is opposed to the pixel electrode with a dielectric film interposed therebetween, and a capacitor is disposed between all or part of the pixel electrode and all or part of the capacitor electrode. It is preferable that it is formed.
박막 소자는, 제1 배선층으로 이루어지는 게이트 전극과, 유전체막으로 이루어지는 게이트 절연막과, 반도체층과, 제2 배선층으로 이루어지는 소스·드레인 전극을 포함하여 구성된 박막 트랜지스터를 갖고, 박막 트랜지스터는, 이것을 구성하는 각 층이, 하층으로부터 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체층, 소스·드레인 전극의 순번으로 형성되는 역스태거 구조인 것이 바람직하다.The thin film element has a thin film transistor including a gate electrode made of a first wiring layer, a gate insulating film made of a dielectric film, a semiconductor layer, and a source / drain electrode made of a second wiring layer, and the thin film transistor constitutes this. It is preferable that each layer is an inverse stagger structure formed in order of a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer, and a source-drain electrode from a lower layer.
이러한 구성에 의하면, 박막 트랜지스터를 구성하는 배선층과 동일한 배선층 에서 화소 전극의 형성이 가능하며, 화소 전극을 구성하는 배선층을 새롭게 설치하는 일이 없으므로, 저코스트화가 가능하다.According to such a structure, a pixel electrode can be formed in the same wiring layer which comprises a thin film transistor, and since the wiring layer which comprises a pixel electrode is not newly provided, the cost can be reduced.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 박막 소자는, 상기 기재한 제조 방법에 의해 제조된 박막 소자이며, 게이트 전극의 배선 폭이, 화소 전극의 폭의 10분의 1 이하인 것을 특징으로 한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the thin film element which concerns on this invention is a thin film element manufactured by the manufacturing method mentioned above, It is characterized by the wiring width of a gate electrode being one tenth or less of the width of a pixel electrode.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 표시 장치는, 상기 기재한 제조 방법에 의해 제조된 박막 소자와, 박막 소자에서의 제1 배선층 측에 겹쳐지는 표시 소자층을 구비하고, 표시 소자층은, 제1 배선층 측으로부터 전기 영동층, 공통 전극, 대향 기판이 이 순번으로 적층된 것인 것을 특징으로 한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the display apparatus which concerns on this invention is equipped with the thin film element manufactured by the manufacturing method mentioned above, and the display element layer which overlaps with the 1st wiring layer side in a thin film element, The electrophoretic layer, the common electrode, and the opposing board | substrate are laminated | stacked in this order from the 1st wiring layer side.
이러한 구성에 의하면, 화소 전극과 표시 소자층이 접하는 구조로 되므로, 전류 구동형의 표시 소자를 구동하는 것이 가능하게 된다. According to such a structure, since a pixel electrode and a display element layer contact | connect, it becomes possible to drive a current drive type display element.
또한, 박막 소자의 기초 절연막은, 화소 전극과 표시 소자 사이의 리크 전류를 저감하는 역할을 한다. 상기 리크 전류를 저감하는 수단으로서, 전극을 형성한 후에 패시베이션막을 형성하는 방법은 일반적이지만, 본 발명에서는, 패시베이션막으로서 기초 절연막을 이용하는 것을 특징으로 한다. 기초 절연막의 형성은, 박막 소자 형성의 공정에 포함되므로, 새롭게 패시베이션막을 형성하는 공정을 늘리지 않고, 리크 전류 저감이라는 효과가 얻어진다.In addition, the basic insulating film of the thin film element serves to reduce the leakage current between the pixel electrode and the display element. As a means for reducing the leak current, a method of forming a passivation film after forming an electrode is common, but in the present invention, a base insulating film is used as the passivation film. Since formation of a base insulating film is included in the process of thin film element formation, the effect of leak current reduction is acquired, without increasing the process of forming a passivation film newly.
또한, 화소 전극과 용량 전극 사이에 형성되는 용량을 화소 전극의 전압을 유지하기 위한 축적 용량으로서 이용하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable to use the capacitance formed between the pixel electrode and the capacitor electrode as the storage capacitor for maintaining the voltage of the pixel electrode.
이러한 구성을 액티브 매트릭스 표시 장치의 화소 회로에 적용하면, 축적 용 량을 형성하는 전극의 한 방향이 화소 전극을 겸용하기 때문에, 1화소가 보유하는 면적을 유효하게 활용하여, 화소 회로를 구성할 수 있다. 따라서, 고정밀이며, 개구율(여기서는, 화소 사이즈에 대한 실제의 화소 전극의 비율)이 높은 표시 장치가 실현 가능하다.When such a configuration is applied to the pixel circuit of the active matrix display device, since one direction of the electrode forming the storage capacity also serves as the pixel electrode, the pixel circuit can be configured by effectively utilizing the area held by one pixel. have. Therefore, a display device with high precision and high aperture ratio (here, the ratio of the actual pixel electrode to the pixel size) can be realized.
또한, 기초 절연막의 막 두께가, 표시 소자층에서의 전기 영동층의 두께의 10분의 1 이하인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the film thickness of a base insulating film is one tenth or less of the thickness of the electrophoretic layer in a display element layer.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 박막 소자의 제조 방법은, 기판 위에 분리층을 형성하는 공정과, 분리층 위에 기초 절연막을 형성하는 공정과, 기초 절연막 위에 박막 소자층을 형성하는 공정과, 기초 절연막과 박막 소자층 으로 이루어지는 피전사층을 접착제를 개재하여 전사체에 접합하는 공정과, 분리층의 층 내 혹은 계면에서 박리를 생기게 하는 공정과, 기판으로부터 피전사층을 이탈시키는 공정을 포함하는 박막 소자의 제조 방법으로서, 박막 소자층의 제조 공정은, 기초 절연막 위에 반도체층을 형성하는 공정과, 반도체층 위에, 절연막을 형성하는 공정과, 절연막 위에, 배선층을 형성하는 공정을 적어도 포함하고, 기초 절연막에 면하여, 반도체층으로 이루어지는 전극이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the manufacturing method of the thin film element which concerns on this invention is a process of forming a isolation layer on a board | substrate, the process of forming a base insulation film on a isolation layer, and the process of forming a thin film element layer on a base insulation film; Bonding a transfer layer composed of a base insulating film and a thin film element layer to a transfer body through an adhesive, causing a separation in a layer or an interface of a separation layer, and removing a transfer layer from a substrate. A manufacturing method of a thin film element comprising, the manufacturing step of the thin film element layer includes at least a step of forming a semiconductor layer on the base insulating film, a step of forming an insulating film on the semiconductor layer, and a step of forming a wiring layer on the insulating film. An electrode made of a semiconductor layer is formed to face the base insulating film.
또한, 박막 소자층에는, 반도체층에 형성된 소스 영역, 및 드레인 영역과, 절연막으로 이루어지는 게이트 절연막과, 배선층에 형성된 게이트 전극을 포함하는 톱 게이트형의 박막 트랜지스터가 형성되고, 전극은, 드레인 영역과 접속한 화소 전극인 것이 바람직하다.In the thin film element layer, a top gate type thin film transistor including a source region and a drain region formed in the semiconductor layer, a gate insulating film composed of an insulating film, and a gate electrode formed in the wiring layer is formed. It is preferable that it is a connected pixel electrode.
이하, 본 발명에 따른 박막 소자, 박막 소자의 제조 방법, 표시 장치, 표시 장치의 제조 방법에 관한 바람직한 실시 형태에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferable embodiment regarding the manufacturing method of the thin film element, the thin film element which concerns on this invention, a display apparatus, and a display apparatus is demonstrated.
<제1 실시 형태><First Embodiment>
우선, 제1 실시 형태인 박막 소자의 전사 방법에 대하여, 도 1 내지 도 8을 이용하여 설명한다.First, the transfer method of the thin film element which is 1st Embodiment is demonstrated using FIGS.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판(100) 위에 분리층(120)을 형성한다. 이하, 기판(100) 및 분리층(120)에 대하여 설명한다.As shown in FIG. 1, a
(1) [기판(100)에 대한 설명](1) [Description of Substrate 100]
기판(100)은, 광이 투과할 수 있는 투광성을 갖는 것인 것이 바람직하다. 이 경우, 광의 투과율은 10% 이상인 것이 바람직하고, 50% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 투과율이 너무 낮으면, 광의 감쇠(손실)가 커져서, 분리층(120)을 박리하는데 보다 큰 광량을 필요로 한다.It is preferable that the board |
또한, 기판(100)은, 신뢰성이 높은 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 특히, 내열성이 우수한 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 그 이유는, 예를 들면 후술하는 피전사층(140)이나 기초 절연막(142)(도 2)을 형성할 때에, 그 종류나 형성 방법에 따라서는 프로세스 온도가 높아지는 (예를 들면 350∼1000℃ 정도) 것이 있지만, 그 경우에서도, 기판(100)이 내열성에 우수하면, 기판(100) 위에의 피전사층(140) 등의 형성 시에, 그 온도 조건 등의 성막 조건의 설정의 폭이 넓어지기 때문이다.Moreover, it is preferable that the board |
따라서, 기판(100)은, 피전사층(140)의 형성 시의 최고 온도를 Tmax라 하였 을 때, 왜곡점이 Tmax 이상인 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 기판(100)의 구성 재료는, 왜곡점이 350℃ 이상인 것이 바람직하고, 500℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 것으로서는, 예를 들면, 석영 글래스, 코닝 7059, 니뽄덴끼글래스(Nippon Electric Glass)사 제조의 OA-2 등의 내열성 글래스를 들 수 있다.Therefore, when the maximum temperature at the time of formation of the to-be-transferred
또한, 기판(100)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로는, 0.1∼5.0㎜ 정도인 것이 바람직하고, 0.5∼1.5㎜ 정도인 것이 보다 바람직하다. 기판(100)의 두께가 지나치게 얇으면 강도한 저하를 초래하고, 지나치게 두꺼우면, 기판(100)의 투과율이 낮은 경우에, 광의 감쇠가 생기기 쉬워진다. 또한, 기판(100)의 광의 투과율이 높은 경우에는, 그 두께는, 상기 상한값을 초과하는 것 이어도 된다. 또한, 광을 균일하게 조사할 수 있도록, 기판(100)의 두께는, 균일한 것이 바람직하다.Moreover, although the thickness of the board |
(2) [분리층(120)의 설명](2) [Description of Separation Layer 120]
분리층(120)은, 조사되는 광을 흡수하고, 그 층 내 및/또는 계면에서 박리(이하, 「층내 박리」,「계면 박리」라 함)를 생기도록 한 성질을 갖는 것이며, 바람직하게는, 광의 조사에 의해, 분리층(120)을 구성하는 물질의 원자간 또는 분자간의 결합력이 소실 또는 감소하는 것, 즉, 어브레이션이 생겨서 층내 박리 및/또는 계면 박리에 이르는 것이 좋다.The
또한, 광의 조사에 의해, 분리층(120)으로부터 기체가 방출되고, 분리 효과가 발현되는 경우도 있다. 즉, 분리층(120)에 함유되어 있던 성분이 기체로 되어 방출되는 경우와, 분리층(120)이 광을 흡수하여 일순 기체로 되고, 그 증기가 방출되어, 분리에 기여하는 경우가 있다. 이와 같은 분리층(120)의 조성으로서는, 예를 들면, 다음의 A∼F에 기재되는 것을 들 수 있다.In addition, gas may be emitted from the
A. 아몰퍼스 실리콘(a-Si). 이 아몰퍼스 실리콘 안에는, 수소(H)가 함유되어 있어도 된다. 이 경우, 수소(H)의 함유량은, 2원자% 이상 정도인 것이 바람직하며, 2∼20원자% 정도인 것이 보다 바람직하다. 이와 같이, 수소(H)가 소정량 함유되어 있으면, 광의 조사에 의해 수소가 방출되고, 분리층(120)에 내압이 발생하고, 그것이 상하의 박막을 박리하는 힘으로 된다. 아몰퍼스 실리콘 안의 수소(H)의 함유량은, 성막 조건, 예를 들면 CVD에서의 가스 조성, 가스압, 가스 분위기, 가스 유량, 온도, 기판 온도, 투입 파워 등의 조건을 적절히 설정함으로써 조정할 수 있다.A. Amorphous Silicon (a-Si). Hydrogen (H) may be contained in this amorphous silicon. In this case, it is preferable that it is about 2 atomic% or more, and, as for content of hydrogen (H), it is more preferable that it is about 2-20 atomic%. In this manner, when a predetermined amount of hydrogen (H) is contained, hydrogen is released by irradiation with light, and an internal pressure is generated in the
B. 산화규소 또는 규산 화합물, 산화티탄 또는 티탄산 화합물, 산화 지르코늄 또는 지르콘산 화합물, 산화란탄 또는 란탄 산화 화합물 등의 각종 산화물 세라믹스, 유전체(강유전체) 또는 반도체.B. Various oxide ceramics, dielectrics (ferroelectrics) or semiconductors such as silicon oxide or silicic acid compounds, titanium oxide or titanic acid compounds, zirconium oxide or zirconic acid compounds, lanthanum oxide or lanthanum oxide compounds.
산화규소로서는, SiO, SiO2, Si3O3을 들 수 있고, 규산 화합물로서는, 예를 들면 K2SiO2, Li2SiO3, CaSiO3, ZrSiO4, Na2SiO3을 들 수 있다.Examples of the silicon oxide include SiO, SiO 2 and Si 3 O 3 , and examples of the silicic acid compound include K 2 SiO 2 , Li 2 SiO 3 , CaSiO 3 , ZrSiO 4 , and Na 2 SiO 3 .
산화티탄으로서는, TiO, Ti2O3, TiO3을 들 수 있고, 티탄산 화합물로서는, 예를 들면, BaTiO4, BaTiO3, Ba2TigO20, BaTi5O11, CaTiO3, SrTiO3, PbTiO3, MgTiO3, ZrTiO2, SnTiO4, Al2TiO5, FeTiO3을 들 수 있다.As the titanium oxide, TiO, Ti 2 O 3, there may be mentioned TiO 3, as the titanate compound, for example, BaTiO 4, BaTiO 3, Ba 2 TigO 20, BaTi 5 O 11, CaTiO 3, SrTiO 3, PbTiO 3 , MgTiO 3 , ZrTiO 2 , SnTiO 4 , Al 2 TiO 5 , FeTiO 3 .
산화지르코늄으로서는, ZrO2을 들 수 있고, 지르콘산 화합물로서는, 예를 들면 BaZrO3, ZrSiO4, PbZrO3, MgZrO3, K2ZrO3을 들 수 있다.Examples of zirconium oxide include ZrO 2 , and examples of the zirconic acid compound include BaZrO 3 , ZrSiO 4 , PbZrO 3 , MgZrO 3 , and K 2 ZrO 3 .
C. PZT(티탄산지르콘산납), PLZT, PLLZT, PBZT 등의 세라믹스 또는 유전체(강유전체).C. Ceramics or dielectrics (ferroelectrics) such as PZT (lead zirconate titanate), PLZT, PLLZT, PBZT.
D. 질화규소, 질화알루미늄, 질화티탄 등의 질화물 세라믹스.D. Nitride ceramics such as silicon nitride, aluminum nitride and titanium nitride.
E. 유기 고분자 재료. 유기 고분자 재료로서는, ―CH―, ―CO―(케톤), ―CONH―(아미드), ―NH―(이미드), ―COO―(에스테르), ―N=N―(아조), ―CH=N―(시프) 등의 결합(광의 조사에 의해 이들 결합이 절단됨)을 갖는 것, 특히, 이들 결합을 많이 갖는 것이면 어떠한 것이어도 무방하다. 또한, 유기 고분자 재료는, 구성식 중에 방향족 탄화수소(1 또는 2 이상의 벤젠환 또는 그의 축합환)를 갖는 것이어도 된다.E. Organic Polymer Materials. Examples of the organic polymer material include -CH-, -CO- (ketone), -CONH- (amide), -NH- (imide), -COO- (ester), -N = N- (azo), and -CH = Any thing may be used as long as it has a bond such as N— (sheep) (these bonds are cleaved by irradiation of light), particularly those having many of these bonds. In addition, the organic polymer material may have an aromatic hydrocarbon (one or two or more benzene rings or a condensed ring thereof) in the structural formula.
이와 같은 유기 고분자 재료의 구체예로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르설폰(PES), 에폭시 수지 등을 들 수 있다.Specific examples of such organic polymer materials include polyethylene, polyolefin such as polypropylene, polyimide, polyamide, polyester, polymethyl methacrylate (PMMA), polyphenylene sulfide (PPS), polyether sulfone (PES), Epoxy resin etc. are mentioned.
F. 금속. 금속으로서는, 예를 들면, Al, Li, Ti, Mn, In, Sn, Y, La, Ce, Nd, Pr, Gd, Sm 중 어느 하나의 금속, 또는, 이들 중 적어도 1종을 함유하는 합금을 들 수 있다.F. Metal. As the metal, for example, metal of any one of Al, Li, Ti, Mn, In, Sn, Y, La, Ce, Nd, Pr, Gd, Sm, or an alloy containing at least one of these Can be mentioned.
또한, 분리층(120)의 두께는, 박리 목적이나 분리층(120)의 조성, 층 구성, 형성 방법 등의 다양한 조건에 따라 상이하지만, 통상적으로는, 1㎚∼20㎛ 정도인 것이 바람직하며, 10㎚∼2㎛ 정도인 것이 보다 바람직하고, 40㎚∼1㎛ 정도인 것이 더 바람직하다. 분리층(120)의 막 두께가 지나치게 작으면, 성막의 균일성이 손상되어, 박리에 고르지 못함이 생기는 경우가 있으며, 또한, 막 두께가 지나치게 두꺼우면, 분리층(120)의 양호한 박리성을 확보하기 위하여, 광의 파워(광량)을 크게 할 필요가 있음과 함께,후에 분리층(120)을 제거할 때에, 그 작업에 시간이 걸린다. 또한, 분리층(120)의 막 두께는, 가능한 한 균일한 것이 바람직하다.In addition, although the thickness of the
분리층(120)의 형성 방법은, 특별히 한정되지 않고, 막 조성이나 막 두께 등의 제반 조건에 따라서 적절히 선택된다. 예를 들면, CVD(MOCVD, 저압 CVD, ECRCVD를 포함함), 증착, 분자선 증착(MB), 링, 이온 플래팅, PVD 등의 각종 기상 성막법, 전기 도금, 침지 도금(디핑), 무전해 도금 등의 각종 도금법, 랭뮤어-블로제트(LB)법, 스핀 코트, 스프레이 코트, 롤 코트 등의 도포법, 각종 인쇄법, 전사법, 잉크 제트법, 분말 제트법 등을 들 수 있고, 이들 중 2 이상을 조합하여 형성할 수도 있다.The formation method of the
예를 들면, 분리층(120)의 조성이 아몰퍼스 실리콘(a-Si)인 경우에는, CVD, 특히 저압 CVD나 플라즈마 CVD에 의해 성막하는 것이 바람직하다.For example, when the composition of the
또한, 분리층(120)을 졸-겔법에 의한 세라믹스로 구성하는 경우나, 유기 고분자 재료로 구성하는 경우에는, 도포법, 특히, 스핀 코트에 의해 성막하는 것이 바람직하다.In the case where the
다음으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 분리층(120) 위에 피전사층(140)을 형성한다. 피전사층(140)은, 분리층(120)에 접하여 형성되는 기초 절연막(142)과, 박막 소자층(144)으로 구성된다. 기초 절연막(142)에는, 예를 들면 SiO2막을 이용할 수 있지만, SiO2 이외에 Si3N4 등의 절연막을 사용할 수도 있다. SiO2막(기초 절연막(142))의 두께는, 그 형성 목적이나 발휘할 수 있는 기능의 정도에 따라서 적절히 결정되지만, 통상적으로는, 10㎚∼5㎛ 정도인 것이 바람직하고, 40㎚∼1㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다. 기초 절연막(142)은, 다양한 목적으로 형성되며, 예를 들면, 피전사층(140)을 물리적 또는 화학적으로 보호하는 보호층, 절연층, 도전층, 레이저광의 차광층, 마이그레이션 방지용의 배리어층, 반사층으로서의 기능 중 적어도 하나를 발휘하는 것을 들 수 있다. 본 발명에서는 특히, 기초 절연막(142)에 표시 소자와 화소 전극과의 양호한 절연성을 유지하여 표시 소자에 충분한 전압을 인가한다고 하는 기능을 갖게 하고 있다.Next, as shown in FIG. 2, the
박막 소자층(144)은, TFT(박막 트랜지스터) 등의 박막 소자를 포함하는 층이며, 폴리실리콘이나 아몰퍼스 실리콘 등의 반도체층, 게이트 절연막, 게이트 전극층, 층간 절연막, 소스·드레인 전극층에 의해 구성된다.The thin
박막 소자층(144)의 최하층에는 화소 전극(151)이 형성된다. 이 화소 전극(151)은, 박막 소자층(144)에 포함되는 TFT 소자를 구성하는 반도체층이나 게이트 전극층, 소스·드레인 전극층과 동일한 층에 형성되는 것이 바람직하다.The
또한, 박막 소자층(144)의 구체적 구성예, 및 제조 방법에 대해서는, 제2 및 제3 실시 형태에서 상세히 설명한다.In addition, the specific structural example and manufacturing method of the thin
화소 전극(151)을 형성한 후, 예를 들면 SiO2으로 이루어지는 절연층으로서의 층간 절연막이나 반도체막을 성막한다.After the
다음으로, 화소 전극(151)과 층간 절연막을 사이에 두고 대향하는 용량 전극(152a)을 형성하고, 화소 전극(151)과 용량 전극(152a) 사이에 축적 용량 CS를 형성한다. 이 때 용량 전극(152a)은, 박막 소자층(144)에 포함되는 TFT를 구성하는 소스·드레인 전극과 동일한 배선층에서 형성되는 것이 바람직하다.Next, the
이와 같이, 층간 절연막을 개재하여 화소 전극(151)과 겹치도록 용량 전극(152a)을 형성함으로써, 개구율을 확보하면서 축적 용량을 형성하는 것이 가능해져서, 소기의 개구율과 축적 용량을 확보할 수 있다.As described above, by forming the
다음으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 박막 소자층(144)을, 접착층(160)을 개재하여 전사체(180)에 접합한다.Next, as shown in FIG. 3, the thin
접착층(160)을 구성하는 접착제의 바람직한 예로서는, 반응 경화형 접착제, 열경화형 접착제, 자외선 경화형 접착제 등의 광경화형 접착제, 혐기 경화형 접착제 등의 각종 경화형 접착제를 들 수 있다. 접착제의 조성으로서는, 예를 들면, 에폭시계, 아크릴레이트계, 실리콘계 등, 어떠한 것이어도 무방하다. 이와 같은 접착층(160)의 형성은, 예를 들면, 도포법에 의해 이루어진다.As a preferable example of the adhesive agent which comprises the
경화형 접착제를 이용하는 경우, 예를 들면 피전사층(140) 위에 경화형 접착제를 도포하고, 그 위에 전사체(180)를 접합한 후, 경화형 접착제의 특성에 따른 경화 방법에 의해 상기 경화형 접착제를 경화시켜서, 피전사층(140)과 전사체(180)를 접착하고, 고정한다. 또한, 본 명세서에서는, 피전사층(140)을 나타내는 표현으로서, 박막 디바이스층이라고 하는 표현도 이용하고 있다.In the case of using a curable adhesive, for example, applying a curable adhesive on the
접착제가 광경화형인 경우, 광 투과성의 기판(100) 또는 광 투과성의 전사체(180)의 한쪽의 외측으로부터(또는 광 투과성의 기판(100) 및 전사체(180)의 양 외측으로부터) 광을 조사한다. 접착제로서는, 박막 디바이스층에 영향을 주기 어려운 자외선 경화형 등의 광경화형 접착제가 바람직하다.When the adhesive is photocurable, light is emitted from one outside of the
또한, 도시한 바와 달리, 전사체(180) 측에 접착층(160)을 형성하고, 그 위에 피전사층(140)을 접착하여도 된다. 또한, 예를 들면 전사체(180) 자체가 접착 기능을 갖는 경우 등에는, 접착층(160)의 형성을 생략하여도 된다.Alternatively, the
전사체(180)로서는, 특별히 한정되지 않지만, 기판(판재), 특히 투명 기판을 들 수 있다. 또한, 이와 같은 기판은 평판이어도, 만곡판이어도 된다. 또한, 전사체(180)는, 기판(100)에 비하여, 내열성, 내식성 등의 특성이 뒤떨어지는 것이어도 무방하다. 그 이유는, 본 발명에서는, 기판(100) 측에 피전사층(140)을 형성하고, 그 후, 피전사층(140)을 전사체(180)에 전사하기 때문에, 전사체(180)에 요구되는 특성, 특히 내열성은, 피전사층(140)의 형성 시의 온도 조건 등에 의존하지 않기 때문이다.Although it does not specifically limit as the
따라서, 피전사층(140)의 형성 시의 최고 온도를 Tmax라 하였을 때, 전사체(180)의 구성 재료로서, 글래스 전이점(Tg) 또는 연화점이 Tmax 이하인 것을 이용할 수 있다. 예를 들면, 전사체(180)는, 글래스 전이점(Tg) 또는 연화점이 바람 직하게는 800℃ 이하, 보다 바람직하게는 500℃ 이하, 더욱 바람직하게는 320℃ 이하인 재료로 구성할 수 있다.Therefore, when the maximum temperature at the time of formation of the to-
또한, 전사체(180)의 기계적 특성으로서는, 어느 정도의 강성(강도)을 갖는 것이 바람직하지만, 가요성, 탄성을 갖는 것이어도 된다.Moreover, although it is preferable to have some rigidity (strength) as a mechanical characteristic of the
이와 같은 전사체(180)의 구성 재료로서는, 각종 합성 수지 또는 각종 글래스재를 들 수 있고, 특히, 각종 합성 수지나 통상의 (저융점의) 저렴한 글래스재가 바람직하다.Examples of the constituent material of the
합성 수지로서는, 열가소성 수지, 열경화성 수지 중 어느 것이어도 되며, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로펠렌 공중 합체, 에틸렌-아세트산 비닐 공중 합체(EVA) 등의 폴리올레핀, 환형 폴리올레핀, 변성 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리카보네이트, 폴리-(4-메틸펜텐-1), 이오너머, 아크릴계 수지, 폴리메틸메타크렐레이트, 아크릴-스티렌 공중 합체(AS 수지), 부타디엔-스티렌 공중 합체, 폴리오 공중합체(EVOH), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리시클로헥산테레프탈레이트(PCT) 등의 폴리에스테르, 폴리에틸, 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르에테르케톤(PEEK(등록상표)), 폴리에테르이미드, 폴리아세탈(POM), 폴리페닐렌옥사이드, 변성 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아릴레이트, 방향족 폴리에스테르(액정 폴리머), 폴리데트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 기타 불소계 수지, 스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 불소 고무계, 염소화 폴리에틸렌계 등의 각종 열가소성 엘라스토머, 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르, 실리콘 수지, 폴리우레탄 등, 또는 이들을 주로 하는 공중합체, 블렌드체, 폴리머 얼로이 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여(예를 들면, 2층 이상의 적층체로 하여) 이용할 수 있다.The synthetic resin may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin, and for example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin, modified polyolefin, Polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, polyimide, polyamideimide, polycarbonate, poly- (4-methylpentene-1), imomer, acrylic resin, polymethyl methacrylate, acrylic-styrene Polyesters such as copolymer (AS resin), butadiene-styrene copolymer, polio copolymer (EVOH), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexane terephthalate (PCT), poly Ethyl, polyether ketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK®), polyetherimide, polyacetal (POM), polyphenylene oxide, stools Polyphenylene oxides, polyarylates, aromatic polyesters (liquid crystal polymers), polydetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, other fluorine resins, styrenes, polyolefins, polyvinyl chlorides, polyurethanes, fluororubbers And various thermoplastic elastomers such as chlorinated polyethylene, epoxy resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyesters, silicone resins, polyurethanes, or copolymers mainly containing these, blends, polymer alloys, and the like. It is possible to use one or two or more of these in combination (for example, as a laminate of two or more layers).
글래스재로서는, 예를 들면, 규산 글래스(석영 글래스), 규산 알카리 유리, 소다 석회 글래스, 칼리 석회 글래스, 납(알칼리) 글래스, 바륨 글래스, 붕소 규소 산 글래스 등을 들 수 있다. 이 중, 규산 글래스 이외의 것은, 규산 글래스에 비하여 융점이 낮고, 또한, 성형, 가공도 비교적 용이하며, 더구나 저렴하여, 바람직하다. 전사체(180)로서 합성 수지로 구성된 것을 이용하는 경우에는, 대형의 전사체(180)를 일체적으로 성형할 수 있음과 함께, 만곡면이나 요철을 갖는 것 등의 복잡한 형상이어도 용이하게 제조할 수가 있고, 또한, 재료 코스트, 제조 코스트도 저렴하다고 하는 다양한 이점을 향수할 수 있다. 따라서, 합성 수지의 사용은, 대형이며 저렴한 디바이스(예를 들면, 액정 디스플레이)를 제조하는데 유리하다.As a glass material, silicate glass (quartz glass), silicate alkali glass, soda-lime glass, kali lime glass, lead (alkali) glass, barium glass, boron silicate glass, etc. are mentioned, for example. Among these, other than silicate glass, melting | fusing point is low compared with silicate glass, shaping | molding and processing are comparatively easy, and also it is inexpensive, and it is preferable. In the case where the
또한, 전사체(180)는, 예를 들면, 액정 셀과 같이, 그 자체 독립된 디바이스를 구성하는 것이나, 예를 들면 컬러 필터, 전극층, 유전체층, 절연막, 반도체 소자와 같이, 디바이스의 일부를 구성하는 것이어도 된다.In addition, the
또한, 전사체(180)은, 금속, 세라믹스, 석재, 목재지 등의 물질이어도 되고, 어떤 물품을 구성하는 임의의 면 위(시계의 면 위, 에어컨의 표면 위, 프린트 기판의 위 등), 또한 벽, 기둥, 천장, 창문 유리 등의 구조물의 표면 위이어도 무방하다.Further, the
본 실시 형태에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 전사체(180)를 접합한 후 또한, 가접착제층(200)을 개재하여 지지 기판(220)을 접합한다. 지지 기판(220)의 접합 공정은 없어도 상관없지만, 전사체(180)에 얇은 합성 수지를 이용한 경우, 전사 후의 가공 취급이 곤란하게 되기 때문에, 전사체(180) 측에 지지 기판(220)을 접합해 두면 된다.In this embodiment, as shown in FIG. 3, after bonding the
가접착제에, 예를 들면 자외선 조사 등의 외적 요인에 의해 자기 박리하는 것을 이용하면, 박막 소자 전사 후에 지지 기판(220) 측으로부터 자외광을 조사함으로써, 용이하게 분리할 수 있다. 가접착제에는, 자외선에 의해 자기 박리하는 것 외에, 가열에 의해 자기 박리하는 것 등을 이용할 수 있다. 지지 기판(220)은, 각종 글래스재나 합성 수지, 금속 등이며, 0.5㎜ 이상의 어느 정도의 두께를 갖는 것이 적당하다. 또한, 자외선에 의해 가전사 기판의 박리를 행하는 경우에는 자외광을 잘 투과하는 재질인 것, 열에 의해 자기 박리를 일으키는 경우에는, 열전도성이 높은 재질을 이용하는 것이 바람직하다.When a temporary adhesive is used for self-peeling by external factors, such as ultraviolet irradiation, for example, it can isolate easily by irradiating an ultraviolet light from the
다음으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(100)의 이면 측으로부터 광을 조사한다. 이 광은, 기판(100)을 투과한 후에 분리층(120)에 조사된다. 이것에 의해, 분리층(120)에 층 내 박리 및/또는 계면 박리가 생겨서, 결합력이 감소 또는 소멸한다.Next, as shown in FIG. 3, light is irradiated from the back surface side of the board |
분리층(120)의 층 내 박리 및/또는 계면 박리가 생기는 원리는, 분리층(120)의 구성 재료에 어브레이션이 생기는 것, 또한, 분리층(120)에 포함되어 있는 가스의 방출, 또한 조사 직후에 생기는 용융, 증산 등의 상 변화에 의한 것인 것이 추 정된다. 여기에서, 어브레이션이란, 조사광을 흡수한 고정 재료(분리층(120)의 구성 재료)가 광화학적 또는 열적으로 여기되고, 그 표면이나 내부의 원자 또는 분자의 결합이 절단되어 방출하는 것을 말하며, 주로, 분리층(120)의 구성 재료의 전부 또는 일부가 용융, 증산(기화) 등의 상 변화가 생기는 현상으로서 나타난다. 또한, 상 변화에 의해 미소한 발포 상태로 되어, 결합력이 저하하는 경우도 있다.The principle that the in-layer peeling and / or interfacial peeling of the
분리층(120)이 층 내 박리를 일으킬지, 계면 박리를 일으킬지, 또는 그 모두일지는, 분리층(120)의 조성이나, 그 밖에 다양한 요인에 좌우되며, 그 요인의 하나로서, 조사되는 광의 종류, 파장, 강도, 도달 깊이 등의 조건을 들 수 있다.Whether the
조사하는 광으로서는, 분리층(120)에 층내 박리 및/또는 계면 박리를 일으키게 하는 것이면 어떠한 것이어도 되며, 예를 들면, X선, 자외선, 가시광, 적외선(열선), 레이저 광, 밀리파, 마이크로파, 전자선, 방사선(α선, β선, γ선) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 분리층(120)의 박리(어브레이션)를 일으키기 쉽다는 점에서, 레이저 광이 바람직하다.The light to be irradiated may be any type as long as the
이 레이저 광을 발생시키는 레이저 장치로서는, 각종 기체 레이저, 고체 레이저(반도체 레이저) 등을 들 수 있지만, 엑시머 레이저, Nd-YAG 레이저, Ar 레이저, CO2 레이저, CO 레이저, He-Ne 레이저 등이 적절히 이용되며, 그중에서도 엑시머 레이저가 특히 바람직하다.Examples of the laser device for generating the laser light include various gas lasers, solid state lasers (semiconductor lasers), and the like. Excimer lasers, Nd-YAG lasers, Ar lasers, and CO 2 are provided. Lasers, CO lasers, He-Ne lasers and the like are suitably used, and among them, excimer lasers are particularly preferred.
엑시머 레이저는, 단파장 영역에서 고에너지를 출력하기 때문에, 매우 단시간에 분리층(120)에서 어브레이션을 일으킬 수 있고, 따라서 인접하는 전사체(180) 나 기판(100) 등에 온도 상승을 거의 발생시키지 않고, 즉 열화, 손상을 발생시키지 않고, 분리층(120)을 박리할 수 있다.Since the excimer laser outputs high energy in the short wavelength region, the excimer laser can cause ablation in the
또한, 분리층(120)에 어브레이션을 발생시킬 때에, 광의 파장 의존성이 있는 경우, 조사되는 레이저광의 파장은, 100∼350㎚ 정도인 것이 바람직하다.In addition, when generating an ablation in the
또한, 분리층(120)에, 예를 들면 가스 방출, 기화, 승화 등의 상 변화를 일으키게 하여 분리 특성을 부여하는 경우, 조사되는 레이저 광의 파장은, 350∼1200㎚ 정도인 것이 바람직하다.In addition, when the
또한, 조사되는 레이저 광의 에너지 밀도, 특히, 엑시머 레이저의 경우의 에너지 밀도는, 10∼5000mJ/㎠ 정도로 하는 것이 바람직하며, 100∼500mJ/㎠ 정도로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 조사 시간은, 1∼1000nsec 정도로 하는 것이 바람직하며, 10∼100nsec 정도로 하는 것이 보다 바람직하다. 에너지 밀도가 낮거나 또는 조사 시간이 짧으면, 충분한 어브레이션 등이 생기지 않고, 또한, 에너지 밀도가 높거나 또는 조사 시간이 길면, 분리층(120)을 투과한 조사광에 의해 피전사층(140)에 악영향을 미칠 우려가 있다.The energy density of the irradiated laser light, in particular, in the case of an excimer laser, is preferably about 10 to 5000 mJ / cm 2, and more preferably about 100 to 500 mJ / cm 2. The irradiation time is preferably about 1 to 1000 nsec, more preferably about 10 to 100 nsec. If the energy density is low or the irradiation time is short, sufficient ablation or the like does not occur, and if the energy density is high or the irradiation time is long, the
레이저광으로 대표되는 조사광은, 그 강도가 균일하게 되도록 조사되는 것이 바람직하다. 조사광의 조사 방향은, 분리층(120)에 대하여 수직인 방향에 한하지 않고, 분리층(120)에 대하여 소정 각도 경사진 방향이어도 된다.It is preferable that irradiated light represented by a laser beam is irradiated so that the intensity may become uniform. The irradiation direction of the irradiation light is not limited to the direction perpendicular to the
또한, 분리층(120)의 면적이 조사광의 1회의 조사 면적보다 큰 경우에는, 분리층(120)의 전체 영역에 대하여, 복수회로 나누어 조사광을 조사할 수도 있다. 또한, 동일 개소에 2회 이상 조사하여도 된다. 또한, 서로 다른 종류, 서로 다른 파장(파장 영역)의 조사광(레이저 광)을 동일 영역 또는 서로 다른 영역에 2회 이상 조사하여도 된다.In addition, when the area of the
다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 기판(100)을 분리층(120)으로부터 이탈시킨다. 이 때 기판(100) 위에 분리층(120)이 부착되는 것이 있다. 이 경우, 잔존하고 있는 분리층(120)을, 예를 들면 세정, 에칭, 애싱, 연마 등의 방법 또는 이들을 조합한 방법에 의해 제거한다. 이것에 의해, 피전사층(140)이, 전사체(180)에 전사된 것으로 된다.Next, as shown in FIG. 4, the
전술한 공정에 의해, 박막 소자(1)가 형성된다.By the above-described process, the
다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 분리면인 기초 절연막(142) 측에 표시 소자층(240), 공통 전극(260), 대향 기판(280)을 형성한다. 이 때, 피전사층(140)의 최하층에 형성한 화소 전극(151)과 표시 소자층(240) 사이에는 기초 절연막(142)을 개재하여 용량(절연 용량) Cd가 형성된다. 이것에 의해 표시 소자층(240)과 화소 전극(151)의 양호한 절연성을 얻을 수 있어, 표시 소자층(240)에 흐르는 리크 전류를 저감할 수 있다. 즉, 표시 성능의 향상과 저소비 전력화를 도모할 수 있다.Next, as shown in FIG. 5, the
여기서, 화소당 표시 소자층(240)의 용량을 Cep, 공통 전극(260)과 화소 전극(151) 사이에 인가되는 전압을 V라고 하면, 화소당 표시 소자층(240)에 걸리는 구동 전압은, Vep=VCd/(Cep+Cd)로 표현할 수 있다. 즉, 표시 소자층(240)에, 그 구동에 필요한 충분한 전압을 인가하기 위해서는, 용량 Cd를 용량 Cep에 대하여 충분히 크게 해 놓을 필요가 있다. 여기에서, 기초 절연막(142)을, 표시 소자 층(240)의 두께에 대하여 충분히 얇게 함으로써, 용량 Cep에 대하여 충분히 큰 용량 Cd라고 할 수 있다. 이상적으로는, 기초 절연막(142)을 표시 소자층(240)의 두께에 대하여 10분의 1 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 기초 절연막(142)에 상당하는 SiO2막의 두께를 10㎚∼5㎛ 정도로 충분히 얇게 설정함으로써, 표시 소자층(240)의 구동에 필요한 충분한 전압을 인가하면서, 화소 전극(151)과 표시 소자층(240) 사이의 양호한 절연성을 갖게 할 수 있다. 기초 절연막(142)에 사용하는 SiO2의 비유전률은 4 정도이지만, 보다 비유전률이 높은 SI3N4 등(비유전률 7 정도)을 사용하여도 된다. 이렇게 함으로써, 화소 전극(151)과 표시 소자층(240) 사이의 보다 양호한 절연성을 유지할 수 있다.Here, assuming that the capacitance of the
표시 소자층(240)으로서는, 전기 영동 소자나 액정 등의 전압 구동형의 표시 소자를 이용할 수 있다. 공통 전극(260)으로서는, 가시광을 투과할 수 있는 투명전극, 예를 들면 산화 인듐 박막(ITO) 등을 이용할 수 있다. 표시 소자에 전류 구동형의 표시 소자(유기 EL 소자나, 전류 구동의 전기 영동 소자)를 이용하는 경우에는, 표시 소자층을 형성하기 전에 기초 절연막을 제거하여 화소 전극을 노출시켜 두면 된다. 화소 전극을 노출시키는 방법으로서는, 에칭, 애싱, 연마 등을 이용할 수 있다. 또한, 포토리소그래피를 사용하여, 화소 전극 부분만 노출시켜도 된다.As the
표시 소자층(240), 공통 전극(260), 대향 기판(280)의 형성 과정은 이 순서일 필요는 없고, 미리 PET 필름 등의 수지 기판 위에 공통 전극(260)과 표시 소자층(240)이 적층된 시트를, 전사체에 접착하여도 된다. 예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이 전기 영동 재료가 봉입된 마이크로 캡슐(242)이 ITO를 갖는 PET 필름(282)에 코팅된 것을, 피전사층(140)의 분리면에 접착하여도 된다.The process of forming the
전사체(180)에 지지 기판(220)을 접합하고 있는 경우에는, 전사체(180)의 재단이나 실장 등의 가공을 실시한 후, 지지 기판(220)으로부터 전사체(180)마다 박막 소자층(144)을 분리하는 것이 바람직하다. 또한, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이, 가접착제에 자외광으로 자기 박리하는 것을 이용한 경우에는, 가전사 기판 측으로부터 자외광을 조사함으로써 분리할 수 있다.In the case where the
이상의 공정을 거쳐, 도 8에 도시한 구조의 표시 장치(5)가 형성된다. 본 실시 형태의 박막 소자의 전사 방법에 의하면, 작성원의 기판(100)에 작성한 박막 소자(1)를, 1회의 전사 공정에서 전사체(180)에 전사하고, 전사체 위에 표시 장치(5)를 형성하는 것이 가능하게 된다. Through the above steps, the
따라서, 1회의 전사 공정에 의해, 개구율과 축적 용량을 확보한 박막 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.Therefore, the manufacturing method of the thin film element which ensured the aperture ratio and the storage capacity by one transfer process can be provided.
<제2 실시 형태><2nd embodiment>
다음으로, 제2 실시 형태로서의, 전기 영동 표시 장치에 대하여 설명한다. 이하, 기판 위에 전기 영동 표시 장치의 화소 회로나 주변 회로를 형성하고, 이것을 전사체에 전사하는 경우의 구체적인 회로 구성과 제조 프로세스의 예를 설명한다.Next, an electrophoretic display device as a second embodiment will be described. Hereinafter, a specific circuit configuration and an example of a manufacturing process in the case where a pixel circuit or a peripheral circuit of an electrophoretic display device are formed on a substrate and are transferred to a transfer body will be described.
제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 비교하여, 화소 회로 및 주변 회로를 포함하는 박막 소자층의 구성의 일 양태에 대하여, 보다 구체적으로 설명한다. 또 한, 제1 실시 형태와 공통인 구성 부위에 대해서는 동일한 번호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다.In 2nd Embodiment, 1 aspect of the structure of the thin film element layer containing a pixel circuit and a peripheral circuit is demonstrated more concretely than 1st Embodiment. In addition, about the structural part common to 1st Embodiment, the same number is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
우선, 회로 구성에 대하여 설명한다. 도 9는, 전기 영동 표시 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 9에 도시한 전기 영동 표시 장치는, 복수의 주사선(32)과, 해당 주사선(32)을 순차적으로 선택하기 위한 주사 드라이버(20)와, 주사선(32)과 교차하여 설치되는 복수의 데이터선(33)과, 해당 데이터선(33)을 순차적으로 선택하기 위한 데이터 드라이버(10)와, 주사선(32)과 데이터선(33)와의 각 교점에 설치되고, 매트릭스 형상으로 배치되는 화소 회로(31)를 포함하여 이루어지는 액티브 매트릭스부(30)와, 해당 데이터 드라이버(10)와 주사 드라이버(20)를 제어하는 주변 회로(40)를 포함하여 구성되어 있다.First, the circuit configuration will be described. 9 is a block diagram showing the configuration of the electrophoretic display device. The electrophoretic display device shown in FIG. 9 includes a plurality of
본 실시 형태에서는, 주사 드라이버(20), 데이터 드라이버(10), 액티브 매트릭스부(30), 주변 회로(40) 중 어느 하나가, 전술한 박막 소자(1)로 구성된다. 즉, 데이터 드라이버(10), 주사 드라이버(20), 액티브 매트릭스부(30)의 전부를, 박막 소자(1)로 일체 형성하여도 되고, 개별로 전사체(180)에 형성한 부품을, 뒤부터 배선하여 조합하여도 된다. 또한, 액티브 매트릭스부(30)만을 박막 소자(1)로 구성하고, 데이터 드라이버(10)나 주사 드라이버(20)에는, IC를 이용하여도 된다.In the present embodiment, any one of the scan driver 20, the data driver 10, the
또한, 이후의 설명에서, 데이터 드라이버(10), 주사 드라이버(20), 주변 회로(40)를 총칭하여 주변 회로라고도 한다.In the following description, the data driver 10, the scan driver 20, and the peripheral circuit 40 are collectively referred to as a peripheral circuit.
도 10은, 화소 회로(31)의 상세 구성을 설명하는 회로도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 화소 회로(31)는, 전기 영동 소자(37)와, 이 전기 영동 소자(37)의 전기 분극 상태를 유지하기 위한 축적 용량 CS와, 스위칭 동작을 행하여 축적 용량CS에 전하를 축적시키기 위한 선택 트랜지스터(34)와, 전기 영동 소자(37)에 직렬로 삽입되고, 리크 전류를 억제하기 위한 절연 용량 Cd를 포함하여 구성되어 있다.선택 트랜지스터(34)는, 게이트에 주사선(32)이 접속되고, 소스에 데이터선(33)이 접속되며, 드레인에 전기 영동 소자(37) 및 축적 용량 CS의 각각의 한쪽 단이 접속되어 있다. 저전위선(35)은, 축적 용량 CS의 다른 쪽 단에 접속되어 있다.10 is a circuit diagram illustrating the detailed configuration of the
또한, 이후의 설명에서, 선택 트랜지스터, 및 주변 회로에 형성된 TFT를 총칭하여 TFT라고도 한다.In the following description, the selection transistors and the TFTs formed in the peripheral circuits are collectively referred to as TFTs.
다음으로, 기판 위에 CMOS 구조의 TFT로 전기 영동 표시 장치의 구동 회로를 형성하고, 이것을 전사체에 전사하는 경우의 구체적인 제조 프로세스의 예를 설명한다.Next, an example of the specific manufacturing process in the case of forming the drive circuit of an electrophoretic display apparatus by TFT of a CMOS structure on a board | substrate, and transferring this to a transfer body is demonstrated.
<공정 1><
도 11에서, 화소 회로 영역은 선택 트랜지스터(34) 및 축적 용량 CS(도 10 참조), 화소 전극이 형성되는 영역이다. 주변 회로 영역은, 데이터 드라이버(10)나 주사 드라이버(20) 등의 구동 회로나, 주변 회로(40)(도9 참조)나 보호 회로가 형성되는 영역이다. 외부 접속 영역이란, 외부 접속 단자가 형성되는 영역이다. 또한, 도 12 이후의 각 도면에서는, 도면상에서의 화소 회로 영역 등의 기재는 생략하고 있지만, 도 11과 마찬가지의 영역이 형성되어 있는 것으로서 설명한다.In FIG. 11, the pixel circuit region is a region where the
우선, 도 11에 도시한 바와 같이, 기판(예를 들면 석영 기판)(100) 위에, 분리층(예를 들면, LPCVD법에 의해 형성된 아몰퍼스 실리콘층)(120)과, 기초 절연막 (예를 들면, SiO2막)(142)과, 아몰퍼스 실리콘층(예를 들면 LPCVD법에 의해 형성됨)을 순차적으로 적층 형성하고, 계속해서, 아몰퍼스 실리콘층의 전체면에 상방으로부터 레이저광을 조사하고, 어닐링을 실시한다. 이것에 의해, 아몰퍼스 실리콘층은 재결정화하여 폴리실리콘층(143)으로 된다. 계속해서, 레이저 어닐링에 의해 얻어진 폴리실리콘층(143)을 패터닝하여, 폴리실리콘 아일런드(143a, 143b, 143c)를 형성한다. 또한, 폴리실리콘 아일런드(143a)는, 최종적으로 화소 전극으로 되는 부위이다.First, as shown in FIG. 11, on a substrate (for example, a quartz substrate) 100, a separation layer (for example, an amorphous silicon layer formed by LPCVD) 120 and a base insulating film (for example, , SiO 2 film) 142, and an amorphous silicon layer (for example, formed by LPCVD method) are sequentially laminated and then irradiated with laser light from the entire surface of the amorphous silicon layer from above to perform annealing. Conduct. As a result, the amorphous silicon layer is recrystallized into a
<공정 2><Step 2>
도 12에 도시한 바와 같이, N형 TFT로 되는 영역과 용량 형성부에, 예를 들면 인(P)을 고농도로 이온 주입하고, 고농도(n+) 소스·드레인 영역을 형성한다. 이 때, 후에 P형 TFT로 되는 영역에는 폴리이미드 등으로 이루어지는 마스크층(171)을 형성하여 두지만, N형 TFT를 LDD 구조로 하는 경우에는, 후에 저농도(n-) 소스·드레인 영역으로 되는 영역(=LDD 영역)에도 마스크층(171)을 형성해 둔다. 이것에 의해, n+층(144)이 형성된다.As shown in FIG. 12, phosphorus (P) is ion-implanted at high concentration into the area | region and capacitance formation part which become an N-type TFT, for example, and a high concentration (n +) source / drain region is formed. At this time, a
<공정 3><Step 3>
도 13에 도시된 바와 같이, 폴리실리콘 아일런드(143a, 143b)를 덮는 게이트 절연막(153)을, 예를 들면, CVD법에 의해 형성한다.As shown in FIG. 13, the
<공정 4><Step 4>
도 14에 도시된 바와 같이, 폴리실리콘 혹은 메탈 등으로 이루어지는 게이트 전극(252)을 화소 회로 영역 및 주변 회로 영역에서 게이트 절연막(153) 위에 형성한다. 또한, 동일 공정에서, 저전위선(35)(도 10)에 접속된 용량 전극(152)을 폴리실리콘 아일런드(143a)(화소 전극)와 겹치도록 게이트 절연막(153) 위에 형성한다.As shown in FIG. 14, a
또한,N형 TFT를 LDD 구조로 하는 경우에는, 이 후 예를 들면 인(P) 등을 저농도로 이온 주입하여, 자기 정합적으로 저농도(n-) 소스·드레인 영역을 형성한다. 여기에서는, 후에 P형 TFT로 되는 영역에 마스크층(172)을 형성하고 있지만, 다음 공정에서 고농도(p+) 영역을 형성하므로, 마스크층(172)은 형성하지 않아도 되는 경우도 있다.In the case where the N-type TFT has an LDD structure, for example, phosphorus (P) or the like is ion implanted at a low concentration to form a low concentration (n-) source / drain region in a self-aligned manner. Here, although the
<공정 5><
도 15에 도시한 바와 같이, 폴리이미드 등으로 이루어지는 마스크층(173)을 게이트 전극(252)을 덮도록 형성한 후, 셀프얼라인으로, 예를 들면 붕소(B)의 이온 주입을 행한다. 이것에 의해, p+층(146)이 형성된다.As shown in FIG. 15, after forming the
<공정 6><Step 6>
도 16에 도시한 바와 같이, 층간 절연막(147)을 형성한 후, 선택적으로, 컨택트홀(157a)과 외부 접속용 개구부(157b)를 형성한다. 컨택트홀부에서는 층간 절연막(147)과 게이트 절연막(153)이 선택적으로 에칭되고, 에칭은 폴리실리콘층과의 계면에서 멈춘다. 외부 접속용 개구부(157b)에서는, 층간 절연막(147), 게이트 절연막(153), 기초 절연막(142)이 선택적으로 에칭되고, 에칭은 분리층(120)과의 계면에서 멈춘다.As shown in Fig. 16, after the
<공정 7><Step 7>
도 17에 도시한 바와 같이, 컨택트홀(157a)에 소스·드레인 전극(158)을 형성한다. 또한, 외부 접속용 개구부(157b)에는, 분리층(120)에 접하여 소스·드레인 전극(158)이 형성된다. 이 부분은 후의 전사 공정을 거쳐 외부 접속 단자(149)(도20 참조)로 된다.As shown in FIG. 17, the source-
이것에 의해, 화소 회로 영역에는, 선택 트랜지스터(34)가 형성된다. 또한, 선택 트랜지스터(34)의 드레인 단자와 접속하는 화소 전극(151)과 게이트 절연막(153)을 개재한 용량 전극(152)에 의해, 축적 용량 CS가 형성되어 있다.As a result, the
또한, 주변 회로 영역에는, 복수의 TFT(165)가 형성되어 있다. 선택 트랜지스터(34), 및 복수의 TFT(165)는, 톱 게이트형(스태거형)의 박막 트랜지스터이다.In the peripheral circuit region, a plurality of
<공정 8><Step 8>
도 18에 도시한 바와 같이, 제2 층간 절연막으로 되는 보호막(159)을 형성한다. 보호막의 재질은 절연성이 높고, 또한 평탄성이 높은 재질이 바람직하다. 예를 들면, SiO2이나 SiNx이면, CVD로 형성하는 것이 바람직하다. 아크릴이나 폴리이미드 등의 수지이면, 스핀 코트에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 보호막(159)에는, 접착제층 등으로부터 TFT층에의 이온 등의 콘터미네이션을 방지하거나, 외부로부터의 스트레스를 완화한다고 하는 효과가 있지만, 반드시 형성할 필요는 없다.As shown in FIG. 18, the
이렇게 하여 형성된 기초 절연막(142)으로부터 보호막(159)까지의 TFT나, 외부 접속 단자를 포함하는 적층 구조가 제1 실시 형태에서의 피전사층(140)에 상당 한다.The stacked structure including the TFT from the
<공정 9><Step 9>
도 19에 도시한 바와 같이, 보호막(159) 위에 접착층(160)(본 실시 형태에서는 에폭시 수지를 이용하고 있음)을 형성하고, 다음으로, 그 접착층(160)을 개재하여, 전사체(예를 들면, 소다 글래스 기판)(180)를 접착한다. 계속하여, 열을 가하여 에폭시 수지를 경화시켜서, 전사체(180)과 박막 소자층을 접착(접합)한다.As shown in FIG. 19, the adhesive layer 160 (in this embodiment, an epoxy resin is used) is formed on the
또한, 접착층(160)은 자외선 경화형 접착제인 포토폴리머 수지이어도 된다. 이 경우에는, 열이 아니라 전사체(180) 측으로부터 자외선을 조사하여 폴리머를 경화시킨다.The
<공정 10><Step 10>
도 19에 도시한 바와 같이, 기판(100)의 이면으로부터, 예를 들면, Xe-Cl 엑시머 레이저광을 조사한다. 이것에 의해, 분리층(120)의 층 내 및/또는 계면에서 박리를 생기게 한다.As shown in FIG. 19, Xe-Cl excimer laser beam is irradiated from the back surface of the board |
<공정 11><Step 11>
도 20에 도시한 바와 같이, 기판(100)을 떼어내고, 분리층(120)을 에칭에 의해 제거한다. 이것에 의해,CMOS 구성의 TFT가, 전사체(180)에 전사된 것으로 된다. 이 때, 외부 접속 단자(149)가 분리 최표면에 나타나 있다. 또한, 분리면 측으로부터 1층의 기초 절연막(142)을 개재한 부분에, 폴리실리콘으로 이루어지는 화소 전극(151)이 형성된 구조로 된다.As shown in FIG. 20, the
또한, 도 20에서의 기초 절연막(142)으로부터 보호막(159)까지의 TFT나, 외 부 접속 단자를 포함하는 적층 구조가 제1 실시 형태에서의 박막 소자층(144)에 상당하고 있다. In addition, the laminated structure including the TFT from the
<공정 12><Step 12>
마지막으로, 도 21에 도시한 바와 같이, 기초 절연막(142) 측에 표시 소자층(전기 영동 표시 소자층)(240)을 형성한다.Finally, as shown in FIG. 21, a display element layer (electrophoretic display element layer) 240 is formed on the
본 제2 실시 형태에 의하면, 축적 용량 CS를 구성하는 1쌍의 전극 중 한 쪽이 화소 전극(151)과 겸용되기 때문에, 화소가 고정밀하게 되어도, 큰 축적 용량 CS가 확보되기 용이하여, 고품질의 표시를 가능하게 한다. 특히, 용량 전극(152)과 화소 전극(151)을 게이트 절연막(153)을 개재시켜 겹쳐 배치함으로써, 화소 전극의 크기를 작게 하지 않고, 축적 용량 CS를 확보할 수 있다. 환언하면, 소기의 화소 전극의 개구율과, 충분한 축적 용량 CS를 확보할 수 있다.According to the second embodiment, since one of the pair of electrodes constituting the storage capacitor CS is used in combination with the
또한,2회 전사법에서는 외부 접속 단자나 화소 등의 전극을 피전사층의 최표면 측(도 20에서의 접착층(160) 측)에 형성할 필요가 있기 때문에, 통상적으로는, 보호막(159) 형성 후에 컨택트홀 형성과 전극 형성의 공정이 가해진다. 한편, 본 실시 형태에서는, 화소 전극(151)을 분리면 측에 형성하므로, 보호막(159)의 최표면에는 전극을 형성하는 공정은 필요가 없다. 즉, 2회 전사와 비교하여, 피전사층 제조 공정에서도 전사 공정에서도 제조 공정이 적게 끝나서, 저코스트화와 TAT 단축이 실현되어 있다.In the two-time transfer method, since electrodes such as external connection terminals and pixels need to be formed on the outermost surface side of the transfer layer (the
또한, 본 실시 형태의 톱 게이트형 TFT는, 후술하는 제3 실시 형태에서의 보텀 게이트형 FTF보다도 미세화가 용이하기 때문에, 해당 TFT에 비하여 고정밀화, 및 주변 회로의 고집적화를 도모할 수 있다.In addition, since the top gate type TFT of the present embodiment is easier to be miniaturized than the bottom gate type FTF in the third embodiment described later, it is possible to achieve higher precision and higher integration of the peripheral circuit than the TFT.
<제3 실시 형태>Third Embodiment
다음으로, 제3 실시 형태에 따른 전기 영동 표시 장치에 대하여 설명한다. 이하, 제2 실시 형태의 전기 영동 표시 장치와 공통의 구성 부위에 대해서는 동일한 번호를 붙이고, 중복된 설명을 생략한다.Next, an electrophoretic display device according to a third embodiment will be described. Hereinafter, the components common to the electrophoretic display device of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
제3 실시 형태와, 제2 실시 형태와의 차이는, 박막 소자층에 형성된 TFT의 구성이 서로 다른 점이다. 구체적으로는, 제3 실시 형태의 박막 소자층에는, 역스태거형의 TFT가 형성된다.The difference between the third embodiment and the second embodiment is that the TFTs formed in the thin film element layer are different from each other. Specifically, an inverse staggered TFT is formed in the thin film element layer of the third embodiment.
우선, 본 실시 형태의 전기 영동 표시 장치의 기본 구성, 및 화소 회로 구성은, 도 9, 도 10에 도시된 제2 실시 형태의 구성과 동일하다.First, the basic configuration and the pixel circuit configuration of the electrophoretic display device of the present embodiment are the same as those of the second embodiment shown in FIGS. 9 and 10.
다음으로, 본 실시 형태의 전기 영동 표시 장치의 작성 프로세스를 설명한다.Next, the creation process of the electrophoretic display device of the present embodiment will be described.
<공정 1><
도 22에서, 화소 회로 영역은 선택 트랜지스터(34) 및 축적 용량 CS(도 10 참조), 화소 전극(151)이 형성되는 영역이다. 주변 회로 영역이란, 데이터 드라이버(10)나 주사 드라이버(20) 등의 구동 회로나, 주변 회로(40)(도 9 참조)나 보호 회로가 형성되는 영역이다. 외부 접속 영역이란, 외부 접속 단자가 형성되는 영역이다. 또한, 도 23 이후의 각 도면에서는, 도면상에서의 화소 회로 영역 등의 기재는 생략하고 있지만, 도 22와 마찬가지의 영역이 형성되어 있는 것으로서 설명한다.In FIG. 22, the pixel circuit region is a region where the
우선, 도 22에 도시한 바와 같이, 기판(예를 들면 석영 기판)(100) 위에, 분리층(예를 들면, LPCVD법에 의해 형성된 아몰퍼스 실리콘층)(120)과, 기초 절연막(142)(예를 들면, SiO2막)을 순차적으로 적층 형성한다. 다음으로, 탄탈(Ta)이나 크롬(Cr) 등으로 이루어지는 금속 박막(150)을, 물리 기상 퇴적법에 의해 100∼300㎚퇴적시킨다. 그 후, 포토리소그래피법에 의해 금속 박막(150)을 게이트 전극(252)이나 화소 전극(151), 배선으로 가공한다. 게이트 전극(252)이나 배선이, 후에 형성하는 표시 소자층에 미치는 전기적 영향을 저감하기 위하여, 이들은 될 수 있는 한 가는 배선 폭으로 하는 것이 바람직하다. 특히, 게이트 전극의 배선 폭이, 화소 전극의 폭의 10분의 1 이하로 되도록 한다. 여기에서, 화소 전극의 폭은, 평면에서 보았을 때 폭협 방향의 폭을 가리키며, 구체적으로는 4㎛ 이하의 배선 폭이 바람직하다.First, as shown in FIG. 22, on a substrate (for example, a quartz substrate) 100, a separation layer (for example, an amorphous silicon layer formed by LPCVD method) 120, and a base insulating film 142 ( For example, a SiO 2 film) is sequentially laminated. Next, the metal
<공정 2><Step 2>
도 23에 도시한 바와 같이, 게이트 전극(252) 및 화소 전극(151)의 상층에, 게이트 절연막(153)인 수소화 질화실리콘막(SiNx)을, 플라즈마 화학 기상 퇴적(PECVD)법에 의해 모노실란(SiH4)과 암모니아(NH3)를 원료 기체로서 퇴적시킨다.게이트 절연막(153)의 두께는, 300㎚ 정도이다. 계속해서, 게이트 절연막(153) 위에, 모노실란과 수소를 원료로 하여, 진성 비정질 실리콘막(154)을 50∼150㎚ 정도, PECVD법에 의해 퇴적시킨다. 이 층은 후에, 트랜지스터의 채널부로 된다.As shown in FIG. 23, monosilane is deposited on the upper layer of the
<공정 3><Step 3>
도 24에 도시한 바와 같이, 게이트 전극(252)의 상층 측에 에칭 스토퍼(155)로 되는 질화실리콘막을 퇴적하고, 포토리소그래피법에 의해 아일런드 형상으로 가공한다. 이 질화실리콘막은, 후에 소스·드레인 영역으로 되는 n형 비정질 실리콘 막을 에칭 가공할 때에 채널부 실리콘층을 보호할 목적으로 형성되지만, 생략하는 것도 가능하다.As shown in FIG. 24, the silicon nitride film which becomes the
<공정 4><Step 4>
도 25에 도시한 바와 같이, 에칭 스토퍼(155), 진성 비정질 실리콘막(154) 위에, 인을 1×1020cm-3 정도 포함한 n형 비정질 실리콘층(156)을 PECVD법에 의해 퇴적하고, 소스·드레인 영역으로 한다.As illustrated in FIG. 25, an n-type
<공정 5><
도 26에 도시한 바와 같이, 포토리소그래피법에 의해, 진성 비정질 실리콘막(154)과 n형 비정질 실리콘층(156)을 동시에 TFT 형상을 따라 섬 형상으로 가공한다.As shown in Fig. 26, the intrinsic
<공정 6><Step 6>
도 27에 도시한 바와 같이, 화소 전극(151)과 소스·드레인 전극(158)(도 28참조)의 접합과, 외부 접속용의 소스·드레인 전극(158)을 분리층(120) 측에 인출하기 위하여, 외부 접속 영역에 컨택트홀(157)을 개구한다.As shown in FIG. 27, the junction between the
<공정 7><Step 7>
도 28에 도시한 바와 같이, 알루미늄 등의 금속 재료를 스퍼터법에 의해 퇴 적하고, 소스·드레인 전극(158)을 형성한다. 포토리소그래피법으로 가공함으로써, 소스·드레인 영역의 분리와 배선이 형성된다. 또한, 외부 접속 영역에는, 분리층(120)에 접하는 외부 접속 단자(149)가 형성된다. 또한, 동일 공정에서, 저전위선(35)(도 10)에 접속된 용량 전극(152)을 화소 전극(15l)과 겹치도록 게이트 절연막(153) 위에 형성한다.As shown in FIG. 28, metal materials, such as aluminum, are deposited by sputtering method, and the source-
이것에 의해, 화소 회로 영역에는, 선택 트랜지스터(234)가 형성된다. 또한, 선택 트랜지스터(234)의 드레인 단자와 접속하는 화소 전극(151)과 게이트 절연막(153)을 개재한 용량 전극(152)에 의해, 축적 용량 CS가 형성되어 있다.As a result, the
또한, 주변 회로 영역에는, 복수의 TFT(265)가 형성되어 있다. 선택 트랜지스터(234), 및 복수의 TFT(265)는, 보텀 게이트형(역스태거형)의 박막 트랜지스터이다.In the peripheral circuit region, a plurality of
<공정 8><Step 8>
도 29에 도시한 바와 같이, 수소화 질화실리콘막을 PECVD법으로 퇴적하고, 보호막(159)을 형성한다.As shown in FIG. 29, a hydrogenation silicon nitride film is deposited by PECVD, and a
이렇게 하여 형성된 기초 절연막(142)으로부터 보호막(159)까지의 TFT나, 외부 접속 단자를 포함하는 적층 구조가 제1 실시 형태에서의 피전사층(140)에 상당한다.The laminated structure including the TFT from the
<공정 9><Step 9>
도 30에 도시한 바와 같이, 접착층(160)을 개재하여, 플라스틱 기판으로 이루어지는 전사체(180)과 박막 소자층을 접합한다.As shown in FIG. 30, the
다음으로, 작성원의 기판(100) 측으로부터 레이저를 조사함으로써, 기판(100)과 분리층(120), 또는 분리층(120)과 기초 절연막(142)과의 계면에서 박리를 생기게 한다. 이것에 의해, 도 31에 도시한 바와 같이, 전사체(180)에 박막 디바이스(소자층)가 전사된다. 전사체(180) 측에 분리층(120)이 남아 있는 경우에는, 드라이 에칭 등으로 제거한다. 이와 같이 하여, 외부 접속 단자(149)가 분리 최표면에 나타난다. 또한, 분리면 측에서 1층의 기초 절연막(142)을 개재한 부분에, 게이트 전극(252)과 동일한 재질로 화소 전극(151)이 형성된 구조로 된다.Next, by irradiating a laser from the
<공정 10><Step 10>
마지막으로, 도 32에 도시한 바와 같이, 기초 절연막(142) 측에 표시 소자층(전기 영동 표시 소자층)(240)을 형성한다.Finally, as shown in FIG. 32, a display element layer (electrophoretic display element layer) 240 is formed on the
여기서 TFT가, 종래예로서의 도 33에 도시한 바와 같은 톱 게이트 구조인 경우를 고려한다. 톱 게이트 구조의 TFT는, 반도체층을 형성한 후에 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하여 작성한다. 이것에 의해 TFT는, 게이트 전극의 하측에 반도체층이 형성된 구조로 된다. 이와 같은 구조를 형성한 후, 본 발명과 마찬가지로 제조원 기판을 박리하고, 기초 절연막 위에 표시 소자층과 대향 전극을 형성하여, 표시 장치를 형성한다. 이 때, TFT의 채널 영역으로부터 표시 소자층을 보면, 순서대로 기초 절연막, 표시 소자층을 개재하여 대향 전극이 존재하게 된다. 여기에서, 표시 장치 동작 시에 대향 전극에 어떠한 전위가 공급되면, 이것이 TFT채널에 대하여 백 게이트 전계를 부여하는 상태로 되어, TFT의 오동작을 초래할 가능성이 있다.Here, the case where the TFT has a top gate structure as shown in Fig. 33 as a conventional example is considered. A TFT having a top gate structure is formed by forming a gate insulating film and a gate electrode after forming a semiconductor layer. As a result, the TFT has a structure in which a semiconductor layer is formed below the gate electrode. After forming such a structure, a manufacturer substrate is peeled off similarly to this invention, a display element layer and a counter electrode are formed on a base insulating film, and a display apparatus is formed. At this time, when the display element layer is viewed from the channel region of the TFT, the counter electrode is present through the base insulating film and the display element layer in order. Here, if any potential is supplied to the counter electrode during the operation of the display device, it is in a state of giving a back gate electric field to the TFT channel, which may cause malfunction of the TFT.
이것에 대하여, 본 실시 형태의 구조에서는, TFT의 채널과 대향 전극 사이에 게이트 전극(252)이 존재하므로, 대향 전극 전위가 TFT의 채널에 미치는 영향을 저감할 수 있다. 즉, 1회 전사법을 적용할 경우, 박막 소자(1)로서 톱 게이트형 TFT를 이용하는 것보다도, 보텀 게이트형의 TFT를 이용한 쪽이, 표시 소자층(240) 형성 후의 대향 전극 전위가 TFT 동작에 미치는 영향을 저감할 수 있다.On the other hand, in the structure of this embodiment, since the
또한,2회 전사법을 이용하는 경우와 비교하면, 2회 전사법에서는 외부 접속 단자나 화소 등의 전극을, 피전사층(140)의 최표면 측(도 31에서의 접착층(160) 측에 형성할 필요가 있다. 따라서 통상적으로는, 보호막(159) 형성 후에, 컨택트홀 형성과, 예를 들면 ITO 등의 전극 형성의 공정이 가해진다. 본 실시 형태에서는, 게이트 전극층이나 소스·드레인 전극층에서, 분리면 측에 전극을 형성하므로, 피전사층(140)의 최표면에는 전극을 형성할 필요가 없다. 즉, 2회 전사법에 비하여 공정이 적게 끝나, 피전사층(140) 작성 프로세스의 저코스트화도 실현되어 있다.In comparison with the case of using the two-time transfer method, in the two-time transfer method, electrodes such as external connection terminals and pixels are formed on the outermost surface side of the transfer layer 140 (the
또한, 본 실시 형태의 보텀 게이트형 TFT의 제조 공정에 의하면, 제2 실시 형태에서의 톱 게이트형 FTF의 제조 공정보다도 적은 마스크수로, 간편한 제조 방법에 의해, 박막 소자층을 형성할 수 있다.In addition, according to the manufacturing process of the bottom gate type TFT of this embodiment, a thin film element layer can be formed by a simple manufacturing method with fewer masks than the manufacturing process of the top gate type FTF in 2nd Embodiment.
도 1은 기판 위에 분리층을 형성하였을 때의 단면도.1 is a cross-sectional view when a separation layer is formed on a substrate.
도 2는 기판 위에 피전사층을 형성하였을 때의 단면도.2 is a cross-sectional view when a transfer layer is formed on a substrate.
도 3은 기판과 피전사체를 분리하는 공정의 모식도.3 is a schematic view of a process of separating a substrate and a transfer object.
도 4는 기판과 피전사층이 분리된 모습을 나타낸 모식도.4 is a schematic diagram showing a state in which the substrate and the transfer layer are separated.
도 5는 피전사층에 전기 영동 표시 소자층을 형성한 단면도.5 is a cross-sectional view of the electrophoretic display element layer formed on the transfer layer.
도 6은 피전사층에 마이크로 캡슐형의 전기 영동 표시 소자층을 형성한 단면도.Fig. 6 is a cross-sectional view in which a microcapsule type electrophoretic display element layer is formed on a transfer layer.
도 7은 피전사층으로부터 지지 기판을 분리하는 공정의 모식도.7 is a schematic view of a step of separating a support substrate from a transfer layer.
도 8은 전기 영동 표시 장치의 단면도.8 is a cross-sectional view of an electrophoretic display device.
도 9는 전기 영동 표시 장치의 회로 블록도.9 is a circuit block diagram of an electrophoretic display device.
도 10은 전기 영동 표시 장치의 화소 회로.10 is a pixel circuit of an electrophoretic display device.
도 11은 제2 실시 형태에 따른 분리층 형성∼게이트 전극 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.11 is a cross-sectional view of the substrate for explaining a separation layer formation to a gate electrode formation step according to the second embodiment.
도 12는 제2 실시 형태에 따른 게이트 절연막 형성∼진성 비정질 실리콘 막 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.12 is a cross-sectional view of the substrate for explaining a gate insulating film formation to intrinsic amorphous silicon film formation process according to the second embodiment.
도 13은 제2 실시 형태에 따른 에칭 스토퍼 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.13 is a cross-sectional view of a substrate for explaining an etching stopper forming step according to a second embodiment.
도 14는 제2 실시 형태에 따른 n형 진성 비정질 실리콘층 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.14 is a cross-sectional view of a substrate for explaining an n-type intrinsic amorphous silicon layer forming process according to a second embodiment.
도 15는 제2 실시 형태에 따른 비정질 실리콘층 에칭 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.15 is a cross-sectional view of the substrate for explaining an amorphous silicon layer etching step according to the second embodiment.
도 16은 제2 실시 형태에 따른 컨택트홀 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.16 is a cross-sectional view of the substrate for explaining a contact hole forming step according to the second embodiment;
도 17은 제2 실시 형태에 따른 소스·드레인 전극막 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.17 is a cross-sectional view of the substrate for explaining a source / drain electrode film forming step according to the second embodiment.
도 18은 제2 실시 형태에 따른 보호막 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.18 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a protective film forming step according to a second embodiment.
도 19는 제2 실시 형태에 따른 전사 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.19 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a transfer step according to the second embodiment.
도 20은 제2 실시 형태에 따른 기판 분리 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.20 is a cross-sectional view of the substrate for explaining a substrate separation step according to the second embodiment.
도 21은 제2 실시 형태에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도.21 is a cross-sectional view of an electrophoretic display device according to a second embodiment.
도 22는 제3 실시 형태에 따른 분리층 형성∼게이트 전극 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.Fig. 22 is a sectional view of the substrate for explaining a separation layer formation through gate electrode formation step according to the third embodiment.
도 23은 제3 실시 형태에 따른 게이트 절연먹 형성∼진성비정질 실리콘 먹 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.Fig. 23 is a cross-sectional view of the substrate for explaining a gate insulative mud formation through intrinsic amorphous silicon mud formation step according to the third embodiment.
도 24는 제3 실시 형태에 따른 에칭 스토퍼 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.24 is a cross-sectional view of a substrate for explaining an etching stopper forming step according to a third embodiment.
도 25는 제3 실시 형태에 따른 n형 진성 비정질 실리콘층 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.25 is a cross-sectional view of a substrate for explaining an n-type intrinsic amorphous silicon layer forming process according to a third embodiment.
도 26은 제3 실시 형태에 따른 비정질 실리콘층 에칭 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.26 is a cross-sectional view of a substrate for explaining an amorphous silicon layer etching step according to a third embodiment.
도 27은 제3 실시 형태에 따른 컨택트홀 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.Fig. 27 is a sectional view of the substrate for explaining a contact hole forming step according to the third embodiment.
도 28은 제3 실시 형태에 따른 소스·드레인 전극먹 형성 공정을 설명하기 위한 기판. Fig. 28 is a substrate for explaining a source / drain electrode mud forming step according to the third embodiment.
도 29는 제3 실시 형태에 따른 보호막 형성 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.29 is a cross-sectional view of the substrate for explaining a protective film forming step according to the third embodiment.
도 30은 제3 실시 형태에 따른 전사 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.30 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a transfer step according to the third embodiment.
도 31은 제3 실시 형태에 따른 기판 분리 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.31 is a cross-sectional view of a substrate for explaining a substrate separation process according to a third embodiment.
도 32는 제3 실시 형태에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도.32 is a cross-sectional view of an electrophoretic display device according to a third embodiment.
도 33은 종래의 박막 소자의 단면도.33 is a cross-sectional view of a conventional thin film element.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 박막 소자1: thin film element
5: 표시 장치5: display device
34, 234: 선택 트랜지스터(TFT)34, 234: select transistor (TFT)
100: 기판100: substrate
120: 분리층120: separation layer
140: 피전사층140: transfer layer
142: 기초 절연막142: basic insulating film
144: 박막 소자층144: thin film element layer
151: 화소 전극151: pixel electrode
152a: 용량 전극152a: capacitive electrode
158: 소스·드레인 전극158: source and drain electrodes
160: 접착층160: adhesive layer
165, 265: TFT165, 265: TFT
180: 전사체180: transcript
200: 가접착제층200: temporary adhesive layer
220: 지지 기판220: support substrate
240: 표시 소자층240: display element layer
242: 마이크로 캡슐242: microcapsules
252: 게이트 전극252: gate electrode
260: 공통 전극260: common electrode
280: 대향 기판280: opposing substrate
282: PET 필름282: PET film
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