(57)【要約】【課題】製造時或いは使用時における薄膜素子等の破損を抑制し得る技術を提供すること。【解決手段】薄膜体と当該薄膜体を支持する基板とを含む薄膜装置の製造方法であって、第１基板(11)の一面に薄膜体(15)を形成する第１工程と、前記薄膜体を第２基板(18)の一面に接合する第２工程と、前記第１基板を前記薄膜体から取り外すことによって、前記薄膜体を前記第２基板上へ転写する第３工程と、を含み、前記薄膜体は、平面視において複数の隅部を有し、当該複数の隅部のうち少なくとも１つの隅部(15a)が面取りされており、前記第３工程において、前記第１基板は、前記薄膜体の前記１つの隅部と接する側から剥がされる、薄膜装置の製造方法である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜体と当該薄膜体を支持する基板とを含む薄膜装置の製造方法であって、
第１基板の一面に薄膜体を形成する第１工程と、
前記薄膜体を第２基板の一面に接合する第２工程と、
前記第１基板を前記薄膜体から取り外すことによって、前記薄膜体を前記第２基板上へ転写する第３工程と、
を含み、
前記薄膜体は、平面視において複数の隅部を有し、当該複数の隅部のうち少なくとも１つの隅部が面取りされており、
前記第３工程において、前記第１基板は、前記薄膜体の前記１つの隅部と接する側から剥がされる、薄膜装置の製造方法。
【請求項２】
前記薄膜体の前記１つの隅部は、平面視において前記薄膜体の外側へ突出した突起部を有する、請求項１に記載の薄膜装置の製造方法。
【請求項３】
前記薄膜体の前記複数の隅部の全てが面取りされた、請求項１又は２に記載の薄膜装置の製造方法。
【請求項４】
基板と、
前記基板の一面上に設けられた薄膜体と、
を備え、
前記薄膜体は、平面視において複数の隅部を有し、当該複数の隅部のうち少なくとも１つの隅部が面取りされた、薄膜装置。
【請求項５】
前記基板と前記薄膜体との間に設けられた接着層、を更に備える請求項４に記載の薄膜装置。
【請求項６】
前記１つの隅部は、平面視において前記薄膜体の外側へ突出した突起部を有する、請求項４又は５に記載の薄膜装置。
【請求項７】
前記薄膜体の前記複数の隅部の全てが面取りされた、請求項４乃至６の何れか１項に記載の薄膜装置。
【請求項８】
請求項４乃至７の何れか１項に記載の薄膜装置を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜素子（例えば薄膜トランジスタ）などの薄膜体を有する薄膜装置とその製造方法並びに薄膜装置を含んで構成される電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に薄膜素子等を設けて構成された薄膜装置が知られており、種々の用途に用いられている。このような薄膜装置を構成する基板としては、例えばシリコンウェハー、ガラス基板、樹脂フィルム、金属基板等が挙げられる。樹脂フィルムを基板として用い、或いは板厚を薄く形成された金属基板、ガラス基板、シリコンウェハーなどを基板として用いた場合には、基板そのものに可撓性を持たせることができることから、柔軟性を備え、かつ軽量といった特徴を有する薄膜装置を提供することが可能となる。このような特徴を有する薄膜装置を用いることにより、例えばフレキシブルディスプレイ（例えば、電子ペーパー等）と呼ばれる表示装置を実現することが可能となる。
【０００３】
上記のような薄膜装置を製造する方法にはいくつかの例がある。具体的には、（１）基板上に薄膜素子等を直接的に形成する方法、（２）一旦、耐熱性を有するガラス基板等に薄膜素子等を形成しておき、その後に薄膜素子等を基板から分離（剥離）して、樹脂フィルム等の基板上へ接着（接合）するという転写技術を用いる方法（例えば、特許文献１、２参照）、（３）耐熱性を有するガラス基板等の一面に薄膜素子等を形成した後、このガラス基板等の他面側を研磨もしくはエッチング等によって薄くし、その後この薄くしたガラス基板等と薄膜素子等を樹脂フィルム等の基板上へ接着（接合）する方法、などが現在提案されている。
【０００４】
ところで、薄膜装置に曲げ等の変形が生じた場合、薄膜素子には曲げ応力が発生する。一般に、弾性定数が数十ＧＰａと大きい薄膜層では、小さな歪でも大きな応力が発生するので、曲げ等の変形による応力に依っても、薄膜素子等が破断に至る場合がある。このような不都合は、薄膜素子のフレキシブル化によって更に顕著となる。特に、薄膜素子等の端部には、製造過程において実施される切断によって、微小な亀裂やノッチが存在する場合がある。こうした箇所では、材料自身が有する弾性限界が著しく低下しており、応力が集中した際、巨大な応力が局所的に生じ易く、薄膜素子等を破断に至らせる場合がある。
【０００５】
このような点に関し、特開２００６−３０３１６６号公報（特許文献３）には、転写技術を用いて薄膜装置を製造する場合において、予め形成した複数の薄膜装置を個々に切断するための切断領域に無機絶縁膜を形成しないことにより、上述の不都合の解消を図ろうとする技術が提案されている。しかしながら、この従来技術によって薄膜装置を製造する場合においては、予め第１基板上に形成しておいた薄膜素子等を第２基板へ転写する際に、薄膜素子等の端部（特に四隅部）が第１基板から正常に剥離できずに薄膜素子等に破壊をもたらす場合がある。また、上記したような転写技術が用いられたか否かを問わず、薄膜装置の使用時においても、薄膜素子等の端部（特に四隅部）から破壊が生じやすい傾向にある。このため、製造時或いは使用時における薄膜素子等の破損を抑制し得る新規な技術が望まれていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１２５９２９号公報
【特許文献２】特開平１０−１２５９３０号公報
【特許文献３】特開２００６−３０３１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明に係る具体的態様は、製造時或いは使用時における薄膜素子等の破損を抑制し得る技術を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る薄膜装置の製造方法は、薄膜体と当該薄膜体を支持する基板とを含む薄膜装置の製造方法であって、（ａ）第１基板の一面に薄膜体を形成する第１工程と、（ｂ）前記薄膜体を第２基板の一面に接合する第２工程と、（ｃ）前記第１基板を前記薄膜体から取り外すことによって、前記薄膜体を前記第２基板上へ転写する第３工程と、を含み、（ｄ）前記薄膜体は、平面視において複数の隅部を有し、当該複数の隅部のうち少なくとも１つの隅部が面取りされており、（ｅ）前記第３工程において、前記第１基板は、前記薄膜体の前記１つの隅部と接する側から剥がされる、薄膜装置の製造方法である。
【０００９】
ここで、本明細書における「薄膜体」としては、薄膜トランジスタの他に、例えば、薄膜ダイオードや、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子（光センサ、太陽電池）やシリコン抵抗素子、その他の薄膜半導体デバイス、電極（例：ＩＴＯ、メサ膜のような透明電極）、スイッチング素子、メモリー、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録薄膜ヘッド、コイル、インダクター、薄膜高透磁材料およびそれらを組み合わせたマイクロ磁気デバイス、フィルター、反射膜、ダイクロイックミラー等がある。このような薄膜素子（薄膜デバイス）は、その形成方法との関係で、通常、比較的高いプロセス温度を経て形成される。
【００１０】
上記した製造方法においては、薄膜体の少なくとも１つの隅部を面取りし、その箇所から第１基板を剥がすようにすることにより、製造時における隅部への物理的な衝撃が緩和され、薄膜体に含まれる薄膜素子等の破損を抑制することが可能となる。
【００１１】
上記した製造方法において、前記薄膜体の前記１つの隅部は、平面視において前記薄膜体の外側へ突出した突起部を有することも好ましい。
【００１２】
突起部を設けることにより、前記第１基板を前記薄膜体から剥離する際、隅部への衝撃を緩和する効果を更に高めることが可能となる。
【００１３】
また、上記した製造方法においては、前記薄膜体の前記複数の隅部の全てが面取りされていてもよい。
【００１４】
それにより、薄膜体の隅部への衝撃を緩和することができ、破損を抑制する効果が高まる。
【００１５】
本発明に係る薄膜装置は、（ａ）基板と、（ｂ）前記基板の一面上に設けられた薄膜体と、を備え、（ｃ）前記薄膜体は、平面視において複数の隅部を有し、当該複数の隅部のうち少なくとも１つの隅部が面取りされた、薄膜装置である。
【００１６】
上記した薄膜装置においては、薄膜体の少なくとも１つの隅部が面取りされていることから、薄膜装置の使用時等における隅部への物理的な衝撃が緩和され、薄膜体に含まれる薄膜素子等の破損を抑制することが可能となる。
【００１７】
前記基板と前記薄膜体との間には、接着層が設けられていてもよい。すなわち、基板と薄膜体とが接着層を介して接合されていてもよい。
【００１８】
また、薄膜体の前記１つの隅部は、平面視において前記薄膜体の外側へ突出した突起部を有していてもよい。
【００１９】
突起部を設けることにより、前記第１基板を前記薄膜体から剥離する際、隅部への衝撃を緩和する効果を更に高めることが可能となる。
【００２０】
また、前記薄膜体の前記複数の隅部の全てが面取りされていてもよい。
【００２１】
それにより、薄膜体の隅部への衝撃を緩和することができ、破損を抑制する効果が高まる。
【００２２】
本発明に係る電子機器は、上記した本発明に係る薄膜装置を備えて構成される。詳細には、本発明に係る電子機器は、例えば上述した薄膜装置を用いて構成された液晶デバイス等の表示デバイスを表示部として備える。ここで、「電子機器」は、ディスプレイ装置、テレビジョン装置、電子ペーパー、時計、電卓、携帯電話、携帯情報端末等を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、複数の薄膜体が形成された基板の模式平面図である。図２は、図１に示す基板の一部を拡大して示した模式断面図である。図１及び図２に示す複数の薄膜体１５を有する基板２０は、転写元となる基板（図示せず）に各薄膜体１５を形成した後に、これを一旦、仮転写基板へ転写し、さらに最終的な基板である基板２０へ転写することによって得られる。各薄膜体１５は、例えば薄膜トランジスタ等の薄膜素子や配線などを含み、所定の機能を発揮するものであり、図２に示すように、接着層１９を介して基板２０上に配置されている。これらの薄膜体１５は、切断工程を経て個々の薄膜体１５に分離される。製造方法の詳細については更に後述する。本実施形態では、薄膜体１５は、薄膜トランジスタ、配線（走査線、信号線）、画素電極などの要素を含んだ画素回路部、この画素回路部へ駆動信号を供給するドライバ、ドライバへ外部から電力や信号などを伝達するための入力端子などを含み、液晶装置や電気泳動装置などの構成要素として用いられる薄膜回路である。なお、これは薄膜体１５の一例に過ぎない。
【００２５】
図３は、個々の薄膜体を詳細に示す平面図である。図３（Ａ）に示す例の薄膜体１５は、四つの隅部（稜）１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄのそれぞれが円弧状の外縁となるように面取りされた形状（丸型の形状）を有する。図３（Ｂ）に示す例の薄膜体１５は、四つの隅部１５ａ〜１５ｄのそれぞれが直線状の外縁となるように面取りされた形状（多角形型の形状）を有する。薄膜体１５の四隅を面取りする（角が取れた形状とする）ことにより、四隅への物理的な衝撃を分散させることが可能となり、製造時あるいは使用時における破損を抑制することが可能となる。すなわち、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
【００２６】
また、図３（Ｃ）に示すように、薄膜体１５の各隅部１５ａ〜１５ｄに対し、更に微細な突起部１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈを設けてもよい。更に、図３（Ｄ）に示すように、薄膜体１５の各隅部１５ａ〜１５ｄ以外の外縁部にも微細な突起部１５ｉ、１５ｊ、１５ｋ、１５ｍを設けてもよい。各突起部１５ｅ等は、薄膜体１５の外側へ突出した形状を有する。薄膜体１５の各隅部やその他の外縁部に微細な突起部を設けることにより、前述の効果をより高めることができる。なお、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）に示す形状は一例に過ぎず、他にも種々の形状を取り得る。
【００２７】
図４は、薄膜体の他の構成例を示す平面図である。転写技術を用いて本実施形態に係る薄膜体１５を製造する場合には、薄膜体１５の四つの隅部１５ａ〜１５ｄのうち、少なくとも１つの隅部を面取りしておくとよい。図示の例では、一つの隅部１５ａについてのみ面取りがなされている。この場合には、製造元基板である第１基板１１から薄膜体１５を他の基板へ転写する際に、この面取りがなされた一つの隅部１５ａの側から第１基板１１を剥がすとよい。図５は、この転写時の様子を模式的に示す部分斜視図である。このように、角の取れた隅部１５ａの側から第１基板１１を剥がすことにより、薄膜体１５の損傷をより確実に回避することができる。また、本例では、隅部１５ａには突起部１５ｅが設けられていることにより、薄膜体１５の損傷を回避する効果を高めている。なお、他の隅部１５ｂ、１５ｃ、１５ｄについても面取りされていてもよいし、突起部１５ｅは省略されてもよい。
【００２８】
図６及び図７は、薄膜体の製造方法の一例を示す模式断面図である。本実施形態に係る薄膜体１５は、例えば転写技術を用いることによって好適に製造することができる。以下にその詳細を説明する。
【００２９】
まず、転写元基板である第１基板１１上に、剥離層１２を介して、複数の薄膜体１５を有する薄膜素子層１３が形成される（図６（Ａ））。図示のように、薄膜素子層１３は、各薄膜体１５の間に設けられた境界領域１４を有する。各薄膜体１５は、上述のように面取りがなされた隅部を有するように形成される（図３、図４参照）。
【００３０】
ここで、第１基板１１は、信頼性の高い材料で構成されているのが好ましく、特に、耐熱性に優れた材料で構成されていることが好ましい。その理由は、剥離層１２及び薄膜素子層１３を形成する際に、その種類や形成方法によってはプロセス温度が高くなる（例えば３５０〜１０００℃程度）ことがあるからである。具体的には、第１基板１１の構成材料は、歪点が３５０℃以上のものが好ましく、５００℃以上のものがより好ましい。
【００３１】
剥離層１２は、照射される光を吸収し、その層内か界面の少なくとも一方において、剥離を生じるような性質を有するものである。このような剥離層１２としては、例えばアモルファスシリコン膜が好適に用いられる。薄膜素子層１３は、薄膜トランジスタ等の薄膜素子を含む上記した薄膜体１５を含んで構成された層である。
【００３２】
次に、図６（Ｂ）に示すように、第１基板１１の薄膜素子層１３の形成面に仮接着層１６を形成し、この仮接着層１６を介して第２基板としての仮転写基板１８を第１基板１１と接合する。ここで、図示のように、仮転写基板１８には、仮接着層１６と接する面に剥離層１７が設けられていることがより好ましい。剥離層１７は、上記した剥離層１２と同様のものである。また、仮接着層１６は後の工程で除去されるため、除去が容易な水溶性接着材等を用いて形成されることが好ましい。
【００３３】
次に、図６（Ｃ）に示すように、第１基板１１の裏面側から剥離層１２に対して光を照射する。これにより、剥離層１２に剥離が生じ、結合力が減少または消滅する。ここで、照射される光とは、例えばレーザ光である。これにより、図６（Ｄ）に示すように、第１基板１１を離脱させることができる。このとき、上記図５に示したように、第１基板１１は、各薄膜体１５の一つの隅部の側から剥がされる。各薄膜体１５の四つの隅部のうちの一つだけに面取りがなされている場合にはその隅部の側から第１基板１１が剥がされる。
【００３４】
ここで、剥離層１２に剥離が生じる原理は、剥離層１２の構成材料にアブレーションが生じること、また、剥離層１２に含まれているガスの放出、さらには照射直後に生じる溶融、蒸散等の相変化によるものであることが推定される。ここで、アブレーションとは、照射光を吸収した固定材料（剥離層１２の構成材料）が光化学的または熱的に励起され、その表面や内部の原子または分子の結合が切断されて放出することをいい、主に、剥離層１２の構成材料の全部または一部が溶融、蒸散（気化）等の相変化を生じる現象として現れる。また、そのような相変化によって微小な発泡状態となり、結合力が低下することもある。照射光としては、剥離層１２に剥離を起こさせるものであればよく、例えば、Ｘ線、紫外線、可視光、赤外線（熱線）、レーザ光、ミリ波、マイクロ波、電子線、放射線（α線、β線、γ線）等が挙げられるが、そのなかでも、剥離層１２のアブレーションを生じさせやすいという点でレーザ光が望ましい。
【００３５】
なお、薄膜素子層１３に剥離層１２の一部又は全部が残留した場合には、例えば洗浄、エッチング、アッシング、研磨等の方法またはこれらを組み合わせた方法により剥離層１２が除去される。
【００３６】
次に、図７（Ａ）に示すように、薄膜素子層１３の裏面側に接着層１９を形成し、この接着層１９を介して、薄膜素子層１３と転写基板２０とを接合する。転写基板２０としては、例えばプラスチック基板が用いられる。
【００３７】
次に、図７（Ｂ）に示すように、仮転写基板１８の上面側から光を照射する。照射光は、仮転写基板１８を透過して剥離層１７に照射され、剥離層１７に剥離を生じさせる。その結果、仮転写基板１８を取り外すことができる。残留した剥離層１７は、必要に応じてエッチング等の方法によって除去する。また、仮接着層１６は、例えば水で洗浄することにより除去する。以上の工程により、図７（Ｃ）に示す状態となる。
【００３８】
その後、境界領域１４において各薄膜素子１５をダイシング等の方法で切り離すことにより、個々の薄膜素子１５が得られる。境界領域１４は、上述したように無機材料層が除去されているため、切断端面にクラックが生じることがなく、薄膜素子の破壊を防ぐことができる。
【００３９】
次に、上述した薄膜装置を備えた電子機器の具体例について説明する。図８は、薄膜装置を用いて構成された表示部を備えた電子機器の具体例を示す斜視図である。図８（Ａ）は、電子機器の一例である携帯電話機を示す斜視図である。この携帯電話機１０００は、本実施形態にかかる薄膜装置を用いて構成された表示部１００１を備えている。図８（Ｂ）は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、本実施形態にかかる薄膜装置を用いて構成された表示部１１０１を備えている。図８（Ｃ）は、電子機器の一例である携帯型情報処理装置１２００を示す斜視図である。この携帯型情報処理装置１２００は、キーボード等の入力部１２０１、演算手段や記憶手段などが格納された本体部１２０２、及び本実施形態にかかる薄膜装置を用いて構成された表示部１２０３を備えている。
【００４０】
以上のような本実施形態によれば、薄膜体の少なくとも１つの隅部が面取りされていることから、薄膜装置の製造時や使用時等における隅部への物理的な衝撃が緩和され、薄膜体に含まれる薄膜素子等の破損を抑制することが可能となる。
【００４１】
なお、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上述した実施形態においては、薄膜体の好適な製造方法の一例として転写技術を用いる方法が説明されていたが、薄膜体の製造方法はこれに限定されない。また、上述した実施形態においては、薄膜装置を表示デバイスの構成要素として用いる場合を例示していたが、薄膜装置の用途はこれに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】複数の薄膜体が形成された基板の模式平面図である。
【図２】図１に示す基板の一部を拡大して示した模式断面図である。
【図３】個々の薄膜体を詳細に示す平面図である。
【図４】薄膜体の他の構成例を示す平面図である。
【図５】転写時の様子を模式的に示す部分斜視図である。
【図６】薄膜体の製造方法の一例を示す模式断面図である。
【図７】薄膜体の製造方法の一例を示す模式断面図である。
【図８】電子機器の一例を示す模式斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１…第1基板、１２…剥離層、１３…薄膜素子層、１４…境界領域、１５…薄膜体、１６…仮接着層、１７…剥離層、１８…第２基板としての仮転写基板、１９…接着層、２０…転写基板、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ…隅部、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈ、１５ｉ、１５ｊ、１５ｋ、１５ｍ…突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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