(57)【要約】    【課題】  接着材を介して基板と薄膜素子層とが接合されてなる薄膜デバイスにおいて、薄膜素子層に亀裂等の不具合が生じることを抑制可能な技術を提供すること。    【解決手段】  基板(22)と、上記基板の一方面上に設けられる接着層(24)と、薄膜素子を含み、上記接着層によって上記基板の一方面側に接合された薄膜素子層(14)と、上記基板の構成材料の熱膨張率と略等しい熱膨張率を有する材料からなり、上記薄膜素子層の上側の略全体を覆うように設けられる保護層(16)と、を含んで構成される薄膜デバイスである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方面上に設けられる接着層と、
薄膜素子を含み、前記接着層によって前記基板の一方面側に接合された薄膜素子層と、
前記基板の構成材料の熱膨張率と略等しい熱膨張率を有する材料からなり、前記薄膜素子層の上側の略全体を覆うように設けられる保護層と、
を含んで構成される、薄膜デバイス。
【請求項２】
基板と、
前記基板の一方面上に設けられる接着層と、
薄膜素子を含み、前記接着層によって前記基板の一方面側に接合された薄膜素子層と、
前記基板の構成材料の熱膨張率と略等しい熱膨張率を有する材料からなり、前記薄膜素子層の層内に当該薄膜素子層の略全体に渡るようにして設けられる保護層と、
を含んで構成される、薄膜デバイス。
【請求項３】
前記基板は樹脂基板であり、前記保護層は樹脂材料を用いて形成される、請求項１又は２に記載の薄膜デバイス。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の薄膜デバイスを含んで構成される電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜素子や薄膜回路等の薄膜デバイス及びこれを備えて構成される電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜デバイスの製造方法として転写技術を用いる手法が知られている。例えば、特開平１０−１２５９２９号公報（特許文献１）や特開平１０−１２５９３０号公報（特許文献２）には、予め転写元基板上に剥離層を介して薄膜トランジスタ等の被転写体を形成しておき、その後被転写体を転写先基板に接合し、剥離層に光照射等を行って剥離を生じさせることにより、被転写体を転写先基板に転写する手法が開示されている。また、転写元基板から転写先基板へと被転写体を移動させる過程において、一旦、転写元基板から仮転写基板へ被転写体を転写し、その後に仮転写基板から転写先基板へと被転写体を転写する２回転写プロセスも知られている。これらの手法によれば、製造条件の異なる複数種類の薄膜素子や薄膜回路等をそれぞれ最適な条件で転写元基板上に形成した後に、転写先基板へ移動させることにより、所望の電子デバイスを製造することができる。特に、２回転写プロセスを採用した場合には、初めに転写元基板上に形成した被転写体と転写先基板へ最終的に転写された被転写体とで上下方向が逆とならずにすむ利点がある。
【０００３】
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した転写技術を用いて製造される薄膜デバイスは、被転写体としての薄膜素子層と転写先基板との相互間に接着材を介在させることによって両者が接合されている。この接着材としては通常、熱硬化性又は光硬化性の接着材が用いられる。しかしながら、この種の接着材は製造時やその後の使用時において比較的に大きな収縮又は膨張を生じる場合があり、これが原因となって当該接着材の上側に配置される薄膜素子層に亀裂などの不具合を生じさせてしまう場合があった。
【０００５】
そこで、本発明は、接着材を介して基板と薄膜素子層とが接合されてなる薄膜デバイスにおいて、薄膜素子層に亀裂等の不具合が生じることを抑制可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様の本発明は、基板と、上記基板の一方面上に設けられる接着層と、薄膜素子を含み、上記接着層によって上記基板の一方面側に接合された薄膜素子層と、上記基板の構成材料の熱膨張率と略等しい熱膨張率を有する材料からなり、上記薄膜素子層の上側の略全体を覆うように設けられる保護層と、を含んで構成される薄膜デバイスである。
【０００７】
第２の態様の本発明は、基板と、上記基板の一方面上に設けられる接着層と、薄膜素子を含み、上記接着層によって上記基板の一方面側に接合された薄膜素子層と、上記基板の構成材料の熱膨張率と略等しい熱膨張率を有する材料からなり、上記薄膜素子層の層内に当該薄膜素子層の略全体に渡るようにして設けられる保護層と、を含んで構成される薄膜デバイスである。
【０００８】
ここで、本発明における「薄膜素子」とは、薄膜トランジスタ、薄膜ダイオード、その他の薄膜半導体素子、当該半導体素子を含んで構成される薄膜回路、太陽電池やイメージセンサ等に用いられる光電変換素子、スイッチング素子、メモリ、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光記録媒体等の記録媒体、磁気記録ヘッド、コイル、インダクタ、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、反射膜、ダイクロックミラー、偏光素子等の光学薄膜、半導体薄膜、超伝導薄膜（例えばＹＢＣＯ薄膜）、磁性薄膜、金属多層薄膜、金属セラミック多層薄膜、金属半導体多層薄膜、セラミック半導体多層薄膜、有機薄膜と他の物質の多層薄膜等が含まれる。
【０００９】
第１又は第２の態様の本発明にかかる構成によれば、接着層の上下が熱膨張率のほぼ等しい材料層によって挟まれる構造が実現されるので、接着層の収縮及び膨張が抑制され、薄膜素子層に亀裂等の不具合が生じることを抑制することが可能となる。
【００１０】
好ましくは、上記基板は樹脂基板であり、上記保護層は樹脂材料を用いて形成される。
【００１１】
これにより、熱膨張率のほぼ等しい材料からなる基板及び保護層を容易に実現し得る。
【００１２】
第３の態様の本発明は、上述した製造方法によって製造される薄膜デバイスを含んで構成される電子機器である。ここで「電子機器」とは、回路基板やその他の要素を要素を備え、一定の機能を奏する機器一般をいい、その構成に特に限定はない。かかる電子機器としては、例えば、ＩＣカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、テレビジョン、ロールアップ式テレビジョン、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、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、一実施形態の薄膜デバイスの構造を説明する模式断面図である。また、図２は、薄膜素子層（詳細は後述）に含まれる薄膜素子の具体例を示す断面図である。図１に示す本実施形態の薄膜デバイスは、基板２２、接着層２４、薄膜素子層１４及び保護層１６を含んで構成されている。
【００１５】
基板２２は、各要素を支持するものであり、ガラス基板、樹脂基板など種々のものを採用し得る。本実施形態では、基板２２としてアクリル樹脂等からなる樹脂基板（プラスチック基板）が採用されている。
【００１６】
接着層２４は、熱硬化性あるいは光硬化性の接着材からなり、基板２２の一方面上に設けられて、薄膜素子層１４と基板２２とを接合させる機能を担う。
【００１７】
薄膜素子層１４は、図２に例示される薄膜トランジスタＴなどの薄膜素子を含んで構成されており、接着層２４によって基板２２の一方面側に接合されている。
【００１８】
保護層１６は、基板２２の構成材料の熱膨張率と略等しい熱膨張率を有する材料からなり、薄膜素子層１４の上側の略全体を覆うように設けられる。本実施形態では、保護層１６は、例えばアクリル樹脂やポリイミド樹脂などを用いて形成される。
【００１９】
本実施形態の薄膜デバイスはこのような構成を有しており、次に、当該薄膜デバイスを製造する方法の好適な一例について説明する。
【００２０】
図３及び図４は、一実施形態の薄膜デバイスの製造方法について説明する図である。図３及び図４では、予め転写元基板上に形成した被転写体を一旦、仮転写基板によって保持した後に転写先基板へ移動させる２回転写プロセスについて例示する。
【００２１】
まず、図３（Ａ）に示すように、転写元基板１０の一方面側に剥離層１２を形成し、更にこの剥離層１２の上側に薄膜デバイス１４を形成する。ここで、本工程における転写元基板１０としては、適度な厚さを有し、石英ガラスやソーダガラス等の耐熱性材料、例えば半導体装置のプロセス温度である３５０℃〜１０００℃程度に耐えうるものが用いられる。また、転写元基板１０は、後の工程で剥離層１２に対するエネルギーの付与を光照射によって行うことが可能となるように、当該光の波長に対して透明であることが望ましい。また、剥離層１２としては、光照射などのエネルギー付与を受けることによって剥離を生じる特性を有するものが用いられる。このような剥離層１２は、例えばアモルファスシリコン膜等の半導体膜、金属膜、導電性の酸化物膜、導電性の高分子膜又は導電性のセラミックスなどによって形成することが可能である。
【００２２】
次に、図３（Ｂ）に示すように、薄膜デバイス１４の上側の略全体を覆うようにして、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等からなる保護膜１６を形成する。保護膜１６の形成は、例えばスピンコート法によって行うことができる。
【００２３】
次に、図３（Ｃ）に示すように、仮転写基板２０の一方面と転写元基板１０の一方面との相互間に水溶性接着材１８を介在させることによって、仮転写基板２０と転写元基板１０とを接合する。仮転写基板２０としては、特段の耐熱性を有する必要がないため、ガラス基板のプラスチック基板など種々のものを用いることができる。
【００２４】
次に、図３（Ｄ）に示すように、転写元基板１０の剥離層１２にエネルギーを付与することによって当該剥離層１２と転写元基板１０との界面に剥離を生じさせる。具体的には、図示のように転写元基板１０を介して剥離層１２にレーザ光を照射して当該剥離層１２にレーザアブレーションを生じさせる。アブレーションとは、照射される光を吸収した固体材料（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される状態であり、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、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。これにより、図４（Ａ）に示すように、薄膜デバイス１４が転写元基板１０から仮転写基板２０へ転写される。
【００２５】
次に、図４（Ｂ）に示すように、仮転写基板２０の一方面と基板２２の一方面との相互間に接着材２４を介在させることによって、仮転写基板１６と基板２２とを接合する。本工程において用いられる接着材２４としては、エポキシ樹脂系接着材などが挙げられる。
【００２６】
次に、溶性接着材１８を溶解し、除去することにより、図４（Ｃ）に示すように薄膜デバイス１４が仮転写基板２０から基板２２へ転写される。
【００２７】
このように本実施形態の薄膜デバイスは、接着層２４の上下が熱膨張率のほぼ等しい材料層（基板２２及び保護層１６）によって挟まれる構造が実現されるので、接着層２４の収縮及び膨張が抑制され、薄膜素子層１４に亀裂等の不具合が生じることを抑制することが可能となる。
【００２８】
次に、上述した製造方法によって製造される薄膜デバイスを備える電子機器の例について説明する。本実施形態にかかる薄膜デバイスは、各種の電子機器において、表示部を構成する液晶表示パネルやエレクトロルミネッセンス表示パネルなどの製造や、回路部の製造などに適用することができる。
【００２９】
図５は、電子機器の例を示す概略斜視図である。図５（Ａ）は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話５３０はアンテナ部５３１、音声出力部５３２、音声入力部５３３、操作部５３４、表示部５３５を備えている。図５（Ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ５４０は受像部５４１、操作部５４２、音声入力部５４３、表示部５４４を備えている。図５（Ｃ）はテレビジョン装置への適用例であり、当該テレビジョン装置５５０は表示部５５１を備えている。図５（Ｄ）はロールアップ式テレビジョン装置への適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン装置５６０は表示部５６１を備えている。また、本発明にかかる薄膜デバイスは、上述した例に限らず各種の電子機器に適用可能である。例えばこれらの他に、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、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。
【００３０】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で種々に変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態の薄膜デバイスでは保護層１６が薄膜素子層１４の上側に設けられていたが、保護層が薄膜素子層の内部に含まれるようにしてもよく、また複数層になっていてもよい。
【００３１】
図６は、薄膜デバイスの他の構造例について説明する模式断面図である。図６に示す薄膜デバイスは、基本的には上述した図１に示した薄膜デバイスと同様の構成を有しており、保護層１６ａが薄膜素子層１４ａの層内に当該薄膜素子層の略全体に渡るようにして設けられる点が異なっている。このような保護層１６ａは、薄膜素子層１４ａを形成する際に併せて形成される。かかる構成によっても、接着層２４の収縮が抑制され、薄膜素子層１４に亀裂等の不具合が生じることを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施形態の薄膜デバイスの構成について説明する模式断面図である。
【図２】薄膜素子の具体例を示す断面図である。
【図３】薄膜デバイスの製造方法の具体例について説明する工程図である。
【図４】薄膜デバイスの製造方法の具体例について説明する工程図である。
【図５】電子機器の例を示す概略斜視図である。
【図６】薄膜デバイスの他の構造例について説明する模式断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…転写元基板、１２…剥離層、１４…薄膜素子層、１６…保護層、１８…水溶性接着材、２０…仮転写基板、２２…基板、２４…接着材
【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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