(57)【要約】【課題】  トランジスタの小型化を図るため、単結晶のＳｉ層を有する小口径の基板を用いても、大口径の透明基板を有するマイクロディスプレイ用基板を製造できるとともに、接着剤を用いても光の透過率が落ちることを防ぐことができる、マイクロディスプレイ用基板の製造方法を提供する。【解決手段】  単結晶のＳｉ層を有する小口径の第１の基板１１の表面に回路層１４を形成した後、治具２０に載せて、接着剤１６にて第１の基板の回路層側の表面と、大口径の第２の基板１２とを貼り合せる。治具を取り外し、第１の基板の裏面を研削、研磨して鏡面化し、この鏡面化した裏面に、大口径の透明な第３の基板１３を直接接合にて貼り合せた後、熱処理して、第１の基板と第３の基板の結合力を強化する。そして、第１の基板と第２の基板との間を機械的に分離し、第１の基板の表面に残った接着剤を除去し、回路層を露出させることで、大口径のマイクロディスプレイ用基板が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロディスプレイ用基板の製造方法であって、
単結晶のＳｉ層を有する第１の基板を準備するステップと、
前記第１の基板の第１の表面に、画素電極用の画素回路とその周辺の駆動回路を形成するステップと、
前記第１の基板よりも大きな外径を有し、前記マイクロディスプレイ用基板の支持基板となる透明な第３の基板を準備するステップと、
前記第３の基板と同じ外径を有する第２の基板を準備するステップと、
前記第１の基板と前記第２の基板の外径差を解消するための治具に、前記第１の基板を前記画素回路および前記駆動回路が形成された第１の表面が露出するように載せて、接着剤にて前記第１の基板の前記第１の表面と前記第２の基板とを貼り合せるステップと、
前記治具を前記第１の基板から取り外した後、前記第１の基板の前記第１の表面とは反対側の第２の表面を研削して薄化し、更に研磨して鏡面化をするステップと、
前記第１の基板の前記鏡面化した第２の表面に、前記第３の基板を直接接合にて貼り合せるステップと、
前記貼り合せた第１の基板、第２の基板および第３の基板を熱処理して、前記第１の基板と前記第３の基板の結合力を強化するステップと、
前記第２の基板と前記第３の基板とを互いに引き剥がす方向へ力を加えながら、前記第１の基板と前記第２の基板との間を機械的に分離するステップと、
前記第１の基板の前記第１の表面に残った前記接着剤を除去し、前記画素回路および前記駆動回路を露出させるステップと
を含む製造方法。
【請求項２】
前記第１の基板が、石英基板上にＳｉ層を有するＳＯＱ基板である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記第３の基板が、ガラス基板である請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記治具が、前記第１の基板を収容可能な凹み部を備え、前記凹み部の深さが、前記第１の基板の厚みに対して、その４０〜７０％である請求項１〜３のいずれか１項の製造方法。
【請求項５】
前記第３の基板を貼り合せるステップの前に、オゾン処理、エッチング処理、プラズマ処理、又はこれらの組合せによって前記第３の基板の表面を活性化するステップを更に含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記熱処理が、２００〜２５０℃の温度で実施される請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロディスプレイ用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビやパソコンの表示機、携帯端末などに使われる表示デバイスとして、液晶パネルが一般的に使用される。このような表示パネルを直接見る方式のもの以外に、プロジェクター等の画像を投影する方式の表示装置もある。また、小型の表示デバイスとして、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）やヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）がある。ヘッドマウントディスプレイを眼鏡タイプとして小型化したものをスマートグラスと呼ばれている。
【０００３】
プロジェクターも含め、小型の表示装置にはマイクロディスプレイと呼ばれる小さな表示装置が使われ、それを観察者に見えるように拡大してスクリーンに投影したり、又は反射部材から観察者の視野へ映像を導いたりしている。その中でもヘッドマウントディスプレイは情報端末の情報をハンズフリーで見ることが出来、ウェアラブル端末の一つとして注目されている。ヘッドマウントディスプレイは特許文献１や特許文献２に記載されているように、眼鏡の様に装着して目の近くに表示させるため、装置自体の小型化が求められている。
【０００４】
ヘッドマウントディスプレイにはマイクロディスプレイと言われる小型の表示装置が使われており、透過光を液晶により制御する透過型液晶パネル、電極部で反射させ反射光の偏光方向を液晶で制御する反射型液晶パネル、マイクロミラーの反射光の方向を制御するマイクロミラー駆動パネルがある。
【０００５】
上記の各パネルはパネル単体の部品を指し、実際、表示デバイスとしては、光源や、パネルへ光を導くための光学部品、出てきた光を出力側へ導くための光学部品などが必要になる。透過型液晶パネルは、入ってきた光をその方向のままで出射するため、前後の光学系は単純に出来、表示デバイスのサイズをコンパクトに出来る。反射型液晶パネルは、反射光を出力とするが、パネル面に対して入射光と反射光が同じ面となるため偏光ビームスプリッター(ＰＢＳ)と呼ばれる光学部品で光を分離する必要があり、表示デバイスのサイズが大きくなる。マイクロミラー駆動パネルも、反射光を利用するため光学部品（例えば、内部全反射プリズム（ＴＩＲＰｒｉｓｍ））が必要になり、表示デバイスのサイズが大きくなる。
【０００６】
透過型液晶パネルの画素回路はＳｉから作製されるが、通常の液晶パネルで使用されているアモルファスＳｉや多結晶Ｓｉでは画素回路のスイッチング素子であるトランジスタのサイズを小さくし難く、単結晶のＳｉを利用することが望ましい。単結晶のＳｉを使った液晶パネルはＬＣＯＳ（LiquidCrystalOnSilicon）と呼ばれ、通常の液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)と区別されて表記される。単結晶のＳｉから画素回路を作製する場合、通常、Ｓｉ基板やＳＯＩ（SilicononInsulator）基板を用いるが、Ｓｉは光を透過しないためそのままでは表示装置として使用出来ない。単結晶のＳｉ膜を石英ガラス基板上に形成したＳＯＱ（SilicononQuartz）基板を使用すると、小型のトランジスタを作製でき、かつ画素回路の無い部分では光が透過できるのでマイクロディスプレイには最適である。
【０００７】
特許文献３には、ＳＯＩ基板上に画素回路を形成し、回路部分を接着剤にて透明基板へ貼り合せ、その後ＳＯＩ基板を除去して、画素回路基板を作製する方法が記載されている。こうすることで、通常の半導体プロセス装置が使え、小型で高性能の回路が形成出来、それを透過型液晶パネルへ利用出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５６７８４６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３２９９７号公報
【特許文献３】米国特許第５２５６５６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、マイクロディスプレイ用基板を製造するためにＳＯＱ基板を用いることが考えられるが、ＳＯＱ基板には、通常の半導体プロセス装置を使う上で２つの問題がある。一つは、光透過性であるため、基板の有無を調べる光を使ったセンサーが検知しないことである。もう一つは、半導体プロセス装置で使われている静電チャックで吸着が出来ないことである。これらの問題のために半導体プロセス装置の改造が必要で、全ての半導体プロセス装置にそのまま投入することは出来ない。現在、ＳＯＱ基板に回路を形成できるように特別に調整された半導体プロセス装置は、例えば外径１５０ｍｍといった基板のサイズが小口径のものに限られており、例えば外径２００ｍｍといった大口径の基板については対応できないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載された方法では、上述したように、ＳＯＩ基板上に形成した画素回路を透明基板へ貼り合せた後にＳＯＩ基板を除去するため、光の透過は可能ではあるが、接着剤が介在するため光の透過率が落ちてしまうという問題がある。また、製造上も回路の凹凸部分へ気泡が入ったり、加工時に接着剤の部分から剥がれたりという問題が発生し得る。
【００１１】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、画素回路のスイッチング素子であるトランジスタの小型化を図るため、Ｓｉ基板やＳＯＱ基板などの単結晶のＳｉ層を有する小口径の基板を用いても、大口径の透明基板を有するマイクロディスプレイ用基板を製造できるとともに、接着剤を用いても光の透過率が落ちることを防ぐことができる、マイクロディスプレイ用基板の製造方法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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係るマイクロディスプレイ用基板の製造方法は、単結晶のＳｉ層を有する第１の基板を準備するステップと、前記第１の基板の第１の表面に、画素電極用の画素回路とその周辺の駆動回路を形成するステップと、前記第１の基板よりも大きな外径を有し、前記マイクロディスプレイ用基板の支持基板となる透明な第３の基板を準備するステップと、前記第３の基板と同じ外径を有する第２の基板を準備するステップと、前記第１の基板と前記第２の基板の外径差を解消するための治具に、前記第１の基板を前記画素回路および前記駆動回路が形成された第１の表面が露出するように載せて、接着剤にて前記第１の基板の前記第１の表面と前記第２の基板とを貼り合せるステップと、前記治具を前記第１の基板から取り外した後、前記第１の基板の前記第１の表面とは反対側の第２の表面を研削して薄化し、更に研磨して鏡面化をするステップと、前記第１の基板の前記鏡面化した第２の表面に、前記第３の基板を直接接合にて貼り合せるステップと、前記貼り合せた第１の基板、第２の基板および第３の基板を熱処理して、前記第１の基板と前記第３の基板の結合力を強化するステップと、前記第２の基板と前記第３の基板とを互いに引き剥がす方向へ力を加えながら、前記第１の基板と前記第２の基板との間を機械的に分離するステップと、前記第１の基板の前記第１の表面に残った前記接着剤を除去し、前記画素回路および前記駆動回路を露出させるステップとを含む。
【００１３】
前記第１の基板は、石英基板上にＳｉ層を有するＳＯＱ基板を用いても良い。前記第３の基板は、ガラス基板を用いても良く、特に石英ガラス基板が好ましい。前記第２の基板は、前記第３の基板と同じ材質のものを用いても良い。
【００１４】
前記治具は、前記第２の基板と同じ外径を有していて良い。前記治具は、前記第１の基板を収容可能な凹み部を備えていても良い。すなわち、前記凹み部の内径は、前記第１の基板の外径に相当していてもよい。前記凹み部の深さは、前記第１の基板の厚みに対して、その４０〜７０％であっても良い。
【００１５】
本発明の製造方法は、前記第３の基板を貼り合せるステップの前に、オゾン処理、エッチング処理、プラズマ処理、又はこれらの組合せによって前記第３の基板の表面を活性化するステップを更に含んでも良い。また、本発明の製造方法は、前記第１の基板の第１の表面に、前記画素回路及び前記駆動回路を形成した後、更に前記画素回路上に、透明な画素電極を形成するステップを更に含んでも良い。前記熱処理は、２００〜２５０℃の温度で実施しても良い。
【発明の効果】
【００１６】
このように本発明によれば、単結晶のＳｉ層を有する小口径の第１の基板を用いても、その第１の表面に画素電極用の画素回路とその周辺の駆動回路を形成した後、外径差を解消するための治具に載せて、接着剤にて大口径の仮接合の第２の基板と貼り合せ、更に治具を取り外した後、第１の基板の第２の表面（すなわち裏面）を研削、研磨して鏡面化し、この鏡面化した裏面に、第２の基板と同じ外径を有する最終的な基板となる第３の基板を直接接合にて貼り合せ、熱処理して、第１の基板と第３の基板の結合力を強化することで、第２の基板を容易に機械的に分離することができるので、回路形成時に第１の基板が小口径であっても、大口径である透明な第３の基板に回路が形成されたマイクロディスプレイ用基板を製造することが可能となる。また、第１の基板と第３の基板とは、直接接合にて貼り合せたことから、基板間に接着剤が存在せず、光の透過率が落ちることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るマイクロディスプレイ用基板の製造方法の一実施の形態を示す模式的なフロー図である。
【図２】図１に示す治具および第１の基板を示す平面図および側断面図である
【図３】マイクロディスプレイ用基板を用いた透過型液晶パネルを示す断面図である。
【図４】マイクロディスプレイ用基板の回路層の一例を模式的に示す平面図である。
【図５】第１の基板上に複数の回路パターンを配置する一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るマイクロディスプレイ用基板の製造方法の一実施の形態について説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態の製造方法では、先ず、第１の基板１１としてＳＯＱ基板を準備する（図１中の（ａ））。第１の基板１１は小口径であり、その外径としては、例えば、１４９．５〜１５０．５ｍｍが好ましい。石英層の厚みは、特に限定されないが、例えば、６００〜６５０μｍが好ましい。表層の単結晶のＳｉ層の厚みは、回路設計とプロセス条件によって決まり、特に限定されないが、例えば、５０〜３００ｎｍが好ましい。
【００２０】
そして、この第１の基板１１に、画素回路およびその周辺の駆動回路を含む回路層１４を形成する(図１中の（ｂ）)。回路形成には半導体プロセス装置を使用するが、透明基板に対しての在荷センサーや吸着ステージの調整または改造が行われた公知の半導体プロセス装置を用いることができる。回路層１４中の各画素回路の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の配線位置を調整して配線が遮光膜と機能するようにすることで、新たな遮光層の形成を不要と出来る。配線の無い部分について、配線形成時に遮光のためのパターンを形成しても良い。この場合、近くの信号線に対する影響を考慮することが望ましい。
【００２１】
なお、回路層１４を形成した後、透明な画素電極となるＩＴＯ（IndiumTinOxide）層（図示省略）を形成し、そのパターン形成を行っても良い。また、回路層１４またはＩＴＯ層を形成した後、更に、ホトリソ工程のレジスト材として用いられる、例えばフェノールノボラックやポリヒドロキシスチレンからなる保護膜（図示省略）を形成してよく、これにより、後の工程での回路層１４やＩＴＯ層のダメージを防ぐことが出来る。保護膜は、後述する貼り合せ前の接着剤塗布時に形成しても良い。
【００２２】
一方で、最終的に回路層１４が転写される第３の基板１３を準備する（図１中の（ｃ））。
【００２３】
第３の基板１３は、マイクロディスプレイ用基板として光を透過する必要があることから、無色透明な基板である必要がある。例えば、ガラス基板、特にＳＯＱ基板と同じ石英ガラスを使用しても良いし、通常の液晶パネルに使われる無アルカリガラスや光学ガラスであっても良い。第３の基板１３は、第１の基板１１の鏡面加工された表面と直接接合をするため、貼り合せ面が鏡面に仕上げられている。表面の状態としては、直接接合として一般的な１ｎｍ以下の表面粗さＲａであることが好ましい。
【００２４】
また、回路層１４と仮接合を行う第２の基板１２を準備する（図１中の（ｄ））。第２の基板１２と第３の基板１３は、同じ材質のものとすることが好ましい。その理由は、第３の基板１３を直接接合した後の熱処理で熱応力が発生するのを防止するためである。同じ材質にしない場合は、熱応力が発生するのを防止するために、線膨張率が１×１０−６［／Ｋ］以下の材質を用いることが好ましい。熱応力が大きい場合、基板の厚みが薄くなった第１の基板１１が熱応力に耐え切れず破損する。熱応力を小さくするために熱処理の温度を低くする手法もあるが、結合力は温度が低いと強化されにくいため現実的ではない。
【００２５】
第３の基板１３のサイズは、最終的に得るマイクロディスプレイ用基板のサイズとし、仮接合のための第２の基板１２も同じサイズとすることが好ましい。具体的には、第３の基板１３及び第２の基板１２は大口径であり、外径はどちらも、例えば１９９．５〜２００．５ｍｍが好ましい。第１の基板１１と第２の基板１２のサイズは異なるが、後述する治具２０を使用して第１の基板１１を位置決めして第２の基板１２へ貼り合せるため、第２の基板１２と第３の基板１３を同じ外径とすることで、第３の基板１３を再現性良く第２の基板１２へ貼り合せることが出来る。また、第３の基板１３の厚みは、特に限定されないが、例えば３００〜６００μｍが好ましい。第２の基板１２の厚みは、特に限定されないが、例えば６００〜８００μｍが好ましい。
【００２６】
次に、第１の基板１１と第２の基板１２を接着剤１６にて仮接合する（図１の（ｅ）、（ｆ））。第２の基板１２は、第３の基板１３へ貼り合せる前の第１の基板１１の研削工程のための仮接合となるため、接着剤１６は、その研削加工に耐え、第３の基板１３に貼り合せた後に除去可能なものが好ましい。接着剤１６としては、このように研削研磨時の薬液に耐性を有する点の他、結合力を上げるための熱処理の温度に耐えることが出来、剥離、分離が容易なものが好ましい。このような接着剤１６の例としては、３Ｍ社製の商品名ＷＳＳなどの紫外線硬化型アクリル系接着剤や、信越化学社製の商品名ＴＡ１０７０Ｔ、ＴＡ２５７０Ｖ３、ＴＡ４０７０など熱硬化型変性シリコーン系接着剤が挙げられる。薬液への耐性から後者の変性シリコーン系接着剤がより好ましい。
【００２７】
接着剤１６は、第２の基板１２の表面保護を目的に、第２の基板１２側に接着剤１６を塗布して第１の基板１を貼り合せてもよいが、研削時に接着剤１６が研削ホイール等の研削ツールに悪影響を与える場合がある。その場合は図１（ｅ）の様に回路１４上の接着材１６にて第２の基板との貼り合せを行う。第１の基板１１側に接着剤１６を塗布する場合、第１の基板１を載せる治具２０を使用する（図１の（ｅ））。
【００２８】
治具２０は、図２に示すように、第２の基板１２と同じ外径を有する略円板状の形状を有する。治具２０は、その外縁の一部に、第２の基板１２と位置決めできるようにオリエンテーションフラット２１を有する。オリエンテーションフラット２１は、第２の基板、第３の基板がノッチタイプであれば、それに合わせてＶ形状またはＵ形状のノッチにする。また、治具２０の表面には、第１の基板１１が収容可能な凹み部２２が設けられている。すなわち、この凹み部２２の内径は、第１の基板１１の外径に相当する。この凹み部２２は、その外周の一部に、第１の基板１１と位置決めできるようにオリエンテーションフラット２３を有する。また、この凹み部２２のオリエンテーションフラット２３の両端の位置に、第１の基板１１を凹み部２２から取り出すための穴２４が形成されている。
【００２９】
治具２０の凹み部２２の深さは、第１の基板１１の厚みに対して、その４０〜７０％が好ましく、４５〜６５％がより好ましい。凹み部２２が深すぎると、第１の基板１１に接着剤を塗布する際に治具２０の表面２５にはみ出した接着剤が、第２の基板１２を貼り合わせて加圧した時に第２の基板１２に付着し、治具２０が第２の基板１２と固着して取り外せなくなる場合があり得る。一方、凹み部２２が浅すぎると、第１の基板１１のエッジの面取り部の形状がテーパー形状であることにより、位置ずれが大きくなる場合があり得る。治具２０は、例えば、接着剤の除去が容易な材質（例えば、アルミニウム等の金属）にしたり、表面状態（例えば、鏡面）とすることで、容易に繰り返して使用することが出来る。
【００３０】
そして、治具２０から取り外した後、第１の基板１１の裏面を研削および研磨する（図１の（ｇ））。裏面の研削と研磨は、第１の基板１１の厚みを薄くすることと、貼り合せのために鏡面状態に仕上げることを目的とする。研磨後の第１の基板１１ａは、元の基板が無くなるまで薄くする必要はなく、貼り合せる第３の基板１３と合わせて０．７〜１.２ｍｍになる厚みで良い。研削で薄くした後、例えば、ラップ定盤上で粗研磨を行った後、スラリーに酸化セリウムを使用して１次研磨、コロイダルシリカを使用して最終研磨を行い、鏡面に仕上げることが好ましい。鏡面に仕上げることで、直接接合が可能となり、第１の基板１１ａと第３の基板１３の間に接着剤などの介在物が存在することなく一体化できるので、液晶パネルの透過率の低下を防ぐことが出来る。
【００３１】
このような研磨後の第１の基板１１ａの裏面と第３の基板１３の表面を貼り合せる（図１の（ｈ））。この時、結合強度を上げるため、第３の基板１３の表面を活性化させることが好ましい。活性化としては、オゾン処理、エッチング処理、プラズマ処理が挙げられ、これらの中のどれか１つ又は組み合わせて処理を行うことが好ましい。この処理により、第３の基板１３の表面の有機物やガス吸着物質が除去され、貼り合せ直後の基板間の物質の介在を減らし、強固な結合力を得ることが出来る。
【００３２】
更に、このように第３の基板１３を貼り合せたものを熱処理する。この熱処理により第１の基板１１ａと第３の基板１３の間の結合力を高めることができ、第２の基板１２を機械的に分離することが可能となる。熱処理の温度は高いほど良いが、接着剤１６の変質を招くため、その上限は２５０℃以下が好ましい。熱処理の下限は、例えば、２００℃以上が好ましい。熱処理の時間は、温度が低いほど長くする必要がある。熱処理の温度と時間は、第２の基板１２を分離する時に、第１の基板１１ａと第３の基板１３とが分離しないような条件であればよく、例えば、温度が２００〜２１０℃であれば、４８〜７２時間が好ましく、温度が２４０〜２５０℃であれば、１２〜２４時間が好ましい。
【００３３】
そして、仮接合の第２の基板１２を分離する（図１の（ｉ））。第２の基板１２を第１の基板１１ａから分離するために、第２の基板１２と第３の基板１３の双方をそれぞれ吸着器具（図示省略）で吸着、固定し、この２つの吸着器具が離れるように移動させる移動機構（図示省略）によって、第２の基板１２と第３の基板１３を互いに引き離す力を掛けながら、第１の基板１１ａと第２の基板１２の貼り合せ面である接着剤１６の部分へブレード１７を挿入して、開口を形成し、更に引き離す力を加え続け、接着剤１６の部分で第２の基板１２を分離する。
【００３４】
分離後に接着剤１６の残渣を有機溶媒で除去する（図１の（ｊ）)。有機溶媒としては、回路層１４に悪影響を及ぼすことなく接着剤１６を除去できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ｐ−メンタンやリモネン、アセトンを用いることができる。このようにして、小口径の第１の基板１１の表層に形成したマイクロディスプレイの液晶パネル用の回路層１４を、大口径の第３の基板１３へ転写したマイクロディスプレイ用基板を作製できる。
【００３５】
上述により作製したマイクロディスプレイ用基板を用いた液晶パネルの一例を、図３に示す。透過型液晶パネル３０は、主な構成として、図３に示すように、対向に配置された画素基板３２および対向基板３８と、これら一対の基板によって挟まれた液晶層３５とを備えるものである。画素基板３２および対向基板３８は、更に２枚の偏光板３１に挟まれている。
【００３６】
画素基板３２の液晶層３５側の表面には、トランジスタ等を含む複数の画素回路３３ａおよびその周辺の駆動回路３３ｂを有する回路層３３が形成されており、更にこの回路層３３の液晶層３５側には、複数の画素電極４３が形成されている。対向基板３８の液晶層３５側の表面には、対向電極３７が形成されている。画素基板３２と対向基板３８の間には液晶層３５を囲むようにシール材３６が配置されている。対向基板３８も、例えば石英基板やガラス基板などの透明な基板が用いられる。透過型液晶パネル３０は、図３に示すように、対向基板３８側から入射光１を受け、偏光板３１ａ、対向基板３８、対向電極３７、液晶層３５、画素電極３４、画素回路３３ａ、画素基板３２、偏光板３１ｂを透過して、画素基板３２側から出射光２を発する。
【００３７】
この透過型液晶パネル３０の中の回路層３３が形成された画素基板３２が、本発明の方法により得られるマイクロディスプレイ用基板に相当する。回路層３３としては、例えば、図４に示すように、複数の画素回路３３ａが形成される画素回路部４１と、その周辺の駆動回路３３ｂが形成される駆動回路部４２とが配置される回路パターン４０が形成される。駆動回路部４２としては、列選択回路部４２ａと行選択回路部４２ｂがある。画素回路部４１は光の通る部分となるが、画素回路部４１の内、配線は金属層であるため光を通さず、トランジスタ部分は光に当たると誤動作を起こす恐れがあるため配線あるいは配線層で遮光するように設計される。このため、光の通る方向は図３に示した方向に限定される。
【００３８】
この図４に示した回路パターン４０が１つの液晶パネルに相当するが、この回路パターン４０は、図５に示すように、外縁の一部にオリエンテーションフラット５１を有する１枚の第１の基板１１の全面へ複数配置することができる。これによって、１枚の基板から複数の液晶パネルを製造することができる。より具体的には、本方法により得たマイクロディスプレイ用基板を、対向電極が形成された対向基板と貼り合せ、パネルサイズにカットした後、そこへ液晶を封入することで、液晶パネルとすることが出来る。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４０】
［実施例１］
第１の基板として外径１５０ｍｍ、厚み６２５μｍの略円板状ＳＯＱ基板を用意し、表層のＳｉ層１５０ｎｍに対して半導体プロセス装置により回路層を形成した。ＳＯＱ基板の表層のＳｉ層は単結晶であるため、回路層は、通常のＳＯＩのＳｉ層と同じパラメータを使いトランジスタを設計し、この設計データを基に作製したマスクを使用して形成した。使用した半導体プロセス装置は、透明基板に対応するため、在荷センサーを交換や調整により透明体に対応させたものであり、吸着ステージも石英ガラスへ対応させたものである。このように回路層を形成したＳＯＱ基板の表面に、ＩＴＯを成膜した後、画素間を分離するように溝を形成し、画素電極を作製した。
【００４１】
第２の基板と第３の基板として、それぞれ外径２００ｍｍ、厚み７２５μｍの略円板状の合成石英ガラスの基板を用意した。そして、外径２００ｍｍの略円板状の治具の表面に設けられた約１５０ｍｍの内径の凹み部に、回路層が形成された表面を上にし、オリエンテーションフラットで位置決めして第１の基板を収めた。治具は、接着剤の除去のための有機溶剤での洗浄を考慮してアルミニウムにて作製した。
【００４２】
治具は、異なる凹み部の深さを有するものを５つ作製し、凹み部に収めた第１の基板に接着剤を塗布し、第２の基板を貼り合わせ、その際の第１の基板の位置ずれ、および治具を取り外す際の容易さを試験した。その結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
なお、第１の基板と第２の基板を貼り合せる仮接合時の接着剤は、後で分離するときの作業性と、第３の基板を接合した後の熱処理時の耐熱性を考慮して選択した。ここでは、熱硬化型変性シリコーン系接着剤である信越化学社製のＴＡ１０７０Ｔ、ＴＡ２５７０Ｖ３、及びＴＡ４０７０を使用した。すなわち、スピンコートにて第１の基板上にＴＡ１０７０Ｔを１０μｍ、その上にＴＡ２５７０Ｖ３を１０μｍ、更にその上にＴＡ４０７０を９０μｍ積層し、合計１１０μｍとした。ＴＡ１０７０Ｔは回路の保護、ＴＡ２５７０Ｖ３は基板分離時の剥離層、ＴＡ４０７０は第２基板との接着層として機能するものである。第２の基板の貼り合せは、０．１ＭＰａの力で押しつけた後、治具を取付けたまま水平でオーブンへセットし、１９０℃で２時間にわたる加熱処理を行い、接着剤を硬化させた。
【００４５】
表１に示すように、凹み部が比較的に浅い試験例１、２の治具では、第１の基板の位置ずれが発生した。また、凹み部が比較的に深い試験例５の治具では、第１の基板からはみ出した接着剤が第２の基板に付着してしまい、治具を取り外す際に固着して剥がせなかった。よって、位置ずれが少なく、且つ治具の取り外しが容易であった試験例３、４の治具の深さは３００ｍｍ、４００ｍｍであることから、第１の基板の厚み６２５μｍに対して、治具の凹み部の深さは、その４０〜７０％が好ましいことが分かる。
【００４６】
次に、第２の基板を仮接合した第１の基板の裏面を、研削ホイールにて研削して第１の基板の厚みを薄くした後、ラップ定盤での粗研磨、酸化セリウムでの１次研磨、コロイダルシリカでの仕上げ研磨を順に行い、第１の基板の裏面を鏡面に仕上げた。この時、第１の基板の厚みは２００μｍとなるように加工を行った。研磨後はスクラブ洗浄、２％フッ化水素水溶液による洗浄、純水リンスの順で洗浄し、第１の基板の裏面にスラリーなどの残渣が残らないようにした。
【００４７】
そして、第３の基板の表面をプラズマ処理で活性化し、第１の基板の鏡面化した裏面と貼り合せた。この時、第２の基板と第３の基板の外周の形状で位置決めして貼り合せを行った。貼り合せは直接接合で行った。すなわち、第１の基板の裏面が上に向くように置いた後、第３の基板の表面を下側に向けて重ね合せ、第１の基板と重なっている部分の一部を押して基板同士を当接させることにより貼り合せを行った。透明基板のため、貼り合せ状況を目視で確認した。
【００４８】
貼り合せ後、結合力を上げるために、２５０℃、１２時間の条件で熱処理を行った。熱処理後、第３の基板の裏面が下に、第２の基板の裏面が上になるように吸着ステージへ載せ、第３の基板を吸着した状態で第２の基板の裏面に、上方へ引き上げる機構を持った吸着具を取付け、第２の基板と第３の基板を互いに離れる方向へ力を加えた。その力を加えながら、第１の基板と第２の基板との界面である接着層へブレードを挿入した。ブレード挿入により接着剤の一部に開口が生じ、基板同士を引き剥がす力が加わっていることから、その開口が徐々に広がり分離が進んだ。最終的に第１の基板と接着剤により接着されていた部分から剥がれ、第２の基板の分離が完了した。この時、第３の基板から第１の基板が分離することはなかった。
【００４９】
第２の基板の分離後、第１の基板上の接着剤の残渣は、有機溶剤のｐ−メンタンに５分間浸漬することで除去した。第３の基板に接合された第１の基板は、直接接合の界面を目視で確認することは出来ず、回路の無い部分では透明であった。直接接合により透過率を悪化させずに大型基板へ回路が転写されたマイクロディスプレイ用基板を得ることが出来た。
【００５０】
［実施例２］
第２の基板および第３の基板の材質を石英ガラスから無アルカリガラス（コーニング社製の商品名ＥａｇｌｅＸＧ）に変えた点、第３の基板の表面の活性化をプラズマ処理から変更した点、又は熱処理の条件を２５０℃、１２時間から変えた点を除き、実施例１と同様の手順にてマイクロディスプレイ用基板を得た。各種変更した条件およびその結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】
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【００５２】
表２に示すように、試験例６〜９では、実施例１と同様に、第２の基板の分離が正常に行え、無事に、目的のマイクロディスプレイ用基板を得ることが出来た。しかし、試験例１０、１１では、第２の基板を分離する際に、第３の基板の方が第１の基板から分離してしまい、目的のマイクロディスプレイ用基板を得ることが出来なかった。試験例１０では、第３の基板の表面をプラズマ処理により活性化したものの、熱処理の温度に対して時間が短かったために、結合力が強化できず、第１の基板と第３の基板の貼り合せ界面で分離したと考えられる。試験例１１では、第３の基板を貼り合せる前に活性化処理しなかったため、その後に熱処理を行っても、結合力が強化できず、第１の基板と第３の基板の貼り合せ界面で分離したと考えられる。
【符号の説明】
【００５３】
１    入射光
２    出射光
１１  第１の基板
１２  第２の基板
１３  第３の基板
１４  回路層
１６  接着剤
１７  ブレード
２０  治具
２１、２３、５１  オリエンテーションフラット
２２  凹み部
３０  透過型液晶パネル
３１  偏光板
３２  画素基板
３３  回路層
３４  画素電極
３５  液晶層
３６  シール材
３７  対向電極
３８  対向基板
４０  回路パターン
４１  画素回路部
４２  駆動回路部
【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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