(57)【要約】【課題】放熱特性や堅牢性に優れたフレキシブル電子デバイスと、それを低コストで再現性良く実現するための製造方法を提供する。【解決手段】薄膜デバイス１が形成された基板２のデバイス形成面（おもて面）に保護フィルム３を貼り付ける。続いて基板２をエッチング溶液４に浸して裏面側からエッチングし、予め測定しておいた基板のエッチングレートをもとに、所望の残厚になったらエッチングを止める。残厚は０μｍより大で２００μｍ以下となるようにする。次に、エッチングした面にフレキシブルフィルム５を貼り付け、おもて面に貼り付けた保護フィルム３を剥がして転写が完成する。【選択図】      図１
2004219551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルフィルムと、このフレキシブルフィルム上に形成された基板と、この基板上に形成された薄膜デバイスを有し、前記基板の材質は前記フレキシブルフィルムの材質と異なるものであり、前記基板の厚さが０μｍより大で２００μｍ以下であることを特徴とするフレキシブル電子デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のフレキシブル電子デバイスが、少なくとも２つ以上貼り合わされることにより形成されていることを特徴とするフレキシブル電子デバイス。
【請求項３】
前記薄膜デバイスが、シリコン薄膜から形成された薄膜トランジスタである請求項１又は２に記載のフレキシブル電子デバイス。
【請求項４】
前記基板が絶縁性基板である請求項１乃至３いずれか１項に記載のフレキシブル電子デバイス。
【請求項５】
前記絶縁性基板がガラス基板である請求項４記載のフレキシブル電子デバイス。
【請求項６】
前記フレキシブルフィルムが絶縁性フィルムである請求項１乃至５いずれか１項に記載のフレキシブル電子デバイス。
【請求項７】
前記フレキシブルフィルムが、０．０１Ｗ／ｃｍ・ｄｅｇより高い熱伝導率を有する請求項１乃至６いずれか１項に記載のフレキシブル電子デバイス。
【請求項８】
前記フレキシブルフィルムが、少なくとも、０．０１Ｗ／ｃｍ・ｄｅｇより高い熱伝導率を有するフィルムと絶縁性フィルムとの積層構造である請求項１乃至５いずれか１項に記載のフレキシブル電子デバイス。
【請求項９】
基板上に薄膜デバイスを形成する工程と、
前記薄膜デバイス上に保護フィルムを貼り付ける工程と、
前記基板の残厚が０μｍより大で２００μｍ以下になるまで裏面側から前記基板をエッチングするエッチング工程と、
前記エッチングを行った基板面にフレキシブルフィルムを貼り付ける工程と、
前記保護フィルムを剥がす工程と、を含み、
これらが順次行われることを特徴とするフレキシブル電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記薄膜デバイスが、シリコン薄膜から形成された薄膜トランジスタである請求項９記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記基板が絶縁性基板である請求項９又は１０に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記絶縁性基板がガラス基板である請求項９乃至１１いずれか１項に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記フレキシブルフィルムが絶縁性フィルムである請求項９乃至１２いずれか１項に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記フレキシブルフィルムが、０．０１Ｗ／ｃｍ・ｄｅｇより高い熱伝導率を有する請求項９乃至１３いずれか１項に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記フレキシブルフィルムが、少なくとも、０．０１Ｗ／ｃｍ・ｄｅｇより高い熱伝導率を有するフィルムと絶縁性フィルムとの積層構造である請求項９乃至１２いずれか１項に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。
【請求項１６】
薄膜デバイスが形成された一対のガラス基板Ａ、Ｂを貼り合わせることによりデバイスを形成する工程と、
前記ガラス基板Ａ上に保護シートを貼り付ける工程と、
前記ガラス基板Ｂの残厚が０μｍより大で２００μｍ以下になるまで前記ガラス基板Ｂをエッチングするエッチング工程と、
前記ガラス基板Ｂのエッチング面にフレキシブルシートを貼り付ける工程と、
前記保護シートを剥がす工程と
前記ガラス基板Ａの残厚が０μｍより大で２００μｍ以下になるまで前記ガラス基板Ａをエッチングするエッチング工程と、
前記ガラス基板Ａのエッチング面にフレキシブルシートを貼り付ける工程と、を含み、
これらが順次行われることを特徴とするフレキシブル電子デバイスの製造方法。
【請求項１７】
薄膜デバイスが形成された一対のガラス基板Ａ，Ｂを貼り合わせることによりデバイスを形成する工程と、
前記ガラス基板Ａ及び前記ガラス基板Ｂの残厚が、いずれも０μｍより大で２００μｍ以下になるまでそれぞれの基板をエッチングするエッチング工程と、
前記ガラス基板Ａ及び前記ガラス基板Ｂのエッチング面にそれぞれフレキシブルシートを貼り付ける工程と、を含み、
これらが順次行われることを特徴とするフレキシブルデバイスの製造方法。
【請求項１８】
前記フレキシブルデバイスが液晶表示デバイスである請求項１６又は１７に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。
【請求項１９】
前記フレキシブルシートが、偏光機能又は位相差機能を有する請求項１６乃至１８いずれか１項に記載のフレキシブル電子デバイス製造方法。
【請求項２０】
前記エッチング工程は、エッチング対象基板の重量又は厚さを測定する確認ステップが、エッチングの途中で複数回実施される請求項９，１６，１７いずれか１項に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル電子デバイス及びその製造方法に関するものである。特に、ガラス基板上に形成された薄膜シリコンデバイスや一対のガラス基板で形成された液晶表示デバイスのガラス基板を非常に薄くし、その後フレキシブルシートを貼り付けることによりフレキシブル電子シリコンデバイスやフレキシブル液晶表示デバイスを作成する際の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気カードに比較して大きな記憶容量を有するデバイスとして、近年、メモリ回路やマイクロプロセッサ回路を内蔵するＩＣカードの需要が高まっている。このＩＣカードは、通常札入れ等に入れて携帯されることが多く、携帯者の動きによりカードに曲げの力が加わることが多い。ところが、従来通常のＩＣチップ、即ちシリコンウエハーから形成された半導体チップ自体にはフレキシブル性が無く、しかも比較的脆弱であることから、上述のＩＣチップに外力が加えられると、このＩＣチップが破損してしまう恐れが高い。このようなＩＣチップ破損防止のために、例えば特許文献１では、シリコンウエハーに形成した半導体ＩＣチップを、フレキシブル樹脂シートに転写する手法が開示されている。また特許文献２や特許文献３では、様々な機能のＩＣチップを積層した複合多層基板及びそれを用いたモジュールが開示されている。近年の電子機器の多機能化・高性能化に伴い、このような様々な機能のＩＣチップを積層したシステムインパッケージが活発化している。
【０００３】
このように、シリコンウエハーを用いて形成した集積回路（以下、ＩＣとする）を樹脂基板へ転写することにより、フレキシブルシリコンデバイスや高機能なシステムインパッケージを実現する技術の開発が広く進められている。
【０００４】
また近年、軽量で割れにくい薄膜トランジスタ液晶表示デバイスとして、樹脂基板を用いたフレキシブル液晶表示デバイスの開発が進められている。この実現手段として、一旦ガラス基板上に形成した薄膜トランジスタアレイを樹脂基板上へ転写する手法が開発されている。例えば、薄膜トランジスタアレイが形成されたガラス基板を裏面側からＨＦ系溶液でウエットエッチングしてガラスを全て除去し、そのエッチング面に樹脂基板を貼り付けてフレキシブル薄膜トランジスタ基板を形成する方法である（非特許文献１）。この従来プロセスを図１０（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。エッチングストッパ２１及び薄膜トランジスタアレイ２２が形成されたガラス基板２３の表面に保護シート２４を貼り付ける（ａ）。続いてＨＦ系の溶液を用いてガラス基板を裏面側から全てエッチング除去し、エッチングストッパでエッチングを止める（ｂ）。エッチング面に樹脂基板２５を貼り付ける（ｃ）。最後に保護シートを剥離することにより転写が完成する（ｄ）。あるいは、特許文献４では、ウエットエッチングではなく化学研磨法によりガラス基板をすべて除去し、その後樹脂基板に転写する方法が開示されている。
【０００５】
更に、特許文献５では、一対のガラス基板で形成された液晶表示素子をエッチング液に浸すことでガラス基板を薄くする製造方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−３１２３４９号公報（図１〜図４、ｐ４−ｐ１０）
【特許文献２】
特開２００２−１１１２２２号公報（図１〜図３、ｐ３−ｐ４）
【特許文献３】
特開２００２−１１１２２６号公報（図１、ｐ４）
【特許文献４】
特開平１１−２１２１１６号公報（図１〜図１７、ｐ３−ｐ５）
【特許文献５】
特許第２７２２７９８号（第１図〜第３図、ｐ２−ｐ３）
【非特許文献１】
Ａｋｉｈｉｋｏ  Ａｓａｎｏ  ａｎｄ  Ｔｏｍｏａｔｓｕ  Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ、Ｌｏｗ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ−Ｓｉｌｉｃｏｎ  ＴＦＴ  Ｃｏｌｏｒ  ＬＣＤ  Ｐａｎｅｌ  Ｍａｄｅ  ｏｆ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ、Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ２００２  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒｓ、（米国）、２００２年５月、ｐ．１１９６−１１９９
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術において、特許文献１では、シリコンウエハーから半導体ＩＣチップを剥離する工程、フレキシブル樹脂シートに転写する工程での歩留まりが低く、製造コストが高くなってしまう。加えて、ＩＣチップは数十μｍ程度の厚さがあり透明ではないので応用範囲が限られるとともに、各能動素子（例えばトランジスタ等）の素子分離が複雑で高電圧素子と低電圧素子との混載が困難となる。また特許文献２や特許文献３の多層基板では、いずれもシリコンウエハーから形成された半導体ＩＣチップを樹脂基板上にマウントしており製造コストが高くなってしまう。またこれらのウエハＩＣチップでは、自己発熱による特性劣化の問題が顕在化している。
【０００８】
更に、フレキシブル液晶表示デバイス形成のために、薄膜トランジスタアレイが形成されたガラス基板を裏面側からエッチング又は研磨してガラスを全て除去した後に樹脂基板に転写する手法では、図１０（ｄ）の保護シートを剥離する工程で、薄膜トランジスタアレイを樹脂基板側にうまく転写するためにかなり長時間かけて剥離する必要があり、スループットが著しく低下してしまう。またエッチングストッパ層を成膜する工程が増えてしまい、コストが高くなってしまう。また、特許文献５では、ガラス基板を単に薄くすることのみを目的としており、その後にフレキシブルデバイスを製造する概念は含まれていない。
【０００９】
本発明の目的は、放熱特性や堅牢性に優れたフレキシブルＩＣデバイス，フレキシブル表示デバイス等のフレキシブル電子デバイスと、それを低コストで再現性良く実現するための製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明のフレキシブル電子デバイスは、フレキシブルフィルム上にこのフィルムとは異なる材質の基板が存在し、この基板上に薄膜デバイスが形成されたフレキシブル電子デバイスであって、この基板の厚さが０μｍより大で２００μｍ以下であることを特徴とする。また、本発明のフレキシブル電子デバイスの製造方法では、薄膜トランジスタアレイ等の電子デバイスが形成された基板を、残厚が０μｍより大で２００μｍ以下になるまで裏面側からエッチングし、その後エッチング面にフレキシブルフィルムを貼り付けることでフレキシブル電子デバイスを実現する。エッチングする際に、基板の重量や厚さをモニタリングできる測定器を付加することで、基板の残厚を０μｍより大から２００μｍの範囲で所望の値に再現性良く制御することができる。またフレキシブルフィルムとして二酸化珪素（ガラス）よりも熱伝導率の高いフィルムを用いることにより放熱特性を改善でき、自己発熱に起因する特性劣化を抑制できる。
【００１１】
本発明のポイントの一つは、基板エッチングを行う際に、残厚を制御性良く０μｍより大で２００μｍ以下の範囲で残すことである。これにより、
・この範囲の厚さであれば、その裏面に熱伝導性の高いフィルムを貼り付けることで薄膜デバイスの放熱特性を向上できる。
・この範囲の厚さを残せば、その裏面にプラスチック等のフィルムを貼り付けた場合でも、周囲温度の変化に対してデバイスそのものに大きな寸法変化を来たすことが無い、
・デバイス面に貼った保護フィルムをエッチング後に剥がしやすく、従来技術のようにスループットが低下しない、
・従来技術では必要となるエッチングストッパ層を成膜する必要が無い、
・電子デバイス構成薄膜の内部応力によりフレキシブルデバイスが大きく反ることがない、
・残厚が０μｍより大で２００μｍ以下であれば、フレキシブルに曲げられる、等々の効果を得ることができ、転写プロセスを歩留まり良く低コストで行うことができる。
【００１２】
基板としては絶縁性基板でも導電性基板でも可能である。特にガラス基板を用いることで、非晶質シリコンやレーザー結晶化による多結晶又は単結晶シリコン薄膜で形成された薄膜トランジスタから成るフレキシブルＩＣデバイスやフレキシブル表示デバイス等のフレキシブル電子デバイスを実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第一の実施形態にかかるフレキシブル電子デバイスの製造方法を示す図である。図１（ａ）に示すように、薄膜デバイス１が形成された基板２のデバイス形成面（おもて面）に保護フィルム３を貼り付ける。続いて図１（ｂ）に示すように、この基板２をエッチング溶液４に浸し裏面側からエッチングする。予め測定しておいた基板のエッチングレートをもとに、所望の残厚になったらエッチングを止める。残厚は０μｍより大で２００μｍ以下となるようにする。ここでガラス残厚が全く無くなると薄膜デバイスの特性が低下し、２００μｍより厚くなると十分なフレキシブル性が得られない。更に図１（ｃ）に示すように、エッチングした面にフレキシブルフィルム５を貼り付ける。最後に図１（ｄ）に示すように、おもて面に貼り付けた保護フィルム３を剥がして転写が完成する。
【００１４】
この第一の実施形態の実施例を以下に説明する。図１（ａ）の薄膜デバイスとして薄膜トランジスタをガラス基板上に作成した。レーザーアニール法又は固相成長法で形成したシリコン薄膜を活性層に、また気相成長法等で形成した酸化シリコン膜を絶縁膜に用いて、ｐチャネル及びｎチャネルの電界効果型薄膜トランジスタを作成した。ガラス基板は無アルカリのホウケイサンガラスで、微量の酸化ホウ素やアルミナを含有している。また厚さは０．７ｍｍである。このガラス基板のトランジスタ形成面に、保護フィルムとしてポリエチレンフィルムを接着剤で貼り付けた。保護フィルムの厚さは、後の剥がしやすさを考慮して２００μｍ以下とした。また保護フィルムの材料としては、ポリエチレンに限らず、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＥＳ等、耐フッ酸性に優れたものであれば何でも可能である。このガラス基板をフッ酸と塩酸の混合液に浸し裏面側からエッチングした。塩酸の添加は、ガラス基板中に含まれる酸化ホウ素やアルミナを効率良くエッチングするのに有効であった。予め測定したこの混合液に対するガラス基板のエッチングレートは５μｍ／分であったので、１３０分間エッチングすることで、０．７ｍｍ厚の基板を５０μｍまでエッチングした。混合液の温度を高くすることでガラス基板のエッチングレートをさらに速くすることができるが、あまり速すぎると再現性良く残厚を制御できないので、液温は７０℃以下とした。その後エッチングした面にフレキシブルフィルムとして厚さ１５０μｍのＰＥＴフィルムを貼り付けた。フレキシブル性を考慮すると、フィルムの厚さとしては、１０μｍ〜２ｍｍ程度が良い。最後にポリエチレン保護フィルムを剥がしてフレキシブル薄膜トランジスタデバイスが完成した。最後の保護フィルム剥離は機械的に行い、工程時間は数分程度であった。ガラス基板を全てエッチング除去して転写する従来プロセス（図１０）では、この保護フィルム剥離工程で数時間を要していたので、本発明の転写プロセスでは工程時間をかなり短縮できる。あるいは、保護フィルムの接着剤として、周囲温度により固相・液相の状態を取り得る材料を用いれば、更に単時間で簡単に剥離を行うことができる。例えば、８０℃以下では固体、８０℃以上では液体となる接着剤を用いれば、保護フィルム剥離工程において雰囲気温度を１００℃にすることで接着剤は液化し、非常に容易に且つ単時間で保護フィルムを剥離することができる。また、保護フィルムは必ずしもフィルムである必要はなく、溶剤塗布とベークで固化させて保護膜となるようなものでも良い。
【００１５】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
図２（ａ），（ｂ）は第二の実施形態を示している。図１（ｃ）において、フレキシブルフィルムとして高熱伝導率（０．０１Ｗ／ｃｍ・ｄｅｇより高い熱伝導率）を有するフィルム６を用いる（図２（ａ））。また図１（ｃ）において、絶縁性フレキシブルフィルム７と高熱伝導率フィルム６を積層して貼り付けることにより図２（ｂ）に示すような構成を実現できる。フィルム６、７の上下関係が逆でも良い。ここで０．０１Ｗ／ｃｍ・ｄｅｇはガラスの熱伝導率であり、この値より高い熱伝導率を有するフィルムを用いることによりフレキシブル薄膜トランジスタデバイスの放熱特性が向上する。実施例としては、絶縁性フィルム７として銅フィルム（熱伝導率＝４．０Ｗ／ｃｍ・ｄｅｇ）や金フィルム（熱伝導率＝２．３Ｗ／ｃｍ・ｄｅｇ）を用いた。このようなデバイスの実施例としては、液晶ディスプレイやプリンタ用のドライバー回路やメモリ回路などが挙げられる。特に長尺な回路に関しては、従来のシリコンウエハーからでは形成できないので、本発明が有効である。
【００１６】
図３は上記実施例に示す転写方法で作成したフレキシブル基板上の薄膜トランジスタ（ｐチャネル及びｎチャネル）の、転写前後でのゲート電圧−ドレイン電流特性を示している。測定時のドレイン電圧の絶対値は５Ｖである。この図から分かるように、転写前後での特性差はほとんど無く、本発明の転写プロセスを用いることで、ガラス基板上の薄膜トランジスタと同等の特性を有するフレキシブル基板薄膜トランジスタを作成できた。
【００１７】
次に本発明の第三の実施形態について説明する。
図４（ａ）〜（ｅ）は第三の実施形態にかかるフレキシブル表示デバイスの製造方法を示す図である。まず、図４（ａ）に示すように、表示素子８が形成された一対のガラス基板Ａ９、ガラス基板Ｂ１０を貼り合わせて作成した表示デバイスのガラス基板Ａ９上に保護シート１１を貼り付ける。続いて、図４（ｂ）に示すように、これをフッ酸系のエッチング溶液１２に浸しガラス基板Ｂ１０をエッチングする。予め測定しておいたガラス基板Ｂのエッチングレートを基に、所望の残厚になったらエッチングを止める。残厚は０μｍより大で２００μｍ以下となるようにする。更に図４（ｃ）に示すように、ガラス基板Ｂ１０のエッチング面にフレキシブルシートＢ１３を貼り付け、その後、保護シート１１を剥がす。そして、図４（ｄ）に示すように、これを再度フッ酸系のエッチング溶液１２に浸しガラス基板Ａ９をエッチングする。予め測定しておいたガラス基板Ａのエッチングレートをもとに、所望の残厚になったらエッチングを止める。残厚は０μｍより大で２００μｍ以下となるようにする。最後に図４（ｅ）に示すように、ガラス基板Ａのエッチング面にフレキシブルシートＡ１４を貼り付けてフレキシブル表示デバイスが完成する。
【００１８】
この第三の実施形態の実施例を以下に説明する。図４（ａ）の表示デバイスとして液晶表示デバイスを作成した。ガラス基板Ａには画素駆動用の薄膜トランジスタアレイ等を形成し、ガラス基板Ｂには透明導電性膜で対向電極を形成した。ガラス基板の厚さは、いずれも０．７ｍｍである。これらのガラス基板を貼り合わせて、その間隙に液晶を注入した。その後、ガラス基板Ａ上に保護シートとしてポリエチレンフィルムを貼り付けた。保護フィルムの材料としては、ポリエチレンに限らず、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＥＳ等、耐フッ酸性に優れたものであれば何でも可能である。液晶表示デバイスをフッ酸と塩酸の混合液に浸しガラス基板Ｂをエッチングした。予め測定したこの混合液に対するガラス基板Ｂのエッチングレートは５μｍ／分であったので、１３０分間エッチングすることで、０．７ｍｍ厚のガラス基板Ｂを５０μｍまでエッチングした。その後ガラス基板Ｂのエッチング面にフレキシブルシートとして偏光機能を有するフィルムを貼り付け、保護フィルムであるポリエチレンフィルムを剥がした。これを再度フッ酸と塩酸の混合液に浸しガラス基板Ａをエッチングした。予め測定したこの混合液に対するガラス基板Ａのエッチングレートは５μｍ／分であったので、１３０分間エッチングすることで、０．７ｍｍ厚のガラス基板Ａを５０μｍまでエッチングした。最後にガラス基板Ａのエッチング面に、フレキシブルシートとして偏光機能を有するフィルムを貼り付けてフレキシブル液晶表示デバイスが完成した。上記の実施例では、フレキシブルシートとして偏光機能を有するフィルムの場合を記載したが、エッチング面にはＰＥＴのような透明樹脂基板を貼り付け、図４（ｅ）のように完成した後にそれぞれの面に偏光フィルムを貼り付けても良い。また上記の実施例では透過型の液晶表示デバイスの場合を説明したが、ガラス基板Ａ側に貼り付けるシートをＰＥＴのような透明樹脂基板のみとし、ガラス基板Ｂ側に貼り付けるシートを位相差機能と偏光機能を有するフィルムにすることで反射型のフレキシブル液晶表示デバイスを実現することもできる。
【００１９】
次に本発明の第四の実施形態について説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）は第四の実施形態にかかるフレキシブル表示デバイスの製造方法を示す図である。図４では一対のガラス基板を１枚ずつエッチングしたが、図５に示すように２枚を同時にエッチングしても良い。図５（ａ）に示すように、２枚のガラス基板Ａ、Ｂから構成された表示デバイスをフッ酸系溶液に浸して２枚のガラス基板を同時にエッチングする。この時、各々のガラス基板の残厚は０μｍより大で２００μｍ以下が望ましい。続いて図５（ｂ）に示すように、ガラス基板Ａのエッチング面にフレキシブルシートＡを貼り付ける。更に図５（ｃ）に示すように、ガラス基板Ｂのエッチング面にフレキシブルシートＢを貼り付ける。上記実施例で述べたように、この場合でもフレキシブルシートＡ、Ｂとして光学機能を有する偏光フィルムや位相差フィルムを用いることができる。
【００２０】
液晶表示デバイスで実際に表示を行うためには、画素を駆動するための信号を外部から入力しなければならない。そのために、表示デバイスに駆動用ドライバやフレキシブル配線基板等を実装しなければならない。図４、５のように、フレキシブル表示デバイスを作成してからこれらを実装しても良い。更には、予めガラス基板の状態でこれらを実装しておいて、その後に図４、５に示したような加工を行うこともできる。
【００２１】
図６（ａ）〜（ｄ）に、実装してから加工を行う場合の実施例を示す。図６（ａ）に示すように、表示素子８が形成された一対のガラス基板Ａ、Ｂに駆動用ドライバ１５とフレキシブル配線基板１６を実装する。その後、図６（ｂ）に示すように保護シート１１を貼り付け、ガラス基板Ｂのエッチングしたい部分のみを露出させてエッチングを行う。エッチング後に、図６（ｃ）に示すように、エッチング面にフレキシブルシートＢ１３を貼り付ける。更に図６（ｄ）に示すように、再び保護シートを貼り付け、ガラス基板Ａのエッチングしたい部分のみを露出させてエッチングを行う。最後に図６（ｅ）に示すように、エッチング面にフレキシブルシートＡ１４を貼り付けて完成する。ここでフレキシブルシートとして、光学機能を有する偏光フィルムや位相差フィルムを用いることができる。また図５の場合と同様に、ガラス基板Ａ、Ｂを同時にエッチングしても良い。このような方法においては、図４、５の場合と異なりエッチング加工後に実装する必要が無いので、実装時の薄いガラス基板の割れ等の損傷を防ぐことができる。
【００２２】
次に、本発明の第五の実施形態について説明する。
図７（ａ）〜（ｅ）は第五の実施形態にかかるフレキシブル電子デバイスの製造方法を示す図で、特に一対のガラス基板を貼り合わせて形成したデバイスのガラス基板をエッチングすることでフレキシブルデバイスを製造する方法である。図４ではフレキシブル表示デバイスの場合を示したが、この第五の実施形態では、ガラス基板上に形成された薄膜デバイスを貼り合わせてシステム化し、貼り合わせ集積デバイスを製造する方法を示す。まず図７（ａ）に示すように、薄膜デバイスＡ１７が形成されたガラス基板Ａ９と薄膜デバイスＢ１８が形成されたガラス基板Ｂ１０を貼り合わせて作成したデバイスのガラス基板Ａ上に保護シート１１を貼り付ける。続いて図４（ｂ）に示すように、これをフッ酸系のエッチング溶液１２に浸しガラス基板Ｂをエッチングする。予め測定しておいたガラス基板Ｂのエッチングレートをもとに、所望の残厚になったらエッチングを止める。残厚は０μｍより大で２００μｍ以下となるようにする。更に図４（ｃ）に示すように、ガラス基板Ｂのエッチング面にフレキシブルシートＢ１３を貼り付け、その後、保護シート１１を剥がす。そして図４（ｄ）に示すように、これを再度フッ酸系のエッチング溶液１２に浸しガラス基板Ａをエッチングする。予め測定しておいたガラス基板Ａのエッチングレートをもとに、所望の残厚になったらエッチングを止める。残厚は０μｍより大で２００μｍ以下となるようにする。最後に図４（ｅ）に示すように、ガラス基板Ａのエッチング面にフレキシブルシートＡ１４を貼り付けてフレキシブル貼り合わせ集積デバイスが完成する。この貼り合わせ集積デバイスにおいても、図２に示したように、フレキシブルフィルムとして、高熱伝導率フィルムや絶縁性フィルムと高熱伝導率フィルムとの積層構造を用いることができる。
【００２３】
第五の実施形態の実施例として、薄膜デバイスＡとして液晶ディスプレイやプリンタ等のドライバ回路、薄膜デバイスＢとしてメモリ回路等が挙げられる。これらの用途のドライバ回路では長尺なものを形成する必要があり、従来のシリコンウエハーからは形成できないので、ガラス基板上に形成したポリシリコン薄膜トランジスタなどを用いることとなる。またメモリ回路を貼り合わせることで回路全体面積を小さくすることができる。即ち、第五の実施形態のような製造方法を用いて、ガラス基板上に形成した回路を貼り合わせ、その後ガラスをエッチングしてフレキシブルフィルムを貼り付ければ、シリコンウエハーでは実現できない大面積・長尺のフレキシブル集積デバイスを小さな面積で実現することができる。
【００２４】
次に、本発明の第六の実施形態について説明する。
図８（ａ）〜（ｃ）は第六の実施形態にかかるフレキシブル電子デバイスの製造方法を示す図で、特にガラス基板を所望の残厚まで精度良くエッチングする製造方法を示す。まず図８（ａ）に示す様に、エッチングを開始する前にデバイス基板の初期重量を重量計１９にて測定する。その後、図８（ｂ）に示す様に、デバイス基板をエッチング溶液４に浸し適当な時間エッチングする。適当な時間エッチング後、図８（ｃ）に示す様に、基板をエッチング溶液４から出して再度重量を測定する。この図８（ａ）〜（ｃ）の一連の工程を行いエッチングレートをモニターすることにより、０μｍより大で２００μｍ以下の所望のガラス厚に制御性良く製造することができる。特にガラス基板毎に材質や初期重量にばらつきがある時には、本製造方法は非常に有効である。また図８（ａ）において、まずデバイス基板をエッチング溶液４に数秒間浸し、その後取り出して、デバイス基板表面にエッチング溶液が付着した状態で初期重量を測定すれば更に精度良くガラス厚を制御できる。
【００２５】
次に本発明の第七の実施形態について説明する。
図９（ａ）〜（ｃ）は第七の実施形態にかかるフレキシブル電子デバイスの製造方法を示す図で、特にガラス基板を所望の残厚まで精度良くエッチングする製造方法を示す。まず図９（ａ）に示す様に、エッチングを開始する前にデバイス基板の初期厚さを測長計２０にて測定する。その後、図９（ｂ）に示す様に、デバイス基板をエッチング溶液４に浸し適当な時間エッチングする。適当な時間エッチング後、図９（ｃ）に示す様に、基板をエッチング溶液４から出して再度厚さを測定する。この図９（ａ）〜（ｃ）の一連の工程を行いエッチングレートをモニターすることにより、０μｍより大で２００μｍ以下の所望のガラス厚に制御性良く製造することができる。特にガラス基板毎に材質や初期厚さにばらつきがある時には、本製造方法は非常に有効である。また図９（ａ）において、まずデバイス基板をエッチング溶液４に数秒間浸し、その後取り出して、デバイス基板表面にエッチング溶液４が付着した状態で初期厚さを測定すれば更に精度良くガラス厚を制御できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、一枚又は一対の基板より形成されたデバイス基板から、転写法を用いることにより、制御性良く低コストにフレキシブルデバイス基板を製造することができる。またガラス基板上に形成された薄膜トランジスタアレイ等を銅フィルム等のような熱伝導率の高いフィルム上に転写することにより、フレキシブルで且つ放熱特性に優れたフレキシブル電子デバイスを実現できる。このようなフレキシブルデバイス基板は従来のガラス基板デバイス等よりも非常に薄くできるので、多層に積層しパッケージ化することで高機能にシステム化されたシステムインパッケージデバイスの実現も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる製造方法を示す図である。
【図２】本発明の第二の実施形態にかかる製造方法を示す図である。
【図３】本発明の製造方法で作成したフレキシブル基板薄膜トランジスタの電気特性
【図４】本発明の第三の実施形態にかかる製造方法を示す図である。
【図５】本発明の第四の実施形態にかかる製造方法を示す図である。
【図６】本発明の第三、四の実施形態の実施例を示す図である。
【図７】本発明の第五の実施形態にかかる製造方法を示す図である。
【図８】本発明の第六の実施形態にかかる製造方法を示す図である。
【図９】本発明の第七の実施形態にかかる製造方法を示す図である。
【図１０】従来の製造方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１    薄膜デバイス
２，２３    ガラス基板
３    保護フィルム
４    エッチング溶液
５    フレキシブルフィルム
６    高熱伝導率フィルム
７    絶縁性フレキシブルフィルム
８    表示素子
９    ガラス基板Ａ
１０    ガラス基板Ｂ
１１，２４    保護シート
１２    フッ酸系のエッチング溶液
１３    フレキシブルシートＢ
１４    フレキシブルシートＡ
１５    駆動用ドライバ
１６    フレキシブル配線基板
１７    薄膜デバイスＡ
１８    薄膜デバイスＢ
１９    重量計
２０    測長計
２１    エッチングストッパ
２２    薄膜トランジスタアレイ
２５    樹脂基板
【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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【図９】
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【図１０】
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