(57)【要約】【課題】  本発明は、軽量化または小型化を妨げることなく携帯用電子機器を高機能化することを課題とし、より具体的には該携帯用電子機器に搭載される液晶表示装置を、機械的強度が損なわれることなく、薄型化、軽量化することを課題とする。【解決手段】  第１のプラスチック基板と、第１のプラスチック基板上に配置された発光素子と、発光素子を覆っている樹脂と、樹脂に接した絶縁膜と、絶縁膜に接した半導体素子と、半導体素子に電気的に接続された液晶セルと、第２のプラスチック基板とを有し、半導体素子及び液晶セルは、第１のプラスチック基板と第２のプラスチック基板との間に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプラスチック基板と、前記第１のプラスチック基板上に配置された発光素子と、前記発光素子を覆っている樹脂と、前記樹脂に接した絶縁膜と、前記絶縁膜に接した半導体素子と、前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルと、第２のプラスチック基板とを有し、
前記半導体素子及び前記液晶セルは、前記第１のプラスチック基板と前記第２のプラスチック基板との間に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
凹部を有する第１のプラスチック基板と、前記第１のプラスチック基板の凹部に配置された発光素子と、前記発光素子を覆って前記凹部に設けられた樹脂と、前記樹脂に接した絶縁膜と、前記絶縁膜に接した半導体素子と、前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルと、第２のプラスチック基板とを有し、
前記半導体素子及び前記液晶セルは、前記第１のプラスチック基板と前記第２のプラスチック基板との間に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
第１のプラスチック基板と、前記第１のプラスチック基板に接した金属膜と、前記第１のプラスチック基板上に配置された発光素子と、前記発光素子を覆っている樹脂と、前記樹脂に接した絶縁膜と、前記絶縁膜に接した半導体素子と、前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルと、第２のプラスチック基板とを有し、
前記半導体素子及び前記液晶セルは、前記第１のプラスチック基板と前記第２のプラスチック基板との間に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
凹部を有する第１のプラスチック基板と、前記凹部に接した金属膜と、前記凹部に配置された発光素子と、前記発光素子を覆って前記凹部に設けられた樹脂と、前記樹脂に接した絶縁膜と、前記絶縁膜に接した半導体素子と、前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルと、第２のプラスチック基板とを有し、
前記半導体素子及び前記液晶セルは、前記第１のプラスチック基板と前記第２のプラスチック基板との間に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４または請求項５において、前記金属膜は表面をサンドブラスト加工されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、前記液晶セルは透過型であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項において、前記発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７において、前記発光ダイオードはＦＰＣに接続されており、前記ＦＰＣを介して電流が供給されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
第１の基板の一方の面に金属膜と、金属酸化膜と、絶縁膜と、半導体膜とを順に積層するように形成し、
前記半導体膜を用いて半導体素子を形成し、
前記半導体素子を間に挟んで前記第１の基板と向かい合うように、第１の接着剤を用いて第２の基板を貼り合わせ、
加熱処理を施すことで前記金属酸化膜を結晶化し、
前記金属酸化膜を前記金属膜側と前記絶縁膜側とに分離することで、前記第１の基板を取り除き、
プラスチック基板上に発光素子を配置し、前記発光素子を覆うように前記プラスチック基板上に樹脂を塗布し、
第３の接着剤を用いて、前記樹脂に、前記金属酸化膜の一部が付着した前記絶縁膜を接着することで、前記半導体素子を前記プラスチック基板に貼り合わせ、
前記第１の接着剤を除去することで前記第２の基板を取り除いた後、前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルを形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１０】
第１の基板の一方の面に金属膜と、金属酸化膜と、絶縁膜と、半導体膜とを順に積層するように形成し、
前記半導体膜を用いて半導体素子を形成し、
前記半導体素子を間に挟んで前記第１の基板と向かい合うように、第１の接着剤を用いて第２の基板を貼り合わせ、
前記金属酸化膜を前記金属膜側と前記絶縁膜側とに分離することで、前記第１の基板を取り除き、
プラスチック基板上に発光素子を配置し、前記発光素子を覆うように前記プラスチック基板上に樹脂を塗布し、
第３の接着剤を用いて、前記樹脂に、前記金属酸化膜の一部が付着した前記絶縁膜を接着することで、前記半導体素子を前記プラスチック基板に貼り合わせ、
前記第１の接着剤を除去することで前記第２の基板を取り除いた後、前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルを形成し、
前記半導体素子を形成する際に行われる加熱処理によって、前記金属酸化膜が結晶化されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１１】
第１の基板の一方の面に金属膜と、金属酸化膜と、絶縁膜と、半導体膜とを順に積層するように形成し、
前記半導体膜を用いて半導体素子を形成し、
前記半導体素子を間に挟んで前記第１の基板と向かい合うように、第１の接着剤を用いて第２の基板を貼り合わせ、
加熱処理を施すことで前記金属酸化膜を結晶化し、
前記金属酸化膜を前記金属膜側と前記絶縁膜側とに分離することで、前記第１の基板を取り除き、
凹部を有するプラスチック基板の前記凹部上に発光素子を配置し、前記発光素子を覆うように前記凹部に樹脂を塗布し、
第３の接着剤を用いて、前記樹脂に、前記金属酸化膜の一部が付着した前記絶縁膜を接着することで、前記半導体素子を前記プラスチック基板に貼り合わせ、
前記第１の接着剤を除去することで前記第２の基板を取り除いた後、前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルを形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１２】
第１の基板の一方の面に金属膜と、金属酸化膜と、絶縁膜と、半導体膜とを順に積層するように形成し、
前記半導体膜を用いて半導体素子を形成し、
前記半導体素子を間に挟んで前記第１の基板と向かい合うように、第１の接着剤を用いて第２の基板を貼り合わせ、
前記金属酸化膜を前記金属膜側と前記絶縁膜側とに分離することで、前記第１の基板を取り除き、
凹部を有するプラスチック基板の前記凹部上に発光素子を配置し、前記発光素子を覆うように前記凹部に樹脂を塗布し、
第３の接着剤を用いて、前記樹脂に、前記金属酸化膜の一部が付着した前記絶縁膜を接着することで、前記半導体素子を前記プラスチック基板に貼り合わせ、
前記第１の接着剤を除去することで前記第２の基板を取り除いた後、前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルを形成し、
前記半導体素子を形成する際に行われる加熱処理によって、前記金属酸化膜が結晶化されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１３】
第１の基板の一方の面に金属膜と、金属酸化膜と、絶縁膜と、半導体膜とを順に積層するように形成し、
前記半導体膜を用いて半導体素子を形成し、
前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルを形成し、
前記半導体素子及び前記液晶セルを間に挟んで前記第１の基板と向かい合うように、第１の接着剤を用いて第２の基板を貼り合わせ、
加熱処理を施すことで前記金属酸化膜を結晶化し、
前記金属酸化膜を前記金属膜側と前記絶縁膜側とに分離することで、前記第１の基板を取り除き、
プラスチック基板上に発光素子を配置し、前記発光素子を覆うように前記プラスチック基板上に樹脂を塗布し、
第３の接着剤を用いて、前記樹脂に、前記金属酸化膜の一部が付着した前記絶縁膜を接着することで、前記半導体素子及び前記液晶セルを前記プラスチック基板に貼り合わせ、
前記第１の接着剤を除去することで前記第２の基板を取り除くことを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１４】
第１の基板の一方の面に金属膜と、金属酸化膜と、絶縁膜と、半導体膜とを順に積層するように形成し、
前記半導体膜を用いて半導体素子を形成し、
前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルを形成し、
前記半導体素子及び前記液晶セルを間に挟んで前記第１の基板と向かい合うように、第１の接着剤を用いて第２の基板を貼り合わせ、
前記金属酸化膜を前記金属膜側と前記絶縁膜側とに分離することで、前記第１の基板を取り除き、
プラスチック基板上に発光素子を配置し、前記発光素子を覆うように前記プラスチック基板上に樹脂を塗布し、
第３の接着剤を用いて、前記樹脂に、前記金属酸化膜の一部が付着した前記絶縁膜を接着することで、前記半導体素子及び前記液晶セルを前記プラスチック基板に貼り合わせ、
前記第１の接着剤を除去することで前記第２の基板を取り除き、
前記半導体素子を形成する際に行われる加熱処理によって、前記金属酸化膜が結晶化されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１５】
第１の基板の一方の面に金属膜と、金属酸化膜と、絶縁膜と、半導体膜とを順に積層するように形成し、
前記半導体膜を用いて半導体素子を形成し、
前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルを形成し、
前記半導体素子及び前記液晶セルを間に挟んで前記第１の基板と向かい合うように、第１の接着剤を用いて第２の基板を貼り合わせ、
加熱処理を施すことで前記金属酸化膜を結晶化し、
前記金属酸化膜を前記金属膜側と前記絶縁膜側とに分離することで、前記第１の基板を取り除き、
凹部を有するプラスチック基板の前記凹部上に発光素子を配置し、前記発光素子を覆うように前記凹部に樹脂を塗布し、
第３の接着剤を用いて、前記樹脂に、前記金属酸化膜の一部が付着した前記絶縁膜を接着することで、前記半導体素子及び前記液晶セルを前記プラスチック基板に貼り合わせ、
前記第１の接着剤を除去することで前記第２の基板を取り除くことを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１６】
第１の基板の一方の面に金属膜と、金属酸化膜と、絶縁膜と、半導体膜とを順に積層するように形成し、
前記半導体膜を用いて半導体素子を形成し、
前記半導体素子に電気的に接続された液晶セルを形成し、
前記半導体素子及び前記液晶セルを間に挟んで前記第１の基板と向かい合うように、第１の接着剤を用いて第２の基板を貼り合わせ、
前記金属酸化膜を前記金属膜側と前記絶縁膜側とに分離することで、前記第１の基板を取り除き、
凹部を有するプラスチック基板の前記凹部上に発光素子を配置し、前記発光素子を覆うように前記凹部に樹脂を塗布し、
第３の接着剤を用いて、前記樹脂に、前記金属酸化膜の一部が付着した前記絶縁膜を接着することで、前記半導体素子及び前記液晶セルを前記プラスチック基板に貼り合わせ、
前記第１の接着剤を除去することで前記第２の基板を取り除き、
前記半導体素子を形成する際に行われる加熱処理によって、前記金属酸化膜が結晶化されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１７】
請求項９乃至請求項１６のいずれか１項において、前記液晶セルは透過型であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項９乃至請求項１７のいずれか１項において、前記発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１８において、前記発光ダイオードはＦＰＣに接続されており、前記ＦＰＣを介して電流が供給されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特に、携帯用電子機器に搭載される透過型の液晶表示装置に関する。また、本発明は液晶表示装置の作製方法に関し、特に、携帯用電子機器に搭載される透過型の液晶表示装置の作製方法に関する。さらに、該液晶表示装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や電子手帳などに代表される携帯用電子機器には、画像を表示するためのフラットパネルディスプレイの他、メールの送受信、音声認識、小型カメラによる映像の取り込みなど様々な機能が要求されている一方、小型化、軽量化に対するユーザーニーズも依然根強い。そのため、回路規模やメモリ容量のより大きいＩＣを、携帯用電子機器の限られた容積の中により多く搭載する必要性に迫られている。
【０００３】
ＩＣを収容するためのスペースを確保し、なおかつ携帯用電子機器を小型化、軽量化するためには、如何にフラットパネルディスプレイを薄く、軽く作るかが重要なポイントとなる。例えば携帯用電子機器に比較的多く用いられている液晶表示装置の場合、液晶が封入されたパネルに用いられるガラス基板の厚さを抑えたり、光源や導光板等が不要にできる反射型にしたりすることで、ある程度薄型化、軽量化を図ることができる。
【０００４】
しかし、パネルの機械的強度を考慮するとガラス基板をむやみやたらと薄くすることはできない。例えばバリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等を用いた場合、３インチ角のパネルの厚さはせいぜい１〜２ｍｍ程度、重量１０ｇ程度が限界である。また外光を利用するタイプの反射型の液晶表示装置は、暗所での画像の認識が難しく、場所を選ばずに使用できるという携帯用電子機器のメリットをいまいち生かしきれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、軽量化または小型化を妨げることなく携帯用電子機器を高機能化することを課題とし、より具体的には該携帯用電子機器に搭載される液晶表示装置を、機械的強度が損なわれることなく、薄型化、軽量化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液晶表示装置は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：light-emitting diode）、エレクトロルミネッセンス素子などの発光素子を用いる。そして、透光性を有する樹脂で、可撓性を有するプラスチック基板上に設けた該発光素子を覆うことで表面を平坦化して、該平坦化された樹脂上に液晶セル及び該液晶セルを駆動するための半導体素子を設ける。発光素子を樹脂で覆った状態の光源を、本明細書では固体化光源と呼ぶ。
【０００７】
一般的にプラスチック基板は、可撓性を有する分、ガラス基板と比較して振動、衝撃に対する機械的強度に優れており、厚さを抑えやすい。しかしプラスチック基板と樹脂は、液晶表示装置に用いられる半導体素子の作製工程における熱処理に耐え得るほど、耐熱性に優れていない場合が多い。そこで本発明では、該熱処理に耐え得る程度の耐熱性を有する基板上において半導体素子を形成した後、固体化光源上に、該半導体素子を移し替える。
【０００８】
そして本発明の液晶表示装置には、発光素子から発せられた光を液晶セル側に反射させるための手段が設けられている。具体的には、既存の反射板をプラスチック基板に貼り合わせたり、プラスチック基板の表面に蒸着法などで金属の膜（以下、反射膜）を成膜したりして、光を反射させる。さらに発光素子を覆っている樹脂と、半導体素子及び液晶セルとの間に偏光板を設ける。
【０００９】
以下具体的に、本発明の液晶表示装置の第１の作製方法について説明する。
【００１０】
まず半導体素子の作製工程における熱処理に耐え得るような、耐熱性を有する第１の基板を用意する。そして該第１の基板上に金属膜を成膜し、該金属膜の表面を酸化することで数ｎｍの極薄い金属酸化膜を成膜する。次に該金属酸化膜上に絶縁膜、半導体膜を順に積層するように成膜する。絶縁膜は単層であっても、複数の膜を積層したものであっても良い。例えば窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化珪素などを用いることができる。そして該半導体膜を用いて、液晶表示装置に用いられる半導体素子を作製する。
【００１１】
半導体素子を形成したら、液晶セルを完成させる前に、該半導体素子を覆うように第２の基板を貼り合わせ、第１の基板と第２の基板の間に半導体素子が挟まれた状態を作る。液晶セルは、画素電極と、対向電極と、前記画素電極と対向電極の間に設けられた液晶とを有する。そして液晶セルを完成させる前とは、具体的には、半導体素子の一つであるＴＦＴに電気的に接続された液晶セルの画素電極や、該画素電極を覆っている配向膜を作製した後、対向電極が形成された対向基板を貼り合わせる前に相当する。
【００１２】
そして第１の基板の半導体素子が形成されている側とは反対の側に、第１の基板の剛性を補強するために第３の基板を貼り合わせる。第２の基板よりも第１の基板の剛性が高いほうが、第１の基板を引き剥がす際に、半導体素子に損傷が与えられにくくスムーズに剥がすことができる。ただし第３の基板は、後に第１の基板を半導体素子から引き剥がす際に、第１の基板の剛性が十分であれば、必ずしも貼り合わせる必要はない。
【００１３】
次に、加熱処理等を施すことで金属酸化膜を結晶化し、金属酸化膜の脆性を高め、第１の基板を半導体素子から剥離しやすくする。そして第１の基板を第３の基板と共に、半導体素子から引き剥がす。なお、金属酸化膜を結晶化するための加熱処理は、第３の基板を貼り合わせる前であってもよいし、第２の基板を貼り合わせる前であってもよい。或いは、半導体素子を形成する工程において行なわれる熱処理が、この金属酸化膜の結晶化の工程を兼ねていても良い。
【００１４】
そして第１の基板を第３の基板と共に、半導体素子から引き剥がす。この引き剥がしによって、金属膜と金属酸化膜の間で分離する部分と、絶縁膜と金属酸化膜の間で分離する部分と、金属酸化膜自体が双方に分離する部分とが生じる。いずれにしろ、半導体素子は第２の基板側に貼り付くように、第１の基板から引き剥がされる。
【００１５】
一方、半導体素子を貼り合わせるための、光源側のプラスチック基板を用意する。以下、このプラスチック基板を、後に用いられる対向電極側のプラスチック基板と区別するために、素子基板と呼ぶ。該素子基板上には発光素子を配置し、該発光素子を覆って樹脂を塗布する。そして平坦化された樹脂上に第１の偏光板を貼り合わせる。
【００１６】
次に、第１の基板が剥離されることで、第２の基板側に貼り付いた状態の半導体素子を、第１の偏光板に接着剤等で貼り合わせる。そして、第２の基板を剥離し、半導体素子が素子基板に固定された状態にする。
【００１７】
次に、液晶表示装置に設けられる液晶セルを作製する。具体的には、対向電極、第２の偏光板等が形成されたプラスチック基板（以下、対向基板と呼ぶ）を別途作製しておき、該対向基板を素子基板に貼り合わせて液晶を注入し、液晶セルを完成させる。なお対向基板には、対向電極、第２の偏光板のみならず、カラーフィルタ、配向膜、ブラックマトリクス等を作製しておいても良い。
【００１８】
次に、本発明の液晶表示装置の第２の作製方法について説明する。
【００１９】
まず半導体素子の作製工程における熱処理に耐え得るような、耐熱性を有する第１の基板を用意する。そして該第１の基板上に金属膜を成膜し、該金属膜の表面を酸化することで数ｎｍの極薄い金属酸化膜を成膜する。次に該金属酸化膜上に絶縁膜、半導体膜を順に積層するように成膜する。絶縁膜は単層であっても、複数の膜を積層したものであっても良い。例えば窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化珪素などを用いることができる。そして該半導体膜を用いて、液晶表示装置に用いられる半導体素子を作製する。
【００２０】
次に、液晶表示装置に設けられる液晶セルを作製する。液晶セルは、画素電極と、対向電極と、前記画素電極と対向電極の間に設けられた液晶とを有する。具体的には、対向電極、第２の偏光板等が形成されたプラスチック基板（以下、対向基板と呼ぶ）を別途作製しておき、該対向基板を貼り合わせて液晶を注入し、液晶セルを完成させる。なお対向基板には、対向電極、第２の偏光板のみならず、カラーフィルタ、配向膜、ブラックマトリクス等を作製しておいても良い。
【００２１】
半導体素子及び液晶セルを形成したら、該半導体素子及び液晶セルを覆うように第２の基板を貼り合わせ、第１の基板と第２の基板の間に半導体素子及び液晶セルが挟まれた状態を作る。
【００２２】
そして第１の基板の半導体素子及び液晶セルが形成されている側とは反対の側に、第１の基板の剛性を補強するために第３の基板を貼り合わせる。第２の基板よりも第１の基板の剛性が高いほうが、第１の基板を引き剥がす際に、半導体素子及び液晶セルに損傷が与えられにくくスムーズに剥がすことができる。ただし第３の基板は、後に第１の基板を半導体素子から引き剥がす際に、第１の基板の剛性が十分であれば、必ずしも貼り合わせる必要はない。
【００２３】
次に、加熱処理等を施すことで金属酸化膜を結晶化し、金属酸化膜の脆性を高め、第１の基板を半導体素子から剥離しやすくする。そして第１の基板を第３の基板と共に、半導体素子から引き剥がす。なお、金属酸化膜を結晶化するための加熱処理は、第３の基板を貼り合わせる前であってもよいし、第２の基板を貼り合わせる前であってもよい。或いは、半導体素子を形成する工程において行なわれる熱処理が、この金属酸化膜の結晶化の工程を兼ねていても良い。
【００２４】
そして第１の基板を第３の基板と共に、半導体素子及び液晶セルから引き剥がす。この引き剥がしによって、金属膜と金属酸化膜の間で分離する部分と、絶縁膜と金属酸化膜の間で分離する部分と、金属酸化膜自体が双方に分離する部分とが生じる。いずれにしろ、半導体素子及び液晶セルは第２の基板側に貼り付くように、第１の基板から引き剥がされる。
【００２５】
一方、半導体素子及び液晶セルを貼り合わせるための、光源側のプラスチック基板（素子基板）を用意する。該素子基板上には発光素子を配置し、該発光素子を覆って樹脂を塗布する。そして平坦化された樹脂上に第１の偏光板を貼り合わせる。
【００２６】
次に、第１の基板が剥離されることで、第２の基板側に貼り付いた状態の半導体素子及び液晶セルを、第１の偏光板に接着剤等で貼り合わせる。そして、第２の基板を剥離し、半導体素子及び液晶セルが素子基板に固定された状態を形成し、液晶表示装置が完成する。
【００２７】
なお１つの大型基板から複数の液晶表示装置を形成する場合、途中でダイシングを行ない、液晶表示装置を互いに切り離すようにする。
【００２８】
本発明では、液晶表示装置の厚さを０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることができる。
【００２９】
なお上述したように、素子基板と対向基板が可撓性を有する分、ガラス基板と比較して振動、衝撃に対する機械的強度に優れており、厚さを抑えやすい。また素子基板と対向基板が可撓性を有しているため、液晶表示装置の形状の自由度が高まる。よって例えば、円柱状のビンなどに貼り付けられるような、曲面を有する形状に液晶表示装置を形成することも可能である。
【００３０】
なお、透光性を有する樹脂で覆うことで、該発光素子から発せられる光を拡散させ、液晶表示装置の画素部の明るさをある程度均一にすることができるが、液晶セルと、発光素子を覆っている樹脂との間に拡散板を設けることでより明るさを均一にすることができる。
【００３１】
本発明は上記構成によって、機械的強度が損なわれることなく液晶表示装置を飛躍的に薄くすることができ、また軽量化することができる。そして本発明の液晶表示装置を電子機器に用いることで、ＩＣに用いるスペースをより広く確保することができ、電子機器の軽量化または小型化を妨げることなく高機能化を実現することができる。特に携帯用電子機器の場合、軽量化、小型化することで使い勝手が飛躍的に良くなるため、本発明の液晶表示装置を用いることは非常に有用である。また逆に、本発明では液晶表示装置の画素部のサイズをより大きくしても、従来のガラス基板を用いた液晶表示装置と同程度の重量とすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は上記構成によって、機械的強度が損なわれることなく液晶表示装置を飛躍的に薄くすることができ、また軽量化することができる。そして本発明の液晶表示装置を電子機器に用いることで、ＩＣに用いるスペースをより広く確保することができる。よって回路規模やメモリ容量のより大きいＩＣをより多く搭載することができ、電子機器の軽量化または小型化を妨げることなく高機能化を実現することができる。特に携帯用電子機器の場合、軽量化、小型化することで使い勝手が飛躍的に良くなるため、本発明の液晶表示装置を用いることは非常に有用である。また逆に、本発明では液晶表示装置の画素部のサイズを大きくして、従来のガラス基板を用いた液晶表示装置と同程度の重量とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１を用いて、本発明の液晶表示装置の構成について説明する。図１（Ａ）に、半導体素子を貼り付ける前の、素子基板１０１の断面図を示す。また図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した素子基板１０１の上面図に相当し、図１（Ｂ）のＡ−Ａ’における断面図が図１（Ａ）に相当する。
【００３４】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示す素子基板１０１は、凹部１０２を有しており、該凹部１０２内にＬＥＤ１０３が１つまたは複数設けられている。凹部１０２は公知の方法を用いて形成することができ、例えば金型を用いて成形することができる。ＬＥＤ１０３の駆動は、ＬＥＤ１０３の駆動用の薄膜回路（以下、ＬＥＤ駆動用薄膜回路と呼ぶ）１０４によって制御されている。ＬＥＤ駆動用薄膜回路１０４は必ずしも凹部１０２内に設けなくとも良く、凹部１０２以外の部分に形成しても良い。ＬＥＤ駆動用薄膜回路１０４の形成の仕方については、後述する。
【００３５】
１０５は素子基板１０１上に形成された配線であり、ＬＥＤ１０３とＬＥＤ駆動用薄膜回路１０４とを電気的に接続する他、ＬＥＤ駆動用薄膜回路１０４や、後に貼り合わされる半導体素子と、液晶表示装置の外部との電気的な接続を行なうために用いられる。配線１０５は、メッキ法など公知の方法を用いて素子基板１０１上に形成することができる。
【００３６】
また１０６は反射膜であり、蒸着法などを用いて凹部１０２内に金属を蒸着することで形成される。反射膜１０６は、配線１０５やＬＥＤ１０３とショートすることのないよう、電気的に分離するように成膜する。なお本実施の形態では、ＬＥＤ１０３の光を液晶セル側に反射させるための手段として、蒸着法により形成した反射膜を用いたが、別途形成された反射板を素子基板１０１に貼り合わせるようにしても良い。この場合、反射板は、ＬＥＤ１０３の光を液晶セル側に反射させることができるような位置に、貼り合わせるのが望ましい。例えば、素子基板１０１の、ＬＥＤ１０３が設けられている側とは反対の、凹部１０２が設けられていない面に設けることができる。
【００３７】
また、ＬＥＤ１０３は樹脂１０７によって覆われている。本実施の形態では、凹部１０２内に樹脂１０７が充填されている。ＬＥＤ駆動用薄膜回路１０４が凹部１０２内に形成されている場合は、樹脂１０７でＬＥＤ駆動用薄膜回路１０４を覆うようにする。樹脂１０７として、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂等公知の樹脂を用いることができる。樹脂１０７に、該樹脂とは屈折率の異なる、透光性の粒子を分散させても良い。例えばシリコン樹脂からなる球状粒子をポリメチルメタクリレート樹脂に分散させたものを用いることができる。樹脂は、後に行なわれる半導体素子の貼り合わせの工程に合わせて、適宜選択するのが望ましい。
【００３８】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）において、ＬＥＤ１０３、反射膜１０６が設けられ、樹脂１０７で覆われた領域が光源部１０８に相当する。
【００３９】
図１（Ｃ）に、半導体素子を貼り合わせ、液晶セルを完成した状態の、本発明の液晶表示装置の断面図を示す。図１（Ｄ）は、図１（Ｃ）に示した状態の液晶表示装置の上面図に相当し、図１（Ｄ）のＢ−Ｂ’における断面図が図１（Ｃ）に相当する。
【００４０】
半導体素子１１０は接着剤１０９によって、樹脂１０７上に貼り合わされている。なお図１（Ｃ）では図示していないが、樹脂１０７と接着剤１０９との間には、第１の偏光板が設けられている。また本実施の形態では、図１（Ｃ）、図１（Ｄ）に示すように、半導体素子１１０は、液晶表示装置の画素部に用いられるもののみならず、液晶表示装置の駆動やその他の信号処理を行なうための薄膜回路１１１に用いられるものも含んでいる。
【００４１】
１１３は対向基板であり、シール材１１４によって液晶１１２が封入されている。この対向基板１１３によって液晶１１２が封入された領域がパネル１１５に相当する。パネル１１５に設けられた画素部１１６には、光源部１０８からの光が照射される。また薄膜回路１１１は、ワイヤボンディング法や、フリップチップ法などを用いて、配線１０５と電気的に接続されている。
【００４２】
なお本実施の形態では、配線１０５を介して液晶表示装置への信号や電源電圧の供給を行なうことができるが、本発明はこれに限定されず、例えば、発光素子や光センサ等を用いて光により信号や電源電圧の供給を行っても良いし、アンテナコイルを用いて電磁誘導により信号や電源電圧の供給を行っても良い。
【００４３】
プラスチック基板としては、極性基のついたノルボルネン樹脂からなるＡＲＴＯＮ：ＪＳＲ製を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミドなどのプラスチック基板を用いることができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では素子基板に凹部を設け、該凹部にＬＥＤを設けた例について説明したが、本発明は必ずしもこの形態に限定されない。凹部を設けていない平坦なプラスチック基板を、素子基板として用いても良い。
【００４５】
図２を用いて、平坦なプラスチック基板を素子基板として用いた、液晶表示装置の構成について説明する。図２（Ａ）に、半導体素子を貼り付ける前の、素子基板２０１の断面図を示す。素子基板２０１には凹部が設けられておらず、平坦である。また図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した素子基板２０１の上面図に相当し、図２（Ｂ）のＡ−Ａ’における断面図が図２（Ａ）に相当する。
【００４６】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示す素子基板２０１上には、ＬＥＤ２０３が１つまたは複数設けられている。２０４はＬＥＤ駆動用薄膜回路であり、配線２０５によって、ＬＥＤ２０３とＬＥＤ駆動用薄膜回路２０４とが電気的に接続されている。また配線２０５は、ＬＥＤ駆動用薄膜回路２０４や、後に貼り合わされる半導体素子と、液晶表示装置の外部とを、電気的に接続するために用いられる。また反射膜２０６が、配線２０５やＬＥＤ２０３とショートすることのないよう、電気的に分離するように成膜されている。なお、蒸着法により形成した反射膜ではなく、別途形成された反射板を用いても良い。
【００４７】
また、ＬＥＤ２０３は樹脂２０７によって覆われている。本実施の形態では、感光性の樹脂を塗布した後、部分的に露光し、配線２０５の一部が露出するように、樹脂２０７を成膜する。ＬＥＤ駆動用薄膜回路２０４も樹脂２０７によって覆われていても良い。図２（Ａ）、図２（Ｂ）において、ＬＥＤ２０３、反射膜２０６が設けられ、樹脂２０７で覆われた領域が光源部２０８に相当する。
【００４８】
図２（Ｃ）に、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示した素子基板２０１に、半導体素子を貼り合わせ、液晶セルを完成した状態の、本発明の液晶表示装置の断面図を示す。図２（Ｄ）は、図２（Ｃ）に示した状態の液晶表示装置の上面図に相当し、図２（Ｄ）のＢ−Ｂ’における断面図が図２（Ｃ）に相当する。
【００４９】
半導体素子２１０は接着剤２０９によって、樹脂２０７上に貼り合わされている。なお図２（Ｃ）では図示していないが、樹脂２０７と接着剤２０９との間には、第１の偏光板が設けられている。また２１１は、半導体素子２１０を用いて形成された薄膜回路に相当する。
【００５０】
２１３は対向基板であり、シール材２１４によって液晶２１２が封入されている。この対向基板２１３によって液晶が封入された領域がパネル２１５に相当する。パネル２１５に設けられた画素部２１６には、光源部２０８からの光が照射される。また薄膜回路２１１は、ワイヤボンディング法や、フリップチップ法などを用いて、配線２０５と電気的に接続されている。
【００５１】
素子基板に凹部を設けることで、凹部に樹脂を滴下するだけで、容易に配線を露出したまま樹脂でＬＥＤを覆うことができ、また凹部内に反射膜を成膜することで、ＬＥＤから発せられる光を効率良く画素部に照射することができる。一方凹部を設けない場合は、凹部を設ける場合に比べて、素子基板の強度をより高めることができる。
【００５２】
次に、薄膜回路と液晶表示装置に用いられる半導体素子の具体的な作製方法、及び該半導体素子の素子基板への貼り合わせ方法について説明する。なお本実施の形態では、半導体素子として２つのＴＦＴを例に挙げて説明するが、薄膜回路と液晶表示装置に含まれる半導体素子はこれに限定されず、あらゆる回路素子を用いることができる。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどが代表的に挙げられる。
【００５３】
まず図３（Ａ）に示すように、スパッタ法を用いて第１の基板５００上に金属膜５０１を成膜する。ここでは金属膜５０１にタングステンを用い、膜厚を１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜７５ｎｍとする。なお本実施の形態では第１の基板５００上に直接金属膜５０１を成膜するが、例えば酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素等の絶縁膜で第１の基板５００を覆ってから、金属膜５０１を成膜するようにしても良い。
【００５４】
そして金属膜５０１の成膜後、大気に曝すことなく酸化物膜５０２を積層するように成膜する。ここでは酸化物膜５０２として酸化珪素膜を膜厚１５０ｎｍ〜３００ｎｍとなるように成膜する。なお、スパッタ法を用いる場合、第１の基板５００の端面にも成膜が施される。そのため、後の工程における剥離の際に、酸化物膜５０２が第１の基板５００側に残ってしまうのを防ぐために、端面に成膜された金属膜５０１と酸化物膜５０２とをＯ2アッシングなどで選択的に除去したり、第１の基板５００の端部をダイシング等でカットしたりすることが好ましい。
【００５５】
また酸化物膜５０２の成膜の際に、スパッタの前段階としてターゲットと基板との間をシャッターで遮断してプラズマを発生させる、プレスパッタを行なう。プレスパッタはＡｒを１０ｓｃｃｍ、Ｏ2をそれぞれ３０ｓｃｃｍの流量とし、第１の基板５００の温度を２７０℃、成膜パワーを３ｋＷの平衡状態に保って行なう。プレスパッタにより、金属膜５０１と酸化物膜５０２の間に極薄い数ｎｍ（ここでは３ｎｍ）程度の金属酸化膜５０３が形成される。金属酸化膜５０３は、金属膜５０１の表面が酸化することで形成される。よって本実施の形態では、金属酸化膜５０３は酸化タングステンで形成される。
【００５６】
なお本実施の形態では、プレスパッタにより金属酸化膜５０３を形成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば酸素、または酸素にＡｒ等の不活性ガスを添加し、プラズマにより意図的に金属膜５０１の表面を酸化し、金属酸化膜５０３を形成するようにしても良い。
【００５７】
次に酸化物膜５０２を成膜した後、ＰＣＶＤ法を用いて下地膜５０４を成膜する。ここでは下地膜５０４として、酸化窒化珪素膜を膜厚１００ｎｍ程度となるように成膜する。そして下地膜５０４を成膜した後、大気に曝さずに半導体膜５０５を形成する。半導体膜５０５の膜厚は２５〜１００ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）とする。なお半導体膜５０５は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５atomic％程度であることが好ましい。
【００５８】
次に図３（Ｂ）に示すように、半導体膜５０５を公知の技術により結晶化する。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。或いは特開平７−１３０６５２号公報で開示された技術に従って、触媒元素を用いる結晶化法を用いることもできる。
【００５９】
また、なお予め多結晶半導体膜である半導体膜５０５を、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで形成するようにしても良い。
【００６０】
本実施の形態ではレーザ結晶化により、半導体膜５０５を結晶化する。連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Ｎｄ:ＹＶＯ4レーザ（基本波１０６４nm）の第２高調波（５３２nm）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のＹＶＯ4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力１０Ｗのレーザ光を得る。また非線形光学素子を用いて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜５０５に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度とし、照射する。
【００６１】
なおレーザ結晶化は、連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレーザ光とを照射するようにしても良い。
【００６２】
なお、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じる閾値のばらつきを抑えることができる。
【００６３】
上述した半導体膜５０５へのレーザ光の照射により、結晶性がより高められた半導体膜５０６が形成される。次に、図３（Ｃ）に示すように半導体膜５０６をパターニングし、島状の半導体膜５０７、５０８を形成し、該島状の半導体膜５０７、５０８を用いてＴＦＴに代表される各種の半導体素子を形成する。なお本実施の形態では、下地膜５０４と島状の半導体膜５０７、５０８とが接しているが、半導体素子によっては、下地膜５０４と島状の半導体膜５０７、５０８との間に、電極や絶縁膜等が形成されていても良い。例えば半導体素子の１つであるボトムゲート型のＴＦＴの場合、下地膜５０４と島状の半導体膜５０７、５０８との間に、ゲート電極とゲート絶縁膜が形成される。
【００６４】
本実施の形態では、島状の半導体膜５０７、５０８を用いてトップゲート型のＴＦＴ５０９、５１０を形成する（図３（Ｄ））。具体的には、島状の半導体膜５０７、５０８を覆うようにゲート絶縁膜５１１を成膜する。そして、ゲート絶縁膜５１１上に導電膜を成膜し、パターニングすることで、ゲート電極５１２、５１３を形成する。そして、ゲート電極５１２、５１３や、あるいはレジストを成膜しパターニングしたものをマスクとして用い、島状の半導体膜５０７、５０８にｎ型を付与する不純物を添加し、ソース領域、ドレイン領域、さらにはＬＤＤ領域等を形成する。なおここではＴＦＴ５０９、５１０をｎ型とするが、ｐ型のＴＦＴの場合は、ｐ型の導電性を付与する不純物を添加する。
【００６５】
上記一連の工程によってＴＦＴ５０９、５１０を形成することができる。なおＴＦＴの作製方法は、上述した工程に限定されない。
【００６６】
次にＴＦＴ５０９、５１０を覆って第１の層間絶縁膜５１４を成膜する。そして、ゲート絶縁膜５１１及び第１の層間絶縁膜５１４にコンタクトホールを形成した後、コンタクトホールを介してＴＦＴ５０９、５１０と接続する端子５１５〜５１８を、第１の層間絶縁膜５１４に接するように形成する。
【００６７】
そして配線５１５に接するように、ＩＴＯ等の透明導電膜を用い、液晶セルの画素電極５４０を作製する。そして画素電極５４０を覆って配向膜５４１を形成し、配向膜５４１にラビング処理を施す。なお。配線５１８の一部は配向膜５４１で覆われないように、エッチング等で露出させておく。
【００６８】
次に、配向膜５４１に保護層５２１を形成する。保護層５２１は、後に第２の基板を貼り合わせたり剥離したりする際に、ＴＦＴ５０９、５１０、配向膜５４１及び端子５１５〜５１８の表面を保護する機能を有しており、第２の基板の剥離後に除去することが可能な材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレート系、シリコン系の樹脂を全面に塗布し、焼成することで保護層５２１を形成することができる。
【００６９】
本実施の形態ではスピンコートで水溶性樹脂（東亜合成製：ＶＬ−ＷＳＨＬ１０）を膜厚３０μｍとなるように塗布し、仮硬化させるために２分間の露光を行ったあと、ＵＶ光を裏面から２．５分、表面から１０分、合計１２．５分の露光を行って本硬化させて、保護層５２１を形成する（図３（Ｅ））。
【００７０】
なお本実施の形態では、配向膜５４１を形成した後に保護層５２１を形成する例を示しているが、後の工程において保護層５２１を除去した後に、配向膜５４１を形成するようにしても良い。ただし、複数の有機樹脂を積層する場合、有機樹脂同士では使用している溶媒によって塗布または焼成時に一部溶解したり、密着性が高くなりすぎたりする恐れがある。よって、配向膜５４１を形成した後に保護層５２１を形成する場合、第１の層間絶縁膜５１４と保護層５２１に、同じ溶媒に可溶な有機樹脂を用いるときは、後の工程において保護層５２１の除去がスムーズに行なわれるように、第１の層間絶縁膜５１４を覆うように、なおかつ第１の層間絶縁膜５１４と端子５１５〜５１８との間挟まれるように、無機絶縁膜（ＳｉＮX膜、ＳｉＮXＯY膜、ＡｌＮX膜、またはＡｌＮXＯY膜）を形成しておくことが好ましい。
【００７１】
次に、後の剥離を行ない易くするために、金属酸化膜５０３を結晶化させる。結晶化により、金属酸化膜５０３が粒界において割れやすくなり、脆性を高めることができる。本実施の形態では、４２０℃〜５５０℃、０．５〜５時間程度加熱処理を行ない、結晶化を行なった。
【００７２】
次に、金属酸化膜５０３と酸化物膜５０２の間の密着性、または金属酸化膜５０３と金属膜５０１の間の密着性を部分的に低下させ、剥離開始のきっかけとなる部分を形成する処理を行なう。具体的には、剥離しようとする領域の周縁に沿って外部から局所的に圧力を加えて金属酸化膜５０３の層内または界面近傍の一部に損傷を与える。本実施の形態では、ダイヤモンドペンなどの硬い針を金属酸化膜５０３の端部近傍に垂直に押しつけ、そのまま荷重をかけた状態で金属酸化膜５０３に沿って動かす。好ましくは、スクライバー装置を用い、押し込み量を０．１ｍｍ〜２ｍｍとし、圧力をかけて動かせばよい。このように、剥離を行なう前に、剥離が開始されるきっかけとなるような、密着性の低下した部分を形成することで、後の剥離工程における不良を低減させることができ、歩留まり向上につながる。
【００７３】
次いで、両面テープ５２２を用い、保護層５２１に第２の基板５２３を貼り付け、さらに両面テープ５２４を用い、第１の基板５００に第３の基板５２５を貼り付ける（図４（Ａ））。なお両面テープではなく接着剤を用いてもよい。例えば紫外線によって剥離する接着剤を用いることで、第２の基板剥離の際に半導体素子にかかる負担を軽減させることができる。
【００７４】
第３の基板５２５を貼り付けることで、後の剥離工程で第１の基板５００が破損するのを防ぐことができる。第２の基板５２３および第３の基板５２５としては、第１の基板５００よりも剛性の高い基板、例えば石英基板、半導体基板を用いることが好ましい。
【００７５】
次いで、金属膜５０１と酸化物膜５０２とを物理的に引き剥がす。引き剥がしは、先の工程において、金属酸化膜５０３の金属膜５０１または酸化物膜５０２に対する密着性が部分的に低下した領域から開始する。
【００７６】
引き剥がしによって、金属膜５０１と金属酸化膜５０３の間で分離する部分と、酸化物膜５０２と金属酸化膜５０３の間で分離する部分と、金属酸化膜５０３自体が双方に分離する部分とが生じる。そして第２の基板５２３側に半導体素子（ここではＴＦＴ５０９、５１０）が、第３の基板５２５側に第１の基板５００及び金属膜５０１が、それぞれ貼り付いたまま分離する。引き剥がしは比較的小さな力（例えば、人間の力、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波等）で行なうことができる。剥離後の状態を図４（Ｂ）に示す。
【００７７】
次に接着剤５２６で、樹脂５３３上に設けられた第１の偏光板５２７と、部分的に金属酸化膜５０３が付着している酸化物層５０２とを接着する（図４（Ｃ））。この接着の際に、両面テープ５２２による第２の基板５２３と保護層５２１との間の密着力よりも、接着剤５２６による酸化物層５０２と第１の偏光板５２７との間の密着力の方が高くなるように、接着剤５２６の材料を選択することが重要である。
【００７８】
なお、金属酸化膜５０３が酸化物膜５０２の表面に残存していると、第１の偏光板５２７との密着性が悪くなる場合があるので、完全にエッチング等で除去してから第１の偏光板に接着させ、密着性を高めるようにしても良い。
【００７９】
また、半導体素子５０９、５１０を薄膜回路に用いる場合、必ずしも半導体素子５０９、５１０を第１の偏光板５２７と重なる位置に貼りつけなくとも良い。
【００８０】
接着剤５２６としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤が挙げられる。さらに好ましくは、銀、ニッケル、アルミニウム、窒化アルミニウムからなる粉末、またはフィラーを含ませて接着剤５２６も高い熱伝導性を備えていることが好ましい。
【００８１】
また５３０は素子基板５３４上に形成された配線であり、配線５３０は、例えば銅にはんだ、金またはスズをメッキすることで形成されている。
【００８２】
次に図５（Ａ）に示すように、保護層５２１から両面テープ５２２と第２の基板５２３を順に、または同時に剥がす。なお、接着剤５２６として紫外線硬化型接着剤を用い、両面テープ５２２に紫外線によって剥離するテープまたは接着剤を用いることで、紫外線照射により両面テープ５２２の剥離と接着剤５２６の硬化を同時に行なうことができる。
【００８３】
そして図５（Ｂ）に示すように保護層５２１を除去する。ここでは保護層５２１に水溶性の樹脂が使われているので、水に溶かして除去する。保護層５２１が残留していると不良の原因となる場合は、除去後の表面に洗浄処理やＯ2プラズマ処理を施し、残留している保護層５２１の一部を除去することが好ましい。
【００８４】
なお本実施の形態では、金属膜５０１としてタングステンを用いているが、本発明において金属膜はこの材料に限定されない。その表面に金属酸化膜５０３が形成され、該金属酸化膜５０３を結晶化することで基板を引き剥がすことができるような金属を含む材料であれば良い。例えば、タングステンの他、ＴｉＮ、ＷＮ、Ｍｏ等を用いることができる。またこれらの合金を金属膜として用いる場合、その組成比によって結晶化の際の加熱処理の最適な温度が異なる。よって組成比を調整することで、半導体素子の作製工程にとって妨げとならない温度で加熱処理を行なうことができ、半導体素子のプロセスの選択肢が制限されにくい。
【００８５】
次に、図６に示すように液晶セルを作製する。
【００８６】
保護層５２１を除去した後、別途形成しておいた対向基板５４２を、シール材５４３を用いて貼り合わせる。シール材にはフィラーが混入されていても良い。対向基板５４２は、その厚さが数百μm程度であり、透明導電膜からなる対向電極５４３と、ラビング処理が施された配向膜５４４が形成されている。なおこれらに加えて、カラーフィルタや、ディスクリネーションを防ぐためのブラックマトリクス（遮蔽膜）などが形成されていても良い。また、第２の偏光板５４５を、対向基板５４２の対向電極５４３が形成されている面とは逆の面に、貼り合わせておく。
【００８７】
そして液晶５４６を注入して封止し、パネル５５０が完成する。なお、液晶の注入はディスペンサ式でもディップ式でも良い。またセルギャップを確保するために、スペーサを画素電極５４０と対向電極５４３との間に設けても良い。端子５１８と、素子基板５３４に設けられた配線５３０とを、ワイヤボンディング法等を用いて、電気的に接続することで、液晶表示装置が完成する。
【００８８】
次に、図３〜図６に示した方法とは異なる、本発明の液晶表示装置の作製方法について述べる。なお、半導体素子としてＴＦＴを例に挙げて示すが、薄膜回路とパネルに含まれる半導体素子はこれに限定されず、あらゆる回路素子を用いることができる。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどが代表的に挙げられる。
【００８９】
まず図７（Ａ）に示すように、スパッタ法を用いて第１の基板１５００上に金属膜１５０１を成膜する。ここでは金属膜１５０１にタングステンを用い、膜厚を１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜７５ｎｍとする。なお本実施の形態では第１の基板１５００上に直接金属膜１５０１を成膜するが、例えば酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素等の絶縁膜で第１の基板１５００を覆ってから、金属膜１５０１を成膜するようにしても良い。
【００９０】
そして金属膜１５０１の成膜後、大気に曝すことなく絶縁膜を構成する酸化物膜１５０２を、積層するように成膜する。ここでは酸化物膜１５０２として酸化珪素膜を膜厚１５０ｎｍ〜３００ｎｍとなるように成膜する。なお、スパッタ法を用いる場合、第１の基板１５００の端面にも成膜が施される。そのため、後の工程における剥離の際に、酸化物膜１５０２が第１の基板１５００側に残ってしまうのを防ぐために、端面に成膜された金属膜１５０１と酸化物膜１５０２とをＯ2アッシングなどで選択的に除去することが好ましい。
【００９１】
また酸化物膜１５０２の成膜の際に、スパッタの前段階としてターゲットと基板との間をシャッターで遮断してプラズマを発生させる、プレスパッタを行なう。プレスパッタはＡｒを１０ｓｃｃｍ、Ｏ2をそれぞれ３０ｓｃｃｍの流量とし、第１の基板１５００の温度を２７０℃、成膜パワーを３ｋＷの平行状態に保って行なう。プレスパッタにより、金属膜１５０１と酸化物膜１５０２の間に極薄い数ｎｍ（ここでは３ｎｍ）程度の金属酸化膜１５０３が形成される。金属酸化膜１５０３は、金属膜１５０１の表面が酸化することで形成される。よって本実施の形態では、金属酸化膜１５０３は酸化タングステンで形成される。
【００９２】
なお本実施の形態では、プレスパッタにより金属酸化膜１５０３を形成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば酸素、または酸素にＡｒ等の不活性ガスを添加し、プラズマにより意図的に金属膜１５０１の表面を酸化し、金属酸化膜１５０３を形成するようにしても良い。
【００９３】
次に酸化物膜１５０２を成膜した後、ＰＣＶＤ法を用いて絶縁膜を構成する下地膜１５０４を成膜する。ここでは下地膜１５０４として、酸化窒化珪素膜を膜厚１００ｎｍ程度となるように成膜する。そして下地膜１５０４を成膜した後、大気に曝さずに半導体膜１５０５を形成する。半導体膜１５０５の膜厚は２５〜１００ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）とする。なお半導体膜１５０５は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５atomic％程度であることが好ましい。
【００９４】
次に、半導体膜１５０５を公知の技術により結晶化する。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。或いは特開平７−１３０６５２号公報で開示された技術に従って、触媒元素を用いる結晶化法を用いることもできる。
【００９５】
本実施の形態ではレーザ結晶化により、半導体膜１５０５を結晶化する。レーザ結晶化の前に、半導体膜のレーザに対する耐性を高めるために、５００℃１時間の熱アニールを該半導体膜に対して行なう。本実施の形態では、この加熱処理によって、金属酸化膜１５０３の脆性が高められ、後の第１の基板１５００の剥離が行ない易くなる。結晶化により、金属酸化膜１５０３が粒界において割れやすくなり、脆性を高めることができる。本実施の形態の場合、金属酸化膜１５０３の結晶化は４２０℃〜５５０℃、０．５〜５時間程度の加熱処理が望ましい。
【００９６】
そして連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Ｎｄ:ＹＶＯ4レーザ（基本波１０６４nm）の第２高調波（５３２nm）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のＹＶＯ4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力１０Ｗのレーザ光を得る。また非線形光学素子を用いて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜１５０５に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度のとし、照射する。
【００９７】
なおレーザ結晶化は、連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレーザ光とを照射するようにしても良い。
【００９８】
なお、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じる閾値のばらつきを抑えることができる。
【００９９】
上述した半導体膜１５０５へのレーザ光の照射により、結晶性がより高められる。なお、なお予め多結晶半導体膜である半導体膜１５０５を、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで形成するようにしても良い。
【０１００】
次に、図７（Ｂ）に示すように半導体膜１５０５をパターニングし、島状の半導体膜１５０７、１５０８を形成し、該島状の半導体膜１５０７、１５０８を用いてＴＦＴに代表される各種の半導体素子を形成する。なお本実施の形態では、下地膜１５０４と島状の半導体膜１５０７、１５０８とが接しているが、半導体素子によっては、下地膜１５０４と島状の半導体膜１５０７、１５０８との間に、電極や絶縁膜等が形成されていても良い。例えば半導体素子の１つであるボトムゲート型のＴＦＴの場合、下地膜１５０４と島状の半導体膜１５０７、１５０８との間に、ゲート電極とゲート絶縁膜が形成される。
【０１０１】
本実施の形態では、島状の半導体膜１５０７、１５０８を用いてトップゲート型のＴＦＴ１５０９、１５１０を形成する（図７（Ｃ））。具体的には、島状の半導体膜１５０７、１５０８を覆うようにゲート絶縁膜１５１１を成膜する。そして、ゲート絶縁膜１５１１上に導電膜を成膜し、パターニングすることで、ゲート電極１５１２、１５１３を形成する。そして、ゲート電極１５１２、１５１３や、あるいはレジストを成膜しパターニングしたものをマスクとして用い、島状の半導体膜１５０７、１５０８にｎ型を付与する不純物を添加し、ソース領域、ドレイン領域、さらにはＬＤＤ領域等を形成する。なおここではＴＦＴ１５０９、１５１０を共にｎ型とするが、ｐ型のＴＦＴの場合は、ｐ型の導電性を付与する不純物を添加する。
【０１０２】
上記一連の工程によってＴＦＴ１５０９、１５１０を形成することができる。なおＴＦＴの作製方法は、上述した工程に限定されない。
【０１０３】
次にＴＦＴ１５０９、１５１０を覆って、第１の層間絶縁膜１５１４を成膜する。そして、ゲート絶縁膜１５１１及び第１の層間絶縁膜１５１４にコンタクトホールを形成した後、コンタクトホールを介してＴＦＴ１５０９、１５１０と接続する端子１５１５〜１５１８を、第１の層間絶縁膜１５１４に接するように形成する。
【０１０４】
液晶表示装置の画素部のスイッチング素子として用いられるＴＦＴ１５１０は、端子１５１８と電気的に接続されている。次にＩＴＯ等の透明導電膜を用い、端子１５１８に接するように液晶セルの画素電極１５５０を作製する。そして絶縁膜を用いたスペーサ１５１９を形成する。次に、画素電極１５５０、端子１５１８及びスペーサ１５１９を覆って配向膜１５２０を成膜し、ラビング処理を施す。なお配向膜１５２０は薄膜回路と重なるように形成しておいても良い。
【０１０５】
次に、液晶を封止するためのシール材１５２１を形成する。そして図８（Ａ）に示すように、シール材１５２１で囲まれた領域に液晶１５２２を滴下する。そして、別途形成しておいた対向基板１５２３を、シール材１５２１を用いて貼り合わせる。図８（Ｂ）に、対向基板１５２３を貼り合わせた後の様子を示す。シール材１５２１にはフィラーが混入されていても良い。対向基板１５２３の厚さは数百μm程度であり、透明導電膜からなる対向電極１５２４と、ラビング処理が施された配向膜１５２６が形成されている。なおこれらに加えて、カラーフィルタや、ディスクリネーションを防ぐための遮蔽膜などが形成されていても良い。また、偏光板１５２７を、対向基板１５２３の対向電極１５２４が形成されている面の逆の面に、貼り合わせておく。
【０１０６】
対向電極１５２４と液晶１５２２と画素電極１５５０とが重なる部分が、液晶セル１５２８に相当する。液晶セル１５２８が完成したら、パネル１５２９が完成する。なお本実施の形態では薄膜回路１５３０と対向基板１５２３とを重ねていないが、敢えて対向基板１５２３と薄膜回路１５３０とを重ねるようにしても良い。その場合、液晶表示装置の機械的強度を高めるために、対向基板と薄膜回路との間に絶縁性を有する樹脂を充填させるようにしても良い。
【０１０７】
なお本実施の形態ではディスペンサ式（滴下式）を用いて液晶を封入しているが、本発明はこれに限定されない。対向基板を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を封入するディップ式（汲み上げ式）を用いていても良い。
【０１０８】
次に図９（Ａ）に示すように、薄膜回路１５３０及びパネル１５２９と覆って保護層１５３１を形成する。保護層１５３１は、後に第２の基板１５３３を貼り合わせたり剥離したりする際に、薄膜回路１５３０及びパネル１５２９を保護することができ、なおかつ第２の基板１５３３の剥離後に除去することが可能な材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレート系、シリコン系の樹脂を全面に塗布することで保護層１５３１を形成することができる。
【０１０９】
本実施の形態ではスピンコートで水溶性樹脂（東亜合成製：ＶＬ−ＷＳＨＬ１０）を膜厚３０μｍとなるように塗布し、仮硬化させるために２分間の露光を行ったあと、ＵＶ光を裏面から２．５分、表面から１０分、合計１２．５分の露光を行って本硬化させて、保護層１５３１を形成する。
【０１１０】
なお、複数の有機樹脂を積層する場合、有機樹脂同士では使用している溶媒によって塗布または焼成時に一部溶解したり、密着性が高くなりすぎたりする恐れがある。従って、第１の層間絶縁膜１５１４と保護層１５３１を共に同じ溶媒に可溶な有機樹脂を用いる場合、後の工程において保護層１５３１の除去がスムーズに行なわれるように、第１の層間絶縁膜１５１４を覆うように、無機絶縁膜（ＳｉＮX膜、ＳｉＮXＯY膜、ＡｌＮX膜、またはＡｌＮXＯY膜）を形成しておくことが好ましい。
【０１１１】
次に、金属酸化膜１５０３と酸化物膜１５０２の間の密着性、または金属酸化膜１５０３と金属膜１５０１の間の密着性を部分的に低下させ、剥離開始のきっかけとなる部分を形成する処理を行なう。具体的には、剥離しようとする領域の周縁に沿って外部から局所的に圧力を加えて金属酸化膜１５０３の層内または界面近傍の一部に損傷を与える。本実施の形態では、ダイヤモンドペンなどの硬い針を金属酸化膜１５０３の端部近傍に垂直に押しつけ、そのまま荷重をかけた状態で金属酸化膜１５０３に沿って動かす。好ましくは、スクライバー装置を用い、押し込み量を０．１ｍｍ〜２ｍｍとし、圧力をかけて動かせばよい。このように、剥離を行なう前に、剥離が開始されるきっかけとなるような、密着性の低下した部分を形成することで、後の剥離工程における不良を低減させることができ、歩留まり向上につながる。
【０１１２】
次いで、両面テープ１５３２を用い、保護層１５３１に第２の基板１５３３を貼り付け、さらに両面テープ１５３４を用い、第１の基板１５００に第３の基板１５３５を貼り付ける。なお両面テープではなく接着剤を用いてもよい。例えば紫外線によって剥離する接着剤を用いることで、第２の基板１５３３剥離の際に半導体素子にかかる負担を軽減させることができる。第３の基板１５３５は、後の剥離工程で第１の基板１５００が破損することを防ぐために貼り合わせる。第２の基板１５３３および第３の基板１５３５としては、第１の基板１５００よりも剛性の高い基板、例えば石英基板、半導体基板を用いることが好ましい。
【０１１３】
次いで、金属膜１５０１と酸化物膜１５０２とを物理的に引き剥がす。引き剥がしは、先の工程において、金属酸化膜１５０３の金属膜１５０１または酸化物膜１５０２に対する密着性が部分的に低下した領域から開始する。
【０１１４】
引き剥がしによって、金属膜１５０１と金属酸化膜１５０３の間で分離する部分と、酸化物膜１５０２と金属酸化膜１５０３の間で分離する部分と、金属酸化膜１５０３自体が双方に分離する部分とが生じる。そして第２の基板１５３３側に半導体素子（ここではＴＦＴ１５０９、１５１０）が、第３の基板１５３５側に第１の基板１５００及び金属膜１５０１が、それぞれ貼り付いたまま分離する。引き剥がしは比較的小さな力（例えば、人間の力、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波等）で行なうことができる。剥離後の状態を図９（Ｂ）に示す。
【０１１５】
次に、接着剤１５３９で素子基板１５４０と、部分的に金属酸化膜１５０３が付着している酸化物層１５０２とを接着する（図１０）。この接着の際に、両面テープ１５３２による第２の基板１５３３と保護層１５３１との間の密着力よりも、接着剤１５３９による酸化物層１５０２と素子基板１５４０との間の密着力の方が高くなるように、接着剤１５３９の材料を選択することが重要である。
【０１１６】
接着剤１５３９としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤が挙げられる。さらに好ましくは、銀、ニッケル、アルミニウム、窒化アルミニウムからなる粉末、またはフィラーを含ませて接着剤１５３９も高い熱伝導性を備えていることが好ましい。
【０１１７】
なお、金属酸化膜１５０３が酸化物膜１５０２の表面に残存していると、素子基板１５４０との密着性が悪くなる場合があるので、完全にエッチング等で除去してからプリント配線基板に接着させ、密着性を高めるようにしても良い。
【０１１８】
次に図１０に示すように、保護層１５３１から両面テープ１５３２と第２の基板１５３３を順に、または同時に剥がす。なお、接着剤１５３９として紫外線硬化型接着剤を用い、両面テープ１５３２に紫外線によって剥離するテープまたは接着剤を用いることで、紫外線照射により両面テープ１５３２の剥離と接着剤１５３９の硬化を同時に行なうことができる。
【０１１９】
そして図１１（Ａ）に示すように保護層１５３１を除去する。ここでは保護層１５３１に水溶性の樹脂が使われているので、水に溶かして除去する。保護層１５３１が残留していると不良の原因となる場合は、除去後の表面に洗浄処理やＯ2プラズマ処理を施し、残留している保護層１５３１の一部を除去することが好ましい。
【０１２０】
次に、端子１５１８と、素子基板１５４０に設けられた配線１５５１とを、ワイヤボンディング法を用いて、配線１５５２で電気的に接続することで、液晶表示装置が完成する。配線１５５１は、例えば銅にはんだ、金またはスズをメッキすることで形成することができる。なお端子１５１８と配線１５５１とを接続するタイミングはこれに限定されない。
【０１２１】
この状態で液晶表示装置を完成としても良いが、本実施の形態では、さらに液晶表示装置を封止材で封止することで、機械的強度を高める。
【０１２２】
図１１（Ｂ）に示すように、薄膜回路１５３０及びパネル１５２９を樹脂１５４２で覆い、薄膜回路１５３０及びパネル１５２９を保護するためのカバー材１５４３を設ける。またカバー材１５４３は必ずしも設ける必要はなく、そのまま素子基板１５４０を封止材で封止するようにしても良い。
【０１２３】
液晶表示装置の封止には一般的に用いられている材料を使用することができ、例えばポリエステル、アクリル酸、ポリ酢酸ビニル、プロピレン、塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポロエチレンテレフタレート等の高分子材料を用いることが可能である。なお封止の際、液晶表示装置の画素部を露出させるか、画素部からの光が透過するように、樹脂１５４２やカバー材１５４３の材料を適宜選択するようにする。
【０１２４】
封止材で封止することにより、液晶表示装置の機械的強度を高めたり、液晶表示装置から発生した熱を放熱したり、液晶表示装置の外部からの隣接する回路からの電磁ノイズを遮ったりすることができる。
【０１２５】
なお素子基板１５４０、カバー材１５４３、対向基板１５２３はプラスチック基板を用いることができる。プラスチック基板としては、極性基のついたノルボルネン樹脂からなるＡＲＴＯＮ：ＪＳＲ製を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミドなどのプラスチック基板を用いることができる。素子基板１５４０は液晶表示装置において発生した熱を拡散させるために、２〜３０Ｗ／ｍＫ程度の高い熱伝導率を有するのが望ましい。
【０１２６】
なお本実施の形態では、金属膜１５０１としてタングステンを用いているが、本発明において金属膜はこの材料に限定されない。その表面に金属酸化膜１５０３が形成され、該金属酸化膜１５０３を結晶化することで基板を引き剥がすことができるような金属を含む材料であれば良い。例えば、タングステンの他、ＴｉＮ、ＷＮ、Ｍｏ等を用いることができる。またこれらの合金を金属膜として用いる場合、その組成比によって結晶化の際の加熱処理の最適な温度が異なる。よって組成比を調整することで、半導体素子の作製工程にとって妨げとならない温度で加熱処理を行なうことができ、半導体素子のプロセスの選択肢が制限されにくい。
【０１２７】
なお、ＬＥＤ駆動用薄膜回路に用いられる半導体素子も、上述した半導体素子の作製方法を参照して作製することができる。
【０１２８】
なお、発光ダイオードを覆っている樹脂の材料は、第１の基板、第２の基板、接着剤の硬化方法に合わせて適宜選択するのが望ましい。
【０１２９】
次に、素子基板上に形成された配線と、薄膜回路またはＬＥＤ駆動用薄膜回路を、ワイヤボンディング法ではなくフリップチップ法を用いて電気的に接続した例について説明する。
【０１３０】
図１２（Ａ）に、ソルダーボールが設けられている薄膜回路またはＬＥＤ駆動用薄膜回路の断面図を示す。
【０１３１】
図１２（Ａ）では、半導体素子３０１と素子基板上の配線とを、ソルダーボール３０２で電気的に接続する。ソルダーボール３０２は、半導体素子３０１の素子基板側に設けられており、半導体素子３０１に電気的に接続された電極３０３に接続されている。電極３０３は、半導体素子３０１がＴＦＴである場合、該ＴＦＴのゲート電極と同じの導電膜から形成されていても良い。
【０１３２】
次に図１２（Ｂ）に、フリップチップ法を用いて半導体素子が積層されている、薄膜回路またはＬＥＤ駆動用薄膜回路の断面図を示す。図１２（Ｂ）では、２つの層に形成された半導体素子３１０、３１１が積層されている。そして素子基板に形成された配線と、半導体素子３１０との電気的な接続は、ソルダーボール３１２を用いて行なわれている。また、半導体素子３１１と半導体素子３１０との電気的な接続は、ソルダーボール３１３を用いて行なわれている。
【０１３３】
次に図１２（Ｃ）に、図１２（Ａ）の場合とは半導体素子の向きが逆になるように、素子基板上に形成された配線とソルダーボールとを接続する例を示す。図１２（Ｃ）では、半導体素子３２０に直接接続された配線３２１にソルダーボール３２２を接続するように形成している。
【０１３４】
なおフリップチップ法の場合、接続するべき配線の数が増加しても、ワイヤボンディング法に比べて、比較的配線間のピッチを広く確保することができるので、薄膜回路またはＬＥＤ駆動用薄膜回路と、配線との接続数が多い場合に有効である。
【０１３５】
ソルダーボールと、素子基板上の配線との接続は、熱圧着や、超音波による振動を加えた熱圧着等様々な方法を用いることができる。なお、アンダーフィルが圧着後のソルダーボール間の隙間を埋めるようにし、接続部分の機械的強度や、薄膜回路で発生した熱の拡散などの効率を高めるようにしても良い。アンダーフィルは必ずしも用いる必要はないが、素子基板と半導体素子の熱膨張係数のミスマッチから生ずる応力により、接続不良が起こるのを防ぐことができる。超音波を加えて圧着する場合、単に熱圧着する場合に比べて接続不良を抑えることができる。特に、接続するバンプが３００程度よりも多い場合に有効である。
【０１３６】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）を組み合わせることで、素子基板に形成された配線と、薄膜回路またはＬＥＤ駆動用薄膜回路とを、様々な形態で電気的に接続することができる。またフリップチップ法と、ワイヤボンディング法とを組み合わせて接続することも可能である。
【０１３７】
なお本実施の形態では、アクティブマトリクス型の液晶表示装置について説明したが、本発明はパッシブマトリクス型の液晶表示装置であってもよい。
【０１３８】
本発明は上記構成によって、機械的強度が損なわれることなく液晶表示装置を飛躍的に薄くすることができ、また軽量化することができる。そして本発明の液晶表示装置を電子機器に用いることで、ＩＣに用いるスペースをより広く確保することができ、電子機器の軽量化または小型化を妨げることなく高機能化を実現することができる。特に携帯用電子機器の場合、軽量化、小型化することで使い勝手が飛躍的に良くなるため、本発明の液晶表示装置を用いることは非常に有用である。また逆に、本発明では液晶表示装置の画素部のサイズをより大きくしても、従来のガラス基板を用いた液晶表示装置と同程度の重量とすることができる。
【実施例１】
【０１３９】
本実施例では、電子カードに代表されるカードに、本発明の液晶表示装置を用いた場合について説明する。
【０１４０】
図１３を用いて、本実施例の電子カードの構成について説明する。図１３（Ａ）に、パネルが完成した時点での、素子基板４０１の断面図を示す。また図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示した素子基板の上面図に相当し、図１３（Ｂ）のＡ−Ａ’における断面図が図１３（Ａ）に相当する。
【０１４１】
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に示す素子基板４０１は、凹部４０２を有しており、該凹部４０２内にＬＥＤ４０３が１つまたは複数設けられている。また凹部４０２には、ＬＥＤ駆動用薄膜回路４０４が設けられており、ＬＥＤ４０３とＬＥＤ駆動用薄膜回路４０４とが共に樹脂４０７によって覆われている。
【０１４２】
４１５はパネル、４１１は薄膜回路であり、ともに別途形成され、素子基板４０１上に貼り合わされている。薄膜回路４１１はアンテナコイル４０６を有している。そして、素子基板４０１上に形成された配線４０５がアンテナコイル４０６と電気的に接続されている。
【０１４３】
図１３（Ｃ）に、電子カードが完成した時点での、本発明の液晶表示装置の断面図を示す。図１３（Ｄ）は、図１３（Ｃ）に示した状態の液晶表示装置の上面図に相当し、図１３（Ｄ）のＢ−Ｂ’における断面図が図１３（Ｃ）に相当する。
【０１４４】
図１３（Ｃ）、図１３（Ｄ）に示す電子カードは、素子基板４０１上に形成されたパネル４１５や薄膜回路４１１が、樹脂４２２で封止するようにカバー材４２０で覆われている。そして本実施例では、カバー材４２０のうちパネル４１５と重なる部分４２１において、パネル４１５からの光が透過するようになっている。なお本発明はこれに限定されず、パネル以外の部分も光が透過するような材料で、カバー材を形成していてもよい。
【０１４５】
なお本実施の形態では、アンテナコイルを用いて電磁誘導により信号や電源電圧の供給を行なうことができる電子カードの構成について説明したが、発光素子や光センサ等を用いて光により信号や電源電圧の供給を行なう電子カードであってもよい。また電子カードは非接触型に限定されず、端末装置との間で、端子を介して直接信号のやり取りを行なう接触型の電子カードであってもよい。
【０１４６】
電子カードは、キャッシュカード、クレジットカード、プリペイドカード、身分証明書の代わりになるようなＩＤカード、定期券、など様々な用途に用いられる。本発明の液晶表示装置を搭載することで、電子カード内のデータを画素部に表示することが可能になり、また顔写真を表示することで、本人認証の確実性を高めることができる。顔写真を証明写真の代わりに用いるのならば、少なくともＱＶＧＡ（３２０×２４０）程度の解像度が必要であると考えられる。
【実施例２】
【０１４７】
図１４に、大型の素子基板から複数の液晶表示装置を作製する方法について説明する。
【０１４８】
図１４（Ａ）に示すように、大型の素子基板６０１を用いる場合、それぞれの液晶表示装置に対応するエリア６０２に、凹部６０３を複数設ける。そして各凹部６０３にＬＥＤ６０４を設ける。そして、ＬＥＤ６０４に電気的に接続される配線、ＬＥＤ駆動用薄膜回路、反射膜等（全て図示せず）を設けたあと、各凹部６０３に図１４（Ｂ）に示すように、樹脂６０５を充填する。
【０１４９】
そして実施の形態において示した方法に従って、パネルや薄膜回路を形成し、ダイシングすることで、複数の液晶表示装置を１つの素子基板から作製することができる。ダイシングのタイミングは、パネルや薄膜回路を形成する前でも、形成した後でも、いずれの工程においても行なうことができる。
【実施例３】
【０１５０】
本実施例では、ＬＥＤを素子基板上に設けた配線と直接接続するのではなく、ＬＥＤをフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）に接続し、該ＦＰＣを素子基板上の配線に接続する例について説明する。
【０１５１】
図１５（Ａ）に、ＬＥＤが接続されたＦＰＣの上面図を示す。ＬＥＤ７０１はプラスチックフィルム７０３によって挟まれたリード７０２と接続されている。そして、リード７０２に接続されている端子７０４は、プラスチックフィルム７０３に覆われず、露出している。
【０１５２】
図１５（Ｂ）に、素子基板７０６が有する凹部７０５に、図１５（Ａ）に示したＬＥＤ７０１を貼り付けた様子を示す。また図１５（Ｃ）に、図１５（Ｂ）に示した素子基板７０６の裏側の面を示す。
【０１５３】
素子基板７０６において、凹部７０５が設けられた面の裏面には、配線７０７が設けられている。そして、凹部７０５に設けられたＬＥＤ７０１と、配線７０７とは、リード７０２によって電気的に接続されている。
【０１５４】
素子基板７０６の配線７０７が設けられている面には、凹部７１０が設けられている。凹部７０５と凹部７１０が設けられている領域は、素子基板７０６の強度を考慮すると、互いに重ならないようにする方が望ましい。そして凹部７１０には太陽電池７０８と、該太陽電池７０８の駆動を制御するための駆動回路７０９が設けられており、配線７０７は駆動回路７０９と電気的に接続されている。
【０１５５】
このように、ＦＰＣを用いることで、素子基板の両方の面に形成された素子を互いに電気的に接続することが容易になる。よって、素子基板を無駄なく活用することができる。
【０１５６】
図１５（Ｄ）に、凹部７０５の破線Ａ−Ａ’における断面図を示す。凹部７０５には、その表面に金属の反射膜７１１が成膜されている。本実施例では、反射膜７１１を腐食させたり、金剛砂等で表面を研磨するサンドブラスト加工をしたりすることで、表面に微細な凹凸を設けることで光を乱反射させ、ＬＥＤからの光を均一に画素部に照射しやすくすることができる。
【実施例４】
【０１５７】
本実施例では、凹部を有する素子基板の形成の仕方について説明する。
【０１５８】
図１６（Ａ）に、開口部８０３を有するプラスチック基板８０１と、平坦なプラスチック基板８０２を２枚示す。このプラスチック基板８０１、８０２を貼り合わせることで、開口部８０３が平坦なプラスチック基板８０２と重なる領域に、凹部８０４を有する素子基板８０５が形成される。
【実施例５】
【０１５９】
本実施例では、本発明の液晶表示装置を用いた電子カードに、エリアセンサを設けた例について示す。
【０１６０】
図１７（Ａ）に、画像の表示だけではなく、エリアセンサとしても機能する画素部９１０に、指を押し当てている図を示す。そして図１７（Ｂ）に、図１７（Ａ）に示した画素部９１０の、断面図を示す。
【０１６１】
図１７（Ｂ）に示すように、素子基板９０１には凹部９０５が設けられており、凹部９０５の表面には反射膜９０２が設けられている。また凹部９０５にはＬＥＤ９０３が設けられており、該ＬＥＤ９０３は樹脂９０４によって覆われている。
【０１６２】
また素子基板９０１上には、液晶９０７に電圧を印加するためのＴＦＴ９０６と、フォトダイオード９０８が設けられている。ＴＦＴ９０６と、フォトダイオード９０８は、共に別途異なる基板上に形成された後、剥離され、素子基板９０１上に貼り合わされている。
【０１６３】
そして、ＬＥＤ９０３から発せられた光が被写体である指９１１において反射し、フォトダイオード９０８に照射することで、指９１１の画像のデータを取得することができる。
【実施例６】
【０１６４】
本発明の液晶表示装置は様々な電子機器に用いることが可能であるが、特に携帯用の電子機器の場合、軽量化、小型化することで使い勝手が飛躍的に良くなるため、本発明の液晶表示装置を用いることは非常に有用である。
【０１６５】
図１８（Ａ）はシート型の携帯電話であり、本体２１０１、表示部２１０３、音声入力部２１０４、音声出力部２１０５、スイッチ２１０６、外部接続ポート２１０７等を含む。外部接続ポート２１０７を介して、別途用意したイヤホン２１０８を接続することができる。表示部２１０３には、センサを備えたタッチパネル式の、本発明の液晶表示装置が用いられており、表示部２１０３に表示されたタッチパネル式操作キー２１０９に触れることで、一連の操作を行なうことができる。また本発明の液晶表示装置が有する薄膜回路は、本体２１０１内に設けられた各種信号処理回路として用いることができる。
【０１６６】
図１８（Ｂ）は電子ブックであり、本体２２０１、表示部２２０２、操作キー２２０３等を含む。またモデムが本体２２０１に内蔵されていても良い。表示部２２０２には本発明の液晶表示装置が用いられている。また本発明の液晶表示装置の薄膜回路は、各種信号処理回路として用いることができる。
【０１６７】
図１８（Ｃ）は腕時計であり、本体２３０１、表示部２３０２、留具２３０３等を含む。表示部２３０２には本発明の液晶表示装置が用いられている。また本発明の液晶表示装置の薄膜回路は、本体２３０１内に設けられた各種信号処理回路として用いることができる。
【０１６８】
図１８（Ｄ）はシート型のパーソナルコンピュータであり、本体２４０１、表示部２４０２、タッチパネル式キーボード２４０３、マウス２４０４、外部接続ポート２４０５、電源プラグ２４０６等を含む。表示部２４０２には、本発明の液晶表示装置が用いられている。また、タッチパネル式キーボード２４０３、マウス２４０４には、センサを備えたタッチパネル式の、本発明の液晶表示装置が用いられており、タッチパネル式キーボード２４０３、マウス２４０４に触れることで、一連の操作を行なうことができる。また本発明の液晶表示装置の薄膜回路は、各種信号処理回路として用いることができる。
【０１６９】
図１８（Ｅ）は自動車の車内から見たフロントガラスに相当する。フロントガラス２５０１には、本発明の液晶表示装置２５０３が貼り付けられており、表示部２５０２に運転者が必要とする各種の情報を表示することができる。なお図１８（Ｅ）では、本発明の液晶表示装置をフロントガラスに貼り付けた例について説明したが、運転席のサイドやバックに配置された窓ガラスに貼り付けておいても良い。また窓ガラス以外でも、自動車の内部、外部を問わず、貼り付けることが可能である。
【０１７０】
図１８（Ｆ）は電子カードであり、本体２６０１、表示部２６０２、接続端子２６０３等を含む。本発明の液晶表示装置の画素部は、表示部２６０２として用いることができる。また本発明の液晶表示装置の薄膜回路は、本体２６０１内に設けられた各種信号処理回路として用いることができる。
【０１７１】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜５に示したいずれの構成の液晶表示装置を用いても良い。
【実施例７】
【０１７２】
本実施例では、剥離後の第１の基板側と、絶縁膜側における断面を、ＴＥＭにより観察した結果を示す。
【０１７３】
ガラス基板上に、スパッタリング法でＷ膜を５０ｎｍ、スパッタリング法で酸化珪素膜を２００ｎｍ、プラズマＣＶＤ法で酸化窒化珪素膜を１００ｎｍ、半導体膜としてプラズマＣＶＤ法で非晶質珪素膜を５０ｎｍ、順次積層形成した。その後５００度１時間と５５０度４時間の熱処理を行ない、ポリテトラフルオロエチレンテープなどの物理的手段により剥離した。このときの基板側のＷ膜と酸化物層のＴＥＭ写真が図１９、半導体膜側の酸化物層と酸化珪素膜のＴＥＭ写真が図２０である。
【０１７４】
図１９では、金属膜に接して金属酸化膜が不均一に残存している。同様に、図２０でも、酸化珪素膜に接して金属酸化膜が不均一に残存している。両ＴＥＭ写真から、剥離は金属酸化膜の層内及び両界面で行われたことが実証され、また金属酸化膜は金属膜及び酸化珪素膜に密着して不均一に残存することがわかる。
【０１７５】
すなわち、本発明の液晶表示装置では、絶縁膜の素子基板側に金属酸化膜が多少付着した状態で残存していると考えられる。
【実施例８】
【０１７６】
本実施例では、液晶表示装置を完成してから第１の基板を剥がす場合において用いる、液晶の材料について説明する。
【０１７７】
図２１に、本実施例の液晶表示装置の断面図を示す。図２１（Ａ）に示す液晶表示装置は、画素に柱状のスペーサ１４０１が設けられており、該柱状のスペーサ１４０１によって対向基板１４０２と素子側の偏光板１４０３との間の密着性を高めている。これにより、第１の基板の剥離の際にシール材と重なる領域以外の半導体素子が第１の基板側に残留してしまうのを防ぐことができる。
【０１７８】
また図２１（Ｂ）に、ネマチック液晶、スメクチック液晶、強誘電性液晶或いはそれらが高分子樹脂中に含有されたＰＤＬＣ（ポリマー分散型液晶）を用いた液晶表示装置の断面図を示す。ＰＤＬＣ１４０４を用いることで、対向基板１４０２と素子側の偏光板１４０３との間の密着性が高められ、第１の基板の剥離の際にシール材と重なる領域以外の半導体素子が第１の基板側に残留してしまうのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】本発明の液晶表示装置の断面図
【図２】本発明の液晶表示装置の断面図
【図３】本発明の液晶表示装置の作製方法を示す図。
【図４】本発明の液晶表示装置の作製方法を示す図。
【図５】本発明の液晶表示装置の作製方法を示す図。
【図６】本発明の液晶表示装置の作製方法を示す図。
【図７】本発明の液晶表示装置の作製方法を示す図。
【図８】本発明の液晶表示装置の作製方法を示す図。
【図９】本発明の液晶表示装置の作製方法を示す図。
【図１０】本発明の液晶表示装置の作製方法を示す図。
【図１１】本発明の液晶表示装置の作製方法を示す図。
【図１２】薄膜回路またはＬＥＤ駆動用薄膜回路の断面図。
【図１３】本発明の液晶表示装置を用いた電子カードの断面図。
【図１４】大型の素子基板の斜視図。
【図１５】ＦＰＣを用いたＬＥＤと、該ＬＥＤを素子基板への貼り付けた様子を示す図。
【図１６】素子基板の構造を示す図。
【図１７】センサ付き電子カードの斜視図及び断面図。
【図１８】本発明の液晶表示装置を用いた電子機器の図。
【図１９】剥離前の金属酸化膜のＴＥＭ断面像。
【図２０】剥離後の絶縁膜のＴＥＭ断面像。
【図２１】本発明の液晶表示装置の断面図。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２１】
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【図１９】
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【図２０】
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