(57)【要約】【課題】本発明の目的は、薄膜素子に与える熱および圧力を低減して、回路基板と薄膜素子との電気的接続信頼性を向上させた薄膜回路装置およびその製造方法、並びに当該薄膜回路装置を備えた電子機器を提供することにある。【解決手段】本実施形態に係る薄膜回路装置は、配線部２を備える回路基板１と、接続端子部１３を備え、接続端子部１３の形成面を回路基板１に向けて、回路基板１上に搭載された薄膜素子１０と、回路基板１の配線部２と接続端子部１３の間に介在し、配線部２と接続端子部１３を接合する導電性接合材３２と、を有し、導電性接合材３２は、エネルギー光の照射により溶融する融点をもつ。【選択図】図３
2007304299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線部を備える回路基板と、
接続端子部を備え、前記接続端子部の形成面を前記回路基板に向けて、前記回路基板上に搭載された薄膜素子と、
前記回路基板の前記配線部と前記接続端子部の間に介在し、前記配線部と前記接続端子部を接合する導電性接合材と、
を有し、
導電性接合材は、エネルギー光の照射により溶融する融点をもつ、
薄膜回路装置。
【請求項２】
前記接続端子部には、周囲より突出した突起電極が形成されており、前記突起電極と前記導電性接合材とが接合されている、
請求項１記載の薄膜回路装置。
【請求項３】
前記薄膜素子は、薄膜トランジスタ及び／又は表示素子を含み、
前記接続端子部は、光透過性の導電材料により形成される
請求項２記載の薄膜回路装置。
【請求項４】
前記薄膜素子は、
可撓性基板と、
前記可撓性基板上に所定のパターンの薄膜が積層されて形成された薄膜回路層と、
を有する請求項１記載の薄膜回路装置。
【請求項５】
前記回路基板は、可撓性基板である、
請求項１記載の薄膜回路装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜回路装置を備える電子機器。
【請求項７】
接続端子部を備える薄膜素子を形成する工程と、
配線部を備える回路基板を形成する工程と、
前記回路基板の前記配線部と、前記薄膜素子の前記接続端子部の間に導電性接合材を介在させて、前記回路基板と前記薄膜素子を対向させる工程と、
前記導電性接合材にエネルギー光を照射して前記導電性接合材を溶融させて、前記配線部および前記接続端子部に対して前記導電性接合材を接合させる工程と、
を有する薄膜回路装置の製造方法。
【請求項８】
前記エネルギー光を照射する際に、前記導電性接合材の形成位置に局所的にレーザ光を照射する、
請求項７記載の薄膜回路装置の製造方法。
【請求項９】
前記薄膜素子を形成する工程において、前記接続端子部上に周囲より吐出した突起電極を形成する工程をさらに有する、
請求項７記載の薄膜回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜回路装置およびその製造方法、並びに電子機器に関し、特に、液晶素子、ＥＬ素子、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子等の表示素子や、記憶素子、ＣＰＵ、薄膜トランジスタ等の半導体素子を含む薄膜素子を回路基板上に搭載した薄膜回路装置およびその製造方法、並びに当該薄膜回路装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等の薄膜素子は、回路基板上に搭載されて、薄膜回路装置として使用される。従来、薄膜素子と回路基板とを電気的に接続する際、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive. Film）を用いることが一般的に行われている（特許文献１参照）。
【０００３】
異方性導電フィルムは、非導電性の樹脂（接着剤）と、導電性を有した粒子から構成されている。薄膜素子と回路基板の間に異方性導電フィルムを介在させた状態で、異方性導電フィルムに高い温度および圧力が与えられる。このときの加熱により樹脂が軟化、流動し、かつ加圧により導電粒子が薄膜素子の接続端子部および回路基板の配線部と接触する。これにより、薄膜素子の接続端子部および回路基板の配線部が電気的に接続される。異方性導電フィルムを用いた接続は、ＩＣチップのみならず、液晶素子等の電気光学素子にも用いられている。
【０００４】
異方性導電フィルムを用いる方法では、回路基板と薄膜素子に高い温度および圧力が与えられる。このため、薄膜素子の基板あるいは回路基板として、耐熱性や強度の優れた基板を採用することが前提となる。
【０００５】
ところで、近年、薄膜素子の基板や回路基板として、薄く、可撓性を有する樹脂フィルムを用いることにより、軽量で柔軟性を備えた薄膜回路装置を実現する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２９８２４９号公報
【特許文献２】特開２００６−４９８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、薄膜素子の基板や回路基板として可撓性基板を採用する場合には、基板に与えられる高温高圧により基板が変形し、その結果、薄膜素子が変形し、薄膜素子の内部の配線が断線する等の欠陥が生じるという問題がある。これを解決するため、薄膜素子に与える熱および圧力を低減できる実装方法が望まれている。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄膜素子に与える熱および圧力を低減することができる薄膜回路装置の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、薄膜素子に与える熱および圧力を低減して、回路基板と薄膜素子との電気的接続信頼性を向上させた薄膜回路装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記の薄膜回路装置を使用した電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の薄膜回路装置は、配線部を備える回路基板と、接続端子部を備え、前記接続端子部の形成面を前記回路基板に向けて、前記回路基板上に搭載された薄膜素子と、前記回路基板の前記配線部と前記接続端子部の間に介在し、前記配線部と前記接続端子部を接合する導電性接合材と、を有し、導電性接合材は、エネルギー光の照射により溶融する融点をもつ。
【０００９】
上記の本発明では、エネルギー光の照射により導電性接合材を溶融させることにより、当該導電性接合剤を介して、回路基板の配線部と薄膜素子の接続端子部を接続することができる。導電性接合材としては、例えばはんだが用いられる。このため、半導体素子および回路基板にかかる熱および圧力を低減することができる。したがって、半導体素子に発生する欠陥を抑制でき、回路基板と薄膜素子の電気的信頼性を向上させた薄膜回路装置を実現することができる。
【００１０】
前記接続端子部には、周囲より突出した突起電極が形成されており、前記突起電極と前記導電性接合材とが接合されていることが好ましい。接続端子部の材料によっては、導電性接合材との接合性が低い場合がある。このような場合には、接続端子部に、導電性接合材との接合性が高い突起電極を形成することにより、接続端子部と導電性接合材との接合性を向上させることができる。
【００１１】
前記薄膜素子は、薄膜トランジスタ及び／又は表示素子を含み、前記接続端子部は、光透過性の導電材料により形成されていることが好ましい。ＩＴＯのような光透過性の導電材料は、はんだ等のような導電性接合材との接合性が低い。従って、接続端子部上に導電性接合材との接合性の良い材料からなる突起電極を設けることにより、薄膜素子と回路基板との接合性を向上させることができる。また、接続端子部として光透過性の導電材料を用いることにより、薄膜素子側から照射したエネルギー光が接続端子部を通過して、導電性接合材へ照射することができる。接続端子部として光透過性が低い導電材料を使用した場合、エネルギー光は導電材料で吸収され発熱するが、その熱は熱伝導率が高い材料に伝わるため所望の熱（エネルギー）を導電性接合材に与えることができる。
【００１２】
前記薄膜素子は、可撓性基板と、前記可撓性基板上に所定のパターンの薄膜が積層されて形成された薄膜回路層とを有する。前記薄膜素子の接続端子部と前記回路基板上の配線部とを物理的及び電気的に接続する際の熱および圧力を低減することができることから、薄膜素子の基板として可撓性基板を用いても、信頼性のある接続が可能となる。
【００１３】
前記回路基板は、可撓性基板である。前記薄膜素子の接続端子部と前記回路基板上の配線部とを物理的及び電気的に接続する際の熱および圧力を低減することができることから、回路基板として可撓性基板を用いても、信頼性のある接続が可能となる。
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明の電子機器は、上記した薄膜回路装置を備える。本発明の薄膜回路装置を有することにより、接続信頼性が向上した電子機器を実現することができる。
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明の薄膜回路装置の製造方法は、接続端子部を備える薄膜素子を形成する工程と、配線部を備える回路基板を形成する工程と、前記回路基板の前記配線部と、前記薄膜素子の前記接続端子部の間に導電性接合材を介在させて、前記回路基板と前記薄膜素子を対向させる工程と、前記導電性接合材にエネルギー光を照射して前記導電性接合材を溶融させて、前記配線部および前記接続端子部に対して前記導電性接合材を接合させる工程と、を有する。
【００１６】
上記の本発明では、エネルギー光の照射により導電性接合材を溶融させることにより、当該導電性接合剤を介して、回路基板の配線部と薄膜素子の接続端子部を接続することができる。導電性接合材としては、例えば、エネルギー光の照射により溶融する融点をもつはんだを用いる。エネルギー光の照射により溶融可能な導電性接合材を用いることにより、半導体素子および回路基板にかかる熱および圧力を低減することができる。したがって、半導体素子に発生する欠陥を抑制でき、回路基板と薄膜素子の電気的信頼性を向上させた薄膜回路装置を製造することができる。
【００１７】
前記エネルギー光を照射する際に、前記導電性接合材の形成位置に局所的にレーザ光を照射することが好ましい。エネルギー光としてレーザ光を用いた場合には、高エネルギーが得られることから、導電性接合材を急速加熱できるという長所がある。また、集光径を極めて小さくでき、照射時間も短時間にする事が可能なため、接合部以外の領域の温度が上昇することを抑えることができる。
【００１８】
前記薄膜素子を形成する工程において、前記接続端子部上に周囲より吐出した突起電極を形成する工程をさらに有することが好ましい。接続端子部の材料によっては、導電性接合材との接合性が低い場合がある。このような場合には、接続端子部に、導電性接合材との接合性が高い突起電極を形成することにより、接続端子部と導電性接合材との接合性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る薄膜素子１０の斜視図である。
薄膜素子とは、半導体層等の所定の機能を実現するための薄膜が積層された構造体をいい、例えば薄膜回路層や微細構造体を含む。薄膜素子は、通常のＩＣチップの他、薄膜トランジスタや電気光学素子を含む表示素子であってもよい。電気光学素子とは、電気的作用によって発光するあるいは外部からの光の状態を変化させる素子であり、自ら発光するものと外部からの光の通過を制御するものの双方を含む。例えば、電気光学素子として、液晶素子、電気泳動素子、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、エレクトロクロミック素子、電界の印加により発生した電子を発光板に当てて発光させる電子放出素子などが挙げられる。図１では、一例として、薄膜素子１０が液晶素子の場合の斜視図を示している。
【００２０】
図１に示すように、薄膜素子１０の中央部には、回路部１５が形成されている。回路部１５は、複数の画素が形成された画素部と、画素部の周囲に設けられた垂直ドライバおよび水平ドライバにより構成されている。回路部１５には、複数の薄膜トランジスタが形成されている。薄膜素子１０の周囲の一部分に、接続端子部１３が形成されている。接続端子部１３が形成された面が、端子面となる。
【００２１】
図２は、図１の接続端子部１３と回路部１５の断面図である。図２の接続端子部１３の断面図は、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。また、図面の簡略化のため、回路部１５の断面図には、１つの薄膜トランジスタのみを図解している。
【００２２】
図２に示すように、製造元基板１１上に、薄膜回路層１２が形成されている。薄膜回路層１２は、複数の薄膜が積層されて形成されており、薄膜トランジスタや、接続端子部１３が形成されている。以下、薄膜回路層１２の層構成の一例について説明する。
【００２３】
例えば、石英ガラス基板、耐熱ガラス基板からなる製造元基板１１上には、酸化シリコンからなる絶縁膜２１が形成されている。回路部１５において、絶縁膜２１上には例えばポリシリコンからなる半導体層２２が形成されている。半導体層２２は、薄膜トランジスタの活性層となる。
【００２４】
半導体層２２を被覆して全面に、例えば酸化シリコンからなるゲート絶縁膜２３が形成されている。半導体層２２上には、ゲート絶縁膜２３を介してゲート電極２４ａが形成されている。ゲート電極２４ａは、例えばポリシリコン、あるいは金属材料からなる。接続端子部１３の領域には、ゲート絶縁膜２３上に電極２４ｂが形成されている。ゲート電極２４ａと電極２４ｂは、同一の材料により形成されている。
【００２５】
ゲート電極２４ａおよび電極２４ｂを被覆して全面に、例えば酸化シリコンからなる層間絶縁膜２５が形成されている。回路部１５において、ソース・ドレイン電極２６ａが層間絶縁膜２５に埋め込まれて形成されている。１つの半導体層２２に対して、ゲート電極２４ａの両側に２つのソース・ドレイン電極２６ａが接続されている。
【００２６】
接続端子部１３の領域に電極２６ｂが形成されている。電極２６ｂは、ソース・ドレイン電極２６ａと同一の材料により形成されている。ソース・ドレイン電極２６ａおよび電極２６ｂを被覆して全面に、保護層２７が形成されている。保護層２７は、酸化シリコン等の無機膜であっても樹脂等の有機膜であってもよい。回路部１５において、保護層２７には、１つのソース・ドレイン電極２６ａに達する開口部が形成されている。また、保護層２７には、接続端子部１３の位置に開口部が形成されている。
【００２７】
回路部１５において、保護層２７上には透明導電膜２８ａが形成されており、透明導電膜２８ａと１つのソース・ドレイン電極２６ａが接続されている。透明導電膜２８ａは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる。電極２６ｂ上には、接続端子部１３となる透明導電膜２８ｂが形成されている。透明導電膜２８ｂは、透明導電膜２８ａと同一の材料により形成されている。透明導電膜２８ｂは、その下層の電極２６ｂ、２４ｂを介して回路部１５に接続されている。
【００２８】
上記の薄膜素子１０と回路基板１が電気的に接続されることにより、本実施形態に係る薄膜回路装置が構成される。図３は、薄膜回路装置の要部断面図である。
【００２９】
薄膜回路装置とは、１つ以上の薄膜素子１０を回路基板に搭載することにより、所望の機能を実現するようにした装置をいう。なお、回路基板上には、薄膜素子１０ａ以外の他の素子が搭載されてもよい。
【００３０】
回路基板１の一方側の面には、配線部２が形成されている。配線部２が形成された面が、薄膜素子１０の搭載面となる。配線部２は、例えば銅により形成される。回路基板１の材料に限定はない。例えば、回路基板１として、薄く、可撓性を有する樹脂フィルムを用いることができる。回路基板１の他方側の面には、例えば銅からなる配線部３が形成されている。配線部２と配線部３は、電気的に接続されている。
【００３１】
薄膜素子１０は、接続端子部１３の形成面を回路基板１に向けて、回路基板１上に搭載されている。薄膜素子１０の接続端子部１３上には、周囲より突出した突起電極（バンプ）３１が形成されている。突起電極３１は、例えば、金、すず、銅、ニッケル等の材料を1種類もしくは数種類使用し、また表面に金を被覆する場合もある。
【００３２】
突起電極３１と配線部２との間には、導電性接合材３２が介在している。導電性接合材３２の材料に限定はないが、例えば低融点はんだからなる。低融点はんだの融点は、一般的に１５０℃以下である。ただし、後に説明するようにエネルギー光の照射により溶融すれば、１５０℃以上の融点であっても構わない。
【００３３】
低融点はんだとしては、Ｉｎ−Ｓｎ（５２：４８、融点１１７℃）、Ｉｎ−Ｂｉ−Ｓ（５１：３３：１６、融点６０℃）、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ（５３．５：１７．０：１９．０：１０．５、融点６０℃）、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ（５０．０：２６．７：１３．３：１０．０、融点７０℃）、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ（５０．０：２５．０：１２．５：１２．５、融点６０〜７２℃）、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ（５０：２８：２２、融点１２４℃）、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ（５０：２５：２５、融点９３℃）、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ（５０．０：３１．２：１８．８、融点９４℃）、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ（４０．０：４０．０：１１．５：８．５、融点１３０℃）、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ（４７．７：３３．２：１８．８：０．３、融点１３０℃）等が挙げられる。
【００３４】
接続端子部１３が例えばＩＴＯからなる透明導電膜２８ｂにより形成されている場合には、接続端子部１３上への接合性が低いことから、接続端子部１３上に突起電極３１を形成している。このため、通常のＩＣチップのように接続端子部１３が銅やアルミニウムで形成されている場合には、接続端子部１３上に突起電極３１を設けずに導電性接合材３２で接合することも可能である。
【００３５】
上記の本実施形態に係る薄膜回路装置の製造方法について、図４〜図６を参照して説明する。まず、図４を参照して、薄膜素子の製造方法について説明する。
【００３６】
図４（ａ）に示すように、製造元基板１１上に酸化シリコン膜を堆積して、絶縁膜２１を形成する。続いて、絶縁膜２１の全面に、例えばＣＶＤ法によりポリシリコン膜を堆積し、当該ポリシリコン膜をパターニングする。これにより、回路部１５における絶縁膜２１上に半導体層２２を形成する。パターニングは、リソグラフィ技術によりレジストパターンを形成し、レジストパターンを用いて被加工膜をエッチングすることにより行われる。
【００３７】
図４（ｂ）に示すように、半導体層２２および絶縁膜２１上に、ポリシリコンあるいは金属材料からなる電極材料を堆積し、電極材料をパターニングする。これにより、回路部１５における半導体層２２上にゲート電極２４ａを形成し、接続端子部１３の位置に電極２４ｂを形成する。
【００３８】
図４（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法により全面に酸化シリコンを堆積して層間絶縁膜２５を形成する。続いて、レジストを用いたエッチングにより、半導体層２２および電極２４ｂを露出させる開口部を層間絶縁膜２５に形成する。続いて、全面に電極材料を堆積し、当該電極材料をパターニングすることにより、回路部１５にソース・ドレイン電極２６ａを形成し、接続端子部１３の位置に電極２６ｂを形成する。電極材料としては、例えばアルミニウムやタングステンを使用する。
【００３９】
図４（ｄ）に示すように、ＣＶＤ法あるいは塗布法により、全面に保護層２７を形成する。続いて、レジストを用いたエッチングにより、ソース・ドレイン電極２６ａおよび電極２４ｂを露出させる開口部を保護層２７に形成する。続いて、全面に例えばＩＴＯを堆積し、ＩＴＯをパターニングすることにより、回路部１５に透明導電膜２８ａを形成し、接続端子部１３の位置に透明導電膜２８ｂを形成する。以上により、製造元基板１１上に薄膜回路層１２を備える薄膜素子１０が形成される。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、接続端子部１３以外の領域に、保護層３０を形成する。保護層３０の材料に限定はないが、例えばレジストにより保護層３０を形成する。
【００４１】
図５（ｂ）に示すように、接続端子部１３上にのみに突起電極３１を形成する。突起電極３１は、例えば、印刷法あるいはめっき処理により形成する。めっき処理は、電解めっき、無電解めっきのいずれを用いてもよい。例えば、接続端子部１３上にニッケル電極を形成した後、ニッケル電極の表面に金メッキを施すことにより、突起電極３１を形成する。
【００４２】
図５（ｃ）に示すように、保護層３０を除去する。例えば、アッシング処理あるいはレジスト剥離液を用いて保護層３０を除去する。
【００４３】
回路基板１側には、配線部２上に導電性接合材３２を形成しておく。導電性接合材３２としては、上記した低融点はんだを用いることができる。なお、薄膜素子１０の突起電極３１上に導電性接合材３２を形成してもよい。
【００４４】
そして、図６（ａ）に示すように、回路基板１側からエネルギー光３３を照射する。回路基板１を通過したエネルギー光３３により導電性接合材３２が加熱されて、導電性接合材３２が溶融する。このとき、突起電極３１の材料によっては、突起電極３１も溶融する。回路基板１側からエネルギー光３３を照射する場合には、回路基板１として、光透過材料を用いる。導電性接合材３２が溶融することにより、導電性接合材３２と突起電極３１間が金属接合する。
【００４５】
本実施形態では、エネルギー光を利用して接合を行う。接合の光源としては、ハロゲンランプ、エキシマレーザやCO2レーザ等の気体レーザ、Dyeレーザ等の液体レーザ、半導体レーザ等の固体レーザ、レーザダイオード、キセノンショートアークランプが挙げられる。
【００４６】
エネルギー光のうち、特にレーザ光を用いることが好ましい。これは、レーザ光を用いた場合には、高エネルギーが得られることから、導電性接合材３２を急速加熱できるという長所がある。また、集光径を極めて小さくできる、照射時間も短時間にする事が可能なことから、接合部以外の領域の温度が上昇することを抑えることができる。
【００４７】
あるいは、図６（ｂ）に示すように、薄膜素子１０の製造元基板１１側からエネルギー光３３を照射する。製造元基板１１を通過したエネルギー光３３により導電性接合材３２が加熱されて、導電性接合材３２が溶融する。このとき、突起電極３１の材料によっては、突起電極３１も溶融する。薄膜素子１０側からエネルギー光３３を照射する場合には、製造元基板１１として、光透過材料を用いる。導電性接合材３２が溶融することにより、導電性接合材３２と突起電極３１間が金属接合する。
【００４８】
以上により、回路基板１の配線部２と、薄膜素子１０の接続端子部１３とが、突起電極３１および導電性接合材３２を介して物理的及び電気的に接続され、薄膜回路装置が製造される。
【００４９】
上記の本実施形態に係る薄膜回路装置の製造方法によれば、導電性接合材３２にエネルギー光を照射して、導電性接合材３２を溶融させることにより、接続端子部１３と配線部２とを導電性接合材３２を介して接合することができる。このため、薄膜素子１０および配線部２に高い圧力がかかることもない。また、エネルギー光を導電性接合材３２に局所的及び照射時間を短時間に照射することにより、接合位置以外の領域が高温になることもない。この結果、薄膜素子１０や回路基板１の基板材料の選択の自由度を向上させることができる。例えば、薄膜素子１０や回路基板１の基板材料として、耐熱性の低い可撓性基板を用いることも可能となる。
【００５０】
エネルギー光としてレーザ光を用いた場合には、高エネルギーが得られることから、導電性接合材３２を急速加熱できる。また、集光径を極めて小さくできる、照射時間も短時間にする事が可能なことから、接合部以外の領域の温度上昇を抑えることができ、薄膜素子１０に与えるダメージを抑えることができる。
【００５１】
また、接続端子部１３としてはんだ（導電性接合材３２）との接合性が低いＩＴＯ等の材料を採用する場合には、接続端子部１３上に突起電極３１を形成することにより、接続端子部１３の位置に導電性接合材３２を形成することができる。
【００５２】
上記の本実施形態に係る薄膜回路装置によれば、導電性接合材３２としてエネルギー光３３の照射により溶融する融点をもつ材料を用いることにより、高温および高圧力を与えることなく、回路基板１の配線部２と、薄膜素子１０の接続端子部１３との物理的及び電気的接続が可能となる。この結果、薄膜素子あるいは回路基板の基板材料として、耐熱性や機械的強度の低い基板材料を用いることができる。
【００５３】
（可撓性基板への薄膜素子の転写方法）
可撓性を有する基板上に薄膜回路層を有する薄膜素子の製造方法について説明する。薄膜回路層の製造では、高温プロセスや、厳密な加工精度が要求されるため、耐熱性や形状安定性に優れ、薄膜素子の製造に適した製造元基板が使用される。この条件を満たす製造元基板としては、フレキシブル基板（可撓性基板）ではなく、石英ガラスや耐熱ガラスが用いられる。このため、薄膜素子の薄膜回路層を、製造元基板から、例えばフレキシブル基板に転写することにより、軽量で耐衝撃性に優れ、可撓性を有する薄膜素子が製造される。この製造方法の一例について、図７および図８を参照して説明する。
【００５４】
図７（ａ）に示すように、製造元基板１１上に第１の剥離層１６を形成し、第１の剥離層１６上に薄膜回路層１２および突起電極３１を形成する。薄膜回路層１２および接続端子部１３の形成方法については、上記した通りである。
【００５５】
製造元基板１１としては、例えば、１０００℃程度に耐える石英ガラスなどの透光性耐熱基板を用いる。製造元基板１１には、石英ガラスの他、ソーダガラス、コーニング７０５９（商品名）、日本電気硝子ＯＡ−２（商品名）等の耐熱性ガラス等を使用可能である。製造元基板１１の厚さには大きな制限要素はないが、０．１ｍｍ〜１.１ｍｍ程度であることが好ましい。製造元基板１１の厚さが薄すぎると強度の低下を招き、逆に厚すぎると製造元基板１１の透過率が低い場合に照射光の減衰を招く。ただし、製造元基板１１の照射光の透過率が高い場合には、上記上限値を超えてその厚みを厚くすることができる。
【００５６】
第１の剥離層１６は、後の工程で照射される光を吸収し、その層内あるいは界面においては剥離を生じるような性質を有するものであり、好ましくは、光の照射により、第１の剥離層１６を構成する物質の原子間または分子間の結合力が消失または減少すること、すなわちアブレーションが生じて層内剥離あるいは界面剥離に至るものがよい。
【００５７】
さらに、光の照射により、第１の剥離層１６から気体が放出され、分離効果が発現される場合もある。すなわち、第１の剥離層１６に含有されていた成分が気体となって放出される場合と、第１の剥離層１６が光を吸収して一瞬気体になり、その蒸気が放出され、分離に寄与する場合とがある。
【００５８】
このような第１の剥離層１６としては、例えばアモルファスシリコンが挙げられる。また、第１の剥離層１６は多層膜から構成されていてもよい。多層膜は、例えばアモルファスシリコン膜とその上に形成されたＡｌ等の金属膜からなるものとすることができる。その他、上記性質を有するセラミックス、金属、有機高分子材料などを用いることも可能である。
【００５９】
第１の剥離層１６の形成方法は、特に限定されず、膜組成や膜厚等の諸条件に応じて適宜選択される。例えば、ＣＶＤ、スパッタリング等の各種気相成膜法、各種めっき法、スピンコート等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジェットコーティング法、粉末ジェット法等が挙げられ、これらのうちの２以上を組み合わせて形成することもできる。
【００６０】
次に、図７（ｂ）に示すように、薄膜回路層１２および突起電極３１上に、仮接着層４３を形成する。続いて、仮接着層４３上に、第２の剥離層４４を表面に形成した仮転写基板４５を張り合わせる。
【００６１】
仮接着層４３の好適な例としては、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、嫌気硬化型接着剤が挙げられる。接着剤の組成としては、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等いかなるものでもよい。また、仮接着層４３は、粘着シートのようなものでもよい。
【００６２】
仮接着層４３は、光照射または加熱を施されることにより、仮接着層４３の接着力が著しく減少または消失することが好ましい。または、仮接着層４３は、水溶性の接着剤であってもよい。水溶性接着剤を使用した場合には、水中に浸すことにより仮接着層４３のみを溶解させることができる。
【００６３】
仮転写基板４５は、薄膜回路層１２の形成後に接合されるものであるので、薄膜回路層１２の製造時のプロセス温度などに対する制約はなく、常温で保型性があればよい。ここでは、後の工程で光照射を行うことから、例えばガラス基板、合成樹脂などの透光性材料から構成されている仮転写基板４５を用いる。第２の剥離層４４としては、第１の剥離層１６と同様の材料が用いられる。
【００６４】
次に、図７（ｃ）に示すように、製造元基板１１の裏面側から照射光５１を照射する。この照射光５１は、製造元基板１１を透過し、第１の剥離層１６に照射される。これにより、第１の剥離層１６に層内剥離あるいは界面剥離が生じる。第１の剥離層１６の層内剥離あるいは界面剥離が生じる原理は、第１の剥離層１６の構成材料にアブレーションが生じること、また、第１の剥離層１６に含まれるガスの放出、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と推定される。
【００６５】
ここで、アブレーションとは、照射光５１を吸収した固定材料（第１の剥離層１６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、第１の剥離層１６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、前記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。
【００６６】
照射光５１の光源としては、例えば、Ｘ線、紫外線、可視光、赤外線、レーザ光、ミリ波、マイクロ波、電子線、放射線等のいかなるものであってもよい。このような中でも、アブレーションを生じさせやすいという観点から、レーザ光が好適に用いられる。レーザ光の種類は、気体レーザ、固体レーザ（半導体レーザ）等のいずれでもよく、中でも、エキシマレーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、Ａｒレーザ、ＣＯ2レーザ、ＣＯレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等が好ましく、さらにエキシマレーザが好ましい。
【００６７】
次に、図７（ｄ）に示すように、薄膜回路層１２から製造元基板１１を分離する。例えば、製造元基板１１と仮転写基板４５に、双方を離間させる方向に力を加えることによって、薄膜回路層１２から製造元基板１１を取り外す。
【００６８】
なお、図７（ｄ）においては、第１の剥離層１６が製造元基板１１側に付着する場合を示したが、第１の剥離層１６内または第１の剥離層１６と製造元基板１１との間で剥離が生じる場合もある。この場合には、薄膜回路層１２に第１の剥離層１６が付着して残るが、この薄膜回路層１２に付着した第１の剥離層１６は、洗浄、エッチング、アッシング等により除去することが可能である。
【００６９】
次に、図８（ａ）に示すように、薄膜回路層１２に、接着層４１を介して可撓性基板４０を接合する。接着層４１としては、永久接着剤が用いられ、その好適な例としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、光硬化型接着剤（例：紫外線硬化型接着剤）、嫌気硬化型接着剤が挙げられる。接着剤の組成は、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系のいずれであってもよい。
【００７０】
次に、図８（ｂ）に示すように、仮転写基板４５側から照射光５２を照射する。この照射光５２は、仮転写基板４５を透過し、第２の剥離層４４に照射される。これにより、第２の剥離層４４に層内剥離あるいは界面剥離が生じる。
【００７１】
次に、図８（ｃ）に示すように、薄膜回路層１２から仮転写基板４５を分離する。例えば、仮転写基板４５と可撓性基板４０に、双方を離間させる方向に力を加えることによって、薄膜回路層１２から仮転写基板４５を取り外す。
【００７２】
次に、図８（ｄ）に示すように、仮接着層４３を除去する。仮接着層４３が水溶性接着剤から構成される場合には、水洗等により除去することが可能である。また、仮接着層４３を洗い流すことにより、仮転写基板４５を分離することが可能である。
なお、仮接着層４３が、例えば、光照射等により分解可能な接着剤から構成されている場合には、適当な光を照射することにより仮接着層４３を除去することが可能となる。
【００７３】
以上のようにして、可撓性基板４０上に薄膜回路層１２を備える薄膜素子が製造される。図３に示すように、この薄膜素子１０が回路基板１上に搭載されて、両者の電気的接続がなされることにより、薄膜回路装置となる。
【００７４】
本実施形態によれば、エネルギー光３３を照射して導電性接合材３２を溶融させて、薄膜素子１０の接続端子部１３と回路基板１の配線部２とを接続することにより、薄膜素子の可撓性基板４０の変形を抑制することができる。この結果、薄膜回路層１２内に配線の断線等の欠陥が生じることを防止することができる。
【００７５】
（電子機器）
薄膜回路装置が表示装置からなる場合には、当該表示装置は、電子機器に好適に用いられる。図９および図１０は、表示装置を適用可能な各種電子機器の例を示す図である。
【００７６】
図９（ａ）は携帯電話への適用例である。携帯電話２３０は、アンテナ部２３１、音声出力部２３２、音声入力部２３３、操作部２３４、および本実施形態に係る表示装置１００を備えている。本実施形態の表示装置は、表示部として利用可能である。
【００７７】
図９（ｂ）は、ビデオカメラへの適用例である。ビデオカメラ２４０は、受像部２４１、操作部２４２、音声入力部２４３、および本実施形態に係る表示装置１００を備えている。本実施形態の表示装置は、ファインダや表示部として利用可能である。
【００７８】
図９（ｃ）は、携帯型パーソナルコンピュータ（いわゆるＰＤＡ）への適用例である。当該コンピュータ２５０は、カメラ部２５１、操作部２５２、および本実施形態に係る表示装置１００を備えている。本実施形態の表示装置は、表示部として利用可能である。
【００７９】
図９（ｄ）は、ヘッドマウントディスプレイへの適用例である。ヘッドマウントディスプレイ２６０は、バンド２６１、光学系収納部２６２および本実施形態に係る表示装置１００を備えている。本実施形態に係る表示装置は、画像表示源として利用可能である。
【００８０】
図１０（ａ）は、テレビジョンへの適用例であり、当該テレビジョン３００は、本実施形態に係る表示装置１００を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置に対しても同様に本実施形態に係る表示装置を適用し得る。
【００８１】
図１０（ｂ）は、ロールアップ式テレビジョンへの適用例である。当該ロールアップ式テレビジョン３１０は、本実施形態に係る表示装置１００を備えている。
【００８２】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、薄膜素子は電気光学素子を含む表示素子に限定されない。例えば、ＦｅＲＡＭ（ferroelectric ＲＡＭ）、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＮＯＲ型ＲＡＭ、ＮＡＮＤ型ＲＡＭ、浮遊ゲート型不揮発性メモリ、マグネティックＲＡＭ（ＭＲＡＭ）等各種の記憶素子やＣＰＵ、センサーであってもよい。
本実施形態に係る電子機器は、上述した例に限られない。例えば、電子機器として、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、電光掲示板、宣伝広告用ディスプレイが挙げられる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本実施形態に係る薄膜素子の概略を示す斜視図である。
【図２】図１の回路部と接続端子部の断面図である。
【図３】薄膜素子と回路基板を接続して構成される薄膜回路装置の断面図である。
【図４】薄膜素子の製造における工程断面図である。
【図５】薄膜回路装置の製造における工程断面図である。
【図６】回路基板への薄膜素子の実装工程を示す図である。
【図７】可撓性基板をもつ薄膜素子の製造における工程断面図である。
【図８】可撓性基板をもつ薄膜素子の製造における工程断面図である。
【図９】本実施形態に係る電子機器の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…回路基板、２，３…配線部、１０…薄膜素子、１１…製造元基板、１２…薄膜回路層、１３…接続端子部、１５…回路部、１６…第１の剥離層、１７…金属膜、２１…絶縁膜、２２…半導体層、２３…ゲート絶縁膜、２４ａ…ゲート電極、２４ｂ…電極、２５…層間絶縁膜、２６ａ…ソース・ドレイン電極、２６ｂ…電極、２７…保護層、２８ａ，２８ｂ…透明導電膜、３０…保護層、３１…突起電極、３２…導電性接合材、３３…エネルギー光、４０…可撓性基板、４１…接着層、４３…仮接着層、４４…第２の剥離層、４５…仮転写基板、５１…照射光、５２…照射光
【図１】
2007304299.tif 000003
【図２】
2007304299.tif 000004
【図３】
2007304299.tif 000005
【図４】
2007304299.tif 000006
【図５】
2007304299.tif 000007
【図６】
2007304299.tif 000008
【図７】
2007304299.tif 000009
【図８】
2007304299.tif 000010
【図９】
2007304299.tif 000011
【図１０】
2007304299.tif 000012