(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板に弗化水素酸耐性を有する保護層を形成し、該保護層上に薄膜デバイス層、または該薄膜デバイス層とこれを被覆する被覆層を形成し、該薄膜デバイス層または被覆層に、第１接着層を介して第２基板を接着する工程と、
弗化水素酸を含む薬液を用いた化学エッチングにより前記第１基板を完全または部分的に分離または除去する工程と、
前記薄膜デバイス層の第１基板側もしくは前記薄膜デバイス層の第１基板を被覆する保護層に、第２接着層を介して第３基板を接着する工程と、
冷却することによって、前記第２基板と前記第１接着層との線膨張係数の違いにより前記第２基板と前記第１接着層との界面で剥離を起こして、前記第１接着層の接着強度を弱めて前記第２基板を剥離する工程とを有する
薄膜デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記第１接着層の接着強度を弱めた後、前記第２基板を機械的に剥離する
請求項１記載の薄膜デバイスの製造方法。
【請求項３】
第１基板に弗化水素酸耐性を有する保護層を形成し、該保護層上に薄膜デバイス層、または該薄膜デバイス層とこれを被覆する被覆層を形成し、該薄膜デバイス層または被覆層に、第１接着層を介して第２基板を接着してから、弗化水素酸を含む薬液を用いた化学エッチングにより前記第１基板を完全または部分的に分離または除去した後、前記薄膜デバイス層の第１基板側もしくは前記薄膜デバイス層の第１基板を被覆する保護層に、第２接着層を介して第３基板を接着し、さらに冷却することによって、前記第２基板と前記第１接着層との線膨張係数の違いにより前記第２基板と前記第１接着層との界面で剥離を起こして、前記第１接着層の接着強度を弱めて前記第２基板を剥離することで形成される
薄膜デバイス。
【請求項４】
第１基板に弗化水素酸耐性を有する保護層を形成し、該保護層上に薄膜デバイス層、または該薄膜デバイス層とこれを被覆する被覆層を形成し、該薄膜デバイス層または被覆層に、第１接着層を介して第２基板を接着してから、弗化水素酸を含む薬液を用いた化学エッチングにより前記第１基板を完全または部分的に分離または除去した後、前記薄膜デバイス層の第1基板側もしくは前記薄膜デバイス層の第１基板を被覆する保護層に、第２接着層を介して第３基板を接着し、さらに冷却することによって、前記第２基板と前記第１接着層との線膨張係数の違いにより前記第２基板と前記第１接着層との界面で剥離を起こして、前記第１接着層の接着強度を弱めて前記第２基板を剥離することで形成される薄膜デバイスを用いる
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜デバイスの製造方法および表示装置に関し、詳しくは、液晶またはエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと略記する）などを用いたフラット型表示パネルに用いられるもので、例えば薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下TFT)を用いたアクティブ・マトリクス型駆動基板を構成する薄膜デバイスの製造方法、および非ガラス基板、すなわちプラスチック基板やセラミックス基板、金属基板を用いたもので、表示パネルに用いられる薄膜デバイスを備えた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やＰＤＡなどの携帯情報端末などに用いられる液晶表示パネルやＥＬ表示パネル等を構成する薄膜デバイスに対し、堅牢化、薄型化、軽量化するという要請が高まっている。例えば、液晶表示パネルにおいては、これらの要請に応えるために初期のガラス基板の薄型化に加え、駆動基板と対向基板を貼り合せた後、機械研磨や化学エッチングによってガラス基板を薄型化する技術が一部用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、薄膜デバイスは、高温、真空という環境で作製されるため、製造に使われる基板に制約がある。例えば、薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置では、１０００℃の温度に耐える石英基板、５００℃の温度に耐えるガラス基板が使われている。これらの基板の薄型化も検討されているが、石英基板、ガラス基板を用いる限り、基板剛性の低下を防ぐために基板サイズを縮小せざるを得ないので、生産性が低下する。また、ガラス薄型化工程の処理時間が増加するために、表示パネルを構成する駆動基板の実用的な厚さを０．３〜０．４ｍｍ以下にすることができないという課題がある。更に、ガラス板厚を薄くした場合に、撓みが板厚の３乗に反比例して増加するため、携帯情報端末用途において重要な堅牢さが急激に低下し、生産性以上の制約要因となる。このように、製造基板に要求されている性能と実際に使用する際に求められている性能とが異なっている。
【０００４】
このため、液晶表示パネルなどに使用する薄膜トランジスタ基板などのベースとなるガラス基板に代えて、薄く且つ軽いプラスチック基板などを使用できるようにすることが求められているが、耐熱温度の点から困難さが高い。
【０００５】
また、耐熱温度の高い製造基板上に形成した薄膜デバイスを実使用基板に転写する技術が検討されている。転写プロセスとしては、１回転写と２回転写との両方が検討されており、２回転写は、基板に対するデバイス層の上下反転が無いため、現行プロセスに応用しやすいという利点があるが、２回転写技術では、一般的に接着剤を一時的な仮止めとして用いるため、一度接着した後に剥離する工程が必須となっている。
【０００６】
熱により接着層の接着強度を弱める場合は、一般に１００℃程度に昇温する必要があるが、第３基板と薄膜デバイス層の熱収縮もしくは熱膨張挙動の違いにより薄膜デバイス層にひびが入るという課題があった。また、低温で接着力が弱まる接着剤があればこの課題を解決することができるが、例えば、パラフィン（融点５０℃）などでは、接着力が弱く、第１基板の剥離時にひびもしくはしわが入るという課題があり、適した接着剤が見つかっていない。
【０００７】
また、薬液浸漬により接着層の接着強度を弱める場合は、薄膜デバイス層と第２基板の間の接着剤は非常に狭く、薬液が薄膜デバイス層と第２基板との狭い間に染み込まなければならず、基板が大きくなると急激に時間がかかるようになり、生産性が上がらないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、堅牢性を損なうことなく軽量かつ薄型の表示パネルに適した薄膜デバイスを製造できるようにする。さらに、薄膜デバイスを製造基板から実使用基板に転写するのを短時間で行う技術を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１基板に弗化水素酸耐性を有する保護層を形成し、該保護層上に薄膜デバイス層、または該薄膜デバイス層とこれを被覆する被覆層を形成し、該薄膜デバイス層または被覆層に、第１接着層を介して第２基板を接着した後、弗化水素酸を含む薬液を用いた化学エッチングにより第１基板を完全または部分的に除去し薄膜デバイス層の第１基板側もしくは薄膜デバイス層の第１基板を被覆する保護層に、第２接着層を介して第３基板を接着した後、冷却することによって、前記第２基板と前記第１接着層との線膨張係数の違いにより前記第２基板と前記第１接着層との界面で剥離を起こして、第１接着層の接着強度を弱めて第２基板を剥離する工程を含む薄膜デバイスの製造方法を提供する。
【００１０】
このように、冷却することによって、第２基板との線膨張係数の違いにより第２基板と第１接着層との界面で剥離が起き、接着力が低下する。接着力を低下させた後は、機械的に剥離する。または冷却した際に接着層にひびが入った場合には薬液に浸漬することによっても短時間で剥離することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の薄膜デバイスの製造方法は、（１）第１基板に形成された保護層上に設けられた薄膜デバイス層に、第１接着層を介して第２基板を接着する工程、（２）次に、弗化水素酸を含む薬液を用いた化学エッチングにより第１基板を完全または部分的に分離または除去する工程、（３）次に、露出した保護層または部分的に除去された第１基板で覆われた保護層に第２接着層を介して第３基板を接着する工程、（４）次に、冷却することによって、前記第２基板と前記第１接着層との線膨張係数の違いにより前記第２基板と前記第１接着層との界面で剥離を起こして、第１接着層の接着強度を弱めて第２基板を剥離する工程を含む。以下工程毎に説明する。
【００１２】
工程（１）は、第１基板に形成された保護層上に設けられた薄膜デバイス層に、第１接着層を介して第２基板を接着する。薄膜デバイス層には、それを被覆する被覆層が形成されていてもよい。
【００１３】
第１基板としては、ガラス、石英、シリコン、ガリウムヒ素、ガリウムリン、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、サファイア等の基板を挙げることができ、中でも入手コストの低いガラス基板が好ましい。
【００１４】
保護層は、後述する工程（２）における化学処理に対するストッパー層として機能するものである。このような保護層としては、化学処理に使用する薬剤に耐性を有するものを使用する。例えば、第１基板がガラス、石英、シリコンである場合には、化学処理として弗化水素酸を含む薬液を用いた化学エッチングが好ましいので、保護層としては、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ステンレス、インコネル、非晶質Ｓｉ、水素を含む非晶質Ｓｉ、多結晶Ｓｉなどの弗化水素酸耐性を有する金属層、あるいは弗化水素酸耐性を有するダイアモンド薄膜、またはダイアモンド・ライク・カーボン薄膜を好ましく挙げることができる。保護膜の厚みは、通常０．１〜５μｍである。保護層の形成は、材料に応じて適宜決定でき、例えば、モリブデン薄膜の場合にはスパッタリング法や真空蒸着法により形成することができる。
【００１５】
薄膜デバイス層としては、基板温度５００℃以下のいわゆる低温ポリシリコンプロセス又は基板温度４００℃以下のいわゆるアモルファスシリコンプロセスで形成される、薄膜トランジスタまたは薄膜ダイオードまたは容量または抵抗のうち少なくとも一つを含むことが好ましい。
【００１６】
第１接着層としては、低温下において接着力が低下する材料として熱可塑系接着剤（ホットメルト系）の接着剤を用いることができる。例えば、エチレン≡酢酸ビニル熱可塑性エラストマー、スチレン≡ブタジエンブロック共重合体、スチレン≡エチレン≡ブチレンブロック共重合体、スチレン≡イソプレンブロック共重合体、エチレン≡塩化ビニル共重合体、酢酸塩アセテート樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、熱可塑性ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリテトラフロロエチレン、エチレン≡テトラフロロエチレン共重合体、アクリロニトリル≡スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ樹脂）、アイオノマー、ＡＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、液晶ポリエステル、セルロース系プラスチック（酢酸セルロース、酢酪酸セルロース、エチルセルロース、セルロイドセロファン）、ポリオレフィン、ポリウレタン、および以上の共重合体およびポリマーアロイ、およびワックス、コールタール、ロジン、天然ゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
【００１７】
第１接着層の厚みとしては、０．１ｍｍ〜３ｍｍである。この第１接着層の形成は、塗布法などの常法により行うことができる。
【００１８】
第２基板としては、好ましくは、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ステンレス、インコネル（例えば、インコネル６２５（組成はＮｉ＞５８％、Ｃｒ２０％〜２３％、Ｆｅ＜５％、Ｍｏ８％〜１０％、Ｎｂ３．１％〜４．２％））などの耐酸性の金属板またはこれらの積層板、これらの耐酸性金属膜で被覆された金属板またはガラス板またはセラミックス板、又はこれらの積層板でもよい。あるいは、ポリエチレンテレフタレート（例えば２軸延伸ＰＥＴ）、ポリエチレンナフレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミドなどの低線膨張係数のプラスチック板を用いても良い。
【００１９】
第２基板の貼り合わせは、使用する第１接着層の特性に応じて行うことができ、例えば、第１接着層が熱可塑性接着剤（ホットメルト接着剤）である場合にはホットプレートによる加熱処理により行うことができる。
【００２０】
なお、複数の第１基板のそれぞれに形成された保護層上に設けられた薄膜デバイス層に、第１接着層を介して一枚の第２基板を接着した場合には、異なる薄膜デバイス層を一つの第３基板上に形成することが可能となる。
【００２１】
次に工程（２）を行う。すなわち、化学処理または機械的研磨処理の少なくとも一方を含む工程により第１基板を完全または部分的に除去する。
【００２２】
化学処理としては、第１基板の材質に応じて決定することができる。また。機械的研磨処理としては、いわゆる化学的機械的研磨（ＣＭＰ）が好ましく挙げられる。化学処理と機械的研磨処理とは、双方行うことが好ましく、その場合には両処理を同時に行うか、又は機械的研磨処理に続いて化学処理を行うことが好ましい。
【００２３】
第１基板の除去の程度は、完全に（即ち、保護層が露出するまで）又は部分的（わずかに薄い第一基板が残る程度）に行えばよいが、保護層が露出するまで完全に除去することが好ましい。
【００２４】
なお、化学処理または機械的研磨処理の少なくとも一方の処理において、薄膜デバイス層の上下に前記第１基板と第２基板とが接着された状態の接着体の外周領域に、薄膜デバイス層への処理液の侵入を防ぐシール部を設けることが好ましい。シール部は、化学処理に耐性を有する材料（例えば、ホットメルト接着剤）から形成することができる。
【００２５】
次に、工程（３）を行う。すなわち、露出した保護層または部分的に除去された第１基板で覆われた保護層に第２接着層を介して第３基板を接着する。
【００２６】
第２接着層としては、２液硬化型接着剤又は紫外線硬化型接着剤を好ましく挙げることができる。
【００２７】
第３基板としては、耐熱温度１００℃以上の基材が好ましく、具体的にはポリカーボネートを例示できるが、その他に例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリメチルペンテン、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、シロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、液晶プラスチック、ポリベンゾイミダゾール、熱硬化性ポリブタジエンなどからなる基板、またはこれらの材料からなるポリマーアロイ、ファイバー強化された単体材料基板、または同一材料の積層基板、またはこれらのうち少なくともーつを含む積層基板でもよく、ステンレス、アルミニウムなどの金属板、またはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、シリカ（ＳｉＯ2 ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）などを成分とするセラミックス板の単体材料基板、またはこれらのうち少なくとも一つを含む積層基板でも良い。ただし、紫外線を通さない基板については、第２接着層１０８には紫外線硬化接着剤以外の接着剤を使わなければならない。
【００２８】
なお、第３基板への接着に先立って、透光性確保のために保護層を除去してもよい。除去の方法は、保護層の材質などに応じて適宜決定することができる。
【００２９】
次に、工程（４）を行う。すなわち、第３基板を貼り付けた後、冷却することによって、第１接着層の接着力を低下させて第２基板を剥離する。接着力が低下する原理は、接着層自体が変化することによって、接着力が無くなる場合と、第２基板との線膨張係数の違いにより第２基板と第１接着層との界面で剥離が起き、接着力が低下する場合とがある。接着力を低下させた後は、物理的に剥離する。冷却した際に接着層にひびが入った場合は、薬液に浸漬することによっても短時間で剥離が可能になる。したがって、冷却温度は、第２基板を剥離することが可能な接着力にまで第１接着層の接着力が弱まる温度に設定される。この温度は第１接着層に用いる接着剤によって適宜選択される。
【００３０】
以下、本発明を以下に示す実施例により具体的に説明する。
【００３１】
次に、第１の実施例を説明する。本発明の第１の実施例を、図１の断面構造図による製造工程図によって説明する。
【００３２】
この第１実施例では、第１基板（例えばガラス基板）上に、モリブデン薄膜からなる保護層を形成した後、薄膜デバイスを形成する既知の技術を用いて、保護層上に、いわゆる低温ポリシリコン技術を使って薄膜トランジスタを備えた薄膜デバイス層を形成し、その後、弗化水素酸エッチングをすることによって、上記第１基板の除去を行った。エッチングの保護層は、スパッタリング法にてモリブデン（Ｍｏ）薄膜を例えば５００ｎｍの厚さに成膜して形成した。
【００３３】
上記第１基板のエッチングまでの工程を以下に説明する。まず図１（ａ）に示すように、第１基板（例えば厚さ０．７ｍｍのガラス基板）１０１上に、スパッタリング法にて、保護層１０２としてモリブデン（Ｍｏ）薄膜を例えば５００ｎｍの厚さに成膜して形成した。この保護層１０２のモリブデン薄膜の厚さは例えば０．１μｍ〜１μｍの厚さの範囲で選択される。さらに、薄膜デバイスを形成する既知の技術を用いて、保護層１０２上に、いわゆる低温ポリシリコン技術を使って薄膜トランジスタを備えた薄膜デバイス層１０３を形成した。例えば液晶ディスプレー技術（松本正一  編著、産業図書発行、１９９６年）ｐ．１１５≡１１８に記載されているような低温ポリシリコントップゲート型ＴＦＴプロセスで薄膜デバイス層１０３を形成した。なお、薄膜デバイス層１０３を被覆層（図示せず）により被覆してもよい。以下、被覆層を形成しない場合を説明する。
【００３４】
その後、図１（ｂ）に示すようにホットプレート１０４上に、第１基板１０１を載せ、このホットプレート１０４を８０℃〜１４０℃に加熱しながら、薄膜デバイス層１０３上に第１接着層（例えばホットメルト系接着剤）１０５を、例えば厚さが１ｍｍ程度となるように塗布して形成した。この第１接着層の厚さは例えば０．１ｍｍ〜３ｍｍの厚さの範囲で選択される。
【００３５】
次に、図１（ｃ）に示すように、上記第１接着層１０５上に、第２基板１０６を載せ、例えば５×ｌ０4 Ｐａの圧力で加圧しながら室温まで冷却し第２の基板１０６を貼り付けた。上記第２基板１０６には、例えば厚さが１ｍｍのモリブデン基板を用いた。または、第２基板上にホットメルト系接着剤を塗布して、その上に第１基板に形成された薄膜デバイス層側を載せてもよい。上記接着の際には、気泡が入ることがあるが、真空中で貼り合わせると、気泡は入らなかった。今回は、第１接着層１０５のホットメルト系接着剤には、エレクトロンワックスを用いた。
【００３６】
なお、第２基板１０６はモリブデン以外でもフッ酸に耐性があるような金属、例えばタングステン（Ｗ）、インコネル６２５、ステンレスもしくはこれらの金属で被覆されたガラス基板、セラミックス基板、またはポリイミド板、２軸延伸ポリエチレンテレフタレート板、ＰＥＮ板のような低線膨張係数のプラスチック板を用いてもよい。
【００３７】
次に、図１（ｄ）に示すように、第２基板１０６を貼り付けた第１基板１０１を例えば重量濃度５０％〜６０％のフッ酸水溶液１０７中に浸漬して、ガラス基板からなる第１基板１０１のエッチングを行った。ここで用いたフッ酸は、重量濃度５０％で、エッチング時間は３．５時間とした。第１基板（ガラス基板）１０１を完全にエッチングした後は、図１（ｅ）に示すように、保護層１０２が露出される。なお、エッチング生成物が保護層１０２上に残る場合には水洗により除去することができた。またフッ酸水溶液の濃度はこれより低くても良いが、必要に応じてエッチング時間と液温を調整する。また、エッチングの面内均一性を向上させるためにエッチング中に液を撹拌したり、循環したり、フッ酸水溶液濃度をー定に保つ機構が有効であった。
【００３８】
次に、図１（ｆ）に示すように、上記表出された保護層１０２の表面に第２接着層１０８として、紫外線硬化接着剤を塗布した。この紫外線硬化接着剤は、粘度の低いものをスピンコートにより塗布した。ただし、紫外線硬化接着剤の厚さの均一性が取れるならばどのような方法であってもよい。また、気泡を完全にとるためには、紫外線硬化接着剤を真空中で脱泡した後、真空中での接着が効果的であった。
【００３９】
また、ここでは、アクリル系の紫外線硬化接着剤を用いたが、紫外線硬化接着剤である必要はなく、エポキシ系接着剤、ユリア系接着剤、ウレタン系接着剤、フェノール系接着剤、メラミン系接着剤、エマルジョン系接着剤、アクリル系接着剤、シアノアクリル酸エステル系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ウレタンゴム系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、スチレンブタジエンゴム系接着剤、天然ゴム系接着剤、アクリル系粘着材でもよい。
【００４０】
次に、図１（ｇ）に示すように、紫外線硬化接着剤からなる第２接着層１０８を形成した後、第３基板１０９に貼り付け、紫外線を照射して、第２接着層１０８を硬化させた。上記第３基板１０９には、例えば厚さが０．５ｍｍのポリカーボネート基板を用いた。
【００４１】
ここでは、第３基板１０９にポリカーボネートを用いたが、ポリカーボネートに限らず、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリメチルペンテン、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、液晶プラスチック、ポリベンゾイミダゾール、熱硬化性ポリブタジエンなどからなる基板、またはこれらの材料からなるポリマーアロイ、ファイバー強化された単体材料基板、または同一材料の積層基板、またはこれらのうち少なくともーつを含む積層基板でもよく、ステンレス、アルミニウムなどの金属板、またはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、シリカ（ＳｉＯ2 ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）などを成分とするセラミックス板の単体材料基板、またはこれらのうち少なくとも一つを含む積層基板でも良い。ただし、紫外線を通さない基板については、第２接着層１０８には紫外線硬化接着剤以外の接着剤を使わなければならない。
【００４２】
次に、図１（ｈ）に示すように、紫外線硬化接着剤が充分に固まった後、冷却装置１１０の中に入れ、基板を約−１５℃に冷却した。数十秒でホットメルト系接着剤からなる第１接着層１０５に細かいひびが入った。その状態で取り出し、端の方から物理的に剥離した。第１接着層１０５には接着強度がほとんど残っておらず、力をほとんど加えずに、第２基板１０６を剥離することができた。剥離後は、図１（ｉ）に示すように、薄膜デバイス層１０３表面が露出される。このようにして、ポリカーボネート基板からなる第３基板１０９上に第２接着層１０８により保護層１０２を介して薄膜デバイス層１０３が形成された構成が得られた。
【００４３】
なお、ホットメルト系接着剤以外の第１接着層１０５とモリブデン以外の第２基板１０６との組み合わせでは、第１接着層１０５と第２基板１０６との線膨張係数の違いが大きくなるほど冷却時にひびが入りやすくなり、剥離が容易になる。ひびが入った場合は、薬液に浸漬しても、ひびが伝わって薬液が浸透するため、短時間で剥離が可能になる。
【００４４】
なお、上記第２基板１０６を分離した後、２―プロパノールにより、薄膜デバイス層１０３の表面についているホットメルト系接着剤を洗浄剥離した。
【００４５】
次に、第２の実施例を説明する。図２（ａ）にデバイス作製後の状態を示す。第１の実施例と同様に、例えばスパッタリング法によって、ガラス基板からなる第１基板２０１上に、保護層２０２としてモリブデンエッチング保護層を形成し、さらに保護層２０２上に薄膜デバイス層２０３を形成した。薄膜デバイス層２０３は、第１の実施例と同様に低温ポリシリコン技術を用いて作製した。
【００４６】
次に、図２（ｂ）に示すように、薄膜デバイス層２０３上に、感温性のある粘着材を用いて第１接着層２０４を形成した。この第１接着層２０４は、室温（例えば２５℃）以下にすると粘着性が著しく低下するもしくは粘着性がなくなるものであればどのような粘着材も使用することができる。例えば、炭素数１０以上の直鎖状アルキル基を側鎖とするアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等を用いる。今回は、ニッタ株式会社製のインテリマーを使用した。このようにして、第１基板２０１上の薄膜デバイス層２０３と第２基板２０５となるモリブデン基板とを接着した。
【００４７】
接着後、図２の（ｃ）に示すように、フッ酸エッチング工程で、フッ酸が端部から入ってこないように、第１基板２０１から第２基板２０５までの端部を例えばホットメルト系接着剤でシール２０６を形成した。
【００４８】
その後、前記第１実施例と同様に、第１基板のエッチング工程と第２接着層の塗布工程と第３基板の接着工程を行った。
【００４９】
そして、第３基板を接着した後、約−１５℃に冷却し、薄膜デバイス層とモリブデン基板からなる第２基板とを物理的に剥離した。ホットメルト系接着剤からなるシールはひび割れしており、また粘着材からなる第１接着層は接着力が無く、ほとんど力を加えることなく第２基板の剥離が行えた。
【００５０】
次に、第３の実施例を説明する。第１の実施例との違いは、第１基板に石英基板を使い、薄膜デバイス層は、高温ポリシリコン技術を使うことによって作製した。第１の実施例と同様に、スパッタリング法によって、第１基板にフッ酸エッチング時の保護層として機能する保護層を、モリブデン層を例えば５００ｎｍの厚さに堆積して形成した。その後の工程は、第１の実施例と同様である。
【００５１】
次に、第４の実施例を説明する。図３（ａ）に示すように、前記第３の実施例と同様に、第１基板４０１に石英基板を使い、薄膜デバイス層４０３は高温ポリシリコン技術を使うことにより作製した。前記第３の実施例との違いは、保護層４０２には、モリブデン薄膜ではなく、アモルファスシリコンを例えば１０ｎｍの厚さに成膜して用いた。このアモルファスシリコンの厚さは５０ｎｍ以下であることが望ましい。この成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法を用いた。このアモルファスシリコンの成膜は、膜中に水素を多く含むように、低温での成膜が望ましい。ただし、その後の工程で膜剥がれが起こらないことが必要である。今回は、１５０℃にて成膜を行った。また、低圧ＣＶＤ法、大気圧（常圧）ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（以下ＥＣＲという、ＥＣＲはElectron Cyclotron Resonanceの略）ＣＶＤ法、スパッタリング法等による成膜技術を用いて形成したアモルファスシリコンであっても問題はない。
【００５２】
その後、前記第３の実施例と同様に、薄膜デバイス層４０３上に第１接着層４０４を形成して第２基板４０５を貼り合わせる。第１基板４０１である石英基板の分離は、紫外線照射によって行った。その結果、図３（ｂ）に示すように、薄膜デバイス層４０３が露出される。上記条件で成膜を行ったアモルファスシリコンに石英基板の第１基板４０１側から紫外線を照射すると水素が発生し、アモルファスシリコンからなる保護層４０２を境界として薄膜デバイス層４０３と第１基板４０１との分離が起こる。
【００５３】
なお、上記紫外線の照射には、エキシマレーザ（例えばＸｅＣｌレーザ：波長＝３０８ｎｍ）を用いた。ただし、１００ｎｍ〜３５０ｎｍの紫外線であるならば、他の波長の紫外線であってもよい。その後の工程は第３の実施例と同様である。
【００５４】
次に、第５の実施例を説明する。第１の実施例との違いは、第１基板に石英基板もしくはガラス基板を支持基板とするＳＯＩ（Silicon on insulator）基板を用いた点にある。この場合はフッ酸によるエッチングにおいて、石英もしくはガラスと、シリコンとではエッチング速度が異なるため、シリコンウエハが自動的に保護層として働く。そのため、スパッタリング法によってモリブデン薄膜を形成する必要はない。薄膜デバイス層は、一般的なＬＳＩ技術を用いて形成した。その後の工程は、第１の実施例と同様である。
【００５５】
上記説明した本発明の薄膜デバイスの製造方法によれば、冷却することによって第１接着層の接着強度を弱めて第２基板を分離するので、薄膜デバイスの転写技術において時間のかかる処理である接着層の剥離を短時間で、なおかつ大面積で行うことができる。そのため、転写工程のスループットを高めることができる。また、製造基板（第１基板）と実使用基板（第３基板）とを別にできるため、実使用基板の耐熱性などを考慮に入れる必要がなくなり、薄膜デバイスの軽量化、薄型化、堅牢化が可能になる。それによって、プラスチック基板のような耐熱性の低い基板上に薄膜デバイス層を搭載した薄膜デバイスを得ることができる。また、本発明の薄膜デバイスの製造方法を実現するための製造装置は、現行の生産ラインをそのまま使用することが可能であるため、新たな設備投資を必要としない。
【００５６】
さらに、本発明の製造方法により得られる薄膜デバイスは、液晶表示パネルや有機エレクトロルミネッセンス表示パネルのアクティブマトリクス型駆動基板として好ましく利用することができる。例えば、アクティブマトリクス型駆動基板としての薄膜デバイスと、透光性プラスチック基板に透明導電膜を形成した対向基板とから液晶セルを構成すると非ガラス基板液晶表示パネルが得られる。この場合、アクティブマトリクス型駆動基板または対向基板のいずれかにカラーフィルター層を設ければ、非ガラス基板フルカラー液晶表示パネルとなる。また、アクティブマトリクス型駆動基板としての薄膜デバイスの上に有機エレクトロルミネッセンス層を設ければ、非ガラス基板有機エレクトロルミネッセンス表示パネルが得られる。
【００５７】
これらの表示パネルは、携帯情報端末機や携帯電話機等に好ましく組み込むことができる。例えば、図４（ａ）に示すように、液晶パネルからなる表示部１１０１を有する携帯電話機１１０２であって、液晶表示パネル上に保護板がフロントケース１１０３と一体化されて被せられ、表示部１１０１の最外面が構成されるようにしたものや、図４（ｂ）に示すように、タッチパネル付きの表示部１２０１を有する携帯情報端末機１２０２であって、この携帯情報端末機１２０２自体の操作と、必要に応じて携帯情報端末機１２０２に装着される無線電話、録音再生機能、ディジタルカメラ機能等のオプション機器の制御を表示部１２０１のタッチパネルで操作できるようにしたものなど、種々の機器の液晶表示装置として使用される。
【００５８】
なお、本発明の薄膜デバイスの製造方法によれば、以下のような効果も期待できる。
【００５９】
すなわち、異なるプロセスで作製した薄膜デバイスを同一非ガラス基板上に集積することが可能になる。例えば駆動能力に優れたＣＭＯＳ回路構成が可能な低温ポリシリコンＴＦＴで、パネル周辺部分の駆動回路を作製し、低コストで大面積にわたり特性を均一にしやすいアモルファスシリコンデバイスで表示部（画素部）のスイッチング回路部を作製し、両者を同一の非ガラス基板上に集積し、デバイス間配線を別途施すことで、低温ポリシリコン≡アモルファスシリコン複合駆動基板を低温ポリシリコン単独プロセスによるよりも容易に製作することが可能となる。この場合、高コストの微細化プロセスを、低温ポリシリコンプロセスで製造される、パネル周辺部分の駆動回路部分に限定して使用することで、低コスト化も同時に達成される。
【００６０】
また、薄膜デバイス層を形成する際には、石英基板、シリコン基板、ガリウム基板等の耐熱温度の高い基板を用いることができるので、プロセス温度の低下によってデバイスの性能や信頼性が低下するおそれがない。薄膜デバイス層の作製時における真空中のプロセスにおいては、プラスチック基板からの脱ガスによるデバイス汚染がない。プラスチック基板につきもののプロセスにおける温度履歴による膨張、収縮、変形の影響を受けないので、配線の断線やデバイス層のクラックの危険がない。
【００６１】
さらに第３基板は薄膜デバイス層の作製時には使わないので、表面粗さに対する要求も、第１基板よりはずっと緩い。そのため、従来のガラス基板やシリコンウエハ以外にも、プラスチック基板、金属基板やセラミック基板が使用可能となり、表示パネル設計の選択肢が増えるという利点もある。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、第２基板を分離する際に冷却することによって第１接着層の接着強度を弱めるので、薄膜デバイスの転写技術において時間のかかる処理である接着層の剥離を短時間で、なおかつ大面積で行うことができる。そのため、転写工程を高い生産性で行うことができる。このように実用的な速度で転写技術ができるようになると、製造基板と実使用基板とを別にできるため、耐熱性などを考慮に入れる必要がなくなり、薄膜デバイスの軽量化、薄型化、堅牢化が可能になる。また、製造装置に関しても、現行の生産ラインをそのまま使えるため、投資効率が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例による薄膜デバイスの製造工程図である。
【図２】  本発明の第２の実施例による薄膜デバイスの製造工程図である。
【図３】  第４の実施例による薄膜デバイスの製造工程図である。
【図４】  本発明の製造方法で得られた薄膜デバイスを備えた携帯電話機（ａ）及び携帯情報端末機（ｂ）の外観図である。
【符号の説明】
１０１…第１基板、１０２…保護層、１０３…薄膜デバイス層、１０５…第１接着層
【図１】
0004186502.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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