JP2001166301A

JP2001166301A - バックライト内蔵型液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001166301A
Application number: JP34697899A
Authority: JP
Inventors: Sumio Utsunomiya; 純夫宇都宮
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜デバイスと面発光型光源とを一体化し
て、薄状液晶表示装置を提供する。可撓性を有する基板
上に薄膜デバイス及び面発光型光源を形成することによ
り変形能を持たせる。【解決手段】柔軟性を有する第３の基板３６にＴＦＴ
部１４を転写し、この基板の裏面にＥＬ素子を含むバッ
クライト部１６を積層して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜デバイスを複
数の基板間で転写し、かつ、バックライトを一体化した
バックライト内蔵型薄膜デバイス、特に直視型或いは投
射型のいずれにも使用可能な液晶表示装置に係わり、さ
らに、これらの製造方法にも関するものである。

【０００２】

【従来の技術】薄膜デバイスとして、例えば、液晶表示
装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を駆動回路源とし
ている。この液晶表示装置は、基板上にＴＦＴを備えて
おり、ＴＦＴで制御された電圧によって、基板と対向基
板との間に封入された液晶分子（液晶表示素子）の旋光
能を制御し、各画素における透光性をコントロールする
ことにより画像を表現するようになっている。

【０００３】このような液晶表示装置の構成が図１５に
示されている。アクティブマクトリクス２２２及び／又
は駆動回路２２４等の薄膜デバイスが形成されたアクテ
ィブマトリクス基板２２０と、対向基板２４０とは、対
向基板２４０の外周縁に沿って形成されたシール材（図
示せず）によって所定の間隙を介して貼り合わされ、こ
の間隙に液晶２３０が封入されている。

【０００４】アクティブマトリクス２２２に形成された
画素電極と、対向基板２４０に形成された透明対向電極
とは、液晶２３０を挟んで対向し、画素電極と対向電極
間に印加される電界によって液晶分子が駆動される。ま
た、アクティブマトリクス２２２の液晶２３０に接する
側の表面、及び、対向基板２４０の液晶２３０に接する
側の表面には、配向膜が形成され、無電界状態での液晶
分子の配向を決定している。

【０００５】アクティブマトリクス基板２２０、液晶２
３０及び対向基板２４０で構成される液晶駆動部は、更
に、互いに異なる偏光方向を有する２枚の偏光板２１
０、２５０で挟まれる。偏光板２１０及び２５０の偏光
方向は、前記アクティブマトリクス基板２２０、及び対
向基板２４０のそれぞれの表面に形成された配向膜の配
向方向に揃えられる。また、カラー表示を可能にするた
め、対向基板２４０には、カラーフィルタ及び／又はブ
ラックマトリクスが形成される。

【０００６】このように、液晶表示装置は、多数の基板
が貼り合わされた構造を有しているため、表示装置の厚
さが大きくなってしまうという欠点があった。特に、図
１５に示される如く、透過型液晶表示装置で必要とされ
るバックライト２００は、液晶表示装置の厚さを増大す
る原因となっている。

【０００７】一方、上記薄膜デバイスで構成された液晶
表示装置を、プラスチック基板等の軽量で柔軟性（可撓
性）を有する基板材料上に形成し、変形能を備えた新規
な液晶表示装置を製造する要望が高まっている。これを
実現するためには、プラスチック基板の耐熱温度（１０
０から１５０℃）以下のプロセス温度にて薄膜デバイス
を形成する必要がある。しかしながら、プロセス温度の
低下は薄膜デバイスの特性の低下を招く傾向にあり、高
性能の薄膜デバイスの製造は困難である。これに対処す
るため、ガラス基板上に形成された薄膜デバイスを転写
する技術により、前記薄膜デバイスをプラスチック基板
上に転写する方法が提案されている。なお、転写技術と
しては、例えば、特開平１０−１２５９３１号公報に記
載された方法が適用可能である。

【０００８】しかしながら、上記の構成手順で薄膜デバ
イスをプラスチック基板上に形成できたとしても、図１
５に示される如く、透過型液晶表示装置では、バックラ
イト２００が必要なため、液晶表示装置全体として変形
能を備えたものを製造することは困難であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記課
題を解決するために、薄膜デバイスと面発光型光源を一
体化した薄型に構成されてなるバックライト内蔵型薄膜
デバイス及びその製造方法を提供することにある。本発
明の他の目的は、柔軟性を備えたバックライト内蔵型薄
膜デバイスを提供することである。本発明の他の目的
は、可撓性を有する基板上に薄膜デバイス及び面発光型
光源を形成することにより、変形能を持たせることがで
きるバックライト内蔵型薄膜デバイスを提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、薄膜素子が転写された柔軟性基板の裏面
に面状薄膜発光型光源が積層形成されてなるバックライ
ト内蔵型薄膜デバイスを提供する。

【００１１】この薄膜デバイスを得るために、薄膜素子
が柔軟性基板に転写された後この基板の裏面に前記面状
薄膜発光型光源を積層形成するか、或いは事前にこの光
源が積層形成されている柔軟性基板の反対の面に前記薄
膜素子を転写する。薄膜デバイスとしては、既述の液晶
素子を有する液晶表示装置が代表的である。柔軟性基板
は透明性（透光性）基板である。柔軟性基板が偏光板を
兼ねれば、偏光板の一つを省略することができるため
に、デバイスを薄くすることができる。さらに、偏光板
を作るための工程を省略することができる。本発明に係
るバックライト内蔵型薄膜デバイスの製造方法は、第１
の基板上に剥離層を形成する第１の工程と、前記剥離層
上にマトリクス状の画素を形成するために当該画素毎に
分割された薄膜素子を形成する第２の工程と、前記薄膜
素子を前記第１の基板から剥離して、第２の基板上に転
写する第３の工程と、前記第２の基板上に転写された前
記薄膜素子の裏面に少なくとも透光性を備えた第３の基
板を形成する第４の工程と、前記薄膜素子を前記第２の
基板から剥離する第５の工程と、前記第３の基板におけ
る前記薄膜素子が形成された側とは反対側の面に面発光
型光源を形成する第６の工程とを備えていることを特徴
とする。

【００１２】第１の基板上に剥離層を介して形成された
薄膜素子を前記第１の基板から剥離して、任意の基板上
へ転写する方法は、例えば、特開平１０−１２５９３１
号公報に示される方法に依ればよい。

【００１３】面状発光光源としては、薄膜製造プロセス
を利用しかつ基板上に発光層を積層して形成可能な有機
又は無機の電界発光素子であるエレクロトルミネッセン
ス（ＥＬ）が好適である。この電界発光素子は、数μｍ
から数十μｍ程度の厚さの薄膜状で電界発光素子を形成
する各膜を順次積層して形成できるため、薄膜素子が転
写された基板の裏面に面発光型光源として電界発光素子
を形成することによって装置全体の厚さが増さずかつ柔
軟性に優れた半導体装置を得ることができる。加えて有
機電界発光素子は低温度かつ簡単な工程により製造可能
である。第３の基板は可撓性を持つ材質で構成される。
第３の基板に可撓性を持たせることで、薄膜デバイスは
変形能を持つことになり、かつバックライトしての面発
光型光源と共に平面形状に規制されることなく、曲面状
に展開可能な液晶表示装置を実現することができる。

【００１４】面状発光光源には白色または単色発光のも
のがある。このときはカラーフィルタを設けることによ
り、液晶のカラー表示が可能となる。カラフィルター
は、薄膜素子を柔軟性基板に転写する過程において、薄
膜デバイスの基板側の面が露出した際にこの露出面にカ
ラフィルターを積層して形成される。また、面発光光源
が薄膜素子において形成されている画素に対応して分割
され、分割された領域毎にＲＧＢの各色に所定の配列で
発光するようなＥＬ素子でも良い。

【００１５】この発明によれば、ＴＦＴを薄層形成プロ
セスを利用して形成できるために、各画素毎のスイッチ
ング素子とこれに対する駆動回路とを同一基板上に形成
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本実施の形態に相当する
バックライト内蔵型液晶表示装置１０の概念図であり、
この液晶表示装置１０は、大きく分けて液晶表示部１２
と、薄膜素子（ＴＦＴ）部１４と、バックライト部１６
と、基板１７とを備える。

【００１７】液晶表示装置は、液晶表示部１２によって
階調表現のみを行う、所謂モノクロ画像の表示装置であ
り、これに対して、図２及び図３は、カラー画像を表示
できるタイプの液晶表示装置１０が示されている。

【００１８】図２は、液晶表示部１２の表面に、ＴＦＴ
部１４に形成される各画素に対応してマトリクス状に所
定の規則に従って配列された各色（ＲＧＢ）のカラーフ
ィルタ１８と、これらを囲むように設けられたブラック
マトリクス枠２０とで構成されたフィルタ部２２が設け
られた表示装置を示している。

【００１９】図３は、バックライト部１６として適用さ
れる有機又は無機の電界発光素子としてのＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）素子をＴＦＴ部１４の各画素に対
応してバンク２４を形成すると共に、各バンク２４間毎
に各色（ＲＧＢ）の成分を設けることで、バックライト
部１６自体を、ＲＧＢの各色に発光できる構成を示して
いる。

【００２０】図１乃至図３に示される液晶表示装置１０
は、基本的構造は変わらないので、以下の説明では、図
２に示すカラー画像の液晶表示装置１０を例にとり、詳
細な構成を説明する。

【００２１】図４には、図２に示したバックライト内蔵
型液晶表示装置１０の詳細な構成が示されている。液晶
表示装置１０は、バックライト部１６の支持層２５を最
下層として、バックライト部１６、ＴＦＴ部１４及び液
晶表示部１２を構成する各層が積層されている。

【００２２】液晶表示装置１０は、製品段階において、
第３の基板２５が基本支持体層となり、前記バックライ
ト部１６、ＴＦＴ部１４及び液晶表示部１２を構成する
各層が積層されている。なお、この第３の基板に各部が
積層されるまでの途中、すなわち、製造段階では、第１
の基板１００及び第２の基板１８０（共に図５乃至図１
３の工程図参照）が適用されるようになっている。

【００２３】バックライト部１６は、この電子輸送層２
８と、正孔輸送層３０とによってＥＬ層３２を挟持した
構成となっている。また、正孔輸送層３０の上層には、
ＩＴＯ層３４が設けられている。すなわち、ＩＴＯ層３
４とベース電極層２６との間に電界（電圧）が印加され
ることにより、ＥＬ層３２に電流が流れ白色または単色
に発光し、バックライトとして機能する。

【００２４】なお、このＥＬ層３２の発光光は、表面を
ラビングローラ等を用いてラビング処理することによっ
て、偏光方向を一定の方向に定めており、この結果、液
晶表示に必要な一対の偏光板の一方を省略して、薄膜デ
バイスの裏面に直接前記面発光型光源を設けることがで
きる。ラビング処理は、例えば電子情報通信学会技術報
告Ｅ１Ｄ９５−１０６（１９９５年発行）に詳しく記載
されている。なお、第３の基板が偏光板の場合にはこれ
らは不要である。

【００２５】ＩＴＯ層３４の上層には、透明の第３の基
板３６が設けられ、この第３の基板３６上に薄膜デバイ
スとしてのＴＦＴ部１４が配設されている。

【００２６】ＴＦＴ部１４は、ＴＦＴアレイ３８が各画
素毎に設けられたマトリクス状を形成している。ＴＦＴ
アレイ３８は、ドレイン電極３８Ｄ、ゲート電極３８
Ｇ、ソース電極３８Ｓによって構成されている。また、
ドレイン電極３８Ｄ及びソース電極３８Ｓにはソース／
ドレイン領域３９Ｄ、３９Ｓが対応しており、ゲート電
極３８Ｇには活性シリコン領域３９Ｇが対応している。
このＴＦＴアレイ３８のそれぞれに対して、透明画素電
極（各画素に対応配置）４０が設けられている。

【００２７】また、画素電極４０の上方には、平坦化膜
４を介して中間空間部に液晶４２が封入された一対の配
向膜４４、４６が設けられている。液晶４２は、全画素
領域に一括充填されシール剤４７によって封印されて、
漏れないようになっている。

【００２８】上側の配向膜４６の上面には、対向電極４
８が設けられ、前記画素電極４０と共通電極４８間に電
界（電圧）が印加されることにより、印加される電圧に
応じて、液晶４２の配向が変化し、一対の配向膜４４、
４６間を通過する所定の偏光方向の光に対して所定の透
過率となる。

【００２９】共通電極４８の上面には、カラーフィルタ
層５２を介して対向基板４９、偏光板５０が順に設けら
れている。偏光板５０は、前記所定の偏光方向の光のみ
を通過させることができ、ＥＬ層３２で発光した１００
％の光量に対して、前記液晶４２の配向によって設定さ
れる透過率に基づく光量で発光するようになっている。

【００３０】カラーフィルタ層５２は、各画素に対応し
てＲＧＢの各色のフィルタが順序よく配列されるフィル
タ部と、で構成されており、場合によっては各画素の非
発光領域（ＴＦＴアレイ３８が配置された領域等）を不
透過状態として、各画素の色分離を向上するためのブラ
ックマトリクス部を含んで構成されている。

【００３１】第３の基板３６は、可撓性を有する透明の
合成樹脂（プラスチック等）板で構成されており、バッ
クライトが内蔵された液晶表示装置１０は平面形状に固
定されず、曲面に沿った形状を取り得る。

【００３２】このような曲面支持体の例としては、ドー
ム（半球面）型の天井が挙げられる。このようなドーム
型天井にバックライト型内蔵型液晶表示装置１０を配設
することができる。また、円筒形の室内の内周面の全周
に亘ってこの液晶表示装置１０を設けることにより、３
６０°のパノラマ画像を表示することが可能となる。

【００３３】この実施形態の好適な変形例は、光を透過
させる第３の基板を偏光板にすることである。第３の基
板が偏光板を兼ねることにより、ＥＬ層のラビング処理
を行わない場合でも基板の他に偏光板を設ける必要がな
く、バックライトを含めた液晶表示装置全体の厚さが増
えることを避けることができる。

【００３４】カラーフィルタの設置位置は液晶表示装置
の対向基板側に限られず、透明基板（偏光板）３６の裏
面或いはその上であっても良い。カラーフィルタを基板
３６の上に形成する場合は、薄膜素子部１４を第２の基
板から第３の基板３６に転写する際に薄膜素子部の裏面
が露出するので、この裏面にフィルタを積層させればよ
い。バックライト部の形成は、次のようにする。ＴＦ
Ｔ部１４が形成された基板３６の裏面にバックライト部
の各層を積層する。或いは、第３基板３６の片面にバッ
クライト部を事前に形成しておき、他方の面に薄膜素子
部を転写する。

【００３５】可撓性を有する基板を最初から用いて、Ｔ
ＦＴ部１４を形成するのはプロセス温度、フォトリソグ
ラフィ精度等の観点から困難であるので、既述のとおり
従来の転写・剥離技術を利用して薄膜素子デバイスを製
造する。図５乃至図１３は従来技術を利用して、ＴＦＴ
部１４を形成する過程を示している。

【００３６】[工程１]図５に示すように、第１の基板１
００上に第１の剥離層としての第１分離層（光吸収層）
１２０を形成する。第１の基板１００および第１分離層
１２０は次のとおりである。（第１の基板１００についての説明）第１の基板１００
は、光が透過し得る透光性を有することが好ましい。こ
の場合、光の透過率は１０％以上であるのが好ましく、
５０％以上であるのがより好ましい。この透過率が低過
ぎると、光の減衰（ロス）が大きくなり、第１分離層１
２０を剥離するのにより大きな光量を必要とする。

【００３７】第１の基板１００は、信頼性の高い材料で
構成されているのが好ましく、特に、耐熱性に優れた材
料で構成されることである。その理由は、例えば、後述
するＴＦＴ層１４０（図４のＴＦＴ部１４に相当）を形
成する際に、その種類や形成方法によってはプロセス温
度が高くなる（例えば３５０〜１２００℃程度）ことが
あるが、その場合でも、第１の基板１００が耐熱性に優
れていれば、第１の基板１００上へのＴＦＴ層１４０等
の形成に際し、その温度条件等の成膜条件の設定の幅が
広がるからである。

【００３８】したがって、第１の基板１００は、ＴＦＴ
層１４０の形成の際の最高温度をＴmaxとしたとき、歪
点がＴmax以上の材料で構成されているのものが好まし
い。具体的には、第１の基板１００の構成材料は、歪点
が３５０℃以上のものが好ましく、５００℃以上のもの
がより好ましい。このようなものとしては、例えば、石
英ガラス、コーニング７０５９、日本電気ガラスＯＡ−
２等の耐熱性ガラスが挙げられる。

【００３９】第１の基板１００の厚さは、特に限定され
ないが、通常は、０．１〜５．０mm程度であるのが好ま
しく、０．５〜１．５mm程度であるのがより好ましい。
第１の基板１００の厚さが薄すぎると強度の低下を招
き、厚すぎると、第１の基板１００の透過率が低い場合
に、光の減衰を生じ易くなる。第１の基板１００の光の
透過率が高い場合には、その厚さは、前記上限値を超え
るものであってもよい。光を均一に照射できるように、
第１の基板１００の厚さは、均一であるのが好ましい。（第１分離層１２０の説明）第１分離層１２０は、照射
される光を吸収し、その層内および／または界面におい
て剥離（以下、「層内剥離」又は「界面剥離」と言う）
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分離層１２０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および／ま
たは界面剥離に至るものがよい。

【００４０】さらに、光の照射により、第１分離層１２
０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分離層１２０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分離層１２０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。このような第１分離層１２
０の組成としては、例えば、次のＡ〜Ｅに記載されるも
のが挙げられる。

【００４１】Ａ．アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）Ｂ．酸化ケイ素又はケイ酸化合物、酸化チタンまたはチ
タン酸化合物、酸化ジルコニウムまたはジルコン酸化合
物、酸化ランタンまたはランタン酸化化合物等の各種酸
化物セラミックス、透電体（強誘電体）あるいは半導体Ｃ．ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ＰＬＬＺＴ、ＰＢＺＴ等のセラ
ミックスあるいは誘電体（強誘電体）Ｄ．窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラ
ミックスＥ．有機高分子材料Ｆ．金属また、第１分離層１２０の厚さは、剥離目的や第１分離
層１２０の組成、層構成、形成方法等の諸条件により異
なるが、通常は、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ま
しく、１０ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましく、
４０ｎｍ〜１μｍ程度であるのがさらに好ましい。第１
分離層１２０の膜厚が小さすぎると、成膜の均一性が損
なわれ、剥離にムラが生じることがあり、また、膜厚が
厚すぎると、第１分離層１２０の良好な剥離性を確保す
るために、光のパワー（光量）を大きくする必要がある
とともに、後に第１分離層１２０を除去する際に、その
作業に時間がかかる。なお、第１分離層１２０の膜厚
は、できるだけ均一であるのが好ましい。

【００４２】第１分離層１２０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。たとえば、ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、ＥＣ
Ｒ−ＣＶＤを含む）、蒸着、分子線蒸着（ＭＢ）、スパ
ッタリング、イオンプレーティング、ＰＶＤ等の各種気
相成膜法、電気メッキ、浸漬メッキ（ディッピング）、
無電解メッキ等の各種メッキ法、ラングミュア・プロジ
ェット（ＬＢ）法、スピンコート、スプレーコート、ロ
ールコート等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジ
ェット法、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。

【００４３】例えば、第１分離層１２０の組成がアモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の場合には、ＣＶＤ、特に
低圧ＣＶＤやプラズマＣＶＤにより成膜するのが好まし
い。

【００４４】また、第１分離層１２０をゾルーゲル法に
よるセラミックスで構成する場合や、有機高分子材料で
構成する場合には、塗布法、特に、スピンコートにより
成膜するのが好ましい。

【００４５】[工程２]次に、図６に示すように、第１分
離層１２０上に、ＴＦＴ層１４０を形成する。

【００４６】このＴＦＴ層０１４０のＫ部分（図６にお
いて１点線鎖線で囲んで示される部分）の拡大断面図
を、図２の右側に示す。図示されるように、ＴＦＴ層１
４０は、ＴＦＴアレイ（薄膜トランジスタ）３８を含ん
で構成され、このＴＦＴアレイ３８は、ポリシリコン層
にｎ型不純物またはｐ型不純物を導入して形成されたソ
ース，ドレイン領域５８、６０と、ゲート絶縁膜層６２
と、ゲート電極６４と、例えばアルミニウムからなるゲ
ート電極線６６、ドレイン電極線６８とを具備する。

【００４７】本実施の形態では、第１分離層１２０に接
して設けられる中間層としてＳｉ０ ₂膜を使用している
が、Ｓｉ₃Ｎ₄などのその他の絶縁膜を使用することもで
きる。Ｓｉ０₂膜（中間層）の厚みは、その形成目的や
発揮し得る機能の程度に応じて適宜決定されるが、通常
は、１０nm〜５μm程度であるのが好ましく、４０nm〜
１μm程度であるのがより好ましい。中間層は、種々の
目的で形成され、例えば、ＴＦＴ１４０を物理的または
化学的に保護する保護層，絶縁層，導電層，レーザー光
の遮光層，マイグレーション防止用のバリア層，反射層
としての機能の内の少なくとも１つを発揮するものが挙
げられる。場合によっては、Ｓｉ０₂膜等の中間層を形
成せず、第１分離層１２０上に直接ＴＦＴ層１４０を形
成してもよい。ＴＦＴ層１４０は、図６の右側に示され
るようなＴＦＴ等の薄膜デバイスを含む層である。

【００４８】[工程３]図７に示すように、ＴＦＴ層１４
０上に、第２の剥離層としての第２分離層（例えば水溶
性接着剤或いは熱溶融性接着層等）１６０を形成する。

【００４９】この第２分離１６０として、薄膜デバイス
への不純物（ナトリウム、カリウムなど）汚染の虞が少
ない、例えばプルーフワックス（商品名）などのエレク
トロンワックスを挙げることができる。

【００５０】[工程４]図７に示すように、第２分離層１
６０の上に、第２の基板１８０を接着する。この第２の
基板１８０は、ＴＦＴ層１４０の製造後に接着されるも
のであるので、ＴＦＴ層１４０の製造時のプロセス温度
などに対する制約はなく、常温時に保型性さえあればよ
い。本実施の形態ではガラス基板、合成樹脂など、比較
的安価で保型性のある材料を用いている。

【００５１】[工程５]次に、図８に示すように、第１の
第１の基板１００の裏面側から光を照射する。

【００５２】この光は、第１の基板１００を透過した後
に第１分離層１２０に照射される。これにより、第１分
離層１２０に層内剥離および／または界面剥離が生じ、
結合力が減少または消滅する。

【００５３】第１分離層１２０の層内剥離および／また
は界面剥離が生じる原理は、第１分離層１２０の構成材
料にアブレーションが生じること、また、第１分離層１
２０に含まれているガスの放出、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ことが推定
される。

【００５４】ここで、アブレーションとは、照射光を吸
収した固定材料（第１分離層１２０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分離層１２０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砲状態となり、結合力
が低下することもある。

【００５５】第１分離層１２０が層内剥離を生じるか、
界面剥離を生じるか、またはその両方であるかは、第１
分離層１２０の組成や、その他種々の要因に左右され、
その要因の１つとして、照射される光の種類、波長、強
度、到達深さ等の条件が挙げられる。

【００５６】照射する光としては、第１分離層１２０に
層内剥離および／または界面剥離を起こさせるものであ
ればいかなるものでもよく、例えば、Ｘ線、紫外線、可
視光、赤外線（熱線）、レーザ光、ミリ波、マイクロ
波、電子線、放射線（α線、β線、γ線）等が挙げられ
る。そのなかでも、第１分離層１２０の剥離（アブレー
ション）を生じさせ易いという点で、レーザ光が好まし
く、エキシマレーザがより好ましい。

【００５７】図９に示すように、第１の基板１００に力
を加えて、この第１の基板１００を第１分離層１２０か
ら離脱させる。図９では図示されないが、この離脱後、
第１の基板１００上に第１分離層１２０が付着すること
もある。

【００５８】[工程６]次に、図１０に示すように、残存
している第１分離層１２０を、例えば洗浄、エッチン
グ、アッシング、研磨等の方法またはこれらを組み合わ
せた方法により除去する。これにより、ＴＦＴ層１４０
が、第２の基板１８０に転写されたことになる。

【００５９】[工程７]次に、図１１に示すように、ＴＦ
Ｔ層１４０の下面（露出面）に、接着層１９０を介し
て、第３の基板２００（図４の第３の基板３６に相当す
る。）を接着する。

【００６０】接着層１９０を構成する接着剤の好適な例
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、嫌気硬化型接着剤等
の各種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。このような接着層１９０
の形成は、例えば、塗布法によりなされる。

【００６１】前記硬化型接着剤を用いる場合、例えばＴ
ＦＴ層１４０の下面に硬化型接着剤を塗布し、さらに第
３の基板２００を接合した後、硬化型接着剤の特性に応
じた硬化方法により前記硬化型接着剤を硬化させて、Ｔ
ＦＴ層１４０と第３の基板２００とを接着し、固定す
る。

【００６２】接着剤が光硬化型の場合、好ましくは光透
過性の第３の基板２００の外側から光を照射する。接着
剤としては、薄膜デバイス層に影響を与えにくい紫外線
硬化型などの光硬化型接着剤を用いれば、光透過性の第
２の基板１８０側から、あるいは光透過性の第１及び第
２の基板１８０、２００の両側から光照射しても良い。
第３の基板００としては特に制限はないので、この結
果、柔軟性・可撓性を有する透光性を有する薄膜基板を
用いることができる。

【００６３】[工程８]次に、図１２に示すように、第２
分離層１６０を加熱し、熱溶融させる。この結果、第２
分離層１６０の接着力が弱まるため、第２の基板１８０
を、ＴＦＴ層１４０より離脱させることができる。な
お、第２の基板１８０に付着した第２の分離層１６０を
除去することで、この第２の基板１８０を繰り返し再利
用することができる。

【００６４】ここで、第２分離層が水溶性接着材の場合
は、製造途中のデバイスを水に浸せば、製造途中のデバ
イスを第２基板から剥離することができる。

【００６５】[工程９]最後に、ＴＦＴ層１４０の表面に
付着した第２分離層１６０を除去することで、図１３に
示すように、第３の基板２００に転写されたＴＦＴ層１
４０を得ることができる。ここで、この第３の基板２０
０に対するＴＦＴ層１４０の積層関係は、図２に示すよ
うに当初の第１の第１の基板１００に対するＴＦＴ層１
４０の積層関係と同じとなる。

【００６６】以上のような各工程を経て、ＴＦＴ層１４
０の第３の基板２００への転写が完了する。その後、Ｔ
ＦＴ層１４０に隣接するＳｉＯ₂膜の除去や、ＴＦＴ層
１４０上への配線等の導電層や所望の保護膜の形成等を
行うこともできる。

【００６７】本発明では、被剥離物であるＴＦＴ層１４
０自体を直接に剥離するのではなく、第１分離層１２０
及び第２分離層１６０において分離して第３の基板２０
０に転写するため、ＴＦＴ層１４０の特性、条件等にか
かわらず、容易かつ確実に、しかも均一に転写すること
ができ、分離操作に伴うＴＦＴ層１４０へのダメージも
なく、ＴＦＴ層１４０の高い信頼性を維持することがで
きる。

【００６８】上記の各工程が完了した時点で、第３の基
板３６のＴＦＴ層１４０が形成された面とは反対側の面
に、バックライト部１６を形成し、ＴＦＴ層１４０の上
に液晶表示素子１４を形成すると共に、カラーフィルタ
層５２を設けることで、バックライト内蔵型液晶表示装
置１０が完成する。（他の実施形態）なお、上記実施の形態におけるバック
ライト内蔵型液晶表示装置１０では、上層にカラーフィ
ルタ層２２を設けることで、液晶表示部１２の階調表現
と併せてフルカラー画像表示を可能としたが、カラーフ
ィルタ層２２（図２参照）を設けずにフルカラー画像表
示が可能となる構成もある。

【００６９】すなわち、図１４に示される如く、バック
ライト部１６のＥＬ層３２をバンク３２Ａによって、Ｔ
ＦＴ部１４によって形成される画素マトリクス毎に分割
し、予めＲＧＢの各色に発光させるための素子（ＲＧＢ
発光層）を注入しておく。この場合、ＲＧＢの各色が縦
又は横に並んで配列され、これが繰り返されるように配
列することで、本来の３画素を１画素としてカラー表示
することができる。

【００７０】上記ＲＧＢの各色の発光層を構成する方法
としては、以下の方法がある。インクジェット方式によ
り発光層を充填し、これを乾燥して着色層を形成する方
法。下地層に着色レジスト層を形成し、この着色レジス
ト層を画素領域単位でフォトマスクして露光、現像し、
画素領域に対応した着色層を形成する方法。下地層に発
光層を塗布し、その上にレジスト層を形成した状態でこ
のレジスト層を画素領域単位でフォトマスクして露光、
現像し、画素領域に対応したレジスト層上から前記発光
層をエッチングし、レジスト層を剥離して画素領域に対
応した着色層を形成する方法。下地層に印刷法により画
素領域単位で発光層を付着させ、画素領域に対応した発
光層を形成する方法。

【００７１】また、モノクロ表示の場合には、液晶表示
部による階調表現で画像が形成されるため、上記のよう
なカラーフィルタは全く不要となる。すなわち、図４の
構成において、カラーフィルタ層５２を排除した構成と
なる。また、モノクロ表示では、カラー表示が３画素で
１画像データを生成しているのに対して、１画素１画像
データでよいため、解像度が３倍となる。

【００７２】本実施形態によれば、薄膜デバイスにＴＦ
Ｔからなる駆動回路を備えた構成では、駆動回路として
ＬＳＩ等の外部回路を用いる必要がなくなり、液晶表示
装置に外部回路を接続するために生じる制約を回避し、
第３の基板として適切な材質の選択範囲を広げることが
できる。液晶表示装置に必要な回路（アクティブマトリ
クス及び駆動回路）を単一の柔軟性に富む基板上（第３
の基板上）にくみこむことができ、部品点数の削減など
の利点を発揮することができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、薄
膜デバイスと面発光型光源を一体化した薄型に構成され
てなるバックライト内蔵型薄膜デバイス及びその製造方
法を提供することができる。さらに、柔軟性を備えたバ
ックライト内蔵型薄膜デバイスを提供することができ
る。さらに、可撓性を有する基板上に薄膜デバイス及び
面発光型光源を形成することにより、変形能を持たせる
ことができるバックライト内蔵型薄膜デバイスを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るバックライト内蔵型液晶表
示装置の概念図（モノクロ型）である。

【図２】本実施の形態に係るバックライト内蔵型液晶表
示装置の概念図（フィルタによるフルカラー型）であ
る。

【図３】本実施の形態に係るバックライト内蔵型液晶表
示装置の概念図（内蔵光源色分離によるフルカラー型）
である。

【図４】図２に示すバックライト内蔵型液晶表示装置の
詳細構成図である。

【図５】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
１）である。

【図６】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
２）である。

【図７】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
３）である。

【図８】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
４）である。

【図９】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
５）である。

【図１０】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
６）である。

【図１１】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
７）である。

【図１２】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
８）である。

【図１３】ＴＦＴ部を形成するための製造工程図（工程
９）である。

【図１４】図３に示すバックライト内蔵型液晶表示装置
の詳細構成図である。

【図１５】従来のバックライト付液晶表示装置の構成を
示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１０バックライト内蔵型液晶表示装置１２液晶表示部１４ＴＦＴ部１６バックライト部２２カラーフィルタ層２６ＥＬ層３６第３の基板４０画素電極３８ＴＦＴアレイ４２液晶４８共通電極５２カラーフィルタ層１００第１の基板１８０第２の基板２００第３の基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H091 FA04Z FA08Z FA41Z FA44Z FC01 FC14 FC22 FC23 FD06 FD15 GA01 GA13 LA11 LA13 2H092 GA59 JA24 MA29 MA30 MA31 NA27 PA08 PA11 PA13 5G435 AA00 AA18 BB12 BB15 CC12 EE12 EE26 EE33 FF05 GG12 GG25 HH02 HH12 HH13 HH14 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄膜素子が転写された柔軟性を持つ透光
性基板の裏面に面状薄膜発光型光源が積層形成され、前
記薄膜素子とこの光源とが一体化されてなるバックライ
ト内蔵型液晶表示装置。
【請求項２】前記薄膜素子が液晶表示素子であり、前
記光源がエレクトロルミネッセンス素子である請求項１
記載のバックライト内蔵型液晶表示装置。
【請求項３】前記透光性基板が前記液晶表示素子の偏
光板を兼ねる請求項２記載のバックライト内蔵型液晶表
示装置。
【請求項４】前記液晶表示素子が、発光面の全域に設
けられた共通電極と、マトリクス状に配置された画素ス
イッチング用の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジ
スタのドレインに接続され当該薄膜トランジスタのゲー
ト及びソースに入力するデータ信号に基づいて前記共通
電極との間で所定の電位差を発生させる画素電極と、前
記薄膜トランジスタを駆動するための駆動回路と、前記
共通電極と画素電極との間の液晶と、を備えてなる請求
項１乃至請求項３の何れかに記載のバックライト内蔵型
液晶表示装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４の何れかに記載の
バックライト内蔵型液晶表示装置において、前記光源が
偏光特性を有するエレクトロルミネッセンス素子である
バックライト内蔵型液晶表示装置。
【請求項６】第１の基板上に剥離層を形成する第１の
工程と、前記剥離層上にマトリクス状の複数画素が形成
された薄膜デバイスを形成する第２の工程と、前記薄膜
デバイスを前記第１の基板から剥離して、第２の基板上
に転写する第３の工程と、前記第２の基板上に転写され
た前記薄膜素子の裏面を透光性の第３の基板に転写する
第４の工程と、前記薄膜素子を前記第２の基板から剥離
する第５の工程と、前記第３の基板に転写された前記薄
膜素子が形成された側とは反対側の面に薄膜状面発光型
光源を積層して形成する第６の工程と、を備えるバック
ライト内蔵型薄膜デバイスの製造方法。
【請求項７】前記薄膜素子が液晶を備えた液晶表示素
子である工程をさらに備える請求項６記載の方法。
【請求項８】前記第３の基板が前記液晶表示素子の構
成部品としての一対の偏光板の一方を兼ねるものである
請求項７記載の方法。
【請求項９】前記光源が全域白色発光するか、或いは
前記画素に対応したマトリクス状にＲＧＢパターン化発
光するエレクロトルミネッセンス素子である請求項６乃
至８の何れか１項記載の方法。
【請求項１０】前記エレクロトルミネッセンス素子が全
域白色発光のものであり、前記薄膜素子を第２の転写基
板に転写した際に、この薄膜素子の前記第１の基板との
剥離面にカラーフィルタを設ける工程を備える請求項７
又は８記載の方法。
【請求項１１】前記第３基板が柔軟性を有する合成樹
脂からなる請求項１乃至１０の何れか１項記載のデバイ
ス。