JP2005202094A - 表示装置の基板、薄膜デバイスの製造方法、薄膜デバイス、液晶表示装置およびエレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示の基板を形成する際に用いる接着層、絶縁層に吸湿剤、吸酸素剤を混入させることで、水分や酸素に対する耐性の向上を図ることを可能とする。
【解決手段】支持基板１１と薄膜層１３とが接着層１２によって接着された表示装置の基板１０において、前記接着層１２内に吸湿剤１４を含む、もしくは接着層内に吸酸素剤を含む、もしくは接着層内に吸湿剤と吸酸素剤とを含むものであり、または、支持基板２１と電極層２３とが絶縁層２２によって形成された表示装置の基板２０において、前記絶縁層２２内に吸湿剤２４を含む、もしくは絶縁層内に吸酸素剤を含む、もしくは絶縁層内に吸湿剤と吸酸素剤とを含むものである。
【選択図】図１
【解決手段】支持基板１１と薄膜層１３とが接着層１２によって接着された表示装置の基板１０において、前記接着層１２内に吸湿剤１４を含む、もしくは接着層内に吸酸素剤を含む、もしくは接着層内に吸湿剤と吸酸素剤とを含むものであり、または、支持基板２１と電極層２３とが絶縁層２２によって形成された表示装置の基板２０において、前記絶縁層２２内に吸湿剤２４を含む、もしくは絶縁層内に吸酸素剤を含む、もしくは絶縁層内に吸湿剤と吸酸素剤とを含むものである。
【選択図】図１
Description
本発明は、液晶材料や有機エレクトロルミネッセンス（以下、エレクトロルミネッセンスをＥＬと略記する。）素子への水分や酸素の浸入を抑制して寿命を延ばすことが容易な表示装置の基板、薄膜デバイスの製造方法、薄膜デバイス、液晶表示装置およびエレクトロルミネッセンス表示装置に関するものである。
近年、薄膜デバイスは、使用機器の小型化の影響を受けて、薄型化、軽量化、堅牢化に対する要求を受けている。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に、製造に使われる基板に制限がある。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、基板の剛性が低下することを考慮して基板サイズを縮小せざるを得ず、それによって生産性が低下する。また、基板が薄くなれば堅牢さも急激に低下するため、実用上の問題点となる。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る。また、薄型、軽量、堅牢化が可能なプラスチック基板上に直接、薄膜トランジスタを作製しようという試みもあるが、耐熱温度の点から困難さが高い。
そこで、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。転写する方法としては、剥離層を設けてデバイス作製後に剥離層から剥離する方法（例えば、特許文献１参照。）や、エッチングによりガラス基板を除去してしまう方法（例えば、特許文献２参照。）などが検討されている。これらの方法を使用することによって、プラスチック基板上に薄膜デバイスを形成することが可能となる。
解決しようとする問題点は、プラスチック基板を使用した液晶表示装置や有機ＥＬ液晶表示装置では、プラスチック基板が水や酸素を通すため、液晶材料や有機ＥＬ素子に水分や酸素が入り、液晶材料や有機ＥＬ素子が劣化するという問題がある点である。この問題を解決すべく、プラスチック基板上に、水蒸気バリア層や酸素バリア層を形成し、水や酸素の浸入を防ぐ技術がある。しかしながら、この技術では、バリア層は一般的に薄膜であるため、ピンホールやクラックなどが存在しており、水分や酸素の侵入を完全に防ぐことは難しい。例えば、現在の水蒸気バリア層は、４０℃、９０％ＲＨ時において、０．１ｇ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）程度である。セル内の液晶は、ギャップ厚を３．５μｍとすると、３．５×１０-4ｇ／ｃｍ2程度である。液晶内に水分が１０％入った状態を不良状態とすると、４０℃、９０％ＲＨにおいて、拡散は十分速く行われバリア性能が律速になると仮定すると、３．５×１０-4×０．１／（０．１×１０-4）＝３．５日（８４時間）程度の寿命となってしまい、液晶表示デバイスとしては不十分な寿命となる。
本発明の表示装置の基板は、支持基板と薄膜層とが接着層によって接着された表示装置の基板において、前記接着層内に吸湿剤を含むこと、もしくは吸酸素剤を含むこと、もしくは吸湿剤と吸酸素剤とを含むことを主要な特徴とする。
本発明の表示装置の基板は、支持基板と電極層とが絶縁層を介して形成された表示装置の基板において、前記絶縁層内に吸湿剤を含むこと、もしくは吸酸素剤を含むこと、もしくは吸湿剤と吸酸素剤とを含むことを主要な特徴とする。
本発明の薄膜デバイスの製造方法は、第１基板に薄膜デバイス層を形成した後に前記薄膜デバイス層に第１接着層を介して、もしくは被覆層と第１接着層とを介して第２基板を接着する工程と、化学処理および機械的研磨処理および紫外線照射処理の少なくとも一つの処理を含む工程により前記第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基板が形成されていた側または部分的に残した第１基板を、第２接着層を介して第３基板に接着する工程と、前記第２基板を分離または除去する工程と
を備えた薄膜デバイスの製造方法において、前記第２接着層に水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含まれているものを用いることを主要な特徴とする。
を備えた薄膜デバイスの製造方法において、前記第２接着層に水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含まれているものを用いることを主要な特徴とする。
本発明の薄膜デバイスは、本発明の薄膜デバイスの製造方法により製造される薄膜デバイスにおいて、前記第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含まれていることを主要な特徴とする。
本発明の液晶表示装置は、第１薄膜層に接着層により貼り付けられた第１基板と、前記第１基板に対向して設けられ第２薄膜層が絶縁層を介して形成された第２基板と、前記第１薄膜層側と前記第２薄膜層側とを対向させた前記第１基板と前記第２基板との間に封止された液晶層とを有する液晶表示装置において、前記接着層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含むこと、もしくは前記絶縁層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含むこと、もしくは前記接着層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含み、前記絶縁層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含むことを主要な特徴とする。
本発明の液晶表示装置は、第１基板上に薄膜デバイス層を形成した後に前記薄膜デバイス層上に第１接着層を介してもしくは被覆層と第１接着層とを介して第２基板を接着する工程と、化学処理および機械的研磨処理および紫外線照射処理の少なくとも一つの処理を含む工程により前記第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基板が形成されていた側または部分的に残した第１基板を、第２接着層を介して第３基板に接着する工程と、前記第２基板を分離または除去する工程とにより製造される薄膜デバイスを用いた液晶表示装置において、前記第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方を含むことを主要な特徴とする。
本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置は、発光層を含む薄膜層と支持基板とが接着層によって貼り付けられているエレクトロルミネッセンス表示装置において、前記接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含むことを主要な特徴とする。
本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置は、第１基板上に薄膜デバイス層を形成した後に前記薄膜デバイス層上に第１接着層を介してもしくは被覆層と第１接着層とを介して第２基板を接着する工程と、化学処理および機械的研磨処理および紫外線照射処理の少なくとも一つの処理を含む工程により前記第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基板が形成されていた側または部分的に残した第１基板を、第２接着層を介して第３基板に接着する工程と、前記第２基板を分離または除去する工程とにより製造される薄膜デバイスを用いたエレクトロルミネッセンス表示装置において、前記第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含むことを主要な特徴とする。
本発明の表示装置の基板は、接着層内に吸湿剤を含むこと、もしくは吸酸素剤を含むこと、もしくは吸湿剤と吸酸素剤とを含むため、支持基板側から薄膜層方向へ侵入しようとする水分を吸湿剤により吸収することができ、支持基板側から薄膜層方向へ侵入しようとする酸素を吸酸素剤により吸収することができるので、本発明の表示装置の基板を液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置に用いた場合、液晶やエレクトロルミネッセンス発光層の劣化を抑制し寿命を延ばすことができるという利点がある。
本発明の表示装置の基板は、絶縁層内に吸湿剤を含むこと、もしくは吸酸素剤を含むこと、もしくは吸湿剤と吸酸素剤とを含むため、支持基板側から電極層方向へ侵入しようとする水分を吸湿剤により吸収することができ、支持基板側から電極層方向へ侵入しようとする酸素を吸酸素剤により吸収することができるので、本発明の表示装置の基板を液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置に用いた場合、液晶やエレクトロルミネッセンス発光層の劣化を抑制し寿命を延ばすことができるという利点がある。
本発明の薄膜デバイスの製造方法は、第２接着層に水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含むものを用いるため、第３基板側から薄膜デバイス層方向に侵入しようとする水分を吸湿剤により吸収することができ、第３基板側から薄膜デバイス層方向に侵入しようとする酸素を吸酸素剤により吸収することができるので、本発明の薄膜デバイスの製造方法により製造される液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置において、液晶やエレクトロルミネッセンス発光層の劣化を抑制し寿命を延ばすことができるという利点がある。
本発明の薄膜デバイスは、第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方を含むため、第３基板側から薄膜デバイス層方向に侵入しようとする水分を吸湿剤により吸収することができ、第３基板側から薄膜デバイス層方向に侵入しようとする酸素を吸酸素剤により吸収することができるので、本発明の薄膜デバイスを用いた液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置において、液晶やエレクトロルミネッセンス発光層の劣化を抑制し寿命を延ばすことができるという利点がある。
本発明の液晶表示装置は、接着層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含む、もしくは絶縁層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含む、もしくは接着層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含み、絶縁層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含むため、基板側から薄膜層方向に侵入しようとする水分を吸湿剤により吸収することができ、基板側から薄膜層方向に侵入しようとする酸素を吸酸素剤により吸収することができるので、液晶の劣化を抑制し寿命を延ばすことができるという利点がある。
本発明の液晶表示装置は、薄膜デバイス層側に第２接着層を介して第３基板に接着する際に、第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方を含むため、第３基板側から薄膜デバイス層方向に侵入しようとする水分を吸湿剤により吸収することができ、第３基板側から薄膜デバイス層方向に侵入しようとする酸素を吸酸素剤により吸収することができるので、液晶の劣化を抑制し寿命を延ばすことができるという利点がある。
本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置は、接着層が水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方を含むため、支持基板側から発光層を含む薄膜層方向へ侵入しようとする水分を吸湿剤により吸収することができ、支持基板側から発光層を含む薄膜層方向へ侵入しようとする酸素を吸酸素剤により吸収することができるので、発光層の劣化を抑制し寿命を延ばすことができるという利点がある。
本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置は、薄膜デバイス層側に第２接着層を介して第３基板に接着する際に、第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方を含むため、第３基板側から薄膜デバイス層方向に侵入しようとする水分を吸湿剤により吸収することができ、第３基板側から薄膜デバイス層方向に侵入しようとする酸素を吸酸素剤により吸収することができるので、発光層の劣化を抑制し寿命を延ばすことができるという利点がある。
表示装置の基板、薄膜デバイスの製造方法、薄膜デバイス、液晶表示装置およびエレクトロルミネッセンス表示装置の水や酸素に対する耐性を向上させるという目的を、接着層や絶縁層に吸湿剤、脱酸素剤を混入させることで、特別な層を設けることなく実現した。
すなわち、図１（１）に示すように、第１の表示装置の基板１０は、支持基板１１と薄膜層１３とが接着層１２によって接着されたもので、上記接着層１２内に吸湿剤１４を含むこと、もしくは図示はしないが吸酸素剤を含むこと、もしくは図示はしないが吸湿剤と吸酸素剤とを含むものである。上記接着層１２には例えば紫外線硬化型接着剤を用いる。
また、図１（２）に示すように、第２の表示装置の基板２０は、支持基板２１と電極層２３とが絶縁層２２を介して形成されたもので、上記絶縁層２２内に吸湿剤２４を含むこと、もしくは図示はしないが吸酸素剤を含むこと、もしくは図示はしないが吸湿剤と吸酸素剤とを含むものである。上記絶縁層２２には例えば塗布型の絶縁膜を用いる。
上記第１の表示装置の基板１０は、液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置の素子基板として用いることができ、上記第２に表示装置の基板２０は、液晶表示装置の対向基板として用いることができる。例えば、第１の表示装置の基板１０と第２の表示装置の基板２０とを用い、薄膜層側と電極層側とが対向するように、空間を設けて第１の表示装置の基板１０と第２に表示装置の基板２０とを貼り合わせ、その空間に液晶を封入することにより液晶表示装置を形成することができる。また、上記第１の表示装置の基板はエレクトロルミネッセンス表示装置に用いることができる。それらの詳細は後述する。
薄膜デバイスの製造方法は、第１基板に薄膜デバイス層を形成した後にその薄膜デバイス層に第１接着層を介して、もしくは被覆層と第１接着層とを介して第２基板を接着する工程と、化学処理および機械的研磨処理および紫外線照射処理の少なくとも一つの処理を含む工程により上記第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、上記薄膜デバイス層の第１基板が形成されていた側または部分的に残した第１基板を、第２接着層を介して第３基板に接着する工程と、上記第２基板を分離または除去する工程とを備え、第２接着層に水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含まれているものを用いるという製造方法である。上記第２接着層には例えば紫外線硬化型接着剤を用いる。
薄膜デバイスは、上記薄膜デバイスの製造方法により製造されるものである。
液晶表示装置は、第１薄膜層に接着層により貼り付けられた第１基板と、この第１基板に対向して設けられ第２薄膜層が絶縁層を介して形成された第２基板と、上記第１薄膜層側と上記第２薄膜層側とを対向させた上記第１基板と上記第２基板との間に封止された液晶層とを有するもので、上記接着層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含むものである。上記接着層には例えば紫外線硬化型接着剤を用い、上記絶縁層には例えば塗布型の絶縁膜を用いる。
液晶表示装置は、上記薄膜デバイスの製造方法により製造される薄膜デバイスを用いたものであって、第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方を含むものである。上記第２接着層には例えば紫外線硬化型接着剤を用いる。
エレクトロルミネッセンス表示装置は、発光層を含む薄膜層と支持基板とが接着層によって貼り付けられているもので、上記接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含むものである。上記接着層には例えば紫外線硬化型接着剤を用いる。
エレクトロルミネッセンス表示装置は、上記薄膜デバイスの製造方法により製造される薄膜デバイスを用いたものであって、第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方を含むものである。上記第２接着層には例えば紫外線硬化型接着剤を用いる。
上記表示装置の基板、薄膜デバイスの製造方法、薄膜デバイス、液晶表示装置およびエレクトロルミネッセンス表示装置等に用いる吸湿剤および吸酸素剤は以下のものがある。吸湿剤には、酸化カルシウム、シリカゲル、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等を用いることが好適である。また、上記吸酸素剤には、鉄、酸素欠陥を含む酸化チタンを主剤とする吸酸素剤、アスコルビン酸を主剤とする吸酸素剤、グリセリンを主剤とする吸酸素剤、１，２−グリコールを主剤とする吸酸素剤、糖アルコールを主剤とする吸酸素剤を用いることが好適である。上記吸湿剤、吸酸素剤は、粒径が１０μｍ以下、例えば１μｍ〜１０μｍのものを用い、それにともなって上記接着層の厚みもしくは絶縁層の厚みは、上記吸湿剤、吸酸素剤の粒径より厚く、１０μｍ〜１５μｍとした。
本発明の薄膜デバイスの製造方法および薄膜デバイスおよび液晶表示装置に係る第１実施例を、図２〜図８の製造工程断面図によって説明する。本実施例では、プラスチック基板に透過型液晶用のアクティブ基板を作製した。
まず、薄膜デバイス層の形成方法を図２によって説明する。図２に示すように、第１基板１０１上に、後に行うフッ酸によるエッチング時における第１基板１０１の保護層１０２を形成する。上記第１基板１０１には、例えば厚さ０．４ｍｍ〜１．１ｍｍ程度、例えば０．７ｍｍ厚のガラス基板を用いる。このガラス基板のかわりに石英基板を用いてもよい。上記保護層１０２は、フッ酸に耐えられる材料を用いて形成するもので、例えばモリブデン（Ｍｏ）層を用い、例えば５００ｎｍの厚さに形成した。今回、モリブデン層の膜厚を５００ｎｍとしたが、フッ酸に耐えられるならば、厚さを適宜変更しても問題ない。このモリブデンの保護層１０２は、例えばスパッタリング法によって成膜することができる。その後、絶縁層１０３を形成する。この絶縁層１０３は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を５００ｎｍの厚さに成膜して形成する。この絶縁層１０３は、例えばプラズマＣＶＤ法によって成膜することができる。
次に、一般的な低温ポリシリコン技術、例えば「２００３ ＦＰＤテクノロジー大全」（電子ジャーナル２００３年３月２５日発行、ｐ．１６６−１８３およびｐ．１９８−２０１）、「'９９最新液晶プロセス技術」（プレスジャーナル１９９８年発行、ｐ．５３−５９）、「フラットパネル・ディスプレイ１９９９」（日経ＢＰ社、１９９８年発行、ｐ．１３２−１３９）等に記載されているような低温ポリシリコンボトムゲート型薄膜トランジスタ（以下薄膜トランジスタをＴＦＴと記す）プロセスでＴＦＴを含む薄膜デバイス層を形成した。薄膜デバイス層の形成方法の一例を以下に説明する。
まず、第１基板１０１上に保護層１０２を介して形成された絶縁層１０３上にゲート電極１０４を形成するための導電膜を形成した。この導電膜には例えば厚さが１００ｎｍのモリブデン（Ｍｏ）膜を用いた。モリブデン膜の形成方法としては例えばスパッタリング法を用いた。そして上記導電膜をゲート電極１０４に形成した。このゲート電極１０４は、一般的なフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によりパターニングして形成した。次いで、ゲート電極１０４上を被覆するようにゲート絶縁膜１０５を形成した。ゲート絶縁膜１０５は、例えばプラズマＣＶＤ法によって、酸化珪素（ＳｉＯ2）層、または酸化珪素（ＳｉＯ2）層と窒化珪素（ＳｉＮx）層との積層体で形成した。さらに連続的に非晶質シリコン層(厚さ３０ｎｍ〜１００ｎｍ)を形成した。
この非晶質シリコン層に波長３０８ｎｍのＸｅＣlエキシマレーザパルスを照射し熔融再結晶化し結晶シリコン層（ポリシリコン層）を作製した。このポリシリコン層を用いて、チャネル形成領域となるポリシリコン層１０６を形成し、その両側にｎ-型ドープ領域からなるポリシリコン層１０７、ｎ+型ドープ領域からなるポリシリコン層１０８を形成した。このように、アクティブ領域は高いオン電流と低いオフ電流を両立するためのＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造とした。またポリシリコン層１０６上にはｎ-型のリンイオン打込み時にチャネルを保護するためのストッパー層１０９を形成した。このストッパー層１０９は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ2）層で形成した。
さらに、プラズマＣＶＤ法によって、酸化珪素（ＳｉＯ2）層、または酸化珪素（ＳｉＯ2）層と窒化珪素（ＳｉＮx）層との積層体からなるパッシベーション膜１１０を形成した。このパッシベーション膜１１０上に、各ポリシリコン層１０８に接続するソース電極１１１およびドレイン電極１１２を形成した。各ソース電極１１１およびドレイン電極１１２は例えばアルミニウム、アルミニウム合金、高融点金属等の導電性材料で形成した。
各ソース電極１１１およびドレイン電極１１２形成した後、カラーフィルター１１３を形成した。カラーフィルター１１３は、カラーレジストを全面に塗布した後、リソグラフィー技術でパターニングを行って形成した。カラーフィルター１１３には、ソース電極１１１と後に形成する液晶駆動用電極が接続されるようにコンタクトホール１１３Ｃを形成した。このカラーフィルターの形成工程を３回行って、ＲＧＢの３色（赤、緑、青）を形成した。次に、平坦化を行うために保護膜１１４を形成した。保護膜１１４は例えばポリメチルメタクリル酸樹脂系の樹脂により形成した。また保護膜１１４には、ソース電極１１１と液晶駆動用電極とが接続されるようにコンタクトホール１１４Ｃを形成した。その後、ソース電極１１１に接続する画素電極１１５を形成した。この画素電極１１５は、例えば、透明電極で形成される。透明電極としては、例えばインジウムスズオキサイド（ＩＴＯ）により形成され、その形成方法としてはスパッタリング法が用いられる。
以上の工程により、第１基板１０１上に透過型のアクティブマトリックス基板が作製できた。また、今回は、ボトムゲート型ポリシリコンＴＦＴを作製したが、トップゲート型ポリシリコンＴＦＴやアモルファスＴＦＴでも同じように実施できる。
次に、第１基板１０１上の薄膜デバイス層１２１をプラスチック基板上に移載する工程を説明する。
図３（１）に示すように、第１基板１０１上に保護層１０２、絶縁層１０３、薄膜デバイス層１２１を形成したものをホットプレート１２２で８０℃〜１４０℃に加熱しながら、第１接着剤１２３を厚さ１ｍｍ程度に塗布し、第２基板１２４を上に載せ、加圧しながら、室温まで冷却した。第２基板１２４には、例えば厚さ１ｍｍのモリブデン基板を用いた。または、第２基板１２４にガラス基板を用いてもよい。または、第２基板１２４上に第１接着剤１２３を塗布して、その上に保護層１０２から薄膜デバイス層１２１が形成された第１基板１０１の薄膜デバイス層１２１側を載せてもよい。上記第１接着剤１２３には、例えばホットメルト接着剤を用いた。
次に、図３（２）に示すように、第２基板１２４を貼り付けた第１基板１０１をフッ酸（ＨＦ）１２５に浸漬して、第１基板１０１のエッチングを行った。このエッチングは、保護層１０２である酸化アルミニウム層がフッ酸１２５にエッチングされないため、このエッチングは保護層１０２で自動的に停止する。ここで用いたフッ酸１２５は、一例として、重量濃度が５０％のもので、このエッチング時間は３．５時間とした。フッ酸１２５の濃度とエッチング時間は、第１基板１０１のガラスを完全にエッチングすることができるならば、変更しても問題はない。
上記フッ化水素酸１２５によるエッチングの結果、図４（３）に示すように、第１基板１０１〔前記図３（２）参照〕が完全にエッチングされ、保護層１０２が露出される。
次に、混酸〔例えば、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）７２wt％と硝酸（ＨＮＯ3）３wt％と酢酸（ＣＨ3ＣＯＯＨ）１０wt％〕により、保護層１０２〔前記図４（３）参照〕であるモリブデン層（厚さ：５００ｎｍ）をエッチングした。これは、透過型の液晶パネルを作製するために、不透明なモリブデン層があると問題となるためである。上記混酸で５００ｎｍの厚さのモリブデン層をエッチングするのに必要な時間は約１分である。このエッチングの結果、図４（４）に示すように、この混酸は第１絶縁層１０３である酸化珪素をエッチングしないため、第１絶縁層１０３で自動的にエッチングが停止する。
次に、図４（５）に示すように、上記エッチング後に、薄膜デバイス層１２１の裏面側、すなわち絶縁層１０３表面に、第２接着層１２６を形成した。第２接着層１２６には例えば吸湿剤１２７を混入した紫外線硬化型接着剤を用いた。上記吸湿剤１２７には、酸化カルシウム（ＣａＯ）を用いた。粒径１〜１０μｍ程度の大きさの酸化カルシウム粒子を接着剤に対して３０wt％ほど混入した。接着剤の厚さは１０〜１５μｍである。よって、今回は、吸湿剤１２７を１５×１０-4×０．３=４．５×１０-4ｇ／ｃｍ2混入した。酸化カルシウムは、ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2という反応によって水を化学的に吸着することができる。吸湿剤１２７が存在することによって、プラスチック基板を透過してきた水分をここで吸着することができ、薄膜デバイス層１２１に水が浸透しないため、液晶表示装置の寿命を延ばすことができる。今回は、吸湿剤１２７として酸化カルシウムを用いたが、シリカゲル（ＳｉＯx）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2）などを用いてもよい。塗布方法は、今回はスプレーコーティングを用いたが、その他の方法、例えば、ディップコーティングやスピンコーティングを用いてもよい。また、先に紫外線硬化接着剤を塗布した後、酸化カルシウムを散布してもよい。
続けて、図５（６）に示すように、上記第２接着層１２６に第３基板１２８を貼り付けた。第３基板１２８には、例えば０．２ｍｍ厚のポリカーボネートフィルムを用いた。このポリカーボネートフィルムには、水蒸気透過率が０．１ｇ／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ（４０℃、９０％ＲＨ時）のバリア層を形成してある。その後、紫外線を照射して第２接着層１２６を硬化させた。
次に、上記基板をアルコール（図示せず）中に浸漬し、ホットメルト接着剤からなる第１接着層１２３〔前記図３（１）参照〕を溶かして第２基板１２４〔前記図３（１）参照〕を外した。次いで、８０℃、１時間の加熱処理を行った。この熱処理によって、上記第２接着層１２６中に存在させた酸化カルシウム粒子のために硬化していない部分の紫外線硬化接着剤を硬化させた。その結果、図５（７）に示すように、第３基板１２８上に第２接着層１２６、絶縁層１０３を介して薄膜デバイス層１２１が載った薄膜デバイス（アクティブ基板）１００を得た。
上記説明では、第２接着層１２６に吸湿剤１２７を混入させたが、例えば吸酸素剤を混入させた第２接着層を用いてもよい。より好ましくは、第２接着層１２６には、吸湿剤と吸酸素剤とを混入させたものを用いる。上記吸酸素剤には、鉄、酸素欠陥を含む酸化チタンを主剤とする吸酸素剤、アスコルビン酸を主剤とする吸酸素剤、グリセリンを主剤とする吸酸素剤、１，２−グリコールを主剤とする吸酸素剤、糖アルコールを主剤とする吸酸素剤を用いることが好適である。上記吸湿剤、吸酸素剤は、粒径が１０μｍ以下、例えば１μｍ〜１０μｍのものを用い、それにともなって上記第２接着層１２６の厚みは、上記吸湿剤、吸酸素剤の粒径より厚く、１０μｍ〜１５μｍとすることが好ましい。
次に、対向基板の製造例を、図６の概略構成断面図によって説明する。
図６に示すように、対向基板１３０として、０．２ｍｍ厚のポリカーボネートフィルムからなる支持基板１３１上に絶縁層（例えばハードコート層）１３２を形成する。この絶縁層１３２には吸湿剤１３３が混入されている。吸湿剤１３３は、アクティブ基板と同様に酸化カルシウム（ＣａＯ）を用いた。粒径１〜１０μｍ程度の大きさの酸化カルシウム粒子を接着剤に対して３０wt％ほど混入した。絶縁層１３２は吸湿剤１３３の径より厚く１０〜１５μｍである。絶縁層１３２は、紫外線硬化と熱硬化の両方により硬化させた。また、ポリカーボネートフィルムには、水蒸気透過率が０．１ｇ／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ（４０℃、９０％ＲＨ時）のバリア層（図示せず）を形成してある。さらに上記絶縁層１３２側の全面に透明電極１３４を形成したものである。この透明電極１３４には、例えばＩＴＯ（インジウムスズオキサイド）を用いた。このＩＴＯ膜は、例えばスパッタ法により成膜した。
次に、図示はしないが、上記対向基板１３０とアクティブ基板１００とに配向膜（例えばポリイミド膜）を塗布し、ラビング処理を行う配向処理を行った。
次に、図７に示すように、アクティブ基板１００にはシール剤（図示せず）を塗布し、対向基板１３０には多数のスペーサー１３５を散布した。
そして、アクティブ基板１００と対向基板１３０とを張り合わせた後、例えば１ｋｇ／ｃｍ2で加圧しながら紫外線を照射してシール剤を硬化させた。次に、レーザー加工によりパネルの大きさに切断した後、注入口から液晶を注入して、注入口をモールド樹脂で覆い、モールド樹脂を硬化させ、液晶表示装置を作製した。
上記液晶表示装置では、前記図６によって説明した対向基板１３０を用いたが、図８に示すように、前記図７に示した液晶表示装置において、対向基板１３０の絶縁層１３２に吸湿剤を含まないものを用いることもできる。なお、対向基板１３０の絶縁層１３２には吸湿剤１３３が含まれていたほうが、より好ましい。
上記第１実施例では、液晶層の近くに吸湿剤１２７、１３３を含む第２接着層１２６、絶縁層１３２があるため、水に対する耐性が強くなっており、液晶表示装置の寿命が向上する。本実施例では吸湿剤は、４．５×１０-4ｇ／ｃｍ2程度の吸湿剤を使用したが、今回使用した酸化カルシウムは、自分の３０％程度の水を吸収することができる。よって、４．５×１０-4×０．３=１．４×１０-4ｇ／ｃｍ2程度の水を吸水することができる。プラスチック基板の水蒸気透過率を０．１ｇ／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍとすると、４０℃、９０％ＲＨにおいて、拡散は十分速く行われバリア性能が律速になると仮定すると、１．４×１０-4／(０．１×１０-4)＝１４日間（３３６時間）程度の寿命となり、何もしない場合の８４時間に比べ（３３６+８４）／８４＝５倍の寿命を得ることができる。
本発明の薄膜デバイスの製造方法および薄膜デバイスおよび液晶表示装置に係る第２実施例を、図９〜図１１の製造工程断面図によって説明する。第２実施例では、プラスチック基板上に反射型液晶用のアクティブ基板を作製した。
まず、薄膜デバイス層の形成方法を図９によって説明する。図９に示すように、第１基板２０１上にアモルファスシリコン層２０２を形成する。上記第１基板１０１には、例えば厚さ０．４ｍｍ〜１．１ｍｍ程度、例えば０．７ｍｍ厚のガラス基板を用いる。このガラス基板のかわりに石英基板を用いてもよい。また上記アモルファスシリコン層２０２の膜厚は、例えば５０ｎｍとした。この膜厚は１０ｎｍ〜１μｍであるならば問題はない。アモルファスシリコン層２０２の成膜方法は、プラズマＣＶＤ法を用いた。プラズマＣＶＤ法では、アモルファスシリコン層２０２中に、水素を多く含むように、また製造途中で薄膜デバイス層が剥がれない限りの低温が望ましい。今回は１５０℃にて成膜を行った。また、低圧ＣＶＤ法、大気圧プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ法、スパッタ法によりアモルファスシリコン層２０２を成膜しても問題はない。
次いで、上記アモルファスシリコン層２０２上に保護絶縁層２０３を成膜する。この保護絶縁層２０３は、例えば１００ｎｍの厚さに形成した。この保護絶縁層２０３は、例えばプラズマＣＶＤ法によって成膜することができる。
その後、一般的な低温ポリシリコン技術、例えば「２００３ ＦＰＤテクノロジー大全」（電子ジャーナル２００３年３月２５日発行、ｐ．１６６−１８３およびｐ．１９８−２０１）、「'９９最新液晶プロセス技術」（プレスジャーナル１９９８年発行、ｐ．５３−５９）、「フラットパネル・ディスプレイ１９９９」（日経ＢＰ社、１９９８年発行、ｐ．１３２−１３９）等に記載されているような低温ポリシリコンボトムゲート型薄膜トランジスタ（以下薄膜トランジスタをＴＦＴと記す）プロセスでＴＦＴを含む薄膜デバイス層を形成した。薄膜デバイス層の形成方法の一例を以下に説明する。
まず、第１基板２０１上にアモルファスシリコン層２０２を介して形成された保護絶縁層２０３上にゲート電極２０４を形成するための導電膜を形成した。この導電膜には例えば厚さが１００ｎｍのモリブデン（Ｍｏ）膜を用いた。モリブデン膜の形成方法としては例えばスパッタリング法を用いた。そして上記導電膜をゲート電極２０４に形成した。このゲート電極２０４は、一般的なフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によりパターニングして形成した。次いで、ゲート電極２０４上を被覆するようにゲート絶縁膜２０５を形成した。ゲート絶縁膜２０５は、例えばプラズマＣＶＤ法によって、酸化珪素（ＳｉＯ2）層、または酸化珪素（ＳｉＯ2）層と窒化珪素（ＳｉＮx）層との積層体で形成した。さらに連続的に非晶質シリコン層(厚さ３０ｎｍ〜１００ｎｍ)を形成した。
この非晶質シリコン層に波長３０８ｎｍのＸｅＣlエキシマレーザパルスを照射し熔融再結晶化し結晶シリコン層（ポリシリコン層）を作製した。このポリシリコン層を用いて、チャネル形成領域となるポリシリコン層２０６を形成し、その両側にｎ-型ドープ領域からなるポリシリコン層２０７、ｎ+型ドープ領域からなるポリシリコン層２０８を形成した。このように、アクティブ領域は高いオン電流と低いオフ電流を両立するためのＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造とした。またポリシリコン層２０６上にはｎ-型のリンイオン打込み時にチャネルを保護するためのストッパー層２０９を形成した。このストッパー層２０９は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ2）層で形成した。
さらに、プラズマＣＶＤ法によって、酸化珪素（ＳｉＯ2）層、または酸化珪素（ＳｉＯ2）層と窒化珪素（ＳｉＮx）層との積層体からなるパッシベーション膜２１０を形成した。このパッシベーション膜２１０上に、各ポリシリコン層２０８に接続するソース電極２１１およびドレイン電極２１２を形成した。各ソース電極２１１およびドレイン電極２１２は例えばアルミニウム、アルミニウム合金、高融点金属等の導電性材料で形成した。
ソース電極２１１およびドレイン電極２１２形成した後、素子を保護するためと平坦化を行うために保護層２１３を形成した。保護層２１３は、例えばポリメチルメタクリル樹脂系の材料で形成される。そして、保護層２１３は、次工程で保護層２１３上に形成される反射層表面に凹凸が形成されるように、上記保護層２１３表面が凹凸となるように形成される。次いで、通常のコンタクトホールの形成技術によって、保護膜２１３に、ソース電極２１１と後に形成される液晶駆動用電極とが接続されるようにコンタクトホール２１３Ｃを形成した。その後、上記保護層２１３表面およびコンタクトホール２１３Ｃ内面に、反射層２１４を形成した。この反射層２１４は、例えばスパッタリングによって銀（Ａｇ）を堆積して形成した。
上記反射層２１４を形成後、カラーフィルター２１５を形成した。これは、カラーレジストを全面に塗布した後、リソグラフィー技術でパターニングを行って形成した。次いで、カラーフィルター２１５に、ソース電極２１１と後に形成される液晶駆動用電極が接続されるようにコンタクトホール２１５Ｃを形成した。このカラーフィルターの形成工程を３回行って、ＲＧＢの３色（赤、緑、青）を形成した。
その後、上記カラーフィルター２１５表面およびコンタクトホール２１５Ｃ内面に画素電極２１６を形成した。この画素電極２１６は、例えばインジウムスズオキサイド（ＩＴＯ）を、例えばスパッタリングによって堆積して形成した。したがって、画素電極２１６はソース電極２１１に接続して形成される。
以上の工程により、ガラス基板からなる第１基板２０１上にアクティブマトリックス基板が作製できた。また、今回は、ボトムゲート型ポリシリコンＴＦＴを作製したが、トップゲート型ポリシリコンＴＦＴやアモルファスＴＦＴでも同じように実施できる。
次に、第１基板２０１上の薄膜デバイス層をプラスチック基板上に移載する工程を説明する。
図１０（１）に示すように、第１基板２０１上にアモルファスシリコン層２０２、保護絶縁層２０３を介して形成されている薄膜デバイス層２２１に、第１接着剤２２２を介して第２基板２２３を貼り付ける。この第２基板２２３には、例えば厚さ１ｍｍのモリブデン基板を用いた。または、第２基板２２３にガラス基板を用いてもよい。または、第２基板２２３上に第１接着剤２２２を形成して、その上にアモルファスシリコン層２０２から薄膜デバイス層２２１までが形成された第１基板２０１の薄膜デバイス層２２１側を載せてもよい。上記第１接着剤２２２には、例えばホットメルト接着剤を用いた。
次に、ガラス基板からなる第１基板２０１側からキセノン塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザー光を照射した。ガラスは上記エキシマレーザー光を透過させるため、レーザー光は、アモルファスシリコン層２０２で吸収される。アモルファスシリコン層２０２に紫外線が吸収されると水素が発生し、アモルファスシリコン層２０２を境として薄膜デバイス層２２１と第１基板２０１との分離が起きる。この技術の詳細は、特開平１０−１２５９３０号公報に開示されている。その結果、図１０（２）に示すように、保護絶縁層２０３が露出された。
次に、図１０（３）に示すように、保護絶縁層２０３に第２接着層２２４を形成した。この第２接着層２２４は、例えば吸湿剤２２５と吸酸素剤２２６を混入した紫外線硬化接着剤を塗布により形成される。塗布方法は、スプレーコーティング、ディップコーティングもしくはスピンコーティングを用いることができる。今回は、吸湿剤２２５として酸化カルシウム（ＣａＯ）、吸酸素剤２２６として鉄（Ｆｅ）を用いた。どちらも粒径１μｍ〜１０μｍ程度であり、酸化カルシウム粒子は接着剤に対して３０wt％程度、鉄粒子は１０wt％程度混入した。吸湿剤２２５と吸酸素剤２２６とがあることによって、プラスチック基板を透過してきた水分や酸素をここで吸着することができ、薄膜デバイス層２２１に水が浸透しないため、液晶の寿命を延ばすことができる。今回は、吸湿剤２２５として酸化カルシウムを用いたが、シリカゲル(ＳｉＯ)、塩化カルシウム(ＣａＣｌ2)、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2）などを用いることが好適である。また、吸酸素剤２２６としては、鉄の他に、酸素欠陥を含む酸化チタンを主剤とする吸酸素剤、アスコルビン酸を主剤とする吸酸素剤、グリセリンを主剤とする吸酸素剤、１，２−グリコールを主剤とする吸酸素剤、糖アルコールを主剤とする吸酸素剤を用いることが好適である。また、塗布方法は、今回はスプレーコーティングを用いたが、その他の方法、例えば、ディップコーティングやスピンコーティングを用いてもよい。また、先に第２接着層２２４を塗布した後、吸湿剤、吸酸素剤を散布してもよい。また、上記吸湿剤２２５、吸酸素剤２２６は、粒径が１０μｍ以下、例えば１μｍ〜１０μｍのものを用い、それにともなって上記第２接着層２２４の厚みは、上記吸湿剤、吸酸素剤の粒径より厚く、１０μｍ〜１５μｍとすることが好ましい。
続けて図１１（４）に示すように、上記第２接着層２２４に第３基板２２７を貼り付けた。この第３基板２２７は、例えば厚さが０．２ｍｍのポリカーボネートフィルムからなる。第３基板２２７を貼りつけた後、紫外線を照射して、上記第２接着層２２４を硬化させた。上記ポリカーボネートフィルムには、水蒸気透過率が０．１ｇ／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ（４０℃、９０％ＲＨ時）、酸素透過率が０．１ｃｃ／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍのバリア層（図示せず）を形成してある。
次に、上記基板をアルコール（図示せず）中に浸漬し、ホットメルト接着剤からなる第１接着層２２２〔前記図１０（１）参照〕を溶かして第２基板２２３〔前記図１０（１）参照〕を外した。次いで、８０℃、１時間の加熱処理を行った。この熱処理によって、上記第２接着層２２４中に存在させた酸化カルシウム粒子のために硬化していない部分の紫外線硬化接着剤を硬化させた。その結果、図１１（５）に示すように、薄膜デバイス層２２１が露出され、第３基板２２７上に第２接着層２２４、保護絶縁層２０３を介して薄膜デバイス層２２１が載った薄膜デバイス（アクティブ基板）２００を得た。
１００を得た。
１００を得た。
次に、一般的に行われている液晶表示装置の組立工程を行えばよい。例えば、前記図６に示したように、対向基板１３０を形成する。その後、図示はしないが、上記対向基板１３０とアクティブ基板２００とに配向膜（例えばポリイミド膜）を塗布し、ラビング処理を行う配向処理を行う。次に、アクティブ基板２００にはシール剤（図示せず）を塗布し、対向基板１３０には多数のスペーサー（図示せず）を散布した。そして、アクティブ基板２００と対向基板１３０とを張り合わせた後、例えば１ｋｇ／ｃｍ2で加圧しながら紫外線を照射してシール剤を硬化させた。次にレーザー加工によりパネルの大きさに切断した後、注入口から液晶を注入して、注入口をモールド樹脂で覆い、モールド樹脂を硬化させ、液晶表示パネルを作製した。
上記第２実施例では、液晶層の近くに吸湿剤を含む第２接着層２２４があるため、水に対する耐性が強くなっており、液晶表示装置の寿命が向上する。さらに本第２実施例では、前記第１実施例に比べて吸湿剤の他に吸酸素剤も混入してあるため、酸素に対する耐性も向上している。
本発明の薄膜デバイスの製造方法および薄膜デバイスおよびエレクトロルミネッセンス表示装置に係る一実施例を、図１２〜図１５の製造工程断面図によって説明する。この実施例では、転写方式によりプラスチック基板にアクティブマトリックス基板を作製しアクティブマトリックス型有機エレクトロルミネッセンス（以下、エレクトロルミネッセンスをＥＬと略記する）ディスプレイを作製した。
まず、薄膜デバイス層の形成方法を図１２によって説明する。図１２に示すように、製造基板となる第１基板３０１上に、後に行うフッ酸によるエッチング時における第１基板１０１の保護層１０２を形成する。上記第１基板１０１には、例えば厚さ０．４ｍｍ〜１．１ｍｍ程度、例えば０．７ｍｍ厚のガラス基板を用いる。このガラス基板のかわりに石英基板を用いてもよい。上記保護層１０２は、フッ酸に耐えられる材料を用いて形成するもので、例えばモリブデン（Ｍｏ）層を用い、例えば５００ｎｍの厚さに形成した。今回、モリブデン層の膜厚を５００ｎｍとしたが、フッ酸に耐えられるならば、厚さを適宜変更しても問題ない。この保護層１０２は、例えばスパッタリング法によって成膜することができる。その後、絶縁層１０３を形成する。この絶縁層１０３は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を５００ｎｍの厚さに成膜して形成する。この絶縁層１０３は、例えばプラズマＣＶＤ法によって成膜することができる。
すなわち、一般的な低温ポリシリコン技術、例えば「２００３ ＦＰＤテクノロジー大全」（電子ジャーナル２００３年３月２５日発行、ｐ．１６６−１８３およびｐ．１９８−２０１）、「'９９最新液晶プロセス技術」（プレスジャーナル１９９８年発行、ｐ．５３−５９）、「フラットパネル・ディスプレイ１９９９」（日経ＢＰ社、１９９８年発行、ｐ．１３２−１３９）等に記載されているような低温ポリシリコンボトムゲート型薄膜トランジスタ（以下薄膜トランジスタをＴＦＴと記す）プロセスでＴＦＴを含む薄膜デバイス層を形成した。薄膜デバイス層の形成方法の一例を以下に説明する。
まず、第１基板３０１上にゲート電極３０４を形成するための導電膜を形成した。この導電膜には例えば厚さが１００ｎｍのモリブデン（Ｍｏ）膜を用いた。モリブデン膜の形成方法としては例えばスパッタリング法を用いた。そして上記導電膜を加工してゲート電極３０４を形成した。このゲート電極３０４は、一般的なフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によりパターニングして形成した。次いで、ゲート電極３０４上を被覆するようにゲート絶縁膜３０５を形成した。ゲート絶縁膜３０５は、例えばプラズマＣＶＤ法によって、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層、または酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層と窒化珪素（ＳｉＮx ）層との積層体で形成した。さらに連続的に非晶質シリコン層(厚さ３０ｎｍ〜１００ｎｍ)を形成した。
この非晶質シリコン層に波長３０８ｎｍのＸｅＣlエキシマレーザパルスを照射し熔融再結晶化し結晶シリコン層を作製した。このポリシリコン層を用いて、チャネル形成領域となるポリシリコン層３０６を形成し、その両側にｎ- 型ドープ領域からなるポリシリコン層３０７、ｎ+ 型ドープ領域からなるポリシリコン層３０８を形成した。このように、アクティブ領域は高いオン電流と低いオフ電流を両立するためのＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造とした。またポリシリコン層３０６上にはｎ-型のリンイオン打込み時にチャネルを保護するためのストッパー層３０９を形成した。このストッパー層３０９は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）層で形成した。
さらに、プラズマＣＶＤ法によって、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層、または酸化珪素（ＳｉＯ2 ）層と窒化珪素（ＳｉＮx ）層との積層体からなるパッシベーション膜３１０を形成した。このパッシベーション膜３１０上に、各ポリシリコン層３０８に接続するソース電極３１１およびドレイン電極３１２を形成した。各ソース電極３１１およびドレイン電極３１２は例えばアルミニウムで形成した。
このようにして、低温ポリシリコンボトムゲート型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）プロセスで薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成した。
次に、例えばスピンコート法によって、ソース電極３１１、ドレイン電極３１２等を覆うように、パッシベーション膜３１０上に保護絶縁層３１３を例えばメタクリル酸メチル樹脂系樹脂で形成した後、一般的なフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、ソース電極３１１と後に形成する有機ＥＬ素子のアノード電極とを接続できるように、その部分の保護絶縁層３１３を取り除いた。
次に、保護絶縁層３１３上に、有機ＥＬ素子を形成した。有機ＥＬ素子は、アノード電極３１４と有機層とカソード電極３１７とで構成されている。アノード電極３１４は、例えばスパッタリング法でクロム（Ｃｒ）を堆積して形成し、各ＴＦＴのソース電極３１１に接続され、個別に電流を流せるようになっている。
有機層は、有機正孔輸送層３１５と有機発光層３１６を積層させた構造とした。有機正孔輸送層３１５としては、例えば銅フタロシアニンを蒸着により３０ｎｍの厚さに形成した。有機発光層３１６は、緑色として、Ａｌｑ３[tris(8-quinolinolato)aluminium(III)]を５０ｎｍの厚さに、青色として、バソクプロイン（Bathocuproine：2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10phenanthroline）を１４ｎｍの厚さに、赤色としてＢＳＢ−ＢＣＮ[2,5-bis{4-(N-methoxyphenyl-N-phenylamino)styryl}benzene-1,4-dicarbonitrile]を３０ｎｍの厚さにそれぞれ蒸着した。
カソード電極３１７としては、酸化インジウム錫（Ｉｎ2 Ｏ3 ＋ＳｎＯ2 ：ＩＴＯ）を使用した。
今回は、有機ＥＬ素子として、上記構造を用いたが、電極に、電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層、正孔注入層、電子阻止層、正孔阻止層、発光層を組み合わせた公知の構造を用いてもよい。
さらに、カソード電極３１７を覆う形で、パッシベーション膜３１８を形成した。今回、パッシベーション膜３１８は、スパッタリング法により窒化シリコン（ＳｉＮx）膜を例えば２００ｎｍの厚さに形成した。このパッシベーション膜３１８は、その他、ＣＶＤ法、蒸着法などで形成してもよい。
以下、ＴＦＴ層から有機ＥＬ層までを薄膜デバイス層と呼ぶこととする。次に、第１基板３０１上の薄膜デバイス層をプラスチック基板上に移載する工程を示す。
図１３（１）に示すように第１基板３０１上に薄膜デバイス層３２１を形成したものをホットプレート３２２で８０℃〜１４０℃に加熱しながら、第１接着層３２３を、例えばホットメルト接着剤を例えば１ｍｍ程度の厚さに塗布して形成した。次に、上記第１接着層３２３上に第２基板３２４を載せ、第２基板３２４を第１基板３０１方向に加圧しながら、室温まで冷却した。上記第２基板３２４には、例えば厚さが１ｍｍのモリブデン（Ｍｏ）基板を用いた。または、第２基板３２４上にホットメルト接着剤を塗布して、その上に薄膜デバイス層３２１が形成された第１基板３０１の薄膜デバイス層３２１側を載せてもよい。
次に、図１３（２）に示すように、第２基板３２４を貼り付けた第１基板３０１をフッ化水素酸３２５に浸漬して、第１基板３０１のエッチングを行った。このエッチングは、保護層３０２である酸化アルミニウム層がフッ化水素酸３２５にエッチングされないため、このエッチングは保護層３０２で自動的に停止する。ここで用いたフッ化水素酸３２５は、一例として、重量濃度が５０％のもので、このエッチング時間は３．５時間とした。フッ化水素酸３２５の濃度とエッチング時間は、第１基板３０１のガラスを完全にエッチングすることができるならば、変更しても問題はない。
上記フッ化水素酸３２５によるエッチングの結果、図１４（３）に示すように、第１基板３０１〔前記図１３（２）参照〕が完全にエッチングされ、保護層３０２が露出される。
次に、混酸〔例えば、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）７２wt％と硝酸（ＨＮＯ3）３wt％と酢酸（ＣＨ3ＣＯＯＨ）１０wt％〕により、保護層３０２〔前記図１４（３）参照〕であるモリブデン層（厚さ：５００ｎｍ）をエッチングした。上記混酸で５００ｎｍの厚さのモリブデン層をエッチングするのに必要な時間は約１分である。このエッチングの結果、図１４（４）に示すように、この混酸は第１絶縁層３０３である酸化珪素をエッチングしないため、第１絶縁層３０３で自動的にエッチングが停止する。
次に、図１４（５）に示すように、上記エッチング後に、薄膜デバイス層３２１の裏面側、すなわち絶縁層３０３表面に、第２接着層３２６を形成した。第２接着層３２６には例えば吸湿剤３２７を混入した紫外線硬化型接着剤を用いた。上記吸湿剤３２７には、シリカゲル（ＳｉＯx）を用いた。粒径１〜１０μｍ程度の大きさのシリカゲル粒子を接着剤に対して３０wt％ほど混入した。接着剤の厚さは１０〜１５μｍである。吸湿剤３２７が存在することによって、プラスチック基板を透過してきた水分をここで吸着することができ、薄膜デバイス層３２１に水が浸透しないため、有機ＥＬ素子の寿命を延ばすことができる。今回は、吸湿剤としてシリカゲル（ＳｉＯx）を用いたが、酸化カルシウム、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）などを用いてもよい。塗布方法は、今回はスプレーコーティングを用いたが、その他の方法、例えば、ディップコーティングやスピンコーティングを用いてもよい。また、先に紫外線硬化接着剤を塗布した後、酸化カルシウムを散布してもよい。
続けて、図１５（６）に示すように、上記第２接着層３２６に第３基板３２８を貼り付けた。第３基板３２８には、例えば０．２ｍｍ厚のポリカーボネートフィルムを用いた。このポリカーボネートフィルムには、水蒸気透過率が０．１ｇ／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ（４０℃、９０％ＲＨ時）のバリア層（図示せず）を形成してある。その後、紫外線を照射して第２接着層３２６を硬化させた。
次に、上記基板をアルコール（図示せず）中に浸漬し、ホットメルト接着剤からなる第１接着層３２３〔前記図１３（１）参照〕を溶かして第２基板３２４〔前記図１３（１）参照〕を外した。次いで、８０℃、１時間の加熱処理を行った。この熱処理によって、上記第２接着層３２６中に存在させた酸化カルシウム粒子のために硬化していない部分の紫外線硬化接着剤を硬化させた。その結果、図１５（７）に示すように、第３基板３２８上に第２接着層３２６、絶縁層３０３を介して薄膜デバイス層３２１が載った薄膜デバイス（アクティブ基板）３００を得た。
この後は、図示はしないが、一般的に行われている有機エレクトロルミネッセンス表示装置の組立工程で行えばよい。
上記説明では、第２接着層３２６に吸湿剤３２７を混入させたが、例えば吸酸素剤を混入させた第２接着層を用いてもよい。より好ましくは、第２接着層３２６には、吸湿剤と吸酸素剤とを混入させたものを用いる。上記吸酸素剤には、鉄、酸素欠陥を含む酸化チタンを主剤とする吸酸素剤、アスコルビン酸を主剤とする吸酸素剤、グリセリンを主剤とする吸酸素剤、１，２−グリコールを主剤とする吸酸素剤、糖アルコールを主剤とする吸酸素剤を用いることが好適である。上記吸湿剤、吸酸素剤は、粒径が１０μｍ以下、例えば１μｍ〜１０μｍのものを用い、それにともなって上記第２接着層３２６の厚みは、上記吸湿剤、吸酸素剤の粒径より厚く、１０μｍ〜１５μｍとすることが好ましい。
上記第３実施例では、有機ＥＬ層の近くに吸湿剤３２７を含む第２接着層３２６があるため、水に対する耐性を向上させることができる。さらに、第２接着層３２６に吸酸素剤も混入することにより、酸素に対する耐性も向上させることができる。よって、有機ＥＬ素子の寿命を延ばすことができる。
本発明の表示装置の基板、薄膜デバイスの製造方法、薄膜デバイス、液晶表示装置およびエレクトロルミネッセンス表示装置は、プラスチック基板を使用した液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置に適用するのに好適である。
１１…支持基板、１２…接着層、１３…吸湿剤、１４…薄膜層、２１…支持基板、２２…絶縁層、２３…吸湿剤、２４…電極層
Claims (14)
- 支持基板と薄膜層とが接着層によって接着された表示装置の基板において、
前記接着層内に吸湿剤を含む
ことを特徴とする表示装置の基板。 - 支持基板と薄膜層とが接着層によって接着された表示装置の基板において、
前記接着層内に吸酸素剤を含む
ことを特徴とする表示装置の基板。 - 支持基板と薄膜層とが接着層によって接着された表示装置の基板において、
前記接着層内に吸湿剤と吸酸素剤とを含む
ことを特徴とする表示装置の基板。 - 支持基板と電極層とが絶縁層を介して形成された表示装置の基板において、
前記絶縁層内に吸湿剤を含む
ことを特徴とする表示装置の基板。 - 支持基板と電極層とが絶縁層を介して形成された表示装置の基板において、
前記絶縁層内に吸酸素剤を含む
ことを特徴とする表示装置の基板。 - 支持基板と電極層とが絶縁層を介して形成された表示装置の基板において、
前記絶縁層内に吸湿剤と吸酸素剤とを含む
ことを特徴とする表示装置の基板。 - 第１基板に薄膜デバイス層を形成した後に前記薄膜デバイス層に第１接着層を介して、もしくは被覆層と第１接着層とを介して第２基板を接着する工程と、
化学処理および機械的研磨処理および紫外線照射処理の少なくとも一つの処理を含む工程により前記第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基板が形成されていた側または部分的に残した第１基板を、第２接着層を介して第３基板に接着する工程と、
前記第２基板を分離または除去する工程と
を備えた薄膜デバイスの製造方法において、
前記第２接着層に水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含まれているものを用いる
ことを特徴とする薄膜デバイスの製造方法。 - 第１基板に薄膜デバイス層を形成した後に前記薄膜デバイス層に第１接着層を介して、もしくは被覆層と第１接着層とを介して第２基板を接着する工程と、
化学処理および機械的研磨処理および紫外線照射処理の少なくとも一つの処理を含む工程により前記第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基板が形成されていた側または部分的に残した第１基板を、第２接着層を介して第３基板に接着する工程と、
前記第２基板を分離または除去する工程と
により製造される薄膜デバイスにおいて、
前記第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含まれている
ことを特徴とする薄膜デバイス。 - 第１薄膜層に接着層により貼り付けられた第１基板と、
前記第１基板に対向して設けられ第２薄膜層が絶縁層を介して形成された第２基板と、
前記第１薄膜層側と前記第２薄膜層側とを対向させた前記第１基板と前記第２基板との間に封止された液晶層とを有する液晶表示装置において、
前記接着層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含む
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 第１薄膜層に接着層により貼り付けられた第１基板と、
前記第１基板に対向して設けられ第２薄膜層が絶縁層を介して形成された第２基板と、
前記第１薄膜層側と前記第２薄膜層側とを対向させた前記第１基板と前記第２基板との間に封止された液晶層とを有する液晶表示装置において、
前記絶縁層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含む
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 第１薄膜層に接着層により貼り付けられた第１基板と、
前記第１基板に対向して設けられ第２薄膜層が絶縁層を介して形成された第２基板と、
前記第１薄膜層側と前記第２薄膜層側とを対向させた前記第１基板と前記第２基板との間に封止された液晶層とを有する液晶表示装置において、
前記接着層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含み、
前記絶縁層内に吸湿剤および吸酸素剤のうち少なくとも一方を含む
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 第１基板上に薄膜デバイス層を形成した後に前記薄膜デバイス層上に第１接着層を介してもしくは被覆層と第１接着層とを介して第２基板を接着する工程と、
化学処理および機械的研磨処理および紫外線照射処理の少なくとも一つの処理を含む工程により前記第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基板が形成されていた側または部分的に残した第１基板を、第２接着層を介して第３基板に接着する工程と、
前記第２基板を分離または除去する工程と
により製造される薄膜デバイスを用いた液晶表示装置において、
前記第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方を含む
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 発光層を含む薄膜層と支持基板とが接着層によって貼り付けられているエレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含む
ことを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。 - 第１基板上に薄膜デバイス層を形成した後に前記薄膜デバイス層上に第１接着層を介してもしくは被覆層と第１接着層とを介して第２基板を接着する工程と、
化学処理および機械的研磨処理および紫外線照射処理の少なくとも一つの処理を含む工程により前記第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基板が形成されていた側または部分的に残した第１基板を、第２接着層を介して第３基板に接着する工程と、
前記第２基板を分離または除去する工程と
により製造される薄膜デバイスを用いたエレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記第２接着層は水分を吸収する吸湿剤および酸素を吸着する吸酸素剤のうちの一方もしくは両方が含む
ことを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
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2004
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