JP3579492B2

JP3579492B2 - Method for manufacturing display device

Info

Publication number: JP3579492B2
Application number: JP8645795A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 保彦竹村; 節男中嶋; 康行荒井
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JPH08254686A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示装置等のパッシブマトリクス型もしくはアクティブマトリクス型の表示装置に関し、特に、表示画面の周辺に取り付ける半導体集積回路を効果的に実装する方法であり、プラスチックフィルム等の薄型の基板にも実装可能な、表示装置の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マトリクス型の表示装置としては、パッシブマトリクス型とアクティブマトリクス型の構造が知られている。パッシブマトリクス型では、第１の基板上に透明導電膜等でできた多数の短冊型の電気配線（ロー配線）をある方向に形成し、第２の基板上には、前記第１の基板上の電気配線とは概略垂直な方向に同様な短冊型の電気配線（カラム配線）を形成する。そして、両基板上の電気配線が対向するように基板を配置する。
【０００３】
基板間に液晶材料のように電圧・電流等によって、透光性、光反射・散乱性の変化する電気光学材料を設けておけば、第１の基板の任意のロー配線と第２の基板の任意のカラム配線との間に電圧・電流等を印加すれば、その交差する部分の透光性、光反射・散乱性等を選択できる。このようにして、マトリクス表示が可能となる。
【０００４】
アクティブマトリクス型では、第１の基板上に多層配線技術を用いて、ロー配線とカラム配線とを形成し、この配線の交差する部分に画素電極を設け、画素電極には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のアクティブ素子を設けて、画素電極の電位や電流を制御する構造とする。また、第２の基板上にも透明導電膜を設け、第１の基板の画素電極と、第２の基板の透明導電膜とが対向するように基板を配置する。
【０００５】
通常、これらの表示装置は、ガラスが基板として用いられた。パッシブマトリクス型では、基板上に透明導電膜を形成し、これをエッチングして、ロー・カラム配線パターンを形成する以外には特に複雑なプロセスのないため、プラスチックを基板とすることも可能であった。一方、比較的、高温の成膜工程を有し、また、ナトリウム等の可動イオンを避ける必要のあるアクティブマトリクス型では、基板としてアルカリ濃度の極めて低いガラス基板を用いる必要があった。
【０００６】
【発明の解決しようとする課題】
いずれにせよ、従来のマトリクス型表示装置においては、特殊なもの以外は、マトリクスを駆動するための半導体集積回路（周辺駆動回路、もしくは、ドライバー回路という）を取り付ける必要があった。従来は、これは、テープ自動ボンディング（ＴＡＢ）法やチップ・オン・グラス（ＣＯＧ）法によってなされてきた。しかしながら、マトリクスの規模は数１００行にも及ぶ大規模なものであるので、集積回路の端子も非常に多く、対するドライバー回路は、長方形状のＩＣパッケージや半導体チップであるため、これらの端子を基板上の電気配線と接続するために配線を引き回す必要から、表示画面に比して、周辺部分の面積が無視できないほど大きくなった。
【０００７】
この問題を解決する方法として、特開平７−１４８８０には、ドライバー回路を、マトリクスの１辺とほぼ同じ程度の細長い基板（スティック、もしくは、スティック・クリスタルという）上に形成し、これをマトリクスの端子部に接続するという方法が開示されている。ドライバー回路としては、幅２ｍｍほど程度で十分であることにより、このような配置が可能となる。このため、基板のほとんどを表示画面とすることができた。
【０００８】
しかしながら、スティック・クリスタルに関しては、ドライバー回路の基板の厚さが、表示装置全体の小型化に支障をきたした。例えば、表示装置をより薄くする必要から基板の厚さを０．３ｍｍとすることは、基板の種類や工程を最適化することにより可能である。しかし、スティック・クリスタルの厚さは、製造工程で必要とされる強度から０．５ｍｍ以下とすることは困難であり、結果として、基板を張り合わせたときに、０．２ｍｍ以上もスティック・クリスタルが出ることとなる。
【０００９】
さらに、スティック・クリスタルと表示装置の基板の種類が異なると、熱膨張の違い等の理由により、回路に欠陥が生じることがあった。特に、表示装置の基板として、プラスチック基板を用いると、この問題が顕著であった。なぜならば、スティック・クリスタルの基板としては、プラスチックを用いることは、耐熱性の観点から、実質的に不可能なためである。
【００１０】
また、この問題を解決するための他の方法として、ＴＦＴを有する半導体集積回路を他の支持基板上に形成し、これを剥離して、他の基板に接着する方法や、または、他の基板に接着した後、元の支持基板を除去する方法が知られている。これは、一般にはシリコン・オン・インシュレタ─（ＳＯＩ）の技術として知られている。しかし、この技術では半導体集積回路は、支持基板のサイズで規定されてしまい、例えば、表示素子の大面積化には十分対応できないことは明らかであった。
【００１１】
さらに、支持基板を除去するに際して、半導体集積回路に損傷を与えることが多く、よって、歩留りが低下することも問題であった。本発明は、このような問題点を解決し、表示装置のより一層の小型・軽量化を実現せしめ、かつ、高い歩留りを達成するための、表示装置の作製方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表示装置の基板上に、スティック・クリスタルと同等な半導体集積回路を機械的に接着し、かつ、電気的な接続を完了したのち、該スティック・クリスタルの支持基板のみを除去することによって、ドライバー回路部分の薄型化を実施することを特徴とする。このような構造では、基板の熱膨張による変形応力は、回路全般に均一にかかり、したがって、特定の箇所にのみ応力が集中して、欠陥が発生するということは避けられる。
【００１３】
この場合、最も高い技術が要求されるのは支持基板を除去し、半導体集積回路を剥離する方法である。本発明では、前記支持基板から半導体集積回路を剥離するに際し、ハロゲン、特に、フッ化ハロゲン、を含む気体を用いることを特色とする。フッ化ハロゲンとは、化学式ＸＦ_ｎ（Ｘはフッ素以外のハロゲン、ｎは整数）で示される物質であり、例えば、一フッ化塩素（ＣｌＦ）、三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）、一フッ化臭素（ＢｒＦ）、三フッ化臭素（ＢｒＦ_３）、一フッ化沃素（ＩＦ）、三フッ化沃素（ＩＦ_３）等が知られている。
【００１４】
フッ化ハロゲンは、シリコンを非プラズマ状態でもエッチングするが、酸化珪素は全くエッチングしないという特徴を有する。プラズマを用いる必要がないということは、プラズマダメージによる回路の破壊がなく、よって歩留り向上に効果的である。さらに、酸化珪素とシリコンとのエッチングの選択性が極めて高いことも、回路や素子を破壊しないという意味で有益である。
【００１５】
本発明においては、支持基板上にシリコンを主成分とする剥離層を形成し、その上に、酸化珪素によって被覆された半導体集積回路を形成する。シリコンは、前記したようにフッ化ハロゲンにより、プラズマを用いないでもエッチングされるが、その他のハロゲンを有する気体、例えば、四フッ化炭素（ＣＦ_４）や三フッ化窒素（ＮＦ_３）等も、プラズマ状態になるとシリコンをエッチングするので、本発明に用いることができる。
したがって、支持基板をフッ化ハロゲン等のハロゲンを有する気体中、もしくはプラズマ中に置くことにより、支持基板の剥離層をエッチングし、よって半導体集積回路を剥離することができる。
【００１６】
本発明によって作製されるべき表示装置は、電気配線と、これに電気的に接続され、ＴＦＴを有する細長い半導体集積回路を有する第１の基板の電気配線の形成された面に対して、表面に透明導電膜を有する第２の基板の透明導電膜を対向させた構造を有し、特開平７−１４８８０のスティック・クリスタルと同様、前記半導体集積回路は、表示装置の表示面（すなわち、マトリクス）の１辺の長さに概略等しい。そして、この半導体集積回路は、他の支持基板上に作製されたものを、前記したように、ハロゲンを有する気体を用いて剥離して、前記第１の基板に装着する方法である。
【００１７】
特に、パッシブマトリクス型の場合には、第１の方向に延びる複数の透明導電膜の第１の電気配線と、これに接続され、ＴＦＴを有し、第１の方向に概略垂直な第２の方向に延びる細長い第１の半導体集積回路とを有する第１の基板と、第２の方向に延びる複数の透明導電膜の第２の電気配線と、これに接続され、ＴＦＴを有し、前記第１の方向に延びる第２の半導体集積回路とを有する第２の基板とを、第１の電気配線と第２の電気配線が対向するように配置した表示装置で、第１および第２の半導体集積回路は他の支持基板上に作製されたものを剥離して、それぞれの基板に装着する。
【００１８】
また、アクティブマトリクス型の場合には、第１の方向に延びる複数の第１の電気配線と、これに接続され、ＴＦＴを有し、第１の方向に概略垂直な第２の方向に延びる第１の半導体集積回路と、第２の方向に延びる複数の第２の電気配線と、これに接続され、ＴＦＴを有し、第１の方向に延びる第２の半導体集積回路とを有する第１の基板を表面に透明導電膜を有する第２の基板に、第１の基板の第１および第２の電気配線と、第２の基板の透明導電膜とが、対向するように、配置させた表示装置で、第１および第２の半導体集積回路は他の支持基板上に作製されたものを剥離して、第１の基板に装着する。
【００１９】
本発明によって作製された表示装置の断面の例を示すと、図１のようになる。図１（Ａ）は、比較的、小さな倍率で見たものである。図の左側は、半導体集積回路の設けられたドライバー回路部７を、また、右側は、マトリクス部８を示す。基板１上には透明等電膜等の材料でできた電気配線４のパターンを形成し、さらに、金のような材料で突起物（バンプ）６を設ける。一方、半導体集積回路２は、実質的にＴＦＴと同程度の厚さのもので、これには、接続部分に導電性酸化物のように、酸化によって接触抵抗の変動しない材料によって、電極５を設けておき、これをバンプ６に接触させる。そして、機械的に固定するために、半導体集積回路２と基板１の間には、樹脂３を封入する。（図１（Ａ））
【００２０】
図１（Ａ）のうち、点線で囲まれた接触部を拡大したのが、図１（Ｂ）である。符号は、図１（Ａ）と同じ物を示す。さらに、図１（Ｂ）の点線で囲まれた部分を拡大したのが、図１（Ｃ）である。すなわち、半導体集積回路は、Ｎチャネル型ＴＦＴ（１２）とＰチャネル型ＴＦＴ（１３）が、下地絶縁膜１１、層間絶縁物１４、あるいは、窒化珪素等のパッシベーション膜１５で挟まれた構造となる。（図１（Ｂ）、図１（Ｃ））
【００２１】
通常、半導体集積回路を形成する際の下地膜１１としては酸化珪素を用いるが、それだけでは、耐湿性等が劣るので、別途、パッシベーション膜をその上に設けなければならないが、図３に示すように、半導体回路とその接触部の厚さが液晶の基板間厚さよりも薄ければ、対向基板１６を回路の上に重ねることも可能である。その場合には、特開平５−６６４１３に開示されている液晶表示装置と同等に、ドライバー回路部７の外側で、エポキシ樹脂等のシール剤１７によって液晶封止（シール）処理をおこない、また、基板１と１６の間には、液晶材料１８を満たすので、外部から可動イオン等が侵入することが無く、特別にパッシベーション膜を設ける必要はない。（図３）
【００２２】
また、接触部分に関しては、バンプを用いる方法の他に、図１（Ｄ）に示すように、金の粒９のような導電性粒子を接着部分に拡散させ、これによって、電気的な接触を得るようにしてもよい。粒子の直径は、半導体集積回路２と基板１の間隔よりやや大きくするとよい。（図１（Ｄ））
このような表示装置の作製順序の概略は、図２に示される。図２はパッシブマトリクス型の表示装置の作製手順を示す。まず、多数の半導体集積回路２２が、剥離層を介して支持基板２１の上に形成する。（図２（Ａ））
【００２３】
そして、これを分断して、スティック・クリスタル２３、２４を得る。得られたスティック・クリスタルは、次の工程に移る前に電気特性をテストして、良品・不良品に選別するとよい。（図２（Ｂ））
次に、スティック・クリスタル２３、２４の回路の形成された面を、それぞれ、別の基板２５、２７の透明導電膜による配線のパターンの形成された面２６、２８上に接着し、電気的な接続を取る。（図２（Ｃ）、図２（Ｄ））
【００２４】
その後、本発明の方法によって、ハロゲンを含む気体によって、剥離層をエッチングし、よって、スティック・クリスタル２３、２４の支持基板をはがし、半導体集積回路２９、３０のみを前記基板の面２６、２８上に残す。（図２（Ｅ）、図２（Ｆ））
最後に、このようにして得られた基板を向かい合わせることにより、パッシブマトリクス型表示装置が得られる。なお、面２６は、面２６の逆の面、すなわち、配線パターンの形成されていない方の面を意味する（図２（Ｇ））
【００２５】
上記の場合には、ロー・スティック・クリスタル（ロー配線を駆動するドライバー回路用のスティック・クリスタル）とカラム・スティック・クリスタル（カラム配線を駆動するドライバー回路用のスティック・クリスタル）を同じ基板２１から切りだしたが、別の基板から切りだしてもよいことは言うまでもない。
また、図２ではパッシブマトリクス型表示装置の例を示したが、アクティブマトリクス型表示装置でも、同様におこなえることは言うまでもない。さらに、フィルムのような材料を基板として形成される場合は実施例に示した。
【００２６】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例は、パッシブマトリクス型液晶表示装置の一方の基板の作製工程の概略を示すものである。本実施例を図４および図５を用いて説明する。図４には、スティック・クリスタル上にドライバー回路を形成する工程の概略を示す。また、図５には、スティック・クリスタルを液晶表示装置の基板に実装する工程の概略を示す。
【００２７】
スティック・クリスタルの支持基板にはガラス基板を用いた。まず、ガラス基板３１上に剥離層として、厚さ３０００Åのシリコン膜３２を堆積した。シリコン膜３２は、その上に形成される回路と基板とを分離する際にエッチングされるので、膜質についてはほとんど問題とされないので、量産可能な方法によって堆積すればよい。さらに、シリコン膜はアモルファスでも結晶性でもよい。
【００２８】
また、ガラス基板は、コーニング７０５９、同１７３７、ＮＨテクノグラスＮＡ４５、同３５、日本電気硝子ＯＡ２等の無アルカリもしくは低アルカリガラスや石英ガラスを用いればよい。石英ガラスを用いる場合には、そのコストが問題となるが、本発明では１つの液晶表示装置に用いられる面積は極めて小さいので、単位当たりのコストは十分に小さい。
【００２９】
シリコン膜３２上には、厚さ１０００Åの酸化珪素膜３３を堆積した。この酸化珪素膜は下地膜となるので、作製には十分な注意が必要である。そして、公知の方法により、結晶性の島状シリコン領域（シリコン・アイランド）３４、３５を形成した。このシリコン膜の厚さは、必要とする半導体回路の特性を大きく左右するが、一般には、薄いほうが好ましかった。本実施例では４００〜６００Åとした。
【００３０】
また、結晶性シリコンを得るには、アモルファスシリコンにレーザー等の強光を照射する方法（レーザーアニール法）や、熱アニールによって固相成長させる方法（固相成長法）が用いられる。固相成長法を用いる際には、特開平６−２４４１０４に開示されるように、ニッケル等の触媒元素をシリコンに添加すると、結晶化温度を下げ、アニール時間を短縮できる。さらには、特開平６−３１８７０１のように、一度、固相成長法によって結晶化せしめたシリコンを、レーザーアニールしてもよい。いずれの方法を採用するかは、必要とされる半導体回路の特性や基板の耐熱温度等によって決定すればよい。
【００３１】
その後、プラズマＣＶＤ法もしくは熱ＣＶＤ法によって、厚さ１２００Åの酸化珪素のゲイト絶縁膜３６を堆積し、さらに、厚さ５０００Åの結晶性シリコンによって、ゲイト電極・配線３７、３８を形成した。ゲイト配線は、アルミニウムやタングステン、チタン等の金属や、あるいはそれらの珪化物でもよい。さらに、金属のゲイト電極を形成する場合には、特開平５−２６７６６７もしくは同６−３３８６１２に開示されるように、その上面もしくは側面を陽極酸化物で被覆してもよい。ゲイト電極をどのような材料で構成するかは、必要とされる半導体回路の特性や基板の耐熱温度等によって決定すればよい。（図４（Ａ））
【００３２】
その後、セルフアライン的に、イオンドーピング法等の手段によりＮ型およびＰ型の不純物をシリコン・アイランドに導入し、Ｎ型領域３９、Ｐ型領域４０を形成した。そして、公知の手段で、層間絶縁物（厚さ５０００Åの酸化珪素膜）４１を堆積した。そして、これにコンタクトホールを開孔し、アルミニウム合金配線４１〜４４を形成した。（図４（Ｂ））
【００３３】
さらに、これらの上に、パッシベーション膜として、厚さ２０００Åの窒化珪素膜４６をプラズマＣＶＤ法によって堆積し、これに、出力端子の配線４４に通じるコンタクトホールを開孔した。そして、スパッタ法によって、インディウム錫酸化物被膜（ＩＴＯ、厚さ１０００Å）の電極４７を形成した。ＩＴＯは透明の導電性酸化物である。その後、直径約５０μｍ、高さ約３０μｍの金のバンプ４８を機械的にＩＴＯ電極４７の上に形成した。このようにして得られた回路を適当な大きさに分断し、よって、スティック・クリスタルが得られた。（図４（Ｃ））
【００３４】
一方、液晶表示装置の基板４９にも、厚さ１０００ÅのＩＴＯによって電極５０を形成した。本実施例では、液晶表示装置の基板としては、厚さ０．３ｍｍのポリエチレン・サルファイル（ＰＥＳ）を用いた。そして、この基板４９に、スティックドライバーの基板３１を圧力を加えて接着した。このとき、電極４７と電極５０はバンプ４８によって、電気的に接続される。（図５（Ａ））
【００３５】
次に熱硬化性の有機樹脂を混合した接着剤５１をスティック・クリスタル３１と液晶表示装置の基板４９の隙間に注入した。なお、接着剤は、スティック・クリスタル３１と液晶表示装置の基板４９を圧着する前に、いずれかの表面に塗布しておいてもよい。
【００３６】
そして、１２０℃の窒素雰囲気のオーブンて、１５分間処理することにより、スティック・クリスタル３１と基板４９との電気的な接続と機械的な接着を完了した。なお、完全な接着の前に、電気的な接続が不十分であるか否かを、特開平７−１４８８０に開示される方法によってテストした後、本接着する方法を採用してもよい。（図５（Ｂ））
【００３７】
このように処理した基板を、三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）と窒素の混合ガスの気流中に放置した。三フッ化塩素と窒素の流量は、共に５００ｓｃｃｍとした。反応圧力は１〜１０Ｔｏｒｒとした。温度は室温とした。三フッ塩素等のハロゲン化物は、シリコンを選択的にエッチングするが、酸化物（酸化珪素やＩＴＯ）はほとんどエッチングせず、アルミニウムも表面に安定な酸化物被膜を形成すると、その段階で反応が停止するので、エッチングされない。
【００３８】
本実施例では、三フッ化塩素に侵される可能性のある材料は、剥離層（シリコン）３２、シリコン・アイランド３４、３５、ゲイト電極３７、３８、アルミニウム合金配線４１〜４４、接着剤５１であるが、このうち、剥離層と接着剤以外は外側に酸化珪素等の材料が存在するため、三フッ化塩素が到達できない。実際には、図５（Ｃ）に示すように、剥離層３２のみが選択的にエッチングされ、空孔５２が形成された。（図５（Ｃ））
【００３９】
さらに、経過すると剥離層は完全にエッチングされ、下地膜の底面５３が露出し、スティック・クリスタルの基板３１を半導体回路と分離することができた。三塩化フッ素によるエッチングでは、下地膜の底面でエッチングが停止するので、該底面５３は極めて平坦であった。（図５（Ｄ））
このようにして、液晶表示装置の一方の基板への半導体集積回路の形成を終了した。このようにして得られる基板を用いて、液晶表示装置が完成される。
【００４０】
〔実施例２〕
本実施例は、フィルム状のパッシブマトリクス型液晶表示装置を連続的に形成する方法（ロール・トゥー・ロール法）に関するものである。図６に本実施例の生産システムを示す。フィルム状の液晶表示装置を得るための基板材料としては、ＰＥＳ（ポリエチレンサルファイル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリイミドから選ばれたものを用いればよい。ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）は、多結晶性のプラスチックであるため、特に偏光に用いて表示をおこなう液晶材料には用いることが適切でなかった。
【００４１】
図６に示すシステムは、液晶電気光学装置を構成する基板として、カラーフィルターの設けられた基板を作製する流れ（図の下側）と、その対向基板を作製する流れ（図の上側）とに大別される。まず、カラーフィルター側基板の作製工程について説明する。
【００４２】
ロール７１に巻き取られているフィルムに、印刷法により、その表面にＲＧＢの３色のカラーフィルタを形成する。カラーフィルタの形成は、３組のロール７２によっておこわれる。なお作製する液晶表示装置がモノクロの場合は、この工程は不要である。（工程「カラーフィルター印刷」）
【００４３】
さらに、ロール７３によって、オーバーコート剤（平坦化膜）を印刷法によって形成する。オーバーコート剤は、カラーフィルタの形成によって凹凸となった表面を平坦化するためのものである。このオーバーコート剤を構成する材料としては、透光性を有する樹脂材料を用いればよい。（工程「オーバーコート剤（平坦化膜）印刷」）
次に、ロール７４を用い、印刷法により必要とするパターンにロー（カラム）電極を形成する。この印刷法による電極の形成は、導電性のインクを用いておこなう。（工程「電極形成」）
【００４４】
さらに、ロール７５によって、配向膜を印刷法で形成し（工程「配向膜印刷」）、加熱炉７６を通過させることによって、配向膜を焼き固める。（工程「配向膜焼成」）
さらに、ロール７７を通過させることによって、配向膜の表面にラビング処理をおこなう。こうして配向処理が完了する。（工程「ラビング」）
【００４５】
次に、圧着装置７８によって、基板上にスティック・クリスタルを装着し（工程「スティック装着」）、加熱炉７９を通過させることにより、接着剤が硬化し、接着が完了する。（工程「接着剤硬化」）
本実施例では、剥離層は実施例１と同様にシリコンを用いたので、次に、三フッ化塩素チャンバー８０（差圧排気して、三フッ化塩素が外部に漏出しないようにしたチャンバー）によって、剥離層をエッチングし、よって、スティック・クリスタルの基板を剥離する。（工程「スティック剥離」
【００４６】
その後、スペーサー散布器８１より、フィルム基板上にスペーサーを散布し（工程「スペーサー散布」）、ロール８２を用いて、シール材を印刷法によって形成する。シール剤は、対向する基板同士を接着するためと、液晶が一対の基板間から漏れ出ないようにするためのものである。なお、本実施例では、半導体回路の厚みを液晶基板間よりも薄くすることにより、図３のように、半導体集積回路の外部がシールされるような構造（特開平５−６６４１３に開示されている）とした。（工程「シール印刷」）
【００４７】
この後、液晶滴下装置８３を用いて液晶の滴下をおこない、液晶層をフィルム基板上に形成する。こうして、カラーフィルター側基板が完成する。以上の工程は、各ロールが回転することにより、連続的に進行していく。
次に、対向基板の作製工程を示す。ロール６１から送りだされたフィルム基板上に、ロール６２によって、所定のパターンにカラム（ロー）電極を形成する。（工程「電極形成」）
さらにロール６３によって、配向膜を印刷法により形成し（工程「配向膜印刷」）、加熱炉６４を通過させることによって、配向膜を焼き固める。（工程「配向膜焼成」）
【００４８】
その後、フィルム基板を、ロール６５に通過させることによって、配向処理をおこなう。（工程「ラビング」）
次に、圧着装置６６によって、基板上にスティック・クリスタルを装着し（工程「スティック装着」）、加熱炉６７を通過することにより、接着剤が硬化する。（工程「接着剤硬化」）
さらに、三フッ化塩素チャンバー６８によって、スティック・クリスタルの基板を剥離する。この際の条件等については実施例１と同じとした。（工程「スティック剥離」
【００４９】
以上の処理を経たフィルム基板はロール６９を経由して、次のロール８４に送られる。ロール８４では、カラーフィルター側基板と対向基板を貼り合わせて、セルとする。（工程「セル組」）
その後、加熱炉８５において加熱することにより、シール材を硬化せしめ、基板同士の貼り合わせが完了する。（工程「シール剤硬化」）
さらにカッター８６によって所定の寸法に切断することにより、フィルム状の液晶表示装置が完成する。（工程「分段」）
【００５０】
【発明の効果】
本発明によって、表示装置の基板の種類や厚さ、大きさに関して、さまざななバリエーションが可能となった。例えば、実施例２に示したように、極めて薄いフィルム状の液晶表示装置を得ることもできる。この場合には、表示装置を曲面に合わせて張りつけてもよい。さらに、基板の種類の制約が緩和された結果、プラスチック基板のように、軽く、耐衝撃性の強い材料を用いることもでき、携行性も向上する。
【００５１】
また、ドライバー回路の専有する面積が小さいので、表示装置と他の装置の配置の自由度が高まる。典型的には、ドライバー回路を表示面の周囲の幅数ｍｍの領域に押し込めることが可能であるので、表示装置自体は極めてシンプルであり、ファッション性に富んだ製品となり、その応用範囲もさまざまに広がる。このように本発明の工業的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表示装置の断面構造を示す。
【図２】本発明による表示装置の作製方法の概略を示す。
【図３】本発明によって作製される１例の表示装置の断面構造を示す。
【図４】本発明に用いるスティック・クリスタルの作製工程を示す。
【図５】スティック・クリスタルを基板に接着する工程を示す。
【図６】フィルム液晶表示装置の連続的製法システムを示す。
【符号の説明】
１・・・液晶表示装置の基板
２・・・半導体集積回路
３・・・接着剤
４・・・液晶表示装置の電極
５・・・半導体集積回路の電極
６・・・バンプ
７・・・ドライバー回路部
８・・・マトリクス部
９・・・導電性粒子
１１・・・下地膜
１２・・・Ｎチャネル型ＴＦＴ
１３・・・Ｐチャネル型ＴＦＴ
１４・・・層間絶縁物
１５・・・パッシベーション膜
１６・・・液晶表示装置の対向基板
１７・・・シール剤
１８・・・液晶材料
２１・・・スティック・クリスタルを形成する基板
２２・・・半導体集積回路
２３、２４スティック・クリスタル
２５、２７液晶表示装置の基板
２６、２８配線パターンの形成されている面
２９、３０液晶表示装置の基板上に移されたドライバー回路
２６・・・配線パターンの形成されている面と逆の面
３１・・・スティック・クリスタルを形成する基板
３２・・・剥離層
３３・・・下地膜
３４、３５シリコン・アイランド
３６・・・ゲイト絶縁膜
３７、３８ゲイト電極
３９・・・Ｎ型領域
４０・・・Ｐ型領域
４１・・・層間絶縁物
４２〜４４アルミニウム合金配線
４６・・・パッシベーション膜
４７・・・導電性酸化物膜
４８・・・バンプ
４９・・・液晶表示装置の基板
５０・・・液晶表示装置の電極
５１・・・接着剤
５２・・・空孔
５３・・・下地膜の底面[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a passive-matrix or active-matrix display device such as a liquid crystal display device, and more particularly to a method for effectively mounting a semiconductor integrated circuit attached to a periphery of a display screen on a thin substrate such as a plastic film. The present invention also relates to a method for manufacturing a display device which can also be mounted.
[0002]
[Prior art]
As a matrix type display device, a passive matrix type and an active matrix type structure are known. In the passive matrix type, a large number of strip-shaped electric wirings (row wirings) made of a transparent conductive film or the like are formed in a certain direction on a first substrate, and on the second substrate, the above-mentioned first substrate is formed. A similar strip-shaped electric wiring (column wiring) is formed in a direction substantially perpendicular to the electric wiring. Then, the substrates are arranged such that the electric wirings on both substrates face each other.
[0003]
If an electro-optic material such as a liquid crystal material that changes in light transmission, light reflection and scattering properties is provided between the substrates, such as a liquid crystal material, an arbitrary low wiring of the first substrate and a material of the second substrate can be used. If a voltage, current, or the like is applied to an arbitrary column wiring, light transmissivity, light reflection / scattering properties, and the like at the intersecting portion can be selected. In this way, matrix display becomes possible.
[0004]
In the active matrix type, a row wiring and a column wiring are formed on a first substrate by using a multilayer wiring technique, and a pixel electrode is provided at an intersection of the wiring, and a thin film transistor (TFT) or the like is provided for the pixel electrode. An active element is provided to control the potential and current of the pixel electrode. Further, a transparent conductive film is also provided over the second substrate, and the substrate is arranged so that the pixel electrode of the first substrate faces the transparent conductive film of the second substrate.
[0005]
Usually, in these display devices, glass was used as a substrate. In the passive matrix type, it is possible to use a plastic substrate because there is no complicated process other than forming a transparent conductive film on a substrate and etching the transparent conductive film to form a row / column wiring pattern. Was. On the other hand, in an active matrix type which has a relatively high temperature film forming step and needs to avoid mobile ions such as sodium, it is necessary to use a glass substrate having an extremely low alkali concentration as a substrate.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In any case, in the conventional matrix type display device, it is necessary to attach a semiconductor integrated circuit (peripheral drive circuit or driver circuit) for driving the matrix, except for special ones. Traditionally, this has been done by tape automated bonding (TAB) or chip-on-glass (COG). However, since the size of the matrix is as large as several hundred rows, the number of terminals of the integrated circuit is very large, and the driver circuit is a rectangular IC package or semiconductor chip. Since the wiring has to be routed to connect to the electric wiring on the substrate, the area of the peripheral portion has become so large that it cannot be ignored compared to the display screen.
[0007]
As a method for solving this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-14880 discloses that a driver circuit is formed on an elongated substrate (called a stick or a stick crystal) having substantially the same size as one side of a matrix, and the driver circuit is formed on the matrix. A method of connecting to a terminal is disclosed. Such an arrangement is possible because a width of about 2 mm is sufficient for the driver circuit. For this reason, most of the substrates could be used as display screens.
[0008]
However, as for the stick crystal, the thickness of the driver circuit board has hindered the miniaturization of the entire display device. For example, it is possible to reduce the thickness of the substrate to 0.3 mm from the need to make the display device thinner by optimizing the type and process of the substrate. However, it is difficult to set the thickness of the stick crystal to 0.5 mm or less due to the strength required in the manufacturing process. As a result, when the substrates are bonded together, the stick crystal has a thickness of 0.2 mm or more. Will be out.
[0009]
Further, if the type of the substrate of the stick crystal is different from that of the substrate of the display device, a defect may occur in the circuit due to a difference in thermal expansion or the like. In particular, when a plastic substrate is used as a substrate of a display device, this problem is remarkable. This is because it is practically impossible to use plastic as the stick crystal substrate from the viewpoint of heat resistance.
[0010]
Further, as another method for solving this problem, a method of forming a semiconductor integrated circuit having a TFT on another supporting substrate, peeling the semiconductor integrated circuit and bonding the semiconductor integrated circuit to another substrate, or another substrate There is known a method of removing an original supporting substrate after bonding to a substrate. This is commonly known as silicon-on-insulator (SOI) technology. However, in this technique, the semiconductor integrated circuit is defined by the size of the support substrate, and it is apparent that, for example, it is not possible to sufficiently cope with an increase in the area of the display element.
[0011]
Further, when the supporting substrate is removed, the semiconductor integrated circuit is often damaged, so that the yield is reduced. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device which solves such problems, realizes a further reduction in size and weight of the display device, and achieves a high yield. .
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a semiconductor integrated circuit equivalent to a stick crystal is mechanically bonded to a substrate of a display device, and after the electrical connection is completed, only the support substrate of the stick crystal is removed. Accordingly, the thickness of the driver circuit portion is reduced. In such a structure, the deformation stress due to the thermal expansion of the substrate is uniformly applied to the entire circuit, and therefore, it is possible to prevent the stress from being concentrated only at a specific location and causing a defect.
[0013]
In this case, the method requiring the highest technology is a method of removing the supporting substrate and peeling the semiconductor integrated circuit. In the present invention, when the semiconductor integrated circuit is separated from the supporting substrate, a gas containing halogen, particularly halogen fluoride, is used. Halogen fluoride has the chemical formula XF _n (X is a halogen other than fluorine, n is an integer), for example, chlorine monofluoride (ClF), chlorine trifluoride (ClF ₃ ), Bromine monofluoride (BrF), bromine trifluoride (BrF) ₃ ), Iodine monofluoride (IF), iodine trifluoride (IF) ₃ ) Are known.
[0014]
Halogen fluoride etches silicon even in a non-plasma state, but does not etch silicon oxide at all. The fact that it is not necessary to use plasma does not destroy the circuit due to plasma damage, and is thus effective in improving the yield. Further, the extremely high etching selectivity between silicon oxide and silicon is also beneficial in that it does not destroy circuits or elements.
[0015]
In the present invention, a release layer containing silicon as a main component is formed over a supporting substrate, and a semiconductor integrated circuit covered with silicon oxide is formed thereover. As described above, silicon is etched by halogen fluoride without using plasma, but other gases containing halogen, for example, carbon tetrafluoride (CF) ₄ ) And nitrogen trifluoride (NF ₃ ) And the like can be used in the present invention because silicon is etched in a plasma state.
Therefore, when the supporting substrate is placed in a gas containing halogen such as halogen fluoride or in plasma, the peeling layer of the supporting substrate can be etched, whereby the semiconductor integrated circuit can be peeled.
[0016]
A display device to be manufactured according to the present invention has a structure in which a surface of an electric wiring and a first substrate having an elongated semiconductor integrated circuit electrically connected thereto and having a TFT are formed with respect to a surface on which the electric wiring is formed. The semiconductor integrated circuit has a structure in which a transparent conductive film of a second substrate having a transparent conductive film is opposed to each other. Like the stick crystal disclosed in JP-A-7-14880, the semiconductor integrated circuit has a display surface (that is, a matrix) of a display device. Is approximately equal to the length of one side of. Then, this semiconductor integrated circuit is a method in which a semiconductor integrated circuit manufactured on another supporting substrate is peeled off using a gas containing halogen and mounted on the first substrate as described above.
[0017]
In particular, in the case of a passive matrix type, a first electric wiring of a plurality of transparent conductive films extending in a first direction and a second electric wiring connected to the first electric wiring and having a TFT and being substantially perpendicular to the first direction are provided. A first substrate having an elongated first semiconductor integrated circuit extending in a first direction, a second electric wiring of a plurality of transparent conductive films extending in a second direction, and a TFT connected to the first electric wiring, and A display device in which a second substrate having a second semiconductor integrated circuit extending in one direction is arranged so that the first electric wiring and the second electric wiring are opposed to each other. The integrated circuit is formed on another supporting substrate, peeled off, and mounted on each substrate.
[0018]
In the case of the active matrix type, a plurality of first electric wirings extending in a first direction, a first electric wiring connected to the first electric wirings, and TFTs extending in a second direction substantially perpendicular to the first direction are provided. A first semiconductor integrated circuit, a plurality of second electric wirings extending in a second direction, and a first semiconductor integrated circuit connected to the second electric wiring and having a TFT and extending in the first direction. A display in which a substrate is provided on a second substrate having a transparent conductive film on the surface such that the first and second electric wirings of the first substrate and the transparent conductive film of the second substrate are opposed to each other. In the apparatus, the first and second semiconductor integrated circuits formed on another supporting substrate are separated and mounted on the first substrate.
[0019]
FIG. 1 shows an example of a cross section of a display device manufactured according to the present invention. FIG. 1A is viewed at a relatively small magnification. The left side of the figure shows the driver circuit section 7 provided with the semiconductor integrated circuit, and the right side shows the matrix section 8. On the substrate 1, a pattern of an electric wiring 4 made of a material such as a transparent isoelectric film is formed, and further, a projection (bump) 6 is provided with a material such as gold. On the other hand, the semiconductor integrated circuit 2 has a thickness substantially equal to that of the TFT, and the electrode 5 is made of a material such as a conductive oxide whose contact resistance does not change due to oxidation, such as a conductive oxide. It is provided and brought into contact with the bump 6. Then, a resin 3 is sealed between the semiconductor integrated circuit 2 and the substrate 1 for mechanical fixing. (Fig. 1 (A))
[0020]
FIG. 1B is an enlarged view of a contact portion surrounded by a dotted line in FIG. Reference numerals denote the same components as those in FIG. Further, FIG. 1C is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. That is, the semiconductor integrated circuit has a structure in which an N-channel TFT (12) and a P-channel TFT (13) are sandwiched between a base insulating film 11, an interlayer insulator 14, or a passivation film 15 such as silicon nitride. . (FIG. 1 (B), FIG. 1 (C))
[0021]
Normally, silicon oxide is used as the base film 11 when a semiconductor integrated circuit is formed, but if it is used alone, moisture resistance and the like are inferior. Therefore, a passivation film must be separately provided thereon, as shown in FIG. In addition, if the thickness of the semiconductor circuit and the contact portion thereof is smaller than the thickness of the liquid crystal between the substrates, the counter substrate 16 can be overlaid on the circuit. In this case, liquid crystal sealing (sealing) is performed outside the driver circuit section 7 with a sealing agent 17 such as an epoxy resin, similarly to the liquid crystal display device disclosed in JP-A-5-66413. Since the liquid crystal material 18 is filled between the substrates 1 and 16, no mobile ions or the like enter from the outside, and it is not necessary to provide a special passivation film. (Fig. 3)
[0022]
As for the contact portion, in addition to the method using a bump, as shown in FIG. 1D, conductive particles such as gold particles 9 are diffused to the bonding portion, thereby making electrical contact. It may be obtained. The diameter of the particles may be slightly larger than the distance between the semiconductor integrated circuit 2 and the substrate 1. (Fig. 1 (D))
An outline of a manufacturing order of such a display device is shown in FIG. FIG. 2 shows a manufacturing procedure of a passive matrix display device. First, a large number of semiconductor integrated circuits 22 are formed on the support substrate 21 via a release layer. (Fig. 2 (A))
[0023]
Then, this is divided to obtain stick crystals 23 and 24. The resulting stick crystal may be tested for electrical properties before proceeding to the next step, and may be sorted into good and bad products. (FIG. 2 (B))
Next, the circuit-formed surfaces of the stick crystals 23 and 24 are adhered to the wiring patterns 26 and 28 of the other substrates 25 and 27, respectively, on which the wiring patterns are formed by the transparent conductive film. Take a connection. (FIG. 2 (C), FIG. 2 (D))
[0024]
Thereafter, the release layer is etched by a gas containing halogen by the method of the present invention, so that the support substrates of the stick crystals 23 and 24 are peeled off, and only the semiconductor integrated circuits 29 and 30 are placed on the surfaces 26 and 28 of the substrate. Leave. (FIG. 2 (E), FIG. 2 (F))
Finally, by facing the substrates thus obtained, a passive matrix display device is obtained. The surface 26 Means a surface opposite to the surface 26, that is, a surface on which no wiring pattern is formed (FIG. 2 (G)).
[0025]
In the above case, the low stick crystal (the stick crystal for the driver circuit for driving the row wiring) and the column stick crystal (the stick crystal for the driver circuit for driving the column wiring) from the same substrate 21. Although it has been cut, it goes without saying that it may be cut from another substrate.
Although FIG. 2 shows an example of a passive matrix display device, it goes without saying that the same can be applied to an active matrix display device. Further, the case where a material such as a film is formed as a substrate is described in the embodiment.
[0026]
【Example】
[Example 1]
This embodiment shows an outline of a manufacturing process of one substrate of a passive matrix liquid crystal display device. This embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 schematically shows a process of forming a driver circuit on a stick crystal. FIG. 5 schematically shows a process of mounting a stick crystal on a substrate of a liquid crystal display device.
[0027]
A glass substrate was used as a support substrate for the stick crystal. First, a 3000 .ANG.-thick silicon film 32 was deposited on a glass substrate 31 as a release layer. Since the silicon film 32 is etched when the substrate and the circuit formed thereon are separated, there is almost no problem with the film quality. Therefore, the silicon film 32 may be deposited by a method capable of mass production. Further, the silicon film may be amorphous or crystalline.
[0028]
As the glass substrate, non-alkali or low-alkali glass such as Corning 7059, 1737, NH Techno Glass NA45, 35, and Nippon Electric Glass OA2, or quartz glass may be used. When quartz glass is used, the cost is a problem, but in the present invention, the area used for one liquid crystal display device is extremely small, so that the cost per unit is sufficiently small.
[0029]
On the silicon film 32, a silicon oxide film 33 having a thickness of 1000 ° was deposited. Since this silicon oxide film serves as a base film, sufficient care must be taken in its production. Then, crystalline island-like silicon regions (silicon islands) 34 and 35 were formed by a known method. Although the thickness of the silicon film greatly affects the required characteristics of the semiconductor circuit, it is generally preferable that the silicon film be thin. In this embodiment, the angle is set to 400 to 600 °.
[0030]
In order to obtain crystalline silicon, a method of irradiating amorphous silicon with strong light such as a laser (laser annealing method) or a method of solid phase growth by thermal annealing (solid phase growth method) is used. When using the solid phase growth method, as disclosed in JP-A-6-244104, when a catalytic element such as nickel is added to silicon, the crystallization temperature can be lowered and the annealing time can be shortened. Further, as described in JP-A-6-318701, silicon once crystallized by the solid phase growth method may be laser-annealed. Which method is adopted may be determined according to the required characteristics of the semiconductor circuit, the heat-resistant temperature of the substrate, and the like.
[0031]
Thereafter, a gate insulating film 36 of silicon oxide having a thickness of 1200 ° was deposited by a plasma CVD method or a thermal CVD method, and gate electrodes / wirings 37 and 38 were formed of crystalline silicon having a thickness of 5000 °. The gate wiring may be a metal such as aluminum, tungsten, or titanium, or a silicide thereof. Further, when a metal gate electrode is formed, its upper surface or side surface may be coated with an anodic oxide as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-267667 or No. 6-338612. What kind of material the gate electrode is made of may be determined depending on the required characteristics of the semiconductor circuit, the heat-resistant temperature of the substrate, and the like. (FIG. 4A)
[0032]
Thereafter, N-type and P-type impurities were introduced into the silicon island in a self-aligned manner by an ion doping method or the like to form an N-type region 39 and a P-type region 40. Then, an interlayer insulator (a silicon oxide film having a thickness of 5000 °) 41 was deposited by a known means. Then, a contact hole was opened in this, and aluminum alloy wirings 41 to 44 were formed. (FIG. 4 (B))
[0033]
Further, a 2000-nm-thick silicon nitride film 46 was deposited thereon as a passivation film by a plasma CVD method, and a contact hole leading to the wiring 44 of the output terminal was formed in the silicon nitride film 46. Then, an electrode 47 of an indium tin oxide film (ITO, thickness: 1000 °) was formed by a sputtering method. ITO is a transparent conductive oxide. Thereafter, a gold bump 48 having a diameter of about 50 μm and a height of about 30 μm was mechanically formed on the ITO electrode 47. The circuit thus obtained was divided into suitable sizes, and thus a stick crystal was obtained. (FIG. 4 (C))
[0034]
On the other hand, the electrode 50 was also formed on the substrate 49 of the liquid crystal display device by using ITO having a thickness of 1000 °. In this embodiment, as a substrate of the liquid crystal display device, polyethylene sulfil (PES) having a thickness of 0.3 mm was used. Then, the substrate 31 of the stick driver was bonded to the substrate 49 by applying pressure. At this time, the electrode 47 and the electrode 50 are electrically connected by the bump 48. (FIG. 5 (A))
[0035]
Next, an adhesive 51 mixed with a thermosetting organic resin was injected into a gap between the stick crystal 31 and the substrate 49 of the liquid crystal display device. The adhesive may be applied to any surface before the stick crystal 31 and the substrate 49 of the liquid crystal display device are pressed.
[0036]
Then, the electrical connection and the mechanical bonding between the stick crystal 31 and the substrate 49 were completed by performing the treatment for 15 minutes in an oven in a nitrogen atmosphere at 120 ° C. Before the complete bonding, whether or not the electrical connection is insufficient may be tested by the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-14880, and then the final bonding method may be adopted. (FIG. 5 (B))
[0037]
The substrate thus treated is treated with chlorine trifluoride (ClF ₃ ) And nitrogen. The flow rates of chlorine trifluoride and nitrogen were both 500 sccm. The reaction pressure was 1 to 10 Torr. The temperature was room temperature. Halides such as trifluorine and chlorine selectively etch silicon, but hardly etch oxides (silicon oxide or ITO), and aluminum forms a stable oxide film on the surface. Because it stops, it is not etched.
[0038]
In this embodiment, the materials that can be attacked by chlorine trifluoride include the release layer (silicon) 32, the silicon islands 34 and 35, the gate electrodes 37 and 38, the aluminum alloy wirings 41 to 44, and the adhesive 51. However, among them, except for the release layer and the adhesive, there is a material such as silicon oxide outside, so that chlorine trifluoride cannot reach. Actually, as shown in FIG. 5C, only the peeling layer 32 was selectively etched, and the holes 52 were formed. (FIG. 5 (C))
[0039]
After a lapse of time, the peeling layer was completely etched, the bottom surface 53 of the underlying film was exposed, and the stick crystal substrate 31 could be separated from the semiconductor circuit. In the etching with fluorine trichloride, the etching was stopped at the bottom surface of the base film, so that the bottom surface 53 was extremely flat. (FIG. 5 (D))
Thus, the formation of the semiconductor integrated circuit on one substrate of the liquid crystal display device was completed. Using the substrate thus obtained, a liquid crystal display device is completed.
[0040]
[Example 2]
The present embodiment relates to a method (roll-to-roll method) for continuously forming a film-shaped passive matrix liquid crystal display device. FIG. 6 shows a production system according to the present embodiment. As a substrate material for obtaining a film-shaped liquid crystal display device, a material selected from PES (polyethylene sulfil), PC (polycarbonate), and polyimide may be used. Since PET (polyethylene terephthalate) and PEN (polyethylene naphthalate) are polycrystalline plastics, they are not suitable for use as a liquid crystal material for displaying, in particular, polarized light.
[0041]
The system shown in FIG. 6 includes, as a substrate constituting the liquid crystal electro-optical device, a flow for producing a substrate provided with a color filter (lower side in the figure) and a flow for producing the opposite substrate (upper side in the figure). It is roughly divided. First, a process for manufacturing a color filter side substrate will be described.
[0042]
A color filter of three colors of RGB is formed on the surface of the film wound around the roll 71 by a printing method. The formation of the color filters is performed by three sets of rolls 72. If the liquid crystal display device to be manufactured is monochrome, this step is unnecessary. (Process "color filter printing")
[0043]
Further, an overcoat agent (flattening film) is formed by a printing method using the roll 73. The overcoat agent is for flattening the surface that has become uneven due to the formation of the color filter. As a material forming the overcoat agent, a light-transmitting resin material may be used. (Process "overcoat agent (flattening film) printing")
Next, using the roll 74, a row (column) electrode is formed in a required pattern by a printing method. The electrodes are formed by this printing method using a conductive ink. (Process "electrode formation")
[0044]
Further, an alignment film is formed by a printing method using a roll 75 (step “alignment film printing”), and is passed through a heating furnace 76 to harden the alignment film. (Step "Firing the alignment film")
Further, by passing through a roll 77, a rubbing treatment is performed on the surface of the alignment film. Thus, the alignment process is completed. (Process "rubbing")
[0045]
Next, a stick crystal is mounted on the substrate by the pressure bonding device 78 (step “stick mounting”), and the adhesive is hardened by passing through the heating furnace 79, thereby completing the bonding. (Process “Adhesive curing”)
In the present embodiment, silicon was used for the peeling layer in the same manner as in Embodiment 1. Next, a chlorine trifluoride chamber 80 (a chamber in which the differential pressure was evacuated so that the chlorine trifluoride did not leak outside). Etches the release layer, thereby releasing the stick crystal substrate. (Process "stick peeling"
[0046]
Thereafter, spacers are sprayed on the film substrate from the spacer sprayer 81 (step “spacer spraying”), and a sealing material is formed by a printing method using the roll 82. The sealant is for bonding the opposing substrates together and preventing the liquid crystal from leaking out between the pair of substrates. In the present embodiment, the thickness of the semiconductor circuit is made smaller than that between the liquid crystal substrates, so that the outside of the semiconductor integrated circuit is sealed as shown in FIG. 3 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-66413). Is). (Process "Seal printing")
[0047]
Thereafter, the liquid crystal is dropped using the liquid crystal dropping device 83 to form a liquid crystal layer on the film substrate. Thus, the color filter side substrate is completed. The above-described process proceeds continuously as each roll rotates.
Next, a manufacturing process of the counter substrate will be described. A column (row) electrode is formed on the film substrate fed from the roll 61 by the roll 62 in a predetermined pattern. (Process "electrode formation")
Further, an alignment film is formed by a printing method using a roll 63 (step “alignment film printing”), and is passed through a heating furnace 64 to harden the alignment film. (Step "Firing the alignment film")
[0048]
After that, the film substrate is passed through a roll 65 to perform an orientation process. (Process "rubbing")
Next, the stick crystal is mounted on the substrate by the pressure bonding device 66 (step “stick mounting”), and the adhesive is cured by passing through the heating furnace 67. (Process “Adhesive curing”)
Further, the substrate of the stick crystal is peeled off by the chlorine trifluoride chamber 68. The conditions at this time were the same as in Example 1. (Process "stick peeling"
[0049]
The film substrate that has undergone the above processing is sent to the next roll 84 via the roll 69. In the roll 84, the color filter side substrate and the counter substrate are bonded to form a cell. (Process "cell group")
Thereafter, the sealing material is cured by heating in a heating furnace 85, and the bonding of the substrates is completed. (Process “curing of sealant”)
Further, the film is cut into a predetermined size by the cutter 86 to complete a film-shaped liquid crystal display device. (Process “Branch”)
[0050]
【The invention's effect】
According to the present invention, various variations are possible for the type, thickness, and size of the substrate of the display device. For example, as shown in Embodiment 2, an extremely thin film liquid crystal display device can be obtained. In this case, the display device may be attached to a curved surface. Furthermore, as a result of the restriction on the type of substrate being relaxed, a light-weight and highly impact-resistant material such as a plastic substrate can be used, and portability is improved.
[0051]
In addition, since the area occupied by the driver circuit is small, the degree of freedom in arranging the display device and other devices is increased. Typically, it is possible to push the driver circuit into the area of a few mm width around the display surface, so the display device itself is extremely simple, it becomes a product with a high fashionability, and its application range is various. spread. Thus, the industrial value of the present invention is extremely high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a sectional structure of a display device according to the present invention.
FIG. 2 shows an outline of a method for manufacturing a display device according to the present invention.
FIG. 3 shows a cross-sectional structure of an example of a display device manufactured according to the present invention.
FIG. 4 shows a process for producing a stick crystal used in the present invention.
FIG. 5 shows a step of bonding a stick crystal to a substrate.
FIG. 6 shows a continuous manufacturing system for a film liquid crystal display.
[Explanation of symbols]
1 ... substrate of liquid crystal display device
2 ... semiconductor integrated circuit
3 ... adhesive
4 ··· Electrode of liquid crystal display
5 ··· Electrode of semiconductor integrated circuit
6 ··· Bump
7 ・・・ Driver circuit
8 Matrix section
9 ... conductive particles
11 ... Underlayer
12 ... N-channel TFT
13 ... P-channel TFT
14 ... interlayer insulator
15 ... Passivation film
16 ... Counter substrate of liquid crystal display device
17 ・・・ Sealant
18 ... Liquid crystal material
21 ... Stick crystal substrate
22 ... semiconductor integrated circuit
23, 24 Stick Crystal
25, 27 Substrates for Liquid Crystal Display
26, 28 Surface on which wiring pattern is formed
29, 30 Driver circuit transferred to substrate of liquid crystal display device
26 ... Surface opposite to surface on which wiring pattern is formed
31 ... Substrate forming stick crystal
32 ... release layer
33 ... Underlayer
34, 35 Silicon Island
36 ・・・ Gate insulating film
37, 38 Gate electrode
39 ... N-type region
40 ... P-type area
41 ... interlayer insulation
42-44 Aluminum alloy wiring
46 ... Passivation film
47 ... conductive oxide film
48 Bump
49 ・・・ Liquid crystal display substrate
50 ... Electrode of liquid crystal display
51 ... adhesive
52 ··· Hole
53 ・・・ Bottom of base film

Claims

表示装置用基板にマトリクス部と、前記マトリクス部の電気配線に接続され半導体集積回路とが設けられた表示装置の作製方法であって、
前記半導体集積回路を作製するためのガラスでなる仮基板上にシリコンでなる剥離層を形成し、
前記剥離層上に下地膜を形成し、
前記下地膜上に薄膜トランジスタを有する半導体集積回路を複数作製し、
前記半導体集積回路ごとに前記仮基板を複数に分割し、
前記半導体集積回路及び前記電気配線が内側になるように前記分割された仮基板を前記表示装置用基板に対向させ、前記半導体集積回路を前記電気配線に電気的に接続した状態で、接着剤により前記分割された仮基板を前記表示用基板に固定し、
ハロゲン化フッ素ガスを含む気流中に前記表示装置用基板に固定された前記仮基板を放置して、前記シリコンでなる剥離層を除去し、前記分割された仮基板を、前記表示装置用基板に固定された半導体集積回路から分離することを特徴とする表示装置の作製方法。A method for manufacturing a display device in which a matrix portion is provided on a display device substrate, and a semiconductor integrated circuit connected to electric wiring of the matrix portion is provided.
Forming a release layer made of silicon on a temporary substrate made of glass for producing the semiconductor integrated circuit,
Forming a base film on the release layer,
Producing a plurality of semiconductor integrated circuits having thin film transistors on the base film,
Dividing the temporary substrate into a plurality for each of the semiconductor integrated circuits,
The divided temporary substrate is opposed to the display device substrate so that the semiconductor integrated circuit and the electric wiring are on the inside, and in a state where the semiconductor integrated circuit is electrically connected to the electric wiring, an adhesive is used. Fixing the divided temporary substrate to the display substrate,
The temporary substrate fixed to the display device substrate is left in an airflow containing a halogenated fluorine gas , the release layer made of silicon is removed, and the divided temporary substrate is used as the display device substrate . A method for manufacturing a display device, which is separated from a fixed semiconductor integrated circuit .

ハロゲン化フッ素ガスとは、一フッ化塩素（ＣｌＦ）、三フッ化塩素（ＣｌＦThe halogenated fluorine gas includes chlorine monofluoride (ClF) and chlorine trifluoride (ClF). _{3 Three} ）、一フッ化臭素（ＢｒＦ）、三フッ化臭素（ＢｒＦ), Bromine monofluoride (BrF), bromine trifluoride (BrF) _{3 Three} ）、一フッ化沃素（ＩＦ）又は三フッ化沃素（ＩＦ), Iodine monofluoride (IF) or iodine trifluoride (IF) _{3 Three} ）のいずれかである請求項１に記載の表示装置の作製方法。The method for manufacturing a display device according to claim 1, wherein

表示装置用基板にマトリクス部と、前記マトリクス部の電気配線に接続され半導体集積回路とが設けられた表示装置の作製方法であって、
前記半導体集積回路を作製するためのガラスでなる仮基板上にシリコンでなる剥離層を形成し、
前記剥離層上に酸化珪素でなる下地膜を形成し、
前記下地膜上に薄膜トランジスタを有する半導体集積回路を複数作製し、
前記半導体集積回路ごとに前記仮基板を複数に分割し、
前記半導体集積回路と前記電気配線とが内側になるように前記分割された仮基板を前記表示装置用基板に対向させ、前記半導体集積回路を前記電気配線に電気的に接続した状態で、接着剤により前記分割された仮基板を前記表示用基板に固定し、
プラズマ化された四フッ化炭素（ＣＦ₄）ガスまたは三フッ化窒素（ＮＦ₃）ガスにより、前記シリコンでなる剥離層をエッチングすることにより、前記分割された仮基板を前記表示装置用基板から分離することを特徴とする表示装置の作製方法。A method for manufacturing a display device in which a matrix portion is provided on a display device substrate, and a semiconductor integrated circuit connected to electric wiring of the matrix portion is provided.
Forming a release layer made of silicon on a temporary substrate made of glass for producing the semiconductor integrated circuit,
Forming a base film made of silicon oxide on the release layer,
Producing a plurality of semiconductor integrated circuits having thin film transistors on the base film,
Dividing the temporary substrate into a plurality for each of the semiconductor integrated circuits,
With the divided temporary substrate facing the display device substrate such that the semiconductor integrated circuit and the electric wiring are on the inside, an adhesive is applied in a state where the semiconductor integrated circuit is electrically connected to the electric wiring. By fixing the divided temporary substrate to the display substrate,
The separation temporary substrate is separated from the display device substrate by etching the release layer made of silicon with a plasmatized carbon tetrafluoride (CF ₄ ) gas or a nitrogen trifluoride (NF ₃ ) gas. A method for manufacturing a display device, comprising separating the display device.

前記剥離層として、アモルファスシリコン膜を形成し、前記アモルファスシリコン膜上に下地膜を形成する請求項１乃至３のいずれか一に記載の表示装置の作製方法。Wherein as the release layer, an amorphous silicon film is formed, a method for manufacturing a display device according to any one of claims 1 to 3 forming a base film on the amorphous silicon film.

前記下地膜は、酸化珪素膜である請求項１乃至４のいずれか一に記載の表示装置の作製方法。The base film, a method for manufacturing a display device according to any one of claims 1 to 4 which is a silicon oxide film.

前記表示装置用基板は、プラスチック基板である請求項１乃至５のいずれか一に記載の表示装置の作製方法。The substrate for a display device, a method for manufacturing a display device according to any one of claims 1 to 5, which is a plastic substrate.

前記表示装置用基板は、フィルム状の基板である請求項１乃至５のいずれか一に記載の表示装置の作製方法。The display device substrate, a method for manufacturing a display device according to any one of claims 1 to 5 which is film-like substrates.

前記電気配線は、導電性酸化物でなる請求項１乃至７のいずれか一に記載の表示装置の作製方法。The electrical wiring, the method for manufacturing a display device according to any one of claims 1 to 7 comprising a conductive oxide.

前記ガラスでなる仮基板は、無アルカリガラス基板、低アルカリガラス基板又は石英ガThe temporary substrate made of glass is a non-alkali glass substrate, a low alkali glass substrate or a quartz glass substrate. ラス基板のいずれかである請求項１乃至８のいずれか一に記載の表示装置の作製方法。The method for manufacturing a display device according to claim 1, wherein the display device is one of a glass substrate.