JP2001356370A

JP2001356370A - アクティブマトリックス層および転写方法

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Publication number: JP2001356370A
Application number: JP2000181422A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Furukawa; 忠宏古川; Ichiro Betsumiya; 一郎別宮; Kazumi Arai; 和己新井; Fuminao Matsumoto; 文直松本; Akihiko Kanemoto; 明彦金本
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2001-12-26
Anticipated expiration: 2020-06-16
Also published as: JP3862202B2

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜アクティブ素子９０を形成するための下地
として無機バッファ層を用いるにもかかわらず、応力か
ら画素電極３０を有効に保護する。【解決手段】転写すべきアクティブマトリックス層は、
ＩＴＯ画素電極３０のほか、ＴＦＴ薄膜アクテイブ素子
９０等を含む。第１に、そうしたアクティブマトリック
ス層を、耐熱性の基板１０上、転写時に剥離部分となる
剥離層２０と、クラックの発生から保護するための保護
膜４０とでサンドイッチ状にはさみ込んだ形態にする。
第２に、薄膜アクティブ素子の電極９４を支持するバッ
ファ層に、バッファ層に加わる応力を分断するための切
り込みを設ける。薄膜アクティブ素子９０が占める領域
部分に選択的にバッファ層５１０を形成すれば、パター
ン化したバッファ層５１０の周囲が切り込みになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プラスチック材
料からなるシート基板の一面に、転写によってアクティ
ブマトリックス層を形成する技術であり、転写すべきア
クティブマトリックス層を、プラスチック材料に比べて
耐熱性にすぐれた基板側に形成しておく転写技術に関す
る。

【０００２】

【発明の背景】ＴＦＴやＭＩＭなどの薄膜アクティブ素
子を含むアクティブマトリックス駆動の液晶パネルは、
そうしたアクティブ素子を含まないパッシブマトリック
ス駆動のものに比べて、コントラストをはじめ表示性能
にすぐれている。マトリックス状の画素電極に加えて薄
膜アクティブ素子を含むアクティブマトリックス層を形
成するには、その製造プロセスにおいて２００℃以上の
高温処理を必要とし、しかも、きわめて正確な位置合わ
せが必要である。通常、液晶パネルの基板としてガラス
が使用され、その場合、前述の点は問題にならなかっ
た。しかし、携帯用の表示端末としてより薄く、より軽
くといった要求が強まり、プラスチック材料からなるシ
ートを基板とするとき、ガラスとは異なりプラスチック
は耐熱性、寸法安定性に劣るため、その上にアクティブ
素子をじかに形成するのは非常に困難である。そこで、
ガラス等の耐熱性に優れた基板に予め形成したアクティ
ブマトリックス層をプラスチックシート基板上に転写す
ることが考えられる。この種の転写技術は、液晶パネル
などの光学的な表示装置のためのアクティブマトリック
ス層を形成する技術の一つとして、すでに知られてい
る。この転写による技術は、基本的に、一時的にアクテ
ィブマトリックス層を支持する仮の基板上に、剥離層を
介してアクティブマトリックス層を形成しておき、その
アクティブマトリックス層を接着剤の層を介して別のシ
ート基板に転写するという方法である。その基本につい
ては、たとえば特開平８−６２５９１号の公報が示して
いる。なお、接着層となる接着剤については、一般に、
仮の基板のアクティブマトリックス層上に形成するが、
場合によっては、別のシート基板の側に形成しておくこ
ともできる。

【０００３】しかし、前述した特開平８−６２５９１号
の公報の技術では、剥離層に金属メッキを用い、しかも
アクティブマトリックス層との間に透明電気絶縁層を設
けるなど煩雑な工程が必要であり、しかも、接着剤とし
て溶剤型感圧接着剤を用いているため、応力の問題が生
じる。溶剤の入った接着剤を用いると、溶剤の逃げ場が
ないこと、硬化時の収縮がきわめて大きくなり、これが
応力となってアクティブマトリックス素子に簡単に断線
等を発生してしまう。他のタイプの接着剤を用いるにし
ても、接着剤は硬化時に必ず体積変化を伴う。そのた
め、接着剤を用いて転写する技術においては、体積変化
に対する対応策が必須である。

【０００４】発明者らは、そうした転写によってアクテ
ィブマトリックス層を形成する技術について、いろいろ
と実験し検討したところ、仮の基板の側からアクティブ
マトリックス層を別のシート基板の側に転写する際、そ
のアクティブマトリックス層にクラックが発生するおそ
れがあることに着目した。その原因を探ったところ、ア
クティブマトリックス層が薄く比較的にもろい性質をも
ち、それが転写時に加わる外力に耐えきれないことに起
因していることが判明した。外力の主因は、アクティブ
マトリックス層をシート基板の側に接着するための接着
剤の硬化収縮に伴う応力であり、それが転写時に仮の基
板を引き剥がす際にアクティブマトリックス層に作用す
ることになる。また、転写後にそうした応力が残ると、
高温、高湿等のストレスがかかった場合にクラックが発
生しやすくなる。このような接着剤の側から加わる応力
に対し、アクティブマトリックス層を保護するという考
え方は、前記した公報を含め今までは何も考慮されてい
なかった。そして特に、そうした応力に起因する問題
は、耐熱性の仮の基板として、セラミックス、ガラス、
金属（４２アロイ、銅合金等の熱膨張の小さい金属材料
が好適である）の単体、あるいはそれらの複数を積層し
複合したものなど、プラスチック材料であるシート基板
に比べて大きな剛性をもつものを用いるときに顕著であ
る。また、仮の基板としては、パターン形成を前提にす
ると、温度や湿度に対する寸法安定性が重要であり、プ
ラスチック材料は望ましい材料ではない。

【０００５】また、仮の基板上に剥離層を介してアクテ
ィブマトリックス層を形成するとき、少なくとも薄膜ア
クティブ素子を形成すべき領域の剥離層上にバッファ層
を形成することが必要である。このバッファ層によっ
て、薄膜アクティブ素子の電極の密着性を向上させ、し
かもまた、高温での電極の形成時に剥離層からアウトガ
スが生じ、素子特性を劣化させることを未然に防止する
のである。バッファ層としては、ＳｉＯｘやＳｉＮｘな
どの無機層が好ましい。しかし、それら無機層は、アク
ティブマトリックス層を転写する際に、アクティブマト
リックス層（特に、より大きな面積をもつ画素電極）に
クラックを生じさせたり、転写不良（たとえば、剥離層
やアクティブマトリックス層が仮の基板に残るという不
具合）を生じさせる原因になることが判明した。

【０００６】

【発明の解決すべき課題】この発明は、転写時の外力か
らアクティブマトリックス層を有効に保護する技術を提
供することを第１の目的とする。また、この発明は、薄
膜アクティブ素子を形成するための下地として無機バッ
ファ層を用いるにもかかわらず、応力から薄膜アクティ
ブ素子や画素電極を有効に保護することができる技術を
提供することを第２の目的とする。さらに、この発明
は、外力の主因となる接着剤の層の厚さを有効に制御す
ることができる技術を提供することを第３の目的とす
る。さらにまた、この発明は、剛性にある耐熱性の仮の
基板からプラスチック材料からなるシート基板に層状物
を転写する際の転写不良を防止することを第４の目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明では、耐熱性に
すぐれた基板の側に予め形成したアクティブマトリック
ス層を、プラスチック材料からなるシート基板の側に転
写するに際し、転写すべきアクティブマトリックス層
を、耐熱性の基板上、転写時に剥離部分となる剥離層
と、前記したクラックの発生から保護するための保護膜
とでサンドイッチ状にはさみ込んだ形態にする。アクテ
ィブマトリックス層は、転写時、剥離層と保護膜とによ
って保護されているため、特に、接着層の側の保護膜が
前記した外力を吸収あるいは緩衝するように作用し、ク
ラックの発生を有効に防ぐことができる。

【０００８】アクティブマトリックス層をサンドイッチ
状にはさむ一方の剥離層としては、アクティブマトリッ
クス層を形成可能なだけの耐熱性、そうしたアクティブ
マトリックス層とのしっかりした密着性、アクティブマ
トリックス層形成時のパターニングする際のエッチング
プロセス等に対する耐性、さらには、仮の基板との適度
な密着性（剥離するまでにしっかりと仮の基板に密着
し、しかも、他層にダメージを与えずに剥離可能である
ような密着性であり、たとえば、９０°剥離で数ｇ〜１
００ｇ／ｃｍ程度の引き剥がし力が必要なだけの密着
性）をもつことが必要である。この剥離層として好適な
材料はポリイミド、アクリル、エポキシである。たとえ
ば、ポリイミドは種類によってガラスとの密着性を異に
する。ピロメリット酸無水物と４，４’−ジアミノジフ
ェニルエーテルから合成される第１のものは、表面にＳ
ｉＯ_２がコートされたガラスとの密着性はそれほど良く
なく、剥離層の材料として適している。それに対し、ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、あるいはピロメ
リット酸無水物と３，３’−ジアミノジフェニルスルホ
ンから合成される第２のポリイミドは、第１のものより
もガラスとの密着性が良い。しかも、ポリイミドとガラ
スとの密着性はベークをすると良くなり、時間の経過と
ともに次第に低下し、一定のところで変化しなくなる。
しかし、そのように密着性が低下したものを再びベーク
すると、密着性は元に戻る。第１のポリイミドはベーク
直後でもガラスから剥離することができるが、数日する
と水洗でも剥がれてしまうほど密着性が低下する（９０
°剥離で１ｇ／ｃｍ未満）。それに対し、第２のポリイ
ミドはベーク直後ではガラスから剥がすことができない
が、時間が経過すれば剥がすことができるようになる。
こうしたポリイミドの密着性の変化は、ポリイミドの吸
湿が原因していると考えられる。したがって、ポリイミ
ドのそうした特性を考慮しつつ、ポリイミドを剥離層と
して用いることができる。また、たとえば密着性の良く
ない第１のポリイミドにシランカップリング剤を添加す
ることによって、ガラスとの密着性を最適化することが
できる。

【０００９】ここで、被転写体であるアクティブマトリ
ックス層を剥離層の部分から引き剥がすことを考慮する
と、密着性は小さい方が良いが、前記したとおり、アク
ティブマトリックス層のパターン形成工程に伴う洗浄や
エッチングなどの製造工程に耐えるだけの一定以上の密
着性が必要となる。また、アクテブマトリックス層に無
理なストレスが加わらないように剥離層に乗せてアクテ
ィブマトリックス層を持ち上げるように剥離するために
は、剥離層の強度は、引っ張り強度で１００ｇ／ｃｍ
（幅１ｃｍあたり）以上、望ましくは１５０ｇ／ｃｍ以
上の強度にすべきである。剥離層の引っ張り強度を高く
するためには、その剥離層の膜厚を厚くすることにより
行うことが可能である。剥離層に求められる機能として
は、アクティブマトリックス層の成膜時の温度や層をパ
ターニング形成する際に使用する薬品への耐性も同時に
必要となる。しかも、剥離層はバッファ層との密着性が
良好でなければならないことは言うまでもない。すでに
述べたとおり、剥離層の材料としてはポリイミドが最適
である。これを耐熱性のガラス基板上に１．３μｍ以
上、望ましくは、２μｍ以上に形成することにより、必
要な引っ張り強度を得ることができる。

【００１０】剥離層の材質や厚みによっては、剛性のあ
る仮の基板からプラスチック材料からなるシート基板上
へ層状物を転写し引き剥がす場合には、剥離層やアクテ
ィブマトリックス層が部分的に転写されず仮の基板上に
残ってしまうという現象（転写不良）が発生することが
ある。このとき、仮の基板と剥離層の密着性よりはるか
に大きい接着性を持っているアクティブマトリックス層
と層中間の保護膜あるいは保護膜と接着層の界面から剥
がれているのが観察された。また、シート基板にアクテ
ィブマトリックス層が転写されても、その後の熱処理、
あるいは高温高湿試験などのストレスをかけると、剥離
方向に対して垂直な方向に皺が発生する。この原因は、
引き剥がし時にプラスチック材料からなるシート基板に
比べて硬いアクティブマトリックス層が、引き剥がし時
の曲げに対する力に抵抗してしまうことに起因するもの
であると考えられる。

【００１１】この発明において、剛性のある仮の基板か
らアクティブマトリックス層を形成したプラスチック材
料からなるシート基板を転写し引き剥がす際に、仮の基
板と剥離層との界面から剥離することができ、しかもア
クティブマトリクス層に発生するクラックを防止する方
法について種々検討した結果、剥離層の膜強度を強くす
れば良いことが実験により明らかになった。本来、剛性
のある仮の基板から可撓性の高いプラスチック材料から
なるシート基板上へ少なくとも剥離層、および接着層を
転写するため、剛性のある仮の基板からプラスチック材
料からなるシート基板を引き剥がす際に、剥離層からプ
ラスチック材料からなるシート基板までは一体化した構
造になっている。そのため、仮の基板と剥離層との界面
から容易に剥離するように思えるが、有効な剥離を行う
ためには、前述したように、剥離層の材質や厚みを制御
し、剥離層の強度を前述した程度に強くすることが必要
である。そうした条件の下で、少なくとも剥離層、およ
び接着層の各層間の接着力（密着力）を担保させつつ、
剥離層に乗せて持ち上げるように剥離することができ
る。このように、一定の引っ張り強度を持った剥離層を
用いることにより、アクティブマトリックス層や層中間
の保護膜の材料に関係することなく、アクティブマトリ
ックス層等を有効に転写することができ、しかもアクテ
ィブマトリックス層に無理なストレスが加わらないよう
に転写することができる。その結果、転写後、熱処理、
あるいは高温高湿試験などのストレスをかけてもアクテ
ィブマトリックス層に皺が発生しなくなり、転写された
アクティブマトリクス層の耐熱性、耐高温高湿性を向上
させることができる。またこのとき、アクティブマトリ
ックス層中にベタに近い膜があると、剥離層により強い
膜強度が必要となる。

【００１２】一方、アクティブマトリックス層をサンド
イッチ状にはさむ他方の保護膜は、剥離層と相俟ってア
クティブマトリックス層を保護するための膜であり、た
とえばアルキッド（たとえば、ＥＸＰ−１４７４藤倉
化成）、アクリル（たとえばＳＳ６９１７日本合成ゴ
ム）などの有機膜である。剥離層が２〜８μｍの厚さに
対し、保護膜は１．５〜５μｍの厚さであり、保護特性
の点からすると、ヤング率が５００〜２０００ｋｇ／ｍ
ｍ^２、その硬さを鉛筆硬度（ＪＩＳＫ５４０１）がＨ
以上、好ましくは２Ｈ以上に設定するのが良い。柔らか
い保護膜の場合は、転写後にアクティブマトリックス層
から発生する応力を支えきれなくなり、アクティブマト
リックス層に変形、クラックが発生しやすくなる。ま
た、硬すぎると、保護膜自体にクラックが発生しやすく
なる。

【００１３】また、アクティブマトリックス層は、マト
リックス状に配列された多数の画素部と、各画素部の周
縁を走り、各画素部に信号を与えるためのバスラインと
を備え、各画素部には、各画素部に対応して形成された
画素電極と、各画素電極に対して接続された薄膜アクテ
ィブ素子とを含む。薄膜アクティブ素子としては、ＴＦ
Ｔの３端子素子のほか、ＭＩＭ、ダイオード等の２端子
素子がある。３端子素子の場合、バスラインは、基板の
一面を縦および横の方向に互いにクロスする縦バスライ
ンと横バスラインとからなる。それに対し、２端子素子
の場合には、パネルの対向基板側に共通電極を形成する
場合には、３端子素子に準じた縦バスラインと横バスラ
インの形態をとるが、対向基板側の電極を共通電極とせ
ずに各画素部に応じた独立した電極群とする場合には、
縦バスラインあるいは横バスラインの一方をアクテイブ
マトリックス層におけるバスラインとし、縦バスライン
あるいは横バスラインの他方を対向基板側の電極に対す
るバスラインの形態とする。

【００１４】そして、この発明では、薄膜アクティブ素
子の電極を支持するバッファ層に、バッファ層に加わる
応力を分断するための切り込みを設けることによって、
薄膜アクティブ素子を有効に形成するために無機バッフ
ァ層を用いることと、その無機バッファ層があるにもか
かわらず応力から前記画素電極を有効に保護することと
を両立させ、しかもまた、仮の基板からシート基板への
転写を行いやすくする。バッファ層に切り込みを設ける
方法としては、たとえば、次のＡ１あるいはＡ２を適用
することができる。Ａ１．画素電極を形成する領域を避
け、薄膜アクティブ素子を形成する領域に選択的に無機
バッファ層を形成する。Ｂ２．薄膜アクティブ素子を形
成する領域だけでなく、画素電極を形成する領域にも無
機バッファ層を形成するが、その無機バッファ層のパタ
ーン形状を、画素電極の端と画素電極に信号を与えるた
めのバスラインとの間の部分を選択的に取り除いた形状
にする。

【００１５】耐熱性の仮の基板としては、セラミック
ス、ガラス、金属の単体か、それらが複合された基板を
広く適用することができるが、特にはガラス基板が好ま
しい。ガラスは耐熱性にすぐれるだけでなく、その上に
アクティブマトリックス層やカラーフィルタ層などを正
確に位置合わせしつつ形成することができるからであ
る。そして、ガラスは、前記したように、剥離層の材料
であるポリイミドとの関係からも好適な材料である。

【００１６】次に、アクティブマトリックス層をプラス
チックシート基板の側に接着するための接着層の材料と
しては、熱をかけずに硬化する紫外線硬化型の接着剤が
好ましい。その中でもカチオン重合型のもの、たとえ
ば、エポキシ系の紫外線硬化型接着剤が最適である。塗
布の厚さは、２〜２０μｍ程度であり、充分な接着強度
を得ることができ、透過率を失わない薄さをもつ値に設
定する。こうした接着剤による接着層は、ラミネート時
の押圧条件により膜厚分布に差が生じたり、脇から接着
剤がはみ出したりする。そのため、接着層の部分に、そ
の接着層の厚さを制御するためのスペーサ手段を設ける
ようにするのが良い。スペーサ手段としては、接着層の
中に混入したスペーサ粒子、あるいは保護膜の上に形成
したスペーサパターンなどを用いることができる。スペ
ーサ手段は、比較的に大きな面積をもつ基板の一面に薄
膜アクティブ素子やカラーフィルタ層を飛び飛びに含む
層上に、均一な接着層を形成するために特に有効であ
る。

【００１７】なお、プラスチック材料からなるシート基
板は、シート（枚葉）、ロールのいずれの形態でも用い
ることができ、好ましい厚さは１００〜７００μｍの範
囲である。したがって、ここでいうシート基板は、いわ
ゆるフィルムやシートを含むシート状の部材を包含する
概念である。材料であるプラスチックとしては、ポリエ
ーテルスルホン、ポリエステル、ポリカーボネート、塩
化ビニール、ナイロン、ポリアリレート、アクリル、ポ
リイミド等を適用することができる。

【００１８】

【第１の実施例】図１は、この発明の第１の実施例であ
るアクティブマトリックス層を基板の上から見た図であ
り、図２は、図１の２−２線に沿う部分の拡大断面図で
ある。転写前の仮のガラス基板１０（転写後には、プラ
スチック材料からなるシート基板８０）を上から見ると
き、金属配線である横バスライン７１とゲート配線であ
る縦バスライン７２とが互いにクロスし、マトリックス
状の多数の画素部を区画している。各画素部には、画素
部の大部分を占めるＩＴＯからなる画素電極３０と、各
画素電極３０の一隅に位置し、画素電極３０に対して接
続された薄膜アクティブ素子９０とがある。薄膜アクテ
ィブ素子９０はＴＦＴであり、ゲート電極９４、ドレイ
ン電極９５およびソース電極９９を含む。この第１の実
施例では、各画素部のうち薄膜アクティブ素子９０が占
める領域部分に選択的にバッファ層５１０を形成してい
る。パターン化したバッファ層５１０は、その周囲に切
り込みをもつことになるので、転写しやすく、転写時の
曲げ応力によって画素電極３０を損ねることもない。

【００１９】画素電極３０および薄膜アクティブ素子９
０を含むアクティブマトリックス層を仮のガラス基板１
０上に形成する場合、まず、洗浄したガラス基板１０を
用意し、その一面に剥離層としての透明なポリイミド層
２０を塗布によって形成する。ガラス基板１０の厚さは
０．７〜１．１ｍｍ程度であり、全体として剛性をもっ
ている。このガラス基板１０は、その表面に転写すべき
画素電極３０などを支持する基板であるため、良好な表
面平滑性、たとえば暗室下５０００Ｌｕｘの明るさの反
射光で目視により観察した時にキズや突起等が見えない
程度の表面平滑性（基板表面の外観規格）をもっている
ことが望ましい。また、ポリイミド層２０は、前記した
第１のポリイミドに固形分比で０．１％のシランカップ
リング剤を添加したものであり、その厚さが２〜８μｍ
である。勿論、このポリイミド層２０については、塗布
した後、加熱処理により硬化させる。ガラス基板１０
は、ポリイミド硬化のための加熱処理に充分に耐えうる
ことは勿論である。

【００２０】次に、そうしたガラス基板１０のポリイミ
ド層２０上に、アクティブマトリックス層を形成する。
アクティブマトリックス層の形成は、まず剥離層２０上
にＩＴＯを成膜してからパターンニングによって所定形
状の画素電極３０を得る。この上にプラズマＣＶＤでＳ
ｉＯｘ膜を１００〜２００ｎｍバッファ層５１０として
形成し、さらにバッファ層５１０上にゲート金属を成膜
しパターンニングを行いゲート電極９４およびゲート配
線７２を形成する。ゲート電極配線の材料としては、通
常ＴａＮ、Ｍｏ／Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ／Ｗなどが使用され
るが、プラスチック上に転写するアクティブ素子用とし
てはＡｌが最適である。これは、転写する際に発生する
力や、転写後の製品がプラスチック上になるため、基材
の熱膨張係数が大きく、この部分に大きな力が加わり、
あまりに硬質な金属材料はクラック、断線が発生し易い
からである。その後、プラズマＣＶＤもしくはＥＣＲ−
ＣＶＤでＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｘ膜もしくはその積層膜の
ゲート絶縁膜９１０を３００ｎｍ成膜し、連続してａ−
Ｓｉ（アモロファス−シリコン）のチャンネル層９２を
１００ｎｍ成膜する。その際、成膜温度は剥離層２０の
耐熱温度である２００℃〜３００℃で行う。さらに、連
続してＳｉＮｘ膜のチャンネルストッパ層９３を４００
ｎｍ成膜する。次いで、チャンネルストッパ層９３をパ
ターンニングした後、プラズマＣＶＤでｎ＋ａ−Ｓｉの
コンタクト用ドープａ−Ｓｉ９７を４００ｎｍ成膜す
る。そして、コンタクト用ドープａ−Ｓｉ９７およびチ
ャンネル用ａ−Ｓｉ９２をパターンニングし、さらに、
ゲート絶縁膜９１０、およびバッファ層５１０をパター
ンニングする。その結果、バッファ層５１０（およびゲ
ート絶縁膜９１０）は、画素電極３０上のものが取り除
かれ、ＴＦＴ９０の形成領域のみを選択的に被うことに
なる。この際、画素電極３０などＴＦＴ９０の形成領域
以外の部分について、絶縁層およびバッファ層を幅広く
エッチングで取り除くと、後の転写を転写不良などの問
題を生じることなく有効に行うことができる。最後に金
属配線７１を成膜しパターンニングする。この金属配線
７１の材料も、前述した理由からアルミニウムが望まし
い。このとき、アルミニウムが画素電極３０のＩＴＯと
直接接するように形成すると、ＩＴＯと比べてアルミニ
ウムの仕事関数が小さいので問題が生じるおそれがあ
る。そのため、ＩＴＯとアルミニウム配線との間に、２
００〜３００オングストロームの薄いクロムのバリア電
極を形成する。その後、ガラス基板１０上の画素電極３
０およびＴＦＴ９０を被うように、アクリル系の保護膜
４０を１．５〜５μｍの厚さに形成する。

【００２１】この後、保護膜４０の上にイエロー、マゼ
ンタ、シアンの色画素パターンを含むカラーフィルタ層
５０をフォトリソグラフィ法によって形成する。色画素
パターンの材料として、染料あるいは顔料などの着色剤
をポリイミド樹脂溶液に溶解あるいは分散させた公知の
塗布材料を用いることができる（たとえば、特開平１０
−１７０７１６号）。各色画素パターンはドット形状で
あり、その幅は５０〜２００μｍであり、隣り合う色パ
ターンの間の距離は５〜２０μｍである。また、カラー
フィルタ層５０の厚さは０．２〜２μｍである。この
際、カラーフィルタ層５０の各色画素パターン、ならび
に画素電極３０およびＴＦＴ９０を含むアクティブマト
リックス層は、寸法安定性にすぐれたガラス基板１０上
で位置合わせを行っているので、パターンニングや位置
合わせの上で何ら問題が起こらない。

【００２２】さらに、カラーフィルタ層５０の上を全体
的に被うように、接着層６０を塗布によって形成する。
接着層６０を構成する接着剤としては、紫外線硬化型で
あり、カチオン重合型のエポキシ系の紫外線硬化型接着
剤（旭電化工業株式会社製のＵＶ硬化樹脂ＫＲ４００）
を用いる。塗布の厚さは、２〜２０μｍ程度であり、充
分な接着強度を得ることができ、透過率を失わない薄さ
をもつ値に設定する。このとき、接着層６０の中に、ス
ペーサ手段としてスペーサ粒子、たとえばベンゾグアナ
ミンの４μｍ球形粒子（図示しない）を混入する。スペ
ーサ粒子は、塗布すべき材料の中に予め添加しておき、
基板１０への塗布を行う。この際、接着剤は液状であ
り、スペーサ粒子の大きさよりやや厚めに塗膜の厚さを
コントロールすることが望ましい。この状態でガラス基
板１０とプラスチックシートであるシート基板８０をラ
ミネートすると、膜厚が全面均一の接着層６０を得るこ
とができる。なお、スペーサ粒子の混入量としては、接
着層６０を形成した後で、面内分布量が４０個／ｍｍ^２
程度となるよう調整するのが好ましい。ここで、接着層
６０のエポキシ樹脂は、光硬化によってたとえば数％程
度の体積収縮を生じるが、スペーサ粒子はそうした変化
が生じにくい。そのため、接着層６０の体積収縮に伴っ
てスペーサ粒子の部分に不都合な変形や応力が生じ、画
素電極３０などにクラックが生じることがある。これを
避けるため、スペーサ粒子の粒子径は所定以下の大きさ
にすべきであり、たとえば５．５μｍ以下に設定するの
が好ましい。スペーサ手段としては、スペーサ粒子のほ
か、カラーフィルタ層５０の各色画素パターンの間（こ
の部分は、画素電極３０のパターンがない部分でもあ
る）に、島状あるいはストライプ状にパターニングした
スペーサパターンを用いることもできる。スペーサパタ
ーンは、不都合な変形や応力によって画素電極３０に損
傷を与えるようなことがない。また、スペーサパターン
は、黒色の色材を混入したポリイミド樹脂を利用して形
成することができる。そうすれば、液晶表示をすると
き、表示のコントラストをさらに向上させるというメリ
ットをも得る。

【００２３】この後、接着層６０の側に、ポリエーテル
スルホン材料からなるシート基板８０（厚さが１００〜
７００μｍ）を配置し、画素電極３０およびＴＦＴ９
０、ならびにカラーフィルタ層５０などをガラス基板１
０側からシート基板８０側に転写する。この転写処理に
際しては、シート基板８０側から紫外線を照射するが、
併せて、照射に伴う接着層６０の側（硬化対象物）の温
度上昇を積極的に抑え、できるだけ常温に近い温度にす
る。この転写時、特にダメージを受けやすい画素電極３
０は、剥離層としてのポリイミド膜２０と保護膜４０と
の間にサンドイッチされているため、接着層６０の硬化
および転写に伴う外力から有効に保護される。比較例と
して前記した保護膜４０をなしの状態で同様の材料系で
転写を行ったところ、転写後のアクティブマトリックス
層にはスペーサ粒子、スペーサパターン、および接着剤
の硬化収縮に伴う内部応力に起因したクラックがところ
どころに発生していた。なお、転写に際しては、引き剥
がしにロールを用い、このロールの円周に添って引き剥
がすようにした。用いるロールの直径を５０ｍｍ以上好
ましくは１００ｍｍ以上にすることにより、アクティブ
マトリックス層に無理な曲げの力が加わるのを防ぐこと
ができる。

【００２４】転写後、剥離層としてのポリイミド層２０
を除去する。それは、画素電極３０およびＴＦＴ９０を
含むアクティブマトリックス層と液晶表示のためのドラ
イバーＩＣとの電気的な接続を可能とするためでもあ
り、液晶駆動のための実効電圧の向上を図るためでもあ
る。ポリイミド層２０の除去については、ヒドラジン−
エチレンジアミンを用いた湿式エッチング、またはプラ
ズマのドライエッチングを用いる。

【００２５】

【第２の実施例】図３は、前記した第１の実施例におけ
る図１に相当する図であり、図４は、第１の実施例にお
ける図２に相当する図であって、図３の４−４線に沿う
部分の拡大断面図である。この第２の実施例でも、剥離
層としてのポリイミド層２０上のバッファ層５２０を、
画素電極３０の形成前に形成し、しかも、薄膜アクティ
ブ素子であるＴＦＴ９０が占める領域部分だけでなく、
画素電極３０の領域にも形成するようにしている。バッ
ファ層５２０は、バッファ層としての十分な機能を発揮
するように第１の実施例に準じて１００〜２００ｎｍの
厚さにしている。その代り、そのバッファ層５２０は、
画素電極３０の端と各バスライン７１，７２との間の部
分（図３にスマッジングをした部分）を選択的に取り除
くようにパターンニングしている。バッファ層５２０に
そのような切り込みを入れることにより、切り込んだ端
部から応力を逃がすことができ、応力による画素電極３
０の損傷の発生を有効に防ぐことができる。なお、この
第２の実施例における他の部分の構成は、第１の実施例
の場合と同様であるので、対応する主要な部分に同一の
符号を付け、それらの説明を省略する。

【００２６】バッファ層（５１０，５２０）における切
り込みについては、それに加わる応力をより有効に分断
するため、各バスライン７１，７２あるいは少なくとも
一方のバスラインの走る方向に沿う部分を含むようにす
るのが好ましい。第２の実施例のように画素電極３０の
下にバッファ層５２０がある場合には、ＴＦＴ９０の形
成を終えた後（保護膜４０の形成前）にパターンニング
することにより（場合によっては、その他の絶縁膜と一
緒に）、所定形状の切り込みを入れるのが良い。一方、
画素電極３０上にバッファ層５１０の一部が乗るような
場合、ＴＦＴ９０の形成について、いくつかの異なる方
法をとるとができる。たとえば、ドレイン電極９５を最
後に形成するとすれば、ドレイン電極９５の成膜前にバ
ッファ層５１０を所定形状にパターンニングすることが
できるし、あるいは、ドレイン電極９５と画素電極３０
とのコンタクトのためのパターンニングとは別に、ＴＦ
Ｔ９０の形成後に切り込みのためのパターンニングを行
うようにすることもできる。なお、配線パターンを同時
に形成する場合には、配線の下に確実にバッファ層を残
すようにし、好ましくは、剥離層２０が露出しないよう
にパターンニングするのが良い。

【００２７】また、この発明におけるバッファ層５１
０，５２０の基本思想は、前記した機能を十分に発揮で
きるような厚さをもたせつつ、そこに切り込みを設ける
ことにより応力を分断させるという点にある。したがっ
て、その基本思想に基づいて、切り込みについては、前
記した実施例に限定されることなく、その他の構成をと
ることができる。

【００２８】比較例１前記した実施例と同じ材質で膜厚１μｍの剥離層をガラ
ス基板上に形成した。この剥離層の引っ張り強度は、７
５ｇ／ｃｍであった。この後、実施例と同じ条件で各層
の形成を行った。これを実施例と同じ条件でシート基板
に転写し、実施例と同様の条件でロールから引き剥がし
たが、アクティブマトリックス層のある部分はほとんど
仮の基板側に残り、保護膜とカラーフィルタ層の界面も
しくはカラーフィルタ層と接着層の界面から剥離してい
た。なお、保護膜とカラーフィルタ層の界面もしくはカ
ラーフィルタ層と接着層の界面について、ガラス基板上
に単独で被膜を形成して密着性を評価すると、碁盤目セ
ロテープ（登録商標）試験（ＪＩＳ５４００の８．５．
１）で剥がれなかった。

【００２９】比較例２アクティブマトリックスの金属配線をクロムで形成した
以外は実施例と同じ条件で各層を形成した。これを実施
例と同じ条件でシート基板に転写し、実施例と同じ条件
でロールから引き剥がしたところ、アクティブマトリク
ス層の配線は断線だらけであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す平面図である。

【図２】図１の２−２線に沿う部分の拡大断面図であ
る。

【図３】この発明の第２の実施例を示す平面図である。

【図４】図３の４−４線に沿う部分の拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ガラス基板２０ポリイミド層（剥離層）３０画素電極４０保護膜５０カラーフィルタ層６０接着層７１，７２バスライン８０シート基板９０ＴＦＴ（薄膜アクティブ素子）５１０，５２０バッファ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/336 (72)発明者別宮一郎東京都文京区小石川４丁目14番12号共同印刷株式会社内 (72)発明者新井和己東京都文京区小石川４丁目14番12号共同印刷株式会社内 (72)発明者松本文直東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者金本明彦東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H090 HB03X HB04X HB13X JB02 JB03 JB04 LA02 LA04 LA15 2H092 GA05 HA06 JA03 JA24 JB57 KA05 KA12 KA18 MA01 MA08 MA18 MA19 NA17 NA18 PA01 PA03 PA08 5F110 AA26 AA30 CC07 DD01 DD02 DD12 DD13 EE01 EE03 EE04 EE06 FF02 FF03 FF09 FF30 FF31 GG02 GG15 GG25 GG45 GG46 HK03 HK09 HK16 HK21 NN14 NN24 NN35 NN72 QQ09 QQ16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック材料からなるシート基板の
一面に接着層を介して転写の結果支持されたアクティブ
マトリックス層であって、そのアクティブマトリックス
層は、前記基板の一面にマトリックス状に配列された多
数の画素部と、各画素部の周縁を走り、各画素部に信号
を与えるためのバスラインとを備え、前記画素部には、
各画素部に対応して形成された画素電極と、各画素電極
に対して接続された薄膜アクティブ素子とを含み、さら
に、次の各特徴要件を備える、アクティブマトリックス
層。Ａ．前記薄膜アクティブ素子の電極を支持するバッファ
層があり、そのバッファ層には、バッファ層に加わる応
力を分断するための切り込みが設けられている。Ｂ．前記画素電極と前記バッファ層の上下二面のうち、
一方の面が前記転写のための剥離層に接する側である。Ｃ．前記画素電極の他方の面、および前記バッファ層の
他方の面上の前記薄膜アクティブ素子の上を有機保護膜
が被っている。
【請求項２】前記バッファ層は、前記画素部のうち前
記薄膜アクティブ素子が占める領域部分に選択的に位置
し、それにより、その選択的なバッファ層の周囲が前記
切り込みとなっている、請求項１のアクティブマトリッ
クス層。
【請求項３】前記バッファ層は、前記薄膜アクティブ
素子が占める領域部分だけでなく、前記画素電極の領域
にもわたるが、そのバッファ層は、前記画素電極の端と
前記バスラインとの間の部分が選択的に取り除かれ、そ
れにより、その取り除かれた部分が前記切り込みとなっ
ている、請求項１のアクティブマトリックス層。
【請求項４】前記バッファ層は、電極を含む前記薄膜
アクティブ素子を有効に形成するための下地となる無機
層である、請求項１〜３のアクティブマトリックス層。
【請求項５】前記切り込みは、前記バスラインの走る
方向に沿う部分を含む、請求項１のアクティブマトリッ
クス層。
【請求項６】プラスチック材料からなるシート基板の
一面に、互いに分離されたマトリックス状の画素電極
と、各画素電極に接続された薄膜アクティブ素子とを含
むアクティブマトリックス層を形成するに際し、予め前
記アクティブマトリックス層を、前記プラスチック材料
に比べて耐熱性にすぐれた基板側に形成し、その後に、
そのアクティブマトリックス層を前記シート基板側に接
着層を介して転写する方法であって、前記転写時の応力
から保護するため、前記耐熱性にすぐれた基板上の前記
アクティブマトリックス層を、転写時に剥離部分となる
剥離層と、そのアクティブマトリックス層上を被う有機
保護膜とではさみ込んだ構成とし、しかもまた、前記薄
膜アクティブ素子を有効に形成するための下地となる無
機バッファ層に対し、バッファ層に加わる応力を分断す
るための切り込みを設けるようにした、アクティブマト
リックス層の転写方法。
【請求項７】前記切り込みを設けるため、次のＡ１あ
るいはＡ２のいずれか一つの方法をとる、請求項６の転
写方法。Ａ１．前記画素電極を形成する領域を避け、前記薄膜ア
クティブ素子を形成する領域に選択的に前記無機バッフ
ァ層を形成する。Ｂ２．前記薄膜アクティブ素子を形成する領域だけでな
く、前記画素電極を形成する領域にも前記無機バッファ
層を形成するが、その無機バッファ層のパターン形状
を、前記画素電極の端と画素電極に信号を与えるための
バスラインとの間の部分を選択的に取り除いた形状にす
る。
【請求項８】前記耐熱性にすぐれた基板は、セラミッ
クス、ガラス、金属の単体か、それらが複合された基板
であり、しかも、前記剥離層は、ポリイミド系、アクリ
ル系、エポキシ系の樹脂からなる、請求項６の転写方
法。
【請求項９】前記耐熱性にすぐれた基板上、前記保護
膜の上にさらに接着剤による接着層を含む、請求項６の
転写方法。
【請求項１０】前記接着層の部分に、その接着層の厚
さを制御するためのスペーサ手段を備える、請求項９の
転写方法。
【請求項１１】前記スペーサ手段は、前記接着層の中
に混入したスペーサ粒子、あるいは前記有機保護膜の上
に形成したスペーサパターンのいずれかである、請求項
１０の転写方法。
【請求項１２】アクティブマトリックス層のバスライ
ンを構成する金属配線にアルミニウムを使用する、請求
項６の転写方法。
【請求項１３】前記アクティブマトリックス層は、液
晶カラー表示装置のためのものであり、カラー表示のた
めのカラーフィルタ層が前記有機保護膜の上に形成さ
れ、前記接着層がそのカラーフィルタ層を被っている、
請求項６の転写方法。
【請求項１４】前記剥離層の引っ張り強度が１００ｇ
／ｃｍ以上である、請求項６の転写方法。