JP2001504602A - 大面積電子デバイス用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 能動マトリックスディスプレイデバイス、像検知アレイ等の如き薄膜大面積電子デバイス用の軽量基板（１０）は、表面に薄膜回路素子が設けられる比較的薄いガラス板（１１）に接着した硬質気泡材料製の層（１２）を具えている。通常の密度よりも高いエーロゲル材料を気泡層用に用いることができる。気泡層と薄いガラス板との間にはマイクロレンズのアレイを設けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 大面積電子デバイス用基板 本発明はフラットパネルディスプレイデバイス、例えば液晶ディスプレイデバ イス及び基板上に担持される薄膜回路素子を具えている他のデバイスの如き大面 積電子デバイス用の基板に関するものである。 液晶ディスプレイデバイスは一般に周辺部のまわりにて一緒に密封される２枚 の平坦なガラス基板を具えており、これらのガラス基板の対向する表面間の空隙 内に液晶材料が収容されている。２枚のガラス基板の対向する表面上には電極が 設けられており、これらの電極には必要な表示効果を得るために電位を印加する ことができる。ガラス基板は通常、アライメント層も担持し、カラーディスプレ イデバイスの場合には色フィルタ層を担持する。簡単なディスプレイデバイスで は、電極が、例えば英数字表示情報を提供する表示セグメントを規定することが できる。例えば、コンピュータ用のデータグラフィック表示スクリーン用に用い られるような他のディスプレイデバイスでは、電極が行及び列アドレスラインの 組に接続される表示素子の行列アレイを規定することができる。能動マトリック スディスプレイデバイスでは、各表示素子に通常はＴＦＴ（薄膜トランジスタ） 又はＴＦＤ（薄膜ダイオード）形態の関連するスイッチングデバイスを持たせる ことができ、これらのスイッチングデバイスは一方の基板の内側面上に担持され 、且つアドレスラインに接続される。基板用に用いられるガラス板は比較的安価 であり、しかも一般にその上に電極及び他の必要な層を設けるのに用いられる処 理技法とコンパチブルである。しかし、特に大面積のディスプレイデバイス及び ガラス基板が機器の全重量のかなりの部分を占めるラップトップコンピュータ及 びＰＤＡの如き携帯機器に用いられるディスプレイデバイスでは、ガラス板の重 量が問題になる。プラスチックの基板、例えばポリイミド、ＰＥＴ又はＰＥＳポ リマ材料を用いることも既知であるが、この場合には、例えば斯様なプラスチッ クの基板で安定な液晶セルを作るのに問題がある。その理由は、こうしたプラス チック基板は柔軟性を呈し、しかも例えば電極、アドレスライン及びスイッチン グ 素子の層を形成するのに必要とされるような、基板上に堆積する薄膜のリトグラ フ処理中に基板の寸法安定度が劣るために、難事を引き起こすからである。薄膜 回路素子を担持する基板としてガラス板を用いる同様な大面積電子デバイスの他 の既知の種類のものには、検知アレイ、例えば、ＵＳ−Ａ−５３４９１７４に記 載されているような、ダイオード光検知素子のマトリックスから成る２次元の像 検知アレイ、ＵＳ−Ａ−５３２５４４２及びＵＳ−Ａ−５２７０７１１に記載さ れているような指紋又はタッチ検知アレイ及びＵＳ−Ａ−５２７２３７０に記載 されているような薄膜メモリアレイデバイスがある。 本発明の目的は、上述した諸問題を少なくともかなりの程度克服する大面積電 子デバイス用の基板を提供することにある。 本発明の第１の要点によれば、絶縁表面上にて大面積電子デバイスにおける薄 膜回路素子を担持する基板において、前記基板が硬質気泡材料の層に接着された 薄いガラス板を具えていることを特徴とする。 本発明の他の要点によれば、マトリックスディスプレイデバイス又は検知アレ イデバイスの如き、薄膜回路素子を支える基板を有している大面積電子デバイス において、前記基板が薄いガラス板を具え、該ガラス板の片側にて薄膜回路素子 が担持され、且つ前記ガラス板の反対側が硬質気泡材料製の層に接着されるよう にしたことを特徴とする。 通常のガラス板を斯様な複合構体と置き換えることにより、重量のかなりの軽 減化を果たすことができる。複合構体に用いるガラス板は、このガラス板に必要 とされる構造強度及び構造剛性が気泡材料によって与えられ、この材料そのもの が気泡質であり、容積でガラス材料と比べて気泡材料は軽量なものとし得るから 、かなり薄くすることができる。例えばガラス板の厚さは、通常用いられる約０ ．７〜１ｍｍの厚さのガラス板に比べて約０．１ｍｍの厚さとすることができる 。積層構体の片側を固体ガラスで構成するので、支持体として用いるのに好適な 高品質で、電気的に絶縁性のその表面を薄膜回路層の形成にも利用することがで きる。 硬質気泡材料はエーロゲルとするのが好適である。エーロゲル材料だけで形成 される基板は荒くて、多孔質でもあるため、大面積の電子デバイスの用途に対す る基板として用いるのには適さないが、必要な剛性及び強度を有しており、比較 的軽量でもあるため、薄いガラス板と組合わせて、比較的厚くすれば、これによ り得られる複合構体は上述したような用途の基板に対する要件を満足する。この ような複合構体は、薄いガラス板の片側の上にエーロゲル材料層を直接形成する ことにより容易に作ることができる。エーロゲル材料はゾルーゲル法によって生 成される珪酸塩スポンジとし、これは、例えば窓に用いるための断熱特性用に主 として開発されたものであり、約１％又はそれ以下の低い固体容積分率で生成す ることができ、このことは斯様なエーロゲル材料が軽量で、しかも良好な断熱特 性を有していることを意味する。こうしたエーロゲル材料の成分の性質は共通し ているため、基板の構成材料層の熱膨脹率の如き物理的な特性は似ている。ディ スプレイデバイス及び基板の透明性が必要とされる他の用途にとって重要ことは 、エーロゲルの気泡構造が小さく、一般にその寸法が数ナノメートルから数１０ ナノメートル程度であるので、エーロゲル層の透明性がかなり良好であると云う ことにある。このような気泡構造は光を強力に散乱させることはない。 強固さを増すために、エーロゲル層は通常の密度よりも高くするのが好適であ る。本発明の好適例では、ガラス板の厚さを約０．１ｍｍとする。大面積の電子 デバイスにおける基板表面として使用するのに適している高品質の表面を有し、 しかも斯様な厚さを有する電子グレードのガラス板は市販されている。エーロゲ ル層の厚さ及び密度は基板に必要な剛性及び強度を与えるべく選定する。このた めには、エーロゲル層が、例えば約１０〜３０容積％の密度及び約０．５〜１ｍ ｍの厚さを有するようにするのが望ましい。斯様なエーロゲル層の使用により、 同様な寸法の固体ガラス板に比べて約１０〜３０％軽量となる以外に、寸法及び 機械的安定度も高くなる。 気泡層は必ずしもガラス板に直接接着する必要はなく、中間層を介して接着す ることもできる。特定例では、基板のガラス板と気泡層との間にマイクロレンズ アレイを設けることができる。マイクロレンズアレイ（この用語は、ここではマ イクロプリズムアレイを含むものとする）は、自動立体表示用ディスプレイデバ イスの如き所定の種類のマトリックスディスプレイデバイスにて、表示画素に入 力されたり、画素から出力される光を制御又は指向したりするのに用いられる。 このようなマイクロレンズアレイをディスプレイデバイスに取り付ける別のガラ ス板上にて担持することがよくある。従って、ディスプレイデバイス用に使用す る基板内にマイクロレンズアレイを組込むことは、さらに別の基板を用いる必要 がないことにより、さらなる軽量化にとって有益である。さらに、画素アレイの 薄膜素子を支える基板内にマイクロレンズを設けるため、マイクロレンズの素子 と画素とを正確に整列させることができる。さらにまた、マイクロレンズアレイ を薄いガラス板に隣接して位置づけ、従って実際の画素に極めて近づけるために 、光学的にも有利である。斯様な基板は、例えばマイクロレンズ素子を用いて到 来光を光電性素子の上に向けたり、又は集中させたりする像検知デバイスのよう な、他の大面積電子デバイスに用いることもできる。 マイクロレンズアレイは、例によって既知の材料及び技法を用いてガラス板の 表面上に直接形成することができるが、レジンモールド法で形成してから、気泡 層を堆積して覆うのが好適である。このようなマイクロレンズアレイの全体の厚 さは約１０μｍ程度とすることができ、従って基板の厚さが不当に厚くなること はない。マイクロレンズアレイの光学的な性能は、それを基板内に埋め込んでも さほど悪影響を受けることはない。マイクロレンズアレイ及び気泡層を形成する のに用いる材料の屈折率に応じて光出力が僅かに失われるに過ぎない。 マイクロレンズ素子の形状は変えることができ、例えば使用目的に応じて、球 状か、楕円、トロイド状か、又は細長い円筒状のような既知の任意形状とするこ とができる。マイクロレンズアレイは、隣接するマイクロレンズ素子が互いに結 合する連続層の形態で設けるか、マイクロレンズ素子が互いに僅かに離間するよ うに設けることができる。前者の場合には、マイクロレンズアレイが気泡層とガ ラス板とを物理的に分離し、気泡層はアレイを介してガラス板に接着される。後 者の場合には、気泡層が個々のマイクロレンズ素子のまわりに延在することがで き、しかもレンズ素子間の空所にてガラス板の表面に接触するため、気泡層とガ ラス板との間の接着が直接部分的に行われる。 エーロゲル材料以外の気泡材料を利用できることが想定される。透明性が所望 される場合には、気泡ガラス構体を用いることができる。所定のガラス組成物は 凝固時に相分離を受けて、相互浸透する連続気泡の網状構造になる。この網状構 造は選択的なエッチングにより１つの相を除去することにより出現させることが できる。このようにして得られる構体は多孔質であり、従って軽量である。この ガラス気泡構体はシートとして形成して、薄い固体のガラス板に接着して複合基 板とすることができ、固体のガラス板は、例えば薄膜処理技法に使用するのに適 している高グレードのガラス材料製とする。しかし、多相組成物のシートを用い 、これをその厚さの一部分のみにわたって選択的にエッチングして、片側に比較 的薄い固体層を残すようにすることもできる。固体層の性質、従って後の処理段 階とのコンパチビリティは元のガラス組成物によって規定されるけれども、それ は所定の用途に適うようにすることができる。 本発明による大面積電子デバイス用の基板及び斯種の基板を組込むデバイスを 添付図面を参照して実施例につき説明するに、ここに： 図１は本発明による基板の実施例の一部を示す図式断面図であり； 図２は、図１の基板を用いる大面積電子デバイス、この例では液晶ディスプレ イデバイスの一部を示す図式断面図であり； 図３は本発明による基板の他の例の一部を示す断面図であり； 図４は図３の基板の変形例である。 図面は単に図式的に示したものであって、実寸図示したものではない。特に、 層又は領域の厚さの如き所定の寸法は拡大してあるが、他の寸法は縮小してある 。図面を通して、同じか、又は同様な部分を示すものには同じ参照番号を用いて 示してある。 図１を参照するに、基板１０は市販の電子グレードの薄いガラス板１１の片側 にシリカエーロゲルから成る軽量の気泡材料層１２を一体構成となるように設け て形成される電気に絶縁性で、光学的に透明の積層構体で構成する。 基板はガラス板１１の表面上にエーロゲル層１２を直接形成することにより製 造される。エーロゲルはゾル−ゲルから生成して超臨界的に乾燥させた高多孔性 、代表的には９８％までの多孔率を有する材料とする。エーロゲル層を形成する のには既知の技法を用いることができる。この技法の例についてはＵＳ−Ａ−５ ３５８７７６に開示されている。要するに、この明細書によるエーロゲルの生成 法では、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）及び／又はテトラメトキシシラン（ Ｔ ＭＯＳ）を加水分解し、且つ凝固させてゲルを生成し、そして超臨界的な抽出処 理を行って、低密度のシリコンガラスの網状構造を生成する。この一段ゾル−ゲ ル法によって密度が２０〜１１００ｍｇ／ｃｃの材料を生成することができる。 斯かる米国特許の明細書に記載されている他の例の方法は２段抽出法を用いるも ので、これは一段法に必要とされるよりも温度及び圧力を下げることができ、し かもゲルを生成するのに稀釈溶液を必要としないでも、部分的に加水分解され、 部分的に縮合されたポリシリケート混合物が生成され、この混合物ではアルコー ルが溶剤として置換されてから、超臨界的に抽出される。系からアルコールをパ ージするには液体二酸化炭素を用い、次いで例えば系を比較的低い温度に加熱す ることにより、置換した二酸化炭素をオートクレーブの如き乾燥ユニット内で追 い払って、密度が３〜９００ｍｇ／ｃｃの範囲内の極めて低密度の二酸化エーロ ゲルを残すようにする。 ガラス板１１上にエーロゲル層１２を形成するに当たっては、ゲル化する前に 先駆物質の溶液を、例えばスピンニングによってガラス板の上側表面上に被着し て、形成するエーロゲル層がガラス板１１に直接接触して接着するようにする。 この特定実施例では、ガラス板１１を約０．１ｍｍの厚さのガラスマイクロ− シートとし、且つエーロゲル層を約０．５ｍｍ〜１ｍｍの厚さに形成する。エー ロゲルは、例えば固体含有量が１％のように低い極めて多孔質のものとすること ができるが、使用するエーロゲル層１２の密度は通常のものよりも高くし、好ま しくは固体成分が約１０〜３０％として、基板が大底の大面積電子デバイスの用 途に十分適う剛性及び強度を有するようにする。溶剤を超臨界的に抽出した後に は、エーロゲル層１２がガラス板１１の表面に溶けた状態で残存する。 このような複合構体では、ガラス板１１の、エーロゲル層１２とは反対側は高 品質の表面を成し、この表面は大面積電子デバイスに必要とされるような薄膜構 体を上に形成する支持体として用いるのに好適である。ガラス板は耐薬品性が高 いので、標準の薄膜堆積及びパターニング法を用いることができる。斯様な薄膜 は、例えば導電性の線、トラック又は電極を形成するＡｌ，Ｃｒ又はＩＴＯの如 き金属の導電層や、水素化アモルファス又は多結晶シリコンの如き半導体材料の 層及び例えばシリコン窒化物又はシリコン酸化物の絶縁層とすることができ、こ れらの各層を、例えばホトリソグラフィによる画成及びエッチング法によって基 板上に堆積して、パターン化することにより所望構体を形成する。ガラスと、シ リカのエーロゲル材料とから成る基板は斯様な目的（例えば、ＰＥＣＶＤ）に通 常用いられる堆積及び画成法と全くコンパチブルである。基板は強固で、しかも 耐衝撃性でもあるので、それは製造環境にて取り扱い易く、しかも適度な寸法安 定性を呈する。重要なことは、基板が目下用いられているむくのガラス板よりも 遥かに軽量となるため、携帯用途向けの大面積電子デバイスに用いるのが有利な ことにある。エーロゲル層１２の、ガラス板１１とは反対側の表面は比較的荒く 、多孔性でもあるが、このことは予想される基板の大底の用途にとっては殆ど問 題になることはない。しかし斯かる表面には、必要に応じて、例えばＳＯＧ（ス ピン−オン−ガラス）のような保護用の封止層、シリコン酸化物又はポリイミド の如きプラスチック材料を被着することができる。 ガラス板１１の厚さは、必要ならば増やすことができ、この場合には、エーロ ゲル層１２の厚さ及び／又は密度をそれに応じて変えることができる。 図２は能動マトリックス液晶ディスプレイデバイスを具えている大面積電子デ バイスにおける基板の使用法を示している。この特定例では、デバイスの双方の 基板を上述したタイプのものとする。２つの基板１０は、これら基板のガラス板 が互いに対向して離間され、且つ基板の周辺部のまわりにて一緒に密封されて、 これらの基板間に液晶材料を収容すべく配置する。上側の基板１０はその内側面 上にて、ＩＴＯ製の１つ以上の透明電極２２及びこれらの電極の上に横たわるＬ Ｃのアライメント層２３を担持する。カラーディスプレイデバイスの場合には、 この基板が色フィルタ素子のアレイ及び個々の色フィルタを囲む黒マトリックス 材料も既知の方法にて担持する。下側の基板１０はその内側面上にて、ＩＴＯの ような透明の導電材料製で、各々がＴＦＴ又はＴＦＤの形態の関連する薄膜スイ ッチングデバイス２６に接続される個々の画素電極の行列アレイ２４を具えてい る薄膜回路素子と、一組以上のアドレスラインとを担持し、例えば３端子のＴＦ Ｔの場合には行と列のアドレスラインの組をスイッチングデバイス用に用い、２ 端子のＴＦＤの場合には行アドレスラインの組だけを用いる。下側基板上のこれ らのコンポーネントの上には別のＬＣアライメント層２７がある。能動マトリッ クス液晶ディスプレイデバイスは周知であり、基板上に設ける薄膜回路素子及び 層の性質及び製造についてはここで詳述する必要はないと思われるので、その説 明は省略する。ＴＦＴ及びＴＦＤディスプレイデバイス及びそれらの製造方法の 代表的な例についてはＵＳ−Ａ−５１３０８２９及びＥＰ−Ａ−０６４９０４８ にそれぞれ開示されている。 透過動作モードに対しては、偏光膜２９を２つの基板１０の外側面上に設ける 。これらの基板は透明であり、しかもこれらの各基板におけるエーロゲル層１２ の孔が極めて小さく、例えば数ナノメートルに過ぎないため、光が基板のこのコ ンポーネントによって強力に散乱することはない。 基板は、例えば２つの両基板の対向する内側面上にて担持される互いに交差す る透明の電極組を有する受動液晶ディスプレイデバイス及び液晶材料以外の電気 −光学材料を用いるディスプレイデバイスにも用いることができる。 基板は他の大面積電子デバイスのアプリケーション、例えば共通の絶縁基板上 にて関連するアドレスラインと一緒に担持される異なるタイプのＴＦＤを具えて いるいる薄膜回路素子へのアレイを有するＵＳ−Ａ−５２７２３７０に記載され ている種類のメモリデバイスや、各検知素子がスイッチングデバイスを含む薄膜 回路を具え、絶縁基板上に担持される検知素子のアレイを有するＵＳ−Ａ−５２ ７０７１１に記載されているようなタッチ式の検知アレイや、ＵＳ−Ａ−５３４ ９１７４に記載されているような、共通の基板上に担持される薄膜ホトダイオー ド及び関連する薄膜スイッチングデバイスを具えている像検知アレイに用いるこ とができる。 所定の種類のマトリックス型のフラットパネルディスプレイデバイス用のアプ リケーションにとっては、入力か、出力側のいずれかにて画素を通過する光を指 向させたり、集束させたり、発散させたりする目的のために、ディスプレイデバ イスに光学レンズアレイを関連づける必要がある。例えば、球状マイクロレンズ のアレイを透過形のＬＣＤの内側に位置させ、入力光が画素のアパーチャを通過 するように、一般に平行な入力光を集光して、集束させる目的のために、各マイ クロレンズ素子をそれぞれの画素と整列させることができる。ＬＣＤの出力側の 上に位置させる同様なアレイにおける関連するマイクロレンズ素子は、画素を通 過する光を集光して、それをほぼ平行な経路に戻す。このようにして、さもなけ ればＬＣＤの構成におけるアドレスラインや、スイッチングデバイスや、黒マト リックスのような、不透明又は反射性のコンポーネントによって吸収されたり、 又は反射されたりすることのあるパネルの内側に向けられる光を積極的に利用し て表示出力の一部を成すようにする。従って、このようなマイクロレンズアレイ は、光損を最少とし、且つ光のスループットを最大とする必要がある場合には有 益である。 マイクロレンズアレイは、フラットマトリックスディスプレイパネルと組合わ せて、自動立体画像ディスプレイデバイスを形成するのにも用いられる。この場 合にはマイクロレンズアレイを、マトリックスディスプレイパネルの出力側の上 に位置づけられるレンチキュラースクリーン形態にて設ける。レンチキュラー素 子は画素を拡大して、これらの画素をユーザの目の前に投映する。各マイクロレ ンズ素子又はレンチキュールは、通常２つ以上の隣接する画素列の上に位置する ように配置する。ディスプレイパネルには２つ以上の異なる像が垂直方向にイン タレースされる態様にて同時に表示され、各像は見る人のそれぞれの目に立体効 果をも持たらすように入る。このようなディスプレイデバイスの例については、 C.vanBerkel外による論文“Multi-View ３Ｄ−ＬＣＤ”（S.P.I.E.Proceedings 発行、Vol.２６５３、第３２〜３９頁）に記載されている。 マイクロレンズアレイを用いるディスプレイデバイスのこうした例では、ディ スプレイパネルの上に取り付けられるガラス基板の上にマイクロレンズアレイを 設けるのが普通である。このことは、ディスプレイパネル、特に、自動立体表示 目的に用いられるような大面積電子ディスプレイパネルの場合に、その全重量が 重くなるだけでなく、マイクロレンズ素子とディスプレイパネルにおける画素と を正確に整列させる必要がある。さらに、このような配置では、マイクロレンズ 素子が、ディスプレイパネルに介在しているガラス基板の厚さに少なくとも等し い距離だけ画素平面から離間される。光学的な有利性は、マイクロレンズアレイ を画素平面に接近させて位置させる場合、例えばマイクロレンズ素子をフィール ドレンズとして作用させて、光が不所望に広がらないようにする場合や、短い焦 点距離だけを必要とする場合に得られる。 図３は本発明による基板の他の実施例の一部を示す断面図であり、これは基板 構体に埋め込んだマイクロレンズアレイを具えている。図３を参照するに、マイ クロレンズアレイ３０はエーロゲル層１２とガラス板１１との間に設けられてい る。この基板を製造するに当たっては、厚さが例えば約１５μｍの粘性の感光性 レジストをガラス板１１の表面に被着してから、このレジストを必要なレンズパ ターンを規定するマスクを経て露光して、現像することにより円形又は細長形の レジスト島のアレイを生成する既知の方法でマイクロレンズのアレイを形成する ことができる。この場合には斯くして得られる構体をレジストが溶融する約１５ ０℃の温度に加熱又は焼き付けて、各島を表面張力によりレンズ形状に引き抜く ようにする。 しかし、マイクロレンズアレイは、レンズ素子に対する必要な形状を決定する と共にガラス板１１の表面に押し当てる成形用具の上にＵＶ感光性樹脂を被着す る既知の成形法を用いてガラス板１１の表面上に形成するのが好適である。この 場合にはポリマをＵＶ放射に曝して硬化させてから、ガラス板の表面上に付着す るように形成したマイクロレンズを残して成形用具を取り外す。このような方法 は、リフロー感光性レジスト技法よりもむしろガラス板の表面上に連続するマイ クロレンズの層を生成するのに好適である。図３に示した例の基板におけるマイ クロレンズアレイ３０はガラス板の表面上に連続した延在する層から成り、この 層のガラス板とは反対側の表面が凸状の隣接領域を具えており、これらの各領域 がレンズ素子３１を成している。こうした領域はドーム状としたり、球状、トロ イド状、楕円形、或いは一部が円筒状をしている細長形状としたりすることがで きる。図４にはマイクロレンズアレイの変形例を示してあり、このアレイの個々 のマイクロレンズ素子３１は互いに結合しておらず、ガラス板１１の表面上にて 互いに僅かに離間している。 マイクロレンズアレイを形成するのには別の他の既知の方法を用いることもで きることは明らかである。マイクロレンズアレイは、樹脂膜を介してガラス板１ １に固着される別個の薄いガラス板にてイオン交換法により形成されるグレーテ ッドインデックスタイプのものとすることができる。 ガラス板１１上にマイクロレンズアレイを形成した後には、エーロゲル材料層 １２をマイクロレンズアレイ３０の表面及び隣接するマイクロレンズ素子を互い に僅かに離間させる場合（図４）におけるガラス板１１の露出表面の上に直接形 成して、マイクロレンズ素子の露出表面を囲んで、直接完全に覆うようにする。 従って、エーロゲル層１２の内側面はマイクロレンズアレイの輪郭を反映し、こ のマイクロレンズアレイに直接接触する。前述した例と同様に、エーロゲル層の 外側面は平坦とし、しかもガラス板１１の平面にほぼ平行とする。図３の基板構 体のエーロゲル層は実際にはマイクロレンズアレイ３０を介してガラス板１１に 接着するのに対し、図４の基板構体では斯様な接着を、一方ではマイクロレンズ アレイを介して、他方ではエーロゲル層１２の部分とガラス板１１の表面との間 の直接接触により達成する。前述したように、ガラス板１１の外側面は、これに 薄膜回路素子を形成すべく高品質な表面とする。 基板を製造する他の方法では、エーロゲル層１２を表面形状が、必要とするマ イクロレンズアレイの形状に整合する成型用工具の上に形成して、マイクロレン ズ素子の形状がエーロゲル層の表面に形成されるようにすることができる。次い で工具を取り外し、エーロゲル材料の整形した表面上に樹脂を被着し、これを硬 化させて、マイクロレンズアレイを形成するようにし、この樹脂層のエーロゲル 材料とは反対側の表面を平坦にする。次いでこの構体に薄いガラス板１１を、で きることなら別の薄い樹脂層を接着用に用いて取り付けて、図３又は図４の基板 構体が得られるようにする。 基板の各層の厚さは、例えば次のような厚さとすることができる。ガラス板１ １の厚さは約１００μｍとすることができ、マイクロレンズアレイ３０の厚さは 約１０μｍとすることができ、エーロゲル層の厚さは約９００〜１０００μｍと することができる。 マイクロレンズアレイ３０に用いるポリマ樹脂の屈折率はガラス板１１のそれ に似たものとし、即ち約１．５とし、透明のエーロゲル層の屈折率はかなり低く し、例えば約１．０〜１．１とする。マイクロレンズアレイを基板構体の内部に 埋設するけれども、マイクロレンズ素子の性能は劣化せず、しかも光出力の損失 もさほどない。 図３及び図４に示した種類の基板は、前述した例の方法に似た方法で、例えば 図２のフラットパネルＬＣディスプレイデバイスにおける一方又は双方の基板に 代えて、大面積電子デバイス用に用いることができる。埋設マイクロレンズアレ イを有する基板は、ディスプレイパネルの基板上に取り付けるマイクロレンズア レイを担持する別のガラス板を用いる必要がないことにより、さらなる軽量化の ためになる。マイクロレンズ素子及び画素アレイの薄膜素子を別個の基板ではな くて、同じ基板によって担持するので、マイクロレンズ素子と表示画素アレイと を容易に整列させることができる。さらに、マイクロレンズ素子が画素平面の近 くに位置づけられるため、これらのマイクロレンズがフィールドレンズとして作 用し、不所望な光の分散作用を防ぐことができる。 基板は、例えばそれぞれのマイクロレンズ素子が光電性素子に入射する光を集 束又は集中させるマイクロレンズアレイを用いる種類の大面積の像検知アレイに も用いることができる。マイクロレンズを内蔵する基板は薄膜光電性素子を担持 するのに用いることができる。 アレイのマイクロレンズ素子に必要とされる機能に応じて、これらのマイクロ レンズ素子の形状、寸法及びピッチを変えることができる。例えば、球形又は円 筒状に引き伸ばしたような所定形状のマイクロレンズについて述べたが、アレイ のマイクロレンズ素子は、隣接する表面が平滑に彎曲するのではなくて、平坦に なるように構成することができる。この点に関し、マイクロレンズ素子とはマイ クロプリズム素子を含むものと理解すべきである。 上述したいずれの例にも層１２用にエーロゲル以外の軽量気泡材料を用いるこ とができる。例えば、層１２は凝固する際に相分離するタイプのガラス組成物に より形成することもできる。この場合には２つ以上のガラス相から成る相互浸透 する網状構造となる。この相分離が生じた後に、一方の相を他方の相に影響を及 ぼさない選択性のエッチング剤を用いてエッチング除去して、連続気泡構造を残 すようにすることができる。或いは、基板１０の全体を斯様なガラス組成物を用 いて生成し、この際、薄いむくのガラスの表面領域を残すように片側からガラス 板を制御してエッチングすることによりガラス板１１を構成するようにし、別の ガラス板を不必要とすることができる。層１２用に用いる軽量気泡材料は、必ず しもエーロゲルの多孔質構造のような連続気泡構造を有するものとする必要はな く、独立気泡又は双方の気泡を併せ持つようなものとすることもできる。 本発明は上述した例のみに限定されるものではなく、他の変更を加え得ること は当業者に明らかであり、こうした変更には、薄膜大面積電子デバイス用の基板 及びその構成部品の分野にて既に知られており、しかもここで既に述べたような 特徴の代わり又はこうした特徴に加えて用いることができる他の特徴を含めるこ とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＫＲ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 絶縁表面上にて大面積電子デバイスにおける薄膜回路素子を担持する基板に おいて、前記基板が硬質気泡材料の層に接着された薄いガラス板を具えている ことを特徴とする基板。 2. 前記気泡材料がエーロゲルから成ることを特徴とする請求の範囲２に記載の 基板。 3. 前記エーロゲルが約１０〜３０容積％の密度を有することを特徴とする請求 の範囲２に記載の基板。 4. 前記ガラス板が約０．１ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求の範囲１ 〜３のいずれか一項に記載の基板。 5. 前記気泡材料が相互浸透する連続気泡の網状構造を有するガラス材料から成 ることを特徴とする請求の範囲１に記載の基板。 6. 前記気泡材料の層と前記ガラス板との間にマイクロレンズアレイが設けられ ることを特徴とする請求の範囲１又は２に記載の基板。 7. 前記マイクロレンズアレイが前記ガラス板の表面上に直接担持され、且つ前 記気泡材料の層が前記マイクロレンズアレイを直接覆うようにしたことを特徴 とする請求の範囲６に記載の基板。 8. 前記気泡材料の層が前記マイクロレンズアレイを介して前記ガラス板の少な くとも一部に接着されるようにしたことを特徴とする請求の範囲７に記載の基 板。 9. 前記マイクロレンズアレイが成型樹脂材料から成ることを特徴とする請求の 範囲６に記載の基板。 10．薄膜回路素子を担持する基板を具えている大面積電子デバイスにおいて、前 記基板が請求の範囲１，２又は６に記載の基板から成り、且つ前記薄膜回路素 子が前記薄いガラス板の表面上に担持されるようにしたことを特徴とする大面 積電子デバイス。