JP2003022032A - 機能素子基板の製造方法および機能性パネルの製造方法 - Google Patents
機能素子基板の製造方法および機能性パネルの製造方法Info
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Abstract
ルおよびその機能性パネルを生産性良く製造する機能性
パネルの製造方法を提供する。 【解決手段】 ガラスから成る基板1上にバリア層2お
よび機能素子層3を形成した機能素子基板10と、ガラ
スから成る基板11上にバリア層12およびカラーフィ
ルタ層13を形成したカラーフィルタ層20とを液晶層
25を介して貼り合わせる。次に、基板1を薄層化し
て、柔軟性を有する帯状のベースシート6に貼り付け
る。そしてベースシート6を移動させながら、基板11
の薄層化、基板27の接続、カバーフィルム16の貼り
付けおよびベースシート6の分断を連続して行う。ベー
スシート6を移動させながら各工程を連続して行うの
で、生産性が向上する。
Description
(TFT)などの機能素子を、柔軟性を有するシートに
貼り付ける機能素子基板の製造方法および機能性パネル
の製造方法に関する。
sistor)を用いて液晶ディスプレイなどを製造する場合
は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などによ
ってガラスなどの透明基板上にTFTを形成する。TF
Tを基板上に形成する工程は高温処理を伴うため、軟化
点および融点が高く耐熱性に優れる材料を基板に用いる
必要がある。そのため、現状では500℃前後の耐熱性
を有する耐熱ガラスが基板として使用されている。
板を製造するための条件を満たす必要がある。しかし機
能素子が形成される基板は、製品化された後の実使用の
際に有効な特性を持たない場合がある。
FTを用いた液晶ディスプレイを製造する場合に適した
基板であるが、その反面、ガラス基板は重く、割れ易
く、変形に弱いという性質を持つ。現在需要が急増して
いる携帯電話または携帯端末などの携帯用電子機器製品
に用いられる液晶ディスプレイでは、安価で軽く、変形
に耐え、落下に対しても破損しない基板が必要である。
ところが、このような基板は製造工程で必要な耐熱性を
持たず、また基板搬送の際に基板の反りが大きいなどの
問題がある。すなわち、製造条件から基板に求められる
特性と製品化された後の基板に求められる特性との間に
隔たりがあり、両者の特性を同時に満足させる基板の選
択は極めて困難である。
れている薄膜素子の転写方法では、機能素子である薄膜
素子と製造時に使用する基板との間に分離層を形成し、
基板側からレーザ光を照射して分離層で剥離を生じさ
せ、薄膜素子を製造時に使用する基板から剥離させた
後、薄膜素子を製品で使用する基板に転写することで、
製造時に使用する基板と製品で使用する基板とを分けて
いる。
ている液晶表示素子の製造方法では、プラスチック基板
が熱変形を起こす温度よりも低い温度で処理する前半工
程をロールツーロール方式で流し、後半工程は枚葉式で
流すことによって、プラスチック基板を用いた液晶表示
素子を生産性良く製造し、かつその耐久性、信頼性を向
上させることができる。
31号公報に開示されている薄膜素子の転写方法では、
分離層にレーザ光を吸収させて薄膜素子と基板とを剥離
させるとき、熱が発生して薄膜素子が加熱されるため、
薄膜素子の性能が低下するという問題を有する。
プラスチック基板を用いた液晶表示素子を生産性良く製
造する方法が開示されている。機能素子がないパネルを
製造する場合、この液晶表示素子の製造方法は有効であ
るが、機能素子を有するパネルを製造する場合、機能素
子を形成する最初の工程で高温処理を伴うので、この液
晶表示素子の製造方法は適さない。
を拡大するために、パネルを2枚並べてパッケージし、
蝶番などで結合させて使用している。このような液晶デ
ィスプレイは、2枚のパネルの間に表示不可能な領域が
存在し、連続した映像または文字を表示しにくいという
問題を有する。今後、携帯用電子機器製品の液晶ディス
プレイは、表示領域の拡大を図るために、大型の画面ま
たは複数の画面を使用して画像情報を表示する必要があ
る。また携帯用電子機器製品の液晶ディスプレイは、使
用しないときに、携帯しやすいように収納できる必要が
ある。
に備えた機能性パネルおよびその機能性パネルを生産性
良く製造する機能性パネルの製造方法を提供することで
ある。
有する機能性パネルを効率良く製造する機能性パネルの
製造方法を提供することである。
子を形成した基板の裏面から厚さを減少させることで基
板を薄層化し、前記薄層化した基板に、柔軟性を有し、
薄層化した基板を補強する補強層を形成することを特徴
とする機能素子基板の製造方法である。
機能素子を形成するのに適しているが重い。そこで、基
板を薄層化して軽量化すると、割れ易くなるなどの問題
を有する。そこで、本発明では、薄層化した基板に、た
とえばシートを貼り付けたり、高分子溶剤を塗布して硬
化させたりして、柔軟性を有する補強層を形成する。こ
のようにして、信頼性が高く、軽量で携帯性を備えた機
能素子基板を製造することができる。
る必要はなく、製品に求められる性質に応じて選ぶこと
ができる。したがって、従来の製造工程をそのまま用い
て、製品に求められる性質を有する機能素子基板を製造
することができる。
基板の薄層化時に機能素子を保護するバリア層を形成す
ることを特徴とする。
バリア層が形成されるので、基板を薄層化する際にバリ
ア層がストッパとしての役割を果たし、基板を均一に薄
くすることができる。
の条件の管理を容易にすることができる。
化物から成ることを特徴とする。本発明に従えば、バリ
ア層は、ガラスと比べて硬く、耐薬品性を有する金属の
酸化物から成るので、基板を薄層化する際に機能素子を
保護できる。
ることを特徴とする。本発明に従えば、基板は耐熱性お
よび耐食性などを有するガラスから成るので、性能の良
い機能素子を基板に形成することができる。
から成ることを特徴とする。本発明に従えば、転写体は
有機高分子から成るので、耐衝撃性に優れ、軽量な機能
素子基板を製造することができる。
た基板と他の基板とを貼り合わせて作製されたパネルの
少なくとも一方の基板を薄層化し、柔軟性を有し、薄層
化した基板を補強するための転写体に転写することを特
徴とする機能性パネルの製造方法である。
の基板を薄層化し、柔軟性を有する転写体に転写するの
で、従来の製造工程をそのまま用いて、製品に求められ
る性質を有する機能性パネルを製造することができる。
トであり、シートを送り出しながら順次パネルを貼り付
け、洗浄、基板実装、分断の少なくともいずれかの処理
を含む工程を、パネルを貼り付けたシートを送り出しな
がら、連続して行うことを特徴とする。
トを送り出しながら、各工程を連続して行うので、生産
性を向上させることができる。
基板の薄層化時に機能素子を保護するバリア層を形成す
ることを特徴とする。
バリア層が形成されるので、基板を薄層化する際にバリ
ア層がストッパとしての役割を果たし、基板を均一に薄
くすることができる。
の条件の管理を容易にすることができる。
化物から成ることを特徴とする。本発明に従えば、バリ
ア層は、ガラスと比べて硬く、耐薬品性を有する金属の
酸化物から成るので、基板を薄層化する際に機能素子を
保護できる。
ることを特徴とする。本発明に従えば、基板は耐熱性お
よび耐食性などを有するガラスから成るので、性能の良
い機能素子を基板に形成することができる。
から成ることを特徴とする。本発明に従えば、転写体は
有機高分子から成るので、耐衝撃性に優れ、軽量な機能
性パネルを製造することができる。
り合う2つ以上のパネルを残してシートを分断すること
で、複数のパネルが接続して一体化された機能性パネル
を製造することを特徴とする。
化されるので、各パネルがつながった状態の機能性パネ
ルを製造することができる。
保護のために、紫外線の照射によって粘着力が変化する
保護フィルムを用いることを特徴とする。
子保護のために、紫外線の照射によって粘着力が変化す
る保護フィルムを用いるので、基板を薄層化したパネル
から保護フィルムを剥離する際、パネルに負担をかけず
に保護フィルムを剥離することができる。
る機能性パネルの製造方法を用いて液晶パネル34を製
造する場合の工程図である。以下、この図1を参照し
て、液晶パネル34の製造方法について説明する。
タルの薄膜をスパッタ法で形成する。このタンタルを陽
極酸化して酸化タンタルにし、バリア層2とする。バリ
ア層2の上に、ゲート電極配線、ゲート絶縁層形成、ア
モルファスシリコンの半導層形成またはソース電極配線
などを順次行いTFTを形成した機能素子層3を形成す
る。このようにして機能素子基板10が得られる。同様
にしてガラスから成る基板11上にバリア層12を形成
し、バリア層12の上にカラーフィルタ層13を形成す
る。このようにしてカラーフィルタ基板20が得られ
る。
基板20との間にプラスチックのビーズを散布して、機
能素子基板10とカラーフィルタ基板20とを貼り合わ
せる。このとき、機能素子層3およびカラーフィルタ層
13が内側となるようにする。機能素子基板10とカラ
ーフィルタ基板20との間にプラスチックのビーズを散
布するのは、基板間隔を均一に5μmにするためであ
る。機能素子基板10とカラーフィルタ基板20とを貼
り合わせた後、基板間に液晶を注入し、注入口を封止し
て液晶層25を形成する。このようにしてパネル30が
得られる。
11が同時に薄層化されるのを防ぐために、保護フィル
ムとして耐酸性を有するUV(紫外線)シート26をパ
ネル30の基板11上に貼り付ける。UVシート26
は、紫外線を照射することによって粘着力が低下するア
クリル系の接着材を使用したシートである。UVシート
26は、エッチングによって薄層化されたパネルに負担
をかけずに剥離することができる。またパネル30の周
囲からエッチング液が滲入するのを防止するために、あ
るいはパネル30の接続端子の浸食を防ぐために保護を
行う。接続端子の平坦な部分には、UVシート26と同
様のUVシート29を貼り付ける。段差部分および周囲
には、アクリル系もしくはフッ素系のエッチングに耐え
られる樹脂28を塗布し、硬化させる。UVシート26
の厚さが200μm程度であれば、凹凸がある部分でも
カバー可能であるため、パネル30の接続端子部分もU
Vシート26で保護可能である。
を、フッ酸の水溶液から成るエッチング液を用いてエッ
チングする。バリア層2である酸化タンタルは上記のエ
ッチング液に溶解しない。したがって、バリア層2、機
能素子層3、液晶層25、カラーフィルタ層13、バリ
ア層12、基板11、UVシート26および薄くなった
基板1aで構成された層が残る。すなわち薄層化された
パネル32が残る。基板1は部分的に完全除去してもよ
い。次に薄層化されたパネル32からUVシート26お
よびUVシート29を剥離して純水でリンスし、乾燥さ
せる。
ト6にパネルを貼り付けてロールツーロール方式で液晶
パネル34を製造する。
で、ロールツーロール方式による工程を示す概略図であ
る。図2は概略図であるため、各ベースシート駆動ロー
ラ57のサイズは小さいが、実際のベースシート駆動ロ
ーラ57は、パネルに負担をかけない形状にする必要が
ある。たとえばベースシート駆動ローラ57自体に柔軟
性を持たせて、パネルが接触してもなじむようにする。
あるいは、ベースシート6が折れ曲がる所で、ベースシ
ート6が、直角に折れ曲がらず、緩やかに曲がるように
する。たとえば、ベースシート6が45度以下の角度で
折れ曲がるようにする。
板1の薄層化が完了したパネルをベースシート6に貼り
付ける。このとき、薄くなった基板1a側をベースシー
ト6に貼り付ける。ベースシート6は、搬送に用いるだ
けではなく、最終的に製品の一部にする。そのために図
2に示すように、画像認識装置50を使用して、パネル
のアライメントマークとベースシート6のアライメント
マークとを位置合わせして、パネルとベースシート6と
を貼り合わせる。貼り合わせ完了後、ベースシート6を
移動させながら、端子保護用テープ貼り付けローラ51
によって、端子保護用テープであるUVシート29を貼
り付ける。
と、パネルがエッチング槽52に入り、フッ酸の水溶液
から成るエッチング液を用いて基板11のエッチングが
行われる。その後、ベースシート6がさらに移動する
と、パネルが洗浄槽53に入り、UVシート29が剥離
され、パネルの周囲に塗布して硬化された樹脂が剥離剤
で取り除かれ、純水でリンスされて、乾燥される。
けられた薄くなった基板1a、バリア層2、機能素子層
3、液晶層25、カラーフィルタ層13、バリア層12
で構成された層および薄くなった基板11aが残る。す
なわち、薄層化されたパネル33が残る。基板11は部
分的に完全除去してもよい。
ト6がさらに移動すると、実装工程へ進む。実装工程で
は、図2に示す基板接続機54で、フレキシブル基板ま
たはTAB(Tape Automated Bonding)テープなどの基
板27をパネル33に接続する。
で、接着用の樹脂から成る接着層15によって、基板2
7を接続したパネル33の薄くなった基板11a上にカ
バーフィルム16を貼り付ける。カバーフィルム16と
して、偏光板、拡散板、レンズシートまたはプリズムシ
ートなどを適用することによって、部材の低減ができ、
コストダウンにも効果がある。次に、分断工程に進む。
パネル分断機56で、ベースシート6を切断する。この
ようにして、液晶パネル34が得られる。
た液晶パネルを製造する際に、耐熱性および耐食性など
の特性が優れる耐熱ガラスから成る基板などを用いて機
能素子の形成および加工を行い、有機高分子などの耐衝
撃性に優れ、軽量な基板に転写するので、優れた信頼性
と携帯性とを同時に備えた液晶パネルを製造することが
できる。この液晶パネルは、軽く、変形に耐え、落下に
対しても破損しない信頼性の高い機能性パネルであるの
で、携帯モバイルまたは携帯電話などの情報携帯端末デ
ィスプレイとして利用できる。
式でエッチング工程、実装工程および分断工程を連続し
て行うので、工程から工程へのパネルの排出、移動およ
び供給の作業がなくなり、かつカセットなどの移送手段
を必要としない。さらに本実施形態では、搬送用ベース
シートを最終形状のパネルシートにするので、搬送のた
めだけのシートを必要としない。
ろいが、薄層化したガラスと樹脂層とを層構成すること
によって、寸法安定性、耐熱性および曲げ剛性に富む基
板ができる。ガラス基板などを100μm以下の厚さに
し、それに樹脂などの柔軟性を有する基板を貼り合わせ
て補強することによって、次のような効果が得られる。
カードタイプの電卓またはテレビなどの製品をポケット
などに入れて何らかの外圧がかかっても、曲げが生じて
製品が割れることがない。大型スクリーンまたは車のダ
ッシュボードなどの湾曲して固定される製品を作ること
ができる。ロールツーロール方式で生産する際に、割れ
が少なく生産性が向上する。
は、基板を薄層化する際にストッパとしての役割を果た
し、基板を均一に薄くすることを可能にする。金属の酸
化物から成るバリア層は、ガラスと比べて硬く、耐薬品
性を有し、機能素子を保護できる。バリア層としては、
酸化タンタルの他に、チタンまたはタングステンなどの
金属の酸化物を用いることができる。何層か積層した層
を、バリア層としてもよい。あるいは、複数の金属の酸
化物を組み合わせて、バリア層としてもよい。
ッチング以外にも、機械的に基板を研磨して削り取る方
法、機械研磨とエッチングとを併用して機械的および化
学的に基板を研磨する方法、ブラスト処理によって基板
を削り取る方法などが適用できる。またバリア層を設け
ず、エッチング液の温度および濃度、撹拌方法などを厳
密に管理することによって、基板のエッチング速度を制
御して、基板の薄層化を行ってもよい。パネルが有する
2つの基板のうち、一方の基板は薄層化せず、もう一方
の基板だけ薄層化してもよい。
ネルをベースシートに貼り付けるが、パネルを両面から
薄型化した後、パネルの両面に有機高分子を貼り付け、
機能性パネルを製造することも可能である。また本実施
形態ではパネルをベースシートに貼り付けるが、スピン
コータまたはスロットコータなどを用いて、柔軟性を有
する有機高分子などの溶剤を塗布し、硬化させることも
可能である。
樹脂の他に、アルミまたは銅などの金属膜、あるいは金
属と樹脂との多層膜であってもよい。ベースシートは、
剛性または冷却性を向上したり、電磁波をシールドする
などの目的で選択してもよい。
まま利用して、軽く、変形に耐え、さらに落下に対して
も破損しないという製品に求められる性質を有する機能
性パネルを製造する。本実施形態の機能性パネルの製造
方法は、液晶パネルだけでなく、他の平面表示装置また
は薄膜集積回路装置などの製造も可能である。
性パネル60の製造工程を示す概略図である。
い、パネル片面のエッチング、ベースシート6への貼り
付け、残りの面のエッチング、洗浄、乾燥などを行う。
パネルの薄型化が完了した後、隣り合わせになる2枚の
パネル40,41を1組にして、ゲート端子同士を結線
42する。次に、2枚のパネル40,41の共通になっ
たゲート端子にゲート基板43を接続し、ソース基板4
4,45は各々のパネルに接続する。ゲート基板43は
2枚のパネル40,41の駆動を行う。次に、接着用の
樹脂から成る接着層によって、カバーフィルム16を貼
り合わせる。その後、検査工程で通電テストまたは表示
品位テストなどを行い、2枚1組で分断する。以上によ
って、機能性パネル60が完成する。
パネル60を備える2画面一体型表示装置70を示す図
である。
グした2枚のパネルモジュールを、蝶番などでドッキン
グさせて使用している。そのため従来の2画面一体型表
示装置は、ケースの額縁部または蝶番部が存在してしま
い、2枚のパネルの間に表示不可能な領域が存在し、連
続した映像または文字を表示しにくい。これに対し、柔
軟性を有するシートを用いた2画面一体型表示装置70
は、2枚のパネルを1枚のシートで製作するため、図4
に示すように、額縁部分および蝶番などの可動部品を必
要としない。柔軟性を有するシートを用いた2画面一体
型表示装置70は、2枚のパネルの間には結線のみが存
在し、2枚のパネルがつながっている状態とすることが
できる。また柔軟性を有するシートを用いた2画面一体
型表示装置70は、2枚のパネルの間で折り曲げること
が容易にできるので、画像を表示させるときは広げて使
用し、画像を表示させる必要がないときは折り畳んでポ
ケットに入れて携帯することが可能である。
って、2画面一体型とするのみでなく、3画面または4
画面などの複数画面一体型表示装置を製造することも可
能である。図5は、4画面一体型マルチスクリーン71
を示す図である。連続した複数のパネルを結線して共通
回路にすれば、複数のパネルを一括して制御することも
可能である。このようにして、大型の湾曲したマルチス
クリーンを実現できる。また湾曲した小型画面の製品を
製造することも可能である。
体を選ばず、様々な転写体に機能素子を転写することが
可能である。たとえば、機能素子を直接形成することが
できない、あるいは、機能素子を直接形成することが困
難な基板に、機能素子を転写することによって、従来得
られなかった特徴を備えた機能デバイスを形成すること
ができる。特に、透明基板上にTFTを形成した液晶パ
ネルを製造する際に、耐熱性および耐食性などの特性が
優れる耐熱ガラスなどの基板を用いて、機能性薄膜の形
成および加工を行い、有機高分子などの耐衝撃性に優
れ、軽量な基板に機能性薄膜を転写するよって、優れた
信頼性と携帯性とを同時に備えた液晶ディスプレイを容
易に製造することができる。このような利点は、液晶デ
ィスプレイの製造だけでなく、他の平面表示装置または
薄膜集積回路装置などの製造においても、同様に享受さ
れる。
によって、たとえば、2画面または3画面などの複数の
画面を一体型で製造し、画面毎に折り畳めるようにすれ
ば、携帯時は畳んでおいて、使用時は、大型画面にする
ことが可能である。将来的には、電子ペーパーの実現が
可能になる。また2画面を一体形成することによって、
1つのゲート基板で2画面の制御が可能になり、部材コ
スト軽減につながる。
産すれば、エッチング工程、実装工程または検査工程な
どの各工程が連続で作業可能となる。ロールツーロール
方式で機能性パネルを生産すれば、工程から工程へのパ
ネルの排出、移送または供給の作業がなくなり、カセッ
トなどの移送手段を必要としないため、設備投資削減ま
たはコストダウンにも効果がある。
産する際に、搬送用のシートを最終形状のパネルシート
にするので、搬送のためだけのシートを必要としない。
搬送完了後にシートを切断してパネルを単体化するの
で、作業効率が上がり、またコストダウンができる。
携帯電話などの情報携帯端末ディスプレイとして、軽く
変形に耐え、落下に対しても破損しない信頼性の高いデ
ィスプレイを製造することができる。
方法を用いて液晶パネル34を製造する場合の工程図で
ある。
ロール方式による工程を示す概略図である。
る。
置70を示す図である。
ある。
Claims (13)
- 【請求項1】 表面に機能素子を形成した基板の裏面か
ら厚さを減少させることで基板を薄層化し、前記薄層化
した基板に、柔軟性を有し、薄層化した基板を補強する
補強層を形成することを特徴とする機能素子基板の製造
方法。 - 【請求項2】 機能素子と基板との間に、基板の薄層化
時に機能素子を保護するバリア層を形成することを特徴
とする請求項1記載の機能素子基板の製造方法。 - 【請求項3】 前記バリア層は、金属の酸化物から成る
ことを特徴とする請求項2記載の機能素子基板の製造方
法。 - 【請求項4】 前記基板は、ガラスから成ることを特徴
とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の機能素子基
板の製造方法。 - 【請求項5】 前記補強層は、有機高分子から成ること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の機能
素子基板の製造方法。 - 【請求項6】 機能素子が表面に形成された基板と他の
基板とを貼り合わせて作製されたパネルの少なくとも一
方の基板を薄層化し、柔軟性を有し、薄層化した基板を
補強するための転写体に転写することを特徴とする機能
性パネルの製造方法。 - 【請求項7】 前記転写体は、帯状のシートであり、シ
ートを送り出しながら順次パネルを貼り付け、洗浄、基
板実装、分断の少なくともいずれかの処理を含む工程
を、パネルを貼り付けたシートを送り出しながら、連続
して行うことを特徴とする請求項6記載の機能性パネル
の製造方法。 - 【請求項8】 機能素子と基板との間に、基板の薄層化
時に機能素子を保護するバリア層を形成することを特徴
とする請求項6または7記載の機能性パネルの製造方
法。 - 【請求項9】 前記バリア層は、金属の酸化物から成る
ことを特徴とする請求項8記載の機能性パネルの製造方
法。 - 【請求項10】 前記基板は、ガラスから成ることを特
徴とする請求項6〜9のいずれか1つに記載の機能性パ
ネルの製造方法。 - 【請求項11】 前記転写体は、有機高分子から成るこ
とを特徴とする請求項6〜10のいずれか1つに記載の
機能性パネルの製造方法。 - 【請求項12】 シートに貼り付けられた隣り合う2つ
以上のパネルを残してシートを分断することで、複数の
パネルが接続して一体化された機能性パネルを製造する
ことを特徴とする請求項6〜11のいずれか1つに記載
の機能性パネルの製造方法。 - 【請求項13】 基板保護またはパネル端子保護のため
に、紫外線の照射によって粘着力が変化する保護フィル
ムを用いることを特徴とする請求項6〜12のいずれか
1つに記載の機能性パネルの製造方法。
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