JP2003177682A - ディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

ディスプレイパネルおよびその製造方法

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JP2003177682A
JP2003177682A JP2002259375A JP2002259375A JP2003177682A JP 2003177682 A JP2003177682 A JP 2003177682A JP 2002259375 A JP2002259375 A JP 2002259375A JP 2002259375 A JP2002259375 A JP 2002259375A JP 2003177682 A JP2003177682 A JP 2003177682A
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Katsura Hirai
桂 平井
Satoshi Funayama
智 船山
Toshiya Eguchi
俊哉 江口
Naoto Yamamoto
直人 山本
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Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】製造コストの低減、製造プロセスの簡略化を実
現するための新たな構造のディスプレイパネル、および
その製造方法を提供する。 【解決手段】 【請求項 1】 各画素単位で表示材料を駆動するため
の駆動素子を有するディスプレイパネルにおいて、絶縁
性支持体、支持体上に配置され、電荷を供給するための
ソースライン、支持体上に配置され、表示材料に対向す
る平板電極、支持体上で前記ソースラインと前記平板電
極を連結する有機半導体材料からなる有機半導体部、前
記有機半導体部に交わるように配置されたゲートライ
ン、を各画素単位に有することを特徴とするディスプレ
イパネル。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は画像駆動素子によ
り構成されたディスプレイパネルおよびその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】情報端末の普及に伴い、コンピュータ用
のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対
するニーズが高まっている。またさらに情報化の進展に
伴い、従来紙媒体で提供されていた情報が電子化されて
提供される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが
可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるい
はデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。
【０００３】一般に平板型のディスプレイ装置において
は液晶、有機ＥＬ、電気泳動などを利用した素子を用い
て表示媒体を形成している。またこうした表示媒体では
画面輝度の均一性や画面書き換え速度などを確保するた
めに、画像駆動素子としてアクティブ駆動素子（ＴＦＴ
素子）を用いる技術が主流になっている。例えば通常の
コンピュータディスプレイではガラス基板上にこれらＴ
ＦＴ素子を形成し、液晶、有機EL等が封止されている。
ここでＴＦＴ素子には主にa-Si（アモルファスシリコ
ン）、p-Si（ポリシリコン）などの半導体を用いること
ができ、これらのSi半導体（必要に応じて金属膜も）を
多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順
次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。こうし
たＴＦＴ素子の製造には通常、スパッタリング、その他
の真空系の製造プロセスが必要とされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＴＦＴ素子の製造では真空チャンバーを含む真空系
の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを
得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なも
のとなっていた。例えば図１４に示すようなＴＦＴ素子
では通常、それぞれの層の形成のために、真空蒸着、ド
ープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返
す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成
している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関
してもp型、n型等、複数種類の半導体層を積層してい
る。
【０００５】こうした従来のSi半導体による製造方法で
はディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャ
ンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされるな
ど、設備の変更が容易ではない。
【０００６】一方、近年有機半導体の研究とともに有機
物をSi材料に代えてこうした回路に組み込むことも考え
られている。しかし従来の回路構成を置き換えたものが
主で依然真空系の製造プロセスを繰り返すなど製造プロ
セス上の問題は解消されていない。本発明の目的は上記
の問題を低減あるいは解消し、製造コストの低減、製造
プロセスの簡略化を実現するための新たな構造のディス
プレイパネル、およびその製造方法を提供するものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記の各々の構成により達成された。 （１） 各画素単位で表示材料を駆動するための駆動素
子を有するディスプレイパネルにおいて、絶縁性支持
体、支持体上に配置され、電荷を供給するためのソース
ライン、支持体上に配置され、表示材料に対向する平板
電極、支持体上で前記ソースラインと前記平板電極を連
結する有機半導体材料からなる有機半導体部、および前
記有機半導体部に交わるように配置されたゲートライ
ン、を各画素単位に有することを特徴とするディスプレ
イパネル （２） 各画素単位で表示材料を駆動するための駆動素
子を有するディスプレイパネルの製造方法において、電
荷を供給するための複数のソースラインおよび複数の平
板電極を第１の支持体上に導電性材料により形成する第
1ステップ、有機半導体材料を前記ソースラインと前記
平板電極の各々を連結するように配置することにより、
複数の連続的な有機半導体部を形成する第2ステップ、
および前記有機半導体部に対向する位置に導電性材料に
よりゲートラインを形成する第3ステップ、を実行する
ことを特徴とするディスプレイパネルの製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態につ
いて詳細に説明する。通常のスイッチング素子に用いら
れるSi半導体材料ではソース部、ドレイン部にゲート電
極を組み合わせることによりチャネルを形成し、ソー
ス、ドレイン間の電流のON,OFFを制御する。しかし前述
のように通常の半導体材料では真空蒸着等の設備が必要
となる。
【０００９】一方有機材料、特に有機半導体材料の中に
は特殊な挙動を示すものが見つかっているが、こうした
素材の特殊な挙動およびこうした素材自体がもつ物性に
対して、ディスプレイパネルへの応用となると十分な実
装法が得られているとは言い難い。またその実装に対す
る効率的なコントロールの仕方も見いだされていないの
が実状である。
【００１０】以下の説明でこうした素材の具体的挙動、
その素材独自のディスプレイとしての部材の配置、およ
びコントロールについて説明する。上記の特殊な挙動を
示す有機半導体材料としては図１５のような基本骨格を
有する導電性高分子化合物が挙げられる。例としては図
１６、１７、１８に示される導電性高分子化合物があ
る。 π共役系高分子化合物を用いる有機半導体には、
複数のπ共役高分子化合物間でのキャリア授受やキャリ
アトラップを行う目的で、フラーレンやカーボンナノチ
ューブのような立体的なπ電子雲を有する化合物を添加
することが好ましい。これらの化合物は、例えばフラー
レンＣ-６０，フラーレンＣ-７０，フラーレンＣ-７
６，フラーレンＣ-７８，フラーレンＣ-８４，フラーレ
ンＣ-２４０，フラーレンＣ-５４０，ミックスドフラー
レン、フラーレンナノチューブ、多層ナノチューブ（Mu
lti Walled Nanotube）、単層ナノチューブ（Single Wa
lled Nanotube）である。さらに、フラーレンやカーボ
ンナノチューブは溶剤への相溶性を付与する目的で置換
基を導入してもよい。このπ共役系高分子化合物にルイ
ス酸（塩化鉄、塩化アルミニウム、臭化アンチモン等）
やハロゲン（ヨウ素や臭素など）、スルホン酸塩（ポリ
スチレンスルホン酸のナトリウム塩（ＰＳＳ）、ｐ−ト
ルエンスルホン酸カリウム等）などをドープしたものは
本発明でも示すように良好なスイッチング駆動する。具
体的には図１９に示すPEDOT（ポリエチレンジオキシチ
オフェン：構造式Ｉ）とPSS（ポリスチレンスルホン
酸：構造式ＩＩ）の錯体がある。図１に示すように上記
の素材は特殊な挙動として、電界を印加することで導電
性が低下し、以って電流を遮断するという特性を有し、
さらに流動性を有する材料として支持体上への層形成が
可能である。なお前記有機半導体部は導電率が10 -2 s/c
m以上であることが好ましい。
【００１１】こうした有機半導体材料の特性を生かし、
ディスプレイ素子として形成した例を以下に説明する。
図２はディスプレイパネルの全体の構成を示したブロッ
ク図である。
【００１２】ディスプレイ装置の表示パネル１００上で
マトリクス状に配置された各画素は電荷を蓄積し液晶等
に電界を与える平板電極１（図中の表示画素部）を有し
ている。またこの平板電極１へ電流のON,OFFをスイッチ
ングするトランジスタ部分（TFT駆動部２）とコンデン
サ３が各平板電極１に対して配置される。コンデンサ３
は対応する平板電極１の電界を維持するべく、所定のタ
イミングで電荷を蓄積し維持する。これらの各平板電極
１での液晶の駆動制御は前記ＴＦＴ駆動部２により実行
されるが、これは垂直駆動回路６により制御される該画
素に対応する電力供給線（ソースライン４）および水平
駆動回路７により制御される該画素に対応する制御信号
線（ゲートライン５）によりコントロールされる。
【００１３】パネル１００上には互いに平行な複数のソ
ースライン４および互いに並行な複数のゲートライン５
が交差する形に配置されている。前記水平駆動回路７、
前記垂直駆動回路６は要求される画像信号に応じて制御
回路８により制御される。メモリ９は前記要求される画
像信号、例えば１画面分以上の画像データを保持するた
めのバッファメモリであり、制御回路８は要求される画
像信号を該メモリ９から読み出す。ここで上記ソースラ
イン４およびゲートライン５等の導電層は、白金、金、
銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タ
ンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、
イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウ
ム、モリブデン，タングステン，酸化スズ・アンチモ
ン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸
化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボ
ン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベ
リリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カル
シウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウ
ム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリ
ウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マ
グネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグ
ネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジ
ウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、
リチウム／アルミニウム混合物等が用いられるが、特
に、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、Ｉ
ＴＯおよび炭素が好ましい。あるいはドーピング等で導
電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば導電性
ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフ
ェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレン
スルホン酸の錯体なども好適に用いられる。ソース電
極、ドレイン電極は、上に挙げた中でも半導体層との接
触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。導電層
はこれらの物質を原料として蒸着やスパッタリング等の
方法を用いて電極として形成できる。図３に示すように
液晶等の表示材料１１は該平板電極１およびその上方に
配置された表面電極１０により挟まれた形で封止されて
いる。表示材料１１は液晶以外にも有機ＥＬ、電気泳動
などを利用した素子等を用いることができる。そして前
記TFT駆動部２の制御に応じて表示画素部の表示材料１
１に電界が加わり、画素単位に表示がコントロールされ
る。
【００１４】なおここではディスプレイとしての機能を
満たすために前記表面電極１０は光透過性を有してお
り、具体的には透明導電膜を用いている。透明導電膜
は、例えばインジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ
2、ＺｎＯなどの導電性透明材料を用いて形成される。
この透明電極膜の形成では、蒸着やスパッタリング等の
方法を用いて薄膜を形成できる。この透明導電膜は透過
率を１０％より大きくすることが望ましく、またシート
抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。膜厚は材料にもよる
が、１０ｎｍ以上の厚みで形成される。膜厚が薄い場合
には透明電極がアイランド状になってしまうからであ
る。以上の透明導電膜は前記平板電極１の形成にも適用
可能であり、この場合フォトリソグラフィー法で所望の
形状のパターンを形成してもよく、あるいは上記電極物
質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介
してパターンを形成してもよい。また前記表面電極１０
のさらに上方には所定の透明保護層を設けることも可能
であり、例えば反射防止層等の機能膜を形成可能であ
る。図２における各画素の等価回路は図４の通りであ
る。Sはソース電極、Ｄはドレイン電極、Ｇはゲート電
極を意味し、Ｓ、Ｄ、ＧでＴＦＴ駆動部２を構成する。
Ｃsは液晶その他表示媒体に印加する電界を保持するた
めのコンデンサ（キャパシタ）である。なお上記ソース
電極Ｓにはソース電圧Ｖs、上記ゲート電極Ｇにはゲー
ト電極Ｖgが印加される。ゲート電極によりソース電極
からドレイン電極へのチャネルをコントロールしスイッ
チング動作を行う点は通常のSi半導体のTFT駆動部と同
じである。ただし前述のように本発明で用いられている
有機半導体では通常のSi半導体とスイッチングの特性が
全く異なる。
【００１５】各部材の配置（レイアウト） 次に本発明における各部材の具体的な配置を説明する。
各画素単位で見たときには構成部材は図５のように配置
される。図５は図２のラインＸにおける断面図に概略対
応している。前記各平板電極（１，１’、１”）は第1
の支持体１２上に等間隔に配置されている。第1の支持
体１２はフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例え
ばプラスチックフィルムをシートとして用いることがで
きる。前記プラスチックフィルムとしては、例えばポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフ
タレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥ
Ｓ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリ
イミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリア
セテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネ
ート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。こ
のように、プラスチックフィルムを用いることで、ガラ
ス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、
可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐
性を向上できる。
【００１６】更にこれらのプラスチックフィルムには、
トリオクチルホスフェートやジブチルフタレート等の可
塑剤を添加してもよく、ベンゾトリアゾール系やベンゾ
フェノン系等の公知の紫外線吸収剤を添加してもよい。
また、テトラエトキシシラン等の無機高分子の原料を添
加し、化学触媒や熱、光等のエネルギーを付与すること
により高分子量化する、いわゆる有機−無機ポリマーハ
イブリッド法を適用して作製した樹脂を原料として用い
ることもできる。
【００１７】各平板電極（１，１’、１”）と各ソース
ライン（４，４’、４”）は所定の間隔を置いて並置さ
れる。これらの平板電極端部と対応するソースライン
（４，４’、４”）間をまたがるように有機半導体部
（１３、１３’、１３”）が配置される。有機半導体部
（１３、１３’、１３”）の素材は前述した挙動を示す
素材に相当する。
【００１８】この有機半導体部（１３、１３’、１
３”）の上にはさらに絶縁層14（絶縁膜）が配置されて
いる。絶縁層14はSiO2、TiO2等の絶縁膜を用いることが
できるが、その他光ラジカル重合系、光カチオン重合系
の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有
する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアル
コール、ノボラック樹脂、およびシアノエチルプルラン
等を用いることもできる。例えばSiO2、TiO2によって絶
縁層を形成する場合は大気圧下でのプラズマ処理による
膜形成が可能である。この方法では非常に均一な絶縁膜
を形成することが可能であり、本発明のパターニングに
おいて有機半導体部（１３、１３’、１３”）のコント
ロールにも有効である。
【００１９】大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁
膜（SiO2、TiO2）の形成方法については後述する。一
方、SiO2、TiO22の絶縁膜はSi-O-化合物を含む塗布液に
よる塗布を行い、その後、紫外線、熱等による硬化処理
を行うことによっても形成可能である。この塗布と硬化
による絶縁膜（SiO2、TiO2）の形成方法については後述
する。
【００２０】この絶縁層14は前記有機半導体部（１３、
１３’、１３”）のパターン上でソースライン（４，
４’、４”）から前記平板電極（１，１’、１”）への
電流経路、および次の工程において配置されるゲートラ
イン５に対し、ソースライン（４，４’、４”）を絶縁
する位置に形成される。
【００２１】上記の方法により絶縁層14を第1の支持体
１２の全面に渡って形成する場合には、絶縁層14の形成
位置を有機半導体部（１３、１３’、１３”）やゲート
ライン５とソースライン（４，４’、４”）の交差部に
応じてコントロールする必要がなくなる。またラインス
ピードの向上により大面積のパネルであっても短時間で
絶縁層の形成が可能となる。
【００２２】一方、有機半導体部（１３、１３’、１
３”）やゲートライン５とソースライン（４，４’、
４”）の交差部に対して、絶縁層14を画素毎に形成する
ことも可能である。形成方法としてはインクジェット方
式等の方法がある。本発明のパターニングでは絶縁膜１
４は有機半導体部（１３、１３’、１３”）やゲートラ
イン５とソースライン（４，４’、４”）の交差部の両
者にまたがるように広目に塗布すれば良い。この場合支
持体の全面に絶縁膜を形成するより処理速度は制限され
るが、低い精度のパターニングでもスイッチング動作を
確保しながら、原料コストを低減可能である。
【００２３】絶縁層14を第1の支持体１２の全面に設け
る場合、部分的に設ける場合、いずれの場合にも有機半
導体部（１３、１３’、１３”）を被覆する絶縁層14お
よびゲートライン５とソースライン（４，４’、４”）
の交差部を被覆する１層の絶縁層14で兼用することによ
り絶縁層の形成工程をシンプルにすることができる。
【００２４】絶縁層14のさらに上方にはゲートライン５
が前記ソースライン（４，４’、４”）と直交し、かつ
前記有機半導体部（１３、１３’、１３”）の上方に位
置するように配置されている（図９にて後述する）。該
当する画素のゲートライン５の上方には表示材料１１
（液晶等）を介して、第２の支持体が配置されている。
この第２の支持体は導電性を有しており、前記第１の支
持体１２上の平板電極（１，１’、１”）に対する対向
電極となる。ここでは第２の支持体の一方の面に導電膜
１０（透明導電膜が好ましい）が形成されている。この
導電膜１０は少なくとも前記各画素の平板電極（１，
１’、１”）に対向する位置に設けられれば良いが、第
２の支持体の全面を導電膜で被覆し、これを接地するこ
とで容易に前記平板電極（１，１’、１”）に対する対
向電極とすることができる。
【００２５】以上は本発明における各部材の配置の一例
であり、これらの配置をさらに改良することも可能であ
る。具体例については後述のパターニングの形態（第1
の形態から第4の形態）において説明する。図２には図
示していないが、さらに所定の透明保護層を設けること
も可能であり、例えば反射防止層等の機能性を有する膜
を形成可能である。また表示材料として液晶を用いる場
合は適宜偏光板を組み合わせることも可能である。
【００２６】i)大気圧下でのプラズマ製膜処理について 大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜（SiO2、Ti
O2）の形成方法については以下にように説明される。上
記大気圧下でのプラズマ製膜処理とは、大気圧または大
気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起
し、基材上に薄膜を形成する処理を指し、その方法につ
いては特開平１１−１３３２０５号、特開２０００−１
８５３６２号、特開平１１−６１４０６号、特開２００
０−１４７２０９号、同２０００−１２１８０４号等に
記載されている（以下、大気圧プラズマ法とも称す
る）。 これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形
成することができる。
【００２７】プラズマ放電処理装置は、アース電極であ
るロール電極と、対向する位置に配置された印加電極で
ある固定電極との間で放電させ、当該電極間に反応性ガ
スを導入してプラズマ状態とし、前記ロール電極に巻回
された長尺フィルム状の基材を前記プラズマ状態の反応
性ガスに晒すことによって、薄膜を形成するものである
が、薄膜形成方法を実施する装置としてはこれに限定さ
れるものではなく、グロー放電を安定に維持し、薄膜を
形成するために反応性ガスを励起してプラズマ状態とす
るものであればよい。他の方式としては、基材を電極間
ではない電極近傍に載置あるいは搬送させ、発生したプ
ラズマを当該基材上に吹き付けて薄膜形成を行うジェッ
ト方式等がある。
【００２８】アース電極であるロール電極は、金属等の
導電性母材に対しセラミックスを溶射後、無機材料を用
いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体２５ｂを被
覆した組み合わせで構成されているものである。また
は、金属等の導電性母材へライニングにより無機材料を
設けたライニング処理誘電体を被覆した組み合わせても
よい。ライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ
酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラ
ス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジ
ン酸塩ガラス等が好ましく用いられるが、この中でもホ
ウ酸塩系ガラスが加工し易いので、更に好ましく用いら
れる。金属等の導電性母材としては、銀、白金、ステン
レス、アルミニウム、鉄等の金属等が挙げられるが、加
工の観点からステンレスが好ましい。また、溶射に用い
るセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好
ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易い
ので、更に好ましく用いられる。ロール電極の母材は、
冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケット
ロール母材を使用することができる（不図示）。
【００２９】印加電極に電圧を印加する電源としては、
特に限定はないが、パール工業製高周波電源（２００ｋ
Ｈｚ）、パール工業製高周波電源（８００ｋＨｚ）、日
本電子製高周波電源（１３．５６ＭＨｚ）、パール工業
製高周波電源（１５０ＭＨｚ）等が使用できる。
【００３０】上記電極間の距離は、電極の母材に設置し
た固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利
用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に
固体誘電体を設置した場合の固体誘電体と電極の最短距
離、上記電極の双方に固体誘電体を設置した場合の固体
誘電体同士の距離としては、いずれの場合も均一な放電
を行う観点から０．５ｍｍ〜２０ｍｍが好ましく、特に
好ましくは１ｍｍ±０．５ｍｍである。
【００３１】対向する電極間には１００ｋＨｚを越えた
高周波電圧で、且つ、１Ｗ／ｃｍ2以上の電力を供給
し、反応性ガスを励起してプラズマを発生させる。この
ようなハイパワーの電界を印加することによって、緻密
で、膜厚均一性の高い高機能性の薄膜を、生産効率高く
得ることが可能である。
【００３２】ここで電極間に印加する高周波電圧の周波
数の上限値は、好ましくは１５０ＭＨｚ以下である。
また、高周波電圧の周波数の下限値としては、好ましく
は２００ｋＨｚ以上、さらに好ましくは８００ｋＨｚ以
上である。さらに電極間に供給する電力の下限値は、好
ましくは１．２Ｗ／ｃｍ2以上であり、上限値として
は、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ2以下、さらに好ましくは
２０Ｗ／ｃｍ2以下である。尚、電極における電圧の印
加面積（／ｃｍ2）は、放電が起こる範囲の面積のこと
を指す。
【００３３】電源より固定されている電極に印加される
電圧の値は適宜決定される。なお電源の印加法に関して
は、連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モ
ードとパルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に
行う断続発振モードのどちらを採用しても良いが連続モ
ードの方がより緻密で良質な膜が得られる。
【００３４】また、放電プラズマ処理時の基材への影響
を最小限に抑制するために、放電プラズマ処理時の基材
の温度を常温（１５℃〜２５℃）〜２００℃未満の温度
に調整することが好ましく、更に好ましくは常温〜１０
０℃に調整することである。上記の温度範囲に調整する
為、必要に応じて電極、基材は冷却手段で冷却しながら
放電プラズマ処理される。
【００３５】上記の放電プラズマ処理はが大気圧または
大気圧近傍で行われるが、ここで大気圧近傍とは、２０
ｋＰａ〜１１０ｋＰａの圧力を表し、好ましくは、９３
ｋＰａ〜１０４ｋＰａが好ましい。
【００３６】また、薄膜形成方法に係る放電用電極にお
いては、電極の少なくとも基材と接する側のＪＩＳ Ｂ
０６０１で規定される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａ
ｘ）が１０μｍ以下になるように調整されることが、好
ましいが、更に好ましくは、表面粗さの最大値が８μｍ
以下であり、特に好ましくは、７μｍ以下に調整するこ
とである。
【００３７】また、ＪＩＳ Ｂ ０６０１で規定される
中心線平均表面粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以下が好まし
く、更に好ましくは０．１μｍ以下である。
【００３８】混合ガスについて説明する。 薄膜形成方
法を実施するにあたり、使用するガスは、基材上に設け
たい薄膜の種類によって異なるが、基本的に、不活性ガ
スと、薄膜を形成するための反応性ガスの混合ガスであ
る。反応性ガスは、混合ガスに対し、０．０１〜１０体
積％含有させることが好ましい。上記不活性ガスとは、
周期表の第１８属元素、具体的には、ヘリウム、ネオ
ン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が挙げ
られるが、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。
例えば、反応性ガスとしてジンクアセチルアセトナー
ト、トリエチルインジウム、トリメチルインジウム、ジ
エチル亜鉛、ジメチル亜鉛、エトラエチル錫、エトラメ
チル錫、二酢酸ジ−ｎ−ブチル錫、テトラブチル錫、テ
トラオクチル錫などから選択された少なくとも１つの有
機金属化合物を含む反応性ガスを用いて、導電性膜ある
いは帯電防止膜、あるいは反射防止膜の中屈折率層とし
て有用な金属酸化物層を形成することができる。また、
フッ素含有化合物ガスを用いることによって、基材表面
にフッ素含有基を形成させて表面エネルギーを低くし、
撥水性表面を得る撥水膜を得ることが出来る。フッ素元
素含有化合物としては、６フッ化プロピレン（ＣＦ3Ｃ
ＦＣＦ2）、８フッ化シクロブタン（Ｃ4Ｆ8）等のフッ
素・炭素化合物が挙げられる。安全上の観点から、有害
ガスであるフッ化水素を生成しない６フッ化プロピレ
ン、８フッ化シクロブタンを用いる。また、分子内に親
水性基と重合性不飽和結合を有するモノマーの雰囲気下
で処理を行うことにより、親水性の重合膜を堆積させる
こともできる。上記親水性基としては、水酸基、スルホ
ン酸基、スルホン酸塩基、１級若しくは２級又は３級ア
ミノ基、アミド基、４級アンモニウム塩基、カルボン酸
基、カルボン酸塩基等の親水性基等が挙げられる。又、
ポリエチレングリコール鎖を有するモノマーを用いても
同様に親水性重合膜を堆積が可能である。
【００３９】上記モノマーとしては、アクリル酸、メタ
クリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアクリルアミド、アクリル酸ナトリウム、メ
タクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリ
ル酸カリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、アリル
アルコール、アリルアミン、ポリエチレングリコールジ
メタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールジアク
リル酸エステルなどが挙げられ、これらの少なくとも１
種が使用できる。
【００４０】また、有機フッ素化合物、珪素化合物また
はチタン化合物を含有する反応性ガスを用いることによ
り、低屈折率層または高屈折率層を設けることが出来
る。有機フッ素化合物としては、フッ化炭素ガス、フッ
化炭化水素ガス等が好ましく用いられる。フッ化炭素ガ
スとしては、４フッ化炭素、６フッ化炭素、具体的に
は、４フッ化メタン、４フッ化エチレン、６フッ化プロ
ピレン、８フッ化シクロブタン等が挙げられる。前記の
フッ化炭化水素ガスとしては、２フッ化メタン、４フッ
化エタン、４フッ化プロピレン、３フッ化プロピレン等
が挙げられる。更に、１塩化３フッ化メタン、１塩化２
フッ化メタン、２塩化４フッ化シクロブタン等のフッ化
炭化水素化合物のハロゲン化物やアルコール、酸、ケト
ン等の有機化合物のフッ素置換体を用いることが出来る
がこれらに限定されない。また、これらの化合物が分子
内にエチレン性不飽和基を有していても良い。前記の化
合物は単独でも混合して用いても良い。
【００４１】混合ガス中に上記記載の有機フッ素化合物
を用いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な
薄膜を形成する観点から、混合ガス中の有機フッ素化合
物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好まし
いが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。ま
た、有機フッ素化合物が常温、常圧で気体である場合
は、混合ガスの構成成分として、そのまま使用できるの
で最も容易に遂行することができる。しかし、有機フッ
素化合物が常温・常圧で液体又は固体である場合には、
加熱、減圧等の方法により気化して使用すればよく、ま
た、又、適切な溶剤に溶解して用いてもよい。
【００４２】混合ガス中に上記記載のチタン化合物を用
いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜
を形成する観点から、混合ガス中のチタン化合物の含有
率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更
に好ましくは、０．１〜５体積％である。また、上記記
載の混合ガス中に水素ガスを０．１〜１０体積％含有さ
せることにより薄膜の硬度を著しく向上させることが出
来る。また、混合ガス中に酸素、オゾン、過酸化水素、
二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成
分を０．０１〜５体積％含有させることにより、反応促
進され、且つ、緻密で良質な薄膜を形成することができ
る。
【００４３】上記記載の珪素化合物、チタン化合物とし
ては、取り扱い上の観点から金属水素化合物、金属アル
コキシドが好ましく、腐食性、有害ガスの発生がなく、
工程上の汚れなども少ないことから、金属アルコキシド
が好ましく用いられる。
【００４４】また、上記記載の珪素化合物、チタン化合
物を放電空間である電極間に導入するには、両者は常温
常圧で、気体、液体、固体いずれの状態であっても構わ
ない。気体の場合は、そのまま放電空間に導入できる
が、液体、固体の場合は、加熱、減圧、超音波照射等の
手段により気化させて使用される。珪素化合物、チタン
化合物を加熱により気化して用いる場合、テトラエトキ
シシラン、テトライソプロポキシチタンなど、常温で液
体で、沸点が２００℃以下である金属アルコキシドが好
適に用いられる。上記金属アルコキシドは、溶媒によっ
て希釈して使用されても良く、溶媒は、メタノール、エ
タノール、ｎ−ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混
合溶媒が使用できる。尚、これらの希釈溶媒は、プラズ
マ放電処理中において、分子状、原子状に分解される
為、基材上への薄膜の形成、薄膜の組成などに対する影
響は殆ど無視することが出来る。
【００４５】上記記載の珪素化合物としては、例えば、
ジメチルシラン、テトラメチルシランなどの有機金属化
合物、モノシラン、ジシランなどの金属水素化合物、二
塩化シラン、三塩化シランなどの金属ハロゲン化合物、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシランなどのアルコキシシラン、オルガノ
シランなどを用いることが好ましいがこれらに限定され
ない。また、これらは適宜組み合わせて用いることが出
来る。
【００４６】混合ガス中に上記記載の珪素化合物を用い
る場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜を
形成する観点から、混合ガス中の珪素化合物の含有率
は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に
好ましくは、０．１〜５体積％である。
【００４７】上記記載のチタン化合物としては、テトラ
ジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタ
ン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三
塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、
テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、
テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどを用
いることが好ましいがこれらに限定されない。
【００４８】反応性ガスに有機金属化合物を添加する場
合、例えば、有機金属化合物としてＬｉ，Ｂｅ，Ｂ，Ｎ
ａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇ
ｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｄ，Ｉｎ，
Ｉｒ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｌａ，Ｈｆ，Ｔａ，
Ｗ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｅ
ｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ
から選択される金属を含むことができる。より好ましく
は、これらの有機金属化合物が金属アルコキシド、アル
キル化金属、金属錯体から選ばれるものが好ましい。
【００４９】上記または上記以外の反応性ガスを適宜選
択して、SiO2、TiO2といった絶縁膜形成に使用すること
ができる。 絶縁膜を形成する際の一例を以下に示す。
【００５０】[処理例-a] 《反応性ガス》プラズマ処理に用いる混合ガス（反応性
ガス）の組成を以下に記す。 （SiO2層形成用） 不活性ガス：アルゴン９８．２５体積％ 反応性ガス１：水素ガス１．５体積％ 反応性ガス２：テトラメトキシシラン蒸気（アルゴンガ
スにてバブリング）０．２５体積％ （TiO2層形成用） 不活性ガス：アルゴン９８．９体積％ 反応性ガス１：水素ガス０．８体積％ 反応性ガス２：テトライソプロポキシチタン蒸気（１５
０℃に加熱した液体にアルゴンガスをバブリング）０．
３体積％
【００５１】基材フィルム８のハードコート層の上に、
上記反応性ガス、上記放電条件により、連続的に大気圧
プラズマ処理して、１００ｎｍの薄膜を設ける。
【００５２】《放電条件》放電出力は０．１〜１００Ｗ
／ｃｍ2の間で変化させる。 《電極条件》ロール電極は、冷却水による冷却手段を有
するステンレス製ジャケットロール母材に対して、セラ
ミック溶射によりアルミナを１ｍｍ被覆し、その後、テ
トラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布
乾燥後、紫外線照射により硬化させ封孔処理を行い、表
面を平滑にしてＲｍａｘ５μｍとした誘電体（比誘電率
１０）を有するロール電極であり、アースされている。
一方、印加電極としては、中空の角型のステンレスパイ
プに対し、上記同様の誘電体を同条件にて被覆してい
る。
【００５３】なお、反応ガスの選択によって以下の膜も
形成可能である。 電極膜： Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｍ
ｏ，Ｍｏ−Ｓｉ 透明導電膜： Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2 すなわち、本発明において用いられる導電膜をこの方法
により形成することも可能である。
【００５４】ii)塗布と硬化による絶縁膜（SiO2、TiO
2）の形成方法について SiO2やＴｉＯ２等による層を形成する場合、金属アルコ
キシド及びその加水分解物から選ばれる少なくとも一
つ、及び有機溶媒を含有する組成物を透明基材上に塗設
し、活性エネルギー線、例えば熱線あるいは紫外線など
のエネルギーをかけて、硬化させることができることが
知られており、例えば、特開2000-327310号や特開2000-
344504号にはそうした処理方法が示されている。そうし
た処理方法ではゾル状態（ゼラチンが溶けているような
溶液状態）の塗布液をゲル状態（ゼラチンを冷やして固
めたような固体状態）へ転位する反応により層形成を行
う。
【００５５】（一般的な金属アルコキシドの例）Ａｌの
アルコキシドとしては、Ａｌ（Ｏ−ＣＨ3）3、Ａｌ（Ｏ
Ｃ2Ｈ5）3、Ａｌ（Ｏ−ｉ−Ｃ3Ｈ7）3、Ａｌ（Ｏ−ｎ−
Ｃ4Ｈ9）3；Ｓｉの例としては、Ｓｉ（ＯＣＨ3）4、Ｓ
ｉ（ＯＣ2Ｈ5）4、Ｓｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ3Ｈ7）4、Ｓｉ（Ｏ
−ｔ−Ｃ4Ｈ9）4；Ｔｉの例としては、Ｔｉ（ＯＣＨ3）
4、Ｔｉ（ＯＣ2Ｈ5）4、Ｔｉ（Ｏ−ｎ−Ｃ3Ｈ7）4、Ｔ
ｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ3Ｈ7）4、Ｔｉ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）4、Ｔ
ｉ（Ｏ−ｎ−Ｃ3Ｈ7）4の２〜１０量体、Ｔｉ（Ｏ−ｉ
−Ｃ3Ｈ7）4の２〜１０量体、Ｔｉ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）4
の２〜１０量体、Ｖの例としては、ＶＯ（ＯＣ2Ｈ5）
3；Ｚｎの例としては、Ｚｎ（ＯＣ2Ｈ5）2；Ｙの例とし
てはＹ（ＯＣ4Ｈ9）3；Ｚｒの例としては、Ｚｒ（ＯＣ
Ｈ3）4、Ｚｒ（ＯＣ2Ｈ5）4、Ｚｒ（Ｏ−ｎ−Ｃ3Ｈ7）
4、Ｚｒ（Ｏ−ｉ−Ｃ3Ｈ7）4、Ｚｒ（Ｏ−ｉ−Ｃ4Ｈ9）
4、Ｚｒ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）4の２〜１０量体；Ｉｎの例
としては、Ｉｎ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）3；Ｓｎの例として
は、Ｓｎ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）4、Ｔａの例としてはＴａ
（ＯＣＨ3）5、Ｔａ（Ｏ−ｎ−Ｃ3Ｈ7）5、Ｔａ（Ｏ−
ｉ−Ｃ3Ｈ7）5、Ｔａ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）5；Ｗの例とし
ては、Ｗ（ＯＣ2Ｈ5）6；Ｃｅの例としては、Ｃｅ（Ｏ
Ｃ3Ｈ7）3等が挙げられる。これらを単独で又は２種以
上組み合わせて用いる事が出来る。中でも、Ｔｉ（Ｏ−
ｎ−Ｃ3Ｈ7）4、Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ3Ｈ7）4、Ｔｉ（Ｏ−
ｎ−Ｃ4Ｈ9）4、Ｔｉ（Ｏ−ｎ−Ｃ3Ｈ7）4の２〜１０量
体、Ｔｉ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）4の２〜１０量体；Ｚｒ
（Ｏ−ｉ−Ｃ3Ｈ7）4、Ｚｒ（Ｏ−ｎ−Ｃ4Ｈ9）4；Ｓｉ
（ＯＣ2Ｈ5）4、Ｓｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ3Ｈ7）4が特に好まし
い。
【００５６】上記金属アルコキシドを加水分解（部分ま
たは完全加水分解）させて使用してもよく、酸性触媒又
は塩基性触媒の存在下に例えば上記の金属アルコキシド
を有機溶媒中で加水分解することによって得られる。こ
の酸性触媒としては、例えば硝酸、塩酸等の鉱酸やシュ
ウ酸、酢酸等の有機酸がよく、また塩基性触媒として
は、例えばアンモニア等が挙げられる。
【００５７】金属アルコキシドの加水分解物としては、
金属の価数の一部あるいは全部が加水分解されているも
のでよく、Ｓｉの例としては、Ｓｉ（ＯＨ）4、Ｓｉ
（ＯＣＨ3）（ＯＨ）3、Ｓｉ（ＯＣＨ3）2（ＯＨ）2、
Ｓｉ（ＯＣＨ3）3（ＯＨ）、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）2（Ｏ
Ｈ）2、Ｓｉ（ＯＣ3Ｈ7（ｉ））3（ＯＨ）；Ｔｉの例と
しては、Ｔｉ（ＯＨ）4，Ｔｉ（ＯＣＨ3）（ＯＨ）3、
Ｔｉ（ＯＣ2Ｈ5）2（ＯＨ）2、Ｔｉ（ＯＣ3Ｈ7（ｎ））
3（ＯＨ）、Ｔｉ（ＯＣ4Ｈ9（ｎ））2（ＯＨ）2のよう
な例が挙げられるが、置換度は１〜４のいずれでも使用
出来、また２〜１０量体についても同様な加水分解物を
用いることが出来る。
【００５８】金属アルコキシドの具体的例として、ビニ
ルトリメトキシチタン、ビニルトリ（β−メトキシ−エ
トキシ）チタン、ジビニロキジメトキシチタン、グリシ
ジルオキシエチルトリエトキシチタン、γ−アクリロイ
ルオキシプロピルトリ−ｎ−プロピルチタン、γ−メタ
クリロイルオキシ−ｎ−プロピルトリ−ｎ−プロピルチ
タン、ジ（γ−アクリロイルオキシ−ｎ−プロピル）ジ
−ｎ−プロピルチタン、アクリロイルオキシジメトキシ
エチルチタン、ビニルトリメトキシジルコン、ジビニロ
キジメトキシジルコン、アクリロイルオキシエチルトリ
エトキシジルコン、γ−アクリロイルオキシ−ｎ−プロ
ピルトリ−ｎ−プロピルジルコン、γ−メタクリロイル
オキシ−ｎ−プロピルトリ−ｎ−プロピルジルコン、ジ
（γ−アクリロイルオキシ−ｎ−プロピル）ジ−ｎ−プ
ロピルジルコン、アクリロイルオキシジメトキシエチル
ジルコン、ビニルジメトキシタリウム、ビニルジ（β−
メトキシ−エトキシ）タリウム、ジビニロキシメトキシ
タリウム、アクリロイルオキシエチルジエトキシタリウ
ム、γ−アクリロイルオキシ−ｎ−プロピルジ−ｎ−プ
ロピルタリウム、γ−メタクリロイルオキシ−ｎ−プロ
ピルジ−ｎ−プロピルタリウム、ジ（γ−アクリロイル
オキシ−ｎ−プロピル）−ｎ−プロピルタリウム、アク
リロイルオキシメトキシエチルタリウム、ビニルトリメ
トキシシラン、ビニルトリ（β−メトキシ−エトキシ）
シラン、ジビニロキジメトキシシラン、β−（３，４−
エポキシシクロヘキシル）−エチルトリアルコキシシラ
ン、アクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、グ
リシジルオキシエチルトリエトキシシラン、γ−アクリ
ロイルオキシ−ｎ−プロピルトリ−ｎ−プロピルシラ
ン、γ−メタクリロイルオキシ−ｎ−プロピルトリ−ｎ
−プロピルシラン、ジ（γ−アクリロイルオキシ−ｎ−
プロピル）ジ−ｎ−プロピルシラン、アクリロイルオキ
シジメトキシエチルシラン等を挙げることが出来る。
【００５９】上記金属アルコキシド化合物を含む層は、
金属アルコキシド自身が自己縮合して架橋し網状結合す
るものである。その反応を促進するために触媒や硬化剤
を使用することが出来、それらには、金属キレート化合
物、有機カルボン酸塩等の有機金属化合物や、アミノ基
を有する有機ケイ素化合物、光酸発生剤等がある。これ
らの触媒または硬化剤の中で特に好ましいのは、アルミ
キレート化合物と光による酸発生剤（光酸発生剤）であ
り、アルミキレート化合物の例としてはエチルアセトア
セテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウ
ムトリスエチルアセトアセテート、アルキルアセトアセ
テートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウム
モノアセチルアセトネートビスエチルアセトアセテー
ト、アルミニウムトリスアセチルアセトネート等であ
り、他の光酸発生剤の例としてはベンジルトリフェニル
ホスホニウムヘキサフルオロホスフェートやその他のホ
スホニウム塩やトリフェニルホスホニウムヘキサフルオ
ロホスフェートの塩等を挙げることが出来る。
【００６０】金属アルコキシド及び／またはその加水分
解物を含む塗布組成物には、塗布液の保存安定化のため
に、β−ジケトンと反応させてキレート化合物を添加す
ることにより、安定な塗布組成物とすることが出来る。
このβ−ジケトンの具体例として、アセト酢酸メチル、
アセト酢酸エチル、アセト酢酸−ｎ−プロピル、アセト
酢酸−ｉ−プロピル、アセチルアセトン等を挙げること
が出来るが、特に安定性の面から好ましいのは、アセト
酢酸エチルである。β−ジケトンは、上記金属アルコキ
シドまたはその加水分解物に対して、モル比として０．
５〜２の範囲で用いられるが、より好ましい範囲は、
０．８〜１．２である。
【００６１】活性エネルギー線反応性化合物として、重
合可能なビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタク
リロイル基、イソプロペニル基、エポキシ基等の重合性
基を二つ以上有するもので、活性エネルギー線照射によ
り架橋構造または網目構造を形成するものを用いること
ができる。これらの活性基のうちアクリロイル基、メタ
クリロイル基またはエポキシ基が重合速度、反応性の点
から好ましく、多官能モノマーまたはオリゴマーがより
好ましい。上記活性エネルギー線硬化性樹脂としては、
紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポ
リエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシ
アクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレ
ート系樹脂等を挙げることが出来る。活性エネルギー線
反応性化合物を光重合あるいは光架橋反応を開始させる
には、上記活性エネルギー線反応性化合物のみでも開始
するが、重合の誘導期が長かったり、重合開始が遅かっ
たりするため、光増感剤や光開始剤を用いることが好ま
しく、それにより重合を早めることが出来る。これらの
光増感剤や光開始剤は公知のものを使用し得る。具体的
には、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシベ
ンゾフェノン、ミヒラーケトン、α−アミロキシムエス
テル、テトラメチルウラムモノサルファイド、チオキサ
ントン等及びこれらの誘導体を挙げることが出来る。
【００６２】また、エポキシアクリレート基を有する活
性エネルギー線反応性化合物の場合は、ｎ−ブチルアミ
ン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等
の増感剤を用いることが出来る。この活性エネルギー線
反応性化合物に用いられる光反応開始剤または光増感剤
は紫外線反応性化合物の１００重量部に対して０．１〜
１５重量部で光反応を開始するには十分であり、好まし
くは１〜１０重量部である。この増感剤は近紫外線領域
から可視光線領域に吸収極大のあるものが好ましい。
【００６３】金属アルコキシド化合物は加水分解を受け
ながら相互に反応し、金属酸化物マトリックスの中に組
み込まれ、結合し架橋する。また、金属アルコキシド化
合物の活性エネルギー線反応性基とこれ以外の活性エネ
ルギー線反応性化合物も、活性エネルギー線により重合
し、相互に架橋結合を形成させることができる。
【００６４】これらの架橋結合が相乗効果となってこれ
らを含有する層は非常に高い硬度を持つようになる。こ
れらの架橋構造は、無機酸化物と有機ポリマーが結合し
合ったハイブリッドの状態になっていると考えられ、金
属酸化物と有機物が混在する状態とは異なり、一体化し
ているため硬度が高く、相分離が起きにくい。したがっ
て、均質な塗膜が出来やすい。
【００６５】樹脂を硬化させるためには熱あるいは活性
エネルギー線を用いるが、紫外線、電子線、γ線等の活
性エネルギー線が好ましい。特に紫外線、電子線が好ま
しく、また特に取り扱いが簡便で高エネルギーが容易に
得られるという点で紫外線が好ましい。紫外線反応性化
合物を光重合させる紫外線の光源としては、紫外線を発
生する光源であれば何れでも使用出来る。例えば、低圧
水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カー
ボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ
等を用いることが出来る。また、ＡｒＦエキシマレー
ザ、ＫｒＦエキシマレーザ、エキシマランプまたはシン
クロトロン放射光を等も用いることができる。照射条件
はそれぞれのランプによって異なるが、照射光量は２０
ｍＪ／ｍ2以上、好ましくは、１００ｍＪ／ｃｍ2以上、
さらに４００ｍＪ／ｃｍ2以上が好ましい。電子線とし
ては、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振
変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン
型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される５０
〜１０００ＫｅＶ、好ましくは１００〜３００ＫｅＶの
エネルギーを有する電子線を挙げることが出来る。
【００６６】溶媒は、メタノール、エタノール、プロパ
ノール、ブタノール等のアルコール類；アセトン、メチ
ルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレング
リコール等のグリコール類；エチルセロソルブ、ブチル
セロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトー
ル、ジエチルセロソルブ、ジエチルカルビトール等のグ
リコールエーテル類；Ｎ−メチルピロリドン、ジメチル
フォルムアミド、水等が挙げられ、それらを単独または
２種以上混合して使用する事が出来る。中でも、ケトン
類、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサノン等のカルボニル基を有する溶媒と、メタノー
ル、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノー
ル、ｎ−ブタノール等の炭素数４以下のアルコールを併
用すると、紫外線照射量を低減でき、生産性を向上する
ことができるため特に好ましい。
【００６７】例えばSiO2ゾルと反応性有機ケイ素化合物
とを含むゾル液を用い、SiO2ゲル膜を形成できる。SiO2
ゾルは、ケイ素アルコキシドを塗布に適した有機溶媒に
溶解し、一定量の水を添加して加水分解を行って調製さ
れる。
【００６８】上記アルキルケイ素アルコキシドまたはケ
イ素アルコキシドを適当な溶媒中に溶解しすることによ
りSiO2ゾルとすることが出来る。使用する溶媒として
は、例えばメチルエチルケトン、イソプロピルアルコー
ル、メタノール、エタノール、メチルイソブチルケト
ン、酢酸エチル、酢酸ブチル、等のアルコール、ケト
ン、エステル類、ハロゲン化炭化水素、トルエン、キシ
レン、等の芳香族炭化水素、あるいはこれらの混合物が
挙げられる。アルキルケイ素アルコキシドまたはケイ素
アルコキシドを、それらが１００％加水分解及び縮合し
たとして生じるＳｉＯ2換算で、濃度を０．１重量％以
上、好ましくは０．１〜１０重量％になるように上記溶
媒中に溶解する。SiO2ゾルの濃度が０．１重量％未満で
あると形成されるゾル膜が所望の特性が充分に発揮出来
ず、一方、１０重量％を超えると透明均質膜の形成が困
難となる。また、本発明においては、以上の固形分以内
であるならば、有機物や無機物バインダーを併用するこ
とも可能である。
【００６９】この溶液に加水分解に必要な量以上の水を
加え、１５〜３５℃、好ましくは２２〜２８℃の温度
で、０．５〜１０時間、好ましくは２〜５時間撹拌を行
う。上記加水分解においては、触媒を用いることが好ま
しく、これらの触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸または
酢酸等の酸が好ましい。これらの酸を約０．００１〜２
０．０Ｎ、好ましくは０．００５〜５．０Ｎ程度の水溶
液として加え、該水溶液中の水分を加水分解用の水分と
することが出来る。
【００７０】反応性有機ケイ素化合物は、前記の反応性
有機ケイ素化合物の他に、熱または電離放射線によって
反応架橋する複数の基（活性エネルギー線反応性基）、
例えば重合性二重結合基、を有する分子量３０００以下
の有機反応性化合物が好ましいものである。このような
反応性有機ケイ素化合物は、片末端ビニル官能性ポリシ
ラン、両末端ビニル官能性ポリシラン、片末端ビニル官
能ポリシロキサン、両末端ビニル官能ポリシロキサン、
あるいはこれらの化合物を反応させたビニル官能性ポリ
シラン、またはビニル官能性ポリシロキサン等がある。
【００７１】またその他、ビニルトリメトキシシラン、
ビニルトリ（β−メトキシ−エトキシ）シラン、ジビニ
ロキジメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロ
ヘキシル）−エチルトリアルコキシシラン、アクリロイ
ルオキシエチルトリエトキシシラン、グリシジルオキシ
エチルトリエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシ−
ｎ−プロピルトリ−ｎ−プロピルシラン、γ−メタクリ
ロイルオキシ−ｎ−プロピルトリ−ｎ−プロピルシラ
ン、ジ（γ−アクリロイルオキシ−ｎ−プロピル）ジ−
ｎ−プロピルシラン、アクリロイルオキシジメトキシエ
チルシラン等を挙げることが出来る。以上の如き反応性
有機ケイ素化合物は、前記ＳｉＯ2ゾル（固形分）１０
０重量部あたり約０．１〜５０重量部の割合で使用する
ことが出来ることが好ましい。
【００７２】上記ゾル溶液には、各種の添加剤を添加す
る事が出来る。添加剤としては、製膜を促進する硬化剤
が用いられ、これらの硬化剤としては、酢酸ナトリウ
ム、酢酸リチウム等の有機酸金属塩の酢酸、ギ酸等の有
機酸溶液が挙げられる。該有機溶媒溶液の濃度は約０．
０１〜０．１重量％程度であり、ゾル溶液に対する添加
量は、ゾル溶液中に存在するＳｉＯ2１００重量部に対
して上記有機酸塩として約０．１〜１重量部程度の範囲
が好ましい。
【００７３】各層の組成物の塗布方法としては、ディッ
ピング、スピンコート、ナイフコート、バーコート、ブ
レードコート、スクイズコート、リバースロールコー
ト、グラビアロールコート、カーテンコート、スプレイ
コート、ダイコート等の公知の塗布方法を用いてことが
出来、連続塗布または薄膜塗布が可能な塗布方法が好ま
しく用いられる。
【００７４】各組成物を透明基材に塗布する際、塗布液
中の固形分濃度や塗布量を調整することにより、層の膜
厚および塗布均一性等をコントロールすることが出来
る。また、組成物の塗布性を向上させるために、塗布液
中に微量の界面活性剤等を添加してもよい。
【００７５】[処理例-b]支持体上に以下の組成物を乾燥
膜厚３．５μｍとなるように塗布し、８０℃にて５分間
乾燥する。次に高圧水銀ランプ（８０Ｗ）を用いて紫外
線を４００ｍＪ／ｃｍ2を照射して硬化させる。
【００７６】＜組成物の調製＞ ・ＳｉＯ2ゾル（スノーテックス（ＩＰＡ−ＳＴ、日産
化学（株）製））６重量部 ・トリメチルロールプロパントリグリシジルエーテル
（活性エネルギー線反応性化合物） １重量部 ・γ−グリシドプロピルトリメトキシシラン ０．３重
量部 ・４，４′−ビス（ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェ
ニルスルフォニオ）フェニルスルフィド−ビス−ヘキサ
フルオロアンチモネート（ＵＶ開始剤）０．０３重量部 ・シクロヘキサノン ６００重量部 ・シリコンオイル（ＳＨ２００、東レ・ダウコーニング
・シリコーン（株）製）0.０５重量部 上記処理例では絶縁膜を形成する例を示しているが、支
持体の全面に一様に層を形成するのであれば組成物を変
更することで導電膜を形成することも可能である。
【００７７】キャパシタ構造 前記第1の支持体１２上の平板電極１と対向する支持体
上の導電膜１０間の距離が小さければ、封入する表示素
材の誘電率の制御によっては、平板電極１と対向電極の
間でキャパシタ構造を形成し、電界を保持することが可
能である。
【００７８】一方、前記第1の支持体１２上の平板電極
１と対向する支持体上の導電膜１０間の距離が大きい場
合、図６(A)に示すように第1の支持体１２上に前記平板
電極１を各画素毎に設ける前に以下の処理を加えること
が好ましい。 （１）第1の支持体１２上の全面に導電膜１６を形成す
る。これはスパッタリング等で一様に金属を蒸着するこ
とで形成可能である。 （２）さらにその上を全面絶縁膜１７で被覆する。これ
は常圧での塗布あるいは前述のプラズマ処理が適用可能
であり、膜厚をミクロン（またはサブミクロン）単位で
コントロールして絶縁膜１６を形成することも可能であ
る。
【００７９】上記の処理によって、その後この第1の支
持体１２上に平板電極１を形成した時に予め形成された
導電膜１６と平板電極１でキャパシタ構造を構成せし
め、電界を強く保持することが可能となる（表示材料１
１に作用する電界強度を高くすることができる）。なお
ここで上記導電膜１６は接地されている(図６(A))。な
お上述の例では導電膜１６を第1の支持体１２の全面に
形成したが、前記平板電極１と対向するように複数の導
電性のアースラインを配置することにより、このアース
ラインと平板電極１間でキャパシタ構造を形成できる。
なおアースラインは上記導電膜１６と同様接地されてい
る。以上の導電膜１６の形成工程で一部にスパッタリン
グを使用したとしても、フォトリソグラフ、現像処理、
等のパターニングは不要であり、比較的低コストで上述
のキャパシタ構造を形成することが可能である。
【００８０】シーケンス（本ディスプレイパネルの駆動
制御） 以上の態様において、ディスプレイとして各画素を駆動
するための制御を説明する。ソースライン４、ゲートラ
イン５には各画素に対応して駆動信号が伝達され、駆動
電流あるいは駆動電圧として印加されている。
【００８１】図７は各画素の駆動時におけるタイミング
チャートを示す図である。ここでゲート電圧波形は該当
画素に対応するゲートラインの電圧波形図、ソース電圧
波形は該当画素に対応するソースラインの電圧波形図、
ドレイン電圧波形は該当画素に対応する平板電極１側の
電圧波形図を示している。これらのゲート電圧、ソース
電圧、ドレイン電圧はそれぞれ図４におけるゲート電極
Ｇ、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄにおける電圧に対応
している。 なおここでは封止された表示材料１１（液
晶等）にメモリ性がない場合、すなわち電界等、所定の
エネルギーがなければ元の状態に戻ってしまい変化を維
持しない表示材料を用いている。
【００８２】図７に示されるように、ソースラインに印
加されるソース電圧は画素の駆動タイミングより前にON
されるが、ゲートラインはソースラインがONになるより
前からONとなっている。この有機半導体の独自の特性に
対応した表示制御はこのソースラインとゲートラインの
タイミング制御により実現される。すなわちゲートライ
ンに予め電圧を印加することで有機半導体部１３の電流
を遮断している。これによって画素の駆動タイミングに
合わせて平板電極１（ドレイン電極側）に電荷が流入す
る仕組みになっている。
【００８３】その後は平板電極１を含むキャパシタ構造
において所定の電圧が保持される。この保持された電圧
により平板電極１上に電界が発生し、この電界が封入さ
れた表示材料１１に作用することにより、該当する画素
が視覚的に表示駆動制御される。
【００８４】一方、前記平板電極１の電荷を消去するタ
イミングにおいて、再度ゲートラインへの電圧の印加が
遮断（OFF）されると平板電極１を含むキャパシタ構造
に蓄積された電荷が解放される。すなわち表示材料１１
に対する表示駆動制御が終了する。なおこのタイミング
ではソース電圧はOFFとなっている。図８は表示材料が
メモリ特性を有している場合、例えば電気泳動などを利
用した素子により構成された材料において、各画素の駆
動時におけるタイミングチャートを示した図である。
【００８５】図８に示されるように、ソースラインに印
加されるソース電圧は画素の駆動タイミングより前にON
されるが、ゲートラインはソースラインがONになるより
前からONとなっている。すなわち所定の画素を駆動する
ための制御は図７の場合と共通している。
【００８６】一方、表示駆動を終了する場合はソースラ
インへ供給されるソース電圧を予め駆動時と逆極性にし
ておき、その上でゲート電圧をOFFにする。これによっ
てキャパシタ構造に蓄積される電荷の極性が反転する。
この結果、平板電極上の電界の向きが反対方向となり、
表示材料１１の状態を変化せしめる。上記に基づく幾つ
かの実施態様について以下に説明する。
【００８７】第１の実施態様 これら各素材のパターニングのプロセスを図９によって
示す。なお以下の図において前述の図に示されたものに
相当するものには同じ番号を付している。
【００８８】図９-A〜Cは第1の支持体１２に対する素材
の形成プロセスである。ここでは１画素について説明す
る。
【００８９】まず予め第1の支持体１２上に複数のソー
スライン４および複数の平板電極１が形成される（図９
-A）。形成方法は周知の金属薄膜形成法が適用可能であ
る（スパッタリング、導電性材料の転写等）がここでは
スパッタリングによりソースライン４および平板電極１
を形成している。
【００９０】次に各平板電極１とソースライン４をまた
ぐようにPEDOTとPSSの錯体からなる有機材料の水分散液
を用いてパターニングする（図９-B）。パターニングの
対象となるこれら有機材料は流動性が高いことからパタ
ーニングにはインクジェット方式によるドット形成を用
いている。 もちろんこのパターニングはマスキングし
た上で塗布、乾燥することによっても実現することがで
きる。マスキングには電子写真法など周知の方法が使用
できる。こうしたパターニング法であれば従来のSi半導
体のように蒸着やエッチングを繰り返す必要もなく、常
圧環境にて半導体層を形成することができる。
【００９１】こうして形成された有機半導体部１３は平
板電極１の一部とソースライン４の間で両者を連結する
ように配置されることになる。なお前記有機半導体部１
３は少なくとも平板電極１とソースライン４の中間に位
置すればよく、平板電極１、ソースライン４の上部を膜
状に覆うように配置しても良い。ここでは平板電極端部
とソースライン４の一部を覆うように有機半導体材料を
ドット形成している。すなわち単一の半導体材料のみで
平板電極１の一部とソースライン４が連続的に連結され
ている。
【００９２】次に図９-Bで形成された前記有機半導体部
１３のパターンの上にSiO2の絶縁膜１４を形成する（図
９-C）。ここでこの絶縁膜１４はパネル１００の表面全
体を被覆しており、前記有機半導体パターン上において
ソースライン４から前記平板電極１への電流経路および
次の工程において配置されるゲートライン５に対し、ソ
ースライン４を絶縁する位置（ソースライン４とゲート
ライン５が交わる位置）の両方を被覆している。
【００９３】上記絶縁膜の形成は前記[処理例-a]におい
てSiO2層形成用の混合ガスを用い、大気圧下でのプラズ
マ製膜処理により形成している。このように絶縁膜14が
第1の支持体１２の全面に渡って形成されているため、
絶縁膜14の形成位置を有機半導体部１３やゲートライン
５とソースライン４の交差部に応じてコントロールする
必要がなくなる。大気圧下での処理であることからコン
ベア方式での生産が可能であり、ラインスピードの向上
により大面積のパネルであっても短時間で絶縁膜14の形
成が可能となる。
【００９４】次に図９-Dに示すように形成された絶縁膜
１４の上から前記有機半導体部１３を覆うようにゲート
ライン５をソースライン４と交差させて（ここでは直交
して）形成する。このパターンの形成は導電性材料を塗
布あるいは転写によって形成する方法やインクジェット
のドット形成を連続的に行う方法等により形成可能であ
る。図のように本態様ではゲートライン５は分岐せず、
有機半導体部１３に交差しそのまま有機半導体部１３に
作用するゲート電極をも兼ねた信号線となっている。
【００９５】図９-Dを見ると分かるように本有機半導体
材料を用いたパターニングは従来のSi半導体形成の複雑
な多層化工程、ドープ、半導体同士の接合等の工程が不
要であり、非常にシンプルな構成となっている。特に本
有機半導体に電界を印加することで有機半導体中の電流
が遮断される特性を利用し、この有機半導体部１３をデ
ィスプレイパネルのソースライン４と平板電極１の間に
配置せしめたことで、有機半導体部１３自体の層形成、
ゲートライン５の配置、絶縁膜１４の配置等、ディスプ
レイパネルのパターニングを非常にシンプルにし、製造
コストを大幅に低減できる。さらにその一方で確実な動
作および製造工程における歩留まりの向上等の効果も得
られる。
【００９６】第２の実施態様 前記第１の態様では前記絶縁膜１４をSiO2により形成し
ているが、本態様では該絶縁膜１４をＴiO2により形成
している（図９-Cの工程）。この態様において絶縁膜１
４は前記[処理例-a] においてＴiO2層形成用の混合ガス
を用い、、大気圧下でのプラズマ製膜処理により形成し
ている。以上の絶縁膜１４以外の他の構成は前記第1の
実施態様と同じである。ＴiO2からなる絶縁膜はパネル
１００の表面全体を被覆し、前記有機半導体パターン上
においてソースライン４から前記平板電極１への電流経
路および次の工程において配置されるゲートライン５に
対し、ソースライン４を絶縁する位置（ソースライン４
とゲートライン５が交わる位置）の両方を被覆してい
る。
【００９７】絶縁膜14の形成位置について位置精度を考
慮してコントロールする必要はない。また大気圧下での
処理であることからコンベア方式での生産が可能であ
り、ラインスピードの向上により大面積のパネルであっ
ても短時間で絶縁層14の形成が可能となる。
【００９８】第３の実施態様 前記第１の態様では前記絶縁膜１４を大気圧下でのプラ
ズマ製膜処理により形成しているが、本態様では該絶縁
膜１４を前記[処理例-b]に従って塗布および硬化による
処理によりＳiO2からなる絶縁膜14を形成している（図
９-Cの工程）。
【００９９】以上の絶縁膜１４以外の他の構成は前記第
1の実施態様と同じである。 同SiO2からなる絶縁膜は
パネル１００の表面全体を被覆し、前記有機半導体パタ
ーン上においてソースライン４から前記平板電極１への
電流経路および次の工程において配置されるゲートライ
ン５に対し、ソースライン４を絶縁する位置（ソースラ
イン４とゲートライン５が交わる位置）の両方を被覆し
ている。
【０１００】絶縁膜14の形成位置について位置精度を考
慮してコントロールする必要はない。また塗布工程およ
び硬化工程は真空下での処理を必要とせず、通常のコン
ベア方式での生産が可能であり、ラインスピードの向上
により大面積のパネルであっても短時間で絶縁層14の形
成が可能となる。
【０１０１】第４の実施態様 前記第１の態様では前記有機半導体部１３は平板電極１
の隅部をソースライン４と連結しているが、これに限定
される必要はない。前記第１の態様と異なる部分を図１
０で示す。
【０１０２】図１０(A)では有機半導体部１３は平板電
極１の辺部をソースライン４と連結している。このパタ
ーニング方法は前記第１の態様と同じくインクジェット
方式や電子写真法によるマスキングと塗布等を組み合わ
せ用いることも可能である。このパターニングではソー
スライン４と平板電極１の連結が第１の態様のように点
状ではなく面状に広がっていることから、ソースライン
４から平板電極１への電荷の移動を効率化でき、短時間
で必要な電荷のチャージが可能である。これは各画素単
位での応答速度の向上につながる。またこのパターニン
グ方法では有機半導体部１３のパターニングの位置精度
の制約が第1の態様よりさらに軽くなる。
【０１０３】なお、変形例としては図１０(B)のように
一つの画素に対し複数の有機半導体部１３を配置するこ
とも可能である。
【０１０４】図１０(B)では各平板電極１に対し、複数
の有機半導体部１３がパターニングされ、平板電極１の
辺部とソースライン４を連結している。ゲートライン５
の配置については上記と同様にソースライン４と平行し
てパターニングされる。
【０１０５】この場合、上記と同様に平板電極１にはソ
ースライン４から比較的効率良く電荷供給が可能になる
一方で、有機半導体部１３とゲートライン５の面積比か
らスイッチング動作も高速化にも有利となる。
【０１０６】さらに他の変形例としては図１０(C)のよ
うに１画素あたりの有機半導体部１３に対し、2本のゲ
ートラインを平行して交差させることも可能である。こ
れにより、よりON,OFF制御を確実にかつ精度よく動作さ
せることができる。
【０１０７】第５の実施態様 次に２つのシートの貼り合わせにより、TFT駆動部２を
構成する例を示す。この場合、ゲートライン５を第3の
支持体上に予め形成しておき、これをソースライン４、
平板電極１、有機半導体部１３を形成した第1の支持体
１２に貼り付けている。
【０１０８】具体例を図１１に示す。まず第1の支持体
１２上にソースライン４、平板電極１、有機半導体部１
３を形成する部分は図９の場合と同様であり、図１１
(A)で第1の支持体１２上にソースライン４と平板電極１
が形成され、図１１(B)で有機半導体部１３が形成され
る。本態様ではこれらの工程と並行して、他の工程を同
時に進める。図１１(C)は第２の支持体上にゲートライ
ン５を形成する工程である。図１１の(D)ではさらにそ
の上に絶縁膜１４が形成される。本態様ではこれら２つ
の工程で作成されたシート同士を図１１の(E)のように
互いに貼り合わせる。ここで第２の支持体は貼り合わせ
の前に裏返しにしてある。すなわち第２の支持体に対し
てゲートライン５が第1の支持体１２に対向する側に配
置し、絶縁膜１４を介して有機半導体部１３およびソー
スライン４に対向する。図１１(F)は貼り合わせ後の状
態を示す図である。
【０１０９】表示材料１１（液晶等）を封入する場合は
以下のようにする。第2の支持体に対向電極を形成し、
その表面に導電性を付与する。これは少なくとも前記第
1の支持体１２上の前記複数の平板電極１に対向する位
置に導電膜１０が形成されていれば良い。 ここでは第
２の支持体の全面に透明導電膜１０を形成する。導電膜
１０が形成された第2の支持体は第1の支持体１２に対し
て、第3の支持体側に配置することもできるが（図１２
の(A))、これに限らず第2の支持体を第1の支持体１２に
対して第3の支持体と反対側に配置することもできる
（図１２の(B))。
【０１１０】前者の場合は所定の間隙を保持した前記第
3の支持体と前記第2の支持体の間に表示材料１１を充填
し、封止する。一方、後者の場合は所定の間隙を保持し
た前記第1の支持体１２と前記第2の支持体の間に表示材
料１１を充填し、封止すれば良い。
【０１１１】なお、上記絶縁膜を形成せず、第２の支持
体そのものを絶縁膜とすることも可能である。この場
合、第3の支持体はゲートライン５が形成された表面と
反対側の面が前記第1の支持体１２に対向して貼り合わ
される。 ここで前記第3の支持体の厚さは有機半導体
部１３を制御可能な範囲内の厚さの絶縁性フィルムであ
る。 この場合、有機半導体部１３にスイッチング動作
を確実に生じさせるために、第２の支持体の厚さ、素材
等、第２の支持体自体にそのものの制限も大きくなる。
【０１１２】また前記第1の支持体１２上の前記有機半
導体部１３は第2の絶縁性支持体上のゲートライン５と
絶縁性接着材を介して張り合わせることも可能であり、
この場合絶縁性接着材が上記絶縁膜として機能する。こ
のように２枚のシートの貼り合わせのみで、従来のスパ
ッタリング等の装置による多層構成を貼り合わせ工程に
置きかえることができ、かつ各シートに対して並行して
処理を進めることができ、非常に低いコストおよび非常
に短い時間でパネルを作成できる。
【０１１３】第６の実施態様 前記第１の態様から第５の態様はいずれも第1の支持体
１２に対してゲートライン５を有機半導体部１３と同じ
側に配置したが、本態様では図１３に示すようにゲート
ライン５を第1の支持体１２に対してソースライン４又
は有機半導体部１３と反対側の面上に形成している。
【０１１４】この場合、第1の支持体１２の厚さをコン
トロールすれば第1の支持体１２を絶縁層として活用す
ることができ、さらなる工程の削減につながる。ここで
前記第1の支持体１２は両面が絶縁性を有する樹脂シー
ト等の絶縁体である。
【０１１５】上記のような絶縁性のシート状支持体の両
面の予め所定の配置にソースライン４、平板電極１、ゲ
ートライン５の全てを同じ導電体（金属層等）で設けて
おけば、後は有機半導体部１３を塗布等により形成する
だけの工程でＴＦＴ駆動部の形成は全て完了させること
ができる。以上により本態様によれば従来に比べて格段
に少ない工数でＴＦＴ駆動部を有するパネルの形成が可
能となる。
【０１１６】
【発明の効果】以上の構成によれば、ディスプレイパネ
ルの製造コストを大幅に低減し、TFT駆動部の形成のた
めに真空蒸着、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度
も繰り返す必要がない。ディスプレイ画面の大型化のニ
ーズに対しても、製造装置の変更が簡便となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる有機半導体の特性を示す概
略図である。
【図２】本発明のディスプレイパネルの全体の構成を示
したブロック図である。
【図３】図２における各画素の断面を示す概略図であ
る。
【図４】各画素の等価回路を示す図である。
【図５】本発明における各部材の具体的な配置を示すた
めの図であり、図２のラインＸにおける断面図に対応す
る図である。
【図６】本発明の各画素におけるキャパシタ構造を示す
図である。
【図７】各画素の駆動時におけるタイミングチャートを
示す図である。
【図８】表示材料がメモリ特性を有している場合の各画
素の駆動時におけるタイミングチャートを示した図であ
る。
【図９】本発明の第1の実施態様における各素材のパタ
ーニングを示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施態様における各素材のパ
ターニングを示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施態様における各素材のパ
ターニングを示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施態様において表示材料を
封入する場合を示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施態様における各素材のパ
ターニングを示す図である。
【図１４】従来のSi半導体を用いたＴＦＴ素子をディス
プレイパネル基板上に形成した様子を示す図である。
【図１５】本発明の有機半導体材料として導電性高分子
化合物の基本骨格を示す図である。
【図１６】導電性高分子化合物としてπ共役系高分子化
合物の例を示す図である。
【図１７】導電性高分子化合物としてπ共役系高分子化
合物の例を示す他の図である。
【図１８】導電性高分子化合物としてπ共役系高分子化
合物の例を示す他の図である。
【図１９】本発明の有機半導体材料の具体例としてPEDO
TとPSSの構造を示す図である。
【符号の説明】
１：平板電極 ２：TFT駆動部 ３：コンデンサ ４：ソースライン ５：ゲートライン ６：垂直駆動回路 ７：水平駆動回路 １０：導電膜 １１：表示材料 １２：第1の支持体 １３：有機半導体部 １４：絶縁層（絶縁膜） １５：第2の支持体 １６：導電膜 １７：絶縁層（絶縁膜）
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０５Ｂ 33/02 29/786 33/10 51/00 33/14 Ａ Ｈ０５Ｂ 33/02 33/22 Ｚ 33/10 Ｈ０１Ｌ 29/28 33/14 29/78 ６１２Ｄ 33/22 ６１８Ｂ ６２６Ｃ ６１７Ｔ (72)発明者 山本 直人 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 Ｆターム(参考） 2H092 JA24 JB42 JB61 KA09 KB04 KB14 KB25 MA04 MA05 MA08 MA10 MA13 MA14 MA22 MA27 MA31 NA25 NA27 PA01 3K007 AB05 AB18 BA07 CA06 DB03 FA02 GA00 5C094 AA43 AA44 BA03 BA27 BA43 BA76 CA19 EA04 EA07 FB01 FB14 5F110 AA16 BB02 CC05 DD01 EE37 EE41 FF01 FF02 FF21 FF30 GG05 GG06 GG41 HK33 HM19 NN73 QQ01 QQ16

Claims (64)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項 1】 各画素単位で表示材料を駆動するため
    の駆動素子を有するディスプレイパネルにおいて、 絶縁性支持体、 支持体上に配置され、電荷を供給するためのソースライ
    ン、 支持体上に配置され、表示材料に対向する平板電極、 支持体上で前記ソースラインと前記平板電極を連結する
    有機半導体材料からなる有機半導体部、および前記有機
    半導体部に交差するように配置されたゲートライン、を
    各画素単位に有することを特徴とするディスプレイパネ
    ル。
  2. 【請求項 2】 前記第1の支持体はフレキシブルな絶縁
    性シートであることを特徴とする請求項1記載のディス
    プレイパネル。
  3. 【請求項 3】 前記有機半導体部は前記ソースライン
    および前記平板電極の一部を連続的に覆うように配置さ
    れることを特徴とする請求項1記載のディスプレイパネ
    ル。
  4. 【請求項 4】 前記有機半導体部は単一の有機半導体
    材料のみで前記平板電極の一部と前記ソースラインを連
    続的に連結することを特徴とする請求項1記載のディス
    プレイパネル。
  5. 【請求項 5】 前記有機半導体部は前記ゲートライン
    への電圧の印加により、導電性が低下する有機半導体材
    料により形成されることを特徴とする請求項1記載のデ
    ィスプレイパネル。
  6. 【請求項 6】 前記有機半導体部はπ共役系高分子
    により形成されることを特徴とする請求項1から５のい
    ずれか１項に記載のディスプレイパネル。
  7. 【請求項 7】 前記有機半導体部はドープされたπ共
    役系高分子により形成されることを特徴とする請求項6
    記載のディスプレイパネル。
  8. 【請求項 8】 前記有機半導体部は導電率が10-2 s/cm
    以上であることを特徴とする請求項6から7のいずれか１
    項に記載のディスプレイパネル。
  9. 【請求項 9】 前記有機半導体部はＰＥＤＯＴおよび
    ＰＳＳからなる錯体により形成されることを特徴とする
    請求項6から8のいずれか１項に記載のディスプレイパネ
    ル。
  10. 【請求項 10】 前記ゲートラインは導電性材料により
    形成されることを特徴とする請求項1記載のディスプレ
    イパネル。
  11. 【請求項 11】 前記ゲートラインは前記有機半導体部
    と同じ材料により形成されることを特徴とする請求項10
    記載のディスプレイパネル。
  12. 【請求項 12】 前記ゲートラインは導電性塗布物によ
    り形成されることを特徴とする請求項10から11のいずれ
    か１項に記載のディスプレイパネル。
  13. 【請求項 13】 前記第1の支持体は樹脂製シートであ
    ることを特徴とする請求項1記載のディスプレイパネ
    ル。
  14. 【請求項 14】 さらに前記有機半導体部および前記ソ
    ースラインと前記ゲートラインの交わる部分に配置され
    た絶縁膜を有し、前記ゲートラインは前記絶縁膜上に配
    置されることを特徴とする請求項1記載のディスプレイ
    パネル。
  15. 【請求項 15】 前記絶縁膜はSiO2またはTiO2により形
    成されることを特徴とする請求項14記載のディスプレイ
    パネル。
  16. 【請求項 16】 前記絶縁膜は光ラジカル重合系、光カ
    チオン重合系の光硬化性樹脂により形成されることを特
    徴とする請求項14から15のいずれか１項に記載のディス
    プレイパネル。
  17. 【請求項 17】 前記絶縁膜はアクリロニトリル成分を
    含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニル
    アルコール、ノボラック樹脂、およびシアノエチルプル
    ランの少なくとも一つにより形成されることを特徴とす
    る請求項14から16のいずれか１項に記載のディスプレイ
    パネル。
  18. 【請求項 18】 各画素に対して前記絶縁膜が前記第1
    の支持体上に複数配置されていることを特徴とする請求
    項14から17のいずれか１項に記載のディスプレイパネ
    ル。
  19. 【請求項 19】 前記絶縁膜は前記第1の支持体上で全
    面を被覆するように配置されていることを特徴とする請
    求項14から18のいずれか１項に記載のディスプレイパネ
    ル。
  20. 【請求項 20】 前記ゲートラインは前記ソースライン
    に対して、前記第1の支持体の反対面に配置されること
    を特徴とする請求項1記載のディスプレイパネル。
  21. 【請求項 21】 前記第1の支持体はその両面が絶縁性
    材料で構成されることを特徴とする請求項20記載のディ
    スプレイパネル。
  22. 【請求項 22】 前記有機半導体部は前記ゲートライン
    への電圧の印加により、前記ソースラインからの電荷の
    供給を遮断することを特徴とする請求項1記載のディス
    プレイパネル。
  23. 【請求項 23】 前記ゲートラインはパネル上に前記ソ
    ースラインと交差する方向に複数配置されるとともに、
    分岐することなく前記有機半導体部と交差することを特
    徴とする請求項1記載のディスプレイパネル。
  24. 【請求項 24】 前記各ソースラインは前記ディスプレ
    イパネル上で互いに平行に配置されることを特徴とする
    請求項1記載のディスプレイパネル。
  25. 【請求項 25】 さらに前記第1の支持体上に前記表示
    材料を介して導電性を有する第2の支持体が配置される
    ことを特徴とする請求項1記載のディスプレイパネル。
  26. 【請求項 26】 前記第2の支持体は少なくとも前記第1
    の支持体上の前記複数の平板電極に対向する位置に透明
    導電膜が形成された支持体であることを特徴とする請求
    項25記載のディスプレイパネル。
  27. 【請求項 27】 前記表示材料は液晶材料、電気泳動素
    子、有機EL材料の少なくとも一つを含むことを特徴とす
    る請求項1記載のディスプレイパネル。
  28. 【請求項 28】 前記ゲートラインへの電圧の印加は前
    記ソースラインによる電荷の供給前であって、各画素の
    駆動タイミングにおいて前記ゲートラインへの電圧の印
    加が遮断されることを特徴とする請求項1記載のディス
    プレイパネル。
  29. 【請求項 29】 前記ソースラインへの電荷の供給は各
    画素の駆動タイミングより前であることを特徴とする請
    求項28記載のディスプレイパネル。
  30. 【請求項 30】 さらに前記平板電極を含むキャパシタ
    構造を有することを特徴とすることを特徴とする請求項
    28から29のいずれか１項に記載のディスプレイパネル。
  31. 【請求項 31】 前記ゲートラインへの電圧の印加の遮
    断により、前記キャパシタ構造への電荷の蓄積が開始さ
    れ、前記キャパシタ構造への所定の容量の蓄積後に前記
    ゲートラインへの電圧の印加を再開し、前記キャパシタ
    構造における電荷を保持することを特徴とする請求項30
    記載のディスプレイパネル。
  32. 【請求項 32】 前記平板電極の電荷を消去するタイミ
    ングにおいて再度前記ゲートラインへの電圧の印加の遮
    断が実行されることを特徴とする請求項31記載のディス
    プレイパネル。
  33. 【請求項 33】 前記第1の支持体において、前記平板
    電極が形成された面と反対側の面は導電膜で形成されて
    おり、該導電膜と前記各平板電極により前記キャパシタ
    構造を形成することを特徴とする請求項30から31のいず
    れか１項に記載のディスプレイパネル。
  34. 【請求項 34】 前記第1の支持体の前記導電膜は接地
    されていることを特徴とする請求項33記載のディスプレ
    イパネル。
  35. 【請求項 35】 前記平板電極上には絶縁膜が配置さ
    れ、該絶縁膜を介して接地されたアースラインが配置さ
    れ、該アースラインおよび各平板電極により前記キャパ
    シタ構造が形成されることを特徴とする請求項30、31お
    よび33のいずれか１項に記載のディスプレイパネル。
  36. 【請求項 36】 前記表示材料はメモリ特性を有する素
    材により構成され、画素の非駆動時は前記ソースライン
    に供給されるソース電圧の極性を予め駆動時と逆の極性
    とし、かつ前記ゲートラインへの電圧の印加を再度遮断
    することにより前記表示材料の特性を変化させることを
    特徴とする請求項30、31、33および35のいずれか１項に
    記載のディスプレイパネル。
  37. 【請求項 37】 各画素単位で表示材料を駆動するため
    の駆動素子を有するディスプレイパネルの製造方法にお
    いて、 電荷を供給するための複数のソースラインおよび複数の
    平板電極を第１の支持体上に導電性材料により形成する
    第1ステップ、 有機半導体材料を前記ソースラインと前記平板電極の各
    々を連結するように配置することにより、複数の連続的
    な有機半導体部を形成する第2ステップ、および前記有
    機半導体部に対向する位置に導電性材料によりゲートラ
    インを形成する第3ステップ、を実行することを特徴と
    するディスプレイパネルの製造方法。
  38. 【請求項 38】 前記第1の支持体はフレキシブルな絶
    縁性シートであることを特徴とする請求項37記載のディ
    スプレイパネルの製造方法。
  39. 【請求項 39】 前記第2ステップにおいて、前記有機
    半導体材料は前記ソースラインおよび前記平板電極の一
    部を連続的に覆うように配置されることを特徴とする請
    求項37記載のディスプレイパネルの製造方法。
  40. 【請求項 40】 前記有機半導体材料は単一の有機半導
    体材料のみで前記平板電極の一部と前記ソースラインを
    連続的に連結することを特徴とする請求項39記載のディ
    スプレイパネルの製造方法。
  41. 【請求項 41】 前記有機半導体部は前記ゲートライン
    への電圧の印加により、導電性が低下する有機半導体材
    料により形成されることを特徴とする請求項37記載のデ
    ィスプレイパネルの製造方法。
  42. 【請求項 42】 前記有機半導体部はπ共役系高分子
    により形成されることを特徴とする請求項37記載のディ
    スプレイパネルの製造方法。
  43. 【請求項 43】 前記有機半導体部はドープされたπ共
    役系高分子により形成されることを特徴とする請求項42
    記載のディスプレイパネルの製造方法。
  44. 【請求項 44】 前記有機半導体部は導電率が10-2s/cm
    以上であることを特徴とする請求項42から43のいずれか
    １項に記載のディスプレイパネルの製造方法。
  45. 【請求項 45】 前記有機半導体部はＰＥＤＯＴおよび
    ＰＳＳからなる錯体により形成されることを特徴とする
    請求項42から44のいずれか１項に記載のディスプレイパ
    ネルの製造方法。
  46. 【請求項 46】 前記第3のステップは前記複数のゲー
    トラインが予め形成された第9の支持体を前記第１の支
    持体上に貼り合わせるステップであることを特徴とする
    請求項37記載のディスプレイパネルの製造方法。
  47. 【請求項 47】 前記第3のステップにおいて、前記第9
    の支持体は前記ゲートラインが形成された側が前記第１
    の支持体に対向させて貼り合わされることを特徴とする
    請求項46記載のディスプレイパネルの製造方法。
  48. 【請求項 48】 前記第3のステップにおいて、前記第
    １の支持体上の前記有機半導体部は前記第9の支持体上
    のゲートラインに絶縁性接着材を介して張り合わされる
    ことを特徴とする請求項47記載のディスプレイパネルの
    製造方法。
  49. 【請求項 49】 前記第3のステップにおいて、前記第9
    の支持体は前記ゲートラインが形成された表面と反対側
    の面が前記第１の支持体に対向して貼り合わされること
    を特徴とする請求項46、47のいずれか１項に記載のディ
    スプレイパネルの製造方法。
  50. 【請求項 50】 前記第3のステップにおいて、前記第9
    の支持体の厚さは前記有機半導体部を制御可能な範囲内
    の厚さの絶縁性フィルムであることを特徴とする請求項
    49記載のディスプレイパネルの製造方法。
  51. 【請求項 51】 前記複数のゲートラインの前記第9の
    支持体上への形成は前記第1または第2のステップと平行
    して行われることを特徴とする請求項46、47、49のいず
    れか１項に記載のディスプレイパネルの製造方法。
  52. 【請求項 52】 前記第9の支持体の上に所定の間隙を
    以って、導電性を有する第2の支持体を配置する第5のス
    テップ、および前記第9の支持体と前記第2の支持体の間
    に前記表示材料を充填し、封止する第6のステップを前
    記第3のステップ後に実行することを特徴とする請求項4
    6、47，49，51のいずれか１項に記載のディスプレイパ
    ネルの製造方法。
  53. 【請求項 53】 前記第2の支持体は少なくとも前記第1
    の支持体上の前記複数の平板電極に対向する位置に導電
    膜が形成された支持体であることを特徴とする請求項52
    記載のディスプレイパネルの製造方法。
  54. 【請求項 54】 前記第1の支持体に対し、前記第9の支
    持体と反対側の面上に導電性を有する第2の支持体を、
    所定の間隙を以って配置する第７のステップ、および前
    記第1の支持体と前記第2の支持体の間に前記表示材料を
    充填し、封止する第6のステップを前記第3のステップ後
    に実行することを特徴とする請求項46、47，49，51，52
    のいずれか１項に記載のディスプレイパネルの製造方
    法。
  55. 【請求項 55】 前記第2の支持体は少なくとも前記第1
    の支持体上の前記複数の平板電極に対向する位置に導電
    膜が形成された支持体であることを特徴とする請求項54
    記載のディスプレイパネルの製造方法。
  56. 【請求項 56】 前記有機半導体部および前記ソースラ
    インと前記ゲートラインの交わる部分に対して、絶縁膜
    で被覆する第4のステップを前記第2ステップ後であっ
    て、前記第3のステップの前に実行することを特徴とす
    る請求項37記載のディスプレイパネルの製造方法。
  57. 【請求項 57】 前記第4のステップでは前記第1の支持
    体の全面を被覆することにより前記絶縁膜を形成するこ
    とを特徴とする請求項56記載のディスプレイパネルの製
    造方法。
  58. 【請求項 58】 前記絶縁膜はSiO2膜またはTiO2膜であ
    ることを特徴とする請求項57記載のディスプレイパネル
    の製造方法。
  59. 【請求項 59】 前記絶縁膜は塗布および硬化すること
    により形成されることを特徴とする請求項57から58のい
    ずれか１項に記載のディスプレイパネルの製造方法。
  60. 【請求項 60】 前記絶縁膜は大気圧下におけるプラズ
    マ処理によって形成されることを特徴とする請求項57か
    ら59のいずれか１項に記載のディスプレイパネルの製造
    方法。
  61. 【請求項 61】 前記第4のステップでは各画素に対し
    て前記絶縁膜を個別に形成することを特徴とする請求項
    56、57のいずれか１項に記載のディスプレイパネルの製
    造方法。
  62. 【請求項 62】 前記絶縁膜はインクジェットによる被
    覆によって形成されることを特徴とする請求項61記載の
    ディスプレイパネルの製造方法。
  63. 【請求項 63】 前記第３ステップにおいて、前記ゲー
    トラインは前記ソースラインまたは前記有機半導体部に
    対して、前記第1の支持体の反対面に形成されることを
    特徴とする請求項37記載のディスプレイパネルの製造方
    法。
  64. 【請求項 64】 前記第2ステップにおいて、前記有機
    半導体部は膜状に形成されることを特徴とする請求項37
    記載のディスプレイパネルの製造方法。
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