JP2003223115A

JP2003223115A - 複合基板及びその製造方法並びにフラットパネル装置

Info

Publication number: JP2003223115A
Application number: JP2002024404A
Authority: JP
Inventors: Yukio Fujii; 幸男藤井; Koichi Fujisawa; 幸一藤沢
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; New STI Technology Inc
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; New STI Technology Inc
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】可撓性を有しつつ、ＴＦＴ等の素子を形成す
る際に高い位置精度を達成でき、しかも、量産性を損な
うことなく透光性が必要な場合にも十分に対応できる複
合基板等を提供する。【解決手段】フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）
１００は、バリア層を有する複合基板１０ａと、それと
同様に構成された複合基板１０ｂとの間にスペーサ部材
で分画された液晶層４が設けられたＬＣＤである。液晶
層４にはＴＦＴ５アレイが形成され、それらに対向する
位置にカラーフィルタ３ｒ，３ｇ，３ｂが配置されてい
る。また、複合基板１０ａは、透明樹脂から成る基層１
ａと、開口部７のパターンが形成された金属膜６ａとが
平面方向に積層されて一体に形成されたものである。か
かる金属膜６ａにより、熱加重印加時においても基層１
ａひいては複合基板１０ａの形状変化が有効に抑制され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合基板及びその
製造方法並びにフラットパネル装置に関し、特に、素子
が形成される複合基板及びその製造方法、並びに、かか
る複合基板を用いた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレ
クトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）等の平面
表示装置に使用されるフラットパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＣＤ、有機ＥＬを用いたＥＬＤといっ
たスイッチング素子や光学素子を用いた平面表示装置
（フラットパネルディスプレイ；ＦＰＤ）は、軽量、省
スペース、省エネルギーといった特徴を有しており、近
時、ブラウン管（ＣＲＴ）を凌駕するに至っている。ま
た、次世代ＦＰＤの開発に資するべく、平面表示素子が
プラスチック等のフレキシブルな基板上に形成されて成
るいわゆるフレキシブルディスプレイの製造が種々試み
られている。このようなフレキシブルな基板又はそれを
用いたディスプレイの製造方法に関しては、例えば、
（１）特開２００１−２０１７３８号公報、（２）特開
平１１−３２９７１５号公報公報、（３）特開平１０−
２９３２９３号公報等に記載がある。

【０００３】これらのうち上記（１）には、プラスチッ
ク製の基板を用いたカラー液晶ディスプレイの製造技術
が開示されている。また、上記（２）には、ＦＰＤ用の
フレキシブルな基板としてガラス薄膜と樹脂膜との積層
体から成る透明基板が提案されている。さらに、上記
（３）には、金属基板層上に平坦化層が形成されて成る
可撓性基板が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、ＦＰＤの駆動
方式は、パッシブ方式とアクティブ方式に大別される。
両者を比較すると、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や薄膜
ダイオード(ＴＦＤ)といったスィッチング素子を個別の
表示単位（画素、セル等）毎に備えたアクティブ方式
が、本来の表示素子の性能を発揮する上で好適とされて
いる。

【０００５】このようなＴＦＴやＴＦＤ等のスイッチン
グ素子は、何れも電極材料、アモーファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）、及び金属酸化物の薄膜が積層されたものであ
り、極めて高精度のパターニングを繰り返し実施するこ
とによって作製される。例えば、一般的なＬＣＤの製造
に用いられる３００ｍｍ以上の大型基板では、これらの
スイッチング素子をパターニングするために数μｍ以下
（寸法の変化率で表すと例えば５０ｐｐｍ以下）といっ
た高い位置精度が要求される。かかる状況は、スイッチ
ング素子に対応して配置されるカラーフィルタ等の光学
素子の形成においても同様である。

【０００６】また、スイッチング素子を構成する薄膜
は、通常、ＣＶＤ法等の成膜方法を用いて形成され、Ｃ
ＶＤ法の形態、膜の種類、膜厚、膜に要求される電気特
性等によって異なるものの、一般に、基板は数百度の加
熱雰囲気に曝される。したがって、基板は熱的なストレ
スによって形状変化が引き起こされ得る。さらに、スイ
ッチング素子の形成工程やその後の工程での取り扱いに
おいて、荷重が印加されて機械的なストレスが作用する
可能性があり、これによっても形状変化が引き起こされ
得る。こうなると、上述したようなスイッチング素子の
形成時に要求される高位置精度を実現することが困難と
なってしまう。

【０００７】そこで、本発明者らは、かかる点に留意し
て上記従来の基板等について検討を行ったところ、以下
に示す問題点を見出した。すなわち、上記（１）の従来
方法は、プラスチック基板が形状変化を引き起こし易い
ことから、プラスチック基板上にＩＴＯ電極を形成する
工程等において、プラスチック基板の寸法変化による影
響の回避を図るものであるが、現状又は今後要求され得
る更なる高い位置精度を必ずしも十分に満足できないお
それがある。

【０００８】つまり、近年、スイッチング素子の微細化
・薄層化が加速されていること、並びに、ディスプレイ
画素数の増大及び大画面化による基板の大型化に伴っ
て、個々のスイッチング素子に対する位置精度及び素子
アレイのピッチ精度等の更なる向上が急務となってい
る。これに対し、基板の主材料であるプラスチック自体
は、一般的に剛性が低く、且つ、温度変化や機械的応力
によって生じる寸法変化量が大きい傾向にあるので、搬
送・固定治具との摩擦や温度分布により、これまでのガ
ラス基板を用いた場合の経験からは想定されない小さな
応力で歪が発生することがある。よって、このようなプ
ラスチック基板の不可避的な性質により、これまで以上
の高い重ね合わせ精度等が要求される素子アレイをより
大面積の基板上に量産するには、かかる従来の方法では
十分に対応することが困難と考えられる。

【０００９】一方、上記（２）の従来基板は、一般に熱
や機械的ストレスに対して寸法安定性が高い無アルカリ
ガラスや石英ガラスをガラス薄膜として用いることによ
り、スイッチング素子アレイの製作において高い位置精
度の実現を図るものである。具体的には、厚さ０．２ｍ
ｍ以下のガラス薄膜と樹脂膜とが複数積層された基板で
あり、樹脂層の吸湿等による膨潤や伸縮を防止するため
のバリア性、及び、ＦＰＤがバックライトを採用する際
に要求される透光性をも確保し得る。

【００１０】しかし、基板が多数層の積層体であるた
め、積層に要する工数が比較的大きくなり、基板自体の
製造効率及びスループットが低下してしまう傾向にあ
る。また、厚さ０．２ｍｍ程度の薄膜を多層に貼合する
必要があるので、積層工程に煩雑且つ高度な制御を要す
ると想定される。よって、かかる従来基板は量産性の点
で問題があると考えられる。

【００１１】他方、上記（３）の従来基板は、金属基板
層をベースとしており、要求される可撓性及び寸法安定
性を比較的容易に達成し得るものと考えられる。しか
し、ディスプレイは、ＦＰＤを含めて視認される画面の
輝度・照度を高める必要があり、このための照明方式と
してはバックライト方式が主流である。よって、基板自
体に高い透光性が必要とされるのに対し、かかる従来基
板は、金属基板層をベースとしているが故に透光性を有
さず、バックライトを採用するＦＰＤには実質的に採用
できない。なお、金属基板層を極めて薄く（例えば、数
〜数十ｎｍ）して透光性を付与する手段も考えられる
が、ベースとなる層をこのように薄くすると、基板とし
ての強度を十分に担保できず、実際のところ基板として
成立し得ない。

【００１２】そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなさ
れたものであり、可撓性を有しつつ、スイッチング素子
や光学素子等の素子を形成する際に要求される高い位置
精度を十分に達成できる共に、量産性を損なうことな
く、しかも、透光性が必要な場合にも十分な対応が可能
な複合基板及びその製造方法並びにその複合基板を用い
たフラットパネル装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らは、従来の問題点について検討を重ね、
その解決方策を鋭意研究した結果、本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明による複合基板は、素子が形
成されるものであって、金属を含有する膜（以下、「金
属膜」という。）と、主として所定波長の電磁波に対し
て透過性を有する樹脂から成る基層とを備えており、そ
れらの金属膜と基層とが一体に形成されたものである。

【００１４】なお、金属膜と基層とは互いに接触するよ
うに一体形成されていてもよく、この場合、金属膜が基
層中に配置されていても構わない。或いは、金属膜と基
層との間に別の他の層を介して一体に形成されていても
よい。また、本発明における「電磁波」とは、その波長
が特に制限されるものではなく、例えば、当該複合基板
の用途がＦＰＤ等のディスプレイである場合には、ディ
スプレイに用いられる光源からの出射光を例示できる。
このとき、基層が、可視光の透光性を有するが、紫外線
及び／又は赤外線等の可視光以外の電磁波に対する吸収
性を有していてもよい。或いは、当該複合基板の用途が
電離放射線、荷電粒子線等のイメージセンサのような場
合には、検出対象のＸ線、γ線等の放射線又はこれらが
転換された二次放射線等を例示できる。

【００１５】このような構成を有する複合基板において
は、主として樹脂から成る基層に熱的又は機械的なスト
レスが生じても、基層と一体に形成された金属膜が基層
の形状変形を抑制する。つまり、金属膜は、本質的に樹
脂から成る基層に比して熱や荷重に対する変形量が比較
的小さいので、基層の伸縮が金属膜によって阻害され
る。また、実質的に樹脂から成る基層が奏する可撓性が
複合基板に付与される。この可撓性を更に高める観点か
らは、金属膜の厚さを基層に比して適宜薄くする等、基
層をベースにすることが好ましい。

【００１６】また、前述のように複合基板に透光性が必
要な場合には、金属膜に開口部を設けることにより要求
性能を担保できる。例えば、素子が形成されるいわゆる
ピクセル又はサブピクセル単位に相当する開口部を複数
設けたものが挙げられる。この場合、開口部を有しない
ものに比して、金属膜の有効面積が減少することに起因
する基層の形状変化の増大を十分に抑止すべく、複合基
板を以下の構成とすると好適である。

【００１７】具体的には、金属膜が開口部を有するもの
であるときに、当該複合基板が下記式（１）及び（２）
で表される関係を満たすように設けられたものであると
好ましい。

【００１８】

【数３】

【００１９】

【数４】

【００２０】式中、δは式（２）で表される関係より求
められる複合基板の変形率（％）を示し、ｋは複合基板
に要求される所定の許容変形率（％）を示し、Ｌは複合
基板に印加される荷重（ｋｇｆ）を示し、Ｅは金属膜の
引張り弾性率（ｋｇｆ／ｍｍ ²）を示し、Ｗは金属膜の
幅（ｍｍ）を示し、Ｔは金属膜の厚さ（ｍｍ）を示し、
Ａは金属膜の開口率（−）を示す。なお、金属膜の幅Ｗ
は、許容変形率ｋの対象となる延在方向の幅を表し、ま
た、開口率Ａは、金属膜の外延内の面積に対する開口部
の合計面積の比を表す。

【００２１】このような関係を満たすようにすれば、金
属膜の開口率に応じて、複合基板の変形を許容限度以下
に確実に抑えることができる。特に、許容変形率ｋを恒
久的な変形・歪が残存することが防止され得る値、例え
ば、０．１％以下とすることがより好ましい。

【００２２】また、本発明によるフラットパネル装置
は、本発明の複合基板と、素子として複合基板上に形成
された電気素子又は光学素子とを備えることを特徴とす
る。より具体的には、本発明の複合基板とスイッチング
素子とを備える装置、例えば、ＬＣＤ、ＥＬＤといった
ＦＰＤ、Ｘ線又はγ線等の電離放射線に感受性を有する
フラットパネルイメージセンサ、等を例示できる。

【００２３】さらに、本発明による複合基板製造方法
は、素子が形成される本発明の複合基板を有効に製造す
るための方法であり、金属膜と、主として所定波長の電
磁波に対して透過性を有する樹脂から成る基層とを一体
に形成する工程を備えることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置
関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づ
くものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率
に限られるものではない。

【００２５】図１は、本発明による複合基板を備えるフ
ラットパネル装置の第一実施形態を示す模式断面図であ
る。ＦＰＤ１００（フラットパネル装置）は、調光型Ｆ
ＰＤの一種であるＬＣＤであって、バリア層２ａ，２ｂ
間に配置された複合基板１０ａと、同様にバリア層２
ｃ，２ｄ間に配置された複合基板１０ｂとの間にスペー
サ部材８で分画された液晶層４が設けられたものであ
る。また、液晶層４側に位置するバリア層２ｃ上には、
スイッチング素子である複数のＴＦＴ５が一定の間隔
（ピッチ）で配置され、その素子アレイが形成されてい
る。具体的には、この間隔として２０〜５００μｍを例
示できる。一方、液晶層４側に位置するバリア層２ｂ上
における、各ＴＦＴ５に対向する位置には、カラーフィ
ルタ３ｒ，３ｇ，３ｂ（光学素子）がその順に一定周期
で設けられている。なお、バリア層２ｄ側の外方から、
図示しないバックライト光が入射するようにされてい
る。

【００２６】複合基板１０ａ，１０ｂは、それぞれ可視
光に対する透光性を有する透明樹脂から成る基層１ａ，
１ｂと、複数の開口部７を有する金属膜６ａ，６ｂとが
平面方向に積層されて一体に形成されたものである。ま
た、金属膜６ａ，６ｂの各開口部７は、ＴＦＴ５及びカ
ラーフィルタ３ｒ，３ｇ，３ｂの配置ピッチに応じた一
定の間隔で設けられたものであり、後述するように、開
口部７自体は、基層１ａ，１ｂを構成する樹脂で実質的
に充填されている（図示省略）。さらに、複合基板１０
ａ，１０ｂは、金属膜６ａ，６ｂが液晶層４側に位置す
るように配置されている。

【００２７】通常のＬＣＤでは、１ｍｍあたり数個から
１０個程度の画素（ピクセル）が配置される。各画素
は、赤、緑、青（ＲＧＢ）やシアン、マゼンタ、黄（Ｃ
ＭＹ）、場合によっては白（Ｗ）といったサブピクセル
の組合せから構成される。本実施形態は、ＲＧＢ系に対
応したカラーフィルタ３ｒ，３ｇ，３ｂを採用した例で
ある。また、このような画素構成に応じて、開口部７
は、ピクセル単位又はサブピクセル単位で設けられてい
る。

【００２８】金属膜６ａ，６ｂを構成する金属材料は、
特に制限されないが、熱や機械的ストレスに対する耐変
形性に優れるものが好ましく、また、複合基板１０ａ，
１０ｂの可撓性並びにディスプレイとしての表示特性及
び視認性を向上させる観点より、薄膜化が可能な材料で
あることが好ましい。このような金属材料としては、例
えば、ステンレス合金、インバー合金、クロム合金、ニ
ッケル合金、低炭素鋼等が挙げられる。

【００２９】なお、薄膜化を促進すると、開口部７の開
口率の大小に応じて機械的強度が不都合に低下するおそ
れがあるため、金属膜６ａ，６ｂの膜厚は、可撓性、表
示特性及び視認性と必要とされる機械強度とを比較考量
して決定することが望ましい。

【００３０】かかる観点より、複合基板１０ａ，１０
ｂ、特に金属膜６ａ，６ｂは、前出の式（１）を満たす
ように構成されると好ましい。なお、本実施形態におい
ては、式中のδは式（２）で表される関係より求められ
る複合基板１０ａ，１０ｂの変形率（％）を示し、ｋは
複合基板１０ａ，１０ｂに要求される所定の許容変形率
（％）を示し、Ｌは複合基板１０ａ，１０ｂに印加され
る荷重（ｋｇｆ）を示し、Ｅは金属膜６ａ，６ｂの引張
り弾性率（ｋｇｆ／ｍｍ²）を示し、Ｗは金属膜６ａ，
６ｂの幅（ｍｍ）（複合基板１０ａ，１０ｂの幅と同
等）を示し、Ｔは金属膜６ａ，６ｂの厚さ（ｍｍ）を示
し、Ａは金属膜６ａ，６ｂの開口率つまり開口部７の割
合（−）を示す。なお、これらのパラメータ値は、複合
基板１０ａ，１０ｂについて同じでもよく、異なってい
てもよい。

【００３１】ここで、許容変形率ｋは、適宜設定するこ
とができるが、好ましくは０．１％以下とされる。この
許容変形率が、０．１％を超える場合には、金属膜６
ａ，６ｂの組成、性状（形態）等にもよるが、変形が生
じた場合にその変形が恒久的に残存する、つまり塑性変
形が生じるおそれがある。

【００３２】よって、許容変形率ｋが設定されると、他
の金属膜６ａ，６ｂの条件（引張り弾性率Ｅ、幅Ｗ、及
び開口率Ａと、複合基板１０ａ，１０ｂの条件（印加荷
重Ｌ）とから、金属膜６ａ，６ｂに必要とされる最小厚
さＴを決定できる。

【００３３】例えば、金属膜６ａ，６ｂの材質としてス
テンレス合金を用いるとすると、その引張り弾性率Ｅは
概ね２０，０００（ｋｇｆ／ｍｍ²）であり、さらに、
印加荷重Ｌ＝５（ｋｇｆ）、幅Ｗ＝３００（ｍｍ）、開
口率＝０．９（すなわち９０％）、及び、ｋ＝０．１
（％）とすれば、金属膜６ａ，６ｂの最小必要厚さＴ＝
０．０１ｍｍが得られる。すなわち、この場合、金属膜
６ａ，６ｂの厚さＴが０．０１ｍｍ未満となると、複合
基板１０ａ，１０ｂに恒久歪が発生する危険性が高くな
り、ＦＰＤ１００の生産工程における取り扱い上、特別
な配慮が必要とされ、生産性が害されるおそれがある。

【００３４】その一方で、上述の如く、過度に膜厚を増
大させると可撓性が損なわれるため、金属膜６ａ，６ｂ
の膜厚は、好ましくは０．５ｍｍ以下とすることが望ま
しい。この膜厚が０．５ｍｍを超えると、複合基板１０
ａ，１０ｂひいてはＦＰＤ１００に要求され得る可撓性
を達成し難くなるだけでなく、ＦＰＤ１００を見る角度
によって、金属膜６ａの開口部７間の隔壁部が開口部７
を遮ることとなり、表示性が損なわれるおそれもある。
したがって、上記のケースでは、金属膜６ａ，６ｂの膜
厚Ｔが、好ましくは０．０１〜０．５ｍｍであると好適
である。

【００３５】さらに、ディスプレイの表示性及び視認性
を一層高めるべく、金属膜６ａにおける基層１ａと接合
する面に反射防止処理（ＡＲコート）を施すと好まし
い。これにより、反射光によるコントラストの低下が抑
えられ、表示性及び視認性の向上が図られる。かかる処
理としては、対象面に遮光性を有する樹脂膜、蒸着膜等
の反射防止膜（図示せず）を形成する方法が挙げられ
る。

【００３６】一方、金属膜６ａ，６ｂと一体に構成され
た基層１ａ，１ｂを構成する透明樹脂としては、ＴＦＴ
５等のスイッチング素子の製造工程又はカラーフィルタ
３ｒ，３ｇ，３ｂの製造工程における加熱雰囲気及び処
理期間に耐え得るもの（軟化しないもの）であることが
必要である。具体的には、ガラス転移温度（Ｔｇ）が好
ましくは１００℃以上、より好ましくは１４０℃以上の
樹脂が用いられる。この透明樹脂のＴｇが１００℃未満
であると、複合基板１０ａ，１０ｂの製造における乾燥
工程やスパッタ工程における塑性変形量が不都合に増大
する傾向にある。

【００３７】かかる透明樹脂としては、ポリカーボネー
ト、メタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリサルフ
ォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリフェノキシエーテル、ポリアリレート、フ
ッ素系樹脂、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマ
ー（例えば、ＡＲＴＯＮ（JSR（株）製）、ＺＥＯＮＥ
Ｘ（日本ゼオン（株）製））、ＴＡＣ（三酢酸セルロー
ス）等が例示される。

【００３８】また、基層１ａ，１ｂは、波長４００〜７
００nmの可視光領域に対する平均透過率が好ましくは９
０％以上であることが望ましい。この平均透過率が９０
％未満であると、ディスプレイとしての輝度又は照度が
低下したり、或いは色再現性能が低下したりといった不
都合が生じ得る。

【００３９】さらに、複合基板１０ａ，１０ｂ面に設け
られたバリア層２ａ〜２ｄは、耐溶媒性やガスバリア性
を有する薄膜である。例えば、カラー液晶や有機ＥＬ
（後述）のスイッチングに用いられるＴＦＴ５の製造工
程において、複合基板１０ａ，１０ｂは、真空や加熱処
理のみならず、レジスト塗布や現像工程で各種溶媒及び
無機又は有機アルカリ等の試薬に曝される。このような
環境変化に対しても、表面形状や透明性を保つ必要があ
る。

【００４０】よって、バリア層２ａ〜２ｄの形成によ
り、複合基板１０ａ，１０ｂにそれらの耐溶媒性やガス
バリア性が付与され、薬剤処理が施される場合でも表面
形状や透明性を十分に維持できる。この点において、基
層１ａ，１ｂ及び金属膜６ａ，６ｂの複合体にバリア層
２ａ〜２ｄが形成されたものを本発明の複合基板として
もよい。

【００４１】バリア層２ａ〜２ｄを形成するための材料
としては、一般にガス遮断性を有するセラミックス、金
属等の無機系材料を用いることができ、例えば、酸化ケ
イ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化錫、
酸化インジウム−酸化錫といった透明セラミックス膜等
が好適である。或いは、酸素や水分に対する高い遮断性
能が要求される光磁気ディスクにおいてバリア膜材料と
して使用されている酸窒化ケイ素膜（特開平３−８６９
４３号公報等参照）も有効である。かかる酸窒化ケイ素
膜は、酸化ケイ素の奏する透明性と、窒化ケイ素の奏す
る密着力（接合性）及び靭性とを兼ね備えており、好適
な処方といえる。なお、バリア層２ａ〜２ｄに用いる無
機材料には、カルシウム、ホウ素、ガリウム、ゲルマニ
ウム等の酸化物、窒化物、その他のフッ化物等を添加す
ることも可能である。

【００４２】ここで、複合基板１０ｂを形成する本発明
の複合基板製造方法について例示する。なお、ＦＰＤ１
００においては、複合基板１０ａも同様に形成できる。
この方法は、金属膜６ｂを含有する膜と基層１ｂとを一
体に形成する工程を備えるものであり、一体形成の手段
としては、例えば、以下の各種方法を採用できる。な
お、本発明の複合基板製造方法はこれらに限定されるも
のではない。

【００４３】〔第１の方法〕まず、開口部７のパターン
をあらかじめ形成した金属膜６ｂを形成する。このパタ
ーン形成には、上述の如く、極めて高い位置精度と生産
性の両立が要求される傾向にあり、例えば、特許第２６
３７８６４号公報、特開平６−６５７９７号公報等に開
示されているフォトエッチング法を利用可能である。一
方、これとは独立に、押出成形や型重合等の一般的な樹
脂成形によって基層１ｂを製作する。

【００４４】次に、開口部７が形成された金属膜６ｂを
基層１ｂ上に載置した状態、或いは二枚の基層シート
（説明の便宜上、ここでは基層シート１ｂ，１ｂ’とい
う）の間に挟んだ状態で、基層シート１ｂ，１ｂ’を構
成する樹脂の成型可能温度で、加圧成形する。これによ
り、両者が接合された複合基板１０ｂすなわち接合基板
が得られる。ここで、図４は、こうして得られた複合基
板１０ｂを模式的に示す平面図である。かかる圧着によ
り、開口部７は、実質的に基層１ｂの樹脂で充填され
る。

【００４５】〔第２の方法〕第１の方法と同様にして金
属膜６ｂを形成する。次に、この金属膜６ｂ上に基層１
ｂの透明樹脂材料を溶媒等に溶解させた樹脂液を塗布
し、これを乾燥させて両者が一体に形成された複合基板
１０ｂを得る。

【００４６】〔第３の方法〕第１の方法と同様にして金
属膜６ｂを形成する。次に、金属膜６ｂに光硬化性樹脂
を介して二枚の基層シート１ｂ，１ｂ’を積層し、さら
に光硬化処理を施す。これにより、両者が接合された複
合基板１０ｂすなわち接合基板が得られる。ここで、光
硬化性樹脂に替わり熱硬化性樹脂を用い、光硬化処理に
替わり熱硬化処理を施すことも可能である。

【００４７】このように構成されたＦＰＤ１００によれ
ば、ＴＦＴ５及びカラーフィルタ３ｒ，３ｇ，３ｂがそ
れぞれ形成される際に、複合基板１０ａ，１０ｂが加熱
雰囲気に曝されて熱ストレス又は熱荷重（サーマルロー
ド）が印加されても、さらには、取り扱い時に機械的な
ストレスが生じても、金属膜６ａ，６ｂによって基層１
ａ，１ｂの伸縮等の形状変形が十分に抑制される。よっ
て、ＴＦＴ５等の素子形成時に要求される高い位置精度
を満足することができる。

【００４８】また、複合基板１０ａ，１０ｂが主として
樹脂から成る基層１ａ，１ｂをベース層としているの
で、可撓性に優れる利点がある。さらに、複合基板１０
ａ，１０ｂは、簡略な積層構造を有するので、その生産
効率の低下を防止できる。またさらに、金属膜６ｂが開
口部７を有するので、バックライト方式のディスプレイ
に対しても高い透光性を呈することができ、金属膜６ａ
も開口部７を有することと相俟って十分な表示性及び視
認性を実現できる。さらにまた、このような開口部７を
有しても、複合基板１０ａ，１０ｂが、上記式（１）で
表される関係を満たすように構成されていれば、金属膜
６ａ，６ｂによる基層１ａ，１ｂの変形抑制効果を十分
に発現させることができる。

【００４９】また、フレキシブルなＦＰＤは、その可撓
性に優れる特性により、製品の使用や取扱時に屈曲され
る等によって曲げ荷重が加わったり、使用環境によって
は温度変化による熱的ストレスが作用することがある。
このような状況においても、ＴＦＴ５等が形成された複
合基板１０ａ，１０ｂの形状変化が抑止されるので、Ｆ
ＰＤ１００全体の形状変化要因を排除することができ
る。よって、ＦＰＤ製品の信頼性の向上をも図り得る。

【００５０】図２は、本発明による複合基板を備えるフ
ラットパネルの第二実施形態を示す模式断面図である。
ＦＰＤ２００（フラットパネル装置）は、カラーフィル
タ３ｒ，３ｇ，３ｂがＴＦＴ５上に設けられており、且
つ、複合基板１０ａの代わりに基層１ａを備えること以
外は、図１に示すＦＰＤ１００と略同様の構成を有する
ものである。

【００５１】先に説明したように、図１に示すＦＰＤ１
００では、画素ピクセルを画成する両方の基板が、それ
ぞれＴＦＴ５及びカラーフィルタ３ｒ，３ｇ，３ｂの基
板であるため、両基板として本発明の複合基板１０ａ，
１０ｂを用いることが有効である。これに対し、ＦＰＤ
２００では、複合基板１０ｂが、ＴＦＴ５のみならずカ
ラーフィルタ３ｒ，３ｇ，３ｂの基板を兼ねており、対
向板としては基層１ａを用いることが可能である。

【００５２】したがって、かかる構成を有するＦＰＤ２
００によれば、ＦＰＤ１００と同等又はそれ以上の可撓
性及び形状保持能を発現しつつ、ディスプレイの更なる
薄型化、工程の簡略化、及びコストの低減を図ることが
できる。なお、ＦＰＤ１００が奏するのと同様の他の作
用・効果については、重複を避けるため、ここでの説明
は省略する。

【００５３】図３は、本発明による複合基板を備えるフ
ラットパネルの第三実施形態を示す模式断面図である。
ＦＰＤ３００（フラットパネル装置）は、有機ＥＬ発光
素子を有するＥＬＤであり、複合基板３０ｂと基層１ａ
との間に、ＴＦＴ５及びＥＬ発光部８ｒ，８ｇ，８ｂ
（ＲＧＢ系に対応する光学素子）のアレイ構造が設けら
れたものである。

【００５４】また、複合基板３０ｂと基層１ａとの間は
バリア層２ａによって封止されている。さらに、複合基
板３０ｂは、基層１ｂ、バリア層２ｃ、金属膜６ａ及び
バリア層２ｂが積層されて一体に構成されたものであ
り、先述の複合基板１０ａ，１０ｂと同等の可撓性及び
形状安定性を有するものである。なお、複合基板３０ｂ
も、上記式（１）で表される関係を満たすことが望まし
い。

【００５５】このように構成されたＦＰＤ３００によれ
ば、先述のＦＰＤ１００，２００と同様の作用により、
ＴＦＴ５及びＥＬ発光部８ｒ，８ｇ，８ｂが形成される
際の形状変形を十分に抑制できる。よって、これらの素
子形成時に要求される高い位置精度を実現できる。ま
た、複合基板３０ｂが主として樹脂から成る基層１ｂを
ベース層としているので、ＦＰＤ２００と同等の可撓性
を発現できる。さらに、複合基板３０ｂも簡略な積層構
造を有するため、その生産効率の低下を抑制できる。な
お、ＦＰＤ１００，２００が奏するのと同様の他の作用
・効果については、重複を避けるため、ここでの説明は
省略する。

【００５６】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではなく、例えば、金属膜６ａ，６ｂは、パ
ターンの重ね合わせに必要なアライメントマーク（一般
に用いられる十字等の記号、数字、文字、スケール
等）、カラーフィルタ３ｒ，３ｇ，３ｂの透過光、又は
有機ＥＬ発光部８ｒ，８ｇ，８ｂの発色光の混色を防止
するための遮光パターンといった周期的構造、基板方向
を自動的に検出するためのいわゆるオリエンテーション
コーナー、製品の品種やロット名を示すコード類といっ
た種々の表示を有するものであってもよい。

【００５７】また、複合基板１０ａ，１０ｂを製造する
方法として、基板１ａ，１ｂ上に開口部を有しない金属
膜を堆積又は貼合し、この金属膜部分を前記の〔第１の
方法〕と同様にフォトエッチングして金属膜６ａ，６ｂ
を形成することもできる。さらに、複合基板１０ａ，１
０ｂは、液晶層４の代わりにＴＦＴ５アレイと例えばＸ
線変換材料とを備えるフラットパネルタイプのＸ線イメ
ージセンサや放射線位置検出器等に用いても好適であ
る。この場合、開口部７は設けなくてもよい。

【００５８】

【実施例】以下、本発明に係る具体的な実施例について
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない

【００５９】〈実施例１〉（１）まず、厚さ０．１ｍｍのインバー型合金製のシー
ト状（板状）を成す金属膜を脱脂して表面の防錆油を除
去する。これを水洗した後、酸性溶液又はアルカリ性溶
液で表面処理し、再度水洗する。次いで、この金属膜の
表裏面（両面）上に、厚さ数μｍのフォトレジスト膜を
それぞれ被着形成せしめる。次に、各フォトレジスト膜
面に、形成すべき開口部、マークのパターンに対応した
所要の画像等を有するマスターパターンを、表裏位置を
合わせて密着させ、露光を行なう。それから、ＫＯＨ
０．５％水溶液を使用してフォトレジスト膜を現像す
る。その後、更に塩化第二鉄水溶液を使用しスプレイエ
ッチングを施し、所望の開口部パターンを形成する。さ
らにＫＯＨ５％水溶液を用いて金属膜の表面からレジス
ト膜を剥離し、水洗することにより所望の開口部を有す
る金属膜を得る。

【００６０】（２）上記（１）で得た開口部を有する金
属膜を、押出成形によって得た２枚の一定厚さ０．１ｍ
ｍのポリカーボネートシート（フィルム；基層）の間に
挟み込み、１６０〜１８０℃で３０分間、６０ｋｇｆ／
ｃｍ²で熱プレスすることで複合体を作製する。そし
て、この複合体における金属膜のパターン外の不要部分
をレーザー加工により切断し、金属膜と基層とが一体に
形成されて成り、且つ、寸法が川幅（短幅）３７０ｍｍ
×長尺（長幅）４７０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍのＴＦＴ形
成用の複合基板を得る。

【００６１】〈比較例１及び２〉比較例１として、実施
例１で用いたのと同様の厚さ０．１ｍｍのポリカーボネ
ートシートを実施例１の複合基板と同じ平面寸法に切断
したものを用意した。また、比較例２として、比較例１
のポリカーボネートシートと異なるロットで成形した同
寸法の他のポリカーボネートシートを用意した。

【００６２】〈熱処理時の寸法変化率の評価〉実施例１
の複合基板（シート）並びに比較例１及び２のポリカー
ボネートシートに対し、それぞれ１２０℃で２０分の加
熱処理を二回繰り返し実施した。加熱前及び各回の加熱
処理後の寸法を測定し、加熱前後の差異から各々の寸法
変化率を測定した。寸法測定は、SOKKIA製の液晶用測長
機（UMIC-800）を用い、実施例１の本発明による複合基
板、並びに、比較例１及び２のポリカーボネートシート
上に設けた識別マーク間の距離を読み取ることにより行
った。

【００６３】その結果、実施例１の複合基板では、二回
の加熱処理後のいずれにおいても、寸法変化は±５０ｐ
ｐｍ以下であった。なお、この変化率の‘＋’は寸法が
増大（伸長）したことを示し、‘−’は寸法が減少（縮
小）したことを示す（以下同様）。これに対し、比較例
１及び２のポリカーボネートシートの寸法変化率は、表
１に示すように、それぞれ最大約−２６０ｐｐｍ、及
び、約−２９０〜約＋４５ｐｐｍであり、寸法変化率が
大きく、且つ、複数回の熱処理のキャンペーンに亘って
形状が安定しないことが判明した。なお、このように同
寸法・同種の樹脂シートで変化率が大きく異なるのは、
延伸履歴や成形に起因する残留応力が要因の一つと推定
される。

【００６４】

【表１】

【００６５】これらの結果より、本発明による複合基板
は、従来の樹脂シートのみの基板に比して、熱処理時の
寸法変化率が格段に少なく、形状安定性に極めて優れる
ことが確認された。これより、本発明の複合基板は、３
００ｍｍ以上の大型基板が多用されるＦＰＤ用カラーフ
ィルタ等の光学素子、ＴＦＴ素子やＴＦＤ素子等のスイ
ッチング素子のアレイ構造を形成するための基板として
有用であり、生産性の観点からも有利であることが理解
される。

【００６６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明による複合基
板及びその製造方法並びにフラットパネルによれば、優
れた可撓性を有しつつ、スイッチング素子や光学素子等
の素子を形成する際に要求される高い位置精度を十分に
達成できる共に、量産性を損なうことなく、しかも、透
光性が必要な場合にも十分な対応が可能となる。さら
に、本発明の複合体では、従来のＦＰＤ生産技術の基本
であった枚葉プロセスに替わって、連続フィルムの生産
方式が選択可能となり、生産性を大幅に改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による複合基板を備えるフラットパネル
の第一実施形態を示す模式断面図である。

【図２】本発明による複合基板を備えるフラットパネル
の第二実施形態を示す模式断面図である。

【図３】本発明による複合基板を備えるフラットパネル
の第三実施形態を示す模式断面図である。

【図４】本発明による複合基板を模式的に示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…基層、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…バリア
層、４…液晶層、５…ＴＦＴ（スイッチング素子）、６
ａ，６ｂ…金属膜（膜）、７…開口部、３ｒ，３ｇ，３
ｂ…カラーフィルタ（光学素子）、１０ａ，１０ｂ，３
０ｂ…複合基板、８ｒ，８ｇ，８ｂ…有機ＥＬ発光部
（光学素子）、１００，２００，３００…ＦＰＤ（フラ
ットパネル）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤沢幸一茨城県つくば市北原６番住友化学工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H090 JA07 JA08 JB03 JB05 JD01 JD08 JD14 LA04 2H092 JA24 JB58 NA11 NA24 NA25 PA01 4F100 AB01A AK01B AK49 AR00C AT00B BA02 BA03 BA07 BA10A BA10B BA10C EH46 EH462 EJ08 EJ082 EJ15 EJ152 EJ17 EJ172 EJ30 EJ302 EJ42 EJ422 EJ85 EJ851 GB41 JD08B JK17 JL02 JL04 JM02A YY00A 5C094 AA15 AA46 BA02 BA27 BA43 CA19 DA06 DA13 EB02 FB12 HA08 JA01 5G435 AA01 AA18 BB05 BB12 FF14 HH12 KK05 LL06 LL07 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素子が形成される複合基板であって、金属を含有する膜と、主として所定波長の電磁波に対し
て透過性を有する樹脂から成る基層とを備えており、前記膜と前記基層とが一体に形成されたものである、こ
とを特徴とする複合基板。
【請求項２】前記膜が開口部を有するものであるとき
に、当該複合基板が下記式（１）；【数１】 δ：下記式（２）で表される関係より求められる当該複
合基板の変形率（％）、ｋ：当該複合基板に要求される所定の許容変形率
（％）、【数２】Ｌ：当該複合基板に印加される荷重（ｋｇｆ）、Ｅ：前記膜の引張り弾性率（ｋｇｆ／ｍｍ²）、Ｗ：前記膜の幅（ｍｍ）、Ｔ：前記膜の厚さ（ｍｍ）、Ａ：前記膜の開口率（−）、で表される関係を満たすように設けられたものである、
ことを特徴とする請求項１記載の複合基板。
【請求項３】請求項１又は２に記載の複合基板と、前記素子として前記複合基板上に形成された電気素子又
は光学素子と、を備えることを特徴とするフラットパネ
ル装置。
【請求項４】素子が形成される複合基板を製造する方
法であって、金属を含有する膜と、主として所定波長の電磁波に対し
て透過性を有する樹脂から成る基層とを一体に形成する
工程を備える、ことを特徴とする複合基板製造方法。