JP2004272162A - Image driving element sheet and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像素子駆動シートおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、基板上に電極パターンを形成する方法としては、フォトリソグラフィ技術で回路形状にパターニングするのが一般的である。フォトリソグラフィ技術とは、パターニングしたい薄膜上に感光性レジストを塗布し、フォトマスクを介して露光、現像した後、露出した薄膜部分をドライエッチングあるいはウエットエッチングする方法である。通常その後に、レジストを剥離し、さらなる材料を成膜してからフォトリソグラフィ工程が繰り返される。
【０００３】
また、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。
【０００４】
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薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子により構成されたアクティブ駆動素子を用いる技術が主流になっている。
【０００５】
ここでＴＦＴ素子は、通常、ガラス基板上に、主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）などの半導体薄膜や、ソース、ドレイン、ゲート電極などの金属薄膜を基板上に順次形成していくことで製造される。このＴＦＴを用いるフラットパネルディスプレイの製造には通常、ＣＶＤ、スパッタリングなどの真空系設備や高温処理工程を要する薄膜形成工程に加え、精度の高いフォトリソグラフ工程が必要とされ、設備コスト、ランニングコストの負荷が非常に大きい。さらに、近年のディスプレイの大画面化のニーズに伴い、それらのコストは非常に膨大なものとなっている。
【０００６】
近年、従来のＴＦＴ素子のデメリットを補う技術として、有機半導体材料を用いた有機ＴＦＴ素子の研究開発が盛んに進められている（特許文献１、非特許文献１等参照）。この有機ＴＦＴ素子は低温プロセスで製造可能であるため、軽く、割れにくい樹脂基板を用いることができ、更に樹脂フィルムを支持体として用いたフレキシブルなディスプレイが実現できると言われている（非特許文献２参照）。また、大気圧下で、印刷や塗布などのウェットプロセスで製造できる有機半導体材料を用いることで、生産性に優れ、非常に低コストのディスプレイの実現が期待できる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１９０００１号公報
【０００８】
【非特許文献１】
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ誌 ２００２年 第２号 ９９頁（レビュー）
【０００９】
【非特許文献２】
ＳＩＤ‘０２ Ｄｉｇｅｓｔ ｐ５７
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＴＦＴ素子の支持体に樹脂フィルムを用いると、その伸縮により、ガラスを支持体に用いた駆動素子に比べて、画素電極の位置精度が大幅に低下するといった問題がある。
【００１１】
また、フラットパネルディスプレイの解像度を高め、画素電極（出力電極）の有効面積を大きくするためには、ＴＦＴ素子をより微細化する必要があり、従って高精度のフォトマスクを使用したフォトリソグラフ工程が必須となり、コストとＴＦＴの微細化は相反してしまう。
【００１２】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１に、ＴＦＴ素子を駆動素子とするディスプレイの解像度を高めることであり、第２に、従来の煩雑なフォトリソグラフ工程によらず、簡易な方法で、画素電極の有効面積が大きな画像駆動素子シートを提供することであり、第３に、ＴＦＴ素子の支持体にフィルムを用いた場合にも安定して画素電極が形成できる画像駆動素子シートの製造方法の提供である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、
１） 支持体シート上に、ゲートバスライン及びソースバスラインを介して連結された複数の薄膜トランジスタが形成され、該薄膜トランジスタはゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層からなるチャネルで連結されたソース電極及びドレイン電極をこの順に有し、画素電極が異方性導電膜を介してドレイン電極と接合されている画像駆動素子シート、
２） 半導体層が有機半導体材料からなる１）の画像駆動素子シート、
３） 支持体シートが樹脂からなる１）又は２）の画像駆動素子シート、
４） 半導体層がインクジェット法にて形成される１）〜３）の何れかの画像駆動素子シート、
５） ソースバスライン、ソース電極、ドレイン電極、画素電極の少なくとも一つの形成がインクジェット法又はレーザー照射にて行われる１）〜４）の何れかの画像駆動素子シート、
６） ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層からなるチャネルで連結されたソース電極及びドレイン電極をこの順に有し、ゲートバスライン及びソースバスラインを介して連結された複数の薄膜トランジスタが形成された第１の支持体シートの薄膜トランジスタ側と、複数の画素電極が形成された第２の支持体シートの画素電極側とを、ドレイン電極と画素電極が異方性導電膜を介して接合される様に貼り合わせる画像駆動素子シートの製造方法、
７） 第１の支持体シートの薄膜トランジスタ側に異方性導電膜を付着させ、それを介してドレイン電極と画素電極が接合される６）の画像駆動素子シートの製造方法、
により達成される。
【００１４】
即ち本発明者は、ドレイン電極部分に異方性導電膜を形成し、それが画素電極と接合すれば駆動可能であるから、異方性導電膜と接合できる限り画素電極を形成でき、この異方性導電膜を使用しない場合に比し、厳しい位置精度は要求されないと考え、本発明に至った。
【００１５】
本発明の画像駆動素子シートは電子ペーパーなどの静止画を中心としたディスプレイに好適に用いられるが、画像駆動のみならずセンサーのアクティブ素子としても好適に用いられるものである。
【００１６】
以下、本発明について詳しく述べる。
本発明の画像駆動素子シートは、画素電極が異方性導電膜を介してドレイン電極と接合されていることを特徴とする。
【００１７】
異方性導電膜は導電・絶縁・接着と３つの機能を同時に有する接着材料であり、熱圧着することにより、膜厚方向には導通性、面方向には絶縁性の電気異方性を持つ高分子膜である。そして、各種電子機器におけるフレキシブルプリント基板の端子や、液晶表示装置におけるＴＡＢ型の端子と液晶パネルのガラス基板上に形成されたＩＴＯ膜よりなる端子等を電気的、機械的に接続する場合においては、異方性導電膜が多用されている。
【００１８】
異方性導電膜は、例えば、ウレタン、ポリエステル、クロロプレン等の熱可塑性のホットメルト樹脂あるいはエポキシ等の熱硬化性樹脂等よりなる絶縁性接着剤中に、ニッケル、金、半田等の金属粒子あるいはスチレン樹脂等よりなる粒子表面をニッケル−金等の導電層により被覆した粒子等の導通のための導電用粒子が分散されたものであり、使用上の便宜さから熱硬化性樹脂を用いたものが主流となりつつある。具体的な材料については、「２００１年 液晶ディスプレイ構造材料の市場」、２００１年、（株）シーエムシー出版に記載されている。
【００１９】
本発明に係るＴＦＴ素子は、支持体１上にまずゲート電極２を有し、ゲート絶縁層３を介して半導体層４からなるチャネルで連結されたソース電極５及びドレイン電極６を有するボトムゲート型のもので、シート状支持体にそれらがゲートバスライン１２及びソースバスライン１３を介して連結され、例えば図１の様に配置されている。
【００２０】
図２は、ＴＦＴ素子が複数配置されるシートの１例の概略等価回路図である。
ＴＦＴシート１１はマトリクス配置された多数のＴＦＴ素子１４を有する。１２は各ＴＦＴ素子１４のゲート電極のゲートバスラインであり、１３は各ＴＦＴ素子１４のソース電極のソースバスラインである。各ＴＦＴ素子１４のドレイン電極には、出力素子１６が接続され、この出力素子１６は例えば液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。図示の例では、出力素子１６として液晶が、抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。１５は蓄積コンデンサ、１７は垂直駆動回路、１８は水平駆動回路である。
【００２１】
チャネルを構成する半導体材料としては、ａ−Ｓｉ、ｐ−Ｓｉ、有機半導体材料等公知のものが用いられ、好ましくは有機半導体材料で、π共役系材料が用いられ、例えばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのポリチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノンなど）、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーや特開平１１−１９５７９０に記載された多環縮合体などを用いることができる。
【００２２】
また、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有するたとえばチオフェン６量体であるα−セクシチオフェンα，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適に用いることができる。
【００２３】
さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ’−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ’−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ’−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。
【００２４】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎが２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００２５】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。
【００２６】
本発明においては、有機半導体層に、たとえば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレンおよびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体などのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、たとえばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、いわゆるドーピング処理を施してもよい。
【００２７】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして該薄膜に導入することを意味する。従って，ドーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いるドーパントとしては公知のものを採用することができる。
【００２８】
これら有機薄膜の作製法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重合法、電解重合法、化学重合法、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法およびＬＢ法等が挙げられ、材料に応じて使用できる。本発明においては、生産性の点で、有機半導体の溶液を用いて簡単かつ精密に薄膜が形成できるインクジェット法が好ましい。
【００２９】
なおＡｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ誌 １９９９年 第６号、ｐ４８０〜４８３に記載の様に、ペンタセン等前駆体が溶媒に可溶であるものは、塗布により形成した前駆体の膜を熱処理して目的とする有機材料の薄膜を形成しても良い。
【００３０】
半導体層の膜厚としては、特に制限はないが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。
【００３１】
本発明おいて、ソース電極５、ソースバスライン１３、ドレイン電極６、ゲート電極２、ゲートバスライン１２及び画素電極を形成する材料は導電性材料であれば特に限定されず、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、ＩＴＯ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。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。
【００３２】
電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
【００３３】
このような金属微粒子分散液の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロイド法、共沈法などの、液相で金属イオンを還元して金属微粒子を生成する化学的生成法が挙げられるが、好ましくは、特開平１１−７６８００号、同１１−８０６４７号、同１１−３１９５３８号、特開２０００−２３９８５３等に示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５、同２００１−５３０２８、同２００１−３５２５５、同２０００−１２４１５７、同２０００−１２３６３４などに記載されたガス中蒸発法により製造された金属微粒子分散物である。これらの金属微粒子分散物を、下記に示す方法により層を成形した後、溶媒を乾燥させ、さらに１００〜３００℃、好ましくは１５０〜２００℃の範囲で熱処理することにより、金属微粒子を熱融着させることで電極形成する。
【００３４】
本発明においては、ソースバスライン、ソース電極、ドレイン電極、画素電極の少なくとも一つの形成がインクジェット法又はレーザー照射にて行われることが好ましい。
【００３５】
レーザー照射による電極形成にはアブレーション層を用い、アブレーション層は、エネルギー光吸収剤、バインダー樹脂および必要に応じて添加される各種添加剤から構成することができる。
【００３６】
エネルギー光吸収剤は、照射するエネルギー光を吸収する各種の有機および無機材料が使用可能であり、たとえばレーザー光源を赤外線レーザーとした場合、赤外線を吸収する顔料、色素、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、グラファイト、カーボンブラック、チタンブラック、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等を主成分とするメタル磁性粉末等の強磁性金属粉末などを用いることができ、中でも、カーボンブラック、シアニン系などの色素、Ｆｅ系強磁性金属粉末が好ましい。エネルギー光吸収剤の含有量は、アブレーション層形成成分の３０〜９５質量％程度、好ましくは４０〜８０質量％である。
【００３７】
アブレーション層のバインダー樹脂は、前記色材微粒子を十分に保持できるものであれば、特に制限無く用いることができ、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。バインダー樹脂の含有量は、アブレーション層形成成分５〜７０質量％程度、好ましくは２０〜６０質量％である。
【００３８】
なおアブレーション層とは、高密度エネルギー光の照射によりアブレートする層を指し、ここで言うアブレートとは、物理的或いは化学的変化によりアブレーション層が完全に飛散する、一部が破壊される或いは飛散する、隣接する層との界面近傍のみに物理的或いは化学的変化が起こるという現象を含む。このアブレートを利用してレジスト像を形成し、電極を形成させる。
【００３９】
高密度エネルギー光は、アブレートを発生させる活性光であれば特に制限はなく用いることができる。露光方法としては、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプなどによるフラッシュ露光を、フォトマスクを介して行ってもよいし、レーザー光等を収束させ走査露光を行っても良い。レーザー１ビーム当たりの出力は２０〜２００ｍＷである赤外線レーザー、特に半導体レーザーが最も好ましく用いられる。エネルギー密度としては、好ましくは５０〜５００ｍＪ／ｃｍ２、更に好ましくは１００〜３００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００４０】
ゲート絶縁層３としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。
【００４１】
上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。
【００４２】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。
【００４３】
これらのうち好ましいのは、大気圧プラズマ法である。
大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜の形成方法は、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で、その方法については特開平１１−６１４０６、同１１−１３３２０５、特開２０００−１２１８０４、同２０００−１４７２０９、同２０００−１８５３６２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。
【００４４】
ゲート絶縁層３が陽極酸化膜又は該陽極酸化膜と絶縁膜とで構成されることも好ましい。陽極酸化膜は封孔処理されることが望ましい。陽極酸化膜は、陽極酸化が可能な金属を公知の方法により陽極酸化することにより形成される。
【００４５】
陽極酸化処理可能な金属としては、アルミニウム又はタンタルを挙げることができ、陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。陽極酸化処理を行なうことにより、酸化被膜が形成される。陽極酸化処理に用いられる電解液としては、多孔質酸化皮膜を形成することができるものならばいかなるものでも使用でき、一般には、硫酸、燐酸、蓚酸、クロム酸、ホウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸等あるいはこれらを２種類以上組み合わせた混酸あるいそれらの塩が用いられる。陽極酸化の処理条件は使用する電解液により種々変化するので一概に特定し得ないが、一般的には、電解液の濃度が１〜８０質量％、電解液の温度５〜７０℃、電流密度０．５〜６０Ａ／ｄｍ２、電圧１〜１００ボルト、電解時間１０秒〜５分の範囲が適当である。好ましい陽極酸化処理は、電解液として硫酸、リン酸又はホウ酸の水溶液を用い、直流電流で処理する方法であるが、交流電流を用いることもできる。これらの酸の濃度は５〜４５質量％であることが好ましく、電解液の温度２０〜５０℃、電流密度０．５〜２０Ａ／ｄｍ２で２０〜２５０秒間電解処理するのが好ましい。
【００４６】
また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、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。
【００４７】
有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。
無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、１００ｎｍ〜１μｍである。
【００４８】
ゲート絶縁層３と半導体チャネル４の間に、任意の配向処理を施してもよい。シランカップリング剤、たとえばオクタデシルトリクロロシラン、トリクロロメチルシラザンや、アルカン燐酸、アルカンスルホン酸、アルカンカルボン酸などの自己組織化配向膜が好適に用いられる。
【００４９】
本発明において支持体１は樹脂からなるのが好ましく、例えばプラスチックフィルムシートを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（ＰＥＳ）、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。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、図３〜図５も参照して具体的な実施形態により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５１】
〈下引き層付き支持体の形成〉
厚さ２００μｍのＰＥＳフィルムの表面に５０Ｗ／ｍ２／ｍｉｎの条件でコロナ放電処理を施し、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体 ６０ｇ
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート２量体 ２０ｇ
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３量体以上の成分 ２０ｇ
ジエトキシベンゾフェノンＵＶ開始剤 ２ｇ
シリコーン系界面活性剤 １ｇ
メチルエチルケトン ７５ｇ
メチルプロピレングリコール ７５ｇ
からなる組成の塗布液を乾燥膜厚２μｍになるように塗布し、９０℃で５分間乾燥した後、６０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯下１０ｃｍの距離から４秒間硬化させた。
【００５２】
更に、その層の上に下記条件で連続的に大気圧プラズマ処理して厚さ５０ｎｍの酸化ケイ素膜を設けた。
【００５３】
（使用ガス）
不活性ガス：ヘリウム９８．２５体積％
反応性ガス：酸素ガス１．５体積％
反応性ガス：テトラエトキシシラン蒸気（アルゴンガスにてバブリング）０．２５体積％
（放電条件）
放電出力：１０Ｗ／ｃｍ２
（電極条件）
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るアルミナを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た。
【００５４】
〈ゲート電極形成工程〉
上記で形成された下引き層付き支持体上に、下記組成の光感応性樹脂１を塗布し、１００℃にて１分間乾燥させることで、厚さ２μｍの光感応性樹脂層を形成した。
【００５５】
【化１】
発振波長８３０ｎｍ、出力１００ｍＷの半導体レーザーで２００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度でゲートラインおよびゲート電極のパターンを露光した後、アルカリ水溶液で現像し、レジスト像を得た。
【００５８】
さらにその上に、スパッタ法により、厚さ３００ｎｍのアルミニウム皮膜を一面に成膜した後、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）で上記光感応性樹脂層の残存部を除去することで、ゲートラインおよびゲート電極を作製した。
【００５９】
〈陽極酸化皮膜形成工程〉
以上のフィルム基板をよく洗浄した後、３０質量％硫酸水溶液中で、２分間、３０Ｖの低電圧電源から供給される直流を用いて、陽極酸化皮膜の厚さが１２０ｎｍになるように陽極酸化処理した。よく洗浄した後に、１気圧、１００℃の飽和した蒸気チャンバーの中で、蒸気封孔処理を施した。
【００６０】
〈ゲート絶縁層形成工程〉
さらにフィルム温度２００℃にて、上述した大気圧プラズマ法の使用ガスを下記に変更し、厚さ３０ｎｍの酸化チタン層であるゲート絶縁層を設けた。
【００６１】
（使用ガス）
不活性ガス：ヘリウム９８．９体積％
反応性ガス：酸素ガス０．８体積％
反応性ガス：テトラプロポキシチタン蒸気（１５０℃に加熱した液体にアルゴンガスをバブリング）０．３体積％
〈有機半導体層形成工程〉
次に、ゲート絶縁層の上に、下記化合物Ｃのクロロホルム溶液を、ピエゾ方式のインクジェット法を用いて、チャネルを形成すべき領域に吐出し、窒素ガス中で、５０℃で３分乾燥し、２００℃で１０分の熱処理を行ったところ、厚さ５０ｎｍのペンタセン薄膜である有機半導体層を形成した。
【００６２】
【化２】
〈有機半導体保護層形成工程〉
この有機半導体層の上に、十分に精製を行ったポリビニルアルコールを超純水製造装置で精製された水に溶解した水溶液を用いて塗設し、窒素ガス雰囲気中１００℃にて、よく乾燥させ、厚さ１μｍのポリビニルアルコールの有機半導体保護層を形成し、図３（ａ）の層構成とした。
【００６４】
【００６５】
感光層塗布液が有機半導体保護層と混合するのを防止する厚さ２μｍのフェノール樹脂からなる層１９を形成後、上記組成物を塗布し１００℃で５分の処理を行い、厚さ０．５μｍの感光層７を形成した。
【００６６】
【００６７】
〈感光層露光工程及び現像工程〉
発振波長８３０ｎｍ、出力１００ｍＷの半導体レーザーで２００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度でソース電極の電極パターンを露光（図３（ｃ））後、露光部のシリコーンゴム層８を感光層７ごとブラシ処理で除去した（図３（ｄ））。
【００６８】
〈有機半導体保護層除去工程〉
フェノール樹脂層１９を有機溶媒で除去し、更に水でよく洗浄すると、露光部のポリビニルアルコールからなる保護層が除去された（図３（ｅ））。
【００６９】
〈ソース電極形成工程〉
電極パターンが形成された面に、ポリスチレンスルホン酸とポリ（エチレンジオキシチオフェン）の水分散液（バイエル製 Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ）をロールコーターで供給すると、シリコーンゴム層が除去された電極パターン部分のみに分散液が付着した。これを１００℃で乾燥させた。
【００７０】
さらに、特開平１１−８０６４７号公報に示された方法で作製した平均粒子径８ｎｍの銀微粒子の分散物を、基板上にロールコーターで供給すると、シリコーンゴム層が除去された電極パターン部分のみに分散物が付着した。これを乾燥し、２００℃で１５分加熱処理したところ、良好なソース電極５のパターンが形成された。なお、電極はポリスチレンスルホン酸とポリ（エチレンジオキシチオフェン）から成る厚さ２０ｎｍの層の上に、厚さ３００ｎｍのＡｇ微粒子の融着層が積層されたものであった（図３（ｆ））。
【００７１】
〈ソース電極封止工程〉
その後、感光層（アブレーション層）の組成液を、表面全体に供給し、乾燥した。更にシリコーンゴム層の組成液を同様に供給し、乾燥、固化させて、ソース電極部分を封止した（図３（ｇ））。
【００７２】
〈ドレイン電極形成工程〉
発振波長８３０ｎｍ、出力１００ｍＷの半導体レーザーで２００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度でドレイン電極の電極パターンを露光後、上記図３（ｄ）〜図３（ｆ）の工程を繰り返し、ドレイン電極６を形成した（図３（ｈ）、図３（ｉ））。
【００７３】
〈異方性導電膜形成工程〉
異方性導電膜用の材料を供給すると、シリコーンゴム部分ははじくため、ドレイン電極部分のみに異方性導電膜２０が付着する。
【００７４】
銅箔がラミネートされた、厚さ１０μｍのポリイミドフィルム２２を準備し、銅箔を画素電極２１の形状にエッチングした。その上に、エポキシ系の接着剤２３を塗工し、以上の方法で作製したドレイン電極部分のみに異方性導電膜２０が付着しているＴＦＴ素子１０に加熱圧着すると、画像駆動素子シート（図３（ｋ））が形成される。
【００７５】
画素電極と張り合わせる場合、異方性導電膜と接合できていれば駆動可能となるので、図４（ｂ）に示すＴＦＴを覆う範囲に画素電極があればよいことになる。即ち、位置精度が低くとも画素電極を形成することができる。
【００７６】
図５に本発明の画像駆動素子シートを作成する他の実施形態を示す。
離型性シート２４上に、アルミニウムを蒸着し、アルミニウムをエッチングして画素電極２１を形成した。その上に異方性導電膜２３を塗工して、前述の実施形態と同様の方法で形成した層構成のＴＦＴ素子１０と熱圧着し、接合した（図５（ａ）、図５（ｂ））。次いで剥離性シート２４を剥離して、本発明の画像駆動素子シートを得る（図５（ｃ））。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の画像駆動素子シートによれば、簡易な方法で、画素電極の有効面積を大きくでき、支持体にフィルムを用いた場合にも安定して画素電極が形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＴＦＴ素子の配列の１例を示す図である。
【図２】本発明に係るＴＦＴ素子シートの１例の概略の等価回路図である。
【図３】本発明の画像駆動素子シートを作製する工程の１例を示すモデル図である。
【図４】画素電極の位置の自由度を示す図である。
【図５】本発明の画像駆動素子シートを作製する工程の他の例を示すモデル図である。
【符号の説明】
１ 支持体
２ ゲート電極
３ ゲート絶縁層
４ 半導体層（チャネル）
５ ソース電極
６ ドレイン電極
１１ ＴＦＴシート
１２ ゲートバスライン
１３ ソースバスライン
１４ ＴＦＴ素子
１５ 蓄積コンデンサ
１６ 出力素子
１７ 垂直駆動回路
１８ 水平駆動回路
２０ 異方性導電膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image element driving sheet and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of forming an electrode pattern on a substrate, it is common to pattern the circuit pattern by photolithography. The photolithography technique is a method in which a photosensitive resist is applied on a thin film to be patterned, exposed and developed through a photomask, and then the exposed thin film portion is dry-etched or wet-etched. Typically, after that, the resist is stripped off, more material is deposited, and the photolithography process is repeated.
[0003]
Also, with the spread of information terminals, the need for flat panel displays as computer displays is increasing. In addition, with the progress of computerization, information provided in the form of paper has been provided electronically, and the number of opportunities to provide the information has increased, and electronic paper or digital media has become a thin, light, and portable mobile display medium. The need for paper is also growing.
[0004]
Generally, in a flat panel display device, a display medium is formed using elements utilizing liquid crystal, organic EL, electrophoresis, or the like. Further, in such a display medium, in order to secure uniformity of screen luminance and screen rewriting speed, a technique using an active driving element constituted by a thin film transistor (TFT) element as an image driving element has become mainstream.
[0005]
Here, a TFT element is usually formed by forming a semiconductor thin film such as a-Si (amorphous silicon) or p-Si (polysilicon) or a metal thin film such as a source, a drain or a gate electrode on a glass substrate. It is manufactured by forming sequentially. The manufacture of a flat panel display using this TFT usually requires a high-precision photolithography process in addition to a vacuum system such as CVD and sputtering, and a thin film formation process requiring a high-temperature treatment process. The load is very large. Furthermore, with the recent demand for larger screens of displays, their costs have become extremely enormous.
[0006]
In recent years, research and development of an organic TFT element using an organic semiconductor material has been actively pursued as a technique to compensate for the disadvantages of the conventional TFT element (see Patent Document 1, Non-Patent Document 1, etc.). Since this organic TFT element can be manufactured by a low-temperature process, it is said that a light and hard-to-break resin substrate can be used, and a flexible display using a resin film as a support can be realized (Non-Patent Document) 2). In addition, by using an organic semiconductor material that can be manufactured by a wet process such as printing or coating under atmospheric pressure, realization of a display with excellent productivity and extremely low cost can be expected.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-190001
[Non-patent document 1]
Advanced Material 2002, Issue 2, p. 99 (review)
[0009]
[Non-patent document 2]
SID'02 Digest p57
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a resin film is used for the support of the TFT element, there is a problem that the position accuracy of the pixel electrode is greatly reduced due to expansion and contraction as compared with the drive element using glass as the support.
[0011]
Further, in order to increase the resolution of the flat panel display and increase the effective area of the pixel electrode (output electrode), it is necessary to make the TFT element finer. Therefore, a photolithographic process using a high-precision photomask is required. Indispensable, cost and miniaturization of the TFT conflict with each other.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to firstly increase the resolution of a display using a TFT element as a driving element, and secondly, to use a conventional complicated photolithography process. Regardless, the purpose is to provide an image driving element sheet having a large effective area of the pixel electrode by a simple method. Third, even if a film is used for the support of the TFT element, the pixel electrode can be stably formed. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an image driving element sheet that can be formed.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is
1) A plurality of thin film transistors connected via a gate bus line and a source bus line are formed on a support sheet, and the thin film transistors include a source electrode connected by a channel including a gate electrode, a gate insulating layer, and a semiconductor layer; An image drive element sheet having a drain electrode in this order, wherein the pixel electrode is joined to the drain electrode via an anisotropic conductive film,
2) The image drive element sheet according to 1), wherein the semiconductor layer is made of an organic semiconductor material;
3) The image drive element sheet according to 1) or 2), wherein the support sheet is made of resin;
4) The image drive element sheet according to any one of 1) to 3), wherein the semiconductor layer is formed by an inkjet method.
5) The image driving element sheet according to any one of 1) to 4), wherein at least one of a source bus line, a source electrode, a drain electrode, and a pixel electrode is formed by an inkjet method or laser irradiation.
6) A gate electrode, a gate insulating layer, and a source electrode and a drain electrode connected in this order by a channel including a semiconductor layer, and a plurality of thin film transistors connected via the gate bus line and the source bus line are formed. The thin film transistor side of the first support sheet and the pixel electrode side of the second support sheet on which a plurality of pixel electrodes are formed are connected such that the drain electrode and the pixel electrode are joined via the anisotropic conductive film. A method for manufacturing an image drive element sheet to be bonded,
7) a method of manufacturing an image drive element sheet according to 6), wherein an anisotropic conductive film is attached to the thin film transistor side of the first support sheet, and the drain electrode and the pixel electrode are joined via the anisotropic conductive film;
Is achieved by
[0014]
That is, the present inventor can form a pixel electrode by forming an anisotropic conductive film on the drain electrode portion and driving it if the anisotropic conductive film is bonded to the pixel electrode. The inventors of the present invention have considered that strict positional accuracy is not required as compared with the case where an isotropic conductive film is not used, and have arrived at the present invention.
[0015]
The image drive element sheet of the present invention is suitably used for a display centering on a still image such as electronic paper, but is preferably used not only for image drive but also as an active element of a sensor.
[0016]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The image driving element sheet according to the present invention is characterized in that the pixel electrode is joined to the drain electrode via an anisotropic conductive film.
[0017]
The anisotropic conductive film is an adhesive material having three functions of conductivity, insulation, and adhesion at the same time, and has electrical anisotropy in the film thickness direction and conductivity in the surface direction by thermocompression bonding. It is a polymer film. In the case of electrically and mechanically connecting terminals of a flexible printed circuit board in various electronic devices, terminals of a TAB type in a liquid crystal display device and terminals formed of an ITO film formed on a glass substrate of a liquid crystal panel, etc. Anisotropic conductive films are frequently used.
[0018]
The anisotropic conductive film is, for example, in an insulating adhesive made of a thermoplastic hot melt resin such as urethane, polyester, chloroprene or a thermosetting resin such as epoxy, nickel, gold, metal particles such as solder or the like. Conductive particles for conduction such as particles of styrene resin or the like whose surface is coated with a conductive layer of nickel-gold or the like, in which conductive particles are dispersed, and using a thermosetting resin for convenience in use. Is becoming mainstream. Specific materials are described in "2001 Market for Liquid Crystal Display Structural Materials", 2001, published by CMC Publishing Co., Ltd.
[0019]
The TFT device according to the present invention has a bottom gate type having a gate electrode 2 on a support 1 and a
[0020]
FIG. 2 is a schematic equivalent circuit diagram of an example of a sheet on which a plurality of TFT elements are arranged.
The TFT sheet 11 has a large number of TFT elements 14 arranged in a matrix.
[0021]
As the semiconductor material constituting the channel, known materials such as a-Si, p-Si, and an organic semiconductor material are used. Preferably, a π-conjugated material is used as the organic semiconductor material. For example, polypyrrole, poly (N- Polypyrroles such as substituted pyrrole), poly (3-substituted pyrrole), poly (3,4-disubstituted pyrrole), polythiophene, poly (3-substituted thiophene), poly (3,4-disubstituted thiophene), polybenzo Polythiophenes such as thiophene, polyisothianaphthenes such as polyisothianaphthene, polychenylenevinylenes such as polyphenylenevinylene, poly (p-phenylenevinylene) such as poly (p-phenylenevinylene), polyaniline, Poly (N-substituted aniline), poly (3-substituted aniline), poly (2,3-substituted aniline), etc. Polyaniline, polyacetylene such as polyacetylene, polydiacetylene such as polydiacetylene, polyazulene such as polyazulene, polypyrene such as polypyrene, polycarbazole such as polycarbazole, poly (N-substituted carbazole), polyselenophene etc. Polyselenophenes, polyfurans, polyfurans such as polybenzofuran, poly (p-phenylene) such as poly (p-phenylene), polyindoles such as polyindole, polypyridazines such as polypyridazine, naphthacene, pentacene, Polyaces such as hexacene, heptacene, dibenzopentacene, tetrabenzopentacene, pyrene, dibenzopyrene, chrysene, perylene, coronene, terylene, ovalen, quaterylene, circum anthracene Derivatives in which a part of carbons of benzenes and polyacenes are substituted with atoms such as N, S, O, and functional groups such as carbonyl groups (such as triphenodioxazine, triphenodithiazine, hexacene-6,15-quinone); Polymers such as polyvinyl carbazole, polyphenylene sulfide, and polyvinylene sulfide, and polycyclic condensates described in JP-A-11-195790 can be used.
[0022]
Further, for example, thiophene hexamer α-sexithiophene α, ω-dihexyl-α-sexithiophene, α, ω-dihexyl-α-quinquethiophene, α, ω-bis ( Oligomers such as 3-butoxypropyl) -α-sexithiophene and styrylbenzene derivatives can also be suitably used.
[0023]
Further, metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine and fluorine-substituted copper phthalocyanine described in JP-A-11-251601,
[0024]
Among these π-conjugated materials, thiophene, vinylene, chenylene vinylene, phenylene vinylene, p-phenylene, a substituted product thereof, or two or more of these are used as a repeating unit, and the number n of the repeating unit is 4 to 4. At least one selected from the group consisting of oligomers having 10 or a polymer in which the number n of the repeating units is 20 or more, condensed polycyclic aromatic compounds such as pentacene, fullerenes, condensed ring tetracarboxylic diimides, and metal phthalocyanines Species are preferred.
[0025]
Other organic semiconductor materials include tetrathiafulvalene (TTF) -tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex, bisethylenetetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchloric acid complex, BEDTTTF-iodine complex, and TCNQ-iodine complex. , Etc. can also be used. Further, σ-conjugated polymers such as polysilane and polygermane, and organic / inorganic hybrid materials described in JP-A-2000-260999 can also be used.
[0026]
In the present invention, for example, a material having a functional group such as acrylic acid, acetamido, dimethylamino group, cyano group, carboxyl group, or nitro group in the organic semiconductor layer, a benzoquinone derivative, tetracyanoethylene, and tetracyanoquinodimethane And materials that have an electron acceptor such as derivatives thereof and materials having functional groups such as amino group, triphenyl group, alkyl group, hydroxyl group, alkoxy group and phenyl group, and substituted amines such as phenylenediamine , Anthracene, benzoanthracene, substituted benzoanthracenes, pyrene, substituted pyrene, carbazole and its derivatives, tetrathiafulvalene and its derivatives, etc. Process Good.
[0027]
The doping means that an electron donating molecule (acceptor) or an electron donating molecule (donor) is introduced into the thin film as a dopant. Therefore, the doped thin film is a thin film containing the condensed polycyclic aromatic compound and the dopant. Known dopants can be used for the present invention.
[0028]
These organic thin films can be prepared by vacuum deposition, molecular beam epitaxy, ion cluster beam, low energy ion beam, ion plating, CVD, sputtering, plasma polymerization, electrolytic polymerization, chemical polymerization, etc. Examples include a synthesizing method, a spray coating method, a spin coating method, a blade coating method, a dip coating method, a casting method, a roll coating method, a bar coating method, a die coating method, and an LB method, which can be used depending on the material. In the present invention, from the viewpoint of productivity, an inkjet method capable of forming a thin film easily and accurately using a solution of an organic semiconductor is preferable.
[0029]
In addition, as described in Advanced Material Magazine, No. 6, 1999, p480 to 483, those in which a precursor such as pentacene is soluble in a solvent are prepared by subjecting a precursor film formed by coating to a heat treatment to obtain an intended organic material. May be formed.
[0030]
The thickness of the semiconductor layer is not particularly limited, but is generally 1 μm or less, particularly preferably 10 to 300 nm.
[0031]
In the present invention, the material forming the
[0032]
As a method of forming an electrode, a method of forming an electrode using a known photolithographic method or a lift-off method on a conductive thin film formed by using a method such as evaporation or sputtering using the above as a raw material, or a metal foil such as aluminum or copper There is a method of etching using a resist by thermal transfer, ink jet or the like. A solution or dispersion of a conductive polymer or a dispersion of conductive fine particles may be directly patterned by ink jet, or may be formed from a coating film by lithography or laser ablation. Further, a method of patterning an ink, a conductive paste, or the like containing a conductive polymer or conductive fine particles by a printing method such as letterpress, intaglio, lithographic, or screen printing can also be used.
[0033]
As a method for producing such a metal fine particle dispersion, a metal ion is reduced in a liquid phase, such as a physical generation method such as a gas evaporation method, a sputtering method, a metal vapor synthesis method, a colloid method, and a coprecipitation method. A chemical production method for producing metal fine particles may be mentioned, and preferably, a colloid method described in JP-A-11-76800, JP-A-11-80647, JP-A-11-319538, JP-A-2000-239853, etc. It is a metal fine particle dispersion produced by the in-gas evaporation method described in JP 2001-254185, JP 2001-53028, JP 2001-35255, JP 2000-124157, JP 2000-123634 and the like. These metal fine particle dispersions are formed into a layer by the method described below, then the solvent is dried, and further heat-treated at a temperature of 100 to 300 ° C, preferably 150 to 200 ° C, whereby the metal fine particles are thermally fused. Then, an electrode is formed.
[0034]
In the present invention, it is preferable that at least one of the source bus line, the source electrode, the drain electrode, and the pixel electrode is formed by an inkjet method or laser irradiation.
[0035]
An ablation layer is used for forming an electrode by laser irradiation, and the ablation layer can be composed of an energy light absorber, a binder resin, and various additives added as needed.
[0036]
As the energy light absorber, various organic and inorganic materials that absorb the energy light to be irradiated can be used. For example, when the laser light source is an infrared laser, a pigment, a dye, a metal, a metal oxide, or a metal that absorbs infrared light is used. Ferromagnetic metal powders such as nitrides, metal carbides, metal borides, graphite, carbon black, titanium black, metal magnetic powders mainly containing Al, Fe, Ni, Co and the like can be used. Dyes such as black and cyanine, and Fe-based ferromagnetic metal powders are preferred. The content of the energy light absorber is about 30 to 95% by mass, preferably 40 to 80% by mass of the ablation layer forming component.
[0037]
The binder resin for the ablation layer can be used without any particular limitation as long as it can sufficiently retain the coloring material fine particles. Polyurethane resin, polyester resin, vinyl chloride resin, polyvinyl acetal resin, cellulose resin And acrylic resins, phenoxy resins, polycarbonates, polyamide resins, phenol resins, epoxy resins, and the like. The content of the binder resin is about 5 to 70% by mass, preferably 20 to 60% by mass, for the ablation layer forming component.
[0038]
Note that the ablation layer refers to a layer that is ablated by irradiation with high-density energy light, and the ablation referred to here is such that the ablation layer is completely scattered or partially destroyed or scattered due to a physical or chemical change. This includes the phenomenon that a physical or chemical change occurs only in the vicinity of the interface with the adjacent layer. A resist image is formed using this ablation to form an electrode.
[0039]
The high-density energy light can be used without any particular limitation as long as it is active light that generates ablation. As an exposure method, flash exposure using a xenon lamp, a halogen lamp, a mercury lamp, or the like may be performed via a photomask, or scanning exposure may be performed by converging laser light or the like. An infrared laser having an output of 20 to 200 mW per laser beam, particularly a semiconductor laser, is most preferably used. The energy density is preferably 50 to 500 mJ / cm 2, more preferably a 100~300mJ / cm 2.
[0040]
Although various insulating films can be used as the
[0041]
Examples of the method for forming the film include a vacuum deposition method, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a dry process such as a sputtering method and an atmospheric pressure plasma method, and a spray method. Wet processes such as a coating method, a spin coating method, a blade coating method, a dip coating method, a casting method, a coating method such as a roll coating method, a bar coating method, a die coating method, and a patterning method such as printing or inkjet, Can be used depending on the material.
[0042]
The wet process is a method in which fine particles of an inorganic oxide are dispersed in an optional organic solvent or water using a dispersing aid such as a surfactant, if necessary, and a method of drying, or a method of drying an oxide precursor, for example, A so-called sol-gel method of applying and drying a solution of the alkoxide compound is used.
[0043]
Of these, the atmospheric pressure plasma method is preferable.
The method of forming an insulating film by plasma film formation under atmospheric pressure is a process of forming a thin film on a substrate by discharging under an atmospheric pressure or a pressure close to the atmospheric pressure, exciting a reactive gas by plasma, and forming a thin film on the substrate. The method is described in JP-A-11-61406, JP-A-11-133205, JP-A-2000-121804, JP-A-2000-147209, and JP-A-2000-185362 (hereinafter also referred to as atmospheric pressure plasma method). Thereby, a highly functional thin film can be formed with high productivity.
[0044]
It is also preferable that the
[0045]
Examples of the metal that can be anodized include aluminum and tantalum. The method of the anodization is not particularly limited, and a known method can be used. By performing the anodic oxidation treatment, an oxide film is formed. As the electrolytic solution used for the anodic oxidation treatment, any electrolyte can be used as long as it can form a porous oxide film. In general, sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid, chromic acid, boric acid, sulfamic acid, benzene sulfone Acids or the like, or mixed acids obtained by combining two or more kinds thereof or salts thereof are used. Anodizing treatment conditions vary depending on the electrolytic solution used, and thus cannot be specified unconditionally. However, in general, the concentration of the electrolytic solution is 1 to 80% by mass, the temperature of the electrolytic solution is 5 to 70 ° C, and the current density is A suitable range is 0.5 to 60 A / dm 2 , a voltage of 1 to 100 volts, and an electrolysis time of 10 seconds to 5 minutes. A preferred anodic oxidation treatment is a method in which an aqueous solution of sulfuric acid, phosphoric acid, or boric acid is used as an electrolytic solution and treatment is performed with a direct current. The concentration of these acids is preferably 5 to 45% by mass, and the electrolytic treatment is preferably performed at a temperature of the electrolytic solution of 20 to 50 ° C and a current density of 0.5 to 20 A / dm 2 for 20 to 250 seconds.
[0046]
As the organic compound film, polyimide, polyamide, polyester, polyacrylate, photo-radical polymerization type, photo-cationic polymerization type photo-curable resin, or copolymer containing acrylonitrile component, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, novolak resin, And cyanoethyl pullulan can also be used.
[0047]
As the method for forming the organic compound film, the wet process is preferable.
The inorganic oxide film and the organic oxide film can be laminated and used together. The thickness of these insulating films is generally 50 nm to 3 μm, preferably 100 nm to 1 μm.
[0048]
Arbitrary orientation treatment may be performed between the
[0049]
In the present invention, the support 1 is preferably made of a resin, and for example, a plastic film sheet can be used. Examples of the plastic film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyether imide, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), Examples include a film made of cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like. As described above, by using a plastic film, the weight can be reduced as compared with the case of using a glass substrate, portability can be improved, and resistance to impact can be improved.
[0050]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific embodiments also with reference to FIGS. 3 to 5, but the present invention is not limited thereto.
[0051]
<Formation of support with undercoat layer>
The surface of a 200 μm thick PES film is subjected to a corona discharge treatment under a condition of 50 W / m 2 / min,
Dipentaerythritol hexaacrylate monomer 60g
Dipentaerythritol hexaacrylate dimer 20g
Ingredient of dipentaerythritol hexaacrylate trimer or more 20 g
Diethoxybenzophenone UV initiator 2g
Silicone surfactant 1g
75 g of methyl ethyl ketone
75 g of methyl propylene glycol
Was applied to a dry film thickness of 2 μm, dried at 90 ° C. for 5 minutes, and cured from a distance of 10 cm under a high-pressure mercury lamp of 60 W / cm for 4 seconds.
[0052]
Further, a silicon oxide film having a thickness of 50 nm was formed on the layer by continuous atmospheric pressure plasma treatment under the following conditions.
[0053]
(Used gas)
Inert gas: 98.25% by volume of helium
Reactive gas: oxygen gas 1.5% by volume
Reactive gas: 0.25% by volume of tetraethoxysilane vapor (bubbling with argon gas)
(Discharge conditions)
Discharge output: 10 W / cm 2
(Electrode conditions)
The electrode was coated with a 1 mm-thick ceramic spray-coated alumina on a stainless steel jacket roll base material having cooling means with cooling water, then coated with a solution of tetramethoxysilane diluted with ethyl acetate, dried, and sealed with ultraviolet irradiation. This is a roll electrode having a dielectric material (relative dielectric constant of 10) which has been subjected to a hole treatment and has a smooth surface and Rmax of 5 μm, and is grounded. On the other hand, as an application electrode, a hollow rectangular stainless steel pipe was coated with the same dielectric as described above under the same conditions.
[0054]
<Gate electrode formation process>
The photosensitive resin 1 having the following composition was applied on the support with an undercoat layer formed as described above, and dried at 100 ° C. for 1 minute to form a photosensitive resin layer having a thickness of 2 μm.
[0055]
Embedded image
The pattern of the gate line and the gate electrode was exposed at an energy density of 200 mJ / cm 2 with a semiconductor laser having an oscillation wavelength of 830 nm and an output of 100 mW, and then developed with an alkaline aqueous solution to obtain a resist image.
[0058]
Further, an aluminum film having a thickness of 300 nm is formed on the entire surface by a sputtering method, and then the remaining portion of the photosensitive resin layer is removed with methyl ethyl ketone (MEK) to form a gate line and a gate electrode. did.
[0059]
<Anodic oxide film formation process>
After the above film substrate is thoroughly washed, anodizing treatment is performed in a 30% by mass aqueous sulfuric acid solution for 2 minutes using a direct current supplied from a low voltage power supply of 30 V so that the thickness of the anodized film becomes 120 nm. did. After washing well, a steam sealing treatment was performed in a saturated steam chamber at 1 atm and 100 ° C.
[0060]
<Gate insulating layer forming step>
Further, at a film temperature of 200 ° C., the gas used in the above-mentioned atmospheric pressure plasma method was changed to the following, and a 30-nm-thick gate oxide layer as a titanium oxide layer was provided.
[0061]
(Used gas)
Inert gas: helium 98.9% by volume
Reactive gas: Oxygen gas 0.8% by volume
Reactive gas: Tetrapropoxy titanium vapor (Argon gas is bubbled into a liquid heated to 150 ° C.) 0.3% by volume
<Organic semiconductor layer forming step>
Next, on the gate insulating layer, a chloroform solution of the following compound C is discharged to a region where a channel is to be formed using a piezo-type inkjet method, and dried at 50 ° C. for 3 minutes in a nitrogen gas. When heat treatment was performed at 200 ° C. for 10 minutes, an organic semiconductor layer which was a pentacene thin film having a thickness of 50 nm was formed.
[0062]
Embedded image
<Organic semiconductor protective layer forming step>
On this organic semiconductor layer, a sufficiently purified polyvinyl alcohol is applied using an aqueous solution obtained by dissolving in water purified by an ultrapure water production apparatus, and dried sufficiently at 100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. Then, an organic semiconductor protective layer of polyvinyl alcohol having a thickness of 1 μm was formed to obtain a layer configuration shown in FIG.
[0064]
[0065]
After forming a
[0066]
[0067]
<Photosensitive layer exposure step and development step>
After exposing the electrode pattern of the source electrode at an energy density of 200 mJ / cm 2 with a semiconductor laser having an oscillation wavelength of 830 nm and an output of 100 mW (FIG. 3C), the
[0068]
<Organic semiconductor protective layer removal step>
When the
[0069]
<Source electrode forming step>
When an aqueous dispersion of polystyrenesulfonic acid and poly (ethylenedioxythiophene) (Baytron P manufactured by Bayer) is supplied to the surface on which the electrode pattern is formed by a roll coater, the dispersion is performed only on the electrode pattern portion from which the silicone rubber layer has been removed. Liquid adhered. This was dried at 100 ° C.
[0070]
Further, when a dispersion of silver fine particles having an average particle diameter of 8 nm prepared by the method disclosed in JP-A-11-80647 is supplied onto a substrate by a roll coater, only the electrode pattern portion from which the silicone rubber layer has been removed is provided. The dispersion adhered. This was dried and subjected to a heat treatment at 200 ° C. for 15 minutes. As a result, a good pattern of the
[0071]
<Source electrode sealing step>
Thereafter, the composition liquid for the photosensitive layer (ablation layer) was supplied to the entire surface and dried. Further, the composition liquid of the silicone rubber layer was similarly supplied, dried and solidified to seal the source electrode portion (FIG. 3 (g)).
[0072]
<Drain electrode formation step>
After exposing the electrode pattern of the drain electrode at an energy density of 200 mJ / cm 2 with a semiconductor laser having an oscillation wavelength of 830 nm and an output of 100 mW, the steps of FIGS. 3D to 3F were repeated to form a
[0073]
<Anisotropic conductive film forming step>
When the material for the anisotropic conductive film is supplied, the silicone rubber portion is repelled, so that the anisotropic
[0074]
A
[0075]
In the case of bonding to the pixel electrode, the pixel electrode can be driven if it can be bonded to the anisotropic conductive film. Therefore, the pixel electrode only needs to be in a range covering the TFT shown in FIG. That is, the pixel electrode can be formed even if the positional accuracy is low.
[0076]
FIG. 5 shows another embodiment for producing the image drive element sheet of the present invention.
Aluminum was deposited on the
[0077]
【The invention's effect】
According to the image drive element sheet of the present invention, the effective area of the pixel electrode can be increased by a simple method, and the pixel electrode can be formed stably even when a film is used for the support.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of an array of TFT elements according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic equivalent circuit diagram of one example of a TFT element sheet according to the present invention.
FIG. 3 is a model diagram showing one example of a process for producing an image drive element sheet of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a degree of freedom of a position of a pixel electrode.
FIG. 5 is a model diagram showing another example of the process for producing the image drive element sheet of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support body 2
5
Claims (7)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006190756A (en) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Konica Minolta Holdings Inc | Organic thin film transistor and its fabrication process |
| JP2008078636A (en) * | 2006-08-25 | 2008-04-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method of producing semiconductor device |
-
2003
- 2003-03-12 JP JP2003066286A patent/JP2004272162A/en active Pending
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