JP4480853B2

JP4480853B2 - 転写基板の製造方法及び転写方法

Info

Publication number: JP4480853B2
Application number: JP2000161794A
Authority: JP
Inventors: 忠宏古川; 昭良村上; 一郎別宮
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2020-05-31
Also published as: JP2001343516A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー液晶パネルなどに用いられるカラーフィルタや透明電極などを有する基板を、転写を利用して製造するための転写基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低消費電力、低電圧動作、軽量、薄型、カラー表示などを特徴とする液晶パネルは、パーソナルコンピューター（ＰＣ）やビデオ機器などへ急速にその用途を拡大している。
一般的に、液晶パネルは２枚の透明基板の間に液晶を封入した構造を有している。それらの透明基板の相互に対向する２つの面のうち、一方の面側には透明電極、カラーフィルタ及び配向膜等が形成され、他方の面側にはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）またはストライプ状の透明電極及び配向膜等が形成されている。以下、透明電極及びカラーフィルタなどが形成された基板をＣＦ基板と呼ぶ。
【０００３】
このＣＦ基板は、例えば、ガラス製の透明基板上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の画素が並び、これらの画素の間にブラック層が形成され、さらに、これらの上方には透明電極が形成されている。これらは、一般に、フォトリソグラフィー、印刷、電着などの方法を用いてガラス基板上に、直接形成される。このガラス基板は表面平滑性、光透過性及び表示に係わるその他の特性の面では優れているが、ガラス基板は厚みを薄くすると割れやすく、かつ重量が重いという問題点がある。従って、ガラス基板を耐久性や小型軽量化を重視する携帯用の液晶パネルのＣＦ基板の基板として用いる場合には問題がある。
【０００４】
このようなガラス基板の問題点を解消するため、プラスチックなどからなる透明基板上にカラーフィルタ層や透明電極を形成する方法が提案されている。しかし、このプラスチック基板はガラス基板に比べて、耐薬品性、耐熱性及び温度湿度による伸縮の点で劣る。すなわち、プラスチック基板に温度や湿度が加わると、寸法変化を起こすたため、フォトリソグラフィー法などを用いて、高精度なカラーフィルタのパターンをプラスチック基板上に、直接形成することは困難である。また、プラスチック基板は耐熱性が高くないので、透明電極のように低抵抗の膜を形成するための高温処理を行うことは困難である。
【０００５】
そこで、仮の基板上に剥離可能な状態で、剥離層、透明電極、カラーフィルタ層及び接着剤層などを形成し、これらを仮の基板からプラスチックなどからなる透明基板上に接着剤層を介して転写することにより、プラスチック基板上に透明電極やカラーフィルタ層などを形成する方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法においては、仮の基板から剥離層を引き剥がし、プラスチック基板上に透明電極やカラーフィルタ層などを転写するので、仮の基板と剥離層との密着性は比較的低いほうがよい。しかし、剥離層上には透明電極やカラーフィルタ層などのパターンが形成されるため、仮の基板と剥離層とは、透明電極やカラーフィルタ層などを形成する際のフォトリソグラフィー工程、エッチング工程及び洗浄工程などに耐えられる一定以上の密着性が必要となる。
【０００７】
すなわち、仮の基板から容易に引き剥がすことができる剥離層は、基板との密着性が低いので、後工程、例えば、透明電極のパターン形成工程やカラーフィルタ層の形成工程の薬液処理工程や洗浄工程など、いわゆるウェットプロセスで剥がれが発生するおそれがある。
本発明の目的は、剥離層を形成する工程の後の工程で剥離層の剥がれが発せず、かつ仮の基板から容易に引き剥がすことができる剥離層を有する転写基板の製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、絶縁性基板の上に、前記絶縁性基板の側面を覆うように塗布性絶縁膜をスピンコート法で塗布して、塗膜を形成する工程と、前記絶縁性基板の側面に形成された前記塗膜の膜厚を薄くする工程と、前記塗膜を加熱して硬化させて、剥離層を形成する工程と、前記剥離層の上に透明導電層を形成する工程と、前記透明導電層の上に接着剤層を形成する工程とを有することを特徴とする転写基板の製造方法により解決する。
【０００９】
一般に、スピンコート法により基板の表面及び側面部に塗膜を形成する場合、基板の周辺部及び側面部に形成された塗膜の膜厚は基板の中央部の膜厚より厚くなり、基板の周辺部に段差が生じる。このため、基板の周辺部及び側面部に有機溶剤などを吹きかけて洗浄する、いわゆる端面洗浄をすることにより、基板の周辺部及び側面部に形成された塗膜を除去している。
【００１０】
しかしながら、この方法を用いると、基板上の周辺部の塗膜が除去されるので、塗膜上に別のパターンを形成するためのフォトリソグラフィー工程の現像工程などのウェットプロセスで、塗膜と基板との界面から薬液がしみ込み、この界面から塗膜の剥がれが発生しやすい。
本発明によれば、絶縁性基板の側面を覆うように絶縁性の塗膜である剥離層を形成する工程を有している。これによれば、絶縁性基板の表面及び側面部には剥離層が除去されている領域がなく、絶縁性基板の表面及び側面はすべて、剥離層で覆われている。すなわち、剥離層上に透明導電層を形成する工程で現像液などの薬液処理をする場合、現像液などの薬液がしみ込みやすい絶縁性基板と剥離層の界面が存在しないので、剥離層の剥がれを防止することができる。
【００１１】
また、一般に、スピンコート法により、基板上に塗膜を比較的厚く形成する場合、基板の周辺部及び側面部はさらに膜厚が厚く形成される。基板の側面部に形成されたこの膜厚の厚い塗膜は、後の工程で、製造装置内の搬送系の部材などと接触し、パーティクルの発生源となりやすい。また、基板の側面に形成された塗膜が厚くなりすぎると基板の側面との密着性が低下し、基板の側面から剥離層が剥がれやすくなる。
【００１２】
本発明によれば、さらに、絶縁性基板の側面に形成された絶縁性の塗膜である剥離層を膜厚を薄くする工程を有している。これによれば、絶縁性基板の側面の剥離層の膜厚が厚くなっても、これを絶縁性基板の側面が露出しない程度、すなわち、剥離層と絶縁性基板の界面が現れない程度に薄くすることができる。従って、絶縁性基板の側面の剥離層が後工程で、製造装置内の搬送系の部材などと接触しても大量にパーティクルが発生することはない。
【００１３】
さらに、絶縁性基板の側面の剥離層の膜厚を物理的に薄くする場合、塗膜は基板の側面方向に加圧されながら形成されるので絶縁性基板の側面と剥離層との密着性を向上させることができる。これにより、剥離層の剥がれを完全に防止することができるので、転写基板の製造歩留りを向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
図１〜図２は本発明の実施の形態の転写基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
まず、絶縁性基板として、シリカコートされた、もしくはシリカコートされていないガラス基板１０と、塗布性絶縁膜の塗布材料として、ピロメット酸無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルを反応させ、生成したポリイミド前駆体ワニス（ジメチルアセトアミド溶液、固形分比１０％）にシランカップリング剤ＫＢＭ−５７３（信越シリコン（株）製）を０．０５wt％（固形分比）添加したものを準備する。ガラス基板１０は例えば、一辺が３００ｍｍ〜１０００ｍｍの四角形のものを使用することができる。
【００１５】
その後、図１（ａ）に示すように、ガラス基板１０上に上記の塗布材料をスピンコーターを用いて膜厚が例えば、３μｍになるようにスピンコーターの回転数及び時間を調整した条件で塗膜１２を形成する。このとき、塗膜１２はスピンコーターで形成されるので、ガラス基板１０の周辺部の塗膜１２の膜厚は中心部の膜厚より１．５〜２倍程度厚くなり、かつ側面を覆うように形成される。
【００１６】
次に、図１（ｂ）に示すように、ガラス基板１０の側面に形成された塗膜１２の膜厚が例えば、１μｍ程度になるように、ガラス基板１０の側面の塗膜１２のみをエッチングやこすり取るなどし、ガラス基板１０の側面の塗膜１２の膜厚を薄くして、塗膜１２ａを形成する。
ここで、この工程で使用するガラス基板１０の側面処理装置及び処理方法を説明する。図３（ａ）はガラス基板１０の側面処理装置の模式的な斜視図、図３（ｂ）はガラス基板１０を載置したガラス基板１０の側面処理装置の断面図である。
【００１７】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ガラス基板１０の側面処理装置３４は、前後に移動可能で、かつ回転が可能で、四角形のガラス基板１０を載置するための支持台３０と、支持台３０の左右に配置され、前後左右に移動可能で、回転可能で、テフロンなどからなる二つのピン３２ａ，３２ｂとを有している。このピン３２ａ，３２ｂは四角形のガラス基板１０の対向する二つの側面に接触し、回転しながら、ガラス基板１０の側面に沿って移動することにより、ガラス基板１０の側面の塗膜１２を薄くすることができる。さらに、ガラス基板１０を９０°回転させ、上記と同じ方法でガラス基板１０の側面を処理することにより、ガラス基板１０のもう一方の対向する二つの側面の塗膜１２の膜厚を薄くすることができる。これにより、ガラス基板１０の４つの側面の塗膜１２の膜厚を薄くすることができる。
【００１８】
次に、この側面処理装置３４を用いたガラス基板１０の側面処理方法を説明する。
まず、ガラス基板１０を支持台３０に搬送し、真空チャックにてガラス基板１０を支持台に固定する。次いで、二つのピン３２ａ，３２ｂの位置がそれぞれ、ガラス基板１０の対向する二つの側面の端部に位置するように調整する。
【００１９】
その後、ピン３２ａ，３２ｂに接続された移動機構により、ガラス基板１０の対向する二つの側面に二つのピン３２ａ，３２ｂをそえぞれ、接触させながらガラス基板１０の対向する２つの側面を移動させ、ガラス基板１０の反対側の端部まで移動させる。これにより、この二つのピン３２ａ，３２ｂは回転しながらガラス基板１０の対向する二つの側面に形成された塗膜１２のみを物理的にこすり取り、塗膜１２の膜厚を薄くすることができる。このとき、ガラス基板１０の側面に残す塗膜１２ａの膜厚は１μｍ以下にすることが好ましい。
【００２０】
次に、ピン３２ａ，３２ｂをガラス基板１０の外部に移動させ、ガラス基板１０を９０°回転させる。次いで、上記と同様な方法で、ガラス基板１０のもう一方の対向する二つの側面の端部に二つのピン３２ａ，３２ｂを位置合わせして、ガラス基板１０の反対の側面の端部までピン３２ａ，３２ｂを移動させる。
このようにして、ガラス基板１０の４つの側面に形成された塗膜１２のみを物理的にこすり取ることにより、ガラス基板の側面に形成された塗膜１２の膜厚を薄くすることができる。これにより、塗膜１２ａがガラス基板１０上に、ガラス基板１０の側面を覆い、かつガラス基板１０の側面が露出しない程度の薄い膜厚で形成される。このとき、塗膜１２ａはピン３２ａ，３２ｂにガラス基板１０の側面の方向に加圧されながら形成されるので、ガラス基板１０の側面との密着性を向上させることができる。
【００２１】
従って、後の工程のウェットプロセスで、薬液がガラス基板１０と剥離層１２ｂの界面にしみ込むことはなく、かつガラス基板１０の側面と剥離層２０の密着性を向上させることができるので剥離層２０の剥がれを防止することができる。
また、例えば、塗膜１２の膜厚を５μｍ以上と厚くした場合でも、上記の方法と同様な方法で、ガラス基板１０の側面の塗膜１２の膜厚を１μｍ以下に薄くすることができる。従って、ガラス基板１０上に塗膜１２を比較的厚く形成する場合でも、後の工程でガラス基板１０の側面に形成された厚い塗膜１２ｂが製造装置の搬送部品と接触して塗膜１２ｂが剥がれ、パーティクルの発生源となったり、ガラス基板１０の側面の塗膜１２ｂが厚くなりすぎて密着性が低下して、剥がれが発生するおそれがなくなる。
【００２２】
次に、上記の方法でガラス基板１０の側面の膜厚を薄くした塗膜１２ａをホットプレートを用いて２６０℃、１０分の条件で加熱、脱水閉環し、ポリイミドからなる剥離層１２ｂを形成する。
次に、この剥離層１２ｂの上にスパッタ法により１８０℃の基板温度でＩＴＯ（indium tin oxide）を１５０ｎｍの膜厚で成膜し、透明導電層を形成する。
【００２３】
次に、図１（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィー法により、レジスト膜（図示せず）をパターニングし、このレジストをマスクにし、透明導電層をエッチングして、透明電極１４を形成する。このとき、剥離層１２ｂはガラス基板１０の側面を覆うように形成されているので、レジスト膜をパターニングする際に使用する現像液が剥離層１２ｂとガラス基板１０の界面にしみ込むことはないので、剥離層１２ｂが剥がれることはない。
【００２４】
次に、図１（ｄ）に示すように、透明電極１４の上にシリカ系のコーティング剤ＺＲＳ−５ＰＨ−３（触媒化成（株）製）を用いて、７００ｎｍの膜厚の中間層１６を形成する。
次に、図２（ａ）に示すように、中間層１６の上に、顔料分散タイプの感光性赤色レジストを塗布、露光及び現像して、赤色画素部に赤色カラーフィルタ層１８ａを形成する。
【００２５】
次に、顔料分散タイプの感光性緑色レジストを塗布、露光及び現像して、緑色画素部に緑色カラーフィルタ層１８ｃを形成する。
次に、顔料分散タイプの感光性青色レジストを塗布、露光及び現像して、青色画素部に青色カラーフィルタ層１８ｃを形成する。
以上により、赤色、緑色及び青色からなるカラーフィルタ層１８ａ，１８ｂ，１８ｃが形成される。
【００２６】
なお、本実施の形態では、中間層１６を形成した後で、カラーフィルタ層１８ａ，１８ｂ，１８ｃを形成しているが、透明電極１４を形成した後にカラーフィルタ層１８ａ，１８ｂ，１８ｃを形成し、その後、中間層１４を形成してもよい。また、転写基板２２がカラー表示を必要としないモノクロ表示の液晶パネルのＣＦ基板を形成するための用途である場合は、中間層１６及びカラーフィルタ層１８ａ，１８ｂ，１８ｃを形成する工程を省略すればよい。
【００２７】
その後、図２（ｂ）に示すように、カラーフィルタ層１８ａ，１８ｂ，１８ｃの上に紫外線硬化型接着剤ＫＲ−４００（旭電化（株）製）をロールコーターなどにより８μｍ塗布して、接着剤層２０を形成する。これにより、剥離層１２、透明電極１４、中間層１６、カラーフィルタ層１８ａ，１８ｂ，１８ｃ及び接着剤層２０からなる転写層２６を有する転写基板２２が完成する。
【００２８】
本実施の形態の転写基板２２の製造方法によれば、ガラス基板１０の側面を覆うように、スピンコート法でガラス基板１０上に剥離層１２ｂが形成され、かつガラス基板１０の側面の剥離層１２ｂはガラス基板１０の側面が露出しない程度の薄い膜厚に調整される。
すなわち、剥離層１２ｂを形成する工程の後の工程でのウェットプロセスで薬液が染み込みようなガラス基板１０と剥離層１２ｂの界面が存在しないので、剥離層１２ｂの剥がれの発生を防止することができる。また、ガラス基板１０の側面に形成された剥離層１２の膜厚を十分薄くすることができるので、後の工程の製造装置内の搬送系の部材などとの接触による発塵を抑制することができる。さらに、剥離層１２ｂはガラス基板１０の側面の方向に物理的に加圧されながらこすり取られるので、ガラス基板の側面と剥離層１２ｂとの密着性を向上させることができる。
【００２９】
次に、上記の方法で製造した転写基板２２の転写層２６をプラスチック基板に転写する方法を説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、この転写基板２２に接着剤層２０を介して１５０μｍの膜厚のポリエーテルスルホン樹脂からなるプラスチック基板２４を貼合する。
【００３０】
その後、プラスチック基板２４側から高圧水銀灯により波長３６５ｎｍで３０００ｍＪ／ｃｍ²のＵＶ照射を行い、光硬化型樹脂である接着剤層２４を硬化させ、プラスチック基板２４を転写基板２２に貼合する。
次に、図４（ｂ）に示すように、転写基板２２に貼合したプラスチック基板２４の一端を直径２００ｍｍのロール４０に固定し、このロール４０を回転させながらプラスチック基板２４を引き剥がす。このとき、転写基板２２の基板１０と剥離層１２ｂの界面から剥がれ、透明電極１４、中間層１６、カラーフィルタ層１８ａ，１８ｂ，１８ｃ及び接着剤層２０がプラスチック基板２４側に転写される。
【００３１】
次に、これらの層が転写されたプラスチック基板２４をＶ１０００多段式試験機（モリエンジニアリング（株）製）を用い、ガス流量４００ｓｃｃｍ、圧力８６Ｐａ、ＲＦ出力５００Ｗ及び温度２５℃の条件下で、１５分間エッチングする。プラスチック基板２４に転写された剥離層１２は有機化合物なので酸素プラズマで容易にエッチングされ、除去される。
【００３２】
これにより、図５に示すように、プラスチック基板２４上に、下から順に、接着剤層２０、カラーフィルタ層１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、中間層１６及び透明電極１４が形成されてなるカラーフィルタ基板２８を製造することができる。
本発明は、その精神また主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求範囲によって示すものであって、実施の形態には、なんら拘束されない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、絶縁性基板の側面を覆うように絶縁性の塗膜である剥離層を形成する工程を有している。これによれば、基板の表面及び側面部には剥離層がパターニングされている領域はなく、基板の表面及び側面はすべて、剥離層で覆われている。すなわち、剥離層を形成した後の工程のウェットプロセスで、現像液などの薬液がしみ込むような基板と剥離層の界面が存在しない。
【００３４】
従って、剥離層の基板からの剥がれを防止することができるので、転写基板の製造歩留りを向上させることが可能となる。
さらに、本発明は絶縁性基板の側面に形成された絶縁性の塗膜である剥離層の膜厚を薄くする工程を有している。絶縁性基板上に形成する剥離層の膜厚を比較的厚くする場合、基板の周辺部や側壁部はさらに膜厚が厚くなので、後の工程で、基板の側壁部に形成された厚い剥離層が製造装置の搬送系の部材などと接触して、パーティクルの発生源になりやすい。また、基板の側面の剥離層が厚くなりすぎると基板側面との密着性が低下し、基板側面からの剥がれが懸念される。
【００３５】
本発明によれば、絶縁性基板の側面に厚く形成された剥離層は絶縁性基板の側面が露出しない程度、すなわち、絶縁性基板と剥離層の界面が現れない程度に、絶縁性基板の側面の方向に加圧されながら、薄膜化される。従って、絶縁性基板の側面の剥離層が後の工程で、製造装置内の搬送系の部材などと接触しても大量にパーティクルが発生することはない。また、絶縁性基板の側面と剥離層との密着性が向上し、剥離層の剥がれを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は実施の形態の転写基板の製造方法を工程順に示す断面図( その１）である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は実施の形態の転写基板の製造方法を工程順に示す断面図（その２）である。
【図３】（ａ）は基板の側面処理装置を示す斜視図、（ｂ）は同じく断面図である。
【図４】（ａ）は転写基板にプラスチック基板を貼合した状態を示す断面図、（ｂ）は転写基板の転写層をプラスチック基板に転写する様子を示す断面図である。
【図５】転写により製造された透明電極などを有するプラスチック基板を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ガラス基板、
１２，１２ａ塗膜、
１２ｂ剥離層、
１４透明電極、
１６中間層、
１８ａ，１８ｂ，１８ｃカラーフィルタ層、
２０接着剤層、
２２転写基板、
２４プラスチック基板、
２６転写層
２８カラーフィルタ基板、
３０支持台、
３２ａ，３２ｂピン
３４基板の側面処理装置、
４０ロール。

Claims

絶縁性基板の上に、前記絶縁性基板の側面を覆うように塗布性絶縁膜をスピンコート法で塗布して、塗膜を形成する工程と、
前記絶縁性基板の側面に形成された前記塗膜の膜厚を薄くする工程と、
前記塗膜を加熱して硬化させて、剥離層を形成する工程と、
前記剥離層の上に透明導電層を形成する工程と、
前記透明導電層の上に接着剤層を形成する工程とを有することを特徴とする転写基板の製造方法。
前記透明導電層を形成する工程の後であって、前記接着剤層を形成する工程の前に、中間層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の転写基板の製造方法。
前記透明導電層を形成する工程の後であって、前記中間層を形成する工程の前に、もしくは前記中間層を形成する工程の後であって、前記接着剤層を形成する工程の前に、カラーフィルタ層を形成する工程を有することを特徴とする請求項２に記載の転写基板の製造方法。
前記絶縁性基板は石英ガラス以外のガラス基板であるか、もしくは前記ガラス基板上にシリコン含有絶縁膜が形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の転写基板の製造方法。
前記剥離層はポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の転写基板の製造方法。
前記透明導電層は任意の形状にパターニングされていることを特徴とする請求項１に記載の転写基板の製造方法。
請求項１で得られる前記剥離層、前記透明導電層及び前記接着剤層を含む転写層を、前記接着剤層を介してプラスチック材料からなる被転写基板に転写することを特徴とする転写方法。