JP4845056B2 - ファイバ基板素子の製造方法およびファイバ基板素子 - Google Patents

Description

この発明は、略矩形のファイバを基板として該ファイバの表面上に素子および／または配線が形成されたファイバ基板素子の製造方法およびファイバ基板素子に関するものである。

通常、ディスプレイに用いられる基板は、ガラス基板などの２次元の平板基板である。２次元基板は、製造コストを下げるために、基板の大型化が進められていた。液晶ディスプレイなどに用いられる基板は、フロート法などで作られた板ガラスを研削、研磨し、所定のサイズに切断して使用されている。

２次元基板を用いた場合、ディスプレイを大型化すると、画素数は画面の大きさの２乗に比例して多くなる。この結果、画素の不良発生率が同じ場合、画面を大型化することによって歩留まりが著しく低下してしまう。また、１枚当たりの製造コストも高くなるので、歩留まりに反比例して製造コストが高くなってしまう。これは、画面上の一箇所でも素子に不良があると、その部分あるいはその周辺だけを交換して修理することができないからである。

一方、ディスプレイに関して、断面形状が矩形や円形等のファイバを基板とし、この基板上に発光素子を集積化したファイバ型発光素子を用いて、このファイバ型発光素子を平行に多数並べてアレイ化した平面状のディスプレイを作成するものがある（特許文献１参照）。

特表２００２−５３８５０２号公報

しかしながら、ファイバ型発光素子などのファイバ基板素子において、ファイバ基板上に発光素子などの素子を形成する場合、絶縁膜を挟む導電膜間を接続する多層構造を形成する必要が生じ、この場合、導電膜間の絶縁膜にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介して電気的な接触を得るようにしていたが、このコンタクトホールの形成は、工程が複雑であり時間と労力とがかかるという問題点があった。

たとえば、ファイバ基板素子上に、有機ＥＬ素子を形成する場合、発光層である有機層は、水分および酸素に弱いため、有機層上に空気を遮断するためのアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）層を設けるが、有機層の直上には有機層を発光させるための電極としての導電層が設けられ、この導電層を介してアルミナ層が覆われ、さらにこのアルミナ層の上部に外部との通電を行うための電極としての導電層が設けられる。この場合、アルミナ層を挟む導電層間を電気的に導通させる必要があり、アルミナ層に導電層間を接続するコンタクトホールを形成して電気的な導通を形成していたため、微細なコンタクトホールを形成するために特殊な装置や技術が必要となり、コストがかかるという問題点があった。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ファイバ基板素子上に形成された絶縁膜を挟む導電膜間の電気的接続を容易に得ることができるファイバ基板素子の製造方法およびファイバ基板素子を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるファイバ基板素子の製造方法は、断面が略矩形状のファイバを基板として該ファイバの表面上に素子および／または配線が形成されたファイバ基板素子の製造方法であって、前記ファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子を形成する素子形成工程と、該発光素子上および該一の面に隣接する他面にわたって第１導電膜を形成する第１導電膜形成工程と、少なくとも前記一の面の第１導電膜を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜を覆うとともに前記他面に形成された前記第１導電膜を覆うように前記一の面および前記他面にわたって第２導電膜を形成し、前記他面上で前記第１導電膜と前記第２導電膜とを電気的に接続する第２導電膜形成工程と、を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかるファイバ基板素子の製造方法は、上記の発明において、前記素子形成工程は、少なくとも前記ファイバの一の面に前記透明電極を形成する工程と、前記一の面上に前記透明電極を介して有機層を形成する工程と、前記有機層の形成された以外の前記透明電極上に絶縁層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかるファイバ基板素子は、断面が略矩形のファイバを基板として該ファイバの表面上に素子および／または配線が形成されたファイバ基板素子であって、前記ファイバの一の面に形成された発光素子と、該発光素子上および該一の面に隣接する他面にわたって形成された第１導電膜と、少なくとも前記一の面の第１導電膜を覆って形成した絶縁膜と、前記絶縁膜を覆うとともに前記他面に形成された前記第１導電膜を覆うように前記一の面および前記他面にわたって形成され、前記他面上で前記第１導電膜と前記第２導電膜とを電気的に接続する接続部を有した第２導電膜と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかるファイバ基板素子は、上記の発明において、前記発光素子は、少なくとも前記ファイバの一の面に形成された透明電極と、前記一の面上に前記透明電極を介して形成された有機層と、前記有機層の形成された以外の前記透明電極上に形成された絶縁層と、からなることを特徴とする。

この発明によれば、断面が略矩形状のファイバを基板として該ファイバの表面上に素子および／または配線が形成されたファイバ基板素子を製造する際、前記ファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子を形成し、その後、該発光素子上および該一の面に隣接する他面にわたって第１導電膜を形成し、さらに少なくとも前記一の面の第１導電膜を覆う絶縁膜を形成し、その後、前記絶縁膜を覆うとともに前記他面に形成された前記第１導電膜を覆うように前記一の面および前記他面にわたって第２導電膜を形成し、前記他面上で前記第１導電膜と前記第２導電膜とを電気的に接続するようにしているので、前記一の面上でコンタクトホールを形成しなくてよいので、ファイバ基板素子上に形成された絶縁膜を挟む導電膜間の電気的接続を容易に得ることができる。

以下、図面を参照して、この発明にかかるファイバ基板素子の製造方法およびファイバ基板素子の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は、この発明の実施の形態にかかるファイバ基板素子の構成を示す横断面図である。図１において、まず略矩形の線状部材であるファイバ基板１は、４つの表面１ａ〜１ｄが形成されている。この１つの表面１ａを覆い、かつ表面１ａに隣接する表面１ｂ，１ｃのうちのいずれか一方、たとえば表面１ｂの一部を覆うように第１導電膜２を形成する。その後、表面１ｂに形成された第１導電膜２の端部が少なくとも露出するように第１導電膜２を覆う絶縁膜３を形成する。その後、表面１ａ，１ｂ上の絶縁膜２を覆い、かつ表面１ｂ上の第１導電膜２の露出部分を覆うように第２導電膜４を形成する。この結果、第１導電膜２と第２導電膜４との間には、表面１ｂ上で接続部５が形成され、電気的な接続がなされる。すなわち、表面１ｂ上で第２導電膜４が絶縁膜３をオーバーラップする膜形成を行うことによって第１導電膜２との間の電気的接続が実現される。

従来は、表面１ａ上で、第１導電膜２と第２導電膜４との間に絶縁膜３が形成された多層膜を形成した場合であって、第１導電膜２と第２導電膜４との間の電気的接続を行う場合、表面１ａ上に絶縁膜３を貫通するコンタクトホールを形成して電気的に接続していたが、この実施の形態では、コンタクトホールを形成せず、表面１ａに隣接する表面１ｂあるいは表面１ｃ上に、第１導電膜２と第２導電膜４とが直接接続する構成としているため、時間と労力とをかけずに第１導電膜２と第２導電膜４との間の電気的接続構成を実現できる。

特に、このような構成は、ファイバ基板１上に有機ＥＬ素子を形成する場合に有用である。図２は、ファイバ基板１上に有機ＥＬ素子が形成されたファイバ基板素子の構成を示す横断面図である。このファイバ基板素子は、まず、図示しないリールに巻かれて断面が略矩形の石英等からなる光透過性のファイバ基板１を用意し、発光素子である有機ＥＬ素子を形成するための基板として用いる。このファイバ基板１の断面は、たとえば２５０μｍ×２５０μｍである。また、略矩形のファイバ基板１を製造する場合、母材の断面を略矩形にすればよい。ここで、略矩形形状とは、略四角形状に限らず、略矩形の一辺がレンズ状に凸に成形された形状、または略矩形の一辺がレンズ状に凸に成形され、その反対辺に凹みが成形された形状等を示す。

なお、光透過性のファイバ基板１としては、石英の他に、ホウケイ酸塩若しくはソーダ石灰ガラス、サファイヤ、その他の適切なガラス材料等のガラスファイバ、またはメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、アクリル、マイラ、ポリエステル、ポリイミド、その他の適切なプラスチック材料等からなるプラスチックファイバを用いても良い。

つぎに、ファイバ基板１をリールから引き出して図示しない成膜装置内に導き、図２に示すように、その外周のうち隣り合う表面１ａ，１ｂ，１ｃの上にスパッタ法によって透明電極としてのＩＴＯ膜１１を形成する。

その後、光透過性の保護絶縁膜としてのＳｉＯ_２膜１２をＩＴＯ膜１１上に形成する。図示しないレジストを表面１ａ上に塗布し、有機層１２を形成すべき領域を露光、現像してパターニングし、有機層１２が堆積される開口部を形成する。この開口部は、ファイバ基板１の長手方向に沿って間隔をおいて複数形成され、それらの平面の大きさは、たとえば５０μｍ×５０μｍ以下である。その後、ドライエッチングによってこの開口部下のＳｉＯ_２膜を除去し、さらに有機層１３を堆積し、レジスト膜を除去することによって有機層１３が形成される。その後、この有機層１３をＩＴＯ膜１１と挟む電極としての第１Ａｕ膜１４を蒸着する。

この有機層１３は、上述したように、水分および酸素に弱いため、空気に触れないようにする必要があるため、有機層１３を覆うようにＡｌ_２Ｏ_３膜１５を形成するとともに、表面１ｂの第１Ａｕ膜１４端部が露出するようにＡｌ_２Ｏ_３膜１５を形成する。

さらに、Ａｌ_２Ｏ_３膜１５を覆うとともに、表面１ｂにおいて露出した第１Ａｕ膜１４端部を覆う第２Ａｕ膜１６を形成する。これによって、第１Ａｕ膜１４と第２Ａｕ膜１６とは、表面１ｂで第２Ａｕ膜１６がＡｌ_２Ｏ_３膜１５をオーバーラップした接続部１７において電気的に接続されることになる。この結果、表面１ａ上にコンタクトホールを形成せずに、簡易に第１Ａｕ膜１４と第２Ａｕ膜１６とを電気的に接続することができる。

この有機ＥＬ素子は、ＩＴＯ膜１１と第２Ａｕ膜１６との間に電流を流すことによって、有機層１３が発光し、ファイバ基板１の表面１ｄから図２に示した矢印の方向に発光した光が出射されることになる。

ここで、図３に示すように、有機ＥＬ素子である発光素子２０は、ファイバ基板１の長手方向に所定間隔をもって配置される。そして、ＩＴＯ膜１１は、長手方向に沿って連続的に形成される。一方、第１Ａｕ膜１４および第２Ａｕ膜１６は、有機層１３の周辺領域のみに形成される。このファイバ基板素子が長手方向に垂直な方向にアレイ配置されることによって、２次元の表示装置を形成することができる。この場合、このＩＴＯ膜１１
選択ライン信号配線として機能し、アレイ配列方向に隣接する第２Ａｕ膜１６間を金属線などで接続することによって第２Ａｕ膜は、データラインセグメント配線の素子電極として機能する。なお、発光素子２０の近傍にそれぞれＴＦＴを形成することによってアクティブマトリクス方式の表示装置を実現することができる。

この発明の実施の形態にかかるファイバ基板素子の構成を示す横断面図である。 この発明の実施の形態にかかるファイバ基板素子を、有機ＥＬ素子を有したファイバ基板素子に適用した構成を示す横断面図である。 図２に示したファイバ基板素子の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ ファイバ基板
１ａ〜１ｄ 表面
２ 第１導電膜
３ 絶縁膜
４ 第２導電膜
５，１７ 接続部
１１ ＩＴＯ膜
１２ ＳｉＯ_２膜
１３ 有機層
１４ 第１Ａｕ膜
１５ Ａｌ_２Ｏ_３膜
１６ 第２Ａｕ膜

Claims (4)

1. 断面が略矩形状のファイバを基板として該ファイバの表面上に素子および／または配線が形成されたファイバ基板素子の製造方法であって、
   前記ファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子を形成する素子形成工程と、
   該発光素子上および該一の面に隣接する他面にわたって第１導電膜を形成する第１導電膜形成工程と、
   少なくとも前記一の面の第１導電膜を覆う絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
   前記絶縁膜を覆うとともに前記他面に形成された前記第１導電膜を覆うように前記一の面および前記他面にわたって第２導電膜を形成し、前記他面上で前記第１導電膜と前記第２導電膜とを電気的に接続する第２導電膜形成工程と、
   を含むことを特徴とするファイバ基板素子の製造方法。
2. 前記素子形成工程は、
   少なくとも前記ファイバの一の面に前記透明電極を形成する工程と、
   前記一の面上に前記透明電極を介して有機層を形成する工程と、
   前記有機層の形成された以外の前記透明電極上に絶縁層を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のファイバ基板素子の製造方法。
3. 断面が略矩形のファイバを基板として該ファイバの表面上に素子および／または配線が形成されたファイバ基板素子であって、
   前記ファイバの一の面に形成された発光素子と、
   該発光素子上および該一の面に隣接する他面にわたって形成された第１導電膜と、
   少なくとも前記一の面の第１導電膜を覆って形成した絶縁膜と、
   前記絶縁膜を覆うとともに前記他面に形成された前記第１導電膜を覆うように前記一の面および前記他面にわたって形成され、前記他面上で前記第１導電膜と前記第２導電膜とを電気的に接続する接続部を有した第２導電膜と、
   を備えたことを特徴とするファイバ基板素子。
4. 前記発光素子は、
   少なくとも前記ファイバの一の面に形成された透明電極と、
   前記一の面上に前記透明電極を介して形成された有機層と、
   前記有機層の形成された以外の前記透明電極上に形成された絶縁層と、
   からなることを特徴とする請求項３に記載のファイバ基板素子。

Images