KR20010082681A

KR20010082681A - 접착제에 의한 투명도전막의 지지방법 및 층구성

Info

Publication number: KR20010082681A
Application number: KR1020010007649A
Authority: KR
Inventors: 후루카와다다히로; 사토히사시; 벳쿠이치로; 무라카미아키요시; 아라이가즈미
Original assignee: 야마구찌 마사히로; 교도 인사쯔 가부시키가이샤
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2001-08-30
Also published as: KR100397662B1; JP2001228317A; JP4502441B2

Abstract

유리기판(10)상에 형성한 투명도전막(30)을 접착제층(60)을 통하여 플라스틱 시트(80)측으로 전사하는데 있어서 먼지의 문제를 유효하게 회피한다.

투명도전막(30)을 유리기판(10)측에서 플라스틱 시트(80)측으로 전사할 때,

A 접착제층(60)의 두께를 L(3㎛ ≤L ≤20㎛)로 하고, 플라스틱 시트(80)의 일면으로부터 그 L을 초과하는 크기의 불필요한 부착물을 제거하여, 크기가 L이하의 부착물을 잔존시키는 공정,

B A의 공정에서 잔존시킨 부착물을 접착제층(60) 내에 매입하는 공정을 거쳐서 행한다.

Description

접착제에 의한 투명도전막의 지지방법 및 층구성{METHOD FOR SUPPORTING TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM BY ADHESIVE AGENT AND FORMATION OF LAYERS}

본 발명은 플라스틱재료로 이루어진 시트기재의 일면에, 접착제층을 통하여투명도전막층을 지지하는 기술이고, 플라스틱재료가 내열성 및 치수안정성의 면에서 유리 등에 비하여 열등한 점을 커버하기위한 기술에 관한 것이다.

예를 들면, 액정표시장치 등의 광학적인 표시장치를 위한 기판재료로서는 유리가 일반적이다. 그러나, 유리는 깨지기 쉽고, 중량도 무겁기 때문에, 그것을 플라스틱재료로 바꾸는 것이 주목되고 있다. 플라스틱재료는 잘 깨지지 않고, 경량이기때문에, 특히, 휴대기기에 있어서의 표시용의 기재로서 적합하다.

그런데, 플라스틱재료로 이루어진 시트기재를 표시장치를 위한 기판재료로서 사용할 때, 플라스틱이 유리에 비하여, 내열성 및 온도나 습도의 변화에 대한 치수안정성에서 열등한 것이 제조상 문제가 된다. 투명도전막의 특성에 관해서는 실용상, 예를 들면 150℃이상의 기판온도에서 성막가능하고 비저항이 3.0 ×10^-4Ωcm이하의 것이 요구된다. 또, 투명도전막 및 표시용의 화소의 패터닝에 관해서도, 가열이나 세정 등의 처리를 통하여 행하여지므로, 내열성뿐만아니라, 온도나 습도의 변화에 대한 치수안정성이 요구된다. 그 점, 플라스틱재료는 유리에 비하여 뒤떨어지기때문에, 플라스틱재료로 이루어진 시트기재상에 투명도전막을 직접 형성하는 방법에서는, 양호한 비저항을 가지는 투명도전막, 또한 표시용의 화소에 대하여 정확하게 위치맞춤된 투명도전막을 얻는 것은 곤란하다.

그래서, 그와 같은 플라스틱을 사용하는 경우의 난점을 해소하기위해서, 본 출원인은 전사법을 이용하는 기술을 앞서 제안하였다(1998년 7월24일 일본국에 출원된 특원평10-225320호, 및 1998년 12월19일 일본국에 출원된 특원평 10-375951호). 이들의 우선 제안된 기술에서는, 투명도전막을 플라스틱재료로 이루어진 시트기재에 비하여 내열성 및 치수안정성에 우수한 기판(대표적으로는, 유리기판)에 임시 형성한 후, 그 임시 기판측으로부터 시트기재측으로 전사한다. 그 결과, 투명도전막, 더욱이 표시용의 화소군은 임시 기판이 가지는 우수한 내열성 및 치수안정성에 백업됨으로써, 요구되는 비저항 및 위치맞춤 정밀도를 가지게 된다. 그것은, 전사후의 상태, 즉, 플라스틱재료로 이루어진 시트기재의 일면에, 접착제층을 통하여 지지되는 상태에서도 같다.

그러나, 컬러액정 표시장치와 같은 정밀한 장치에 있어서는, 먼지에 의한 콘태미네이션(오염)이 항상 문제가 된다. 투명도전막 등을 형성한 임시 기판과, 플라스틱재료로 이루어진 시트기재는, 접착제의 도포전, 또는 전사를 위한 라미네이트 (張合)하기 직전에 세정하여, 부착된 먼지를 제거하는 것이 필요하다. 임시 기판측에 대해서는, 브러시, 초음파 등을 사용한 웨트세정을 하고, 에어나이프 건조, 열건조를 함으로써, 부착된 먼지를 완전히 제거할 수가 있고, 게다가 또, 기판온도를 원래대로 되돌리면 기판상의 패턴의 치수도 곧 회복한다.

그것에 대하여, 이미 기술한 바와 같이, 플라스틱재료로 이루어진 시트기재는 열에 의해 신축되기 쉽고, 또한 흡습되기도 쉽다. 또한, 열이나 흡습에 의한 치수의 변화는 히스테리시스특성을 가지므로, 시트기재의 치수의 안정화에 시간이 걸릴 뿐만아니라, 완전히 원래의 치수로 되돌아가지 않는 경우도 있다. 그 때문에, 투명도전막의 패턴의 치수정밀도의 점에서, 시트기재에 대해서는, 임시 기판에 대한 상기 웨트세정을 적용하는 것이 곤란하다. 예를 들면, 폴리에테르술폰의 시트기재를 예로 들면, 이 시트기재는 세정을 위해 물에 담그는 것만으로 30㎝의 길이에 대하여 150㎛만큼 신장하여 버렸다. 또, 이 시트기재를 건조를 위해 100℃에서 처리하여, 상온으로 되돌렸더니, 반대로 300㎛만큼(물에서 처리하기 전에 비하여)수축하여 버렸다. 그리고, 이 시트기재를 온도, 습도를 일정하게 하여 보관하였지만, 치수가 안정될 때까지 3일을 필요로 하였다.

플라스틱재료로 이루어진 시트기재를 열이나 수분의 영향을 받지않고 세정하는 방법으로서는, 에어블로우를 하거나, 점착로울러를 사용하는 것 등의 드라이한 수법으로 한정된다. 그러나, 이들의 수법에서는 큰 입자, 대략 3㎛이상의 입자는 제거할 수 있지만, 이것보다 작은 입자는 제거하는 것이 곤란하다. 특히, 플라스틱재료는, 정전기로 대전되기 쉬워서, 공기중의 먼지가 달라 붙기 쉽기때문에, 정전기를 제거하는 등의 상술의 처리를 하였다고해도, 먼지 또는 이물질을 완전히 없애는 것은 매우 곤란하다. 임시 기판과 플라스틱재료로 이루어진 시트기재의 라미네이트공정에 있어서의 이물질의 혼입은 접착제층의 막두께에 영향을 주어서, 막두께의 균일성을 손상할 뿐만아니라, 때에 따라서는, 라미네이트할 때의 압력으로 부분적으로 투명도전막의 패턴을 압박해서, 전극이 되는 투명도전막의 패턴을 손상하여 단선되어 버릴 우려가 있다.

(발명의 착안점 및 해결수단)

그래서, 본 발명에서는 플라스틱재료로 이루어진 시트기재(이하, 플라스틱 시트라고도 함)의 세정에 관한 검토결과로부터, 플라스틱 시트로부터 모든 먼지를완전히 제거하지는 않고, 제거하기 어려운 먼지는 플라스틱 시트측에 남겨두고, 그것이 악영향을 미치지않도록 한다는 사고방식을 취하는 것으로 하였다.

즉, 본 발명은, 플라스틱재료로 이루어진 시트기재의 일면에, 접착제층을 통하여 투명도전막층을 지지하는데 있어서, 다음 각 공정을 구비하는 것에 특징이 있다.

A 상기 접착제층의 두께를 L로 하여, 상기 시트기재의 일면으로부터 그 L을 초과하는 크기의 불필요한 부착물을 제거하고, 크기가 L이하의 부착물을 잔존시키는 공정.

B 상기 A의 공정에서 잔존시킨 부착물을 상기 접착제층내에 매입()하는 공정.

상기 L에 대해서는 3㎛ ≤L ≤20㎛으로 하는 것이 바람직하다. 하한의 3㎛라는 수치는 3㎛이상의 먼지는 드라이한 수법으로 비교적 용이하게 제거할 수 있다는 경험적인 사실에 의거한다. 또, 상한의 20㎛이라는 수치는 막두께의 균일성의 점 및 접착제의 경화수축에 따른 응력으로부터의 제한이다. 표시품질을 담보하기위해서는, 접착제층에 대해서도, 그 평균막두께 및 면내의 두께의 편차를 억제하는 것이 필요하고, 또한 응력에 대해서도, 열처리, 고온고습시험 등의 신뢰성시험에 의해서 투명도전막에 단선이 생기지 않도록 고려해야하며, 그런 면에서 20㎛이 한도이고, 보다 바람직한 상한값은 10㎛이다. 또한, 상기 L의 값은, 경화 후의 두께이고, 그 때, 접착제의 탄성율(영률)은 투명도전막에 대한 응력의 영향을 피하고, 접착제층내에 매몰시킨 이물질의 영향을 피하는 의미에서, 20kgf/㎟이상, 바람직하게는 500∼2000kgf/㎟이 되도록 하면 좋다. 또, 응력을 완화하기위해서, 전사의 대상인 투명도전막을 박리층과 보호막 사이에 끼워넣도록 형성하는 것도 좋다(1999년 4월 19일 일본국에 출원된 특원평11-110310호). 이 때, 보호막은 매몰시킨 이물질이 투명도전막에 대하여 크랙 등의 불량을 발생시키는 것을 미연에 방지하는 작용을 아울러 지니고 있다.

한편, 상기 B의 공정에 있어서, 잔존시킨 부착물을 접착제층내에 확실히 매입하기위해서, 또한 전사를 위한 부착시에 거품이 혼입하는 것을 피하기위해서, 또, 이물질이 혼입하고있으므로 고압에서의 라미네이트는 바람직하지 않기때문에, 접착제는 고점도로 하면 안되고, 점도가 10cP∼2000cP의 도포액을 사용해서 접착제층을 도포하여 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 저점도의 접착제를 사용할 때, 접착제 내에 입경이 균일한 스페이서입자를 혼입하여, 접착제층의 막두께를 제어할 수가 있다. 스페이서입자로서는, 벤조구아나민(압축탄성율 : 1100kg/㎟)보다 유연한 것이 바람직하다. 그 이상으로 단단하면, 펴붙일 때에 보호막을 통해서 투명도전막에 손상을 주기 쉬워진다. SiO₂의 입자는 이런 면에서 바람직하지않고, 실리콘과 같은 유연한 것이 가장 바람직하다. 접착제층은, 스페이서입자의 크기까지 누르는 것이 아니고, 평균막두께로서는 스페이서입자의 크기보다도 약간 두껍게 제어한다. 이 막두께의 제어는, 층내에 스페이서입자가 존재할 때, 상당히 용이하고, 펴붙이는 조건을 넓게 취할 수 있게 된다. 실험의 결과에서 보면, 스페이서입자의 크기는 경화된 접착제층의 평균두께의 50∼90%의 크기가 바람직하고, 또, 그 혼입량은 면내 분포량에서 20∼40개/㎟가 바람직하다.

접착제로서는 열을 가하지않고 경화하는 광경화형의 접착제를 사용하는 것이 바람직하고, 아크릴모노머 또는 아크릴모노머와 올리고머로 이루어진 라디컬 중합형의 것이나 양이온 중합형의 에폭시계의 광경화형 수지를 사용할 수가 있고, 그 중에서도 양이온 중합형의, 예를 들면, 에폭시계의 자외선 경화형 접착제가 적합하다. 이것은 유리로 이루어진 임시 기판과 전사되는 플라스틱 시트와 같이 열팽창계수의 차가 큰 것을 접착제를 통하여 라미네이트하고, 접착제층을 경화시키는데 있어서, 열수축의 영향을 받지않고 전사할 수가 있기 때문이다. 접착제층은, 스핀코터, 로울코터, 스프레이코터 등의 각종의 도포수단에 의하여 도포하여 형성할 수가 있다. 도포피막의 균일성의 점에서는 스핀코터에 의한 방법이 가장 우수하지만, 도포장치의 가격이나 도포재료인 접착제의 이용효율의 면에 난점이 있다. 또, 로울코터에 의한 방법은 생산성에 우수하지만, 로울의 줄모양의 얼룩이 생기기 쉽고, 그것을 후의 라미네이트공정에서 제거하는 것이 어렵다. 그러한 점에서는, 스프레이코터에 의한 방법은, 장치가격이나 도포재료의 이용효율이 우수하고, 게다가 또, 도포표면에 미세한 곰보형상의 얼룩이 생기는 경향은 있지만, 차후의 펴붙임공정에서 그러한 얼룩을 제거할 수가 있다.

또한, 접착제층은 임시 기판상, 또는 플라스틱 시트상의 어느 측에도 형성할 수 있지만, 임시 기판측에 형성하는 편이 바람직하다. 왜냐하면, 우선, 임시 기판측의 쪽이 먼지(이물질)를 제거하기 쉬워서, 도포를 보다 확실히 균일하게 할 수 있기 때문이고, 또 하나, 플라스틱 시트상의 접착제층을 도포해야할 면에 이물질이있는 경우, 그 이물질을 핵으로 하여 유동성이 있는 도포액이 튀겨서, 접착제층의 두께가 불균일하게 되는 부분이 발생할 우려가 있기때문이다.

광학적인 표시장치로서, 고품질인 표시를 하기위해서는, 다른 층에 비하여 두꺼운 접착제층의 평균막두께나, 면내의 두께의 편차를 체크하는 것이 필요하다. 이러한 체크, 예를 들면, 국부적인 요철이나 줄모양의 접착제층의 두께의 불균일을 육안검사 등에서는 식별하는 것이 곤란하다. 그런데, 액정표시장치로서 패널화하면, 그 두께의 불균일부분의 굴절율이 주위의 부분과 달라서 눈에 띄게 되는 경우가 있다.

그래서, 본 발명에서는 접착제층의 두께의 편차를 육안검사로 확인할 수 있도록 하는 것에도 주목하였다. 즉, 미리 접착제 내에 특정한 색소를 소량(육안검사를 위한 색 및 퇴색의 정도를 고려하면, 색소의 양은 최대로 1중량%이다), 예를 들면 0.01중량%∼0.1중량% 첨가하여, 이 색소의 농담(濃淡)으로 막두께의 편차나 막두께의 불균일을 확인하도록 하였다. 그리고, 전극인 투명도전막의 패턴 및 컬러표시를 위한 컬러필터 등을 형성한 임시 기판과 플라스틱 시트를 라미네이트했을때, 가압(로울의 맞닿음)의 불균일이나 접착제의 도포불균일이나, 줄무늬에 기인하는 접착제 층의 막두께의 편차나 불균일을 용이하게 발견할 수가 있다. 예를 들면, 접착제에의 거품의 혼입, 라미네이트시의 가압로울러에의 이물질의 부착에 의한 접착제층의 오목한 곳은 백점이 되어 보인다. 또, 도포장치인 라미네이터의 흐름방향의 속도변화(이 속도변화는 장치의 기어의 톱니 크기 등이 원인으로 생긴다)에 의한 접착제의 막두께불량은 라미네이트방향의 수직방향으로 연장되는 줄모양의 농담으로서 관찰할 수가 있다.

그러나, 접착제에 첨가한 색소에 의한 착색은 접착제층을 체크하는 면에서 유효하지만, 컬러액정표시 등의 색채에 영향을 주는 경우가 있다. 그 때문에, 사용하는 염료로서는, 강한 광, 산 또는 열 등으로 용이하게 퇴색, 투명화하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 색소로서는, 시아닌계색소, 옥사진계색소, 페노티아진계색소, 트리페닐메탄계색소 중, 메틸렌블루, 페놀프탈레인 등이 사용가능하다. 접착제로서, 예를 들면 자외선 경화형과 같이, 접착제의 경화와 함께, 첨가한 염료를 퇴색, 투명화시킬 수 있는 것을 선택하는 것이 좋다.

본 발명에서 사용하는 플라스틱재료로 이루어진 시트는 낱장, 로울의 어떤 형태로도 사용할 수가 있고, 바람직한 두께는 100∼700㎛, 특히 바람직하게는, 100∼400㎛의 범위이다. 플라스틱재료로서는, 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 아크릴, 폴리이미드 등의 수지로 이루어진 시트를 적용할 수가 있다.

또, 투명도전막으로서는 ITO나 SnO₂등의 금속산화물을 사용할 수가 있고, 특히, 투명성 및 비저항 등의 물리적인 특성면에서 우수한 ITO가 바람직하다. 이 ITO는 스퍼터링, 이온플레이팅, 또는 전자빔 증착 등의 공지의 방법에 의해서 형성할 수가 있다. 이들의 성막법에 의해 형성한 투명도전막을 공지의 에칭법을 사용하여 패턴화할 수가 있다. 본 발명에서는 이 패턴화시에, 임시 기판으로서 세라믹스, 유리, 금속(42알로이, 구리합금의 열팽창이 작은 금속재료가 적합하다)의 단체, 또는 그들의 복수를 적층하여 복합한 것 등의 내열성 및 치수안정성이 우수한 기판,특히 바람직하게는, 유리기판을 사용하므로, 예를 들면, 100㎜에 대하여, 약 ±3㎛이하의 치수정밀도로 투명도전막을 얻을 수가 있다.

이러한 투명도전막에 필요하게 되는 막특성으로서는 주로 양호한 광투과율과 작은 저항값인데, 그 외에, 전사후에 플라스틱 시트로부터 받는 힘(시트의 신축, 굽힘 등에 의한 힘)에 대한 적정도 중요하다. 투명도전막은 예를 들면 1000∼2000옹스트롬의 얇은 막이고, 그 경도에 관하여, 초미소경도 시험기로 측정할 수가 있다. 이 경도시험기는, 압자(壓子) 구동부에 변위계가 장비되어, 압자의 압입 깊이를 측정하여, 압입 깊이로부터 경도를 구하는 것으로, 이것을 연속적으로 측정함으로써, 탄성변형량, 소성변형량, 시험력의 유지내에 있어서의 크리프 변형량 등의 정보를 얻을 수가 있다. 이 초미소경도 시험기로 투명도전막의 물성을 측정한 바, 이 발명에 적용하는데 있어서 양호한 투명도전막으로서는, 투명도전막의 막두께의 10%상당분을 압입하였을 때, 탄성변형량이 소성변형량보다 큰 것이 바람직하고, 그 영률은 2×10⁴kgf/㎟보다 큰 것이 좋은 것을 알 수 있었다. 또, 그 바람직한 투명도전막을 SEM으로 관찰한 바, 그 결정의 그레인 사이즈는 0.005㎛∼0.1㎛이고, 0.1㎛보다 큰 경우에는 크랙이나 주름 등의 결함이 발생하기 쉬운 것이 판명되었다. 또한, 그레인 사이즈가 0.005㎛보다 작은 막의 성막은 어렵고, 또한, 저저항의 것을 얻을 수 없다.

도 1은 박리층을 형성한 임시 기판을 나타낸 단면도,

도 2는 임시 기판상에 투명도전막을 형성한 상태를 나타낸 단면도,

도 3은 투명도전막의 패턴의 위를 보호막으로 피복한 상태를 나타낸 단면도,

도 4는 보호막상에 컬러필터층을 형성한 상태를 나타낸 단면도,

도 5는 컬러필터층상에 접착제층을 도포한 상태를 나타낸 단면도,

도 6은 전사시의 상태를 나타낸 단면도.

"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"

10: 임시 기판(유리기판) 20: 박리층(폴리이미드층)

30: 투명도전막 40: 보호막

50: 컬러필터층 60: 접착제층

80: 시트기재(플라스틱시트)

본 발명은 컬러액정 표시장치나 터치패널 등의 각종의 광학적인 표시장치에적용할 수가 있는데, 특히, 투명도전막 및 컬러필터를 포함하는 컬러액정 표시장치에 적합하게 적용할 수가 있다. 도1∼도6이, 본 발명을 적용함으로써 컬러액정 표시장치를 제조할 때의 공정도이다. 우선, 도1에 나타낸 바와 같이, 세정한 유리의 임시 기판(10)의 일면에, 폴리이미드로 이루어진 박리층(20)을 형성한다.

박리층(20)으로서는, 투명도전막의 재료인 ITO 등을 고온으로 성막하는 것이 가능한 내열성이나, 그러한 투명도전막을 패터닝할 때의 에칭프로세스 등에 대한 내성이나, 또, 임시 기판(10)과의 적절한 밀착성(전사·박리할 때까지 확실히 임시 기판(10)에 밀착하고 있는 것)이 요구된다.

이러한 특성을 만족하기위해서, 박리층(20)은 예를 들면, 90도 박리시험에서 수g∼100g/㎝정도의 박리력이 필요한 만큼의 밀착성을 가지는 것이 필요하다. 또, 임시 기판(10)이 유리기판과 같은 강체인 경우에는 박리층(20)의 파괴나 층간박리를 방지하기위해서, 박리층(20)의 폭 1cm 당, 100g이상의 박리강도를 가지는 것이 바람직하다. 박리층(20)의 재료로서, 특정조성의 폴리이미드가 바람직하다. 그 이유로서, 임시 기판(10)이 유리기판의 경우에는, 특정조성의 폴리이미드를 사용할 때, 유리기판(10)과 박리층(20)의 층간에 특별한 처리를 하지않아도 박리하는 것이 가능해지기 때문이다.

이러한 특정조성의 폴리이미드로서, 예를 들면, 피로멜리트산 무수물과 4,4'-디아미노디페닐 에테르로부터 합성되는 폴리이미드나, 벤조페논테트라 카르복실산 무수물, 또는 피로멜리트산 무수물과 3,3'-디아미노디페닐술폰으로부터 합성되는 폴리이미드를 사용할 수가 있다. 또, 이 특정조성의 폴리이미드와 유리와의밀착성은, 베이킹하면 높아(좋아)지지만, 시간의 경과와 함께 점차 저하한다. 그리고, 일정한 곳에서 변화하지않게 된다. 그러나, 그와 같이 밀착성이 저하한 박리층(20)을 재차 베이킹하면 밀착성은 원상태로 되돌아간다. 이 특정조성의 폴리이미드는 베이킹직후에서는 임시 기판(유리기판)(20)으로부터 벗겨낼 수는 없지만, 시간이 경과하면 벗겨낼 수 있게 된다. 이러한 폴리이미드의 밀착성의 변화는 폴리이미드의 흡습이 원인이 되고있다고 생각된다. 따라서, 폴리이미드의 그러한 특성을 고려하면서, 폴리이미드를 박리층(20)으로서 사용할 수가 있다. 이 때, 박리층으로서의 기능을 만족시키기위해서, 박리층이 되는 특정조성의 폴리이미드의 막두께를 1.3㎛ 바람직하게는 2.0㎛이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기의 특정조성의 폴리이미드, 특히, 피로멜리트산 무수물과 4,4'-디아미노디페닐 에테르로부터 합성되는 폴리이미드는, 실리카코팅 유리위에서 베이킹 직후에서도 박리할 수 있는데, 수일이 지나면 수세로 박리되어 버릴 정도로 밀착성이 저하한다. 그러나, 이들 밀착성이 좋지 않은 폴리이미드에 실란커플링제를 첨가함으로써, 유리와의 밀착성을 최적화할 수가 있다. 따라서, 그와 같은 폴리이미드를 박리층(20)의 재료로서 이용할 수도 있다.

다음에, 도2에 나타낸 바와 같이, 그러한 임시 기판(10)의 박리층(20) 상에, ITO막을 성막한 후, 그것을 패터닝함으로써 투명도전막(30)을 형성한다. ITO막의 성막에 있어서는, 임시 기판(10)의 온도를 150℃이상으로 하고, 이미 기술한 바와 같은 비저항이 낮은 막을 얻는다. 그리고, 도3에 나타낸 바와 같이, 임시 기판(10) 상의 투명도전막(30)을 덮도록 보호막(40)을 형성한다. 보호막(40)은 박리층(20)과함께 투명도전막(30)을 보호하기위한 막으로, 알키드, 아크릴, 우레탄 등 유기계의 수지외에, 무기계, 또는 무기계와 유기계의 하이브리드수지 등을 사용할 수가 있다. 또, 무기계의 재료로서는 예를 들면 테트라알콕시실란의 알콜용액이 있고, 보호막으로서 보다 두꺼운 막이 필요한 경우에는 유기성분을 넣은 코팅용액을 사용할 수도 있다(예를 들면, 상품명 세라메이트, ZRS-5PH시리즈/쇼쿠바이 가세이). 보호막(40)의 두께로서는, 0.1㎛에서 10㎛이 바람직하고, 특히 1∼5㎛이 바람직하다. 그 때의 보호막(40)의 경도로서는 연필경도로 H이상, 가능하면, 2H이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

이 후, 도4에 나타낸 바와 같이, 보호막(40)상에 옐로우, 마젠타, 시안의 색화소(50Y,50M,50C)를 포함하는 컬러필터층(50)을 포토리소그래피법에 의해서 형성한다. 색화소(50Y,50M,50C)의 재료로서, 염료 또는 안료 등의 착색제를 폴리이미드수지용액에 용해 또는 분산시킨 공지의 도포재료를 사용할 수가 있다(예를 들면, 특개평10-170716호). 각 색화소는 스트라이프형상이고, 그 폭은 50∼200㎛이며, 이웃하는 색화소간의 거리는 5∼20㎛이다.

또한, 도5에 나타낸 바와 같이, 컬러필터층(50)의 위를 전체적으로 덮도록, 접착제층(60)을 도포에 의해서 형성한다. 도포액은 상기한 바와 같이 저점도이고, 그 중에는 스페이서입자가 혼입되어 있다. 이 접착제층(60)을 형성한 후, 도6에 나타내듯이, 접착제 층(60)의 측에 플라스틱시트(80)를 펴붙이고, 투명도전막(30) 및 컬러필터층(50) 등을 임시 기판(10)측에서 플라스틱시트(80)측으로 전사한다. 전사 후, 박리층(20)을 제거한다. 그것은, 투명도전막(30)과 액정표시를 위한 구동소자와의 전기적인 접속을 가능하게 하기 위함이기도 하고, 액정구동을 위한 실효전압의 향상을 도모하기 위함이기도 하다. 폴리이미드로 이루어진 박리층(20)을 제거하는 방법으로서는, 공지의 웨트에칭 또는 드라이에칭 중 어느것이나 적용할 수가 있다. 또한, 투명도전막(30)과 구동소자와의 전기적인 접속에 관해서는, ACF(이방성 도전막)에 의한 열압착접속을 적용할 수가 있다. 상기한 그레인 사이즈가 작은 ITO는, ACF에 대하여 크랙을 발생시키는 일이 없다.

실시예 1

임시 기판인 실리카코팅한 청판유리 기판상에 피로멜리트산 무수물과 4,4'-디아미노디페닐 에테르를 반응시켜서 생성한 폴리이미드 전구체와니스(디메틸아세트아미드용액, 고형분비 10%)에 실란커플링제(KBM-573 : 신에츠실리콘사제)를 0. 05wt%(고형분비) 첨가한 용액을, 스핀코터를 사용하여 900rpm에서 12초의 조건으로 도포하였다. 그리고, 그것을 건조한 후, 핫플레이트를 사용하여 260℃, 10분의 조건에서 가열, 탈수폐환(脫水閉環)하여, 2㎛의 두께의 폴리이미드피막으로 이루어진 박리층을 형성하였다. 이 박리층과 임시 기판과의 계면의 밀착강도는 가열처리 2일후에서 4g/㎝이었다. 또, 그 박리층의 인장강도는, JlSK7127을 준용하여 측정한 시험에서 150g/㎝이었다.

다음에, 박리층상에 ITO를 스퍼터링법을 사용하여 180℃의 기판온도에서, 1500A(옹스트롬)의 두께로 성막하였다. 그 표면저항은, 15Ω/□이었다. 이어서, ITO상에 시판중인 포지티브형 레지스트를 도포하여, 건조후, 소정의 패턴을 가진 마스크를 통하여 노광, 현상, 에칭, 레지스트를 박리하여 패턴형상의 투명도전막을형성하였다.

또한, 투명도전막상에, 보호막으로서 코팅제(오프토마-SS-6917: JSR 사제)를 3㎛의 두께가 되도록 형성하였다. 이 보호막의 영률은 초미소경도시험기로 측정했더니 1100kgf/㎟이었다. 그리고, 이 보호막상에 착색 폴리이미드를 사용하여, 포토리소그래피법으로 R(레드), G(그린), B(블루)의 색화소를 포함하는 컬러필터층을 형성하였다. 그 후, 임시 기판상에 컬러필터층까지 형성한 것을 수세, 건조후, 실온으로 되돌려서 세정하였다.

다음에, 컬러필터층상에 접착제로서, 자외선 경화수지(KR-400 : 아사히덴카사제)에 입경이 4㎛의 스페이서입자(에포스타 GP-H: 니혼쇼쿠바이사제)와 색소(NK-136: 니혼칸코 시키소 겐큐소)를 소량 혼입분산시켰다. 이 때의 접착제의 점도는 120cP였다. 이 접착제를 컬러필터층상에 약 6㎛의 막두께가 되도록 스프레이에 의하여 도포하고, 접착제층을 형성하였다. 이 접착제층은 색소에 의해 엷은 청색으로 착색되어 있었다.

한편, 피전사체인 플라스틱재료로 이루어진 두께가 150㎛의 시트(LCD용 폴리에테르술폰필름: 스미토모 베이크라이트사제)를 초음파로 수세, 건조후 2일 클린룸중에서 건조하고, 이 플라스틱시트를 임시 기판과 라미네이트하기 직전에 초음파 에어클리너로 세정함으로써, 라미네이트하는데 도움을 준다. 라미네이트하는 것은 가압로울을 사용한 라미네이터를 사용하고, 그 가압압력은, 로울의 자체중량만으로 하였다. 그리고, 플라스틱 시트와 임시 기판을 라미네이트한 상태에서, 접착제층에 얼룩이나 줄 등의 이상이 없는 것을 확인하고나서, 자외선을 조사하여 접착제층을 경화하였다. 경화 후의 접착제 층의 두께는 4.5∼5.5㎛이고, 영률은 900kgf/㎟이었다. 또, 접착제층에 첨가한 색소가 엷은 청색은 자외선조사에 의해 퇴색, 투명화되었다.

다음에, 임시 기판과 라미네이트한 플라스틱 시트측의 일단을, 직경 200㎜의 로울에 고정하여, 이 로울을 회전시키면서 임시 기판의 끝에서부터 플라스틱 시트를 벗겨내었다. 이 때, 임시 기판은 유리기판과 박리층의 계면에서부터 벗겨지고, 투명도전막, 보호막, 컬러필터층 등은 플라스틱 시트측으로 전사되었다.

전사처리 후, 히드라진과 에틸렌디아민의 1:1혼합액으로 폴리이미드 박리층을 수세하여 제거하였다. 이 플라스틱시트는, 접착제층에 약간의 이물질의 혼입이 보이지만, 이물질이 접착제층내에 매입되어 있어, 투명도전막의 단선은 발생하지않았다. 또, 열처리, 또는 고온고습시험 등의 신뢰성시험을 행하여도 투명도전막에 크랙이 발생하는 일은 없었다.

실시예 2

보호막에 EXP-1474(후지쿠라가세이사제)를 사용하여 두께 1. 5㎛의 보호막을 형성하고, 또, 스페이서입자로서 유연한 실리콘계의 KMP-600(평균입경 5㎛, 신에츠실리콘사)를 사용한 것 이외는 실시예1과 동일 조건으로 각 층을 형성하여, 전사처리를 하였다. 접착제층의 경화 후의 막두께는 4.5∼5.5㎛이고, 실시예1과 마찬가지로 특별히 문제는 없었다.

비교예 1

여기서, 접착제층에 스페이서입자를 넣지않고 라미네이트를 한 것은, 평균막두께가 상술한 것보다 상당히 얇고, 그 값은 3㎛보다 얇으며, 게다가, 막두께의 편차가 컸다. 또, 이물질은 접착제내에 완전하게는 매입되어 있지않아, 그 이물질이 있는 위치에 투명도전막의 크랙이 발생한 부분이 있었다.

비교예 2

스페이서입자로서, 단단한 진사구(眞絲球)(상품명으로서, 신죠큐라고 하는 진구(眞球)-SW10. 0(쇼쿠바이 가세이고교, SiO₂미립자)를 사용한 것, 및, 접착제층의 도포막두께를 11㎛으로 한 것이외는, 실시예2와 동일조건으로 각 층을 형성하여, 전사처리를 하였다. 접착제층의 경화 후의 막두께는 10.5㎛이었지만, 여기저기 스페이서입자가 투명도전막까지 박혀서 흠이 나 있는 부분이 관찰되었다. 또, 스페이서입자의 부분이 육안으로 약간 흐리게 보였다.

본 발명에 의해서 유리기판(10)상에 형성한 투명도전막(30)을 접착제층(60)을 통하여 플라스틱 시트(80)측으로 전사하는데 있어서 먼지의 문제를 유효하게 회피할 수 있다.

Claims

플라스틱재료로 이루어진 시트기재의 일면에, 접착제층을 통하여 투명도전막층을 지지할 때에,

A 상기 접착제층의 두께를 L로 하고, 상기 시트기재의 일면으로부터 그 L을 초과하는 크기의 불필요한 부착물을 제거하여, 크기가 L이하인 부착물을 잔존시키는 공정, 및

B 상기 A의 공정에서 잔존시킨 부착물을 상기 접착제층내에 매입하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 접착제에 의한 투명도전막의 지지방법.
제 1 항에 있어서, 상기 투명도전막을 상기 시트기재에 비하여 내열성 및 치수안정성이 우수한 기판에 임시 형성한 후, 그 기판측에서 상기 시트기재측으로 전사하는 것을 특징으로 하는 지지방법.
제 2 항에 있어서, 상기 투명도전막은 상기 내열성 및 치수안정성이 우수한 기판상에, 전사시에 박리부분이 되는 박리층과, 그 투명도전막을 보호하기위한 보호막사이에 끼워넣어져 있는 것을 특징으로 하는 지지방법.
제 3 항에 있어서, 상기 보호막상에 상기 접착제층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지방법.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 투명도전막은 액정컬러 표시장치의 전극이고, 컬러표시를 위한 컬러필터층이 상기 보호막상에 형성되고, 상기 접착제층이 그 컬러필터층을 덮고 있는 것을 특징으로 하는 지지방법.
제 1 항에 있어서, 상기 B의 공정을 위해서, 점도가 10cP∼2000cP인 도포액을 사용하여 상기 접착제층을 도포하여 형성하는 것을 특징으로 하는 지지방법.
제 1 항에 있어서, 상기 L의 값이 3㎛ ≤L ≤20㎛인 것을 특징으로 하는 지지방법.
플라스틱재료로 이루어진 시트기재의 일면에, 접착제층을 통하여 투명도전막층을 지지하는 층구성이고, 상기 접착제층이 광 또는 열 등의 에너지를 받아서 퇴색하여 투명하게 되는 색소를 포함하고, 그 색소의 색농도에 의해 상기 접착제층의 두께의 균일성을 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 투명도전막을 지지하는 층구성.
플라스틱재료로 이루어진 시트기재의 일면에, 접착제층을 통하여 투명도전막층을 지지하는 층구성이고, 상기 접착제는 두께를 제어하기 위한 스페이서입자를 포함하고, 그 스페이서입자는 경도가 상기 투명도전막에 비하여 단단하지 않고, 또한, 경화된 상기 접착제층의 평균 두께의 50∼90%의 크기인 것을 특징으로 하는 투명도전막을 지지하는 층구성.
제 9 항에 있어서, 상기 투명도전막은 그 막두께의 10%상당분을 압입하였을 때, 탄성변형량이 소성변형량보다 큰 것을 특징으로 하는 층구성.
제 9 항에 있어서, 상기 투명도전막은 그 결정의 그레인 사이즈가 0.005㎛∼0.1㎛인 것을 특징으로 하는 층구성.