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Title:
MANUFACTURING METHOD FOR DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/139745
Kind Code:
A1
Abstract:
In a manufacturing method for a display device, a device manufacturing method and a display device capable of easily forming a display element on a substrate at low cost are provided. The manufacturing method for the display device comprises a first step of preparing a first substrate (11) which has a first area (13) to be etched and a second area (14) provided on the periphery of the first area and on the surface of which a display element (12) is formed, a second step of etching and removing the first area (13) of the first substrate (11), a third step of forming a second substrate (18) on the surface opposite to the surface of the first substrate (11) on which the display element is formed, and a forth step of removing the second area (14) of the first substrate (11).

Inventors:
OKABE TOHRU
CHIKAMA YOSHIMASA
Application Number:
PCT/JP2008/050227
Publication Date:
November 20, 2008
Filing Date:
January 11, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SHARP KK (JP)
OKABE TOHRU
CHIKAMA YOSHIMASA
International Classes:
G09F9/00; G02F1/1333; G02F1/1368
Foreign References:
JP2003280548A2003-10-02
JPH05249423A1993-09-28
JPH08262419A1996-10-11
Attorney, Agent or Firm:
MAEDA, Hiroshi et al. (5-7 Hommachi 2-chome,Chuo-ku, Osaka-sh, Osaka 53, JP)
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Claims:
 エッチング予定の第1領域及び該第1領域の周辺に設けられた第2領域を有すると共に、表面に表示素子が形成された第1基板を準備する第1ステップと、
 上記第1基板の第1領域をエッチング除去する第2ステップと、
 上記第1基板の上記表示素子形成面の反対側表面に第2基板を形成する第3ステップと、
 上記第1基板の第2領域を除去する第4ステップと、
を備えた表示デバイスの製造方法。
 請求項1に記載された表示デバイスの製造方法において、
 上記第2ステップで、上記第1基板を薄膜化する表示デバイスの製造方法。
 請求項2に記載された表示デバイスの製造方法において、
 上記第2ステップで、上記第1基板の厚さを0.05mm以下にエッチングする表示デバイスの製造方法。
 請求項1に記載された表示デバイスの製造方法において、
 上記第1ステップにおいて、上記第1基板の基板本体と上記表示素子との間にエッチングストッパー層を形成する表示デバイスの製造方法。
 請求項4に記載された表示デバイスの製造方法において、
 上記エッチングストッパー層を熱CVD法を用いて形成する表示デバイスの製造方法。
 請求項4に記載された表示デバイスの製造方法において、
 上記エッチングストッパー層を多結晶シリコン材料を用いて形成する表示デバイスの製造方法。
 請求項1に記載された表示デバイスの製造方法において、
 上記第2領域は、上記第1領域の周囲を取り囲むように設けられていると共に、
 上記第2ステップで上記第1領域をエッチング除去することにより該第1基板に凹部を形成し、
 上記第3ステップで、上記凹部に上記第2基板を形成する表示デバイスの製造方法。
 請求項1に記載された表示デバイスの製造方法において、
 上記第1ステップで準備した第1基板に、エッチング予定の第1領域及び該第1領域の周辺に設けられた第2領域を有する対向基板を、表示媒体を介して貼り合わせて貼り合わせ基板を形成するステップをさらに備え、
 上記第2ステップで、上記貼り合わせ基板の上記第1基板の第1領域及び上記対向基板の第1領域をそれぞれエッチングする表示デバイスの製造方法。
 請求項1から8のいずれかに記載された表示デバイスの製造方法によって製造された表示デバイス。
 請求項9に記載された表示デバイスにおいて、
 上記第1基板は、非透湿性材料で形成されている表示デバイス。
 請求項4に記載された表示デバイスの製造方法によって製造された表示デバイスにおいて、
 上記エッチングストッパー層は、非透湿性材料で形成されている表示デバイス。
Description:
表示デバイスの製造方法及び表 デバイス

 本発明は、表示デバイスの製造方法及び 示デバイスに関する。

 現在、プラスチック基板等の薄型のフレキ ブル基板に表示素子等を形成した表示デバ スは、ガラス基板やシリコン基板を用いた のと比べて、軽量性や屈曲性において非常 優れており、注目を浴びている。このよう フレキシブル基板に表示素子等を形成する 術としては、表示素子等を直接フレキシブ 基板に形成する直接法がある。また、表示 子等を一度ガラス基板やシリコン基板等に 成しておき、後にフレキシブル基板に表示 子等を移し替える転写法(例えば、特許文献 1等)もある。

特開平10-125929号公報

 しかしながら、上述したような従来の転 法では、表示デバイスの対強度性が非常に く、ガラス基板やシリコン基板等を取り除 てしまうと、搬送が困難となる。

 また、これを抑制するために、表示デバ スの表面側に一度厚みのある支持基板を接 させた後、支持基板を剥離もしくはエッチ グし、その後フレキシブル基板を表示デバ スの裏面側に形成後、再度支持基板を剥離 しくはエッチングする2段階の工程が行われ ている。

 このような2段階の工程によると、支持基 板がより多く必要となり、また、その取り付 け及び取り外し工程も必要となる。このため 、コストが高くなるだけでなく、微細パター ンが形成された表示デバイスの表面を接着剤 やエッチング液に曝すこととなり、歩留・品 質が低下するという問題が生じる。

 本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされた のであり、その目的とするところは、品質 低下させることなく、低コストで容易に表 素子を基板に形成することのできる表示デ イスの製造方法及び表示デバイスを提供す ことである。

 本発明に係る表示デバイスの製造方法は エッチング予定の第1領域及び第1領域の周 に設けられた第2領域を有すると共に、表面 表示素子が形成された第1基板を準備する第 1ステップと、第1基板の第1領域をエッチング 除去する第2ステップと、第1基板の表示素子 成面の反対側表面に第2基板を形成する第3 テップと、第1基板の第2領域を除去する第4 テップと、を備えたことを特徴とする。

 このような構成によれば、従来の転写法 比べ、表示素子を仮接着させておく余分な 持基板、及び、その支持基板の除去が不要 なる。このため、低コストで容易に表示素 を基板に形成することができる。また、第2 領域が周辺に設けられた第1領域のみをエッ ングするため、エッチング液等がエッチン 側から基板表面に回り込んで表示素子に到 することを抑制することができる。このた 、表示デバイスの歩留・品質の低下を良好 抑制することができる。さらに、従来の直 法に比べて、高温で、且つ、耐性の高いガ スやシリコン基板を上記第1基板として用い 、この第1基板上に表示素子を形成できるた め、高性能な表示デバイスを製造することが できる。

 本発明によれば、品質を低下させること く、低コストで容易に表示素子を基板に形 することのできる表示デバイスの製造方法 び表示デバイスを提供することができる。

図1は、実施形態1に係る第1基板形成工 におけるガラス基板の断面図である。 図2は、実施形態1に係る第1領域及び第2 領域が形成されたガラス基板の平面図である 。 図3は、実施形態1に係るエッチング保 部形成工程及びエッチング工程におけるガ ス基板の断面図である。 図4は、実施形態1に係るエッチング工 によってエッチングされたガラス基板の断 図である。 図5は、実施形態1に係るエッチング保 部除去工程後の凹部が形成されたガラス基 の断面図である。 図6は、実施形態1に係る第2基板形成工 によって凹部に樹脂基板が形成されたガラ 基板の断面図である。 図7は、実施形態1に係る第2領域除去工 によって第2領域が除去されたTFT基板の断面 図である。 図8は、実施形態2に係る貼り合わせ基 のエッチング保護部形成工程及びエッチン 工程におけるガラス基板の断面図である。 図9は、実施形態2に係るエッチング保 部除去工程後の凹部が形成された貼り合わ 基板の断面図である。 図10は、実施形態2に係る第2領域除去 程によって第2領域が除去された液晶表示パ ルの断面図である。

符号の説明

     10   TFT基板
     11,21   ガラス基板
     12   TFT
     13,23   第1領域
     14,24   第2領域
     15   エッチングマスク
     17,27   凹部
     18,28   樹脂基板
     20   液晶表示パネル
     22   対向基板素子
     25   エポキシ系樹脂
     29   液晶分子
     30   貼り合わせ基板
     31   CF基板

 以下、本発明の実施形態について図面を いて詳細に説明するが、本発明はこれらに 定されるものではない。

 (実施形態1)
 本発明の実施形態1に係る表示デバイスとし て、液晶表示装置に用いられるTFT(薄膜トラ ジスタ)基板を例に挙げ、図面を用いて詳細 説明する。

 (TFT基板10の製造方法)
  (第1基板形成工程)
 図1に示すように、まず、例えば基板サイズ が365×460mm、厚さが0.7mmのガラス基板11(第1基 )を準備する。ここで、第1基板は、どのよう な材料を用いて形成してもよいが、特に非透 湿性材料で形成されているのが好ましい。

 次に、ガラス基板11上に、周知の技術に り高性能のTFT12を形成する。

 ここで、TFT12を形成する領域(第1領域13)は 、図2に示すように、基板の各測端に沿って 50mm程度の幅で設けたTFT非形成領域(第2領域14 )に囲まれるように形成する。第2領域14には 例えば、TFT12形成時にのみ使用するアライメ ントパターンやテストパターン等が形成され ている。

  (エッチング保護部形成工程)
 次に、図3に示すように、ガラス基板11のTFT1 2が形成されている側と反対側の表面におけ 第2領域14に、ドライレジスト等を用いてエ チングマスク15(エッチング保護部)を形成す 。このとき、ガラス基板11のTFT12が形成され ている側と反対側の表面は、第1領域13のみが 露出している。

  (エッチング工程)
 次に、ガラス基板11のTFT12が形成されている 側と反対側の表面を、エッチング液を用いて エッチングする。エッチング液としては、ど のようなものを用いてもよいが、特にガラス を容易にエッチングすることのできるフッ酸 系エッチング液を用いるのがよい。ここで、 図3の矢印は、エッチング方向を示している このエッチングは、ウェットエッチングが ましい。研磨等の物理的なエッチング方法 用いると、TFT12にダメージを与えるおそれが あるからである。また、エッチングマスク15 形成した第2領域14に取り囲まれた第1領域13 みをエッチングするため、従来の転写法の うにガラス基板11全面をエッチングする際 生じていたガラス基板11周辺からのエッチン グ液のしみ込みによるエッチングばらつきの 発生を抑制することができる。従って、図4 示すように、ガラス基板11の厚さが0.05mm以下 となるまで良好に薄型化することができる。 ここで、エッチングはウェット法によるもの だけ示しているが、エッチング精度を高める 為にプラズマエッチングなどのドライエッチ ング法を用いても良い。溶解して作製された ガラス基板11は、非常に優れた透湿性バリア 能を示すことが知られており、このガラス 板11を0.01mm以下残すことによって、表示素 が高性能な透湿性バリア膜として利用でき 。このようにエッチングを最後まで行わず ある程度残しておく方法は、特に、有機EL素 子のように10 -6 g/m 2 ・day以上の非常に高性能な透湿バリア性が必 要なデバイスを、透湿性の高いプラスチック 基板のようなフレキシブル基板上に製造する 場合に非常に有効である。

 また、TFT12製造前にあらかじめガラス基板11 上全面にエッチングストッパー層を成膜して おくと、すべてのガラス基板11の第1領域13を べてエッチングする事も可能である。エッ ングストッパー層としては、ガラス基板と ウェットエッチング選択比が高く、非透湿 なものが好ましい。透明な材料としては熱C VD 法を用いたSi 3 N 4 膜やTa 2 O 5 膜等が挙げられる。有機ELなどの自発光素子 場合は、さらにウェットエッチング選択比 高い多結晶シリコンと絶縁膜の積層膜でも い。エッチングストッパー層はガラス基板 に高温かつクリーンな状態で良質の膜とし 形成される。このため、エッチングストッ ー層は、プラスチック材料のような低耐熱 かつ凹凸のある基板上に成膜する透湿性バ ア膜に比べて格段に高い性能のものを形成 きるという特徴がある。

  (エッチング保護部除去工程)
 次に、図5に示すように、第2領域14に形成し ていたエッチングマスク15を剥離する。この うにエッチングにより第1領域13のみを薄型 した後、第2領域14のエッチングマスク15を 離することによって、ガラス基板11には凹部 17が形成される。

  (第2基板形成工程)
 次に、図6に示すように、ガラス基板11の凹 17内に、例えば粘性の高い樹脂材料を供給 、その後、この樹脂材料を焼成させて樹脂 板18(第2基板)を形成する。

  (第2領域除去工程)
 次に、図7に示すように、ガラス基板11の第2 領域14を、第1領域13からレーザ等によって分 除去することで、薄型のフレキシブル基板 に高性能なTFT基板10を作製することができ 。

 (TFT基板10の構成)
 次に、上述のTFT基板10の製造方法で製造さ たTFT基板10の構成を説明する。

 TFT基板10は、樹脂基板18(第2基板)、及び、 樹脂基板18上に設けられて、TFT12を備えたガ ス基板11(第1基板)で構成されている。

 樹脂基板18は、粘性の高い樹脂材料で構 されており、樹脂基板18上に設けられたガラ ス基板11は、例えば厚さが0.05mm以下に形成さ ている。このため、良好な屈曲性を有して る。また、樹脂基板18とTFT12との間にガラス 基板11が介在しているため、樹脂基板18側か の透湿を良好に抑制することができる。

 (実施形態2)
 次に、本発明の実施形態2に係る表示デバイ スとして、TFT基板及びCF(カラーフィルタ)基 (対向基板)を貼り合わせて構成される液晶表 示パネルを例に挙げ、図面を用いて詳細に説 明する。また、実施形態1で示したものと同 の構成要素については、同符号を付してい 。

 (液晶表示パネル20の製造方法)
  (TFT基板の形成工程)
 図8に示すように、例えば基板サイズが365×4 60mm、厚さが0.7mmのガラス基板11(第1基板)を準 する。

 次に、ガラス基板11上に、周知の技術に り高性能のTFT12を形成する。

 ここで、TFT12を形成する領域は、実施形 1で示した図2のように、基板の各測端に沿っ て約50mm程度の幅で設けたTFT12の非形成領域に 囲まれるように形成する。TFT12の形成領域を 1領域13とし、TFT12の非形成領域を第2領域14 する。

  (CF基板の形成工程)
 次に、上述のTFT基板10の形成工程と同様に て、基板サイズが365×460mm、厚さが0.7mmのガ ス基板21(第1基板)を準備し、表面にカラーフ ィルタ層や対向電極等の対向基板素子22を形 し、CF基板31を作製する。

 ここで、対向基板素子22を形成する領域 、実施形態1で示した図2のように、基板の各 測端に沿って約50mm程度の幅で設けた対向基 素子22の非形成領域に囲まれるように形成す る。対向基板素子22の形成領域を第1領域23と 、対向基板素子22非形成領域を第2領域24と る。

  (基板貼り合わせ工程)
 次に、TFT基板10とCF基板31とを、それぞれTFT1 2及び対向基板素子22が対向するようにエポキ シ系樹脂25等を用いて貼り合わせ、内部に液 分子29を注入することにより、貼り合わせ 板30を形成する。

  (エッチング保護部形成工程)
 次に、ガラス基板11,21のTFT12及び対向基板素 子22が形成されている側と反対側の表面にお る第2領域14,24に、それぞれドライレジスト を用いてエッチングマスク15(エッチング保 部)を形成する。このとき、ガラス基板11,21 TFT12及び対向基板素子22が形成されている側 と反対側の表面は、第1領域13,23のみがそれぞ れ露出している。

  (エッチング工程)
  次に、ガラス基板11,21のTFT12及び対向基板 子22が形成されている側と反対側の表面を それぞれガラスを容易にエッチングするこ のできるフッ酸系エッチング液を用いてガ ス基板11,21の厚さが0.05mm以下となるまでエッ チングする。ここで、図8の矢印は、エッチ グ方向を示している。

  (エッチング保護部除去工程)
 次に、第2領域14,24に形成していたエッチン マスク15をそれぞれ剥離する。このように ッチングにより第1領域13,23のみを薄型化し 後、第2領域14,24のエッチングマスク15を剥離 することによって、図9に示すように、ガラ 基板11,21には、それぞれ凹部17,27が形成され 。

  (第2基板形成工程)
 次に、ガラス基板11,21の凹部17,27内に、それ ぞれ例えば粘性の高い樹脂材料を供給し、そ の後、この樹脂材料を焼成させて樹脂基板18, 28(第2基板)を形成する。

  (第2領域除去工程)
 次に、図10に示すように、ガラス基板11,21の 第2領域14,24を、第1領域13,23からレーザ等によ ってそれぞれ分断除去した後、偏光板形成工 程や保護膜形成工程等の所定の工程を経て薄 型のフレキシブル基板上に高性能な液晶表示 パネル20を作製することができる。

 (液晶表示パネル20の構成)
 次に、上述の液晶表示パネル20の製造方法 製造された液晶表示パネル20の構成を説明す る。

 液晶表示パネル20は、図10に示すように、 液晶分子29及び不図示のスペーサを介したTFT 板10とCF基板31との貼り合わせ基板30、それ れ不図示の偏光板及び保護膜等を備えてい 。

 TFT基板10及びCF基板31は、それぞれ樹脂基 18,28(第2基板)、及び、樹脂基板18,28上に設け られて、TFT12素子又は対向基板素子22を備え ガラス基板11,21(第1基板)で構成されている。

 樹脂基板18,28は、粘性の高い樹脂材料で 成されており、樹脂基板18,28上に設けられた ガラス基板11,21は、例えば厚さが0.01mm以下に 成されている。このため、TFT基板10及びCF基 板31は、それぞれ良好な屈曲性を有している また、樹脂基板18,28と、TFT12又は対向基板素 子22と、の間にガラス基板11,21が介在してい ため、樹脂基板18,28側からの透湿を良好に抑 制することができる。 

 尚、第1領域13,23に形成される素子として 、上述したTFT12やCF等の対向基板素子22に限 ず、圧電素子や配線パターンであってもよ 。

 また、実施形態1及び2では、表示デバイ として、LCD(liquid crystal display;液晶表示ディ スプレイ)に係るものについて示したが、PD(pl asma display;プラズマディスプレイ)、PALC(plasma addressed liquid crystal display;プラズマアドレ 液晶ディスプレイ)、有機EL(organic electro lumi nescence )、無機EL(inorganic electro luminescence ) FED(field emission display;電界放出ディスプレイ )、又は、SED(surface-conduction electron-emitter displ ay;表面電界ディスプレイ)等に係る表示デバ スであってもよい。

 (作用効果)
 次に作用効果について説明する。

 TFT基板10の製造方法は、エッチング予定 第1領域13及び第1領域13の周辺に設けられた 2領域14を有すると共に、表面にTFT12が形成さ れたガラス基板11を準備する第1ステップと、 ガラス基板11の第1領域13をエッチング除去す 第2ステップと、ガラス基板11のTFT12形成面 反対側表面に樹脂基板18を形成する第3ステ プと、ガラス基板11の第2領域14を除去する第 4ステップと、を備える。このような構成に れば、従来の転写法に比べ、TFT12を仮接着さ せておく余分な支持基板、及び、その支持基 板の除去が不要となる。このため、低コスト で容易にTFT12を基板に形成することができる また、第2領域14が周辺に設けられた第1領域 13のみをエッチングするため、エッチング液 がエッチング側から基板表面に回り込んでT FT12に到達することを抑制することができる このため、TFT基板10の歩留・品質の低下を良 好に抑制することができる。さらに、従来の 直接法に比べて、高温で、且つ、耐性の高い ガラスやシリコン基板を上記ガラス基板11と て用いて、このガラス基板11上にTFT12を形成 できるため、高性能なTFT基板10を製造するこ ができる。

 また、TFT基板10の製造方法は、第2ステッ で、ガラス基板11を薄膜化している。この うな構成によれば、第3ステップでの樹脂基 18形成までの支持になると共に曲げる事の 能な表示デバイスを製造することができる

 また、TFT基板10の製造方法は、第2ステッ で、ガラス基板11の厚さを0.05mm以下にエッ ングしている。このような構成によれば、TF T基板10が良好な屈曲性を備えることができる 。

 さらに、TFT基板10の製造方法は、第1ステッ において、ガラス基板11の基板本体とTFT12と の間にエッチングストッパー層を形成してい る。このような構成によれば、エッチングの 際にガラス基板11を完全に除去できるので、 ッチングストッパー層の膜厚を精度よく制 する事ができる。これにより第3ステップで の樹脂基板18形成までの支持になると共に曲 る事の可能な表示デバイスを製造すること できる。また、エッチングストッパー層は 耐熱性かつ平坦性の高いガラス基板11上に 膜できるので、良質な条件で成膜した薄膜 表示デバイスで使用する事ができる。また エッチングストッパー層を熱CVD法で成膜し もよい。このため、ガラスとのエッチング 択比の非常に高いSi 3 N 4 膜やTa 2 O 5 膜を良好な状態で成膜する事ができる。また 、このときエッチングストッパー層は透明で ある為、透過光を妨げる心配がない。さらに 、エッチングストッパー層を多結晶シリコン 材料で形成してもよい。これによれば、ガラ スとのエッチング選択比の非常に高くなる為 、エッチングストッパー層を薄膜化できる。

 さらに、TFT基板10の製造方法は、第2領域1 4が、第1領域13の周囲を取り囲むように設け れていると共に、第2ステップで第1領域13を ッチングにより薄型化することによりガラ 基板11に凹部17を形成し、第3ステップで凹 17に樹脂基板18を形成している。このような 成によれば、必要とする領域のみに効率的 且つ精度良く表示デバイスを形成すること できる。

 また、TFT基板10の製造方法は、第1ステッ で準備したガラス基板11に、エッチング予 の第1領域13及び第1領域13の周辺に設けられ 第2領域14を有するCF基板31を、液晶分子29を して貼り合わせて貼り合わせ基板30を形成す るステップをさらに備え、第2ステップで、 り合わせ基板30のガラス基板11の第1領域13及 CF基板31の第1領域13をそれぞれエッチングし ている。このような構成によれば、2枚の基 を貼り合わせた液晶表示素子について、品 を低下させることなく、低コストで容易に 造することができる。

 液晶表示パネル20は、上述の製造方法に って製造されているため、液晶表示パネル20 を品質を低下させることなく、低コストで容 易に得ることができる。

 また、液晶表示パネル20は、ガラス基板11 が非透湿性材料で形成されている。このよう な構成によれば、水分がガラス基板11を透浸 てTFT12へ到達することを抑制する事ができ 。従って、液晶表示パネル20の品質の低下を 良好に抑制することができる。

 さらに、液晶表示パネル20は、エッチン ストッパー層が非透湿性材料で形成されて る。このような構成によれば、樹脂基板18上 に直接製造する事が困難である良質なエッチ ングストッパー層を樹脂基板18上に製造する ができる為に、水分がエッチングストッパ 層を透浸してTFT12へ到達するのを大きく抑 することができる。従って、液晶表示パネ 20の品質の低下を良好に抑制することができ る。

 以上説明したように、本発明は、表示デ イスの製造方法及び表示デバイスに関する