JP2010026457A - 薄膜半導体基板およびその製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】フラットパネルディスプレイの大量生産を可能とし、かつ保管、運搬が容易で安価である。
【解決手段】プラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとするための薄膜半導体アレイ３を有する単板状の絶縁基板４が長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合されてなる。また、フラットパネルディスプレイとする薄膜半導体基板を製造する装置であって、薄膜半導体アレイ３を保護するための保護フィルムが貼合された単板状の絶縁基板４を長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合する貼合部と、保護フィルムを加熱または紫外線照射により剥がす剥離部と、長尺状の保護フィルム６を長尺状のプラスチックフィルム２にラミネートして薄膜半導体アレイ３を保護するラミネート部と、長尺状の保護フィルム６をラミネートした長尺状のプラスチックフィルム２をロール状に巻き取る巻取り部とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】プラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとするための薄膜半導体アレイ３を有する単板状の絶縁基板４が長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合されてなる。また、フラットパネルディスプレイとする薄膜半導体基板を製造する装置であって、薄膜半導体アレイ３を保護するための保護フィルムが貼合された単板状の絶縁基板４を長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合する貼合部と、保護フィルムを加熱または紫外線照射により剥がす剥離部と、長尺状の保護フィルム６を長尺状のプラスチックフィルム２にラミネートして薄膜半導体アレイ３を保護するラミネート部と、長尺状の保護フィルム６をラミネートした長尺状のプラスチックフィルム２をロール状に巻き取る巻取り部とを有する。
【選択図】図１
Description
この発明は、薄膜半導体アレイを有する単板状の絶縁基板が、長尺状のプラスチックフィルム上に連続して貼合されてなる薄膜半導体基板およびその製造装置に関する。
各種電子機器の表示装置としてフラットパネルディスプレイがあり、このフラットパネルディスプレイは、一般に薄型、軽量、低消費電力でカラー表示も容易であるという特徴を有し、この特徴からパーソナルコンピュータや様々な携帯用情報端末のディスプレイとして広く用いられている（特許文献１）。
このフラットパネルディスプレイには液晶ディスプレイパネルだけでなく、ＴＦＴを画素スイッチング素子として用いたＥＬディスプレイパネルなどがある。このようなフラットパネルディスプレイとして、プラスチック基板と対向して薄膜半導体基板を組み合わせたものがある。薄膜半導体基板としては、薄膜半導体技術を用い、ＴＦＴ素子（ＴＦＴ：
Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、密着センサ、光電変換素子等の薄膜半導体アレイを絶縁基板上に形成するものがある（特許文献２）。
このフラットパネルディスプレイには液晶ディスプレイパネルだけでなく、ＴＦＴを画素スイッチング素子として用いたＥＬディスプレイパネルなどがある。このようなフラットパネルディスプレイとして、プラスチック基板と対向して薄膜半導体基板を組み合わせたものがある。薄膜半導体基板としては、薄膜半導体技術を用い、ＴＦＴ素子（ＴＦＴ：
Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、密着センサ、光電変換素子等の薄膜半導体アレイを絶縁基板上に形成するものがある（特許文献２）。
このような薄膜半導体アレイとして、例えばアクティブマトリックス駆動液晶表示素子を作製するためにはＴＦＴ素子やＭＩＭ素子（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）などを基板上に形成させる必要があり、基板はガラス基板が主流として用いられている。しかしながら、プラスチック基板へのＴＦＴ素子形成には、高温のプロセスを通過させる必要があるので基板の熱膨張や熱収縮の問題があり量産が困難であり、そこで、片側の基板としてプラスチック基板を用い、もう一方側にＴＦＴ素子形成ガラス基板を用い、両者をシール材により貼り合わせたものがある（特許文献３）。
特開２００１−２９６８１７
特開２００５−５１２０８
特開２００７−１７６５５
このような薄膜半導体基板では、薄膜半導体アレイが例えば所定の大きさの単板状の絶縁基板に形成されており、この薄膜半導体アレイを有する単板状の絶縁基板をプラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイを製造している。この場合、例えば単板状の絶縁基板では、保管や運搬の際は破損防止の為に基板を収納する箱やカセットケースが必要である。従って、これらの容器に基板を出し入れする時間と工数及び保管するスペースが必要となり、コストが高くなる要因のひとつとなっている。
また、フラットパネルディスプレイを製造するためには、単板状の絶縁基板を、１枚１枚迅速にプラスチック基板上の所定の位置に配置する必要があり、単板状の絶縁基板を配置する機構が高精度、かつ複雑となり、大量生産が困難で製造コストが嵩む。また、フラットパネルディスプレイを製造する工程において、単板状の絶縁基板とプラスチック基板とに、基板サイズが大型になるほど温度変化による熱膨張および熱収縮の差による寸法差が大きく発生し、不良品となる虞がある。更に基板サイズが大型になるほど生産設備も大型となり、設備投資額が増大すると共に広い設置面積も必要となるなどの課題がある。
この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、フラットパネルディスプレイの大量生産を可能とし、かつ保管、運搬が容易で安価である薄膜半導体基板およびその製造装置を提供することを目的としている。
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
請求項１に記載の発明は、プラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとするための薄膜半導体基板であって、
薄膜半導体アレイを有する単板状の絶縁基板が長尺状のプラスチックフィルム上に連続して貼合されてなることを特徴とする薄膜半導体基板である。
薄膜半導体アレイを有する単板状の絶縁基板が長尺状のプラスチックフィルム上に連続して貼合されてなることを特徴とする薄膜半導体基板である。
請求項２に記載の発明は、前記絶縁基板が、長尺状の保護フィルムを前記長尺状のプラスチックフィルムで保護するようにラミネートして構成されることを特徴とする請求項１に記載の薄膜半導体基板である。
請求項３に記載の発明は、前記長尺状のプラスチックフィルムは、前記プラスチック基板と同じ素材のプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄膜半導体基板である。
請求項４に記載の発明は、前記薄膜半導体アレイの厚さが、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の薄膜半導体基板である。
請求項５に記載の発明は、前記プラスチック基板が、カラーフィルタであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の薄膜半導体基板である。
請求項６に記載の発明は、プラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとするための薄膜半導体基板を製造する装置であって、
薄膜半導体アレイを保護するための保護フィルムが貼合された単板状の絶縁基板を長尺状のプラスチックフィルム上に連続して貼合する貼合部と、
前記保護フィルムを加熱または紫外線照射により剥がす剥離部と、
長尺状の保護フィルムを前記長尺状のプラスチックフィルムにラミネートして前記薄膜半導体アレイを保護するラミネート部と、
前記長尺状の保護フィルムをラミネートした前記長尺状のプラスチックフィルムをロール状に巻き取る巻取り部と、
を有することを特徴とする薄膜半導体基板の製造装置である。
薄膜半導体アレイを保護するための保護フィルムが貼合された単板状の絶縁基板を長尺状のプラスチックフィルム上に連続して貼合する貼合部と、
前記保護フィルムを加熱または紫外線照射により剥がす剥離部と、
長尺状の保護フィルムを前記長尺状のプラスチックフィルムにラミネートして前記薄膜半導体アレイを保護するラミネート部と、
前記長尺状の保護フィルムをラミネートした前記長尺状のプラスチックフィルムをロール状に巻き取る巻取り部と、
を有することを特徴とする薄膜半導体基板の製造装置である。
請求項７に記載の発明は、前記長尺状のプラスチックフィルムは、前記プラスチック基板と同じ素材のプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項６に記載の薄膜半導体基板の製造装置である。
請求項８に記載の発明は、前記薄膜半導体アレイの厚さが、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の薄膜半導体基板の製造装置である。
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
請求項１に記載の発明では、薄膜半導体アレイを有するロール状の薄膜半導体基板であり、ロール状の薄膜半導体基板をプラスチック基板と対向し、迅速、かつ正確な位置に組み合わせてフラットパネルディスプレイとすることができ、フラットパネルディスプレイの大量生産が可能である。また、薄膜半導体アレイを有するロール状の薄膜半導体基板とすることで、特別な収納容器や保管スペースが必要でなく、保管、運搬も容易である。
請求項２に記載の発明では、絶縁基板が長尺状の保護フィルムによって保護され、ロール状の薄膜半導体基板が不良品となることを防止することができる。
請求項３に記載の発明では、薄膜半導体アレイを予め形成された単板状の絶縁基板を用いるため、耐熱性が半導体アレイの製造プロセスの温度よりも低い長尺状のプラスチックフィルムを用いることが可能であり、温度変化による熱膨張および熱収縮の差による寸法差の発生を防止することができる。
請求項４に記載の発明では、薄膜半導体アレイの厚さが、０．１ｍｍ以下であり、薄型の薄膜半導体基板である。
請求項５に記載の発明では、プラスチック基板が、カラーフィルタであり、カラー表示可能なフラットパネルディスプレイとすることができる。
請求項６に記載の発明では、薄膜半導体アレイを予め形成された単板状の絶縁基板を用い、長尺状のプラスチックフィルムに連続して貼合することにより、ロール状に巻き取り可能な薄膜半導体基板を安価に製造できる。
請求項７に記載の発明では、薄膜半導体アレイを予め形成された単板状の絶縁基板を用いるため、耐熱性が半導体アレイの製造プロセスの温度よりも低い長尺状のプラスチックフィルムを用いることが可能であり、長尺状のプラスチックフィルムに連続して貼合することにより、ロール状に巻き取り可能な薄膜半導体基板を得ることができる。
請求項８に記載の発明では、薄膜半導体アレイの厚さが、０．１ｍｍ以下であり、薄型の薄膜半導体基板を得ることができる。
以下、この発明の薄膜半導体基板およびその製造装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
［薄膜半導体基板］
図１は薄膜半導体基板の概略構成図である。この実施の形態の薄膜半導体基板は、プラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとするためのものであり、薄膜半導体アレイ３を有する単板状の絶縁基板４が長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合されてなる。この絶縁基板４は、長尺状の保護フィルム６を長尺状のプラスチックフィルム２で保護するようにラミネートして構成される。
図１は薄膜半導体基板の概略構成図である。この実施の形態の薄膜半導体基板は、プラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとするためのものであり、薄膜半導体アレイ３を有する単板状の絶縁基板４が長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合されてなる。この絶縁基板４は、長尺状の保護フィルム６を長尺状のプラスチックフィルム２で保護するようにラミネートして構成される。
図２は薄膜半導体基板の製造を説明する図である。この実施の形態では、薄膜半導体基板の製造には、図２（ａ）に示すように、薄膜半導体アレイ３を有する単板状の絶縁基板４を用いる。この薄膜半導体アレイ３は保護フィルム５で保護されている。単板状の絶縁基板４は、図２（ｂ）に示すように、長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合される。そして、図２（ｃ）に示すように、保護フィルム５を加熱または紫外線照射し、単板状の絶縁基板４から保護フィルム５を剥がす。この保護フィルム５を剥がした後に、図２（ｄ）に示すように、長尺状の保護フィルム４１を長尺状のプラスチックフィルム２で保護するように絶縁基板４をラミネートする。
この実施の形態では、単板状の絶縁基板４には、エッチングして薄板化したガラス基板が用いられ、例えば厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板上に、一般的な低温ポリシリコン技術により薄膜半導体アレイ３を形成し、更に特許文献４に記されているような方法により、ガラス基板を厚さ０．１ｍｍ未満まで薄くエッチング加工して用いられる。薄膜半導体アレイ３としては、例えば、ＴＦＴ素子、密着センサ、光電変換素子等が用いられる。
特開２００８−１３３８９ 長尺状のプラスチックフィルム２は、フレキシブル樹脂基材が用いられる。長尺状の保護フィルム６、保護フィルム５は、フレキシブル樹脂基材と粘着剤層とで構成される。フレキシブル樹脂基材は、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、トリアセチルセルロースフィルム等が使用できるが、これらの中で、更に平滑な表面が得易く生産性に優れる二軸延伸ポリエステルフィルムが好ましく使用できる。
フレキシブル樹脂基材の厚みは、３０〜３００μｍが好ましく、３０μｍより薄いとフィルム強度が不足し、あるいはシワが入り易い等の問題が発生することがあり、また３００μｍより厚いとフィルム自体が高価になる等の問題があるが、これに限定されない。
また、長尺状のプラスチックフィルム２に用いられるフレキシブル樹脂基材には、透明性を有するものを用いることができ、全光線透過率が８０％以上であり、より好ましくは９０％以上であり、透明性を有することで薄膜半導体アレイ３を有する単板状の絶縁基板４の位置決めマークを読み取り位置決めして貼合することができる。
粘着剤層を構成する粘着剤としては、例えば、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、２−エチルヘキシルアクリレート等の低Ｔｇモノマーを主モノマーとし、アクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル等の官能基モノマーと共重合することで得られたアクリル共重合体を、イソシアネート系、メラミン系、エポキシ系等の架橋剤にて架橋することにより得ることができる。
図３はフラットパネルディスプレイの概略構成を示す図である。この実施の形態のフラットパネルディスプレイは、図１に示す薄膜半導体基板を用いる。薄膜半導体基板は、
単板状の絶縁基板４が長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合されており、薄膜半導体アレイ３を有するロール状の薄膜半導体基板を安価に製造できる。
単板状の絶縁基板４が長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合されており、薄膜半導体アレイ３を有するロール状の薄膜半導体基板を安価に製造できる。
このフラットパネルディスプレイの製造では、図３（ａ）に示すように、長尺状の保護フィルム６を剥がし、図３（ｂ）に示すように、薄膜半導体基板４をプラスチック基板７と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとする。
薄膜半導体基板４の長尺状のプラスチックフィルム２は、プラスチック基板７と同じ素材のプラスチックフィルムである。また、薄膜半導体アレイ３を予め形成された単板状の絶縁基板４を用いるため、耐熱性が半導体アレイ３の製造プロセスの温度よりも低い長尺状のプラスチックフィルム２を用いることが可能である。また、プラスチック基板７が、カラーフィルタであり、カラー表示可能なフラットパネルディスプレイとすることができる。このように、ロール状の薄膜半導体基板をプラスチック基板４と対向し、迅速、かつ正確な位置に組み合わせてフラットパネルディスプレイとすることができる。
［薄膜半導体基板の製造装置］
図４は薄膜半導体基板の製造装置の概略構成図である。この実施の形態の薄膜半導体基板の製造装置１は、プラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとするための薄膜半導体基板を製造する装置である。この薄膜半導体基板の製造装置１は、巻出し部１０と、貼合部２０と、剥離部３０と、ラミネート部４０と、巻取り部５０とを備えている。
図４は薄膜半導体基板の製造装置の概略構成図である。この実施の形態の薄膜半導体基板の製造装置１は、プラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとするための薄膜半導体基板を製造する装置である。この薄膜半導体基板の製造装置１は、巻出し部１０と、貼合部２０と、剥離部３０と、ラミネート部４０と、巻取り部５０とを備えている。
巻出し部１０には、長尺状のプラスチックフィルム２を巻き付けた巻出しドラム１１が配置され、この巻出しドラム１１から長尺状のプラスチックフィルム２を送り出す。この長尺状のプラスチックフィルム２には、貼合するための位置合わせマーク６０が設けられている。
貼合部２０には、画像認識装置２１、貼合用ロール２２、貼合用台２３が配置されている。画像認識装置２１は、例えばＣＣＤカメラなどが用いられる。貼合用ロール２２は、例えば硬質ゴムロール、樹脂ロールなどが用いられる。貼合用台２３は、例えば平面を有する樹脂で形成された台が用いられる。供給手段２４の駆動によって、薄膜半導体アレイ３を有する単板状の絶縁基板４が供給され、単板状の絶縁基板４には貼合するための位置合わせマーク６１が設けられている。
画像認識装置２１は、長尺状のプラスチックフィルム２の位置合わせマーク６０を検知する位置に配置され、単板状の絶縁基板３と長尺状のプラスチックフィルム２のそれぞれの位置合わせマーク６０，６１を読み取り、読み取った位置合わせマーク６０，６１の情報に従って、長尺状のプラスチックフィルム２の位置合わせマーク６０と単板状の絶縁基板３の位置合わせマーク６０とを一致させるように供給手段２４の移動を制御し、長尺状のプラスチックフィルム２と単板状の絶縁基板３との位置合わせを行う。
貼合用ロール２２は、長尺状のプラスチックフィルム２を単板状の絶縁基板４に押し当てて、薄膜半導体アレイ３を保護するための保護フィルム５が貼合された単板状の絶縁基板４を長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合する。
剥離部３０には、剥離手段３１が保護フィルム５に対向する位置に配置されている。この剥離手段３１によって保護フィルム５を加熱または紫外線照射し、単板状の絶縁基板４から保護フィルム５を剥がす。
ラミネート部４０には、長尺状の保護フィルム６を巻き付けた巻出しドラム４１が配置され、この巻出しドラム４１から長尺状の保護フィルム６を送り出す。ラミネートロール４２を用いて長尺状の保護フィルム６を長尺状のプラスチックフィルム２にラミネートして薄膜半導体アレイ３を保護する。
巻取り部５０には、巻取りドラム５１が配置され、巻取りドラム５１により長尺状の保護フィルム４１をラミネートした長尺状のプラスチックフィルム２をロール状に巻き取る。
このように、薄膜半導体基板の製造は、薄膜半導体アレイ３を有する複数の単板状の絶縁基板４を、長尺状のプラスチックフィルム２上に連続して貼合して薄膜半導体基板を形成する工程と、薄膜半導体基板をロール状に巻き取る工程を含み、薄膜半導体アレイ３を有するロール状の薄膜半導体基板を安価に製造でき、保管や運搬が容易になる。
また、薄膜半導体アレイ３を予め形成された単板状の絶縁基板４を用いるため、耐熱性が半導体アレイ３の製造プロセス温度よりも低い長尺状のプラスチックフィルム２を用いることが可能であり、単板状の絶縁基板４を長尺状のプラスチックフィルム２に連続して貼合することにより、ロール状に巻き取り可能な薄膜半導体基板を得ることができる。
この発明は、薄膜半導体アレイを有する単板状の絶縁基板が、長尺状のプラスチックフィルム上に連続して貼合されてなる薄膜半導体基板およびその製造装置に適用可能であり、フラットパネルディスプレイの大量生産を可能とし、かつ特別な収納容器や保管スペースが必要でなく、保管、運搬も容易で安価である。
１ 薄膜半導体基板の製造装置
２ 長尺状のプラスチックフィルム
３ 薄膜半導体アレイ
４ 単板状の絶縁基板
５ 保護フィルム
６ 長尺状の保護フィルム
７ フラットパネルディスプレイのプラスチック基板
１０ 巻出し部
２０ 貼合部
３０ 剥離部
４０ ラミネート部
５０ 巻取り部
２ 長尺状のプラスチックフィルム
３ 薄膜半導体アレイ
４ 単板状の絶縁基板
５ 保護フィルム
６ 長尺状の保護フィルム
７ フラットパネルディスプレイのプラスチック基板
１０ 巻出し部
２０ 貼合部
３０ 剥離部
４０ ラミネート部
５０ 巻取り部
Claims (8)
- プラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとするための薄膜半導体基板であって、
薄膜半導体アレイを有する単板状の絶縁基板が長尺状のプラスチックフィルム上に連続して貼合されてなることを特徴とする薄膜半導体基板。 - 前記絶縁基板が、長尺状の保護フィルムを前記長尺状のプラスチックフィルムで保護するようにラミネートして構成されることを特徴とする請求項１に記載の薄膜半導体基板。
- 前記長尺状のプラスチックフィルムは、前記プラスチック基板と同じ素材のプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄膜半導体基板。
- 前記薄膜半導体アレイの厚さが、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の薄膜半導体基板。
- 前記プラスチック基板が、カラーフィルタであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の薄膜半導体基板。
- プラスチック基板と対向して組み合わせてフラットパネルディスプレイとするための薄膜半導体基板を製造する装置であって、
薄膜半導体アレイを保護するための保護フィルムが貼合された単板状の絶縁基板を長尺状のプラスチックフィルム上に連続して貼合する貼合部と、
前記保護フィルムを加熱または紫外線照射により剥がす剥離部と、
長尺状の保護フィルムを前記長尺状のプラスチックフィルムにラミネートして前記薄膜半導体アレイを保護するラミネート部と、
前記長尺状の保護フィルムをラミネートした前記長尺状のプラスチックフィルムをロール状に巻き取る巻取り部と、
を有することを特徴とする薄膜半導体基板の製造装置。 - 前記長尺状のプラスチックフィルムは、前記プラスチック基板と同じ素材のプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項６に記載の薄膜半導体基板の製造装置。
- 前記薄膜半導体アレイの厚さが、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の薄膜半導体基板の製造装置。
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