JP3682714B2 - アクティブマトリックス層および転写方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラスチック材料からなるシート基板の一面に、転写によってアクティブマトリックス層を形成する技術であり、転写すべきアクティブマトリックス層を、プラスチック材料に比べて耐熱性にすぐれた基板側に形成しておく転写技術に関する。
【０００２】
【発明の背景】
ＴＦＴやＭＩＭなどの薄膜アクティブ素子を含むアクティブマトリックス駆動の液晶パネルは、そうしたアクティブ素子を含まないパッシブマトリックス駆動のものに比べて、コントラストをはじめ表示性能にすぐれている。マトリックス状の画素電極に加えて薄膜アクティブ素子を含むアクティブマトリックス層を形成するには、その製造プロセスにおいて２００℃以上の高温処理を必要とし、しかも、きわめて正確な位置合わせが必要である。通常、液晶パネルの基板としてガラスが使用され、その場合、前述の点は問題にならなかった。しかし、携帯用の表示端末としてより薄く、より軽くといった要求が強まり、プラスチック材料からなるシートを基板とするとき、ガラスとは異なりプラスチックは耐熱性、寸法安定性に劣るため、その上にアクティブ素子をじかに形成するのは非常に困難である。そこで、ガラス等の耐熱性に優れた基板に予め形成したアクティブマトリックス層をプラスチックシート基板上に転写することが考えられる。この種の転写技術は、液晶パネルなどの光学的な表示装置のためのアクティブマトリックス層を形成する技術の一つとして、すでに知られている。この転写による技術は、基本的に、一時的にアクティブマトリックス層を支持する仮の基板上に、剥離層を介してアクティブマトリックス層を形成しておき、そのアクティブマトリックス層を接着剤の層を介して別のシート基板に転写するという方法である。その基本については、たとえば特開平８−６２５９１号の公報が示している。なお、接着層となる接着剤については、一般に、仮の基板のアクティブマトリックス層上に形成するが、場合によっては、別のシート基板の側に形成しておくこともできる。
【０００３】
しかし、前述した特開平８−６２５９１号の公報の技術では、剥離層に金属メッキを用い、しかもアクティブマトリックス層との間に透明電気絶縁層を設けるなど煩雑な工程が必要であり、しかも、接着剤として溶剤型感圧接着剤を用いているため、応力の問題が生じる。溶剤の入った接着剤を用いると、溶剤の逃げ場がないこと、硬化時の収縮がきわめて大きくなり、これが応力となってアクティブマトリックス素子に簡単に断線等を発生してしまう。他のタイプの接着剤を用いるにしても、接着剤は硬化時に必ず体積変化を伴う。そのため、接着剤を用いて転写する技術においては、体積変化に対する対応策が必須である。
【０００４】
発明者らは、そうした転写によってアクティブマトリックス層を形成する技術について、いろいろと実験し検討したところ、仮の基板の側からアクティブマトリックス層を別のシート基板の側に転写する際、そのアクティブマトリックス層にクラックが発生するおそれがあることに着目した。その原因を探ったところ、アクティブマトリックス層が薄く比較的にもろい性質をもち、それが転写時に加わる外力に耐えきれないことに起因していることが判明した。外力の主因は、アクティブマトリックス層をシート基板の側に接着するための接着剤の硬化収縮に伴う応力であり、それが転写時に仮の基板を引き剥がす際にアクティブマトリックス層に作用することになる。また、転写後にそうした応力が残ると、高温、高湿等のストレスがかかった場合にクラックが発生しやすくなる。このような接着剤の側から加わる応力に対し、アクティブマトリックス層を保護するという考え方は、前記した公報を含め今までは何も考慮されていなかった。そして特に、そうした応力に起因する問題は、耐熱性の仮の基板として、セラミックス、ガラス、金属（４２アロイ、銅合金等の熱膨張の小さい金属材料が好適である）の単体、あるいはそれらの複数を積層し複合したものなど、プラスチック材料であるシート基板に比べて大きな剛性をもつものを用いるときに顕著である。また、仮の基板としては、パターン形成を前提にすると、温度や湿度に対する寸法安定性が重要であり、プラスチック材料は望ましい材料ではない。
【０００５】
また、仮の基板上に剥離層を介してアクティブマトリックス層を形成するとき、少なくとも薄膜アクティブ素子を形成すべき領域の剥離層上にバッファ層を形成することが必要である。このバッファ層によって、薄膜アクティブ素子の電極の密着性を向上させ、しかもまた、高温での電極の形成時に剥離層からアウトガスが生じ、素子特性を劣化させることを未然に防止するのである。バッファ層としては、ＳｉＯｘやＳｉＮｘなどの無機層が好ましい。しかし、それら無機層は、アクティブマトリックス層を転写する際に、アクティブマトリックス層（特に、より大きな面積をもつ画素電極）にクラックを生じさせたり、転写不良（たとえば、剥離層やアクティブマトリックス層が仮の基板に残るという不具合）を生じさせる原因になることが判明した。
【０００６】
【発明の解決すべき課題】
この発明は、転写時の外力からアクティブマトリックス層を有効に保護する技術を提供することを第１の目的とする。
また、この発明は、薄膜アクティブ素子を形成するための下地として無機バッファ層を用いるにもかかわらず、応力から薄膜アクティブ素子や画素電極を有効に保護することができる技術を提供することを第２の目的とする。
さらに、この発明は、外力の主因となる接着剤の層の厚さを有効に制御することができる技術を提供することを第３の目的とする。
さらにまた、この発明は、剛性にある耐熱性の仮の基板からプラスチック材料からなるシート基板に層状物を転写する際の転写不良を防止することを第４の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明では、耐熱性にすぐれた基板の側に予め形成したアクティブマトリックス層を、プラスチック材料からなるシート基板の側に転写するに際し、転写すべきアクティブマトリックス層を、耐熱性の基板上、転写時に剥離部分となる剥離層と、前記したクラックの発生から保護するための保護膜とでサンドイッチ状にはさみ込んだ形態にする。アクティブマトリックス層は、転写時、剥離層と保護膜とによって保護されているため、特に、接着層の側の保護膜が前記した外力を吸収あるいは緩衝するように作用し、クラックの発生を有効に防ぐことができる。
【０００８】
アクティブマトリックス層をサンドイッチ状にはさむ一方の剥離層としては、アクティブマトリックス層を形成可能なだけの耐熱性、そうしたアクティブマトリックス層とのしっかりした密着性、アクティブマトリックス層形成時のパターニングする際のエッチングプロセス等に対する耐性、さらには、仮の基板との適度な密着性（剥離するまでにしっかりと仮の基板に密着し、しかも、他層にダメージを与えずに剥離可能であるような密着性であり、たとえば、９０°剥離で数ｇ〜１００ｇ／ｃｍ程度の引き剥がし力が必要なだけの密着性）をもつことが必要である。この剥離層として好適な材料はポリイミド、アクリル、エポキシである。たとえば、ポリイミドは種類によってガラスとの密着性を異にする。ピロメリット酸無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルから合成される第１のものは、表面にＳｉＯ_２がコートされたガラスとの密着性はそれほど良くなく、剥離層の材料として適している。それに対し、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、あるいはピロメリット酸無水物と３，３’−ジアミノジフェニルスルホンから合成される第２のポリイミドは、第１のものよりもガラスとの密着性が良い。しかも、ポリイミドとガラスとの密着性はベークをすると良くなり、時間の経過とともに次第に低下し、一定のところで変化しなくなる。しかし、そのように密着性が低下したものを再びベークすると、密着性は元に戻る。第１のポリイミドはベーク直後でもガラスから剥離することができるが、数日すると水洗でも剥がれてしまうほど密着性が低下する（９０°剥離で１ｇ／ｃｍ未満）。それに対し、第２のポリイミドはベーク直後ではガラスから剥がすことができないが、時間が経過すれば剥がすことができるようになる。こうしたポリイミドの密着性の変化は、ポリイミドの吸湿が原因していると考えられる。したがって、ポリイミドのそうした特性を考慮しつつ、ポリイミドを剥離層として用いることができる。また、たとえば密着性の良くない第１のポリイミドにシランカップリング剤を添加することによって、ガラスとの密着性を最適化することができる。
【０００９】
ここで、被転写体であるアクティブマトリックス層を剥離層の部分から引き剥がすことを考慮すると、密着性は小さい方が良いが、前記したとおり、アクティブマトリックス層のパターン形成工程に伴う洗浄やエッチングなどの製造工程に耐えるだけの一定以上の密着性が必要となる。また、アクテブマトリックス層に無理なストレスが加わらないように剥離層に乗せてアクティブマトリックス層を持ち上げるように剥離するためには、剥離層の強度は、引っ張り強度で１００ｇ／ｃｍ（幅１ｃｍあたり）以上、望ましくは１５０ｇ／ｃｍ以上の強度にすべきである。剥離層の引っ張り強度を高くするためには、その剥離層の膜厚を厚くすることにより行うことが可能である。剥離層に求められる機能としては、アクティブマトリックス層の成膜時の温度や層をパターニング形成する際に使用する薬品への耐性も同時に必要となる。しかも、剥離層はバッファ層との密着性が良好でなければならないことは言うまでもない。すでに述べたとおり、剥離層の材料としてはポリイミドが最適である。これを耐熱性のガラス基板上に１．３μｍ以上、望ましくは、２μｍ以上に形成することにより、必要な引っ張り強度を得ることができる。
【００１０】
剥離層の材質や厚みによっては、剛性のある仮の基板からプラスチック材料からなるシート基板上へ層状物を転写し引き剥がす場合には、剥離層やアクティブマトリックス層が部分的に転写されず仮の基板上に残ってしまうという現象（転写不良）が発生することがある。このとき、仮の基板と剥離層の密着性よりはるかに大きい接着性を持っているアクティブマトリックス層と層中間の保護膜あるいは保護膜と接着層の界面から剥がれているのが観察された。また、シート基板にアクティブマトリックス層が転写されても、その後の熱処理、あるいは高温高湿試験などのストレスをかけると、剥離方向に対して垂直な方向に皺が発生する。この原因は、引き剥がし時にプラスチック材料からなるシート基板に比べて硬いアクティブマトリックス層が、引き剥がし時の曲げに対する力に抵抗してしまうことに起因するものであると考えられる。
【００１１】
この発明において、剛性のある仮の基板からアクティブマトリックス層を形成したプラスチック材料からなるシート基板を転写し引き剥がす際に、仮の基板と剥離層との界面から剥離することができ、しかもアクティブマトリクス層に発生するクラックを防止する方法について種々検討した結果、剥離層の膜強度を強くすれば良いことが実験により明らかになった。本来、剛性のある仮の基板から可撓性の高いプラスチック材料からなるシート基板上へ少なくとも剥離層、および接着層を転写するため、剛性のある仮の基板からプラスチック材料からなるシート基板を引き剥がす際に、剥離層からプラスチック材料からなるシート基板までは一体化した構造になっている。そのため、仮の基板と剥離層との界面から容易に剥離するように思えるが、有効な剥離を行うためには、前述したように、剥離層の材質や厚みを制御し、剥離層の強度を前述した程度に強くすることが必要である。そうした条件の下で、少なくとも剥離層、および接着層の各層間の接着力（密着力）を担保させつつ、剥離層に乗せて持ち上げるように剥離することができる。このように、一定の引っ張り強度を持った剥離層を用いることにより、アクティブマトリックス層や層中間の保護膜の材料に関係することなく、アクティブマトリックス層等を有効に転写することができ、しかもアクティブマトリックス層に無理なストレスが加わらないように転写することができる。その結果、転写後、熱処理、あるいは高温高湿試験などのストレスをかけてもアクティブマトリックス層に皺が発生しなくなり、転写されたアクティブマトリクス層の耐熱性、耐高温高湿性を向上させることができる。またこのとき、アクティブマトリックス層中にベタに近い膜があると、剥離層により強い膜強度が必要となる。
【００１２】
一方、アクティブマトリックス層をサンドイッチ状にはさむ他方の保護膜は、剥離層と相俟ってアクティブマトリックス層を保護するための膜であり、たとえばアルキッド（たとえば、ＥＸＰ−１４７４ 藤倉化成）、アクリル（たとえばＳＳ６９１７ 日本合成ゴム）などの有機膜である。剥離層が２〜８μｍの厚さに対し、保護膜は１．５〜５μｍの厚さであり、保護特性の点からすると、ヤング率が５００〜２０００ｋｇ／ｍｍ^２、その硬さを鉛筆硬度（ＪＩＳ Ｋ５４０１）がＨ以上、好ましくは２Ｈ以上に設定するのが良い。柔らかい保護膜の場合は、転写後にアクティブマトリックス層から発生する応力を支えきれなくなり、アクティブマトリックス層に変形、クラックが発生しやすくなる。また、硬すぎると、保護膜自体にクラックが発生しやすくなる。
【００１３】
また、アクティブマトリックス層は、マトリックス状に配列された多数の画素部と、各画素部の周縁を走り、各画素部に信号を与えるためのバスラインとを備え、各画素部には、各画素部に対応して形成された画素電極と、各画素電極に対して接続された薄膜アクティブ素子とを含む。薄膜アクティブ素子としては、ＴＦＴの３端子素子のほか、ＭＩＭ、ダイオード等の２端子素子がある。３端子素子の場合、バスラインは、基板の一面を縦および横の方向に互いにクロスする縦バスラインと横バスラインとからなる。それに対し、２端子素子の場合には、パネルの対向基板側に共通電極を形成する場合には、３端子素子に準じた縦バスラインと横バスラインの形態をとるが、対向基板側の電極を共通電極とせずに各画素部に応じた独立した電極群とする場合には、縦バスラインあるいは横バスラインの一方をアクテイブマトリックス層におけるバスラインとし、縦バスラインあるいは横バスラインの他方を対向基板側の電極に対するバスラインの形態とする。
【００１４】
そして、この発明では、薄膜アクティブ素子の電極を支持するバッファ層を、バッファ層の機能を損なわない範囲でベタ状に薄く形成することによって、薄膜アクティブ素子を有効に形成するために無機バッファ層を用いることと、その無機バッファ層があるにもかかわらず応力から前記画素電極を有効に保護することとを両立させ、しかもまた、仮の基板からシート基板への転写を行いやすくする。薄くベタ状のバッファ層は、薄膜アクティブ素子が占める領域部分だけでなく、画素電極の領域部分にもわたり、その厚さが数十ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍである。この厚さについては、薄膜アクティブ素子の電極の密着性の向上と、製造プロセス時の剥離層からのアウトガスに起因する特性劣化防止との機能を考慮しつつ、できるだけ薄くしている。それによって、転写時の曲げ応力によって、画素電極などにクラックが生じることを未然に防止する。この点、バッファ層の本来の機能を確実に発揮させるために、その厚さをたとえば１００〜２００ｎｍのように厚く設定し、さらに、厚いバッファ層に加わる応力を逃がす手段として、バッファ層をパターンニングすることによって、切り込み部分から応力を分散させることも考えられる。そうした技術に比べて、この発明のベタ状の薄いバッファ層は、切り込みを入れるためのパターンニングの工程が不要であり、プロセス上有利である。
【００１５】
耐熱性の仮の基板としては、セラミックス、ガラス、金属の単体か、それらが複合された基板を広く適用することができるが、特にはガラス基板が好ましい。ガラスは耐熱性にすぐれるだけでなく、その上にアクティブマトリックス層やカラーフィルタ層などを正確に位置合わせしつつ形成することができるからである。そして、ガラスは、前記したように、剥離層の材料であるポリイミドとの関係からも好適な材料である。
【００１６】
次に、アクティブマトリックス層をプラスチックシート基板の側に接着するための接着層の材料としては、熱をかけずに硬化する紫外線硬化型の接着剤が好ましい。その中でもカチオン重合型のもの、たとえば、エポキシ系の紫外線硬化型接着剤が最適である。塗布の厚さは、２〜２０μｍ程度であり、充分な接着強度を得ることができ、透過率を失わない薄さをもつ値に設定する。こうした接着剤による接着層は、ラミネート時の押圧条件により膜厚分布に差が生じたり、脇から接着剤がはみ出したりする。そのため、接着層の部分に、その接着層の厚さを制御するためのスペーサ手段を設けるようにするのが良い。スペーサ手段としては、接着層の中に混入したスペーサ粒子、あるいは保護膜の上に形成したスペーサパターンなどを用いることができる。スペーサ手段は、比較的に大きな面積をもつ基板の一面に薄膜アクティブ素子やカラーフィルタ層を飛び飛びに含む層上に、均一な接着層を形成するために特に有効である。
【００１７】
なお、プラスチック材料からなるシート基板は、シート（枚葉）、ロールのいずれの形態でも用いることができ、好ましい厚さは１００〜７００μｍの範囲である。したがって、ここでいうシート基板は、いわゆるフィルムやシートを含むシート状の部材を包含する概念である。材料であるプラスチックとしては、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、ポリカーボネート、塩化ビニール、ナイロン、ポリアリレート、アクリル、ポリイミド等を適用することができる。
【００１８】
【実施例】
図１は、この発明の一実施例であるアクティブマトリックス層を基板の上から見た図であり、図２は、図１の２−２線に沿う部分の拡大断面図である。
転写前の仮のガラス基板１０（転写後には、プラスチック材料からなるシート基板８０）を上から見るとき、金属配線である横バスライン７１とゲート配線である縦バスライン７２とが互いにクロスし、マトリックス状の多数の画素部を区画している。各画素部には、画素部の大部分を占めるＩＴＯからなる画素電極３０と、各画素電極３０の一隅に位置し、画素電極３０に対して接続された薄膜アクティブ素子９０とがある。薄膜アクティブ素子９０はＴＦＴであり、ゲート電極９４、ドレイン電極９５およびソース電極９９を含む。この実施例では、剥離層としてのポリイミド層２０上のバッファ層５００として、画素電極３０の形成前に、薄膜アクティブ素子であるＴＦＴ９０が占める領域部分だけでなく、画素電極３０の領域、さらには各バスライン７１，７２にもわたってベタ状に形成している。通常、バッファ層としては、数百ｎｍの厚さに形成するところ、ここでは、バッファ層５００の厚さは数十ｎｍ（たとえば１０〜２０ｎｍ）である。すなわち、ＴＦＴ９０のゲート電極９４の密着性の向上と、製造プロセス時の剥離層２０からのアウトガスに起因する特性劣化防止との機能を極端に低下させない範囲で、バッファ層５００の厚さを薄くしている。それによって、転写時の曲げ応力によって、画素電極３０などにクラックが生じることを未然に防止するようにしているのである。
【００１９】
画素電極３０および薄膜アクティブ素子９０を含むアクティブマトリックス層を仮のガラス基板１０上に形成する場合、まず、洗浄したガラス基板１０を用意し、その一面に剥離層としての透明なポリイミド層２０を塗布によって形成する。ガラス基板１０の厚さは０．７〜１．１ｍｍ程度であり、全体として剛性をもっている。このガラス基板１０は、その表面に転写すべき画素電極３０などを支持する基板であるため、良好な表面平滑性、たとえば暗室下５０００Ｌｕｘの明るさの反射光で目視により観察した時にキズや突起等が見えない程度の表面平滑性（基板表面の外観規格）をもっていることが望ましい。また、ポリイミド層２０は、前記した第１のポリイミドに固形分比で０．１％のシランカップリング剤を添加したものであり、その厚さが２〜８μｍである。勿論、このポリイミド層２０については、塗布した後、加熱処理により硬化させる。ガラス基板１０は、ポリイミド硬化のための加熱処理に充分に耐えうることは勿論である。
【００２０】
次に、そうしたガラス基板１０のポリイミド層２０上に、アクティブマトリックス層を形成する。アクティブマトリックス層の形成は、まず剥離層２０上にＩＴＯを成膜してからパターンニングによって所定形状の画素電極３０を得る。この上の全面にプラズマＣＶＤでＳｉＯｘ膜を１０〜２０ｎｍバッファ層５００として形成し、さらにバッファ層５００上にゲート金属を成膜しパターンニングを行いゲート電極９４およびゲート配線７２を形成する。ゲート電極配線の材料としては、通常ＴａＮ、Ｍｏ／Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ／Ｗなどが使用されるが、プラスチック上に転写するアクティブ素子用としてはＡｌが最適である。これは、転写する際に発生する力や、転写後の製品がプラスチック上になるため、基材の熱膨張係数が大きく、この部分に大きな力が加わり、あまりに硬質な金属材料はクラック、断線が発生し易いからである。その後、プラズマＣＶＤもしくはＥＣＲ−ＣＶＤでＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｘ膜もしくはその積層膜のゲート絶縁膜９１０を３００ｎｍ成膜し、連続してａ−Ｓｉ（アモロファス−シリコン）のチャンネル層９２を１００ｎｍ成膜する。その際、成膜温度は剥離層２０の耐熱温度である２００℃〜３００℃で行う。さらに、連続してＳｉＮｘ膜のチャンネルストッパ層９３を４００ｎｍ成膜する。次いで、チャンネルストッパ層９３をパターンニングした後、プラズマＣＶＤでｎ＋ａ−Ｓｉのコンタクト用ドープａ−Ｓｉ９７を４００ｎｍ成膜する。そして、コンタクト用ドープａ−Ｓｉ９７およびチャンネル用ａ−Ｓｉ９２をパターンニングし、さらに、ゲート絶縁膜９１０をパターンニングする。最後に金属配線７１を成膜しパターンニングする。この金属配線７１の材料も、前述した理由からアルミニウムが望ましい。このとき、アルミニウムが画素電極３０のＩＴＯと直接接するように形成すると、ＩＴＯと比べてアルミニウムの仕事関数が小さいので問題が生じるおそれがある。そのため、ＩＴＯとアルミニウム配線との間に、２００〜３００オングストロームの薄いクロムのバリア電極を形成する。その後、ガラス基板１０上の画素電極３０およびＴＦＴ９０を被うように、アクリル系の保護膜４０を１．５〜５μｍの厚さに形成する。
【００２１】
この後、保護膜４０の上にイエロー、マゼンタ、シアンの色画素パターンを含むカラーフィルタ層５０をフォトリソグラフィ法によって形成する。色画素パターンの材料として、染料あるいは顔料などの着色剤をポリイミド樹脂溶液に溶解あるいは分散させた公知の塗布材料を用いることができる（たとえば、特開平１０−１７０７１６号）。各色画素パターンはドット形状であり、その幅は５０〜２００μｍであり、隣り合う色パターンの間の距離は５〜２０μｍである。また、カラーフィルタ層５０の厚さは０．２〜２μｍである。この際、カラーフィルタ層５０の各色画素パターン、ならびに画素電極３０およびＴＦＴ９０を含むアクティブマトリックス層は、寸法安定性にすぐれたガラス基板１０上で位置合わせを行っているので、パターンニングや位置合わせの上で何ら問題が起こらない。
【００２２】
さらに、カラーフィルタ層５０の上を全体的に被うように、接着層６０を塗布によって形成する。接着層６０を構成する接着剤としては、紫外線硬化型であり、カチオン重合型のエポキシ系の紫外線硬化型接着剤（旭電化工業株式会社製のＵＶ硬化樹脂ＫＲ４００）を用いる。塗布の厚さは、２〜２０μｍ程度であり、充分な接着強度を得ることができ、透過率を失わない薄さをもつ値に設定する。このとき、接着層６０の中に、スペーサ手段としてスペーサ粒子、たとえばベンゾグアナミンの４μｍ球形粒子（図示しない）を混入する。スペーサ粒子は、塗布すべき材料の中に予め添加しておき、基板１０への塗布を行う。この際、接着剤は液状であり、スペーサ粒子の大きさよりやや厚めに塗膜の厚さをコントロールすることが望ましい。この状態でガラス基板１０とプラスチックシートであるシート基板８０をラミネートすると、膜厚が全面均一の接着層６０を得ることができる。なお、スペーサ粒子の混入量としては、接着層６０を形成した後で、面内分布量が４０個／ｍｍ^２程度となるよう調整するのが好ましい。ここで、接着層６０のエポキシ樹脂は、光硬化によってたとえば数％程度の体積収縮を生じるが、スペーサ粒子はそうした変化が生じにくい。そのため、接着層６０の体積収縮に伴ってスペーサ粒子の部分に不都合な変形や応力が生じ、画素電極３０などにクラックが生じることがある。これを避けるため、スペーサ粒子の粒子径は所定以下の大きさにすべきであり、たとえば５．５μｍ以下に設定するのが好ましい。スペーサ手段としては、スペーサ粒子のほか、カラーフィルタ層５０の各色画素パターンの間（この部分は、画素電極３０のパターンがない部分でもある）に、島状あるいはストライプ状にパターニングしたスペーサパターンを用いることもできる。スペーサパターンは、不都合な変形や応力によって画素電極３０に損傷を与えるようなことがない。また、スペーサパターンは、黒色の色材を混入したポリイミド樹脂を利用して形成することができる。そうすれば、液晶表示をするとき、表示のコントラストをさらに向上させるというメリットをも得る。
【００２３】
この後、接着層６０の側に、ポリエーテルスルホン材料からなるシート基板８０（厚さが１００〜７００μｍ）を配置し、画素電極３０およびＴＦＴ９０、ならびにカラーフィルタ層５０などをガラス基板１０側からシート基板８０側に転写する。この転写処理に際しては、シート基板８０側から紫外線を照射するが、併せて、照射に伴う接着層６０の側（硬化対象物）の温度上昇を積極的に抑え、できるだけ常温に近い温度にする。この転写時、特にダメージを受けやすい画素電極３０は、剥離層としてのポリイミド膜２０と保護膜４０との間にサンドイッチされているため、接着層６０の硬化および転写に伴う外力から有効に保護される。比較例として前記した保護膜４０をなしの状態で同様の材料系で転写を行ったところ、転写後のアクティブマトリックス層にはスペーサ粒子、スペーサパターン、および接着剤の硬化収縮に伴う内部応力に起因したクラックがところどころに発生していた。なお、転写に際しては、引き剥がしにロールを用い、このロールの円周に添って引き剥がすようにした。用いるロールの直径を５０ｍｍ以上好ましくは１００ｍｍ以上にすることにより、アクティブマトリックス層に無理な曲げの力が加わるのを防ぐことができる。
【００２４】
転写後、剥離層としてのポリイミド層２０を除去する。それは、画素電極３０およびＴＦＴ９０を含むアクティブマトリックス層と液晶表示のためのドライバーＩＣとの電気的な接続を可能とするためでもあり、液晶駆動のための実効電圧の向上を図るためでもある。ポリイミド層２０の除去については、ヒドラジン−エチレンジアミンを用いた湿式エッチング、またはプラズマのドライエッチングを用いる。
【００２５】
なお、前記した実施例では、ベタ状のバッファ層５００を画素電極３０に先立って形成しているが、まず、ＩＴＯからなる画素電極３０をパターンニングし、その後にベタ状の薄いバッファ層を形成し、そのバッファ層上にＴＦＴ９０のゲート電極９４を形成するようにすることもできる。また、より薄いバッファ層を画素電極の上下に形成し、それら上下のバッファ層によって、ＴＦＴ９０の形成時に剥離層２０からのアウトガスを遮断するようにすることもできる。下層のより薄いバッファ層は、画素電極３０のＩＴＯの密着性を向上させる点で有利であり、しかも、薄いことに起因するバッファ層としての機能の上での不利益を、上層のバッファ層でカバーすることができる。
【００２６】
比較例１
前記した実施例と同じ材質で膜厚１μｍの剥離層をガラス基板上に形成した。この剥離層の引っ張り強度は、７５ｇ／ｃｍであった。この後、実施例と同じ条件で各層の形成を行った。これを実施例と同じ条件でシート基板に転写し、実施例と同様の条件でロールから引き剥がしたが、アクティブマトリックス層のある部分はほとんど仮の基板側に残り、保護膜とカラーフィルタ層の界面もしくはカラーフィルタ層と接着層の界面から剥離していた。なお、保護膜とカラーフィルタ層の界面もしくはカラーフィルタ層と接着層の界面について、ガラス基板上に単独で被膜を形成して密着性を評価すると、碁盤目セロテープ試験（ＪＩＳ５４００の８．５．１）で剥がれなかった。
【００２７】
比較例２
アクティブマトリックスの金属配線をクロムで形成した以外は実施例と同じ条件で各層を形成した。これを実施例と同じ条件でシート基板に転写し、実施例と同じ条件でロールから引き剥がしたところ、アクティブマトリクス層の配線は断線だらけであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示す平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿う部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ ガラス基板
２０ ポリイミド層（剥離層）
３０ 画素電極
４０ 保護膜
５０ カラーフィルタ層
６０ 接着層
７１，７２ バスライン
８０ シート基板
９０ ＴＦＴ（薄膜アクティブ素子）
５００ バッファ層

Claims (12)

1. プラスチック材料からなるシート基板の一面に接着層を介して転写の結果支持されたアクティブマトリックス層であって、そのアクティブマトリックス層は、前記基板の一面にマトリックス状に配列された多数の画素部と、各画素部の周縁を走り、各画素部に信号を与えるためのバスラインとを備え、前記画素部には、各画素部に対応して形成された画素電極と、各画素電極に対して接続された薄膜アクティブ素子とを含み、さらに、次の各特徴要件を備える、アクティブマトリックス層。
   ａ．前記薄膜アクティブ素子の電極を支持するバッファ層があり、そのバッファ層は、前記薄膜アクティブ素子が占める領域部分だけでなく、前記画素電極の領域部分にもわたり、その厚さが数十ｎｍである。
   ｂ．前記画素電極と前記バッファ層の上下二面のうち、一方の面が前記転写のための剥離層に接する側である。
   ｃ．前記画素電極の他方の面、および前記バッファ層の他方の面上の前記薄膜アクティブ素子の上を有機保護膜が被っている。
2. 前記バッファ層は、前記画素部およびその周縁のバスラインを含むベタ状であり、その厚さは１０〜２０ｎｍである、請求項１のアクティブマトリックス層。
3. 前記バッファ層は、電極を含む前記薄膜アクティブ素子を有効に形成するための下地となる無機層である、請求項１あるいは２のアクティブマトリックス層。
4. プラスチック材料からなるシート基板の一面に、互いに分離されたマトリックス状の画素電極と、各画素電極に接続された薄膜アクティブ素子とを含むアクティブマトリックス層を形成するに際し、予め前記アクティブマトリックス層を、前記プラスチック材料に比べて耐熱性にすぐれた基板側に形成し、その後に、そのアクティブマトリックス層を前記シート基板側に接着層を介して転写する方法であって、前記転写時の応力から保護するため、前記耐熱性にすぐれた基板上の前記アクティブマトリックス層を、転写時に剥離部分となる剥離層と、そのアクティブマトリックス層上を被う有機保護膜とではさみ込んだ構成とし、しかもまた、前記薄膜アクティブ素子を有効に形成するための下地となる無機バッファ層を、前記薄膜アクティブ素子の電極の密着性の向上と、その薄膜アクティブ素子の製造プロセス時の前記剥離層からのアウトガスに起因する特性劣化防止との機能を損なわない範囲で薄く形成するようにした、アクティブマトリックス層の転写方法。
5. 前記バッファ層の厚さが１０〜２０ｎｍである、請求項４の転写方法。
6. 前記耐熱性にすぐれた基板は、セラミックス、ガラス、金属の単体か、それらが複合された基板であり、しかも、前記剥離層は、ポリイミド系、アクリル系、エポキシ系の樹脂からなる、請求項４の転写方法。
7. 前記耐熱性にすぐれた基板上、前記保護膜の上にさらに接着剤による接着層を含む、請求項４の転写方法。
8. 前記接着層の部分に、その接着層の厚さを制御するためのスペーサ手段を備える、請求項７の転写方法。
9. 前記スペーサ手段は、前記接着層の中に混入したスペーサ粒子、あるいは前記有機保護膜の上に形成したスペーサパターンのいずれかである、請求項８の転写方法。
10. アクティブマトリックス層のバスラインを構成する金属配線にアルミニウムを使用する、請求項４の転写方法。
11. 前記アクティブマトリックス層は、液晶カラー表示装置のためのものであり、カラー表示のためのカラーフィルタ層が前記有機保護膜の上に形成され、前記接着層がそのカラーフィルタ層を被っている、請求項４の転写方法。
12. 前記剥離層の引っ張り強度が１００ｇ／ｃｍ以上である、請求項４の転写方法。

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