JP5597928B2 - Circuit board having printed connection parts and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本願発明は、外部回路でアクティブ駆動される電子素子、例えば薄膜トランジスタ素子などが形成された電子回路に関し、特に外部回路との接続部を印刷技術で形成することができるものであり、微細配線を有する電子回路基板などに利用できるものである。 The present invention relates to an electronic circuit in which an electronic element that is actively driven in an external circuit, such as a thin film transistor element, is formed. In particular, the connection portion with the external circuit can be formed by a printing technique and has fine wiring. It can be used for electronic circuit boards.
本願発明に関連する先行技術として、特開２００７−１２３６６５号公報（特許文献１）に記載されている半導体装置用電気回路の発明がある。
上記先行技術は、有機薄膜トランジスタ素子の引き出し接続部に配列された金属電極群上にスルーホールを有する層間絶縁膜を設け、導電性ペーストをスクリーン印刷して接続用電極を形成することで外部回路基板との導通を確保する方法である。この方法によると、断面がすり鉢形状となったスルーホール部では導電性ペーストが局所的に充填されやすく、その結果、隣接パターンが隣接ショートしやすいという不具合が生じる可能性がある。
ところで、近年、紙に替わる平板表示媒体（ＦＰＤ＝Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のひとつに、電子ペーパーの実用化が期待されている。例えば電子ブックリーダーにおいては、表示素子である液晶や電気泳動素子を駆動するための電子素子として、ガラス基板上にアモルファスシリコン半導体を半導体材料とした薄膜トランジスタ［（ＴＦＴ＝Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）］が使用されている。
As a prior art related to the present invention, there is an invention of an electric circuit for a semiconductor device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-123665 (Patent Document 1).
In the above prior art, an external circuit board is formed by providing an interlayer insulating film having a through hole on a metal electrode group arranged in a lead connection portion of an organic thin film transistor element, and forming a connection electrode by screen printing a conductive paste. It is a method of ensuring the continuity with. According to this method, the conductive paste is likely to be locally filled in the through-hole portion having a mortar-shaped cross section, and as a result, there is a possibility that the adjacent pattern is easily short-circuited.
Incidentally, in recent years, electronic paper is expected to be put to practical use as one of flat display media (FPD = Flat Panel Display) that replace paper. For example, in an electronic book reader, a thin film transistor ((TFT = Thin Film Transistor)) using an amorphous silicon semiconductor as a semiconductor material on a glass substrate is used as an electronic element for driving a liquid crystal or an electrophoretic element as a display element. ing.
有機ＴＦＴ電子素子へ電気信号を入力して駆動するためには、ＴＦＴ素子の電極配線を延伸した電極端部に接続部（あるいは接続領域。以下同じ）を設け、外部ドライバＩＣを有する外部回路基板を接続する必要がある。このような接続部の形態は、ＴＦＴ素子の電極配線の端部を複数本ずつまとめたブロック単位に分け、各々のブロックに対してＦＰＣ（＝Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の接続端子と接続するようになっている。各ブロックの電極配線は、接続ピッチを外部回路のバスライン接続ピッチに合わせて小さくする必要がある。
電子ペーパーを駆動する電子回路は、可撓性を有するフィルム基板上へＴＦＴを作製したものを使用する必要があるが、一般的なフィルム基板はガラス転移温度が２００度を下回ることから、シリコンプロセスのような高温プロセスは使用できない。
In order to drive an organic TFT electronic element by inputting an electric signal, an external circuit board having an external driver IC provided with a connection portion (or connection region; the same applies hereinafter) at an electrode end portion obtained by extending the electrode wiring of the TFT element Need to be connected. In such a configuration of the connection portion, the end portions of the electrode wiring of the TFT element are divided into a plurality of block units, and each block is connected to a connection terminal of an FPC (= Flexible Printed Circuit). ing. It is necessary to reduce the connection pitch of the electrode wiring of each block according to the bus line connection pitch of the external circuit.
The electronic circuit that drives the electronic paper needs to use a TFT made on a flexible film substrate. Since a general film substrate has a glass transition temperature of less than 200 degrees, a silicon process High temperature processes such as cannot be used.
近年、プリンタブルエレクトロニクスと呼ばれる技術分野が注目されている。上記フィルム基板上へ有機半導体を用いた有機ＴＦＴを印刷技術で形成できれば、軽量かつ低コスト化のメリットが大きいので、これの実現が期待されている。
フィルム基板へ形成されたＴＦＴ素子の電極配線に対して外部回路基板を直接実装すると、重ね合わせずれによる隣接ショートや、実装ダメージによって素子の電気抵抗が不安定となる。これを防止するため、接続部の電極配線上へ層間の絶縁膜と接続用電極配線を形成して、外部回路基板の接続端子との導通を確保することが行なわれている。この際、スルーホールを有する層間絶縁膜の形成は、フォトリソグラフィー法やエッチング法などのウェットプロセスによる材料ダメージが大きいため、前述の層間絶縁膜および接続用電極配線は、印刷技術で形成するのが好ましい。
In recent years, a technical field called printable electronics has attracted attention. If an organic TFT using an organic semiconductor can be formed on the film substrate by a printing technique, the advantages of light weight and low cost are great, and this is expected to be realized.
When the external circuit board is directly mounted on the electrode wiring of the TFT element formed on the film substrate, the electrical resistance of the element becomes unstable due to an adjacent short circuit due to misalignment or mounting damage. In order to prevent this, an interlayer insulating film and a connection electrode wiring are formed on the electrode wiring of the connection portion to ensure conduction with the connection terminal of the external circuit board. At this time, the formation of the interlayer insulating film having a through hole is greatly damaged by a wet process such as a photolithography method or an etching method. Therefore, the interlayer insulating film and the connection electrode wiring described above are formed by a printing technique. preferable.
特許文献１には、フィルム基板上の有機ＴＦＴ素子の電極配線が延伸され、周期的に配列した電極配線群の端部（接続部）に対してスルーホールを有する層間絶縁膜を設け、さらに導電性ペーストを接続部のスルーホール上へ形成して接続用電極配線とし、外部回路基板の接続端子との導通を確保する方法が記載されている。この際、印刷形成されたスルーホール部においては、その断面は特有のすり鉢形状を有しているため、導電性ペーストが局所的に充填されやすく、接続用電極幅が予定以上に大きくなるため、この部分で隣接するパターンが隣接ショートすることになりやすいという不具合がある。
また、このものは、電極配線よりも狭い幅で接続用電極を形成することを特徴としているが、有機ＴＦＴ素子の接続部における同電極の配置が高密度となっている場合は、より高精細なスルーホールを有する層間絶縁膜を形成する必要がある。このような方法で形成した層間絶縁膜は、印刷面積の差が大きくなるためにスルーホール部の膜厚差が大きく、スルーホールパターンの境界部で導電性ペーストの充填量が変動して部分的に接触して隣接ショートしやすくなる。このようなことから、接続用電極配線は短絡し、外部回路基板の接続端子との正常な導通が確保されなくなる可能性がある。
In Patent Document 1, an electrode wiring of an organic TFT element on a film substrate is extended, an interlayer insulating film having a through hole is provided at an end (connecting portion) of a periodically arranged electrode wiring group, and further conductive A method is described in which a conductive paste is formed on a through hole in a connection portion to form a connection electrode wiring, and electrical connection with a connection terminal of an external circuit board is ensured. At this time, in the printed through-hole part, because the cross section has a unique mortar shape, the conductive paste is easily filled locally, and the connection electrode width becomes larger than expected, There is a problem that an adjacent pattern is likely to short adjacent in this portion.
In addition, this is characterized in that the connection electrode is formed with a narrower width than the electrode wiring. However, when the arrangement of the electrodes in the connection portion of the organic TFT element is high in density, a higher definition is obtained. It is necessary to form an interlayer insulating film having a proper through hole. The interlayer insulating film formed by such a method has a large difference in printing area and a large difference in film thickness in the through hole, and the filling amount of the conductive paste varies at the boundary of the through hole pattern. It becomes easy to short-circuit adjacent to contact. For this reason, the connection electrode wiring may be short-circuited and normal conduction with the connection terminal of the external circuit board may not be ensured.
以上のように、高精細な接続用電極配線を形成する必要があるが、層間絶縁膜パターン形状によって導電性ペーストが隣接ショートしやすく、外部回路基板の接続端子と接続するための接続用電極配線の形成が困難であった。かかる欠点は、ＦＰＣなどを実装する際に電子素子として電気抵抗が安定しない原因となり、有機ＴＦＴ素子として十分な信頼性を得ることができなかった。 As described above, it is necessary to form a high-definition connection electrode wiring. However, the conductive paste is easily short-circuited by the interlayer insulating film pattern shape, and the connection electrode wiring for connecting to the connection terminal of the external circuit board The formation of was difficult. Such a defect causes an unstable electrical resistance as an electronic element when mounting an FPC or the like, and sufficient reliability as an organic TFT element cannot be obtained.
本発明は先行技術の上記問題に鑑みてなされたものであり、回路基板の有機ＴＦＴ素子の接続部において接続用電極配線のショートや寸法精度不良を改善するため、層間絶縁膜（絶縁バンク）を素子の電極間のみに形成することで接続用電極の隣接パターンショートを確実に回避することをその目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an interlayer insulating film (insulating bank) is formed in order to improve the short-circuit of the connecting electrode wiring and the dimensional accuracy defect at the connection portion of the organic TFT element on the circuit board. The object is to reliably avoid short-circuiting of adjacent patterns of connection electrodes by forming only between the electrodes of the element.
上記課題を解決するための本発明の主たる手段は、基板と、基板上に形成された薄膜トランジスタ素子と、該薄膜トランジスタ素子の電極線群へ外部回路基板の接続端子が電気的に接続されるための接続部とを備える回路基板において、当該接続部は、前記薄膜トランジスタ素子の各々のゲート電極及びソース電極に接続される電極線を仕切る絶縁膜と、前記電極線に接する複数の接続用電極と、を有し、前記複数の接続用電極は、各々が前記絶縁膜により仕切られていることである。
The main means of the present invention for solving the above problems is to electrically connect a connection terminal of an external circuit board to a substrate, a thin film transistor element formed on the substrate, and an electrode line group of the thin film transistor element. in the circuit board and a connecting portion, the connecting portion includes a absolute Enmaku partitioning the electrode lines connected to the gate electrode and the source electrode of each of the thin film transistor element, and a plurality of connecting electrodes in contact with the electrode wire , have a, the plurality of connection electrodes is that each are partitioned by the insulating film.
〔作用〕
接続部が薄膜トランジスタ素子の各々の電極線間のみを覆う絶縁膜と、該薄膜トランジスタ素子の電極線と上記絶縁膜の両方に接する接続用電極群とを有することで、絶縁膜（絶縁バンク）が素子の電極線間のみに形成され、その結果、上に凸の膜断面形状を有した絶縁バンクが接続用電極配線の印刷にじみ（拡がり）を抑制する吸収層となるので隣接パターンにじみによるショートが抑制でき、接続用電極の隣接パターンショートが確実に回避される。
また、上記のようにして形成した絶縁膜の表面凹凸によって接続用電極の密着面積を大きくできるため、接続用電極の密着性を向上できる。このようにすることにより、接続用電極配線の印刷プロセスにおいて、絶縁バンクとの密着面積が大きくでき、また、絶縁バンクの膜厚分のペースト吐出体積を増加できるので接続用電極の膜厚が大きくできるから、接続部が高密度となった場合においても、印刷技術によって接続用電極配線を厚膜形成することが可能である。
以上の結果、有機ＴＦＴ素子の電極線と外部回路基板の接続端子との導通不良が改善されるだけでなく、素子の接続部が厚膜化されるため、外部回路基板の実装ダメージが低減され、接続信頼性の高い電子素子が得られる。
[Action]
An insulating film connecting portion covers only between each of the electrode lines of the thin film transistor element, that has a connection electrode group in contact with both the electrode lines and the insulating film of the thin film transistor element, insulation Enmaku (insulating bank) is Formed only between the electrode lines of the element. As a result, the insulating bank having a convex film cross-sectional shape becomes an absorption layer that suppresses printing bleeding (spreading) of the connection electrode wiring, so that short-circuiting due to blurring of adjacent patterns is prevented. It is possible to suppress the adjacent pattern short circuit of the connection electrode with certainty.
Further, since the contact area of the connection electrode can be increased by the surface irregularities of the insulating film formed as described above, the adhesion of the connection electrode can be improved. By doing so, in the printing process of the connection electrode wiring, the contact area with the insulating bank can be increased, and the paste discharge volume corresponding to the thickness of the insulating bank can be increased, so the thickness of the connection electrode is increased. Therefore, even when the connection portion has a high density, it is possible to form a thick connection electrode wiring by a printing technique.
As a result, not only the conduction failure between the electrode line of the organic TFT element and the connection terminal of the external circuit board is improved, but also the connection part of the element is thickened, so that the mounting damage of the external circuit board is reduced. An electronic element with high connection reliability can be obtained.
請求項１乃至請求項４に係る発明により、有機ＴＦＴ素子の接続部における電極線間に絶縁膜（以下、「絶縁バンク」ともいう）を形成し、当該絶縁膜で仕切られた各々の電極線上へ接続用電極を形成して隣接ショートを低減でき、厚膜とすることができる。これによって、ＴＦＴ素子と外部回路基板との導通不良および実装プロセス耐性を改善した回路基板を提供することができる。
また、請求項５に係る発明により、請求項１乃至請求項４で得られる回路基板へ表示素子を貼り合わせることによって、表示均一性の高い画像表示装置を提供できる。
According to the first to fourth aspects of the present invention, an insulating film (hereinafter also referred to as “insulating bank”) is formed between the electrode lines in the connection portion of the organic TFT element, and each electrode line partitioned by the insulating film A connection electrode can be formed on the top to reduce adjacent short-circuiting, and a thick film can be obtained. As a result, it is possible to provide a circuit board having improved conduction failure between the TFT element and the external circuit board and improved mounting process resistance.
Further, according to the invention according to claim 5, an image display device with high display uniformity can be provided by bonding the display element to the circuit board obtained in claims 1 to 4.
さらに、請求項６に係る発明により、ＴＦＴ素子の接続部を厚膜化する場合において、コストとスループット面で利点の多いスクリーン印刷法を用いて絶縁膜をトランジスタ素子の電極線間に形成し、絶縁バンクで仕切られた各々の電極線上へ導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、微細な配線（ライン状）パターン印刷における印刷にじみが絶縁バンク（導電性ペーストの受容層）によって抑制されるため、隣接した電極配線パターン間のショートを抑制することが可能であるから、接続用電極の隣接ショートが確実に回避される。 Furthermore, according to the invention according to claim 6 , in the case of thickening the connection portion of the TFT element, an insulating film is formed between the electrode lines of the transistor element by using a screen printing method having many advantages in terms of cost and throughput, by screen printing a conductive paste onto each of the electrode lines partitioned by the insulating bank, definitive a fine wiring (line-shaped) pattern printing printing bleeding is suppressed by the insulating bank (receiving layer of conductive paste) Therefore, it is possible to suppress a short circuit between adjacent electrode wiring patterns, so that an adjacent short circuit of the connection electrode is reliably avoided.
次いで、この発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
そして、まず、［有機ＴＦＴ素子］について説明し、次いで、［アクティブマトリクス駆動型有機ＴＦＴの作製プロセス］について説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, [organic TFT element] will be described, and then [active matrix driving type organic TFT manufacturing process] will be described.
〔有機ＴＦＴ素子〕
この実施例の接続部構造は、先に挙げたアクティブマトリクス駆動型有機ＴＦＴ素子において好適に実施される。そして、その有機ＴＦＴについては、例えば特開２００７−７９３５９号公報（特許文献２）に開示されている構成とすることができる。
図１に、本実施例に用いられるボトムゲート型の有機ＴＦＴ素子の一般的な構成および断面図を示している。有機ＴＦＴは、絶縁性の良好な基板上にトランジスタ電流を制御する目的でゲート電極が設けられ、このゲート電極を被覆するようにゲート絶縁膜が設けられる。その後、このゲート絶縁膜上にはチャネル部に流れる電流を与えるためのソース電極１１と、チャネル部に流れる電流を取り出するためのドレイン電極１２が設けられている。ソース電極１１及びドレイン電極１２間及びこれらの上にトランジスタのチャネルを制御するための活性層１４（有機半導体：ＯＳＣ＝Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｅｍｉ−Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が設けられる。
なお、図１における符号５は耐熱性が良好なガラス基板であり、符号１３はトランジスタ電流をＯＮ／ＯＦＦ制御するためのゲート電極である。
[Organic TFT element]
The connection portion structure of this embodiment is suitably implemented in the active matrix driving type organic TFT element mentioned above. And about the organic TFT, it can be set as the structure currently disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-79359 (patent document 2), for example.
FIG. 1 shows a general configuration and a cross-sectional view of a bottom gate type organic TFT element used in this embodiment. In the organic TFT, a gate electrode is provided on a substrate having good insulating properties for the purpose of controlling the transistor current, and a gate insulating film is provided so as to cover the gate electrode. Thereafter, a source electrode 11 for supplying a current flowing in the channel portion and a drain electrode 12 for extracting a current flowing in the channel portion are provided on the gate insulating film. An active layer 14 (organic semiconductor: OSC = Organic Semi-Conductor) for controlling the channel of the transistor is provided between and on the source electrode 11 and the drain electrode 12.
Reference numeral 5 in FIG. 1 is a glass substrate with good heat resistance, and reference numeral 13 is a gate electrode for ON / OFF control of the transistor current.
ドレイン電極１２には、表示素子に電圧又は電流を印加するための画素電極２２が接続される。ここで、画素電極２２は個別のドレイン電極１２上に精密に接続される必要があり、画素電極２２とソース電極１１、ドレイン電極１２、有機半導体層を電気的に絶縁するため、層間絶縁膜２１が設けられている（図２ａ）。また、接続部においては、接続用電極（接続電極）とＴＦＴ電極線との間に、絶縁膜が設けられ、接続用電極が形成されている（図４ａ〜図４ｃ）。
図２ｂは、上記のような有機ＴＦＴを駆動回路として用いた、電気泳動型表示装置の断面図であり、当該図における符号２３は上部基板を示しており、符号２４は対向電極を示し、符号２５は電気泳動表示素子を示している。なお、符号６はボトムゲート型の有機ＴＦＴ基板である。
上記の有機ＴＦＴのゲート接続部およびソース接続部各々の電極線（ゲート電極線４２、ソース電極線４１）に対して、接続用電極を形成する。図４ａ〜図４ｃは、接続部の平面図および断面図である。有機ＴＦＴの電極線間は絶縁膜が設けられており、接続用電極の隣接ショートが発生しないようになっており、各々の接続用電極に対してＦＰＣ接続端子を図４ｄのようにして接続し、外部駆動回路からの電気制御信号を入力する。このようにして作製された表示装置の平面レイアウトは、例えば図５のようになる。
なお、図４ａにおける符号４１，４２はそれぞれ有機ＴＦＴ基板６上のソース電極線、ゲート電極線であり、また、図４ｂにおける符号４３は絶縁膜であり、さらに、図４ｃにおける符号４４は接続用電極（接続電極）であり、さらに、図４ｄにおける符号７はフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）基板であり、また、符号４５は接続端子である。
また、念のためにいえば、図４ａにおけるソース信号線３１は、ソース電極線４１とイコール（＝）の関係にあり、また、ゲート選択線３２はゲート電極線４２とイコール（＝）の関係にある。
以上のような方法によればフォトリソ工程、エッチング工程などを経ることなく印刷法を用いて接続部を厚膜化することが可能であり、隣接する接続用電極４４の短絡を防止できる。特に、外部駆動回路基板の接続端子と接続するゲート選択線３２またはソース信号線３１が高密度の場合には、本発明の接続構造が必要不可欠となる。
A pixel electrode 22 for applying a voltage or current to the display element is connected to the drain electrode 12. Here, the pixel electrode 22 needs to be precisely connected to the individual drain electrode 12, and in order to electrically insulate the pixel electrode 22 from the source electrode 11, the drain electrode 12, and the organic semiconductor layer, the interlayer insulating film 21 is used. Is provided ( FIG. 2a ). In the connection portion, an insulating film is provided between the connection electrode ( connection electrode ) and the TFT electrode line to form a connection electrode ( FIGS. 4a to 4c ).
FIG. 2B is a cross-sectional view of an electrophoretic display device using the organic TFT as a drive circuit as described above. In the figure, reference numeral 23 denotes an upper substrate, reference numeral 24 denotes a counter electrode, reference numeral Reference numeral 25 denotes an electrophoretic display element. Reference numeral 6 denotes a bottom gate type organic TFT substrate.
A connection electrode is formed on each electrode line ( gate electrode line 42, source electrode line 41 ) of the gate connection part and the source connection part of the organic TFT. 4a to 4c are a plan view and a cross-sectional view of the connecting portion. An insulating film is provided between the electrode lines of the organic TFT so that adjacent short-circuiting of the connection electrodes does not occur, and an FPC connection terminal is connected to each connection electrode as shown in FIG. 4d. The electric control signal from the external drive circuit is input. The planar layout of the display device thus manufactured is as shown in FIG. 5, for example.
Incidentally, each numeral 41, 42 source electrode line on the organic TFT substrate 6, gate electrode lines in Figure 4a, Reference numeral 43 in FIG. 4b is an insulating film, a further, reference numeral 44 in FIG. 4c is connected an electrode (connection electrode), and further, reference numeral 7 in Figure 4d is a flexible printed circuit (FPC) substrate, Reference numeral 45 is a connection terminal.
Also, just in case, the source signal line 31 in FIG. 4a has an equal (=) relationship with the source electrode line 41, and the gate selection line 32 has an equal (=) relationship with the gate electrode line 42. It is in.
According to the method as described above, it is possible to increase the thickness of the connection portion by using a printing method without passing through a photolithography process, an etching process, and the like, and a short circuit between adjacent connection electrodes 44 can be prevented. In particular, when the gate selection lines 32 or the source signal lines 31 connected to the connection terminals of the external drive circuit board have a high density, the connection structure of the present invention is indispensable.
［アクティブマトリクス駆動型有機ＴＦＴの作製プロセス］
１．有機ＴＦＴ
有機ＴＦＴ回路基板を、例えば下記のような工程で作製する。
（基板、ゲート電極形成）
耐熱性の良好なガラス基板上にアルミニウムを真空蒸着法によって成膜した後、フォトリソグラフィー・エッチングでパターン化して、ゲート電極を形成する。ゲート電極は、金属膜の真空蒸着（Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ）、酸化物電極、透光性酸化物電極（ＩＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＳｎＯ２）であり、通常のフォトリソグラフィー・エッチングでゲート電極パターンを得る。なお、導電性高分子（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリアニリンなど）の印刷をして形成してもよい。
[Production process of active matrix drive organic TFT]
1. Organic TFT
An organic TFT circuit board is produced by the following processes, for example.
(Substrate and gate electrode formation)
An aluminum film is formed on a glass substrate with good heat resistance by vacuum deposition, and then patterned by photolithography and etching to form a gate electrode. The gate electrode is a metal film vacuum deposition (Cr, Ni-Cr), an oxide electrode, a translucent oxide electrode (ITO, ZnO: Al, SnO 2 ), and a gate electrode pattern is obtained by ordinary photolithography etching. Get. In addition, you may form by printing conductive polymer (PEDOT / PSS, polyaniline, etc.).
（ゲート絶縁膜形成）
ＰＥ−ＣＶＤでＳｉＯ２膜を形成して、ゲート絶縁膜とする。無機絶縁膜であれば、ＳｉＯ２の他にも、Ｓｉ３，Ｎ４，ＳｉＯＮ、などをスパッタリングで成膜することも可能である。また、有機絶縁膜であれば、パリレン、ＰＶＡ，ＰＶＰ，ＰＭＭＡ、ポリイミドなどを用いても良い。
(Gate insulation film formation)
A SiO 2 film is formed by PE-CVD to form a gate insulating film. In addition to SiO 2 , Si 3 , N 4 , SiON, or the like can be formed by sputtering as long as it is an inorganic insulating film. In addition, parylene, PVA, PVP, PMMA, polyimide, or the like may be used as long as it is an organic insulating film.
（ソース・ドレイン電極形成）
金（Ａｕ）を真空蒸着法にて成膜し、フォトリソグラフィー・エッチングでパターン化して、ソース電極１１、ドレイン電極１２を形成する。ソース電極１１、ドレイン電極１２は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｔ族元素、これら合金（Ｐｔ−Ｒｈなど）、先述のゲート電極材料が該当する。前記ゲート選択線３２と、ソース信号線３１は、互いに直行する方向に延伸するように形成した。
(Source / drain electrode formation)
Gold (Au) is deposited by vacuum deposition and patterned by photolithography and etching to form the source electrode 11 and the drain electrode 12. The source electrode 11 and the drain electrode 12 correspond to, for example, Au, Pt, Pt group elements, alloys thereof (Pt—Rh, etc.), and the aforementioned gate electrode materials. The gate selection line 32 and the source signal line 31 are formed so as to extend in directions perpendicular to each other.
（活性層）
トランジスタの活性層１４となる部分に、熱蒸着法を用いてペンタセンを形成した。
有機材料では、ペンタセンの他、アントラセン、フタロシアニン等の有機低分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリアニリン及びその誘導体等のイオン性導電性高分子等の公知の有機半導体を用いることも可能である。
作製法については、蒸着法、アーク放電、プラズマ化学気相成長、物理気相成長等の他に、スピンコート法、ディッピング法、ブレード塗工法、スプレー塗工法、キャスト法、インクジェット法等の公知の成膜技術によることができる。
以上の結果、ソース信号線３１とゲート選択線３２がマトリクス状に配列された、有機ＴＦＴ回路基板を得た。なお、有機ＴＦＴ回路基板の接続部における電極配線の配列ピッチを２種類作製した。具体的には、ゲート選択線３２およびソース信号線３１は各々の接続端部で１００本ずつのブロックに分け、その配列ピッチが２００μｍのものをＯＴＦＴ１とし、２００本ずつのブロックに分けて配列ピッチが１００μｍのものをＯＴＦＴ２とした。
(Active layer)
Pentacene was formed by thermal evaporation at a portion to be the active layer 14 of the transistor.
For organic materials, use of known organic semiconductors such as pentacene, organic low molecules such as anthracene and phthalocyanine, polyacetylene-based conductive polymers, polythiophene and derivatives thereof, and ionic conductive polymers such as polyaniline and derivatives thereof Is also possible.
As for the production method, in addition to vapor deposition, arc discharge, plasma chemical vapor deposition, physical vapor deposition, etc., well-known methods such as spin coating, dipping, blade coating, spray coating, casting, ink jet, etc. It can be based on film formation technology.
As a result, an organic TFT circuit substrate in which the source signal lines 31 and the gate selection lines 32 were arranged in a matrix was obtained. In addition, two types of arrangement pitches of the electrode wiring in the connection part of the organic TFT circuit substrate were produced. Specifically, the gate selection line 32 and the source signal line 31 are divided into 100 blocks at each connection end, the one having an arrangement pitch of 200 μm is called OTFT1, and the arrangement pitch is divided into 200 blocks. OTFT2 is 100 μm.
上記のＯＴＦＴ１およびＯＴＦＴ２のゲート／ソース電極端部において、ゲート接続部の電極線は、ＯＴＦＴ１では（ライン幅／スペース＝１００μｍ／１００μｍ、接続端部の長さ＝３０００μｍ）で１００本／ブロックで配置され、ＯＴＦＴ２では（ライン幅／スペース＝５０μｍ／５０μｍ、接続端部の長さ＝３０００μｍ）で２００本／ブロックで配置されている。このとき、電極配線の配置面積は等しくなるようにしてあるので、ゲート接続ブロック５３は３つ、ソース接続ブロック５１は４つとなる（図５）。また、この有機ＴＦＴ回路基板では、ドレイン電極１２を出力電極とする。なお、図５における符号５２は有機ＴＦＴアレイ（８００×６００素子）を示している。
このようにして得られた有機ＴＦＴ回路基板を画像表示装置の駆動回路として適用するためには、表示素子８を駆動する画素電極２２をドレイン電極１２上へパターニングする必要がある。このとき、画素電極層とソース／ドレイン電極層を層間絶縁するために、層間絶縁膜２１を形成することが好ましい。
At the gate / source electrode ends of the above OTFT1 and OTFT2, the electrode lines of the gate connection portion are arranged at 100 lines / block in the OTFT1 (line width / space = 100 μm / 100 μm, connection end length = 3000 μm). In the OTFT 2 (line width / space = 50 μm / 50 μm, connection end length = 3000 μm), 200 OTs / block are arranged. At this time, since the arrangement area of the electrode wiring is made equal, there are three gate connection blocks 53 and four source connection blocks 51 (FIG. 5). In this organic TFT circuit substrate, the drain electrode 12 is used as an output electrode. In addition, the code | symbol 52 in FIG. 5 has shown the organic TFT array (800 * 600 element ) .
In order to apply the organic TFT circuit substrate thus obtained as a drive circuit of an image display device, it is necessary to pattern the pixel electrode 22 for driving the display element 8 on the drain electrode 12. At this time, the interlayer insulating film 21 is preferably formed in order to insulate the pixel electrode layer and the source / drain electrode layer.
（層間絶縁膜、画素電極）
上記、アクティブマトリクス駆動型有機ＴＦＴ回路基板を用いてディスプレイを駆動するためには、図３ｂに示すようなスルーホール３３を有する層間絶縁膜２１を形成し、図３ｃに示すようにスルーホール３３を有する層間絶縁膜２１上に画素電極２２を形成する必要がある。
画素電極２２を個別の素子へ形成する際に、有機ＴＦＴの電極と画素電極間の静電容量により高周波動作時にリーク電流が生じる。
そのため、層間絶縁膜２１の静電容量を下げる必要があり、低誘電率材料からなる厚膜で層間絶縁膜２１を形成されることが好ましい。層間絶縁膜２１の形成方法は任意の手法を用いることができるが、本願ではスクリーン印刷法を用いることで所望の層間絶縁膜形状を得ることが可能であるため好ましい。
(Interlayer insulation film, pixel electrode)
In order to drive the display using the active matrix driving type organic TFT circuit substrate, an interlayer insulating film 21 having a through hole 33 as shown in FIG. 3B is formed, and the through hole 33 is formed as shown in FIG. 3C. It is necessary to form the pixel electrode 22 on the interlayer insulating film 21 having the same.
When the pixel electrode 22 is formed into an individual element, a leak current is generated during high frequency operation due to the capacitance between the electrode of the organic TFT and the pixel electrode.
For this reason, it is necessary to lower the capacitance of the interlayer insulating film 21, and the interlayer insulating film 21 is preferably formed of a thick film made of a low dielectric constant material. Although any method can be used as a method for forming the interlayer insulating film 21, it is preferable in the present application that a desired interlayer insulating film shape can be obtained by using a screen printing method.
スクリーン印刷法は、真空成膜法や他の印刷法と比較すると１μｍ以上の厚膜の形成が容易であり、フォトリソグラフィー法と比較して、簡便なプロセスのため生産性が大きい。また、必要な領域にのみパターニングができるため、有機ＴＦＴのような素子領域に厚膜形成ができる。
ＴＦＴ回路基板上のドレイン電極１２と画素電極２２を電気的に接続するため、スルーホール３３を有する層間絶縁膜２１をスクリーン印刷で形成した。この層間絶縁膜２１を形成する絶縁性ペーストには、公知のものを用いればよく、必要な機能を持たせるような材料を用いて作製することができる。スクリーン版は、スクリーンメッシュ６４に乳剤を塗布してスルーホールパターンとなるよう露光・現像した一般的なものを用いることができる。
The screen printing method can easily form a thick film having a thickness of 1 μm or more as compared with a vacuum film forming method or other printing methods, and has a higher productivity because of a simpler process than a photolithography method. Moreover, since patterning can be performed only in a necessary region, a thick film can be formed in an element region such as an organic TFT.
In order to electrically connect the drain electrode 12 and the pixel electrode 22 on the TFT circuit substrate, an interlayer insulating film 21 having a through hole 33 was formed by screen printing. As the insulating paste for forming the interlayer insulating film 21, a known material may be used, and the insulating paste can be manufactured using a material having a necessary function. As the screen plate, a general one obtained by coating an emulsion on the screen mesh 64 and exposing and developing it to form a through-hole pattern can be used.
次に、前記スルーホール３３を有する層間絶縁膜２１上に矩形状の画素電極２２をスクリーン印刷で形成した。画素電極２２を形成する導電性ペーストには、公知のものを用いることができる。また、スクリーン版についても同様である。前述の印刷ペースト６２における絶縁材料や導電性電極材料としては任意のものを用いることができるが、スクリーン印刷可能であることが必要である。なお、スクリーン印刷や印刷ペースト６２についての詳細は、後述する。
続いて、ゲート選択線３２とソース信号線３１の接続部を各々厚膜化するため、接続部に絶縁膜（絶縁バンク）４３と接続用電極４４を形成すれば、ディスプレイの駆動回路であるアクティブマトリクス駆動型有機ＴＦＴ回路基板が得られる。
Next, a rectangular pixel electrode 22 was formed on the interlayer insulating film 21 having the through hole 33 by screen printing. A known paste can be used as the conductive paste for forming the pixel electrode 22. The same applies to the screen version. Any material can be used as the insulating material and the conductive electrode material in the above-described printing paste 62, but it is necessary to be capable of screen printing. Details of screen printing and printing paste 62 will be described later.
Subsequently, in order to increase the thickness of the connection portion between the gate selection line 32 and the source signal line 31, if an insulating film (insulation bank) 43 and a connection electrode 44 are formed in the connection portion, an active circuit serving as a display drive circuit is formed. A matrix drive type organic TFT circuit substrate is obtained.
２．接続部・画像表示装置の作製
上記のようなフォトリソプロセスとスクリーン印刷法による薄膜トランジスタ素子における接続部の構成例として、ゲート選択線３２の接続部を図４ａ〜図４ｃに示す。図４ａは、ゲート選択線３２を延伸した接続部の端部における平面図および断面図であり、図４ｂ、図４ｃは、電極線間４１,４２に絶縁膜４３を形成し、さらに、接続用電極４４を形成する状態を示している。
2. Production of Connection Portion / Image Display Device As a configuration example of the connection portion in the thin film transistor element by the photolithography process and the screen printing method as described above, the connection portion of the gate selection line 32 is shown in FIGS . 4A is a plan view and a cross-sectional view of an end portion of a connection portion obtained by extending the gate selection line 32. FIGS. 4B and 4C show an insulating film 43 formed between the electrode lines 41 and 42 , and further for connection. The state in which the electrode 44 is formed is shown.
（接続部の厚膜化）
ここで、上記有機薄膜トランジスタ素子のゲート選択線３２が等間隔に配列されてブロック単位となったゲート接続部を厚膜化する方法について、詳細に説明する。
まず、オフコンタクト方式のスクリーン印刷法の概略を図６ａ、図６ｂ、図６ｃに基づいて説明し、続いてスクリーンメッシュ６４の選定、高精細パターン印刷の課題、印刷ペースト６２について説明する。
(Thickening the connection area)
Here, a method for increasing the thickness of the gate connection portion in which the gate selection lines 32 of the organic thin film transistor element are arranged at equal intervals to form a block unit will be described in detail.
First, an outline of the off-contact screen printing method will be described with reference to FIGS. 6A, 6B, and 6C, and then the selection of the screen mesh 64, the problem of high-definition pattern printing, and the printing paste 62 will be described.
（オフコンタクト方式スクリーン印刷法）
オフコンタクト方式のスクリーン印刷法では、まずスクリーンメッシュ（ステンレス製）６４からなるスクリーン版を用意し、被印刷基板６５とスクリーン版の間にクリアランス（空隙）を設けて置く。次に、図６ａに示すように、スクリーン版に印刷ペースト６２を乗せてスキージ６１で刷ると、スキージ６１の直下近傍において印刷ペースト６２は被印刷基板６５と密着し、スキージ６１の摺動で外力を受けた印刷ペースト６２は流動するためスキージ６１の前方でスクリーン版へ充填される（図６ａの矢印方向に充填ベクトルが働く）。
このとき、スクリーン版はスキージ６１の直下でクリアランス（被印刷基板６５とスクリーン版のギャップ量）が０ｍｍとなっており、メッシュ弾性によりスクリーン版枠６６には大きな張力が発生する。そのため印刷方向に対してスキージ６１の後方では、スクリーンメッシュ６４の強い張力によって被印刷基板６５の表面からスクリーン版が離れ始める（版離れ）。
(Off-contact screen printing method)
In the off-contact screen printing method, a screen plate made of a screen mesh (stainless steel) 64 is first prepared, and a clearance (gap) is provided between the substrate to be printed 65 and the screen plate. Next, as shown in Figure 6a, when a squeegee 61 put the printing paste 62 on the screen plate, the printing paste 62 in the vicinity immediately below the squeegee 61 is in close contact with the substrate to be printed 65, an external force in the sliding of the squeegee 61 The received printing paste 62 flows and is filled into the screen plate in front of the squeegee 61 (a filling vector works in the direction of the arrow in FIG. 6a).
At this time, the screen plate has a clearance (gap amount between the substrate 65 to be printed and the screen plate) of 0 mm immediately below the squeegee 61, and a large tension is generated in the screen plate frame 66 due to mesh elasticity. Therefore , behind the squeegee 61 with respect to the printing direction, the screen plate begins to separate from the surface of the substrate to be printed 65 due to the strong tension of the screen mesh 64 (plate separation).
そのため、メッシュ内に充填されている印刷ペースト６２には大きなせん断応力が作用し、チキソ性を有する印刷ペースト６２の粘度がさらに急激に低下する。その結果、印刷ペースト６２はメッシュを通過し、被印刷基板６５の表面に転写される。印刷ペースト６２はチキソ性を有するため、時間経過と共に粘度を回復してパターン形状を保持することで、パターンを有する厚膜が形成できる。特に、ＯＴＦＴ２の接続部のような高精細パターンを印刷する場合には、図６ｃに示すように印刷ペースト６２全てが被印刷基板表面へ転写されず、印刷パターン６９ａの断面形状はパターン幅の略中間点で上に凸の極大値を有し、微細パターンに特有の凸型断面の形状となる。
スクリーン印刷法で目的とする印刷パターン（高精細パターン）６９ａを寸法精度良く形成するには、一般的なことであるが下記に詳述するようにスクリーン版仕様、印刷ペースト６２、高精細パターン印刷の注意点に対する理解が重要である。
なお、図６ａにおける符号６９は、転写されたパターンを示している。
また、図６ｃにおける符号６２ａは版内に残ったペーストを示している。
Therefore, a large shearing stress acts on the printing paste 62 filled in the mesh, and the viscosity of the printing paste 62 having thixotropy further decreases rapidly. As a result , the printing paste 62 passes through the mesh and is transferred to the surface of the printed substrate 65. Printing paste 62 is because of its thixotropic properties, by holding the the viscosity recovery to pattern over time, it can form thick film having a pattern. In particular, when printing a high-definition pattern such as a connection portion of the OTFT 2, as shown in FIG. 6c, the entire print paste 62 is not transferred to the surface of the substrate to be printed, and the cross-sectional shape of the print pattern 69a is approximately the pattern width. It has a maximum value that is convex upward at the midpoint, and has a convex cross-sectional shape unique to a fine pattern.
In order to form the desired print pattern (high-definition pattern) 69a with a dimensional accuracy by the screen printing method, it is general but the screen plate specification, the print paste 62, and the high-definition pattern printing as described in detail below. It is important to understand the precautions.
In addition, the code | symbol 69 in FIG. 6a has shown the transferred pattern.
Moreover, the code | symbol 62a in FIG. 6c has shown the paste which remained in the plate.
（スクリーン版仕様）
・スクリーンメッシュ６４の選定
本願発明では高精細ラインパターン印刷を目的としているため、スクリーンメッシュ６４のメッシュ密度は＃４００以上のものが好ましく、さらに好ましくは＃５００を使用するのがより好ましい。本実施例においては、平織り＃５００のスクリーンメッシュでスクリーン版を作製した。
スクリーン印刷時のパターン寸法精度を損なわないよう、変形の小さい金属製のステンレスメッシュを用いて、スクリーン版を作製することが好ましい。
スクリーンメッシュ６４については、金属製のワイヤを編み込だものや電鋳で作成したもの、金属製フィルムにインプリントしたものが挙げられるが、高い強度を実現できる金属ワイヤを編みこんだものが好ましい。また、スクリーンメッシュにメッキコーティングすることによって開口率を調節する方法もある。ただし、強度面において劣るため、印刷条件を設定可能な範囲が狭くなるという欠点がある。
(Screen version specification)
・ Selection of screen mesh 64
Since the present invention is intended for high-definition line pattern printing, the mesh density of the screen mesh 64 is preferably # 400 or more, more preferably # 500. In this example, a screen plate was made with a screen mesh of plain weave # 500.
So as not to impair the dimensional accuracy of the pattern at the time of screen printing, using a small metallic stainless mesh deformation, it is preferable to prepare a screen plate.
Those for screen mesh 64, those wires made of metals created in cast write it intended or conductive braid, but include those imprinted metallic film made, the woven metal wire that can realize a high strength Is preferred. There is also a method of adjusting the aperture ratio by plating the screen mesh. However, since the strength is inferior, there is a drawback that the range in which the printing conditions can be set becomes narrow.
高密度に織られたメッシュは印刷ペースト６２の吐出抵抗が小さいため、その分だけ、高速印刷（＝高スループット）が可能である。ただし、メッシュの高密度化は微細パターンを形成する際に有利になるが、細い金属ワイヤを用いる必要があるため強度が不足して塑性変形しやすい。従って、メッシュ強度とパターンの大きさにあわせてスクリーン版を作製し、版枠に対して適正な印刷条件を設定することが好ましい。今後、スクリーン版作製技術が進歩すれば、細線メッシュでも十分な強度と低開口率を両立させることが可能になり、高密度パターン形成における改善を期待することができる。 Since the mesh woven with high density has a low discharge resistance of the printing paste 62, high-speed printing (= high throughput) is possible. However, increasing the density of the mesh is advantageous when forming a fine pattern. However, since it is necessary to use a thin metal wire, the strength is insufficient, and plastic deformation tends to occur. Therefore, it is preferable to prepare a screen plate according to the mesh strength and the size of the pattern, and to set appropriate printing conditions for the plate frame. If screen plate manufacturing technology advances in the future, it will be possible to achieve both sufficient strength and a low aperture ratio even with fine wire mesh, and improvement in high-density pattern formation can be expected.
（印刷ペースト）
印刷に使用する絶縁性ペーストとしては、樹脂バインダーを比較的沸点の高い有機溶剤に溶解したビヒクルに対して、フィラーを分散したものを使用することができる。また、必要に応じてペーストのチキソ性を制御して、所望のパターンを印刷できるようにすることが好ましい。
(Print paste)
As the insulating paste used for printing, a filler in which a filler is dispersed in a vehicle in which a resin binder is dissolved in an organic solvent having a relatively high boiling point can be used. Moreover, it is preferable to be able to print a desired pattern by controlling the thixotropy of the paste as necessary.
ａ）絶縁性ペースト
絶縁性粒子としては、従来公知の絶縁フィラーを用いることができる。その材質はペースト組成物中で粒子として存在できる材料であれば無機材料、有機材料のいずれも利用可能であるが、現実的には、粒径や形状の制御がしやすく、分散性、耐熱性や耐久性に優れる無機材料の方が好ましい。
絶縁性粒子の例としては、電子・電気材料、セラミックス材料、触媒などの分野で汎用性のある金属酸化物粒子、金属水酸化物粒子が挙げられる。金属酸化物粒子としては、一種類の金属の酸化物、水酸化物であっても複数の金属の複合酸化物であっても良く、具体的にはアルミナ、酸化マグネシウム、二酸化マンガン、酸化亜鉛、ジルコニア、酸化スズ、酸化アンチモン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウムなどを使用することができる。また、例えば、ゼオライトやメソポーラスシリカのように、構造中にマイクロ孔あるいはメソ孔を有する無機多孔質粒子であっても良い。
中でも特に、アルミナ、シリカの使用によって、より効果的に本発明の目的を達成できる。アルミナ粒子は実装プロセスの熱遮断性に優れ、シリカ粒子は低誘電化を実現できる。これらの粒子は単独で用いても良いし、異なる粒子径のものを複数混合して用いても良い。
a) Insulating paste
The insulation particles can be a conventionally known insulating filler. The material can be either an inorganic material or an organic material as long as it can exist as particles in the paste composition. However, in reality, it is easy to control the particle size and shape, dispersibility, and heat resistance. And an inorganic material excellent in durability.
Examples of the insulating particles include metal oxide particles and metal hydroxide particles that are versatile in fields such as electronic / electrical materials, ceramic materials, and catalysts. The metal oxide particles may be a single type of metal oxide, hydroxide, or a composite oxide of a plurality of metals, specifically alumina, magnesium oxide, manganese dioxide, zinc oxide, Zirconia, tin oxide, antimony oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide and the like can be used. Further, for example, inorganic porous particles having micropores or mesopores in the structure, such as zeolite and mesoporous silica, may be used.
In particular, the object of the present invention can be achieved more effectively by using alumina or silica. Alumina particles are excellent in the heat-shielding property of the mounting process, and silica particles can realize a low dielectric constant. These particles may be used alone, or a plurality of particles having different particle sizes may be mixed and used.
本発明で用いる樹脂バインダーには、従来公知の熱可塑性樹脂、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂などを用いることができる。具体的には、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース樹脂、メチルセルロース樹脂、アクリル系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
有機溶剤に均一に可溶しフィラー分散性に優れているもの、被印刷基板表面の材料と密着性に優れているものを選定し、また、ペーストの体積収縮によってフィルム基板を変形させないように適宜の材料を選定することが好ましい。加えて、絶縁膜４３として要求される信頼性や、積層回路の場合は上層の材料マッチングなど、総合的な要件を満たせるように材料選定を行なう必要がある。特に電子材料用途に使用する場合は、ＮａやＫなどの金属不純物イオン、あるいはハロゲンイオン含有量が少ないものを用いることが、信頼性確保の面から好ましい。
As the resin binder used in the present invention, conventionally known thermoplastic resins, ultraviolet curable resins, thermosetting resins and the like can be used. Specific examples include polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetal resin, polyvinyl butyral resin, ethyl cellulose resin, methyl cellulose resin, acrylic resin, phenol resin, and epoxy resin.
Select those that are uniformly soluble in organic solvents and have excellent filler dispersibility, and materials that have excellent adhesion to the substrate surface, and that the substrate of the film is not deformed by volume shrinkage of the paste. It is preferable to select these materials. In addition, it is necessary to select materials so as to satisfy comprehensive requirements such as reliability required for the insulating film 43 and material matching of the upper layer in the case of a laminated circuit. In particular, when used for electronic materials, it is preferable to use metal impurity ions such as Na and K or those having a low halogen ion content from the viewpoint of ensuring reliability.
ペースト組成物中に溶剤を含む場合においては、使用する樹脂を均一溶解して溶液（ビヒクル）とすることができることに加えて印刷作業中に乾燥が起こりにくいような材料を選択することが必要である。具体的には、アルコール系、ケトン系、グリコールエーテル系、エステル系、芳香族系などから選択される溶剤が好適に用いられる。溶剤は一種でも複数種の混合でも良い。
前述のペースト組成物の構成材料に加え、必要があれば分散剤、可塑剤、粘度調整剤などを添加することによって、ペースト安定性や柔軟性を向上させることができ、安定した印刷プロセスが得られる。
When the paste composition contains a solvent, it is necessary to select a material that does not easily dry during printing operations, in addition to being able to uniformly dissolve the resin used to form a solution (vehicle). is there. Specifically, a solvent selected from alcohols, ketones, glycol ethers, esters, aromatics and the like is preferably used. The solvent may be one kind or a mixture of plural kinds.
In addition to the constituent materials of the paste composition described above, if necessary, by adding a dispersant, plasticizer, viscosity modifier, etc., the paste stability and flexibility can be improved, and a stable printing process can be obtained. It is done.
ｂ）導電性ペースト
印刷に用いる導電性ペーストは、絶縁バンクを溶解しないような有機溶剤をベースとした低温熱硬化タイプのものを用いるのが好ましい。硬化・乾燥温度は、使用する基板材質や、活性層１４に使用する有機半導体の耐熱温度によって制限が必要である場合が多い。
本実施例においては、藤倉化成（株）の低温焼結タイプ（ＦＡ４５１）に希釈剤を適宜添加して粘弾性を調整したものを用いた。
印刷ペースト６２の印刷後は、熱や紫外線照射などによってペーストを硬化、乾燥し、所望のパターンとすることが好ましい。硬化・乾燥温度は、使用する基板材質や、活性層１４に使用する有機半導体の耐熱温度によって適宜選択してよい。乾燥温度が２００度以下の場合には、可撓性を有する基板を用いることもできる。このような場合、絶縁膜４３中には樹脂とフィラーが混在することになるが、樹脂バインダーの熱膨張係数とフィラー体積空間率（フィラー同士の隣接空間の大きさ）によって、実装プロセス時の圧力を分散する効果も期待できる。膜厚を厚く形成したい場合は、スクリーン印刷工程と乾燥工程を繰り返すことによって、所望の厚さになるようにしても良い。
b) Conductive paste The conductive paste used for printing is preferably a low-temperature thermosetting type based on an organic solvent that does not dissolve the insulating bank. The curing / drying temperature often needs to be limited depending on the substrate material used and the heat-resistant temperature of the organic semiconductor used for the active layer 14.
In the present example, a low temperature sintered type (FA451) manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd. was used to adjust the viscoelasticity by appropriately adding a diluent.
After the printing paste 62 is printed, the paste is preferably cured and dried by heat, ultraviolet irradiation, or the like to obtain a desired pattern. The curing / drying temperature may be appropriately selected depending on the substrate material used and the heat-resistant temperature of the organic semiconductor used for the active layer 14. When the drying temperature is 200 ° C. or lower, a flexible substrate can be used. In such a case, resin and filler are mixed in the insulating film 43, but the pressure during the mounting process depends on the thermal expansion coefficient of the resin binder and the filler volumetric space ratio (size of the adjacent space between the fillers). The effect of dispersing can also be expected. When it is desired to form a thick film, the desired thickness may be obtained by repeating the screen printing process and the drying process.
また本願では、高精細な接続部を厚膜化するために、絶縁膜４３および接続用電極４４を形成する際には接続部の絶縁バンク設計幅を細くする必要があるが、被印刷基板表面との接触面積が小さくなることから印刷ペースト６２との密着力が弱くなる場合がある。
この対策のため、先願の特願２００９−１４５７５号明細書に記載されているように、濡れ性変化層を用いて印刷ペースト６２と被印刷基板表面との密着力を改善することがより好ましい。濡れ性変化層は、表面にエネルギーを付与することで表面自由エネルギーが変化する薄膜層であり、被印刷基板表面にこのような濡れ性変化層を設けて濡れ性領域をマッピングすることによって、印刷ペースト６２が濡れやすい領域と濡れにくい領域を意図的に制御し、印刷ペースト６２の密着性を制御してもよい。
Further, in the present application, in order to increase the thickness of the high-definition connection portion, when the insulating film 43 and the connection electrode 44 are formed, it is necessary to reduce the insulation bank design width of the connection portion. In some cases, the contact area with the printing paste 62 becomes weak.
For this measure, as described in the specification of Japanese Patent Application No. 2009-14575 of the prior application, it is more preferable to improve the adhesion between the print paste 62 and the surface of the substrate to be printed using a wettability changing layer. . The wettability changing layer is a thin film layer whose surface free energy changes by applying energy to the surface. Printing is performed by mapping such wettability changing layer on the surface of the substrate to be printed. The adhesiveness of the printing paste 62 may be controlled by intentionally controlling a region where the paste 62 is easily wetted and a region where the paste 62 is difficult to wet.
３．高精細パターン幅（膜厚）の変動
図４ｂは、有機ＴＦＴ素子の接続部に配置した絶縁膜４３の断面形状を模式的にあらわしたものである。図の左側から１番目の絶縁膜４３の膜厚をｄ１、２番目の膜厚をｄ２・・・としていくと膜厚はある範囲で分布する。
この膜厚のばらつきはスクリーンメッシュ６４（図６ａ参照）を構成する紗と乳剤開口部６８（図６ｂ参照）との位置関係に起因するから、これに対しては、上記スクリーンメッシュ６４によるスクリーン版の乳剤を厚くして印刷することで対処するのが好ましい。 これは、以下の理由による。例えば、ラインパターンの中央にメッシュ開口部がある場合とメッシュ交点がある場合とでは、実質の製版開口面積（率）が大きく異なっている。このため、それぞれの場所で転写されるペースト量に変動が生じやすく、特にラインが等ピッチで配列複写されている印刷パターン６９ａでは、ラインピッチとメッシュピッチとが一定周期で同期し、干渉縞（モアレ現象）が生じる。このようなモアレ現象のため、ラインパターン（膜厚）変動が起こりやすくなる。
この対策として、スクリーンメッシュ６４を紗張りする際のバイアス角度を調整し、形成したいパターンに対して、開口面積をできるだけ均一になるようにパターン配置することでペースト吐出量の変動を最小限にすることができる。また、スクリーン乳剤６７を厚くすることによって、印刷ペースト６２の吐出体積を印刷領域内で均一にすることができるため好ましい。
3. Variation in High-Definition Pattern Width (Film Thickness) FIG. 4b schematically shows a cross-sectional shape of the insulating film 43 disposed in the connection portion of the organic TFT element. Thickness when the d1,2 th thickness the film thickness gradually and d2 · · · of the first insulation Enmaku 43 from the left side of the figure is distributed in a certain range.
The variation in film thickness is caused by the positional relationship between the wrinkles constituting the screen mesh 64 (see FIG. 6a) and the emulsion openings 68 (see FIG. 6b). It is preferable to handle this by thickening the emulsion. This is due to the following reason. For example, when the mesh opening is in the center of the line pattern and when there is a mesh intersection, the substantial plate making opening area (rate) is greatly different. For this reason, the amount of paste transferred at each location is likely to fluctuate. In particular, in the print pattern 69a in which the lines are arranged and copied at an equal pitch, the line pitch and the mesh pitch are synchronized with each other at a constant cycle, Moire phenomenon) occurs. Because of such a moire phenomenon, line pattern (film thickness) fluctuations are likely to occur.
As a countermeasure, by adjusting the bias angle when the screen mesh 64 is stretched and arranging the pattern so that the opening area is as uniform as possible with respect to the pattern to be formed, the fluctuation of the paste discharge amount is minimized. be able to. Further, it is preferable to make the screen emulsion 67 thick because the discharge volume of the printing paste 62 can be made uniform in the printing region.
膜厚変動が生じた際は、絶縁膜４３の算術表面粗さＲａを小さくすることが好ましい。また、膜表面に凝集物などに起因する局所的な凸部があると、接続用電極４４の印刷においてスクリーン版と基板との空間体積が局所的に増加し、このような部分では導電性ペーストが滲みやすくパターン不良となりやすい。絶縁膜表面粗さ（Ｒａ）は５μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは２μｍ以下となるようにすれば、接続用電極４４のパターン不良が抑制することができる。また、絶縁膜表面積が大きくなるため導電性ペーストとの密着面積が増え、接続用電極４４と絶縁膜４３の密着力が安定するので好ましい。 When the film thickness variation occurs, it is preferable to reduce the arithmetic surface roughness Ra of the insulating film 43. In addition, if there are local protrusions on the film surface due to aggregates or the like, the space volume between the screen plate and the substrate increases locally in printing of the connection electrode 44 , and in such a portion, the conductive paste Tends to bleed and pattern failure. If the insulating film surface roughness (Ra) is preferably 5 μm or less, more preferably 2 μm or less, pattern defects of the connection electrode 44 can be suppressed. In addition, since the surface area of the insulating film is increased, the contact area with the conductive paste is increased, and the contact force between the connection electrode 44 and the insulating film 43 is stabilized.
以上のようにして得られたＴＦＴ素子の接続用電極４４において、極大厚膜部の頂点部を結んだ包括平面を作成すると、図４ｃのｄｍａｘで有機ＴＦＴ電極線と平行な平面を得ることができる。このようにして絶縁分離・厚膜化が完了した接続部に対して、図４ｄに示すようにＦＰＣを接着する場合、ＦＰＣの接続端子下面は前記包括平面と略同一とすることができ、ＴＦＴ素子の接続用電極４４と接続端子４５の位置関係を均一にすることができる。
ゲート選択線３２に繋がるバスラインに走査信号用のドライバＩＣを、ソース信号線３１に繋がるバスラインにデータ信号用のドライバＩＣが接続されたＦＰＣを外部駆動回路に各々接続することで、アクティブマトリクス駆動型有機ＴＦＴ回路基板が完成する。ＦＰＣは、予めＡＣＦ又はＡＣＰが接続端子部に積層されているものを使用するのが簡便であり好ましい。また、ＡＣＦに含有される熱硬化樹脂の架橋温度で実装プロセスを行なう必要があり、絶縁膜４３や接続用電極４４のガラス転移温度（Ｔｇ）が実装プロセス温度（仮接着から本接着において接続部にかかる温度）よりも高いことが望ましい。
In the connection electrode 44 of the TFT element obtained as described above, when a comprehensive plane connecting the apexes of the maximal thick film portion is created, a plane parallel to the organic TFT electrode line can be obtained with dmax in FIG. 4c. it can. When the FPC is bonded to the connection portion in which the insulation separation / thickening is completed as shown in FIG. 4D, the lower surface of the connection terminal of the FPC can be made substantially the same as the comprehensive plane. The positional relationship between the connection electrode 44 of the element and the connection terminal 45 can be made uniform.
By connecting the driver IC for scanning signal to the bus line connected to the gate selection line 32 and the FPC having the driver IC for data signal connected to the bus line connected to the source signal line 31 to the external drive circuit, respectively, the active matrix A drive type organic TFT circuit board is completed. FPC is preferably a simple that previously ACF or ACP is used which is laminated on connection terminal part. Further, it is necessary to perform the mounting process at the crosslinking temperature of the thermosetting resin contained in the ACF, and the glass transition temperature (Tg) of the insulating film 43 and the connection electrode 44 is the mounting process temperature (from the temporary bonding to the main bonding. It is desirable that the temperature be higher than
（電気泳動表示パネル：画像表示装置）
最後に、厚膜化した接続部とＦＰＣとを電気的に接続したアクティブマトリクス駆動型有機ＴＦＴ回路基板と、表示パネルに電気泳動素子を用いた画像表示装置について説明する。
電気泳動表示パネルは、前記アクティブマトリクス駆動型回路基板に対向するように設けられた対向基板と、これら両基板間に設けられた電気泳動素子層とから構成されている（図２ｂ）。
前記電気泳動素子層は、特許文献１に開示されるようなマイクロカプセルを複数備えた構成となっている。前記マイクロカプセルは樹脂皮膜によって形成されており、マイクロカプセルは、表示領域全域を覆うように複数配置されている。また、マイクロカプセルは、実際には隣接するマイクロカプセル同士が密着するため、表示領域はマイクロカプセルによって隙間なく、覆われている。
マイクロカプセルには、分散媒、電気泳動粒子等を有する電気泳動分散液が封入されている。前記電気泳動粒子としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ベンガラ、酸化アルミニウム、黒色低次酸化チタン、酸化クロム、ベーマイト、ＦｅＯＯＨ、二酸化珪素、水酸化マグネシウム、水酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化銅等が用いられている。
(Electrophoretic display panel: Image display device)
Finally, an active matrix driving type organic TFT circuit substrate in which the thickened connection portion and the FPC are electrically connected, and an image display device using an electrophoretic element for the display panel will be described.
The electrophoretic display panel is composed of a counter substrate provided so as to face the active matrix drive circuit board and an electrophoretic element layer provided between the two substrates (FIG. 2b).
The electrophoretic element layer includes a plurality of microcapsules as disclosed in Patent Document 1. The microcapsules are formed of a resin film, and a plurality of microcapsules are arranged so as to cover the entire display area. In addition, since the microcapsules are actually in close contact with each other, the display region is covered with the microcapsules without any gaps.
The microcapsule encloses an electrophoretic dispersion liquid having a dispersion medium, electrophoretic particles, and the like. Examples of the electrophoretic particles include titanium dioxide, zinc oxide, magnesium oxide, bengara, aluminum oxide, black low-order titanium oxide, chromium oxide, boehmite, FeOOH, silicon dioxide, magnesium hydroxide, nickel hydroxide, zirconium oxide, Copper oxide or the like is used.
分散媒には、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル等の非水系有機溶媒が用いられており、スピリトブラック、オイルイエロー、オイルブルー、オイルグリーン、バリファーストブルー、マクロレックスブルー、オイルブラウン、スーダンブラック、ファーストオレンジ等の染料によって染色されて、電気泳動粒子と異なる色相を呈している。
ここでは、酸化チタン微粒子とオイルブルーで着色したアイソパーを内包するマイクロカプセルをＰＶＡ水溶液に混合して、ＩＴＯからなる透明電極を形成したポリカーボネート基板上に塗布して、マイクロカプセルとＰＶＡバインダーからなる電気泳動表示パネルを形成した。
表示パネルとアクティブマトリクス回路基板とを貼り合わせることにより、電気泳動型の画像表示装置が完成する。ゲート選択線３２およびソース信号線３１が束ねられた各ブロックの接続端子４５へ電気制御信号を入力することで、画像の表示切替が可能となる。
次に実施例１について説明する。
The dispersion medium uses non-aqueous organic solvents such as hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, etc. Spirit Black, Oil Yellow, Oil Blue, Oil Green, Bali First Blue, Macrolex Blue, Oil Brown, Sudan It is dyed with a dye such as black or first orange and has a different hue from the electrophoretic particles.
Here, microcapsules encapsulating titanium oxide fine particles and isopar colored with oil blue are mixed in a PVA aqueous solution and coated on a polycarbonate substrate on which a transparent electrode made of ITO is formed, and an electric capsule made of microcapsules and a PVA binder. An electrophoresis display panel was formed.
By attaching the display panel and the active matrix circuit board, an electrophoretic image display device is completed. The image display can be switched by inputting an electric control signal to the connection terminal 45 of each block in which the gate selection line 32 and the source signal line 31 are bundled.
Next, Example 1 will be described.
（ＴＦＴ素子の接続部）
上記ＯＴＦＴ１およびＯＴＦＴ２のゲート接続部に対して、絶縁膜４３、接続用電極４４をスクリーン印刷で形成し、厚膜化する。このために、まず、ゲート接続部へ絶縁膜４３を形成する。
絶縁膜４３の設計値は、ＯＴＦＴ１の場合はライン幅（Ｌ１）／スペース（Ｓ１）＝１００μｍ／１００μｍ、ライン長（Ｗ１）＝２０００μｍで１１０本であり、ＯＴＦＴ２の場合はＬ１／Ｓ１＝５０μｍ／５０μｍで２２０本である。これを３ブロック分並列に配置し、ゲート接続部の隣接電極間を被覆する絶縁膜４３のパターンを形成する。
ただし、上記「ライン幅（Ｌ１）」は、スクリーン開口部のライン幅ＬをＯＴＦＴ１の場合は１００μｍ，ＯＴＦＴ２の場合は５０μｍとしたものであり（図７ａ参照）、上記「スペース（Ｓ１）」は、ライン間のスペースでありＯＴＦＴ１の場合は１００μｍ，ＯＴＦＴ２の場合は５０μｍであり（図７ａ参照）、上記「ライン長（Ｗ１）」は、スクリーン開口部のライン長さＷを２０００μｍとしたものである（図７ａ参照）。
絶縁膜４３を形成するための絶縁性ペーストは、ポリビニルブチラール樹脂２０体積部をブチルセロソルブ５５体積部へ溶解したビヒクルへ、２５体積部のシリカ微粒子を分散させたものを用いた。得られた絶縁性ペーストをブルックフィールド型粘度計のＮｏ．１４スピンドルで計測したところ、１０ｒｐｍでの粘度は２００［Ｐａ・ｓ］となった。
(TFT element connection)
The insulating film 43 and the connection electrode 44 are formed by screen printing on the gate connection portions of the OTFT 1 and the OTFT 2 to increase the film thickness. For this purpose, first, an insulating film 43 is formed on the gate connection portion.
In the case of OTFT1, the design values of the insulating film 43 are 110 lines with a line width (L1) / space (S1) = 100 μm / 100 μm and a line length (W1) = 2000 μm, and with OTFT2, L1 / S1 = 50 μm / There are 220 wires at 50 μm. These are arranged in parallel for three blocks, and a pattern of the insulating film 43 covering the adjacent electrodes of the gate connection portion is formed.
However, the above-mentioned “line width (L1)” is the line width L of the screen opening is 100 μm in the case of OTFT1 and 50 μm in the case of OTFT2 (see FIG. 7a), and the above “space (S1)” The space between the lines is 100 μm in the case of OTFT 1 and 50 μm in the case of OTFT 2 (see FIG. 7 a), and the “line length (W 1)” is obtained by setting the line length W of the screen opening to 2000 μm. Yes (see Figure 7a).
As the insulating paste for forming the insulating film 43, 25 volume parts of silica fine particles were dispersed in a vehicle in which 20 volume parts of polyvinyl butyral resin was dissolved in 55 volume parts of butyl cellosolve. The obtained insulating paste was applied to a Brookfield viscometer No. When measured with 14 spindles, the viscosity at 10 rpm was 200 [Pa · s].
スクリーン版は平織り５００番のステンレスメッシュ上に厚さ２５μｍの感光性乳剤を形成し、絶縁膜４３の設計値が上記説明したようにスクリーン版の乳剤開口部６８となるように露光して、パターニングしたものを用いた（図７ａ）。
以上のスクリーン版を基板から一定間隔となるように配置し、絶縁性ペーストを用いてスクリーン印刷を行ない、絶縁膜４３をゲート接続部上へ形成した。
印刷方向（すなわち、スキージ６１の走査方向）は図７ａにおけるＹ方向であり、上記クリアランスを１．８ｍｍ、スキージ速度を６０ｍｍ／ｓとした。スキージ６１はウレタン製のゴムスキージを使用し、アタック角は（基板面とスキージとの為す角度で、スキージ走査方向側の角度）７０度とした（図６ｂ、図６ｃ参照）。印刷後のペーストを、対流式のオーブンを用いて１５０度で１時間の熱処理して、絶縁膜４３を得た。
For the screen plate, a photosensitive emulsion having a thickness of 25 μm is formed on a plain weave No. 500 stainless mesh and exposed so that the design value of the insulating film 43 becomes the emulsion opening 68 of the screen plate as described above. Was used (FIG. 7a).
The above screen plates were arranged at a constant interval from the substrate, and screen printing was performed using an insulating paste to form the insulating film 43 on the gate connection portion.
The printing direction (that is, the scanning direction of the squeegee 61) was the Y direction in FIG. 7a, and the clearance was 1.8 mm and the squeegee speed was 60 mm / s. The squeegee 61 used was a urethane rubber squeegee, and the attack angle was set to 70 degrees (the angle between the substrate surface and the squeegee and the squeegee scanning direction) (see FIGS. 6b and 6c). The printed paste was heat-treated at 150 ° C. for 1 hour using a convection oven to obtain an insulating film 43.
次に、接続用電極４４を形成する。
接続用電極４４の設計値は、ＯＴＦＴ１の場合はライン幅（Ｌ２）／スペース（Ｓ２）＝１００μｍ／１００μｍ、ライン長（Ｗ２）＝２０００μｍで１１０本であり、ＯＴＦＴ２の場合はＬ２／Ｓ２＝５０μｍ／５０μｍで２２０本である。これを上記絶縁膜４３およびゲート接続部の電極表面上へ形成する。
ただし、上記「ライン幅（Ｌ２）」は、スクリーン開口部のライン幅ＬをＯＴＦＴ１の場合は１００μｍ，ＯＴＦＴ２の場合は５０μｍとしたものであり（図示略）、「スペース（Ｓ２）」は、ライン間のスペースでありＯＴＦＴ１の場合は１００μｍ，ＯＴＦＴ２の場合は５０μｍであり（図示略）、「ライン長（Ｗ２）」は、スクリーン開口部のライン長さＷを２０００μｍとしたものである（図示略）。
スクリーン版は平織り５００番のステンレスメッシュに３μｍ厚みのＮｉメッキを施し、厚さ１０μｍの感光性乳剤を形成し、接続用電極４４の設計値がスクリーン版の乳剤開口部６８となるように露光して、パターニングしたものを用いた。図示しないが、上記絶縁膜４３用のスクリーン版レイアウトと同様の構成であり、接続用電極４４のパターン開口部は絶縁膜のラインスペース部に相当するように配置してある。導電性厚膜ペーストには上述したスクリーン印刷用Ａｇペーストを用い、粘度は約２００［Ｐａ・ｓ］に調整した。
Next, the connection electrode 44 is formed.
In the case of OTFT1, the design value of the connection electrode 44 is 110 lines with a line width (L2) / space (S2) = 100 μm / 100 μm and a line length (W2) = 2000 μm, and in the case of OTFT2, L2 / S2 = 50 μm. There are 220 lines at / 50 μm. This is formed on the insulating film 43 and the electrode surface of the gate connection portion.
However, the “line width (L2)” is a line width L of the screen opening of 100 μm in the case of OTFT1 and 50 μm in the case of OTFT2 (not shown), and “space (S2)” In the case of OTFT1, the space is 100 μm, and in the case of OTFT2, it is 50 μm (not shown). “Line length (W2)” is obtained by setting the line length W of the screen opening to 2000 μm (not shown). ).
The screen plate is coated with a 3 μm thick Ni plating on a plain weave No. 500 stainless mesh to form a photosensitive emulsion with a thickness of 10 μm, and exposed so that the design value of the connection electrode 44 is the emulsion opening 68 of the screen plate. Then, a patterned one was used. Although not shown, it has the same configuration as the screen plate layout for the insulating film 43, and the pattern opening of the connection electrode 44 is arranged so as to correspond to the line space portion of the insulating film. As the conductive thick film paste, the above-mentioned Ag paste for screen printing was used, and the viscosity was adjusted to about 200 [Pa · s].
このスクリーン版を基板から一定間隔となるように配置し、導電性ペーストを用いて、絶縁バンクおよびゲート接続部の電極表面上へスクリーン印刷した。印刷方向は図７ａのＹ方向であり、クリアランスを１．８ｍｍ、スキージ速度を６０ｍｍ／ｓとした。また、アタック角は５０度とした。続いて、対流式のオーブンにて１５０度１時間の乾燥を行ない、厚膜化されたゲート接続部を得た。熱処理後の多孔質導電体の電気抵抗率（体積電気抵抗率）を測定したところ １Ｅ−５Ω・ｍ以下であり、配線材料として機能することを確認できた。
続いて、測長機能付光学顕微鏡であるＯＬＹＭＰＵＳ ＭＸ６１Ｈを用いて、ゲート接続部の接続用電極形状を観察したところ、ＯＴＦＴ１、ＯＴＦＴ２ともに隣接パターンのショートは見られなかった。ソース接続部（４ブロック分）についても同様に厚膜化が確認され、アクティブマトリクス駆動型有機ＴＦＴ回路基板を得た。
This screen plate was arranged at a constant interval from the substrate, and screen printing was performed on the electrode surfaces of the insulating bank and the gate connection portion using a conductive paste. The printing direction was the Y direction in FIG. 7a, the clearance was 1.8 mm, and the squeegee speed was 60 mm / s. The attack angle was 50 degrees. Subsequently, drying was performed at 150 ° C. for 1 hour in a convection oven to obtain a gate connection portion having a thick film. When the electrical resistivity (volume electrical resistivity) of the porous conductor after the heat treatment was measured, it was 1E-5 Ω · m or less, and it was confirmed that it functions as a wiring material.
Subsequently, when the connection electrode shape of the gate connection portion was observed using an OLYMPUS MX61H which is an optical microscope with a length measurement function, no short-circuit between adjacent patterns was observed in both OTFT1 and OTFT2. Similarly, the source connection portion (for 4 blocks) was confirmed to be thicker, and an active matrix drive type organic TFT circuit substrate was obtained.
（画像表示装置）
上記のようにして得られたアクティブマトリクス駆動型有機ＴＦＴ回路基板のソース／ゲート接続部に対して、ＡＣＦがあらかじめ積層してあるＦＰＣを熱圧着し、電気信号を入力できるようにした。実装プロセスは１８０度で１．５［ＭＰａ］で行なった。
さらに、電気泳動表示パネルを貼り合わせ後、表示パネルの対向電極２４を駆動装置に接続し、回路基板のゲート選択線３２とソース信号線３１に電気信号を入力して動作テストを行ったところ、均一な表示コントラストおよび解像度を得ることができた。
(Image display device)
An FPC on which an ACF was previously laminated was thermocompression bonded to the source / gate connection portion of the active matrix driving type organic TFT circuit substrate obtained as described above so that an electric signal could be input. The mounting process was performed at 180 [deg.] And 1.5 [MPa].
Furthermore, after the electrophoretic display panel was bonded, the counter electrode 24 of the display panel was connected to the driving device, and an electric signal was input to the gate selection line 32 and the source signal line 31 of the circuit board. Uniform display contrast and resolution could be obtained.
次に比較例を説明する。
〔比較例１〕
実施例１と同様にしてソース／ゲート端子部を厚膜化した。ただし、絶縁膜４３を設けず、接続用電極４４を直接、ゲート電極線４１／ソース電極線４２上へ形成した。
得られたゲート接続部を実施例１と同様に観察したところ、接続用電極４４の重ね合わせずれによってＴＦＴ素子の電極配線とショートしている領域が見られた。その数は、ＯＴＦＴ１ではブロック当たり３０本、ＯＴＦＴ２では５０本であった。このように、高精細パターンを印刷する場合は、パターンの重ね合わせずれに対する隣接ショートがより顕著となったと考えられる。
実施例１と同様にして電気泳動表示パネルを作製し、表示テストを行なったところ、良好な表示コントラストが得られなかった。接続用電極４４のショートは隣接するゲート選択線３２，３２が短絡しているのと等しく、ＦＰＣの接続端子４５から駆動信号が正常に入力できずに動作不良を起こしたためと考えられる。
Next, a comparative example will be described.
[Comparative Example 1]
In the same manner as in Example 1, the source / gate terminal portion was thickened. However, the connecting electrode 44 was formed directly on the gate electrode line 41 / source electrode line 42 without providing the insulating film 43.
When the obtained gate connection portion was observed in the same manner as in Example 1, a region shorted with the electrode wiring of the TFT element due to the overlay displacement of the connection electrode 44 was observed. The number was 30 per block for OTFT1 and 50 for OTFT2. As described above, when printing a high-definition pattern, it is considered that the adjacent short circuit with respect to the overlay error of the pattern becomes more prominent.
When an electrophoretic display panel was produced in the same manner as in Example 1 and a display test was performed, a good display contrast could not be obtained. The short-circuiting of the connection electrode 44 is equivalent to the short-circuiting of the adjacent gate selection lines 32 and 32, and it is considered that a drive signal could not be normally input from the connection terminal 45 of the FPC, resulting in a malfunction.
〔比較例２〕
ＯＴＦＴ１を用いて、接続部にスルーホール３３を有する層間絶縁膜２１を形成した。スルーホールパターンは、Φ１１０μｍの円形状で電極配線上へ位置するようにスクリーンマスクを作製し、乳剤を塗布して露光・パターニングを行なったスクリーン版を使用した（マスクは図示略）。層間絶縁膜２１の印刷条件およびペーストは、実施例１と同様の条件である。続いて、導電性ペーストを用いて、実施例１と同様にしてＯＴＦＴ１のソース／ゲート端子部を厚膜化した。
得られたゲート接続部を実施例１と同様に観察したところ、接続用電極４４はスルーホール３３上で幅が広がり、隣接する電極配線とショートしている領域が見られた。その数は、ブロック当たり３０本であった。このように、絶縁膜４３をＴＦＴ配線間のみに形成せず、スルーホール３３を用いた接続形態とすると、スルーホール部で接続用電極４４が部分的に太くなるため、ショートが顕著となった。
実施例１と同様にして電気泳動表示パネルを作製し、表示テストを行なったところ、良好な表示コントラストが得られなかった。接続用電極４４のショートは隣接するゲート選択線３２，３２が短絡しているのと等しく、ＦＰＣの接続端子４５から駆動信号が正常に入力できずに動作不良を起こしたためと考えられる。以上の結果をまとめて、表１に示している。
[Comparative Example 2]
Using OTFT 1, an interlayer insulating film 21 having a through hole 33 at the connection portion was formed. The through-hole pattern used was a screen plate in which a screen mask was prepared so as to be positioned on the electrode wiring in a circular shape of Φ110 μm, and the emulsion was coated and exposed and patterned (mask not shown). The printing conditions and paste for the interlayer insulating film 21 are the same as those in the first embodiment. Subsequently, the source / gate terminal portion of the OTFT 1 was thickened using a conductive paste in the same manner as in Example 1.
When the obtained gate connection portion was observed in the same manner as in Example 1, the connection electrode 44 widened on the through hole 33 and a region shorted with the adjacent electrode wiring was observed. The number was 30 per block. Thus, the insulating film 43 without forming only between TFT wiring, when the connection form using through holes 33, for connecting electricity supply electrode 44 by the through-hole is partially thick, short circuit remarkable became.
When an electrophoretic display panel was produced in the same manner as in Example 1 and a display test was performed, a good display contrast could not be obtained. Short connecting electrodes 44 is equal to the adjacent gate selection lines 32, 32 are short-circuited, the drive signal from the connection terminal 45 of the FPC is considered due to malfunctions not be entered correctly. The above results are summarized in Table 1.
次に実施例２について説明する。
この実施例２（表面粗さについて言及）では、ＯＴＦＴ２を使用した。
実施例１で用いた絶縁性ペーストについて、シリカフィラーの粒子径を１００ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲で粘度が２００［Ｐａ・ｓ］となるようにペーストを作製した（絶縁ペーストＮｏ．１〜７）。上記ペーストを用いて、実施例１と同様にして絶縁膜４３を形成し、レーザー顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ ＯＬＳ３５００）により絶縁膜４３の表面プロファイルを三次元計測によって測長した。
その結果、絶縁膜４３の表面粗さＲａは０．５μｍ〜６μｍの範囲であることが分かった。各々の絶縁膜４３を形成した有機ＴＦＴ素子に対して、実施例１と同様にして接続用電極４４を設け、画像表示装置を作製した。各々の画像表示装置について、表示テスト結果を表２に示している。
Next, Example 2 will be described.
In this Example 2 (referring to surface roughness), OTFT2 was used.
About the insulating paste used in Example 1, the paste was produced so that a viscosity might be set to 200 [Pa * s] in the range of the particle diameter of a silica filler to 100 nm- 5000 nm (insulating paste No. 1-7). Using the paste, an insulating film 43 was formed in the same manner as in Example 1, and the surface profile of the insulating film 43 was measured by three-dimensional measurement with a laser microscope (OLYMPUS OLS3500).
As a result, it was found that the surface roughness Ra of the insulating film 43 was in the range of 0.5 μm to 6 μm. For each organic TFT element on which each insulating film 43 was formed, a connection electrode 44 was provided in the same manner as in Example 1 to produce an image display device. Table 2 shows the display test results for each image display device.
表２から、絶縁バンクの算術平均粗さＲａが５μｍを超えると、正常な表示コントラストが得られなくなった。これは、絶縁バンクの表面凹凸が大きくなりすぎることによって、導電性ペーストの充填量が変動しやすくなり、隣接する接続用電極幅の凹凸変動が大きくなったため接触（ショート）しやすくなったと考えられる。さらに、ＦＰＣの接続端子４５が実装プロセスにおいて接続用電極４４と平行を維持した接続がなされず、駆動電極信号が正常に入力できなかったと考えられる。
以上の結果、絶縁膜表面粗さが５μｍ以下とすれば、正常な表示コントラストが得られることがわかった。
From Table 2, when the arithmetic average roughness Ra of the insulating bank exceeds 5 μm, normal display contrast cannot be obtained. This is thought to be due to the fact that the surface roughness of the insulating bank becomes too large, the filling amount of the conductive paste is likely to fluctuate, and the fluctuation of the unevenness of the adjacent connection electrode width is increased, which facilitates contact (short circuit). . Further, it is considered that the connection terminal 45 of the FPC was not connected in parallel with the connection electrode 44 in the mounting process, and the drive electrode signal could not be normally input.
As a result, it was found that a normal display contrast can be obtained when the surface roughness of the insulating film is 5 μm or less.
次に実施例３について説明する。
実施例１で用いた絶縁性ペーストについて、フィラー配合を次のように変更してペーストを作製した。有機ビヒクルに対するシリカフィラーの配合量を１５体積部から３０体積
部の範囲で変化させたペーストを作製した（絶縁ペーストＮｏ．８〜１４）。
上記ペーストを用いて、実施例１と同様にして絶縁膜４３を形成し、レーザー顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ ＯＬＳ３５００）により絶縁膜４３の断面形状を三次元計測によって測長した。
図４ｂのように、絶縁膜４３は曲面形状となっておりその極大点での膜厚をｄｍａｘ、極大点における曲率半径をＲとして各々のペーストについてＲ／ｄｍａｘを算出した。その結果、曲率半径Ｒは、極大点での膜厚ｄｍａｘに対して１.５〜１２.２倍で分布していた。
Next, Example 3 will be described.
The insulating paste used in Example 1 was prepared by changing the filler composition as follows. A paste in which the amount of silica filler added to the organic vehicle was changed in the range of 15 to 30 parts by volume (insulating paste Nos. 8 to 14) was prepared.
Using the paste, an insulating film 43 was formed in the same manner as in Example 1, and the cross-sectional shape of the insulating film 43 was measured by a three-dimensional measurement with a laser microscope (OLYMPUS OLS3500).
As shown in FIG. 4b , the insulating film 43 has a curved surface shape, and R / dmax was calculated for each paste with the film thickness at the maximum point being dmax and the radius of curvature at the maximum point being R. As a result, the curvature radius R was distributed 1.5 to 12.2 times the film thickness dmax at the maximum point .
各々の絶縁膜４３を形成した有機ＴＦＴ素子に対して、実施例１と同様にして接続用電極４４を設け、画像表示装置を作製した。各々の接続用電極４４の隣接ショート数／ブロックおよび、表示テスト結果を表３に示した。極大点での膜厚ｄｍａｘに対して、曲率半径Ｒが２倍以上１０倍以下の範囲では、良好なコントラストが得られた。 For each organic TFT element on which each insulating film 43 was formed, a connection electrode 44 was provided in the same manner as in Example 1 to produce an image display device. Table 3 shows the number of adjacent shorts / block of each connection electrode 44 and the display test results. Good contrast was obtained when the radius of curvature R was in the range of 2 to 10 times the film thickness dmax at the maximum point .
次に実施例４について説明する。
実施例３で用いた絶縁ペーストＮｏ．８〜１４を用いて、実施例１と同様にしてガラス基板上に絶縁膜４３を形成した。続いて、接続用電極４４を図７ｂに示すように櫛型にパターニングされたスクリーン版で印刷し、接続部形状を得た。接続用電極４４の設計値は、ライン幅／スペース＝５０μｍ／５０μｍである。
上記のように形成した接続用電極４４上に、封止剤を塗布硬化（厚み１ｍｍ）した。各サンプルを８５度８５％ＲＨに保たれた高温高湿槽中に静置し、陽極に２０Ｖ、陰極に−２０ＶのＤＣ電圧を印加して電気抵抗を評価した。試験時間は１０００ｈｒで、試験後の各サンプルについて顕微鏡観察を行なって、イオンマイグレーション発生状況を評価した。
Next, Example 4 will be described.
Insulating paste No. used in Example 3 The insulating film 43 was formed on the glass substrate in the same manner as in Example 1 using 8-14. Subsequently, the connection electrode 44 was printed with a screen plate patterned in a comb shape as shown in FIG. 7B to obtain a connection portion shape. The design value of the connection electrode 44 is line width / space = 50 μm / 50 μm.
A sealant was applied and cured (thickness 1 mm) on the connection electrode 44 formed as described above. Each sample was allowed to stand in a high-temperature and high-humidity tank maintained at 85 degrees and 85% RH, and a DC voltage of 20 V was applied to the anode and −20 V was applied to the cathode to evaluate the electrical resistance. The test time was 1000 hr, and each sample after the test was observed with a microscope to evaluate the occurrence of ion migration.
各々のサンプルについて、上記試験条件で１０００時間経過したものの信頼性試験の結果を表４に示している。フィラー体積量が２０％以下の絶縁膜を用いた試験片では、接続用電極４４の電気抵抗に若干の劣化が見られた。各サンプルについて顕微鏡による詳細観察を実施したところ、イオンマイグレーション特有のデンドライドは発生していなかった。樹脂バインダーに含有される金属イオン不純物やハロゲンなどが電極腐食した場合はデンドライドが発生して隣接電極パターンが短絡し、電気抵抗が急激に減少するが、詳細観察ではデンドライドが確認されなかったことから信頼性に致命的な影響を及ぼす要因はないことが確認された。 Table 4 shows the reliability test results of each sample after 1000 hours under the above test conditions. In the test piece using the insulating film having a filler volume of 20% or less, the electrical resistance of the connection electrode 44 was slightly deteriorated. When detailed observation was carried out with a microscope for each sample, dendride peculiar to ion migration was not generated. When metal ion impurities or halogens contained in the resin binder corrode the electrode, dendrites are generated, the adjacent electrode pattern is short-circuited, and the electrical resistance decreases rapidly. However, dendrides were not confirmed by detailed observation. It was confirmed that there were no factors that had a fatal effect on reliability.
以上述べてきたように、低コスト、高スループット、パターン寸法精度の均一性、印刷安定性に優れた厚膜を形成できるスクリーン印刷を用いて、「有機ＴＦＴ素子電極間に絶縁バンクを設ける」ことによって、接続用電極の隣接ショートを回避でき、その結果、画像表示装置の表示コントラストおよび信頼性が向上する。 As described above, “providing an insulating bank between the organic TFT element electrodes” using screen printing that can form a thick film with low cost, high throughput, uniformity of pattern dimensional accuracy, and excellent printing stability. Therefore, the adjacent short-circuit of the connection electrode can be avoided, and as a result, the display contrast and reliability of the image display device are improved.
５：耐熱性が良好なガラス基板
６：有機ＴＦＴ基板
１１：ソース電極
１２：ドレイン電極
１３：ゲート電極
１４：活性層（有機半導体）
２１：絶縁膜（絶縁バンク）
２２：画素電極
２３：上部基板
２４：対向電極
２５：電気泳動表示素子
３１：ソース信号線
３２：ゲート選択線
３３：スルーホール
４１：ソース電極線
４２：ゲート電極線
４３：絶縁膜
４４：接続電極（接続用電極）
４５：接続端子
５１：ソース接続ブロック（ソース接続部）
５２：有機ＴＦＴアレイ
５３：ゲート接続ブロック（ゲート接続部）
６１：スキージ
６２：印刷ペースト
６２ａ：版内に残ったペースト
６３：ステージ
６４：スクリーンメッシュ
６５：被印刷基板
６６：スクリーン版枠
６７：スクリーン乳剤
６８：乳剤開口部
６９：転写されたパターン
６９ａ：印刷パターン
5: Glass substrate with good heat resistance 6: Organic TFT substrate 11: Source electrode 12: Drain electrode 13: Gate electrode 14: Active layer (organic semiconductor)
21: Insulating film (insulating bank)
22: pixel electrode 23: upper substrate 24: counter electrode 25: electrophoretic display element 31: source signal line 32: gate selection line 33: through hole 41: source electrode line 42: gate electrode line 43: insulating film 44: connection electrode ( Connecting electrode )
45: Connection terminal 51: Source connection block ( source connection part )
52: Organic TFT array 53: Gate connection block ( gate connection part )
61: Squeegee 62: Printing paste 62a: Paste remaining in plate 63: Stage 64: Screen mesh 65: Printed substrate 66: Screen plate frame 67: Screen emulsion 68: Emulsion opening 69: Transferred pattern 69a: Printing pattern
Claims (7)
当該接続部は、
前記薄膜トランジスタ素子の各々のゲート電極及びソース電極に接続される電極線を仕切る絶縁膜と、
前記電極線に接する複数の接続用電極と、
を有し、
前記複数の接続用電極は、各々が前記絶縁膜により仕切られていることを特徴とする回路基板。 A substrate, a thin film transistor element formed on a substrate, the circuit board and a connecting portion for connecting terminal of the external circuit board to the electrode line groups of the thin film transistor elements are electrically connected,
The connection is
And absolute Enmaku partitioning the electrode lines connected to the gate electrode and the source electrode of each of the thin film transistor element,
A plurality of connecting electrodes in contact with the electrode wire,
I have a,
The circuit board, wherein each of the plurality of connection electrodes is partitioned by the insulating film .
前記電極線は前記接続部で周期的に配列され、
前記絶縁膜はライン形状であり前記電極線間に周期的に配置され、
前記絶縁膜の算術平均粗さＲａは２μｍ以下であることを特徴とする回路基板。 The circuit board according to claim 1,
The electrode lines are periodically arranged in the connecting portion,
The insulating layer are periodically arranged between the line shape der Ri said electrode wire,
Circuit board, wherein the arithmetic average roughness Ra of the insulating film is 2μm or less.
前記基板は可撓性を有しており、かつ、前記絶縁膜は、樹脂バインダーと絶縁性フィラーとを含むものであることを特徴とする回路基板。 In the circuit board according to claim 1 or 2,
The substrate has a flexibility, and the insulating film, a circuit board, characterized in that those comprising an insulating filler and a resin binder.
前記接続部はスクリーン印刷法で形成されたものであることを特徴とする回路基板。 The circuit board according to any one of claims 1 to 3,
The circuit board, wherein the connection portion is formed by a screen printing method.
前記回路基板に対向するように設けられた対向基板と、
を有し、
前記回路基板と前記対向基板との間に電気泳動素子が設けられたことを特徴とする画像表示装置。 A circuit board according to any one of claims 1 to 4 ,
A counter substrate provided to face the circuit board;
Have
An image display device , wherein an electrophoretic element is provided between the circuit board and the counter substrate .
薄膜トランジスタ素子の接続部に接続用電極を形成する場合において、
スクリーン印刷法を用いて絶縁膜を薄膜トランジスタ素子のゲート電極及びソース電極に接続される電極線間に絶縁バンクとして形成する工程と、
前記絶縁バンクで仕切られた各々の前記電極線上へ導電性ペーストをスクリーン印刷する工程と、
を有することを特徴とする回路基板の製造方法。 A manufacturing method of manufacturing a circuit board according to claim 1,
In the case of forming a connection electrode at the connection portion of the thin film transistor element,
Forming an insulating film as an insulating bank between electrode lines connected to the gate electrode and the source electrode of the thin film transistor element using a screen printing method;
A step of a conductive paste to the partitioned each of the electrode line screen printed with the insulating bank,
A method of manufacturing a circuit board, comprising:
前記絶縁バンクは少なくともＳｉＯ２と樹脂バインダーとを含むものであり、
前記導電性ペーストは少なくともＡｇと樹脂バインダーとを含むものであることを特徴とする回路基板の製造方法。 It is a manufacturing method of the circuit board according to claim 6,
The insulating bank are those containing at least SiO2 and a resin binder,
Method of manufacturing a circuit board wherein the conductive paste is one containing at least Ag and resin binder.
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