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像素控制元件的选择转印方法、在像素控制元件的选择转印方法中使用的像素控制元件的安装装置、像素控制元件转印后的布线形成方法和平面显示器基片

摘要

提供在有选择地把像素控制元件转印到平面显示器基片上时,可以容易地、不浪费地安装已制成的像素控制元件的正确而且价格便宜的转印方法。以用自然数去除平面显示器基片(100)的间距(105、106)的间距(5、6)形成多个像素控制元件(1),有选择地吸附对应于平面显示器基片(100)的间距(105、106)的像素控制元件(1),利用在平面显示器基片(100)上形成的透明的热可塑性树脂薄膜(101)的塑性变形,把像素控制元件(1)定位,利用透明的紫外线硬化树脂膜(104)来固定像素控制元件(1)的周围。

著录项

  • 公开/公告号CN1692389A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2005-11-02

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 株式会社石川制作所;松村英树;

    申请/专利号CN200380100722.4

  • 发明设计人 松村英树;木田健一郎;南茂平;

    申请日2003-11-19

  • 分类号G09F9/30;G02F1/1368;H05B33/10;H05B33/14;

  • 代理机构11283 北京润平知识产权代理有限公司;

  • 代理人周建秋

  • 地址 日本石川县

  • 入库时间 2023-12-17 16:42:25

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2015-01-07

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G09F9/30 授权公告日:20080130 终止日期:20131119 申请日:20031119

    专利权的终止

  • 2013-03-27

    专利权的转移 IPC(主分类):G09F9/30 变更前: 变更后: 登记生效日:20130305 申请日:20031119

    专利申请权、专利权的转移

  • 2008-01-30

    授权

    授权

  • 2005-12-28

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2005-11-02

    公开

    公开

说明书

[技术领域]

本发明涉及在液晶显示器和有机EL显示器等的平面显示器基片上,从其上事先形成有多个薄膜晶体管等的像素控制元件的基片中选择转印的像素控制元件的选择转印方法、像素控制元件转印后的布线形成方法、在像素控制元件的选择转印方法中使用的像素控制元件的安装装置、以及平面显示器基片,特别涉及像素控制元件是控制多个像素的像素控制元件的情况下的像素控制元件的选择转印方法、在像素控制元件的选择转印方法中使用的像素控制元件的安装装置、像素控制元件转印后的布线形成方法、以及平面显示器基片。

[背景技术]

以液晶显示器和有机EL显示器为代表的显示器是在玻璃基片(也称为第1基片或阵列基片)上用化学气相沉积法等(CVD法:Chemical VaporDeposition)顺序沉积绝缘膜、半导体膜等,经过与制造半导体集成电路相同的工序,在构成画面的各像素附近形成薄膜晶体管(TFT:Thin FilmTransistor)等的微小电子器件。通过用此微小电子器件控制各像素的开、关、浓淡等,构成显示图象。也就是实际上在平面显示器中使用的玻璃基片上,直接制作TFT等的有源电子器件。可是,为了应对近来向大画面发展的需要,使显示器面积加大的话,存在以下问题。

第一,随着平面显示器的加大,在平面显示器基片上制作微小电子器件的CVD装置等的制造装置也必然变大。此外,由于微小电子器件制作工序多,上述加大的制造装置需要多台,而且设置这些装置的净化室也必须加大。其结果变成难以降低制造成本的困境。

第二,因为用在玻璃基片能承受的300℃左右的低温中沉积薄膜而制作的非晶态硅(a-Si)膜等被作为半导体膜使用,所以与使用晶态硅的半导体电子器件相比动作性能差。为了解决此问题,也研究了例如用激光照射将沉积的a-Si膜熔融而形成聚硅(poly-Si),利用聚硅(poly-Si)膜来制作迁移率大的TFT,以提高TFT的迁移率、提高它的动作性能。特别是,一般认为在利用以流过分别控制各像素的电流来发光的有机EL的显示器中,a-Si TFT的动作功能不充分,在此点上也期望向激光熔融poly-Si膜扩展。可是,由于激光熔融poly-Si膜的制作成本高,前提是仅在有限的范围使用。此外,就a-Si TFT而言,当画面对角尺寸在40英寸以上的话,a-Si膜的沉积和随后的图形转印工序等的困难程度和工序成本都要增加。

第三,是在使用以玻璃板为基片的显示器中,画面尺寸为40英寸以至100英寸的话,由于为了保持玻璃基片的强度要使板厚增加,所以显示器装置整体重量增加,而且为了使其稳定地设置,必须使装置结构变大,同时它所需要的成本也增加。

作为解决上述问题的方法,已经公开了预先在不是玻璃基片的其他基片上制作大量TFT等微小电子器件,把它安装在玻璃基片上规定位置的技术(例如参照非专利文献1、专利文献1、专利文献2)。

非专利文献1

Anne Chiang、“Application of Fluidic Self Assembly TM Technologyto Flat Panel Displays”、IDW‘OO预稿集、ITE,SID发行、平成12年11月29日、p.195-198

专利文献1  特开平11-142878号公报

专利文献2  特开平2002-244576号公报

在非专利文献1中公开了制作像素控制元件(微小电子器件)嵌入平面显示器基片上这一型式的方式,把预先在其他场所大量制造的像素控制元件与液体一起流入进行安装的方法。可是,对于与液体一起流入的像素控制元件的量,由于顺利流入显示器基片上模型中的像素控制元件的比率低,不实用。更进一步地,由于要把比预料的比率多的像素控制元件流入显示器基片,必须把没有配置的多余的像素控制元件进行回收。此外,在与液体一起流入时和回收多余部分时,由于像素控制元件直接在显示器基片上移动,所以担心损伤显示器基片。

另一方面,在专利文献1中公开了把像素控制元件镶入显示器凹陷部位的方法,与在平面显示器基片上的排列位置相关联,在硅基片上形成像素控制元件,在显示器基片的选择转印位置形成像素控制元件(微小电子器件)镶入的凹陷部位,在显示器基片上把硅基片的像素控制元件组对正位置后,进行紫外线照射,有选择地弱化要转印的像素控制元件和其它基片之间的粘接剂的粘接力,把像素控制元件镶入显示器凹陷部位。此外,也公开了在凹陷部位形成粘接剂层,固定像素控制元件的方法。

可是,为了把像素控制元件镶入凹陷部位,形成的凹陷部位要比像素控制元件稍大,根据它的大小不同,像素控制元件在凹陷部位中产生偏移,后续的布线工序变得困难。为了防止这一点,使像素控制元件和凹陷部位的尺寸差异减小的话,有可能因稍稍的位置偏移造成像素控制元件倾斜镶入情形。因此,必须非常高精度地进行凹陷部位形成和像素控制元件的位置确定,但这是不现实的。此外,在凹陷部位形成粘接剂层来固定的情况下,在使像素控制元件粘合在粘接剂层上时,在粘接剂层上即使产生微小的渗出的话,也会存在粘合附近的其他像素控制元件的危险。因此,必须涂敷非常微量的粘接剂,而且必须涂敷到非常正确的位置,这就成为成本相当高的原因。

如上所述,在非专利文献1中不仅在向显示器基片上配置像素控制元件的成功率方面存在问题,而且必须去除和回收没有配置的多余的像素控制元件,这样,该方法不是可降低制造成本的方法。此外,在去除和回收多余的像素控制元件时,担心会损伤显示器基片。

另一方面,在专利文献1的方法中,由于像素控制元件和凹陷部位的尺寸不同,像素控制元件可能在凹陷部位内产生偏移,或在凹陷部位倾斜镶入,为了防止这一点,要非常高精度地进行凹陷部位成形和像素控制元件的位置确定,同时根据情况的不同,必须一个个确认位置偏移的程度,不能降低成本。而且,在凹陷部位形成粘接层的情况下,为了防止粘接剂层渗出,必须高精度控制涂敷量和涂敷位置,这也是成本高的原因。此外,利用紫外线照射,有选择地弱化要转印的像素控制元件和其它基片之间的粘接剂的粘接力时,由于难以使紫外线束用与像素控制元件相同的形状进行照射,实际上可以用比像素控制元件大的束径进行照射。这种情况下,使得与被选择的像素控制元件邻近的、没有被选择的像素控制元件的粘接力变成从周边一点点弱化,特别是在选择顺序靠后的像素控制元件中,在选择前粘接力已经被弱化,成为把未选择的像素控制元件的配置弄错搞乱而造成位置偏移和剥落的原因。在专利文献1中,转印时由于是在使全部像素控制元件向下的状态下进行紫外线照射的,这样,像素控制元件有剥落的危险就成为重要的问题。

此外,在控制多个像素的像素控制元件中,把此像素控制元件安装在平面显示器基片上以后,也希望有效地进行对此像素控制元件的布线,而现有的布线方法是把布线材料在整个基片上进行薄膜沉积,用光刻法对它进行图形转印,浸蚀布线材料薄膜,去除保护膜等的高价格的复杂的制造工序。

另外,在有源矩阵显示的液晶显示器中,像素(像素电极)和像素控制元件(TFT)一般一个个配置在纵横布线(纵方向的布线是源布线,横方向的布线是门布线)的交叉部位,TFT大多是控制1个像素的开关元件。由于显示器中的布线部分成为遮光部位,布线部位多的话想要提高口径比例是有限度的。因此,如图38所示,专利文献2中被配置成在田字形的4个像素的中央密集控制这4个像素的4个薄膜晶体管元件12。可以认为这是4个薄膜晶体管元件12分别控制四周4个像素的集合(在专利文献2中把它称为“元件组13”)。可是,在田字形的中央集中进入,从布线的共用性等的观点看,只能认为控制与像素控制元件相邻的像素(或像素电极)。此外,在专利文献2的方法中,由于以2像素间距配置元件,布线部位的遮光部位在2像素间距中进入。这种情况下由于RG、BR、GB、RG、…每2种颜色分开,在生成颜色上产生问题。希望以汇总RGB的3种颜色的形式分开,但在专利文献2中产生相邻像素的混色,对对比度也会有影响。

所以,本发明的目的在于提供在液晶显示器和有机EL显示器等的平面显示器中不产生位置偏移、容易地、正确且价格便宜地控制多个像素的选择转印像素控制元件的选择转印方法,以及提供使用像素控制元件的选择转印方法的安装装置,提供可以以价格便宜的方法有效对上述像素控制元件进行布线的像素控制元件转印后的布线形成方法,提供可以减少布线数(节省布线)的同时减小布线造成的遮光部位的面积且产生的颜色和对比度优良的平面显示器基片。

[发明内容]

本发明的权利要求1所述的像素控制元件选择转印方法,在把控制多个像素的像素控制元件转印在平面显示器基片上的像素控制元件转印方法中,其特征在于,具有把在表面上形成控制多个像素的多个集成电路的像素控制元件用基片固定在定位基片上的工序、把在每个集成电路上切断像素控制元件用基片的像素控制元件固定在吸附(pick up)用基片上的工序、把吸附用基片上的像素控制元件有选择地吸附在吸附装置后转印在平面显示器基片上的工序;在上述形成像素控制元件用基片上形成多个像素控制元件,使对于第1方向,成为用自然数m去除在平面显示器基片上的第1方向中的像素控制元件排列间距px的px/m的排列间距,以及对于与第1方向垂直的第2方向,成为用自然数n去除在平面显示器基片上的第2方向中的像素控制元件排列间距py的py/n的排列间距;从转印到上述吸附用基片上的像素控制元件中有选择地仅把对应于在平面显示器基片上的像素控制元件排列px、py的像素控制元件吸附并定位在吸附装置中,转印在平面显示器基片上。

本发明的权利要求2所述的像素控制元件选择转印方法,其特征在于,在把用一个集成电路控制多个像素的像素控制元件转印在平面显示器基片上时,具有把在表面上形成控制多个像素的多个集成电路的像素控制元件用基片固定在定位基片上的工序、把在每个集成电路上切断像素控制元件用基片的像素控制元件固定在吸附用基片上的工序、把吸附用基片上的像素控制元件有选择地吸附在吸附装置后转印在平面显示器基片上的工序;在上述形成像素控制元件用基片上形成多个像素控制元件,使对于第1方向,成为用自然数m去除在平面显示器基片上的第1方向中的像素控制元件排列间距px的px/m的排列间距,以及对于与第1方向垂直的第2方向,成为用自然数n去除在平面显示器基片上的第2方向中的像素控制元件排列间距py的py/n的排列间距;在吸附装置中在对应上述第1方向的方向上以px的排列间距形成进行卡住像素控制元件的真空吸附穴,而且在对应上述第2方向的方向上以py的排列间距形成进行卡住像素控制元件的真空吸附穴;从转印到上述吸附用基片上的像素控制元件中有选择地仅把对应于在平面显示器基片上的像素控制元件排列px、py的像素控制元件吸附并定位在吸附装置中,转印在平面显示器基片上。此外,本发明的权利要求3所述的像素控制元件选择转印方法,其特征在于,在把用一个集成电路控制多个像素的像素控制元件转印在平面显示器基片上时,具有把在表面上形成控制多个像素的多个集成电路的像素控制元件用基片固定在定位基片上的工序、把在每个集成电路上切断像素控制元件用基片的像素控制元件固定在吸附用基片上的工序、把吸附用基片上的像素控制元件有选择地吸附在吸附装置上后转印在平面显示器基片上的工序;在上述形成像素控制元件用基片上形成多个像素控制元件,使对于第1方向,成为用自然数m去除在平面显示器基片上的第1方向中的像素控制元件排列间距px的px/m的排列间距,以及对于与第1方向垂直的第2方向,成为用自然数n去除在平面显示器基片上的第2方向中的像素控制元件排列间距py的py/n的排列间距;配置有安置上述吸附用基片的像素控制元件台、安置平面显示器基片的基片台、和具有形成真空吸附穴的真空吸盘(chuck)的吸附装置、使吸附装置对正位置的X轴调节机构、Y轴调节机构、以及Z轴调节机构;上述像素控制元件台和基片台的两个台分别有转动角度调节机构;利用在对应上述第1方向的方向上以px的排列间距形成吸附穴且在对应上述第2方向的方向上以py的排列间距形成吸附穴的安装装置;从转印到上述吸附用基片上的像素控制元件中有选择地仅把对应于在平面显示器基片上的像素控制元件排列px、py的像素控制元件吸附并定位在吸附装置中,转印在平面显示器基片上。另外,本发明的权利要求4所述的像素控制元件选择转印方法,其特征在于,是以权利要求1至权利要求3中任一项所述的发明为前提,上述像素控制元件是用一个集成电路对2行6列排列的3色×4像素进行控制的像素控制元件,在2行6列的中央转印上述像素控制元件。

在权利要求1至权利要求4的发明中,由于在定位基片上以用自然数m去除在平面显示器基片上的第1方向中的像素控制元件排列间距px的px/m的排列间距、以及用自然数n去除在平面显示器基片上的与第1方向垂直的第2方向中的像素控制元件排列间距py的py/n的排列间距形成像素控制元件,所以在平面显示器基片上选择转印时,对应于排列间距px、py,在第1方向上每自然数m个(每隔m-1个)进行选择,在第2方向上每自然数n个(每隔n-1个)进行选择。此时,如果利用本发明,由于使用吸附装置进行转印,所以在吸附装置上仅吸附和定位被选择的像素控制元件,可以防止象现有专利文献1那样弄错搞乱未选择的像素控制元件。

本发明的权利要求5所述的像素控制元件选择转印方法是以权利要求1至权利要求4中任一项所述的发明为前提,其特征在于,在把形成多个集成电路的像素控制元件用基片固定在定位基片上的工序中,在定位基片上使形成像素控制元件的集成电路的面向下,粘接在与像素控制元件用基片的定位基片接触的面上,在把每个集成电路上切断像素控制元件用基片的像素控制元件固定在吸附用基片上的工序中,把上述像素控制元件用基片正反面反转转印在吸附用基片上后,在每个集成电路上切断像素控制元件用基片。

采用此发明的话,像素控制元件用基片由于使集成电路面面向表面的状态转印到吸附用基片上后,形成像素控制元件,在切分成规定尺寸的切断工序中可以从表面一侧确认集成电路面,可以容易地对正位置。此外,与权利要求1所述的发明相同,由于在保持排列间距px、py的状态下使像素控制元件吸附并定位在吸附装置上,所以可以不搞乱未选择的像素控制元件的排列进行转印。

本发明的权利要求6所述的像素控制元件选择转印方法是以权利要求1至权利要求4中任一项所述的发明为前提,其特征在于,在把形成多个集成电路的像素控制元件用基片固定在定位基片上的工序中,在定位基片上使形成像素控制元件的集成电路的面向下,粘接在与像素控制元件用基片的定位基片接触的面上,使集成电路面面向定位基片一侧的状态下粘接,并在把每个集成电路上切断像素控制元件用基片的像素控制元件固定在吸附用基片上的工序中,在每个集成电路中把上述定位基片上的像素控制元件用基片切断后,把像素控制元件用基片正反面反转转印在吸附用基片上。

如果采用此发明,由于使像素控制元件的集成电路面面向定位基片状态形成,所以在用于使像素控制元件为规定厚度的机械研磨工序和切分成规定尺寸的切断工序中,可以防止切屑等附着在集成电路面上。此外,与权利要求1所述的发明相同,由于在保持排列间距px、py的状态下使像素控制元件吸附并定位在吸附装置上,所以可以不搞乱未选择的像素控制元件的排列进行转印。

权利要求1至权利要求6中任一项所述的发明优选,在将形成多个上述集成电路的像素控制元件用基片固定在定位基片上的工序中的定位基片和像素控制元件用基片的粘接力,与将把每个集成电路上切断像素控制元件用基片的像素控制元件固定在吸附用基片上的工序中的吸附用基片和像素控制元件用基片的粘接力不同。

采用本发明的话,上述定位基片和像素控制元件用基片的粘接力和上述吸附用基片和像素控制元件用基片的粘接力,设定为任意差异的粘接力。它可以对应于在定位基片上进行的工序中需要的保持力与向吸附用基片转印后进行的工序中需要的保持力的差异。

权利要求1至权利要求6中任一项所述的发明优选,在把形成多个上述集成电路的像素控制元件用基片固定在定位基片上的工序中的定位基片和像素控制元件用基片的粘接装置,与在把每个集成电路上切断像素控制元件用基片的像素控制元件固定在吸附用基片上的工序中的吸附用基片和像素控制元件用基片的粘接装置不同。

如果采用本发明,上述定位基片和像素控制元件用基片的粘接装置和上述吸附用基片和像素控制元件用基片的粘接装置,设定为任意差异的粘接装置。例如,在上述定位基片与像素控制元件或与像素控制元件用基片的粘接装置中,可以使用利用紫外线使粘接力改变的薄片,在上述吸附用基片与像素控制元件或与像素控制元件用基片的粘接装置中可以使用利用热使粘接力改变的薄片。

权利要求1至权利要求6中任一项所述的发明优选,在上述平面显示器基片表面上形成透明的热可塑性树脂膜,在有选择地把吸附用基片上的像素控制元件吸附并定位在吸附装置上转印到平面显示器基片上的工序中,在吸附上述吸附装置的像素控制元件的面上,预先涂敷含氟树脂,利用上述透明的热可塑性树脂膜的塑性变形,使像素控制元件定位。

采用此发明的话,在平面显示器基片表面上形成透明的热可塑性树脂膜,利用透明的热可塑性树脂膜的塑性变形使像素控制元件定位。可以产生塑性变形的透明的热可塑性树脂膜紧密贴在像素控制元件的底面和侧面,与仅仅靠底面紧密贴住的情况相比,可以在更宽范围的面积上得到摩擦力的效果,可以牢固地使像素控制元件定位。此外,由于在吸附装置的吸附像素控制元件的面上预先涂敷含氟树脂,可以防止吸附装置与透明的热可塑性树脂膜不是紧密贴合、透明的热可塑性树脂膜表面和像素控制元件弄脏、或弄错搞乱配置的像素控制元件的排列等。

此外,希望利用上述透明的热可塑性树脂膜的塑性变形的像素控制元件的定位,在被吸附在吸附装置上的像素控制元件与透明的热可塑性树脂膜接触时,通过用吸附装置向与吸附力相反方向压入空气,把像素控制元件配置在透明的热可塑性树脂膜上后按压,使透明的热可塑性树脂膜变形,使像素控制元件定位。此外,希望上述透明的热可塑性树脂膜是把透明的热可塑性高分子膜在平面显示器基片上进行层压加工形成。

如果采用此发明,首先被吸附在吸附装置上的像素控制元件与透明的热可塑性树脂膜接触的时候,利用吸附装置向与吸附力相反方向压入空气,把像素控制元件配置在透明的热可塑性树脂膜上。也就是,为了将像素控制元件具有吸附装置形成的压入空气而被按压,而配置在透明的热可塑性树脂膜上,像素控制元件与透明的热可塑性树脂膜紧密贴合。此外,如果采用此发明,把像素控制元件配置在透明的热可塑性树脂膜上以后进行按压。按压的方法可以是把透明的热可塑性树脂膜加热后利用按压装置等进行按压,也可以把按压装置加热后进行按压。在按压的时机上可以是把全部像素控制元件配置完成后一起按压整个平面显示器基片,也可以只是配置任意数量的像素控制元件后进行按压。此外,从形成平坦的膜的观点,希望把透明的热可塑性高分子膜在平面显示器基片上进行层压加工,形成透明的热可塑性树脂膜。

权利要求1至权利要求6中任一项所述的发明优选,在把上述像素控制元件吸附并定位在平面显示器基片上以后,在像素控制元件表面和平面显示器基片表面形成透明的紫外线硬化树脂膜,在平面显示器基片上从没有被定位的像素控制元件一侧照射紫外线,有选择地使透明的紫外线硬化树脂膜硬化后,利用除去像素控制元件表面的透明的紫外线硬化树脂膜,有选择地把像素控制元件转印在平面显示器基片上。

采用此发明的话,把像素控制元件在平面显示器基片上定位后,形成透明的紫外线硬化树脂膜,以覆盖像素控制元件表面和平面显示器基片表面,且利用从平面显示器基片背面进行紫外线照射,由于紫外线透过一般为透明的平面显示器基片,所以使除了像素控制元件的上面(与平面显示器基片或透明的热可塑性树脂膜不接触的面)以外的全部透明的紫外线硬化树脂膜硬化。此后,除去像素控制元件上面的不硬化的透明的紫外线硬化树脂膜后,在除了像素控制元件的上面的周围部分形成均匀的用紫外线硬化后的透明的树脂膜,稳定地形成从像素控制元件的上面引出的布线。

此外,希望权利要求1至权利要求6中任一项所述的发明,从安装简便的方面考虑,在上述像素控制元件表面形成用于连接信号线的电极焊盘(pad),所述电极焊盘长度和宽度为30μm以上500μm以下、厚度为20μm以上100μm以下的结晶硅基片或多晶硅基片。此外,从保护像素控制元件和在它上面形成的电路的方面考虑,更希望在上述像素控制元件表面形成硅的氮化膜或硅的氧化膜的保护膜。此外,从生产效率和加工精度方面考虑,更希望上述像素控制元件是在结晶硅基片或多晶硅基片表面形成像素控制功能后,对背面进行机械研磨成20μm以上100μm以下的厚度,此后利用喷砂加工或激光加工切断成长度和宽度为30μm以上500μm以下的像素控制元件。

此外,在权利要求1至权利要求6中任一项所述的控制多个像素的像素控制元件中形成通过其内部的布线,另一方面在平面显示器基片上形成布线时,希望利用网板印刷形成,其中所述网板印刷是使用了与像素控制元件内部布线和点线形连接的平面显示器布线对应的规定图形的网板掩模。其中作为网板掩模希望为使用薄金属箔的金属掩模。

如果采用此发明,是以控制多个像素的像素控制元件为前提,此像素控制元件位于数据线、门线和像素线之间,此像素控制元件在以像素控制元件为中心在纵横方向需要数据线等的布线。因此,预先在像素控制元件内形成通过其内部的布线,把此像素控制元件用上述权利要求1至权利要求6的像素控制元件的选择转印方法转印后,在形成通过控制多个像素的像素控制元件内部的布线和连接的平面显示器基片上形成的数据线等的布线时,由于数据线等的布线成点线状,可以使用形成对应于数据线等的布线的规定图案的网板掩模,其结果可以用直接印刷涂敷布线材料的方法在平面显示器基片上形成与上述像素控制元件连接的图案布线。在这一点上,现有的布线方法是把布线材料在整个基片上进行薄膜沉积,用光刻法对它进行图形转印,浸蚀布线材料薄膜,去除保护膜等的高价格的复杂的制造工序。此外,不使用上述的网板掩模就不能网板印刷。

此外,权利要求7所述的像素控制元件的安装装置,是进行权利要求1至权利要求6中任一项所述的像素控制元件的选择转印方法的安装装置,其特征在于,上述安装装置是进行把上述吸附用基片上的像素控制元件有选择地吸附并定位在吸附装置上后转印在平面显示器基片上的工序的装置;设有安置上述吸附用基片的像素控制元件载物台、安置平面显示器基片的基片载物台、具有形成真空吸附孔的真空吸盘的吸附装置;上述像素控制元件载物台和基片载物台的两个载物台分别具有旋转角度调节机构;吸附装置具有利用X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构在垂直的3个方向自由移动的功能,在对应于上述第1方向的方向上以px的排列形成吸附孔,而且在对应于上述第2方向的方向上以py的排列形成吸附孔。

如果采用此发明,由于像素控制元件吸附部位上形成的吸附孔在对应于上述第1方向的方向上以px排列间距形成,且在对应于上述第2方向的方向上以py排列间距形成,所以可用权利要求1至权利要求6中任一项所述的像素控制元件的选择转印方法安装像素控制元件。

权利要求8所述的像素控制元件转印后的布线形成方法的特征在于,在权利要求1至权利要求6中任一项所述的控制多个像素的像素控制元件上形成通过其内部的布线,另一方面在平面显示器基片上形成布线时,利用网板印刷形成,其中所述网板印刷使用与像素控制元件内部布线和点线形连接的平面显示器布线对应的规定图形的网板掩模。其中作为网板掩模希望使用薄金属箔的金属掩模。

如果采用此发明,以控制多个像素的像素控制元件为前提,此像素控制元件位于数据线、门线和像素线之间,此像素控制元件在以像素控制元件为中心在纵横方向需要数据线等的布线。因此,预先在像素控制元件内形成通过其内部的布线,把此像素控制元件用上述权利要求1至权利要求7的像素控制元件的选择转印方法转印后,在形成通过控制多个像素的像素控制元件内部的布线和连接的平面显示器基片上形成的数据线等的布线时,由于数据线等的布线成点线状,可以使用形成对应于数据线等的布线的规定图案的网板掩模,其结果可以用直接印刷涂敷布线材料的方法,在平面显示器基片上形成与上述像素控制元件连接的图案布线。在这一点上,现有的布线方法是把布线材料在整个基片上进行薄膜沉积,用光刻法对它进行图形转印,浸蚀布线材料薄膜,去除保护膜等的高价格的复杂的制造工序。此外,不使用上述的网板掩模就不能网板印刷。

本发明的权利要求9所述的平面显示器基片是在像素和控制此像素的像素控制元件与连接他们的布线一起形成的平面显示器基片中,其特征在于,像素以i行j列排列,上述像素控制元件是用一个集成电路控制多个像素的像素控制元件,大体配置在上述i行j列的中央,通过使用共同的区域的布线进行上述各像素的连接。此外,本发明的权利要求10所述的平面显示器基片的特征在于,上述像素控制元件用上述在权利要求1至权利要求6中任一项所述像素控制元件的转印方法转印。

如果采用此发明,上述像素控制元件是用一个集成电路控制多个像素(或像素电极)的像素控制元件,大体布置在上述i行j列的中央,由于通过上述布线与各像素连接,所以有助于减少布线数(节省布线)、减小布线造成的遮光部位的面积,提高口径比例。由于像素控制元件配置在i行j列的中央,以i×j个像素为一个像素组的话,把包括在像素组中的各像素用一个像素控制元件进行控制上,成为它的中心位置,可以使从此位置向对称位置像素的布线长度相同,进行布线。

本发明权利要求11所述的显示器基片的特征在于,是以上述权利要求9或权利要求10所述的发明为前提,上述i行j列是i×j为3的倍数,上述像素控制元件把3色的3像素作为一组的话,用一个集成电路控制多组。采用此发明的话,由于由三原色(RGB)的组合构成的3个像素可以用一个像素控制元件进行控制,发出的颜色和对比度变得良好。具体可以考虑2行6列、6行2列、2列12行、4列12行等。

本发明权利要求12所述的显示器基片的特征在于,是以上述权利要求9或权利要求10所述的发明为前提,上述像素控制元件是用一个集成电路对2行6列排列的3色×4像素进行控制的像素控制元件,在2行6列的中央配置上述像素控制元件。

采用此发明的话,由于由三原色(RGB)的组合构成的3个像素可以用一个像素控制元件进行控制,发出的颜色和对比度变得良好。在这里,像素控制元件也可以简单控制i行j列的3色×4像素。具体可以考虑2列12行、4列12行等。但是,随像素数量增加布线数量也增加,担心它的口径比例恶化,希望像素控制元件用一个集成电路进行2行6列排列的3色×4像素的控制,在2行6列的中央配置上述像素控制元件。

本发明的权利要求13所述的显示器基片的特征在于,是以上述权利要求9至权利要求12的任一项所述的发明为前提,上述像素控制元件是被转印在平面显示器基片上的像素控制元件,采用具有如下工序的制造方法,被转印到平面显示器基片上;把在表面上形成控制多个像素的多个集成电路的像素控制元件用基片固定在定位基片上的工序、把在每个集成电路上切断像素控制元件用基片的像素控制元件固定在吸附用基片上的工序、把吸附用基片上的像素控制元件有选择地吸附在吸附装置后转印在平面显示器基片上的工序。具体说,希望用上述权利要求1至权利要求6中任一项所述像素控制元件的转印方法转印像素控制元件来制造。

附图说明

图1为表示集成电路概要的俯视图;

图2为表示在集成电路上形成保护膜状态的俯视图;

图3为表示在硅基片上形成集成电路状态的俯视图;

图4为平面显示器基片的俯视图;

图5为硅基片的俯视图;

图6为表示硅基片的机械研磨的剖面图;

图7为表示把硅基片正反面颠倒的剖面图;

图8为正反面颠倒后的硅基片的剖面图;

图9为形成图案的硅基片的剖面图;

图10为喷砂加工的示意图;

图11为剥离光致抗蚀膜后的硅基片剖面图;

图12为真空吸盘的俯视图;

图13为选择像素控制元件的示意图;

图14为表示吸附像素控制元件的剖面图;

图15为经层压加工热可塑性树脂薄膜的平面显示器的剖面图;

图16为表示像素控制元件安装的示意图;

图17为安装像素控制元件后的平面显示器基片的剖面图;

图18为涂敷透明紫外线硬化树脂膜的平面显示器基片的剖面图;

图19为表示紫外线照射的示意图;

图20为去除一部分紫外线硬化树脂膜的平面显示器基片的剖面图;

图21为形成透明电极的平面显示器基片的剖面图;

图22为形成布线的平面显示器基片的剖面图;

图23为平面显示器基片的俯视图;

图24为液晶显示器的剖面图;

图25为液晶显示器制造工序的流程图;

图26为形成图案的硅基片的剖面图;

图27为喷砂加工的示意图;

图28为剥离光致抗蚀膜后的硅基片剖面图;

图29为表示硅基片正反面颠倒的示意图;

图30为正反面颠倒后的硅基片的剖面图;

图31为像素控制元件的安装装置简图;

图32(a)为形成通过内部的布线的像素控制元件示例、和使用此像素控制元件用网板印刷形成布线时的网板掩模示例,与平面显示器基片的俯视图比较的图示,(b)为对应于(c)的平面显示器基片的布线的网板掩模的图示;

图33为表示本发明的像素排列的其他示例的平面图;

图34为表示本发明的像素排列的其他示例的平面图;

图35为把本发明的内容与专利文献2进行比较说明的示意图;

图36为把本发明的内容与专利文献2进行比较说明的示意图;

图37为表示本申请的像素控制元件的配置图案和像素排列的示意图;

图38为表示现有的像素控制元件的配置图案和像素排列的示意图。

具体实施方式

下面用附图对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式的平面显示器基片的制造方法)

(1.液晶显示器结构)

本实施方式是将本发明的平面显示器基片的制造方法应用于液晶显示器制造中的情形。如图24所示,液晶显示器200具有在平面显示器基片100和彩色滤光基片111之间夹持液晶112这样的结构。由塑料基片构成的平面显示器基片(也称为第1基片和阵列基片)100上通过树脂膜101形成矩阵形的像素控制元件1和透明电极(像素)102,在它的上面形成取向膜110。另一方面,在彩色滤光基片111上通过耐溶剂层113形成与上述透明电极102相对的彩色滤光片114,在它的表面形成彩色滤光片用透明电极115和取向膜110。像素控制元件1具有多个薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor),利用控制多个透明电极102来对各像素的接通、断开、浓淡等进行控制。

(2.像素控制元件的选择转印方法)

上述结构的液晶显示器200利用图25所示的制造方法进行制造。其主要包括如下工序:在像素控制元件用基片2上形成进行多个像素控制的集成电路3后固定在定位基片7上的工序R1;研磨像素控制元件用基片2的工序R2;把像素控制元件用基片2移到吸附用基片9上的工序R3、切断成像素控制元件1的工序R4;用吸附装置51把像素控制元件1转印到平面显示器基片100上的工序R5;形成透明电极和布线的工序R6;形成取向膜和进行摩擦的工序R7;把彩色滤光基片贴合的工序R8;注入液晶的工序R9。

首先,在上述工序R1中,作为像素控制元件用基片2在结晶硅基片或多晶硅基片(下面称为硅基片)2上形成进行多个像素控制的集成电路3。向硅基片2上形成集成电路3采用众所周知的半导体制造技术进行。图1表示此集成电路3的一个示例。在图1的集成电路3中形成12个进行像素控制的薄膜晶体管的电子器件3a。也就是利用一个集成电路3,可以进行3色(RGB的3色)×4像素的控制。此外,也预先形成用于连接各像素的电流保持电路3b和像素线107等信号线的电极焊盘3c。形成这样的集成电路3后,如图2所示,电极焊盘3c以外的部分堆积氮化硅膜或氧化硅膜4,保护集成电路3。其中,为了保持在列方向上与离开像素控制元件1的像素的布线的直线性,实施直线形的从像素控制元件1的列的布线(仅用直线布置可以可靠地连接像素控制元件与各像素)(参照图37)。3色×4像素的12像素随着从所述布线交叉位置上配置的像素控制元件1离开,也可使其长度变长(参照图37)。此外,作为像素排列的其他示例,上述i行j列是i×j为3的倍数,上述像素控制元件1以3色的3个像素为一组,用一个集成电路3控制多组,如图33所示,可以考虑用一个集成电路3控制作为2列12行的8组(以3色的3个像素为一组控制3的整数倍的24个像素),或如图34所示,用一个集成电路3控制作为4列6行的8组,配置在其中央的像素控制元件1是用一个集成电路3控制多个像素的像素控制元件1,也可以通过使用共同区域的布线与上述各像素连接。这样,像素的排列可以适用于i行j列的像素排列的图形。这样的话,上述像素控制元件1是用一个集成电路3控制多个像素(或像素电极)的像素控制元件,大体布置在上述i行j列的中央,由于通过上述布线与各像素连接,所以有助于减少布线数(节省布线)、减小布线造成的遮光部位的面积,提高口径比例。其中所谓的布线数是指布置在行方向或列方向的布线束构成的布线组(在本实施方式中是数据线109的集合或像素线和门线108的集合)的数。

如图3所示,在硅基片2上以规范的间距形成多个图1所示的集成电路3。象如下说明的那样,此规范的间距5、6是对应于平面显示器基片100上的间距105、106。在用一个集成电路3进行3色×4像素控制的情况下,如图4所示,在平面显示器基片100上的像素控制元件1对第1方向X以间距105进行安装,对第2方向Y以间距106进行安装。然后如图5所示,在硅基片2上形成多个的集成电路3的间距5、6以在平面显示器基片100上的像素控制元件1的间距105、106为基准来确定,使其间埋入取值为自然数的m、n个的像素控制元件1。也就是,设对于平面显示器基片100中的第1方向X的间距105为px,同样设对于第2方向Y的间距106为py的情况下,在硅基片2中的第1方向X的间距5为px/m,同样第2方向Y的间距为py/n。如图6所示,把硅基片2表面也就是形成集成电路3的面2a用第1粘接带8固定在定位基片7上。

然后,在工序R2中,对硅基片2的背面也就是不形成集成电路3的面2b进行机械研磨,使硅基片2成为厚度在20~100μm左右的薄膜。第1粘接带8可以使用经过规定的加热来粘接力降低的热剥离带。

然后,在工序R3中,把硅基片2转印到吸附用基片9。具体说如图7所示,用第2粘接带10粘接硅基片2的背面2b和吸附用基片9,通过定位基片7加热第1粘接带8,剥离第1粘接带8和定位基片7。这样把硅基片2从定位基片7转印到吸附用基片9上。此时如图8所示,形成集成电路3的面2a成为表面一侧。其中,选择粘接带8、10使第1粘接带8的热剥离温度比第2粘接带10的热剥离温度低的话,可以防止对第1粘接带8的加热通过硅基片2传导到第2粘接带10,吸附用基片9和硅基片2的粘接力降低而引起的位置偏移等不适宜的情况。

此外,粘接带8、10的粘接方法也可以不同,也就是使粘接力改变的方法也可以不同。例如,使第1粘接带8为用紫外线照射弱化粘接力的粘接带,使第2粘接带10为热剥离带的话,利用为了剥离第1粘接带8的紫外线照射来可以防止第2粘接带10的粘接力降低。

此后,在工序R4中,在每个集成电路3上把硅基片2切断成芯片形状,形成像素控制元件1。切断方法可以采用刻蚀、喷砂加工、激光加工、模刻加工等进行。从生产效率方面看,最适合采用高速、高压喷射氧化铝等粉末进行切削的喷砂加工,但是在希望使像素控制元件1的形状精度高的加工的情况下,适合于移动激光进行切削的激光加工。利用使用等离子体的所谓干法刻蚀也可以进行加工,但是由于加工速度比其他方法慢,生产效率低。此外,在使用药液的湿蚀刻中由于药液蔓延,像素控制元件1的加工精度差,在进行机械切断的模刻加工中,由于模刻的刀刃造成像素控制元件1飞溅等,在成品率方面是不利的。因此,切断方法的选择是重要的,象本实施方式这样切断20~100μm左右厚度的硅基片2的情况下,适合于喷砂加工或激光加工。在本实施方式中对用喷砂加工的示例进行说明。

图9、图10表示用喷砂加工的切断工序。在上述的硅基片2用机械研磨进行薄膜化和向吸附用基片9转印之后,进行对正位置和像素控制元件1的制作布线图案,以便可以在硅基片2上形成的集成电路3之间切断。制作布线图案采用平版光刻法等进行。图9是表示用平版光刻法进行制作布线图案后的状态的图示。然后如图10所示,把用制作布线图案形成的光致抗蚀膜11作为掩膜,进行喷砂加工。利用喷砂加工切分成一个个像素控制元件1后,剥离光致抗蚀膜11。图11表示剥离光致抗蚀膜11后的情况。

在图11所示阶段中,在吸附用基片9上像素控制元件1是排列成在第1方向X的间距5为px/m、第2方向Y的间距6为py/n的状态。在下面的工序R5中,把吸附用基片9在低的温度状态下加热,使第2粘接带10的粘接力稍稍降低,从所述排列的像素控制元件1仅吸附规定的像素控制元件1,把像素控制元件1配置在平面显示器基片100上。此时,在吸附工序完成前也可以继续对吸附用基片9进行加热,也可以在吸附时仅加热要吸附的像素控制元件1附近。这样可以使加热时间和热量减少。此外,作为第2粘接带10使用利用紫外线照射降低粘接力的材料,使用吸附用基片9上透过紫外线的材料的情况下,利用仅在要吸附的像素控制元件1附近短时间照射紫外线光束,可以减少使第2粘接带10的粘接力降低需要的时间和热量(紫外线照射量)。

图12是表示在工序5中进行吸附的吸附装置51的真空吸盘52。在真空吸盘52的吸附面上涂敷含氟树脂。此含氟树脂具有作为用后面所述的透明热可塑性树脂薄膜101等形成的透明热可塑性树脂膜的分型剂的作用。进行像素控制元件1的吸附(chucking)的真空吸附孔53在第1方向X以与平面显示器基片100上的像素控制元件1相同的排列间距55(也就是px)形成自然数K列,在第2方向Y也同样以排列间距56(也就是py)形成自然数L列。因此,利用此真空吸盘52,把填满平面显示器基片100上的第1方向X的间距105和第2方向Y的间距106的像素控制元件1一次可以最多吸附K×L个,可转印到平面显示器基片100上。

在图13中加了斜线的部分表示在第1方向X以间距5(也就是px/m)、在第2方向Y以间距6(也就是py/n)正确规范排列的像素控制元件1中,用真空吸盘52吸附的像素控制元件1的一个示例。也就是,由于在第1方向上每自然数m个(每隔m-1个)进行选择,在第2方向上每自然数n个(每隔n-1个)进行选择,所以选择吸附加了斜线的部位的像素控制元件1。然后,下次吸附时,例如在吸附用基片9中,把真空吸盘52在第1方向X(图13中的向右方向)仅偏移到宽度px/m的话,与上次吸附时相同,可以选择吸附位于已经吸附的像素控制元件1(图13中加了斜线的)的右侧相邻的像素控制元件1。这样的选择吸附操作最多可以重复m×n次。此外,图14表示使用真空吸盘52吸附像素控制元件1的状态。通过这样一次或多次进行像素控制元件1的选择转印,可以把像素控制元件1转印到整个平面显示器基片100上。

下面对把吸附的像素控制元件1固定在平面显示器基片100上的方法进行说明。如图15所示,在平面显示器100表面上对透明热可塑性树脂薄膜101进行层压加工。也可以涂敷透明热可塑性树脂形成膜来代替透明热可塑性树脂薄膜101,也可以用透明热可塑性树脂做的平面显示器基片100来代替透明热可塑性树脂薄膜101。如图16所示,在转印像素控制元件1之前,预先把这样的平面显示器基片100用加热器等加热,在可以适当产生塑性变形的透明热可塑性树脂薄膜101上进行转印,埋入被吸附的像素控制元件1。

或者,也可以把被吸附的像素控制元件1放在透明热可塑性树脂薄膜101上以后,进行按压转印来埋入。此时由于透明的热可塑性树脂薄膜101没有被充分加热,与像素控制元件1的附着性弱,附着在真空吸盘52上的像素控制元件1与透明热可塑性树脂薄膜101接触后,像素控制元件1从真空吸附孔53脱离的瞬间,有时像素控制元件1位置会稍稍偏离。因此,像素控制元件1从真空吸附孔53脱离时,施加从真空吸附孔53来的压缩空气,利用此压缩空气形成的压力,使像素控制元件1放置在透明的热可塑性树脂薄膜101上,像素控制元件1和透明热可塑性树脂薄膜101紧密附着,所以可靠地把像素控制元件1从真空吸附孔53脱离,同时可以防止透明热可塑性树脂薄膜101上的位置偏移。

按压的方法是可以在像素控制元件1配置后或配置时,把透明的热可塑性树脂薄膜101加热,可以产生塑性变形后用按压装置等进行按压,也可以把按压装置加热后按压。此外,在按压的时机(时间)上可以是把全部像素控制元件1配置完成后一起按压整个平面显示器基片100,也可以只是配置任意数量(例如配置在平面显示器基片100规定面积上的数量)的像素控制元件后进行按压。此时,希望稍稍残留有真空吸附孔53的周围,预先把残留的部分削去与像素控制元件1的厚度相同或更厚。例如在真空吸附孔53上吸附了像素控制元件1时,在吸附孔53的周围残留有隐藏像素控制元件1的区域,象上述那样把残留的部分削去等。这样可以防止已经配置的像素控制元件1干扰真空吸盘52(特别是边缘部位)产生位置偏离。此外,在吸附时,可以防止在吸附用基片9上的没有被吸附的像素控制元件1(也就是未配置的像素控制元件1)因真空吸盘52干扰而造成位置偏离和损伤像素控制元件1。

此外,作为其他的埋入像素控制元件1的方法,也可以利用激光照射等进行局部加热。这种情况下,由于转印像素控制元件1部位局部可以发生塑性变形,施加埋入的力来转印时,可以防止使已经转印的像素控制元件1附近的透明热可塑性树脂薄膜101变形而引起位置偏离。

此外如上所述,由于在真空吸盘52吸附像素控制元件1的面(吸附面)上涂敷含氟树脂,所以由透明热可塑性树脂薄膜101构成的透明热可塑性树脂膜不附着在真空吸盘52的吸附面上。这样在本发明中由于能正确而且可靠地把像素控制元件1配置在透明热可塑性树脂薄膜101上,因此不需要预先在透明的热可塑性树脂膜101上形成现有专利文献1和非专利文献1中的凹坑的工序。图17表示在透明热可塑性树脂膜101上埋入像素控制元件1进行转印后的状态。

如图17所示,向透明热可塑性树脂膜101埋入像素控制元件1进行转印后,特别是在像素控制元件1的周围,有时产生透明热可塑性树脂膜101的凹陷变形103。为了使此凹陷变形103平坦和可靠固定像素控制元件1,如图18所示,在平面显示器基片100的转印了像素控制元件1的面上涂敷透明紫外线硬化树脂膜104,如图19所示,从选择转印了像素控制元件1的相反一侧的面进行紫外线照射。由于平面显示器基片100和透明的热可塑性树脂膜101透过紫外线,所以除了不透过紫外线的像素控制元件1表面以外的透明紫外线硬化树脂膜104硬化。此后,除去像素控制元件1上的不硬化的透明紫外线硬化树脂膜104。图20表示除去处理后的平面显示器基片100。此外,作为透明紫外线硬化树脂膜104利用选择能承受此后向液晶显示器200组装中使用的有机类溶剂处理的材质,可以从有机类溶剂保护透明热可塑性树脂膜101。

(布线形成方法)

用以上的方法,把像素控制元件1固定在平面显示器基片100上以后,在工序R6中如图21所示,在平面显示器基片100表面形成透明电极(像素或像素电极)102。然后如图22和图23所示,形成像素控制元件1和透明电极102之间的布线(像素线)107、门线108和数据线109等的布线。

在本实施方式中,把控制多个像素的像素控制元件1和门线108、数据线109、像素线107等的布线使用网板掩模MM的网板印刷等印刷涂敷方法形成图形。如图32(a)所示,在控制多个像素的像素控制元件1中以多层的结构形成通过其内部的布线D9、P7、G8(也就是可以将纵方向的数据线109保持直线状)。也就是,预先形成连接门线108、数据线109、像素线107等布线的布线D9、P7、G8。另一方面,作为网板掩膜MM有金属掩模和网格掩模,用什么都可以,根据后面叙述的原因希望使用金属掩模MM。图32(b)是表示使用金属掩模MM的网板掩模MM的一个示例,金属箔的金属掩模MM上形成对应于像素线107、门线108、数据线109的点线形规定图案(纵横形成狭缝的图案)的孔MD9、MP7、MG8。本实施方式的网板印刷作为金属掩模MM在厚度20μm左右金属箔的图案部分(图案)上开孔,从此部分涂敷油墨(布线材料)。其中,符号MD9为对应于图32(c)的平面显示器100的数据线109的图案,符号MP7同样是对应于像素线107的图案,符号MG8同样是对应门线108的图案。控制多个像素的像素控制元件1位于纵横的规定图案MD9、MP7、MG8的中央位置MS。为了上述像素控制元件1控制门线108和数据线109等的整个图像,采用设置在整个画面上的一部分布线通过设置在整个画面上的控制多个像素的像素控制元件1内部的结构的话,在使用上述网板掩膜MM对门线108和数据线109等的布线进行图案布线时,可以形成象上述网板掩膜MM纵横规定图案那样分割成每个微小区域的MD9、MP7、MG8,使用形成它们的上述网板掩膜MM的话,在平面显示器基片100上可以同时形成门线108等的布线。在这一点上现有液晶显示器中的布线是在纵横笔直延伸的布线之间夹有一个TFT,向各像素发送信号的信号线(数据线和门线)纵横几乎连成一直线,金属掩模本身的加工是不可能的。此外,此布线方法变成把布线材料堆积在整个平面显示器基片上形成薄膜,通过利用平版光刻法把它进行图案转印,然后浸蚀布线材料薄膜,去除保护膜等等的高价格的复杂的制造工序。此外,在本实施方式中,基片上的布线由于成为全部用上述像素控制元件1隔开的点线图案(断续的图案),所以可以用上述的方法形成全部的布线。但是,也可以预先用与现有方法相同的形成方法形成在纵横布线的门线108等布线的主要部分(直线部分),用本实施方式的布线连接方法仅形成上述的以上述像素控制元件1为中心的连接部分。

在本实施方式中,为了将上述像素控制元件1装入数据线109和门线108等的布线之间的点线形的中央部位,由于利用金属掩模MM的网板印刷,可以在平面显示器基片100上直接印刷涂敷布线材料形成全部有效的良好布线图案,所以生产效率大幅度提高。但是,使用金属掩模MM的原因是由于在使用网板网孔的方法中,印刷宽度10~20μm的细线是个界限,LCD信号线现状是一般为10μm左右,难以使用。与此相反,在使用网板印刷的金属掩模MM的方法中,可以直接印刷10μm以下的细线,与现有技术相比具有可以低价格地实施布线的优点。

然后,在工序R7中如图24所示,在平面显示器基片100表面上形成取向膜110,进行摩擦。而且,在工序R8中把彩色滤光基片111贴合后,在工序R9中进行液晶112和衬里(spacer)的注入和封堵,完成液晶显示器200。

(第2实施方式的平面显示器基片的制造方法)

如图25的流程图所示,本实施方式是在像素控制元件1的切断工序R10以后,进行向吸附用基片9的转印工序R11的方式。在工序R2中,在图6所示的硅基片2的机械研磨后,作为工序R10进行对正位置和像素控制元件1的制作布线图案,以便可以在硅基片2上形成的集成电路3之间切断。此时,由于集成电路3不是在硅基片2的表面一侧,是在接触定位基片7的一侧,不能直接从上方看到来确认,使集成电路3对正位置。因此,在硅基片2背面2b设有表示集成电路3位置的对正位置标志,或在硅基片2和定位基片7上设有对正位置用的贯通孔,可以对正位置。此外,使定位基片7和第1粘接带8采用透明的物质的话,可以从背面确认集成电路3的位置。

制作布线图案采用平版光刻法等进行。图26表示制作布线图案后的状态。然后如图27所示,以用制作布线图案形成的光致抗蚀膜11作为掩膜,进行喷砂加工。利用喷砂加工来切分成一个个像素控制元件1后,剥离光致抗蚀膜11。图28表示剥离光致抗蚀膜11后的情况。

然后,如图29所示,作为工序R11用第2粘接带10粘接像素控制元件1的背面和吸附用基片9,通过定位基片7加热第1粘接带8,剥离第1粘接带8和定位基片7。其中,担心在加热第1粘接带8期间因粘接力降低,剥离会造成像素控制元件1飞散,弄乱规则的排列。因此,利用加热来进行剥离时,必须关注要一边对像素控制元件1稍微按压固定一边加热第1粘接带8,防止像素控制元件1飞散或位置偏移等。这样把像素控制元件1从定位基片7转印到吸附用基片9。此时如图30所示,形成集成电路3的面成为表面一侧。

其中与第1实施方式相同,从防止位置偏移的观点看,分别选择粘接带8、10,使第1粘接带8的热剥离温度比第2粘接带10的热剥离温度低。此外,也可以使各个粘接带8、10的粘接力不同。在硅基片2的机械研磨和向像素控制元件1的切分工序中,作为第1粘接带8选择具有仅能承受作用在像素控制元件1和定位基片7上的力的粘接力的材料,作为第2粘接带10选择容易吸附的粘接力的材料的情况下,更可靠地防止位置偏移,此后的吸附工序可以顺利进行。此外,与第1实施方式相同,也可以仅使要吸附的像素控制元件1的附近的粘接力降低。

(实施例)

下面一边与专利文献1对比,一边对制造对角线尺寸为50英寸、图像分辨率SXGA(1280×3色×1024)、口径比例80%的液晶显示器情况进行说明。

(1)元件形状的对比

在本方法中,在用1个元件控制12个像素的情况下,Si片的大小为200μm左右。与此相反,在专利文献1中,在用1个元件控制1个像素的情况下,Si片的大小为60μm左右。

(2)元件间距的对比

在本发明中,元件间距为横向1.7mm、纵向1.22mm左右。在专利文献1中,元件间距为横向0.3mm、纵向0.6mm左右。

以上述为前提比较本方法和专利文献1的话,(1)对于“元件加工的生产率”,由于用本方法的控制多个像素的像素控制元件比专利文献1的方法的元件大得多,可以减少切削余量,降低材料消耗量,加工工时数明显减少。(2)对于元件向基片转印,由于用本方法为了把像素控制元件转印到平面显示器基片上,用元件配置间距加工真空孔的真空吸盘从以规则排列排在一起的元件有选择地吸附元件,转印到基片上,而真空孔是以φ100μm左右的直径排列成横向1.7mm、纵向1.2mm。被转印一侧的Si片的尺寸在8英寸基片左右的情况下,可以一次吸附9000个左右的Si片。另一方面,假如采用专利文献1的方法的话,需要以0.3mm间隔加工φ40μm左右的真空孔。此外,假如是从8英寸基片吸附Si片的情况下,需要加工大约11万个真空孔。在现在的加工技术中真空吸盘可以使用的深孔的加工中,加工φ100μm是可能的,φ40μm的微细孔加工困难,而且必须加工得非常多,专利文献1的方法现在实际上不能实现。(3)关于“元件的检查和修复”,本方法由于配置的元件个数少,元件的检查、修复也容易。此外,在专利文献1的方法(元件规则排列)中,即使实施所谓的“吸附和埋入”的方法,如前所述用1个元件控制1个像素的小的元件中,加工用于吸附的真空吸盘本身也很困难。再有把元件本身加大的话,由于口径比例减小,液晶显示器的性能就会降低。

上面,在第1和第2实施方式中,对将本发明适用在制造液晶显示器的场合进行了说明,但本发明并不限于此,也可推广到适用于用有机EL等的平面显示器的制造。

(像素控制元件的安装装置)

下面对利用第1和第2实施方式中说明的方法来安装像素控制元件安装的装置进行说明。图31表示用本实施方式的像素控制元件1的安装装置300。此安装装置300具有将像素控制元件1向平面显示器基片100选择转印时的吸附功能和配置功能,是实施图25的工序R5的装置。配置功能由安置像素控制元件1的像素控制元件载物台301和安置平面显示器基片100的基片载物台302构成。像素控制元件载物台301用静电吸盘、低粘接能力粘接带等设备来安置像素控制元件1,具有加热器或紫外线照射装置等的剥离机构303。此外,基片载物台302是用真空吸盘、静电吸盘、机械卡盘等来安置平面显示器基片100的机构,具有用加热器等加热的机构309。使用机械卡盘的情况是安置平面显示器100端部的情况。此外,像素控制元件载物台301和基片载物台302分别具有旋转角度调节机构,利用由计算机等控制装置308调节控制旋转角度。吸附功能是由选择吸附像素控制元件1的吸附装置51、附属于吸附装置51的对正位置用摄像机304、X轴调节机构305、Y轴调节机构306、Z轴调节机构307构成。各轴调节机构305、306、307是对于各自的轴把吸附装置51在最合适的地方对正位置的机构,利用控制装置308控制,分别对正位置。此外,对正位置用摄像机304的图像数据被送到控制装置308,在控制装置308的监视器(图中没有表示)上显示图像。

下面对利用安装装置300的像素控制元件1的安装进行说明。把安置有像素控制元件1的吸附用基片9放置在像素控制元件载物台301上,把平面显示器基片100放置在基片载物台302上,然后分别进行平行调整。平行调整是分别调整载物台301、302的旋转角度调节机构,使吸附用基片9上的第1方向X、平面显示器基片100上的第1方向X、X轴调节机构305的可动方向平行。也可以进行分别使基片9、100的第2方向Y,Y和Y轴调节机构306的可动方向平行的平行调整。作为平行度的确认基准,预先利用在形成像素控制元件1的硅基片2或吸附用基片9和平面显示器基片100上设置对正位置标记M1来容易地进行。或也可以以像素控制元件1的端部和平面显示器基片100的端部为基准。平行度的确认使用对正位置用摄像机304,一边确认控制装置308的监视器,一边观察硅基片2或吸附用基片9的对正位置标记M2、或像素控制元件1和平面显示器基片100的端部并转动像素控制元件载物台301,使吸附用基片9的第1方向X与X轴调节机构305的可动方向平行。同样使基片载物台302转动,使平面显示器基片100的第1方向X与X轴调节机构305的可动方向平行。此时,也可以在控制装置308中,通过将对正位置用摄像机304的信号进行图像处理来自动进行平行调整。

平行调整后把硅基片2或吸附用基片9的对正位置标记M2的位置信息和平面显示器基片100的对正位置标记M1的位置信息存储到控制装置308中。这些位置信息分别由X轴调节机构305、Y轴调节机构306、Z轴调节机构307的位置信息构成。例如,也可以把像素控制元件1的左下方的片(作为基准的片)的位置和平面显示器用基片100的身前左侧作为基准位置,把这些位置信息存储到控制装置308中,来代替各个对正位置标记M1、M2。

在存储位置信息后,进行像素控制元件1的吸附。在吸附前,预先驱动剥离装置303的加热器和紫外线照射装置,使吸附用基片9的第2粘接带10处于低粘接能力状态。此外,预先驱动加热机构309,使平面显示器基片100的透明热可塑性树脂薄膜101可塑性变形。如第1实施方式中所述,在吸附装置51中具有真空吸盘52,以与平面显示器基片100上的像素控制元件1的间距105、106相同的间距55、56设置真空吸附孔53,真空吸附孔53的位置信息预先存储到控制装置308中。利用控制装置308来驱动X轴调节机构305、Y轴调节机构306、Z轴调节机构307,把真空吸盘52移动到像素控制元件载物台301的上方,吸附像素控制元件1。把最初吸附的像素控制元件1作为与先前的基准位置最近位置的像素控制元件1,此后的控制就可以高效地进行,所以优选。

如第1实施方式中所述,根据第2粘接带10和吸附用基片9的种类的不同,使第2粘接带10变成低粘接能力时,可以利用紫外线束等的能量线进行。此时作为剥离装置303使用产生热射线和紫外线束的能量线发生装置,吸附前预先使它们成准备状态。然后吸附时(或开始吸附之前)只对吸附的像素控制元件1的附近照射能量线,使第2粘接带10局部变成低粘接能力状态。因此,在吸附工序完成前无须保持加热状态(或紫外线照射状态),不吸附的像素控制元件1的附近的粘接带10没有成为低粘接能力状态,所以在吸附基片9上不会弄乱像素控制元件1的排列。

驱动X轴调节机构305、Y轴调节机构306、和Z轴调节机构307,把吸附了像素控制元件1的真空吸盘52输送到平面显示器基片100的上方,把像素控制元件1安装到平面显示器基片100上。反复进行这些像素控制元件1的吸附和安装,把像素控制元件1安装到整个平面显示器基片100上。此外,预先设置多台像素控制元件载物台301和吸附装置51,数批的像素控制元件1同时进行安装的话,可以使生产率提高。

此外,由于可以预先利用加热机构309使透明热可塑性树脂薄膜101可塑性变形,把真空吸盘52按压在透明的热可塑性树脂薄膜101上安装像素控制元件1的话,像素控制元件1被配置成埋入透明热可塑性树脂薄膜101中。也可以不用加热机构309预先加热,或在基片载物台302上不设置加热机构309,也可以把像素控制元件1配置到平面显示器基片100(透明的热可塑性树脂薄膜101)上以后,从上方加热按压,安装成埋入透明热可塑性树脂薄膜101。此外,也可以通过从背面照射激光,对透明热可塑性树脂薄膜101进行局部加热。

安装像素控制元件1后,在使用透明紫外线硬化树脂膜104的情况下,在平面显示器基片100的配置像素控制元件1的面上涂敷透明的紫外线硬化树脂膜104后,利用其他的紫外线照射装置(图中没有表示),从平面显示器基片100背面进行紫外线照射,进行像素控制元件1的固定。此时,也可以把紫外线照射装置组装到基片载物台302上。

此安装装置300是将吸附用基片9上的像素控制元件1吸附后安装到平面显示器基片100上的装置,而第1和第2实施方式中的除了吸附和安装工序R5以外的工序中,可以使用众所周知的制造装置(例如半导体制造装置和光平版印刷装置等)。也就是在已经引入有关安装像素控制元件1的装置的情况下,只要再引入本实施方式的安装装置300,就可以进行第1和第2实施方式中说明的像素控制元件的安装方法。

(实施例)

用上述的安装装置300对实际在液晶显示器用的平面显示器基片100上选择转印像素控制元件1的示例进行说明。本实施例的液晶显示器200为对角线尺寸为50英寸、图像分辨率为SXGA。在8英寸(直径200mm)的硅基片2上,用第1方向X的间距5为0.215mm、第2方向Y的间距6为0.244mm、厚度为0.06mm制作纵向200μm×横向150μm大小的像素控制元件1的情况下,1块硅基片(像素形成部分为140mm×140mm)可制作37万个像素控制元件1。在对角线尺寸为50英寸(1107mm×623mm)制作SXGA(1280×1024×3色)的图像分辨率的液晶显示器200的情况下,一个像素(3色)的尺寸为0.86mm×0.61mm。也就是在平面显示器基片100上的像素控制元件1的间距是第1方向X的间距105为1.72mm、第2方向Y的间距106为1.22mm。此时需要的像素控制元件1约为33万个。也就是用一块硅基片2可以够制作在一块50英寸的液晶显示器200上使用的平面显示器基片100的像素控制元件1。

在吸附这样制作的像素控制元件1的真空吸盘52上,使用形成第1方向X上80(=K)列和第2方向Y上102(=L)行的、直径100μm的真空吸附孔53,使第1方向的间距55为1.72mm、第2方向Y的间距56为1.22mm。

用此真空吸盘52,从像素控制元件1以平面显示器基片100的第1方向X的间距105(=1.72mm)、第2方向Y的间距106(=1.22mm),吸附K×L(=80×102=8160)个像素控制元件1,转印在平面显示器基片100上。反复进行此操作,把像素控制元件1转印在整个平面显示器基片100上。其结果通过第1方向X上8次、第2方向Y上5次共计40次的选择转印,可以把像素控制元件1转印到整个平面显示器基片100上。

(本实施方式和专利文献2的对比)

专利文献2的发明把与相当于本发明的像素控制元件的“元件组13”一个个吸附后转印的情况相反,本发明把多个像素控制元件以规定的间距吸附后转印。也就是在专利文献2中记载有“进行以元件组13的单位从元件形成基片11的剥离(段落号0018)”、“转印后元件组13之间的间距扩大(段落号0023)”。此外,在段落号0030和图8中,对在专利文献2中使用的定位装置(本发明的吸附装置)进行了说明。记载有在定位装置中吸附元件组13(本发明的像素控制元件)的中空部分35和抽气孔34(本发明的真空吸附孔),而中空部分35和抽气孔34是一个,用定位装置(吸附装置)可以吸附定位的像素组为一个。也就是在专利文献2中,使用可以吸附定位一个元件组13(本发明的像素控制元件)的定位装置(吸附装置),吸附每个元件组13,转印到显示装置基片14(平面显示器基片)上(图36(a))。因此,吸附和转印在每个元件组13(本发明的像素控制元件)中需要进行与其个数相同的次数,而且每次吸附和转印一个元件组13,必须在显示装置基片14上对正位置。

与此相反,本发明象所记述的“在上述像素控制元件用基片上形成多个像素控制元件,使对于第1方向,成为用自然数m去除在平面显示器基片上的第1方向中的像素控制元件排列间距px的px/m的排列间距,以及相对于与第1方向垂直的第2方向,成为用自然数n去除在平面显示器基片上的第2方向中的像素控制元件排列间距py的py/n的排列间距;在吸附装置中,以对应于上述第1方向的方向上px的排列间距、且以对应于上述第2方向的方向上py的排列间距形成进行夹紧像素控制元件的真空吸附孔,有选择地仅把对应于在平面显示器基片上的像素控制元件排列px、py的像素控制元件吸附并定位在吸附装置中,转印在平面显示器基片上(参照权利要求1)”那样,像素控制元件用基片上的像素控制元件的排列间距(px/m、py/n)和吸附装置的真空吸附孔的排列间距(px、Py)与平面显示器基片的排列间距(px、Py)相关联,利用一次吸附以在平面显示器基片上的排列间距(px、Py)选择多个像素控制元件,保持它的排列间距直接转印到平面显示器基片上(图36(b))。也就是象第23页第5行所述的那样,由于在第1方向上每自然数m个(每隔m-1个)进行选择,在第2方向上每自然数n个(每隔n-1个)进行选择,图13的加上斜线部位的多个像素控制元件1被有选择地吸附。因此,与象专利文献2那样,每个元件组13(本发明的像素控制元件)进行吸附和转印的情况相比较,吸附和转印的次数少,生产效率高。

此外,与在显示装置基片14(本发明的平面显示器基片)中,每个元件组13(本发明的像素控制元件)需要对正位置的专利文献2相比,由于在吸附时为在平面显示器基片上的排列间距(px、py),一次进行多个像素控制元件位置的对正。对于其效果,在第25页第18行进行了说明:“因此,利用此真空吸盘52把填满平面显示器基片100上的第1方向X的间距105和第2方向Y的间距106的像素控制元件1一次可以最多吸附K×L个,可转印到平面显示器基片100上。”;也在第26页第2行进行了说明:“下次吸附时,例如在吸附用基片9中把真空吸盘52在第1方向X(图13中的右方向)仅偏移到宽度px/m的话,与上次吸附时相同,可以选择吸附位于已经吸附的像素控制元件1(图13中加了斜线的)的右侧相邻的像素控制元件1。”而这样一面进行对正位置一面正确地吸附是本发明的特征。

此点在专利文献2中段落0017中记载有“各薄膜晶体管12的间隔为在元件之间可以分开就可以”,可以完全不考虑在像素形成用基片11(本发明的像素控制元件用基片)上的各薄膜晶体管元件12的排列间距。由此可以看出作为各薄膜晶体管元件12的集合体的元件组13(像素控制元件)的排列间距也完全可以不考虑。

如图36(a)所示,在专利文献2中在转印源(像素控制元件用基片)和转印目的方(平面显示器基片)中可以考虑对应于像素组13(像素控制元件)的排列间距为相同的。以这样简单的对应,用像素组13(像素控制元件)以扩散到像素控制用基片上的状态形成,变得相对于每个像素控制元件用基片的面积的像素控制元件的生产数量非常少。

与此相反,本发明在像素控制元件用基片上以自然数(m、n)除以平面显示器基片的排列间距(px、py)的排列间距(px/m、py/n)形成像素控制元件,使“形成多个像素控制元件,对于第1方向,成为用自然数m去除在平面显示器基片上的第1方向中的像素控制元件排列间距px的px/m的排列间距,以及相对于与第1方向垂直的第2方向,成为用自然数n去除在平面显示器基片上的第2方向中的像素控制元件排列间距py的py/n的排列间距”,一边进行像素控制用基片和平面显示器基片的对应,一边可以以密集的状态在像素控制元件用基片上形成像素控制元件(图36(a))。这样与上述单纯的对应相比,相对于每个像素控制用基片的面积的像素控制元件的生产效率大幅度提高。

此外如上所述,可以考虑“元件组13”是4个薄膜晶体管元件12分别控制其周围的4个像素的集合。具体说如图35(a)所示,是配置成在田字形的4个像素的中央密集用于控制这4个像素的4个薄膜晶体管元件12。引用文献2也与此相同(参照图5)。也就是与专利文献2的元件组13(相当于本发明的像素控制元件)控制一个像素的一个薄膜晶体管元件12集中多个并用多个薄膜晶体管元件12控制多个像素的情况相反,本发明的不同点是像素控制元件是用一个集成电路控制多个像素。把权利要求1的“用一个集成电路控制多个像素的像素控制元件”适用于本发明的一个实施方式的液晶显示器中的情况下,通过液晶112在与彩色滤光基片111相对的平面显示器基片100上,可以与它的布线一起配置用一个集成电路控制多个像素(例如3色×4像素)的多个像素控制元件。一般在显示器的布线部分是遮光部分。因此,象专利文献2那样用一个元件控制多个像素使用的情况下,布线部分集中在元件上,此部分成为遮光部分。与此相反,本发明中由于用上述像素控制元件和它的布线可以节省布线,在提高口径比例等方面是有效的。

在产业上利用的可能性

采用本发明的像素控制元件选择转印方法的话,以把在平面显示器基片上的第1方向和第2方向中的排列间距分别用自然数去除的排列间距形成像素控制元件,其中由于仅选择转印对应于平面显示器基片上的排列间距的像素控制元件,可以使全部的像素控制元件没有浪费地容易地进行转印。此时,在吸附用基片上转印,使集成电路面成为朝向表面的状态,然后切分像素控制元件的情况下,由于可以一边从表面一侧确认集成电路面,一边对正位置,因此切分工序容易进行。另一方面,切分像素控制元件后在吸附用基片上转印,使集成电路面成为表面的情况下,在机械研磨工序和切分工序中可以可靠地保护集成电路面,同时可以设定定位基片的粘接力,以能承受机械研磨和切分工序的强的粘接力,使吸附用基片的粘接力容易转印,根据各自的目的的粘接力。这样可以提高各工序的可靠性。此外因各自的粘接方法不同,从定位基片向吸附用基片转印像素控制元件时,能够防止弄乱像素控制元件的排列。

利用使像素控制元件固定在有可塑性变形的透明的热可塑性树脂膜的平面显示器基片上,用容易而且可靠的方法可以防止安装时和安装后的像素控制元件的位置偏移。此时,通过预先在吸附装置的吸附像素控制元件的面上涂敷含氟树脂,不会在吸附装置上附着透明的热可塑性树脂膜。此外,特别是在配置像素控制元件后按压,把像素控制元件定位在透明的热可塑性树脂膜上的情况下,利用吸附装置来向与吸附力相反方向压入空气,在把像素控制元件配置在透明的热可塑性树脂膜上,像素控制元件与透明的热可塑性树脂膜紧密接触,从吸附装置可靠分离像素控制元件的同时,可以防止在透明的热可塑性树脂膜上的像素控制元件的位置偏移。

利用像素控制元件的上面,也就是利用除去形成集成电路的侧面部分用透明的紫外线树脂膜覆盖,可以可靠地固定像素控制元件,同时稳定地形成从像素控制元件的上面引出的布线。

此外,在本发明的像素控制元件选择转印方法中使用的像素控制元件的安装装置主要是吸附像素控制元件后进行安装在平面显示器基片上的工序的装置。在本发明的像素控制元件的选择转印方法中,由于除了此工序以外的工序可以使用众所周知的制造装置,只要引入本发明的新像素控制元件的安装装置,就可以容易地实现本发明的像素控制元件的选择转印方法。此外由于可以利用现有的设备,可以廉价地实施。

本发明的像素控制元件在像素控制元件转印后的布线方法是形成通过其控制多个像素的像素控制元件的内部的布线,且利用使用形成规定图案的网板掩模的网板印刷来形成布线,所以可能使现有复杂的只能高价格形成的形成布线操作的效率大幅度提高,可以低成本地进行布线。

采用本发明的平面显示器基片的话,在与一方基片相对的平面显示器基片上与其布线一起配置多个用一个集成电路进行控制多个像素的像素控制元件,所以可以节省布线,在提高口径比例等方面是有效的。也就是说像素控制元件是用一个集成电路控制多个像素电极的像素控制元件,配置在i行j列的像素排列的接近中央的位置,由于通过上述布线与像素连接,可以使布线的数量减少(节省布线),减少布线造成的遮光部分。

此外,在专利文献2中由于以2像素的间距配置元件,布线部分的布线部位的遮光部位在2像素间距中进入。这种情况下由于RG、BR、GB、RG、…每2种颜色分开,在生成颜色上产生问题。与此相反,象本发明这样,上述i行j列是i×j为3的倍数,上述像素控制元件把3色的3像素作为一组的话,用一个集成电路控制多组时,由于可以以RGB的3色汇总的形式切分,所以利用进行本来需要的显色,由于可以防止与邻近的像素的混色,所以也可以期待提高对比度。再有进行用2行6列排列的3色×4像素的控制的话,由于元件以6像素间距排列,所以可以保持提高口径比例的效果,同时由于可以以汇总RGB的3色形式切分,所以可以进行本来需要的显色。再有用RGB切分可以防止与邻近的像素的混色,也可以期待提高对比度。

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