JP2009224304A - 微細孔基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微細孔を有する基板を製造する方法を提供する。
【解決手段】微細孔を有する基板を製造する方法であって、フレキシブル膜からなるロールの厚さだけ互いに離間している第１の面と第２の面とを有するフレキシブル膜からなるロールを供給し、形成すべき微細孔の深さを特定し、フレキシブル膜からなるロールの第１の面を穿孔して、第１の面に、ある深さを有する複数の微細孔を形成することを備える方法。
【選択図】図５Ｂ

Description

本発明は、一般的に微細加工に関し、より詳細には、微細孔を有する基板、およびその製造方法に関する。

ディスプレイ装置は一般に、携帯電話、ディジタルカメラ、ノートパソコン及び携帯端末（ＰＤＡ）等の様々な電子製品に用いられている。ディスプレイ装置は、一般的に、ガラス及びウェハ等の硬い基板上に、または、ポリマー等のフレキシブル基板上に形成することができる。小型、軽量及び薄型電子製品への関心が高まるにつれて、多くの製品が、小型形状で製造されている。例えば、半導体製造技術の進化は、小型化された電子製品及びディスプレイ装置に対する要求を満たす。この傾向に伴って、近年、電気的応用のためのフレキシブル基板に対する要求が劇的に高まっている。このフレキシブルな性質のため、フレキシブル基板の使用は、基板全体の厚さ及び重量を著しく低減することができる。また、フレキシブル基板は、モジュールのコンパクトさを高めることができ、および湾曲面や動的表面にも適用することができる。

微細加工技術は、電気的応用のためのフレキシブル基板を製造するのに利用することができる。微細加工は、微細メッシュ、または、約１００〜５００マイクロメータ（μｍ）の直径を有する微細孔を有する膜または基板を形成することが可能な製造プロセスを指す場合もある。微細孔基板または微細孔膜は、ディスプレイ装置に必要な輝度をサポートするために、ディスプレイ装置に適用することができる。

本発明に一致する一つの実施例は、微細孔を有する基板を製造する方法であって、フレキシブル膜からなるロールの厚さだけ互いに離間している第１の面と第２の面とを有するフレキシブル膜からなるロールを供給し、形成すべき微細孔の深さを特定し、フレキシブル膜からなるロールの第１の面を穿孔して、第１の面に、ある深さを有する複数の微細孔を形成することを備える方法を提供する。

本発明に一致する別の実施例は、微細孔を有する基板を製造する方法であって、第１の面と第２の面とを有するフレキシブル膜からなるロールを供給し、フレキシブル膜からなるロールの少なくとも一部分の第１の面を穿孔して、フレキシブル膜からなるロールの少なくとも一部の第１の面に、ある深さを有する複数の微細孔を形成し、微細孔の各々にエレクトロルミネッセンス材料を充填し、微細孔の各々の上部を密閉することを備える方法を提供する。

本発明に一致するさらに別の実施例は、ディスプレイ装置用の基板であって、第１の面と第２の面とを有するフレキシブル膜と、フレキシブル膜の第１の面に形成されたある深さの複数の孔であって、孔の各々が、ある直径を有し、かつある距離だけ、すぐ近くに隣接する孔から離間している複数の孔と、フレキシブル膜の第２の面から突出した複数の突出部であって、突出部の各々が複数の孔のうちの１つに対応する複数の突出部とを備える基板を提供する。

本発明の他の目的、効果及び新規な特徴は、添付図面によって、本発明の以下の詳細な実施例から分かる。

上記の概要及び以下の本発明の好適な実施例の詳細な説明は、添付図面と共に読めばよりよく理解されるであろう。本発明を説明するために、現時点で好適である実施例が図面で示されている。しかし、本発明が、示されている厳密な構成及び手段に限定されないことは理解されよう。

次に、添付図面に図示されている本発明の実施例について詳細に説明する。同じかまたは同様の部分を指すのに、全ての図面にわたって、可能な限り同じ参照数字を用いる。

本発明は、微細加工技術を用いて、微細孔または超微細孔を有する基板を形成する。一般的な微細孔は、約１００μｍ〜５００μｍの直径を有するものを指すが、一般的な超微細孔は、１００μｍ未満の直径を有するものを指す。しかし、本明細書全体を通して、微細孔は、一般的な微細孔および一般的な超微細孔の一方を含むことができる。

図１は、本発明の実施例による微細孔１１のアレイを示す概略図である。図１を参照すると、微細孔１１のアレイは、多数の行列状に配列することができる。便宜上、アレイの２つの行及び３つの列のみが図示されている。本実施例においては、行の数と列の数は、互いに直交させることができる。さらに、微細孔１１の各々は、直径Ｄ_１の円形状を有することができる。行の１つにおける微細孔１１は、エッジ間を第１の距離ｄ_１だけ互いに離間させることができ、および列の１つにおける微細孔１１は、エッジ間を第２の距離ｄ_２だけ互いに離間させることができる。一実施例において、微細孔１１の各々の直径Ｄ_１は、約９０μｍとすることができる。距離ｄ_１及びｄ_２の各々は、微細孔１１の直径Ｄ_１の半分以下とすることができる。一実施例において、第１の距離ｄ_１は、約２０μｍとすることができ、第２の距離ｄ_２は、約２０μｍとすることができる。他の実施例においては、Ｄ_１のサイズ並びにｄ_１及びｄ_２の長さは、異なる用途に適合するように、より長くしても、またはより短くしてもよい。

図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、本発明の別の実施例による微細孔のアレイを示す概略図である。図２Ａを参照すると、微細孔２１からなるアレイは、多数の行列状に配列することができる。行の数は、第１の方向“ＦＦ”に伸ばすことができ、列の数は、第２の方向“ＧＧ”に伸ばすことができる。第１の方向ＦＦ及び第２の方向ＧＧは、角度“ａ”で互いに交差させてもよい。

図２Ｂを参照すると、微細孔２２からなるアレイは、図２Ａに示されている微細孔２１からなるアレイと同様のパターンで配列することができる。微細孔２２の各々は、例えば、微細孔２２の各々が、楕円形状を有することができるが、微細孔２１の各々は円形状を有することを除いて、微細孔２１と同様であってもよい。

図３は、本発明のさらに別の実施例による微細孔３１からなるアレイを示す概略図である。図３を参照すると、超微細孔３１からなるアレイは、例えば、微細孔３１の各々が、正方形状を有することができるが、微細孔１１の各々は円形状を有することを除いて、図１に関連して記載され、かつ説明されている微細孔１１からなるアレイと同様のパターンで配列することができる。行の１つにおける微細孔３１は、エッジ間を第１の距離ｄ_３だけ互いに離間させることができ、および列の１つにおける微細孔３１は、エッジ間を第２の距離ｄ_４だけ互いに離間させることができる。一実施例において、微細孔３１の各々の長さまたは幅Ｄは、約９０μｍとすることができる。距離ｄ_３及びｄ_４の各々は、微細孔３１の長さＤの半分以下とすることができる。一実施例において、第１の距離ｄ_３は、約２０μｍとすることができ、第２の距離ｄ_４は、約２０μｍとすることができる。

図４は、本発明のさらに別の実施例による微細孔４１からなるアレイを示す概略図である。図４を参照すると、微細孔４１からなるアレイは、例えば、微細孔４１の各々が矩形状を有することができるが、微細孔３１は正方形状を有することを除いて、図３に関連して記載され、かつ説明されている微細孔３１からなるアレイと同様のパターンで配列することができる。行の１つにおける微細孔４１は、エッジ間を第１の距離ｄ_５だけ互いに離間させることができ、および列の１つにおける微細孔４１は、エッジ間を第２の距離ｄ_６だけ互いに離間させることができる。一実施例において、微細孔４１の各々の長さＤ_２及び幅Ｄ_３は、それぞれ約７０μｍ及び９０μｍとすることができる。距離ｄ_５及びｄ_６の各々は、微細孔４１の長さＤ_２または幅Ｄ_３の半分以下とすることができる。一実施例において、第１の距離ｄ_５は、約２０μｍとすることができ、第２の距離ｄ_６は、約２０μｍとすることができる。

上記の実施例において記載し、かつ説明した円形、楕円形、正方形及び矩形形状に加えて、当業者は、本発明による微細孔が、三角形及び多角形状等の他の幾何学形状を含んでもよいことは理解する。

図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３及び図４に関連して記載し、かつ説明した微細孔は、異なるサイズ及びエッジ間距離により、異なる反射比を有することができる。反射比は、微細孔のカバレージ合計と、微細孔がその上に形成される膜または基板の領域との比を指す。パラメータＤ_１、ｄ_１及びｄ_２がそれぞれ、約９０μｍ、２０μｍ及び２０μｍである図１に示す実施例においては、この反射比は、約７２％になる。パラメータＤ、ｄ_３及びｄ_４がそれぞれ、９０μｍ、２０μｍ及び２０μｍである図３に示す実施例においては、反射比は、約７６％となる。さらに、パラメータＤ_１、Ｄ_２、ｄ_５及びｄ_６がそれぞれ、９０μｍ、７０μｍ、２０μｍ及び２０μｍである図４に示す実施例においては、反射比は、約８１％となる。

図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の実施例による微細孔を形成するプロセスを示す概略図である。図５Ａを参照すると、フレキシブル膜５からなるロールを供給することができる。膜５は、限定するものではないが、ポリクロロプレン（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリクロロプレン−ポリメチルメタクリレート（ＰＣ−ＰＭＭＡ）及びポリクロロプレン−アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＰＣ−ＡＢＳ）のうちの１つから選択されたポリマー材料を含むことができる。膜は、第１の厚さ“Ａ”により互いに離間された第１の面５１と第２の面５２とを含む。一実施例において、厚さＡは、約１５０μｍとすることができるが、他の用途においては、より薄くまたはより厚くしてもよい。

膜５からなるロールは、微細穿孔プロセスを受けることができる。図５Ｂを参照すると、微細穿孔モールド（図示せず）を用いることによって、深さ“Ｂ”を有する複数の微細孔５１０を、膜５の第１の面５１に形成することができる。微細穿孔モールドは、モールドデザインにより、第１の面５１を穿孔して、行ごとに、列ごとにまたはアレイごとに次々と微細孔５１０を形成することができる。その結果として、微細孔５１０を、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３及び図４に示す微細孔からなるアレイのうちの１つと同様のパターンで配列することができる。すなわち、微細孔５１０の各々は、実質的に円形、楕円形、正方形、矩形、三角形、多角形形状または他の適当な幾何学形状のうちの少なくとも１つを有する断面形状を有することができる。従って、微細孔５１０の各々は、直径Ｄ_０を有することができ、また、同じ行または同じ列において、距離ｄ_０だけ隣接する微細孔５１０から離間することができる。一実施例において、深さ“Ｂ”は、厚さ“Ａ”の実質的に半分とすることができる。さらに、距離ｄ_０は、直径Ｄ_０の半分以下とすることができる。

第１の面５１を穿孔して微細孔５１０を形成している間に、複数の突出部５３を、膜５の弾力的性質により、第２の面５２から押し込むか、または押出すことができる。膜５の一部である突出部５３の各々は、微細孔５１０のうちの対応する１つと実質的に同じ形状を有することができる。すなわち、突出部５３の各々は、実質的に円形、楕円形、正方形、矩形、三角形、多角形形状または他の適当な幾何学形状のうちの少なくとも１つを有する断面形状を有することができる。さらに、突出部５３の各々は、微細孔５１０のうちの対応する１つの深さ“Ｂ”と実質的に同じ厚さを有することができる。

膜５に形成された微細孔５１０の深さＢは、膜５を用いたディスプレイの輝度にも影響を及ぼす可能性のある膜５の反射性を決定することができる。一実施例において、膜の反射性は、膜に形成された微細孔の深さが増加するにつれて増加することができる。一般的に、小サイズのディスプレイは、比較的高い反射比を必要とする可能性があり、一方、大きなサイズのディスプレイは、中間的反射比を必要とする可能性がある。

図６は、本発明の実施例による薄膜ディスプレイ装置６を示す概略図である。図６を参照すると、微細孔５１０が形成された後、エレクトロルミネッセンス材料６３を、微細孔５１０内に充填することができる。微細孔５１０は、その後、ゲル等の適切な接着剤によって密閉することができる。エレクトロルミネッセンス材料６３は、液晶（ＬＣ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）用の有機半導体及びプラズマイオンのうちの１つを含んでもよい。

図７は、微細孔を有する基板を製造する方法を示すフローチャートである。図７を参照すると、ステップ７１において、第１の面及び第２の面を有するフレキシブル膜からなるロールが、例えば、フィーダマシンから供給される。膜からなるロールは、微細穿孔プロセスを受けて、膜からなるロールの各所定の部分に対して、第１の面に微細孔からなるアレイを形成することができる。微細穿孔の前に、ステップ７２において、少なくとも、微細孔からなるアレイのパターン、微細孔の各々の深さ、または、直径またはエッジ間距離等のパラメータを特定してもよい。パターン、深さ及びパラメータに関する情報は、情報に従って、第１の面を穿孔するように微細穿孔モールドに命令することができるマイクロプロセッサユニットによって処理することができる。次に、ステップ７３において、複数の微細孔を、膜からなるロールの各所定の領域の第１の面に形成することができる。微細孔の各々は、ステップ７２において特定された深さを有することができる。ステップ７４において、エレクトロルミネッセンス材料を微細孔内に充填することができる。その後、ステップ７５において、接着剤を微細孔の各々の上部に塗布して、孔内のエレクトロルミネッセンス材料を密封することができる。一実施例においては、ステップ７３において微細孔が形成された後、各所定の部分は、例えば、切断プロセスによって、膜からなるロールから除去することができ、その後、除去された部分内の微細孔は、エレクトロルミネッセンス材料で充填した後、密閉することができる。しかし、別の実施例においては、各所定の部分は、ステップ７４において、エレクトロルミネッセンス材料が充填され、ステップ７５において密閉されるまで、除去しなくてもよい。

本発明の典型的な実施例を説明する際、本明細書は、本発明を実施する方法および／またはプロセスを、ステップの特定のシーケンスとして提示することができる。しかし、方法またはプロセスが、本願明細書に記載されているステップの特定の順番に依存しない限り、方法またはプロセスは、記載されているステップの特定のシーケンスに限定すべきではない。当業者が理解しているように、ステップの他のシーケンスも可能である。そのため、本明細書に記載されているステップの特定の順番は、特許請求の範囲に関する限定として解釈すべきではない。また、本発明の方法および／またはプロセスを対象にする特許請求の範囲は、これらのステップの記載されている順番でのパフォーマンスに限定すべきではなく、また、当業者は、それらのシーケンスを、本発明の趣旨及び範囲内で変更し、およびそのままとしてもよいことを容易に理解することができる。

当業者は、本発明の広い発明概念から逸脱することなく、上述した実施例に対して変更が可能であることを正しく認識する。従って、本発明が、開示された特定の実施例に限定されず、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨及び範囲内で変更をカバーすることが意図されていることが理解されよう。

本発明の実施例による微細孔のアレイを示す概略図である。 本発明の別の実施例による微細孔のアレイを示す概略図である。 本発明の別の実施例による微細孔のアレイを示す概略図である。 本発明のさらに別の実施例による微細孔のアレイを示す概略図である。 本発明のさらに別の実施例による微細孔のアレイを示す概略図である。 本発明の実施例による微細孔を形成するプロセスを示す概略図である。 本発明の実施例による微細孔を形成するプロセスを示す概略図である。 本発明の実施例による薄膜ディスプレイ装置を示す概略図である。 本発明の実施例による微細孔を有する基板を製造する方法を示すフローチャートである。

符号の説明

５ フレキシブル膜
６ 薄膜ディスプレイ装置
１１，２１，２２，３１，４１ 微細孔
５１ 第１の面
５２ 第２の面
５３ 突出部
６３ エレクトロルミネッセンス材料
５１０ 微細孔
Ａ 厚さ
Ｂ 深さ
Ｄ 長さまたは幅
Ｄ_０，Ｄ_１ 直径
Ｄ_２ 長さ
Ｄ_３ 幅
ＦＦ 第１の方向
ＧＧ 第２の方向
ｄ_０ 距離
ｄ_１ 第１の距離
ｄ_２ 第２の距離
ｄ_３ 第１の距離
ｄ_４ 第２の距離
ｄ_５ 第１の距離
ｄ_６ 第２の距離

Claims (20)

1. 微細孔を有する基板を製造する方法であって、
   フレキシブル膜からなるロールの厚さだけ互いに離間している第１の面と第２の面とを有する前記フレキシブル膜からなるロールを供給し、
   形成すべき前記微細孔の深さを特定し、
   前記フレキシブル膜からなるロールの前記第１の面を穿孔して、前記第１の面に、ある深さを有する複数の微細孔を形成する、
   ことを備えることを特徴とする方法。
2. 前記第１の面に形成すべき微細孔のパターンを特定することをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記フレキシブル膜からなるロールの前記第１の面を穿孔して、微細孔のアレイを行列状に形成することをさらに備え、前記行は第１の方向に伸び、前記列は第２の方向に伸び、前記第１の方向及び第２の方向が、互いにある角度を形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１の基板に形成すべき微細孔の各々の寸法のためのパラメータのセットを特定することをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記パラメータのセットは、前記微細孔の各々の直径と、すぐ近くに隣接する微細孔間のエッジ間距離とを含み、前記エッジ間距離は、前記直径の半分以下であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記深さは、前記厚さの半分であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. 前記微細孔内にエレクトロルミネッセンス材料を充填することをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. 微細孔を有する基板を製造する方法であって、
   第１の面と第２の面とを有するフレキシブル膜からなるロールを供給し、
   前記フレキシブル膜からなるロールの少なくとも一部分の前記第１の面を穿孔して、前記フレキシブル膜からなるロールの前記一部分の前記第１の面に、ある深さを有する複数の微細孔を形成し、
   前記微細孔の各々にエレクトロルミネッセンス材料を充填し、
   前記微細孔の各々の上部を密閉する、
   ことを備えることを特徴とする方法。
9. 前記フレキシブル膜からなるロールの一部分の前記第１の面を穿孔した後、前記フレキシブル膜からなるロールの少なくとも一部分の１つを除去し、
   前記フレキシブル膜からなるロールの前記一部分の前記微細孔内に前記エレクトロルミネッセンス材料を充填する、
   ことをさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記フレキシブル膜からなるロールの一部分の前記微細孔内に前記エレクトロルミネッセンス材料を充填した後、前記フレキシブル膜からなるロールの少なくとも一部分の１つを除去することをさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
11. 前記第１の基板に形成すべき微細孔の各々の寸法のためのパラメータのセットを特定することをさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
12. 前記パラメータのセットは、前記微細孔の各々の直径と、すぐ近くに隣接する微細孔間のエッジ間距離とを含み、前記エッジ間距離は、前記直径の半分以下であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. ディスプレイ装置用の基板であって、
    第１の面と第２の面とを有するフレキシブル膜と、
    前記フレキシブル膜の前記第１の面に形成されたある深さの複数の孔であって、前記複数の孔の各々が、ある直径を有し、かつある距離だけ、すぐ近くに隣接する孔から離間している複数の孔と、
    前記フレキシブル膜の前記第２の面から突出した複数の突出部であって、前記突出部の各々が前記複数の孔のうちの１つに対応する複数の突出部と、
    を備えることを特徴とする基板。
14. 前記フレキシブル膜は、ポリクロロプレン（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリクロロプレン−ポリメチルメタクリレート（ＰＣ−ＰＭＭＡ）及びポリクロロプレン−アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＰＣ−ＡＢＳ）のうちの１つから選択されたポリマー材料を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の基板。
15. 前記複数の孔が行列状に配列され、前記行は第１の方向に伸び、前記列は第２の方向に伸び、前記第１の方向及び第２の方向が、互いにある角度を形成することを特徴とする、請求項１３に記載の基板。
16. 前記孔の各々は、円形、楕円形、正方形、矩形、三角形及び多角形形状のうちの少なくとも１つを有する断面形状を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の基板。
17. 前記距離は、前記直径の半分以下であることを特徴とする、請求項１３に記載の基板。
18. 前記孔の各々の中にエレクトロルミネッセンス材料をさらに備えることを特徴とする、請求項１３に記載の基板。
19. 前記孔の各々の上部に接着層をさらに備えることを特徴とする、請求項１８に記載の基板。
20. 前記突出部の各々が、前記深さに等しい高さを有することを特徴とする、請求項１３に記載の基板。

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