[发明专利]柔性显示器用不锈钢箔

说明书

技术领域

本发明涉及适用于电子纸、有机EL显示器等柔性显示器中使用的TFT基板的柔性显示器用不锈钢箔。

背景技术

作为显示器的新兴领域，电子书、PND(Personal Navigation Device，个人导航设备)、PDA(Personal Digital Assistants，个人数字助理)等个人携带类型的显示装置正在兴起。另外，如利用了电子纸的电子报纸那样，也在进行以与纸相同的感觉来阅读以往印刷在纸上的内容的显示装置的开发。有机EL(Electro Luminescence，电致发光)显示器或电子纸的显示基板最近受到特别关注，在通过这些显示器进行高性能的显示时，必须搭载驱动用的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)。目前的TFT的主流是Si系的半导体材料，因为退火等而常常达到300～450℃的工艺温度，并且是在玻璃基板上制作TFT。

近年来，面对新的携带显示终端或电子纸的普及，与以往的显示器不同，要求其具有纸一样的薄、轻和柔软性，要求具有即使摔落也不会破裂的安全性。由于以往的玻璃基板无法满足上述要求，所以进行了使用有机树脂薄膜或金属箔的显示器基板的开发。

例如，电子书可以通过将电子油墨即“E Ink”和厚度为0.1～0.2mm左右的TFT基板组合来制作，上述电子油墨是在直径为50～70μm的微胶囊中封入带电的白色和黑色粒子而得到的。在由薄的透过性树脂薄膜形成的前面板上涂布透明电极和封入了白色和黑色粒子的微胶囊。在背面基板上形成TFT电路作为用于施加电压的开关。通过对前面板上的透明电极和背面基板上的电极间施加电压，胶囊朝一方凝聚，从而微胶囊内的黑白粒子能够进行黑白显示。前面板可以使用树脂薄膜，但形成TFT的背面基板由于要求耐热性和耐化学药品性等，所以基板材料的选定比较困难。

有机树脂薄膜重量轻并且柔性优良，种类也丰富。但是，在显示器用的TFT基板用途中，由于要求有经得住TFT制作工艺的化学稳定性、耐热性、耐湿性等，所以能利用的树脂有限，已研究了聚酰亚胺、PES、PEN等(参照非专利文献1、2)，但还没有能够在350℃以上的可获得良好的TFT特性的工艺下广泛利用的树脂薄膜。

有关金属箔，对耐热性和耐蚀性优良的不锈钢箔进行了作为TFT基板的研究和显示器的试制(参照非专利文献3～5)。金属箔由于是导电性的，所以当代替玻璃基板作为显示器基板使用时，必须在表面形成绝缘膜。已经进行了使用绝缘覆盖不锈钢箔作为TFT制作基板的试验(参照专利文献1)。

电子纸等显示元件的析像度取决于TFT的制作精度，所以一般对显示器用玻璃基板的表面平滑性的要求极高，例如，在原子力显微镜(AFM)下15μm见方的区域的Ra为5nm以下这种水平的规格。对于绝缘覆盖不锈钢箔来说，也要求绝缘膜表面具有高的平滑性。由于绝缘膜的厚度通常为2μm左右，所以不锈钢箔本身的表面平滑性也会影响绝缘膜表面的平滑性。因此，作为使不锈钢箔的表面变得平滑的方法，在箔压延后，通过进行光亮退火来使表面镜面化。光亮退火后的材料被称作光亮退火(BA)材，比不进行光亮退火的硬(H)材的平滑性更优良。图1中表示了SUS430的H材和BA材的表面的扫描型电子显微镜(SEM)照片、和在各自的上面形成1.5μm厚的绝缘膜后的绝缘膜表面的SEM照片。SUS430的H材上可以明显看到被称作凸纹的与压延方向平行的条纹，即使形成了1.5μm的绝缘膜，从照片也能判断其条纹的残留。有关用触针式表面粗度计测定得到的Ra，H和BA处理的不锈钢箔表面分别为61nm和15nm，绝缘膜表面的粗糙度Ra分别为28nm和11nm。可以判断BA材的平滑性比H材高，在其上面形成的绝缘膜表面的平滑性也更优良。

但是，实施了光亮退火的BA材的不锈钢箔尽管还取决于厚度，但存在形状复原性低的问题。将厚度为150μm左右的箔卷曲成直径为50mm左右的能用一只手拿住这种大小的圆筒状时，即使去除卷曲力，箔也不会恢复成平面。如果使其勉强恢复，则会成为有凹凸的面。BA材的形状复原性低的原因认为是由于退火中应力被消除而变软。作为柔性显示器用基板，卷曲后形状是否能复原是重要的。卷曲后，如果不能展平来看，则难以用作显示器。因此，柔性显示器用的TFT背面基板要求具有卷曲后的形状复原性，但至今，能同时兼顾表面平滑性和形状复原性的方法还不清楚。

专利文献

专利文献1：特开2003-247078号公报

非专利文献