JP2019003099A - 表示装置の製造方法、及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレキシブル基板10への電子部品の実装不良を抑制し、また、フレキシブル基板10の屈曲状態の保持を容易に実現する。
【解決手段】表示装置100の製造方法は、表示領域Mを有するフレキシブル基板10と、補強フィルム60とを光硬化性接着シート70により貼り合わせる工程と、紫外線を照射することにより、光硬化性接着シート70の一部を硬化させる工程と、を含む。
【選択図】図3
【解決手段】表示装置100の製造方法は、表示領域Mを有するフレキシブル基板10と、補強フィルム60とを光硬化性接着シート70により貼り合わせる工程と、紫外線を照射することにより、光硬化性接着シート70の一部を硬化させる工程と、を含む。
【選択図】図3
Description
本発明は、表示装置の製造方法、及び表示装置に関する。
従来、可撓性を有するフレキシブル基板を備える表示装置が知られている。このような表示装置においては、表示領域の周辺の領域を屈曲させ、電子部品が搭載される端子領域を表示領域の裏面側に配置することで、狭額縁化を実現している(例えば、特許文献1)。フレキシブル基板は薄くて柔らかく強度が低いため、その裏面に補強フィルム等を貼り付ける必要がある。フレキシブル基板と補強フィルムとは、接着剤や接着シート等により貼り合わせるとよい。
ここで、フレキシブル基板と補強フィルムとを貼り合わせる接着部材の剛性が低いと、フレキシブル基板の端子領域に搭載される電子部品の実装不良が生じるおそれがある。また、特許文献1に開示される表示装置においては、フレキシブル基板の屈曲状態を保持するために別途接着剤を用いたりする必要があり、部材数の増加や製造工程の複雑化が問題となる。
本発明は、フレキシブル基板への電子部品の実装不良を抑制することを目的とする。また、本発明は、フレキシブル基板の屈曲状態の保持を容易に実現することを目的とする。
本発明の一態様の表示装置の製造方法は、表示領域を有する可撓性基板と、可撓性フィルムとを光硬化性接着部材により貼り合わせる工程と、光を照射することにより、前記光硬化性接着部材の一部を硬化させる工程と、を含む。
本発明の一態様の表示装置は、表示領域を有する可撓性基板と、可撓性フィルムと、前記可撓性基板と前記可撓性フィルムとを貼り合わせる光硬化性接着部材と、を有し、前記光硬化性接着部材は、軟領域と、前記軟領域よりも硬度の高い硬化領域とを含む。
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態
の記載内容に限定して解釈されるものではない。
の記載内容に限定して解釈されるものではない。
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
さらに、各実施形態において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。
図1は、第1実施形態に係る表示装置を展開した状態を示す平面図である。図2は、図1のII−II断面における表示領域の積層構造を示す断面図である。第1実施形態においては、表示装置100として有機エレクトロルミネッセンス表示装置を例に挙げる。表示装置100は、例えば、赤、緑及び青からなる複数色の画素を有し、フルカラーの画像を表示するようになっている。
表示装置100は、例えば矩形の外形を有するフレキシブル基板(可撓性基板)10を有する。フレキシブル基板10は、可撓性をする基板であり、ポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタラート等からなる。フレキシブル基板10は、複数の画素がマトリクス状に配置される表示領域Mを有する。また、フレキシブル基板10は、表示領域Mの四方を囲む額縁領域Nを有する。また、フレキシブル基板10は、画像を表示するための素子を駆動するための集積回路チップ12や、フレキシブルプリント回路基板14等の電子部品が実装される端子領域Tを有する。以下の説明において、額縁領域Nのうち表示領域Mと端子領域Tの間に設けられる領域を、額縁領域Naと呼ぶこととする。
図2を参照して、表示領域Mの積層構造の詳細について説明する。フレキシブル基板10には、複数層からなる表示回路層16が積層されている。表示回路層16は、フレキシブル基板10が含有する不純物や空気中の水分や酸素に対するバリアとなるアンダーコート層18を含む。アンダーコート層18は、シリコン酸化物又はシリコン窒化物等無機絶縁材料を含むことができ、それらの積層構造であってもよい。アンダーコート層18上には半導体層20が形成されている。半導体層20にソース電極22及びドレイン電極24が電気的に接続し、半導体層20を覆ってゲート絶縁膜26が形成されている。ゲート絶縁膜26も無機絶縁材料を含むことができる。ゲート絶縁膜26上にはゲート電極28が形成され、ゲート電極28を覆って層間絶縁膜30が形成されている。層間絶縁膜30も無機材料からなる。ソース電極22及びドレイン電極24は、ゲート絶縁膜26及び層間絶縁膜30を貫通している。半導体層20、ソース電極22、ドレイン電極24及びゲート電極28から薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)TFTの少なくとも一部が構成される。
TFT上には、平坦化層34が設けられている。平坦化層34上には、複数の画素それぞれに対応するように、複数の画素電極36(例えば陽極)が設けられている。後述する発光をフレキシブル基板10とは反対方向に取り出す場合、画素電極36には、銀、アルミニウムやマグネシウムと言った金属などの反射率の高い材料が含まれると良い。また、反射率の高い層の上に透光性を有する導電性材料を含む膜を形成しても良い。例えば、ITOやIZOがあげられる。平坦化層34は、有機絶縁体で形成することができ、少なくとも画素電極36が設けられる面が平坦になるように形成される。平坦化層34としては、感光性アクリル樹脂等の有機材料を用いるとよい。画素電極36は、平坦化層34を貫通するコンタクトホール38によって、半導体層20上のソース電極22及びドレイン電極24の一方に電気的に接続している。
平坦化層34及び画素電極36の上に、複数の画素を区画する絶縁層(バンク)40が形成されている。絶縁層40は、画素電極36の端部を覆うように形成される。
画素電極36上及び絶縁層40上に有機エレクトロルミネッセンス層42が設けられている。有機エレクトロルミネッセンス層42は、画素電極36ごとに別々に(分離して)設けられており、各画素に対応して青、赤又は緑で発光するようになっている。各画素に対応する色はこれに限られず、例えば、黄又は白等が追加されてもよい。カラーフィルタ層が設けられる場合等は、有機エレクトロルミネッセンス層42は、隣り合う画素に連続して設けられてもよい。
有機エレクトロルミネッセンス層42の上には、共通電極44(例えば陰極)が設けられている。共通電極44は、隣り合う画素電極36の上方で連続している。有機エレクトロルミネッセンス層42は、画素電極36及び共通電極44に挟まれ、両者間を流れる電流によって輝度が制御されて発光する。発光をフレキシブル基板10とは反対方向に取り出す場合、透光性を有する導電性材料が用いられる。例えば、ITOやIZOがあげられる。
なお、有機エレクトロルミネッセンス層42は、少なくとも発光層を含み、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、及び電子注入層等を含んでも良い。画素電極36、蒸着有機エレクトロルミネッセンス膜42及び共通電極44により発光素子46の少なくとも一部が構成される。
発光素子46上には、発光素子46を水分から遮断するための封止膜が設けられる。封止膜は、SiN、SiOx等からなる無機膜48a、アクリル樹脂等からなる有機膜48b、SiN、SiOx等からなる無機膜48cが積層してなる。封止膜構造はこれに限らず、単一の無機膜でもよく、また、図2に示す積層順や積層数以外の二層以上からなる構造でもよい。
また、フレキシブル基板10の裏面側には、光硬化性接着シート70により、フレキシブル基板10を補強するための補強フィルム60が貼り合わされる。なお、第1実施形態においては、フレキシブル基板10のうち表示回路層16が積層される面とは反対側の面を裏面と呼ぶこととする。補強フィルム60としては、ポリエチレンテレフタラート等からなり、厚さが50μm程度のものを用いるとよい。
第1実施形態においては、光硬化性接着シート70として、光硬化性を有するものであって、特に紫外線が照射されることで架橋反応して硬化するものを用いた。以下の説明において、光硬化性接着シート70のうち紫外線が照射されていない領域を軟領域70aとし、紫外線が照射されて硬化した領域を硬化領域70bとする。硬化領域70bは、軟領域70aよりも剛性、弾性率、及び接着性が高い。
光硬化性接着シート70としては、硬化前の軟領域70aの弾性率が0.01〜0.1MPa程度、硬化後の硬化領域70bの弾性率が10〜数百MPa程度である材料からなるものを用いるとよい。また、光硬化性接着シート70としては、厚さが50μm以上、望ましくは100μm以上のものを用いるとよい。光硬化性接着シート70の厚さが厚いほど形状保持力が高くなる。
図3は、第1実施形態に係る表示装置の全体構成を示す模式断面図である。なお、図3においては、説明の簡略化のため、図2を参照して説明したフレキシブル基板10上の積層構造の図示については省略する。
図3に示すように、第1実施形態に係る表示装置100は、フレキシブル基板10と補強フィルム60とが光硬化性接着シート70により貼り合わされて構成される。そして、フレキシブル基板10は、端子領域Tが表示領域Mの裏面側に位置するように屈曲している。補強フィルム60と光硬化性接着シート70もフレキシブル基板10の屈曲に伴って屈曲している。このような構成により、狭額縁化を実現している。
光硬化性接着シート70は、軟領域70aと、軟領域70aよりも剛性の高い硬化領域70bとを含む。硬化領域70bは、フレキシブル基板10の屈曲した領域と重なる領域(第1硬化領域)と、フレキシブル基板10の端子領域Tと重なる領域(第2硬化領域)に形成されている。
表示装置100においては、剛性の高い硬化領域70bが端子領域Tに重なる位置に形成されるため、端子領域Tに搭載される電子部品の姿勢が安定し、実装不良が生じにくい。また、剛性の高い硬化領域70bが屈曲した領域に形成されるため、追加で接着部材等を用いなくても、フレキシブル基板10の屈曲した状態が保持される。
次に、図4〜図7を参照して、第1実施形態に係る表示装置100の製造工程について説明する。図4〜図7は、第1実施形態に係る表示装置の製造工程について説明する模式断面図である。
まず、フレキシブル基板10と、補強フィルム60とを光硬化性接着シート70により貼り合わせる。この際、光硬化性接着シート70の全域が軟領域70aとなっているとよい。
そして、図4に示すように、フレキシブル基板10の裏面側から、光硬化性接着シート70に対して紫外線(UV:Ultraviolet)を照射する。この際、マスク200を用いて、光硬化性接着シート70のうちフレキシブル基板10の端子領域Tに重なる領域にのみ紫外線が照射されるようにするとよい。これにより、光硬化性接着シート70のうちフレキシブル基板10の端子領域Tに重なる領域が硬化し、図5に示すように、硬化領域70bが形成される。
さらに、図6に示すように、フレキシブル基板10の端子領域Tに、集積回路チップ12やフレキシブルプリント回路基板14等の電子部品を搭載する。電子部品を端子領域Tに搭載する際、フレキシブル基板10に対して物理的な圧力を加える必要があるところ、フレキシブル基板10と補強フィルム60とを貼り合わせる接着部材の剛性が低いと、電子部品の姿勢が不安定となり、電子部品の実装不良が生じるおそれがある。第1実施形態においては、電子部品を実装する領域と重なる領域における光硬化性接着シート70が硬化し、剛性の高い硬化領域70bが形成されているため、電子部品を搭載する際に物理的な圧力が加わっても、電子部品は安定した姿勢を保持することができる。そのため、電子部品の実装不良が生じにくい。
そして、フレキシブル基板10における表示領域Mと端子領域Tの間の額縁領域Naを、フレキシブル基板10の端子領域Tが表示領域Mの裏面側に位置するように屈曲させる。この際、フレキシブル基板10の屈曲に伴って補強フィルム60、及び光硬化性接着シート70も屈曲させる。さらに、図7に示すように、屈曲した領域に対して紫外線を照射する。なお、この際、図4で示したのと同様にマスク200を用いてもよい。なお、フレキシブル基板10及びその上の積層構造は、紫外線が照射される領域においては端子領域Tへ延びる信号線等の配線を除いて、紫外線透過性を有するとよい。
これにより、図3に示すように、フレキシブル基板10の屈曲した領域に重なる領域における光硬化性接着シート70が硬化し、硬化領域70bが形成される。第1実施形態においては、剛性の高い硬化領域70bがフレキシブル基板10の屈曲した領域に重なって形成されるため、追加で接着部材等を用いることなく、フレキシブル基板10の屈曲した状態が保持される。
なお、フレキシブル基板10と補強フィルム60とを貼り合わせる接着部材が、例えば、熱硬化性のものであると、その接着部材を部分的に硬化させることは困難であるところ、第1実施形態においては、紫外線硬化性の接着部材を用いたため、部分的に硬化させることが可能である。また、図8のように光硬化性接着シート70全面において硬化させてもよいし、図9のように、屈曲した領域を軟領域70aとしてもよい。このようにすることで、製造時には、容易に表示装置の形状を成形でき、かつ、製品完成後は安定して形状を維持することができる。また、軟領域70aを屈曲領域に残すことで、フレキシブル性を保持し、外部衝撃を緩和する機能を持たせることもできる。
図10、図11を参照して、第2実施形態に係る表示装置400について説明する。図10は、第2実施形態に係る表示装置の全体構成を示す模式断面図である。図11は、第2実施形態に係る表示装置の製造工程について説明する模式断面図である。なお、表示装置400のフレキシブル基板10上の積層構造については、第1実施形態において図2を参照して説明したフレキシブル基板10上の積層構造と同様であるため、その説明は省略する。また、表示装置100と同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。
表示装置400は、表示領域Mを有するフレキシブル基板10と補強フィルム60とが光硬化性接着シート70により貼り合わされて構成される。表示装置400は、図10に示すように、表示領域Mが湾曲している。光硬化性接着シート70は、少なくとも、湾曲した表示領域Mと重なる領域、及び端子領域Tと重なる領域に、紫外線が照射されることにより硬化した硬化領域70bとなっている。
表示装置400においては、フレキシブル基板10が湾曲する領域と重なる領域において、剛性の高い硬化領域70bが形成されるため、曲げ形状保持用のカバーガラス等を用いることなくフレキシブル基板10は湾曲状態を保持する。また、剛性の高い硬化領域70b(第3硬化領域)が表示領域Mと重なって形成されるため、表示領域Mにおいて画素破損などの不良が生じにくい。また、第1実施形態と同様に、剛性の高い硬化領域70bが端子領域Tと重なって形成されるため、電子部品の実装不良が生じにくい。
図11を参照して、第2実施形態に係る表示装置400の製造工程について説明する。まず、フレキシブル基板10と補強フィルム60とを、光硬化性接着シート70により貼り合わせる。その後、光硬化性接着シート70のうち端子領域Tに重なる領域に対して紫外線を照射することにより、光硬化性接着シート70を硬化させて硬化領域70bを形成する。その後、端子領域Tに、集積回路チップ12やフレキシブルプリント回路基板14等の電子部品を搭載する。端子領域Tと重なる領域において光硬化性接着シート70は硬化しているため、第1実施形態と同様に、電子部品の実装不良が生じにくい。
そして、図11に示すように、U字状の治具300を用いて、治具300に沿うように、フレキシブル基板10、補強フィルム60、及び光硬化性接着シート70を湾曲させる。治具300は、紫外線透過性のものを用いるとよい。
そして、フレキシブル基板10の裏面側から、光硬化性接着シート70のうち湾曲した領域に対して紫外線を照射することにより、光硬化性接着シート70を硬化させて硬化領域70bを形成する。光硬化性接着シート70は湾曲した状態で硬化されるため、光硬化性接着シート70により貼り合わされるフレキシブル基板10及び補強フィルム60は湾曲した形状を保持する。これにより、治具300を表示装置400から分離させても、表示装置400は湾曲状態を保持する。
以上説明したように、第2実施形態においては、製品が完成した状態において曲げ形状保持用のカバーガラス等別途部材を用いることなく、表示領域Mの表示面が湾曲したフレキシブル基板10を有する表示装置400を提供することができる。すなわち、部材数を増加することなく、曲げ形状を保持することができる。このため、製造コストを低減でき、製品の薄型化を達成できる。また、カバーガラスを用いて曲げ形状を保持する構成においては、曲げ量等に応じたカバーガラスを用意する必要があり、製品形態の自由度が制限されるが、第2実施形態のように光硬化性接着シート70の形状に応じて湾曲形状が決まる構成においては、製品形態の自由度が高い。
なお、第2実施形態においては、光硬化性接着シート70の一部が軟領域70aである例について示すが、光硬化性接着シート70の全部が硬化した硬化領域70bであってもよい。
図12〜図15を参照して、第3実施形態に係る表示装置500について説明する。図12は、第3実施形態に係る表示装置を展開した状態を示す平面図である。図13〜図15は、第3実施形態に係る表示装置の使用状態の一例を示す模式断面図である。なお、表示装置500のフレキシブル基板110上の積層構造については、第1実施形態において図2を参照して説明したフレキシブル基板10上の積層構造と同様であるため、その説明は省略する。また、表示装置100と同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。
表示装置500は、フレキシブル基板110と、補強フィルム60と、それらを貼り合わせる光硬化性接着シート70とを有する。図12に示すように、フレキシブル基板110は、表示領域M1と表示領域M2とを有する。また、フレキシブル基板110は、フレキシブル基板110の外縁に沿う額縁領域N1と、表示領域M1と表示領域M2に挟まれる額縁領域N2とを有する。また、フレキシブル基板110は、電子部品が実装される端子領域Tを有する。図13等に示すように、フレキシブル基板110は、表示領域M2の裏面側に端子領域Tが配置されるように屈曲している。なお、額縁領域N1、N2には、画素は形成されていない。
光硬化性接着シート70は、表示領域M1と重なる領域、表示領域M2と重なる領域、及び端子領域Tと重なる領域が硬化領域70bとなっている。一方、光硬化性接着シート70は、少なくとも額縁領域N2に重なる領域が軟領域70aとなっている。表示領域M1、表示領域M2と重なる領域に剛性の高い硬化領域70bが形成されるため、画素破壊の発生を抑制することができる。
表示装置500は、フレキシブル基板110の額縁領域N2において屈曲自在に構成される。例えば、ユーザが表示装置500を使用していない場合は、図13に示すように、表示領域M1と表示領域M2の表示面が対向するように、額縁領域N2を屈曲させた状態にすることができる。また、ユーザが表示領域M1と表示領域M2の双方の表示面を見る場合は、図14に示すように、フレキシブル基板110を展開した状態にしたり、図15に示すように、表示領域M2の表示面に対して表示領域M1の表示面が傾斜して配置されるように額縁領域N2を屈曲した状態にしたりすることができる。すなわち、ユーザが本の様に使用できる表示装置を提供することができる。このような構成では、複数の表示装置を組み合わせる必要が無い為、コスト低減することができる。また、接合部等に新たな部材を必要としないため、コスト低減や薄型化を達成できる。さらに、のどに当たる部分にのみ曲げ部を設ければ良い為、見開きの大部分を表示部とすることもできる。
なお、上記各実施形態においては、フレキシブル基板に対して可撓性フィルムとして補強フィルム60を貼り合わせる構成について説明したが、これに限られるものではない。例えば、表示装置として液晶表示装置を用いた場合、可撓性フィルムとしてバックライト機能を有するフィルムを、光硬化性接着シートによりフレキシブル基板の表示領域の裏面側を貼り合わせてもよい。
また、上記各実施形態においては、光硬化性接着部材としてシート状の光硬化性接着シートを用いた例について説明したが、これに限られるものではなく、フレキシブル基板と可撓性フィルムとを光硬化性を有する樹脂等により貼り合わせる構成としてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
10,110 フレキシブル基板、12 集積回路チップ、14 フレキシブルプリント回路基板、16 表示回路層、18 アンダーコート層、20 半導体層、22 ソース電極、24 ドレイン電極、26 ゲート絶縁膜、28 ゲート電極、30 層間絶縁膜、34 平坦化層、36 画素電極、38 コンタクトホール、40 絶縁層、42 有機エレクトロルミネッセンス層、44 共通電極、46 発光素子、48a 無機封止膜、48b 有機封止膜、48c 無機封止膜、60 補強フィルム、70 光硬化性接着シート、70a 軟領域、70b 硬化領域、100,400,500 表示装置、200 マスク、300 治具。
Claims (18)
- 表示領域を有する可撓性基板と、可撓性フィルムとを光硬化性接着部材により貼り合わせる工程と、
光を照射することにより、前記光硬化性接着部材の一部を硬化させる工程と、
を含む表示装置の製造方法。 - 前記一部を硬化させる工程の後、前記可撓性基板上であって、前記光硬化性接着部材が硬化した領域に重なる位置に電子部品を実装する工程を含む請求項1に記載の表示装置の製造方法。
- 前記貼り合わせる工程の後、前記可撓性基板、前記可撓性フィルム、及び光硬化性接着部材を曲げる工程を含み、
前記一部を硬化させる工程において、前記光硬化性接着部材のうち曲げられた領域を硬化させる請求項1又は2に記載の表示装置の製造方法。 - 前記曲げる工程において、前記表示領域の周辺の額縁領域を屈曲させる請求項3に記載の表示装置の製造方法。
- 前記曲げる工程において、前記表示領域を湾曲させる請求項3に記載の表示装置の製造方法。
- 前記一部を硬化させる工程において、前記光硬化性接着部材のうち前記表示領域と重なる領域を硬化させる請求項1又は2に記載の表示装置の製造方法。
- 前記一部を硬化させる工程において、前記光硬化性接着部材に対して紫外線を照射する請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
- 複数の画素が設けられた表示領域を有する可撓性基板と、
可撓性フィルムと、
前記可撓性基板と前記可撓性フィルムとを貼り合わせる光硬化性接着部材と、
を有し、
前記光硬化性接着部材は、軟領域と、前記軟領域よりも硬度の高い硬化領域とを含む表示装置。 - 前記軟領域と前記硬化領域は同層に設けられる請求項8に記載の表示装置。
- 前記軟領域の弾性率は0.01〜0.1MPaである請求項8又は9に記載の表示装置。
- 前記光硬化性接着部材は、前記軟領域と前記硬化領域を含む1枚のシート状の部材である請求項8〜10のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記可撓性基板、前記可撓性フィルム、及び前記光硬化性接着部材は曲がっており、
前記硬化領域は、前記光硬化性接着部材のうち曲がった領域に形成される第1硬化領域を含む請求項8〜11のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記可撓性基板は、前記表示領域の周辺に電子部品が搭載される端子領域を有し、
前記硬化領域は、前記端子領域に重なる領域に形成される第2硬化領域を含む請求項8〜12のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記硬化領域は、前記表示領域に重なる領域に形成される第3硬化領域を含む請求項8〜13のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記画素が設けられない額縁領域を有し、
前記表示領域は、前記額縁領域を挟むように設けられる第1表示領域と第2表示領域とを含み、
前記軟領域が前記第1表示領域及び前記第2表示領域の間の前記額縁領域に重なる領域に形成される請求項8〜14のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記可撓性フィルムは、前記可撓性基板を補強する補強フィルムである請求項8〜15のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記画素には発光素子が設けられる請求項8〜16のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記可撓性フィルムは、バックライト機能を有する請求項8〜16のいずれか1項に記載の表示装置。
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