JP4795401B2

JP4795401B2 - ファイバ基板接合素子の製造方法およびファイバ基板接合素子

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Publication number: JP4795401B2
Application number: JP2008173630A
Authority: JP
Inventors: 偉銘周; 章文中嶋; 久小相澤
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2028-07-02
Also published as: JP2010015775A

Description

この発明は、略矩形のファイバを基板として該ファイバの表面上に素子および／または配線が形成されたファイバ基板素子を接合したファイバ基板接合素子の製造方法およびファイバ基板接合素子に関するものである。

通常、ディスプレイに用いられる基板は、ガラス基板などの２次元の平板基板である。２次元基板は、製造コストを下げるために、基板の大型化が進められていた。液晶ディスプレイなどに用いられる基板は、フロート法などで作られた板ガラスを研削、研磨し、所定のサイズに切断して使用されている。

２次元基板を用いた場合、ディスプレイを大型化すると、画素数は画面の大きさの２乗に比例して多くなる。この結果、画素の不良発生率が同じ場合、画面を大型化することによって歩留まりが著しく低下してしまう。また、１枚当たりの製造コストも高くなるので、歩留まりに反比例して製造コストが高くなってしまう。これは、画面上の一箇所でも素子に不良があると、その部分あるいはその周辺だけを交換して修理することができないからである。

一方、ディスプレイに関して、断面形状が矩形や円形等のファイバを基板とし、この基板上に発光素子を集積化したファイバ型発光素子を用いて、このファイバ型発光素子を平行に多数並べてアレイ化した平面状のディスプレイを作成するものがある（特許文献１参照）。

特表２００２−５３８５０２号公報

ところで、発光素子の密度を向上させるために、ファイバ型発光素子と、ＴＦＴ回路などがファイバの表面に形成された駆動ファイバ基板素子あるいは駆動回路がアレイ状またはマトリクス状に形成された平面基板とを別々に形成してそれぞれを接合した表示素子を形成する場合、従来は、発光素子と駆動回路との電気的接続部を、半田ボールなどを用いて接合していた。

この場合、半田ボールを溶解するための熱によって発光素子が劣化するという問題点があった。特に有機発光材料は熱に弱い。また、半田ボールを用いると、接続部に応力が生じ、ファイバ基板が変形してしまうという問題点があった。ファイバ基板が変形してしまうと、ファイバ基板上に形成された素子をアレイ状あるいはマトリクス状に精度良く配置することが困難になる。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ファイバ基板素子を接合したファイバ基板接合素子を形成する場合に発光素子の劣化を抑え、かつファイバ基板の変形を抑えることができるファイバ基板接合素子の製造方法およびファイバ基板接合素子を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるファイバ基板接合素子の製造方法は、発光素子が形成された断面が略矩形状の第１のファイバと、駆動素子および／または配線が形成された断面が略矩形状の第２のファイバとを接合したファイバ基板接合素子を製造するファイバ基板接合素子の製造方法であって、前記第１のファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子を形成するとともに前記一の面および該一の面に隣接する少なく１つの隣接面の一部を覆う第１の電気的接続部を形成したファイバ基板発光素子を形成するファイバ基板発光素子形成工程と、前記第２のファイバの表面の前記発光素子に対応する位置に駆動回路を形成するとともに前記第１のファイバの一の面に対向する前記第２のファイバの一の面に隣接する少なくとも１つの隣接面の一部を覆う第２の電気的接続部を形成したファイバ基板駆動素子を形成するファイバ基板駆動素子形成工程と、前記ファイバ基板発光素子の一の面と前記ファイバ基板駆動素子の一の面とを接着する接着工程と、前記第１の電気的接続部と前記第２の電気的接続部とを電気的に接続する導電部を形成する接続工程と、を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかるファイバ基板接合素子の製造方法は、発光素子が形成された断面が略矩形状のファイバと、駆動素子および／または配線が形成された基板を接合したファイバ基板接合素子を製造するファイバ基板接合素子の製造方法であって、前記ファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子を形成するとともに前記一の面および該一の面に隣接する少なく１つの隣接面の一部を覆う第１の電気的接続部を形成したファイバ基板発光素子を形成するファイバ基板発光素子形成工程と、前記基板に、前記発光素子を駆動する駆動回路をアレイ状またはマトリクス状に形成するとともに、少なくとも前記ファイバの一の面と対向する領域外に第２の電気的接続部を形成した駆動基板を形成する駆動基板形成工程と、前記ファイバ基板発光素子の一の面と前記駆動基板とを接着する接着工程と、前記第１の電気的接続部と前記第２の電気的接続部とを電気的に接続する導電部を形成する接続工程と、を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかるファイバ基板接合素子の製造方法は、上記の発明において、前記第１の電気的接続部および前記第２の電気的接続部は、前記一の面に隣接する両面の一部を覆い、前記導電部は、各両面に形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかるファイバ基板接合素子は、発光素子が形成された断面が略矩形状の第１のファイバと、駆動素子および／または配線が形成された断面が略矩形状の第２のファイバとを接合したファイバ基板接合素子であって、前記第１のファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子が形成されるとともに、前記一の面および該一の面に隣接する少なく１つの隣接面の一部を覆う第１の電気的接続部が形成されたファイバ基板発光素子と、前記第２のファイバの表面の前記発光素子に対応する位置に駆動回路が形成されるとともに、前記第１のファイバの一の面に対向する前記第２のファイバの一の面に隣接する少なくとも１つの隣接面を覆う第２の電気的接続部が形成されたファイバ基板駆動素子と、前記ファイバ基板発光素子の一の面と前記ファイバ基板駆動素子の一の面とを接着する接着層と、前記第１の電気的接続部と前記第２の電気的接続部とを電気的に接続する導電部と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかるファイバ基板接合素子は、発光素子が形成された断面が略矩形状のファイバと、駆動素子および／または配線が形成された基板とを接合したファイバ基板接合素子であって、前記ファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子が形成されるとともに、前記一の面および該一の面に隣接する少なく１つの隣接面の一部を覆う第１の電気的接続部が形成されたファイバ基板発光素子と、前記発光素子を駆動する駆動回路をアレイ状またはマトリクス状に形成するとともに少なくとも前記ファイバの一の面と対向する領域外に第２の電気的接続部が形成された駆動基板と、前記ファイバ基板発光素子の一の面と前記駆動基板とを接着する接着層と、前記第１の電気的接続部と前記第２の電気的接続部とを電気的に接続する導電部と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかるファイバ基板接合素子は、上記の発明において、前記第１の電気的接続部および前記第２の電気的接続部は、前記一の面に隣接する両面の一部を覆い、前記導電部は、各両面に形成されることを特徴とする。

この発明によれば、接着される対向する面に熱や応力が発生せず、発光素子の劣化を抑え、かつファイバ基板の変形を抑え、安定したファイバ基板接合素子を製造することができる。

以下、図面を参照して、この発明にかかるファイバ基板接合素子の製造方法およびファイバ基板接合素子の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は、この発明の実施の形態にかかるファイバ基板接合素子の構成を示す一部断面を含む斜視図である。図１において、このファイバ基板接合素子３は、略矩形の線状部材であるファイバ基板１０の表面上に有機ＥＬ発光部であるＯＬＥＤ部１が形成されたファイバ基板発光素子４と、ファイバ基板２０の表面上にＴＦＴ駆動回路であるＴＦＴ部２が形成されたファイバ基板駆動素子５とが、長手方向に沿って、絶縁性の接着部３０によって接合され、長手方向に沿う一方の側面を覆うように形成された導電性の接続部３１によってＯＬＥＤ部１とＴＦＴ部２とを電気的に接続するようにしている。

ファイバ基板１０は、まず、図示しないリールに巻かれて断面が略矩形の石英等からなる光透過性のファイバ基板を用意し、発光素子である有機ＥＬ素子を形成するための基板として用いる。このファイバ基板１０の断面のサイズは、たとえば２５０μｍ×２５０μｍである。また、略矩形のファイバ基板１０を製造する場合、母材の断面を略矩形にすればよい。ここで、略矩形形状とは、略四角形状に限らず、略矩形の一辺がレンズ状に凸に成形された形状、または略矩形の一辺がレンズ状に凸に成形され、その反対辺に凹みが成形された形状等を示す。また、ファイバ基板２０も、同様にして形成される。

光透過性のファイバ基板１０としては、石英の他に、ホウケイ酸塩若しくはソーダ石灰ガラス、サファイヤ、その他の適切なガラス材料等のガラスファイバ、またはメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、アクリル、マイラ、ポリエステル、ポリイミド、その他の適切なプラスチック材料等からなるプラスチックファイバを用いても良い。

つぎに、ファイバ基板１０をリールから引き出して図示しない成膜装置内に導き、その外周のうち一の面１ａおよびその面に隣り合う表面１ｂ，１ｃの上にスパッタ法によって透明電極としてのＩＴＯ膜１１を形成する。ＩＴＯ膜１１としては、酸化インジウム錫などを用いることができる。

その後、光透過性の保護絶縁膜としてのＳｉＯ_２膜１２をＩＴＯ膜１１上に形成する。図示しないレジストを表面１ａ上に塗布し、有機層１３を形成すべき領域を露光、現像してパターニングし、有機層１３が堆積される開口部を形成する。この開口部は、ファイバ基板１０の長手方向に沿って間隔をおいて複数形成され、それらの平面の大きさは、たとえば５０μｍ×５０μｍ以下である。その後、ドライエッチングによってこの開口部下のＳｉＯ_２膜を除去し、さらに有機層１３を堆積し、レジスト膜を除去することによって有機層１３が形成される。その後、この有機層１３をＩＴＯ膜１１と挟む電極としてのＡｕ膜１４を蒸着する。この際、Ａｕ膜１４は、表面１ａの有機層１３の上部と表面１ａに隣接する表面１ｂの一部とを覆うように形成される。

一方、ファイバ基板駆動素子５は、全表面を用いてＴＦＴや配線を含む回路部２１が形成され、特に表面２ａには、信号線の電気的接続部であるＡｕ膜２２が形成される。このＡｕ膜２２は、表面２ａとその隣接面であって、表面１ａ，２ａを接着した際に表面１ｂに隣接する表面２ｂの一部を覆うように形成される。

その後、表面１ａ，２ａのＡｕ膜１４，２２間に絶縁性の接着剤を塗布してファイバ基板発光素子４とファイバ基板駆動素子５とを接着する接着部３０を形成する。さらに、この接着された状態で、表面１ｂ，２ｂ側から導電性材料によってＡｕ膜１４，２２を電気的に接続する導電部である接続部３１を形成する。

これによって、ＴＦＴなどの駆動系が形成されたファイバ基板駆動素子５と、有機ＥＬなどの発光素子が形成されたファイバ基板発光素子４とが電気的に接続されたファイバ基板接合素子３を形成することができる。なお、ファイバ基板駆動素子５の表面２ｄ上には、図２に示すようなワイヤ状のゲート線４０を半田４１によって接続するＡｕ膜２３が形成されている。この結果、アクティブマトリクス方式を用いた表示装置のゲート線と信号線とが一致した画素に対応する有機層１３が発光して表面１ｄから光を出射することになる。すなわち、信号線としてのＡｕ膜２２から供給された電流は、接続部３１を介してＡｕ膜１４からＩＴＯ膜１１に供給され、有機層１３は、この電流量に応じた発光量で発光することになる。

ここで、従来は、接着部３０を半田ボールなどによって形成して直接接続していたため、接続面における熱や応力の発生によって熱に弱い有機層が劣化したり、ファイバ基板１０，２０が変形していた。これに対し、この実施の形態では、ファイバ基板発光素子４とファイバ基板駆動素子５とを接着部３０によって接着し、それぞれのファイバの側面で電気的接続を行うようにしているので、熱および応力の発生を抑えることができる。接着部３０での接着は、半田接着のような熱は不要であり、更に半田ボールのようにファイバのサイズに対して比較的大きい介在物がファイバ間に入ることがないので、大きな応力もかからない。また、接続部３１は、Ａｕ膜で形成され、たとえばスパッタなどにより実現されるため、熱も５０℃程度であり、有機層１３およびファイバ基板１０，２０に与える影響は無視できる程度のものである。

ここで、上述した実施の形態では、ファイバ基板駆動素子５を用いてファイバ基板接合素子３を形成するようにしていたが、これに限らず、ファイバ基板駆動素子５に替えて、駆動回路がアレイ状あるいはマトリクス状に形成された平板上の駆動基板に、上述したファイバ基板発光素子４を接合するようにしてもよい。

図３は、表面に駆動回路が形成された駆動基板とファイバ基板発光素子とを接合したファイバ基板接合素子の構成を示す斜視図である。図３に示すように、駆動基板１００上には、複数の駆動回路が形成された回路部１２１が画素（有機層１３）に対応してマトリクス状に形成されている。そして、Ａｕ膜２２に対応するＡｕ膜１２２がマトリクス状に形成されている。ただし、Ａｕ膜１２２は、ファイバ基板発光素子４が接着された場合に、接続部１３１と接着できるように、ファイバ基板発光素子４の接着面を超えて広がっている。

ファイバ基板発光素子４は、表面１ａをＡｕ膜１２２側に向け、接着部３０と同様に、絶縁性の接着剤である接着部１３０によって、駆動基板１００に接着される。さらに、Ａｕ膜１４の表面１ｃの一部に形成されたＡｕ膜１４とＡｕ膜１２２の端部とを覆う、Ａｕ膜で形成される導電膜である接続部１３１が形成される。これによって、ファイバ基板発光素子４のＯＬＥＤ部とこれに対応する駆動回路とが電気的に接続されることになる。

これによって、上述した実施の形態と同様に、接続部に発生する熱および応力の発生を抑えることができる。

なお、上述した実施の形態では、ファイバ基板駆動素子５側の信号線であるＡｕ膜２２を表面２ａに形成するようにしたが、これに限らず、表面２ｂにのみ形成するようにしてもよい。図３の場合には、Ａｕ膜１２２のうち、表面１ａに対応する面のＡｕ膜を削除する構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、有機ＥＬ素子を用いた表示装置を一例として説明したが、これに限らず、駆動素子と発光素子とを接合するデバイスであればよく、たとえば、蛍光灯、フレキシブルな電子ノート、液晶ディスプレイのバックライトなどにも適用することができる。

この発明の実施の形態にかかるファイバ基板接合素子の構成を示す斜視図である。ファイバ基板接合素子にデータ線を接合する状態を示す斜視図である。表面に駆動回路が形成された駆動基板とファイバ基板発光素子とを接合したファイバ基板接合素子の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ＯＬＥＤ部
１ａ〜１ｄ，２ａ〜２ｄ表面
２ＴＦＴ部
３ファイバ基板接合素子
４ファイバ基板発光素子
５ファイバ基板駆動素子
１０，２０ファイバ基板
１１ＩＴＯ膜
１２ＳｉＯ_２膜
１３有機層
１４，２２，２３，１２２Ａｕ膜
２１，１２１回路部
３０，１３０接着部
３１，１３１接続部
１００駆動基板

Claims

発光素子が形成された断面が略矩形状の第１のファイバと、駆動素子および／または配線が形成された断面が略矩形状の第２のファイバとを接合したファイバ基板接合素子を製造するファイバ基板接合素子の製造方法であって、
前記第１のファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子を形成するとともに前記一の面および該一の面に隣接する少なく１つの隣接面の一部を覆う第１の電気的接続部を形成したファイバ基板発光素子を形成するファイバ基板発光素子形成工程と、
前記第２のファイバの表面の前記発光素子に対応する位置に駆動回路を形成するとともに前記第１のファイバの一の面に対向する前記第２のファイバの一の面に隣接する少なくとも１つの隣接面の一部を覆う第２の電気的接続部を形成したファイバ基板駆動素子を形成するファイバ基板駆動素子形成工程と、
前記ファイバ基板発光素子の一の面と前記ファイバ基板駆動素子の一の面とを接着する接着工程と、
前記第１の電気的接続部と前記第２の電気的接続部とを電気的に接続する導電部を形成する接続工程と、
を含むことを特徴とするファイバ基板接合素子の製造方法。
発光素子が形成された断面が略矩形状のファイバと、駆動素子および／または配線が形成された基板を接合したファイバ基板接合素子を製造するファイバ基板接合素子の製造方法であって、
前記ファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子を形成するとともに前記一の面および該一の面に隣接する少なく１つの隣接面の一部を覆う第１の電気的接続部を形成したファイバ基板発光素子を形成するファイバ基板発光素子形成工程と、
前記基板に、前記発光素子を駆動する駆動回路をアレイ状またはマトリクス状に形成するとともに、少なくとも前記ファイバの一の面と対向する領域外に第２の電気的接続部を形成した駆動基板を形成する駆動基板形成工程と、
前記ファイバ基板発光素子の一の面と前記駆動基板とを接着する接着工程と、
前記第１の電気的接続部と前記第２の電気的接続部とを電気的に接続する導電部を形成する接続工程と、
を含むことを特徴とするファイバ基板接合素子の製造方法。
前記第１の電気的接続部および前記第２の電気的接続部は、前記一の面に隣接する両面の一部を覆い、前記導電部は、各両面に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のファイバ基板接合素子の製造方法。
発光素子が形成された断面が略矩形状の第１のファイバと、駆動素子および／または配線が形成された断面が略矩形状の第２のファイバとを接合したファイバ基板接合素子であって、
前記第１のファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子が形成されるとともに、前記一の面および該一の面に隣接する少なく１つの隣接面の一部を覆う第１の電気的接続部が形成されたファイバ基板発光素子と、
前記第２のファイバの表面の前記発光素子に対応する位置に駆動回路が形成されるとともに、前記第１のファイバの一の面に対向する前記第２のファイバの一の面に隣接する少なくとも１つの隣接面を覆う第２の電気的接続部が形成されたファイバ基板駆動素子と、
前記ファイバ基板発光素子の一の面と前記ファイバ基板駆動素子の一の面とを接着する接着層と、
前記第１の電気的接続部と前記第２の電気的接続部とを電気的に接続する導電部と、
を備えたことを特徴とするファイバ基板接合素子。
発光素子が形成された断面が略矩形状のファイバと、駆動素子および／または配線が形成された基板とを接合したファイバ基板接合素子であって、
前記ファイバの一の面に、透明電極および有機層からなる発光素子が形成されるとともに、前記一の面および該一の面に隣接する少なく１つの隣接面の一部を覆う第１の電気的接続部が形成されたファイバ基板発光素子と、
前記発光素子を駆動する駆動回路をアレイ状またはマトリクス状に形成するとともに少なくとも前記ファイバの一の面と対向する領域外に第２の電気的接続部が形成された駆動基板と、
前記ファイバ基板発光素子の一の面と前記駆動基板とを接着する接着層と、
前記第１の電気的接続部と前記第２の電気的接続部とを電気的に接続する導電部と、
を備えたことを特徴とするファイバ基板接合素子。
前記第１の電気的接続部および前記第２の電気的接続部は、前記一の面に隣接する両面の一部を覆い、前記導電部は、各両面に形成されることを特徴とする請求項４または５に記載のファイバ基板接合素子。