JP2018205487A - 表示装置および表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】可撓性基材を用いた表示装置の製造において、部品の実装不良を抑制する。【解決手段】表示装置の製造方法であって、樹脂を含み、複数の画素を備える表示領域が形成される基材７０の片側に、接着材料を介してドライバＩＣ４８を配置すること、基材のもう片側に、少なくともドライバＩＣが配置される領域（部品実装領域）４６に対応して硬質層１３０を形成すること、および、一対のヘッド２１０，２２０により、基材とドライバＩＣと硬質層とを挟んで加圧し、ドライバＩＣを基材に実装すること、を含む。【選択図】図５
Description
本発明は、表示装置および表示装置の製造方法に関する。
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置や液晶表示装置など、表示領域を備える表示装置において、近年、可撓性を有する基材を用いて、表示パネルを曲げることができるフレキシブルディスプレイの開発が進められている。
例えば、下記特許文献１に開示されるように、上記可撓性を有する基材は、ハンドリング性等の観点から、表示パネルの製造工程では基板（例えば、ガラス基板）に支持されており、任意の適切なタイミングで基板から剥離される。
例えば、量産性の観点から、上記基材への部品（例えば、表示装置の駆動部を構成するドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ））の実装を、上記支持基板の剥離後に行う場合がある。しかし、支持基板に支持されていない基材においては、部品の実装不良を引き起こしやすいという問題がある（特に、実装に高荷重を必要とするドライバＩＣを実装する場合において）。
本発明は、上記に鑑み、部品の実装不良が抑制された表示装置およびその製造方法の提供を目的とする。
本発明の１つの局面によれば、表示装置の製造方法が提供される。本発明に係る表示装置の製造方法は、樹脂を含み、複数の画素を備える表示領域が形成される基材の片側に、接着材料を介して部品を配置すること、前記基材のもう片側に、少なくとも前記部品が配置される領域に対応して硬質層を形成すること、および、一対のヘッドにより、前記基材と前記部品と前記硬質層とを挟んで加圧し、前記部品を前記基材に実装すること、を含む。
本発明の別の局面によれば、表示装置が提供される。本発明に係る表示装置は、樹脂を含み、複数の画素を備える表示領域と部品実装領域とを有する基材と、前記基材の部品実装領域に接着材料を介して設けられた部品と、前記基材の前記部品が設けられる側とは反対側に、少なくとも前記部品が設けられた領域に対応して形成された硬質層と、を有する。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、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評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。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略することがある。
図１は、本発明の１つの実施形態に係る表示装置の概略の構成を、有機ＥＬ表示装置を例にして示す模式図である。有機ＥＬ表示装置２は、画像を表示する画素アレイ部４と、画素アレイ部４を駆動する駆動部とを備える。有機ＥＬ表示装置２は、基材として樹脂フィルムを用いたフレキシブルディスプレイであり、この樹脂フィルムで構成された基材の上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などの積層構造が形成される。なお、図１に示した概略図は一例であって、本実施形態はこれに限定されるものではない。
画素アレイ部４には、画素に対応してＯＬＥＤ６および画素回路８がマトリクス状に配置される。画素回路８は複数のＴＦＴ１０，１２やキャパシタ１４で構成される。
上記駆動部は、走査線駆動回路２０、映像線駆動回路２２、駆動電源回路２４および制御装置２６を含み、画素回路８を駆動しＯＬＥＤ６の発光を制御する。
走査線駆動回路２０は、画素の水平方向の並び（画素行）ごとに設けられた走査信号線２８に接続されている。走査線駆動回路２０は、制御装置２６から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線２８を順番に選択し、選択した走査信号線２８に、点灯ＴＦＴ１０をオンする電圧を印加する。
映像線駆動回路２２は、画素の垂直方向の並び（画素列）ごとに設けられた映像信号線３０に接続されている。映像線駆動回路２２は、制御装置２６から映像信号を入力され、走査線駆動回路２０による走査信号線２８の選択に合わせて、選択された画素行の映像信号に応じた電圧を各映像信号線３０に出力する。当該電圧は、選択された画素行にて点灯ＴＦＴ１０を介してキャパシタ１４に書き込まれる。駆動ＴＦＴ１２は、書き込まれた電圧に応じた電流をＯＬＥＤ６に供給し、これにより、選択された走査信号線２８に対応する画素のＯＬＥＤ６が発光する。
駆動電源回路２４は、画素列ごとに設けられた駆動電源線３２に接続され、駆動電源線３２および選択された画素行の駆動ＴＦＴ１２を介してＯＬＥＤ６に電流を供給する。
ここで、ＯＬＥＤ６の下部電極は、駆動ＴＦＴ１２に接続される。一方、各ＯＬＥＤ６の上部電極は、全画素のＯＬＥＤ６に共通の電極で構成される。下部電極を陽極（アノード）として構成する場合は、高電位が入力され、上部電極は陰極（カソード）となって低電位が入力される。下部電極を陰極（カソード）として構成する場合は、低電位が入力され、上部電極は陽極（アノード）となって高電位が入力される。
図２は、図１に示す有機ＥＬ表示装置の表示パネルの一例を示す模式的な平面図である。表示パネル４０の表示領域４２に、図１に示した画素アレイ部４が設けられ、上述したように画素アレイ部４にはＯＬＥＤ６が配列される。上述したようにＯＬＥＤ６を構成する上部電極は、各画素に共通に形成され、表示領域４２全体を覆う。
矩形である表示パネル４０の一辺には、部品実装領域４６が設けられ、表示領域４２につながる配線が配置される。部品実装領域４６には、駆動部を構成するドライバＩＣ４８が搭載されたり、ＦＰＣ５０が接続されたりする。ＦＰＣ５０は、制御装置２６やその他の回路２０，２２，２４等に接続されたり、その上にＩＣが搭載されたりする。
図３は、図２のIII−III断面の一例を示す図である。表示パネル４０は、樹脂フィルムで構成された基材７０の上に、ＴＦＴ７２などが形成された回路層７４、ＯＬＥＤ６およびＯＬＥＤ６を封止する封止層１０６などが積層された構造を有する。基材７０を構成する樹脂としては、例えば、ポリイミド系樹脂が用いられる。基材７０の厚みは、例えば、２０μｍ程度である。封止層１０６の上には表保護膜１１４が積層され、基材７０の裏側（表保護膜１１４が積層される側とは反対側）には裏保護膜１２４が積層される。
本実施形態においては、画素アレイ部４はトップエミッション型であり、ＯＬＥＤ６で生じた光は、基材７０側とは反対側（図３において上向き）に出射される。なお、有機ＥＬ表示装置２におけるカラー化方式をカラーフィルタ方式とする場合には、例えば、封止層１０６と表保護膜１１４との間、または、図示しない対向基板側にカラーフィルタが配置される。このカラーフィルタに、ＯＬＥＤ６にて生成した白色光を通すことで、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を作る。
表示領域４２の回路層７４には、上述した画素回路８、走査信号線２８、映像信号線３０、駆動電源線３２などが形成される。駆動部の少なくとも一部分は、基材７０上に回路層７４として表示領域４２に隣接する領域に形成することができる。上述したように、駆動部を構成するドライバＩＣ４８やＦＰＣ５０を、部品実装領域４６にて、回路層７４の配線１１６に接続することができる。
図３に示すように、基材７０上には、無機絶縁材料で形成された下地層８０が配置されている。無機絶縁材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮｙ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）およびこれらの複合体が用いられる。
表示領域４２においては、下地層８０を介して、基材７０上には、トップゲート型のＴＦＴ７２のチャネル部およびソース・ドレイン部となる半導体領域８２が形成されている。半導体領域８２は、例えば、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）で形成される。半導体領域８２は、例えば、基材７０上に半導体層（ｐ−Ｓｉ膜）を設け、この半導体層をパターニングし、回路層７４で用いる箇所を選択的に残すことにより形成される。
ＴＦＴ７２のチャネル部の上には、ゲート絶縁膜８４を介してゲート電極８６が配置されている。ゲート絶縁膜８４は、代表的には、ＴＥＯＳで形成される。ゲート電極８６は、例えば、スパッタリング等で形成した金属膜をパターニングして形成される。ゲート電極８６上には、ゲート電極８６を覆うように層間絶縁層８８が配置されている。層間絶縁層８８は、例えば、上記無機絶縁材料で形成される。ＴＦＴ７２のソース・ドレイン部となる半導体領域８２（ｐ−Ｓｉ）には、イオン注入により不純物が導入され、さらにそれらに電気的に接続されたソース電極９０ａおよびドレイン電極９０ｂが形成され、ＴＦＴ７２が構成される。
ＴＦＴ７２上には、層間絶縁膜９２が配置されている。層間絶縁膜９２の表面には、配線９４が配置される。配線９４は、例えば、スパッタリング等で形成した金属膜をパターニングすることにより形成される。配線９４を形成する金属膜と、ゲート電極８６、ソース電極９０ａおよびドレイン電極９０ｂの形成に用いた金属膜とで、例えば、配線１１６および図１に示した走査信号線２８、映像信号線３０、駆動電源線３２を多層配線構造で形成することができる。この上に、平坦化膜９６およびパッシベーション膜９８が形成され、表示領域４２において、パッシベーション膜９８上にＯＬＥＤ６が形成されている。平坦化膜９６は、例えば、樹脂材料で形成される。パッシベーション膜９８は、例えば、ＳｉＮｙ等の無機絶縁材料で形成される。
ＯＬＥＤ６は、下部電極１００、有機材料層１０２および上部電極１０４を含む。有機材料層１０２は、具体的には、正孔輸送層、発光層、電子輸送層等を含む。ＯＬＥＤ６は、代表的には、下部電極１００、有機材料層１０２および上部電極１０４を基材７０側からこの順に積層して形成される。本実施形態では、下部電極１００がＯＬＥＤ６の陽極（アノード）であり、上部電極１０４が陰極（カソード）である。
図３に示すＴＦＴ７２が、ｎチャネルを有した駆動ＴＦＴ１２であるとすると、下部電極１００は、ＴＦＴ７２のソース電極９０ａに接続される。具体的には、上述した平坦化膜９６の形成後、下部電極１００をＴＦＴ７２に接続するためのコンタクトホール１１０が形成され、例えば、平坦化膜９６表面およびコンタクトホール１１０内に形成した導電体部をパターニングすることにより、ＴＦＴ７２に接続された下部電極１００が画素ごとに形成される。下部電極は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の透過性導電材料、Ａｇ、Ａｌ等の金属で形成される。
上記構造上には、画素を分離するリブ１１２が配置されている。例えば、下部電極１００の形成後、画素境界にリブ１１２を形成し、リブ１１２で囲まれた画素の有効領域（下部電極１００の露出する領域）に、有機材料層１０２および上部電極１０４が積層される。上部電極１０４は、例えば、ＭｇとＡｇの極薄合金やＩＴＯ、ＩＺＯ等の透過性導電材料で形成される。
上部電極１０４上には、表示領域４２全体を覆うように封止層１０６が配置されている。封止層１０６は、第１封止膜１６１、封止平坦化膜１６０および第２封止膜１６２をこの順で含む積層構造を有している。第１封止膜１６１および第２封止膜１６２は、無機材料（例えば、無機絶縁材料）で形成される。具体的には、化学気相成長（ＣＶＤ）法によりＳｉＮｙ膜を成膜することにより形成される。封止平坦化膜１６０は、有機材料（例えば、硬化性樹脂組成物等の樹脂材料）を用いて形成される。一方、部品実装領域４６では、封止層１０６は配置されていない。
例えば、機械的な強度を確保するため、表示パネル４０の表面に保護膜が積層される。具体的には、表示領域４２および表示領域４２を囲む額縁領域４４の表面に粘着剤（図示せず）を用いて表保護膜１１４が貼り合わせられている。表保護膜１１４は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等の樹脂フィルムで構成され、その厚みは、例えば、１２０μｍ程度である。一方、部品実装領域４６では、ドライバＩＣ４８やＦＰＣ５０を接続し易くするため表保護膜１１４は設けられていない。ＦＰＣ５０の配線やドライバＩＣ４８の端子は、例えば、配線１１６に電気的に接続される。代表的には、ドライバＩＣ４８やＦＰＣ５０は、接着材料（具体的には、異方性導電材料を含有する接着材料）を用いて基材７０に接合される。
図４は、図２に示す表示パネルの一端を曲げた状態の一例を示す図であり、図２に示すIII−III断面を示している。表示パネル４０は、図３に示すように、基材７０を平面状に保って製造され得るが、例えば、有機ＥＬ表示装置２の筐体に格納される際には、図４に示すように、表示領域４２の外側に曲げ領域１２０を設けて部品実装領域４６を表示領域４２の裏側に配置させる。この場合、好ましくは、裏保護膜１２４は、曲げ領域１２０を除いた領域に積層される。具体的には、基材７０の表示領域４２および額縁領域４４に接着層１２２を介して裏保護膜１２４が積層されている。なお、図４において、図３に示す表示パネル４０の積層構造のうち、基材７０上の積層構造は省略している。
裏保護膜１２４としては、任意の適切な樹脂フィルムが用いられ得る。樹脂フィルムとしては、例えば、ＰＥＴフィルム、ポリイミドフィルムが挙げられる。樹脂フィルムの厚みは、例えば、３０μｍ〜１５０μｍである。裏保護膜１２４の積層に用いられる接着層１２２は、任意の適切な材料で形成され得る。例えば、粘着剤（代表的には、アクリル系粘着剤）が用いられる。この場合、接着層（粘着剤層）１２２の厚みは、例えば、１０μｍ〜３０μｍである。通常、樹脂フィルムに粘着剤層が予め形成された粘着フィルムが用いられる。
基材７０の曲げ領域１２０の外側で、少なくともドライバＩＣ４８が設けられる領域に対応して粘着剤層１２２よりも硬い硬質層１３０が形成される。本実施形態では、図２の破線で示すように、部品実装領域４６全体に硬質層１３０が形成されている。硬質層１３０は、任意の適切な構成を有し得る。本実施形態では、基材７０に、接着層（接着剤層）１２６を介して保護基材１２８を積層することで硬質層１３０を形成している。
保護基材１２８の積層に用いられる接着層１２６は、例えば、アクリル系、エポキシ系等の硬化性接着剤の硬化物で形成される。硬化性接着剤は、加熱により硬化する熱硬化性接着剤であってもよいし、紫外線、可視光、電子線、Ｘ線等の活性エネルギー線の照射により硬化する活性エネルギー線硬化性接着剤であってもよい。この場合、接着層（接着剤層）１２６の厚みは、例えば、５０μｍ〜１５０μｍである。接着層（接着剤層）１２６の硬さは、例えば、３０ＨＳ〜９５ＨＳである。なお、硬さは、ショア硬さ試験にて測定することができる。
保護基材１２８としては、例えば、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属を含む金属板、ガラス板等の硬質板が用いられる。保護基材の厚みは、例えば、５０μｍ〜２００μｍである。例えば、硬質層１３０全体として所定の硬さを満足する場合（具体的には、粘着剤層１２２よりも硬い場合）、保護基材１２８は、例えば、樹脂フィルムで構成され得る。
なお、本実施形態では、硬質層１３０は、接着層（接着剤層）１２６と保護基材１２８との積層体で構成しているが、例えば、硬化性樹脂組成物の硬化物による単層体で構成してもよい。
例えば、基材７０を平面状にした状態で、裏保護膜１２４の表面と硬質層１３０の表面とを同一平面に存在させる。例えば、製造工程において、裏保護膜１２４表面と硬質層１３０表面との段差により生じる不具合を防止し得るからである。また、後述のドライバＩＣ４８の実装の際の加圧を均一に行い得るからである。
上記ＴＦＴ７２を含む回路層７４、ＯＬＥＤ６および封止層１０６などの形成は、ハンドリング性等の観点から、通常、支持基板（例えば、ガラス基板）に支持された基材７０に対して行う。この場合、基材７０から支持基板を剥離した後に、基材７０に裏保護膜１２４および硬質層１３０を設ける。
本実施形態では、図４に示すように、裏保護膜１２４と硬質層１３０との間に折り曲げスペーサ１４０を介在させ、折り曲げスペーサ１４０の先端部１４０ａに基材７０を沿わせて所定の曲率で表示パネル４０を湾曲させている。
図５は、基材７０にドライバＩＣ４８を実装する様子を示す概略図である。図５においては、図３における額縁領域４４の一部、曲げ領域１２０および部品実装領域４６のみを示し、図３に示す表示パネル４０の積層構造のうち、基材７０上の積層構造は省略している。
ドライバＩＣ４８は、裏保護膜１２４および硬質層１３０が設けられた状態の基材７０の部品実装領域４６の所定の位置に、接着材料（図示せず）を介して配置される。接着材料としては、代表的には、異方性導電材料を含有する熱硬化性接着剤組成物が採用される。こうして、基材７０にドライバＩＣが配置されたものを、図示するように、加熱加圧機構を有した上ヘッド２１０と下ヘッド２２０との間に配置する。このとき、下ヘッド２２０は、少なくとも硬質層１３０に対向するように配置される。図示例では、下ヘッド２２０は、硬質層１３０と裏保護膜１２４に対向している。
その後、上ヘッド２１０および下ヘッド２２０を用いて、ドライバＩＣ４８、基材７０および硬質層１３０を加熱しながら加圧する。ここで、加熱により上記接着材料は加熱され硬化し得る。こうして、ドライバＩＣ４８を実装する。このような形態によれば、一対のヘッド間に粘着剤層１２２が挟まれないので、効率的にヘッドの圧力をドライバＩＣ４８の実装に利用することができる。具体的には、粘着剤層１２２による応力緩和を排除することができる。その結果、ドライバＩＣの実装不良を抑制し得、歩留りおよび接続信頼性の向上に寄与し得る。このように、上記支持基板を使用せずに、部品の実装不良を抑制し得ることが、本発明の特徴の１つである。
図６は、本発明の別の実施形態における表示パネルの一端を曲げた状態を示す図である。本実施形態では、上記実施形態とは異なり、別部材の折り曲げスペーサを用いずに硬質層１３０の厚みを厚くしている。
本発明は、上記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、上記実施形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成また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。
２ 有機ＥＬ表示装置、４ 画素アレイ部、６ ＯＬＥＤ、８ 画素回路、１０ 点灯ＴＦＴ、１２ 駆動ＴＦＴ、１４ キャパシタ、２０ 走査線駆動回路、２２ 映像線駆動回路、２４ 駆動電源回路、２６ 制御装置、２８ 走査信号線、３０ 映像信号線、３２ 駆動電源線、４０ 表示パネル、４２ 表示領域、４４ 額縁領域、４６ 部品実装領域、４８ ドライバＩＣ、５０ ＦＰＣ、７０ 基材、７２ ＴＦＴ、７４ 回路層、８０ 下地層、８２ 半導体領域、８４ ゲート絶縁膜、８６ ゲート電極、８８ 層間絶縁層、９０ａ ソース電極、９０ｂ ドレイン電極、９２ 層間絶縁膜、９４ 配線、９６ 平坦化膜、９８ パッシベーション膜、１００ 下部電極、１０２ 有機材料層、１０４ 上部電極、１０６ 封止層、１１０ コンタクトホール、１１２ リブ、１１４ 表保護膜、１１６ 配線、１２０ 曲げ領域、１２２ 接着層（粘着剤層）、１２４ 裏保護膜、１２６ 接着層（接着剤層）、１２８ 保護基材、１３０ 硬質層、１４０ 折り曲げスペーサ、１６０ 封止平坦化膜、１６１ 第１封止膜、１６２ 第２封止膜。
Claims (14)
- 樹脂を含み、複数の画素を備える表示領域が形成される基材の片側に、接着材料を介して部品を配置すること、
前記基材のもう片側に、少なくとも前記部品が配置される領域に対応して硬質層を形成すること、および、
一対のヘッドにより、前記基材と前記部品と前記硬質層とを挟んで加圧し、前記部品を前記基材に実装すること、
を含む、表示装置の製造方法。 - 前記基材のもう片側に、前記表示領域を覆うように粘着剤層を介して保護膜を積層することを含み、前記硬質層が前記粘着剤層よりも硬い、請求項１に記載の製造方法。
- 前記部品がドライバＩＣである、請求項１または２に記載の製造方法。
- 前記基材に接着剤を用いて保護基材を設けることにより、前記硬質層を形成する、請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。
- 前記接着剤が硬化性接着剤を含む、請求項４に記載の製造方法。
- 前記保護基材が金属またはガラスで形成される、請求項４または５に記載の製造方法。
- 前記加圧の際に、前記接着材料を加熱する、請求項１から６のいずれかに記載の製造方法。
- 樹脂を含み、複数の画素を備える表示領域と部品実装領域とを有する基材と、
前記基材の部品実装領域に接着材料を介して設けられた部品と、
前記基材の前記部品が設けられる側とは反対側に、少なくとも前記部品が設けられた領域に対応して形成された硬質層と、
を有する、表示装置。 - 前記基材の前記部品が設けられる側とは反対側に、前記表示領域を覆うように粘着剤層を介して積層された保護膜を含み、前記硬質層が前記粘着剤層よりも硬い、請求項８に記載の表示装置。
- 前記部品がドライバＩＣである、請求項８または９に記載の表示装置。
- 前記硬質層が接着剤層と保護基材とを含む、請求項８から１０のいずれかに記載の表示装置。
- 前記接着剤層が硬化性接着剤の硬化物で形成される、請求項１１に記載の表示装置。
- 前記保護基材が金属またはガラスで形成される、請求項１１または１２に記載の表示装置。
- 前記基材は曲げ領域を有し、前記曲げ領域の外側に前記硬質層が形成されている、請求項８から１３のいずれかに記載の表示装置。
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