CN115552502A - 电子显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种经济地提供能够通过拼接来实现大面积化的窄边框的电子显示装置的方法。将高分子膜贴合在基板上,在该高分子膜上形成配线和电子显示器件后,将位于电子显示器件外侧的高分子膜与配线一起弯曲至基板的背面,将高分子膜和基板的背面粘接,其后安装驱动IC。此时,所述电子显示器件的外形尺寸Lo,与电子显示器件的显示区域尺寸Ld具有以下的关系:Lo<(1/2)×(Ld+5×Lpx),[在此,Lo:电子显示装置的外形尺寸,Ld:电子显示器件的显示部的外形尺寸,Lpx:电子显示器件的像素尺寸]。
Description
技术领域
本发明涉及窄边框电子显示装置及其制造方法,特别是涉及在显示面板的背面搭载驱动IC型的电子显示装置。以下,有时将电子显示装置简称为显示装置。
背景技术
已知液晶显示装置、或OLED、Micro LED等自发光显示装置以及以电泳显示器为代表的反射型显示装置的大屏幕化没有放缓的迹象。另一方面,这些显示装置的制造需要大面积的微细加工技术和高度的清洁环境,并且制造工厂的建设需要巨大的费用。即使显示像素中只有一个缺陷像素,也会成为作为产品的致命缺陷,因此随着显示装置屏幕尺寸的增大,良率降低。即使假设缺陷像素的发生频率为1个/1平方米,如果屏幕尺寸为1平方米的电子显示器件,则概率上大部分产品均为次品。另一方面,如果产品尺寸为边10厘米的正方形,即100平方厘米,则概率上100个产品中可能只得到1个次品,得到99个合格品。
在这种背景下,已试行拼接中小尺寸的电子显示装置来实现大面积电子显示装置。拼接中重视的是每个电子显示设备的边框宽度。如果边框宽,则拼接的接缝会变得明显,失去大屏幕化的魅力。边框的宽度取决于安装在电子显示装置上的驱动电路等外围装置·部件的配置。
通常,显示装置的驱动电路元件(驱动用IC,以下也称为驱动器IC或驱动元件)使用TAB、COF等安装在显示装置的周围部分。已经提出了一种将使用可弯曲的膜基材的TAB或COF在电子显示装置的边缘部分弯曲,在电子显示装置的侧面或背面配置驱动电路的实施方式(专利文献1,专利文献2)。近来,提出了在高分子薄膜上形成电子显示器件部,在端部弯曲,将周边电路等配置在电子显示装置的背面,将电子显示装置紧凑化的实施方式(专利文献3、专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利2987903号公报
专利文献2:日本特开平10-148839号公报
专利文献3:美国专利申请公开第2018/0090702号说明书
专利文献4:国际公开第2020/065910号
发明内容
发明要解决的问题
在使用TAB或COF的驱动器安装中,通常ACF(各向异性导电膜)用于连接形成在显示装置上的电极和TAB或COF的端子部分,以便与电子显示装置电气连接。即,由于需要在电子显示装置的显示部的周边部分配置用于与TAB或COF连接的电极,因此边框宽度不能比电极宽度窄。
另一方面,在膜基材上制作电子显示装置的显示部,将端部折弯并转向背面的方法中,在安装驱动元件后,需要进行伴随电子显示装置整体变形的加工,有驱动元件破损、或驱动元件与电子显示器件之间的连接部破损等的担忧。另外,在进行伴随膜基板的电子显示器件变形的加工后进行驱动IC的安装时,驱动元件安装时的压力、加热、超声波振动等通过膜基材,传递至电子显示器件的背板侧,存在会破坏作为特别纤细的部分的电子显示器件的TFT的担忧。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决这个问题,持续地进行了潜心研究,结果发现,可以利用现有的电子显示器件制造设备制造的、且为窄边框、对于驱动电路的安装也能得到高的良好产品率的电子显示器件结构及其制造方法,从而完成了本发明。
即,本发明包括以下构成。
[1]一种电子显示装置,其特征在于,包括:
基板、
以夹住所述基板的方式而弯曲并与所述基板的第一面和第二面这两者粘接的高分子膜、
在与所述基板的第一面进行粘接一侧的高分子膜表面上形成的电子显示器件、
在与所述基板的第二面进行粘接一侧的高分子膜表面上安装的电子显示器件的驱动电路元件、
形成于所述高分子膜表面并将所述电子显示器件和驱动电路元件电气连接的配线,
所述电子显示器件的外形尺寸Lo与电子显示器件的显示部的外形尺寸Ld具有以下的关系,
Lo<(1/2)×(Ld+5×Lpx)
在此,
Lo:电子显示装置的外形尺寸
Ld:电子显示器件的显示部的外形尺寸
Lpx:电子显示器件的像素尺寸。
[2]一种电子显示装置,其特征在于,包括:
基板、
以夹住所述基板的方式而弯曲并与所述基板的第一面和第二面这两者粘接的、软化温度为150℃以上380℃以下的高分子膜、
在所述高分子膜的与所述基板的粘接面相反一侧的表面上形成的、从所述基板的第一面侧到达第二面侧的配线、
在所述高分子膜的与所述基板的粘接面相反一侧的表面上形成的电子显示器件。
[3]根据[1]或[2]所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜的弹性模量为3GPa以上,断裂伸长率为3%以上。
[4]根据[1]~[3]中所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜是厚度为3μm以上75μm以下的聚酰亚胺膜。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜是全光线透过率85%以上、黄色指数为5以下的聚酰亚胺膜。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜与所述基板的第一面通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜与所述基板的第二面通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜与所述基板的侧面通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜的与所述基板的侧面相对的部分中的一部份或全部进行了薄壁化。
[10]根据[1]~[9]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜的与所述基板的侧面相对的部分中的一部分被除去。
[11]根据[1]~[10]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述电子显示器件的驱动用IC安装在所述基板的第二面侧。
[12][1]~[11]中任一项所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,至少包括下述工序:
(a)准备具有基板,和在所述基板的至少一个面上粘接的高分子膜的层叠体的工序;
(b)在所述高分子膜上形成电子显示器件和配线的工序;
(c)除去对应于形成有所述电子显示器件区域的外侧的所述基板,划分为与所述基板粘接的显示区域,和除去了所述基板的配线区域的工序;
(d)将所述显示区域和所述配线区域的界线附近加热至所述高分子膜的软化点以上,将所述配线区域沿所述基板侧面弯曲的工序;
(e)进一步地将所述配线区域从所述基板侧面朝向背面(第二面)弯曲的工序。
[13]根据[12]中所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述加热方法为光照射。
[14]根据[12]中所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述加热方法是加热了的物体的直接接触。
[15]根据[12]中所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述加热方法是电磁感应加热。
本发明中,优选进一步包括以下的构成。
[16]根据[1]~[11]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜从基板的第一面向侧面弯曲的角的曲率半径为高分子膜的厚度和配线厚度的总计的3倍以下。
[17]根据[1]~[11]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜平行于基板侧面的长度Lp为基板厚度Ts的30%以上。
本发明中优选进一步包括以下的构成。
[18]根据[1]~[11]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述配线的厚度为3μm以下。
[19]根据[1]~[11]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述配线是纳米金属粒子的烧结体。
[20]根据[1]~[11]中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述配线包含金属粒子和热塑性树脂粘合剂。
[21]根据[12]~[15]中任一项所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述层叠体是高分子膜和基板通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接的层叠体。
[22]根据[12]~[15]中任一项所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述层叠体是高分子膜和基板通过粘接剂进行粘接的层叠体。
[23]根据[12]~[15]中任一项所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述层叠体是将高分子溶液涂布于基板并干燥得到的层叠体。
[24]根据[12]~[15]中任一项所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述层叠体是将高分子前体溶液涂布于基板,经过干燥及化学反应得到的层叠体。
[25]根据[12]~[15]中任一项所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述层叠体是通过将高分子膜热压接于基板得到的层叠体。
发明的效果
根据本发明的第1实施方式,在电子显示装置中,作为显示部的电子显示器件形成于以夹住所述基板的方式而弯曲并与所述基板的第一面和第二面这两者粘接的高分子膜上,该高分子膜粘接在基板上,电子显示器件的显示部分的外形与基板外形大致相同。高分子膜上形成有传达电子显示器件的驱动信号的配线,配线与高分子膜一起以沿基板侧面的形态弯曲、与基板的背面侧(第二面)粘接、用于驱动的驱动电路元件(以下也称为驱动IC。)在基板的背面侧与配线接合。
如上所述的显示装置的结构以缩窄显示装置的边框宽度为目的而公知,但在以往的显示装置中,可以从基板的表面(第一面)弯曲至背面(第二面)的膜为TAB或COF基材膜,与电子显示器件本身的基板不同。
本发明中,电子显示器件的显示部分和设置在电子显示器件周边的引出配线形成在共同的高分子膜基板上。因此,不存在如TAB或COF那样需要用于连接的端子部分。因此,由于引出配线能够在从显示部分引出的根部附近引出并弯曲配线,因此能够使电子显示装置的边框变窄。
此外,在本发明中,优选通过使用具有指定物性的高分子膜,可以以接近锐角的角度弯曲而不对配线和电子显示器件部产生损害。结果,可以减小高分子膜从基板的端部向外侧伸出的悬空部分的长度Lov(1/2ד电子显示器外形尺寸Lo”-“基板外形尺寸Ld”),可以进一步窄边框化。
根据本发明的第2实施方式,本发明的电子显示装置的结构由于不需要用于连接TAB或COF与电子显示器件部的电极区域,因此可以从电子显示器件的显示部的极近处取出配线。并且,由于支持配线的高分子膜通过加热而软化,因此引出的配线即使从显示部的极近处或几乎从显示部的侧面直接弯曲配线时,由变形引起的应变通过高分子膜的软化而被吸收,因此对配线施加的损伤少,可以使配线的厚度极薄,可以优选设厚度为3μm以下的配线。此外,由于可以减小施加到配线的压力,因此作为配线可以使用较难变形的金属被膜。例如,可以使用利用了纳米尺寸金属粒子的喷墨印刷、反转印刷及微接触印刷等中的印刷电子技术的配线。在这些印刷电子技术中,由于配线是作为金属粒子的低温烧结体获得的,因此与由块状金属层构成的配线相比,配线容易脆化,不适合伴随有弯曲等的用途,但是通过与本发明组合,可以与这些新的配线形成技术组合。
此外,在本发明中,可以使用通过印刷含有金属粒子和热塑性树脂粘合剂的导电糊剂获得的配线。使用了具有这种组成的导电糊剂的配线中,由于粘合剂树脂具有热塑性,故可以与具有本发明的软化温度的高分子膜一起热变形,而使用时由于处于软化温度以下的环境,因此配线被良好地固定,可避免配线因振动等损坏。
结果是,电子显示装置的边框宽度实际上可缩窄至配线及高分子膜的厚度左右,可以进一步将驱动IC安装于基板的背面,因此可进一步节省空间。
在本发明中,优选高分子膜的一部分或全部通过硅烷偶联剂的缩合物粘接在基板上。硅烷偶联剂缩合物层的存在是硅烷偶联剂处理的结果。涉及的硅烷偶联剂缩合物层的厚度极薄,与基材和高分子膜的厚度相比事实上为可以忽略不计的水平。因此,就高分子膜层的平面性而言,由于基本上由基板支配,因此可以获得极其平滑的表面。这在大面积且需要高精细加工的电子显示装置的形成中是不可缺少的特性。在使用高分子膜而不使用支持体(基材)时,或者使用具有数μm~数十μm的厚度的通常的粘接剂、或通过粘合剂将高分子膜粘合在基材上的情况下,弯曲高分子膜时,高分子膜表面产生褶皱,在需要极其精细的曝光操作的精细加工中,这种褶皱的存在可能成为致命伤。
硅烷偶联剂缩合物层的耐热性高于通常的有机物形成的粘接剂,在用于形成电子显示器件的各工序,更具体而言在非晶硅薄膜、多晶硅薄膜、氧化物半导体薄膜、化合物半导体膜等的形成工序中,能够充分耐受高温环境。此外,它可以充分耐受曝光、显影、蚀刻和抗蚀剂剥离等加工工艺中使用的化学品液体、溶剂或等离子体处理等。因此,本发明的电子显示装置中,能够在将高分子膜通过硅烷偶联剂缩合物层层叠在基板上而得到的层叠体的高分子膜上直接实施电子显示器件所需要的加工。根据该加工方法,可以将柔性膜当作单个基板,并且可以使用传统的电子显示器件的制造装置来实施。
另外,本发明中,将高分子的前体(作为典型例子,作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸)溶液涂布在基材上,干燥固化,对于在基材上形成高分子膜的工艺,只要能够进行细致的厚度准确控制就可以使用。
另外,在本发明中,作为电子显示器件的基板的高分子膜优选由玻璃等无机基板支持,因此能够维持电子显示器件的平面性。此外,从电子显示器件的周边弯曲并折返至基板的背面的引出配线部分可以与作为基材的高分子膜一起粘接在基板的背面。由于高分子膜由硬质基板支持,因此驱动IC可以直接与粘合后的高分子膜上的端子接合。如果高分子膜上没有支持体(基板)时,或者支持体的刚性低时,则接合精度会大幅降低。另一方面,在本发明的电子显示装置中,可以获得高接合精度。当然,如果使用具有与玻璃相当的平面性和高压缩弹性模量的基板,则该效果不限于无机基板。
附图说明
[图1(A)]图1(A)是表示本发明的电子显示装置的、一个实施方式的截面结构的示意图,图1(A)的方式中,高分子膜通过硅烷偶联剂层与基板的第一面和第二面这两者进行粘接。
[图1(B)]图1(B)是表示本发明的电子显示装置的、一个实施方式的截面结构的示意图,图1(B)的方式中,高分子膜通过硅烷偶联剂层与基板的第一面和第二面这两者进行粘接。
[图2(A)]图2(A)是表示本发明的电子显示装置的、一个实施方式的截面结构的示意图,图2(A)的方式中,基板的第一面和高分子膜通过硅烷偶联剂层进行粘接,第二面和高分子膜通过粘接剂进行粘接。
[图2(B)]图2(B)是表示本发明的电子显示装置的、一个实施方式的截面结构的示意图,图2(B)的方式中,基板的第一面和高分子膜通过硅烷偶联剂层进行粘接,第二面和高分子膜通过粘接剂进行粘接。
[图3(A)]图3(A)是表示本发明的电子显示装置的、一个实施方式的截面结构的示意图,图3(A)的方式中,基板的第一面和高分子膜通过粘接剂进行粘接,第二面和高分子膜通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。
[图3(B)]图3(B)是表示本发明的电子显示装置的、一个实施方式的截面结构的示意图,图3(B)的方式中,基板的第一面和高分子膜通过粘接剂进行粘接,第二面和高分子膜通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。
[图4]图4是表示本发明的电子显示装置的、一个实施方式的截面结构的示意图,图4的方式中,基板的第一面和第二面、进一步地基板的侧面和高分子膜通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。
[图5]图5是表示本发明的电子显示装置的、一个实施方式的截面结构的示意图,图5的方式中,高分子膜通过硅烷偶联剂层与基板的第一面和第二面这两者进行粘接,位于基板侧面的一部分高分子膜进行了薄壁化。
[图6]图6是表示本发明的电子显示装置的、一个实施方式的截面结构的示意图,图6的方式中,示出了显示电子显示器件的显示部大于基板尺寸的情况。
[图7]图7是表示本发明的电子显示装置的、一个实施方式的截面结构的示意图,图7的方式中,基板的侧面存在间隙。
[图8]图8是说明使用了膜层压法时的本发明的电子显示装置的制造工序的一例的前半部分的图。
[图9(A)]图9(A)是说明使用了膜层压法时的本发明的电子显示装置的制造工序的一例的后半部分的图。
[图9(B)]图9(B)是说明使用了膜层压法时的本发明的电子显示装置的制造工序的后半部分的图。
[图10]图10是说明使用了清漆法的本发明的电子显示装置的制造工序的一例的前半部分的图。
[图11(A)]图11(A)是说明使用了清漆法的本发明的电子显示装置的制造工序的一例的后半部分的图。
[图11(B)]图11(B)是说明使用了清漆法的本发明的电子显示装置的制造工序的一例的后半部分的图。
[图12]图12表示目前使用TAB安装驱动IC时的示意图。
[图13(A)]图13(A)是表示本发明的电子显示器件的侧面部的详细情况的示意图,另外省略了硅烷偶联剂层、粘接剂层、驱动IC。
[图13(B)]图13(B)是表示本发明的电子显示器件的侧面部的详细情况的示意图,另外省略了硅烷偶联剂层、粘接剂层、驱动IC。
[图14]图14是表示本发明的电子显示装置的侧面部的详细情况的示意图,显示间隙部分中填充了树脂时的情况。
[图15]图15是表示本发明的电子显示装置的侧面部的详细情况的示意图,显示实质上不存在间隙时的情况。
[图16]图16是表示本发明的电子显示装置的侧面部的详细情况的示意图,显示实质上不存在间隙,进一步除去了位于基板侧面的一部分的高分子膜,将配线设为悬空引线(flying lead)的情况。
[图17]图17是表示本发明的电子显示装置的侧面部的详细情况的示意图,显示实质上不存在间隙,进一步除去了位于基板侧面的一部分的高分子膜,将配线设为悬空引线的情况中,进一步地电子显示器件的显示部分的尺寸大于基板尺寸的情况。
[图18]图18使用目前使用的TAB安装驱动IC时的示意图。
[图19]图19是表示目前提出的电子显示装置的一例的、侧面部分的形态的示意图。
[图20]图20是表示目前提出的电子显示装置的一例的、侧面部分的形态的示意图。基板侧面和高分子膜之间存在较大的间隙,阻碍了边框的窄幅化。
[图21]图21是本发明的实施例中使用模拟显示器件的配置图。
附图标记
1:电子显示装置
10:基板
15:基板
20:硅烷偶联剂缩合物层
21:硅烷偶联剂(溶液)
30:高分子膜
31:狭缝部(半切部)
32:聚酰亚胺蚀刻部
33:加热区域
35:高分子溶液或高分子前体溶液
40:配线
41:薄壁化部
42:悬空引线部
50:电子显示器件的驱动电路元件(驱动IC)
60:电子显示器件
70:粘接剂层
80:各向异性导电膜(ACF)
90:浇注树脂
150:玻璃基板
300:聚酰亚胺膜
310:聚酰亚胺膜的缺口区域
400:配线
600:模拟表示器件
X1:区域1(显示区域)
X2:区域2(配线区域)
Lo:电子显示装置的外形尺寸
Ld:电子显示器件的显示部的外形尺寸
Lg:侧面间隙
Lb:配线厚度(高分子膜厚度Tf+配线厚度Tw)
Lp:侧面平行部尺寸
Lpx:电子显示器件的像素尺寸(像素尺寸)
Lov:悬空尺寸(Lg+Lb)
Ts:基板厚度
Tf:高分子膜厚度
Tw:配线厚度(悬空配线层厚度)
具体实施方式
以下,将参照附图详细地说明本发明。图1(A)和1(B)是表示本发明的电子显示装置的典型方式的截面结构的示意图。
基板15是支持本发明的电子显示装置整体的重要元件。
作为基材,可以使用高分子板、高分子片材等有机基材、玻璃纤维增强树脂基材、无机填料增强树脂基材、碳纤维增强树脂基材等复合材料基材、玻璃基材、金属基材、金属箔、硅晶片以及其他的半导体晶片等无机基板。实际上,可以使用平面的基板。作为基板,也可以使用厚度为数10μm左右的柔性玻璃。作为无机基材15的厚度,优选为20μm以上,更优选为45μm以上,进一步优选为300μm以上。另外,优选为5mm以下,更优选为1.2mm以下,进一步优选为0.7mm以下。通过将无机基材的厚度保持在上述范围内,耐久性和操作性良好。
作为玻璃基板,包括石英玻璃、高硅酸玻璃(96%二氧化硅)、钠钙玻璃、铅玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃(Pyrex(注册商标))、硼硅酸盐玻璃(无碱)、硼硅酸盐玻璃(微片)、铝硅酸盐玻璃等。其中,优选为线膨胀系数为5ppm/℃以下的基板,若为市售品,则优选作为液晶用玻璃的康宁公司制的“Corning(注册商标)7059”、“Corning(注册商标)1737”、“EAGLE”、硝子株式会社制造的“AN100”、日本电气硝子公司制的“OA10”、SCHOTT公司制的“AF32”等。
另外,这些无机基板,优选可以使用在基板的表面上形成有铬、镍、镍铬合金、钼、钨等金属或金属氧化物、金属氮化物、氮化硅、氮化铝、碳化硅等薄膜的基板。
此外,可以使用在其表面上形成有阳极氧化被膜的金属基板、金属箔、或涂覆有氟树脂或有机硅树脂的无机基板。
作为有机基板和复合材料基板的树脂,可以使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、交联聚酯树脂、聚醚醚酮树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、交联丙烯酸树脂等。
<高分子膜>
作为高分子膜30,可以使用聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、全芳香族聚酯、其他共聚聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、其他共聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、芳香族聚酰亚胺、脂环族聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、乙酸纤维素、硝酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚氯乙烯、多酚、聚芳酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚苯乙烯、液晶聚合物等的膜。
本发明的高分子膜的软化温度优选为150℃以上380℃以下。在此,软化温度使用通过加热粘弹性测定而得到的玻璃化转变温度。
本发明的高分子膜的软化温度(玻璃化转变温度)优选为165℃以上,进一步优选为180℃以上。另外软化温度(玻璃化转变温度)的上限优选为360℃,进一步优选为345℃。在本发明中,由于具有通过加热使高分子膜软化并弯曲的工序,因此要求高分子膜具有能够通过加热使其热变形的软化温度范围。另一方面,电子显示装置的形成也需要要求高温的工序,因此需要一定程度以上的耐热性。
在本发明中,在这些高分子膜中,优选通过缩聚反应得到的高分子膜(缩聚系高分子膜)。在本发明中效果特别显著和有用的是耐热性为100℃以上、优选150℃以上的高分子即所谓的工程塑料膜。这里,耐热性是指玻璃化转变温度或热变形温度为100℃以上(优选150℃以上)的性质。本发明中优选使用的缩聚高分子膜(缩聚系高分子膜)为聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚苯并唑(Polybenzazole)、聚酰亚胺苯并唑、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、液晶聚合物膜,更优选为聚酰亚胺膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜或液晶聚合物膜。
本发明优选使用的高分子膜可以使用聚酰亚胺膜、聚酰胺膜、聚酰胺酰亚胺膜、聚苯并噁唑膜、聚酰亚胺苯并噁唑膜、芳香族聚酰亚胺、脂环族聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺等。本发明特别是用于制造柔性显示元件时,优选使用具有无色透明性的聚酰亚胺系树脂膜,但在形成反射型或自发光显示器的背面元件时没有特别限定。
通常,聚酰亚胺膜是通过使二胺类和四羧酸类在溶剂中反应而获得的聚酰胺酸(聚酰亚胺前体)溶液涂布于聚酰亚胺膜制作用支持体上并干燥而形成生膜(也称“前体膜”或“聚酰胺酸膜”),进一步将生膜在聚酰亚胺膜制作用支持体上或者以从该支持体上剥离的状态进行高温热处理,进行脱水闭环反应而得到。
作为本发明中优选使用的聚酰亚胺膜,可以示例由含有以下化学组成的聚酰亚胺树脂得到的聚酰亚胺膜。
·由均苯四酸和二氨基二苯醚制得的聚酰亚胺树脂、
·由联苯四甲酸和苯二胺制得的聚酰亚胺树脂、
·由均苯四酸和苯二胺制得的聚酰亚胺树脂、
·使用具有苯并噁唑骨架的二胺化合物作为二胺成分的聚酰亚胺树脂、
·使用环己基四甲酸和环丁烷四甲酸的聚酰亚胺树脂、
·使用脂环式四羧酸和具有酰胺键的芳香族二胺的聚酰亚胺树脂
·使用含氟单体的聚酰亚胺树脂、
·使用含有离子的单体的聚酰亚胺树脂
这些是示例了四羧酸和二胺各自的主要成分,可以使用共混第二成分和第三成分并进行共聚得到的聚酰亚胺树脂、或者是通过组合具有多种组成的聚酰亚胺的聚合物掺杂体、或聚合物合金化的聚酰亚胺树脂以及导入无机填料或聚二甲基硅氧烷组分的聚酰亚胺树脂等。另外还可以使用具有不同组成的聚酰亚胺树脂在厚度方向上层叠而成的结构的聚酰亚胺膜。
在本发明中,作为高分子膜,优选使用弹性模量优选为3GPa以上、更优选为4GPa以上、进一步优选为5GPa以上、优选为15GPa以下、更优选为12GPa以下的聚酰亚胺膜。当弹性模量在该范围内时,可以在基板端部弯曲并且可以将对配线的损伤最小化。如果弹性模量低于该范围,则高分子膜在弯曲时会发生大的变形,并且存在配线断裂的情况。另一方面,如果弹性模量过高,则有时难以弯曲。
本发明的高分子膜的断裂伸长率优选为3%以上、优选为5%以上、更优选为7%以上,进一步优选为9%以上的聚酰亚胺膜。断裂伸长率也是衡量弯曲性的指标,如果断裂伸长率低,则膜变脆,容易开裂,因此弯曲时有时薄膜会开裂,但如果为5%以上,则可以弯曲。
另外,本发明的高分子膜优选为厚度为3μm以上75μm以下的聚酰亚胺膜。膜厚优选为6μm以上,更优选为12μm以上。上限优选为60μm,更优选为45μm以下。膜厚与弯曲性有关,在指定范围内比较容易弯曲。
另外,本发明的高分子膜的线膨胀系数优选为35ppm/K以下,更优选为18ppm/K以下,进一步优选为9ppm/K以下。线膨胀系数的下限为-5ppm/K,优选-2ppm/K。另外,优选高分子膜与基材的线膨胀系数之差为10ppm/K以下。通过将线膨胀系数保持在指定的范围内,能够抑制层叠体的翘曲,降低制造时的次品率。
本发明中,优选使用高分子膜的通过加热粘弹性测定法:使用DMA测定的30℃下的储能模量为1.0×109Pa以上、300℃下的储能模量小于3.0×108Pa的膜。在此范围内的高分子膜可以判断为属于热塑性的范畴。
在本发明中,为了使高分子膜沿着基板的侧面无压力地弯曲,优选将高分子膜的压缩强度调整为比高分子膜的拉伸强度弱。具体地,例如,可以示例在高分子膜上有目的地形成孔隙使相对于压缩应力容易屈曲的方式。
在本发明中,所述高分子膜优选全光线透过率为85%以上、黄色指数为5以下的聚酰亚胺膜。全光线透过率优选为88%以上,更优选为91%以上。上限没有特别限制,用于在电子显示装置中时若为99%以上则为充分,也可以为98%以下。黄色指数优选为4以下,更优选3以下。这意味着聚酰亚胺膜具有无色透明性。黄色指数的下限没有特别限定,但在用于电子显示装置中时若为1以上则为充分。当使用具有无色透明性的聚酰亚胺膜时,本发明可以适用于作为光透射型显示方式的液晶电子显示器件。
在用于制造本发明的电子显示装置的优选制造方法中,在该工序中经过基板和高分子膜粘接而成的层叠体的状态。作为得到这样的层叠体的方法,可以示例膜层压法和清漆法。
<膜层压法>
将高分子膜和基板通过粘接剂或粘合剂等贴合得到层叠体。作为粘接剂,可以使用环氧系粘接剂、有机硅系粘接剂、丙烯酸系粘接剂以及粘合剂。然而,当电子显示器件形成中使用高温工艺时,需要使用高耐热的粘接剂。另外,在本发明中,作为高耐热的粘接方法,可以使用通过硅烷偶联剂缩合物将基板与高分子膜粘接的方法。电子显示器件形成中需要高温时,基板也需要耐热性,因此优选在与无机基板、优选玻璃基板的组合中使用。
在使用硅烷偶联剂的粘接法中,可以将硅烷偶联剂涂布在高分子膜或基板的任一者或这两者的粘接面上,将两者重叠加热即可。硅烷偶联剂的有机基团与高分子膜表面反应,硅烷偶联剂的甲氧基、乙氧基与无机基材表面的羟基反应,进一步硅烷偶联剂自缩合形成缩合物层从而进行粘接。在该方法中,例如,通过与日本专利5224011号公报公开的技术组合,可以控制粘接强度,将粘接强度强的部分和粘接强度弱的部分形成为图案状,可以在将基板和高分子膜局部剥离时使用。
<清漆法>
该方法是将构成高分子膜的树脂溶液或高分子前体溶液涂布在基材上,在基材上干燥,根据需要进行化学反应得到高分子膜的方法。作为典型的例子,为了得到聚酰亚胺膜,可以使用聚酰亚胺树脂溶液或作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸溶液。
清漆法中,例如使用在日本专利5862866号公报中公开的方法,控制基板和高分子膜的粘接力,可以将粘接强度强的部分和粘接强度弱的部分形成为图案状。
本发明中规定的高分子膜的各种特性通过以下方法获得。
<基板的厚度、高分子膜的厚度>
高分子膜的厚度使用测微计(ファインリューフ公司制造的Millitron 1245D)测定,求出10点的平均值。
<高分子膜的拉伸弹性模量、断裂拉伸强度以及拉伸断裂伸长率>
从作为测定对象的高分子膜上切下流动方向(MD方向)和宽度方向(TD方向)分别为100mm×10mm的短条状试验片,使用拉伸试验机(岛津制作所株式会社制造“Autograph(注册商标);机器型号名称AG-5000A”),以拉伸速度为50mm/分钟,卡盘间距为40mm的条件分别对MD方向、TD方向测定拉伸弹性模量、断裂拉伸强度及断裂伸长率,得到MD方向及TD方向上测定的全部测定值的平均值。
<高分子膜的玻璃化转变温度加热粘弹性法>
玻璃化转变温度使用动态粘弹性测定装置(DMA:UBM公司制造,商品名:E4000F)将尺寸为5mm×20mm的高分子膜(例如聚酰亚胺膜),以4℃/分钟的升温速度从30℃升温至400℃,以1Hz的频率进行测定,将弹性模量变化(机械tanδ)最大的温度作为玻璃化转变温度。
<高分子膜的线膨胀系数(CTE)>
在作为测定对象的高分子膜的流动方向(MD方向)及宽度方向(TD方向)上,通过下述条件测定胀缩率,以30℃~45℃、45℃~60℃这样的方式测定间隔15℃的胀缩率/温度,该测定进行至300℃为止,算出MD方向及TD方向上测定的全部测定值的平均值作为线膨胀系数(CTE)。
设备名:MAC SCIENCE公司制“TMA4000S”
试样长度:20mm
试样宽度:2mm
升温起始温度:25℃
升温结束温度:400℃
升温速度:5℃/min
气氛:氩气
初载荷:34.5g/mm2
<全光线透过率>
使用薄膜混浊度测量仪HAZEMETER(NDH5000、日本电色株式会社制造)测定膜的全光线透过率(TT)。作为光源使用D65灯。另外,进行3次同样的测定,采用其算数平均值。
<黄色指数>
使用色度计(ZE6000,日本电色株式会社制造)及C2光源,依照ASTM D1925测定膜的三刺激值XYZ值,利用下述式算出黄度指数(YI)。另外,进行3次同样的测定,采用其算术平均值。
YI=100×(1.28X-1.06Z)/Y
<硅烷偶联剂缩合物层>
硅烷偶联剂缩合物层20如字面是由硅烷偶联剂的缩合物形成的层。硅烷偶联剂层具有粘接基板和高分子膜的作用。高分子膜与基板的粘接面的一部分或全部通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。硅烷偶联剂缩合物层优选存在于基板的第一面和/或第二面,更优选存在于基板的第一面以及第二面上。此外,进一步优选存在于基板的全部第一面以及全部第二面上。另外,优选高分子膜和基板的侧面通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。
硅烷偶联剂主要是通过存在于无机物表面的羟基与硅烷偶联剂的分子中所含的甲氧基、乙氧基等之间的脱醇缩合反应,将无机物的表面有机化的化合物的总称。涉及的脱醇反应也发生在硅烷偶联剂和硅烷偶联剂之间,结果成为硅烷偶联剂间通过硅氧烷键连接的缩合物。
本发明中,硅烷偶联剂优选为含有10质量%以上的Si(硅)成分的化合物。此外,优选在结构中具有烷氧基。作为本发明中优选可以使用的硅烷偶联剂的具体实例可列举N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-丁烯基)丙胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、氨基苯基三甲氧基硅烷、氨基苯乙基三甲氧基硅烷、氨基苯基氨基甲基苯乙基三甲氧基硅烷等。
所述硅烷偶联剂中,特别优选1个分子中具有1个硅原子的硅烷偶联剂,例如N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-丁烯基)丙胺、氨基苯基三甲氧基硅烷、氨基苯乙基三甲氧基硅烷、氨基苯基氨基甲基苯乙基三甲氧基硅烷等。特别是在工序要求高耐热性时,优选Si与氨基之间通过芳香族基连接。作为所述偶联剂,除了上述之外,也可以使用11-氨基-1-十一碳烯硫醇。
硅烷偶联剂通常为液体,通过涂布于基板或高分子膜得到层。作为涂布的方法可以使用湿式涂布法或蒸镀法等气相涂布法。
作为将硅烷偶联剂进行湿式涂布法的方法,可以使用硅烷偶联剂的原液或者醇溶液、水溶液等溶剂稀释的溶液,适当使用旋涂法、帘式涂布法、浸涂法、狭缝模涂法、凹版涂布法、棒涂法、逗号涂布法、涂布器法、丝网印刷法、喷涂法等目前公知的溶液的涂布方法(目前公知的涂布装置)。
此外,作为点状涂布硅烷偶联剂的方法,也可以使用分配器、滴管或用笔进行描绘等。
此外,硅烷偶联剂层可以如蒸镀法那样通过气相进行涂布。具体而言,所述基材或高分子膜通过暴露于硅烷偶联剂的蒸气中即实质上为气体状态的硅烷偶联剂而形成。硅烷偶联剂的蒸气可以通过将液态硅烷偶联剂加热至40℃~硅烷偶联剂的沸点左右的温度来获得。硅烷偶联剂的沸点由于化学结构而异,但大致在100~250℃的范围内。然而,200℃以上的加热由于有在硅烷偶联剂的有机基团侧产生副反应的担忧因此不优选。此外,硅烷偶联剂的涂布可以在基材和高分子膜的两面进行。
<配线>
本发明的配线40是形成在高分子膜30的与基板15的粘接面相反一侧的表面上,从基板的第一面侧到达第二面侧的配线,优选为将电子显示器件和驱动素子(驱动IC)电气连接(接触)的配线。配线实际上呈网状地布满电子显示器件内,具有多层配线结构,但在图中,为了方便起见,仅示出了从电子显示装置的周边部到电子显示器件外围的部分配置。配线原则上优选是金属层,主要使用导电性高的铜、银、铝、金、银、镍、铬、锡、铅等或线膨胀系数低的钼、钨等。另外,根据需要,可以使用黄铜、白铜、青铜、因瓦合金(invar)、不锈钢和焊锡等合金。这种配线通过蒸镀、溅射等真空金属化技术或者无电解镀等湿式金属化技术、或者等离子喷涂等金属化技术单独地或组合地形成。此外,通过蚀刻或掩膜方法对配线进行图案化。
另外,附图为了简化而进行了省略,但优选配线被树脂等绝缘保护。绝缘保护优选在配线的上表面、下表面和侧面进行。
<驱动电路元件(驱动IC)>
电子显示器件的驱动电路元件(驱动IC)50是向电子显示器件供给图像信号和电力的集成电路元件。驱动IC可以使用常规的半导体元件,优选以裸芯片的形式安装。驱动IC50优选安装在与电子器件60相反侧的表面上,图1中安装(搭载)在与所述无机基板的第二面粘接侧的高分子膜表面。尽管图中进行了省略,但若是面朝下粘接,则可形成用于从配线延伸的电极部连接用的凸点等。若是面朝上粘接,则对配线施加具有引线粘接适性的表面处理。也可以使用将配线用作悬空引线的TAB式粘接法。作为配线的表面处理,优选实施镀金、镀锡等方式。此外,在安装驱动IC后,可以进行底部填充剂、外涂层或浇注密封。
<电子显示器件>
本发明中的电子显示器件60是指液晶显示装置、OLED(有机EL元件)、微型LED阵列、电泳显示器等通常称为FPD(平板显示器)的电子显示器件,是本发明的电子显示装置中的进行图像显示的部分。不包括CRT(阴极射线管)。原理上也可适用于FED、PDP、荧光显示管等。本发明优选与基于拼接(tiling)的大面积化技术组合,优选与自发光型的OLED、微型LED阵列、电泳电子显示器件或反射型显示装置这样的反射型显示装置组合。
电子显示器件60优选形成于与所述驱动IC50相反侧的表面,图1中在与所述无机基板的第一面粘接侧的高分子膜的粘接面相反一侧(非粘接侧)的表面上形成。即,优选构建在所述高分子膜表面上。
通常,电子显示器件由背板和前板构成。作为形成本发明中的电子显示器件的一个例子,示例出以下工序。首先,在与基板粘接的高分子膜的非粘接侧的表面上,根据需要形成阻气膜、固定层等,然后形成直接处理各像素信号的薄膜半导体元件和像素驱动电极等,在配置发光体或电泳体之后,积层地形成配置有对向电极或必要时的滤色片等的前板,或通过贴附另行准备的前板得到电子显示器件。
众所周知,电子显示器件是单个像素(Pixel)的集合体。在本发明中,电子显示器件的像素尺寸(以下也称为像素大小或像素尺寸)设为Lpx。像素尺寸可以在X方向或Y方向中的任一方向上,通过任意方向的电子显示器件的尺寸除以构成相同方向的像素数而求出。另外,用于显示颜色的一个像素中存在RGB三色的像素时,则将RGB作为一组计数为一个像素。在反射型显示中,例如,当1个像素中存在YMCK的四色时,YMCK被统计为1个像素。
<粘接剂层>
在本发明中,当需要不使用硅烷偶联剂将高分子膜与基板粘接时,通过粘接剂粘接,可以形成粘接剂层70。作为粘接剂,优选使用电子领域中通常使用的粘合剂,例如环氧树脂系或有机硅树脂系等具有较高耐热性的粘接剂。在本发明中,粘接剂优选具有含量小于10质量%的Si(硅)成分的粘接剂。此外,优选该结构不具有烷氧基。
<浇注树脂>
浇注树脂90在本发明的电子显示装置的侧面,于基板的侧面和高分子膜之间存在间隙时,通过以树脂填满间隙,将位于基板侧面的高分子膜固定,间接地保护高分子膜上形成的配线。浇注树脂可以使用环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂等。
使用图8、图9(A)、图9(B),说明使用膜层压法时制造本发明的电子显示装置的工序。
图8的工序A为加工前的基板15。
图8的工序B是在基板15表面上形成有硅烷偶联剂缩合物层20的状态。但是,在这种状态下,硅烷偶联剂没有完全缩合。在这个阶段,可以施加日本专利5224011号公报中记载的用于粘合强度的强弱图案化的预处理。
图8中的工序C是进一步粘接有高分子膜30的状态。高分子膜的粘接面优选为通过等离子体处理等进行了化学活化的状态,即优选设为存在羧基、羟基、氨基、羰基等化学活性高的官能团的状态。硅烷偶联剂的有机部分与这样的官能团反应,一方面硅烷偶联剂的甲氧基和乙氧基发生脱醇反应,并同时与基材表面的羟基反应使两者粘接。此外,硅烷偶联剂彼此缩合以形成缩合物层。
直到工序A~C为止,相当于“(a)准备具有基板和在基板的至少一面上粘接的高分子膜的层叠体的工序”。
图8的工序D中,在高分子膜上形成配线。为了方便起见,仅图示周边部。
图8的工序E中,形成电子显示器件。配线实际上在电子显示器件内延伸为网状。
工序D和E相当于“(b)在高分子膜上形成电子显示器件和配线的工序”。
在图8的工序F中,去除与配线区域对应的基板的一部分,通过该工序将层叠体划分为显示区域X1和配线区域X2。更严格来说,优选电子显示器件的显示区域的尺寸与剩余基板的尺寸相同,或者优选在相当于基板厚度的尺寸程度以下的范围内以基板尺寸变小的方式进行去除。由此,作为配线区域的高分子膜以边框状围绕电子显示装置的周围。为了去除基板的指定部分,可以通过机械或激光照射来切割基板,或者可以在形成切口之后进行分割即可。在金属基板的情况下,也可以通过蚀刻去除该部位。即使在基板的情况下,理论上也可以通过使用强碱或氢氟酸等溶解除去不需要的部分。
该工序F相当于“(c)除去对应于形成有所述电子显示器件区域的外侧的所述基板,划分为与基板粘接的显示区域和除去了基板的配线区域的工序”。
首先,参照图9(A)对使用膜层压法时的电子显示装置的制造工序的后半部分进行说明。图9(A)的工序G1表示在围绕电子显示器件周边的高分子膜上,从具有配线的表面的相反面切入狭缝31的状态。狭缝可以是半切入地切入到高分子膜的中部,或者是切入到高分子膜与配线之间的边界处。另外,图中,为方便起见,将狭缝画成锐角,但如果切入具有90度开口的狭缝,则高分子膜可以在狭缝处弯曲成直角。
图9(A)的工序G2表示在围绕电子显示器件周边的高分子膜的具有配线的表面的相反侧进行了薄壁化处理的状态。进行薄壁化的情况下,优选制成高分子膜的厚度的90%以下,更优选60%以下,进一步优选30%以下。另外,优选为1%以上,更优选为5%以上,进一步优选为10%以上。
工序G1或工序G2是为了使弯曲高分子膜时,可以以锐角弯曲高分子膜,并且使对配线施加的损伤最小化而进行的。狭缝形成及薄壁化可以仅进行一种或者适当组合两者使用。
另外,高分子膜具有热塑性时,可以将高分子膜部分优选局部地加热至热变形温度以上进行弯曲,即使没有狭缝或薄壁化,也可不对配线部施加压力地弯曲高分子膜。
图9(A)的步骤H示出了通过工序G2对配线进行了薄壁化的情况。将硅烷偶联剂21预先涂布到基板的第二面(背面)的与被弯曲的高分子膜相接的部位。在这种情况下,可以用分配器等将所需量涂布到所需部位即可。在实验室中,也可以使用滴管或画笔进行涂布。
图9(A)的工序I示出了高分子膜弯曲并且高分子膜的该部位通过硅烷偶联剂层粘接在基板的第二面(背面)的状态。在这种情况下,与工序A~C同样地,硅烷偶联剂与基板和高分子膜粘接的反应和自缩合反应同时并行而进行,形成硅烷偶联剂层。
图9(A)的J示出了安装了电子显示器件的驱动电路元件(驱动IC)的状态。
以上,可以获得图5例示的侧面的配线进行了薄壁化的方式的电子显示装置。
这里,当不进行与工序G2相当的薄壁化时,为图1(A)所示的方式。即使在两个部位切入90度狭缝,也成为示意图中的图1(A)的方式。
另外,在此示例了,将高分子膜粘接在无机基板上,不将电子显示器件部从无机基板剥离,将用于制造的无机基板部分放入电子显示装置中的形式,但可在进展到工序E为止的阶段将高分子膜整体从无机基板剥离,准备新的指定尺寸的基材进行重新粘接,然后进行步骤F。从制造工序适用性的角度来看,优选在电子显示器件的制造中使用耐热性高的无机基板,但作为产品要求轻量化和柔性化时,使用高分子板、高分子片材、FRP板等更轻量更薄的基板也是可选择的实施方式之一。
图2是图9(A)的工序H~I中使用粘接剂而不是硅烷偶联剂的情况。无机基板的第二面与高分子膜的粘接使用硅烷偶联剂时,硅烷偶联剂层极薄,因此事实上成为使高分子膜直接支撑于视为刚性体的无机基板上的形式。因此,支撑配线的弹性层仅为高分子膜层,粘合时不会吸收需要以上的加热、加压、超声波振动,结果可以进行低次品率的粘合。
另一方面,使用粘接剂时,弹性层为高分子膜和粘接剂层这两层,粘合时的超声波振动倾向于容易衰减。然而,在图2(A)的情况下,由于在无机基板的第一面侧,显示元件部分的高分子膜和无机基板通过非常薄的硅烷偶联剂层粘合,因此作为装置整体抑制了超声波振动衰减,因此可以确保充分高的粘接良品率。然而,当使用粘合剂时,优选将其尽可能薄地涂布并使用显示高弹性模量的粘合剂作为固化物。
图3(A)显示了在工序B中使用粘接剂而不使用硅烷偶联剂将高分子膜粘接在无机基板上的情况。在这种情况下,与图2(A)相反,作为显示装置整体,产生占据了较大面积的粘接剂层的振动吸收。但是,由于进行粘接的正下方的粘接是极薄的烷偶联剂层,因此如图2(A)的情况那样可以确保充分高的粘接良品率。
图4显示了高分子膜和无机基材的侧面部分也通过硅烷偶联剂缩合物进行粘接的状态。通过本发明得到的电子显示装置以拼接方式排列时,显示装置的侧面容易破损,因此将侧面可靠地粘接固定在无机基板上是优选的实施方式之一。不进行图9(A)的工序G的悬空引线化,在工序H中将硅烷偶联剂涂布在无机基板的侧面,若将高分子膜以沿着无机基板侧面的方式弯曲则可以实现图4的实施方式。
接下来,将参照图9(B)说明使用膜层压法时的电子显示装置的制造过程的后半部分。在图9(B)的工序G中,将硅烷偶联剂或硅烷偶联剂的溶液21涂布到剩余的基板的背面(第二面)的一部分或全部。在这种情况下,可以使用分配器等将所需量涂布到所需部分。在实验室中也可以使用滴管或画笔涂抹。当使用溶液时,通过干燥形成硅烷偶联剂膜。
另外,在此之前,高分子膜的配线区域与基板粘接的面的一部分可以通过等离子蚀刻、喷砂法、其他机械研磨方法、化学试液蚀刻法等进行薄壁化。
图9(B)的工序H中加热配线区域的高分子膜的与显示区域相邻的位置,接着将高分子膜与配线一起沿基板的侧面(切断面)弯曲,进一步朝向基板的背面(第二面)弯曲。该过程相当于“(d)将所述显示区域与配线区域的边界附近加热至高分子的软化点以上,将配线区域沿基板侧面弯曲的工序,和(e)进一步将配线区域从基板侧面朝向背面(第二面)弯曲的工序”。
基板的第二面(背面)上预先涂布有硅烷偶联剂21,高分子膜通过硅烷偶联剂的缩合以及高分子膜与硅烷偶联剂、基板与硅烷偶联剂各自发生反应粘接在基板。
作为高分子膜的加热方法,可以适当选择使用通过紫外线、红外线、激光或强闪光灯进行的照射,直接接触加热了的物体、接近加热了的物体附近而通过辐射热加热、对配线本身通过电磁感应进行加热的方法以及使用微波的加热方法等。
加热的温度优选高分子膜的软化温度至软化温度+80℃的范围。
图9(B)的工序I表示高分子膜被弯曲,高分子膜的该部位通过硅烷偶联剂层粘接在基板的第二面(背面)上的状态。另外,此处虽然作为使用了硅烷偶联剂的例子,但可以使用粘接剂代替硅烷偶联剂。
图9(B)的J表示安装了电子显示器件的驱动电路元件(驱动IC)的状态。
以上,如上所述,可以获得大致为图1(B)、详细为图13(B)中示例的具有侧面的形态的电子显示装置。
另外,在此示例了高分子膜粘接在无机基板,不将电子显示器件部从无机基板剥离,将制造中使用的无机基板部组入电子显示装置的形式,但也可在进行到工序E为止的阶段,将高分子膜整体从无机基板剥离,准备新的指定尺寸的基板进行再粘接而进入工序F。从制造工序适性出发,电子显示器件的制造中,优选使用耐热性高的无机基板,但作为产品要求轻量化、柔韧性时,使用高分子板、高分子片材、FRP板等更轻量的薄的基板也是可选择的实施方式的一种。
图2(B)是在工序B~工序C中,粘接高分子膜和基板得到层叠体时,不使用硅烷偶联剂而使用粘接剂的情况。
图3(B)是在工序I~工序H中,不使用硅烷偶联剂而使用粘接剂将高分子膜粘接到无机基板的第二面的情况。
图6是使显示区域大于基板尺寸的情况。
图7是弯曲的高分子膜与基板侧面之间存在间隙的情况下,间隙通过浇注树脂90填埋。
接着,使用图10、图11(A)以及图11(B)说明使用清漆法制造本发明的电子显示装置的工序。
图10的工序A是加工前的基板。
图10的工序B是将高分子溶液或高分子前体溶液35涂布在基板表面的状态。由于硅烷偶联剂(层)可以使用或不使用因此图中省略。其中,进行日本专利5862866号公报记载的粘接强度的强弱图案化时,将硅烷偶联剂涂布在基板,进行用于图案化的预处理,然后涂布高分子溶液或高分子前体溶液即可。
图10的工序C是进行干燥以及根据需要进行化学反应在基板上形成高分子膜的状态。
与膜层压法相同,直到工序A~C相当于清漆法中的“(a)准备具有基板,和至少在基板的一面上粘接的高分子膜的层叠体的工序”。之后的工序与使用膜层压法的情况大致相同。
图10的工序D中,配线形成在高分子膜的与粘接面相反一侧(非粘接侧)的表面上。为了方便起见仅图示周边部。
图10的工序E中,形成电子显示器件,配线实际上与在电子显示器件内配置为网状的配线层连接。
工序D和E相当于清漆法中的“(b)在高分子膜上形成电子显示器件和配线的工序”。
图10的F工序中,去除基板的一部分,划分为显示区域X1和配线区域X2。
首先,参照图11(A)说明使用清漆法的电子显示装置的制造工序的后半部分。图11(A)的工序G1表示在围绕电子显示器件周围的高分子膜上,从具有配线的表面的相反面切入狭缝31的状态。
图11(A)的工序G2表示在围绕电子显示器件周围的高分子膜的具有配线的表面的相反侧进行了薄壁化处理的状态。该情况下,配线是所谓的悬空引线41,
高分子膜具有热可塑性时,可以与使用膜层压法的情况相同,优选将高分子膜部分局部地加热至热变形温度以上而进行弯曲,即使不进行上述狭缝或薄壁化,也可不对配线部施加压力而弯曲高分子膜。
图11(A)的工序H示出了不进行工序G1的切入狭缝或G2的薄壁化处理而与膜一起在侧面弯曲的情况。基板的第二面(背面)的与被弯曲的高分子膜相接的部位上预先涂布有硅烷偶联剂21。此时,只要使用分配器等将需要量涂布在需要部位即可。在实验室中可以使用滴管或画笔进行涂布。
图11(A)的工序I示出了高分子膜弯曲,并且高分子膜的该部位通过硅烷偶联剂层粘接在基板的第二面(背面)上的状态。此时,与工序A~工序C相同,硅烷偶联剂粘接基板和高分子膜的反应与自缩合反应同时并行而进行,形成硅烷偶联剂层。
图11(A)的J表示安装了电子显示器件的驱动电路元件(驱动IC)的状态。
以上,可以得到图1(A)示例的形态的电子显示装置(其中基板的第一面与高分子膜层之间不存在硅烷偶联剂层)。
另外,在清漆法中与膜层压法相同地,进行至工序E为止的阶段,将高分子膜整体从无机基板剥离,准备新的指定尺寸的基板进行再粘接后进行工序F的工艺也是可选择的实施方式的一种。
在图11(B)中工序G以后与膜层压法相同。
另外,在清漆法中与膜层压法相同地,进行至工序E为止的阶段,将高分子膜整体从无机基板剥离,准备新的指定尺寸的基板进行再粘接后进行工序F的工艺也是可选择的实施方式的一种。
本发明中电子显示装置的外形尺寸Lo,和电子显示器件的显示部的外形Ld优选具有以下的关系。
Lo<(1/2)×(Ld+5×Lpx)
在此,
Lo:电子显示装置的外形尺寸
Ld:电子显示器件的显示部的外形尺寸
Lpx:电子显示器件的像素尺寸。
用图13(A)、图13(B)说明该关系。图13(A)、图13(B)表示电子显示装置的侧面附近的截面。截面的切断方向是电子显示器件的X方向或Y方向的任一方向。本发明中在显示装置的X方向、Y方向中的任一方向,优选需要在两方向上使上述的关系成立。
电子显示装置的外形尺寸Lo减去实际可以显示图像的区域的尺寸Ld得到的尺寸的1/2就是处于显示区域外侧的不能显示图像的区域(悬空部分)的尺寸Lov。Lov可以理解为边框的最小宽度。本发明的优选特征在于,该悬空宽度设为像素尺寸的2.5倍以下。
如果边框宽度设为显示像素的2.5倍左右以下,则拼接时产生的非显示部的宽度成为像素大小的5倍左右以下,拼接缝不明显。更优选2.4倍以下,进一步优选2.2倍以下,特别优选2.0倍以下。
另一方面,图13(A)中的Lov是配线厚度Lb和侧面间隙Lg之和。这里,配线厚度是高分子膜厚和配线厚度之和。高分子膜进行了薄壁化时,是进行了薄壁化的高分子膜厚和配线厚度之和,当高分子膜在弯曲部分被完全去除时,Lb与配线厚度相等。
高分子膜和配线均具有有限的弯曲模量。因此,高分子膜(高分子膜未切入狭缝或薄壁化、或者未进行通过加热的暂时塑化等)可以以有限的曲率半径Ri弯曲。在这种情况下,曲率半径相当于Lg和Lb之和即等于Lov。
Ri=Lg+Lb=Lov
以上是将高分子膜和配线弯曲描绘成完美的圆弧的理想的情况下的几何学解。实际上,弯曲部分会扭曲成椭圆弧,从理想形状偏离。
本发明中,实际上优选进行弯曲并将弯曲半径Rr控制为Ri的0.7~3倍。即,优选为0.7×Lov≤Rr≤3×Lov。更优选为0.8倍以上2.5倍以下,进一步优选为1倍以上2倍以下。
当高分子膜和配线以曲率半径Lov弯曲并且基板厚度Ts充分厚(Ts>2×Lov)时,可以设置高分子膜及配线的与基板侧面平行的区间Lp。
Lp在计算上为Lp=Ts-2×Lg。
这是理想变形时的几何学解,实际上会偏离理想形态,本发明中优选至少Lp为基板厚度Ts的30%以上。即,优选为Lp≧0.3×Ts。更优选为40%以上,进一步优选为50%以上。
此外,图13(B)中的Lov是悬空配线厚度Tw和侧面间隙Lg之和。悬空配线的厚度等于配线的厚度。悬空配线以有限的曲率半径Ri弯曲。在这种情况下,曲率半径相对于Lg和Tw之和,即等于Lov。
Ri=Lg+Tw=Lov
以上是将高分子膜和配线弯曲描绘成完美的圆弧的理想的情况下的几何学解。实际上,弯曲部分会扭曲成椭圆弧,从理想形状偏离。
本发明中,实际上优选进行弯曲并将弯曲半径Rr控制为Ri的0.7~3倍。即,优选为0.7×Lov≤Rr≤3×Lov。更优选为0.8倍以上2.5倍以下,进一步优选为1倍以上2倍以下。
当悬空配线以曲率半径Lov弯曲并且基板厚度Ts充分厚(Ts>2×Lov)时,可以设置配线高分子膜以及配线层的与基板侧面平行的区间Lp。
Lp计算上为Lp=Ts-2×Lg。
这也是理想变形情况下的几何学解,实际上会偏离理想状态,但在本发明中,优选至少Lp为基板厚度Ts的30%以上。即,优选Lp≥0.3×Ts。更优选40%以上,进一步优选50%以上。
图14表示在本发明的电子显示装置的侧面部产生的间隙部分中填充树脂时的状态。通过用树脂填充间隙部分,将侧面的高分子膜的形状固定化,可以良好地维持本发明的电子显示装置的侧面形状。如果在固定化时使用模具,则可以使侧面形状更接近理想形状。
图15表示本发明的电子显示装置的侧面部实质上不存在间隙的情况。通过对高分子膜进行局部的加热而使其可塑化,可以加工成将高分子膜变形的形态。在这种情况下,Lov等于高分子膜和配线厚度的总和,并且可以使框架宽度非常窄。
图16进一步示出了没有间隙并且将位于基板侧面上的部分的高分子膜进行薄壁化的情况。在这种情况下,Lov等于配线厚度。
图17示出了电子显示器件的显示区域凹陷去除的形态,并且由于电子显示装置的外部尺寸Lo和电子显示器件的显示区域的尺寸Ld实质上相等,因此可以消除边框。
图18示出了使用作为传统技术的TAB的电子显示装置中,在作为TAB基材的高分子膜和基板的第二面之间的粘合中使用硅烷偶联剂的情况。TAB与电子显示器件通过ACF(各向异性导电膜)进行连接,由于ACF部分不能用于显示,而ACF宽度包含在边框内,因此不利于窄边框化。
图19是与本发明类似的传统提出的电子显示装置的侧面部的详细截面示意图。由于高分子膜以大曲率弯曲,悬空变大,难以缩小边框宽度。形成这种形态的原因是高分子膜的柔韧性差,如果减小曲率,则膜破损的可能性增加。
图20是与本发明类似的传统提出的电子显示装置的侧面部的详细截面示意图。由于高分子膜以大曲率弯曲,因此悬空变大,难以缩小边框宽度。形成这种形态的原因是高分子膜的柔韧性差,如果减小曲率,则膜破损的可能性增加。
图12示出了传统的使用TAB的电子显示装置中,作为TAB基材的高分子膜和基板的第二面之间的粘接使用硅烷偶联剂的情况。TAB的悬空配线与电子显示器件通过ACF(各向异性导电膜)进行连接,ACF部分不能用于显示,因此ACF宽度包含在边框内,阻碍窄边框化。
实施例
下面示出实施例具体说明本发明。此外,本实施例并不限制本发明。
<层叠体的制造A>(膜层压法1)
(聚酰亚胺膜Apf的制造)
粉碎三菱气体化学株式会社制造的无色聚酰亚胺“Neoprene(注册商标)L-3430”,溶解于NMP,进一步添加将胶体二氧化硅(平均粒径:0.08μm)分散在二甲基乙酰胺中的SNOWTEX(DMAC-ST30、日产化学工业株式会社制造),使胶态二氧化硅相对于聚酰亚胺溶液A中的聚合物固形成分总量为1.5质量%,获得固形成分为18%的聚酰亚胺溶液Asol。
使用模涂机将得到的聚酰亚胺溶液Asol涂布在镜面抛光的不锈钢制造的环状连续带(涂布宽度:1240mm)上,在90~115℃干燥20分钟。将干燥后成为自支撑性的聚酰亚胺膜从支持体剥离,切割两端,得到生膜Agf。
将得到的生膜Agf用针板拉幅机输送,使最终针板间隔为1140mm,以在第一阶段150℃下4分钟、第二阶段250℃下4分钟,第三阶段300℃下8分钟实施热处理后,用2分钟冷却至室温,将膜两端部的平面性差的部分用薄膜分切机切掉并卷成卷筒,得到无色透明的聚酰亚胺膜Apf。所得聚酰亚胺膜的厚度为35μm、玻璃化转变温度为303℃、全光线透过率为92%、黄色指数为1.2、拉伸弹性模量为3.7GPa、断裂伸长率为24%、热膨胀系数(CTE)为58ppm/K、吸水率为2.1%、湿膨胀系数(CHE)为63ppm/%RH。
(基于膜层压法的层叠体制造1)
在聚酰亚胺膜Apf的一个表面上以卷对卷方式使用真空等离子体处理装置进行氮等离子体处理,然后切割成280mm×280mm的正方形。
在300mm×300mm、厚度0.5mm的玻璃基板上通过旋涂法涂布含有1质量%的硅烷偶联剂(信越化学工业株式会社制“KBE-903”)的异丙醇溶液,然后在100℃下干燥1分钟。此外,作为削弱玻璃周边部的硅烷偶联剂活性的处理(粘接强度的强弱图案化处理),将玻璃的中心部250mm×250mm用具有遮光性的塑料片掩蔽,整个表面用LAN Technical Service株式会社制造的UV/臭氧清洗机照射紫外线。
接着,将膜的等离子体处理面和玻璃基板的硅烷偶联剂处理面贴合,使用真空层压机使其密合,在150℃下进行热处理1分钟得到层叠体A。
<层叠体的制造B>(膜层压法2)
(聚酰亚胺膜Bpf的制造)
向配备有氮气入口管、迪安-斯达克装置、回流管、温度计和搅拌棒的反应容器中,导入氮气的同时,加入32.02质量份的2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯(TFMB)、230重量份的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)并完全溶解,然后加入44.42质量份的4,4'-(2,2-六氟异亚丙基)双邻苯二甲酸二酐(6FDA)以固体形式分批加入,随后在室温下搅拌24小时。之后,得到固形成分为25质量%、比浓粘度为1.10dl/g的聚酰胺酸溶液Bpaa。
接着,在得到的聚酰胺酸溶液Bpaa中添加204质量份的DMAc,将聚酰胺酸浓度稀释为15质量%,然后添加1.3质量份的异喹啉作为酰亚胺化促进剂。然后,一边搅拌聚酰胺酸溶液,一边缓慢滴加作为酰亚胺化剂的乙酸酐12.25质量份。之后,继续搅拌24小时,进行化学酰亚胺化反应,得到聚酰亚胺溶液Bsolz。
接着,将得到的聚酰亚胺溶液Bsolz 100质量份转移至具备搅拌装置和搅拌器的反应容器中,边搅拌边缓慢滴加甲醇150质量份时,确认到有粉体状的固体析出。
之后,将作为反应容器内容物的粉末脱水过滤,进一步用甲醇洗涤,然后在50℃下真空干燥24小时后,在260℃进一步加热5小时,得到聚酰亚胺粉末Bpd。将20质量份得到的聚酰亚胺粉末Bpd溶解在80质量份的DMAc中,得到聚酰亚胺溶液Bsol。
在空气调节为25℃和45%RH的大气中,使用配备有卷对卷式逗号涂布机和连续式干燥炉的设备,将聚酰亚胺溶液Bsol涂布在作为临时支持体的聚对苯二甲酸乙二醇酯制膜A4100(东洋纺株式会社制造、以下简称为PET膜)的无润滑材的表面上,并使最终膜厚为25μm。接着,作为一次加热,使用连续式干燥机在110℃加热10分钟,得到溶剂残留量为25质量%的半干燥被膜Bgf,与临时支持体一起卷绕成卷。
将得到的卷再次安装在上述装置中,将Bgf与临时支持体一起取出,将Bgf从临时支持体剥离,通过具有配置有针杆的针板的针板拉幅机,将膜端部插入针杆而进行固定,调整针板间距使膜在不破裂,且不产生不必要的松弛的状态下进行输送,最后在200℃下3分钟、250℃下3分钟、300℃下6分钟的条件下加热。然后,用2分钟冷却至室温,用薄膜分切机将膜两端平面性差的部分切掉并卷成卷,得到宽度为530mm长度为80m的聚酰亚胺膜Bpf卷。
得到的聚酰亚胺膜的厚度为25μm、玻璃化转变温度为320℃、全光线透过率为92%、黄色指数为0.8、拉伸弹性模量为3.4GPa、断裂伸长率为18%、热膨胀系数(CTE)为62ppm/K。
(基于膜层压法的层叠体制造2)
将聚酰亚胺膜Bpf裁切成280mm×280mm,进行表面活化处理,以LAN TechnicalService株式会社制造的UV臭氧层仪进行UV照射3分钟。
将300mm×300mm、厚度0.5mm的玻璃基板在40℃的上述条件下暴露于硅烷偶联剂(信越化学株式会社制造的“KBE-903”)5分钟,然后在干燥的氮气中在60℃下保持5分钟,进行硅烷偶联剂处理。接着,将膜Bpf的UV照射处理面和玻璃基板的硅烷偶联剂处理面重合,使用真空层压机使两者密合,在150℃进行1分钟热处理得到层叠体B。
<层叠体的制造C>(清漆法1)
将在聚酰亚胺膜Apf的制造过程中得到的聚酰亚胺溶液Asol通过棒涂机涂布在300mm×300mm、0.5mm厚的玻璃基板上,使其最终的薄膜厚度为18μm,有效尺寸为280mm×280mm,在真空干燥机中在250℃下干燥30分钟后,在经过氮气置换的惰性炉中在450℃进行热处理5分钟以获得由聚酰亚胺膜层和玻璃基板构成的层叠体C。
<层叠体的制造D>(清漆法2)
将在聚酰亚胺膜Bpf的制造过程中得到的聚酰亚胺溶液Bsol通过棒涂机涂布在300mm×300mm、0.5mm厚的玻璃基板上,使其最终的薄膜厚度为15μm,有效尺寸为280mm×280mm,在真空干燥机中,在经过氮气置换的惰性炉中在150℃下10分钟、250℃下10分钟和300℃下5分钟进行热处理,以获得由聚酰亚胺膜层和玻璃基板构成的层叠体D。
<模拟器件的制造>
使用得到的层叠体A~D,在各自的聚酰亚胺膜上形成模拟显示器件。将模拟显示器件的配置图示于图21(俯视图)。聚酰亚胺膜300通过层压或涂布层叠在玻璃基板150上。配线400在聚酰亚胺膜上通过溅射镍铬合金,然后通过溅射100nm厚的铜进行金属化,然后将铜电镀到8μm的厚度,然后通过蚀刻法加工成配线形状,进一步在配线表面进行无电解镀锡处理而形成。模拟显示装置600通过在配线形成后掩蔽指定范围以外的部分并形成非晶硅薄膜而被视为显示器件。到此为止的工序相当于图8中的工序E或图10中的工序E。
使用层叠体A~D分别各制作5个模拟显示器件,进行以下的悬空配线形成和模拟电子显示装置的成形加工。
<实施例1A>
首先,从层叠体A的玻璃基板的背面,沿着透过玻璃基板可观察到的模拟显示器件的边缘对玻璃基板进行划线,然后通过分割玻璃基板,除去支持配线部分的玻璃部。相当于图8中的工序F或图10中的工序F。
接着,进行相当于图9(A)(B)的工序G或图11(A)(B)的工序G的在基板的第二面上涂布硅烷偶联剂。
<模拟显示装置的成形>
接着,进行相当于图9(A)(B)或图11(A)(B)的工序H~J的成形加工。
首先,从第二面侧通过遮光玻璃基板掩蔽相当于弯曲部位的显示区域附近的配线区域以外的部分,接着,通过使用日立高新技术公司制造的光子烧结机“PulseForge”照射氙灯光加热该部位,然后立刻将高分子膜的配线区域首先沿玻璃基板的侧面弯曲,进一步沿玻璃基板的背面弯曲。在玻璃基板的背面(第二面)的预先涂布硅烷偶联剂的位置,使聚酰亚胺膜密合重叠后与背板一起用夹子固定,在100℃下加热5分钟,将聚酰亚胺膜和玻璃背面粘接。该部位相当于搭载驱动IC的部位。另行,用红外辐射温度计测量加热部分的温度,结果为370℃。
<实施例1B、1C、1D>
使用层叠体B~D同样地实施相同的加工。分别作为实施例1B、1C和1D。包括实施例1A在内,均没有观察到配线缺陷,并且在成形加工中没有出现特别的问题。
<实施例2A>
在实施例1A中,作为弯曲部分的加热方法,除了使加热到400℃的不锈钢制的金属棒与该部位接触之外,其他进行同样地操作。另外,用红外辐射温度计测量经过加热的部分的温度,结果为380℃。
<实施例2B、2C、2D>
使用层叠体B~D同样地实施相同的加工。分别作为实施例2B、2C和2D。包括实施例2A在内,均未观察到悬空配线的缺损,成形加工中也没有特别的问题。
(聚酰胺酸溶液(PAA1)以及加入润滑剂的聚酰胺酸溶液(V1)的制备)
将具有氮气导入管、温度计、搅拌棒的容器的接液部以及输液用配管的奥氏体不锈钢SUS316L制的反应容器内部用氮气置换后,添加223质量份的5-氨基-2-(对氨基苯基)苯并噁唑(DAMBO)。接着,加入4000质量份的N-甲基-2-吡咯烷酮并使其完全溶解,然后加入420质量份预先获得的预分散液和217质量份均苯四酸二酐(PMDA),并在25℃下搅拌48小时,得到棕色粘稠的聚酰胺酸溶液(PAA1)。该比浓粘度(ηsp/C)为5.5dl/g。在所得的聚酰胺酸溶液(PAA1)中,加入将胶态二氧化硅分散在二甲基乙酰胺而成的分散体(日产化学工业株式会社制“Snowtex(注册商标)DMAC-ST-ZL”)作为润滑剂,并使二氧化硅(润滑剂)在聚酰胺酸溶液中的聚合物固形成分总量中为0.5质量%,得到含润滑剂的聚酰胺酸溶液(V1)。
另外,聚酰胺酸的比浓粘度通过以下方法测定。
<聚酰胺酸的比浓粘度(ηsp/C)>
使用乌氏粘度管在30℃下测量以聚合物(聚酰胺酸)浓度为0.2g/dl的方式溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮中的溶液。
(聚酰胺酸溶液(PAA2)和含润滑剂的聚酰胺酸溶液(V2)的制备)
将具有氮气导入管、温度计、搅拌棒的容器的接液部以及输液用配管的奥氏体不锈钢SUS316L制的反应容器内部用氮气置换后,加入108质量份的苯二胺(PDA)。接着,加入3600质量份N-甲基-2-吡咯烷酮使其完全溶解,然后加入420质量份预先获得的预分散液和292.5质量份二苯基四酸二酐(BPDA),在25℃下搅拌12小时,获得棕色粘性聚酰胺酸溶液(PAA2)。该比浓粘度(ηsp/C)为4.5dl/g。以下与聚酰胺酸溶液(V1)的制备同样地添加胶态二氧化硅,得到含有润滑剂的聚酰胺酸溶液(V2)。
(聚酰胺酸溶液(PAA3)和含润滑剂的聚酰胺酸溶液(V3)的制备)
将具有氮气导入管、温度计、搅拌棒的容器的接液部以及输液用配管的奥氏体不锈钢SUS316L制反应容器内部用氮气置换后,添加200质量份二氨基二苯醚(ODA)。接着,加入3800质量份的N-甲基-2-吡咯烷酮使其完全溶解,然后加入390质量份预先获得的预分散液和217质量份均苯四酸二酐(PMDA),并在25℃下搅拌5小时,得到棕色粘稠的聚酰胺酸溶液(PAA3)。该比浓粘度(ηsp/C)为3.7dl/g。同样地添加胶态二氧化硅,得到含润滑剂的聚酰胺酸溶液(V3)。
〔聚酰胺酸溶液(PAA4)以及含润滑剂的聚酰胺酸溶液溶液(V4)的制备〕
将具有氮气导入管、温度计、搅拌棒的反应容器内部用氮气置换后,在反应容器内的氮气气氛下,加入1765重量份的1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)、310重量份的4,4'-氧双邻苯二甲酸(ODPA)、1601重量份的2,2'-二(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯(TFMB)、1136重量份的4-氨基-N-(4-氨基苯基)苯甲酰胺(DABAN)、20000重量份的N,N-二甲基乙酰胺并溶解后室温下搅拌24小时。然后用适量的N,N-二甲基乙酰胺稀释至合适的粘度,得到比浓粘度为4.50dl/g的聚酰胺酸溶液(PAA4)。同样地添加胶态二氧化硅,得到含润滑剂的聚酰胺酸溶液(V4)。
〔聚酰亚胺溶液(PI5)以及含润滑剂的聚酰亚胺溶液(V5)的制备〕
将具有氮气导入管、温度计、搅拌棒的反应容器内部用氮气置换后,在反应容器内的氮气气氛下,加入4610质量份的N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)和640质量份的2,2'-二(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯(TFMB)并搅拌使TFMB溶解在DMAC中。接着,一边搅拌反应容器内,一边在氮气流下用约10分钟添加897.37质量份的4,4'-(2,2-六氟异亚丙基)双邻苯二甲酸二酐(6FDA),直接调节温度至20~40℃的范围内同时继续搅拌6小时来进行聚合反应,获得粘稠的聚酰胺酸溶液(PAA5)。
接着,在得到的聚酰胺酸溶液(PAA5)中添加4100质量份DMAC进行稀释后,添加作为酰亚胺化促进剂的异喹啉258.3质量份,搅拌聚酰胺酸溶液并同时保持30~40℃的温度范围,向其中用约10分钟缓慢滴加作为酰亚胺化剂的乙酸酐1225质量份,然后进一步将液温保持在30~40℃,持续12小时的搅拌进行化学酰亚胺化反应,得到聚酰亚胺溶液(PI5a)。
接着,将得到的含酰亚胺化剂和酰亚胺化促进剂的聚酰亚胺溶液(PI5a)10000质量份转移到具备搅拌装置和搅拌叶片的反应容器中,以120rpm的速度搅拌并同时保持在15~25℃,向其中以10g/min的速度滴加甲醇15000质量份。添加约8000质量份甲醇时,确认聚酰亚胺溶液混浊,确认到粉末状聚酰亚胺树脂析出。随后,添加15000质量份的全部甲醇以完成聚酰亚胺树脂的析出。接着,使用抽滤装置过滤反应容器的内容物,进一步用甲醇10000质量份洗涤、过滤,得到聚酰亚胺树脂粉末。将得到的聚酰亚胺树脂粉末用带有局部排气装置的干燥机在50℃下干燥24小时,再在260℃下干燥2小时,除去残留的挥发性成分,得到干燥的聚酰亚胺粉末。所得干燥聚酰亚胺粉末的比浓粘度为5.40dl/g。接着,将400质量份得到的干燥聚酰亚胺粉末溶解在3000质量份DMAc中,得到聚酰亚胺溶液(PI5)。同样地添加胶态二氧化硅,得到含润滑剂的聚酰亚胺溶液(V5)。
获得的聚酰胺酸溶液、聚酰亚胺溶液和含润滑剂溶液的一览如表1和表2所示。
[表1]
[表2]
[膜的制造例]
将上述含润滑剂的聚酰胺酸溶液(V1)送入并涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯制膜的支持体上使最终厚度为38μm,在110℃干燥30分钟。将干燥后具有自支持性的聚酰胺酸膜从支持体剥离,得到聚酰胺酸膜(生膜)。
将得到的生膜通过连续式热处理炉,第一阶段在200℃加热3分钟,以4℃/秒的升温速度升温,第二阶段为在480℃下加热5分钟,由此实施两阶段加热进行酰亚胺化反应。之后,用5分钟冷却至室温,将两端部(耳部)切下,得到仅中央部分的宽度为524mm、长度为约200m、厚度为38μm的聚酰亚胺膜F1。
以下,同样地,使用含有润滑剂的聚酰胺溶液(V2)、(V3)、(V4)、含润滑剂的聚酰亚胺溶液(V5),适当调整涂膜厚度和热处理条件,由含润滑剂的聚酰胺酸溶液V2形成聚酰亚胺膜F2,由含润滑剂的聚酰胺酸溶液V3得到聚酰亚胺膜F3,由含润滑剂的聚酰胺酸溶液V4得到聚酰亚胺膜F4,由含润滑剂的聚酰胺酸溶液V5得到聚酰亚胺膜F5。得到的聚酰亚胺膜的特性一览表示于表3。表中数值为MD和TD方向的平均值。MD是制膜时的长度方向,TD是制膜时的宽度方向。
[表3]
膜 | F1 | F2 | F3 | F4 | F5 |
含润滑剂的溶液 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
膜厚[μm] | 38 | 18 | 25 | 25 | 20 |
断裂拉伸强度[MPa] | 490 | 520 | 370 | 280 | 310 |
弹性模量[GPa] | 8.5 | 82 | 4.9 | 6.5 | 4.2 |
断裂伸长率[%] | 41 | 52 | 73 | 24 | 33 |
CTE[ppm/℃] | 2.1 | 13.4 | 18.6 | 35.2 | 42.1 |
全光线透射率[%] | 25 | 45 | 32 | 88 | 91 |
色调(黄色指数) | 褐色 | 褐色 | 褐色 | 无色(3.1) | 无色(2.3) |
[聚酰亚胺膜/玻璃基板层叠体]
<聚酰亚胺膜的真空等离子处理>
对聚酰亚胺膜F1进行真空等离子体处理。真空等离子体处理使用长条膜处理用装置,将真空室内抽真空至1×10-3Pa以下,将氩气导入真空室内,以100W的放电功率、15kHz的频率进行氩气等离子处理20秒钟。
<玻璃基板的硅烷偶联剂处理>
作为玻璃基板[G],使用日本电气硝子株式会社制造的尺寸为470mm×370mm、厚度为0.7mm的OM10G。在用清洁干燥的氮气置换具有加热板和无机基板支撑台的腔室后,将经过紫外线/臭氧处理的玻璃基板放置在支撑台上,在玻璃基板下方放置装有硅烷偶联剂(3-氨基丙基三甲氧基硅烷)的培养皿,使其液面位于玻璃基板下方200mm处,将培养皿通过加热板加热至100℃,使玻璃基板的下表面暴露于硅烷偶联剂蒸汽中3分钟后,从腔室中取出,设置在洁净工作台内,将玻璃基板的与暴露面相反的一侧与热板接触地放置在调温至120℃的加热板上,热处理1分钟,进行硅烷偶联剂加工。
<层压>
将聚酰亚胺膜的等离子体处理面与硅烷偶联剂处理后的玻璃基板的硅烷偶联剂处理面重叠,用辊层压机临时加压后将其置于洁净工作台内,使无机基板侧与热板接触地放置在调至150℃的加热板上进行3分钟热处理,得到聚酰亚胺膜/玻璃基板层叠体(LF1)。将所得的聚酰亚胺/玻璃基板层压体在20~25℃、65±30%相对湿度的环境中保管。
以下同样地由膜F2和玻璃基板获得聚酰亚胺膜/玻璃基板层叠体(LF2)。另外,同样地由膜F3、F4、F5和玻璃基板得到聚酰亚胺膜玻璃基板层叠体(LF3)、(LF4)、(LF5)。
<实施例3>
使用得到的聚酰亚胺膜/玻璃基板层叠体,通过图8和图9A所示的工序制作模拟显示面板。为方便起见,将此工序称为膜法。玻璃基板相当于图8中的工序A,用硅烷偶联剂处理的玻璃基板相当于工序B,聚酰亚胺膜/玻璃层叠体相当于工序C。作为配线层40,通过溅射法形成镍铬合金层后,通过溅射法形成薄铜膜,然后通过电镀形成厚铜膜,通过利用抗蚀剂去除不需要的部分的所谓的减成法进行图案化而形成配线40。
作为电子显示装置层60,形成由使用非晶硅薄膜作为半导体的TFT驱动的电泳元件,通过激光切割机切割玻璃基板以去除不需要的部分,并在图9A的工序G2中使用激光加工机进行薄壁化将膜减薄至其原始厚度的20%,并将配线40与薄膜一起弯曲至玻璃基板的背面侧。作为硅烷偶联剂溶液21,使用3-氨基丙基三甲氧基硅烷的1质量%的甲醇溶液,用分配器滴到指定的位置(为方便起见,图式中显示元件层设置在上面,但实际上该工序以后,上下颠倒后进行操作),进行干燥后将弯曲后的聚酰亚胺膜仿照聚酰亚胺膜/玻璃基板层叠体的制作压接在玻璃基板的背面侧进行加热以完成粘合,最后,安装驱动IC以获得模拟面板(PF1)。
同理,制作出多个(PF1),拼成瓷砖状进行大面积化,并发送图像信号确认显示。确认到模拟面板之间没有特别的像素缺陷,显示了良好质量的图像。
<实施例4~7>
之后,使用聚酰亚胺膜玻璃层叠体(LF2)、(LF3)、(LF4)、(LF5),分别同样地得到模拟面板(PF2)、(PF3)、(PF4)、(PF5)。均通过拼接成为大面积且得到了良好的图像显示结果。
<实施例8>
接下来,将显示使用清漆法的实施例。图10中的工序A是玻璃基板。将聚酰胺酸溶液(PAA1)以指定厚度涂布在玻璃基板的状态为工序B,干燥后,在通过在惰性烘箱中加热形成聚酰亚胺层,即得到聚酰亚胺层/玻璃基板层叠体(LS1)的状态为工序C。之后,进行与膜法相同的操作,进入图11A所示的工艺,在步骤G1中,使用激光加工机对膜半切性地切入,使配线部与膜一起弯曲,之后进行同样的操作,制作模拟面板(PS1)。与膜法同样地,进行拼接后观察显示图像质量,并确认到获得了良好的图像质量。
<实施例9~11>
以下同样地由聚酰胺酸溶液(PAA2)、(PAA3)和(PAA4)获得模拟面板(PS2)、(PS3)和(PS4)。在这些情况下,均通过拼接获得了良好的图像显示效果。
产业上的可利用性
如上所述,本发明的电子显示装置能够实现窄边框化,驱动IC安装的次品率低,可以优选用于自发光型元件、反射型元件,结果可以实现适用于拼接用途的显示装置。本发明特别是作为经济地制造大面积的显示装置的技术极大地有助于工业界。
Claims (15)
1.一种电子显示装置,其特征在于,包括:
基板、
以夹住所述基板的方式而弯曲并与所述基板的第一面和第二面这两者粘接的高分子膜、
在与所述基板的第一面进行粘接一侧的高分子膜表面上形成的电子显示器件、
在与所述基板的第二面进行粘接一侧的高分子膜表面上安装的电子显示器件的驱动电路元件、
形成于所述高分子膜表面并将所述电子显示器件和驱动电路元件电气连接的配线,
所述电子显示器件的外形尺寸Lo与电子显示器件的显示部的外形尺寸Ld具有以下的关系:
Lo<(1/2)×(Ld+5×Lpx)
在此,
Lo:电子显示装置的外形尺寸
Ld:电子显示器件的显示部的外形尺寸
Lpx:电子显示器件的像素尺寸。
2.一种电子显示装置,其特征在于,包括:
基板、
以夹住所述基板的方式而弯曲并与所述基板的第一面和第二面这两者粘接的、软化温度为150℃以上380℃以下的高分子膜、
在所述高分子膜的与所述基板的粘接面相反一侧的表面上形成的、从所述基板的第一面侧到达第二面侧的配线、
在所述高分子膜的与所述基板的粘接面相反一侧的表面上形成的电子显示器件。
3.根据权利要求1或2所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜的弹性模量为3GPa以上,断裂伸长率为3%以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜是厚度为3μm以上75μm以下的聚酰亚胺膜。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜是全光线透过率85%以上、黄色指数为5以下的聚酰亚胺膜。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜与所述基板的第一面通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜与所述基板的第二面通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜与所述基板的侧面通过硅烷偶联剂缩合物层进行粘接。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜的与所述基板的侧面相对的部分中的一部份或全部进行了薄壁化。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述高分子膜的与所述基板的侧面相对的部分中的一部分被除去。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的电子显示装置,其特征在于,所述电子显示器件的驱动用IC安装在所述基板的第二面侧。
12.权利要求1~11中任一项所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,至少包括下述工序:
(a)准备具有基板,和在所述基板的至少一个面上粘接的高分子膜的层叠体的工序;
(b)在所述高分子膜上形成电子显示器件和配线的工序;
(c)除去对应于形成有所述电子显示器件区域的外侧的所述基板,划分为与所述基板粘接的显示区域,和除去了所述基板的配线区域的工序;
(d)将所述显示区域和所述配线区域的界线附近加热至所述高分子膜的软化点以上,将所述配线区域沿所述基板侧面弯曲的工序;
(e)进一步地将所述配线区域从所述基板侧面朝向背面、即第二面弯曲的工序。
13.根据权利要求12中所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述加热方法为光照射。
14.根据权利要求12中所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述加热方法是加热了的物体的直接接触。
15.根据权利要求12中所述的电子显示装置的制造方法,其特征在于,所述加热方法是电磁感应加热。
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