JP2007025639A - 表示装置製造用モジュールとその製造方法、及び表示装置製造用モジュールを利用した表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル基板に画素を形成するときにフレキシブル基板の反りを確実に防止できる表示装置製造用モジュールを提供する。
【解決手段】本発明による表示装置製造用モジュールでは、硬質基板が第１フレキシブル基板と第２フレキシブル基板とで挟まれている。第１フレキシブル基板の上には第３フレキシブル基板が配置されている。第３フレキシブル基板には開口部が形成されている。表示装置の製造では、まず、第３フレキシブル基板の各開口部に一つずつ、フレキシブル表示基板を配置する。次に、フレキシブル表示基板と第３フレキシブル基板との間の境界に密封部材を形成し、フレキシブル表示基板を固定する。その状態でフレキシブル表示基板に表示素子を形成する。その後、密封部材を切断して表示素子を表示装置製造用モジュールから分離する。
【選択図】図１

Description

本発明は表示装置の製造方法に関し、特に、フレキシブルディスプレイの製造に利用される表示装置製造用モジュールに関する。

一般に、表示装置は、情報処理装置で処理された信号を画像に変換する。代表的な表示装置としては、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機発光表示装置（ＯＥＬＤ）、及びプラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ）が挙げられる。それらの表示装置はいずれも、画素（表示素子ともいう）によって画像を表示する。

従来の表示装置では画素が、主にガラス基板のような硬質基板の上に形成されている。近年では、硬質基板に代え、フレキシブル基板の上に画素を形成する技術の開発が進んでいる。フレキシブル基板を用いた表示装置（フレキシブルディスプレイ）は紙のように丸めたり、曲げたりできるので、電子ペーパや持ち運びの容易なディスプレイとしての利用が期待されている。フレキシブルディスプレイは更に、超薄型であり、かつごく軽量であるので、大型ディスプレイや携帯型電子機器の更なる薄型化／軽量化に極めて有利である。
特開2003−287740号公報

フレキシブル基板は硬質基板とは異なり、硬度が低く、熱膨張係数が大きい。従って、フレキシブル基板を用いた表示装置の製造では、特に画素を形成するときにフレキシブル基板をしっかりと固定し、フレキシブル基板の過大な反り及び過大な熱膨張を抑え、それらに起因する画素の損傷を防止しなければならない。すなわち、製造ライン上でフレキシブル基板を安定に固定して運搬するための特別な道具（以下、表示装置製造用モジュールという）が必要である。
本発明は、特にフレキシブル基板に画素を形成するときにフレキシブル基板の反りを確実に防止できる表示装置製造用モジュール、及びそれを用いた表示装置の製造方法、の提供を目的とする。

本発明による表示装置製造用モジュールは、
上面と下面とを含む硬質基板、
硬質基板の上面に配置された第１フレキシブル基板、
表示装置のフレキシブル基板（以下、フレキシブル表示基板という）を収納するための開口部を含み、第１フレキシブル基板の上に配置された第２フレキシブル基板、及び、
硬質基板の下面に配置された第３フレキシブル基板、を有する。

本発明による上記の表示装置製造用モジュールは好ましくは以下の方法で製造される。その製造方法は、
硬質基板の上面に第１フレキシブル基板を接着する段階、
硬質基板の下面に第２フレキシブル基板を接着する段階、及び、
開口部を含む第３フレキシブル基板を第１フレキシブル基板の上に接着する段階、を有する。

本発明による表示装置の製造方法は好ましくは、本発明による上記の表示装置製造用モジュールを以下のように利用する。その製造方法は、
上記の表示装置製造用モジュールに含まれている第３フレキシブル基板の開口部の内側にフレキシブル表示基板を配置する段階、
フレキシブル表示基板と第３フレキシブル基板との間の境界に密封部材を形成する段階、
フレキシブル表示基板に表示素子を形成する段階、及び、
密封部材を切断してフレキシブル表示基板を表示装置製造用モジュールから分離する段階、を有する。

本発明による表示装置製造用モジュールは、フレキシブル基板を用いた表示装置の製造工程中、特に画素を形成するときにフレキシブル表示基板を固定し、フレキシブル表示基板の過大な反り及び過大な熱膨張を確実に抑える。従って、フレキシブル表示基板上にはその過大な反りや熱膨張に起因する画素不良が発生しない。こうして、本発明による表示装置の製造方法は製品の品質や信頼性を更に向上させる。本発明による表示装置製造用モジュールは更に、再使用が容易である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
本発明の一実施例による表示装置製造用モジュール100は、硬質基板10、第１フレキシブル基板20、第２フレキシブル基板30、及び第３フレキシブル基板40を含む（図１、２参照）。
硬質基板10は好ましくは平板形状であり、互いに平行な上面10aと下面10b、及び4個の側面10cを有する（図１、２参照）。硬質基板10は好ましくはガラス基板であり、その熱膨張係数が約1.0×10^-6mm／℃である。

第１フレキシブル基板20は硬質基板10と実質的に同じ平板形状であり、互いに平行な上面20aと下面20b、及び側面20cを有する（図１、２参照）。第１フレキシブル基板20の下面20bは硬質基板10の上面10aの上に配置されている。第１フレキシブル基板20の厚さは好ましくは約150μmである。その他に、130μmまたは120μmであっても良い。第１フレキシブル基板20の下面20bと硬質基板10の上面10aとの間は好ましくは接着材又は両面接着テープで接着されている。第１フレキシブル基板20は好ましくはフレキシブル合成樹脂基板であり、更に好ましくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）系物質から成る。第１フレキシブル基板20の熱膨張係数は硬質基板10の熱膨張係数より大きく、好ましくは約50×10^-6mm／℃である。第１フレキシブル基板20の硬度は硬質基板10の硬度より低い。ここで、第１フレキシブル基板20と硬質基板10との各硬度は例えば、ブリネル硬度計、ロックウェル硬度計、又はビカース硬度計によって測定される。

第２フレキシブル基板30は硬質基板10と実質的に同じ平板形状であり、互いに平行な上面30aと下面30b、及び側面30cを有する（図１、２参照）。第２フレキシブル基板30の上面30aは硬質基板10の下面10bの下に配置されている。第２フレキシブル基板30の厚さは好ましくは第１フレキシブル基板20の厚さ以上であり、更に好ましくは約150μmである。第２フレキシブル基板30の上面30aと硬質基板10の下面10bとの間は好ましくは接着材又は両面接着テープで接着されている。第２フレキシブル基板30は好ましくはフレキシブル合成樹脂基板であり、更に好ましくはＰＥＥＫ系物質から成る。第２フレキシブル基板30の熱膨張係数は硬質基板10の熱膨張係数より大きく、好ましくは第１フレキシブル基板20の熱膨張係数と等しく、特に約50×10^-6mm／℃である。第２フレキシブル基板30の硬度は硬質基板10の硬度より低く、好ましくは第１フレキシブル基板20の硬度と等しい。第２フレキシブル基板30の硬度は例えば、ブリネル硬度計、ロックウェル硬度計、又はビカース硬度計によって測定される。

本発明のこの実施例では上記の通り、第１フレキシブル基板20と第２フレキシブル基板30との間で熱膨張係数及び硬度がそれぞれ、実質的に等しい。更に、第１フレキシブル基板20の厚さが第２フレキシブル基板30の厚さ以下である。従って、第１フレキシブル基板20と硬質基板10との間での熱膨張係数の差によって硬質基板10に働く曲げ応力が、第２フレキシブル基板30と硬質基板10との間での熱膨張係数の差によって硬質基板10に働く曲げ応力と相殺する。その結果、温度変化に起因する硬質基板10の反りが防止される。

第３フレキシブル基板40は平板形状であり、互いに平行な上面40aと下面40b、及び側面40cを含む（図１、２参照）。第３フレキシブル基板40の下面40bは第１フレキシブル基板20の上面20aの上に配置されている。第３フレキシブル基板40の厚さは好ましくは約120μmである。第３フレキシブル基板40の下面40bと第２フレキシブル基板30の上面30aとの間は好ましくは接着材又は両面接着テープで接着されている。第３フレキシブル基板40の熱膨張係数及び硬度はそれぞれ、第１フレキシブル基板20の熱膨張係数及び硬度と等しい。

第３フレキシブル基板40には更に、複数の開口部42が形成されている（図１、２参照）。表示装置製造用モジュール100が表示装置の製造に利用されるとき、第３フレキシブル基板40の各開口部42には、図３に示されているように、表示装置のフレキシブル基板（以下、フレキシブル表示基板という）50が一つずつ収納され、固定される。ここで、開口部42の形状は好ましくはフレキシブル表示基板50の外形とほぼ一致する。フレキシブル表示基板50の熱膨張係数は第１〜第３フレキシブル基板20、30、40のいずれの熱膨張係数よりも小さく、硬質基板10の熱膨張係数より大きい。好ましくは、フレキシブル表示基板50の熱膨張係数は約20〜30×10^-6mm／℃である。第３フレキシブル基板40の各開口部42にフレキシブル表示基板50が固定されているとき、フレキシブル表示基板50の熱膨張が開口部42により抑えられる。更に、フレキシブル表示基板50と硬質基板10との間での熱膨張係数の差によってフレキシブル表示基板50に働く応力が第１フレキシブル基板20により抑えられる。その結果、フレキシブル表示基板50が浮き上がることなく、硬質基板10により安定に支持される。

本発明による表示装置製造用モジュールが、図１、２に示されている断面の他に、図４に示されている断面を有しても良い。図４に示されている表示装置製造用モジュール101は、保護壁60及び硬質基板15を除き、図１、２に示されている表示装置製造用モジュール100と同様に構成されている。図４では、それら同様な構成要素に対し、図１、２に示されている符号と同じ符号を付す。更に、それら同様な構成要素については上記の説明を援用する。

図４に示されている硬質基板15は好ましくは金属基板であり、更に好ましくは比較的高い強度の金属（好ましくは、アルミニウム、アルミニウム合金、又はステインレス）を含む。その場合、硬質基板15の硬度が更に高いので、第３フレキシブル基板40の開口部42に固定されたフレキシブル表示基板が更に歪みにくい。

保護壁60は硬質基板15の側面を覆っている（図４参照）。保護壁60は好ましくは合成樹脂から成り、特にウェットエッチングで使用されるエッチャント（エッチング液）、又はドライエッチングで使用されるプラズマに対する反応性が低い。更に好ましくは、保護壁60が、第１、第２、及び第３フレキシブル基板20、30、40と共に、実質的に同じ物質から構成されている。例えばフレキシブル表示基板に画素を形成する工程では、第３フレキシブル基板40の開口部42に固定されたフレキシブル表示基板がウェットエッチングやドライエッチングを受ける。そのとき、保護壁60がエッチャントやプラズマを遮断するので、硬質基板15が腐食されない。

図１、２に示されている本発明の実施例による表示装置用モジュール100は好ましくは以下の工程順で製造される（図５〜７参照）。第一の工程では、上記の形状／特性の硬質基板10を準備する（図５参照）。第二の工程では、まず、硬質基板10の上面10aに第１フレキシブル基板20を配置し、第１フレキシブル基板20の下面及び硬質基板10の上面10aとの間を接着材又は両面接着テープで接着する（図６参照）。続いて、硬質基板10の下面10bに第２フレキシブル基板30を配置し、第２フレキシブル基板30の上面と硬質基板10の下面10bとの間を接着材又は両面接着テープで接着する（図６参照）。尚、先に、硬質基板10の下面10bに第２フレキシブル基板30を接着し、その後、硬質基板10の上面10aに第１フレキシブル基板20を接着しても良い。第三の工程では、まず、第３フレキシブル基板40に開口部42を形成する。次に、図７に示されているように、第３フレキシブル基板40を第１フレキシブル基板20の上面20aに配置し、第３フレキシブル基板40の下面40bと第１フレキシブル基板20の上面20aとの間を接着材又は両面接着テープで接着する。但し、第３フレキシブル基板40の開口部42の内側に露出した第１フレキシブル基板20の上からは、接着材及び両面接着テープがいずれも排除されている。

本発明の上記の実施例による表示装置製造用モジュール100は好ましくは、図８に示されている表示装置の製造方法で以下のように利用される（図９〜１１参照）。
段階S10では、好ましくは図５〜７に示されている工程を用いて上記の表示装置製造用モジュール100を準備する。段階S20では、第３フレキシブル基板40の開口部42の内側にフレキシブル表示基板50を配置する（図９参照）。段階S30では、フレキシブル表示基板50と第３フレキシブル基板40との間の境界面に密封部材70を注入する（図１０参照）。密封部材70は好ましくは接着性を有し、フレキシブル表示基板50と第３フレキシブル基板40との間を接着して密封する。それにより、フレキシブル表示基板50と第３フレキシブル基板40との間の境界では、フレキシブル表示基板50への空気（特に酸素）や水分の浸入が防止される。好ましくは、密封部材70をフレキシブル表示基板50と第３フレキシブル基板40との間の境界に注入する前に、フレキシブル表示基板50の上面をローラ等で加圧する。それにより、フレキシブル表示基板50と第１フレキシブル基板30との隙間、及びフレキシブル表示基板50と第３フレキシブル基板40との隙間のいずれからも空気が押し出される。そのとき、各隙間では内圧が大気圧より下がるので、各隙間が大気圧で押しつぶされる。その状態で密封部材70を注入することにより、フレキシブル表示基板50が第１フレキシブル基板30と第３フレキシブル基板40との両方に密着した状態で固定される。

段階S40では、フレキシブル表示基板50の上面に複数の画素（表示素子）を形成する（図示せず）。それにより、各フレキシブル表示基板50が表示装置として構成される。段階S50では、表示装置製造用モジュール100から表示装置51を以下のように分離する（図１１参照）。まず、レーザビーム発生装置80から出射されたレーザビーム85で密封部材70を走査する。各密封部材70ではレーザビーム85の照射を受けた部分がレーザビーム85の熱で切断されるので、表示装置51が第３フレキシブル基板40から分離される。その後、表示装置51を表示装置製造用モジュール100から取り出す。好ましくは、一度使用された表示装置製造用モジュール100の開口部42から残りの密封部材70を除去し、その後、その表示装置製造用モジュール100を新たな段階S20〜S50で再使用する。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施例による表示装置製造用モジュール100を用いた表示装置の製造方法では、フレキシブル表示基板50と硬質基板10との間での熱膨張係数の差がいずれの基板にも歪みを与えない。従って、フレキシブル表示基板50の歪みに起因する画素形成不良が確実に防止される。
以上、本発明の実施例について詳細に説明した。しかし、本発明の技術的範囲は上記の実施例には限定されない。実際、当業者であれば、本発明の技術的思想から離れることなく、上記の実施例を修正し、または変更できるであろう。従って、それらの修正や変更も当然に、本発明の技術的範囲に属すると解されるべきである。

本発明の一実施例による表示装置製造用モジュールの分解断面図 図１に示されている表示装置製造用モジュールの断面図 図２に示されている第３フレキシブル基板の開口部にフレキシブル表示基板が配置される様子を示す断面図 本発明の他の実施例による表示装置製造用モジュールの断面図 図２に示されている表示装置用モジュールの製造方法の第一の工程を示す断面図 図２に示されている表示装置用モジュールの製造方法の第二の工程を示す断面図 図２に示されている表示装置用モジュールの製造方法の第三の工程を示す断面図 本発明の一実施例による表示装置の製造方法を示すフローチャート 本発明の一実施例による表示装置製造用モジュールにフレキシブル表示基板を配置する段階を示す斜視図 本発明の一実施例による表示装置製造用モジュールとフレキシブル表示基板との間に密封部材を形成する段階を示す斜視図 本発明の一実施例による表示装置製造用モジュールから表示装置を分離する段階を示す斜視図

符号の説明

10 硬質基板
20 第１フレキシブル基板
30 第２フレキシブル基板
40 第３フレキシブル基板
42 第３フレキシブル基板の開口部
50 フレキシブル表示基板
51 表示装置
60 保護壁
70 密封部材
80 レーザビーム発生装置
85 レーザビーム
100、101 表示装置製造用モジュール

Claims (17)

1. 上面と下面とを含む硬質基板、
   前記硬質基板の上面に配置された第１フレキシブル基板、
   フレキシブル表示基板を収納するための開口部を含み、前記第１フレキシブル基板の上に配置された第２フレキシブル基板、及び、
   前記硬質基板の下面に配置された第３フレキシブル基板、
   を有する表示装置製造用モジュール。
2. 前記硬質基板の熱膨張係数が前記フレキシブル表示基板の熱膨張係数より小さく、
   前記第１乃至第３フレキシブル基板の熱膨張係数がいずれも前記フレキシブル表示基板の熱膨張係数より大きい、
   請求項１に記載の表示装置製造用モジュール。
3. 前記硬質基板がガラス基板である、請求項１に記載の表示装置製造用モジュール。
4. 前記第１乃至第３フレキシブル基板がポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）系物質を含む、請求項１に記載の表示装置製造用モジュール。
5. 前記硬質基板、前記第１フレキシブル基板、前記第２フレキシブル基板、及び前記第３フレキシブル基板が接着剤で互いに接着されている、請求項１に記載の表示装置製造用モジュール。
6. 前記第１フレキシブル基板の厚さが前記第２フレキシブル基板の厚さ以下である、請求項１に記載の表示装置製造用モジュール。
7. 前記第１フレキシブル基板と前記フレキシブル表示基板との隙間、及び前記第３フレキシブル基板と前記フレキシブル表示基板との隙間では内圧が大気圧より低い、請求項１に記載の表示装置製造用モジュール。
8. 前記硬質基板が金属基板である、請求項１に記載の表示装置製造用モジュール。
9. 前記硬質基板の側面を覆っている保護壁、を更に有する、請求項８に記載の表示装置製造用モジュール。
10. 硬質基板の上面に第１フレキシブル基板を接着する段階、
    硬質基板の下面に第２フレキシブル基板を接着する段階、及び、
    開口部を含む第３フレキシブル基板を前記第１フレキシブル基板の上に接着する段階、
    を有する、表示装置製造用モジュールの製造方法。
11. 前記硬質基板がガラス基板である、請求項１０に記載の表示装置製造用モジュールの製造方法。
12. 前記第１乃至第３フレキシブル基板がＰＥＥＫ系物質を含む、請求項１０に記載の表示装置製造用モジュールの製造方法。
13. 前記硬質基板が金属基板であるとき、前記硬質基板の側面を保護壁で覆う段階を更に有する、請求項１０に記載の表示装置製造用モジュールの製造方法。
14. 上面と下面とを含む硬質基板、
    前記上面に配置された第１フレキシブル基板、
    前記下面に配置された第２フレキシブル基板、及び、
    開口部を含み、前記第１フレキシブル基板の上に配置された第３フレキシブル基板、
    を有する表示装置製造用モジュール、の前記開口部の内側にフレキシブル表示基板を配置する段階、
    前記フレキシブル表示基板と前記第３フレキシブル基板との間の境界に密封部材を形成する段階、
    前記フレキシブル表示基板に表示素子を形成する段階、並びに、
    前記密封部材を切断して前記フレキシブル表示基板を前記表示装置製造用モジュールから分離する段階、
    を有する、表示装置の製造方法。
15. 前記密封部材を形成する段階が、前記フレキシブル表示基板と前記第１フレキシブル基板との隙間、及び前記フレキシブル表示基板と前記第３フレキシブル基板との隙間から空気を除去する段階を含む、請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
16. 前記フレキシブル表示基板をローラで加圧して前記空気を除去する、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
17. 前記密封部材をレーザビームで切断する、請求項１４に記載の表示装置の製造方法。

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