JP2017090571A - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】継ぎ目が認識され難く表示品質の高い大画面の表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、所定の画素ピッチの複数の画素電極をそれぞれ有し、それぞれの表示領域が隣接するように各端縁部が連結された複数の電気光学素子駆動基板と、複数の電気光学素子駆動基板上に積層され、複数の電気光学素子駆動基板により電気的に駆動される、複数の電気光学素子駆動基板より少ない数の、電気光学素子基板とを備える、表示装置である。
【選択図】図１
【解決手段】表示装置は、所定の画素ピッチの複数の画素電極をそれぞれ有し、それぞれの表示領域が隣接するように各端縁部が連結された複数の電気光学素子駆動基板と、複数の電気光学素子駆動基板上に積層され、複数の電気光学素子駆動基板により電気的に駆動される、複数の電気光学素子駆動基板より少ない数の、電気光学素子基板とを備える、表示装置である。
【選択図】図１
Description
本発明は表示装置及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、パネルモジュールのタイリング構造及びパネルモジュールの接続方法、及びその製造方法に関する。
電子ペーパーの用途として、電車内や屋外、店舗、公共施設等における広告表示や掲示板、案内板などサイネージへの応用が提案されている。これらの用途では、表示画面サイズが大きいものが要望されている。しかしながら、大画面の表示装置を製造するには歩留まり、製造設備を考慮すると、製造コストが大幅に上昇するという問題が生じる。
大画面表示装置を実現する別の方法として、小さな画面サイズの表示装置を多数枚連結タイリングして、全体で表示を行う方法が知られている。ガラス基板を用いたＬＣＤやプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等を複数枚連結して表示装置を実現する場合、各表示装置の端部がなるべく接するように配置される。
しかしながら、このような表示装置は、有効表示領域の外側に、周辺封止部等の非表示領域がある。そのため、画像を表示できない表示装置間の継ぎ目部分の幅が大きくなってしまい、継ぎ目が目だってしまうという問題があった。
そこで、表示装置間の継ぎ目部分の幅を小さくする手法として、例えば、表示装置の周縁部の一部を有効表示領域に掛からない範囲で、厚さ方向に重ねる方法等が提案されている（特許文献１、２）。
しかし、上記の提案されている方法は、連結する表示装置を重ねるものであり、連結部段差が大きくなるものであった。また、継ぎ目部分の狭額縁化と言う観点では不十分であった。したがって、上記の提案されている方法では、不自然な繋がり方を完全に解消することはできなかった。
本発明は上記状況を鑑みなされたものであり、複数で構成しても、継ぎ目が認識され難く表示品質の高い大画面表示装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するための本発明の一局面は、所定の画素ピッチの複数の画素電極をそれぞれ有し、それぞれの表示領域が隣接するように各端縁部が連結された複数の電気光学素子駆動基板と、複数の電気光学素子駆動基板上に積層され、複数の電気光学素子駆動基板により電気的に駆動される、複数の電気光学素子駆動基板より少ない数の、電気光学素子基板とを備える、表示装置である。
また、隣接する電気光学素子駆動基板どうしは、一方の電気光学素子駆動基板の、他方寄りの端縁と、他方の電気光学素子駆動基板上の、一方に最寄の画素電極の端縁との距離が、画素ピッチ以下であってもよい。
また、隣接する電気光学素子駆動基板どうしは、一方の電気光学素子駆動基板の、他方寄りの端縁と、他方の電気光学素子駆動基板上の、一方に最寄の画素電極の端縁との距離が、観察距離から算出される視角１分以下の距離であってもよい。
また、電気光学素子駆動基板と、電気光学素子基板とは接着剤を介し、接着されてもよい。
また、電気光学素子駆動基板は、可撓性を有してもよい。
また、電気光学素子基板は、可撓性を有してもよい。
また、隣接する電気光学素子駆動基板どうしの離接する端縁部分は、重なっていてもよい。
また、電気光学素子基板は基板と、基板上に形成された透明電極と、透明電極上に形成された高分子分散型液晶素子と、高分子分散型液晶素子上に形成された接着剤とを備えてもよい。
また、電気光学素子基板は基板と、基板上に形成された透明電極と、透明電極上に形成された電気泳動素子と、電気泳動素子上に形成された接着剤とを備えてもよい。
また、本発明の他の局面は、上述の表示装置の製造方法であって、複数の基板を互いに連結する工程と、連結する工程の後に、複数の基板上にエレクトロルミネッセンス素子を作成する工程とを含む、表示装置の製造方法である。
以上説明したとおり、本発明の表示装置は、複数の表示装置を連結する事により、大きな表示を形成する表示装置であって、相互に隣接した表示装置の間隔、すなわち境界部の継ぎ目が認識されないようにすることができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る表示装置１００を詳しく説明する。表示装置１００は、複数の電気光学素子駆動基板を連結することができるが、以下の実施の形態では、例として、２つの電気光学素子駆動基板を連結した構成について説明する。
図１は表示装置１００の表示部の断面図、表面図、裏面図である。表示装置１００は、可撓性基板１Ｂおよび可撓性基板１Ｂ上に等ピッチで配置された複数の画素電極５とを備えた電気光学素子駆動基板２０が、２枚隣接するように配置されるとともに、隣接する電気光学素子駆動基板２０の可撓性基板１Ｂの端部どうしが連結され、２枚の電気光学素子駆動基板２０上に、これらの電気光学素子駆動基板２０により電気的に駆動される１枚の電気光学素子基板４０が積層されている。
図１に示したように、表示装置１００の外周には、表示装置１００を外気から遮断するバリアフィルム６を設けてもよい。
図２は電気光学素子駆動基板２０、電気光学素子基板４０、及び表示装置１１０の断面図である。図２の（ａ）に示すように、電気光学素子駆動基板２０は、可撓性基板１Ｂと画素電極５とを有し、可撓性を有する。図２の（ａ）には、電気光学素子駆動基板２０の画素電極５の１画素ピッチは「ＰＩＸ」と表記してある。可撓性基板１Ｂの端部１１から１画素ピッチ内に画素電極５が形成されている。また、電気光学素子駆動基板２０間の境界部１０では、連結された２つの可撓性基板１Ｂのうち、上側の可撓性基板１Ｂの端部１１と、下側の可撓性基板１Ｂの端部１１に隣接する画素電極５の端部１２との距離Ｘは１画素ピッチ以下であることが好ましい。特に、視認性の観点からは、視角１分以下（視認距離７３０ｍｍとした場合０．２１２ｍｍ以下）になるよう連結することが好ましい。またこの時の連結部段差は、可撓性基板１Ｂの厚さであり、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。
また図示していないが、各画素電極５をＴＦＴ等のような能動素子で駆動する場合は、ゲート、ソース、キャパシタ電極、及び絶縁膜、半導体層等が画素電極５を駆動すべく配置されている。
また図示していないが、各画素電極５をＴＦＴ等のような能動素子で駆動する場合は、ゲート、ソース、キャパシタ電極、及び絶縁膜、半導体層等が画素電極５を駆動すべく配置されている。
図３Ａ〜図３Ｃは、電気光学素子駆動基板２０の製造方法を示す図である。電気光学素子駆動基板２０の製造では、はじめに、支持基板６０を用意し（図３Ａの（ａ））、支持基板６０の上に粘着シート６１を介して可撓性基板１Ｂをラミネートする（図３Ａの（ｂ））。粘着シート６１は、冷却（５℃以下）により粘着性が低下するものが好適である。次に、可撓性基板１Ｂの上に、ゲート電極６２、ゲート配線６２’、キャパシタ電極６３、キャパシタ配線６３’を形成する（図３Ａの（ｃ））。支持基板６０の材質としてはガラスが好適である。可撓性基板１Ｂの材質としては、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ＰＩ、ＰＥＩ等を用いることができる。ゲート電極６２、ゲート配線６２’、キャパシタ電極６３、キャパシタ配線６３’の材質としてはＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属を用いることができる。各電極及び配線の形成は、真空成膜とフォトリソグラフィとにより行うことができるが、先に挙げた金属をナノパーティクル化して溶媒に分散したインキを用い、印刷法により形成することもできる。
次に、可撓性基板１Ｂ及び各電極及び配線上の所定の位置に、ゲート絶縁膜６４を形成した後（図３Ａの（ｄ））、ソース電極６５、ソース配線６５’、ドレイン電極６６及び下部画素電極６７を形成する（図３Ｂの（ｅ））。ゲート絶縁膜６４の材質には、ＳｉＯ２やＳｉＮ等の無機絶縁膜や、ポリビニルフェノール、エポキシ等の有機絶縁膜を用いることができる。ゲート絶縁膜６４の形成は、スパッタや、液剤の塗布及び焼成で行うことができる。ソース電極６５、ソース配線６５’、ドレイン電極６６、下部画素電極６７の材質としてはＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属を用いることができる。ソース電極６５、ソース配線６５’、ドレイン電極６６、下部画素電極６７の形成は、真空成膜とフォトリソグラフィとにより行うことができるが、先に挙げた金属をナノパーティクル化して溶媒に分散したインキを用い、印刷法により形成することもできる。
次に、ソース電極６５とドレイン電極６６との間を含む領域に、半導体パターン６８を形成し（図３Ｂの（ｆ））、さらに、半導体パターン６８を覆うように保護層６８’を形成する（図３Ｂの（ｇ））。半導体パターン６８の材質としては、シリコン半導体、酸化物半導体、有機半導体等を用いることができる。半導体パターン６８の形成は、ＣＶＤやスパッタ、または印刷法で行うことができる。保護層６８’の材質としては、ＳｉＯ２やＳｉＮ、またはフッ素系樹脂を用いることができる。保護層６８’の形成は、ＣＶＤやスパッタ、または印刷法を用いることができる。
続いて、下部画素電極６７上に開口部を有する層間絶縁膜６９を形成し（図３Ｃの（ｈ））、さらに、画素電極５を形成する（図３Ｃの（ｉ））。画素電極５は層間絶縁膜６９の開口部を介して、下部画素電極６７に接続されている。これにより薄膜トランジスタアレイが形成される。層間絶縁膜６９にはエポキシ等を用いた有機絶縁膜が好適であり、印刷法で形成できる。画素電極５には、Ａｇペーストや、Ｃペースト等を用い、印刷法で形成できる。また、画素電極５には黒色又は光を反射する材質が好適である。図には記載していないが、ゲート配線、ソース配線は表示領域外において駆動用ＩＣに接続されている。
図２の（ｂ）は電気光学素子基板４０の断面図である。電気光学素子基板４０は可撓性を有する。本実施形態では、可撓性基板１Ａは、可撓性基板１Ｂの略２枚分の大きさである。可撓性基板１Ａの上に透明電極２（ＩＴＯ、ＩＺＯ等）をスパッタにて成膜する。または、ナノ粒子材料をスピンコート、スリットコータ、スクリーン印刷あるいはグラビア印刷により均一に塗膜してもよい。この透明電極２は共通電極である為、基本的にはパターニング不要である。
透明電極２の上に、電気光学層３を形成する。電気光学層３は、例えば光（紫外線の波長領域）により重合反応して硬化する光硬化性の高分子材料と液晶との混合液を、スピンコート或いはスリットコータ、スクリーン印刷あるいはグラビア印刷により均一に塗膜し、所定の波長と光量とにより高分子を硬化させた高分子分散型液晶を用いることができる。なお高分子分散型液晶を均一膜厚にしたい場合には、混合液をテフロン（登録商標）シート付平板により覆い、その板に圧力を印加しながら高分子を硬化させてもよい。
電気光学層３としては、電気泳動層を用いてもよい。これは、透明溶媒が満たされたマイクロカプセル中に負に帯電した白い粒子と、正に帯電した黒い粒子が電界により電気泳動可能に分散されたもので、このマイクロカプセルが透明なバインダーに分散されたインキを、透明電極２の上にスクリーン印刷、スピンコート、スリットコート等の方法で塗工して形成する。
さらに、電気光学層３の上に、接着剤４をスピンコート或いはスリットコータ、スクリーン印刷あるいはグラビア印刷により均一に塗膜し、電気光学素子基板４０とする。
上述の様に作成された電気光学素子駆動基板２０を２枚と、電気光学素子基板４０を１枚とを貼合装置により圧力を印加し張り合わせる。このように、電気光学素子基板４０は、電気光学素子駆動基板２０の数より少なくなる。なお電気光学素子駆動基板２０は、隣り合う基板間において１画素ピッチ以下で連結されることが好ましいが、これは貼合装置のステージ上において、精密位置合わせにより実施される。或いは、電気光学素子駆動基板２０を２枚予め位置合わせ装置で位置合わせし、連結してもよい。その際には連結部に接着剤を浸透させることが好ましい。またこの時の連結部段差は、可撓性基板１Ｂの厚さと接着剤の厚さであり、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。
上述の様に作成された基板をバリアフィルム６で覆い、熱圧着装置を用いて密閉し表示装置１００とする。
さらに本発明では電気光学素子にエレクトロルミネッセンス素子を用いることもできる。以下、図面を参照し、第２の実施形態に係る表示装置１１０の実施形態を詳しく説明する。
図４に、表示装置１１０の断面図を示す。表示装置１１０は、一方の辺が接するように連結された境界部１０を有する２つの電気光学素子駆動基板２０と、エレクトロルミネッセンス素子を用いた１つの電気光学素子５０と、それらを外気から遮断するバリアフィルム６とからなる。
電気光学素子駆動基板２０は、可撓性基板１Ｂと画素電極５とを有している。なお図示していないが、各画素電極５をＴＦＴ等のような能動素子で駆動する場合は、ゲート、ソース、保持容量電極、及び絶縁膜、半導体層等が画素電極５を駆動すべく配置されている。
電気光学素子駆動基板２０の作成方法は、画素電極５以外は上述と同様である。つまり画素電極５はエレクトロルミネッセンス素子に最適な仕事関数を有する、酸化マグネシウム等をパターニングして形成するものである。
表示装置１１０の製造では、はじめに、作成された表示装置駆動基板２０を２枚用いて、距離Ｘを１画素ピッチ以下で連結する。なお１画素ピッチ以下の連結には予め位置合わせ装置を用い、２枚の基板を位置合わせし、基板間を接着剤で連結しておく。
次に、連結された電気光学素子駆動基板２０の画素電極５の上に、電気光学素子７としてエレクトロルミネッセンス素子を積層する。エレクトロルミネッセンス素子はスピンコートで製膜され、発光層、正孔輸送層、透明電極を成膜して作成する。
次に、作成された基板をバリアフィルム６で覆い、熱圧着装置を用いて密閉し表示装置１１０とする。
具体的な実施例について説明する。
（実施例１）
図５Ａ、図５Ｂには、実施例に係る表示装置の製造方法を示す。電気光学素子駆動基板２０を、画素数６４０×５４０、１画素ピッチ０．３６９ｍｍ、表示エリア７０が２３６．１６ｍｍ×１９９．２６ｍｍとなるように作成した（図５Ａの（ａ））。これを図５Ａの（ｂ）の様に６枚組み合わせて３２インチフルＨＤ（画素数１９８０×１０８０、表示エリアが７０８．４８ｍｍ×３９８．５２ｍｍ）表示装置とした。
（実施例１）
図５Ａ、図５Ｂには、実施例に係る表示装置の製造方法を示す。電気光学素子駆動基板２０を、画素数６４０×５４０、１画素ピッチ０．３６９ｍｍ、表示エリア７０が２３６．１６ｍｍ×１９９．２６ｍｍとなるように作成した（図５Ａの（ａ））。これを図５Ａの（ｂ）の様に６枚組み合わせて３２インチフルＨＤ（画素数１９８０×１０８０、表示エリアが７０８．４８ｍｍ×３９８．５２ｍｍ）表示装置とした。
はじめに、支持基板６０として３００ｍｍ角のガラス基板を用意し（図３Ａの（ａ））、冷却により粘着力が低下する粘着シート６１を介して可撓性基板１ＢとしてＰＥＮ基板（厚さ２５μｍ）をラミネートした（図３Ａの（ｂ））。
次に、Ａｇインキを転写印刷・焼成して、ゲート電極６２、ゲート配線６２’、キャパシタ電極６３、キャパシタ配線６３’を形成した（図３Ａの（ｃ））。さらに、ポリビニルフェノール溶液をダイコート・焼成してゲート絶縁膜６４を形成した（図３Ａの（ｄ））。
そして、Ａｇインキを転写印刷・焼成して、ソース電極６５、ソース配線６５’、ドレイン電極６６、下部画素電極６７を形成した（図３Ｂの（ｅ））。次にチオフェン系の有機半導体溶液をフレキソ印刷・焼成して、半導体パターン６８を形成した（図３Ｂの（ｆ））。さらに、フッ素系樹脂溶液をスクリーン印刷・焼成して、保護層６８’を形成した（図３Ｂの（ｇ））。
続いて、エポキシ溶液をスクリーン印刷・焼成して、層間絶縁膜８を形成した（図３Ｃの（ｈ））。さらに、カーボンペーストをスクリーン印刷・焼成して、上部画素電極９を形成し（図３Ｃの（ｉ））、薄膜トランジスタアレイとした。最後に５℃以下に冷却することにより、粘着シート６１の粘着力を低下させ、電気光学素子駆動基板２０を支持基板６０より剥離した。図４Ａの（ａ）に示したように、剥離した電気光学素子駆動基板２０は、重ね合わせたときにゲート配線６２’が露出するように、外形カット時にゲート配線露出部７１が設けられている。
別途、可撓性基板１ＡとしてＰＥＮ基板（外形サイズ７３０ｍｍ×４２０ｍｍ）を用意し、ＩＴＯをスパッタして透明電極２を形成した。次に、透明電極２の上に紫外線硬化性の高分子材料と液晶との混合液を、スリットコータにより塗工し、紫外線を照射して硬化させ電気光学層３とした。さらに、接着剤４をスリットコータにより塗工して、電気光学素子基板４０とした。
電気光学素子駆動基板２０は、貼合装置のステージ上に１画素ピッチ以下で位置合わせを行い吸着される（図５Ａの（ｂ））。なお基板の配置は貼合側面側から見て、上からＬ３、Ｌ２、Ｌ１、Ｌ３‘、Ｌ２’、Ｌ１‘とし、ゲート配線露出部７１を露出させた。この状態で電気光学素子基板４０を貼合する（図５Ｂの（ｃ））。さらにバリアフィルム６で覆い、熱圧着装置を用いて密閉した（図５Ｂの（ｄ））。駆動回路を電気光学素子駆動基板のゲート配線６２’とソース配線６５’とに接合して、表示装置とした。画像表示を行い、表示装置の継ぎ目部分の不自然さが感じられないことを確認できた。
（実施例２）
実施例１と同様の製造方法にて、電気光学素子駆動基板２０を、画素数６４０×５４０、画素ピッチ０．３６９ｍｍ、表示エリア２３６．１６ｍｍ×１９９．２６ｍｍにて作製した。これを図５Ａの（ｂ）の様に６枚組み合わせて３２インチフルＨＤ（画素数１９８０×１０８０、表示エリア７０８．４８ｍｍ×３９８．５２ｍｍ）表示装置とした。なお電気光学素子駆動基板２０は、貼合装置のステージ上に視角１分（視認距離７３０ｍｍとして０．２１２ｍｍ）以下で位置合わせされている。
実施例１と同様の製造方法にて、電気光学素子駆動基板２０を、画素数６４０×５４０、画素ピッチ０．３６９ｍｍ、表示エリア２３６．１６ｍｍ×１９９．２６ｍｍにて作製した。これを図５Ａの（ｂ）の様に６枚組み合わせて３２インチフルＨＤ（画素数１９８０×１０８０、表示エリア７０８．４８ｍｍ×３９８．５２ｍｍ）表示装置とした。なお電気光学素子駆動基板２０は、貼合装置のステージ上に視角１分（視認距離７３０ｍｍとして０．２１２ｍｍ）以下で位置合わせされている。
実施例１では電気光学素子基板４０の電気光学層３に高分子分散型液晶を用いたが、実施例２では、マイクロカプセル型電気泳動層を形成し、実施例１と同様の作成方法によりに表示装置とした。実施例１、２において、画像表示を行い、表示装置の継ぎ目部分の不自然さがいずれにおいても感じられないことを確認できた。
本発明は、表示装置に有用である。
１Ａ、１Ｂ 可撓性基板
２ 透明電極
３ 電気光学層
４ 接着剤
５ 画素電極
６ バリアフィルム
７ エレクトロルミネッセンス素子
１０ 境界部
１１ 可撓性基板端部
１２ 画素電極端部
２０ 電気光学素子駆動基板
４０ 電気光学素子基板
５０ 電気光学素子
６０ 支持基板
６１ 粘着シート
６２ ゲート電極
６２’ ゲート配線
６３ キャパシタ電極
６３’ キャパシタ配線
６４ ゲート絶縁膜
６５ ソース電極
６５’ ソース配線
６６ ドレイン電極
６７ 下部画素電極
６８ 半導体パターン
６８’ 保護層
６９ 層間絶縁膜
７０ 表示エリア
７１ ゲート配線露出部
２ 透明電極
３ 電気光学層
４ 接着剤
５ 画素電極
６ バリアフィルム
７ エレクトロルミネッセンス素子
１０ 境界部
１１ 可撓性基板端部
１２ 画素電極端部
２０ 電気光学素子駆動基板
４０ 電気光学素子基板
５０ 電気光学素子
６０ 支持基板
６１ 粘着シート
６２ ゲート電極
６２’ ゲート配線
６３ キャパシタ電極
６３’ キャパシタ配線
６４ ゲート絶縁膜
６５ ソース電極
６５’ ソース配線
６６ ドレイン電極
６７ 下部画素電極
６８ 半導体パターン
６８’ 保護層
６９ 層間絶縁膜
７０ 表示エリア
７１ ゲート配線露出部
Claims (10)
- 所定の画素ピッチの複数の画素電極をそれぞれ有し、それぞれの表示領域が隣接するように各端縁部が連結された複数の電気光学素子駆動基板と、
前記複数の電気光学素子駆動基板上に積層され、前記複数の電気光学素子駆動基板により電気的に駆動される、前記複数の電気光学素子駆動基板より少ない数の、電気光学素子基板とを備える、表示装置。 - 隣接する前記電気光学素子駆動基板どうしは、一方の前記電気光学素子駆動基板の、他方寄りの端縁と、他方の前記電気光学素子駆動基板上の、前記一方に最寄の画素電極の端縁との距離が、前記画素ピッチ以下である、請求項１に記載の表示装置。
- 隣接する前記電気光学素子駆動基板どうしは、一方の前記電気光学素子駆動基板の、他方寄りの端縁と、他方の前記電気光学素子駆動基板上の、前記一方に最寄の画素電極の端縁との距離が、観察距離から算出される視角１分以下の距離である、請求項１に記載の表示装置。
- 前記電気光学素子駆動基板と、前記電気光学素子基板とは接着剤を介し、接着されている、請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
- 前記電気光学素子駆動基板は、可撓性を有する、請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
- 前記電気光学素子基板は、可撓性を有する、請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。
- 前記隣接する電気光学素子駆動基板どうしの離接する端縁部分は、重なっている、
請求項１から６に記載の表示装置。 - 前記電気光学素子基板は基板と、前記基板上に形成された透明電極と、前記透明電極上に形成された高分子分散型液晶素子と、前記高分子分散型液晶素子上に形成された接着剤とを備える、請求項１から７のいずれかに記載の表示装置。
- 前記電気光学素子基板は基板と、前記基板上に形成された透明電極と、前記透明電極上に形成された電気泳動素子と、前記電気泳動素子上に形成された接着剤とを備える、請求項１から７のいずれかに記載の表示装置。
- 請求項１から９のいずれかに記載の表示装置の製造方法であって、複数の基板を互いに連結する工程と、
前記連結する工程の後に、前記複数の基板上にエレクトロルミネッセンス素子を作成する工程とを含む、表示装置の製造方法。
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