JP2017157313A - 表示装置の製造方法、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物の混入による封止層１４の損傷を抑制し、画像表示への影響なく端子出しを行う。【解決手段】表示装置１００の製造方法であって、絶縁基板１１を用意する工程と、絶縁基板１１上に、回路層１２を設ける工程と、表示領域Ｍにおける回路層１２上に、発光素子層１３を設ける工程と、端子領域Ｔにおいては回路層１２上に封止層１４を設け、表示領域Ｍにおいては発光素子層１３上に封止層１４を設ける工程と、端子領域Ｔ及び表示領域Ｍにおける封止層１４上に樹脂材料を塗布する工程と、塗布された樹脂材料を硬化させて、表示領域Ｍを覆うと共に、端子領域Ｔにおいて封止層１４を露出させるように塗布樹脂層１５を形成する工程と、塗布樹脂層１５をマスクとして、封止層１４のうち端子領域Ｔに設けられる部分を除去する工程と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置の製造方法、及び表示装置に関する。

従来、表示装置として、薄膜トランジスタ等を含む回路層と、回路層上に設けられる有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子層と、有機ＥＬ素子層上に設けられ、樹脂や無機材料が積層されてなる封止層と、を含むＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板を有するものが知られている。例えば、特許文献１には、有機ＥＬ層上に設けられる光硬化性樹脂層と、光硬化性樹脂層上に設けられる窒化ケイ素からなる無機膜とを積層してなる封止層についての開示がある（特許文献１の明細書段落０００５等参照）。

特開２００４−１３９９７７号公報

上述のような表示装置としては、ＴＦＴ基板に対向するように保護フィルムが設けられるものが知られている。保護フィルムは、接着剤を用いてＴＦＴ基板と接着する必要があるところ、接着の際、保護フィルムとＴＦＴ基板との間に異物が混入してしまう可能性がある。その結果、ＴＦＴ基板の封止層が損傷してしまう可能性がある。

また、ＴＦＴ基板としては、画像表示を行う表示領域と、表示領域の周辺の領域であって端子が配置される端子領域とを有するものが知られている。端子領域においては、ＴＦＴ基板外部の電子部品等と電気的に接続させるために露出させる所謂端子出しを行う必要がある。そのため、表示装置を製造する工程において、まず、端子領域を含むＴＦＴ基板の全面に、封止層を形成したのち、保護フィルムをマスクとして用いて、端子領域上に形成された封止層をドライエッチング等により除去することにより、端子出しを行うことが考えられる。しかしながら、保護フィルムをマスクとして用いた場合、封止膜の損傷に加えて、ドライエッチングのガスによりフィルムが白濁してしまい、画像表示に影響が出るおそれがある。

本発明の目的は、異物の混入による封止層の損傷を抑制することにある。又は、画像表示への影響なく端子出しを行うことにある。

本発明の一態様の表示装置の製造方法は、画像表示を行う表示領域と、前記表示領域の周辺の領域であって端子が配置される端子領域とを有する表示装置の製造方法であって、絶縁基板を用意する工程と、前記絶縁基板上に、前記端子を備える回路層を設ける工程と、前記表示領域における前記回路層上に、発光素子層を設ける工程と、封止層を設ける工程であって、前記端子領域においては前記回路層上に前記封止層を設け、前記表示領域においては前記発光素子層上に前記封止層を設ける工程と、前記端子領域及び前記表示領域における前記封止層上に樹脂材料を塗布する工程と、塗布された前記樹脂材料を硬化させて、前記表示領域を覆うと共に、前記端子領域において前記封止層を露出させるように塗布樹脂層を形成する工程と、前記塗布樹脂層をマスクとして、前記封止層のうち前記端子領域に設けられる部分を除去する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の他の態様の表示装置は、画像表示を行う表示領域と、前記表示領域の周辺の領域であって端子が配置される端子領域とを有する表示装置であって、前記端子を備える回路層と、前記回路層上であって前記表示領域に設けられる発光素子層と、前記発光素子層上であって前記表示領域に設けられる封止層と、前記封止層上であって前記表示領域に設けられ、熱硬化性又は紫外線硬化性を有する樹脂材料からなる塗布樹脂層とを有することを特徴とする。

図１は、本実施形態に係る表示装置の外観斜視図である。 図２は、本実施形態に係る表示装置の断面を模式的に示す模式断面図である。 図３は、各単位画素に形成されている回路を示す回路図である。 図４は、本実施形態に係る表示装置の製造工程を示すフローチャートである。 図５は、本実施形態に係る表示装置の製造工程を説明するための断面図である。 図６は、本実施形態に係る表示装置の製造工程を説明するための断面図である。 図７は、本実施形態に係る表示装置の製造工程を説明するための断面図である。 図８は、切断前の大判基板を示す平面図である。 図９は、本実施形態に係る表示装置の製造工程を示すフローチャートであって、大判基板に各層を積層した後、大判基板を切断して表示装置を得る場合のフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態（以下、本実施形態という）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すぎず、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表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。

また、本実施形態において、ある構造体の「上に」他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに第３の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

まず、図１、図２を参照して、本実施形態に係る表示装置の全体構成の概要について説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置の外観斜視図である。図２は、本実施形態に係る表示装置の断面を模式的に示す模式断面図である。本実施形態においては、表示装置１００として、有機ＥＬ素子を用いた所謂有機ＥＬ表示装置について説明するが、これに限られるものではなく、発光層を有する表示装置であればよい。

図１に示すように、表示装置１００は、薄膜トランジスタ等を備えるＴＦＴ基板１０と、ＴＦＴ基板１０上に設けられる塗布樹脂層１５とを有する。また、ＴＦＴ基板１０は、画像表示を行う表示領域Ｍと、表示領域Ｍの周辺の額縁領域Ｎとを有する。また、ＴＦＴ基板１０は、ＴＦＴ基板１０外部の電子部品等に電気的に接続される端子１２ａが配置される端子領域Ｔを有する。表示領域Ｍには、複数の単位画素Ｐが設けられる。なお、図１においては、１つの単位画素Ｐのみを図示するが、実際は、表示領域Ｍに複数の単位画素Ｐがマトリクス状に配置されている。

なお、本実施形態において、表示領域Ｍは、画像表示を行う領域であって、ＴＦＴ基板１０及び塗布樹脂層１５の厚み方向の全域であると定義する。すなわち、表示領域Ｍには、ＴＦＴ基板１０及び塗布樹脂層１５の厚み方向に積層される各層、各基板が含まれる。また、額縁領域Ｎは、表示領域Ｍの周辺の領域であって、ＴＦＴ基板１０及び塗布樹脂層１５の厚み方向の全域であると定義する。また、端子領域Ｔは、少なくとも端子１２ａを含む領域であって、ＴＦＴ基板１０の厚み方向の全域であると定義する。

図２に示すように、ＴＦＴ基板１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１上に設けられる回路層１２と、回路層１２上に設けられる発光素子層１３と、発光素子層１３上に設けられる封止層１４とを有する。

ここで、ＴＦＴ基板１０が備える各層、各基板の詳細について説明する。本実施形態において、絶縁基板１１としてガラス基板を用いた。なお、表示装置のフレキシブル化の観点より、ガラス基板上に各層、各基板が積層された後、ガラス基板は剥離して除去されても構わない。すなわち、製造工程において絶縁基板１１を積層用の台座として用い、完成した表示装置１００は絶縁基板１１を有しない構成であっても構わない。絶縁基板１１としてのガラス基板を積層用の台座として用いることにより、ＴＦＴ基板１０の各層、各基板の積層の容易化、安定化を図ることができる。なお、表示装置１００の製造工程の詳細に関しては後述する。なお、絶縁基板１１は、それに限られるものではなく、表示装置のフレキシブル化の観点より、可撓性を有するポリイミド等からなる基板であってもよい。

回路層１２は、絶縁基板１１上に設けられ、端子領域Ｔに端子１２ａを有する。端子１２ａには、ＴＦＴ基板１０の外部の電子部品が電気的に接続される。例えば、表示領域Ｍにおける画像表示を制御するためのフレキシブル配線基板（Flexible Printed Circuit(FPC)）などが、端子１２ａに電気的に接続される。

発光素子層１３は、画像を構成する複数の単位画素Ｐそれぞれで輝度が制御される有機ＥＬ層を含む層である。発光素子層１３は、回路層１２上であって、少なくとも表示領域Ｍに設けられる。なお、詳細については省略するが、発光素子層１３は、有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層の下部に設けられる下部電極と、有機ＥＬ層の上部に設けられる上部電極とを含む層である。また、有機ＥＬ層は、電荷輸送層や電荷注入層、発光層などを含む。

ここで、図３を参照して、発光素子層１３の発光原理について説明する。図３は、各単位画素Ｐに形成されている回路を示す回路図である。回路層１２の配線は、図３に示すように、走査線Ｌｇ、走査線Ｌｇに直交する映像信号線Ｌｄ、及び電源線Ｌｓを含む。また、回路層１２の各単位画素Ｐには画素制御回路Ｓｃが設けられ、画素制御回路Ｓｃは、コンタクトホール（不図示）を通じて、発光素子層１３の下部電極に接続される。画素制御回路Ｓｃは、薄膜トランジスタやコンデンサを含み、各単位画素Ｐに設けられる有機発光ダイオードＯｄへの電流供給を制御する。なお、有機発光ダイオードＯｄは、発光素子層１３に含まれる。

画素制御回路Ｓｃは、図３に示すように、駆動ＴＦＴ１２ｂと、保持容量１２ｃと、スイッチングＴＦＴ１２ｄとを有している。スイッチングＴＦＴ１２ｄのゲートは走査線Ｌｇに接続され、スイッチングＴＦＴ１２ｄのソース・ドレインの一方は映像信号線Ｌｄに接続され、他方は保持容量１２ｃ及び駆動ＴＦＴ１２ｂのゲートに接続されている。駆動ＴＦＴ１２ｂのソースは電源線Ｌｓに接続され、駆動ＴＦＴ１２ｂのドレインには有機発光ダイオードＯｄが接続されている。走査線Ｌｇにゲート電圧が印加されることにより、スイッチングＴＦＴ１２ｄがＯＮ状態となる。このとき、映像信号線Ｌｄから映像信号が供給されると、保持容量１２ｃに電荷が蓄積される。そして、保持容量１２ｃに電荷が蓄積されることにより、駆動ＴＦＴ１２ｂがＯＮ状態となって、電源線Ｌｓから有機発光ダイオードＯｄに電流が流れて、有機発光ダイオードＯｄが発光する。

なお、画素制御回路Ｓｃは有機発光ダイオードＯｄへの電流供給を制御するための回路であればよく、図３に示したものに限られない。例えば、画素制御回路Ｓｃは、保持容量１２ｃの他に、容量を増すための補助容量をさらに含んでもよいし、回路を構成するトランジスタの極性も図３に示したものに限られない。

なお、本実施形態においては、各単位画素Ｐの色に応じた色で発光するよう有機ＥＬ層を塗り分ける塗り分け方式を採用してもよいし、全単位画素が同じ色（例えば白）で発光し、カラーフィルタを介して、各単位画素Ｐにおいて所定の波長の光のみを透過させるカラーフィルタ方式を採用してもよい。

さらに、図２に戻って説明を続ける。封止層１４は、外部からの水分が表示装置１００内部に侵入し、発光素子層１３に到達するのを防ぐために設けられるものであり、少なくとも無機材料からなる層を含む層である。無機材料としては、例えば、窒化ケイ素等を用いるとよい。封止層１４は、表示領域Ｍにおける発光素子層１３上に設けられる。封止層１４が端子１２ａを覆うように設けられると、端子１２ａを外部の電子部品と電気的に接続できなくなってしまうため、封止層１４は、端子領域Ｔを除く部分に設けられる。

塗布樹脂層１５は、表示領域Ｍにおける封止層１４上に設けられる。本実施形態においては、塗布樹脂層１５として、紫外線硬化性を有する樹脂材料からなるものを用いた。具体的には、アクリル樹脂を用いた。しかし、これに限られるものではなく、エポキシ樹脂などを用いてもよい。また、塗布樹脂層１５は、流体である樹脂材料が塗布され、その後硬化することにより形成されるものであればよく、例えば、熱硬化性を有する樹脂材料からなるものであっても構わない。

上述のように、本実施形態に係る表示装置１００においては、表示領域Ｍにおける封止層１４（ＴＦＴ基板１０）上に塗布樹脂層１５を設けた。塗布樹脂層１５は、封止層１４を保護する役割を担う。仮に、封止層１４上にフィルム状の保護フィルムを接着剤を用いて設けた場合、封止層１４とフィルムの間に異物が混入し、封止層１４が損傷してしまう可能性があるところ、本実施形態においてはそのような問題は生じない。また、塗布樹脂層１５は、フィルム状の保護フィルムと比較して、厚みが薄く、コストが低いというメリットがある。

次に、図４〜図７を参照して、本実施形態に係る表示装置の製造方法について説明する。図４は、本実施形態に係る表示装置の製造工程を示すフローチャートである。図５〜図７は、本実施形態に係る表示装置の製造工程を説明するための断面図である。

まず、絶縁基板１１を用意する（ステップＳＴ１）。次に、絶縁基板１１上に、回路層１２及び端子１２ａを設ける（ステップＳＴ２）。さらに、表示領域Ｍにおける回路層１２上に、発光素子層１３を設ける（ステップＳＴ３）。図５は、ステップＳＴ３までの工程が完了した状態を示す。

さらに、回路層１２及び発光素子層１３上に封止層１４を設ける（ステップＳＴ４）。具体的には、端子領域Ｔにおいては回路層１２上に封止層１４を設け、表示領域Ｍにおいては発光素子層１３上に封止層１４を設ける。封止層１４は、化学蒸着法（Chemical Vapor Deposition、以下ＣＶＤ法という）により成膜するとよい。ＣＶＤ法としては、原料ガスをプラズマ化させて化学反応を生じさせるプラズマＣＶＤ法を採用するとよい。なお、封止層１４の成膜は、ＣＶＤ法に限られるものではなく、スパッタリング法やＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法など他の方法を用いても構わない。図６は、ステップＳＴ４までの工程が完了した状態を示す。

そして、封止層１４上に流体である樹脂材料としてのアクリル樹脂を塗布する（ステップＳＴ５）。さらに、塗布されたアクリル樹脂に対して紫外線を照射することにより、表示領域Ｍ上のアクリル樹脂を硬化させ、塗布樹脂層１５を形成する（ステップＳＴ６）。端子領域Ｔにおいては、塗布後にアクリル樹脂が硬化しないようにして除去し、封止層１４が露出した状態となる。図７は、ステップＳＴ６までの工程が完了した状態を示す。なお、塗布樹脂層１５の成膜に関しては、例えば、インクジェット法、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷など、種々の方法を採用することができる。

さらに、塗布樹脂層１５をマスクとして、封止層１４のうち端子領域Ｔに設けられる部分をドライエッチングにより除去する（ステップＳＴ７）。これにより、端子領域Ｔの端子１２ａが露出する所謂端子出しが行われ、端子１２ａはＴＦＴ回路１０の外部の電子部品等と電気的に接続可能な状態になる。ステップＳＴ７までの工程が完了すると、表示装置１００の製造が完了し、図２に示す状態となる。

なお、ドライエッチングの際に、塗布樹脂層１５が白濁してしまう可能性があるが、その場合は、白濁してしまった部分のみアッシングにより除去すればよい。また、表示装置１００が、絶縁基板１１、回路層１２、発光素子層１３、封止層１４で十分に強度が得られる場合には、白濁してしまった部分のみではなく、ステップＳＴ７においてドライエッチングの際にマスクとして用いた後、塗布樹脂層１５をアッシングにより全て除去してしまっても構わない。なお、塗布樹脂層１５の樹脂材料としてアクリル樹脂を用いた場合は、例えば、酸素や酸化窒素を含むガスを用いてアッシングを行い、塗布樹脂層１５を除去するとよい。

以上説明したように、本実施形態においては、端子出しのためのドライエッチングの際に、塗布樹脂層１５をマスクとして用いた。塗布樹脂層１５は、厚みが薄く、アッシングにより容易に除去可能である。そのため、ドライエッチングの際に塗布樹脂層１５が白濁したとしても、白濁した部分を除去すれば、画像表示への影響はない。

図４〜図７においては、大判基板１１１が切断（小片カット）されてなる絶縁基板１１上に各層を積層して表示装置１００を製造する例について説明したが、これに限られるものではなく、大判基板１１１上に各層を積層し、その後大判基板を切断することにより、複数の表示装置１００を得る方法を採用してもよい。図８は、大判基板を示す平面図である。図９は、本実施形態に係る表示装置の製造工程を示すフローチャートであって、大判基板に各層を積層した後、大判基板を切断して表示装置を得る場合のフローチャートである。ここで、大判基板１１１とは、切断されることで複数の絶縁基板１１が得られる板状の部材であり、図８に示すように、各ＴＦＴ基板１０の額縁領域Ｎの大きさに対応するように切断領域（カットライン）Ｃを有する。

まず、大判基板１１１を用意する（ステップＳＴ１１）。その後、大判基板１１１上に、一つの大判基板１１１から得ることのできる表示装置１００の数に対応する複数の回路層１２を設ける（ステップＳＴ１２）。さらに、表示領域Ｍにおける回路層１２上それぞれに、発光素子層１３を設ける（ステップＳＴ１３）。

さらに、回路層１２及び発光素子層１３上に封止層１４を設ける（ステップＳＴ１４）。具体的には、端子領域Ｔにおいては回路層１２上に封止層１４をそれぞれ設け、表示領域Ｍにおいては発光素子層１３上に封止層１４をそれぞれ設ける。

その後、端子領域Ｔのそれぞれでは封止層１４を露出させるように、表示領域Ｍにおける封止層１４上に流体である樹脂材料としてのアクリル樹脂を塗布する（ステップＳＴ１５）。さらに、塗布されたアクリル樹脂に対して紫外線を照射することにより、アクリル樹脂を硬化させ、塗布樹脂層１５をそれぞれ形成する（ステップＳＴ１６）。

さらに、塗布樹脂層１５をマスクとして、封止層１４のうち端子領域Ｔに設けられる部分をドライエッチングにより除去する（ステップＳＴ１７）。これにより、端子領域Ｔの端子１２ａが露出する所謂端子出しが行われ、端子１２ａはＴＦＴ回路１０の外部の電子部品等と電気的に接続可能な状態になる。

さらに、上記各工程の後、大判基板１１１を切断領域Ｃにおいて切断することで（ステップＳＴ１８）、複数の表示装置１００が得られる。

ここで、大判基板１１１の状態で、無機材料からなる封止層１４を成膜した場合、封止層１４が大判基板１１１の切断領域Ｃ上に形成される場合がある。その状態において、大判基板１１１を切断すると、切断時の衝撃により、封止層１４にマイクロクラックが生じるおそれがある。封止層１４にマイクロクラックが生じると、表示装置１００内部に水分の侵入してしまうおそれが生じる。そこで、ステップＳＴ１７において、端子領域Ｔに設けられる封止層１４をドライエッチングにより除去する際に、切断領域Ｃに設けられる封止層１４についても同様に除去するとよい。なお、端子領域Ｔ及び切断領域Ｃ上に、初めから封止層１４が形成されないように、封止層１４の成膜の際に、端子領域Ｔ及び切断領域Ｃにマスクを設けることも考え得るが、大判基板１１１に対応する大きさのマスクを用意するのは困難である。

なお、大判基板１１１としては、ガラス基板や可撓性を有するポリイミド基板等を用いるとよい。大判基板１１１として、ガラス基板を用いた場合、各層、各基板の積層の容易化、安定化を図ることができる。また、大判基板１１１としてガラス基板を用いた場合は、表示装置１００のフレキシブル化の観点より、ステップＳＴ１９の後、ガラス基板を剥離し除去する工程をさらに設けるとよい。

１０ ＴＦＴ基板、１１ 絶縁基板、１２ 回路層、１２ａ 端子、１２ｂ 駆動ＴＦＴ、１２ｃ 保持容量、１２ｄ スイッチングＴＦＴ、１３ 発光素子層、１４ 封止層、１５ 塗布樹脂層、１００ 表示装置、１１１ 大判基板。

Claims (6)

1. 画像表示を行う表示領域と、前記表示領域の周辺の領域であって端子が配置される端子領域とを有する表示装置の製造方法であって、
   絶縁基板を用意する工程と、
   前記絶縁基板上に、前記端子を備える回路層を設ける工程と、
   前記表示領域における前記回路層上に、発光素子層を設ける工程と、
   封止層を設ける工程であって、前記端子領域においては前記回路層上に前記封止層を設け、前記表示領域においては前記発光素子層上に前記封止層を設ける工程と、
   前記端子領域及び前記表示領域における前記封止層上に樹脂材料を塗布する工程と、
   塗布された前記樹脂材料を硬化させて、前記表示領域を覆うと共に、前記端子領域において前記封止層を露出させるように塗布樹脂層を形成する工程と、
   前記塗布樹脂層をマスクとして、前記封止層のうち前記端子領域に設けられる部分を除去する工程と、
   を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の表示装置の製造方法において、
   前記樹脂材料は、熱硬化性又は紫外線硬化性を有し、
   前記塗布樹脂層を形成する工程において、前記樹脂材料に熱を加えることにより、又は前記樹脂材料に紫外線を照射することにより、前記樹脂材料を硬化させて前記塗布樹脂層を形成することを特徴とする表示装置に製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の表示装置の製造方法において、
   前記封止層のうち前記端子領域に設けられる部分を除去する工程において、前記封止層の除去はドライエッチングにより行うことを特徴とする表示装置の製造方法。
4. 請求項３に記載の表示装置の製造方法において、
   前記封止層のうち前記端子領域に設けられる部分を除去する工程において、前記ドライエッチングにより前記封止層を除去した後、
   前記塗布樹脂層の一部又は全部を、アッシングにより除去する工程をさらに含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法において、
   前記封止層のうち前記端子領域に設けられる部分を除去する工程までの各工程を、前記絶縁基板が、該絶縁基板の元となる大判基板の状態で行い、
   前記封止層のうち前記端子領域に設けられる部分を除去する工程において、前記塗布樹脂層をマスクとして、前記大判基板から複数の前記表示装置を得るために切断される切断領域上に設けられた前記封止層についても合わせて除去し、
   前記封止層のうち前記端子領域に設けられる部分を除去する工程の後、前記大判基板を前記切断領域で切断し、複数の前記表示装置を得る工程を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
6. 画像表示を行う表示領域と、前記表示領域の周辺の領域であって端子が配置される端子領域とを有する表示装置であって、
   前記端子を備える回路層と、
   前記回路層上であって前記表示領域に設けられる発光素子層と、
   前記発光素子層上であって前記表示領域に設けられる封止層と、
   前記封止層上であって前記表示領域に設けられ、熱硬化性又は紫外線硬化性を有する樹脂材料からなる塗布樹脂層と
   を有することを特徴とする表示装置。

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