JP5350396B2

JP5350396B2 - 保護板で被覆された電子表示装置の製造法

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Publication number: JP5350396B2
Application number: JP2010542659A
Authority: JP
Inventors: クリストフ、プラ; トニ、マンドロン
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2009-01-12
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-01-12
Also published as: EP2235764B1; US20110032177A1; JP2011510343A; WO2009106768A3; US8975815B2; KR101540015B1; EP2235764A2; FR2926678A1; FR2926678B1; WO2009106768A2; KR20100108595A

Description

本発明は、保護シートによって被覆された表示板を有する電子表示装置を製造する方法に関する。この保護シートには所望により表示板と組み合わせようとするカラーフィルターが具備されていてもよい。また、本発明は、このような装置を得るために上記の表示板を設置する基板にも関する。本発明は、一般にカラーおよびモノクロディスプレーに応用でき、特に、微小な表示板を有する小型の表示装置に適用できるものである。

公知のように、例えば、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を用いた装置のような微小な表示板を有する表示装置は、画素マトリックスからなる有効域と、その有効域に隣接するように配置された、典型的には電気接点の配列である電気接続域とからなっている。このような微小表示装置は、シリコンウエハーが典型例である半導体基板を覆って微小表示板の有効域を形成する画素のカラードットそれぞれの上に光学カラーフィルターを合体させることで構成される。これらのフィルターは通常、微小表示板を外部環境の湿気や酸素から保護するために表示板に接合されるガラスシートの内側の面に、不浸透性カプセル化法によって形成される。

一般に、上記の合体は、ＵＶ架橋性接着フィルムを、微小表示板の全表面もしくはフィルターを具備した保護シートの内側の全表面に貼り付けることで行われる。これは、微小表示板の有効域だけに、この種の接着剤を塗布することが技術的に困難なためである。しかしながら、微小表示板に保護シートを貼り付け、その合体させたシート越しに紫外線照射を行って接着剤を架橋させると、結果的に接続域の電気接点を固化した接着剤が覆ってしまうことがある。このため、その後で行われる、有効域と接続域の境界線でシートを切除して接点を「解放・露出」させる作業が複雑になることがある。

このように保護シートによって微小表示板の電気接触が阻害されてしまう問題を解決するため、従来、上記のような架橋性接着剤は、特に、以下のようにして塗布されてきた。

― 例えば、米国特許ＵＳ−Ｂ２−６８２５６１２明細書に記載されているように微小表示板の有効域を取り囲むように、その内側に縁状に塗布する。しかし、これには有効域がシートによって十分に保護されないという欠点がある。
― あるいは、スクリーン印刷を用いて有効域のみに選択的に塗布する。しかし、これには接着剤を塗布するポイントを定めるのに高い精度が必要とされる欠点がある。
― さらには、保護シートの接合面を事前に加工して、電気接点に対向する部分に、貼り付ける接着フィルムの厚さよりも十分に大きな深さを持つ空隙を設けて、接着剤が空隙内に溜まるようにする方法もある。しかし、この方法は、シートの事前加工が必要であるという欠点がある。

国際特許ＷＯ−Ａ−２００７／００５２２８公報には、微小表示板に接合するための拡張部もしくは基底部が具備された保護シートの接合法が開示されている。この方法は、順に、
― シートの拡張部と微小表示部との境界面に接着剤をビーズ状に塗布する工程、
― 拡張部の外側に、カプトン（Ｋａｐｏｎ［商品名］）タイプの感光性樹脂と、その上に無機封止層、特に、前記樹脂を覆うような封止層を設ける工程、および
― 最終的に、ビーズ状の接着剤の上に位置し、接合体を封止するのに必要な部分の無機層だけが得られるように、上記の樹脂とその樹脂を被覆している無機層を溶解除去する工程、からなっている。

この、上記公報に記載された方法の大きな欠点は、保護シートに拡張部を形成することや、その拡張部に沿って接着剤と感光樹脂を正確に塗布する必要があることなどから、実際に行うことが困難な点である。

本発明の目的の一つは、上記の欠点を改善した、電子表示装置の製造法を提供することにある。この装置には、画素マトリックスから形成された有効域と電気接続域とからなる、例えば、微小表示板のような表示板の少なくとも一方の側に基板が設けられている。また、この表示板は電磁波の照射によって架橋する接着剤によって保護シートと合体しており、その保護シートはこの電磁波を透過するとともに、表示板と合体するための接合面を備えている。この製造法は、
ａ）電気接続域に接続域を接着剤から保護するための少なくとも１層の有機層を形成したのちに、実質的に架橋していない状態の接着剤を、表示板の表面全体および／または保護シートの接合面全体に塗布する工程、
ｂ）接着剤を介して表示板に前記接合面を合わせる工程、
ｃ）保護シートを通して上記の照射を行って接着剤を架橋させる工程、および
ｄ）接続域を覆っている部分の保護シートを取り除き、それと同時もしくは、その後の表面処理によって、保護層を接続域から取り除いて、接続域を電気接触できるようにする工程、からなっている。

本発明の製造法においては、上記の保護層はジアミン類から誘導される化合物およびヘテロ環式有機金属錯体からなる群から選ばれる少なくとも１つの有機化合物を基礎としている。

この有機保護層が、接続域の電気接点を接着剤の溶剤や外部の湿気から保護することを可能にするものであるだけでなく、有効域と接続域の境界線でシートを切ってこれらの電気接点を解放・露出させる作業と同時またはその後に、簡単に除去できるものであることは注目すべきことである。

また、本発明の有機保護層によって接続域が効果的に保護されるので、上記した従来の方法で行われたようなビーズ状の接着剤を選択的に塗布する場合に比べて、簡単に接着剤を表示板の表面全体および／または保護シートの内側面全体に塗布できることも注目すべきである。

この保護層と接続域との接着力は弱くて、上記の工程ｄ）において上記した部分の接着剤の付いたシートとともに直接、機械的剥離によって除去できるようになっていることが好ましい。

あるいは、保護層は、その層に適した溶媒によって工程ｄ）の後に溶解、除去してもよい。溶媒の例としては、アセトン、アルコール、あるいは水などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本発明のもう一つの特徴として、保護層の有機化合物が、表示装置の表示板の一部を構成していることが挙げられる。

このように表示板を製造するためにすでに利用されている一般的な材料を接合に用いることに、特段の工程を追加する必要がないことは注目すべきことである。

上記の保護層は５ｎｍから１００ｎｍの厚さで、蒸発法もしくは液体法で形成することが好ましい。

また、保護層は
― Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（１−ナフチル）−（１，１'−ビフェニル）−４，４'−ジアミン（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ１−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１'−ビフェニル）−４，４'−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４'４''−トリス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリスフェニルアミン（１Ｔ−ＮＡＴＡ）および４，４'４''−トリス（Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリスフェニルアミン（２Ｔ−ＮＡＴＡ）からなる群から選ばれるジアミン誘導体；
― キノリンもしくはベンゾキノリンから誘導される有機金属錯体、好ましくは、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）ガリウム（ＩＩＩ）（Ｇａｑ３）、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）インジウム（ＩＩＩ）（Ｉｎｑ３）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリルム（ＢｅＢｑ２）およびビフェノキシ−ビ（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑ３）からなる群から選ばれる有機金属錯体；また、あるいは
― オキザノール系あるいはチアゾール系配位子を有する有機金属錯体、好ましくは、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＯＸ）２）およびビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＴＺ）２）
からなっているか、もしくは、これらを基礎としていることが好ましい。

この保護層は、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（１−ナフチル）−（１，１'−ビフェニル）−４，４'−ジアミン（ＮＰＢ）もしくはトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）からなっていることが、さらに好ましい。

なお、本明細書において「電子表示装置」という表現は、一般に知られている、いかなるディスプレイ機器として理解しても良い。例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）やＦＥＤ（電界放出型ディスプレイ）などを例として挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、表示板の有効域についても、それがアクティブマトリックス型であるかパッシブマトリックス型であるかは問題ではない。

本発明によって製造される装置の表示板は、有機型、無機型いずれかのタイプのエレクトロルミネッセンス微小表示板であることが好ましい。すなわち、表示板は、それぞれアノード、カソードとして作用する上下２枚の電極に挟まれた少なくとも１枚の有機（もしくは無機）フィルムを具備し、それらの電極の少なくとも一方はこの微小表示板からの発光に対して透明になっていることが好ましい。

また、この表示板はＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）表示板で、その有機フィルムに用いられている少なくとも１つの有機化合物を基本とした本発明による有機保護層が、その中に具備されていることが、さらに好ましい。

本発明の製造法において用いることのできる有機化合物として上記したものは、他の化合物を使用することも可能ではあるが、特に、ＯＬＥＤ表示板のＨＴＬ（ホール移動層）、ＥＭＬ（発光層）およびＥＴＬ（電子移動層）に制限なく用いられるものであることは注目すべきことである。

基板および保護シートを作成するのに用いることのできる材料は、前者については、どのような半導体材料でもよく、シリコンあるいはガラス上に設けたシリコンが好ましい。後者については、上記の照射を透過し、かつ表示板からの発光を好適に透過する材料であれば何でもよく、例えば、ガラスやプラスチックなどが例として挙げられる。

保護シートは、特にカラーデイスプレイの場合、表示板との接合面に光学カラーフィルターを設けても良い。この場合、上記の工程ｂ）において、表示板の画素それぞれの対応するカラードットに向かい合うようにフィルターを配置する。本発明による装置の表示板では、この保護シートに、さらなる光学カラーフィルターを付加する必要がなく、このシートによって表示板が簡単にカプセル化できるのは注目すべきことである。

本発明のもう一つの特徴として、有効域の外側、例えば、表示板の外縁部に近接して、コネクタを少なくとも１通りに配置することで、表示板の接続域を形成できることが挙げられる。

本発明による製造法に用いられる接着剤は、可視域あるいは可視域外、例えば、特に限定するものではないが、紫外域などの電磁放射線によって架橋できるものであれば、いかなる接着剤でも良い。このような紫外放射などによって架橋可能な接着剤としては、例えば、１成分もしくは２成分アクリル系接着剤やエポキシ系接着剤が挙げられる。

本発明による電子表示装置の基板は、少なくとも一方の側がＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）微小表示板のような表示板で覆われていて、画素マトリックスで形成された有効域と電気接続域とからなっている。この表示板は、電磁放射線によって架橋可能な接着剤を介して、この放射線を透過し、表示板と接合する接合面を有する保護シートと実質的に表面全体が接合している。また、接続域は上記の接着剤から保護するための少なくとも一つの有機層で被覆されているが、この有機層は、接続域が電気接触できるようにするために、接続域に接合した部分の保護シートを取り除いたり、あるいは、保護シートを取り除いた後に溶解したりすることで、接続域から直接に取り除くことができる。

本発明における基板では、上記の保護層はジアミン誘導化合物およびヘテロ環式有機金属錯体からなる群から選ばれる少なくとも一つの有機化合物を基礎にしているが、この有機化合物は表示板の構成要素に用いられていることが好ましく、この保護層と接続域との接着力は充分に弱く、また厚さが５ｎｍから１００ｎｍの間であることが好ましい。

上記のように、保護層は蒸発法や液体法によって形成され、上記の有機化合物は表示板構成物中に用いられていることが好ましい。

以下、添付した図面を参照しながら本発明の他の長所、特徴、詳細を明らかにするが、添付の図面は、単なる例に過ぎないものである。

カラーフィルター付きの保護シートで被覆されることになる、本発明による表示装置の微小表示板の有効域と接続域とを模式的に示した平面図である。保護シートに架橋性接着剤を塗布して、接続域を予め本発明の有機保護層で被覆しておいた図１の微小表示板と接合するところを示した、本発明の表示装置の拡大模式断面図である。保護シートを微小表示板に合わせた後に接着剤を架橋させる工程を示した、図２の表示装置の模式断面図である。微小表示板の有用な部分を確保するため、すなわち、接続域の接続点を解放露出させるために、架橋工程の後に基板と保護シートを一部切除するところを示した、図３の表示装置の模式断面図である。微小表示板の接続域から有機層が切除によってはぎ取られたところを示した、図４の装置の模式断面図である。

図１に示したカラー電子表示装置１はＯＬＥＤ型の例であり、公知のように、典型的にはシリコンあるいはガラス上に設けたシリコンでできた基板２（図２−５参照）、および、その上に形成された、画素マトリックスからなる有効域４と有効域４の外部にある電気接続域５を有する微小表示板３で構成されている。有効域４は、図２−５で、ソースＳ、ゲートＧ、ドレインＤ、２個のトランジスタＴ１およびＴ２、キャパシタ「Ｃａｐa」の各記号で表わされた集積回路構造の上部に位置している。接続域５は、例えば、微小表示板３に集積された電極７と８の間の電位差を確保するためのコネクタまたは電気接点６の配列からなっている。

図２−５に示したＯＬＥＤ型電界発光微小表示板３の例では、有機フィルム９（単層もしくは複層）が両電極間、すなわち、下部電極７と上部電極８の間に挿入されている。下部電極７と上部電極８は、それぞれ、装置１のアノードとカソードとして機能し、これらの内、少なくとも一方は表示板３が発する光に対して透明で、装置１が光を外部に放射できるようになっている。上記の有機インターカレーションフィルム９は、電極７、８から放出された電子や正孔が内部を移動し、再結合して励起子を生成することで発光できるようになっている。

図２に示したように、保護シート１を微小表示板３とＵＶ架橋性接着剤１０を介して合体させる工程に先立って、本発明の無機保護層１５、すなわち、接続域５の電気接点６を接着剤１０や外部環境の湿気から保護できるような層を、微小表示板の接続域５上に形成する。

公知のように、保護シート１１はカプセルカバーを形成するもので、典型的には、ガラス製あるいはプラスチック製である。また、この保護シート１１は紫外線を透過するが、さらに微小表示板３が発する光も透過し、このシート１１越しに発光が起こることが好ましい。さらに、微小表示板３と接合する内表面１１ａにはカラーフィルター１２、１３および１４（赤、緑および青色フィルター）が、それぞれ、有効域４の各画素のカラードットに対向するように設けられていても良い。

ＵＶ架橋性接着剤１０として使用できるものとしては、例えば、以下のような接着剤を挙げることができる。すなわち、デロ・カチオボンド（DELO Katiobond）４５９５２（一成分エポキシ）；デロ・フォトボンド（DELO Photobond）４３０２（一成分アクリレート）；ダイマック（Dymax）４２５（一成分アクリレート）；ダイマック（Dymax）Ｘ−５１６−９９−Ｅ（一成分アクリレート）；ダイマック（Dymax）６２８−ＶＬＶ（一成分アクリレート）；ポリテック（polytec）ＰＩＯＧ１４６（一成分エポキシ）；ポリテック（polytec）ＰＩＯＧ１１４−４（一成分エポキシ）；ポリテック（polytec）ＰＩ３０１−２、パートＡおよびＢ（二成分エポキシ）；ポリテック（polytec）ＰＩ３０１−２ＦＬ、パートＡおよびＢ（二成分エポキシ）；ポリテック（polytec）ＰＩＯＧ１４２−１３（一成分エポキシ）；およびエポテクニ（Epotecni）ＯＡＤ０６１一成分エポキシ）などである。

上記したように、本発明による有機保護層１５は、接続域５との接着力が充分に弱くて、次の工程で接着剤１０によって覆われた保護シート１１の一部がはぎ取られるときに機械的破断によって直接、剥離できるように、および／または、この剥離の後に適当な溶剤による溶解によって簡単に除去できるようになっている。この保護層１５は微小表示板３を製作する際に、すでに、例えば、電子素子を形成するためや発光材料として用いられている有機化合物を基礎としていると好都合である。特に、例えば、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（１−ナフチル）−（１，１'−ビフェニル）−４，４'−ジアミン（ＮＰＢ）のようなジアミン誘導体や、例えば、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）のようなヘテロ環式有機金属錯体から誘導される有機化合物を基礎としていることが好ましい。

前記保護層の厚さは５ｎｍから１００ｎｍであり、蒸発法で形成されることが好ましい。また、保護層は、例えばインクジェットプリントのような液体法で形成することも可能である。

保護シート１１と微小表示板３との間にある接着剤１０を架橋させる工程（図３に図示）の後で、得られた接合体を接続域５の外縁部に沿った線上で切り、次に、保護シート１１を有効域４と接続域５との境界線上で切って、接続域５を解放・露出させても良い（図４参照）。

有機層５と接続域５との接着力が非常に弱いおかげで、上記のようにして保護シート１１が部分的に切除されるときに、有機層５が接着剤１０とともに完全に除去されてしまうことがある。このような場合は図５に示した装置を直接に得ることが出来る。この装置では、接続域５は全く自由に、必要な電気接続とアクセスすることができる。

保護シート１１の部分的切除で、この有機層１５を完全に除去することが出来ない場合は、残った層を、例えば、アセトン、アルコールあるいは水など適当な溶媒で溶解除去する。この除去は、レーザーを用いたり、あるいは他の適当な方法を用いたりして行ってもよい。

上記のようにして、本発明による有機保護層によって、微小表示板３の接続域５を保護シート１１に接合する際に、次の工程である接続域５の電気接続を確保する作業に悪影響を及ぼす恐れなく、接続域５を効果的に保護することが出来るようになることは注目すべきことである。

Claims

基板（２）と、その少なくとも一方の側に設けられ、画素マトリックスからなる有効域（４）と電気接続域（５）とを有する表示板（３）とを具備する電子表示装置（１）の製造法であって、
前記表示板が、電磁放射線によって架橋する接着剤（１０）を介して、前記放射線を透過し、かつ前記表示板と接合する面（１１ａ）を有する保護シート（１１）と合体しており、
前記製造法が、
ａ）実質的に架橋していない状態の接着剤を、表示板の電気接続域に接続域を接着剤から保護するための少なくとも１層の有機層である保護層（１５）を形成した後に、表示板の表面全体および／または保護シートの接合面全体に塗布する工程、
ｂ）前記接着剤を介して表示板に前記接合面を合わせる工程、
ｃ）保護シートを通して前記放射線を照射して接着剤を架橋させる工程、および
ｄ）接続域を電気接触できるようにするために、接続域を覆っている部分の保護シートを取り除き、それと同時もしくは、その後の表面処理によって、保護層を接続域から取り除く工程からなっていて、
前記保護層が、ジアミン誘導化合物およびヘテロ環式有機金属錯体からなる群から選ばれる少なくとも１つの有機化合物を基礎としていることを特徴する電子表示装置の製造法。
前記有機化合物が表示板（３）の構成の一部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の製造法。
前記保護層（１５）が５ｎｍから１００ｎｍの厚さであり、蒸発法もしくは液体法によって形成することを特徴とする請求項１または２に記載の製造法。
前記保護層（１５）が、上記工程ｄ）において接着剤（１０）で覆われた部分のシート（１１）とともに直接、除去できるほど弱く接続域（５）と接着していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の製造法。
前記保護層（１５）が、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（１−ナフチル）−（１，１'−ビフェニル）−４，４'−ジアミン（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ１−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１'−ビフェニル）−４，４'−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４'４''−トリス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリスフェニルアミン（１Ｔ−ＮＡＴＡ）および４，４'４''−トリス（Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリスフェニルアミン（２Ｔ−ＮＡＴＡ）からなる群から選ばれるジアミン誘導体を基礎としていることを特徴する請求項４に記載の製造法。
前記保護層（１５）が、キノリンもしくはベンゾキノリンから誘導される有機金属錯体を基礎としていることを特徴する請求項４に記載の製造法。
前記保護層（１５）が、オキザノール系あるいはチアゾール系配位子を有する有機金属錯体を基礎としていることを特徴する請求項４に記載の製造法。
前記保護層（１５）が、上記工程ｄ）において接着剤（１０）で覆われた部分のシート（１１）とともに直接、除去できるほど弱く接続域（５）と接着しており、その工程ｄ）おける除去が、機械的な剥離によって行われることを特徴する請求項１から７のいずれかに記載の製造法。
前記保護層（１５）が、工程ｄ）の後で、この層に適する溶媒で溶解する工程で除去されることを特徴する請求項１から７のいずれかに記載の製造法。
接着剤（１０）が紫外線照射によって架橋可能であることを特徴する請求項１から９のいずれか１項に記載の製造法。
接続域（５）が、表示板（３）の周縁近くに配置されたコネクタ（６）の少なくとも一つの配列で形成されていて、前記基板（２）が半導体であることを特徴する請求項１から１０のいずれか１項に記載の製造法。
前記保護シート（１１）には、表示板（３）との接合面（１１ａ）上に光学カラーフィルター（１２、１３、１４）が備えられていて、それらフィルターが工程ｂ）において前記各画素の対応するカラードットに対向するように接合されることとともに、前記保護シート（１１）が表示板の発する光を透過し、かつ、例えば、ガラスやプラスチックで出来ているものであることを特徴する請求項１から１１のいずれか１項に記載の製造法。
前記表示板（３）が電界発光微小表示板であることを特徴する請求項１から１２のいずれか１項に記載の製造法。
前記表示板（３）が、前記有機フィルム（９）中に用いられている少なくとも一つの有機化合物を基礎とする前記保護層（１５）を有するＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）微小表示板であることを特徴する請求項１３に記載の製造法。
一方の側に画素マトリックスからなる有効域（４）と電気接続域（５）とを具備する表示板（３）が設けられていて、前記表示板が電磁放射線によって架橋する接着剤（１０）を介して、前記放射線を透過し、かつ前記表示板と接合する面（１１ａ）を有する保護シート（１１）と実質的に全面で合体するようになっており、また前記接続域は接着剤から保護するための少なくとも一つの有機層である保護層（１５）によって被覆されているが、この層は接続域を電気的に接続できるようにするため、接続域に接合している保護シートの一部を取り除くことによって直接に、あるいは、その後の溶解によって除去できるようになっている電子表示装置（１）用基板（２）であって；前記保護層がジアミン誘導化合物およびヘテロ環式有機金属化合物とからなる群より選ばれる少なくとも一つの有機化合物を基礎にしており、かつ、この保護層が好ましくは前記接続域と充分に弱く接着しており、その厚さが５ｎｍから１００ｎｍであることを特徴する電子表示装置（１）用基板（２）。