JP4954208B2

JP4954208B2 - 表示装置及びその製造方法

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Inventors: 信介齋田; 博彦錦
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Description

本発明は、補強層を含む複数の層により構成された基板を有する表示装置、及びその製造方法に関するものである。

近年、通信技術の発展により、例えば携帯情報端末機器に用いられる表示装置として、低消費電力駆動が可能な液晶表示装置や、自発光型の有機ＥＬ表示装置等の開発が進められている。それに伴って、表示装置の軽量化、薄型化及び耐衝撃性等を向上することが要求されている。

この要求に応えるために、一般に用いられているガラス基板の代わりにプラスチック基板を適用することが提案されている。ところが、単一の樹脂をシート化して形成されたプラスチック基板は、表示装置用の基板としては様々な問題を有している。

最も重要な問題は、線膨張率が比較的大きいことである。すなわち、ガラスの線膨張率は一般に数ｐｐｍ／℃程度であるのに対し、プラスチックの線膨張率は数十ｐｐｍ／℃以上であって、ガラスに比べて非常に大きい。線膨張率が大きい基板は、環境の温度変化に伴って、その基板寸法の変動が大きくなるため、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のような駆動素子等を高精度にパターン形成することは極めて難しい。また、ＴＦＴ基板に寸法安定性の高いガラス基板を適用する一方、対向基板側にのみプラスチック基板を適用することが考えられるが、この場合であっても、対向基板側に形成されたＣＦ（カラーフィルタ）と、ＴＦＴ基板側の画素電極等とを精度良く位置合わせすることは困難である。

そこで、プラスチック基板の線膨張率を低減し、その寸法安定性を高めるために、プラスチック基板を構成する樹脂の内部に、充填材を含有させて補強層を形成し、全体として複合材料基板とすることが提案されている。例えば、上記補強層に繊維状の物質を内包させることにより、耐熱性及び剛性が高いプラスチック基板を得ることが可能になる（例えば、特許文献１等参照）。特に、プラスチック基板が透明である場合には、繊維状の物質として、例えばガラスクロス等の透明繊維を適用することが好ましい。

一方、例えば液晶表示装置は、枠状のシール部材を介して互いに貼り合わされたＴＦＴ基板及び対向基板を有している。シール部材の内側には、ＴＦＴ基板と対向基板との間において液晶層が封入されている。仮に、シール部材の一部が上記基板から剥がれてしまうと、液晶が流出したり、異物が液晶層に混入することにより表示が劣化してしまう。

そこで、基板に対するシール部材の接着力を向上させる目的で、基板表面におけるシール部材を形成する領域を凹凸面状に形成することが知られている（例えば、特許文献２等参照）。また、基板表面を粗面に形成することも知られている（例えば、特許文献３等参照）。そのことにより、基板表面とシール部材との接触面積を増大させて、シール部材の接触力を高めようとしている。
特開平１１−２８１２号公報特開平４−２０９２９号公報特開平３−５５５１６号公報

ところで、上述のように、プラスチック基板に繊維状の物質を含む補強層を形成した場合には、その繊維の凹凸形状に対応して補強層の表面にも凹凸が生じてしまう。そこで、補強層の表面における平滑性を改善するために、平滑性改善層として樹脂層をさらに積層することが必要になる。また、一般に、透湿性や透酸素性等を低下させる機能を単一の樹脂により負わせることは極めて困難であるため、透湿防止用等のために無機バリア層を別途設けることも必要である。その結果、上記補強層を有する基板は、複数の樹脂層からなる積層構造を有することとなる。

ところが、プラスチック基板がこのような積層構造を有する場合には、各樹脂層の間の密着力が相違することから、積層界面において膜剥れが生じ易いという問題がある。この問題は、外力が加わりやすいシール部材の形成領域において、特に顕著となる。すなわち、このような積層構造を有する基板を有する表示装置では、シール部材が基板から剥がれる虞れがあることに加え、シール部材の形成領域において基板自体に膜剥がれが生じ易いという問題がある。

例えば、シール部材と基板表面との密着力が積層界面の間の密着力よりも強い場合には、シール部材が基板から剥がれないで積層界面で膜剥がれが生じたり、基板を貼り合わせた後の焼成処理において、ＴＦＴ基板と対向基板との膨張量（熱収縮量）の違いにより、シール部材の形成領域で積層界面の膜剥がれが生じたりする。

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板とシール部材との接着力を高めると共に基板自体の膜剥がれを抑制することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、基板に形成した開口部において当該基板の補強層にシール部材を直接に接着するようにした。

具体的に、本発明に係る表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に表示媒体層を封入した状態で、該第１基板と前記第２基板とを接着するシール部材とを備えた表示装置であって、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方は、補強層と、該補強層よりも強度が小さい１又は２以上の層とが積層された積層構造を有し、前記補強層は、当該補強層が設けられた前記第１基板又は第２基板の全体を補強する層であり、前記１又は２以上の層には、前記補強層の一部が露出するように開口部が形成され、前記シール部材の少なくとも一部は、前記開口部において前記補強層に直接に接着されている。

前記シール部材は、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略枠状に形成され、前記開口部は、前記シール部材の周方向に沿って延びるリング状に形成されていてもよい。

前記リング状の開口部は、同心状に複数列配置されていることが好ましい。

前記シール部材は、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略枠状に形成され、前記開口部は、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて千鳥状に配置されていてもよい。

前記シール部材は、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略矩形枠状に形成され、前記開口部は、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて前記シール部材の４つの角領域にそれぞれ形成されていてもよい。

前記開口部は、前記補強層を貫通して形成されていてもよい。

前記第１基板及び前記第２基板のうち前記補強層を有する基板は、可撓性基板であることが好ましい。

前記補強層は、繊維体が集合して形成された層であることが好ましい。

前記繊維体は、ガラス繊維により構成されていることが好ましい。

前記繊維体は、芳香族ポリアミド樹脂からなる繊維により構成されていてもよい。

前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれが前記補強層を有していることが好ましい。

前記補強層は、加熱された際の線膨張率が、前記１又は２以上の層よりも小さいことが望ましい。

前記表示媒体層は、液晶層であってもよい。

また、本発明に係る表示装置の製造方法は、第１基板と、前記第１基板に対向して配置された第２基板との間に表示媒体層を封入した状態で、前記第１基板と前記第２基板とを接着するシール部材を有する表示装置を製造する方法であって、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方は、補強層と、該補強層よりも強度が小さい１又は２以上の層とが積層された積層構造を有し、前記補強層は、当該補強層が設けられた前記第１基板又は第２基板の全体を補強する層であり、前記積層構造を有する第１基板及び第２基板の少なくとも一方に対し、開口部を形成して前記補強層を露出させる開口部形成工程と、前記第１基板又は前記第２基板にシール部材を供給して、前記開口部において前記シール部材を前記補強層に直接に密着させるシール部材供給工程と、前記第１基板及び前記第２基板を、前記シール部材を介して貼り合わせる貼り合わせ工程とを含む。

前記シール部材供給工程では、前記シール部材を、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略枠状に形成し、前記開口部形成工程では、前記開口部を、前記シール部材が形成される略枠状領域の周方向に沿って延びるリング状に形成してもよい。

前記リング状の開口部を、同心状に複数列配置することが好ましい。

前記シール部材供給工程では、前記シール部材を、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略枠状に形成し、前記開口部形成工程では、前記開口部を、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて千鳥状に配置してもよい。

前記シール部材供給工程では、前記シール部材を、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略矩形枠状に形成し、前記開口部形成工程では、前記開口部を、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて、前記シール部材が形成される領域における４つの角領域にそれぞれ形成するしてもよい。

前記表示媒体層は、液晶層であってもよい。

−作用−
次に、本発明の作用について説明する。

第１基板と第２基板とは、シール部材によって接着され、互いに貼り合わされている。表示媒体層は、第１基板と第２基板との間において、シール部材によって封入されている。シール部材は、第１基板又は第２基板の法線方向からみて、例えば略矩形枠状に形成される。第１基板及び第２基板の少なくとも一方は、補強層と、それよりも強度が小さい１又は２以上の層とが積層された積層構造を有している。言い換えれば、補強層は、他の積層構造を構成する層よりも強度が大きい。そのことにより、補強層は、当該補強層が設けられた第１基板又は第２基板の全体を補強している。

そして、シール部材の少なくとも一部は、上記１又は２以上の層ではなく、補強層に対して直接に接着されている。すなわち、上記１又は２以上の層には補強層の一部が露出するように開口部を形成し、その開口部において、シール部材が補強層に接着されている。そのことにより、補強層が他の層によって覆われていても、シール部材を補強層に直接に密着させて接着させることが可能になる。

このように、比較的強度が低い上記１又は２以上の層ではなく、強度が大きい補強部材に対してシール部材を接着することにより、第１基板又は第２基板が積層構造を有していても、その第１基板又は第２基板とシール部材との接着力を高めることが可能となる。

また、外力が集中して加わり易いシール部材の形成領域において、シール部材を補強層に直接に接着することにより、シール部材と補強層との間に他の層からなる積層部分がなくなるため、基板自体の膜剥がれが抑制される。

開口部は、第１基板又は第２基板の法線方向からみて、シール部材の周方向に沿って延びるリング状に形成することが可能である。また、千鳥状に配置することも可能である。このように配置すれば、シール部材によって囲まれる領域から、シール部材の外側の領域へ配線等を引き出して形成することが可能になる。

また、補強層を有する第１基板又は第２基板は、上記１又は２以上の層を例えば樹脂によって形成すれば、全体として可撓性基板とすることが可能である。可撓性基板の場合、上記基板の膜剥がれは極めて重要な問題となるが、本発明によればその問題が回避される。

補強層は、繊維体を集合して形成することにより、その補強層の表面積が増大して、上記シール部材との接着力が高められる。また、補強層を例えばガラス繊維や芳香族アミド樹脂からなる樹脂等により形成すれば、その強度が容易に高められ、また、その加熱された際の線膨張率が低減される。線膨張率が低減されれば、その基板に素子を精度良くパターン形成することが可能になる。

例えば、補強層を形成する材料として低線膨張率の素材（例えばガラス繊維等）を適用することにより、加熱工程における基板の変形を抑制し、素子を精度良くパターン形成することが可能になる。また、補強層は繊維体を集合して形成することにより、基板の変形が抑制されると共に、その補強層の表面積が増大するために開口部を介した上記シール部材との接着力が高められる。

本発明によれば、基板に形成した開口部において当該基板の補強層にシール部材を直接に接着するようにしたので、基板とシール部材との接着力を高めると共に基板自体の膜剥がれを抑制することができる。その結果、第１基板と第２基板との間の貼り合わせ強度を高めることができる。

図１は、液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図２は、ＴＦＴ基板又は対向基板を拡大して示す断面図である。図３は、実施形態１の基板上に形成されたシール部材及び開口部を模式的に示す平面図である。図４は、開口部が形成されたＴＦＴ基板又は対向基板を拡大して示す断面図である。図５は、補強層の概略構成を示す平面図である。図６は、実施形態２の基板上に形成されたシール部材及び開口部を模式的に示す平面図である。図７は、実施形態３の基板上に形成されたシール部材及び開口部を模式的に示す平面図である。図８は、実施形態３の他の例におけるシール部材及び開口部を模式的に示す平面図である。図９は、実施形態４の有機ＥＬ表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図１０は、実施形態５のＴＦＴ基板又は対向基板を拡大して示す断面図である。

１液晶表示装置
２有機ＥＬ表示装置
１１ＴＦＴ基板
１２対向基板
１３液晶層
１４シール部材
１６補強層
１７他の層（１又は２以上の層）
１８積層構造
１９繊維体
２１樹脂層
２２平坦化層
２３バリア層
２５開口部
２６陽極層
２７有機発光層
２８陰極層

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図５は、本発明の実施形態１を示している。本実施形態１では、表示装置の一例として透過型の液晶表示装置１について説明する。図１は、液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。

液晶表示装置１は、図１に示すように、第１基板であるＴＦＴ基板１１と、ＴＦＴ基板１１に対向して配置された第２基板である対向基板１２とを備えている。さらに、液晶表示装置１は、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２との間に表示媒体層である液晶層１３を封入した状態で、これらＴＦＴ基板１１と対向基板１２とを接着するシール部材１４を備えている。尚、以降の説明では、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２を、単に基板１１，１２と省略して記載することもある。

また、図示を省略するが、ＴＦＴ基板１１の液晶層１３とは反対側に、光源であるバックライトユニットが配置されている。そうして、バックライトユニットからＴＦＴ基板１１を介して液晶層に入射した光を、選択的に透過させると共に変調して、所望の表示を行うようになっている。

対向基板１２には、図示を省略するが、カラーフィルタ、共通電極及びブラックマトリクス等が形成されている。

一方、ＴＦＴ基板１１は、いわゆるアクティブマトリクス基板に構成されている。ＴＦＴ基板１１には、図示を省略するが、複数の画素がマトリクス状に配置されている。すなわち、ＴＦＴ基板１１には、複数のゲート配線及びソース配線からなる配線が格子状にパターン形成されている。そうして、各画素は、ゲート配線とソース配線とによって区画される矩形状の領域により形成されている。各画素には、液晶層を駆動するための画素電極が形成されている。画素電極は、例えば、画素の略中央に配置され、矩形状に形成されている。

各画素には、画素電極をスイッチング駆動するスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）がそれぞれ設けられている。ＴＦＴは、図示を省略するが、ゲート配線に接続されたゲート電極と、ソース配線に接続されたソース電極と、画素電極に接続されたドレイン電極とを備えている。そうして、走査電圧がゲート配線を介してゲート電極に印加された状態で、信号電圧がソース配線からソース電極及びドレイン電極を介して画素電極へ供給されるようになっている。

ＴＦＴ基板１１には、図示を省略するが、各画素が形成されて表示に寄与する表示領域と、その表示領域の周りの領域であって表示に寄与しない額縁領域（非表示領域）とが設けられている。額縁領域には、上記各画素を駆動する駆動回路（図示省略）が設けられている。

そして、上記ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２は、複数の層により構成された複合体層になっており、全体として可撓性を有する可撓性基板を構成している。すなわち、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２は、透明な複合プラスチック基板により構成されている。ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２は、断面図である図２に示すように、それぞれ、補強層１６と、その補強層１６よりも強度が小さい１又は２以上の層１７（単に、他の層１７とも称する）とが積層された積層構造１８を有している。すなわち、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２のそれぞれを構成する複数の層において、補強層１６の機械的強度が最も大きくなっている。

尚、本発明はこれに限らず、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の少なくとも一方が、上記積層構造１８を有していればよい。そして、補強層１６を含む積層構造１８を有するＴＦＴ基板１１及び対向基板１２が、可撓性基板に構成されていればよい。したがって、例えば、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の一方が可撓性基板であると共に、他方がガラス基板等の他の基板であってもよい。

補強層１６は、繊維体１９が集合して形成された層になっている。すなわち、補強層１６は、平面図である図５に示すように、複数の繊維の束である繊維体１９が所定のピッチで縦方向及び横方向に編み込まれることにより形成されている。繊維体１９は、例えば透明なガラス繊維により構成することが好ましい。

例えば、繊維体１９を構成する繊維には、Ｅガラス、Ｄガラス及びＳガラス等が適用されている。各繊維の径は、２０μｍ以下が好ましく、約１０μｍ以下であることがさらに望ましい。一方、繊維体１９の径は、２００μｍ以下であることが望ましい。また、隣り合う繊維体１９同士のピッチとしては１００μｍ以下であることが望ましい。

基板全体の機械的強度を高めるために、繊維径および繊維体１９の径は細い方が良く、繊維体１９のピッチも狭い方が良い。さらに、繊維体１９を基板全体に亘って均等に配置することが好ましい。

また、繊維布の織り方は平織、朱子織及び綾織等の一般的な織り方を適用することができる。一方、繊維を分散させることにより、補強層１６を不織布状に形成してもよい。また、繊維を織らずに一方向に配列させてもよい。尚、繊維体１９は、芳香族ポリアミド樹脂からなる繊維により構成し、上記と同様に集合させるようにしてもよい。

ところで、上記積層構造１８を構成する補強層１６以外の他の層１７には、図２に示すように、補強層１６を覆う樹脂層２１と、樹脂層２１を覆う平坦化層２２と、平坦化層２２を覆うバリア層２３とが含まれる。

上記補強層１６の表側及び裏側は、図２に示すように、樹脂層２１によって覆われている。つまり、補強層１６は樹脂に含浸されている。そうして、補強層１６を構成する各繊維体１９は樹脂層２１によって固定されている。

樹脂層２１には、一般的な透明樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール−エポキシ系樹脂の混合樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂の混合樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、及びポリエーテルイミド等を適用してもよい。

平坦化層２２は、補強層１６の表面形状に応じて凹凸状になっている樹脂層２１の表面を平坦化することを目的として、樹脂層２１の表側及び裏側にそれぞれ積層されている。平坦化層２２は透明樹脂により構成され、上記樹脂層２１と同様の材料によって形成することが可能である。

バリア層２３は、無機材料の膜によって形成され、水分等の異物を透過させないようになっている。すなわち、上記平坦化層２２の表側及び裏側にそれぞれバリア層２３を積層することによって、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の変形や異物の侵入を防止するようにしている。

こうして、補強層１６は、上記他の層１７よりも、機械的強度が大きいと共に加熱された際の線膨張率が小さくなっている。すなわち、補強層１６の線膨張率が小さいために、ＴＦＴやカラーフィルタ等を高温条件下で形成するプロセスにおいても、基板全体の膨張を抑制することができ、高精度なパターン形成が可能となる。

一方、シール部材１４は、平面図である図３に概略的に示すように、ＴＦＴ基板１１又は対向基板１２に対し、このＴＦＴ基板１１又は対向基板１２の法線方向からみて略矩形枠状に形成されている。シール部材１４の４つの角領域は、それぞれアール状に形成されている。シール部材１４には、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を適用することができる。尚、シール部材１４の形状は、矩形以外の他の略枠形状に形成してもよい。

そして、シール部材１４の少なくとも一部は、補強層１６に直接に接着されている。すなわち、図３及びＴＦＴ基板１１又は対向基板１２の断面図である図４に示すように、ＴＦＴ基板１１又は対向基板１２における他の層１７には、補強層１６の一部が露出するように開口部２５が溝状に形成されている。補強層１６は、開口部２５の底部において露出している。開口部２５は、液晶層１３側に開放するように形成されると共に、複数配置されている。各開口部２５は、補強層１６の液晶層１３側の樹脂層２１、平坦化層２２及びバリア層２３を貫通するように形成されている。

また、各開口部２５は、ＴＦＴ基板１１又は対向基板１２の法線方向からみて、千鳥状（又はモザイク状）に配置されている。したがって、隣り合う開口部２５同士の間には所定の間隔が設けられている。また、シール部材１４の４つの角領域には、シール部材１４に沿って湾曲して延びる開口部２５が形成されている。この湾曲した開口部２５の長さは、他の直線状に延びる開口部２５よりも長くなっている。

このように、千鳥状又はモザイク状に開口部２５を配置することにより、各開口部２５同士の間の隙間を介して、基板中央側の表示領域から額縁領域へ配線を延出させることが可能となる。配線が延出されない領域では、開口部２５を連続的に比較的長く形成することも好ましい。開口部２５の面積を増大させて、シール部材１４と上記各基板１１，１２との接着力を高めることができるためである。

そうして、シール部材１４は、開口部２５の内部に充填されることにより、その開口部２５おいて補強層１６に接着されると共に、開口部２５の周りにおいてバリア層２３の表面に接着されている。その結果、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２は、バリア層２３の表面及び開口部２５内の補強層１６において、シール部材１４により接着されて互いに貼り合わされている。これにより、バリア層２３によって水分等の異物の透過を防止しつつ、シール部材１４とＴＦＴ基板１１及び対向基板１２との接着力を高めることができる。

−製造方法−
次に、上記液晶表示装置１の製造方法について説明する。

液晶表示装置１は、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２をそれぞれ形成した後に、開口部形成工程を行い、配向膜を形成する処理を行う。次に、シール部材供給工程を行った後に、貼り合わせ工程を行う。

ＴＦＴ基板１１の形成工程では、補強層１６、樹脂層２１、平坦化層及びバリア層２３により構成された積層構造１８を有するプラスチック基板に対し、上記ＴＦＴ、画素電極及び各配線等をパターン形成する。一方、対向基板１２の形成工程では、同様の積層構造１８を有するプラスチック基板に対し、カラーフィルタ、共通電極及びブラックマトリクス等を形成する。

次に、開口部形成工程では、上記積層構造１８を有するＴＦＴ基板１１及び対向基板１２に対して、表面処理を施すことにより開口部２５を所定のパターンに形成する。開口部２５は、樹脂層２１、平坦化層２２及びバリア層２３を部分的に除去して、補強層１６が露出するように形成する。その表面処理方法としては、例えば、レーザ処理、薬液処理及びプラズマ処理等を適用することができる。

レーザ処理によって開口部２５を形成する場合には、例えばＣＯ_２レーザ、Ａｒレーザ及びＹＡＧレーザー等を用いることが好ましい。薬液処理を行う場合には、無機膜であるバリア層２３を除去するために、例えばフッ化水素酸及び塩酸等を用いることができる。また、平坦化層２２及び樹脂層２１を除去するために、例えば硝酸等を用いることができる。ここで、後の工程においてシール部材１４を１ｍｍ程度の微細な線幅で供給するため、開口部２５も配線を避けて微細なパターンで形成することが望ましい。したがって、等方性エッチングの問題がある薬液処理よりもレーザ光を集光してスキャンするレーザ処理を行うことが好ましい。

次に、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２に配向膜を形成する配向膜形成工程を行う。具体的には、配向膜材料をフレキソ印刷法により塗布して焼成した後に、その配向膜の表面をバフ布で一定方向に擦るラビング処理を行う。配向膜を形成する際には、異物の除去や表面処理のための洗浄処理を行うので、配向膜形成工程の前に開口部形成工程を行うことが望ましい。

シール部材形成工程では、上記ＴＦＴ基板１１又は対向基板１２に対し、開口部２５を含む略矩形状の領域に、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂等のシール部材１４を供給する。シール部材１４の供給は、一般的な印刷法式、スクリーン印刷方式、又はディスペンサによる塗布によって行うことができる。ＴＦＴ基板１１又は対向基板１２の表面に供給したシール部材は、開口部２５の内部に充填させると共に、補強層１６の繊維体１９に直接に密着させる。

次に貼り合わせ工程では、上記ＴＦＴ基板１１と対向基板１２とをシール部材１４を介して互いに貼り合わせると共に、液晶層１３を形成する。液晶層１３を滴下法によって形成する場合には、シール部材１４が略枠状に供給されたＴＦＴ基板１１又は対向基板１２に対し、そのシール部材１４の内側に液晶材料を滴下して供給する。その後、上記各基板１１，１２同士を貼り合わせて、シール部材１４を硬化させる。シール部材１４が熱硬化性樹脂である場合には加熱することにより硬化させる。また、シール部材１４が光硬化性樹脂である場合には、例えば紫外線等の光を照射することによって硬化させる。また、液晶層１３を一般的な真空注入法によって形成することも可能である。真空注入法の場合には、封止部材によって液晶注入口を封入する。この封入部材で封入された液晶注入口部分に開口部を設け、封止部材が補強層１６に接着するようにしてもよい。そのことにより、封止部材と補強層１６との接着強度を高めることができる。

そうして、図示省略のバックライトユニットや光学シート等を上記ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２に重ねて配置することによって液晶表示装置１を製造する。

−実施形態１の効果−
したがって、この実施形態１によると、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の補強層１６に対してシール部材１４を直接に接着させるようにしたので、上記ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２とシール部材１４との接着力を高めると共に基板１１，１２自体の膜剥がれを抑制することができる。その結果、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の間の貼り合わせ強度を高めることができる。

すなわち、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２は、全体として可撓性を有するプラスチック複合体基板に構成されると共に、ガラス繊維等の繊維体１９を含む補強層１６を有しているため、基板全体の機械的強度をそれぞれ高めることができる。さらに、シール部材１４をＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の各補強層１６にそれぞれ直接に密着させて接着させるようにしたので、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２同士の貼り合わせ強度をより高めることができる。

また、一般にプラスチック基板等は可撓性を有するという利点がある反面、ガラス基板に比べて線膨張率が大きく、高温プロセスにおけるＴＦＴ等の高精度なパターン形成が難しいという問題がある。これに対して、本実施形態では、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２を補強層１６を含むプラスチック複合基板により形成すると共に、その補強層１６をガラス繊維等の繊維体１９によって形成したので、基板全体の線膨張率を低下させることができる。その結果、高温プロセスにおいてもＴＦＴ基板１１及び対向基板１２全体の膨張変形を抑制できるため、ＴＦＴやカラーフィルタ等を高精度にパターン形成することができ、ＴＦＴ基板１１の画素電極と対向基板１２のカラーフィルタとの位置合わせも精度良く行うことができる。

また、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２とを貼り合わせた後に、シール部材１４を硬化させるための加熱処理が行われたり、液晶表示装置が高温環境下で使用されたとしても、上記各基板１１，１２の線膨張率が小さく、その差も小さいために、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２との膨張変形量の違いによるシール剥がれや膜剥がれを抑制することができる。

ところで、このような補強層１６を含むＴＦＴ基板１１及び対向基板１２では、上述のように複数の層からなる積層構造１８をとることが好ましいが、この場合、各層（補強層１６、樹脂層２１、平坦化層２２及びバリア層２３）の各界面において、それぞれ密着力が異なるために、積層構造１８の全体で最も弱い密着力の界面において膜剥がれが生じ易くなる。つまり、上記ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２を有する表示パネル全体におけるシール密着強度は、各積層構造１８において最も密着強度が弱い界面によって律則されることとなる。

これに対して、本実施形態では、複数の層（樹脂層２１、平坦化層２２及びバリア層２３）を部分的に除去して溝状の開口部２５を複数形成し、各開口部２５の内部において露出した補強層１６に対して、シール部材１４を直接に密着させて接着させるようにした。そのことにより、シール部材１４と繊維体１９からなる補強層１６との密着面積を増大させて、シール部材１４とＴＦＴ基板１１及び対向基板１２との接着力を高めることができる。

さらに、膜剥がれの原因となる積層体部分（樹脂層２１、平坦化層２２及びバリア層２３）を開口部２５の形成領域において除去するようにしたので、その領域における膜剥がれを防止することができる。さらに、開口部２５において、シール部材１４と基板１１，１２（補強層１６）とを強固に接着できることから、その開口部２５の周囲においてもＴＦＴ基板１１及び対向基板１２同士の間の密着力を高めることができ、膜波がれを抑制することができる。

さらにまた、開口部２５を千鳥状又はモザイク状に配置したので、各開口部２５同士の間の隙間を介して、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の中央側の表示領域から額縁領域へ配線を容易に延出させることができる。

《発明の実施形態２》
図６は、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２を模式的に示す平面図であって、本発明の実施形態２を示している。尚、以降の各実施形態では、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

上記実施形態１では、開口部２５を千鳥状に配置したのに対し、本実施形態２の開口部２５は、シール部材１４の周方向に沿って延びるリング状に形成されている。

シール部材１４は、上記実施形態１と同様に、ＴＦＴ基板１１又は対向基板１２の法線方向からみて略矩形枠状に形成されている。したがって、開口部２５は略矩形リング状に形成されている。このリング状の開口部２５は、同心状に複数列配置されている。本実施形態２では例えば２列の開口部をストライプ状に形成しているが、その他に３列以上の複数の列に形成してもよく、一列に形成してもよい。

このようにしても、上記実施形態１と同様の効果を得ることができると共に、開口部２５の面積を効果的に大きくして、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２同士の接着力を高めることが可能となる。ただし、シール部材１４の内側における表示領域から外側の額縁領域へ配線等を引き出す場合には、上記実施形態１のように、開口部２５を千鳥状に配置して、各開口部２５同士の間に所定の間隔を設けることが好ましい。

《発明の実施形態３》
図７及び図８は、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２を模式的に示す平面図であって、本発明の実施形態３を示している。

上記実施形態１では、開口部２５を千鳥状に配置したのに対し、本実施形態３の開口部２５は、ＴＦＴ基板１１又は対向基板１２の法線方向からみて略矩形枠状のシール部材１４が形成される４つの角領域にそれぞれ配置されている。各開口部２５は、図７に示すように、例えば、ＴＦＴ基板１１又は対向基板１２の法線方向からみて円形に形成され、上記４つの角領域にそれぞれ例えば３つずつ配置されている。

シール部材１４の４つの角領域は、製造時等において外力が加わり易いため、特に基板１１，１２間の接合力を高めることが望ましい。これに対して、本実施形態３では、その外力が加わり易い４つの角領域に特定して、開口部２５を設けるようにしたので、この４つの角領域におけるシール部材１４とＴＦＴ基板１１又は対向基板１２との接着力を高めて、基板１１，１２間の接合力を高めることができる。

また、図８に示すように、ＴＦＴ基板１１又は対向基板１２の角領域であって、表示領域を保護するシール部材１４が形成される領域とは別の領域に、開口部２５を形成してもよい。

シール部材１４を形成する領域に開口部２５を重ねて配置させると、シール部材１４の線幅を全体として大きく形成するか、又は開口部２５が設けられている領域でシール部材１４の線幅を他の領域よりも大きく形成することが必要になる。その結果、シール部材１４の供給量の増加を招いたり、シール部材１４の供給量を制御して線幅を調節することが困難になる場合がある。

これに対し、図８に示す構成では、表示領域を保護するシール部材１４と、上記角領域に配置された開口部２５において接着力を強化するシール部材１４ａとが別個に設けられている。したがって、シール部材１４ａをシール部材１４とは別個独立して供給することができるため、シール部材１４の供給量の増加を抑制すると共に、シール部材１４の供給量を容易に制御することができる。その結果、基板１１，１２同士の間の接合力を開口部２５のシール部材１４ａによって高めつつ、シール部材１４によって表示領域を十分に保護することができる。言い換えれば、２重にシール部材１４，１４ａを設けることによって、開口部２５の偏在によるシール部材１４の線幅の変化を防止すると共に、貼り合わせ強度を高めながら水分等の異物の表示領域への浸入を防止することができる。

《発明の実施形態４》
図９は、有機ＥＬ表示装置２の概略構成を示す断面図であって、本発明の実施形態４を示している。

上記実施形態１では、表示装置の一例として液晶表示装置１について説明したが、本実施形態４では表示装置の他の一例として有機ＥＬ表示装置２について説明する。

ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２は、上記実施形態１と同様の構成になっている。さらに、ＴＦＴ基板１１における対向基板１２側の表面には、陰極層２８が積層されている。一方、対向基板１２におけるＴＦＴ基板１１側の表面には、陽極層２６が積層されている。そうして、上記陰極層２８と陽極層２６との間には、表示媒体層である有機発光層２７が設けられている。陰極層２８及び陽極層２６は、例えばＩＴＯによって透明電極に形成することが可能である。また、有機発光層２７は、真空蒸着法によって成膜することができる。

そのことにより、有機発光層２７を発光させて表示を行うようになっている。このように、本発明は、有機ＥＬ表示装置等の他の表示装置にも適用することができ、水分等の異物の透過を防止することができるために、シール部材１４の密着強度に優れて安定した有機ＥＬ表示装置を提供することができる。

《発明の実施形態５》
図１０は、ＴＦＴ基板１１又は対向基板１２の断面図であって、本発明の実施形態５を示している。

上記実施形態１では、開口部２５の底部に補強層１６が露出するようにしたのに対し、本実施形態５では、開口部２５の内周面に補強層１６が露出している。すなわち、開口部２５は、補強層１６を貫通して形成されている。開口部２５の底部には平坦化層２２が露出している。尚、開口部２５の底部にバリア層２３が露出していてもよい。そうして、開口部２５にシール部材１４が充填されることにより、開口部２５の内周面の一部において、シール部材１４と補強層１６とを直接に接着することができる。

すなわち、本実施形態５によっても、シール部材１４と補強層１６とが直接に接着されるために、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２を貫通する開口部２５の内周面において、シール部材１４とＴＦＴ基板１１及び対向基板１２との接着面積を増大させて、その接着強度をさらに高めることができ、膜剥がれを抑制できる。

《その他の実施形態》
上記各実施形態では、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の双方が補強層１６を含む積層構造１８を有する例について説明したが、本発明はこれに限らず、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の少なくとも一方が積層構造１８を有していればよい。積層構造１８を有しない側の基板は、例えば、通常のガラス基板やプラスチック基板を適用することができる。また、例えば、補強層１６が積層構造１８の最外層に設けられていてもよい。

また、上記実施形態１，２，３及び５では、透過型の液晶表示装置について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば反射型や半透過型の液晶表示装置にも同様に適用することができる。

本発明を例えば反射型の液晶表示装置に適用する場合には、ＴＦＴ基板を不透明な基板とすることができるため、その補強層１６に含まれる繊維体として、不透明なカーボン繊維等を適用することも可能である。

《実施例１》
次に、本発明を具体的に実施した実施例１について説明する。

基板１１，１２として、ガラス繊維体（ガラス繊維径約２０μｍ）が集合して形成された補強層１６を有する複合基板を用意する。ここで、補強層１６及び樹脂層２１は、厚みが８０μｍの２層構造であって合計１６０μｍである。平坦化層２２及びバリア層２３の厚みはそれぞれ１０〜２０μｍである。そして、基板１１，１２は全体として正方形状に形成され、縦、横及び厚みが１２７×１２７×０．１７ｍｍになっている。

この基板１１，１２に対し、複数の開口部２５をＣＯ_２レーザによって形成する。開口部２５は、上記実施形態１で説明したように千鳥状に配置させる（図３を参照）。開口部２５の幅（シール部材１４の幅方向の長さ）を２００μｍとし、開口部２５の深さを１０〜３０μｍとする。そうして、一方の基板１１にシール部材１４を形成し、他方の基板１２と貼り合わせる。シール部材１４には、ストラクトボンドＸＮ２１Ｓ（三井化学株式会社製）を適用し、その線幅を１．５〜２．０ｍｍとする。そのシール部材１４を１８０℃で２時間することによって硬化させた。

こうして形成した実施例１に係るテスト基板の接着強度を測定したところ、１．１Ｎ／ｍｍ^２の強度が得られた。これに対し、開口部２５を形成しない場合には、０．３Ｎ／ｍｍ^２の強度であった。すなわち、開口部２５を設けることによって、約３．７倍の接着強度が得られることがわかった。

《実施例２》
次に、実施例２について説明する。上記と同様の基板１１，１２を用意し、開口部２５を、上記実施形態２と同様にリング状に形成する（図６参照）。この実施例２の開口部２５の幅及び深さは上記実施例１と同様である。また、開口部２５以外の構成についても実施例１と同様である。そうして形成した実施例２に係るテスト基板の接着強度を測定したところ、実施例１と同じ１．１Ｎ／ｍｍ^２の強度が得られた。

以上説明したように、本発明は、補強層を含む複数の層により構成された基板を有する表示装置、及びその製造方法について有用であり、特に、基板とシール部材との接着力を高めると共に基板自体の膜剥がれを抑制する場合に適している。

Claims

第１基板と、
前記第１基板に対向して配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に表示媒体層を封入した状態で、該第１基板と前記第２基板とを接着するシール部材とを備えた表示装置であって、
前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方は、補強層と、該補強層よりも強度が小さい１又は２以上の層とが積層された積層構造を有し、
前記補強層は、当該補強層が設けられた前記第１基板又は第２基板の全体を補強する層であり、
前記１又は２以上の層には、前記補強層の一部が露出するように開口部が形成され、
前記シール部材の少なくとも一部は、前記開口部において前記補強層に直接に接着されている
ことを特徴とする表示装置。
請求項１において、
前記シール部材は、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略枠状に形成され、
前記開口部は、前記シール部材の周方向に沿って延びるリング状に形成されている
ことを特徴とする表示装置。
請求項２において、
前記リング状の開口部は、同心状に複数列配置されている
ことを特徴とする表示装置。
請求項１において、
前記シール部材は、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略枠状に形成され、
前記開口部は、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて千鳥状に配置されている
ことを特徴とする表示装置。
請求項１において、
前記シール部材は、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略矩形枠状に形成され、
前記開口部は、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて前記シール部材の４つの角領域にそれぞれ形成されている
ことを特徴とする表示装置。
請求項１において、
前記開口部は、前記補強層を貫通して形成されている
ことを特徴とする表示装置。
請求項１において、
前記第１基板及び前記第２基板のうち前記補強層を有する基板は、可撓性基板である
ことを特徴とする表示装置。
請求項１において、
前記補強層は、繊維体が集合して形成された層である
ことを特徴とする表示装置。
請求項８において、
前記繊維体は、ガラス繊維により構成されている
ことを特徴とする表示装置。
請求項８において、
前記繊維体は、芳香族ポリアミド樹脂からなる繊維により構成されている
ことを特徴とする表示装置。
請求項１において、
前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれが前記補強層を有している
ことを特徴とする表示装置。
請求項１において、
前記補強層は、加熱された際の線膨張率が、前記１又は２以上の層よりも小さい
ことを特徴とする表示装置。
請求項１において、
前記表示媒体層は、液晶層である
ことを特徴とする表示装置。
第１基板と、前記第１基板に対向して配置された第２基板との間に表示媒体層を封入した状態で、前記第１基板と前記第２基板とを接着するシール部材を有する表示装置を製造する方法であって、
前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方は、補強層と、該補強層よりも強度が小さい１又は２以上の層とが積層された積層構造を有し、
前記補強層は、当該補強層が設けられた前記第１基板又は第２基板の全体を補強する層であり、
前記積層構造を有する第１基板及び第２基板の少なくとも一方に対し、開口部を形成して前記補強層を露出させる開口部形成工程と、
前記第１基板又は前記第２基板にシール部材を供給して、前記開口部において前記シール部材を前記補強層に直接に密着させるシール部材供給工程と、
前記第１基板及び前記第２基板を、前記シール部材を介して貼り合わせる貼り合わせ工程とを含む
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１４において、
前記シール部材供給工程では、前記シール部材を、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略枠状に形成し、
前記開口部形成工程では、前記開口部を、前記シール部材が形成される略枠状領域の周方向に沿って延びるリング状に形成する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１５において、
前記リング状の開口部を、同心状に複数列配置する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１４において、
前記シール部材供給工程では、前記シール部材を、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略枠状に形成し、
前記開口部形成工程では、前記開口部を、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて千鳥状に配置する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１４において、
前記シール部材供給工程では、前記シール部材を、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて略矩形枠状に形成し、
前記開口部形成工程では、前記開口部を、前記第１基板又は前記第２基板の法線方向からみて、前記シール部材が形成される領域における４つの角領域にそれぞれ形成する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１４において、
前記開口部は、前記補強層を貫通して形成されている
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１４において、
前記第１基板及び前記第２基板のうち前記補強層を有する基板は、可撓性基板である
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１４において、
前記補強層は、繊維体が集合して形成された層である
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項２１において、
前記繊維体は、ガラス繊維により構成されている
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項２１において、
前記繊維体は、芳香族ポリアミド樹脂からなる繊維により構成されている
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１４において、
前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれが前記補強層を有している
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１４おいて、
前記補強層は、加熱された際の線膨張率が、前記１又は２以上の層よりも小さい
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１４において、
前記表示媒体層は、液晶層である
ことを特徴とする表示装置の製造方法。