JP2008039885A - 可撓性電子表示パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
高精度で貼り合せられた可撓性電子表示パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】
２枚の可撓性電子表示パネル用可撓性基材を貼り合せて成る可撓性電子表示パネルの製造方法における、各々の可撓性基材用長尺シートを連続的に供給して順次可撓性電子表示パネルを製造する工程において、各々の可撓性基材用長尺シートを別方向から供給するとともに、予め個々の可撓性電子表示パネル用可撓性基材を切断して設ける切断工程と、次いで２枚の可撓性電子表示パネル用可撓性基材を貼り合せる貼り合わせ工程よりなることを特徴とする可撓性電子表示パネルの製造方法を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、曲面表示も可能とする可撓性、つまりフレキシブルな電子表示パネルの製造方法、特に少なくとも２枚の可撓性基材を貼り合せて成る薄型パネルの製造方法に関するものである。

近年、液晶やＰＤＰ、有機ＥＬなどを用いた平面型（薄型）の電子ディスプレイが多く用いられるようになり、電気泳動原理の電子ペーパーも使われるようになってきた。一般にこれらの平面型電子ディスプレイは、平坦な平面で固定して使われるため、表示パネルを構成する基材にはガラス等のリジッドな素材が使われることが多い。一部の用途でより薄くより軽く割れない特性や曲面表示が必要な場合にはプラスチックフィルムの可撓性基材を枚葉シートで取り扱い、機能性の構成部材を加工後に必要に応じて貼り合せるなどの工法が採用されてきた。

一方、可撓性基材で上記の特性を満たす電子ディスプレイを低コストで作製しようとするための生産性向上策が液晶表示装置で提案されている。（特許文献１）２組のロールから送り出されたそれぞれの可撓性基材の表面に必要に応じて各種の機能膜またはパターンを形成した後に、２枚の可撓性基材を長尺シート、つまりウェブ状態、さらに言い換えると、薄く、長く、つながった帯の状態のまま貼り合せる方法である。しかしながら、可撓性基材は材料の特性に応じて力や熱による変形が生じ易いものが多い上、ウェブ状態での合わせのための微調整が難しく、貼り合せの精度を向上することは容易ではない。従って、ウェブ状態での貼り合せは２枚の可撓性基材の内、１枚のみに精度上重要なパターンがあっても他の１枚にはラフなパターンしかないか、ベタ膜しかないといった場合か、例えばパッシブ型の液晶セルのようにパターンの合わせが精度を要求される方向にない設計になっている場合などに適用され易いが、高精度の貼り合せを要求される用途には難しい。

特許文献は以下の通り。
特許第３７６６０９０号公報

可撓性電子表示パネルを製造するにあたり、その構成要素となる２枚の可撓性電子表示パネル用可撓性基材であるウェブ状基材を別々にロールｔｏロール製法で作り、それぞれのロールから繰り出される可撓性電子表示パネル用可撓性基材であるウェブ状基材を高精度で貼り合せるための手段を提供することを課題とする。

本発明者は、２枚の可撓性電子表示パネル用可撓性基材であるウェブ状基材を高精度で貼り合せることの困難さを理解するとともに、ロールｔｏロール製法の狙いが生産性向上による総合的なコスト低減にあること、およびパネルの最終形態に近い工程に至れば、ウェブ状から枚葉への切り出しが必ずしも生産性向上に不利であるとは言えないことに鑑み、ウェブ状として供給された構成要素となる基材に各種の機能を追加した後に、貼り合せ直前に断裁する方法を見出し、この知見に基いて本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明は、（１）２枚の可撓性電子表示パネル用可撓性基材を貼り合せて成る可撓性電子表示パネルの製造方法における、各々の可撓性基材用長尺シートを連続的に供給して順次可撓性電子表示パネルを製造する工程において、各々の可撓性基材用長尺シ
ートを別方向から供給するとともに、予め個々の可撓性電子表示パネル用可撓性基材を切断して設ける切断工程と、次いで２枚の可撓性電子表示パネル用可撓性基材を貼り合せる貼り合わせ工程よりなることにある。

また、本発明は、（２）請求項１記載の電子表示パネルの製造方法において、各々の可撓性基材用長尺シートを供給する方向が、両方の可撓性基材用長尺シートで反対方向であることにある。

また、本発明は、（３）請求項１または２記載の電子表示パネルの製造方法において、前記切断工程と前記貼り合わせ工程との間に、個々の可撓性電子表示パネル用可撓性基材をチャックに固定する固定工程と、互いのチャックを位置合わせにより互いの可撓性電子表示パネル用可撓性基材を位置合わせする位置合わせ工程とがあり、さらに前記貼り合わせ工程により貼り合わせた可撓性電子表示パネルをチャックから解放する解放工程があることにある。

また、本発明は、（４）請求項１または２記載の可撓性電子表示パネルの製造方法において、前記切断工程の前に少なくとも一方の可撓性基材用長尺シートに対してパネル機能に不可欠な機能材料を組み込む組込工程を有することにある。

また、本発明は、（５）請求項４記載の可撓性電子表示パネルの製造方法において、機能材料がスペーサー、シール材、電気光学的機能材料のうち１つもしくは２つ以上であることにある。

また、本発明は、（６）請求項１から５何れか記載の電子表示パネルの製造方法において、最後に可撓性電子表示パネル用可撓性基材の供給方向とは異なる別方向を排出方向として可撓性電子表示パネルを排出する排出工程があることにある。

また、本発明は、（７）請求項６記載の可撓性電子表示パネルの製造方法において、前記排出方向が各々の可撓性基材用長尺シートを供給する方向と直交方向であることにある。

本発明は、高精度のチャック機構に独立に保持された２枚の可撓性電子表示パネル用可撓性基材を貼合するため、高精度のアライメントができる。また、貼り合わせ工程直前の可撓性基材用長尺シートの切断工程までは、各ロールから繰り出される可撓性基材用長尺シートの相互の干渉も無く処理できる。また、実現するための装置の実効スペースを有効に利用でき、全体の装置設計も容易になる。

本発明の実施形態を、主にフレキシブル液晶パネルの場合を例にして、図面に従って述べる。図１〜４は本発明の可撓性電子表示パネルの一例であるフレキシブル液晶パネルの製造方法を模式的に示す概念図である。図１は可撓性基材用長尺シートであるウェブ材を繰り出す方向を示す概念図である。ウェブＡ（１１Ａ）とウェブＢ（１１Ｂ）は同一基材であっても、また異なる基材であっても良いが、基材上に加工する各種の機能膜またはパターンの内容により、必要な特性を満たすものでなければならず、両者に適した基材であれば同一であることが望ましい。すなわち、ウェブＡ（１１Ａ）上に液晶用カラーフィルタ（ＣＦ）を形成し、ウェブＢ（１１Ｂ）上に液晶駆動用のＴＦＴアレイを形成する例では、ガス遮断性のバリア膜も含めて、基材の光学特性、機械的特性、耐熱性、耐薬品性、の要求特性を全てガラス並みに設定することは困難であるが、それぞれの機能膜等の材料とウェブ基材上でのプロセスにより最適なものを使用する。ウェブ基材に使われる素材は
現在も開発段階であるが、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）の改良タイプから、ＣＯＰ（環状ポリオレフィン）やＰＩ（ポリイミド）等の耐熱性重視の素材群、また、有機と無機とのハイブリッドタイプで熱膨張係数を抑制した材料設計などの開発が継続中である。ウェブ基材として使用するフィルムの厚さは通常、３０〜２００μｍ、望ましくは７０〜１５０μｍである。

ウェブ基材を繰り出す方向を別方向とするのは、装置設計上の制約を極力回避し、なおかつ、後述する切断工程である断裁後の貼り合わせ工程をスムーズに行うためであり、特に逆方向が好ましい。すなわち、ウェブ基材を断裁せずに連続的に貼り合せる場合は、ウェブＡ（１１Ａ）とウェブＢ（１１Ｂ）とを同一の向きに繰り出して位置合わせ工程であるアライメント、貼合する方が望ましいが、装置の設計上、高さ、重さ、にアンバランスが生じ易く、また、処理する高さ位置により、ゴミの影響が無視できなくなる。また、後述するように、少なくとも一方のウェブ状基材に対して、断裁・貼り合せの工程に入る直前に、貼り合せ時のパネルギャップを保持するためのスペーサーや強固なシール性を付与するシール材、およびパネル機能に不可欠な電気光学的機能材料を片面に形成する（この場合は液晶滴下の）ための工程を組み込むには、相互の干渉を避けることの容易な逆向きのウェブ基材進行が望ましい。なお、同様の考え方で、ウェブＡ（１１Ａ）とウェブＢ（１１Ｂ）の進行方向を例えば９０°変えることも効果が予想されるが、例えば両基材の貼り合せにおいて、元のウェブの幅方向と流れ方向とを意図的に変えることが望ましい場合を除いては、通常は設計上の利点は少ない。上記のような特殊なケースにおいては、考え方を共有した、一方を水平方向から供給し、他方を上方もしくは下方から供給する様な、変形例が容易に考えられる。

図２は、液晶パネルを製造する例で、断裁前に付加工程を組み込むことを模式的に示す概念図である。本例ではシール部形成ヘッド（２１）と液晶滴下ヘッド（２２）を設置してウェブＡ（１１Ａ）の断裁前に追加加工を施すことを示しているが、パネルの全体設計やＣＦ製造のロールｔｏロール工程にどの範囲まで含めるかの判断は諸条件により多様な選択肢がある。いづれにしても上述した相互の干渉を避けることの容易な逆向きのウェブ進行が設計上の効果を与える。

付加工程で付加される機能材料は、スペーサ、シール材、電気光学的機能部材の他、各種のものが考えられる。

図３は、ウェブ基材の断裁工程を模式的に示す概念図である。図では両ウェブ基材をそれぞれの末端付近に設置したカッターＡ（１３Ａ）およびカッターＢ（１３Ｂ）で断裁して近傍のチャックＡ（１４Ａ）、チャックＢ（１４Ｂ）にそれぞれの基材の一定長さのシートとして吸着することを表しているが、一連の手順は多様な方法が可能である。すなわち、チャックでの吸着を断裁より先行して行うこともでき、第１次的な位置合わせには後者の方が有利な点もある。チャックの方式は静電タイプの他に真空タイプもあるが、静電タイプが実現し易い。液晶パネルの例で、液晶の注入をガラス基材で実用になっているＯＤＦ（ワン・ドロップ・フィル）を適用する場合は、チャック後の貼り合せを減圧下の環境で行う（図示せず）ため、特に静電タイプが望ましい。断裁のためのカッターは刃物式もあるが、レーザによる断裁も容易である。切り口の形状や断裁時の発塵防止には対象とする基材に応じて充分な最適化が必要である。

図４は、チャック状態の２枚の基材をアライメントして貼り合せ、仮硬化まで行う工程を模式的に示す概念図である。本発明でここまでの工程を両ウェブ基材の逆方向の進行で進めた結果、個別の処理単位でのパネル化を仮硬化で一段落させ、チャックから解放した後、一単位のパネルの排出はウェブ基材の両進行方向と直交する方向にすることが妥当である。排出後のパネルはシールの本硬化や他の光学的要素部材との更なる貼合も可能であ
るが、ウェブＡ（１１Ａ）とウェブＢ（１１Ｂ）の個別加工工程でウェブ形状のまま可能な処理を終えておくことが最も望ましい。なお、チャック状態の２枚の基材をアライメントする方法は、通常の枚葉シートの処理と同様であり、特別の例ではないが、高精度の合わせを行うためには平坦性や光学装置の高精度化が要求されることは言うまでも無い。

また、チャックの形状としてはこれに限らず各種形状が考えられるが、各々の基材の位置固定が行える様なものであればどの様なものでも構わない。

上記の説明は、ウェブ材を繰り出す方向を逆方向とする場合の、ウェブ先端部の関係を主に述べたが、全体の流れの例を図５および図６に示す。図５はロールＡ（１２Ａ）、ウェブＡ（１１Ａ）の進行、ロールＢ（１２Ｂ）、ウェブＢ（１１Ｂ）の進行が直線的にかつ逆方向に配置された例であり、断裁、貼り合せ、排出部は詳細を省略するが、図１から４に示したとおりである。追加工程部（１７Ａ）および（１８Ａ）は必要に応じて適宜組み込む。さらに、図６には全体をループ式に配置した例を示したが、基本的な考え方は図５と同様であり、装置の配置に関わる設計の自由度は大きい。

本発明は、可撓性のある電子表示パネル、すなわちフレキシブル液晶や電子ペーパー等の電子表示パネルを生産性良く製造するために、２枚の可撓性基材用長尺シートであるウェブ状基材にあらかじめ機能性膜やパターンなどの機能材料の形成を必要に応じて実行しておき、２つのロールから繰り出されるこれらのウェブ状基材を貼り合せる直前に追加の表面処理と断裁等の切断、位置合わせを行う製造方法において、最も合理的な基材の流し方を提供するものであり、産業上の利用の範囲も広く意義深い。

本発明の可撓性電子表示パネルの製造方法におけるウエブ状基材の先端部を模式的に説明する概念側面図で、特に可撓性基材用長尺シートであるウェブ材を繰り出す方向を示す概念側面図ある。 本発明の可撓性電子表示パネルの製造方法におけるウエブ状基材の先端部を模式的に説明する概念側面図で、特に断裁前に付加工程を組み込むことを模式的に示す概念側面図ある。 本発明の可撓性電子表示パネルの製造方法におけるウエブ状基材の先端部を模式的に説明する概念側面図で、特にウェブ基材の断裁工程を示す概念側面図ある。 本発明の可撓性電子表示パネルの製造方法におけるウエブ状基材の先端部を模式的に説明する概念側面図で、特にチャック状態の２枚の基材をアライメントして貼り合せ、仮硬化まで行う工程を示す概念側面図ある。 本発明の可撓性電子表示パネルの製造方法におけるウエブ状基材の全体の流れを模式的に説明する概念側面図である。 本発明の可撓性電子表示パネルの製造方法におけるウエブ状基材の全体の流れを模式的に説明する概念側面図で、図５とは異なり全体をループ式に配置した例を模式的に説明する概念側面図である。

符号の説明

１１Ａ、１１Ｂ・・・・ウエブ
１２Ａ、１２Ｂ・・・・ロール
１３Ａ、１３Ｂ・・・・カッター
１４Ａ、１４Ｂ・・・・チャック
１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ、１８Ａ・・・・追加工程部
２１・・・・シール部形成ヘッド
２２・・・・液晶滴下ヘッド
２３・・・・パネル化工程（アライメント、貼り合わせ、仮硬化）
３１・・・・可撓性電子表示パネル
３２・・・・パネル化工程（断裁、貼り合わせ、排出）

Claims (7)

1. ２枚の可撓性電子表示パネル用可撓性基材を貼り合せて成る可撓性電子表示パネルの製造方法における、各々の可撓性基材用長尺シートを連続的に供給して順次可撓性電子表示パネルを製造する工程において、各々の可撓性基材用長尺シートを別方向から供給するとともに、予め個々の可撓性電子表示パネル用可撓性基材を切断して設ける切断工程と、次いで２枚の可撓性電子表示パネル用可撓性基材を貼り合せる貼り合わせ工程よりなることを特徴とする可撓性電子表示パネルの製造方法。
2. 請求項１記載の電子表示パネルの製造方法において、各々の可撓性基材用長尺シートを供給する方向が、両方の可撓性基材用長尺シートで反対方向であることを特徴とする可撓性電子表示パネルの製造方法。
3. 請求項１または２記載の電子表示パネルの製造方法において、前記切断工程と前記貼り合わせ工程との間に、個々の可撓性電子表示パネル用可撓性基材をチャックに固定する固定工程と、互いのチャックを位置合わせにより互いの可撓性電子表示パネル用可撓性基材を位置合わせする位置合わせ工程とがあり、さらに前記貼り合わせ工程により貼り合わせた可撓性電子表示パネルをチャックから解放する解放工程があることを特徴とする可撓性電子表示パネルの製造方法。
4. 請求項１または２記載の可撓性電子表示パネルの製造方法において、前記切断工程の前に少なくとも一方の可撓性基材用長尺シートに対してパネル機能に不可欠な機能材料を組み込む組込工程を有することを特徴とする、請求項１から３何れかに記載の可撓性電子表示パネルの製造方法。
5. 請求項４記載の可撓性電子表示パネルの製造方法において、機能材料がスペーサー、シール材、電気光学的機能材料のうち１つもしくは２つ以上であることを特徴とする可撓性電子表示パネルの製造方法。
6. 請求項１から５何れか記載の電子表示パネルの製造方法において、最後に可撓性電子表示パネル用可撓性基材の供給方向とは異なる別方向を排出方向として可撓性電子表示パネルを排出する排出工程があることを特徴とする可撓性電子表示パネルの製造方法。
7. 請求項６記載の可撓性電子表示パネルの製造方法において、前記排出方向が各々の可撓性基材用長尺シートを供給する方向と直交方向であることを特徴とする可撓性電子表示パネルの製造方法。