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特開2024-49076表示装置及び表示装置の製造方法、並びに接続フィルム及び接続フィルムの製造方法
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  • 特開-表示装置及び表示装置の製造方法、並びに接続フィルム及び接続フィルムの製造方法 図1
  • 特開-表示装置及び表示装置の製造方法、並びに接続フィルム及び接続フィルムの製造方法 図2
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024049076
(43)【公開日】2024-04-09
(54)【発明の名称】表示装置及び表示装置の製造方法、並びに接続フィルム及び接続フィルムの製造方法
(51)【国際特許分類】
   G09F 9/30 20060101AFI20240402BHJP
   G09F 9/33 20060101ALI20240402BHJP
   G09F 9/00 20060101ALI20240402BHJP
   H01L 33/62 20100101ALI20240402BHJP
【FI】
G09F9/30 349Z
G09F9/33
G09F9/00 338
H01L33/62
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022155321
(22)【出願日】2022-09-28
(71)【出願人】
【識別番号】000108410
【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100113424
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 信博
(74)【代理人】
【識別番号】100185845
【弁理士】
【氏名又は名称】穂谷野 聡
(72)【発明者】
【氏名】白岩 俊紀
(72)【発明者】
【氏名】塚尾 怜司
(72)【発明者】
【氏名】野田 大樹
【テーマコード(参考)】
5C094
5F142
5G435
【Fターム(参考)】
5C094AA01
5C094BA25
5C094CA19
5C094DB01
5C094GB01
5C094JA08
5C094JA11
5C094JA20
5F142AA03
5F142CA11
5F142CA13
5F142CB23
5F142CD02
5G435AA01
5G435BB04
5G435CC09
5G435HH01
5G435HH12
5G435KK05
(57)【要約】
【課題】優れた光透過性及び視認性を得ることができる表示装置及び表示装置の製造方法、並びに接続フィルム及び接続フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】表示装置は、複数の発光素子30と、配線基板20と、複数の発光素子30と配線基板20とを接続した接続フィルムの硬化膜40とを備え、硬化膜40が、二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下である第1面40aを有し、複数の発光素子30が、第1面40a上に実装されてなる。これにより、光散乱を抑制し、優れた光透過性及び視認性を得ることができる。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の発光素子と、配線基板と、前記複数の発光素子と前記配線基板とを接続した接続フィルムの硬化膜とを備え、
前記硬化膜が、二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下である第1面を有し、
前記複数の発光素子が、前記第1面上に実装されてなる表示装置。
【請求項2】
前記発光素子間の硬化膜のヘイズが50%未満であり、前記発光素子間の硬化膜の可視光透過率が30%以上である請求項1記載の表示装置。
【請求項3】
前記硬化膜が、導電粒子を有し、前記硬化膜の厚みが、前記導電粒子の平均粒径に1~2μmを加算したものである請求項1記載の表示装置。
【請求項4】
前記導電粒子の平均粒径が、3.0μm以下であり、
前記導電粒子が、50000個/mm以上の粒子面密度で整列している請求項3記載の表示装置。
【請求項5】
前記発光素子間の前記硬化膜の第1面の高さと前記発光素子の本体の底面の高さとの差が、1μm以下である請求項4記載の表示装置。
【請求項6】
配線基板の所定位置に、二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下である第1面を有する接続フィルムを配置する配置工程と、
前記第1面に複数の発光素子を搭載し、前記複数の発光素子を配線基板に実装させる実装工程と
を有する表示装置の製造方法。
【請求項7】
二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下である第1面を有する接続フィルム。
【請求項8】
ヘイズが50%未満であり、可視光透過率が30%以上である請求項7記載の接続フィルム。
【請求項9】
導電粒子を有し、厚みが、前記導電粒子の平均粒径に1~2μmを加算したものである請求項7記載の接続フィルム。
【請求項10】
前記導電粒子の平均粒径が、3.0μm以下であり、
前記導電粒子が、50000個/mm以上の粒子面密度で整列している請求項9記載の接続フィルム。
【請求項11】
前記第1面側に二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下である基材フィルムを備える請求項7記載の接続フィルム。
【請求項12】
二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下である基材フィルム上に接続フィルムを形成し、
前記基材フィルム側に二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下である第1面を有する接続フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、接着剤フィルム(NCF:Non Conductive Film)等の接続フィルムを介して発光素子を接続させ、配列させた表示装置、及び表示装置の製造方法に関する。特にミニLED(Light Emitting Diode)、マイクロLED等のLED素子を接続させ、配列させた表示装置の製造方法、及び表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
次世代ディスプレイとして、ミニLEDやマイクロLEDディスプレイの開発が注目を集めている。ミニLEDやマイクロLEDディスプレイは、微小な発光素子を基板上に配列して構成されているため、液晶ディスプレイに必要とされるバックライトを省略可能であり、ディスプレイの薄膜化を図ることができ、また、さらなる広色域化、高精細化、省電力化を図ることができる。
【0003】
特許文献1には、LEDをACFで接合する工法が開示されている。特許文献1に記載の工法では、ACFを基板の素子搭載面の全面に貼り付けるため、優れた光透過性及び視認性が得られないことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2017-157724号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、優れた光透過性及び視認性を得ることができる表示装置及び表示装置の製造方法、並びに接続フィルム及び接続フィルムの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本技術に係る表示装置は、複数の発光素子と、配線基板と、前記複数の発光素子と配線基板とを接続した接続フィルムの硬化膜とを備え、前記硬化膜が、二乗平均平方根高さが3.0×10-1以下である第1面を有し、前記複数の発光素子が、前記第1面上に実装されてなる。
【0007】
本技術に係る表示装置の製造方法は、配線基板の所定位置に、二乗平均平方根高さが3.0×10-1以下である第1面を有する接続フィルムを配置する配置工程と、前記第1面に複数の発光素子を搭載し、前記複数の発光素子を配線基板に実装させる実装工程とを有する。
【0008】
本技術に係る接続フィルムは、二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下である第1面を有する。
【0009】
本技術に係る接続フィルムの製造方法は、二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下である基材フィルム上に接続フィルムを形成し、前記基材フィルム側に二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下である第1面を有する。
【発明の効果】
【0010】
本技術によれば、光散乱を抑制し、優れた光透過性及び視認性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1図1は、本実施の形態における接続フィルム(導電フィルム、異方性導電フィルム)の製造方法の一例を説明するための図であり、図1(A)は、基材フィルムを準備する準備工程を示し、図1(B)は、基材フィルム上に接続フィルム(導電フィルム、異方性導電フィルム)を形成する形成工程を示し、図1(C)は、接続フィルム(導電フィルム、異方性導電フィルム)上にカバーフィルムを貼り付ける貼付工程を示す。
図2図2は、本実施の形態における表示装置の一例を模式的に示す断面図である。
図3図3は、本実施の形態における表示装置の製造方法の一例を説明するための図であり、図3(A)は、配線基板の所定位置に接続フィルム(導電フィルム、異方性導電フィルム)を配置する配置工程を示し、図3(B)は、発光素子を配線基板に実装させる実装工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
1.接続フィルム
2.接続フィルムの製造方法
3.表示装置
4.表示装置の製造方法
5.実施例
【0013】
<1.接続フィルム>
本実施の形態に係る接続フィルム(導電フィルム、異方性導電フィルム)は、二乗平均平方根高さが所定値以下である第1面を有するものである。このような第1面を有する接続フィルムを用いて発光素子を実装した場合、優れた光透過性及び視認性を有する表示装置を得ることができる。
【0014】
ここで、二乗平均平方根高さ(Sq:Root Mean Square Height(面粗さ:ISO 25178))は、二乗平均平方根粗さ(Rq:Root Mean Square deviation of the roughness profile(線粗さ:JIS B 0601))を面に拡張したものである。二乗平均平方根粗さRqは、式(1)に示すように、基準長さlにおける粗さ曲線Z(x)の二乗平均平方根であり、二乗平均平方根高さSqは、式(2)に示すように、平均面からの距離の標準偏差に相当し、高さの標準偏差に相当する。二乗平均平方根高さSqは、3次元非接触表面粗度測定計にて測定することができる。
【0015】
【数1】
【0016】
接続フィルムにおける第1面の二乗平均平方根高さは、好ましくは3.0×10-1μm以下、より好ましくは2.0×10-1μm以下、さらに好ましくは1.0×10-1μm以下である。二乗平均平方根高さが大きくなると、光散乱が多く発生し、優れた光透過性及び視認性を得ることが困難となる。
【0017】
接続フィルムのヘイズは、好ましくは50%未満、より好ましくは45%未満、さらに好ましくは40%未満である。ヘイズは、HAZEMETERを用いて、JIS K7136に準拠した方法で測定するこができる。
【0018】
接続フィルムの可視光透過率は、好ましくは30%以上、より好ましくは40%以上、さらに好ましくは45%以上である。可視光領域(380nm~780nm)の透過率は、例えば紫外可視分光光度計を用いて測定することができる。
【0019】
接続フィルムは、第1面側に二乗平均平方根高さが所定値以下である基材フィルムを備えたものであってもよい。基材フィルムの二乗平均平方根高さは、好ましくは3.0×10-1μm以下、より好ましくは1.5×10-1μm以下、さらに好ましくは0.05×10-1μm以下である。基材フィルムの二乗平均平方根高さが大きくなると、二乗平均平方根高さが小さい接続フィルムを得ることが困難となる。また、接続フィルムは、取り扱い性の観点からは、第2面にカバーフィルムを設けたものであってもよい。
【0020】
接続フィルムは、硬化後のJIS K7244に準拠した引張モードで測定された温度30℃における貯蔵弾性率が、100MPa以上であることが好ましく、2000MPa以上であることがさらに好ましい。温度30℃における貯蔵弾性率が低すぎる場合、良好な導通性が得られず、接続信頼性も低下する傾向にある。温度30℃における貯蔵弾性率は、JIS K7244に準拠し、粘弾性試験機(バイブロン)を用いた引張モードで、例えば、周波数11Hz、昇温速度3℃/minの測定条件で測定することができる。
【0021】
接続フィルムのバインダーは、熱、光などのエネルギーにより硬化するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、熱硬化型バインダー、光硬化型バインダー、熱・光併用硬化型バインダーなどから適宜選択することができる。
【0022】
熱硬化型バインダーとしては、例えば、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱アニオン重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合型樹脂組成物、(メタ)アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱ラジカル重合型樹脂組成物などが挙げられる。光硬化型バインダーとしては、例えば、エポキシ化合物と光カチオン重合開始剤とを含む光カチオン重合型樹脂組成物、(メタ)アクリレート化合物と光ラジカル重合開始剤とを含む光ラジカル重合型樹脂組成物などが挙げられる。熱・光併用硬化型バインダーとしては、熱硬化型バインダーと光硬化型バインダーとの混合物などが挙げられる。なお、(メタ)アクリレート化合物とは、アクリルモノマー(オリゴマー)、及びメタクリルモノマー(オリゴマー)のいずれも含む意味である。
【0023】
(熱カチオン重合型樹脂組成物)
以下では、熱硬化型バインダーの具体例として、膜形成樹脂と、エポキシ化合物と、熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合型樹脂組成物を例に挙げて説明する。
【0024】
膜形成樹脂としては、例えば平均分子量が10000以上の高分子量樹脂に相当し、フィルム形成性の観点から、10000~80000程度の平均分子量であることが好ましい。膜形成樹脂としては、ポリビニルアセタール樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の種々の樹脂が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からポリビニルアセタール樹脂を用いることが好ましい。膜形成樹脂の含有量は、熱硬化型バインダー100質量部に対し、好ましくは20~70質量部、より好ましくは30~60質量部以下、さらに好ましくは45~55質量部である。
【0025】
エポキシ化合物は、分子内に1つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等であってもよく、ウレタン変性のエポキシ樹脂であっても構わない。これらの中でも、水素添加ビスフェノールAグリシジルエーテルを好ましく用いることができる。水素添加ビスフェノールAグリシジルエーテルの具体例としては、例えば三菱ケミカル社製の製品名「YX8000」を挙げることができる。エポキシ化合物の含有量は、熱硬化型バインダー100質量部に対し、好ましくは30~60質量部、より好ましくは35~55質量部以下、さらに好ましくは35~45質量部である。
【0026】
熱カチオン重合開始剤としては、エポキシ化合物の熱カチオン重合開始剤として公知のものを採用することができ、例えば、熱により、カチオン重合型化合物をカチオン重合させ得る酸を発生するものであり、公知のヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、フェロセン類等を用いることができる。これらの中でも、温度に対して良好な潜在性を示す芳香族スルホニウム塩を好ましく使用することができる。芳香族スルホニウム塩系の重合開始剤の具体例としては、例えば三新化学工業株式会社製の製品名「SI-60L」を挙げることができる。熱カチオン重合開始剤の含有量は、熱硬化型バインダー100質量部に対し、好ましくは1~20質量部、より好ましくは5~15質量部以下、さらに好ましくは8~12質量部である。
【0027】
なお、熱硬化型バインダーに配合する他の添加物として、必要に応じて、ゴム成分、無機フィラー、シランカップリング剤、希釈用モノマー、充填剤、軟化剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤などを配合してもよい。
【0028】
ゴム成分は、クッション性(衝撃吸収性)の高いエラストマーであれば特に限定されるものではなく、具体例として、例えば、アクリルゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ポリウレタン樹脂(ポリウレタン系エラストマー)などを挙げることができる。無機フィラーとしては、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができる。無機フィラーは、単独でも2種類以上を併用してもよい。
【0029】
このような構成からなる熱硬化型バインダーにより、レーザー光により個片を形成する際の硬化反応を抑制することができ、熱圧着の際には熱により速硬化させることができる。
【0030】
(接続フィルム)
接続フィルムは、導電粒子をさらに含有する導電フィルムであってもよい。導電フィルムとしては、例えば等方性導電フィルム、異方性導電フィルムなどが挙げられる。以下、導電フィルムの一形態として、異方性導電フィルムについて説明する。
【0031】
導電粒子としては、公知の異方性導電フィルムにおいて使用されているものを適宜選択して使用することができる。例えば、ニッケル(融点 1455℃)、銅(融点 1085℃)、銀(融点 961.8℃)、金(融点 1064℃)、パラジウム(融点 1555℃)、錫(融点 231.9℃)、ホウ化ニッケル(融点 1230℃)、ルテニウム(融点 2334℃)、錫合金であるはんだ等の金属粒子が挙げられる。また、例えば、金属粒子の表面をニッケル、銅、銀、金、パラジウム、錫、ホウ化ニッケル、ルテニウムなどの金属で被覆された金属被覆金属粒子などが挙げられる。また、例えば、ポリアミド、ポリベンゾグアナミン、スチレン及びジビニルベンゼンから選ばれる少なくとも1種のモノマーをモノマー単位として含むポリマー等の樹脂粒子の表面をニッケル、銅、銀、金、パラジウム、錫、ホウ化ニッケル、ルテニウムなどの金属で被覆した金属被覆樹脂粒子が挙げられる。また、例えば、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウム、ジルコニア、カーボンブラック、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、ソーダ石灰ガラス及びアルミナシリケートガラス等の無機粒子の表面をニッケル、銅、銀、金、パラジウム、錫、ホウ化ニッケル、ルテニウムなどの金属で被覆した金属被覆無機粒子などが挙げられる。また、金属被覆樹脂粒子及び金属被覆無機粒子の被覆金属層は、単層でもよいし異種金属の複層であってもよい。
【0032】
また、これらの導電粒子を、例えば、樹脂層や、樹脂粒子、無機粒子等の絶縁性粒子にて被覆することにより絶縁被覆処理を施してもよい。ここで、導電粒子の粒子径は、絶縁被覆処理の部分を含まない。導電粒子の粒子径は、実装される光学素子、配線基板の電極、バンプの面積などにより適宜変更されるが、1~30μmであることが好ましく、1~10μmであることがより好ましく、1~3μmであることが特に好ましい。例えば、マイクロLED素子の実装に使用される場合、電極やバンプの面積が小さいため、導電粒子の粒子径は、1~3μmであることが好ましく、1~2.5μmであることがより好ましく、1~2.2μmであることが特に好ましい。粒子径は、顕微鏡観察(光学顕微鏡、金属顕微鏡、電子顕微鏡など)で200個以上を計測し、その平均値とすることができる。
【0033】
また、導電粒子が前述した樹脂粒子又は無機粒子に金属を被覆した金属被覆樹脂粒子又は金属被覆無機粒子である場合、金属の被覆厚みは、好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上であり、好ましくは10μm以下、より好ましくは1μm以下、さらに好ましくは0.3μm以下である。この被覆厚みは、金属被覆が複層である場合、金属被覆全体の厚みである。金属の被覆厚みが、上記下限以上及び上記上限以下であると、十分な導電性が得られやすく、また導電粒子が硬くなりすぎずに、前述した樹脂粒子や無機粒子の特性を活かしやすい。
【0034】
金属の被覆厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、導電粒子の断面を観察することにより測定できる。上記被覆厚みについては、任意の被覆厚み5箇所の平均値を1個の導電粒子の被覆厚みとして算出することが好ましく、被覆部全体の厚みの平均値を1個の導電粒子の被覆厚みとして算出することがより好ましい。上記被覆厚みは、任意の導電粒子10個について、各導電粒子の被覆厚みの平均値を算出することにより求めることが好ましい。
【0035】
また、導電粒子の形状としては、球状、楕円体状、スパイク状、不定形状等の形状が挙げられる。これらの中でも、粒子径や粒度分布の制御が容易であることから球状の形状である導電粒子が好ましい。また、導電粒子は、接続性を向上させるために、表面に突起を有していてもよい。
【0036】
異方性導電フィルムは、導電粒子を面方向に整列されている(平面視で規則配列されている)ことが好ましい。導電粒子が面方向に整列されていることにより、粒子面密度が均一となり、導通性及び絶縁性を向上させることができる。導電粒子が面方向に配列されている状態とは、例えば、導電粒子が所定ピッチで所定方向に配置されている配列軸を1以上有する平面格子パターンが挙げられ、斜方格子、六方格子、正方格子、矩形格子、平行体格子などが挙げられる。また、導電粒子の面方向の配列は、ランダムであってもよく、平面格子パターンが異なる複数の領域を有していてもよい。
【0037】
異方性導電フィルムの粒子面密度は、接続対象の電極サイズに応じて適宜設計でき、粒子面密度の下限は、性能に支障がなければ特に制限はなく、30個/mm以上、500個/mm以上、20000個/mm以上、40000個/mm以上、50000個/mm以上とすることができ、粒子面密度の上限は、1500000個/mm以下、1000000個/mm以下、500000個/mm以下、100000個/mm以下とすることができる。これにより、接続対象の電極サイズが小さい場合でも、優れた導通性及び絶縁性を得ることができる。これらの中でも、異方性導電フィルムは、導電粒子の平均粒径が3.0μm以下であり、導電粒子が50000個/mm以上の粒子面密度で整列していることが好ましい。異方性導電フィルムの粒子面密度は、製造時にフィルム化した際の導電粒子の配列部分のものである。複数の個片から粒子個数密度を求める場合は、個片とスペースを含めた面積から個片間のスペースを除いた面積と粒子数とから粒子面密度を求めることができる。
【0038】
異方性導電フィルムの接続前の厚みは、好ましくは1μm以上10μm以下、より好ましくは1μm以上6μm以下、さらに好ましくは2μm以上4μm以下である。異方性導電フィルムの接続前の厚みは、導電粒子の平均粒径に好ましくは1~4μm、特に好ましくは1~2μmを加算したものであることが、フィルムとマイクロLEDの電極側の面との距離が略同一になり易いことから望ましい。公知のマイクロメータやデジタルシックネスゲージを用いて測定することができる。膜厚は、例えば10箇所以上を測定し、平均して求めることができる。
【0039】
なお、接続フィルムは、前述した異方性導電フィルムに限られるものではなく、導電粒子を含有する導電粒子含有層、導電粒子を含有していない接着剤層、粘着剤層などを積層したものであってもよく、その層数や積層面は、対象や目的に合わせて適宜選択することができる。
【0040】
<2.接続フィルムの製造方法>
本実施の形態に係る接続フィルム(導電フィルム、異方性導電フィルム)の製造方法は、二乗平均平方根高さが所定値以下である基材フィルム上に接続フィルムを形成し、基材フィルム側に第1面を有する接続フィルムを得るものである。これにより、基材フィルムの表面状態が接続フィルムの第1面に反映され、二乗平均平方根高さが小さい第1面を得ることができる。
【0041】
以下、接続フィルムの製造方法の一形態として、異方性導電フィルムの製造方法について説明する。
【0042】
図1は、本実施の形態における異方性導電フィルムの製造方法の一例を説明するための図であり、図1(A)は、基材フィルムを準備する準備工程を示し、図1(B)は、基材フィルム上に異方性導電フィルムを形成する形成工程を示し、図1(C)は、異方性導電フィルム上にカバーフィルムを貼り付ける貼付工程を示す。
【0043】
(準備工程)
先ず、図1(A)に示すように、二乗平均平方根高さが所定値以下である第1面11aを有する基材フィルム11を準備する。基材フィルム11の二乗平均平方根高さは、好ましくは3.0×10-1μm以下、より好ましくは1.5×10-1μm以下、さらに好ましくは0.05×10-1μm以下である。基材フィルム11の二乗平均平方根高さが大きくなると、二乗平均平方根高さが小さい異方性導電フィルムを得ることが困難となる。
【0044】
基材フィルム11は、異方性導電フィルム12を支持することができ、所期のタイミングにて異方性導電フィルム12から剥離することができる限り特に限定されない。基材フィルム11の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリ-4-メチルペン-1(PMP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のプラスチック材料、石英ガラスなどのガラス基板を用いてよい。また、基材フィルム11は、異方性導電フィルム12と接合する側の表面に剥離層を有してもよく、剥離層は、例えば、シリコーン樹脂やポリオレフィン樹脂等の剥離剤を含んでよい。
【0045】
基材フィルム11の厚みは、特に限定されないが、長尺巻きのフィルム巻装体を効率よく形成し得る観点から、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下、更に好ましくは60μm以下、更により好ましくは50μm以下である。基材フィルム11の厚さの下限は、特に限定されないが、接続フィルムの製造時、スリット加工時、巻き芯への巻き取り時の取り扱い性の観点から、好ましくは8μm以上である。
【0046】
(形成工程)
次に、図1(B)に示すように、基材フィルム11の第1面11a上に異方性導電フィルム12を形成する。異方性導電フィルム12を形成する方法としては、例えば、基材フィルム11上に導電接着剤の溶液を塗布、乾燥する方法や、基材フィルム11上に導電粒子を含まない接着層を形成し、得られた接着層に導電粒子を固定する方法などが挙げられる。導電粒子はフィルム平面視で規則配列させてもよく、ランダムでもよい。規則配列は、発明の効果を損なわない限り公知の手法を取ることができる。
【0047】
例えば、バインダーを基材フィルム11上に塗布、乾燥させ、樹脂フィルムを形成し、樹脂フィルムを、導電粒子が所定の粒子密度で所定の配列で整列された配列シートに貼り合わせ、導電粒子を樹脂フィルムに押し込んで転写することにより、異方性導電フィルム12を形成することができる。これにより、異方性導電フィルム12の第1面は、基材フィルム11の第1面11aの表面状態が反映され、3.0×10-1以下の二乗平均平方根高さを得ることができる。
【0048】
(貼付工程)
次に、図1(C)に示すように、異方性導電フィルム12の第2面上にカバーフィルム13を貼り付け、フィルム積層体を作製する。カバーフィルム13は、所定のタイミングにて異方性導電フィルム12の第2面から剥離することができる限り特に限定されない。カバーフィルム13の材料としては、基材フィルム11と同様のものを用いることができる。また、カバーフィルム13も、基材フィルム11と同様、異方性導電フィルム12と接合する側の表面に剥離層を有してもよい。また、カバーフィルム13の厚みは、特に限定されないが、基材フィルム11よりも小さいことが好ましい。
【0049】
このような接続フィルムの製造方法によれば、基材フィルムの表面状態が接続フィルムの第1面に反映され、3.0×10-1以下である二乗平均平方根高さを得ることができる。
【0050】
[変形例]
異方性導電フィルムは、例えばマイクロLEDに用いる場合などはRGB1組の1ピクセル単位(1画素単位)など、所定単位の個片であってもよい。個片の形状は、特に限定されるものではなく、接続対象である電子部品の寸法に応じて適宜設定することができる。個片をレーザーリフトオフ(LLO:Laser Lift Off)装置を用いて形成する場合は、捲れや欠けの発生を抑制するため、個片の形状は、鈍角からなる多角形、角が丸い多角形、楕円、長円、及び円から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
【0051】
個片の寸法(縦×横)は、接続対象である電子部品もしくは電極の寸法に応じて適宜設定され、電子部品もしくは電極の面積に対する個片の面積の比は、好ましくは2以上より好ましくは4以上、さらに好ましくは5以上である。個片の場合であっても、マイクロLEDの外形から異方性導電フィルムが露出していれば、光学特性の影響を抑えるためにも本発明の態様は必要になると考える。また、個片の厚みは、異方性導電フィルムの厚みと同様、導電粒子の平均粒径に好ましくは1~4μm、特に好ましくは1~2μmを加算したものであり、好ましくは1μm以上10μm以下、より好ましくは1μm以上6μm以下、さらに好ましくは2μm以上4μm以下である。
【0052】
また、基材フィルム上の個片間の距離は、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10μm以上である。また、個片間の距離の上限は、好ましくは3000μm以下、より好ましくは1000μm以下、さらに好ましくは500μm以下である。個片間の距離が小さ過ぎる場合、個片のLLOによる転写が困難となり、個片間の距離が大きい場合、個片を貼り付ける方法が好ましくなる。個片間の距離は、顕微鏡観察(光学顕微鏡、金属顕微鏡、電子顕微鏡など)を用いて計測することができる。
【0053】
個片は、スリットやハーフカットにより形成してもよく、レーザーリフトオフ装置を用いて形成してもよい。LLO装置を用いて個片を形成する場合、基材フィルムは、レーザー光に対して透過性を有するものであればよく、中でも全波長に亘って高い光透過率を有する石英ガラスであることが好ましい。
【0054】
LLO装置を用いて個片を形成する場合、基材フィルム上に設けられた異方性導電フィルムに対して基材フィルム側からレーザー光を照射し、照射部分の異方性導電フィルムを除去することにより、基材フィルム上に異方性導電フィルムからなる所定形状の個片を形成することができる。
【0055】
例えば、開口の窓部が四角形状であるマスクを用い、基材フィルムから異方性導電フィルムの不要部分を除去することにより、異方性導電フィルムの残存部分で所定形状の個片を構成することができる。また、例えば、開口の窓部内に所定形状の遮光部が形成されたマスクを用い、基材フィルムから個片周囲の異方性導電フィルムの不要部分を除去することにより、異方性導電フィルムの残存部分で所定形状の個片を構成することができる。
【0056】
また、レーザーリフトオフ装置を用いて個片を作製した場合、個片の反応率は、25%以下、好ましくは20%以下、さらに好ましくは15%以下である。これにより、優れた転写性を得ることができる。なお、レーザー照射前の硬化性樹脂膜やレーザー照射後に得られた個片の反応率の測定は、例えばFT-IRを用いて反応基の減少率により求めることができる。例えば、エポキシ化合物の反応を利用した硬化性樹脂膜の場合、試料に赤外線を照射させてIRスペクトルを測定し、IRスペクトルのメチル基(2930cm-1付近)及びエポキシ基(914cm-1付近)のピーク高さを測定し、下記式のように、メチル基のピーク高さに対するエポキシ基のピーク高さの反応前後(例えばレーザー照射前後)の比率で算出することができる。
【0057】
反応率(%)={1-(a/b)/(A/B)}×100
上記式において、Aは反応前のエポキシ基のピーク高さ、Bは反応前のメチル基のピーク高さ、aは反応後のエポキシ基のピーク高さ、bは反応後のメチル基のピーク高さである。なお、エポキシ基のピークに他のピークが重なる場合は、完全硬化(反応率100%)させたサンプルのピーク高さを0%とすればよい。
【0058】
<3.表示装置>
本実施の形態に係る表示装置は、複数の発光素子と、配線基板と、複数の発光素子と配線基板とを接続した接続フィルムの硬化膜とを備え、硬化膜が、二乗平均平方根高さが3.0×10-1以下である第1面を有し、複数の発光素子が、第1面上に実装されてなるものである。ここで、例えば発光素子の電極が円錐形状の突起を有する場合、接続フィルムとして導電粒子を含有していない接着剤層を用いることできる。また、例えば発光素子の電極が平面の底面を有する場合、接続フィルムとして異方性導電フィルムを用いることできる。
【0059】
図2は、本実施の形態における表示装置の一例を模式的に示す断面図である。図2に示すように、表示装置は、複数の発光素子30と、複数の発光素子30を配列する配線基板20と、複数の発光素子30と配線基板20とを接続させた異方性導電フィルムの硬化膜40とを備える。なお、図2では、配線基板20側から光が透過しているが、硬化膜40側からも光が透過し、視認性がある。即ち、図2の光の方向が逆向きでもよい。
【0060】
配線基板20は、基材上に第1導電型用回路パターンと、第2導電型用回路パターンとを備え、発光素子30が1画素を構成するサブピクセル(副画素)単位で配置されるように、例えばp側の第1導電型電極及びn側の第2導電型電極に対応する位置にそれぞれ第1電極及び第2電極を有する。また、配線基板20は、例えばマトリクス配線のデータ線、アドレス線などの回路パターンを形成し、1画素を構成する各サブピクセルに対応する発光素子をオンオフ可能とする。1画素は、例えば、R(赤)G(緑)B(青)の3個のサブピクセルで構成しても、RGBW(白)、RGBY(黄)の4個のサブピクセルで構成しても、RG、GBの2個のサブピクセルで構成してもよい。
【0061】
また、表示装置を透明ディスプレイとする場合、配線基板20は、透光基板であることが好ましく、基材は、ガラス、PET(Polyethylene Terephthalate)などであることが好ましい。第1電極22及び第2電極23は、ITO(Indium-Tin-Oxide)、IZO(Indium-Zinc-Oxide)、ZnO(Zinc-Oxide)、IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide)などの透明導電膜であることが好ましい。
【0062】
発光素子30は、本体と、第1導電型電極と、第2導電型電極とを備え、第1導電型電極と第2導電型電極とが、同一面側に配置された水平構造を有する。本体は、例えばn-GaNからなる第1導電型クラッド層と、例えばInAlGa1-x-yN層からなる活性層と、例えばp-GaNからなる第2導電型クラッド層とを備え、いわゆるダブルヘテロ構造を有する。第1導電型電極は、パッシベーション層により第1導電型クラッド層の一部に形成され、第2導電型電極は、第2導電型クラッド層の一部に形成される。第1導電型電極と第2導電型電極との間に電圧が印加されると、活性層にキャリアが集中し、再結合することにより発光が生じる。
【0063】
硬化膜40は、前述した異方性導電フィルム12が硬化したものである。硬化膜40は、例えば配線基板20の表示部の全面に形成されていてもよく、また、例えばRGB1組の1ピクセル単位(1画素単位)など表示部の一部に所定単位の個片で形成されていてもよい。
【0064】
発光素子30が実装される硬化膜40の第1面の二乗平均平方根高さは、好ましくは3.0×10-1μm以下、より好ましくは2.0×10-1μm以下、さらに好ましくは1.0×10-1μm以下である。二乗平均平方根高さが大きくなると、光散乱が多く発生し、優れた光透過性及び視認性を得ることが困難となる。
【0065】
硬化膜40のヘイズは、好ましくは50%未満、より好ましくは45%未満、さらに好ましくは40%未満である。ヘイズは、HAZEMETERを用いて、JIS K7136に準拠した方法で測定するこができる。
【0066】
硬化膜40の可視光透過率は、好ましくは30%以上、より好ましくは40%以上、さらに好ましくは45%以上である。可視光領域(380nm~780nm)の透過率は、例えば紫外可視分光光度計を用いて測定することができる。
【0067】
硬化膜40は、前述した異方性導電フィルムと同様、導電粒子が面方向に整列されていることが好ましい。また、硬化膜の粒子面密度は、発光素子30の電極サイズに応じて適宜設計でき、粒子面密度の下限は、性能に支障がなければ特に制限はなく、30個/mm以上、500個/mm以上、20000個/mm以上、40000個/mm以上、50000個/mm以上とすることができ、粒子面密度の上限は、1500000個/mm以下、1000000個/mm以下、500000個/mm以下、100000個/mm以下とすることができる。これにより、発光素子30の電極サイズが小さい場合でも、優れた導通性及び絶縁性を得ることができる。
【0068】
なお、硬化膜40の粒子面密度は、製造時にフィルム化した際の導電粒子のものである。これはランダムに配置された部分でも、配列部分のものを測定したものであっても同様となる。所定単位で形成された硬化膜40の個片の粒子個数密度を求める場合は、個片とスペースを含めた面積から個片間のスペースを除いた面積と粒子数とから粒子面密度を求めることができる。個片は、個数密度で表すことが不適切な場合もあり、1つの個片における粒子の占有面積率や、粒子径と粒子間中心距離及び個数で表すことが適当な場合もある。
【0069】
硬化膜40の厚みは、バインダーに導電粒子を含有する場合、導電粒子の平均粒径に好ましくは1~4μm、特に好ましくは1~2μmを加算したものであることが好ましい。これにより、発光素子30間の硬化膜40の第1面の高さHaと発光素子30の本体の底面の高さHbとの差を小さくすることができる。発光素子30の本体の底面の高さHbは、底面から電極を除いた高さであり、底面に段差がある場合、段差がある底面の平均値とすることができる。
【0070】
発光素子30間の硬化膜40の第1面の高さHaと発光素子30の本体の底面の高さHbとの差は、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.8μm以下、さらに好ましくは0.6μm以下である。硬化膜40の第1面の高さHaと発光素子30の本体の底面の高さHbとの差を小さくすることにより、硬化膜40の第1面にしわが発生するのを抑制し、光散乱を抑制することができる。
【0071】
このような表示装置によれば、発光素子30が実装される硬化膜40の第1面が光学レベルで平坦となるため、光散乱を抑制することができ、従来のACP、ACF、NCFなどを貼り付けた接続では達成できなかった優れた光透過性及び視認性を得ることができる。
【0072】
[接続構造体]
前述の実施の形態では、発光素子30を配列したディスプレイとしての表示装置を例に挙げたが、本技術は、第1の電子部品と第2の電子部品とを接続した接続構造体にも適用することができる。すなわち、接続構造体は、第1の電子部品と、第2の電子部品と、第1の電子部品と第2の電子部品とを接続させた硬化膜とを備え、硬化膜が、二乗平均平方根高さが3.0×10-1以下である第1面を有し、第1の電子部品が第1面上に実装されてなるものである。
【0073】
第1の電子部品及び第2の電子部品としては、例えば、発光素子、IC(Integrated Circuit)、フレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuits)、LCD(Liquid Crystal Display)パネル、有機EL(OLED)などのフラットパネルディスプレイ(FPD)用途、タッチパネル用途などの透明基板、プリント配線板(PWB)などが挙げられる。プリント配線板の材質は、特に限定されず、例えば、FR-4基材などのガラエポでもよく、熱可塑性樹脂などのプラスチック、セラミックなども用いることができる。また、透明基板は、透明性の高いものであれば特に限定はなく、ガラス基板、プラスチック基板などが挙げられる。また、第2の電子部品には、例えば、シリコーンゴム層が設けられていてもよい。
【0074】
<4.表示装置の製造方法>
本実施の形態に係る表示装置の製造方法は、配線基板の所定位置に、二乗平均平方根高さが所定値以下である第1面を有する接続フィルムを配置する配置工程と、第1面に複数の発光素子を搭載し、複数の発光素子を配線基板に実装させる実装工程とを有するものである。ここで、例えば発光素子の電極が円錐形状の突起を有する場合、接続フィルムとして導電粒子を含有していない接着剤層を用いることできる。また、例えば発光素子の電極が平面の底面を有する場合、接続フィルムとして異方性導電フィルムを用いることできる。
【0075】
図3は、本実施の形態における表示装置の製造方法の一例を説明するための図であり、図3(A)は、配線基板の所定位置に異方性導電フィルムを配置する配置工程を示し、図3(B)は、発光素子を配線基板に実装させる実装工程を示す。ここで、異方性導電フィルム12、配線基板20及び発光素子30は、前述した接続フィルム及び表示装置の説明と同様のため、同一符号を付し、説明を省略する。
【0076】
(配置工程)
図3(A)に示すように、配置工程では、基材フィルム11上に形成された異方性導電フィルム12を、配線基板20の所定位置に配置する。具体的には、図1(C)に示すフィルム積層体において、異方性導電フィルム12からカバーフィルム13を剥がし、異方性導電フィルム12の第2面を配線基板20に接触させて配置し、異方性導電フィルム12から基材フィルム11を剥がし、異方性導電フィルム12の第1面を実装面とする。
【0077】
異方性導電フィルム12は、例えば配線基板20の表示部の全面に配置してもよく、また、例えばRGB1組の1ピクセル単位(1画素単位)など表示部の一部に所定単位の個片で配置してもよい。
【0078】
異方性導電フィルム12の配線基板20への配置方法としては、特に限定されるものではない。例えば異方性導電フィルム12を表示部の全面に配置する場合、ラミネートする方法などが挙げられる。また、例えば異方性導電フィルム12の個片を表示部の一部に配置する場合、LLO装置を用いて個片を基材フィルム11から配線基板20に直接転写、配置する方法、個片を予め密着させた転写材(スタンプ材)を用いて転写材から配線基板20に転写、配置する方法などが挙げられる。
【0079】
(実装工程)
図3(B)に示すように、実装工程では、配線基板20の所定位置に配置された異方性導電フィルム12の第1面に発光素子30を実装させる。実装工程における発光素子の配置方法は、特に限定されるものではない。例えばLLO装置を用いて発光素子を配線基板に配置する方法、発光素子を予め密着させた転写材(スタンプ材)を用いて転写材から配線基板に配置する方法などが挙げられる。
【0080】
発光素子30を配線基板20に接続させる方法としては、公知の異方性導電フィルムにおいて用いられている熱圧着、光圧着、熱光併用圧着などの接続方法を適宜選択して使用することができる。また、導電粒子が半田粒子の場合には、リフローにより接続してもよい。接続条件としては、例えば、温度150℃~260℃、圧力1MPa~60MPa、時間5秒~300秒である。異方性導電フィルムが硬化することにより、硬化膜が形成され、配線基板20上に発光素子30を異方性接続させることができる。
【0081】
[接続構造体の製造方法]
また、前述した実施の形態では、ディスプレイとしての表示装置の製造方法を例に挙げたが、本技術は、これに限られるものではなく、例えば、光源としての発光装置の製造方法にも適用することができる。また、第1の電子部品と第2の電子部品とを接続する接続構造体の製造方法にも適用することができる。すなわち、接続構造体の製造方法は、第1の電子部品の所定位置に、二乗平均平方根高さが所定値以下である第1面を有する接続フィルムを配置する配置工程と、第1面に複数の第2の電子部品を搭載し、複数の第2の電子部品を第1の電子部品に実装させる実装工程とを有する。第1の電子部品及び第2の電子部品としては、前述した接続構造体と同様のものが挙げられる。
【実施例0082】
<5.実施例>
本実施例では、異方性導電フィルムを作製し、Sq(二乗平均平方根高さ)、ヘイズ、及び可視光透過率について評価した。なお、本技術は、これらの実施例に限定されるものではない。
【0083】
[Sq(二乗平均平方根高さ)測定]
基材フィルムのSq、及びサンプルの基材フィルム側の面のSqをZygo社製3次元非接触表面粗度測定計にて測定した。
【0084】
[ヘイズ測定]
サンプルのヘイズを、HAZEMETER(村上色彩技術研究所製、HM-150)を用いて、JIS K7136に準拠した方法で測定した。ヘイズの評価は、サンプルの素ガラス側及び異方性導電フィルム側の両面のヘイズ(%)に応じて下記基準で行った。ヘイズの評価は、B以上であることが好ましい。
A:40%未満
B:40%以上50%未満
C:50%以上
【0085】
[可視光透過率測定]
サンプルの可視光領域(380nm~780nm)の透過率を、紫外可視分光光度計(日本分光(株)製V-560)を用いて測定した。可視光透過率の評価は、サンプルの素ガラス側及び異方性導電フィルム側の両面の可視光透過率(%)に応じて下記基準で行った。可視光透過率の評価は、B以上であることが好ましい。
A:45%以上
B:30%以上45%未満
C:30%未満
[実施例1]
【0086】
(異方性導電フィルムの作製)
ポリビニルアセタール樹脂(製品名:KS-10、積水化学工業(株)製)50wt%、高純度水添エポキシ樹脂(製品名:YX8000、三菱ケミカル(株)製)40wt%、及びカチオン重合開始剤(製品名:SI-60L、三新化学工業(株)製)10wt%を混合し、バインダーを作製した。
【0087】
バインダーを、基材フィルムとして二乗平均平方根高さ(Sq)1.2×10-3、厚み50μmのPET(Poly Ethylene Terephthalate)フィルム(製品名:SP3040ASCR、東洋クロス(株)製)上に塗布、乾燥させ、樹脂フィルムを形成した。次に、粒子密度58000pcs/mmで導電粒子(平均粒径2.2μm、樹脂コア金属被覆微粒子、Niメッキ0.1μm厚、積水化学工業株式会社製)が六方格子状に配列された配列シートを樹脂フィルムに貼り合わせ、導電粒子を樹脂フィルムに押し込んで転写した。次に、カバーフィルムとして厚み25μmのPET(Poly Ethylene Terephthalate)フィルム(製品名:RSP3030FA2S、東洋クロス(株)製)を導電粒子の転写面に貼り合わせ、厚み4μmの導電粒子が整列された異方性導電フィルムを作製した。
【0088】
そして、サイズ30mm×40mm、厚み4μmの異方性導電フィルムについて、カバーフィルムを剥がし、導電粒子の転写面をサイズ40mm×70mm、厚み0.4mmの素ガラスに貼り合わせた後、基材フィルムを剥がし、表面に異方性導電フィルムの第1面を有するサンプルを作製した。貼合条件は、温度50℃、真空引きの時間10秒、加圧時間10秒、加圧力0.1MPaとした。
【0089】
表1に示すように、実施例1のサンプルのSqは6.0×10-2μm、ヘイズの評価はA、可視光透過率の評価はAであった。
【0090】
[実施例2]
基材フィルムとして二乗平均平方根高さ(Sq)1.1×10-1μm、厚み50μmのPETフィルムを用いて異方性導電フィルムを作製し、温度200℃、時間10minの条件で硬化させた以外は、実施例1と同様にサンプルを作製した。
【0091】
表1に示すように、実施例2のサンプルのSqは8.0×10-2μm、ヘイズの評価はA、可視光透過率の評価はAであった。
【0092】
[実施例3]
基材フィルムとして二乗平均平方根高さ(Sq)1.1×10-1μm、厚み50μmのPETフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にサンプルを作製した。
【0093】
表1に示すように、実施例3のサンプルのSqは9.0×10-2μm、ヘイズの評価はA、可視光透過率の評価はBであった。
【0094】
[実施例4]
基材フィルムとして二乗平均平方根高さ(Sq)2.8×10-1μm、厚み50μmのPETフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にサンプルを作製した。
【0095】
表1に示すように、実施例4のサンプルのSqは2.6×10-1μm、ヘイズの評価はB、可視光透過率の評価はBであった。
【0096】
[比較例1]
基材フィルムとして二乗平均平方根高さ(Sq)5.0×10-1μm以上、厚み50μmのPETフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にサンプルを作製した。
【0097】
表1に示すように、比較例1のサンプルのSqは5.0×10-1μm以上、ヘイズの評価はC、可視光透過率の評価はCであった。
【0098】
[比較例2]
基材フィルムとして二乗平均平方根高さ(Sq)7.0×10-1μm以上、厚み50μmのPETフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にサンプルを作製した。
【0099】
表1に示すように、比較例2のサンプルのSqは7.0×10-1μm以上、ヘイズの評価はC、可視光透過率の評価はCであった。
【0100】
【表1】
【0101】
表1に示すように、比較例1及び比較例2は、異方性導電フィルムの第1面の二乗平均平方根高さが3.0×10-1μmを超えているため、良好なヘイズ評価及び可視光透過率評価を得ることができなかった。
【0102】
一方、実施例1~4は、異方性導電フィルムの第1面の二乗平均平方根高さが3.0×10-1μm以下であるため、良好なヘイズ評価及び可視光透過率評価を得ることができ、表示装置の光透過性及び視認性を向上させるこが可能であることが分かった。また、実施例1~3は、異方性導電フィルムの第1面の二乗平均平方根高さが1.0×10-1μm以下であるため、ヘイズを40%未満とすることができた。また、実施例2と実施例3とを比較した結果、異方性導電フィルムの硬化によって可視光透過率が向上することが分かった。
【符号の説明】
【0103】
11 基材フィルム、11a 第1面、12 接続フィルム、12a 第1面、13 カバーフィルム、20 配線基板、30 発光素子、40 硬化膜、40a 第1面
図1
図2
図3