JP2006163110A - 回路基板、電気光学装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板間を均一なギャップで離間させるとともに、基板の貼り合わせ強度を向上させることが可能な回路基板等を提供する。
【解決手段】 ＯＬＥＤ基板１００と配線基板１２０とを導電性接着剤１４０及び絶縁性接着剤１４２によって固着する。絶縁性接着剤１４２には、所定の粒径Ｒを有するスペーサが含有されている。導電性接着剤１４０は、両基板を固着すると共にＯＬＥＤ基板１００側の有機ＥＬ素子と配線基板１２０側の配線１２４とを電気的に接続する。一方、絶縁性接着剤１４３は、両基板を固着すると共に含有された球状のスペーサ１４１によって両基板間に均一なギャップを確保する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二の基板を貼り合せた回路基板、電気光学装置、電子機器に関する。

フラットパネルディスプレイの一つに、発光素子に有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）を用いた有機ＥＬ表示装置がある。この有機ＥＬ表示装置は、自発光型であるため、視野角が広いという特徴を有している。また、有機ＥＬ表示装置は、必要な画素のみを発光させるため、バックライト型の表示装置である液晶表示装置と比較すると消費電力が少ないという利点がある。

このような特徴を有する有機ＥＬ表示装置は、発光を担う有機ＥＬ素子とこれを駆動する駆動回路などがガラス基板上に形成される構造を有するのが一般的であるが、近年、有機ＥＬ素子を実装した基板（以下、ＯＬＥＤ基板）と、駆動回路や配線等を実装した基板（以下、配線基板）とが導電性接着剤や絶縁性接着剤によって貼り合わされた構造を有するものが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
かかる構造によれば、比較的低温プロセスで済む有機ＥＬ素子の形成と、比較的高温プロセスを要する駆動回路や配線等の形成とを別個独立に行うことができるため、製造プロセスの簡略化、低コスト化が可能となる。

特開平１１−３０４８号公報

しかしながら、導電性接着剤のみによって２枚の基板を貼り合わせる場合、接続個所は電気的なコンタクト部のみとなるため接続強度が不足し、有機ＥＬ素子と駆動回路との間に導通不良が生じやすいといった問題があった。さらに、導電性接着剤や絶縁性接着剤を用いて両基板を貼り合わせただけでは基板間のギャップを均一に形成することが難しく、それにより導通不良個所が生じやすいという問題がある。

本発明は以上説明した事情を鑑みてなされたものであり、基板間を均一なギャップで離間させるとともに、基板の貼り合わせ強度を向上させることが可能な回路基板、電気光学装置、電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る回路基板は、二の基板を貼り合わせた回路基板であって、画素を構成する電気光学素子が形成された第１の基板と、前記電気光学素子を駆動する駆動回路が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とを固着するとともに、前記電気光学素子と前記駆動回路とを電気的に接続する導電性接着剤と、前記第１の基板と前記第２の基板とを固着する絶縁性接着剤とを備え、前記導電性接着剤または前記絶縁性接着剤の少なくともいずれか１つの接着剤に、スペーサが含有されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、スペーサ入りの接着剤を用いて両基板を接着しているため、基板間のギャップを制御するとともに貼り合わせ強度を向上させることが可能となる。具体的には、基板間のギャップに応じた粒径を有するスペーサを接着剤に含有させ、両基板から圧力をかけて接着剤の厚さをスペーサの径まで潰すことで、所望のギャップを得ることが可能となる。

また、上記構成にあっては、前記絶縁性接着剤及び前記導電性接着剤は、離散的に配置されていていても良い。このように、各接着剤が基板全面ではなく離散的に配置されている場合であっても、接着剤に含有されているスペーサにより所望のギャップを得ることが可能となる。

ここで、前記導電性接着剤と前記絶縁性接着剤と両基板の間に生じた空間内に乾燥剤が配置されている態様が好ましい。かかる乾燥剤を配置することで、上記空間内の環境（水分など）を良好に保持することが可能となる。

また、前記各接着剤は、無溶剤タイプの接着剤であることが好ましく、前記各接着剤は、１００℃以下の温度で硬化する熱硬化タイプの接着剤である態様が好ましい。かかる態様によれば、耐熱性の低い基板に対しても適用することができる。

また、前記電気光学素子は、有機ＥＬ素子であり、当該有機ＥＬ素子からの発光が前記第１の基板を介して外部へ放出される態様が好ましい。

また、上述した回路基板を電気光学装置に適用しても良い。ここで、電気光学装置とは、例えば液晶素子、電気泳動粒子が分散した分散媒体を有する電気泳動素子、ＥＬ素子等を備えた装置であって、薄膜トランジスタなどを駆動回路に適用した装置をいう。

さらに、このような電気光学装置を電子機器に適用しても良い。ここで、電子機器とは、本発明に係る電気光学装置を備えた一定の機能を奏する機器一般をいい、例えば電気光学装置やメモリを備えて構成される。その構成に特に限定は無いが、例えばＩＣカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示板、宣伝広告用ディスプレイ等が含まれる。

以下、本発明にかかる一実施形態の電気光学装置について、トップエミッション構造を有する有機ＥＬ表示装置（電気光学装置）を例に説明する。

図１は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置２００の構成を示す図(断面図)である。図１に示す有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子を含むＯＬＥＤ基板１００と有機ＥＬ素子を駆動する駆動回路や配線等を含む配線基板１２０とを対向配置した構成を有する。

ＯＬＥＤ基板（第１の基板）１００は、ガラス基板或いはフレキシブル基板等の透明基材１０１と、ＩＴＯ等からなり透明基材１０１上に形成される透明電極（アノード）１０２と、透明電極１０２の表面にポリイミド等の絶縁物を用いて形成された開口部を有する隔壁１０３と、透明電極１０２の表面であって隔壁１０３の開口部内に形成された有機層１０４と、有機層１０４の表面に形成されたアルミニウム等からなる電極（カソード）１０５とを含んで構成されている。

有機層１０４は、例えば正孔輸送層、発光層、電子輸送層（いずれも図示略）が順次積層された構造を有しており、正孔輸送層はポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸の混合体（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などにより形成され、発光層はポリジアルキルフルオレン誘導体などにより形成され、電子輸送層はカルシウム、リチウム、これらの酸化物、フッ化物などにより形成される。

有機ＥＬ素子（電気光学素子）はアノード１０２、有機層１０４及びカソード１０５を含んで構成され、アノード１０２及びカソード１０５を介して有機層１０４に電流を供給することによって有機層１０５の発光層が発光し、当該発光がアノード１０２及び透明基材１０１を介して外部に放出される。

配線基板（第２の基板）１２０は、ガラス基板或いはフレキシブル基板等からなる基材１２１と、当該基材１２１上に形成された絶縁層１２２と、絶縁層１２２上の所定位置に実装された回路チップ１２３と、絶縁層１２２の内部に形成されるとともに一部が表面に露出する配線１２４と、を含んで構成されている。回路チップ（駆動回路）１２３は、ＯＬＥＤ基板１００に実装された有機ＥＬ素子の駆動に用いられる薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)やその他の回路素子を含んでいる。

ＯＬＥＤ基板１００と配線基板１２０との間は、導電性接着剤１４０及び絶縁性接着剤１４２によって固着されている。絶縁性接着剤１４２には球状のスペーサ１４１が含有されており、ＯＬＥＤ基板１００と配線基板１２０とは絶縁性接着剤１４２に含有される略球状のスペーサ１４１により均一なギャップが保持されている。

導電性接着剤１４０は、例えばエポキシ系又はフェノール系熱硬化接着剤中にカーボン粒子、銀粒子、銅粒子などの導電性粒子を分散含有したものであり、有機ＥＬ素子の形成範囲１５０の内側に配置されている。なお、本実施形態では有機ＥＬが溶剤に弱いこと及び耐熱性が低いことを考慮し、無溶剤タイプの接着剤であって、例えば１００℃以下で硬化する熱硬化タイプの接着剤を用いている。ここで、接着剤の粘度が低すぎる場合（例えば、Ｅ型粘度計１０ｒｐｍ時の粘度で２００Ｐａ・ｓ以下の場合など）には、スクリーン印刷などによって塗布した接着剤が拡がってしまうといった問題を生じ、一方、接着剤の粘度が高すぎる場合（例えば５００Ｐａ・ｓ以上）には、接着剤が固すぎるために所望の位置に塗布できないといった問題を生ずる。よって、接着剤の粘度は２００〜５００Ｐａ・ｓ程度が好ましい。また、接着剤のチクソトロピー指数は３程度であるのが望ましい。以上説明した接着剤の特性は、導電性微粒子を含有していない点を除けば絶縁性接着剤１４２も同様である。

かかる特性を有する導電性接着剤１４０は、カソード１０５に接するとともに配線１２４とも接しており、ＯＬＥＤ基板１００側の有機ＥＬ素子と配線基板１２０側の配線１２４とを電気的に接続する機能を兼ねる。この導電性接着剤１４０は、例えば配線基板１２０及びＯＬＥＤ基板１００の両基板若しくはいずれかの基板の所定位置に塗布される。なお、以下の説明では便宜上、配線基板１２０の所定位置に塗布される場合を想定する（後述）。

絶縁性接着剤１４２は、導電性接着剤１４０とほぼ同様の特性（導電性微粒子を含有する点を除く）を有する接着剤であり、有機ＥＬ表示素子の形成範囲１５０の外側に設けられている。この絶縁性接着剤１４３は、ＯＬＥＤ基板１００と配線基板１２０とを固着するとともに、含有された球状のスペーサ１４１によってＯＬＥＤ基板１００と配線基板１２０との間に均一なギャップを確保する。この絶縁性接着剤１４２に入れるスペーサ１４１の粒径（例えば１０μｍ）は、所望するギャップの大きさに応じて適宜決定すれば良く、また、スペーサ１４１の形状は球形に限らず、種々の形状を採用することができる。なお、導電性接着剤１４０と絶縁性接着剤１４２と両基板の間に生じた空間１５１の所望位置に空間内の環境を良好に保持するための乾燥剤（後述）を配置しても良い。

図２は、ＯＬＥＤ基板１００と配線基板１２０との貼り合わせ工程を説明するための図である。まず、配線基板１２０の上に導電性接着剤１４０をスクリーン印刷法を用いて配置する。配線基板１２０に配置した導電性接着剤１４０の厚みＤは、ＯＬＥＤ基板１００の上に配置されるスペーサ１４１の粒径Ｒよりも厚くなるように設定される。次に、水蒸気濃度、酸素濃度が１０ｐｐｍ以下に調整された窒素雰囲気の条件のもと、ディスペンサを用いて配線基板１２０の所定箇所に液状（又は固体状）の乾燥剤１４３を配置する（図２のＡ参照）。なお、ＯＬＥＤ基板１００と配線基板１２０との貼り合わせが終了するまでの各処理は、全て窒素雰囲気下で行われる。

さらに、ＯＬＥＤ基板１００の上に粒径Ｒのスペーサ１４１が含有された絶縁性接着剤１４２をスクリーン印刷法を用いて配置する（図２のＡ参照）。そして、ＯＬＥＤ基板１００及び配線基板１２０の両基板をアライメントして貼り合わせ、接着剤１４０、１４２の厚みがスペーサ１４１の粒径Ｒと一致するまで加圧する（図２のＢ参照）。その後、貼り合せた両基板を１００℃以下の温度で加熱することにより、接着剤１４０、１４２及び乾燥剤１４３を硬化させる。そして、両基板の外周部にＵＶ硬化樹脂等の封止剤１６０を塗布し、紫外線を照射することにより封止剤１６０を硬化させる（図２のＣ参照）。なお、封止剤１６０はＵＶ硬化樹脂タイプのもののほか、熱硬化タイプのものを用いても良い。熱硬化タイプの封止剤１６０を用いた場合には、両基板を貼り合わせる前にディスペンサ等を用いて描画しても良い。

以上説明したように、本実施形態によれば、スペーサ入りの接着剤を用いて両基板を接着することで、基板間のギャップを制御するとともに貼り合わせ強度を向上させることが可能となる。また、基板間のギャップを精密に制御することで確実に全画素で電気的導通をとることが可能となる。さらに、基板上に絶縁性接着剤を離散的に配置することで乾燥剤を別途配置することができる。また、上記の如くトップエミッション構造の有機ＥＬ表示装置に適用することで、有機ＥＬ素子の形成範囲内に導電性接着剤を設けても、画素領域の有効発光面積（開口率）が減少しないといったメリットがある。

なお、上述した実施例では、配線基板１２０について特に言及しなかったが、アクティブマトリクス、パッシブマトリクスのいずれにも適用可能である。また、接着剤１４０、１４２や乾燥剤１４３についてはＯＬＥＤ基板１００、配線基板１２０のいずれに設けても良い。また、有機ＥＬ素子を形成する空間１５１の環境が良好に保たれるのであれば、乾燥剤１４３を配置しなくても良い。また、絶縁性接着剤１４２については、配線基板１２０の所望の位置に離散的に配置しても良いが、全面に配置しても良い。また、スペーサ１４１については絶縁性接着剤１４２に分散含有させる代わりに（或いはこれに加えて）、導電性接着剤１４０に分散含有させても良い。さらに、上述した実施例では、導電性接着剤１４０を有機ＥＬ素子の形成範囲１５０の内側に配置する一方、絶縁性接着剤１４２を有機ＥＬ素子の形成範囲１５０の外側に配置したが、これに限定する趣旨ではない。具体的には、導電性接着剤を有機ＥＬ素子の形成範囲１５０の外側に配置する一方、絶縁性接着剤１４２を有機ＥＬ素子の形成範囲１５０の内側に配置しても良く、各接着剤をどの位置に配置するかは各基板の設計等に応じて適宜設定・変更可能である。

Ｂ．第２実施形態
次に、上述した実施形態の有機ＥＬ表示装置を適用可能な電子機器について例示する。なお以下の説明では、代表として有機ＥＬ表示装置２００を採り上げるが、他の有機ＥＬ表示装置２００ａ〜２００ｅについても同様にして適用可能である。

図３及び図４は、上述した有機ＥＬ表示装置を適用可能な電子機器の例を示す図である。図３（Ａ）は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話２３０はアンテナ部２３１、音声出力部２３２、音声入力部２３３、操作部２３４、および本発明の有機ＥＬ表示装置２００を備えている。このように本発明に係る有機ＥＬ表示装置は表示部として利用可能である。図３（Ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ２４０は受像部２４１、操作部２４２、音声入力部２４３、および本発明の有機ＥＬ表示装置２００を備えている。

図３（Ｃ）は携帯型パーソナルコンピュータ（いわゆるＰＤＡ）への適用例であり、当該コンピュータ２５０はカメラ部２５１、操作部２５２、および本発明に係る有機ＥＬ表示装置２００を備えている。図３（Ｄ）はヘッドマウントディスプレイへの適用例であり、当該ヘッドマウントディスプレイ２６０はバンド２６１、光学系収納部２６２および本発明に係る有機ＥＬ表示装置２００を備えている。

図４（Ａ）はテレビジョンへの適用例であり、当該テレビジョン３００は本発明に係る有機ＥＬ表示装置２００を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置に対しても同様に本発明に係る有機ＥＬ表示装置を適用し得る。図４（Ｂ）はロールアップ式テレビジョンへの適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン３１０は本発明に係る有機ＥＬ表示装置２００を備えている。

また、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、上述した例に限らず表示機能を有する各種の電子機器に適用可能である。例えばこれらの他に、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で種々に変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、二の基板を貼り合わせた構造を有する電気光学装置の例として有機ＥＬ表示装置を採り上げて説明していたが、これ以外にも種々の電気光学装置（表示装置）に適用することが可能であり、さらには、二の基板を貼り合わせた全ての構造体に適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す図である。 同実施形態に係る基板の貼り合わせ工程を示す図である。 第２実施形態に係る電気光学装置の構成を例示した図である。 同実施形態に係る電子機器の構成を例示した図である。

符号の説明

１００…ＯＬＥＤ基板、 １０１…透明基材、 １０２…透明電極、 １０３…隔壁、 １０４…有機層、 １０５…カソード、 １２…配線基板、 １２１…基材、 １２２…絶縁層、 １２３…回路チップ、 １２４…配線、 １４０…導電性接着剤、 １４１…スペーサ、 １４２…絶縁性接着剤、 １４３…乾燥剤、 １５０…有機ＥＬ表示素子の形成範囲、 １５１…空間。

Claims (9)

1. 二の基板を貼り合わせた回路基板であって、
   画素を構成する電気光学素子が形成された第１の基板と、
   前記電気光学素子を駆動する駆動回路が形成された第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板とを固着するとともに、前記電気光学素子と前記駆動回路とを電気的に接続する導電性接着剤と、
   前記第１の基板と前記第２の基板とを固着する絶縁性接着剤とを備え、
   前記導電性接着剤または前記絶縁性接着剤の少なくともいずれか１つの接着剤に、スペーサが含有されていることを特徴とする回路基板。
2. 前記スペーサは、基板間のギャップに応じた粒径を有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
3. 前記絶縁性接着剤及び前記導電性接着剤は、離散的に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
4. 前記導電性接着剤と前記絶縁性接着剤と両基板の間に生じた空間内に乾燥剤が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の回路基板。
5. 前記各接着剤は、無溶剤タイプの接着剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の回路基板。
6. 前記各接着剤は、１００℃以下の温度で硬化する熱硬化タイプの接着剤であることを特徴とする請求項５に記載の回路基板。
7. 前記電気光学素子は、有機ＥＬ素子であり、当該有機ＥＬ素子からの発光が前記第１の基板を介して外部へ放出されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１の請求項に記載の回路基板。
8. 請求項１〜７のいずれか１の請求項に記載の回路基板を備えることを特徴とする電気光学装置。
9. 請求項８に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。

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