JP2007052058A - 表示パネル及びそれを備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示ムラ（色ムラ等）の目立たない、高品位な画像表示が可能な液晶表示パネルを提供する。
【解決手段】表示パネル１は、表示領域ＤＲと、表示領域ＤＲの周縁に沿って設けられた非表示領域ＮＤＲとを有する。非表示領域ＮＤＲは複数の駆動用ＩＣチップ１３が表示領域ＤＲの側辺に沿って異方性導電性接着剤により実装された実装領域ＩＲを含む。表示領域ＤＲのうちの実装領域ＩＲが沿うように設けられた側辺近傍領域に光散乱層５１が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は表示パネル及びそれを備えた表示装置に関する。

近年、平面型表示パネルとして、液晶表示パネルが広く用いられている。液晶表示パネルは、一対の基板と、その一対の基板の間に設けられた液晶層と、片側の基板に実装された複数の駆動用集積回路チップ（以下、「駆動用ＩＣチップ」とする）とを備えている。

駆動用ＩＣチップの実装方式としては、従来、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）方式が一般的である。しかしながら、ＴＣＰ方式では低コスト化、薄型化が困難であると共に、高い信頼性を実現することも困難である。このため、近年、ＴＣＰ方式よりも低コスト化、薄型化が可能で、高い信頼性を実現しやすいＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式が注目されている。その中でも、駆動用ＩＣチップに形成されたバンプ電極と、液晶表示パネルに形成されたパッド（ボンディングパッド）とをフェイスダウンボンディング接続する接続方式が特に注目を浴びている。具体的には、駆動用ＩＣチップのバンプ電極を半田にて形成し、これを溶融して液晶表示パネルに形成されたパッドと接続する方式や、駆動用ＩＣチップのバンプ電極をＡｕ等の金属により形成し、導電性ペーストまたは異方性導電接着剤を用いてバンプ電極とパッドとを接続する方式等が知られている。

異方性導電接着剤とは、絶縁性接着剤中に複数の導電性粒子が分散混入されてなるものである。異方性導電接着剤中に分散混入された複数の導電性粒子が、バンプ電極とパッドとの間に挟み込まれることで、駆動用ＩＣチップのバンプ電極と液晶表示パネルのパッドとの間の導通を図ることができる。従って、異方性導電接着剤を用いた接続方式は、接続ピッチが駆動用ＩＣチップにおけるバンプ電極の大きさのみに依存し、また、隣り合うバンプ電極間に絶縁性接着剤が充填されるため、バンプ電極間に充分な絶縁性を容易に確保できるなどの種々の利点を有している。このため、ＣＯＧ方式の中でも特に異方性導電性接着剤を用いた接続方式が近年主流となってきている。

例えば、異方性導電性接着剤を用いて液晶表示パネルに駆動用ＩＣチップを実装する場合、圧着ステージと圧着ツールとにより基板（例えば、ガラス基板）と駆動用ＩＣチップとが熱圧着される。異方性導電性接着剤として異方性導電膜（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を用いる場合、まず、基板が圧着ステージの上に配置される。配置された基板にＡＣＦが配置され、加熱された圧着ツールがＡＣＦに押し当てられることにより基板とＡＣＦとを圧着する。次いで、基板と駆動用ＩＣチップとの位置合わせが行われ、その後、駆動用ＩＣチップを加熱された圧着ツールにより押圧することにより駆動用ＩＣチップが基板上に実装される。

一般的に、基板と駆動用ＩＣチップとの熱膨張係数は大きく異なる。このため、駆動用ＩＣチップを熱圧着により実装した場合、基板に反りが発生するという問題がある。基板に反りが発生した場合、液晶層の層厚（セルギャップ）にムラが発生し、表示ムラ（色ムラ等）が発生するおそれがある。

このような問題に鑑み、駆動用ＩＣチップ実装時における基板の反りを抑制する技術が種々提案されている（例えば特許文献１〜３）。
特開２０００−２１４４８０号公報 特開２０００−１５０５８０号公報 特開２０００−１５０５８４号公報

特許文献１〜３に記載された技術を適用することによって、駆動用ＩＣチップ実装時における基板の反りをある程度抑制することができるものの、特に駆動用ＩＣチップ周辺における表示ムラを十分に目立たなくすることができる程度に基板の反りを十分に抑制することは困難であるという問題がある。

本発明は、係る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、表示ムラ（色ムラ等）の目立たない、高品位な画像表示が可能な液晶表示パネルを提供することにある。

本発明に係る表示パネルは、表示領域と、表示領域の周縁に沿って設けられた非表示領域とを有する。非表示領域は複数の駆動用集積回路が表示領域の側辺に沿って異方性導電性接着剤により実装された実装領域を含む。表示領域のうちの実装領域が沿うように設けられた側辺近傍領域に光散乱層が設けられている。

本発明に係る表示パネルは、表示領域と非表示領域との双方に亘って設けられ、実装領域において複数の駆動用集積回路が実装された第１の基板と、第１の基板の上の表示領域に設けられた表示媒体層と、表示媒体層の上に、表示媒体層を覆う一方、実装領域を露出させるように設けられた第２の基板とを有するものであってもよい。

尚、本明細書において「表示媒体層」とは、互いに対向する電極間の電位差により光透過率が変調される層、または互いに対向する電極間を流れる電流により自発光する層をいう。表示媒体層の具体例としては、例えば、液晶層、無機または有機エレクトロルミネッセント層、発光ガス層、電気泳動層、エレクトロクロミック層等が挙げられる。

また、第１の基板と第２の基板とに積層され、光散乱層を有する第３の基板をさらに有していてもよい。光散乱層は第３の基板の、凹凸が形成された表層でもって構成されていてもよい。凹凸が形成された表層のＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４で定義される算術平均荒さ（以下、Ｒａとすることがある。）が０．１５以上０．３５以下であることが好ましい。

本発明に係る表示パネルにおいて、第３の基板はカラーフィルタ基板であってもよい。

本発明に係る表示パネルは実装領域のうちの相隣る駆動用集積回路の間に位置する領域に対応する表示領域の側辺近傍領域周辺のみに光散乱層が設けられているものであってもよい。

本発明に係る表示パネルは、実装領域が沿うように設けられた側辺近傍領域全体に光散乱層が設けられているものであってもよい。

本発明に係る表示パネルにおいて、表示媒体層は液晶層であってもよい。

本発明によれば、表示領域の実装領域が沿うように設けられた側辺近傍領域における表示ムラを目立たなくすることが可能となる。このため、高品位な画像表示が可能な表示パネルを提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）図１は本実施形態１に係る液晶表示パネル１の要部の構成を模式的に表す平面図である。

図２は図１中の切り出し線ＩＩ−ＩＩで切り出された部分の断面図である。

図３は図１中の切り出し線ＩＩＩ−ＩＩＩで切り出された部分の断面図である。尚、図２及び図３は反りの状態を説明する便宜上、液晶表示パネル１の反りを強調して描画したものであり、実際は図２、３に示すよりも反り量は少なくなる。

液晶表示パネル１は、矩形状の第１の基板１０と第１の基板１０と対向するように設けられた矩形状の第２の基板４０と、第１の基板１０と第２の基板４０との間に設けられた、表示媒体層としての液晶層２０とを有する。液晶層２０は液晶層２０の周囲に廻らされており、第１の基板１０と第２の基板４０とを接着するシール３０によって封止されている。

図３に示すように、第１の基板１０は、第１の基板本体１１と第１の基板本体１１の液晶層２０側に設けられた第１の電極層１４と、第１の電極層１４の上に、液晶層２０に接触するように設けられた第１のラビング層１５と、第１の電極層１４が設けられた側とは反対側に設けられた偏光板１２とを有する。第１の基板本体１１には複数のＴＦＴ（図示せず）が設けられており、そのＴＦＴによって第１の電極層１４にマトリクス状に配設された複数の画素電極（図示せず）への電圧印加が制御される。

一方、第２の基板４０は第２の基板本体４３と、第２の基板本体４３の液晶層２０側に設けられた第２の電極層４２と、第２の電極層４２の上に、液晶層２０に接触するように設けられた設けられた第２のラビング層４１とを有する。第２の基板４０の液晶層２０とは反対側には第３の基板としてのカラーフィルタ基板５０と偏光板６０とがこの順番で積層されている。

図１に示すように、第１の基板１０が設けられた領域のうち液晶層２０が設けられた領域（正確には液晶層２０の周縁領域を除く中央領域）が表示領域ＤＲを構成している。その表示領域ＤＲの周辺に沿って設けられた領域が非表示領域ＮＤＲを構成している。

第１の基板１０は表示領域ＤＲと非常時領域ＮＤＲの双方に亘って設けられている。第２の基板４０は第１の基板１０よりも小さい。非表示領域ＮＤＲには、第２の基板４０の辺に沿うように、駆動用ＩＣチップ１３が実装される実装領域ＩＲが設けられている。実装領域ＩＲには、各信号線（データ信号線、走査信号線等）に接続された複数の電極パッド（図示せず）と、駆動用ＩＣチップ１３に信号及び電源を入力するための複数の入力配線（図示せず）と、これらの入力配線の信号出力端に電気的に接続された複数のボンディング用電極パッド（図示せず）と、入力配線の信号入力端に電気的に接続された複数のＦＰＣ入力端子（図示せず）とがそれぞれ形成されている。また、実装領域ＩＲの外側、第１の基板１０の一辺には、データ信号線（図示せず）、走査信号線（図示せず）に入力する信号、電源等を外部回路から駆動用ＩＣチップ１３に供給するためのフレキシブル配線基板（以下、「ＦＰＣ基板」と略称する）７０が設けられている。ＦＰＣ基板７０は上述のＦＰＣ入力端子（図示せず）に電気的に接続されている。

実装領域ＩＲには、複数の駆動用ＩＣチップ１３が第１の基板１０の２辺のそれぞれに沿って列をなすように（一列に）実装されている。詳細には、複数の駆動用ＩＣチップ１３はベアチップ実装されている。具体的には、駆動用ＩＣチップ１３には突起状のボンディング用バンプ電極端子（図示せず）が設けられており、そのバンプ電極端子が上述したボンディング用電極パッド（図示せず）にフェイスダウンボンディング接続されている。

駆動用ＩＣチップ１３の実装工程に関してさらに詳細に説明する。

図４は駆動用ＩＣチップ１３を実装する工程を表す断面図である。

まず、第１の基板本体１１のうち、駆動用ＩＣチップ１３を実装する部分に異方性導電性接着剤１６を塗布する。駆動用ＩＣチップ１３を第１の基板本体１１に対して位置合わせして配置する。その後、図４に示すように、第１の基板本体１１側に圧着ステージ７０をあて、駆動用ＩＣチップ１３側から加熱された圧着ツール７１により駆動用ＩＣチップ１３を押圧することにより駆動用ＩＣチップ１３を第１の基板本体１１上に実装することができる。

一般的に、ガラス等により形成された第１の基板本体１１と駆動用ＩＣチップ１３とは熱膨張係数が大きく異なる。また、加熱された圧着ツール７１は駆動用ＩＣチップ１３に押圧されるため、押圧工程において駆動用ＩＣチップ１３は第１の基板本体１１よりも高温になる。このため、駆動用ＩＣチップ１３を第１の基板本体１１に熱圧着した後に両基板１１、１３を冷却する工程において、第１の基板本体１１と駆動用ＩＣチップ１３との間に収縮量の差が生じる。一般的に、駆動用ＩＣチップ１３の収縮量の方が第１の基板本体１１の収縮量よりも大きくなる傾向がある。このため、図２に示すように第１の基板本体１１及び実装された駆動用ＩＣチップ１３に反りが発生する。

従って、駆動用ＩＣチップ１３が実装された実装領域ＩＲを中心として、実装領域ＩＲ及び実装領域ＩＲの周辺領域に亘って、第１の基板１０に反りが発生してしまう。一般的に、表示パネルをコンパクト化する観点から、駆動用ＩＣチップ１３は表示領域ＤＲに近い領域に実装されるため、反りの影響は表示領域ＤＲにも及ぶ（図３参照）。具体的に、表示領域ＤＲのうち、複数の駆動用ＩＣチップ１３が沿うように実装された側辺の近傍領域にも反りの影響が及ぶ。

一方、第１の基板１０と対向する第２の基板４０に関しては、第１の基板１０と第２の基板４０との間に液晶層２０が介在するため、反りは発生しない。このため、第１の基板１０に反りが発生している領域では、図３に示すように液晶層２０のセルギャップムラが発生する。このため、セルギャップムラが発生した側辺近傍領域において表示ムラが発生することとなる。

反り（セルギャップムラ）を抑制する方法として、従来、湾曲した圧着ツールや圧着ステージを用いる技術も提案されているが、そのような従来の方法では表示ムラが十分に解消される程度に反りを抑制することは困難である。特に、薄型化・大型化された液晶表示パネル、高輝度（例えば、発光輝度が３００ｃｄ／ｍ²以上、特に４００ｃｄ／ｍ²以上）な液晶表示パネル、多くの駆動用ＩＣチップが狭い間隔で実装された高精細の液晶表示パネル、駆動用ＩＣチップと表示領域との距離が短い狭額縁の液晶表示パネルでは特に反りが大きくなる傾向にある。

しかしながら、本実施形態１では第３の基板としてのカラーフィルタ基板５０の表層に光散乱層５１が形成されている。詳細には、反りに起因してセルギャップムラが発生している、表示領域ＤＲのうちの実装領域ＩＲが沿うように設けられた側辺近傍領域を覆うように光散乱層５１が設けられている。本実施形態１では、具体的に、カラーフィルタ基板５０の実装領域ＩＲに対面する辺に沿って帯状に設けられている。

このため、光散乱層５１が設けられた領域では、液晶層２０を経由した光は光散乱層５１によって散乱された後に液晶表示パネル１から出射する。このため、光散乱層５１が設けられた領域、すなわち、セルギャップムラが発生している上記側辺近傍領域において、表示ムラが視認されることを抑制することができる（表示ムラを目立たなくすることができる）。従って、表示ムラの目立たない、高品位な画像表示が可能な液晶表示パネル１を実現することができる。

尚、光散乱層５１を設ける領域は、液晶表示パネル１の形状寸法等によって適宜決定することができる。例えば、駆動用ＩＣチップ１３が実装される第１の基板１０の層厚が薄い場合は、第１の基板１０の反り量が比較的大きくなるため、光散乱層５１を比較的広域に設けることが好ましい。光散乱層５１を設ける領域は例えば以下の手順で決定することができる。まず、光散乱層５１を有さない液晶表示パネルを作成し、表示ムラの観察検査を行う。その結果、表示ムラが観察された領域を光散乱層５１を設ける領域とすることができる。尚、表示ムラの観察検査は例えば５％ＮＤフィルタを通して目視検査することにより行うことができる。

例えば、第１の基板１０の層厚が０．７ｍｍである６．５型の液晶表示パネル１の場合、光散乱層５１は表示領域ＤＲのうちの実装領域ＩＲが沿うように設けられた一辺に亘って、幅（Ｗ）１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲に設けることができる。

本実施形態１のように、光散乱層５１をカラーフィルタ基板５０の表層に設けられた凹凸面により構成する場合、光散乱層５１のＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４で定義される算術平均荒さが０．１５以上０．３５以下であることが好ましい。Ｒａを０．１５以上０．３５以下とすることによって、特に好適な光散乱効果が得られるため、表示ムラが視認されることを特に効果的に抑制することができる。光散乱層５１のＲａが０．１５未満である場合は、得られる光散乱効果が小さくなる傾向にあり、Ｒａが小さくなると共に表示ムラが目立つようになる傾向がある。一方、Ｒａが０．３５より大きい場合は、得られる光散乱効果が大きくなる傾向にあり、表示される画像が鈍化してしまう傾向にある。

光散乱層５１の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ケミカルエッチング法やプラズマアッシング法等の化学的な形成方法や、サンドブラスト法等の機械的な形成方法が挙げられる。具体的に、ケミカルエッチングとしては、エッチャント（エッチング液）を用いるウエットエッッチング法や、プラズマエッチング法が挙げられる。

（実施形態２）図５は本実施形態２に係る液晶表示パネル２の平面図である。

本実施形態１に係る液晶表示パネル２は、光散乱層５１の形状を除いては、実施形態１に係る液晶表示パネル１と同様の形態を有する。ここでは、本実施形態２における光散乱層５１の形状について詳細に説明する。尚、実質的に同じ機能を有する構成要素を実施形態１と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。

上記実施形態１に係る液晶表示パネル１では、光散乱層５１は実装領域ＩＲが沿うように設けられた側辺近傍領域全体に光散乱層５１が設けられている。それに対して、本実施形態２に係る液晶表示パネル２では、実装領域ＩＲが沿うように設けられた側辺近傍領域の一部のみに光散乱層５１が設けられている。具体的には、図５に示すように、上記側辺近傍領域のうち、相隣る駆動用ＩＣチップ１３の間に位置する領域に対応する領域（以下、「間隙対面領域」とすることがある。）及びその周辺領域のみに光散乱層５１が設けられている。

一般的に、間隙対面領域の方が、上記側辺近傍領域のうち駆動用ＩＣチップ１３に対面する領域（以下、「ＩＣ対面領域」とすることがある。）よりも大きな反りが発生する傾向にある。このため、ＩＣ対面領域におけるセルギャップムラよりも間隙対面領域におけるセルギャップムラの方が大きくなる傾向にある。すなわち、間隙対面領域の方が表示ムラが発生しやすい。

本実施形態２では、その表示ムラが発生しやすい間隙対面領域とその周辺領域に光散乱層５１が設けられているため、間隙対面領域における表示ムラが視認されることを効果的に抑制することができ、全体として高品位な画像表示が可能な液晶表示パネル２を実現することができる。また、本実施形態２では実施形態１と比較して光散乱層５１が形成されている領域が少ないため、表示画像の鈍化も好適に抑制することができる。

（他の実施形態）上記実施形態１、２ではアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルについて詳細に説明したが、本発明は例えばパッシブマトリクス方式の液晶表示パネル、セグメント方式の液晶表示パネルにも好適に適用される。

上記実施形態１、２では光散乱層がカラーフィルタ基板５０の凹凸表面でもって構成されている例について詳細に説明したが、光散乱層は、カラーフィルタ基板以外の基板、例えば偏光板６０、第１の基板本体１１、第２の基板本体４３等の表層に形成されていてもよい。また、光散乱層は、凹凸が形成された表層でもって構成されてなくてもよい。例えば、カラーフィルタ基板５０の所望の部位に屈折率の異なる微粒子を分散混入させることにより光散乱層を構成してもよい。また、偏光板６０や第２の基板本体４３等の側辺近傍領域以外の表示領域にアンチリフレクション処理を施し、側辺近傍領域のみにアンチグレイ処理を施すことによって光散乱層を形成してもよい。

上記実施形態１、２では、表示媒体層として液晶層２０を有する液晶表示パネル１を例に挙げたが、本発明において、表示媒体層は液晶層に限定されるものではない。表示媒体層は、無機または有機エレクトロルミネッセント層、発光ガス層、電気泳動層、エレクトロクロミック層等であってもよい。すなわち、上記実施形態１、２では、本発明を液晶表示パネルに適用した例を示したが、本発明は、液晶表示パネル以外にも、例えば有機エレクトロルミネッセント表示パネル、無機エレクトロルミネッセンス表示パネル、プラズマ表示パネル、フィールドエミッション表示パネル等にも好適に適用することができる。

種々のＲａの光散乱層が設けられた上記実施形態１に係る液晶表示パネル１を複数種類作成し、表示ムラを評価した。具体的には、Ｒａがそれぞれ０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０、０．３５及び０．４０のものを作成した。

具体的に、第１の基板１０はガラス板（コーニング製、層厚０．７ｍｍ、寸法１６２ｍｍ×９２ｍｍ）により構成した。駆動用ＩＣチップ１３の寸法は１.６ｍｍ×１６ｍｍとし、第１の基板１０の長辺側には、１０．３ｍｍ間隔で５個実装した。一方、短辺側には、１５．６ｍｍ間隔で２個実装した。実装は、温度１８０℃、圧力７０ＭＰaで１０秒間加圧することにより行った。

液晶表示パネル作製後、ＮＤフィルタ５％を用いて表示ムラの有無を目視観察した。その結果、Ｒａが０．１５以上のものは表示ムラは観察されなかった。一方、Ｒａが０．１５未満のものは表示ムラが観察された。また、Ｒａが大きくなるに従って観察される表示ムラは少なくなった。これらの結果より、Ｒａが０．１５以上であることが好ましいことがわかった。

以上説明したように、本発明に係る表示パネルは、高品位な画像表示が可能であるため、携帯電話、ＰＤＡ、テレビ、電子ブック、モニター、電子ポスター、時計、電子棚札、非常案内等に有用である。

実施形態１に係る液晶表示パネル１の要部の構成を模式的に表す平面図である。 図１中の切り出し線ＩＩ−ＩＩで切り出された部分の断面図である。 図１中の切り出し線ＩＩＩ−ＩＩＩで切り出された部分の断面図である。 駆動用ＩＣチップ１３を実装する工程を表す断面図である。 本実施形態２に係る液晶表示パネル２の平面図である。

符号の説明

１、２ 液晶表示パネル
５ ＮＤフィルタ
１０ 第１の基板
１１ 第１の基板本体
１２ 偏光板
１３ 駆動用ＩＣチップ
１４ 第１の電極層
１５ 第１のラビング層
１６ 異方性導電性接着剤
２０ 液晶層
３０ シール
４０ 第２の基板
４１ 第２のラビング層
４２ 第２の電極層
４３ 第２の基板本体
５０ カラーフィルタ基板
５１ 光散乱層
６０ 偏光板
７０ ＦＰＣ基板
７０ 圧着ステージ
７１ 圧着ツール

Claims (9)

1. 表示領域と、該表示領域の周縁に沿って設けられた非表示領域とを有し、該非表示領域は複数の駆動用集積回路チップが該表示領域の側辺に沿って異方性導電性接着剤により実装された実装領域を含む表示パネルであって、
   上記表示領域のうちの上記実装領域が沿うように設けられた側辺近傍領域に光散乱層が設けられている表示パネル。
2. 請求項１に記載された表示パネルにおいて、
   上記表示領域と上記非表示領域との双方に亘って設けられ、上記実装領域において上記複数の駆動用集積回路チップが実装された第１の基板と、
   上記第１の基板の上の上記表示領域に設けられた表示媒体層と、
   上記表示媒体層の上に、上記表示媒体層を覆う一方、上記実装領域を露出させるように設けられた第２の基板と、
   を有する表示パネル。
3. 請求項２に記載された表示パネルにおいて、
   上記第１の基板と上記第２の基板とに積層され、上記光散乱層を有する第３の基板をさらに有する表示パネル。
4. 請求項３に記載された表示パネルにおいて、
   上記光散乱層は上記第３の基板の、凹凸が形成された表層でもって構成されている表示パネル。
5. 請求項４に記載された表示パネルにおいて、
   上記凹凸が形成された表層のＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４で定義される算術平均荒さが０．１５以上０．３５以下である表示パネル。
6. 請求項３に記載された表示パネルにおいて、
   上記第３の基板はカラーフィルタ基板である表示パネル。
7. 請求項１に記載された表示パネルにおいて、
   上記実装領域のうちの相隣る上記駆動用集積回路チップの間に位置する領域に対応する上記表示領域の側辺近傍領域周辺のみに光散乱層が設けられている表示パネル。
8. 請求項１に記載された表示パネルにおいて、
   上記実装領域が沿うように設けられた側辺近傍領域全体に光散乱層が設けられている表示パネル。
9. 請求項２に記載された表示パネルにおいて、
   上記表示媒体層は液晶層である表示パネル。

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