JP2016091001A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化及び狭額縁化が可能な表示装置を提供する。
【解決手段】貫通部CH11を有する第1絶縁基板10と、第1絶縁基板10の上に形成されたパッド電極PDと、パッド電極PDと電気的に接続された信号配線6と、を備える第1基板ARと、接続配線100を備え、第1絶縁基板10の下方に位置する配線基板1と、貫通部CH11内に設けられ、パッド電極PDと接続配線100とを電気的に接続する導電材料3と、を備える表示装置。
【選択図】図4
【解決手段】貫通部CH11を有する第1絶縁基板10と、第1絶縁基板10の上に形成されたパッド電極PDと、パッド電極PDと電気的に接続された信号配線6と、を備える第1基板ARと、接続配線100を備え、第1絶縁基板10の下方に位置する配線基板1と、貫通部CH11内に設けられ、パッド電極PDと接続配線100とを電気的に接続する導電材料3と、を備える表示装置。
【選択図】図4
Description
本発明の実施形態は、表示装置に関する。
近年、携帯電話やPDA(personal digital assistant)などの携帯情報端末機器では性能面や、デザイン性などの観点から、表示面に占める表示領域の割合がより大きい表示装置の要求が高まっている。例えば、より一層の狭額縁化を実現する表示装置が提案されている。
従来、電極を有する基板の表示領域周辺に駆動部が実装される構造が知られている。このような駆動部を搭載する実装方式を有する表示装置においては、入力信号や電圧を駆動部に入力するための配線基板としてフレキシブル・プリント基板(FPC)が用いられることがある。しかし、歩留まりの向上や狭額縁化を考慮し、FPCを用いずに、アレイ基板の下面側に形成された配線部を、アレイ基板を貫通するコンタクトホールを通して、アレイ基板の上面側に形成された駆動部と電気的に接続する方法が検討されている。
本実施形態の目的は、小型化及び狭額縁化が可能な表示装置を提供することにある。
本実施形態によれば、貫通部を有する第1絶縁基板と、前記第1絶縁基板の上に形成されたパッド電極と、前記パッド電極と電気的に接続された信号配線と、を備える第1基板と、接続配線を備え、前記第1絶縁基板の下方に位置する配線基板と、前記貫通部内に設けられ、前記パッド電極と前記接続配線とを電気的に接続する導電材料と、を備える表示装置が提供される。
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
まず、本実施形態に係る表示装置について詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る表示装置DSPの構成を概略的に示す斜視図である。図1は、第1方向Xと、第1方向Xに垂直な第2方向Yと、第1方向X及び第2方向Yに垂直な第3方向Zによって規定される三次元空間を示している。なお、本実施形態において、表示装置が液晶表示装置である場合について説明する。
図1に示すように、表示装置DSPは、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルPNLと、配線基板1とを備えている。液晶表示パネルPNLは、平板状のアレイ基板ARと、アレイ基板ARに対向配置された平板状の対向基板CTと、アレイ基板ARと対向基板CTとの間に挟持された液晶層(後述する液晶層LQ)と、を備えている。なお、本実施形態において、アレイ基板ARは第1基板に相当し、対向基板CTは第2基板に相当する。本実施形態に係る液晶表示パネルPNLは、反射型の液晶表示パネルである。
本実施形態においては、第3方向Zの正の向き、あるいは、アレイ基板ARから対向基板CTに向かう方向を上又は上方と定義し、第3方向Zの負の向き、あるいは、対向基板CTからアレイ基板ARに向かう方向を下又は下方と定義する。
本実施形態においては、第3方向Zの正の向き、あるいは、アレイ基板ARから対向基板CTに向かう方向を上又は上方と定義し、第3方向Zの負の向き、あるいは、対向基板CTからアレイ基板ARに向かう方向を下又は下方と定義する。
液晶表示パネルPNLは、画像を表示するアクティブエリア(表示領域)ACTと、アクティブエリアACTの外側の額縁領域(非表示領域)PRPと、を備えている。液晶表示パネルPNLは、アクティブエリアACTにおいて、複数の画素PXを備えている。複数の画素PXは、互いに交差する第1方向X及び第2方向Yに並べられ、マトリクス状に設けられている。
一例では、アレイ基板ARの第1方向Xに平行な辺(例えば短辺)の長さは、対向基板CTの第1方向Xに平行な辺の長さと略等しい。また、アレイ基板ARの第2方向Yに平行な辺(例えば長辺)の長さは、対向基板CTの第2方向Yに平行な辺の長さと略等しい。つまり、アレイ基板ARのX−Y平面に平行な面積は、対向基板CTのX−Y平面に平行な面積と略等しい。しかも、アレイ基板ARの各辺は、第3方向Zにおいて、対向基板CTの各辺と重なっている。
配線基板1は、液晶表示パネルPNLの下方に配置されている。一例では、配線基板1の第1方向Xに平行な辺の長さは、アレイ基板AR及び対向基板CTの第1方向Xに平行な辺の長さより短い、もしくは同等である。また、配線基板1の第2方向Yに平行な辺の長さは、アレイ基板AR及び対向基板CTの第2方向Yに平行な辺の長さより短い、もしくは同等である。配線基板1は、液晶表示パネルPNLの一端側に重なって配置され、額縁領域PRP及びアクティブエリアACTに重なっている。なお、配線基板1は、液晶表示パネルPNLと重なる位置よりも外側にはみ出すことはない。液晶表示パネルPNL及び配線基板1は、互いに電気的に接続されている。
図2は、図1に示した表示装置DSPのアレイ基板ARを示す概略平面図である。
アレイ基板ARは、アクティブエリアACTにおいて、第1方向Xに沿って延出し第2方向Yに並んだ複数のゲート配線G、第2方向Yに沿って延出し第1方向Xに並んだ複数のソース配線S、各画素PXにおいてゲート配線G及びソース配線Sと電気的に接続された薄膜トランジスタTrなどを備えている。各画素PXは、例えば、隣り合う2本のゲート配線Gと隣り合う2本のソース配線Sとによって区画されている。薄膜トランジスタTrは、スイッチング素子として機能する。
額縁領域PRPにおけるアレイ基板ARの一端部AREには、アレイ基板ARを貫通する複数のコンタクトホールCH及びパッド電極PDが形成されている。パッド電極PDの各々は、コンタクトホールCHと重なる位置に形成されている。各ソース配線S及びゲート配線Gは、額縁領域PRPに引き出され、それぞれパッド電極PDと電気的に接続されている。配線基板1は、図中に破線で示したように、アレイ基板ARの一端部AREに重なって配置されている。配線基板1は、後述するように、コンタクトホールCHを介して図示されない導電材料を通じて、パッド電極PDと電気的に接続される。
図3は、図1に示した表示装置DSPのアクティブエリアACTにおける断面図である。なお、図3は、一例として、Twisted Nematic(TN)モードを用いた反射型の液晶表示装置を示している。
図3に示すように、アレイ基板ARは、第1絶縁基板10、薄膜トランジスタTr、反射層4、画素電極PE、第1配向膜AL1等を備えている。第1絶縁基板10は、有機絶縁材料を用いて形成され、例えばポリイミドを用いて形成される。第1絶縁基板10は、第1絶縁膜11によって覆われている。
薄膜トランジスタTrは、第1絶縁膜11の上に形成されている。図示した例では、薄膜トランジスタTrはトップゲート型に構成されているが、ボトムゲート型であっても良い。薄膜トランジスタTrは、第1絶縁膜11の上に形成された半導体層SCを備えている。半導体層SCは、第2絶縁膜12によって覆われている。また、第2絶縁膜12は、第1絶縁膜11の上にも配置されている。
薄膜トランジスタTrのゲート電極WGは、第2絶縁膜12の上に形成され、半導体層SCの直上に位置している。ゲート電極WGは、ゲート配線Gに電気的に接続され(あるいは、ゲート配線Gと一体的に形成され)、第3絶縁膜13によって覆われている。また、第3絶縁膜13は、第2絶縁膜12の上にも配置されている。
このような第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、及び、第3絶縁膜13は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機系材料によって形成されている。
薄膜トランジスタTrのソース電極WS及びドレイン電極WDは、第3絶縁膜13の上に形成されている。また、ソース配線Sも同様に第3絶縁膜13の上に形成されている。ソース電極WSは、ソース配線Sに電気的に接続されている(あるいは、ソース配線Sと一体的に形成されている)。ソース電極WS及びドレイン電極WDは、それぞれ第2絶縁膜12及び第3絶縁膜13を貫通するコンタクトホールCH1、CH2を通して半導体層SCにコンタクトしている。薄膜トランジスタTrは、第4絶縁膜14によって覆われている。第4絶縁膜14は、第3絶縁膜13の上にも配置されている。このような第4絶縁膜14は、例えば、透明な樹脂などの有機系材料によって形成されている。
反射層4は、例えば、第4絶縁膜14の上に形成されている。反射層4は、アルミニウムや銀などの反射率が高い金属材料で形成される。なお、反射層4の表面(つまり、対向基板CT側の面)は、光散乱性を付与するための凹凸面であることが望ましい。
画素電極PEは、第4絶縁膜14の上に形成されるが、図示した例では、反射層4に重なっている。なお、反射層4は、画素電極PEと対向する位置に形成されていれば良く、画素電極PEと反射層4との間に他の絶縁膜が介在していても良い。画素電極PEは、第4絶縁膜14を貫通するコンタクトホールCH3を通して薄膜トランジスタTrのドレイン電極WDにコンタクトしている。このような画素電極PEは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などの透明な導電材料によって形成されている。画素電極PEは、第1配向膜AL1によって覆われている。
一方、対向基板CTは、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第2絶縁基板30を用いて形成されている。対向基板CTは、第2絶縁基板30のアレイ基板ARに対向する側に、遮光層BM、カラーフィルタCF、オーバーコート層OC、共通電極CE、第2配向膜AL2などを備えている。
遮光層BMは、第2絶縁基板30のアレイ基板ARに対向する側に形成されている。遮光層BMは、各画素PXを区画するように形成されており、アレイ基板ARに設けられたゲート配線Gやソース配線S、さらには薄膜トランジスタTrなどの配線部やコンタクトホールCH3などに対向するように形成されている。遮光層BMは、遮光性の金属材料や黒色の樹脂材料によって形成されている。
カラーフィルタCFは、第2絶縁基板30のアレイ基板ARに対向する側に形成され、その一部が遮光層BMとも重なっている。カラーフィルタCFは、互いに異なる複数の色、例えば赤色、青色、緑色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。赤色のカラーフィルタは赤色画素に対応して配置され、緑色のカラーフィルタは緑色画素に対応して配置され、青色のカラーフィルタは青色画素に対応して配置されている。なお、カラーフィルタCFは、さらに、白色あるいは透明のカラーフィルタを含んでいても良い。異なる色のカラーフィルタCF間の境界は、遮光層BMと重なる位置にある。
オーバーコート層OCは、カラーフィルタCFを覆っている。オーバーコート層OCは、透明な樹脂材料によって形成されている。
共通電極CEは、オーバーコート層OCのアレイ基板ARと対向する側に形成されている。このような共通電極CEは、例えば、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成されている。共通電極CEは、第2配向膜AL2によって覆われている。
上述したようなアレイ基板ARと対向基板CTにおいて、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2は、互いに対向して配置されている。このとき、アレイ基板ARと対向基板CTの間には、図示しないスペーサにより、所定のセルギャップが形成される。アレイ基板ARと対向基板CTとは、セルギャップが形成された状態でシール材によって貼り合わせられている。液晶層LQは第1配向膜AL1と第2配向膜AL2の間に封入されている。第2絶縁基板30の外面30Bには、偏光板PLを含む光学素子ODが配置されている。このような光学素子ODは、表示面側に位置している。
図4は、図1に示した表示装置DSPの額縁領域PRPを含んだ断面図である。なお、ここでは、対向基板CTは、図3に示した対向基板CTの構造と略同一であるため、その詳細な構造についての説明は省略する。
液晶表示パネルPNLは、アレイ基板AR及び対向基板CTが、セルギャップが形成された状態で、シール材SLによって貼り合わせられ、シール材SLによって囲まれた領域内に液晶層LQを備えている。シール材SLは、額縁領域PRPに形成される。
パッド電極PDは、第1絶縁基板10の上において島状に形成されている。第1絶縁基板10には、パッド電極PDまで貫通するコンタクトホールCH11が形成されている。つまり、パッド電極PDは、コンタクトホールCH11と重なる位置に形成されている。パッド電極PDは、例えば、ITOや金属材料を用いて形成される。コンタクトホールCH11は、X−Y平面で平面視したとき、シール材SLと重なる位置に形成されている。なお、本実施形態においては、コンタクトホールCH11は、第1絶縁基板10をパッド電極PDまで貫通する貫通部に相当する。また、本実施形態においては、アレイ基板ARから対向基板CTを見ることを平面視と定義する。
第1絶縁膜11は、パッド電極PD及び第1絶縁基板10を覆っている。第2絶縁膜12は、第1絶縁膜11を覆っている。第1絶縁膜11及び第2絶縁膜12には、パッド電極PDまで貫通するコンタクトホールCH12が形成されている。信号配線6は、例えば、第2絶縁膜12の上に形成され、コンタクトホールCH12を通ってパッド電極PDにコンタクトしている。信号配線6は、図2に示したゲート配線Gやソース配線S、電源線や各種制御用配線などに相当する。第3絶縁膜13は、信号配線6及び第2絶縁膜12を覆っている。第4絶縁膜14は、第3絶縁膜13を覆っている。
配線基板1は、駆動部2を備えている。駆動部2は、例えば液晶表示パネルPNLと配線基板1の間に位置している。駆動部2は、液晶表示パネルPNLを駆動するのに必要な信号を供給する信号供給源などとして機能する。また、配線基板1は、液晶表示パネルPNL側と対向する側の面に接続配線100を備えている。接続配線100は、駆動部2と電気的に接続されている。
液晶表示パネルPNL及び配線基板1は、導電材料である異方性導電膜3を介して互いに電気的に接続されると共に接着されている。すなわち、異方性導電膜3は、接着剤中に分散された導電粒子(後述する導電粒子CP)を含んでいる。このため、配線基板1と液晶表示パネルPNLとの間に異方性導電膜3を介在させた状態で、配線基板1及び液晶表示パネルPNLを第3方向Zに上下から加圧し、加熱することによって、両者が電気的及び機械的に接続される。異方性導電膜3は、液晶表示パネルPNL及び配線基板1の間で、第1絶縁基板10の下面からコンタクトホールCH11の内部に亘って充填され、パッド電極PDと接している。異方性導電膜3は、パッド電極PD及び接続配線100と電気的に接続されている。これにより、接続配線100は、異方性導電膜3を介して、パッド電極PD及び信号配線6と電気的に接続されている。ここで、接続配線100は、コンタクトホールCH11と対向する位置において、アレイ基板ARに平行な平板状に形成されている。
次に、本実施形態の表示装置DSPの製造工程について、図5から図7を用いて説明する。図5乃至図7は、本実施形態の配線基板1の液晶表示パネルPNLへの圧着方法を説明するための概略断面図である。図5乃至図7に示されるパッド電極PDより上層の構造は、図4に示した液晶表示パネルPNLにおける、パッド電極PDより上層の構造と等しい。
図5は、支持基板5上に形成したアレイ基板ARと対向基板CTとを貼り合わせる第1の工程を説明するための概略断面図である。
まず、ガラス基板などの支持基板5上に有機絶縁膜を成膜することによって第1絶縁基板10が形成される。その後、パッド電極PD、第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、信号配線6、第3絶縁膜13、第4絶縁膜14、第1配向膜AL1などを順次形成して、アレイ基板ARが形成される。一方で、対向基板CTが形成される。
その後、アレイ基板AR又は対向基板CTにシール材SLを形成し、シール材SLによって囲まれた内側に液晶材料を滴下した後に、アレイ基板ARと対向基板CTとを貼り合わせる。その後、支持基板5の背面側からレーザーを照射するなどして第1絶縁基板10から支持基板5を剥離する。
図6は、図5の第1の工程に続く、アレイ基板ARにコンタクトホールCH11を形成する第2の工程を説明するための概略断面図である。
支持基板5が第1絶縁基板10から剥離された後、アレイ基板ARにコンタクトホールCH11を形成する工程が行われる。すなわち、アレイ基板ARの下方側から、シール材SLと重なる領域に向けてレーザー光が照射されることによって、第1絶縁基板10にパッド電極PDまで貫通したコンタクトホールCH11が形成される。本実施形態においては、例えば、258nm以下の波長域を有するレーザー光を用いるのが好ましい。
図7は、図6の第2の工程に続く、配線基板1を液晶表示パネルPNLに圧着する第3の工程を説明するための概略断面図である。
第1絶縁基板10に、コンタクトホールCH11が形成された後、異方性導電膜3を用いて、配線基板1を液晶表示パネルPNLに圧着する工程が行われる。すなわち、コンタクトホールCH11に重なるように、配線基板1及び液晶表示パネルPNLの間に、異方性導電膜3を配置し、配線基板1の下方及び液晶表示パネルPNLの上方から、図7に示した矢印の方向に圧力を加え加熱する。これにより、異方性導電膜3が溶融してコンタクトホールCH11内に浸潤するとともに、異方性導電膜3に含まれる導電粒子がパッド電極PDに接触し、配線基板1及び液晶表示パネルPNLが電気的に接続される。
以上の工程により、配線基板1が液晶表示パネルPNLに圧着される。
本実施形態によれば、表示装置DSPにおいて、配線基板1が、液晶表示パネルPNLの下方(表示面とは反対の背面側)に配置され、配線基板1及び液晶表示パネルPNLは、アレイ基板ARの第1絶縁基板10を貫通するコンタクトホールCH11を介して導電材料(上記の例では異方性導電膜3)によって電気的に接続されている。また、駆動部2は、液晶表示パネルPNLの下方に配置されている。そのため、駆動部2や配線基板1を配置するために、アレイ基板ARの実装部の面積を拡大する必要がなく、アレイ基板ARと対向基板CTとを略同等の面積で形成することが可能となる。また、アレイ基板ARと対向基板CTとが対向する領域内で、アクティブエリアACTを拡大することが可能となる。つまり、本実施形態の表示装置DSPの表示面において、アクティブエリアACTに寄与する面積の割合が向上し、狭額縁化することが可能である。
また、アレイ基板ARの対向基板CTと対向する側から配線基板1までを電気的に接続するための長尺のフレキシブル・プリント回路基板が不要であり、折り曲げたフレキシブル・プリント回路基板を収容するためのスペースも不要となる。このため、表示装置DSPを小型化することが可能となる。さらには、表示装置DSPを組み込んだ電子機器を小型化することも可能となる。
さらに、フレキシブル・プリント回路基板を折り曲げて収容した際の配線の断線を回避することができるため、表示装置DSPの信頼性を向上することが可能となる。
さらに、コンタクトホールCH11は、シール材SLと対向する位置に形成される。シール材SLは、ファイバーなどの固形物を含んでいるため、シール材SLが介在する額縁領域PRPにおいては、アクティブエリアACTと比較して、液晶表示パネルPNLの第3方向Zにかかる力に対して強度を向上することができる。つまり、配線基板1を液晶表示パネルPNLに圧着する際に、第3方向Zにかかる力による液晶表示パネルPNLの破損を抑制することが可能である。
さらに、コンタクトホールCH11は、シール材SLと対向する位置に形成される。シール材SLは、ファイバーなどの固形物を含んでいるため、シール材SLが介在する額縁領域PRPにおいては、アクティブエリアACTと比較して、液晶表示パネルPNLの第3方向Zにかかる力に対して強度を向上することができる。つまり、配線基板1を液晶表示パネルPNLに圧着する際に、第3方向Zにかかる力による液晶表示パネルPNLの破損を抑制することが可能である。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図8は、本実施形態に係る表示装置DSPの変形例を示す概略断面図である。図8に示した例では、表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置を示している。
まず、表示素子部120における表示装置の構造を説明する。なお、上記の構成例と同一の構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
アレイ基板ARは、第1絶縁基板10の内面10A側に、スイッチング素子SW1乃至SW3、有機EL素子OLED1乃至OLED3などを備えている。スイッチング素子SW1乃至SW3は、第1絶縁膜11の上に形成されている。反射層4は、第4絶縁膜14の上に形成されている。
有機EL素子OLED1乃至OLED3は、第4絶縁膜14の上に形成されている。図示した例では、有機EL素子OLED1はスイッチング素子SW1と電気的に接続され、有機EL素子OLED2はスイッチング素子SW2と電気的に接続され、有機EL素子OLED3はスイッチング素子SW3と電気的に接続されている。有機EL素子OLED1乃至OLED3は、いずれも対向基板CTの側に向かって白色光を放射するトップエミッションタイプとして構成されている。このような有機EL素子OLED1乃至OLED3は、いずれも同一構造である。
有機EL素子OLED1は、反射層4の上に形成された陽極PE1を備えている。陽極PE1は、スイッチング素子SW1のドレイン電極WDとコンタクトし、スイッチング素子SW1と電気的に接続されている。同様に、有機EL素子OLED2はスイッチング素子SW2と電気的に接続された陽極PE2を備え、有機EL素子OLED3はスイッチング素子SW3と電気的に接続された陽極PE3を備えている。
有機EL素子OLED1乃至OLED3は、さらに、有機発光層ORG及び共通電極(陰極)CEを備えている。有機発光層ORGは、陽極PE1乃至PE3の上にそれぞれ位置している。共通電極CEは、有機発光層ORGの上に位置している。図示した例では、有機EL素子OLED1乃至OLED3は、それぞれリブ15によって区画されている。なお、図示しないが、有機EL素子OLED1乃至OLED3は、透明な封止膜によって封止されていることが望ましい。
表示素子部120とは、アレイ基板ARのうち、複数のスイッチング素子及び有機EL素子OLEDが並んだ領域に相当し、実質的に画像を表示する表示領域である。
対向基板CTは、第2絶縁基板30の内面30A側に、カラーフィルタ層220などを備えている。カラーフィルタ層220は、カラーフィルタCF1、カラーフィルタCF2、及び、カラーフィルタCF3を備えている。カラーフィルタCF1は、有機EL素子OLED1と対向し、白色のうちの青色波長の光を透過する青色カラーフィルタである。カラーフィルタCF2は、有機EL素子OLED2と対向し、白色のうちの緑色波長の光を透過する緑色カラーフィルタである。カラーフィルタCF3は、有機EL素子OLED3と対向し、白色のうちの赤色波長の光を透過する赤色カラーフィルタである。
このようなアレイ基板ARの表示素子部120と対向基板CTとは、透明な接着剤41によって接着されている。
このような表示装置においては、有機EL素子OLED1乃至OLED3のそれぞれが発光した際、それぞれの放射光(白色光)は、カラーフィルタCF1、カラーフィルタCF2、カラーフィルタCF3を介してそれぞれ外部に出射される。このとき、有機EL素子OLED1から放射された白色光のうち、青色波長の光がカラーフィルタCF1を透過する。また、有機EL素子OLED2から放射された白色光のうち、緑色波長の光がカラーフィルタCF2を透過する。また、有機EL素子OLED3から放射された白色光のうち、赤色波長の光がカラーフィルタCF3を透過する。これにより、カラー表示が実現される。
次に、額縁領域PRPにおける表示装置の構造を説明する。
アレイ基板ARは、第1絶縁基板10、パッド電極PD、信号配線6等を備えている。第1絶縁基板10には、パッド電極PDまで貫通したコンタクトホールCH21が形成されている。信号配線6は、コンタクトホールCH22を通ってパッド電極PDと電気的に接続されている。配線基板1は、アレイ基板ARの背面側に位置し、異方性導電膜3を介してパッド電極PDと電気的に接続されている。
アレイ基板ARは、第1絶縁基板10、パッド電極PD、信号配線6等を備えている。第1絶縁基板10には、パッド電極PDまで貫通したコンタクトホールCH21が形成されている。信号配線6は、コンタクトホールCH22を通ってパッド電極PDと電気的に接続されている。配線基板1は、アレイ基板ARの背面側に位置し、異方性導電膜3を介してパッド電極PDと電気的に接続されている。
このような表示装置の変形例である有機EL表示装置においても、上記したのと同様の効果が得られる。
次に、本実施形態に係る表示装置の実用例について説明する。
図9は、本実施形態に係る表示装置DSPの実用例であるカードデバイス300を示す概略断面図である。
すなわち、カードデバイス300は、上記した表示装置DSPを収容するベース310、バッテリーや制御回路などの各種内蔵部品320、封止樹脂330などを備えている。ベース310は、箱状に形成され、表示装置DSPの側面を囲んでいる。内蔵部品320は、ベース310と表示装置DSPとの間に収容されている。封止樹脂330は、ベース310と、表示装置DSPや内蔵部品320などの間に充填されるとともに、表示装置DSPの表面を覆っている。
このようなカードデバイス300においても、表示装置DSPの周囲の額縁幅を低減できるとともに、表示装置DSPの側面をベース310によって保護することが可能となる。
図10は、本実施形態に係る表示装置DSPの変形例を示す概略断面図である。
図10に示した表示装置DSPの構成は、図4と比較して、接続配線100が、凸部Tを有している点で相違している。また、駆動部2は、配線基板1の液晶表示パネルPNLと対向する面とは反対側の面に備えられている。駆動部2は、配線基板1に形成されたスルーホール110を介して接続配線100と電気的に接続されている。なお、駆動部2の位置は、特に制限されるものではなく、図4に示した例のように液晶表示パネルPNLと対向する側であっても良い。
図10に示した表示装置DSPの構成は、図4と比較して、接続配線100が、凸部Tを有している点で相違している。また、駆動部2は、配線基板1の液晶表示パネルPNLと対向する面とは反対側の面に備えられている。駆動部2は、配線基板1に形成されたスルーホール110を介して接続配線100と電気的に接続されている。なお、駆動部2の位置は、特に制限されるものではなく、図4に示した例のように液晶表示パネルPNLと対向する側であっても良い。
接続配線100の凸部Tは、コンタクトホールCH11と平面視で重なる位置に形成されている。凸部Tは、少なくとも一部がコンタクトホールCH11内に設けられている。凸部Tは、例えば、接続配線100の上にメッキ等の手法を用いて形成される。異方性導電膜3は、パッド電極PD及び凸部Tと接している。異方性導電膜3に含まれる導電粒子CP1は、コンタクトホールCH11においてパッド電極PDと凸部Tとの間に介在している。図示した例では、異方性導電膜3に含まれる導電粒子CP2は、コンタクトホールCH11の外側において第1絶縁基板10と接続配線100との間に介在している。導電粒子CP1及びCP2は、例えば、全体が金属製であってもよく、樹脂材料をニッケルや金等の金属材料でコーティングしたものであってもよい。凸部Tは、第3方向Zに高さD1を有している。また、コンタクトホールCH11は、第3方向Zに深さdを有している。ここで、凸部Tの高さD1は、コンタクトホールCH11の深さdより大きい。より望ましくは、凸部Tは、その高さD1がコンタクトホールCH11の深さdの1.2倍以上2倍以下の大きさになるように形成される。
凸部Tは、第3方向Zにおいて、異方性導電膜3及びシール材SLと対向している。ここで、材料の強さの尺度としてヤング率を用いる。異方性導電膜3の導電粒子CP1はヤング率Aを有し、凸部Tはヤング率Bを有し、シール材SLはヤング率Cを有している。凸部Tのヤング率Bは、導電粒子CP1のヤング率Aより大きく、シール材SLのヤング率Cより小さい。換言すると、シール材SLと凸部Tと導電粒子CP1のそれぞれの強度を比較した場合、シール材SLの強度が最も大きく、凸部Tの強度はシール材SLの強度よりも小さく、導電粒子CP1の強度が最も小さい。このため、配線基板1を液晶表示パネルPNLに圧着する際に、導電粒子CP1は凸部Tからの圧力によって潰れ、第3方向Zに沿った上下方向の長さaよりX−Y平面に沿った側方の長さbが長い形状をなす一方、シール材SLは、凸部T及び導電粒子CP1からの圧力によって変形しにくい。つまり、液晶表示パネルPNLの破損を抑制が可能であると同時に、凸部Tの形状に沿って導電粒子CP1を容易に変形させることが可能である。
本実施形態では、上記のような、凸部Tの高さD1とコンタクトホールCH11の深さdとの関係から、配線基板1が液晶表示パネルPNLに圧着される際に、導電粒子CP1が凸部Tとパッド電極PDとの間で押しつぶされ、両者を電気的に接続することができる。より具体的には、高さD1が深さdより大きいため、凸部Tとパッド電極PDとの間の導電粒子CP1は、導電粒子CP2が接続配線100及び第1絶縁基板10に噛み込む以前に押し潰される。これにより、接続配線100とパッド電極PDとを確実に電気的に接続することができる。なお、導電粒子CP1及びCP2については、粒径の約20%程度が潰れればよい。このような導電粒子の潰れを考慮すると、接続配線100とパッド電極PDとを確実に電気的に接続するためには、凸部Tの高さD1は深さdの1.2倍以上であることが望ましい。
導電粒子CPは、液晶表示パネルPNLと配線基板1の間において、第3方向Zに2個以上が重なって導通することはない。また、例えば、第1方向X及び第2方向Yについては、隣り合う導電粒子CPの間に異方性導電膜3を形成する接着剤(絶縁体)が入り込むため、導電粒子CP同士が第1方向X及び第2方向Yで互いに導通することはほとんどない。
導電粒子CPは、液晶表示パネルPNLと配線基板1の間において、第3方向Zに2個以上が重なって導通することはない。また、例えば、第1方向X及び第2方向Yについては、隣り合う導電粒子CPの間に異方性導電膜3を形成する接着剤(絶縁体)が入り込むため、導電粒子CP同士が第1方向X及び第2方向Yで互いに導通することはほとんどない。
図11は、図10に示した接続配線100の一部の構成を示す斜視図である。
接続配線100の上に高さD1で凸部Tが形成されている。凸部Tは、例えば角錐台状に形成されているが、図示した形状に限定されるものではなく、円錐台状、半球状などであっても良い。また、凸部Tは、コンタクトホールCH11の形状に合わせた形状に形成することができる。凸部Tの形状がコンタクトホールCH11の形状と同等である場合に、より多くの導電粒子CP1を介して、パッド電極PD及び接続配線100が電気的に接続されるため、凸部Tの形状がコンタクトホールCH11の形状により近いことが望ましい。図示した例では、凸部Tを第1方向X及び第3方向Zで規定されるX−Z平面で切った断面と、凸部Tを第2方向Y及び第3方向Zで規定されるY−Z平面で切った断面は共に台形となる。
接続配線100の上に高さD1で凸部Tが形成されている。凸部Tは、例えば角錐台状に形成されているが、図示した形状に限定されるものではなく、円錐台状、半球状などであっても良い。また、凸部Tは、コンタクトホールCH11の形状に合わせた形状に形成することができる。凸部Tの形状がコンタクトホールCH11の形状と同等である場合に、より多くの導電粒子CP1を介して、パッド電極PD及び接続配線100が電気的に接続されるため、凸部Tの形状がコンタクトホールCH11の形状により近いことが望ましい。図示した例では、凸部Tを第1方向X及び第3方向Zで規定されるX−Z平面で切った断面と、凸部Tを第2方向Y及び第3方向Zで規定されるY−Z平面で切った断面は共に台形となる。
図12は、図10に示した表示装置DSPにおける、接続配線100、コンタクトホールCH11,パッド電極PD等の位置関係を示す図である。
図示した例では、X−Y平面で見たときに、パッド電極PD及びコンタクトホールCH11は、ともに略長方形状に形成されている。第1方向X及び第2方向Yにおいて、コンタクトホールCH11は、パッド電極PDより小さく形成されている。信号配線6は、第2方向Yに沿って延出し、パッド電極PDに接続されている。接続配線100は、第2方向Yに沿って延出し、信号配線6と対向している。第1方向X及び第2方向Yにおいて、凸部Tは、コンタクトホールCH11より小さく形成され、その全体がコンタクトホールCH11に嵌り込んでいる。
図示した例では、X−Y平面で見たときに、パッド電極PD及びコンタクトホールCH11は、ともに略長方形状に形成されている。第1方向X及び第2方向Yにおいて、コンタクトホールCH11は、パッド電極PDより小さく形成されている。信号配線6は、第2方向Yに沿って延出し、パッド電極PDに接続されている。接続配線100は、第2方向Yに沿って延出し、信号配線6と対向している。第1方向X及び第2方向Yにおいて、凸部Tは、コンタクトホールCH11より小さく形成され、その全体がコンタクトホールCH11に嵌り込んでいる。
図10乃至12に図示した例では、コンタクトホールCH11において、接続配線100の凸部Tがパッド電極PDとの間に設けられているより多くの数の導電粒子CP1を押しつぶすことが可能となる。このため、小さい圧着力で、接続配線100とパッド電極PDとの間をより確実に電気的に接続することができる。したがって、歩留まり及び信頼性を向上することが可能となる。
図13は、本実施形態に係る表示装置DSPの変形例を示す概略断面図である。
図13に示した表示装置DSPの構成は、図10と比較して、接続配線100の構成が相違している。
図13に示した表示装置DSPの構成は、図10と比較して、接続配線100の構成が相違している。
接続配線100は、コンタクトホールCH11内に設けられた配線端部E1を有している。接続配線100は、後述するが、凸形状に形成されている。図10に示した接続配線100では、部分的に凸部Tが形成されていたが、図13に示す例では、接続配線100の配線端部E1が第3方向Zに沿って上方に曲げられ、接続配線100自体が全体的に第3方向Zに沿って高さD2を有する形状に形成されている。なお、図示を省略した導電粒子を含む異方性導電膜3は、コンタクトホールCH11において、パッド電極PDと配線端部E1との間に介在し、両者を電気的に接続している。図10を参照して説明したのと同様に、接続配線100のうち、少なくともコンタクトホールCH11内に配置された配線端部E1の高さD2は、コンタクトホールCH11の深さdより大きくてもよい。より望ましくは、接続配線100は、その高さD2がコンタクトホールCH11の深さdの1.2倍以上の大きさになるように形成される。また、接続配線100、シール材SL、及び、導電粒子のそれぞれのヤング率については、図10を参照して説明した通りである。
上記のような、凸構造を有する接続配線100の高さD2とコンタクトホールCH11の深さdとの関係から、配線基板1が液晶表示パネルPNLに圧着される際に、異方性導電膜3に含まれる導電粒子が配線基板1及び液晶表示パネルPNLによって押しつぶされる。
図14は、図13に示した接続配線100の一部の構成を示す斜視図である。
接続配線100は、第3方向Zに高さD2を有する凸形状に形成されている。図示した例では、接続配線100をX―Z平面で切った断面は台形となる。なお、接続配線100の断面が台形状である場合について説明したが、接続配線100の断面形状はこれに限らず、コンタクトホールCH11の形状に合わせて様々な形状に形成可能である。
接続配線100は、第3方向Zに高さD2を有する凸形状に形成されている。図示した例では、接続配線100をX―Z平面で切った断面は台形となる。なお、接続配線100の断面が台形状である場合について説明したが、接続配線100の断面形状はこれに限らず、コンタクトホールCH11の形状に合わせて様々な形状に形成可能である。
図15は、図13に示した表示装置DSPにおける、接続配線100、コンタクトホールCH11,パッド電極PD等の位置関係を示す図である。
X−Y平面で見たときに、接続配線100の配線端部E1がコンタクトホールCH11を介してパッド電極PDと対向している。配線端部E1の第1方向Xに沿った幅はコンタクトホールCH11の第1方向に沿った幅より小さい。このような配線端部E1は、コンタクトホールCH11内に配置されている。なお、図13及び図15に示した例では、コンタクトホールCH11は、略長方形状に形成されているが、この形状に限らず、他の形状に形成されていてもよい。
X−Y平面で見たときに、接続配線100の配線端部E1がコンタクトホールCH11を介してパッド電極PDと対向している。配線端部E1の第1方向Xに沿った幅はコンタクトホールCH11の第1方向に沿った幅より小さい。このような配線端部E1は、コンタクトホールCH11内に配置されている。なお、図13及び図15に示した例では、コンタクトホールCH11は、略長方形状に形成されているが、この形状に限らず、他の形状に形成されていてもよい。
図13乃至15に図示した例でも、図10等に示した例と同様の効果が得られる。
図16は、本実施形態に係る表示装置DSPの変形例を示す概略断面図である。
図16に示した表示装置DSPの構成は、図13と比較して、コンタクトホールCH11に代えて、貫通部である凹部CCを有する点で異なっている。
図16に示した表示装置DSPの構成は、図13と比較して、コンタクトホールCH11に代えて、貫通部である凹部CCを有する点で異なっている。
凹部CCは、第1絶縁基板10に形成され、パッド電極PDまで貫通している。凹部CCは、パッド電極PDと対向する位置よりもさらに外側まで延在している。凹部CCと配線基板1との位置関係に着目すると、凹部CCは、配線基板1の基板端部E2と対向する位置よりも外側まで延在している。このような凹部CCは、アレイ基板ARの端部まで延在している場合もあり得る。接続配線100の配線端部E1は、凹部CCに配置されている。なお、図示を省略した導電粒子を含む異方性導電膜3は、凹部CCにおいて、パッド電極PDと配線端部E1との間に介在し、両者を電気的に接続している。凹部CCの深さ、及び、配線端部E1の高さの関係については、図13を参照して説明した通りである。
図17は、図16に示した表示装置における、接続配線100、凹部CC,パッド電極PD等の位置関係を示す図である。
X−Y平面で見たときに、凹部CCは、第2方向Yに沿って拡張されている。図示した例では、凹部CCは、パッド電極PDの信号配線6が延出する側とは反対側に延出している。
X−Y平面で見たときに、凹部CCは、第2方向Yに沿って拡張されている。図示した例では、凹部CCは、パッド電極PDの信号配線6が延出する側とは反対側に延出している。
配線基板1及び液晶表示パネルPNLの圧着工程において、配線基板1及び液晶表示パネルPNLが異方性導電膜3を挟んだ際に、異方性導電膜3の周辺に空気が入り込む場合がある。さらに、圧着工程の加熱時に、異方性導電膜3の周辺の空気が熱膨張し表示装置DSPを破損する恐れがある。図16及び図17に示したような構成によれば、一部が外側に開放された凹部CCは、配線基板1より外側に延出して形成されている。このため、圧着工程において、加熱の際に、異方性導電膜3の接着剤が溶解し、凹部CCに入り込んだ空気が配線基板1より外側に向かって放出される。したがって、配線基板1及び液晶表示パネルPNLの圧着工程において、凹部CCに入り込んだ空気が閉じ込められることがなく、加熱時の空気の熱膨張による表示装置DSPの破損を抑制することが可能である。
図18は、図17に示した変形例に係る構成のレイアウトの一例を示す図である。
図18は、図17に示した、接続配線100、パッド電極PD、信号配線6の構成を第1方向Xに沿って並べた構成を示している。
図18は、図17に示した、接続配線100、パッド電極PD、信号配線6の構成を第1方向Xに沿って並べた構成を示している。
信号配線6a、6b、6cは、この順に第1方向Xに沿って並び、それぞれ第2方向Yに沿って延出している。パッド電極PDa、PDb、PDcは、第1方向Xに沿って略同列上に並んでいる。
第1絶縁基板10は、信号配線6a乃至6cと接続配線100a乃至100cとの間に介在している。凹部CCは、パッド電極PDa乃至PDcを露出するように形成されている。接続配線100a乃至100cは、凹部CCまで延在し、X−Y平面において、それぞれパッド電極PDa乃至PDcと対向している。
このような構成においても、図16及び図17に示した構成と同様の効果が得られる。
図19は、図17に示した変形例に係る構成のレイアウトの一例を示す図である。
図19は、図17に示した、接続配線100、パッド電極PD、信号配線6の構成を千鳥状に並べた構成を示している。
信号配線6a、6b、6c、6d、6eは、この順に第1方向Xに沿って並び、それぞれ第2方向Yに沿って延出している。パッド電極PDa、PDc、PDeは第1方向Xに沿って略同列上に並んでいる。パッド電極PDb及びPDdは、第1方向Xに沿って略同列上に並んでいる。パッド電極PDa、PDb、PDeと、パッド電極PDb及びPDdとは、それぞれ異なる列上に形成されている。信号配線6bは、パッド電極PDa及びPDcの間に配置されている。信号配線6dは、パッド電極PDc及びPDeの間に配置されている。このようにパッド電極PDa乃至PDeを配置することにより、接続配線100等を第1方向Xに沿ってより密に配置することができる。
図19は、図17に示した、接続配線100、パッド電極PD、信号配線6の構成を千鳥状に並べた構成を示している。
信号配線6a、6b、6c、6d、6eは、この順に第1方向Xに沿って並び、それぞれ第2方向Yに沿って延出している。パッド電極PDa、PDc、PDeは第1方向Xに沿って略同列上に並んでいる。パッド電極PDb及びPDdは、第1方向Xに沿って略同列上に並んでいる。パッド電極PDa、PDb、PDeと、パッド電極PDb及びPDdとは、それぞれ異なる列上に形成されている。信号配線6bは、パッド電極PDa及びPDcの間に配置されている。信号配線6dは、パッド電極PDc及びPDeの間に配置されている。このようにパッド電極PDa乃至PDeを配置することにより、接続配線100等を第1方向Xに沿ってより密に配置することができる。
第1絶縁基板10は、信号配線6a乃至6eと接続配線100a乃至100eとの間に介在している。なお、第1絶縁基板10は、パッド電極PDa及びPDcの間においても信号配線6bと接続配線100bとの間に介在し、また、パッド電極PDc及びPDeの間においても信号配線6dと接続配線100dとの間に介在している。
1つの凹部CCは、パッド電極PDa乃至PDeのすべてを露出するように形成されている。接続配線100a乃至100eは、凹部CCまで延在し、X−Y平面において、それぞれパッド電極PDa乃至PDeと対向している。
ここで、第1方向Xに沿って並んだ接続配線100b、100c、100dの3つに着目して説明する。接続配線100bの配線端部を第1配線端部E11、接続配線100cの配線端部を第2配線端部E12、接続配線100dの配線端部を第3配線端部E13とする。第1配線端部E11及び第3配線端部E13は、第2配線端部E12より外側に設けられている。パッド電極PDb及び第1配線端部E11、パッド電極PDc及び第2配線端部E12、パッド電極PDd及び第3配線端部E13は、図示しない異方性導電膜によって互いに電気的に接続されている。
このような構成においても、図16及び図17に示した構成と同様の効果が得られる。加えて、接続配線を高密度化した場合であっても、信号配線6bとその両脇のパッド電極PDa及びPDcとのショート、及び、信号配線6dとその両脇のパッド電極PDc及びPDeとのショートを抑制することができる。
ここで、第1方向Xに沿って並んだ接続配線100b、100c、100dの3つに着目して説明する。接続配線100bの配線端部を第1配線端部E11、接続配線100cの配線端部を第2配線端部E12、接続配線100dの配線端部を第3配線端部E13とする。第1配線端部E11及び第3配線端部E13は、第2配線端部E12より外側に設けられている。パッド電極PDb及び第1配線端部E11、パッド電極PDc及び第2配線端部E12、パッド電極PDd及び第3配線端部E13は、図示しない異方性導電膜によって互いに電気的に接続されている。
このような構成においても、図16及び図17に示した構成と同様の効果が得られる。加えて、接続配線を高密度化した場合であっても、信号配線6bとその両脇のパッド電極PDa及びPDcとのショート、及び、信号配線6dとその両脇のパッド電極PDc及びPDeとのショートを抑制することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、小型化及び狭額縁化が可能な表示装置を提供することができる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
DSP…表示装置 AR…アレイ基板 CT…対向基板
ACT…アクティブエリア PRP…額縁領域
PD…パッド電極 SL…シール材
1…配線基板 2…駆動部 3…異方性導電膜
4…反射層 5…支持基板 6…信号配線
ACT…アクティブエリア PRP…額縁領域
PD…パッド電極 SL…シール材
1…配線基板 2…駆動部 3…異方性導電膜
4…反射層 5…支持基板 6…信号配線
Claims (14)
- 貫通部を有する第1絶縁基板と、前記第1絶縁基板の上に形成されたパッド電極と、前記パッド電極と電気的に接続された信号配線と、を備える第1基板と、
接続配線を備え、前記第1絶縁基板の下方に位置する配線基板と、
前記貫通部内に設けられ、前記パッド電極と前記接続配線とを電気的に接続する導電材料と、を備える表示装置。 - 第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に保持された液晶層と、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合せるシール材と、を備え、
前記貫通部は、平面視で、前記シール材と重なる位置に形成される請求項1に記載の表示装置。 - 前記第1絶縁基板は、ポリイミドで形成される請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1基板は、さらに、前記信号配線と電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、前記画素電極と対向する反射層と、を備えた請求項1に記載の表示装置。
- 前記接続配線は、平板状に形成され、前記導電材料は前記貫通部に充填される請求項1に記載の表示装置。
- 前記接続配線は、前記貫通部内に設けられた凸部を有し、前記導電材料は、前記貫通部内にて、前記パッド電極と前記凸部との間に設けられている請求項1に記載の表示装置。
- 前記導電材料は、前記パッド電極及び前記凸部と接している請求項6に記載の表示装置。
- 前記導電材料は、導電粒子を含み、前記導電粒子は、上下方向より側方が長い形状をなす請求項6に記載の表示装置。
- 前記凸部の高さは、前記貫通部の深さより大きい請求項6に記載の表示装置。
- 前記接続配線は上方に曲がった配線端部を有する請求項1に記載の表示装置。
- 前記配線端部は、前記貫通部内に配置されている請求項10に記載の表示装置。
- 前記接続配線は第1ヤング率を有し、前記シール材は第2ヤング率を有し、前記導電材料は、第3ヤング率を有し、前記第1ヤング率は、前記第3ヤング率より大きく、前記第2ヤング率より小さい請求項2に記載の表示装置。
- 前記貫通部は、前記配線基板の基板端部と対向する位置より外側まで延在している請求項10に記載の表示装置。
- 前記配線端部は、第1配線端部と、第2配線端部と、第3配線端部と、を有し、前記第1配線端部及び第3配線端部は、前記第2配線端部より外側に設けられており、前記導電材料は、前記パッド電極及び前記第2配線端部と電気的に接続し、前記貫通部は凹部である請求項10に記載の表示装置。
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-
2015
- 2015-07-28 JP JP2015148332A patent/JP2016091001A/ja active Pending
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