JP2016186517A - 表示パネルおよびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示部と、端子部と、表示部と端子部を結ぶ配線部と、を設けたフレキシブル基板の端子部に、集積回路を有し表示部に駆動信号を供給するFPCを、異方導電性膜により接続した表示パネルにおいて、クラック発生、或いはその成長を防止する表示パネルを提供する。
【解決手段】表示部20、端子部36、配線部33、フレキシブル基板34に重なる部位のFPC、およびフレキシブル基板34表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルム32を貼合した表示パネル。
【選択図】図5

Description

本発明は、フレキシブルな表示パネルおよびその製造方法に関する。
従来から表示体を用いたフレキシブルな表示パネルが開発されている。この表示パネルを動かすには、フレキシブル基板上端子部にTCP(Tape Carrier Package)/COF(Chip On Film)或いは、直接ドライバーを接続し、それらへの駆動用信号を駆動回路から転送する必要がある。またこの表示パネルの信頼性を確保する為には、各種防湿、防食、保護補強部材を使用する必要があった。
特開2006−235333号公報
表示部、端子部及びそれらを結ぶ引き回し配線部を設けたフレキシブル基板と、ドライバーIC等が実装されたFPC(flexible printed circuits)とを接続している。接続する異方性導電膜(anisotropIc conductive film:以下ACF)の接続部はモールド樹脂により覆われ、水分、汚れ、衝撃等から保護する構造を有している。例えば、特許文献1では、ACF接続部に捕水材を混合した樹脂材からなる防湿層で覆われている実装構造が開示されている。
しかしながら、上述の実装方法では表示部の防湿対策がなされておらず、十分な信頼性を得ることが難しい。つまりこの特許文献では、表示部材が水分等に影響しにくく、且つ厚板のホウケイ酸ガラスを表示部の構成部材に用いている場合を想定した実装構成である。したがって、防湿対策されていない表示部材が水分等に大きく影響され、且つ表示部の構成部材にフレキシブル基板(薄い樹脂フィルム)を用いている場合には信頼性を確保できないといったような問題があり、表示部及びFPC接続部、ドライバーACF接続部を一括で全て防食する工程が望まれていた。
さらにフレキシブル基板上にIC又はFPCをACF接続した場合、ACF圧着温度及び圧力と導電性粒子の硬度により、フレキシブル基板自体及び接続部配線にクラック等が発生する懸念があった。特にこの現象はフレキシブル基板の厚みが100μm以下の場合に顕著となり、フレキシブル基板を用いた表示体の場合にクラック発生、或いはその成長を防止する手段が望まれていた。
上述の目的を達成するため、請求項1の発明は、
表示部と、端子部と、表示部と端子部を結ぶ配線部と、を設けたフレキシブル基板の端子部に、集積回路を有し表示部に駆動信号を供給するFPCを、異方導電性膜により接続した表示パネルにおいて、
表示部、端子部、配線部、フレキシブル基板に重なる部位のFPC、およびフレキシブル基板表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルムを貼合したことを特徴とする表示パネルである。
請求項2の発明は、
端子部とFPCの接合部を覆うようにモールド樹脂が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の表示パネルである。
請求項3の発明は、
表示部と、集積回路と、端子部と、表示部と集積回路と端子部とを結ぶ配線部と、を設けたフレキシブル基板の端子部に、表示部に駆動信号を供給するFPCを異方導電性膜により接続し、集積回路は配線部と異方導電性膜により接続した表示パネルにおいて、
表示部、集積回路、端子部、配線部、フレキシブル基板に重なる部位のFPC、およびフレキシブル基板表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルムを貼合したことを特徴とする表示パネルである。
請求項4の発明は、
集積回路と、端子部とFPCの接合部と、を覆うようにそれぞれモールド樹脂が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の表示パネルである。
請求項5の発明は、
表示部と、端子部と、表示部と端子部を結ぶ配線部と、を設けたフレキシブル基板の端子部に、集積回路を有し表示部に駆動信号を供給するFPCを、異方導電性膜により接続した表示パネルの製造方法において、
表示部、端子部、配線部、フレキシブル基板に重なる部位のFPC、およびフレキシブル基板表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルムを貼合することを特徴とする表示パネルの製造方法である。
請求項6の発明は、
端子部とFPCの接合部を覆うようにモールド樹脂が設けられていることを特徴とする請求項5に記載の表示パネルの製造方法である。
請求項7の発明は、
表示部と、集積回路と、端子部と、表示部と集積回路と端子部とを結ぶ配線部と、を設けたフレキシブル基板の端子部に、表示部に駆動信号を供給するFPCを異方導電性膜により接続し、集積回路は配線部と異方導電性膜により接続した表示パネルの製造方法において、
表示部、集積回路、端子部、配線部、フレキシブル基板に重なる部位のFPC、およびフレキシブル基板表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルムを貼合することを特徴とする表示パネルの製造方法である。
請求項8の発明は、
集積回路と、端子部とFPCの接合部と、を覆うようにそれぞれモールド樹脂が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の表示パネルの製造方法である。
本発明によれば、フレキシブル基板におけるACF接続の損傷をホットメルトにより緩和し壊れにくい表示パネルおよびその製造方法とすることができる。また表示体の表示部及び実装部の防湿、防食、保護対策の工程及び部材を削減することができる。
従来の反射型ディスプレイパネルの一例の表示部の概略図である。 図1のディスプレイパネルの画素の等価回路図である。 図1の表示部の断面図である。 フレキシブルディスプレイパネルの従来例である。 本発明にかかる表示パネルの実装形態である。 実施例及び比較例の表示素子のコントラストの経時特性図である。 実施例及び比較例の表示素子の不良率の経時特性図である。
本発明の表示パネルの実施形態を、アクティブマトリクス駆動方式のディスプレイパネルを例示して説明する。
まず従来の表示パネルを説明し、本発明の実施形態を、それを基にして説明する。
〔表示部の構成〕
図1には、一般に利用されているアクティブマトリクス駆動方式の反射型ディスプレイパネルの一例の概略図が示されている。図1に示すように、反射型ディスプレイパネルは、フレキシブルなシート状の基板10又はガラスのような剛性の板状の基板10と、互いに平行となるよう基板10上に配列されたn本(複数本)の信号線Y1〜Ynと、基板10を平面視して信号線Y1〜Ynに対して直交するよう基板10上に配列されたm本(複数本)の走査線X1〜Xmと、信号線Y1〜Yn及び走査線X1〜Xmに沿ってマトリクス状となるよう基板10上に配列された(m×n)群の画素回路P1,1〜Pm,nと、を備えた反射型表示部20を有する。
以下では、信号線Y1〜Ynの延在した方向を垂直方向といい、走査線X1〜Xmの延在した方向を水平方向という。また、m,nは2以上の自然数であり、走査線Xに下付けした数字は図1において上からの配列順を表し、信号線Yに下付けした数字は図1において左からの配列順を表し、画素回路Pに下付けした数字の前側が上からの配列順を表し、後ろ側が左からの配列順を表す。すなわち、1〜mのうちの任意の数をiとし、1〜nのうちの任意の数をjとした場合、走査線Xiは上からi行目であり、信号線Yjは左からj列目であり、画素回路Pi,jは上からi行目、左からj列目であり、画素回路Pi,jは走査線Xi、信号線Yjに接続されている。
この反射型ディスプレイパネルにおいては、走査線X1〜Xmと信号線Y1〜Ynとでマトリクス状に区画されたそれぞれの領域が画素を構成し、画素回路P1,1〜Pm,nが1つの領域につき1群だけ設けられている。
〔画素回路の構成〕
何れの画素回路P1,1〜Pm,nも同一に構成されているので、画素回路P1,1〜画素回路Pm,nのうち任意の画素回路Pi,jについて説明する。
図2は画素回路Pi,jの等価回路図である。画素回路Pi,jは、液晶などの反射型表示部20の画素回路Pi,jに属する画素により形成されるインピーダンス(キャパシタと抵抗との並列接続で、画素電極20a(トランジスタのソース電極21s)と対向電極20bとに接続される)20cと、画素の周囲に配置されたnチャネルTFT(以下単にトランジスタと記述する。)21と、キャパシタ22と、を備える。トランジスタのゲート21gは走査線に、ドレイン21dは信号線に接続される。
〔キャパシタの構成〕
キャパシタ22は、ソースに接続された電極21sと、キャパシタ電極22bと、これら電極21s,22bの間に介在する絶縁膜(誘電体膜)とで構成されている。
〔反射型表示部の構成〕
図3は表示部20の構造を断面で示した概略図である。対向基板24/共通電極20b/
表示体23/画素電極20a/TFT基板11が順次積層された構成を有している。
なお、TFT基板11は、基板10に、TFT21、キャパシタ22や画素のインピーダンスの一部などを設けたもので、画素電極20aを含む。
画素電極20aは、非透明性であればAl系金属、Cu系金属、Ag系金属、透明性であれば錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム(In)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)又はカドミウム−錫酸化物(CTO)を主成分としたものがある。表示体23上に形成されている対向電極20bは、全ての画素に共通して形成された共通電極であり、上記の透明材料から構成される。
表示部20は、TFT基板11と対向配置される対向基板24の間に表示体23(例えば、液晶)を挟持した構成を有している。なおTFT基板11には前述の画素回路が形成されており、対向基板24には透明な共通電極が形成されている。これら一対の基板としては、ガラスなどからなる透明な絶縁性基板が用いられる。また、TFT基板11及び対向基板24の対向する面の電極上にはそれぞれ所定の方向に配向された配向膜が設けられている。TFT基板11及び対向基板24の間は、ビーズスペーサや、柱状スペーサによって、所定の間隔になるように維持してもよい。TFT基板11は、表示部を形成する部位の対向基板よりも広くして、配線部などを設けてあり、ここで表示部と外部との接続を行う。
また、表示体23の他の表示方式としては、電気泳動方式、粉体移動方式、ツイストボール方式、エレクトロクロミック方式などの公知の方式も適用することができる。電気泳動方式としては、透明分散媒中に分散された帯電粒子(例えば白色粒子と黒色粒子の2色)が封入されたマイクロカプセルが電極間に封入されたマイクロカプセル方式を適用することができる。
〔実装部構成〕
図4−1と図4−2に従来技術の接続部分を示す。TFT基板11が対向基板24からはみ出した領域には、上述した複数のゲート線及びソース線の引き回し配線により配線部33が形成され、引き回し配線の一部に端子部が形成されている。図4−1から分かるようにTFT基板11の端子部には、ACF36を介して集積回路(表示部を駆動する駆動ICで例示する)が接続される。駆動IC35は、それぞれゲートドライバあるいはソースドライバであるが、ここではまとめて駆動ICとよぶ。駆動IC35は、FPC34によってTFT基板11に接続される場合(図4−1)と、COG(Chip On Glass)方式のようにTFT基板11上に直接に接続される場合(図4−2)がある。COG方式の場合、表示部と、駆動ICと、端子部と、表示部と駆動ICと端子部とを結ぶ配線部と、を設けている。この端子部はACF36を介してFPCに接続される。駆動ICは、表示部と、この端子部とに対し配線が設けられており、駆動ICとこれらの配線との接続もACFによる場合が多い。
なお、TFT基板と接続する配線基板としてFPCを例示したが、このほかにCOF(Chip on flexible printed circuit board)、TCP(tape carrier package)などでもよい。
図4−1の場合、TFT基板11の端子はFPC34を介して駆動ICに接続され、FPC34を介して外部のLCDコントローラから入力された各種の制御信号及び表示信号からゲート信号及びソース信号を生成する。
図4−2の場合、TFT基板11の端子部にはFPC41がACF接続36により接続
される。FPC41は両端に端子部が設けられており、一方の端子部がTFT基板11に接続され、他方の端子部は外部のLCDコントローラなどと接続される。駆動ICは、FPC41を介して外部のLCDコントローラから入力された各種の制御信号及び表示信号からゲート信号及びソース信号を生成する。
〔実装部構成2〕
次に従来の表示パネルでは、TFT基板11の端子部とFPC34とのACF接続部分に、その全体を覆うようにモールド樹脂37が設けられ、FPCの裏面とTFT基板の端部間には補強材39が設けられる。
〔駆動方法〕
駆動ICから各ゲート線にはゲート信号が供給され、各ゲート信号によって選択された1つのゲート線に接続されているすべてのTFTが同時にオンとなる。そして、オン状態のTFTを介して各ソース線に表示信号に応じた階調電圧が供給され、画素電極に電荷が蓄積される。電荷が蓄積された画素電極とコモン電極との電位差に応じて、画素電極−コモン電極間の液晶の配列が変化する。この配列変化により反射光が制御され、表示を行う。なお、モノクロ表示の場合は、カラーフィルタを設けなくてよい。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
本発明の表示パネル20は、基板がフレキシブルでこれにTFTなどを設けてフレキシブル基板としたことと、〔実装部構成2〕の工程が異なること以外は〔表示部の構成〕、〔画素回路の構成〕、〔キャパシタの構成〕、〔反射型表示体の構成〕、〔実装部構成1〕、〔駆動方法〕については従来例と同様である。以下に、〔実装部構成1〕の工程後の工程〔本発明における実装部2〕について説明する。なお、対向基板もフレキシブルにしたほうが好ましい。
〔本発明における実装部構成2〕
図5は、本発明にかかる表示パネルの実装形態である。図5−1には第1の実施形態を示す。本実施形態の表示パネルは、表示部20と、端子部と、表示部20と端子部を結ぶ配線部33と、を設けたフレキシブル基板1の端子部に、集積回路35を有し表示部20に駆動信号を供給するFPC34を、異方導電性膜36により接続している。そして、表示部20、端子部、配線部33、フレキシブル基板1に重なる部位のFPC34、およびフレキシブル基板表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルム32を貼合している。
すなわち、表示部20、特に表示体及び印刷配線板(FPC)34の防湿、防食、保護対策として上部及び下部にバリアフィルム32がホットメルトで貼合されている。ホットメルトにおいては、バリアフィルムに熱可塑性樹脂が塗膜或いは貼合されている事が望ましいが、熱可塑性樹脂をフィルム状にし、表示部とバリアフィルムの間に挟み込んでもよい。
図5−2は、本発明にかかる表示パネルの第2の実装形態である。図に示すように、
本実施形態の表示パネルは、
表示部20と、集積回路35と、端子部と、表示部20と集積回路35と端子部とを結ぶ配線部33と、を設けたフレキシブル基板1の端子部に、表示部20に駆動信号を供給するFPC41を異方導電性膜36により接続している。集積回路35は、表示部20と、この端子部と、に対し配線が設けられており、集積回路35とこれらの配線との接続も異
方導電性膜により接続している。そして、表示部20、集積回路35、端子部、配線部33、フレキシブル基板1に重なる部位のFPC41、およびフレキシブル基板1表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルム32を貼合している。
なお、第1の実施形態で、端子部とFPCの接合部を覆うようにモールド樹脂を設け、また、第2の実施形態で、集積回路と、端子部とFPCの接合部と、を覆うようにそれぞれモールド樹脂を設けてもよい。
フレキシブル基板1上にIC又はFPCをACF接続により実装した場合、ACF圧着温度及び圧力と導電性粒子の硬度によりフレキシブル基板自体にクラックが発生する。この現象はフレキシブル基板の厚みが100μm以下の場合に顕著となる。本発明ではフレキシブル基板の裏面側のバリアフィルムをフレキシブル基板にホットメルトする事により、クラックの成長を抑制するものである。さらにこの裏面バリアフィルムはクラックの成長抑制以外に、裏面からの透湿、防食効果も付加される。
バリアフィルムについてはGLシリーズ(凸版印刷(株)製)などの無機層、樹脂の積層構造フィルムが好ましく、無機層は、例えば酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、あるいはそれらの混合物を用いることができる。樹脂はPETやPEN基材であることが好ましい。また無機層と樹脂層の中間に酸化ケイ素、PVAなどを入れる事が好ましい。熱可塑性樹脂にはエチレン-酢酸ビニル樹脂、オレフィン樹脂等が上げられる。
また、裏面バリアフィルムは一般的に透明である必要が無いのでAL泊で良い。
例として、32の表面バリアフィルムとしてGL、32の裏面バリアフィルムとしてアルミ蒸着フィルムを用い、それらの間に前記ディスプレイを挟みこみ、100℃/500KPaでホットメルト加工を施す。
表示部及び、FPCの防湿、防食、保護対策は前述のバリアフィルムにて行うものである。さらにフレキシブル基板の配線部の防湿、防食、保護対策もこのバリアフィルムにて行うものである。これは配線部にAl、Ag等の腐食しやすい材料を用いた時に有効である。
また上記手法を用いることにより、従来では少なくともモールド樹脂37、補強材39の2材料、2工程が必要であったものが、バリアフィルムを用いることにより1材料、1工程となり、コストや生産性の面で非常に有利な方法であるといえる。
なお本発明にかかる表示体としては、反射型、透過型のいずれでも良い。反射型の場合は、表示体のTFT基板側に光を反射する層を設ける必要がある。透過型表示体の場合は、TFT基板を透過型の基板を用い、表示体の背面側にバックライトを設ける必要がある。
実施例1では、基板にフレキシブル基板を用いた。〔表示部の構成〕、〔画素回路の構成〕、〔キャパシタの構成〕、〔表示体の構成〕、〔実装部構成1〕、〔駆動方法〕は、上記で説明した工程と同様で、〔実装部構成1〕の後に〔本発明における実装部構成2〕の工程を用いて表示パネルを作製した。
比較例1では、〔表示部の構成〕、〔画素回路の構成〕、〔キャパシタの構成〕、〔反射型表示体の構成〕、〔実装部構成1〕、〔実装部構成2〕、〔駆動方法〕の工程で表示パネルを作製した。
従来例と実施例1の比較を図6に示した。図6は、実施例及び比較例の表示素子のコントラストの経時特性図である。なおこの従来例及び実施例はTFT基板にPEN(polyethylene naphthalate)を用いたフレキシブル基板である。40℃/90%の高温高湿槽内に表示パネルを配置しパネル駆動した時の表示コントラスト(図ではCR)を計測した。従来例のパネルは時間とともにコントラストが大幅に低下したが、実施例1に大幅な低下はなかった。さらに図7にフレキシブル基板厚み及び実装方式によるクラック等不良発生率を、40℃/90%の高温高湿槽内に表示パネルを配置しパネル駆動したもので示した。従来例のパネルで基板厚100μmの場合は、時間とともにクラック等による不良発生が顕著であるが、基板厚200μmにすれば顕著ではない。実施例1の場合は不良発生が顕著に抑制されていた。
図5−2に実装部構成COGタイプを示した。実施例1との違いはIC実装部もバリアフィルムで覆っている点であり、この方法においても不良発生が抑制された。なお、IC部の厚さによっては図5−2−2のようにモールド樹脂による保護樹脂42を塗膜し、段差によりバリアフィルムの破損を防ぐ必要がある。
モールド樹脂としては、一般的にアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂などがあげられ、それらの硬化形態は溶剤揮散型、紫外線硬化型、湿気硬化型等様々なものがある。
例として、ナミックス社製チップコートG8345をディスペンサーで塗膜し、130℃/30minで硬化させた。以下バリア工程は実施例1と同様である。
1 フレキシブル基板
10 基板
11 TFT基板
20 表示部
20a 画素電極
20b 対向電極
21 TFT
21d ドレイン
21g ゲート
21s ソース
22b キャパシタ電極
23 表示体
24 対向基板
32 バリアフィルム
33 配線部
34 FPC(IC付き)
35 IC
36 ACF接続部
37 モールド樹脂
39 補強材
41 FPC
42 保護樹脂

Claims (8)

  1. 表示部と、端子部と、表示部と端子部を結ぶ配線部と、を設けたフレキシブル基板の端子部に、集積回路を有し表示部に駆動信号を供給するFPCを、異方導電性膜により接続した表示パネルにおいて、
    表示部、端子部、配線部、フレキシブル基板に重なる部位のFPC、およびフレキシブル基板表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルムを貼合したことを特徴とする表示パネル。
  2. 端子部とFPCの接合部を覆うようにモールド樹脂が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
  3. 表示部と、集積回路と、端子部と、表示部と集積回路と端子部とを結ぶ配線部と、を設けたフレキシブル基板の端子部に、表示部に駆動信号を供給するFPCを異方導電性膜により接続し、集積回路は配線部と異方導電性膜により接続した表示パネルにおいて、
    表示部、集積回路、端子部、配線部、フレキシブル基板に重なる部位のFPC、およびフレキシブル基板表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルムを貼合したことを特徴とする表示パネル。
  4. 集積回路と、端子部とFPCの接合部と、を覆うようにそれぞれモールド樹脂が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の表示パネル。
  5. 表示部と、端子部と、表示部と端子部を結ぶ配線部と、を設けたフレキシブル基板の端子部に、集積回路を有し表示部に駆動信号を供給するFPCを、異方導電性膜により接続した表示パネルの製造方法において、
    表示部、端子部、配線部、フレキシブル基板に重なる部位のFPC、およびフレキシブル基板表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルムを貼合することを特徴とする表示パネルの製造方法。
  6. 端子部とFPCの接合部を覆うようにモールド樹脂が設けられていることを特徴とする請求項5に記載の表示パネルの製造方法。
  7. 表示部と、集積回路と、端子部と、表示部と集積回路と端子部とを結ぶ配線部と、を設けたフレキシブル基板の端子部に、表示部に駆動信号を供給するFPCを異方導電性膜により接続し、集積回路は配線部と異方導電性膜により接続した表示パネルの製造方法において、
    表示部、集積回路、端子部、配線部、フレキシブル基板に重なる部位のFPC、およびフレキシブル基板表裏面部を覆うように、ホットメルトによりバリアフィルムを貼合することを特徴とする表示パネルの製造方法。
  8. 集積回路と、端子部とFPCの接合部と、を覆うようにそれぞれモールド樹脂が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の表示パネルの製造方法。
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