JP4939964B2

JP4939964B2 - 画像表示素子

Info

Publication number: JP4939964B2
Application number: JP2007027158A
Authority: JP
Inventors: 善一郎原; 政明開; 宏幸渕上; 善夫藤井; 善幸末廣
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-02-06
Also published as: JP2008191502A

Description

この発明は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイパネル等を多数配列して構成する大型画像表示装置を構成する画像表示素子に関するものである。

大型ディスプレイは、低価格で高性能を実現するために、画像表示素子（又は、表示ユニット）としての平面ディスプレイ（例えば、ＬＣＤパネル、ＰＤＰ、ＥＬディスプレイパネル等）をマトリクス状に複数枚配列する方式が採用されている。このような大型ディスプレイを構成する従来の画像表示素子の一例を図１６に示す。図１６は、画像表示素子の配列の一部（２枚配列）を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
画像表示素子２０は、ガラス板等からなる前面パネル２１と裏面パネル２２とを有する。前面パネル２１と裏面パネル２２とは、所定の間隔をあけて対向させ、その間に、複数の画素２３と、それらを制御するための複数の電極（図示せず）とを配置して発光層（又は液晶層）を形成し、周囲を封止部２４で封止している。
電極に電圧を印加するための引出線を、画像表示素子２０の周囲、すなわち隣接する画像表示素子２０の継ぎ目部２５から引き出す場合は引出し代が必要である。継ぎ目部２５における隣接する画像表示素子２０の画素２３の間隔Ｇａが、同一の画像表示素子内における画素の間隔Ｇｂより大きくなると、継ぎ目部２５が目立ってしまう。
そこで、図（ｂ）の拡大図に示すように、裏面パネル２２を２分割して中央部にギャップ２６を設け、そのギャップ２６部に電極に対応させた端子２７を備え、この端子２７に電極ピンあるいは図のような引出線２８を接続して裏面パネルの外側に引き出すようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２５１５７１号公報（第３頁、図２−図４）

特許文献１に示す従来の画像表示素子では、裏面パネル２２に形成したギャップ２６から電極の引出線２８を引き出すようにしたので、画像表示素子２０の継ぎ目部２５を目立ち難くする構造としては有効であるが、狭いギャップ２６の間に存在する多数の端子２７に引出線２８を接続して配線層と接続するようになっているため、端子２７との接続が煩雑となり、また、引出し方法が複雑で作業性が悪いという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、画像表示素子をマトリクス状に複数枚配列したときに継ぎ目部の幅を狭くして画像表示素子及び画像の高輝度化及び高解像度化を達成しながら、電極の引出しを簡素化した画像表示素子およびその製造方法を提供することを目的とする。

この発明に係わる画像表示素子は、前面パネルと、前面パネルに対向する裏面パネルと、両パネル間にマトリクス状に配置されて表示又は非表示の状態が選択される複数の画素と、この画素を制御する複数の電極とを有し、両パネルが画素及び電極を挟んで貼り合わされて構成される画像表示素子において、裏面パネルは、隣り合う２つの画素列の間で分割されてその分割部に隙間が形成され、隙間に位置する前面パネル側に電極に繋がる電極端子が配置され、裏面パネルの裏面側に駆動回路を含む基板が設けられ、基板の駆動回路の出力端子部から引き出されたフレキシブルプリント基板の先端部に、隙間に嵌合する突起部が設けられ、隙間において突起部と電極端子とが異方性導電フィルムにより接合されているものである。

この発明の画像表示素子によれば、前面パネルと裏面パネルと間に画素及び電極を挟んで貼り合わされて構成された画像表示素子において、裏面パネルは、隣り合う２つの画素列の間で分割されてその分割部に隙間が形成され、隙間に位置する前面パネル側に電極に繋がる電極端子が配置され、裏面パネルの裏面側に駆動回路を含む基板が設けられ、基板の駆動回路の出力端子部から引き出されたフレキシブルプリント基板の先端部に、隙間に嵌合する突起部が設けられ、隙間において突起部と電極端子とが異方性導電フィルムにより接合されているので、狭いスペースから簡単な方法で電極の引出しが可能となり、画像表示素子間の目地幅が広がるのが解消されて、画像表示素子を配列して大画面を構成する場合、目地縮小により画質が改善される。また、電極配線の引出しが簡素化され、コストが削減される。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による画像表示素子を示す斜視図であり、図２は図１の要部拡大図である。この画像表示素子がマトリクス状に多数配列されて、大画面の平面ディスプレイが構成される。画像表示素子の表示デバイスとしては、例えば、ＬＣＤパネル、ＰＤＰ、ＥＬディスプレイパネル等である。なお、図は画像表示素子を背面から見たところを示している。

図１に示すように、画像表示素子は、ガラス板等からなる前面パネル１と、同じくガラス板等からなり前面パネル１に対向する裏面パネル２と、両パネル間にマトリクス状に配置されて表示又は非表示の状態が選択される複数の画素（図示せず）と、この画素を制御する複数の電極（図示せず）とを有し、両パネル１，２が画素及び電極を挟んで貼り合わされて構成されている。
裏面パネル２は、隣り合う２つの画素列の間で分割されてその分割部に隙間３が形成されている。図では、分かりやすいように隙間３を拡大して表示しているが実際は微小隙間である。また、画素はマトリクス状に配置されているので、画素間をいうとき、横方向の画素行間と縦方向の画素列間が存在するが、両方を含めて「隣り合う２つの画素列」とする。

なお、裏面パネル２は中央部で２分割したものを示しているが、分割数と分割位置はこれに限定するものではない。裏面パネル２を３分割以上にしてもよく、分割する位置も、隣接する画素の間であれば他の位置であってもよい。

隙間３に位置する前面パネル１側には、電極に繋がる複数の電極端子４が配置されている。電極端子４は、例えば、電極と同じ材料で同時に形成されたものであり、隙間から露出させている。
一方、裏面パネル２の裏面２ａ（表面パネルとの対向面の裏側を「裏面」と称する。以下同じ）と隙間３の端部２ｂには、金属膜配線５が形成されている。金属膜配線５は、例えば、厚膜印刷等によって形成されるものである。裏面２ａ側の金属膜配線５の端部にコネクタ６を接続している。このコネクタ６を介して外部の駆動回路に接続される。

配線部の詳細を図２に示す。図のように、裏面パネル２を前面パネル１に貼り合わせた状態で、裏面パネル２の端部２ｂの金属膜配線５が前面パネル１側の電極端子４に垂直に当接するように、電極端子４と金属膜配線５の位置を合わせて形成されている。両パネル１，２を貼り合わせた状態で当接部分に半田７を塗布し、局部的に加熱して半田７を溶かして接合する。
このように、配線を金属膜にすることで、半田付けが適用できる。特に裏面パネル２と前記前面パネル１を高精度で張合わせると、金属膜配線５と電極端子４が近接し、半田付けが容易になり、従来の引き出し線による配線に比べて、配線の信頼性が高くなる。また、半田付けは、狭いスペースにおける配線が可能なことから、隙間を狭くできる。

以上の説明では、分割した裏面パネル２の隙間３において、電極端子４と金属膜配線５とを接続したものであるが、この接続は裏面パネル２の隙間３以外にも適用できる。
図３は、前面パネル１の外周端部から電極端子４を引き出した場合の電極接続部を示す斜視図である。裏面パネル２を前面パネル１よりわずかに小さくし、重ねたときに端部に段差部１ａを形成するようにし、この段差部１ａに電極端子４を露出させ、電極端子４と裏面パネル２の端部２ｂに形成した金属膜配線５を当接させ、半田付けによって接合するものである。
配線を金属膜にすることによって、引き出し線の飛び出しが抑制され、端子の引出しに必要な電極引出し代を短縮できることから、端部から電極を引出す場合でも、引き出し線によって引き出す場合に比べ、画像表示素子の継ぎ目部の寸法の短縮が可能となる。

上述のような画像表素子の電極構造において、裏面パネル２は一般にガラスで構成される。金属膜配線５として、例えばＡｇペーストを使用すると塗布後の焼成が必要となるが、例えば、有機ＥＬのように加熱を適用できないような表示デバイスもある。
そこで、次に、これらを考慮し、図１，２に示すような画像表示素子の製造方法について説明する。

表示デバイスとして、例えば有機ＥＬ素子が使用されたものを想定し、金属膜配線として、例えばＡｇペーストを使用する場合を想定して説明する。有機ＥＬでは製造工程における加熱などの熱工程は適用できないので以下のようにする。
先ず、前面パネル１に、有機ＥＬ素子と電極と電極に繋がる電極端子４を含む配線部とを形成しておく。
一方、裏面パネル２は、前面パネル１とは別工程とし、ガラス板からなる素材の裏面と側面に、例えば図２で示したような金属膜配線５を、Ａｇペーストにより印刷して焼成する。
次に、両パネル１，２を重ね合わせて貼り合わせ、前面パネル１側の配線部の電極端子４と裏面パネル２側の金属膜配線５とを合わせて半田付けにより接合する。

このように、表面パネル１と裏面パネル２の製作を別工程にすると共に、電極端子４とＡｇペーストによる金属膜配線５とを半田により接合することで、狭いスペースでの配線の引出が可能となる。そして、半田を微細化することで局部的な加熱により配線を強固に接続することができるので、熱に弱い有機ＥＬへの適用も可能となる。
なお、この方法は、有機ＥＬ素子の場合に限定するものではなく、他の表示デバイスの場合にも適用できるのは言うまでもない。

以上のように、本実施の形態の画像表示素子によれば、前面パネルと裏面パネルと間に画素及び電極を挟んで貼り合わされて構成された画像表示素子において、裏面パネルの裏面と端面とに金属膜配線を形成し、端面の金属膜配線とそれに対応させて前面パネル側に設けた電極端子とを半田付けにより接合したので、狭いスペースから簡単な構成で電極の配線引出しが可能となり、表示素子間の目地幅が広がるのが解消されて、画像表示素子を配列して大画面を構成する場合、画質が改善される。また、電極の引出しが簡素化され、コストが削減される。

また、本実施の形態の画像表示素子の製造方法によれば、前面パネルに画素と電極及びその配線部を形成する工程と、裏面パネルの裏面と端面とに金属膜配線を形成して焼成する工程と、前面パネルと裏面パネルを貼り合わせて前面パネルの配線部と裏面パネルの端面に形成した金属膜配線とを半田付けによって接合する工程とを有するので、両パネルを別工程で製作して張り合わせ配線を半田により接合することで、狭いスペースで電極端子から配線の引出しが可能となり、また、熱に弱い有機ＥＬへの適用も可能となる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による画像表示素子を示す斜視図であり、図５は図４要部を切り出して示した要部拡大図である。表面パネル１と裏面パネル２とからなる画像表示素子の構造に関しては実施の形態１の図１と同等なので、同等部分は同一符号で示し、説明は省略して相違点を中心に説明する。

相違点は、裏面パネル２の裏面に、駆動回路を含む基板８が取り付けられている点である。基板８の取り付けは、図では裏面パネル２へ貼り付けた場合を示しているが、例えば、裏面パネル２の隙間部に別途支持部材を設けてその支持部材に取り付けるようにしても良い。
実施の形態１と同様に、裏面パネル２は互いに隣り合う２つの画素列の間で分割されており、分割部には隙間３が形成されている。また、隙間３に位置する前面パネル１側には電極に繋がる複数の電極端子４が配置されている。
電極端子４と対応するように、基板８の駆動回路の出力端子部９から導出された金属膜配線５が、裏面パネル２の裏面２ａから隙間３側の端面２ｂに沿って形成されており、両パネル１，２が貼り合わされた状態で、金属膜配線５の先端と電極端子４との当接部を半田付けしている。

図５は端子接合部の拡大斜視図である。基板８の出力端子部９から引き出された金属膜配線５は、前面パネル１側の電極端子４に向けて、裏面パネル２の端面２ｂに配列して形成されており、この先端部を電極端子４に密着するように当接させ、当接部分に半田７を塗布する。確実な半田付けを実現するために、電極端子４の表面にＮｉなどの金属膜を形成している。塗布された半田７は、レーザーによる局部的加熱手段によって加熱され、半田７が溶融されて金属膜配線５と電極端子４が電気的に接合される。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、裏面パネルを隣り合う２つの画素列の間で分割して隙間を形成し、隙間に位置する前面パネル側に電極に繋がる電極端子を配置し、裏面パネルの裏面側に駆動回路を含む基板を設け、基板の駆動回路の出力端子部から引き出した金属膜配線を裏面パネルの隙間側の端面に形成し、先端部を電極端子に当接させて半田付けにより接合したので、配線を金属膜にすることで、半田付けが容易になり、狭いスペースにおける配線が可能となって、コンパクトで強固な接続を実現し、高い信頼性が確保される。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３による画像表示素子を示す斜視図であり、図７は図６のＡ−Ａから見た断面図である。表面パネル１と裏面パネル２とからなる画像表示素子の基本構造に関しては実施の形態２の図４と同等なので、同等部分は同一符号で示し、説明は省略して相違点を中心に説明する。
相違点は、図６に示すように、基板８に設けられた駆動回路の出力端子部が、コネクタ６を介してフレキシブルプリント基板１０（以下、ＦＰＣと略す）により引出されている点である。そのＦＰＣ１０の先端部に突起部１１が設けられ、その突起部１１と、隙間３の前面パネル１側に設けられた電極端子４とが接合されているものである。

接続部の構造を、図７の拡大断面図によって更に詳しく説明する。ＦＰＣ１０先端部には、裏面パネル２の厚みと同程度の厚さの導電性の突起部１１が設けられ、この突起部１１と電極端子４との間に、異方性導電フィルム（anisotropic conductive film：以下ＡＣＦと略す）１２を挿入している。接合は、突起部１１を押圧して熱圧着することにより、直接ＡＣＦ１２で電極端子４に接着させている。
このとき、裏面パネル２の厚みを極力薄くすると（例えば０．３ｍｍ以下）、ＡＣＦ１２による熱圧着を更に容易に行うことができる。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、裏面パネルを隣り合う２つの画素列の間で分割して隙間を形成し、隙間に位置する前面パネル側に電極に繋がる電極端子を配置し、裏面パネルの裏面側に駆動回路を含む基板を設け、基板の駆動回路の出力端子部から引き出したＦＰＣの先端部に突起部を設け、突起部と電極端子とをＡＣＦによって接合したので、接合作業を簡素化でき、かつ、接合の確実性を高め、信頼性の高い画像表示素子を提供できる。

実施の形態４．
図８は、実施の形態４による画像表示素子の斜視図であり、図９は図８のＢ−Ｂから見た拡大断面図である。また、図１０は、実施の形態４による画像表示素子の他の例を示す斜視図である。表面パネル１と裏面パネル２とからなる画像表示素子の基本構造に関しては実施の形態３の図６と同等なので、同等部分は同一符号で示し、説明は省略して相違点を中心に説明する。
相違点は、図８に示すように、駆動回路の出力端子部がコネクタ６を介してＦＰＣ１３により引き出されたその先端部の形状である。

図９の拡大断面図に示すように、ＦＰＣ１３の先端部を、裏面パネル２の隙間３へ挿入可能な幅で、成型によりほぼ直角に折り曲げて電極接続部１３ａを形成し、その端面をＡＣＦ１２によって前面パネル１側の電極端子４に熱圧着している。ＦＰＣ１３の他の端部は、図８に示すようにコネクタ６に接続され、コネクタ６を介して基板８の駆動回路に接続されている。

図１０は、ＦＰＣの先端部をほぼ直角に成型した他の例を示す斜視図である。図８と同様にＦＰＣによる接続であるが、基板８側にはコネクタが無く、駆動回路の出力端子部９から直接ＦＰＣ１４によって引き出し、その先端部を隙間３へ挿入可能な幅で、ほぼ直角に折り曲げて電極接続部１４ａとし、ＡＣＦ１２によって前面パネル１側の電極端子４に熱圧着するものである。なお、出力端子部９とＦＰＣ１４とは半田付けで接合されている。
ＦＰＣ１４は、図１０に示すように個別に成型したものを、電極接続部１４ａをＡＣＦ１２で電極端子４に接合した後、他端側を基板８の出力端子部９に半田付けしたものでも良いが、図１１のように、端部を一体で成型したＦＰＣ１４の電極接続部１４ａをＡＣＦ１２にて電極端子４に熱圧着し、その後に一体部分１４ｂを分離して個々に出力端子部９に接合するようにすれば、ＦＰＣの製作と接続作業が簡単となる。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、裏面パネルを隣り合う２つの画素列の間で分割して隙間を形成し、隙間に位置する前面パネル側に電極に繋がる電極端子を配置し、裏面パネルの裏面側に駆動回路を含む基板を設け、駆動回路の出力端子部から引き出したＦＰＣの先端部を隙間へ挿入可能な幅で直角に折り曲げて電極接続部を形成し、電極接続部と電極端子とをＡＣＦにより接合したので、狭いスペースでの接続を可能とし、接合作業を簡素化でき、かつ、接合の確実性を高め、信頼性の高い画像表示素子を提供できる。

実施の形態５．
図１２は、実施の形態５による画像表示素子の概略的な側面断面図である。図１３は図１２のＣ−Ｃから見た断面図、図１４は図１３のＤ部の拡大断面図、図１５は、図１４のＥ−Ｅから見た断面図である。表面パネルと裏面パネルとからなる画像表示素子の構造に関しては実施の形態１の図１と同等なので、同等部分は同一符号で示し、説明は省略して相違点を中心に説明する。

本実施の形態では、実施の形態１と同様に、裏面パネル２の隙間３に位置する前面パネル側１には電極に繋がる電極端子４が配置されているが、相違点として、隙間３には更に支持部材１６が設けられている。そして、裏面パネル２の裏面側に駆動回路を含む基板１５が配置されているが、この基板１５は分割された裏面パネル２毎に設けるのではなく、複数の裏面パネルの隙間を跨いで設けられ、支持部材１６で支持されている。また、図１２では支持部材１６に隠れて見えていないが、基板１５の電極端子４に対向する位置には、出力端子部１７が形成されている。そして、電極端子４と出力端子部１７との間に後述するコネクタ１８が挿入され、基板１５が加圧された状態で支持部材１６に固定されることにより、コネクタ１８を介し電極端子４と出力端子部１７とが接合されている。

図１２において、裏面パネル２は、例えば、０．７ｍｍ程度の厚みを持つ。また、分割された裏面パネル２の隙間３は、例えば、１ｍｍ以下である。基板１５を固定するための支持部材１６はその隙間３に設けられている。
以下、基板１５と前面パネル１に設けた電極端子４との接続部を図１４，図１５によって説明する。

基板１５のパネルに面する側で、隙間３に形成された電極端子４に対向する位置に、電極端子４に対応して、画素の表示／非表示を制御するための駆動回路の出力端子部１７が配置されている。
コネクタ１８は、図１４に示すように、導電性と絶縁性のシリコンゴムを交互に配列して形成されている。そして、この配列ピッチを、前面パネル１側の電極端子４の配列ピッチ及び基板１５側の出力端子部１７の配列ピッチに一致させている。
太矢印で示すように、基板１５を前面パネル１側に加圧して接触させることによって、電極端子４と出力端子部１７とを電気的に接続することができる。基板１５を前面パネル１側に加圧した状態で固定する方法としては、支持部材１６に基板１５を加圧した状態で半田付けする方法や、支持部材１６にネジ加工して基板１５をネジ止めする方法などが有効である。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、裏面パネルを隣り合う２つの画素列の間で分割して隙間を形成し、隙間に位置する前面パネル側に電極に繋がる電極端子を配置すると共に支持部材を設け、この支持部材に支持して、裏面パネルの裏面側に駆動回路を含む基板を配置し、基板の電極端子に対向する位置に出力端子部を形成し、電極端子と出力端子部との間に導電性と絶縁性のシリコンゴムを交互に配列したコネクタを挿入し、コネクタを介し電極端子と出力端子部とを接合したので、単純な構成で、狭い隙間から容易に電極の取出しが可能となる。

この発明の実施の形態１による画像表示素子を示す斜視図である。図１の部分拡大斜視図である。実施の形態１による画像表示素子の別の例を示す斜視図である。この発明の実施の形態２による画像表示素子を示す斜視図である。図４の部分拡大斜視図である。この発明の実施の形態３による画像表示素子を示す斜視図である。図６におけるＡ−Ａ断面図である。この発明の実施の形態４による画像表示素子を示す斜視図である。図８におけるＢ−Ｂ断面図である。この発明の実施の形態４による画像表示素子の別の例を示す斜視図である。図１０の要部拡大斜視図である。この発明の実施の形態５による画像表示素子を示す側面図である。図１２におけるＣ−Ｃ断面図である。図１３におけるＤ部の拡大断面図である。図１４におけるＥ−Ｅ断面図である。従来の画像表示素子を示す説明図である。

符号の説明

１前面パネル１ａ段差部
２裏面パネル２ａ裏面
２ｂ端面３隙間
４電極端子５金属膜配線
６コネクタ７半田
８、１５基板９，１７出力端子部
１０，１３，１４フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
１１突起部１２異方性導電フィルム（ＡＣＦ）
１３ａ，１４ａ電極接続部１４ｂ一体部分
１６支持部材１８コネクタ。

Claims

前面パネルと、この前面パネルに対向する裏面パネルと、前記両パネル間にマトリクス状に配置されて表示又は非表示の状態が選択される複数の画素と、この画素を制御する複数の電極とを有し、前記両パネルが前記画素及び前記電極を挟んで貼り合わされて構成される画像表示素子において、
前記裏面パネルは、隣り合う２つの画素列の間で分割されてその分割部に隙間が形成され、前記隙間に位置する前記前面パネル側に前記電極に繋がる電極端子が配置され、前記裏面パネルの裏面側に駆動回路を含む基板が設けられ、前記基板の駆動回路の出力端子部から引き出されたフレキシブルプリント基板の先端部に、前記隙間に嵌合する導電性の突起部が設けられ、前記隙間において前記突起部と前記電極端子とが異方性導電フィルムにより接合されていることを特徴とする画像表示素子。