JP5712149B2 - 表示パネル、表示パネルの製造方法、及び表示装置 - Google Patents
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Description
《1−1》第1の実施形態の表示パネル
図1は、本発明の第1の実施形態に係る表示パネル100としてのディスプレイモジュール(DM)を概略的に示す外観斜視図である。図2は、図1の表示パネル100をS2−S2線で切る断面形状を概略的に示す図である。図3は、図1の表示パネル100をS3−S3線で切る断面形状を概略的に示す図である。図4は、図1における表示パネル100から前面カバー105、第1の樹脂部106、及び第2の樹脂部107を除去したモジュール100aを概略的に示す外観斜視図である。
表示パネル100の製造方法を、図8〜図14,図15(a)及び(b)、図16(a)及び(b)を参照しつつ、説明する。
図12は、図1におけるS3−S3線で切る位置の断面形状を示す。図12に示されるように、基板101上のドライバICチップを圧着する領域に、所望の幅の異方性導電膜112を転写する。転写後、ドライバICチップ110のパターン面に形成された金バンプが基板101の表面方向を向くようにし、ドライバICチップ110側の配線パターン及び基板101側の配線パターンが一致するようにフェイスダウンでアライメントし、所望の温度と圧力で仮圧着を行なう。その後、所望の温度と圧力(F1)で本圧着を行なう。続いて、基板101上のフラット型ケーブルを圧着する領域に所望の幅の異方性導電膜113を転写する。転写後、フラット型ケーブル111の導電面が基板101表面側に向くようにし、フラット型ケーブル111側の配線パターン及び基板101側の配線パターンが一致するようにアライメントを行い、所望の温度と圧力で仮圧着を行なう。その後、所望の温度と圧力(F2)で本圧着を行なう。
第1の実施形態における動作の説明を行なう。表示パネル100において、表示すべき情報が外部の制御回路等から、図5の表示制御部140に入力されると、表示制御部140は、その表示すべき情報に応じてアノードドライバ143にアノード駆動信号を供給する。すると、表示部120の第1行目に含まれるLED素子102の各々についての発光データがアノードドライバ内のシフトレジスタに順次格納される。シフトレジスタに格納された発光データは、このシフトレジスタによりパラレル発光データに変換された後、ラッチ回路に格納される。ラッチ回路の出力と出力イネーブル信号により、定電流回路から所望の電流を、アノード配線123を経由して各LED素子102に供給する。
このとき、表示制御部140から供給されるカソード駆動信号が、カソードドライバ141,142に入力されると、このカソードドライバ141,142内のセレクト回路により、表示部120の第1行目のカソード配線122が選択される。そのため、表示部120の第1行目のアノード配線123から第1行目に含まれるLED素子102に駆動電流が供給され、第1行目に含まれるLED素子102の各々が発光データに応じて発光動作し、光が放射される。このような発光動作がカソード配線122の数(すなわち、LED素子102の行数分)だけ複数回繰り返され、表示すべき情報を含む1画面分の画像の光が放射される。
第1の実施形態の構成によれば、ギャップ108が存在することにより、マイクロレンズ104から出射される光は適切に収束される。
《2−1》第2の実施形態の表示パネルの構成
図17は、本発明の第2の実施形態に係る表示パネル200の断面形状を概略的に示す図である。図17は、図1のS2−S2線位置で切る断面形状を示す図である。図17において、図2の構成に対応する構成には、同じ符号を付す。第2の実施形態に係る表示パネル200は、棚構造部210を有する点のみが、第1の実施形態の表示パネル100と相違する。したがって、第2の実施形態の説明においては、図1をも参照する。
本実施形態における、工程についての説明を行う。第1の実施形態と同様の工程の説明は省略する。また、工程が第1の実施形態と同様な部分の説明は省略する。
第2の実施形態の製造工程は、棚構造部210が形成される工程が第1の実施形態とは異なる。棚構造部210は、第1の実施形態におけるマイクロレンズ工程にて形成することができる。この工程を、マイクロレンズ及び棚構造部形成工程とする。
第2の実施形態の表示パネル200の動作は、第1の実施形態の表示パネル100の動作と同様である。
第2の実施形態の構成によれば、マイクロレンズ104の側面方向からの湿度や汚染やダメージは、前面カバー105と基板101との間にシーリングされた棚構造部210及び第1の樹脂部106により保護される。
《3−1》第3の実施形態の表示装置の構成
図19は、本発明の第3の実施形態に係る表示装置としての投射型表示装置60の構成を概略的に示す図である。投射型表示装置60は、例えば、ヘッドアップディスプレイ(HUD)であり、車両、航空機等において、速度計、燃料計等の各種計器の表示情報、ナビゲーション装置の地図情報、撮影装置が取得した画像情報等の各種の情報を表示するものである。投射型表示装置60は、筐体61を有し、この筐体61は、この上面に窓61aを備えている。車両用の場合には、投射型表示装置60は、例えば、車両内のインストルメントパネルの裏側に組み込まれる。筐体61内の下部には、第1又は第2の実施形態の表示パネル100又は200が配置されている。
投射型表示装置60であるHUDにおいて、表示すべき情報が表示パネル100又は200中の表示制御部(図5における符号制御部140)に入力されると、この表示制御部140が、その表示すべき情報に応じて、アノード駆動信号を表示パネル100中のアノードドライバ(図5における符号制御部143)に供給すると共に、カソード駆動信号を、表示パネル100又は200中のカソードドライバ(図5における符号制御部141,142)に供給する。すると、表示パネル100又は200中のLED素子102が発光し、マイクロレンズ104を通して、表示すべき情報を含む画像の光が出射される。表示パネル100又は200の発光によって出射された光は、図19中の平面鏡62で反射され、凹面鏡63によって拡大され、その後、ウィンドシールドガラス64に照射される。すると、運転者65の視線におけるウィンドシールドガラス64の前方に、表示パネル100が発光した画像の虚像66が表示される。図19においては、虚像66として、車両の走行速度の例として「80km/h」が示されている。これにより、運転者65は、視線を前方からそらすことなく、表示パネル100又は200が発光した画像に含まれる各種の情報を視認することができる。
第3の実施形態の投射型表示装置60によれば、第1又は第2の実施形態の表示パネル100又は200を使用しているので、LED素子102で発光した光の配光特性の広がり角度がマイクロレンズ104で狭められ、指向性が改善されて光利用効率が向上する。そのため、表示パネル100又は200の発光面から画像投射面までの光路長が長くなっても、表示パネル100又は200から出射される画像の光を効率良く投射できる。しかも、第3の実施形態の投射型表示装置60によれば、構造が簡単で、小型化が可能なHUDを実現できる。
図20は、本発明の第4の実施形態に係る表示装置としての前面投射型表示装置70の構成を概略的に示す図である。前面投射型表示装置70は、例えば、前面投射型プロジェクタである。前面投射型表示装置70は、第1又は第2の実施形態の表示パネル100又は200を備え、この表示パネル100又は200から出射された光が、光学系(例えば、投影マイクロレンズ)71により拡大されて前面のスクリーン72上に表示される。使用者73は、スクリーン72上に表示された画像を、前面投射型表示装置70から見る。そのため、第4の実施形態に係る前面投射型表示装置70によれば、第3の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
図21は、本発明の第5の実施形態に係る表示装置としての背面投射型表示装置80の構成を概略的に示す図である。背面投射型表示装置80は、例えば、背面投射型プロジェクタである。背面投射型表示装置80は、第1又は第2の実施形態の表示パネル100又は200を備え、この表示パネル100又は200から出射された光が、投影マイクロレンズ81及び反射鏡82により、拡大及び反射され、背面からスクリーン83上に表示される。使用者84は、スクリーン83上に表示された画像を、背面投射型表示装置80から見る。そのため、第5の実施形態に係る背面投射型表示装置80によれば、第3の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
図22は、本発明の第6の実施形態に係る表示装置90の構成を概略的に示す図である。表示装置90は、例えば、眼鏡に装着されるヘッドマウントディスプレイ(HMD)である。表示装置90においては、第1又は第2の実施形態の表示パネル100又は200がケース91に収容されている。ケース91には、接眼光学系が取り付けられている。接眼光学系は、例えば、プリズム92を有し、このプリズム92の下端部に、シート状のホログラム光学素子93が装着されている。この表示装置90では、表示パネル100又は200から出射された光が、プリズム92の内部で全反射されながら下端部に設けられたホログラム光学素子93へと導かれる。ホログラム光学素子93は、光を干渉させ、使用者の目94に虚像を結ばせる。これにより、使用者は、表示パネル100又は200から出射された画像を観察することができる。そのため、第6の実施形態に係る表示装置90によれば、第3の実施形態の場合とほぼ同様の効果を得ることができる。
《7−1》第1変形例
図23は、第2の実施形態の変形例である第1変形例に係る表示パネルとしてのディスプレイモジュールの断面形状を概略的に示す図である。図23において、図17に示す構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図23の第1変形例は、棚構造部を配線領域103上に部分的に形成した部分棚構造部220を有する点が、図17の場合と異なる。図23は、図1をS2−S2線で切る断面形状を概略的に示す図であり、第2の実施形態における棚構造部210を部分的に形成した場合の変形例である。表示パネルは、基板101上に、複数の薄膜半導体発光素子である発光素子(例えば、LED素子)102と、複数のマイクロレンズ104と、ダミーマイクロレンズ109と、配線形成領域103とを有する。さらに、表示パネルは、配線形成領域103上の一部分に部分棚構造部220と、部分棚構造部220上に備えられた第1の樹脂部106と、第1の樹脂部106上に備えられた前面カバー105とを有する。また、表示パネルは、第1の樹脂部106及び棚構造部210及び基板101上に備えられた第2の樹脂部107を有する。
上記説明では、前面カバー105として、エッジが面取りされた前面カバーを用いたが、前面カバー105の外周の側面に第1の樹脂部106が接着する面積を確保できる構造であれば、他の形状の前面カバーを採用することができる。図24(a)及び(b)は、第1の実施形態の変形例である第2変形例に係る表示パネルとしてのディスプレイモジュールの断面形状を概略的に示す図及び前面カバー181を概略的に示す断面図である。図25(a)〜(c)は、図24(b)に示される前面カバー181の製造プロセスを概略的に示す断面図である。図24(a)及び(b)は、前面カバー181を搭載した場合の第1の実施形態における表示パネル100の変形例である。前面カバー181の側面部分の底部側に断面形状が半円凹状の端面181bを有する。
図26(a)及び(b)は、第1の実施形態の変形例である第3変形例に係る表示パネルとしてのディスプレイモジュールの断面形状を概略的に示す図及び前面カバー191を概略的に示す断面図である。第3変形例においては、前面パネル191の端面191bが、1つの傾斜面191bで形成されている点が、第1の実施形態の場合と相違する。
る。
図28(a)及び(b)は、第1の実施形態の変形例である第4変形例に係る表示パネルとしてのディスプレイモジュールの断面形状を概略的に示す図及び前面カバー251を概略的に示す断面図である。第4変形例では、前面カバー251の端部は、前面カバー251の辺に近づくほど基板101の主表面101aからの距離がステップ状に増す段差251bを含む。
図30は、第1の実施形態の変形例である第5変形例に係る表示パネルとしてのディスプレイモジュールの断面形状を概略的に示す図である。第5変形例では、前面カバー261の端部は、前面カバー261の辺に近づくほど基板101の主表面101aからの距離が連続的に増す傾斜面261bを含む。
図32は、第1の実施形態の変形例である第6変形例に係る表示パネルとしてのディスプレイモジュールの断面形状を概略的に示す図である。第6変形例では、前面カバー271の端部は、前面カバー271の辺に近づくほど基板101の主表面101aからの距離がステップ状に増す段差271bと、前面カバー271の辺に近づくほど基板101の主表面101aからの距離が連続的に増す傾斜面271cとを含む。
また、図33に示すようにV字型のダイシングブレード373による構形成を深く行なうことで、図32に示されるような、底部から垂直な段差271b、傾斜面271c、垂直部の側面構造を有する前面カバー271が形成される。
図34は、第1の実施形態の変形例である第7変形例に係る表示パネルとしてのディスプレイモジュールの断面形状を概略的に示す図である。第7変形例では、前面カバー281の端部は、前面カバー281の辺に近づくほど基板101の主表面101aからの距離がステップ状に増す段差281bと、前面カバー281の辺に近づくほど基板101の主表面101aからの距離が連続的に増す傾斜面281cと、水平面281dとを含む。
上記説明では、発光素子の駆動回路を有するドライバICチップ110を基板101上に配置した場合を例示したが、ドライバICチップ110を基板の外側、例えば、他の基板上に備えてもよい。この場合、基板101上にはドライバICチップ110は無くなり、フラット型ケーブルで、アノード配線及びカソード配線を基板の外側に設けられたドライバICチップに接続する。
上記説明における表示パネルの製造方法におけるプロセスの順番は、
LED素子を基板101上に設置する工程、
マイクロレンズ104を取り付ける工程(図9)、
ダイシング工程(図10)、
異方性導電膜形成工程(図11)、
前面カバー105の中空仮固定工程(図13)、
第1の樹脂部によるシーリング工程(図14)、
第2の樹脂部によるポッティング工程(図15)
の順番である場合を説明したが、プロセスの順番は、この例に限定されない。
LED素子を基板101上に設置する工程、
マイクロレンズ104を取り付ける工程(図9)、
ダイシング工程(図10)、
前面カバーの中空仮固定工程(図13)、
第1の樹脂部によるシーリング工程(図14及び図15)、
異方性導電膜形成工程、
第2の樹脂部ポッティング工程(図16)
としてもよい。この場合には、異方性導電膜形成工程における、マイクロレンズへのダメージや汚染を回避することができる。
LED素子を基板101上に設置する工程、
マイクロレンズ104を取り付ける工程(図9)、
ダイシング工程(図10)、
前面カバーの中空仮固定工程(図13)、
異方性導電膜形成工程、
第1の樹脂部によるシーリング工程(図14及び図15)、
第2の樹脂部によるポッティング工程(図16)
としてもよい。この場合には、異方性導電膜形成工程における、マイクロレンズへのダメージや汚染を回避することができる。
LED素子を基板101上に設置する工程、
マイクロレンズ104を取り付ける工程(図9)、
前面カバーの中空仮固定工程(図13)
第1の樹脂部によるシーリング工程(図14及び図15)、
ダイシング工程(図10)、
異方性導電膜形成工程
第2の樹脂部によるポッティング工程(図16)
とすることで、ダイシング工程及びそれ以降のすべての工程において、マイクロレンズがダメージや汚染から保護される。
第1の樹脂部としてUV接着剤を用いる場合は、第1及び第2の実施形態における第1の樹脂部シーリング工程において、前面カバーを中空で保持した状態で、UV硬化樹脂によるシーリングを行なうことで、前面カバー仮固定工程をシーリング工程と統合することができる。この場合には、工程数を削減する効果が得られる。
上記説明では、第1及び第2の実施形態の表示パネルにおいて、半円球状としたマイクロレンズを採用した場合を例示したが、マイクロレンズの形状はこのような形状に限定されない。マイクロレンズの形状は、概ね円柱に近い円柱状、又は、概ね立方体に近い立方体状、又は、概ね円錐台に近い形状(この場合には、断面形状が台形状になる)などのような他の形状とすることもできる。
上記説明では、発光素子がLED素子である場合を例示したが、発光素子は、LED素子に限定されない。発光素子は、有機系材料で形成されたEL(エレクトロルミネッセンス)素子、又は、無機系材料で形成されたEL素子等のような他の素子であってもよい。発光素子として他の素子を使用した場合にも、発光素子をLED素子とした場合と同様の効果を得ることができる。
上記説明では、1画素が1個のLED素子を含む構成を例示したが、1画素が複数個のLED素子を含むように構成してもよい。1画素が複数のLED素子を含む場合には、輝度を向上させることができる。
上記説明では、第3〜第6の実施形態において表示装置を例示したが、表示装置の構成は、これらの例には限定されない。表示装置は、例えば、第1及び第2の実施形態における表示パネルを、視聴者が直視するように構成した直視型表示装置であってもよい。直視型表示装置とした場合には、指向性が高く、特定方向に向けて解像度の高い画像を表示することができる。
Claims (23)
- 基板と、
前記基板の主表面上に備えられた複数の発光素子と、
前記主表面上に備えられ、前記複数の発光素子に電力を供給する接続配線部と、
前記主表面上に備えられ、前記複数の発光素子を覆う複数のマイクロレンズと、
ギャップを介して、前記主表面、前記複数の発光素子、前記複数のマイクロレンズ及び前記接続配線部に対向して配置された前面カバーと、
前記前面カバーと前記主表面との間を封止し、前記前面カバーを支持する第1の樹脂部と
を有し、
前記前面カバーは、前記複数のマイクロレンズに対向して配置された中央領域と、前記中央領域の外側に備えられ、前記前面カバーの辺に近づくほど前記主表面からの距離が増す端面を持つ端部領域とを含み、
前記第1の樹脂部は、前記接続配線部を介して前記前面カバーの前記端面と前記主表面との間を封止する部分を含む
ことを特徴とする表示パネル。 - 前記主表面上に備えられ、前記接続配線部を覆う棚構造部をさらに有し、
前記第1の樹脂部は、前記棚構造部を介して前記前面カバーの前記端面と前記主表面との間を封止する部分を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。 - 前記前面カバーと前記主表面との間に部分的に備えられ、前記第1の樹脂部の形成前に前記前面カバーを仮固定するUV硬化樹脂をさらに有することを特徴とする請求項1又は2項に記載の表示パネル。
- 前記主表面上に、前記第1の樹脂部の外側に接するように形成された第2の樹脂部を有することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の表示パネル。
- 前記主表面上に備えられ、前記複数のマイクロレンズのさらに外周に、少なくとも1個以上の表示には寄与しないダミーマイクロレンズをさらに有することを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の表示パネル。
- 前記主表面上に備えられ、前記複数の発光素子を選択的に駆動する駆動回路と、
前記駆動回路を外部の回路に接続するケーブルと
をさらに有することを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の表示パネル。 - 前記主表面上に備えられ、前記複数の発光素子を外部の回路に接続するケーブルをさらに有することを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項に記載の表示パネル。
- 前記前面カバーの前記端部は、前記前面カバーの辺に近づくほど前記主表面からの距離が連続的に増す傾斜面を含むことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の表示パネル。
- 前記傾斜面は、平面状の構造を有すことを特徴とする請求項8に記載の表示パネル。
- 前記傾斜面は、凹面状の構造を有すことを特徴とする請求項8に記載の表示パネル。
- 前記前面カバーの前記端部は、前記前面カバーの辺に近づくほど前記主表面からの距離がステップ状に増す段差を含むことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の表示パネル。
- 前記前面カバーの前記端部は、
前記前面カバーの辺に近づくほど前記主表面からの距離がステップ状に増す段差と、
前記段差の外側に備えられ、前記前面カバーの辺に近づくほど前記主表面からの距離が連続的に増す傾斜面と
を含むことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の表示パネル。 - 前記前面カバーの前記端部は、
前記前面カバーの辺に近づくほど前記主表面からの距離がステップ状に増す段差と、
前記段差の外側に備えられ、前記前面カバーの辺に近づくほど前記主表面からの距離が連続的に増す傾斜面と、
前記傾斜面の外側に備えられ、前記主表面に平行な水平面と
を含むことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の表示パネル。 - 基板の主表面上に、複数の発光素子と、前記複数の発光素子に電力を供給する接続配線部と、前記複数の発光素子を覆う複数のマイクロレンズとを備える工程と、
ギャップを介して、前記主表面、前記複数の発光素子、前記複数のマイクロレンズ及び前記接続配線部に対向して前面カバーを配置する工程と、
前記前面カバーと前記主表面との間を第1の樹脂部で封止する工程と
を有し、
前記前面カバーは、前記複数のマイクロレンズに対向して配置された中央領域と、前記中央領域の外側に備えられ、前記前面カバーの辺に近づくほど前記主表面からの距離が増す端面を持つ端部領域とを含み、
前記第1の樹脂部は、前記接続配線部を介して前記前面カバーの前記端面と前記主表面との間を封止する部分を含む
ことを特徴とする表示パネルの製造方法。 - 前記主表面上に、前記接続配線部を覆う棚構造部を形成する工程をさらに有し、
前記第1の樹脂部で封止する工程は、前記棚構造部を介して前記前面カバーの前記端面と前記主表面との間を封止する工程を含む
ことを特徴とする請求項14に記載の表示パネルの製造方法。 - 前記前面カバーを配置する工程の後、前記第1の樹脂部で封止する工程の前に、
前記前面カバーと前記主表面との間に部分的にUV硬化樹脂を付与し、前記UV硬化樹脂にUVを照射して、前記前面カバーを仮固定する工程と
をさらに有することを特徴とする請求項14又は15項に記載の表示パネルの製造方法。 - 前記主表面上に、前記第1の樹脂部の外側に接するように第2の樹脂部を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項14から16までのいずれか1項に記載の表示パネルの製造方法。
- 前記前面カバーの前記端部は、前記前面カバーの辺に近づくほど前記主表面からの距離が連続的に増す傾斜面を含むことを特徴とする請求項14から17までのいずれか1項に記載の表示パネルの製造方法。
- 前記前面カバーの前記端部は、前記前面カバーの辺に近づくほど前記主表面からの距離がステップ状に増す段差を含むことを特徴とする請求項14から18までのいずれか1項に記載の表示パネルの製造方法。
- 請求項1から13までのいずれか1項に記載の表示パネルを有することを特徴とする表示装置。
- 前記表示パネルからの出射光を所定箇所に投影して画像を表示する光学系をさらに有することを特徴とする請求項20に記載の表示装置。
- 前記所定箇所は、スクリーン、ハーフミラー、及びホログラム光学素子のいずれかであることを特徴とする請求項21に記載の表示装置。
- 前記表示パネルを、使用者が直視する画像表示面とした構造を有することを特徴とする請求項20に記載の表示装置。
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