JP2008033094A

JP2008033094A - 表示装置

Info

Publication number: JP2008033094A
Application number: JP2006207738A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Suzuki; 克宏鈴木
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】フラットパネルディスプレイの高精細化による表示パネルと駆動回路実装用基板との接続部の間隔の極小化、高密度化を回避し、表示パネルと駆動回路との接続が容易かつ正確にできることが可能なディスプレイ構成を提供する。
【解決手段】駆動電極を形成した基板の背面に駆動電極線により駆動電極と電気的に接続される駆動電極線の取り出し部が形成してなる表示駆動回路基板９と、透明電極基板１１と、表示駆動回路基板９と透明電極基板１１の間に挟持される表示部とからなる表示パネル２と、表示駆動回路基板９の駆動電極線の取り出し部と電気接続部を介して電気的に接続する電極を備えてなる表示駆動回路実装用基板３とからなる表示装置であり、基板の裏面を駆動回路との接続領域として使用でき、また接続する端子部も大きくすることができるため、接続密度を大きくできる。
【選択図】図１

Description

液晶表示装置等のフラットパネル型ディスプレイ画面である表示装置であり、特に表示パネルと駆動回路との接続が正確かつ容易である表示装置に関する。

近年、フラットパネルディスプレイとして、現在、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動式ディスプレイ（電子ペーパー）、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイなど表示パネルとこれを駆動させる駆動回路（ドライバＩＣを有する）からなる厚さが薄く、画面サイズが小型から大型までの幅広い種類のディスプレイが提案されており、その特性に応じて、様々な用途において広範に使用されている。

さらに、ディスプレイは高精細化が進み、細部までの画像の再現性が可能となってきているが、それに伴って、表示画素が増大するため、ディスプレイの画像表示を担う電極や、電極と接続される駆動回路の接続部の密度も高くなってきており、今後さらに高精細化が進むことが予想される。

このように電極や接続部が増加し、密度が高まることで電極や接続部の間隔が狭くなることから表示パネルと駆動回路の接続も、僅かなズレや異物の存在により、接続不良を起し、さらに駆動電圧によっては電極間に短絡を起しやすく動作不良の原因となる問題を有している。

一般にフラットパネルディスプレイの表示パネルと駆動回路の接続、つまり実装方式として、表示パネルの基板端部とドライバＩＣとの接続を行うＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）方式や、液晶パネルのガラス基板上にドライバＬＳＩを直接実装するＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式や、フレキシブル基板上にドライバＬＳＩを直接実装するＣＯＦ（ＣｈｉｐＯｎＦｌｅｘｉｂｌｅ）方式があるが、実装工程に特殊な設備や高い加工精度が求められるなどの課題がある。
また低温ポリシリコン型液晶パネルのように基板に直接駆動回路を作りこむことも試みられてきているが、これは低温ポリシリコン型液晶に留まっており、また低温ポリシリコン自体が高価であることから普及するには至っていない。

表示パネルと駆動回路の接続は、フラットパネルディスプレイの終盤の工程であり、ここで接続不良等を出すことは、全体の製造効率、つまり歩留まり低下に直結し、コストに与える影響が大きい。

そこで、本発明は、フラットパネルディスプレイの高精細化による表示パネルと駆動回路との接続線数の増加と、それによる電極や接続部の間隔の極小化に合せた微細な加工を
避けて、表示パネルと駆動回路との接続が容易かつ正確にできることが可能なディスプレイ構成を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、基板上に駆動電極を有し、かつ該基板の背面に駆動電極線により該駆動電極と電気的に接続される該駆動電極線の取り出し部が形成されてなる表示駆動回路基板と、
前記駆動電極に対向する対向電極としての透明電極を有する透明電極基板と、
前記表示駆動回路基板と前記透明電極基板の間に挟持される表示部と、
からなる表示パネルと、
前記表示部を表示動作させる表示駆動回路基板の駆動電極線の取り出し部と電気接続部を介して電気的に接続する電極を備えてなる表示駆動回路実装用基板と、
を組み合わせて構成してなることを特徴とする表示装置。

本発明の請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る表示装置において、前記表示駆動回路基板の駆動回路はパッシブマトリクス方式またはアクティブマトリクス方式のいずれかであることを特徴とする表示装置である。

本発明の請求項３に係る発明は、上記請求項１に係る表示装置において、前記表示パネルが、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、無機ＥＬ表示パネル、電子ペーパーのうちのいずれかであることを特徴とする表示装置である。

本発明の請求項４に係る発明は、上記請求項１乃至３に何れかに係る表示装置において、前記駆動電極線は前記基板に形成されたビアホールにより構成されることを特徴とする表示装置である。

本発明の請求項５に係る発明は、上記請求項１乃至３に何れかに係る表示装置において、前記透明電極は前記透明電極基板の端部を経由して前記導電性部材により前記表示駆動回路基板裏面の前記駆動電極線の取り出し部に接続されてなることを特徴とする表示装置である。

本発明の請求項６に係る発明は、上記請求項１乃至３に何れかに係る表示装置において、前記電気接続部は、導電性接着剤、導電性テープ、異方性導電性ペースト、異方性導電性フィルムで構成されてなることを特徴とする表示装置である。

本発明の請求項７に係る発明は、上記請求項１乃至３に何れかに係る表示装置において、前記電気接続部を導電性材料で形成し、かつ電気接続部の間を絶縁性接着剤又は絶縁性樹脂により満たしてなることを特徴とする表示装置である。

本発明の請求項８に係る発明は、上記請求項１乃至３に何れかに係る表示装置において、前記表示パネルの周囲または前記表示パネルの貼り合せ部分をガスバリア材による被覆してなることを特徴とする表示装置である。

本発明の表示装置によれば、表示パネルの電極と接続してなる基板端部に形成した端子を狭い領域での多数の接続線との高密度の接続をする必要がなく、基板の裏面を駆動回路との接続領域として使用できるため、また接続する端子部も大きくすることができ、電極や接続部の間隔の極小化を避けることができ、接続密度を大きくすることができる。これにより表示パネルと表示駆動回路実装用基板との接続が容易かつ正確となる。

また、表示パネルと駆動回路実装用基板との接続は、表示パネルの基板端部で接続を行ってきていたが、この接続を基板の裏面で行うため、表示パネルの表示部分の外装枠を小さくすることができるため、ディスプレイの非表示部の面積を最小限に抑えることができる。

本発明を実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。
図1に示す本発明の表示装置１は、表示部５を有する表示パネル２と、表示パネルを表示動作させる駆動回路（表示駆動用ドライバＩＣ４など）を備えた表示駆動回路実装用基板３とを組み合わせたものである。表示部５としては、詳述しないが、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、無機ＥＬ表示パネル、電気泳動式表示パネル（電子ペーパー）を用いることができる。

表示パネル２は、基板上に駆動電極６を有し、かつ基板の背面に駆動電極線７により駆動電極６と電気的に接続される駆動電極線の取り出し部８が形成されてなる表示駆動回路基板９と、駆動電極６に対向する対向電極としての透明電極１０を有する透明電極基板１１と、表示駆動回路基板９と透明電極基板１１の間に挟持される表示部１２とからなる。
表示駆動回路基板９（基板）の材料としては、ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の各種樹脂を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
なお、表示装置の製造工程における曲げ加工工程や表示装置の利用形態において曲げることがあるため、ある程度の湾曲に耐える程度の可撓性を有するものが好ましい。

この表示駆動回路基板９（基板）の駆動電極６から絶縁層を通り基板の反対面に達する駆動電極線７は、ビアホール（図示しない）として基板内を貫通して構成してもよい。また、駆動電極６上に表面平滑層（図示しない）を形成してもよい。
駆動電極６、駆動電極線７及びその取り出し部８は導電性を有すればよく、金属などの導電性材料からなる箔又はメッキによる配線パターン、或いは導電性印刷インキによる配線パターンを形成する。
透明電極基板１１は、観察側の基板であるため、画像が観察できるように透明でなければならない点を加えれば、表示駆動回路基板９で示した材料から選択することができ、同じ又は異なる材料を用いることができる。
透明電極１０の材料としては、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム・亜鉛（ＩＺＯ）を挙げることが出来るが、これらに限定されるものではない。
この透明電極１０は表示パネル２の側面に形成された導電性部材１２と接続され、さらに導電性部材１２は電極パッド１３を介して表示駆動回路実装用プリント基板３に接続されている。

表示駆動回路実装用基板３はその電極１４と電気接続部１５、電極１８を介して駆動電極６と接続され、また反対面の電極１６はドライバＩＣ４とハンダボールなどの導電性の接続材料１９により電気的に接続されている。
表示駆動回路実装用基板３は、図示しないが絶縁材料（ベークライト、エポキシ樹脂など）の両面に配線パターンが形成され、また必要に応じて多層に形成されてもよく、これらの配線パターンはビアホールを介して各層と電気的に接続されている。さらにトランジスタ等の半導体素子、コンデンサ、抵抗、電極等を含む駆動回路が形成されている。なお、電源回路、クロック、シフトレジスタ、メモリバッファ等を内蔵することもできる。

本発明では、表示駆動回路実装用基板３上には、表示パネル２の表示駆動回路基板側に形成された駆動電極６から引き出された駆動線電極線７の取り出し部８に対向する位置に電極１４が形成されており、表示パネル２の取り出し部８はサイズを大きく、かつ間隔を広げて形成することができ、それに合せて接続する電極１４を形成することになるため、表示パネル２と表示駆動回路実装用基板３の取り出し部８と電極１４を狭い接続領域とすることがないため、接続が正確かつ容易にすることができる。

表示パネル２と表示駆動回路実装用基板３を接続する電気接続部１５を接続する導電部材としては、導電性接着剤、導電性テープ、異方性導電性フィルムなどを用いることができ、導電性接着剤は銀ペーストやカーボンペーストなどの導電性材料をエポキシ樹脂系接着剤やアクリル樹脂系接着剤などをバインダとして混合して構成できるが、導電性を有し、かつ接着固定できる接着力を有すればよく、これらに限定されるものではない。導電性接着剤は電気接続部１５を形成するのに必要な量を滴下して形成することができる。
導電性テープはアルミ箔や銅箔などの金属箔に導電性粘着剤を塗布し、導通がとれるようにしたテープであり、また異方性導電性フィルムは、熱圧着加工等により圧着部の厚み方向に対しては導通性を示し、一方、その圧着部の面方向に対しては絶縁性を示すという電気的異方性を有する。

また、図２に示す本発明の表示装置の他の実施例では、表示装置１は電気接続部１５を導電性材料で形成した後、電気接続部１５の間を絶縁性接着剤又は接着性を有する絶縁性樹脂２０により満たしてもよい。これにより表示パネル２と表示駆動回路実装用基板３を確実かつ安定して固定することができ、電気接続部が所定の位置からズレたり、電気接続部同士が接するようなことがなくなる。さらに電気接続部が外気に触れることがなくなるため、外部から侵入する気体や液体による電気接続部の剥離や劣化などの発生を防止することができる。
この接着性を有する絶縁性樹脂２０は、無溶剤型のエポキシ樹脂系接着剤やアクリル樹脂系接着剤、シアノアクリレート樹脂系接着剤などが挙げられるが、これらに限定されるものでなく、電気接続部１５に対して、剥離や劣化などの悪影響を与えない限りはここに記載しないものも用いることができる。

表示パネル２の表示駆動回路９には、図３に示すように周知の（ａ）パッシブマトリクス方式（単純マトリクス方式）、（ｂ）アクティブマトリクス方式のいずれも採用することができ、用途に応じて選択する。

例えば、アクティブマトリクス方式を、ＴＦＴの等価回路で説明すると、各画素に
1 個のトランジスタ（ＴＦＴ：ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が内蔵
されており、これがデータラインの電圧を画素電極に書き込むためのスイッチとして作動する。データラインには画素の輝度に相当するアナログ電圧が供給される。ゲートラインにはトランジスタをオン、オフさせるためのパルス電圧が供給され、横一列のすべての画
素に同時にデータが書き込まれる。この動作を縦の画素数に相当する回数繰り返され、 1 フィールドの画面が完成する。画素に書き込まれた電圧は画素内の静電容量に蓄積され、次にデータを書き込むまでその電圧が保持される。

またパッシブマトリクス方式は、直交させたストライプ電極をそれぞれ表示駆動回路基板６、透明電極基板１０の両方の基板に設けて、その交点の各画素を駆動させる単純な構成である。

なお、有機ＥＬのような電流制御を要する表示パネルでは、１ドットを制御するのに、少なくとも２つのＴＦＴを必要とするため、等価回路は複雑になるが、基板をデザインする基本的な考え方は同じである。

ドライバＩＣは、パッシブマトリクス方式用では、簡単なコントローラICで十分であるが、アクティブマトリクス方式では、ゲート線用、ソース線用としてそれぞれゲートドライバＩＣ、ソースドライバＩＣがある。それぞれを基板に搭載する。このプリント基板には、ドライバＩＣからの出力が繋がるＴＦＴ制御出力用の出力コネクタと、ドライバＩＣへの入力を受けるドライバ制御入力用の入力コネクタと、次のプリント基板のドライバへの入力を流すコネクタ（ドライバ制御出力用の出力コネクタ）との計３つのコネクタが設けられている。

出力コネクタは、先述のＴＦＴが形成された基板のゲートコネクタ、又はソースコネクタに繋げられる。ドライバＩＣへの入力はＩＣの仕様に合わせる必要があるが、ドライバＩＣを搭載したプリント基板同士をカスケード接続する必要があるならば、バッファＩＣやシリアルパラレル変換ＩＣなど設けてもよい。

図４に示す本発明の表示装置のさらに他の実施例では、表示パネル２と表示駆動回路実装用基板３を少なくとも酸素遮断性と水蒸気遮断性を有するガスバリア性フィルムまたはシート１７により被覆封止することにより、耐侯性を付与することができ、とくに大気中の水蒸気の影響を受けやすい有機ＥＬ表示パネルには好適である。

ガスバリア性フィルムまたはシート１７は電気接続部１５を除いた表示パネル２の貼り合せ部分を少なくとも覆うように構成し、各部材の貼り合せ箇所から酸素や水蒸気などが侵入し、表示部を劣化させることを防止することが可能である。表示パネル２の観察側にガスバリア性フィルムまたはシート１７がある場合は、透明であることが必要である。さらに紫外線遮断性を有するようにしてもよく、紫外線吸収剤を樹脂に添加し練り込む場合は、ガスバリア性フィルムまたはシート１７が着色を生じない材料を選択することが必要である。
このガスバリア性フィルムまたはシート１７は、表示装置１の側面の表示パネル２と表示駆動回路実装用基板３の貼り合せ部分のみを覆うように密着封止してもよい。

本発明に好適なガスバリア性フィルムまたはシート１７としては、透明樹脂基材上に金属又は金属化合物からなるガスバリア性薄膜、ガスバリア性を有する有機樹脂が積層形成されたもの、またこの逆の順に積層形成されたものがある。

好ましい特性としては
（ガスバリア特性）
・酸素透過率（ｃｃ／ｍ²／ｄａｙ）
２５℃−１００％ＲＨの環境下でモコン法（ＭＯＣＯＮＯＸＴＲＡＮ−１０／５０Ａ）により測定した。酸素透過率は低い程好ましいが、実用的には０．１（ｃｃ／ｍ²／ｄａｙ）以下であることが望まれる。
・透湿度（ｇ／ｍ²／ｄａｙ）４０℃−９０％ＲＨの環境下でモコン法（ＭＯＣＯＮＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ６）により測定した。透湿度は低い程好ましいが、実用的には０．３ｇ／ｍ²／ｄａｙ）以下であることが望まれる。
（紫外線遮蔽性）
・照射光が３８０ｎｍの波長における透過率を測定した。透過率は低い程好ましいが、実用的には０．５以下であることが望まれる。

本発明によれば、表示パネル２の裏面側となる駆動電極６、駆動電極線７、駆動電極線７の取り出し部８が形成された表示駆動回路基板９はその背面全体に駆動電極６と通じた駆動電極線７の取り出し部８を設けることにより、取り出し部を大きく、かつ間隔をとって形成することができるため、電気接続部１５との接続も容易、かつ正確、早く行うことができ、さらに特別な位置制御を行う必要もないことから、実装工程に特殊な設備や高い加工精度も不要となり、製造効率も向上し、コストの低減も可能である。

また、本発明はフラットパネルディスプレイとして、表示パネルに液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、無機ＥＬ表示パネル、電気泳動式表示パネル（電子ペーパー）を用いることができる。

また、表示パネル２の種類やディスプレイの用途により、駆動方式をパッシブマトリクス方式またはアクティブマトリクス方式のいずれかを選択することができる。

また、電気接続部１５は、導電性接着剤、導電性テープ、異方性導電性ペースト、異方性導電性フィルムのいずれかを用いることで、表示パネル２と表示駆動回路実装用基板３との接続を容易、かつ確実に行うことができ、さらに、電気接続部１５の間に絶縁性接着剤又は接着性を有する絶縁性樹脂を注入することにより表示パネル２と表示駆動回路実装用基板３が確実かつ安定して固定され、電気接続部１５が所定の位置からズレたり、電気接続部同士が接し短絡するようなことがなくなり、加えて電気接続部１５が外気に触れることがなくなるため、外部から侵入する気体や液体による電気接続部１５の剥離や劣化などを防止することができる。

さらに、表示パネル２と表示駆動回路実装用基板３を少なくとも酸素遮断性と水蒸気遮断性を有するガスバリア性フィルムまたはシート１７により被覆封止することで、耐侯性を付与することができる。電気接続部１５を除いた表示パネル２の貼り合せ部分を少なくとも覆うように構成しても、表示装置１の側面の表示パネル２と表示駆動回路実装用基板３の貼り合せ部分のみを覆うように密着封止してもよい。
大気中の水蒸気の影響を受けやすい表示パネル、特に有機ＥＬ表示パネルには好適である。

従来は表示パネルと表示駆動回路実装用基板との接続は、表示パネルの基板端部で接続を行う構造であったが、本発明ではこの接続を表示駆動回路基板の裏面で行うため、表示駆動回路基板を小さくすることができるため、表示パネルの表示部分の外装枠が小さくなり、ディスプレイの非表示部の面積を減らすことが可能となる。

本発明の表示装置の一例を示す断面図である。本発明の表示装置の他例を示す断面図である。本発明の表示装置における表示パネルの表示駆動回路基板の概略図である。本発明の表示装置のさらに他例を示す断面図である。

符号の説明

１・・・表示装置
２・・・表示パネル
３・・・表示駆動回路実装用基板
４・・・表示駆動用ドライバＩＣ
５・・・表示部
６・・・駆動電極
７・・・駆動電極線
８・・・駆動電極線の取り出し部
９・・・表示駆動回路基板
１０・・・透明電極
１１・・・透明電極基板
１２・・・導電性部材
１３・・・電極パッド
１４・・・電極
１５・・・電気接続部
１６・・・電極
１７・・・ガスバリア性フィルムまたはシート
１８・・・電極
１９・・・導電性の接続材料
２０・・・絶縁性樹脂

Claims

基板上に駆動電極を有し、かつ該基板の背面に駆動電極線により該駆動電極と電気的に接続される該駆動電極線の取り出し部が形成されてなる表示駆動回路基板と、
前記駆動電極に対向する対向電極としての透明電極を有する透明電極基板と、
前記表示駆動回路基板と前記透明電極基板の間に挟持される表示部と、
からなる表示パネルと、
前記表示部を表示動作させる表示駆動回路基板の駆動電極線の取り出し部と電気接続部を介して電気的に接続する電極を備えてなる表示駆動回路実装用基板と、
を組み合わせて構成してなることを特徴とする表示装置。
前記表示駆動回路基板の駆動回路はパッシブマトリクス方式またはアクティブマトリクス方式のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示パネルが、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、無機ＥＬ表示パネル、電子ペーパーのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記駆動電極線は前記基板に形成されたビアホールにより構成されることを特徴とする請求項1乃至３に何れかに記載の表示装置。
前記透明電極は前記透明電極基板の端部を経由して前記導電性部材により前記表示駆動回路基板裏面の前記駆動電極線の取り出し部に接続されてなることを特徴とする請求項1乃至３に何れかにに記載の表示装置。
前記電気接続部は、導電性接着剤、導電性テープ、異方性導電性ペースト、異方性導電性フィルムで構成されてなることを特徴とする請求項１乃至３に何れかにに記載の表示装置。
前記電気接続部を導電性材料で形成し、かつ電気接続部の間を絶縁性接着剤又は絶縁性樹脂により満たしてなることを特徴とする請求項１乃至３に何れかに記載の表示装置。
前記表示パネルの周囲または前記表示パネルの貼り合せ部分をガスバリア材による被覆してなることを特徴とする請求項１乃至３に何れかにに記載の表示装置。