JP2014534463A - 境界領域を極小化したディスプレイの相互接続方式 - Google Patents

境界領域を極小化したディスプレイの相互接続方式 Download PDF

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Abstract

電子装置(10)は、薄膜トランジスタ(TFT)基板(「層」14B)を有する。TFT基板内の1つ以上の穴(50A)が、TFT基板上の表示回路(53)を基板の下に設置されたプリント回路(58)回路に接続する導電性ブリッジ(56)のための導管としての役割を果たす。導電性ブリッジは、ワイヤボンディングを用いて形成することができる。ワイヤボンドをポッティング材料で封入してその信頼性を向上させ、ディスプレイの弾力性を増加させることができる。TFT基板内の穴(50A)の中を通って送り込まれる表示信号線は、ディスプレイ(14)の下面に沿って伸びるので、ディスプレイ縁部にある表示回路に必要なスペースの大きさが縮小される。あるいは、穴の中に、ワイヤボンド及びフレキシブル回路と共に導電材料を置くことにより、接触が達成される。ディスプレイの種類としては、LCD、OLED、プラズマ、電子インク、エレクトロクロミック、及びエレクトロウェッティング技術が挙げられる。

Description

本発明は、全体として電子装置に関し、より具体的には本発明は電子装置用ディスプレイに関する。
(関連出願の相互参照)
本願は、この参照によりその全部が本明細書に組み込まれる、2011年10月5日付で出願された米国特許出願第13/253,844号に対して優先権を主張するものである。
携帯電話、コンピュータ、及びメディアプレーヤのような電子装置は、多くの場合、ユーザーに対して画像を表示するディスプレイを備えている。ディスプレイは、通常、複数の層を含んでいる。例えば、ディスプレイは、2枚のガラス層の間に挟まれた液晶材料の層を含むことができる。可撓性ディスプレイのような他の種類のディスプレイは、弾性材料の層の上に形成された有機発光ダイオード(OLED)のような発光材料の層を収容することができる。また、ディスプレイは、ディスプレイ内の発光を制御するために使用することのできる薄膜トランジスタ(TFT)層のような表示回路層を含むこともできる。
表示回路を電子装置内の内部構成要素に電気的に接続するために、TFT層には、多くの場合、フレキシブルプリント回路(「フレックス回路」)が実装される。フレキシブル回路基板をTFT層に実装するために、伝導性接着剤を使用する場合が多い。
ディスプレイ内の導電性構造体及びディスプレイに接続されている導電性構造体は、光を発しないので、ディスプレイの非活性領域内に設置することができる。フレックス回路をTFT層に実装するために、追加の境界エリアが必要となる場合がある。したがって、ディスプレイの境界領域内の導電構造体及びディスプレイの境界領域に取り付けられたフレックス回路が、画像を表示するために利用可能な活性表示エリアの大きさを縮小させる場合があり、またディスプレイの周囲に見た目に冴えない境界領域を生じさせる場合がある。
それゆえ、改善されたディスプレイを提供することが望ましい。
携帯型電子装置のような電子装置にディスプレイを提供することができる。ディスプレイは、非活性表示エリアの周囲境界によって囲まれた活性表示エリアの内側部分を有することができる。
ディスプレイは、ディスプレイを動作させる表示回路を収容する薄膜トランジスタ(TFT)層を有することができる。ディスプレイは、TFT層内に形成された1つ以上の開口部を備えることができ、導電性ブリッジがディスプレイの層を通り抜けることを可能としている。導電性ブリッジは、薄膜トランジスタ層内の開口部の中を通過して表示回路をその他の装置回路と接続するワイヤボンド又はその他の導電材料から形成することができる。
ワイヤボンドは、TFT層内の開口部の中を下向きに通過する導電性ブリッジを形成することができる。開口部の中を通過するワイヤボンドは、TFT層の表面上の電気接点に連結された一端、及び他の装置回路の表面上の電気接点に連結された他端を有することができる。
ワイヤボンドを覆ってポッティングを形成し、ワイヤボンドの信頼性を向上させることができる。
TFT層内の開口部を、導電材料で塞ぐことができる。導電材料は、TFT層に関連付けられる電気接点に電気的に連結されている部分、及びその他の装置回路に関連付けられる電気接点に電気的に連結されている別の部分を有することができる。1つ以上のワイヤボンド又はフレックス回路を使用して、表示回路を開口部内の導電材料と電気的に接続することができる。
添付の図面及び以下の好適な実施形態の詳細な説明から、本発明の更なる特徴、性質、及び様々な利点がより明白となるであろう。
本発明の一実施形態に係る、ディスプレイを有するハンドヘルド型電子装置のような例示的な電子装置の斜視図である。 ディスプレイの境界の周囲に望ましくなく大きな非活性表示エリアをもたらす表示回路構成を有する、従来の電子装置の断面側面図である。 本発明の一実施形態に係る、ディスプレイの薄膜トランジスタ層内の穴の中を通過する導電性ブリッジを有する、例示的な電子装置の一部分の断面側面図である。 本発明の一実施形態に係る、ディスプレイとエンクロージャとの間の隙間を通過するワイヤボンドを有する、例示的な電子装置の一部分の断面側面図である。 本発明の一実施形態に係る、ワイヤボンドの信頼性を向上させるために使用されるポッティングを有する、例示的な電子装置の一部分の断面側面図である。 本発明の一実施形態に係る、ワイヤボンドに連結された導電材料で塞がれた開口部をディスプレイの薄膜トランジスタ層内に有する、例示的な電子装置の一部分の断面側面図である。 本発明の一実施形態に係る、フレックス回路に連結された導電材料で塞がれた開口部をディスプレイの薄膜トランジスタ層内に有する、例示的な電子装置の一部分の断面側面図である。 ディスプレイの境界の周囲に望ましくなく大きな非活性表示エリアをもたらす表示回路構成を有する、従来のディスプレイの平面図である。 本発明の一実施形態に係る、薄膜トランジスタ層内に形成された穴を有する、例示的なディスプレイの平面図である。 本発明の一実施形態に係る、薄膜トランジスタ層の全域に形成された丸い穴を有する、例示的なディスプレイの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る、薄膜トランジスタ層の全域に形成された直線状の穴を有する、例示的なディスプレイの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る、ディスプレイの薄膜トランジスタ層内の開口部の中を通過するワイヤボンドを有する、例示的な電子装置の一部分の断面側面図である。
電子装置には、ディスプレイが設けられていてもよい。ディスプレイは、ユーザーに対して文字列及び画像のような視覚情報を表示するために使用することができる。
ディスプレイを設けることのできる種類の例示的な電子装置を図1に示す。電子装置10は、ポータブル電子装置又はその他の好適な電子装置であり得る。例えば、電子装置10は、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、腕時計型装置、ペンダント型装置、又はその他の着用可能な若しくはミニチュアの装置のような幾分小型の装置、携帯電話、メディアプレーヤ、電子書籍などであり得る。電子装置は、テレビ又は電子看板のようなより大きな装置である場合もある。
装置10は、筐体12のような筐体を含むことができる。ケースと呼ばれることもある筐体12は、プラスチック、ガラス、セラミックス、繊維複合材、金属(例えばステンレススチール、アルミニウムなど)、その他の好適な材料、又はこれら材料の組み合わせで形成することができる。状況によっては、筐体12の部品を絶縁材料又はその他の低導電率材料から形成することができる。その他の状況では、筐体12又は筐体12を構成する構造物の少なくとも一部を金属元素から形成することができる。
装置10は、ディスプレイ14のようなディスプレイを有することができる。ディスプレイ14は、剛性若しくは可撓性であることができ、又は剛性層及び可撓性層の組み合わせを有することができる。例えば、可撓性ディスプレイは、可撓性基板上に形成された有機発光ダイオード(OLED)のアレイを含むことができる。本発明の目的のために、有機発光ダイオードディスプレイは、有機小分子、ポリマー、デンドリマ−、及び量子ドットを備えるディスプレイをはじめ、有機薄膜層を備える発光ディスプレイの全ての種類を包含することが意図される。有機発光ディスプレイ内の薄膜層は、陰極層、陽極層、1つ以上の発光層、1つ以上の正孔輸送層、1つ以上の電子輸送層、キャッピング層、正孔注入層、電子注入層、エキシトンブロック層、並びにこれら材料の混合物及び合成物を含むことができる。その他の種類の可撓性ディスプレイ技術を用いて、可撓性ディスプレイ(例えば、電子インクディスプレイ、電子ペーパーディスプレイなど)を形成することもできる。
別の例として、液晶ディスプレイ(LCD)は、2枚の剛性基板の間に挟まれた液晶材料の層を含むことができる。一般的に、ディスプレイ14は、任意の好適なディスプレイ技術(液晶、発光ダイオード、有機発光ダイオード、プラズマセル、電子インクアレイ、電子ペーパーディスプレイ、可撓性液晶ディスプレイ、可撓性エレクトロクロミックディスプレイ、可撓性エレクトロウェッティングディスプレイなど)に基づくことができる。
いくつかの構成においては、周囲領域20Iのようなディスプレイ14の部分を非活性とし、方形の中央部分20A(破線20によって境界が示されている)のようなディスプレイ14の部分をディスプレイ14の活性部分に対応させることもできる。表示活性領域20Aには、画像ピクセルのアレイを使用して装置10のユーザーに対して文字列及び画像を提示することができる。活性領域20Aにおいて、ディスプレイ14は、入力するため及び装置10のユーザーと相互作用するための、タッチセンシティブ構成要素を、活性領域20Aに含むことができる。所望であれば、図1の領域20I及び20Aなどの領域の両方に表示ピクセルを設けてもよい(例えば、装置10などの装置の前部平面の全体又は実質的に全体を表示ピクセルで覆うことができる)。
周囲領域20I(「周囲境界」と呼ぶこともある)の幅は、表示回路を形成するために、又はディスプレイ構成要素をその他の装置構成要素に接続する接続構造体を実装するために、ディスプレイ内に必要なスペースの大きさによって決定される。ディスプレイの活性領域を増加させ、見た目により魅力的な装置とするために、周囲領域20Iの幅を極小化することが望ましい場合がある。
ディスプレイ14は、薄膜トランジスタ層のような表示回路層内に、他の装置構成要素との電気配線が中を通過することを可能とする開口部を備えることができる。表示層内の開口部の中を通過する電気配線の形成は、ディスプレイ14の周囲領域20Iに形成される回路の大きさを縮小することによって周囲領域20Iに必要な幅を縮小するために役立つ場合がある。表示層内の開口部の中を通過する電気配線は、開口部の中を通過するワイヤボンド又はその他の導電性ブリッジを含むことができる。
装置10のような電子装置のディスプレイ内に非対称な境界領域を有すると、見た目に冴えない場合がある。したがって、ディスプレイ14の一方の側の周囲境界20Iの幅を増加させる回路は、ディスプレイの対称性を保つために、ディスプレイ14のもう一方の側に追加された使用されない周囲境界20Iによって釣り合いを取ることができる。したがって、ディスプレイ14の一方の側(例えば「底部境界」と呼ぶこともある底部24)の周囲領域20Iの幅を縮小すると、ディスプレイ14のもう一方の側(例えば上部22)の周囲領域20Iの幅も縮小することができる。
従来の電子装置のディスプレイの底部境界付近の断面側面図を図2に示す。装置100は、ディスプレイ200及びエンクロージャ38を含んでいる。ディスプレイ200は、カラーフィルタ層200A及びTFT層200Bを収容している。
表示回路を装置内のその他の回路と電気的に接続するために、フレキシブル回路が使用されることが多い。フレックス回路34の一端をTFT層200Bの上面に実装するために、異方性導電膜35が使用されている。伝導性接着剤35は、フレックス回路34と導体パッド540との間の電気配線を形成する。導体パッド540は、通常、トレース19のような、TFT層内の1つ以上のトレースに接続されている。
一般的な構成では、フレックス回路34は、TFT層200Bとエンクロージャ38との間の隙間37を通過してTFT層200Bの下に湾曲して戻ることにより、TFT層200Bの一端に巻き付く。TFT層に接続されていないフレックス回路34の端部は、プリント回路板36と接続されている。
フレックス回路34及びTFT層200B上のその他の回路は光を発しないので、非活性境界40のような非活性表示領域が生じる場合がある。非活性境界40は、層200B上にフレックス回路34を実装するために必要なスペース、並びにフレックス回路34がTFT層200Bの端部に巻き付くことを可能とするために必要なTFT層200Bとエンクロージャ38との間の隙間37の幅の両方を含んでいる。
ディスプレイの非活性領域は、表示回路に必要なスペースの大きさを縮小すること、及びディスプレイとエンクロージャとの間の隙間を縮小することにより極小化することができる。図3は、図1に示す種類の電子装置の断面側面図(即ち、図1の軸15に沿って切り取った断面)であり、表示層内に開口部を設け、この開口部の中を通る導電性ブリッジを可能とすることによりディスプレイの非活性底部境界を極小化できる方法を図示している。
図3に示すように、装置10は、ディスプレイ14のようなディスプレイを含むことができる。ディスプレイ14は、表示層14A及び薄膜トランジスタ(TFT)層14Bのような複数の層を有することができる。表示層14Aは、色フィルタ要素のアレイを含むカラーフィルタ層であることができる。カラーフィルタ層14AとTFT層14Bとの間に液晶層13のような液晶材料の層を挟むことができる。これは単なる実例である。所望であれば、ディスプレイ14は、カラーフィルタ層又は液晶層を含まない有機発光ダイオードディスプレイであることもできる。別の例として、ディスプレイ14は、カラーフィルタ層又はその他の変色性材料を含む有機発光ダイオードディスプレイであることもできる。一般的に、ディスプレイ14は、任意の好適なディスプレイ技術(液晶、有機発光ダイオード、プラズマセル、電子インクアレイ、可撓性液晶ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、エレクトロウェッティングディスプレイなど)に基づくことができる。ディスプレイ14は、1つ以上のガラス基板又はポリマー若しくは金属フィルムを含む基板から構成することができる。所望であれば、ディスプレイ14は、可撓性ディスプレイであることができる。本明細書内では、例として液晶技術を使用する例について説明することがある。
TFT層14Bは、表示駆動回路及び薄膜トランジスタのようにディスプレイ14を動作させる回路を含むことができる。所望であれば、TFT層14Bは、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、その他の好適なポリマー、これらポリマーの組み合わせなどから形成される、プラスチック薄膜であることができる。TFT層14Bを形成するために使用できるその他の好適な基板としては、ガラス、誘電体で覆われた金属箔、多層ポリマー積層体、薄いポリマーに結合したガラス薄膜、内部に分散したナノ粒子又は微小粒子と混合したポリマー材料からなる合成ポリマーフィルムなどが挙げられる。例えば、ポリイミドの層を使用してTFT層14Bの基板を形成することができる。TFT層14Bは、10〜25マイクロメートル、25〜50マイクロメートル、50〜75マイクロメートル、75〜100マイクロメートル、100〜125マイクロメートル、125〜150マイクロメートル、又は150マイクロメートルを超える厚さを有することができる。1つの具体例として、TFT層14Bは、100マイクロメートルの厚さであることができる。
ディスプレイ14に含めることのできるその他の層又は副層としては、タッチセンシティブ層(例えば、容量性タッチセンサ用の透明なキャパシタ電極のアレイを有するポリマーのシート)、偏光層のような光学層、遮蔽層(例えば、不要な電界を遮蔽するためのもの)、吸熱層(例えば、ディスプレイから熱を奪い去るためのもの)、封止層(例えば、薄膜、ポリマー、無機材料、金属箔、複合材料などから形成される封止剤の層)、被覆層(例えば、カバーガラスの層)、その他の好適なディスプレイの層、又はこれらのディスプレイの層の組み合わせが挙げられる。
TFT層14Bは、ディスプレイ14を動作させる表示回路53のような表示回路を含むことができる。表示回路53は、表示電極及び表示電極を制御する表示回路のような表示画素構造体を含むことができる。表示回路53は、表示画素のアレイに対応する薄膜トランジスタ(TFT)のアレイの一部分を形成することができる。表示回路53は、タッチセンサ電極、トランジスタ(例えば、多結晶シリコントランジスタ、アモルファスシリコントランジスタ、有機薄膜トランジスタ、金属酸化物トランジスタ、カーボンナノチューブ若しくはグラフェントランジスタ、その他のナノ粒子を基材とするトランジスタなど)、薄膜トランジスタアレイ若しくはその他の画素アレイに関連付けられる相互接続線、集積回路、駆動用集積回路、その他の導電性構造体、又はこれらの導電性構造体の組み合わせを含むことができる。
TFT層14B内の回路53は、導電性トレース23のようなトレースを使用して相互接続することができる。トレース23のような導電性トレースは、導体パッド54Aのような1つ以上の導体パッドに連結することができる。表示回路を装置内のその他の回路(例えば、メインロジックボード又はその他のプリント回路)に接続することが望ましい場合がある。トレース23のようなトレースとプリント回路基板58のような装置内の他の回路との間に電気配線を形成するために、導電性ブリッジ56のような1つ以上の導電路を使用することができる。図3に示すように、導電性ブリッジ56は、TFT層14B内の開口部50Aのようなディスプレイ内の開口部の中を通過することができる。
プリント回路58及び装置10内のその他のプリント回路は、剛性のプリント回路板材料(例えばガラス繊維充填エポキシ)、ポリマーのような材料からなる可撓性シート、又は剛性材料と可撓性材料の組み合わせ(「リジッドフレックス」プリント回路板と呼ぶこともある)から形成することができる。フレキシブルプリント回路(「フレックス回路」)は、例えば、ポリイミドからなる可撓性シートから形成することができる。
表示回路を電子装置10内の他の回路と接続する導電性ブリッジ56のような導電路は、TFT層の表面上の接点と結合する一方の端部、及び装置内のプリント回路の表面上の接点と結合する他方の端部を有することができる。図3に示す例では、導電性ブリッジ56は、(TFT層14Bの表面上にある)導体パッド54Aと結合する一端、及び(プリント回路58の表面上にある)導体パッド54Bと結合する他端を有することができる。
導電性ブリッジ56は、アルミニウム、銅、金、その他の金属、その他の好適な導電材料、導電材料の組み合わせ又は複合体などから形成することができる。導電性ブリッジ56の部分は、ポリマーのような材料からなる可撓性シートから形成されたフレックス回路を含むことができる。一般的に、導電性ブリッジ56は、任意の好適なコネクタ又は実装技術を使用して形成することができる。図3に示す例では、導電性ブリッジ56は、TFT層14B内の開口部50Aのようなディスプレイ内の開口部の中を通過する1つ以上のワイヤボンドを使用して形成されている。ワイヤボンド56は、TFT層14Bのボンドパッド54Aをプリント回路58のボンドパッド54Bと電気的に連結する。これは単なる実例である。導電性ブリッジ56は、他の種類の導電性コネクタから形成することもできる。本明細書内では、例として、図3に示すような導電性ブリッジ56を形成するワイヤボンディングについて説明することがある。
ワイヤボンド56は、ウェッジボンディング、リボンウェッジボンディング(例えば、平らなリボンワイヤを作るために)、ボールボンディング、その他の好適なワイヤボンディング法などから形成することができる。ワイヤボンド56を形成するために用いられる溶接工程は、超音波エネルギー、熱エネルギー、圧力、又はこれらの形態のエネルギーの組み合わせを用いて容易にすることができる。ワイヤボンド56は、5〜15マイクロメートル、15〜25マイクロメートル、25〜35マイクロメートル、35〜50マイクロメートル、又は50マイクロメートルよりも大きな直径を有することができる。例示の目的で、ボンディングに使用されるワイヤは、接触面積の最小の大きさを規定する25マイクロメートルの直径を有することができる。あるいは、32マイクロメートルの直径のワイヤを使用することもできる。ワイヤボンド56を形成するために使用できる材料としては、タングステンカーバイド、チタンカーバイド、複合材料(例えば、セラミック及び金属から形成される複合材料)、その他の好適な材料、これらの材料の組み合わせなどが挙げられる。
導電性ブリッジ56のような導電性ブリッジ(ワイヤボンドと呼ぶこともある)がTFT層14Bの中を通過して、ディスプレイ14の下方にあるプリント回路58のようにTFT層14Bの下面に隣接した他の装置回路に連結することを可能とするために、開口部50Aのような1つ以上の開口部(穴と呼ぶこともある)をTFT層14B内に形成することができる。開口部50Aは、ボンディングツールを使用してワイヤボンド56をボンドパッド54A及び54B(ランディングバッドと呼ぶこともある)に取り付けるワイヤボンディング工程を容易にするように設計することができる。開口部50Aは、ボンドパッド54Bの縁部の周囲に、ツールがボンドパッド54Bを接続することを可能とするための十分な隙間を提供することができる。リード線の短絡を回避するために、ボンドパッドの間隔を十分に空けることができる。開口部50AのようなTFT層内の開口部は、任意の好適な方法(例えば、機械掘削、レーザー穴あけ、ホットエレメントの挿入など)を用いて形成することができ、任意の好適な形状(円形、方形、その他の好適な形状など)を有することができる。
ディスプレイ14は、エンクロージャ62のようなエンクロージャによって1つ以上の端部で囲み込むことができる。エンクロージャ62は、装置10内の1つ以上の構造体の一部又は全部から形成することができる。例えば、エンクロージャ62は、装置筐体12の一部から形成することができる。導電性ブリッジ56がTFT層14Bを通り抜けることを可能とする開口部50AをTFT層14B内に設けることにより、TFT層14Bとエンクロージャ62との間の隙間を従来の装置内のディスプレイと装置筐体との間の隙間よりも小さくすることを可能とすることができる。導電性ブリッジ56がTFT層14Bを通り抜けることを可能とする開口部50AをTFT層14B内に設けることによって、接続構造体を実装するために必要なディスプレイ14の周りの境界領域を縮小することができる。これらのエリアに必要なスペースを縮小することにより、ディスプレイの境界60I(例えばディスプレイ14の底部境界)の全体幅を極小化することができ、従来の装置よりも、活性表示領域60Aのような活性表示エリアを装置10の縁部のより近くまで拡張することができる。
図4は、装置10の一部分の断面側面図であり、ディスプレイの非活性部分を極小化できる方法の別の例を図示している。この例では、導電性ブリッジは、ディスプレイとディスプレイのエンクロージャとの間の隙間を通過することにより、表示回路を他の装置回路と連結することができる。図4に示すように、TFT層14Bとエンクロージャ62との間に、隙間50Bのような隙間を形成することができる。ワイヤボンド56のような導電性ブリッジは、開口部50Bの中を通過してプリント回路58など、ディスプレイの下方にある回路に連結することができる。
導電性ブリッジ56は、ワイヤボンディングの方法を用いて形成されるワイヤ、平らなリボン、ワイヤの束、又は平らなリボンの束であることができる。ワイヤボンド56のようなワイヤボンドを使用して表示回路をその他の装置回路に連結することにより、TFT層14Bとエンクロージャ62との間の隙間を従来の装置内のディスプレイと装置筐体との間の隙間よりも小さくすることを可能とすることができる。ワイヤボンド56はまた、接続回路を実装するために必要なディスプレイ14の周りの周囲エリアを縮小することができる。これらのエリアに必要なスペースを縮小することにより、ディスプレイの境界64I(例えばディスプレイ14の底部境界)の全体幅を極小化することができ、従来の装置よりも、活性表示領域64Aのような活性表示エリアを装置10の縁部のより近くまで拡張することができる。
導電性ブリッジ56を覆い、又は封入することが望ましい場合がある。図5は、装置10の一部分の断面側面図であり、ポッティングを用いてワイヤボンド56を封入できる方法を図示している。ワイヤボンド56を形成した後、ポッティング材料66のような封止剤を使用して開口部50Aを塞ぎ、ワイヤボンド56を囲むことができる。ポッティング材料66はまた、ワイヤボンド56と導体パッド54Aとの間の接合部、並びにワイヤボンド56と導体バッド54Bとの間の接合部も囲むこともできる。ポッティング66を形成するために使用できる材料の例としては、エポキシ、シリコーン、ウレタン、アクリル、ポリエステル、その他の種類のポッティング材料、これらのポッティング材料の組み合わせなどが挙げられる。
導電性ブリッジ56をポッティングし、又は封入することにより、導電路自体及び電子装置の両方に幾つかの利点を提供することができる。例えば、構成によっては、TFT層14Bをガラスから形成することができる。穴50Aのような複数の穴を有するガラス表面は、過剰な圧力又は力に晒された場合に破損しやすい可能性がある。開口部50AのようなTFT層14B内の開口部をポッティング材料で塞ぐことにより、ディスプレイの開口部の周囲の弾力性を増加させることができる。ポッティング材料66を使用するその他の利点として、水分、混入物、及び腐食に対する保護、電気絶縁、放熱などの利点を挙げることができる。ポッティング材料66はまた、不要な圧力をディスプレイから外へ逸らせ、ワイヤボンド56の信頼性及び堅牢性を向上させるために役立てることができる。
ディスプレイの弾力性及び導電性ブリッジ56の信頼性を向上させるために、必要に応じて他の特徴を追加することができる。例えば、TFT層14Bとプリント回路58との間に接着剤68のような接着剤の層を形成することができる。所望であれば、接着剤68は、開口部50AのようなTFT層14B内の開口部を囲むこともできる。接着剤68は、プリント回路基板58をTFT層14Bの下面に取り付けるように構成することもできる。接着剤68は、ディスプレイのこれらの開口部の周囲の堅牢性を増強することができ、また、水分、混入物、及び腐食に対して保護を提供することもできる。接着剤68は、感圧接着剤(PSA)、エポキシ、又はその他の好適な接着剤から形成することができる。
表示回路とその他の装置回路との間の配線にTFT層内の1つ以上の穴を使用するという省スペースの利点は、他の構成によっても得ることができる。代替的な構成の一例を図6に示す。この例では、開口部50Aは、導電材料25のような導電材料で塞がれている。導電材料25は、伝導性ペースト、伝導性接着剤、導電性フォーム、又はその他の好適な導電材料から形成することができる。開口部50Aの上方で導電材料25の表面上に導体パッド54Cのような電気接点を置くことができる。導体パッド54Cは、導電材料25とは別個の構成要素であることもでき、導電材料25の一体的な部分から形成することもできる。開口部50Aの下方でプリント回路基板58のような他の装置回路の表面上に、導体パッド54Dのような追加の電気接点を置くこともできる。導電材料25は、電気接点54Cと54Dとの間に電気配線を形成することができる。
ワイヤボンド59のような導電性ブリッジを使用してボンドパッド54Aを導電材料25と接続することができる。ワイヤボンド59は、(TFT層14Bの表面上にある)導体パッド54Aと結合する一端、及び(導電材料25の表面上にある)導体パッド54Cと結合する他端を有することができる。信号は、表示回路53からワイヤボンド59及び導電材料25を介して他の装置回路58に移動することができる。
所望であれば、ボンドパッド54Aを開口部50A内の導電材料25と接続するために、他の材料を使用することもできる。例えば、図7に示すように、伝導性接着剤49のような伝導性接着剤の層を使用して、電気接点54A及び54Cを覆ってフレックス回路63のようなフレキシブル回路の一部分を実装することができる。伝導性接着剤49は、異方性導電膜(ACF)又はその他の好適な伝導性接着剤から形成することができる。信号は、表示回路53からフレックス回路63及び導電材料25を介して他の装置回路58に移動することができる。
TFT層内の穴の中を通る導電性ブリッジ(例えば、ワイヤボンド、伝導性ペーストなど)を形成することにより、表示回路とその他の装置回路との間に堅牢な電気的ブリッジを設けることができると共に、非活性表示境界領域を極小化することができる。
ディスプレイの全周に亘って非活性表示エリアの幅を縮小することが望ましい場合がある。図8に示すディスプレイ140のような従来のディスプレイでは、非活性表示境界140Iの幅140Wは、通常、境界領域200に設置された表示駆動回路によって決定される。ピクセルアレイ内の各列及び行は、関連付けられる導電性トレース(インターコネクト、駆動線、制御線と呼ぶこともある)を有することができる。通常、これらのトレースは側部境界720に平行に(即ち、図8に示すy軸に平行に)共通平面内を相互に並行して伸びることとなる。この方法は、活性表示領域140Aから出ている各トレースのために非活性表示境界140Iの領域200内に追加の幅を必要とする。ピクセルアレイの各列及び行が関連付けられる制御線を有することができるので、従来のディスプレイでは追加のピクセルの各列及び行が非活性表示境界140Iの幅(幅140Wなど)を増加させる可能性がある。
図9は、表示制御線をTFT層内の開口部の中を通して配線することにより、非活性表示境界の幅を縮小することができる方法を例示する、ディスプレイ14の平面図である。図9に示すように、ディスプレイ14は、駆動用集積回路51及び駆動回路55のような表示回路を収容することができる。駆動用集積回路51及び駆動回路55は、ディスプレイ14内のピクセルのアレイに信号を駆動するために使用することができる。表示駆動回路から制御線41のような制御線に信号を配送するために、信号線99のような信号線を使用することができる。図9に示すように、制御線41は、データ線(D)及びゲート線(G)を含むことができる。
TFT層14Bのようなディスプレイ14の1つ以上の層に穴50Cのような複数の穴を形成することができる。信号線99は、ディスプレイ14内の穴50Cの中を(図9の中に印されたz軸と平行に)通過してディスプレイの裏側に沿って伸びることができる。所望であれば、駆動用集積回路51から出てくる信号線99は、(領域81Aにある)穴50Cの中をディスプレイ14の裏側に隣接したプリント回路まで下向きに通過することができ、(領域81Bにある)穴50Cの中を上向きに通過して制御線41に達することができる。これにより、境界領域内の表示回路のためのスペースの必要性を低減させることができる。
図10に示すように、TFT層14Bの全域に穴50Cのような複数の穴を形成することができる。所望であれば、穴50Cのような穴は、ディスプレイ14の1辺、2辺、3辺、又は4辺全てに形成することができる。穴50Cは、領域81A及び81Bのように表示層14Aの下から突出しているTFT層14Bの領域内に設置することができる。穴50Cはまた、表示層14Aによって覆われているTFT層14Bの領域内に設置することができる。一般的に、穴は、TFT層14B内の任意の場所に設置することができる。
TFT層内の穴は、任意の好適な大きさ又は形状で構成することができる。例えば、図11の穴50Cのような穴は、直線形状を有することができる。
図9〜11の穴50Cを使用して、表示回路からその他の装置回路までの接続経路を形成することができる。表示回路からの信号線を、TFT層内の開口部50Cの中を通してディスプレイの裏側に沿って伸ばすように配線することができる。このようにすれば、ディスプレイの境界の周りの非活性表示エリアの幅を縮小するために役立てることができる。図12は、装置10のディスプレイ14付近の断面側面図(図1の軸85に沿って切り取った断面)であり、穴50Cのような穴(開口部と呼ぶこともある)を、非活性表示境界領域の幅14Wを縮小するために役立てることができる方法を図示している。
図12に示す例では、ディスプレイ14は、液晶ディスプレイ(LCD)であることができる。ディスプレイ14は、カラーフィルタ層14A、TFT層14B、及び光源層14Cのような複数の層を有することができる。カラーフィルタ層14AとTFT層14Bとの間には、液晶13のような液晶材料の層を挟むことができる。光源層14Cは、ディスプレイ14の後方から液晶材料を照明するバックライト層であることができる。
TFT層14B上のピクセル98のような構成要素は、導電性トレース41(制御線と呼ぶこともある)のようなトレースを使用して相互接続することができる。制御線41は、ピクセルのアレイを制御するように構成することができ、導体バッド84AのようなTFT層14B上の1つ以上の電気接点に接続することができる。
表示回路からの信号線を、ディスプレイ内の開口部の中を通して配線することが望ましい場合がある。構成によっては、駆動用集積回路51のような表示回路は、図9の例に示すようにTFT層の上に設置することができる。図12に示す例では、駆動用集積回路51は、必要に応じて光源層14Cに隣接したプリント回路88のようにディスプレイの下にあるプリント回路の上に設置することができる。駆動用集積回路51からの制御信号は、TFT層14B内の開口部50Cの中を通過する導電性ブリッジ82のような導電性ブリッジを介して制御線41に伝達することができる。
信号線99を使用して、駆動用集積回路51から導電性ブリッジ82に制御信号を配送することができる。導電性ブリッジ82を使用して、これらの制御信号を信号線99から制御線41に伝達することができる。プリント回路88は、剛性のプリント回路板材料(例えばガラス繊維充填エポキシ)又はポリマーのような材料からなる可撓性シートから形成することができる。
TFT層内の開口部の中を通過する導電路は、TFT層の表面上の接点と結合する一端、及び装置内のプリント回路の表面上の接点と結合する他端を有することができる。図12に示す例では、導電性ブリッジ82のような導電性ブリッジは、導体パッド84A(TFT層14Bの表面上にある)と結合する一端、及び導体パッド84B(プリント回路88の表面上にある)と結合する他端を有することができる。
導電性ブリッジ82は、アルミニウム、銅、金、その他の金属、その他の好適な材料、導電材料の組み合わせ又は複合体などから形成することができる。導電性ブリッジ82の部分は、ポリマーのような材料からなる可撓性シートから形成されたフレックス回路を含むことができる。一般的に、導電性ブリッジ82は、任意の好適なコネクタ又は実装技術を使用して形成することができる。図12の例では、導電性ブリッジ82は、TFT層14B内の開口部50Cのようなディスプレイ内の開口部の中を通過する1つ以上のワイヤボンドを使用して形成される。ワイヤボンド82は、TFT層14Bのボンドパッド84Aをプリント回路88のボンドパッド84Bと電気的に連結する。ワイヤボンド82は、TFT層14B内の開口部50Cの中を通過する。これは単なる実例である。導電性ブリッジ82は、他の種類の導電性コネクタから形成することもできる。図12に示すような導電性ブリッジ82を形成するワイヤボンディングについて、例として説明することがある。
ワイヤボンド82は、ウェッジボンディング、リボンウェッジボンディング(例えば、平らなリボンワイヤを作るために)、ボールボンディング、その他の好適なワイヤボンディング法などから形成することができる。ワイヤボンド82を形成するために用いられる溶接工程は、超音波エネルギー、熱エネルギー、圧力、又はこれらの形態のエネルギーの組み合わせを用いて容易にすることができる。ワイヤボンド82は、5〜15マイクロメートル、15〜25マイクロメートル、25〜35マイクロメートル、35〜50マイクロメートル、又は50マイクロメートルよりも大きな直径を有することができる。例示の目的で、ボンディングに使用されるワイヤは、接触面積の最小の大きさを規定する25マイクロメートルの直径を有することができる。あるいは、32マイクロメートルの直径のワイヤを使用することもできる。ワイヤボンド82を形成するために使用できる材料としては、タングステンカーバイド、チタンカーバイド、複合材料(例えば、セラミック及び金属から形成される複合材料)、その他の好適な材料、これらの材料の組み合わせなどが挙げられる。
ワイヤボンド82の信頼性を向上させるために、開口部50C内のワイヤボンド82の周囲にポッティング材料66を形成することができる。ポッティング材料66はまた、ワイヤボンド82と導体パッド84Aとの間の接合部、並びにワイヤボンド82と導体バッド84Bとの間の接合部も囲むことができる。
導電性ブリッジ82のような導電性ブリッジ(ワイヤボンドと呼ぶこともある)がTFT層14Bの中を通過してディスプレイ14の下方にあるプリント回路88に連結することを可能とするために、開口部50Cのような1つ以上の開口部(穴と呼ぶこともある)をTFT層14B内に形成することができる。開口部50CのようなTFT層内の開口部は、任意の好適な方法(例えば、機械掘削、レーザー穴あけ、ホットエレメントの挿入など)を用いて形成することができ、任意の好適な形状(円形、方形、その他の好適な形状など)を有することができる。
ワイヤボンド82のような導電性ブリッジを、単一の層内で相互に平行に(図12内に印されたy軸に平行に)伸ばす代わりに、表示層内の穴の中を下向きに(図12内に印したz軸に平行に)通過させることにより、ディスプレイの境界の周りの非活性表示エリアの幅(幅14Wなど)を従来のディスプレイのそれよりも著しく小さくすることができる。プリント回路88を光源層14Cの下に配置することにより、信号を制御線41に配送する信号線99のような信号線をディスプレイの活性部分の下に設置することができる。
一実施形態によれば、プリント回路基板、及び少なくとも1つのワイヤボンドを使用してプリント回路基板に連結された表示層を含む、電子装置が提供され、表示層が少なくとも1つの開口部を含み、少なくとも1つのワイヤボンドが少なくとも1つの開口部の中を通過する。
別の実施形態によれば、表示層は、薄膜トランジスタ層を含み、薄膜トランジスタ層内には少なくとも1つの開口部が形成されている。
別の実施形態によれば、少なくとも1つのワイヤボンドは、薄膜トランジスタ層の上のボンドパッドに電気的に接続された第1の端部と、プリント回路基板上のボンドパッドに電気的に接続された第2の端部とを有する。
別の実施形態によれば、電子装置は、薄膜トランジスタ層内の少なくとも1つの開口部を塞ぎ、少なくとも1つのワイヤボンドを封入するポッティング材料を含む。
別の実施形態によれば、電子装置は、薄膜トランジスタ層とプリント回路基板との間に挟まれた接着剤の層を含み、接着剤の層は、プリント回路基板を薄膜トランジスタ層に取り付けるように構成されている。
別の実施形態によれば、薄膜トランジスタ層は対向する第1及び第2の表面を有し、薄膜トランジスタ層は第1の表面上に薄膜トランジスタのアレイを備え、少なくとも1つのワイヤボンドは薄膜トランジスタ層の第1の表面の上のボンドパッドに電気的に接続された第1の端部を有し、かつプリント回路基板上のボンドパッドに電気的に接続された第2の端部を有し、接着剤の層はプリント回路基板を薄膜トランジスタ層の第2の表面に取り付ける。
別の実施形態によれば、薄膜トランジスタ層は液晶ディスプレイの一部を形成し、液晶ディスプレイはカラーフィルタ層を備え、液晶ディスプレイはカラーフィルタ層と薄膜トランジスタ層との間に挟まれた液晶材料の層を含む。
別の実施形態によれば、薄膜トランジスタ層は、ポリマーからなる少なくとも1枚のシートを含むフレキシブル基板を備える。
別の実施形態によれば、薄膜トランジスタ層は、金属箔を含むフレキシブル基板を備える。
別の実施形態によれば、プリント回路基板は、フレキシブルプリント配線基板を備える。
一実施形態によれば、対向する第1及び第2の表面を有し、第1の表面上に回路を有し、第1の表面から第2の表面まで通じる少なくとも1つの開口部を有する表示層と、プリント回路基板とを含み、第2の表面は第1の表面とプリント回路基板との間に挟まれており、第1の表面上の回路は、開口部を塞ぐ導電材料を使用してプリント回路基板に連結されている、電子装置が提供される。
別の実施形態によれば、表示層は薄膜トランジスタ層を備え、薄膜トランジスタ層内には少なくとも1つの開口部が形成されている。
別の実施形態によれば、それは回路と導電材料との間に電気的に連結された少なくとも1つのワイヤボンドを含む。
別の実施形態によれば、それは回路と導電材料との間に電気的に連結されたフレキシブル回路を含む。
別の実施形態によれば、薄膜トランジスタ層は液晶ディスプレイの一部を形成し、液晶ディスプレイはカラーフィルタ層を備え、液晶ディスプレイはカラーフィルタ層と薄膜トランジスタ層との間に挟まれた液晶材料の層を含む。
一実施形態によれば、対向する第1及び第2の表面を有する薄膜トランジスタ層であって、第1の表面上に表示ピクセルのアレイが形成され、第1の表面上に表示ピクセルを制御するように構成された制御線が形成され、薄膜トランジスタ層が複数の開口部を有する、薄膜トランジスタ層と、プリント回路とを含み、第2の表面は第1の表面とプリント回路との間に挟まれ、プリント回路は複数の開口部の中を通って制御信号を制御線に配送する信号線を収容している、電子装置が提供される。
別の実施形態によれば、それは開口部内に導電材料を含み、制御信号は導電材料を介して伝達される。
別の実施形態によれば、それは開口部の中を通過するワイヤボンドを含み、制御信号はワイヤボンドを介して伝達される。
別の実施形態によれば、それは、ワイヤボンドの少なくとも一部を覆うポッティング材料を含む。
別の実施形態によれば、それは、プリント回路と薄膜トランジスタ層との間に挟まれたバックライト層を含む。
別の実施形態によれば、薄膜トランジスタ層は液晶ディスプレイの一部を形成し、液晶ディスプレイはカラーフィルタ層を備え、液晶ディスプレイはカラーフィルタ層と薄膜トランジスタ層との間に挟まれた液晶材料の層を備える。
一実施形態によれば、表示ピクセルは薄膜トランジスタを備え、制御線はデータ線及びゲート線を含む。
前述の内容は、本発明の原理の単なる実例に過ぎず、当業者によって本発明の範囲及び精神から逸脱することなく様々な修正を施すことができる。

Claims (22)

  1. 電子装置であって、
    プリント回路基板と、
    少なくとも1つのワイヤボンドを使用して前記プリント回路基板に連結された表示層であって、該表示層は少なくとも1つの開口部を含み、前記少なくとも1つのワイヤボンドは前記少なくとも1つの開口部の中を通過する、前記表示層と、
    を備える、電子装置。
  2. 前記表示層が薄膜トランジスタ層を備え、前記少なくとも1つの開口部が前記薄膜トランジスタ層内に形成されている、請求項1に記載の電子装置。
  3. 前記少なくとも1つのワイヤボンドが、前記薄膜トランジスタ層の上のボンドパッドに電気的に接続された第1の端部、及び前記プリント回路基板上のボンドパッドに電気的に接続された第2の端部を有する、請求項2に記載の電子装置。
  4. 前記薄膜トランジスタ層内の前記少なくとも1つの開口部を塞ぎ、前記少なくとも1つのワイヤボンドを封入するポッティング材料を更に備える、請求項2に記載の電子装置。
  5. 前記電子装置が前記薄膜トランジスタ層と前記プリント回路基板との間に挟まれた接着剤の層を更に備え、前記接着剤の層は前記プリント回路基板を前記薄膜トランジスタ層に取り付けるように構成されている、請求項2に記載の電子装置。
  6. 前記薄膜トランジスタ層が対向する第1及び第2の表面を有し、前記薄膜トランジスタ層が前記第1の表面上に薄膜トランジスタのアレイを備え、前記少なくとも1つのワイヤボンドが、前記薄膜トランジスタ層の前記第1の表面上のボンドパッドに電気的に接続された第1の端部を有し、かつ前記プリント回路基板上のボンドパッドに電気的に接続された第2の端部を有し、前記接着剤の層が前記プリント回路基板を前記薄膜トランジスタ層の前記第2の表面に取り付ける、請求項5に記載の電子装置。
  7. 前記薄膜トランジスタ層が液晶ディスプレイの一部を形成し、前記液晶ディスプレイがカラーフィルタ層を備え、前記液晶ディスプレイが前記カラーフィルタ層と前記薄膜トランジスタ層との間に挟まれた液晶材料の層を備える、請求項6に記載の電子装置。
  8. 前記薄膜トランジスタ層が、ポリマーからなる少なくとも1枚のシートを含むフレキシブル基板を備える、請求項2に記載の電子装置。
  9. 前記薄膜トランジスタ層が、金属箔を含むフレキシブル基板を備える、請求項2に記載の電子装置。
  10. 前記プリント回路基板が、フレキシブルプリント配線基板を備える、請求項1に記載の電子装置。
  11. 電子装置であって、
    対向する第1及び第2の表面を有し、前記第1の表面上に回路を有し、前記第1の表面から前記第2の表面まで通じる少なくとも1つの開口部を有する、前記表示層と、
    プリント回路基板であって、前記第2の表面が前記第1の表面と前記プリント回路基板との間に挟まれ、前記開口部を塞ぐ導電材料を使用して前記第1の表面上の前記回路が前記プリント回路基板に連結されている、前記プリント回路基板と、
    を備える、電子装置。
  12. 前記表示層が薄膜トランジスタ層を備え、前記少なくとも1つの開口部が前記薄膜トランジスタ層内に形成されている、請求項11に記載の電子装置。
  13. 前記回路と前記導電材料との間に電気的に連結されている少なくとも1つのワイヤボンドを更に備える、請求項12に記載の電子装置。
  14. 前記回路と前記導電材料との間に電気的に連結されているフレキシブル回路を更に備える、請求項12に記載の電子装置。
  15. 前記薄膜トランジスタ層が液晶ディスプレイの一部を形成し、前記液晶ディスプレイがカラーフィルタ層を備え、前記液晶ディスプレイが前記カラーフィルタ層と前記薄膜トランジスタ層との間に挟まれた液晶材料の層を備える、請求項12に記載の電子装置。
  16. 電子装置であって、
    対向する第1及び第2の表面を有する薄膜トランジスタ層であって、表示ピクセルのアレイが前記第1の表面上に形成され、前記表示ピクセルを制御するように構成された制御線が前記第1の表面上に形成され、前記薄膜トランジスタ層が複数の開口部を有する、前記薄膜トランジスタ層と、
    プリント回路であって、前記第2の表面が前記第1の表面と前記プリント回路との間に挟まれ、前記プリント回路が、前記複数の開口部の中を通って制御信号を前記制御線に配送する信号線を収容している、前記プリント回路と、
    を備える、電子装置。
  17. 前記電子装置が前記開口部内に導電材料を更に備え、前記制御信号が前記導電材料を介して伝達される、請求項16に記載の電子装置。
  18. 前記電子装置が前記開口部の中を通過するワイヤボンドを更に備え、前記制御信号が前記ワイヤボンドを介して伝達される、請求項16に記載の電子装置。
  19. 前記ワイヤボンドの少なくとも一部を覆うポッティング材料を更に備える、請求項18に記載の電子装置。
  20. 前記プリント回路と前記薄膜トランジスタ層との間に挟まれたバックライト層を更に備える、請求項16に記載の電子装置。
  21. 前記薄膜トランジスタ層が液晶ディスプレイの一部を形成し、前記液晶ディスプレイがカラーフィルタ層を備え、前記液晶ディスプレイが前記カラーフィルタ層と前記薄膜トランジスタ層との間に挟まれた液晶材料の層を備える、請求項16に記載の電子装置。
  22. 前記表示ピクセルが薄膜トランジスタを備え、前記制御線がデータ線及びゲート線を含む、請求項16に記載の電子装置。
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