JP2014178456A

JP2014178456A - 表示装置及びその製造方法

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Publication number: JP2014178456A
Application number: JP2013051974A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawanakako; 寛川中子; Naohisa Ando; 直久安藤
Original assignee: Pixtronix Inc
Current assignee: Pixtronix Inc
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2014-09-25
Also published as: TW201445182A; CN105209957A; US20160018636A1; TWI531816B; WO2014153019A1

Abstract

【課題】基板とこれに対向する基板を電気的に導通させることを目的とする。
【解決手段】表示装置は、画像を表示するための回路層４８が積層され、回路層４８は絶縁膜３８によって覆われ、回路層４８は第１導電膜５４を含み、絶縁膜３８に貫通穴５６が形成され、第１導電膜５４に穴５８が形成された第１基板１０と、第２導電膜４０が形成され、絶縁膜３８と第２導電膜４０が対向するように配置された第２基板１２と、第１導電膜５４の穴５８の内面及び第２導電膜４０に接触するように、第１基板１０及び第２基板１２の間に介在する導電材料６０と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置及びその製造方法に関する。

ＭＥＭＳディスプレイ（Micro Electro Mechanical System Display）は、液晶ディスプレイに取って代わると期待されているディスプレイである（特許文献１参照）。このディスプレイは、偏光を利用した液晶シャッタ方式とは異なり、機械シャッタ方式によって光の透過窓を開閉する。詳しくは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されたＴＦＴ基板には画素ごとにシャッタが設けられており、このシャッタを静電力により水平方向に動作させることで、開口部を開閉して画像を表示する。

特開２００８−１９７６６８号公報特開２００６−３０１１１５号公報特開２０１２−１０８４０９号公報

シャッタの開閉動作をスムーズに行うには、対向基板へのシャッタの貼り付きを防止する必要がある。そのため、導電性の材料を用いて対向基板とＴＦＴ基板の導通を図っていた。このような導通は、特許文献２又は３に開示されるように、液晶表示装置でも必要になっている。しかし、ＴＦＴ基板の表面がパッシベーション膜で覆われている場合、導電性の材料によって電気的導通を図ることは難しい。

本発明は、基板とこれに対向する基板を電気的に導通させることを目的とする。

（１）本発明に係る表示装置の製造方法は、画像を表示するための回路層が積層され、前記回路層は絶縁膜によって覆われ、前記回路層は第１導電膜を含む第１基板を用意する工程と、レーザー光によって、前記絶縁膜に貫通穴を形成し、前記第１導電膜に穴を形成する工程と、第２導電膜が形成された第２基板を用意する工程と、前記絶縁膜と前記第２導電膜を対向させ、前記第１導電膜の前記穴の内面及び前記第２導電膜に接触するように導電材料を介在させて、前記第１基板及び前記第２基板を配置する工程と、を含むことを特徴とする。本発明によれば、導電材料は、第１導電膜の穴の内面に接触するので、第１導電膜を覆う絶縁膜を貫通して確実に電気的に接続する。これにより、第１基板に形成された第１導電膜と第２基板に形成された第２導電膜を電気的に導通させることができる。

（２）（１）に記載された表示装置の製造方法において、前記穴は、前記第１導電膜を貫通する貫通穴であることを特徴としてもよい。

（３）（１）に記載された表示装置の製造方法において、前記穴は、前記第１導電膜を貫通しない凹部であり、前記導電材料は、前記凹部の底面にも接触するように設けることを特徴としてもよい。

（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載された表示装置の製造方法において、前記第１導電膜は複数層からなることを特徴としてもよい。

（５）本発明に係る表示装置は、画像を表示するための回路層が積層され、前記回路層は絶縁膜によって覆われ、前記回路層は第１導電膜を含み、前記絶縁膜に貫通穴が形成され、前記第１導電膜に穴が形成された第１基板と、第２導電膜が形成され、前記絶縁膜と前記第２導電膜が対向するように配置された第２基板と、前記第１導電膜の前記穴の内面及び前記第２導電膜に接触するように、前記第１基板及び前記第２基板の間に介在する導電材料と、を有することを特徴とする。本発明によれば、導電材料は、第１導電膜の穴の内面に接触するので、第１導電膜を覆う絶縁膜を貫通して確実に電気的に接続する。これにより、第１基板に形成された第１導電膜と第２基板に形成された第２導電膜を電気的に導通させることができる。

（６）（５）に記載された表示装置において、前記第１基板には、光の通過及び遮断を制御するシャッタと、前記シャッタを駆動するための駆動部と、が設けられ、前記シャッタは、前記絶縁膜と同じ材料からなる絶縁膜で覆われていることを特徴としてもよい。

（７）（６）に記載された表示装置において、前記第１導電膜は、前記シャッタと電気的に接続されていることを特徴としてもよい。

本発明の実施形態に係る表示装置の断面図である。シャッタ及びその駆動部の斜視図である。第１基板と第２基板の電気的接続のための構造を説明する図である。本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明するための図である。本発明の実施形態の変形例に係る表示装置を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の概略を示す断面図である。表示装置は、ガラスなどの光透過性材料からそれぞれなる第１基板１０及び第２基板１２を有する。第１基板１０及び第２基板１２は、間隔をあけて対向するように配置されている。第１基板１０には、光の通過及び遮断を制御するシャッタ１４が設けられている。

図２は、シャッタ１４及びその駆動部の斜視図である。シャッタ１４は、半導体又は金属などの無機材料からなり、駆動開口１６を有するプレートである。駆動開口１６を光が通過し、駆動開口１６以外の部分で光を遮断する。駆動開口１６は一方向に長い形状になっている。なお、光は、第１基板１０に重ねられる図示しないバックライトから供給される。

シャッタ１４は、第１バネ１８に支持されて第１基板１０から浮くようになっている。複数（図２では４つ）の第１バネ１８によってシャッタ１４が支持されている。第１バネ１８は、第１アンカー部２０で第１基板１０に固定されている。詳しくは、第１アンカー部２０は、第１基板１０に形成された第１配線２２上に設けられ、両者は電気的に接続されている。

第１バネ１８は、弾性変形可能な材料からなり、シャッタ１４の板面に平行な方向に変形できるように配置されている。詳しくは、第１バネ１８は、シャッタ１４から離れる方向（駆動開口１６の長さ方向に交差（例えば直交）する方向）に延びる第１部２４と、駆動開口１６の長さ方向に沿った方向であって駆動開口１６の長さ方向の中央から外方向に向かって延びる第２部２６と、さらにシャッタ１４から離れる方向（駆動開口１６の長さ方向に交差（例えば直交）する方向）に延びる第３部２８と、を有する。そして、シャッタ１４は、図２に矢印で示すように、駆動開口１６の長さ方向に交差（例えば直交）する方向に移動できるように第１バネ１８に支持されている。

第１基板１０には、第２アンカー部３０に支持された第２バネ３２が設けられている。第２アンカー部３０は、第１基板１０に形成された第２配線３４上に設けられ、両者は電気的に接続されている。第２バネ３２は、第１バネ１８の第２部２６よりもシャッタ１４から離れた側で、この第２部２６に対向するようになっている。第２アンカー部３０に電圧を印加し、第１バネ１８の第２部２６との電位差によって生じる静電引力によって、第２部２６が第２アンカー部３０に引き寄せられるようになっている。第２部２６が引き寄せられると、第２部２６と一体的な第１部２４を介して、シャッタ１４も引き寄せられる。つまり、第１バネ１８及び第２バネ３２は、シャッタ１４を機械的に駆動するための駆動部３６を構成するためのものである。

図１に示すように、第１基板１０には、ＳｉＮなどからなる絶縁膜３８が形成されている。第２基板１２には第２導電膜４０が形成されている。第２基板１２は、第２導電膜４０が絶縁膜３８に対向するように配置されている。第２導電膜４０は、例えばアルミニウム層及びＩＴＯ（Indium Tin Oxide）層を積層して形成すれば、光反射膜及び遮光膜にもなり、第１基板１０から進行した光を反射して戻し、光の通過を遮断している。遮光膜としての第２導電膜４０には、貫通するように固定開口４４が形成されている。

シャッタ１４の上述した駆動開口１６と固定開口４４とは、対向する位置に配置されており、両者が連通すれば光が通過し、シャッタ１４の移動によって固定開口４４が遮蔽されると光が遮断される。言い換えると、固定開口４４への光の通過及び遮断を制御するように、シャッタ１４は機械的に駆動される。１つのシャッタ１４が１画素に対応し、多数の画素によって画像が表示されるようになっている。そのため、複数（多数）のシャッタ１４が設けられている。シャッタ１４及び駆動部３６は、駆動開口１６及び固定開口４４を通過する光の有無によって画像を表示する表示領域に配置されている。

図１に示すように、第１基板１０及び第２基板１２は、図示しないシール材によって間隔をあけて固定されている。第１基板１０及び第２基板１２の間にはオイル４６（例えばシリコーンオイル）が満たされている。シャッタ１４及び駆動部３６は、オイル４６内に配置されている。オイル４６の誘電率が低いためシャッタ１４の駆動電圧を下げることができる。第１基板１０及び第２基板１２がガラスからなる場合、ガラスと屈折率の近いオイル４６を使用すれば、オイル４６を満たすことで、第１基板１０及び第２基板１２との界面での光の反射を減らすことができる。

図３は、第１基板１０と第２基板１２の電気的接続のための構造を説明する図である。第１基板１０には、画像を表示するための回路層４８が積層されている。回路層４８は、図示しない薄膜トランジスタ、電極及び配線などを構成するための積層構造である。回路層４８は絶縁膜３８によって覆われている。

シャッタ１４は、アモルファスシリコンなどの半導体からなるコア層５０を有し、コア層５０は、絶縁膜３８と同じ材料からなる絶縁膜５２で覆われている。シャッタ１４の駆動部３６も、同様に、コア層５０を有し、コア層５０は、絶縁膜３８と同じ材料からなる絶縁膜５２で覆われている。

回路層４８は第１導電膜５４を含む。第１導電膜５４は複数の層（アルミニウム層及びＩＴＯ（Indium Tin Oxide）層）からなる。絶縁膜３８には貫通穴５６が形成されている。第１導電膜５４には穴５８が形成されている。穴５８は、第１導電膜５４を貫通する。第１導電膜５４は、例えば、図２に示す第１配線２２を介して、シャッタ１４と電気的に接続されている。

第１基板１０及び第２基板１２の間に導電材料６０が介在する。導電材料６０として、プラチナ錯体や導電ペーストを使用してもよい。導電材料６０は、第１導電膜５４の穴５８の内面に接触する。導電材料６０は、第２導電膜４０に接触する。本実施形態によれば、導電材料６０は、第１導電膜５４の穴５８の内面に接触するので、第１導電膜５４を覆う絶縁膜３８を貫通して確実に電気的に接続する。これにより、第１基板１０に形成された第１導電膜５４と第２基板１２に形成された第２導電膜４０を電気的に導通させることができる。

図４は、本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を説明するための図である。本実施形態では、上述した第１導電膜５４が形成された第１基板１０と、第２導電膜４０が形成された第２基板１２を用意する（図３参照）。図４に示すように、レーザー光Ｌによって、絶縁膜３８に貫通穴５６を形成する。このときに、絶縁膜３８が吸収した熱によって第１導電膜５４にも穴５８が形成される。つまり、レーザー光Ｌは、第１導電膜５４への穴５８の形成を避けるような困難な調整が不要である。穴５８は、第１導電膜５４を貫通する。ただし、レーザー光Ｌは、第１基板１０を削らないように出力や波長を調整することが好ましい。例えば、１μｍ又は０．５μｍの波長のレーザー光Ｌであればガラスを透過する。

そして、図３に示すように、絶縁膜３８と第２導電膜４０を対向させ、第１導電膜５４の穴５８の内面及び第２導電膜４０に接触するように導電材料６０を介在させて、第１基板１０及び第２基板１２を配置する。

以上のプロセスを含む方法で、本実施形態に係る表示装置を製造することができる。なお、本発明は、上述したような機械的なシャッタ１４を備えた装置に限定されず、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置にも適用することができる。

図５は、本発明の実施形態の変形例に係る表示装置を説明するための図である。この例では、第１導電膜１５４に形成した穴１５８は、第１導電膜１５４を貫通しない凹部である。したがって、導電材料１６０は、凹部の底面にも接触するようになっている。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。また、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０第１基板、１２第２基板、１４シャッタ、１６駆動開口、１８第１バネ、２０第１アンカー部、２２第１配線、２４第１部、２６第２部、２８第３部、３０第２アンカー部、３２第２バネ、３４第２配線、３６駆動部、３８絶縁膜、４０第２導電膜、４４固定開口、４６オイル、４８回路層、５０コア層、５２絶縁膜、５４第１導電膜、５６貫通穴、５８穴、６０導電材料、１５４第１導電膜、１５８穴、１６０導電材料。

Claims

画像を表示するための回路層が積層され、前記回路層は絶縁膜によって覆われ、前記回路層は第１導電膜を含む第１基板を用意する工程と、
レーザー光によって、前記絶縁膜に貫通穴を形成し、前記第１導電膜に穴を形成する工程と、
第２導電膜が形成された第２基板を用意する工程と、
前記絶縁膜と前記第２導電膜を対向させ、前記第１導電膜の前記穴の内面及び前記第２導電膜に接触するように導電材料を介在させて、前記第１基板及び前記第２基板を配置する工程と、
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１に記載された表示装置の製造方法において、
前記穴は、前記第１導電膜を貫通する貫通穴であることを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１に記載された表示装置の製造方法において、
前記穴は、前記第１導電膜を貫通しない凹部であり、
前記導電材料は、前記凹部の底面にも接触するように設けることを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１から３のいずれか１項に記載された表示装置の製造方法において、
前記第１導電膜は複数層からなることを特徴とする表示装置の製造方法。
画像を表示するための回路層が積層され、前記回路層は絶縁膜によって覆われ、前記回路層は第１導電膜を含み、前記絶縁膜に貫通穴が形成され、前記第１導電膜に穴が形成された第１基板と、
第２導電膜が形成され、前記絶縁膜と前記第２導電膜が対向するように配置された第２基板と、
前記第１導電膜の前記穴の内面及び前記第２導電膜に接触するように、前記第１基板及び前記第２基板の間に介在する導電材料と、
を有することを特徴とする表示装置。
請求項５に記載された表示装置において、
前記第１基板には、光の通過及び遮断を制御するシャッタと、前記シャッタを駆動するための駆動部と、が設けられ、
前記シャッタは、前記絶縁膜と同じ材料からなる絶縁膜で覆われていることを特徴とする表示装置。
請求項６に記載された表示装置において、
前記第１導電膜は、前記シャッタと電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。