JP2953023B2 - マトリックス表示装置 - Google Patents

マトリックス表示装置

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和弘 小林
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はマトリックス表示装置に関し、特に薄膜トラ
ンジスタ(TFT)等を用いたアクティブマトリックス方
式の表示装置に関する。
[従来の技術] 近年、液晶を表示に用いるディスプレイ等では各画素
の液晶を駆動するために、各画素毎に薄膜トランジスタ
hin ilm ransistor:略してTFT)を形成するア
クティブマトリックス(ctive atri:略してAM
X)方式が用いられている。このようなディスプレイと
外部との結線を減らしディスプレイの小型化、低価格化
を目的として、AMX方式の表示部と同一基板上にTFT素子
による周辺駆動回路を一体化したIEEE TRANSACTIONS ON
ELECTRON DEVICES,36(9),1923(1989)に記載され
たディスプレイが提案されている。
第6図は従来の周辺駆動回路一体型AMX液晶ディスプ
レイの構造を示す図である。図において表示部(8)は
各画素の液晶を駆動するための多数のTFT(9)が走査
配線と信号線によって接続されたマトリックス回路によ
り構成される。この表示部(8)に対向して設けられた
対向基板(11)の間に液晶(10)を封入することによ
り、AMX液晶ディスプレイが形成される。このAMX液晶デ
ィスプレイを駆動するための周辺駆動回路として、走査
配線に走査側駆動信号を供給する走査回路(6)と信号
配線に信号側駆動信号を供給するシフトレジスタ
(2)、マトリックススイッチ(3)、電圧変換回路
(4)からなる信号回路とをTFTにより形成する。これ
らの表示部(8)と周辺駆動回路(2,3,4,6)を同一絶
縁基板(12)上に一体形成することにより、液晶ディス
プレイを形成した基板と外部との結線を減らすことがで
きる。
[発明が解決しようとする課題] 従来の同一基板上にAMX表示部と周辺駆動回路を形成
したディスプレイでは、その製造歩留まり(P)はAMX
表示部の製造歩留まり(Q)と周辺駆動回路の製造歩留
まり(R)の積(P=Q×R)となり、製造補留まりの
向上は困難であった。また、走査側駆動回路を構成する
TFTでは24KHz以上、信号側駆動回路を構成するTFTでは4
MHz以上での動作が必要となり、このため周辺駆動回路
を構成するTFTの材料としては高い応答速度が期待でき
る多結晶シリコン(Polycrystalline Sillicon:略してP
oly−Si)が必要であり、このためAMX表示部及び周辺駆
動回路を一体形成する基板としては、Poly−SiTFTを製
作するために必要なプロセス温度である少なくとも700
℃以上の耐熱性を有する高価なガラス基板あるいは石英
基板を用いる必要があった。
また、表示部が大面積である場合、通常のAMX方式で
はその画素毎に設けられたTFTの材料として大面積形成
が容易な水素化非晶質シリコン(Hydrogenated Amorpho
us Sillicon:略してa−Si:H)を用い、このa−Si:HTF
Tを製作するために必要な製造温度は高々350℃であるの
に対し、この場合においてもAMX表示部と周辺駆動回路
を一体形成する基板としてはPoly−SiTFTを形成するの
に必要な高価なガラス基板を用いる必要があり材料価格
が高くなるという課題があった。また、この製造におい
ては異なる製造工程を必要とするため、例えば表示部の
製造工程により周辺駆動回路に損傷を与え製造歩留まり
を更に低下させるといった課題があった。
本発明は上記の様な課題を解決するためになされたも
ので、周辺駆動回路を一体化したマトリックス表示装置
において製造歩留まりを高め、材料価格を低減すること
を目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明に係るマトリックス表示装置は、複数の走査
配線と、上記各走査配線と交差して設けられた複数の信
号配線と、上記各走査配線と信号配線とに対応して設け
られた表示部と、上記各走査配線と信号配線との交差位
置に設けられ、それぞれの配線及び表示部に接続された
スイッチング用の薄膜半導体と、走査配線用端子部と、
信号配線用端子部とが石英またはガラスよりなる絶縁基
板上に形成されたマトリックス回路基板、上記マトリッ
クス回路基板とは別体で石英またはガラスよりなる絶縁
基板上に薄膜半導体により形成されると共に、該絶縁基
板の一部に形成された端子部を介して上記複数の走査配
線に駆動信号を供給する走査側駆動回路基板、及び上記
マトリックス回路基板と上記走査駆動回路基板とは別体
で石英またはガラスよりなる絶縁基板上に薄膜半導体に
よって形成され、該絶縁基板の一部に形成された端子部
を介して上記複数の信号配線に駆動信号を供給する信号
側駆動回路基板を備え、上記マトリックス回路基板の走
査配線用端子部と上記走査側駆動回路基板の端子部並び
に上記マトリックス回路基板の信号配線用端子部と上記
信号側駆動回路基板の端子部をそれぞれ接合すると共
に、上記マトリックス回路基板と上記走査側駆動回路基
板並びに上記マトリックス回路基板と上記信号側駆動回
路基板をそれぞれ剛体接着するようにしたものである。
[作用] この発明においては、周辺駆動回路は、マトリックス
回路基板とは別の基板上に薄膜半導体によって形成さ
れ、後にこの周辺駆動回路基板の端子部をマトリックス
回路基板の配線用端子部と接合すると共に、マトリック
ス回路基板と周辺駆動回路基板とを接着固定するため、
基板材質を各々の基板で変えることができ材料価格の低
減が行えるとともに、製造歩留まりの低下を生じること
なく駆動回路を一体化したマトリックス表示装置を得る
ことができる。
[実施例] (実施例1) 以下この発明の一実施例を図について説明する。
第1図において(1)は信号側駆動回路基板で、Poly
−SiTFTにより構成されたシフトレジスタ(2)、マト
リックススイッチ(3)、電圧変換回路(4)からなる
信号駆動回路が形成されている。また、(5)は走査側
駆動回路基板で、Poly−SiTFTにより構成された走査回
路(6)が形成されている。(7)はAMX基板で、ここ
ではTFT(9)からなるマトリックス回路基板であり、
信号配線用端子部と、走査配線用端子部とを有する。
本実施例ではTFT(9)はPoly−Siを用いており、AMX
基板(7)は周辺駆動回路を形成する信号制御回路基板
(1)及び走査側駆動回路基板(5)と同じ材料の基板
を用い、例えば高い歪み点(1000℃)を持つ石英を用い
る。このAMX基板(7)上に表示部(8)を形成し電気
的な検査を行い良否選別を行った後、AMX基板(7)と
対向して対向基板(11)を設け、液晶(10)を封入し液
晶セルを形成する。この液晶セルを点灯検査により再び
良否選別を行った後、電気的な検査により良否選別を行
った周辺駆動回路基板(1)及び(5)と結線、接着す
る。次にAMX基板(7)と信号側駆動回路基板(1)と
の結線、接着方法について述べる。
第2図は、AMX基板(7)と信号側駆動基板(1)と
の結線、接着方法を示す図である。まずAMX基板(7)
の信号配線用端子部に導電性ペースト(13)、ここでは
異方性導電ペーストを塗布し、AMX基板(7)の信号配
線用端子部と信号側駆動回路基板(1)の端子部との位
置合わせを行い熱圧着により剛体接着する。この後、接
着剤(14)、ここでは熱硬化型樹脂によりAMX基板
(7)と信号側駆動回路基板(1)とを接着固定する。
AMX基板(7)の走査配線用端子部と走査側駆動回路基
板(5)の端子部も同様の手順で熱圧着による剛体接着
を行なう。
この様にして製造された駆動回路一体型AMX液晶ディ
スプレイは、表示部(AMX基板)と周辺駆動回路とを各
々選別して熱圧着、接着固定するため、同一基板上に周
辺駆動回路を一体化するAMX液晶ディスプレイに較べ、
周辺駆動回路の一体化によって製造歩留まりの低下を生
じることが無い。
(実施例2) 次に、この発明の別な実施例について述べる。第1図
においてTFT(9)はa−Si:Hにより形成され、製造工
程における最高温度は350℃であり、このためAMX基板
(7)の材料として歪み点が510℃のパイレックス(Pyr
ex)を用いる。また、周辺駆動回路を形成した信号側駆
動回路基板(1)と走査側駆動回路基板(5)は、Poly
−Siにより回路を構成するため製造工程における最高温
度は700℃であり、このため基板材料として歪み点が799
℃のコーニング1729(Cornig1729,コーニング社商標)
を用いる。
この様に異なる材質の基板上に形成されたAMX基板
(7)と周辺駆動回路を形成した信号側駆動回路基板
(1)及び走査側駆動回路基板(5)を実施例1と同じ
手順で熱圧着、剛体接着する。しかし、基板材質が異な
り熱膨張率が違うと熱圧着、剛体接着時の熱処理により
基板相互の端子部の位置ずれが生じ接続不良が生じると
ともに、基板の割れが生じる可能性がある。このため、
各々の基板材料の熱膨張率の差に周辺駆動回路を形成し
た基板(1)及び(5)の長さを乗じた値を2×10-5cm
/℃以下とする必要がある。パイレックスの熱膨張率は
3.25×10-6/℃コーニング1729の熱膨張率は3.5×10-6/
℃であり、本実施例においてはこれらの材料を基板とし
て選ぶことにより、200℃の熱処理を有する熱圧着、接
着固定の製造工程において端子部の位置ずれや基板の割
れ等の原因による不良を生じることなく、長さ60cmまで
の周辺駆動回路基板(1)及び(5)を用いることがで
きる。
この様にして製造された駆動回路一体型AMX液晶ディ
スプレイは、実施例1と同様製造歩留まりの低下を生じ
ることなく、かつAMX基板(7)として低価格な材料を
用いることができるため材料コストを低減することがで
きる。
(実施例3) 次にこの発明の第3の実施例について述べる。第3図
において信号側駆動回路基板(1)及び走査側駆動回路
基板(5)を各々2個の基板に分割して周辺駆動回路を
形成し、実施例1と同様の手順で熱圧着、剛体接着す
る。
この様に、周辺駆動回路基板を分割して熱圧着、剛体
接着することにより、端子部の位置ずれ及び基板の割れ
等を生じず熱圧着、剛体接着できる各々の基板材料の選
択の範囲が広がり、N個に分割した場合、2×10-5cm/
℃を満足する各々の基板材料の熱膨張率の差は分割しな
い場合の約N倍となる。このため、例えばAMX基板
(7)として一辺10cmのパイレックスを用いる場合、分
割を行わなければ周辺駆動回路基板(1)及び(5)の
材料としては石英を用いることはできなかったが、周辺
駆動回路基板(1)及び(5)を2個以上に分割するこ
とによって、石英を周辺駆動回路基板(1)及び(5)
の材料として用いることができる。このため、周辺駆動
回路を形成する製造温度を実施例2に較べて高くするこ
とができ、高性能な周辺駆動回路の形成が可能となる。
(実施例4) 次にこの発明の第4の実施例について述べる。第4図
は、AMX基板(7)と信号側駆動回路基板(1)の熱圧
着、剛体接着の方法を示す図である。信号側駆動回路基
板(1)をAMX基板(7)の外周部と対向基板(11)の
間に実施例1と同様の手順で熱圧着、剛体接着する。
この様に構成することにより、周辺駆動回路基板
(1)及び(5)の接着強度を実施例1の場合に較べて
高めることができる。
(実施例5) 第5図は、AMX基板(7)及び信号側駆動回路基板
(1)の端子部を示す図である。端子(16)は一方の側
から順に2つの線列上に交互に分けられて互い違いに配
列されている。この様にすることによって、信号配線
(15)の間隔に較べて隣あう端子(16)の間隔を広くす
ることができ、熱圧着、剛体接着の際の隣の端子(16)
との短絡をなくすことができる。また、走査側について
も同様の構成とすることにより同様の効果を奏すること
はいうまでもない。
また、上記実施例では導電性ペースト(13)として異
方性導電ペーストを用いる場合について述べたが、半田
ペーストであっても同様の効果を奏する。
また、上記実施例では接着剤として熱硬化樹脂を用い
る場合について述べたが、光硬化性樹脂であってもよく
同様の効果を奏する。
また、上記実施例ではAMX液晶ディスプレイについて
述べたが、他のマトリックス表示装置であっても同様の
効果を奏する。
[発明の効果] この発明に係るマトリックス装置によれば以上説明し
たとおり、石英またはガラスよりなる別々の基板にマト
リックス回路と周辺駆動回路を形成した後、それぞれの
回路の端子部を接合し、基板相互を剛体接着するように
しているため基板材質を各々の基板で変えることができ
材料価格の低減が行えるとともに、製造歩留まりの低下
を生じることなく駆動回路を一体化したマトリックス表
示装置が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるマトリックス表示装
置を示す構成図、第2図はこの発明の一実施例による結
線、接着を示す構成図、第3図はこの発明の他の実施例
によるマトリックス表示装置を示す構成図、第4図はこ
の発明の他の実施例による結線、接着を示す構成図、第
5図はこの発明の他の実施例による端子の配置を示す表
示図、第6図は従来のマトリックス表示装置を示す構成
図である。 図において、(1)は信号側駆動回路基板、(2)はシ
フトレジスタ、(3)はマトリックススイッチ、(4)
は電圧変換回路、(5)は走査側駆動回路基板、(6)
は走査回路、(7)はAMX基板、(8)は表示部、
(9)はTFT、(10)は液晶、(11)は対向基板、(1
2)は絶縁基板、(13)は導電ペースト、(14)は接着
剤、(15)は信号配線、(16)は信号配線端子である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
フロントページの続き (72)発明者 羽山 昌宏 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機株式会社材料研究所内 (56)参考文献 特開 平1−289917(JP,A) 特開 平2−89027(JP,A) 特開 平2−214823(JP,A) 実開 平1−166320(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1345

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の走査配線と、上記各走査配線と交差
    して設けられた複数の信号配線と、上記各走査配線と信
    号配線とに対応して設けられた表示部と、上記各走査配
    線と信号配線との交差位置に設けられ、それぞれの配線
    及び表示部に接続されたスイッチング用の薄膜半導体
    と、走査配線用端子部と、信号配線用端子部とが石英ま
    たはガラスよりなる絶縁基板上に形成されたマトリック
    ス回路基板、上記マトリックス回路基板とは別体で石英
    またはガラスよりなる絶縁基板上に薄膜半導体により形
    成されると共に、該絶縁基板の一部に形成された端子部
    を介して上記複数の走査配線に駆動信号を供給する走査
    側駆動回路基板、及び上記マトリックス回路基板と上記
    走査側駆動回路基板とは別体で石英またはガラスよりな
    る絶縁基板上に薄膜半導体によって形成され、該絶縁基
    板の一部に形成された端子部を介して上記複数の信号配
    線に駆動信号を供給する信号側駆動回路基板を備え、上
    記マトリックス回路基板の走査配線用端子部と上記走査
    側駆動回路基板の端子部並びに上記マトリックス回路基
    板の信号配線用端子部と上記信号側駆動回路基板の端子
    部をそれぞれ接合すると共に、上記マトリックス回路基
    板と上記走査側駆動回路基板並びに上記マトリックス回
    路基板と上記信号側駆動回路基板をそれぞれ剛体接着す
    るようにしたことを特徴とするマトリックス表示装置。
  2. 【請求項2】マトリックス回路基板、走査側駆動回路基
    板及び信号側駆動回路基板は、各別に電気的検査による
    良否選別を行なった後、剛体接着されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のマトリックス表示装置。
  3. 【請求項3】走査側駆動回路基板及び信号側駆動回路基
    板は、それぞれの絶縁基板の材料とマトリックス回路基
    板の絶縁基板の材料との熱膨張率差に走査側駆動回路基
    板又は信号側駆動回路基板の長辺の長さを乗じた値が2
    ×10-5cm/℃以下であることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項または第2項記載のマトリックス表示装置。
  4. 【請求項4】走査側駆動回路基板及び信号側駆動回路基
    板の端子部は、互いに隣接する端子部が異なる線列上に
    互い違いに配列されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項〜第3項のいずれか一項記載のマトリックス
    表示装置。
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