(57)【要約】    【課題】  均一なギャップを確保しつつ、基板間の貼り合わせ及び基板間の電気的接続を確実に行うことができる技術を提供する。    【解決手段】  ＯＬＥＤ基板１００とＴＦＴ基板１２０との電気的接続及び貼り合わせをハンダバンプ１１２によって実現する。まず、ＴＦＴ基板１２０の表面に露出した電極パッド１１１に対し、ハンダ噴流法などを用いてハンダバンプ１１２を形成する。次に、ハンダバンプ１１２を形成したＴＦＴ基板１２０とＯＬＥＤ基板１００とを重ねて位置合わせを行う。このとき、両基板間にはギャップ材１１３や乾燥剤などを適宜配置する。そして、重ね合わせたＴＦＴ基板１２０とＯＬＥＤ基板１００とを還元雰囲気下でリフローすることにより、両基板を固着するとともにＴＦＴ基板１２０の電極パッド１１１とＯＬＥＤ基板１００のアノード１０２とを電気的に接続する。【選択図】    図１
2006163109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二の基板を貼り合わせた回路基板であって、
電極パッドを有する駆動素子が形成された第１の基板と、
画素を構成する電気光学素子が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを固着するとともに、前記第１の基板の表面に露出した前記電極パッドと前記電気光学素子とを電気的に接続するハンダ部材と、
前記第１の基板と前記第２の基板によって狭持されたギャップ材と
を具備することを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記電気光学素子は、有機ＥＬ素子であり、前記駆動素子は、前記有機ＥＬ素子の駆動を制御する薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記ハンダ部材は、融点が１５０℃以下のハンダ材料によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
【請求項４】
電極パッドを有する駆動素子が形成された第１の基板と、画素を構成する電気光学素子が形成された第２の基板とを貼り合せた回路基板の製造方法であって、
前記第１の基板の表面に電極パッドを形成するパッド形成工程と、
前記電極パッド上にハンダ部材を形成するハンダ形成工程と、
前記ハンダ部材によって基板間の電気的接続が可能となるように両基板の位置合わせを行う位置合わせ工程と、
前記ハンダ部材を溶融させることにより前記第１の基板と前記第２の基板とを固着するとともに、前記第１の基板の表面に露出した前記電極パッドと前記電気光学素子とを電気的に接続する固着・接続工程と
を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記ハンダ形成工程では、当該ハンダ部材をハンダ噴流法によって形成することを特徴とする請求項４に記載の回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記固着・接続工程では、前記ハンダ部材をリフローにより溶融させることを特徴とする請求項４または５に記載の回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記位置合わせ工程に先立って行われる工程であって、前記第２の基板上にギャップ材を配置するギャップ材配置工程をさらに含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１の請求項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記電気光学素子は、有機ＥＬ素子であり、前記駆動素子は、前記有機ＥＬ素子の駆動を制御する薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１の請求項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項９】
前記ハンダ部材は、融点が１５０℃以下のハンダ材料によって形成されていることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１の請求項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の回路基板を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二の基板を貼り合せた回路基板、電気光学装置、電子機器及び回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイの一つに、発光素子に有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）を用いた有機ＥＬ表示装置がある。この有機ＥＬ表示装置は自発光型であるため、視野角が広いという特徴を有している。また、有機ＥＬ表示装置は必要な画素のみを発光させるため、バックライト型の表示装置である液晶表示装置と比較すると消費電力が少ないという利点がある。
【０００３】
このような特徴を有する有機ＥＬ表示装置は、発光を担う有機ＥＬ素子とこれを駆動する駆動回路などがガラス基板上に形成される構造を有するのが一般的であるが、近年、有機ＥＬ素子を実装した基板（以下、ＯＬＥＤ基板）と、この有機ＥＬ素子を駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を実装した基板（以下、ＴＦＴ基板）とを導電性接着剤や絶縁性接着剤によって貼り合わされた構造を有するものが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
かかる構造によれば、比較的低温プロセスで済む有機ＥＬ素子の形成と、比較的高温プロセスを要するＴＦＴ等の形成とを別個独立に行うことができるため、製造プロセスの簡略化、低コスト化が可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ディスプレイの大型化・高精細化に伴い、精度良く接着剤を配置することが要求されており、従来のようにスクリーン印刷やディスペンサを用いる方法では要求に応えることが困難になっている。また、接着剤を用いて両基板を貼り合わせただけでは基板間を均一なギャップで離間させることが難しいといった問題や、さらには導電性接着剤によって支持される部位は外圧に対する耐圧が弱く、導電性接着剤によって接続される有機ＥＬ素子と駆動回路との間に導通不良が生じやすいといった問題も生じている。
【０００６】
本発明は以上説明した事情を鑑みてなされたものであり、均一なギャップを確保しつつ、基板間の貼り合わせ及び基板間の電気的接続を確実に行うことができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る回路基板は、二の基板を貼り合わせた回路基板であって、電極パッドを有する駆動素子が形成された第１の基板と、画素を構成する電気光学素子が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とを固着するとともに、前記第１の基板の表面に露出した前記電極パッドと前記電気光学素子とを電気的に接続するハンダ部材と、前記第１の基板と前記第２の基板によって狭持されたギャップ材とを具備することを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、第１の基板と第２の基板との電気的接続及び貼り合わせをハンダ部材によって実現する。よって、従来技術のように導電性接着剤の配置精度分のマージンを考慮する必要がなく、ハンダ部材を設ける電極パッドが小さくとも確実に両基板を接続することができる。これにより、両基板のレイアウト設計に自由度が増すといった効果が得られる。
【０００９】
ここで、上記構成にあっては、前記電気光学素子は有機ＥＬ素子であり、前記駆動素子は前記有機ＥＬ素子の駆動を制御する薄膜トランジスタである態様が好ましく、また、前記ハンダ部材は、融点が１５０℃以下のハンダ材料によって形成される態様が好ましい。かかる構成によれば、耐熱性の低い基板に対しても適用することが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る回路基板の製造方法は、電極パッドを有する駆動素子が形成された第１の基板と、画素を構成する電気光学素子が形成された第２の基板とを貼り合せた回路基板の製造方法であって、前記第１の基板の表面に電極パッドを形成するパッド形成工程と、前記電極パッド上にハンダ部材を形成するハンダ形成工程と、前記ハンダ部材によって基板間の電気的接続が可能となるように両基板の位置合わせを行う位置合わせ工程と、前記ハンダ部材を溶融させることにより前記第１の基板と前記第２の基板とを固着するとともに、前記第１の基板の表面に露出した前記電極パッドと前記電気光学素子とを電気的に接続する固着・接続工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
かかる製造方法によれば、第１の基板と第２の基板との電気的接続及び貼り合わせをハンダ部材によって実現する。よって、従来技術のように導電性接着剤の配置精度分のマージンを考慮する必要がなく、ハンダ部材を設ける電極パッドが小さくとも確実に両基板を接続することができる。これにより、両基板のレイアウト設計に自由度が増すといった効果が得られる。
【００１２】
ここで、前記ハンダ形成工程では、当該ハンダ部材をハンダ噴流法によって形成する態様が好ましく、また、前記固着・接続工程では、前記ハンダ部材をリフローにより溶融させる態様が好ましい。かかる態様によれば、電極パッド上に精度良くハンダ部材を形成することができるとともに、基板間の固着を確実に行うことができる。
【００１３】
また、上記製造方法にあっては、前記位置合わせ工程に先立って行われる工程であって、前記第２の基板上にギャップ材を配置するギャップ材配置工程をさらに含む態様が好ましい。かかる態様によれば、所望する基板間のギャップを確実に確保することができる。
また、前記電気光学素子は、有機ＥＬ素子であり、前記駆動素子は、前記有機ＥＬ素子の駆動を制御する薄膜トランジスタである態様が好ましく、前記ハンダ部材は、融点が１５０℃以下のハンダ材料によって形成される態様が好ましい。かかる構成によれば、耐熱性の低い基板に対しても適用することが可能となる。
【００１４】
また、上述した回路基板を電気光学装置に適用しても良い。ここで、電気光学装置とは、例えば液晶素子、電気泳動粒子が分散した分散媒体を有する電気泳動素子、ＥＬ素子等を備えた装置であって、薄膜トランジスタなどを駆動回路に適用した装置をいう。
【００１５】
さらに、このような電気光学装置を電子機器に適用しても良い。ここで、電子機器とは、本発明に係る電気光学装置を備えた一定の機能を奏する機器一般をいい、例えば電気光学装置やメモリを備えて構成される。その構成に特に限定は無いが、例えばＩＣカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示板、宣伝広告用ディスプレイ等が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明にかかる一実施形態の電気光学装置について、トップエミッション構造を有する有機ＥＬ表示装置（電気光学装置）を例に説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の有機ＥＬ表示装置２００の構成を示す図(断面図)である。図１に示す有機ＥＬ表示装置２００は、複数の有機ＥＬ素子を含むＯＬＥＤ基板１００と各有機ＥＬ素子を駆動する複数のＴＦＴ１１０を含むＴＦＴ基板１２０とを対向配置した回路基板を有する。
【００１８】
ＯＬＥＤ基板（第２の基板）１００は、ガラス基板或いはフレキシブル基板等の透明基材１０１と、ＩＴＯ等からなり透明基材１０１上に形成される透明電極（アノード）１０２と、透明電極１０２の表面にポリイミド等の絶縁物を用いて形成された開口部を有する隔壁１０３と、透明電極１０２の表面であって隔壁１０３の開口部内に形成された有機層１０４と、有機層１０４の表面に形成されたアルミニウム等からなる電極（カソード）１０５とを含んで構成されている。
【００１９】
有機層１０４は、例えば正孔輸送層、発光層、電子輸送層（いずれも図示略）が順次積層された構造を有しており、正孔輸送層はポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸の混合体（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などにより形成され、発光層はポリジアルキルフルオレン誘導体などにより形成され、電子輸送層はカルシウム、リチウム、これらの酸化物、フッ化物などにより形成される。
【００２０】
有機ＥＬ素子（電気光学素子）はアノード１０２、有機層１０４及びカソード１０５を含んで構成され、アノード１０２及びカソード１０５を介して有機層１０４に電流を供給することによって有機層１０５の発光層が発光し、当該発光がアノード１０２及び透明基材１０１を介して外部に放出される。
【００２１】
一方、ＴＦＴ基板（第１の基板）１２０は、ＯＬＥＤ基板１００に実装された有機ＥＬ素子の駆動に用いられるＴＦＴ１１０や他の回路素子等を含んでいる。このＴＦＴ基板１２０の表面には、各ＴＦＴ１１０の電極（ソース電極またはドレイン電極）と接続された銅やアルミニウムなどからなる電極パッド１１１が設けられている。このＴＦＴ基板１２０の表面に露出した電極パッド１１１にはハンダバンプ（ハンダ部材）１１２が形成されている。このハンダバンプ１１２の形成には、ハンダ噴流を用いたフロー法（ハンダ噴流法）やスクリーン印刷法、電解メッキ法などの方法を利用することができる。ハンダバンプ１１２の材料としては、低融点タイプのＰｂフリーのハンダ（ＳｎＢｉ系、ＩｎＳｎ系、ＩｎＢｉＳｎ系、ＩｎＳｎＺｎ系のハンダなど）が望ましいが、Ｐｂ入りのハンダを利用しても良い。
【００２２】
図１に示すように、ハンダバンプ１１２は、ＴＦＴ１１０の電極パッド１１１に接するとともに隔壁１０３に設けた孔１０３’を介してアノード１０２の一部とも接している。かかるハンダバンプ１１２はＯＬＥＤ基板１００とＴＦＴ基板１２０とを固着するほか、有機ＥＬ素子とＴＦＴ１１０とを電気的に接続する機能をも兼ねる。ハンダバンプ１１２によって接続されたＯＬＥＤ基板１００とＴＦＴ基板１２０との間には、所定の厚みＤを有する絶縁性のギャップ材(例えば、略球状のスペーサなど)１１３が設けられている。このギャップ材１１３によりＯＬＥＤ基板１００とＴＦＴ基板１２０との間に均一なギャップが確保されている。なお、ギャップ材１１３の厚みＤは、所望するギャップ（例えば１０μｍ）の大きさに応じて適宜設定すれば良く、また、両基板間に生じた空間１５１に環境を良好に保持するための乾燥剤（図示略）を配置しても良い。また、ＯＬＥＤ基板１００にアノード接続用の電極パッドを設け、この電極パッドとＴＦＴ１１０の電極パッド１１１とをハンダバンプ１１２によって接続しても良い。
【００２３】
図２は、ＯＬＥＤ基板１００とＴＦＴ基板１２０との貼り合わせ工程を説明するための図である。まず、ＴＦＴ基板１２０の表面に露出した電極パッド１１１に対し、ハンダ噴流法などを用いてハンダバンプ１１２を形成する（図２のＡ参照）。ここで、ハンダ材料はＴＦＴ基板１２０の表面に露出している電極パッド部分にのみ付着し、他の部分（すなわち絶縁膜部分）には付着しない。よって、従来技術のように導電性接着剤の配置精度分のマージンを考慮する必要がなく、電極パッド１１１が小さくとも確実に当該パッドにハンダバンプ１１２を形成することが可能となる。
【００２４】
次に、ハンダバンプ１１２を形成したＴＦＴ基板１２０とＯＬＥＤ基板１００とを重ねて位置合わせを行う。具体的には、ハンダバンプ１１２によって基板間の電気的接続が可能となるように両基板の位置合わせを行う。この位置合わせを行う際には、ギャップ材１１３や乾燥剤などをいずれか一方の基板（例えばＯＬＥＤ基板）に配置しておく。そして、重ね合わせたＴＦＴ基板１２０とＯＬＥＤ基板１００とを還元雰囲気下でリフロー（例えば１５０℃程度でリフロー）することによりハンダバンプ１１２を溶融し、両基板を固着するとともにＴＦＴ基板１２０の電極パッド１１１とＯＬＥＤ基板１００のアノード１０２とを電気的に接続する（図２のＢ参照）。
【００２５】
最後に、両基板の外周部（図示略）にＵＶ硬化樹脂等の封止剤を塗布し、紫外線を照射して封止剤を硬化させることにより、有機ＥＬ表示装置を形成する。なお、封止剤はＵＶ硬化樹脂タイプのもののほか、熱硬化タイプのものを用いても良い。熱硬化タイプの封止剤を用いた場合には、両基板を貼り合わせる前にディスペンサ等を用いて描画しても良い。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＯＬＥＤ基板とＴＦＴ基板との電気的接続及び貼り合わせをハンダによって実現する。よって、従来技術のように導電性接着剤の配置精度分のマージンを考慮する必要がなく、ハンダを設ける電極パッドが小さくとも確実に両基板を接続することができる。これにより、両基板のレイアウト設計に自由度が増すといった効果が得られる。また、低融点タイプのハンダを用いることにより、ＯＬＥＤ基板への熱的ダメージを軽減することが可能となる。なお、上述した実施形態では、リフローによってハンダバンプ１１２を溶融させたが、レーザや電流、超音波などを利用してハンダバンプ１１２を溶融させても良い。
【００２７】
Ｂ．第２実施形態
次に、上述した実施形態の有機ＥＬ表示装置を適用可能な電子機器について例示する。なお以下の説明では、代表として有機ＥＬ表示装置２００を採り上げるが、他の有機ＥＬ表示装置２００ａ〜２００ｅについても同様にして適用可能である。
【００２８】
図３及び図４は、上述した有機ＥＬ表示装置を適用可能な電子機器の例を示す図である。図３（Ａ）は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話２３０はアンテナ部２３１、音声出力部２３２、音声入力部２３３、操作部２３４、および本発明の有機ＥＬ表示装置２００を備えている。このように本発明に係る有機ＥＬ表示装置は表示部として利用可能である。図３（Ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ２４０は受像部２４１、操作部２４２、音声入力部２４３、および本発明の有機ＥＬ表示装置２００を備えている。
【００２９】
図３（Ｃ）は携帯型パーソナルコンピュータ（いわゆるＰＤＡ）への適用例であり、当該コンピュータ２５０はカメラ部２５１、操作部２５２、および本発明に係る有機ＥＬ表示装置２００を備えている。図３（Ｄ）はヘッドマウントディスプレイへの適用例であり、当該ヘッドマウントディスプレイ２６０はバンド２６１、光学系収納部２６２および本発明に係る有機ＥＬ表示装置２００を備えている。
【００３０】
図４（Ａ）はテレビジョンへの適用例であり、当該テレビジョン３００は本発明に係る有機ＥＬ表示装置２００を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置に対しても同様に本発明に係る有機ＥＬ表示装置を適用し得る。図４（Ｂ）はロールアップ式テレビジョンへの適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン３１０は本発明に係る有機ＥＬ表示装置２００を備えている。
【００３１】
また、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、上述した例に限らず表示機能を有する各種の電子機器に適用可能である。例えばこれらの他に、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で種々に変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、二の基板を貼り合わせた構造を有する電気光学装置の例として有機ＥＬ表示装置を採り上げて説明していたが、これ以外にも種々の電気光学装置に適用することが可能であり、さらには、二の基板を貼り合わせた全ての回路基板に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す図である。
【図２】同実施形態に係る基板の貼り合わせ工程を示す図である。
【図３】第２実施形態に係る電子機器の構成を例示した図である。
【図４】同実施形態に係る電子機器の構成を例示した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００…ＯＬＥＤ基板、  １０１…透明基材、  １０２…透明電極、  １０３…隔壁、１０３’…孔、  １０４…有機層、  １０５…カソード、  １１０…ＴＦＴ、  １１１…電極パッド、  １１２…ハンダバンプ、  １１３…ギャップ材、  １２０…ＴＦＴ基板、  １５１…空間、  ２００…有機ＥＬ表示装置。
【図１】
2006163109.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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