(57)【要約】【課題】大きな画面を有する大型表示パネルや、複数の表示パネルをタイル状に並べた超大型表示を可能とする表示パネルを提供する。【解決手段】薄膜トランジスタアレイのピッチが画素電極のピッチよりも小さいことにより、プリント基板よりも小さな薄膜トランジスタ基板を用いて表示パネルを駆動できるようにした。そのため、複数の表示パネルを近接させても、配線接続を行う寸法余裕を充分に得られ、隣接する表示画面の間に無駄な領域を生じることがないため、大型表示画面を容易に実現できる。また、薄膜トランジスタの均一性を上げることができ、品質のよい表示パネルが得られる。さらに、ガラス基板でなく、プリント基板を用いる構造によって、破損し難い表示パネルを提供できる。【選択図】図１
2008008963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側にマトリクス状の画素電極が配置されるとともに、裏面側に前記画素電極に接続された裏面電極を配置したプリント基板と、
前記プリント基板の表面側に配置されて画素電極に接続される表示媒体と、
前記プリント基板の裏面側に配置されて裏面電極に接続された薄膜トランジスタアレイとを有し、
前記薄膜トランジスタアレイをマトリクス駆動することによって表面側の前記表示媒体の表示を行う表示パネルであって、
前記薄膜トランジスタアレイのピッチが画素電極のピッチよりも小さい、
ことを特徴とする表示パネル。
【請求項２】
前記プリント基板は、画素電極と共通電極との間に配置されたキャパシタを有することを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
【請求項３】
前記薄膜トランジスタアレイの半導体層が酸化物半導体または有機半導体であることを特徴とする請求項１または２記載の表示パネル。
【請求項４】
前記薄膜トランジスタアレイが、絶縁基板上に形成されたリング状のゲート電極と、その上に形成された絶縁層と、その上に形成された島状のドレイン電極と、その周囲を囲むソース電極と、少なくとも前記ドレイン・ソース間に形成された半導体層とを有し、基板面に対して垂直方向に見て、ゲート電極がドレイン・ソースの間隙を包含する形状を有する薄膜トランジスタを、複数のゲート配線と複数のソース配線とに接続してマトリクス状に並べた薄膜トランジスタアレイであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の表示パネルに関し、特に複数の表示パネルを連結して大型表示を可能にした大型表示可能な表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）を用いた表示パネルが提供されている。
図７は従来の薄膜トランジスタを用いた表示パネルの一例を示す図であり、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は断面図である（非特許文献１参照）。
図示のように、薄膜トランジスタアレイ１１０による駆動回路を搭載したガラス基板１００上に、液晶等の表示媒体１２０が配置されている。なお、表示媒体１２０上には、対向電極１２１が配置されている。
また、ガラス基板１００は表示媒体１２０より大きいサイズを有し、表示媒体１２０の二辺の端部から駆動配線１２２、１２３が引き出され、薄膜トランジスタアレイ１１０に接続されている。
【非特許文献１】松本正一  編著「液晶ディスプレイ技術  −アクティブマトリクスＬＣＤ−」ｐ.７０  図２．１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のような表示パネルを複数並べて大型表示を行う場合がある。この場合、複数の表示パネルそれぞれに駆動配線を接続する必要があるため、表示パネルの端部に必ず接続領域が必要になる。そのために少なくとも表示パネルの二辺は表示領域として使用することはできなかった。
【０００４】
このように各々の表示パネルに設けた接続領域の存在によって表示領域が狭められてしまうのは、表示パネル材としてガラス基板を採用しているため、表示パネルの電極端子を表示パネルの表示面と同じ面に設けなければならないからである。
【０００５】
本発明の目的は、大きな画面を有する大型表示パネルや、複数の表示パネルをタイル状に並べた超大型表示を可能とする表示パネルを提供することにあり、また、壊れにくく単純な構造で、特性のよい表示パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明の表示パネルは、表面側にマトリクス状の画素電極が配置されるとともに、裏面側に前記画素電極に接続された裏面電極を配置したプリント基板と、前記プリント基板の表面側に配置されて画素電極に接続される表示媒体と、前記プリント基板の裏面側に配置されて裏面電極に接続された薄膜トランジスタアレイとを有し、前記薄膜トランジスタアレイをマトリクス駆動することによって表面側の前記表示媒体の表示を行う表示パネルであって、前記薄膜トランジスタアレイのピッチが画素電極のピッチよりも小さいことを特徴とする。
また本発明の表示パネルにおいて、前記プリント基板は、画素電極と共通電極との間に配置されたキャパシタを有することを特徴とする。また本発明の表示パネルにおいて、前記薄膜トランジスタアレイの半導体層が酸化物半導体または有機半導体であることを特徴とする。
【０００７】
また本発明の表示パネルにおいて、前記薄膜トランジスタアレイが、絶縁基板上に形成されたリング状のゲート電極と、その上に形成された絶縁層と、その上に形成された島状のドレイン電極と、その周囲を囲むソース電極と、少なくとも前記ドレイン・ソース間に形成された半導体層とを有し、基板面に対して垂直方向に見て、ゲート電極がドレイン・ソースの間隙を包含する形状を有する薄膜トランジスタを、複数のゲート配線と複数のソース配線とに接続してマトリクス状に並べた薄膜トランジスタアレイであることを特徴とする。また本発明の表示パネルにおいて、前記表示媒体が、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ、または電子ペーパーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の表示パネルによれば、薄膜トランジスタアレイのピッチが画素電極のピッチよりも小さいことにより、プリント基板よりも小さな薄膜トランジスタ基板を用いて表示パネルを駆動できる。そのため、複数の表示パネルを近接させても、配線接続を行う寸法余裕を充分に得られ、隣接する表示画面の間に無駄な領域を生じることがないため、大型表示画面を容易に実現できる。また、薄膜トランジスタの均一性を上げることができ、品質のよい表示パネルが得られる。さらに、ガラス基板でなく、プリント基板を用いる構造によって、破損し難い表示パネルを提供できる利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態は、表示パネル材にガラス基板に替えてプリント基板を用いることにより、電極端子を表示パネル面の裏面に設けることができるようにしたものである。特に最近は有機ＥＬや電子ペーパーのような新しい表示技術が現れ、表示パネルの構成から、より大型表示が可能になってきており、本発明はこのような状況に有効に対応できるものである。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態による表示パネルの構成を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は断面図である。
本例の表示パネル１は、図１（ａ）に示すように、表示パネル本体２と、この表示パネル本体２を表示動作させる薄膜トランジスタアレイ３とを組み合わせたものである。表示パネル本体２は、図１（ｂ）に示すように、プリント基板２１と、表示媒体２２と、対向電極２３からなる。表示媒体２２としては、液晶、電子ペーパー等を用いることができる。
【００１１】
ここで、薄膜トランジスタアレイ３のピッチがプリント基板２１の画素電極２４のピッチよりも小さいことにより、プリント基板２１よりも小さな薄膜トランジスタアレイ３を用いて表示パネル１を構成できる。そのため、複数の表示パネル１を近接させても、薄膜トランジスタアレイ３の周囲には空間があるため、配線接続を行う寸法余裕を充分に得られる。また、薄膜トランジスタ素子特性の均一性を上げることができ、品質のよい表示パネル１が得られる。
【００１２】
プリント基板２１は、表面側にマトリクス状の画素電極２４を有して、表示媒体２２と接触され、画素電極２４と共通電極２５との間にキャパシタ２６が形成もしくは接続されているとともに、各画素電極２４からの配線が裏面電極２７に接続されており、該裏面電極２７に、薄膜トランジスタアレイ３のドレイン電極３４が接続されており、薄膜トランジスタアレイ３をマトリクス駆動することによって表面側の表示媒体２２の表示を行う表示パネル１であって、薄膜トランジスタアレイ３のドレイン電極３４のピッチが画素電極２４のピッチよりも小さい。
【００１３】
プリント基板２１は、図２に示すように、キャパシタ２６を内蔵する構造が望ましいが、キャパシタを外付けしてもよい。キャパシタ内蔵基板としては、電体シートを用いるもの、誘電体ペーストを用いるもの、キャパシタを埋め込むものなど、各種が使用できる。
【００１４】
薄膜トランジスタアレイ３の基板３１には、プラスチックを主成分としたものが使用できる。例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン（Ｎｙ）等のプラスチックフィルムや、ガラスエポキシ基板のようなプラスチック・ガラス複合体を使用することができる。これらはガラス基板のような壊れやすい基板ではないので、誤って落下しても壊れにくい表示パネル１とすることができる。
【００１５】
薄膜トランジスタアレイ３の半導体３６としては、酸化物半導体または有機半導体を用いることができる。これらを用いた薄膜トランジスタは、シリコンと異なり、２００℃以下の低温で作製することができるため、前述のようなプラスチックを主成分とする基板３１上に容易に形成できる。酸化物半導体として具体的には、ＩｎＧａＺｎＯ系、ＩｎＺｎＯ系、ＺｎＧａＯ系、ＩｎＧａＯ系、Ｉｎ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、あるいはこれらの混合物等が使用できる。
これらは、スパッタやレーザアブレーションによって成膜できる。有機半導体としては、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリアリルアミン誘導体、ポリアセチレン誘導体、アセン誘導体、オリゴチオフェン誘導体等が使用できる。これらは、原料の塗布もしくは印刷・焼成によって得られる。
【００１６】
薄膜トランジスタアレイ３の構造としては、図３または図４に示すように、絶縁基板３１上に形成されたリング状（閉じた線状）のゲート電極３２と、その上に形成された絶縁層３３と、その上に形成された島状（孤立した）のドレイン電極３４と、その周囲を囲むリング状（閉じた線状）のソース電極３５と、少なくとも該ドレイン・ソース間に形成された半導体層３６からなり、平面的に見てゲート電極３２がドレイン・ソース間隙を包含する薄膜トランジスタを、複数のゲート配線３２´と複数のソース配線３５´とに接続してマトリクス状に並べた薄膜トランジスタアレイ３とする。
この構造では、半導体層３６をパターニングしなくてもオフ電流を抑えることができるので、プロセスが簡単になる。
また、ここで半導体層３６は、図３に示すようにドレイン電極３４・ソース電極３５の下にあってもよいし、図４に示すようにドレイン電極３４・ソース電極３５の上にあってもよい。
【００１７】
ただし、リング状のゲート電極やソース電極を有しない構造であっても、半導体層３６をパターニングすればオフ電流を抑えることは可能である。また、半導体層３６のチャネル部上に封止層を設けてもよい。もちろんその場合でも、接続のため、ドレイン電極３４上の大部分には封止層は設けない。
【００１８】
このように、液晶や電子ペーパーに用いられる１トランジスタ駆動の場合、表示パネル本体２がキャパシタ２５を有することにより薄膜トランジスタアレイ３内にキャパシタを形成する必要がなく、薄膜トランジスタアレイ３は上述のような非常に単純な構造になる。さらに、各々の画素電極２４に接続されたキャパシタ２６の容量を大きくできるとともに、薄膜トランジスタをピッチ内いっぱいに形成できて、チャネル幅を大きくでき、駆動電流を大きくすることができる。
【００１９】
表示パネル１は、図５に示すような回路になっている。すなわち、薄膜トランジスタのドレイン電極３４にはキャパシタ２６、表示媒体２２が接続され、ソース電極３５に接続されたソース配線３５´に信号電圧を印加した状態で、ゲート電極３２に接続されたゲート配線３２´の選択電圧によって薄膜トランジスタをｏｎにすると、信号電圧がキャパシタ２６によって保持される。従って、薄膜トランジスタがｏｆｆになってからも表示媒体２２には電圧が印加され続ける。なお、共通電極２５は一定電圧に接続されている。
【００２０】
複数の表示パネル１を並べる場合、図６に示すように隙間なく並べることができる。すなわち、複数のマトリクスに共通の信号配線ｘまたは選択配線ｙを接続して、全体を１つのマトリクスとして共通の駆動回路４により駆動することも可能である。もちろん、各表示パネルごとに駆動してもよい。
【００２１】
薄膜トランジスタアレイ３のゲート電極３２、ドレイン電極３４、ソース電極３５、ゲート配線３２´、ソース配線３５´としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属や、ＩＴＯ等の導電膜が使用できる。これらは、蒸着、スパッタ等によって成膜できる。あるいは、Ａｇインク、Ｎｉインク等を印刷・焼成してもよい。
【００２２】
薄膜トランジスタアレイ３のゲート絶縁膜３３としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の無機絶縁膜や、ポリビニルフェノール、エポキシ、ポリイミド等の有機絶縁膜が使用できる。無機絶縁膜は、スパッタ、蒸着等によって成膜できる。有機絶縁膜は、スピンコート法や印刷法を用いることができる。
【実施例１】
【００２３】
次に、具体的な実施例について説明する。
絶縁基板３１としてガラスエポキシを用い、Ａｌをスパッタ成膜後、フォトリソ・エッチングによってリング状のゲート電極３２およびゲート配線３２´を作製した。次に、反応性スパッタによってゲート絶縁膜３３のＳｉＯＮと半導体層３６のＩｎＧａＺｎＯ４を成膜した。さらにレジストパターンを形成後、Ａｌスパッタおよびリフトオフによって島状のドレイン電極３４、リング状のソース電極３５、およびソース配線３５´を形成した。こうして、８０ｘ６０ドット、ピッチ０．５ｍｍの薄膜トランジスタアレイ３を作製した。さらにチャネル上にフッ素化樹脂をスクリーン印刷し、封止層とした。
【００２４】
ここで、別途用意したキャパシタ内蔵プリント基板２の表面（画素電極２４側）にポリイミドを塗布し、表面研磨して画素電極２４を平坦化した。次に、薄くポリイミドを塗布し、ラビングを行った。さらに、周囲にシール部を印刷し、液晶を滴下後、減圧下で対向電極２３付きフィルムを重ね、シール部をＵＶ硬化した。さらに、薄膜トランジスタアレイ３のドレイン電極３４を、プリント基板２の裏面電極２７に位置合わせして保持し、アンダーフィルによって固定した。なお、画素電極２４のピッチは５ｍｍであった。
こうして作製した表示パネル１の駆動を行い、所望の表示ができることを確認した。
【実施例２】
【００２５】
次に、他の実施例について説明する。
絶縁基板３１としてガラスエポキシを用い、Ａｌをスパッタ成膜後、フォトリソ・エッチングによってリング状のゲート電極３２およびゲート配線３２´を作製した。次に、エポキシをスピンコートし、焼成してゲート絶縁膜３３とした。さらにＡｇインクをスクリーン印刷することにより、島状のドレイン電極３４、リング状のソース電極３５、およびソース配線３５´を形成した。次にポリチオフェン誘導体をスピンコートし、さらにチャネル上にフッ素化樹脂をスクリーン印刷し、封止層とした。こうして、８０ｘ６０ドット、ピッチ２ｍｍの薄膜トランジスタアレイ３を作製した。
【００２６】
ここで、別途用意したキャパシタ内蔵プリント基板２の表面（画素電極２４側）にポリイミドを塗布し、表面研磨して画素電極２４を平坦化した。次に、薄くポリイミドを塗布し、ラビングを行った。さらに、周囲にシール部を印刷し、液晶を滴下後、減圧下で対向電極２３付きフィルムを重ね、シール部をＵＶ硬化した。さらに、薄膜トランジスタアレイ３のドレイン電極３４を、プリント基板２の裏面電極２７に位置合わせして保持し、アンダーフィルによって固定した。なお、画素電極２４のピッチは５ｍｍであった。
こうして作製した表示パネル１の駆動を行い、所望の表示ができることを確認した。
【００２７】
以上のような本実施の形態の表示パネルでは、複数の表示パネルを連結することにより大型表示可能な表示パネルであって、表示駆動用のドライバは、各々の表示パネル自体に搭載しなくてもよく、表示パネルの外部に設けることができる。また、各々の表示パネルの互いの接続部は、各表示パネルの裏面に設けてあるため、各表示パネルの非表示部の面積を最小限に抑えることができる。
【００２８】
ここで、薄膜トランジスタアレイのピッチが画素電極のピッチよりも小さいことにより、プリント基板よりも小さな薄膜トランジスタ基板を用いて表示パネルを駆動できる。そのため、複数の表示パネルを近接させても、配線接続を行う寸法余裕を充分に得られる。また、薄膜トランジスタの均一性を上げることができ、品質のよい表示パネルが得られる。
【００２９】
そして、薄膜トランジスタアレイの基板がプラスチックを主成分とすることにより、落下しても破損しにくい表示パネルとなる。薄膜トランジスタアレイの半導体層として、酸化物半導体または有機半導体を用いることにより、熱に弱いプラスチック基板を用いることが可能になる。また、薄膜トランジスタアレイの構造として、絶縁基板上に形成されたリング状のゲート電極と、その上に形成された絶縁層と、その上に形成された島状のドレイン電極と、その周囲を囲むソース電極と、少なくとも該ドレイン・ソース間に形成された半導体層からなり、平面的に見てゲート電極がドレイン・ソース間隙を包含する薄膜トランジスタを、複数のゲート配線と複数のソース配線とに接続してマトリクス状に並べた薄膜トランジスタアレイとすることにより、半導体のパターニングを省略することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態による表示パネルを示す斜視図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図２】図１に示す表示パネルで使用するキャパシタ内蔵基板の一例を示す断面図である。
【図３】図１に示す表示パネルで使用する薄膜トランジスタの一例を示す平面図（ａ）およびＡ−Ａ´線断面図（ｂ）である。
【図４】図１に示す表示パネルで使用する薄膜トランジスタの他の例を示す平面図（ａ）およびＢ−Ｂ´線および断面図（ｂ）である。
【図５】図１に示す表示パネルの１画素分の電気回路を示す回路図である。
【図６】図１に示す表示パネルを複数枚近接、駆動させる例を示す斜視図である。
【図７】従来の表示パネルの一例を示す斜視図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００３１】
１……表示パネル、２……表示パネル本体、３……薄膜トランジスタアレイ、４……駆動回路、２１……プリント基板、２２……表示媒体、２３……対向電極、２４……画素電極、２５……共通電極、２６……キャパシタ、２７……裏面電極、３１……絶縁基板、３２……ゲート電極、３２´……ゲート配線、３３……ゲート絶縁膜、３４……ドレイン電極、３５……ソース電極、３５´……ソース配線、３６……半導体層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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