JP2017009725A

JP2017009725A - 表示装置

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Publication number: JP2017009725A
Application number: JP2015123611A
Authority: JP
Inventors: 高岸　敏哉; Toshiya Takagishi; 敏哉高岸
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2017-01-12
Also published as: US11247439B2; US20180166615A1; WO2016204024A1

Abstract

【課題】水分の浸入を抑制しつつ、膜剥れの発生を低減することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】本開示の表示装置は、基板と、基板上に設けられた配線および発光部と、配線および発光部を覆うと共に、基板の全面に設けられた絶縁層と、絶縁層の全面に設けられると共に、水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料を含む封止層とを備える。【選択図】図１

Description

本技術は、発光素子として、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）を備えた表示装置に関する。

導電パターンおよび導電パターンを覆う樹脂層を基板の表面に有する配線基板では、外部からの水分の浸入によって導電パターンの活電部分にイオンマイグレーションが起こり、配線間に短絡が生じる虞がある。

イオンマイグレーションの発生を抑制する方法としては、配線間隔を大きくする、配線間の電圧を下げる、配線（例えば、銅（Ｃｕ）配線）と結合する残留イオンの少ない樹脂材料を用いる、外部からの水分の浸入を抑制する部材を設ける等が考えられる。これらのうち、配線間隔、印加電圧および樹脂材料については、デバイスを設計する上で他の要因から決定されているため、変更することは難しい。このことから、外部からの水分の浸入を抑制する部材を設ける方法が用いられており、具体的には、絶縁層上に、無機バリア層を蒸着形成したり、無機バリア層を形成したフィルムを基板に貼合することで水分の浸入が抑制されている。

ところで、電子デバイスの性能を向上させるためには、配線の本数が増加され、回路が複雑になる。特に、表示装置等では、薄膜トランジスタ（thin film transistor；ＴＦＴ）の数や配線回路の本数が多く、また、容量素子を大面積化すること等によって回路がより複雑になっている。さらに高精細化した場合には、画素数の増加に伴い駆動用の配線や信号線を形成する配線層の高密度化が進むため、配線間の短絡が発生しやすくなり、製造歩留まりが低下するという問題があった。これに対して、例えば、特許文献１では、配線パターンを基板の内部に作り込むことで配線の高密度化を低減すると共に、電子部品の実装面積を高めた、いわゆる多層配線基板を用いた画像表示装置が開示されている。

特開２００３−１１５６１３号公報

プリント配線基板は、例えば、絶縁性を有する基材とエポキシ樹脂等の有機樹脂材料とから構成されている。このような有機樹脂材料を含む基板（有機基板）上に無機バリア層を設けた場合、無機バリア層表面からの水分の侵入は抑制されるものの、有機基板に含まれている水分や、有機樹脂材料から発生するガスによって密着力の弱い有機基板と、無機バリア層との界面が剥離され、ボイドが発生するという問題があった。

本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、水分の浸入を抑制しつつ、膜剥れの発生を低減することが可能な表示装置を提供することにある。

本技術の表示装置は、基板と、基板上に設けられた配線および発光部と、配線および発光部を覆うと共に、基板の全面に設けられた絶縁層と、絶縁層の全面に設けられると共に、水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料を含む封止層とを備えたものである。

本技術の表示装置では、基板上に設けられた配線および発光部を覆う絶縁層上に、水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料を含む封止層を設けることにより、基板の内部に含まれる水分や、発生するガスが適度に外部へ放出される。

本技術の表示装置によれば、基板上に設けられた配線および発光部を覆う絶縁層上に、水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料を含む封止層を設けるようにした。これにより、基板の内部に含まれる水分や、発生するガスが適度に外部へ放出される。よって、外部からの水分の浸入を抑えつつ、膜剥れの発生を低減することが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。

本開示の一実施の形態に係る表示装置（表示装置パネル）の構成を表す断面図である。図１に示した表示装置の要部構成の一例を表す断面模式図である。樹脂材料の酸素透過率と水蒸気透過率との関係を表す特性図である。図１に示した表示装置の要部構成の他の例を表す断面模式図である。図１に示した表示装置に用いられる発光ユニットの構成を表す斜視図である。図５Ａに示した発光ユニットの構成の一例を表す断面図である。図１に示した表示装置パネルを用いた表示装置の全体構成を表す図である。バックプレーンの構成を説明するための平面模式図である。バックプレーンの構成を説明するための平面模式図である。一般的な表示装置における水分の浸入を説明する水分分布図である。適用例１の外観を表す斜視図である。

以下、本開示における実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（絶縁層上に水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料を含む封止層を設けた例）
１−１．基本構成
１−２．表示装置の構成
１−３．作用・効果
２．適用例

＜１．実施の形態＞
（１−１．基本構成）
図１は、本開示の一実施の形態に係る表示装置（表示装置１）の断面構成を表したものであり、図２は、図１に示した表示装置の要部を素子基板２としてその断面構成を模式的に表したものである。この表示装置１は、例えば、図６に示したタイリングディスプレイのように、複数の表示装置（表示パネル）を組み合わせた大型の表示装置を構成するものであり、以後、便宜的に表示装置１として説明を行う。本実施の形態の表示装置１では、図２に示したように、基板４１上に配線４２および発光部４３が設けられており、この配線４２および発光部４３を覆うように形成された絶縁層４４上に、水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料により構成された封止層４５が設けられた構成を有する。以下、素子基板２を用いた本技術の要点を説明する。

基板４１は、有機基材、例えば、ＦＲ４（ガラスエポキシ樹脂）やＣＥＭ３（ガラスコンポジット樹脂）等のガラス含有樹脂からなるフィルム基材により構成されている。また、ガラス基板の他、ポリエーテルサルフォン，ポリカーボネート，ポリイミド類，ポリアミド類，ポリアセタール類，ポリエステル類（ポリエチレンテレフタラート，ポリエチレンナフタレート），ポリエチルエーテルケトン，ポリオレフィンルイ等のプラスチック基板、表面に絶縁処理がされたアルミニウム（Ａｌ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），ステンレス等の金属箔基板または紙等により構成されている。この他、Ａｌ等のメタルベース基板の表面にポリイミドやエポキシ系等の絶縁性樹脂層が形成され、この絶縁性樹脂層上に上記反射性材質の配線パターンを印刷したものを用いてもよい。

配線４２は、例えば銅（Ｃｕ），白金（Ｐｔ），チタン（Ｔｉ），ルテニウム（Ｒｕ），モリブデン（Ｍｏ），Ｃｕ，タングステン（Ｗ），Ｎｉ，Ａｌおよびタンタル（Ｔａ）等の金属単体または合金により構成されている。特に、抵抗率が低く、配線遅延時間を低減し高速化が可能なＣｕを用いることが好ましい。

発光部４３は、詳細は後述するが、例えば、所定の波長帯の光を上面から発する固体発光素子であり、具体的には、ＬＥＤチップである。

絶縁層４４は、配線４２および発光部４３を被覆するものであり、例えば、発光部４３から射出される光に曝露されることによる劣化を抑えるため、耐光性を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、シリコーン系、ポリイミド系，ポリアクリレート系，エポキシ系，クレゾールノボラック系あるいはポリスチレン系，ポリアミド系，フッ素系等の有機絶縁材料が挙げられる。なお、絶縁層４４に用いられる材料は有機絶縁材料に限定されず、例えば、無機絶縁材料を用いてもよい。

封止層４５は、絶縁層４４上に設けられ、配線４２および発光部４３を封止すると共に、後述する表示装置１内への水分の侵入を抑制するためのものである。本実施の形態では、封止層４５は、外部（表面）からの水分の浸入を抑制しつつ、基板４１や絶縁層４４等から生じるガスを外部に放出することが可能な材質であることが好ましく、例えば、低透湿フィルムを用いることが好ましい。低透湿フィルムは、基板４１の透湿度と、フィルムの透湿度との比が小さいことが好ましく、例えば、低透湿フィルムの透湿度が基板の透湿度の１０倍未満であることが好ましい。これにより、外部からの水分の浸入による配線４２におけるイオンマイグレーションの発生が低減されると共に、内部（有機樹脂材料）からのガスの発生によるボイド等の発生が抑制される。

このような低透湿フィルムの材料としては、例えば、酸素透過率（ＣＣ/ｍ²/２４ｈ/ａｔｍ；２５℃）が水蒸気透過率（ｇ/ｍ²/day，４０℃９０％ＲＨ）よりも１０倍以上大きいものが好ましい。このような材料を用いることにより、有機樹脂材料から生じるガスを適度に外部に放出しつつ、外部からの水分の浸入が抑制される。表１は、各種樹脂材料の水蒸気透過率（ｇ/ｍ²/day，４０℃９０％ＲＨ）、酸素透過率（ＣＣ/ｍ²/２４ｈ/ａｔｍ；２５℃）および炭酸ガス透過率（ＣＣ/ｍ²/２４ｈ/ａｔｍ；２５℃）をまとめたものであり、図３は、各種樹脂材料の水蒸気透過率（ｇ/ｍ²/day，４０℃９０％ＲＨ）および酸素透過率（ＣＣ/ｍ²/２４ｈ/ａｔｍ；２５℃）の分布を表したものである。図３に示した円内の材料が、水蒸気透過率に対する酸素透過率の比が大きく、例えば、１０以上のものである。なお、より好ましい低透湿フィルムの材料としては、水蒸気透過率が１０（ｇ/ｍ²/day，４０℃９０％ＲＨ）以下、且つ、酸素透過率が１００（ＣＣ/ｍ²/２４ｈ/ａｔｍ；２５℃）以上のものであり、さらに望ましくは、水蒸気透過率が５（ｇ/ｍ²/day，４０℃９０％ＲＨ）以下、且つ、酸素透過率が５２０（ＣＣ/ｍ²/２４ｈ/ａｔｍ；２５℃）以上のものである。即ち、低透湿フィルムの具体的な材料としては、例えば、環状オレフィン樹脂，ナイロン樹脂，ポリエチレン樹脂等が挙げられる。環状オレフィン樹脂を用いた封止層４５を絶縁層４４上に設けた場合、良好な結果が得られている。なお、環状オレフィン樹脂の具体例としては、例えば、付加重合型シクロオレフィン樹脂および開環重合型シクロオレフィン樹脂が挙げられる。

封止層４５は、図２に示したように絶縁層４４上に直接設けてもよいし、図４に示したように、中間層４６を介して設けるようにしてもよい。中間層４６は、具体的には、接着剤あるいは、粘着剤により形成されているものである。このように、封止層４５は、中間層４６を介して絶縁層４４に固定（貼合）するようにしてもよい。

（１−２．表示装置の構成）
本実施の形態の表示装置（表示装置１）は、図１に示したように、基板１０上には、例えば、絶縁層２１を介すると共に、絶縁層２５によって被覆された、配線２２および電子デバイスとして、例えば、発光ユニット２３（発光部）およびドライバＩＣ（integrated circuit）２４等が設けられており、絶縁層２５上には、封止層３０が配設されている。ここで、基板１０，配線２２，発光ユニット２３，絶縁層２５および封止層３０が、上記素子基板２における、基板４１，配線４２，発光部４３，絶縁層４４および封止層４４にそれぞれ相当する。なお、基板１０には、基材１１の表面および裏面に複数の配線（配線１２Ａ，１２Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ）等が配設されている。

基板１０は、基材である、ＦＲ４（ガラスエポキシ樹脂）やＣＥＭ３（ガラスコンポジット樹脂）等のガラス含有樹脂からなるフィルム基材の内部あるいは表面および裏面に種々の配線が形成された、いわゆる多層配線基板である。詳細には、例えば、ＦＲ４からなる基材１１と、基材１１の表面に絶縁層１４を介して積層された配線１２Ａおよび１２Ｂと、基材１１の裏面に絶縁層１６を介して積層された配線１５Ａおよび配線１５Ｂとを有する。配線１２Ａおよび配線１２Ｂは、絶縁層１４を貫通するバンプ１４によって互いに電気的に接続され、配線１５Ａおよび１５Ｂは、絶縁層１６を貫通するバンプ１７によって互いに電気的に接続されている。配線１２Ａおよび配線１５Ａは、基材１１を貫通する貫通電極１８を介して電気的に接続されている。また、基材１１の裏面側に設けられた配線１５Ｂ上には、保護膜として絶縁層１９が設けられている。絶縁層１９には任意の位置に、例えば、配線１５Ｂと外部回路（図示せず）とを接続するための開口１９Ａが設けられている。

配線１２Ａ，１２Ｂ，１５Ａ，１５Ｂは、基材１１上の選択的な領域に設けられ、例えば銅（Ｃｕ），白金（Ｐｔ），チタン（Ｔｉ），ルテニウム（Ｒｕ），モリブデン（Ｍｏ），Ｃｕ，タングステン（Ｗ），Ｎｉ，Ａｌおよびタンタル（Ｔａ）等の金属単体または合金により構成されている。特に、抵抗率が低く、配線遅延時間を低減し高速化が可能なＣｕを用いることが好ましい。また、これらのうちの２種以上を積層させて用いるようにしてもよい。バンプ１４，１６および貫通電極１８についても、配線１２Ａ，１２Ｂ，１５Ａ，１５Ｂと同様の材料を用いることができる。

絶縁層１３，１６，１９は、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ），シリコン窒化物（ＳｉＮ），シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ），ハフニウム酸化物（ＨｆＯ），アルミニウム酸化物（ＡｌＯ），アルミニウム窒化物（ＡｌＮ），タンタル酸化物（ＴａＯ），ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ），ハフニウム酸窒化物，ハフニウムシリコン酸窒化物,アルミニウム酸窒化物，タンタル酸窒化物およびジルコニウム酸窒化物のうちの少なくとも１種を含む材料により形成される。絶縁層１３，１６，１９は単層構造としてもよく、または、例えばＳｉＮ膜およびＳｉＯ膜等の２種類以上の材料を用いた積層構造としてしてもよい。絶縁層１３，１６，１９は、塗布形成後にエッチングによって所定の形状にパターニングされるが、材料によっては、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等の印刷技術によってパターン形成してもよい。

絶縁層２１は、配線１５Ｂと配線２２との間の短絡を防ぐためのものである。絶縁層２１の材料としては、耐光性を有する材料を用いることが好ましく、上述した絶縁層４４で挙げた材料、例えば、シリコーン系、ポリイミド系，ポリアクリレート系，エポキシ系，クレゾールノボラック系あるいはポリスチレン系，ポリアミド系，フッ素系等の有機絶縁材料が挙げられる。この他、絶縁層１３，１６，１９で挙げた材料を用いてもよい。

配線２２は、上記配線１２Ａ，１２Ｂ，１５Ａ，１５Ｂにおいて挙げた材料を用いることができる。配線２２は、１２Ａ，１２Ｂ，１５Ａ，１５Ｂと同一の材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。特にＣｕを用いることが好ましい。なお、配線１２Ａ，１２Ｂ，１５Ａ，１５Ｂおよび配線２２は、例えば、メッキや各種蒸着法、あるいはスパッタリングによって形成することができる。

発光ユニット２３は、例えば、互いに異なる波長帯の光を上面から発する固体発光素子を複数備えたものである。図５Ａは、発光ユニット２３の概略構成の一例を斜視的に表したものである。図５Ｂは、図５Ａの発光ユニット２３のＩ―Ｉ矢視方向の断面構成の一例を表したものである。各発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢは、所定の波長帯の光を上面から発する固体発光素子であり、具体的には、ＬＥＤチップである。ＬＥＤチップとは、結晶成長に用いたウェハから切り出した状態のものを指しており、成形した樹脂等で被われたパッケージタイプのものではないことを指している。ＬＥＤチップは、例えば、５μｍ以上、１００ｍｍ以下のサイズとなっており、いわゆるマイクロＬＥＤと呼ばれるものである。ＬＥＤチップの平面形状は、例えば、ほぼ正方形となっている。ＬＥＤチップは、薄片状となっており、ＬＥＤチップのアスペクト比（高さ／幅）は、例えば、０．１以上、１未満となっている。

各発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢは、発光ユニット２３内に配置されており、例えば、図５Ａに示したように、発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢは、それぞれ所定の間隙を介して一列に配置されている。このとき、発光ユニット２３は、例えば、発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢの配列方向に延在する細長い形状となっている。互いに隣り合う発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢの隙間は、例えば、各発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢのサイズと同等か、それよりも大きくなっている。なお、上記の隙間は、場合によっては、各発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢのサイズよりも狭くなっていてもよい。

発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢは、互いに異なる波長帯の光を発するようになっている。例えば、発光素子２３ＡＧは緑色帯の光を発する発光素子であり、発光素子２３ＡＲは赤色帯の光を発する発光素子であり、発光素子２３ＡＢは青色帯の光を発する発光素子である。例えば、発光ユニット２３が発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢの配列方向に延在する細長い形状となっている場合に、発光素子２３ＡＧは、例えば、発光ユニット２３の短辺近傍に配置され、発光素子２３ＡＢは、例えば、発光ユニット２３の短辺のうち発光素子２３ＡＧの近接する短辺とは異なる短辺の近傍に配置されている。発光素子２３ＡＲは、例えば、発光素子２３ＡＧと発光素子２３ＡＢとの間に配置されている。なお、発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢのそれぞれの位置は、上記に限定されるものではないが、以下では、発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢが上で例示した箇所に配置されているものとして、他の構成要素の位置関係を説明する場合がある。

各発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢは、例えば、第１導電型層、活性層および第２導電型層を順に積層してなる半導体層を有している（いずれも図示せず）。発光素子２３ＡＧ，２３ＡＢにおいては、第１導電型層、活性層および第２導電型層は、例えば、ＩｎＧａＮ系の半導体材料によって構成されている。一方、発光素子２３ＡＲにおいては、第１導電型層、活性層および第２導電型層は、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料によって構成されている。

第２導電型層の上面（光取り出し面Ｓ２）には上部電極５２が設けられている。上部電極５２は、例えば、発光素子２３ＡＧ，２３ＡＢにおいては、チタン（Ｔｉ）／白金（Ｐｔ）／金（Ａｕ）からなる。上部電極５２は、例えば、発光素子２３ＡＲにおいては、金とゲルマニウムの合金（ＡｕＧｅ）／ニッケル（Ｎｉ）／Ａｕからなる。上部電極５２は、第２導電型層に接するとともに第２導電型層に電気的に接続されている。つまり、上部電極５２は、第２導電型層とオーミック接触している。一方、第１導電型層の下面（背面Ｓ１）には下部電極５１が設けられている。下部電極５１は、金属電極である。下部電極５１は、例えば、発光素子２３ＡＧ，２３ＡＢにおいては、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる。下部電極５１は、例えば、発光素子２３ＡＲにおいては、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる。下部電極５１は、第１導電型層に接するとともに第１導電型層に電気的に接続されている。つまり、下部電極５１は、第１導電型とオーミック接触している。下部電極５１および上部電極５２はともに、単一の電極によって構成されていてもよいし、複数の電極によって構成されていてもよい。下部電極５１および上部電極５２は、例えば、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等の高反射性の金属材料を含んで構成されていてもよい。

絶縁体５０は、発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢを、少なくとも発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢの側面側から囲むとともに保持するものである。絶縁体５０は、例えば、シリコーン、アクリル、エポキシなどの樹脂材料によって構成されている。絶縁体５０は、一部にポリイミドなどの別材料を含んでいてもよい。絶縁体５０は、発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢの側面と、発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢの上面に接して形成されている。絶縁体５０は、発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢの配列方向に延在する細長い形状（例えば直方体形状）となっている。絶縁体５０の高さは、発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢの高さよりも高くなっており、絶縁体５０の横幅（短辺方向の幅）は、発光素子２３ＡＲ，２３ＡＧ，２３ＡＢの幅よりも広くなっている。絶縁体５０自体のサイズは、例えば１ｍｍ以下となっている。絶縁体５０は、薄片状となっている。絶縁体５０のアスペクト比（最大高さ／最大横幅）は、発光ユニット２を転写する際に発光ユニット２が横にならない程度に小さくなっており、例えば、１／５以下となっている。

ドライバＩＣ２４は、例えば、半導体基板（Ｓｉ基板）の表面に半導体回路形成技術を利用して回路を形成してなる半導体素子である。

発光ユニット２３およびドライバＩＣ２４は、それぞれ素子単体であってもよいし、パッケージに収容されたり、あるいは上記のように、樹脂等によってモールドされ、チップ部品化されていてもよい。

発光ユニット２３およびドライバＩＣ２４上には、上述した絶縁層２５および封止層３０が設けられている。絶縁層２５は、絶縁層２１と同様に、上述した絶縁層４４で挙げた材料、例えば、シリコーン系、ポリイミド系，ポリアクリレート系，エポキシ系，クレゾールノボラック系あるいはポリスチレン系，ポリアミド系，フッ素系等の有機絶縁材料が挙げられる。この他、絶縁層１３，１６，１９で挙げた材料を用いてもよい。封止層３０は、上述した絶縁層４５で挙げた材料、水蒸気透過率に対する酸素透過率の比が大きく、例えば、１０以上の、例えば、環状オレフィン樹脂，ナイロン樹脂，ポリエチレン樹脂等が挙げられる。なお、封止層３０の厚みは、例えば、１００μｍ前後であることが好ましく、例えば、１０μｍ以上３００μｍ以下である。封止層３０が薄すぎる場合には、配線や光源を保護することが難しくなり、厚い場合には、端面部分で発光のケラレにより表示視野角特性が悪化する虞がある。

なお、本実施の形態における表示装置１は、一般的な表示装置において周縁部に設けられている周辺回路や封止部等は設けられておらず、基板１０の全面において同様の積層構造を有する。具体的には、表示装置１の基板１０上の絶縁層２５および封止層３０の積層構造は、基板１０の端面まで延在している。

図６は、本開示の表示装置１を１つの表示パネルとし、この表示パネルを複数（ここでは、計４枚の表示パネル３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）を組み合わせた、タイリングディスプレイの全体構成を表したものである。ここで表示パネル３Ａ〜３Ｄは、上記表示装置１と同様の構成を有する。表示パネル３Ａ〜３Ｄは、例えば、２×２の領域に２次元配置され、これらの表示パネル３Ａ〜３Ｄの各表示領域を組み合わせて映像を表示することが可能なものである。なお、図６中の「Ａ」「Ｂ」とその向きは、用いられるバックプレーンの種類と配置状態を模式的に表したものである。表示パネル３Ａ〜３Ｄにおいて用いられるバックプレーンの種類とレイアウトについては後述する。

このタイリングディスプレイでは、表示パネル３Ａ〜３Ｄのそれぞれに対して、例えば、表示駆動用のドライバＩＣ２４が接続されている。具体的には、表示パネル３Ａには、例えば、信号線駆動回路１２０Ａと走査線駆動回路１３０Ａとが、例えばＣＯＦ（Chip on film）１４０により実装されている。なお、これらのドライバＩＣは、図１に示したように、表示パネル３Ａに直に形成されて（内蔵されて）いてもよいし、他の手法、例えばＣＯＧ（Chip on glass）により実装されていてもよい。また、表示素子として、上記発光ユニット２３を用いる場合には、表示パネル３Ａには、更に電源線駆動回路（図示せず）が接続される。表示パネル３Ｂについても、表示パネル３Ａと同様に、例えば信号線駆動回路１２０Ｂと走査線駆動回路１３０ＢとがＣＯＦ１４０を介して接続されている。同様に、表示パネル３Ｃには、例えば信号線駆動回路１２０Ｃと走査線駆動回路１３０ＣとがＣＯＦ１４０を介して接続され、表示パネル３Ｄには、例えば信号線駆動回路１２０Ｄと走査線駆動回路１３０ＤとがＣＯＦ１４０を介して接続されている。

信号線駆動回路１２０Ａ〜１２０Ｄと、走査線駆動回路１３０Ａ〜１３０Ｄとはいずれも、駆動制御部１１０に接続されている。外部から入力された映像信号Ｄinに基づいて、表示パネル３Ａ〜３Ｄのそれぞれにおいて独立した表示駆動制御が可能となっている。駆動制御部１１０は、例えばタイミングコントローラ１１１と、ガンマ調整部１１２ａ〜１１２ｄとを含む。

表示パネル３Ａ〜３Ｄはそれぞれ、マトリクス状に配置された複数の画素Ｐを有する。表示パネル３Ａ〜３Ｄは、信号線駆動回路１２０Ａ〜１２０Ｄと、走査線駆動回路１３０Ａ〜１３０Ｄとによる表示駆動により、各画素Ｐがアクティブマトリクス駆動され、これにより、外部から入力された映像信号Ｄinに基づく映像表示を行うものである。なお、各図において、画素Ｐおよび後述の端子部１３０の個数やピッチ、サイズ等は説明上簡略化して示したものであり、実際のものとは異なっている。

これらの表示パネル３Ａ〜３Ｄの各面形状は、例えば、矩形状または方形状（ここでは矩形状）である。表示パネル３Ａ〜３Ｄは、全体として田の字状となるように隣接して配置されている。詳細には、表示パネル３Ａ〜３Ｄは、例えば図示しない筐体あるいは基板等の上に、敷き詰めて配置されている。これらの表示パネル３Ａ〜３Ｄの各表示領域を組み合わせてなる領域が、表示装置１の表示領域（表示領域１００）となっている。なお、以下では、表示パネル３Ａ〜３Ｄを特に区別しない場合には、代表して表示パネル３Ａを例に挙げて説明を行う。

図７Ａは、バックプレーン４１Ａの構成を、図７Ｂはバックプレーン４１Ｂの構成をそれぞれ表したものである。図７Ａに示したように、バックプレーン４１Ａは、表示領域１００の一部に相当する領域（領域１０Ａ）に画素Ｐ毎に画素回路１５０を有している。換言すると、バックプレーン４１Ａには、複数の画素回路１５０が２次元配置されている。この画素回路１５０の形成領域（即ち領域１０Ａ）の周辺領域のうちの矩形状の２辺に沿った領域Ｘ１，Ｙ１に、実装用の端子部１３０が配置されている。具体的には、矩形状の左右上下に配置された４辺のうち左側と上側の２辺に沿って、端子部１３０が複数配置されている。この端子部１３０は、上述の信号線駆動回路１２０Ａ〜１２０Ｄあるいは走査線駆動回路１３０Ａ〜１３０Ｄ等と配線接続するためのパッドである。一方、図７Ｂに示したように、バックプレーン４１Ｂは、表示領域１００の一部に相当する領域（領域２３ＡＢ）に画素Ｐ毎に画素回路１５０を有している（バックプレーン４１Ｂには、複数の画素回路１５０が２次元配置されている）。この画素回路１５０の形成領域（即ち領域２３ＡＢ）の周辺領域のうちの矩形状の２辺に沿った領域Ｘ２，Ｙ２に、実装用の端子部１３０が配置されている。具体的には、例えば矩形状の左右上下の４辺のうち左側と下側の２辺に沿って、端子部１３０が複数配置されている。このように、バックプレーン４１Ａ，１１Ｂでは、例えば端子部１３０のレイアウト（例えば位置）が異なっている。

これらのバックプレーン４１Ａ，４１Ｂのうちバックプレーン４１Ａが、例えば、表示パネル３Ａ，３Ｄに配置され、バックプレーン４１Ｂが、表示パネル３ＡＢ，３Ｃに配置されている。即ち、表示パネル３Ａ，３Ｄの組には、互いに同じ種類のバックプレーンとしてバックプレーン４１Ａが用いられ、表示パネル３ＡＢ，３Ｃの組には、互いに同じ種類のバックプレーンとしてバックプレーン４１Ｂが用いられている。なお、バックプレーンの「種類」は、例えば画素回路１５０および端子部１３０のレイアウトによって区別され、「同じ種類」とは、例えば画素回路１５０および端子部１３０のレイアウトが略同一であることを意味するものとする。即ち、画素回路１５０および端子部１３０の位置や形状、個数等が概ね等しいものであればよく、設計上多少の誤差が生じていてもよいし、局部的なレイアウト変更がなされたもの等も含むものとする。

図６に示したように、駆動制御部１１０のタイミングコントローラ１１１は、例えば、信号線駆動回路１２０Ａ〜１２０Ｄおよび走査線駆動回路１３０Ａ〜１３０Ｄの各回路が連動して動作するように制御するものである。このタイミングコントローラ１１１は、例えば、外部から入力された映像信号Ｄinに応じて、上述した各回路に対して制御信号を出力するものである。

ガンマ調整部１１２ａ〜１１２ｄは、表示パネル３Ａ〜３Ｄのそれぞれに対して個別に設けられており、例えば、外部から入力されたデジタルの映像信号Ｄinに対してガンマ調整（ガンマ補正）を行い、それにより得られた映像信号を信号線駆動回路１２０Ａ〜１２０Ｄに出力するものである。具体的には、ガンマ調整部１１２ａは表示パネル３Ａのガンマ調整を行い、ガンマ調整部１１２ｂは表示パネル３Ｂのガンマ調整を行い、ガンマ調整部１１２ｃは表示パネル３Ｃのガンマ調整を行い、ガンマ調整部１１２ｄは表示パネル３Ｄのガンマ調整を行うものである。なお、駆動制御部１１０では、このガンマ調整の他にも他の信号処理、例えばオーバードライブ補正等が行われてもよい。

信号線駆動回路１２０Ａ〜１２０Ｄは、例えば、タイミングコントローラ１１１からの制御信号に応じて、ガンマ調整部１１２ａ〜１１２ｄから入力された映像信号に対応するアナログの信号電圧を、各信号線ＤＴＬに印加するものである。

走査線駆動回路１３０Ａ〜１３０Ｄは、例えば、タイミングコントローラ１１１からの制御信号に応じて、複数の走査線ＷＳＬを所定の単位ごとに順次選択するものである。走査線駆動回路１３０Ａ〜１３０Ｄは、例えば、１または複数の走査線ＷＳＬを所定のシーケンスで選択することにより、Ｖｔｈ補正や信号電圧の書き込み、μ補正等を所望の順番で実行させるものである。ここで、Ｖｔｈ補正とは、駆動トランジスタＴｒ１のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを駆動トランジスタの閾値電圧に近づける補正動作を指している。信号電圧の書き込みとは、駆動トランジスタＴｒ１のゲートに対して、信号電圧を、書込トランジスタＴｒ２を介して書き込む動作を指している。μ補正とは、駆動トランジスタＴｒ１のゲート−ソース間に保持される電圧Ｖｇｓを、駆動トランジスタＴｒ１の移動度μの大きさに応じて補正する動作を指している。

（１−３．作用・効果）
前述したように、導電パターンおよび導電パターンを覆う樹脂層を基板の表面に有する配線基板では、外部からの水分の浸入によって導電パターンの活電部分にイオンマイグレーションが発生し、配線間に短絡が生じる虞がある。イオンマイグレーションの発生を抑制するためには、一般的には、配線間隔を大きくする、配線間の電圧を小さくする、配線材料である銅（Ｃｕ）と結合する樹脂中の残留イオンを低減する、外部からの水分の浸入を抑制する部材を設けるという手段がある。しかしながら、配線間隔、電圧および樹脂材料は、デバイスを背一計する上で、他の要因から決定されていることが多く、イオンマイグレーションの発生を抑制するために変更することは難しかった。このことから、イオンマイグレーションの発生を抑制する手段としては、外部からの水分の浸入を抑制する部材を設けることが選択され、無機材料からなるバリア層（無機バリア層）を基板上に蒸着したり、無機バリアフィルムを貼合した表示装置が製造されている。

一方、電子デバイスではさらなる性能の向上、特に表示装置等では、表示領域の大型化および高精細化が求められている。表示領域を大型化した場合には、配線抵抗および寄生容量による負荷によって信号の遅延が起こる。また、高精細化した場合には、画素数の増加に伴い駆動用の配線や信号線を形成する配線層の高密度化が進み、短絡不良が増加して製造歩留まりの低下が起こる。この信号の遅延や製造歩留まりの低下を改善するために、各種配線を形成する配線層を多層化すると共に、多層化による信号の遅延を回避するために、配線層の間に誘電率の低い有機樹脂等からなる絶縁層を用いて配線層の高密度化をおよび電子部品の実装面積を高めた多層配線基板が用いられる。

多層配線基板は、例えば、絶縁性を有する基材とエポキシ樹脂等の有機樹脂材料とから構成されている。有機樹脂材料を用いて形成された基板（有機基板）は、ガラスやシリコン基板等の無機材料から形成された基板（無機基板）と比較して水分を吸収および透過しやすい。一例として、有機基板であるガラス・エポキシ基板は、材質や配線パターン、内部に形成された配線の積層数等により水蒸気透湿度（ＷＶＴＲ）は変化するが、概ね１０〜２０ｇ／ｍ²／day程度、吸水率は、１％程度であり小さくはない。また、水分の浸入は、基板面に対して垂直方向だけでなく、端面からの浸入もある。更に、多層配線基板は、配線や絶縁層の形成時に用いられるフォトリソグラフィ等において洗浄工程があり、そこで基板内に水分等が吸収されやすい。このため、無機バリア層を設ける前に有機基板を十分に乾燥させる必要があるが、無機バリア層を有機基板上に設けただけでは、有機基板内部への水分の浸入を十分に低減することはできなかった。

図８は、多層配線基板の基材として用いられるガラス・エポキシ基板上に無機バリア層４５０を設けた素子基板２００を、高温高湿下に一定時間置いた場合の水分の浸入分布をシミュレーションしたものである。この素子基板２００は、図２に示した本開示の素子基板２と同様に、ガラス・エポキシ基板上に配線および発光ユニット（配線層）を設け、これらを、ガラス・エポキシ基板と同等の透湿度の絶縁材料によって覆い、その表面に無機バリア層４５０が設けられた構成を有する。図８からわかるように、基板４１０上に無機バリア層４５０を設けた場合、無機バリア層４５０の表面からの水分の侵入は防げているが、無機バリア層４５０が設けられていない基板４１０の端面や裏面からは水分が浸入している。即ち、有機基板を用いた場合、表面に無機バリア層を形成しただけでは有機基板上の配線等への水分の浸入を防ぐことはできないことがわかる。また、このシミュレーションは、基板内における初期の水分分布は一定であることを前提としたものであるが、実際には、基板内に含まれる初期の水分分布は一定ではなく、局所的に水分の多いところや有機樹脂材料からのガスの発生も起こり得る。

このため、多層配線基板を用いた表示装置において水分の浸入を防ぐためには、無機バリア層を電子デバイスが設けられた基板の表面だけでなく、基板の端面や裏面にも設ける必要があり、コストが増加するという問題があった。

また、多層配線基板は、基材である有機樹脂材料の性質上、水分を含みやすく、基板内部にガスを生じやすい。多層配線基板の表面にバリア性の高い無機バリア層を設けた場合、基板内部に含まれる水分や、有機樹脂材料から生じるガスを封じ込めてしまうため、密着力の弱い界面を剥離してボイドが発生する虞がある。このように、多層配線基板の表面に無機バリア層を設けて水分の浸入を防止した場合、十分な防水効果が得られないことに加え、膜剥がれの発生の原因になるという問題があった。

これに対して、本実施の形態の表示装置１では、基板１０上に設けられた配線２２や、発光ユニット２３等を覆う絶縁層２５上に、水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料を含む封止層３０を設けるようにした。表２は、配線２２や、発光ユニット２３等を覆う絶縁層２５上に、水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料（例えば、環状オレフィン樹脂）からなる封止層３０を設けた場合と、封止層３０の代わりに無機バリア層を設けた場合の、高温高湿度環境下における配線間のイオンマイグレーションの発生とボイドの発生を比較したものである。ここで、高温高湿度環境とは、温度６０℃および湿度９０％である。このように、封止層３０を環状オレフィン樹脂用いて形成することにより、基板内部に含まれる水分や、基板１０を構成する有機樹脂材料から発生する虞のあるガスを適度に外部へ拡散させることが可能となる。

以上のように、本実施の形態では、基板１０上に設けられた配線２２や、発光ユニット２３等を覆う絶縁層２５上に、水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料を含む封止層３０を設けるようにした。これにより、基板１０の内部に含まれる水分や、基板１０を構成する有機樹脂材料から発生する虞のあるガスが適度に外部へ拡散される。よって、外部からの水分の浸入を抑えつつ、積層膜の界面における膜剥れの発生を低減することが可能となる。即ち、イオンマイグレーション耐性が高く、ボイドの発生が低減された表示装置を低コストで提供することが可能となる。

＜２．適用例＞
上記実施の形態において説明した表示装置１（およびこれを備えたタイリングディスプレイ）は、例えば、テレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラ等、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下にその一例を示す。

図８は、上記実施の形態の表示装置１が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス２２０を含む映像表示画面部３００を有しており、映像表示画面部３００に、上記表示装置１が用いられている。

以上、実施の形態および適用例を挙げて説明したが、本開示内容はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件、あるいは短絡欠陥の切断および修復等は限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件あるいは切断および修復方法を用いてもよい。

また、本実施の形態では、電子デバイスとして発光ユニット２３を用いたが、例えば受光素子を用いてもよい。

なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。

なお、本技術は以下のような構成をとることも可能である。
（１）基板と、前記基板上に設けられた配線および発光部と、前記配線および前記発光部を覆うと共に、前記基板の全面に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の全面に設けられると共に、水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料を含む封止層とを備えた表示装置。
（２）前記樹脂材料の水蒸気透過率に対する酸素透過率の比は１０以上である、前記（１）に記載の表示装置。
（３）前記封止層の透湿度は、前記基板の透湿度の１０倍未満である、前記（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）前記樹脂材料は、環状オレフィン樹脂、ナイロン樹脂またはポリエチレン樹脂である、前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の表示装置。
（５）前記環状オレフィン樹脂は、付加重合型シクロオレフィン樹脂または開環重合型シクロオレフィン樹脂である、前記（４）に記載の表示装置。
（６）前記基板上に設けられた前記配線および前記発光部と、前記絶縁層と、前記封止層とをこの順に有する積層構造は、前記基板端面まで延在している、前記（１）乃至（５）のいずれかに。
（７）前記絶縁層は、中間層を介して前記絶縁層に貼り合わされている、前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の表示装置。
（８）前記中間層は、粘着層または接着層である、前記（７）に記載の表示装置。
（９）前記発光部は、発光ダイオードである、前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の表示装置。
（１０）前記基板は、有機基材により構成されている、前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の表示装置。
（１１）前記有機基材は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂である、前記（１０）に記載の表示装置。

１…表示装置、２，３…素子基板、３Ａ〜３Ｄ…表示パネル、１０，４１…基板、１１…基材、１２Ａ，１２Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ，２２，４２…配線、１３，１６，１９，２１，２５，４４…絶縁層、１４，１７…バンプ、１８…貫通電極、１９Ａ…開口、２３…発光ユニット、２４…ドライバＩＣ、３０，４５…封止層、４３…発光部。

Claims

基板と、
前記基板上に設けられた配線および発光部と、
前記配線および前記発光部を覆うと共に、前記基板の全面に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の全面に設けられると共に、水蒸気透過率よりも酸素透過率が大きな樹脂材料を含む封止層と
を備えた表示装置。
前記樹脂材料の水蒸気透過率に対する酸素透過率の比は１０以上である、請求項１に記載の表示装置。
前記封止層の透湿度は、前記基板の透湿度の１０倍未満である、請求項１に記載の表示装置。
前記樹脂材料は、環状オレフィン樹脂、ナイロン樹脂またはポリエチレン樹脂である、請求項１に記載の表示装置。
前記環状オレフィン樹脂は、付加重合型シクロオレフィン樹脂または開環重合型シクロオレフィン樹脂である、請求項４に記載の表示装置。
前記基板上に設けられた前記配線および前記発光部と、前記絶縁層と、前記封止層とをこの順に有する積層構造は、前記基板端面まで延在している、請求項１に記載の表示装置。
前記絶縁層は、中間層を介して前記絶縁層に貼り合わされている、請求項１に記載の表示装置。
前記中間層は、粘着層または接着層である、請求項７に記載の表示装置。
前記発光部は、発光ダイオードである、請求項１に記載の表示装置。
前記基板は、有機基材により構成されている、請求項１に記載の表示装置。
前記有機基材は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂である、請求項１０に記載の表示装置。