天线装置、显示装置基板、液晶显示单元、显示系统、天线装置的制造方法、和显示装置基板的制造方法.pdf

本发明涉及天线装置、显示装置基板、液晶显示单元、显示系统、天线装置的制造方法、和显示装置基板的制造方法。本发明的天线装置是通过薄膜工艺将天线(81)和连接天线(81)与接收部(82)的电配线在有源矩阵基板上形成为单片化而成的装置。而且，构成天线(81)的材料的电导率比构成上述电配线的材料的电导率高。

1.  一种天线装置，其特征在于，包括：
基板；
进行电磁波能量的输入输出的天线；和
连接与所述天线电连接的电路和所述天线的电配线，
所述天线和所述电配线通过薄膜工艺在所述基板上形成为单片化，并且，
构成所述天线的材料的电导率比构成所述电配线的材料的电导率高。

2.  如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：
构成所述电配线的材料是铝或以铝为主要成分的铝合金。

3.  如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于：
构成所述天线的材料的电导率为3.80×10⁷S/m以上。

4.  如权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其特征在于：
构成所述天线的材料的电导率为构成所述电配线的材料的电导率的150％以上。

5.  如权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其特征在于：
构成所述天线的材料是银、以银为主要成分的银合金、铜、以铜为主要成分的铜合金、金和以金为主要成分的金合金中的任一种。

6.  一种显示装置基板，其在权利要求1至5中任一项所述的天线装置所具备的所述基板上，形成有驱动多个像素的显示电路作为所述电路，该显示装置基板的特征在于：
所述天线设置在由所述多个像素构成的显示区域的外侧区域。

7.  如权利要求6所述的显示装置基板，其特征在于：
所述天线以环状环绕的状态形成。

8.  如权利要求7所述的显示装置基板，其特征在于：
所述天线的卷数为2以上。

9.  如权利要求6至8中任一项所述的显示装置基板，其特征在于：
所述显示区域的外侧区域是该显示装置基板的边框部分。

10.  如权利要求6至9中任一项所述的显示装置基板，其特征在于：
在所述基板上形成有薄膜晶体管、像素电极、扫描信号线和数据信号线。

11.  如权利要求10所述的显示装置基板，其特征在于：
其还包括层间绝缘膜，该层间绝缘膜设置在所述基板上比所述薄膜晶体管更靠上层的位置，并且设置在所述基板与所述像素电极之间的层，
所述天线设置在所述基板上比所述层间绝缘膜更靠上层的位置。

12.  如权利要求11所述的显示装置基板，其特征在于：
所述层间绝缘膜由介电常数小的树脂构成。

13.  如权利要求11或12所述的显示装置基板，其特征在于：
所述天线和所述电配线交叉配置，至少与所述天线交叉的部分的所述电配线设置在所述层间绝缘膜与所述基板之间的层。

14.  如权利要求11、12或13中任一项所述的显示装置基板，其特征在于：
所述天线和所述电配线交叉配置，与所述电配线交叉的部分的所述天线的宽度比与所述电配线交叉的部分以外的所述天线的宽度窄。

15.  如权利要求11至14中任一项所述的显示装置基板，其特征在于：
构成所述天线的材料是以银为主要成分的银合金，
所述天线在设置在所述基板上比所述层间绝缘膜更靠上层的位置的ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)膜的更上层设置。

16.  如权利要求6至15中任一项所述的显示装置基板，其特征在于：
所述显示电路通过无线通信从外部的装置接收信号、电力或者这两者，并且所述电力经所述天线通过电磁感应或共振进行接收。

17.  一种液晶显示单元，其特征在于，
其包括权利要求6至16中任一项所述的显示装置基板，通过对液晶施加电压而进行显示。

18.  一种显示系统，其特征在于，包括：
发送侧装置，其通过无线通信发送用于利用接收侧装置的显示电路进行所希望的显示的信号、电力或者这两者；和
接收侧装置，其具备权利要求16所述的显示装置基板。

19.  一种天线装置的制造方法，所述天线装置包括：基板、进行电磁波能量的输入输出的天线、和连接与所述天线电连接的电路和所述天线的电配线，所述天线装置的制造方法的特征在于：
通过薄膜工艺将所述天线和所述电配线在所述基板上形成为单片化，并且，
通过比构成所述电配线的材料的电导率高的材料形成所述天线。

20.  一种显示装置基板的制造方法，其在利用权利要求19所述的制造方法制造的天线装置所具备的所述基板上，形成驱动多个像素的显示电路作为所述电路，所述显示装置基板的制造方法的特征在于：
将所述天线设置在由所述多个像素构成的显示区域的外侧区域。

21.  如权利要求20所述的显示装置基板的制造方法，其在所述基板上形成薄膜晶体管、像素电极、扫描信号线和数据信号线，其特征在于，包括：
层间绝缘膜形成工序，在所述基板上比所述薄膜晶体管更靠上层，并且所述基板与所述像素电极之间的层上设置层间绝缘膜；和
天线形成工序，在所述基板上比所述层间绝缘膜更靠上层的位置设置天线。

22.  如权利要求21所述的显示装置基板的制造方法，其特征在于：
还包括电配线形成工序，所述天线和所述电配线交叉配置，至少将与所述天线交叉的部分的所述电配线设置在所述层间绝缘膜与所述基板之间的层。

23.  如权利要求21或22所述的显示装置基板的制造方法，其特征在于：
所述天线和所述电配线交叉配置，将与所述电配线交叉的部分的所述天线的宽度形成为比与所述电配线交叉的部分以外的所述天线的宽度窄。

24.  如权利要求21至23中任一项所述的显示装置基板的制造方法，其特征在于：
构成所述天线的材料是以银为主要成分的银合金，
在设置在所述基板上比所述层间绝缘膜更靠上层的位置的ITO膜的更上层设置所述天线。

天线装置、显示装置基板、液晶显示单元、显示系统、天线装置的制造方法、和显示装置基板的制造方法
技术领域
本发明涉及用于进行信号、电力的传输的天线装置、使用该天线装置的显示装置基板、液晶显示单元和显示系统。此外，涉及上述天线装置的制造方法和上述显示装置基板的制造方法。
背景技术
历来，提案有在用于具有由LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)构成的显示部的小型便携式设备的天线中，通过利用LCD的反射板，或者利用夹着液晶材料的电极构成天线而实现小型化的方法(参照专利文献1)。此外，还提案有通过利用LCD的数据信号线和扫描信号线构成天线而实现小型化的方法(参照专利文献2)。即，历来，在如下的观念下研究天线的小型化：通过利用在设备中担负某种功能的已有的结构作为天线而实现小型化。
历来，在将天线和电配线通过薄膜工艺形成为单片化的情况下，使用相同的材料在一次的工艺中形成两者。在这样的情况下，因为构成天线的材料没有自由度，所以为了实现天线所必需的性能，必须在天线的尺寸设计方面进行研究。由此，存在根据天线所必需的性能的不同而需要较大尺寸的天线，不能实现装置整体的小型化的问题。
此外，在历来的方式中，天线以信息输入为目的，为了维持LCD等的显示和显示功能所需要最低限度的辅助设备，例如在为透过型LCD的情况下，需要全部供给用于一并驱动LCD自身和它之外的背光源LED的电源，难以实现完全没有与主机的连接线的显示装置。
专利文献1：日本国公开专利公报“特开昭64-73918号公报(公开日：1989年3月20日)”
专利文献2：日本国公开专利公报“特开平7-46515号公报(公开日：1995年2月14日)”
发明内容
本发明的目的在于提供一种高功能的天线装置，该天线装置在天线和电配线通过薄膜工艺形成为单片化的情况下，能够实现装置整体的小型化，并能够用于电源的传输。此外，提供使用上述天线装置的显示装置基板、液晶显示单元、显示系统和上述天线装置的制造方法、上述显示装置基板的制造方法。
为了实现上述目的，本发明的天线装置构成为，包括：基板、进行电磁波能量的输入输出的天线、和连接与上述天线电连接的电路和上述天线的电配线，上述天线和上述电配线通过薄膜工艺在上述基板上形成为单片化，并且，构成上述天线的材料的电导率比构成上述电配线的材料的电导率高。
此外，为了实现上述目的，本发明提供一种天线装置的制造方法，该天线装置包括：基板、进行电磁波能量的输入输出的天线、和连接与上述天线电连接的电路和上述天线的电配线，该天线装置的制造方法是，通过薄膜工艺将上述天线和上述电配线在上述基板上形成为单片化，并且，通过比构成上述电配线的材料的电导率高的材料形成上述天线。
采用上述的结构和方法，本发明的天线装置是，通过薄膜工艺将天线和电配线在基板上形成为单片化，并且，通过比构成上述电配线的材料的电导率高的材料构成上述天线。
通常，在通过薄膜工艺将天线和电配线形成为单片化的情况下，通过相同的材料在一次工艺中形成两者。与此相对，在本发明中，特意使两者的材料不同，并且令上述天线的电导率比上述电配线的电导率高，由此能够减小上述天线的尺寸。
此外，通过使两者的材料不同，能够分别选择适于两者的材料，不会损害各自的优点。例如，上述电配线一般由具有容易加工、成本低等优点的铝合金形成。但是，该铝合金不适合作为构成上述天线的材料。因此，在本发明中，对上述天线使用与上述铝合金不同的材料，对上述电配线与历来一样使用上述铝合金。由此，能够适当地构成上述天线并能够享受上述优点。
通过以上方法，在通过薄膜工艺将天线和电配线形成为单片化的情况下，起到能够提供实现装置整体的小型化的天线装置的效果。
为了实现上述目的，本发明的显示装置基板是在上述天线装置所具备的上述基板上，形成有驱动多个像素的显示电路作为上述电路的显示装置基板，上述天线设置在由上述多个像素构成的显示区域的外侧区域。
此外，为了实现上述目的，本发明的显示装置基板的制造方法是在利用上述天线装置的制造方法制造的天线装置所具备的上述基板上，形成驱动多个像素的显示电路作为上述电路的显示装置基板的制造方法，是将上述天线设置在由上述多个像素构成的显示区域的外侧区域的方法。
采用上述的结构和方法，能够减小上述天线的尺寸，因此能够减小在上述显示装置基板中设置上述天线的显示区域的外侧区域。由此获得能够减小显示装置整体的尺寸的效果。
此外，还能够提供一种液晶显示单元，其包括本发明的上述显示装置基板，通过对液晶施加电压而进行显示。
此外，还能够提供一种显示系统，其包括发送侧装置和具备本发明的上述显示装置基板的接收侧装置，其中，该发送侧装置通过无线通信发送用于利用接收侧装置的显示电路进行所希望的显示的信号、电力或者这两者。
附图说明
图1表示本发明的实施方式，是表示无线显示装置的结构的图。
图2表示本发明的实施方式，是表示显示系统的结构的图。
图3是表示上述显示系统的实施例的图。
图4表示本发明的实施方式，是表示天线的结构例的图。
图5表示本发明的实施方式，是表示有源矩阵基板的构造的截面图。
图6表示本发明的实施方式，是表示天线和下部路径层(under pathlayer)的交叉部分的平面图。
图7(a)表示本发明的实施方式，是表示上述有源矩阵基板的制造过程的图。
图7(b)表示本发明的实施方式，是表示上述有源矩阵基板的制造过程的图。
图7(c)表示本发明的实施方式，是表示上述有源矩阵基板的制造过程的图。
图7(d)表示本发明的实施方式，是表示上述有源矩阵基板的制造过程的图。
图7(e)表示本发明的实施方式，是表示上述有源矩阵基板的制造过程的图。
图7(f)表示本发明的实施方式，是表示上述有源矩阵基板的制造过程的图。
图7(g)表示本发明的实施方式，是表示上述有源矩阵基板的制造过程的图。
图7(h)表示本发明的实施方式，是表示上述有源矩阵基板的制造过程的图。
符号的说明
10、81天线
6下部路径层(电配线)
8层间绝缘膜
9透明导电膜(ITO膜)
85显示部(电路、显示电路)
50驱动装置(发送侧装置)
90无线显示装置(接收侧装置、液晶显示单元)
100显示系统
B边框
具体实施方式
关于本发明的实施方式，根据图1～图7进行以下的说明。
(显示系统的结构)
图2表示本实施方式的显示系统100的结构。如该图所示，显示系统100构成为，包括驱动装置(发送侧装置)50和无线显示装置(接收侧装置、液晶显示单元)90。在该结构中，视频信号和控制/定时信号等信号从驱动装置50通过无线向无线显示装置90传送。此外，驱动装置50通过利用电磁感应的无线供电或共鸣(共振)型的无线供电对无线显示装置90进行电力供给。共鸣型的无线供电是将发送侧和接收侧的天线的共振频率设定为相同的值，利用在这两个天线之间发生的共振现象传送电力的技术。即，只有具有与发送天线相同的共振频率的接收天线能够与发送天线发送的电磁波调谐地进行电力的接收。无线显示装置90根据从驱动装置50传送的信号，利用通过无线供电输送的电力进行显示动作。
驱动装置50至少具有控制部41、发送部45和发送天线46。控制部41输出用于在无线显示装置90中进行显示的视频信号42和控制/定时信号43。发送部45进行从控制部41输出的视频信号42和控制/定时信号43的编码和调制，利用发送天线46向空间60发送电磁波。此外，控制部41对发送部45供给电力44，并发送用于通过无线供电从发送天线46进行电力供给的电磁波。由此，视频信号42和控制/定时信号43以及电力44被发送至无线显示装置90。另外，对信号的编码方式、输送通路的结构、1对1、多重化、串行、并行等传送方式本身不设置特别的限制。
无线显示装置90至少具有接收天线81、接收部82和显示部(电路、显示电路)85。接收部82从利用接收天线81接收到的从驱动装置50输送出的电磁波接收视频信号42、控制/定时信号43以及电力44，并将这些信号等供给至显示部85。其中，电力44通过无线供电被接收。显示部85利用从接收部82供给的上述信号等进行期望的显示。
本发明涉及上述那样的无线显示装置90中的接收天线(以下简单地称为“天线”)81。以下，对本发明的天线进行说明，但是，为了便于说明，令显示部85由液晶显示器(以下称为“LCD”)构成。但是，并不仅限于此，也可以是任意的显示装置。作为这样的显示装置，例如能够列举有机EL(electroluminescence：电致发光)显示装置等。
(无线显示装置的结构)
图1表示无线显示装置90的更详细的结构。
接收部82将通过接收天线81接收到的电磁波解调并解码以接收视频信号42和控制/定时信号43，并通过接收天线81的电磁感应或共振接收电力44。电力44作为无线显示装置90的电源被利用。
显示部85至少包括分配电路72、像素部73、源极驱动器74、和栅极驱动器75。该显示部85具有LCD的一般的面板结构。简单而言，像素部73构成为包括有源矩阵基板(基板、显示装置基板、TFT阵列基板)、形成有对置电极的彩色滤光片基板、夹在上述有源矩阵基板与上述彩色滤光片基板之间的液晶层、偏光板和背光源等。
在上述有源矩阵基板上形成有多根数据信号线S(在图中仅表示数据信号线S1、S2)和与各数据信号线S分别交叉的多根扫描信号线G(在图中仅表示扫描信号线G1、G2)，在由相邻的两根数据信号线S和相邻的两根扫描信号线G包围的部分配置有像素(在图中仅表示在由数据信号线S1、S2和扫描信号线G1、G2包围的部分配置的像素73A)。上述像素由未图示的与数据信号线S和扫描信号线G连接的作为开关元件的TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)以及像素电极等构成。上述TFT的栅极与扫描信号线G连接，源极与数据信号线S连接，漏极与上述像素电极连接。像素部(显示区域)73是矩阵状配置有多个上述像素的区域，实际上是对液晶层施加电压以进行显示的区域。
分配电路72将从接收部82输出的视频信号42和控制/定时信号43之中的用于控制视频信号42和源极驱动器74的控制/定时信号43A输向源极驱动器74，将其中的用于控制栅极驱动器75的控制/定时信号43B输向栅极驱动器75。
源极驱动器74根据从分配电路72输出的视频信号42、控制/定时信号43A向数据信号线S输出数据信号。栅极驱动器75根据从分配电路72输出的控制/定时信号43B向扫描信号线G施加栅极电压驱动上述TFT。由此，通过像素电极向上述液晶层适当地施加数据信号的电压以进行期望的显示。另外，在控制/定时信号43中包括例如表示显示的开始位置的开始脉冲信号、在源极驱动器73中用于使数据信号一起锁存的锁存选通信号(控制/定时信号43A)等。此外，在视频信号42为数字的情况下，控制/定时信号43为数据时钟等。
此处，天线81、连接天线81和接收部82的电配线、构成接收部82的电路、分配电路72以及在有源矩阵基板上形成的各结构均通过薄膜工艺形成为单片化。其中，所谓薄膜工艺是指，通过溅射等在基板上形成薄膜，有时利用光刻法将形成的薄膜加工为期望的图案的一系列的工序。此外，形成为单片化的结构不必要是上述全部的结构，至少天线81和连接天线81与接收部82的电配线形成为单片化即可。
如图所示，天线81在上述有源矩阵基板的最外侧区域，以包围像素部73、接收部82、分配电路72和连接它们的配线的方式以环绕的形状设置。其中，天线81只要设置在至少由像素部73形成的显示区域的外侧区域即可，接收部82、分配电路72等结构也可以配置在天线81的环绕区域的外侧。
(天线的条件)
如上所述，在连接天线81和接收部82的电配线形成为单片化的情况下，通常，天线81利用与上述电配线相同的材料在同一工序中形成。此处，作为上述电配线的材料，历来广泛使用以高耐热性的金属夹着以铝为主要成分的铝合金而成的铝合金配线。采用这样的层构造等的铝合金配线的电导率为1.00×10⁷～2.50×10⁷(S/m)。
另一方面，因为如上所述，通过天线81传送的电力44被用作无线显示装置90的电源，所以需要比较大的电力。与此相对，因为上述铝合金配线是上述那样的电导率，所以在由上述铝合金配线形成的天线81中，为了确保必要的电力，有必要在一定程度上增加天线81的卷数，并加大天线81的粗细度以降低电阻值等的设计。但是，在增加天线81的卷数或加大天线81的粗细度的情况下，天线81会大型化，特别是不能在小型便携式设备中使用显示系统100。
图3是表示在作为上述小型便携式设备的便携式电话机200中使用显示系统100的情况的一个例子。驱动装置50配置在便携式电话机200中。无线显示装置90应用于能够从便携式电话机200装卸的面板尺寸为2型级别的LCD模块150。在这种情况下，天线81配置在图中标注有符号B的设置在LCD模块150的显示区域的外侧的边框(覆盖部分)。该边框部分因为只有大约1～2(mm)左右的宽度，所以天线81的小型化不可避免。即，在这样的LCD模块150中，不能使用上述铝合金配线作为构成天线81的材料。
此外，因为天线81处理如上述那样的大电力(大电流)，所以，如果使用具有上述那样的电导率的上述铝合金配线作为天线81，则发热的问题不能避免。
因此，在本发明中，使天线81和上述电配线的材料不同，使构成天线81的材料为电导率比构成上述电配线的材料的电导率高的材料(详细的值在后面说明)。由此，能够将上述的电力确保的问题、小型化的问题、和发热的问题全部解决。此外，作为上述电配线，虽然会增加制造工序，但是与历来一样使用铝合金配线。由此，能够获得铝的优越的密合性、易加工性、低成本性和环境负担的担心少等有益的效果。另外，在后面会进行详细说明，在本发明中，对上述制造工艺的工序也下功夫，能够克服上述制造工艺的工序数增加的缺点。
(天线的实施例)
接着，说明天线81的实施例。
在本实施方式中，作为构成天线81的材料，使用电导率为3.80×10⁷以上的材料，具体而言，使用银(包括以银为主要成分的银合金)、铜(包括以铜为主要成分的铜合金)和金(包括以金为主要成分的金合金)中的任一种。以下，对其根据进行说明。表1表示上述各种金属的电导率。另外，表中的LCD实际配线材料是上述铝合金配线。
[表1]