JP2008116795A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 絶縁性基板上の接続端子に駆動ＩＣを直接実装する表示装置において、端子間ショートを抑制し、実装工程が煩雑となることなく、高い接続信頼性を得る。
【解決手段】 表示領域が形成された絶縁性基板１と、前記表示領域１に信号を供給するために、前記表示領域外に形成された接続端子部において直接実装された駆動ＩＣ４とを備えた表示装置において、前記接続端子部は、絶縁物からなる複数の突起部１０を有し、前記突起部１０は透明導電膜１１により覆われたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、絶縁性基板上において、表示領域周辺部に駆動回路を直接実装する際の接続構造に関するものである。

液晶表示装置は２枚の絶縁性基板の間に液晶を挟んだものに駆動回路（駆動ＩＣ）を接続し、照明装置（バックライト）の上に重ねたものである。例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた液晶表示装置では２枚の絶縁性基板のうち、一方の基板（ＴＦＴ基板）上にマトリクス状にＴＦＴが配列されており、もう一方の基板（対向基板）よりも外形が突出した形で重ね合わされている。各ＴＦＴには各々に1つずつ画素が形成されており、ＴＦＴをＯＮ、ＯＦＦすることにより画素に送られる画像信号を制御している。各ＴＦＴのソース電極から画像信号を入力するためのソース配線が絶縁性基板の短辺と平行に引き出され、ＴＦＴ基板の長辺側の端部付近で駆動ＩＣを接続するための接続端子が形成されている。また、各ＴＦＴのゲート電極からＴＦＴをＯＮ、ＯＦＦするためのゲート配線がＴＦＴ基板長辺と平行に引き出され、ＴＦＴ基板の短辺側の端部付近でソース側と同様に駆動ＩＣを接続するための接続端子が形成されている。例えばＣＯＧ（Chip On Glass）実装方式で駆動ＩＣを絶縁性基板上に直接実装する形態では、ＴＦＴ基板における対向基板よりも突出した部分に配置された接続端子に異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）と呼ばれる、接着樹脂中に導電性の微細粒子を分散させたものを介して駆動ＩＣが直接実装される。

近年、画像の高精細化の要求から駆動ＩＣの出力ピン数は急速に増加してきている。また、駆動ＩＣの製造コストを削減するために、駆動ＩＣ外形がシュリンクされ、ピン数の増加に伴って駆動ＩＣバンプのピッチは一層微細化が進行している。これまで微細ピッチのＣＯＧ実装に対してはいくつかの対策が施されてきたが、この様にピッチの微細化が進むにつれ、バンプの面積もより縮小されてきている。そのため、ＡＣＦの導電粒子がバンプ上に捕捉される数が減少し、バンプ上に導電粒子が捕捉されない不具合が発生している。その対策として、ＡＣＦ中に混合する導電粒子数を増やし、バンプ上に捕捉される確率を向上させるなどの対策が施されている。しかしながら、混合する導電粒子数の増加と共に今度は導電粒子の凝集が増加し、導電粒子の連なり（連続性）により隣接端子間がショートする不具合が発生している。

このような導電粒子の捕捉確率の向上と、導電粒子凝集による隣接端子間のショートを同時に対策する方法として、ＡＣＦを２つの層で構成する方法が考案されている。これは、絶縁性基板上の接続端子側に面した層には導電粒子を配合し、駆動ＩＣのバンプ側に面した層には導電粒子を配合せず接着樹脂のみの層が形成されるものである。ＡＣＦ中の導電粒子は駆動ＩＣを熱圧着する際に、駆動ＩＣバンプ側に近い樹脂が圧着時に駆動ＩＣ外へ向かって排出され、導電粒子も樹脂と共に排出されるため、バンプ上の粒子捕捉にはわずかしか寄与しないことから、駆動ＩＣバンプ側に近い樹脂中に導電粒子を配合せず、絶縁性基板上の接続端子に面した樹脂中にのみ導電粒子を配合している。このような構成により、樹脂中の導電粒子配合量の増加を抑えながらバンプへの導電粒子捕捉数を向上することができるため、導通不良と隣接端子間ショートに対する対策を両立させることができる。

また、その他の従来技術として、ガラス基板上に形成された突起部上に、光を反射する反射面を有するとともに導電性を持つ金属膜と保護膜とを形成し、フィルムキャリア上の電極と、ＡＣＦなどの導電性接着剤により圧着することで電気的に接続するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−６３３０号公報（図１）

しかしながら上述のように２層のＡＣＦの構造を用いた場合、その下層には導電粒子が用いられているため、導電粒子の連なりによる端子間ショート発生を完全に抑制するには至らない。近年、ＴＦＴを用いた液晶表示装置に用いられる駆動ＩＣでは高解像度化、コスト低減を目的とした多ピン化が進み、それに伴って微細ピッチ接合技術の要求は益々高まってきており、端子間のピッチが狭ければ狭いほど、端子間ショートが発生する可能性は増加するという問題があった。

また、上述の特許文献１の従来技術においては、絶縁性基板上の端子とフィルムキャリア上の電極とを接続するものであり、駆動ＩＣを絶縁性基板上に直接実装する場合の接合技術については何等触れられておらず、駆動ＩＣを絶縁性基板上にＡＣＦを用いて直接実装する際の接続信頼性に問題があった。なお、本従来技術においては、フィルムキャリア上の電極と接続される絶縁性基板上の端子側の接続面には、保護膜が形成されており、該保護膜部分の表面を機械的に軽く研摩して除去し、下の金属膜を露出させた後に実装していたことから、実装工程が煩雑になるという問題点も有していた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、絶縁性基板上の接続端子に駆動ＩＣを直接実装する表示装置において、異方性導電膜を用いないことにより端子間ショートを抑制し、実装工程が煩雑となることなく、高い接続信頼性を得ることを目的とする。

本発明は、表示領域が形成された絶縁性基板と、前記表示領域に信号を供給するために、前記絶縁性基板上の前記表示領域外に形成された接続端子部において直接実装された駆動ＩＣとを備えた表示装置において、前記接続端子部は、絶縁物からなる複数の突起部を少なくとも含んでおり、前記突起部は導電膜により覆われている。

本発明によれば、絶縁性基板上の接続端子に駆動ＩＣを直接実装する際に、隣接する接続端子間でのショートを抑制し、接続信頼性の高い表示装置を得ることができる。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１を図１〜図２により説明する。図１は本発明の実施の形態１における表示装置の外観図であり、図２は本発明の実施の形態１における表示装置の駆動ＩＣの実装断面図（Ａ−Ａ断面図）である。

駆動ＩＣを絶縁性基板上に直接実装する所謂ＣＯＧ実装方式を用いた、例えば小型の液晶表示装置の外観図を図１に示している。図１において、絶縁性基板１と、例えばカラーフィルターなどを備えた対向基板２の間に液晶が狭持されている。対向基板２の表面及び絶縁性基板１の裏面（図示せず）には偏光板３が貼付されている。絶縁性基板１上には複数の画素からなる表示領域が形成され、当該画素に信号を供給するための配線が形成されており、絶縁性基板端部における対向基板よりも突出した部分に配置された接続端子部に熱硬化性樹脂などからなる樹脂材料５が配置されている。樹脂材料５の上には駆動ＩＣ４が直接実装されている。駆動ＩＣ４が実装された領域よりもさらに絶縁性基板の端部には、駆動ＩＣ４へ信号を入力するためのフレキシブル回路基板６が、異方性導電膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)７を介して接続されている。

図２は図１における駆動ＩＣが実装される絶縁性基板上の接続端子部の断面図（Ａ−Ａ断面図）であり、絶縁性基板１の上にＳｉＯ_２またはＳｉＮのいずれかまたはその混合物で構成された第１の絶縁膜８が形成されている。第１の絶縁膜８の上にＣｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｕのいずれかまたはそれらの積層膜を主材料とする不透明金属膜９を形成し、エッチングによりパターニングされ、接続端子を構成している。この不透明金属膜９の上には、ＳｉＯ_２またはＳｉＮのいずれかまたはその混合物で形成された第２の絶縁膜１０が形成されている。この第２の絶縁膜１０をエッチングで部分的に除去することにより、下層の不透明金属膜９の必要部分を露出させることが可能となる。

駆動ＩＣ４のバンプ１２と重ね合わされ、直接接続される接続端子部においては、第２の絶縁膜８を島状に残し、突起部を形成させる。これらの絶縁膜１０からなる島状の突起部と、不透明導電膜９上の前記突起部以外の領域とを覆うように透明導電膜１１を形成する。このような構成とすることにより、不透明金属膜９と第２の絶縁膜１０からなる突起部の表面に形成された透明導電膜１１とは導通が得られ、突起状の電極となる。これらの突起電極の上に熱硬化性の樹脂材料５を塗布し、Ａｕを主材料として形成された駆動ＩＣ４のバンプ１２を突起電極の上に圧力を加えながら加熱することにより、駆動ＩＣ４のバンプ１２と突起電極とが電気的に接続される。よって、導電材料５には、導電粒子を含まないものを用いることができる。なお、駆動ＩＣ４のバンプ１２のＡｕは、突起電極の絶縁膜（にＳｉＯ_２またはＳｉＮ）に比べて軟らかいため、突起電極は駆動ＩＣ４のバンプ１２に食い込むようにして接続される。このため、接続端子部がたとえば高温高湿の環境下にさらされ、熱硬化性の樹脂材料５が膨潤したとしても、接続端子部の突起電極が駆動ＩＣ４のバンプ１２に食い込んでいるため、導通は容易に失われることなく高い接続信頼性を保持することが可能となる。突起電極の高さは駆動ＩＣ４のバンプ１２に食い込ませるため、より高いほうが好ましく、少なくとも０．５μm以上であることが好ましい。突起電極の幅については、より小さいほうが駆動ＩＣ４のバンプ１２に食い込みやすく、少なくとも１０μm以下であることが好ましい。駆動ＩＣ４の1バンプあたりの突起電極の数は多いほど好ましく、少なくとも３個以上であることが好ましい。

また、上記では島状の突起部と、不透明導電膜上の前記突起部以外の領域とを覆うように、画素電極と同時に形成される透明導電膜を形成する構成について示しているが、その他薄膜トランジスタを構成するゲート線またはソース線と同時に形成される不透明の導電膜を形成してもよい。

以上説明したように、本実施の形態の構成とすることで、駆動ＩＣを絶縁性基板上に直接する実装する際に、容易に接続信頼性の高い液晶表示装置を得ることが可能となる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２を図３〜図５により説明する。図３は本発明の実施の形態２における表示装置の駆動ＩＣの実装断面図（Ａ−Ａ断面図）、図４および図５は本発明の実施の形態２における表示装置の駆動ＩＣのその他の実装断面図（Ａ−Ａ断面図）である。図３〜図５において、図１〜図２と同じ構成部分については同一の符号を付し、上記実施の形態１との相違点について説明する。

図３においては、実施の形態１と同様に、第２の絶縁膜１０が島状に形成されて突起部を形成しており、更に第２の絶縁膜上に有機樹脂系の材料からなる有機膜１３が形成され、突起電極を形成している。実施の形態１と同様に、不透明金属膜９の露出部と突起部とを覆うように透明導電膜１１が形成されている。実施の形態１と同様に突起電極の上に熱硬化性の樹脂材料５を塗布し、駆動ＩＣ４のバンプ１２を圧力を加えながら加熱することにより、駆動ＩＣ４のバンプ１２と突起電極とが電気的に接続されている。本実施の形態では、突起電極がさらに有機膜１３を含んで形成されているため、駆動ＩＣ４のバンプ１２を接続端子部に押し当てた際に、有機膜１３は押しつぶされた形状で弾性変形している。この状態で熱硬化性の樹脂材料５により駆動ＩＣ４のバンプ１２および突起電極の周辺が固定されるため、駆動ＩＣ４のバンプ１２の表面と突起電極表面とは有機膜１３の反発力で互いに押し付けられた状態となり、良好な接触抵抗が得られる。このため実施の形態１と同様に、高温高湿の環境下にさらされて熱硬化性の樹脂材料５が膨潤したとしても、突起電極の有機膜１３が弾性変形しているため、樹脂材料５の膨張に追従し、駆動ＩＣ４のバンプ１２の表面と突起電極表面の接触が保たれ、導通を保つことができる。本実施の形態では、上記実施の形態１と同様に樹脂材料５には、導電粒子を含まないものを用いることができる。また、本実施の形態では有機膜１３を用いているため、その積層厚さが一般的に２〜３μｍと厚く積層することが可能であり、突起部の高さを確保するのが容易となり、より良好に駆動ＩＣのバンプと接続端子とを接続することが可能となる。

なお、図２、図３における第１の絶縁膜８が不透明金属膜９の後に形成される場合を示したものが図４、図５であり、第１の絶縁膜８と第２の絶縁膜１０が二重に重ねられて突起を形成している（図５の場合、さらに有機膜を含んで突起を形成している）。この場合も効果としては上述と同様であり、絶縁膜が厚くなる分突起電極が駆動ＩＣ４のバンプ１２へより食い込み易くなる構造である。

上記の実施の形態によれば異方性導電膜のように導電粒子を介在させることなく端子間を接続することが可能であるため、隣接端子間ショートを防止し、容易に高い信頼性の接続を得ることが可能である。また、実施の形態１と同様に、上記では不透明金属膜の露出部と突起部とを覆うように、画素電極と同時に形成される透明導電膜を形成する構成について示しているが、その他薄膜トランジスタを構成するゲート線またはソース線と同時に形成される不透明の導電膜を形成してもよい。

さらに上記実施の形態において、突起に形成している絶縁膜の弾性率を、接続に使用している樹脂材料の硬化後の弾性率に比べて小さいものを選択することで、圧着時において突起を扁平させた状態を保持し、突起の弾力で端子間の接触を保つことも可能である。

上記実施の形態例としては液晶を用いた表示装置について説明を行ったが、それに限定されることなく、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子等を用いたあらゆる表示装置に適用可能であるばかりでなく、半導体素子と回路基板、回路基板間など、端子間を異方性導電膜で接続するあらゆる装置に適用可能である。

本発明の実施の形態１における表示装置の外観図である。 本発明の実施の形態１における表示装置の駆動ＩＣの実装断面図である。 本発明の実施の形態２における表示装置の駆動ＩＣの実装断面図である。 本発明の実施の形態２における表示装置の駆動ＩＣのその他の実装断面図である。 本発明の実施の形態２における表示装置の駆動ＩＣのその他の実装断面図である。

符号の説明

１ 絶縁性基板、２ 対向基板、３ 偏光板、４ 駆動ＩＣ、５ 樹脂材料、６ フレキシブル回路基板、７ 異方性導電膜、８ 第１の絶縁膜、９ 不透明金属膜、１０ 第２の絶縁膜、１１ 透明導電膜、１２ バンプ、１３ 有機膜

Claims (6)

1. 表示領域が形成された絶縁性基板と、
   前記表示領域に信号を供給するために、前記絶縁性基板上の前記表示領域外に形成された接続端子部において直接実装された駆動ＩＣと、
   を備えた表示装置であって、
   前記接続端子部は、絶縁物からなる複数の突起部を有し、前記突起部は導電膜により覆われたことを特徴とする表示装置。
2. 前記突起部は、前記絶縁性基板との間に不透明の金属膜を備えたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記突起部はＳｉＯ_２またはＳｉＮを含むことを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記突起部は有機樹脂膜を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記導電膜は、前記表示領域を形成する画素電極と同一層の透明導電膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記駆動ＩＣと前記接続端子部とは、導電粒子を含まない樹脂材料により接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表示装置。

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