JP2010192802A

JP2010192802A - 実装基板および表示装置

Info

Publication number: JP2010192802A
Application number: JP2009037689A
Authority: JP
Inventors: Tetsutoshi Aoyanagi; 哲理青柳; Eizo Okamoto; 鋭造岡本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-09-02
Also published as: US20100214728A1; CN101814473B; CN101814473A; US8537527B2

Abstract

【課題】挟ピッチ下でも接続パッドの面積および異方性導電膜の電気的接続性を十分に確保することの可能な実装基板およびそれを備えた表示装置を提供する。
【解決手段】表示パネル１０は、実装部分１０Ｂ−１において、基板１５上に、複数のデータ配線１１と、層間絶縁膜１６と、複数のビア１７と、複数の接続パッド１８とを有する。接続パッド１８は、ビア１７の直上に形成されており、ビア１７を介してデータ配線１１と電気的に接続されている。接続パッド１８は最表層に形成されており、データ配線１１の延在方向と交差する方向に千鳥配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板上に実装端子を備えた実装基板およびそれを備えた表示装置に関する。

従来から、表示パネルに駆動ＩＣを実装する方法として、異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を介して、駆動ＩＣの金バンプと、ガラス基板上の接続パッドとを電気的に接続するＣＯＧ（Chip on Glass）実装が多く用いられている。異方性導電膜は、絶縁性の熱硬化型接着剤に導電性粒子を分散させたものである。

近年の高解像度化に伴い、画素ピッチが小さくなり、画素と接続パッドとを接続する引出し配線のピッチも狭くなってきている。配線ピッチの狭小化に伴い、異方性導電膜による導電性を確保するのに必要な面積を接続パッドにおいて確保するために、例えば、特許文献１では、接続パッドを千鳥配置する方法が開示されている。

特開２００８−２８１４５号公報

しかし、特許文献１に記載の方法では、接続パッドは、配線間に配置されるので、配線ピッチの狭小化がさらに進み、配線ピッチが例えば３５μｍ以下となった場合には、異方性導電膜の導電性の異方性との関係で、互いに隣り合う接続パッドと配線とが短絡するおそれがある。しかし、挟ピッチ下で、接続パッドと配線との間に、短絡防止に必要なマージンを確保するために、接続パッドの幅（面積）を小さくした場合には、接続パッドの面積を十分に確保することが困難となり、異方性導電膜が高抵抗化する虞がある。

また、特許文献１では、接続パッドは、配線を覆う絶縁層に設けられた開口部の底面に設けられているので、駆動ＩＣを基板に実装する際に、駆動ＩＣの金バンプが開口部の端部に乗り上がり易く、異方性導電膜の電気的接続性を確保することが困難となる可能性がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、挟ピッチ下でも接続パッドの面積および異方性導電膜の電気的接続性を十分に確保することの可能な実装基板およびそれを備えた表示装置を提供することにある。

本発明の実装基板は、基板上に、最表層を含む２層以上の金属層と、複数の金属部とを備えたものである。複数の金属部は、２層以上の金属層のうち最表層の第１金属層と、２層以上の金属層のうち最表層とは異なる第２金属層との間に設けられている。第２金属層は、面内の第１方向に延在する複数の第１配線層を有している。第１金属層は、第１方向と交差する第２方向に千鳥配置されると共に、複数の第１配線層に、金属部を介して一つずつ接続された複数の接続パッドを有している。

本発明の表示装置は、表示パネルおよび駆動ＩＣを備えたものである。表示パネルは、画像表示領域と、画像表示領域を取り囲むフレーム領域とを有しており、駆動ＩＣは、フレーム領域に実装されている。上記表示パネルは、フレーム領域において、最表層を含む２層以上の金属層と、複数の金属部とを有している。複数の金属部は、２層以上の金属層のうち最表層の第１金属層と、２層以上の金属層のうち最表層とは異なる第２金属層との間に設けられている。第２金属層は、面内の第１方向に延在する複数の第１配線層を有している。第１金属層は、第１方向と交差する第２方向に千鳥配置されると共に、複数の第１配線層に、金属部を介して一つずつ接続された複数の接続パッドを有している。駆動ＩＣは、複数の接続パッドに接続されている。

本発明の実装基板および表示装置では、千鳥配置された複数の接続パッドが、接続パッドとは異なる層内に設けられた複数の第１配線層に、金属部を介して一つずつ接続されている。これにより、接続パッドの、第２方向の幅を、第１配線層のピッチよりも広くすることができる。その結果、第１配線層のピッチが狭い場合であっても、接続パッドにおいて、異方性導電膜の抵抗を十分に小さくすることの可能な面積を確保することができる。また、接続パッドは最表層に設けられており、接続パッドの周囲に障害物が存在しない。これにより、例えば、駆動ＩＣを基板に実装する際に、駆動ＩＣのバンプの少なくとも一部を確実に接続パッド上にマウントすることができる。

本発明の実装基板および表示装置によれば、最表層において千鳥配置された複数の接続パッドを、接続パッドとは異なる層内に設けられた複数の第１配線層に、金属部を介して一つずつ接続するようにした。これにより、挟ピッチ下でも接続パッドの面積および異方性導電膜の電気的接続性を十分に確保することができる。

本発明の一実施の形態に係る表示装置の斜視図である。図１の画像表示領域の上面図である。図１のフレーム領域の一の部分の上面図および断面図である。図１のフレーム領域の他の部分の上面図および断面図である。駆動ＩＣの裏面図である。図１の表示装置の一部の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、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．表示装置の構成
表示パネル、駆動ＩＣ、異方性導電膜
２．表示装置の動作・効果
３．変形例

図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置１の概略構成の一例を斜視的に表したものである。本実施の形態の表示装置１は、いわゆるＬＥＤディスプレイと呼ばれるものであり、表示画素としてＬＥＤが用いられたものである。この表示装置１は、例えば、図１に示したように、表示パネル１０（実装基板）および駆動ＩＣ２０を備えている。

［表示パネル１０］
表示パネル１０は、一の面内に、画像表示領域１０Ａと、画像表示領域１０Ａを取り囲む環状のフレーム領域１０Ｂとを有している。画像表示領域１０Ａには、例えば、図２に示したように、複数のデータ配線１１（第１配線層、第２金属層）が垂直方向（第１方向、図中の上下方向）に延在して形成されており、所定のピッチＰ１で並列配置されている。画像表示領域１０Ａには、さらに、例えば、複数のスキャン配線１２（第２配線層、第１金属層）がデータ配線１１と交差する方向、具体的には、水平方向（第３方向、図中の左右方向）に延在して形成されており、所定のピッチＰ２で並列配置されている。ピッチＰ１は、ピッチＰ２よりも狭く、例えば、３５μｍ以下となっている。

データ配線１１とスキャン配線１２は、画像表示領域１０Ａにおいて、基板１０の法線方向から見て互いに交差（図２では直交）している。スキャン配線１２は、例えば、最表層に形成されており、データ配線１１は、スキャン配線１２を含む最表層とは異なる層（最表層よりも下の層）内に形成されている。データ配線１１とスキャン配線１２との交差部分が表示画素１３となっており、複数の表示画素１３が画像表示領域１０Ａ内において格子状に配置されている。

表示画素１３には、例えば、１または複数の発光素子１４が実装されている。なお、図２には、３つの発光素子１４で一つの表示画素１３が構成されており、一つの表示画素１３からＲＧＢ３原色の光を出力することができるようになっている場合が例示されている。発光素子１４は、例えばＬＥＤである。この発光素子１４には、当該発光素子１４に電流を注入するための一対の電極（図示せず）が設けられており、一方の電極がデータ配線１１に電気的に接続されており、他方の電極がスキャン配線１２に電気的に接続されている。

［実装部分１０Ｂ−１］
図３（Ａ）は、表示パネル１０のフレーム領域１０Ｂのうち後述の駆動ＩＣ２０Ａが実装される部分（実装部分１０Ｂ−１）の上面構成の一例を表したものである。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ矢視方向の断面構成の一例を表したものである。表示パネル１０は、実装部分１０Ｂ−１において、例えば、基板１５と、複数のデータ配線１１と、層間絶縁膜１６と、複数のビア１７（金属部）と、複数の接続パッド１８とを有している。

基板１５は、例えば、ガラス基板または樹脂基板からなる。データ配線１１は、例えば、Ｃｕ（銅）などの導電性材料からなり、例えば、基板１５の表面に形成されている。層間絶縁膜１６は、例えば、ＳｉＯ₂などの絶縁性材料からなり、データ配線１１を含む基板１５の表面全体を覆っている。

ビア１７は、例えば、金めっきなどの導電性材料からなる。ビア１７は、データ配線１１を含む層と、接続パッド１８を含む層（最表層）との間に形成されており、一のデータ配線１１と一の接続パッド１８とを電気的に接続している。複数のビア１７は、図３（Ａ）に示したように、データ配線１１の延在方向と交差する方向（第２方向）に千鳥配置されている。なお、図３（Ａ）には、複数のビア１７が、水平方向に２列になって配置されている場合が例示されているが、水平方向に３列以上の列になって配置されていてもよい。

接続パッド１８は、駆動ＩＣ２０Ａのバンプ（後述）が実装される部分であり、例えば、Ａｕ（金）などの導電性材料からなる。接続パッド１８は、実装部分１０Ｂ−１において、層間絶縁膜１６の表面、すなわち、最表層に形成されており、接続パッド１８の周囲が、接続パッド１８の上面よりも低くなっている。複数の接続パッド１８は、例えば、ビア１７の直上に一つずつ形成されており、ビア１７を介してデータ配線１１と一つずつ電気的に接続されている。複数の接続パッド１８は、図３（Ａ）に示したように、複数のビア１７と同様に、データ配線１１の延在方向と交差する方向（第２方向）に千鳥配置されている。なお、図３（Ａ）には、複数の接続パッド１８が、水平方向に２列になって配置されている場合が例示されているが、ビア１７のレイアウトに応じて、水平方向に３列以上の列になって配置されていてもよい。接続パッド１８の一の列におけるピッチＰ３は、データ配線１１のピッチＰ１よりも広くなっている。また、接続パッド１８の、水平方向の幅Ｄ１についても、データ配線１１のピッチＰ１よりも広くなっている。

［実装部分１０Ｂ−２］
図４（Ａ）は、表示パネル１０のフレーム領域１０Ｂのうち後述の駆動ＩＣ２０Ｂが実装される部分（実装部分１０Ｂ−２）の上面構成の一例を表したものである。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ矢視方向の断面構成の一例を表したものである。表示パネル１０は、実装部分１０Ｂ−２において、例えば、基板１５と、層間絶縁膜１６と、複数のスキャン配線１２と、複数の接続パッド１９とを有している。

スキャン配線１２は、例えば、Ｃｕ（銅）などの導電性材料からなり、例えば、層間絶縁膜１６の表面、すなわち、最表層に形成されている。接続パッド１９は、駆動ＩＣ２０Ｂのバンプ（後述）が実装される部分であり、例えば、Ａｕ（金）などの導電性材料からなる。接続パッド１９は、実装部分１０Ｂ−２において、層間絶縁膜１６の表面、すなわち、最表層に形成されており、接続パッド１９の周囲が、接続パッド１９の上面と同等か、それよりも低くなっている。接続パッド１９は、例えば、スキャン配線１２の端部に配置されており、スキャン配線１２と電気的に接続されている。複数の接続パッド１９は、例えば、図４（Ａ）に示したように、スキャン配線１２の延在方向と交差する方向に千鳥配置されている。なお、図４（Ａ）には、複数の接続パッド１９が、垂直方向に２列になって配置されている場合が例示されているが、垂直方向に３列以上の列になって配置されていてもよい。接続パッド１９の一の列におけるピッチＰ４は、スキャン配線１２のピッチＰ２よりも広くなっている。

［駆動ＩＣ２０］
駆動ＩＣ２０は、例えば、図１に示したように、２つの駆動ＩＣ２０Ａ、２０Ｂを有している。駆動ＩＣ２０Ａは、表示画素１３に接続されたデータ配線１１を駆動するデータドライバであり、例えば、図１に示したように、細長い棒状のチップとなっている。駆動ＩＣ２０Ａは、例えば、図５に示したように、半導体チップ２１と、複数の電極パッド２２と、各電極パッド２２上に一つずつ形成された複数のバンプ２３とを有している。

電極パッド２２およびバンプ２３は共に、半導体チップ２１の裏面（実装面）側に配置されており、例えば、Ａｕなどの導電性材料からなる。駆動ＩＣ２０Ａは、図示しないが、さらに、外部のデバイスと接続される電極パッドおよびバンプを裏面に有している。これらの電極パッドおよびバンプについても、例えば、Ａｕなどの導電性材料によって構成されている。

複数の電極パッド２２および複数のバンプ２３はそれぞれ、例えば、図５に示したように、駆動ＩＣ２０Ａの延在方向に千鳥配置されている。なお、図５（Ａ）には、複数の電極パッド２２および複数のバンプ２３が、２列になって配置されている場合が例示されているが、接続パッド１８のレイアウトに応じて、３列以上の列になって配置されていてもよい。電極パッド２２およびバンプ２３の一の列におけるピッチＰ５は、接続パッド１８のピッチＰ３と等しくなっている。

駆動ＩＣ２０Ｂは、表示画素１３に接続されたスキャン配線１２を駆動するスキャンドライバであり、例えば、図１に示したように、細長い棒状のチップとなっている。駆動ＩＣ２０Ｂは、図示しないが、例えば、駆動ＩＣ２０Ａと同様、裏面（実装面）側に、複数の電極パッドと、各電極パッド上に一つずつ形成された複数のバンプとを有している。

駆動ＩＣ２０Ｂの電極パッドおよびバンプは共に、表示画素１３側の配線と接続されるものであり、例えば、Ａｕなどの導電性材料からなる。駆動ＩＣ２０Ｂは、図示しないが、さらに、外部のデバイスと接続される電極パッドおよびバンプを裏面に有している。これらの電極パッドおよびバンプについても、例えば、Ａｕなどの導電性材料によって構成されている。

駆動ＩＣ２０Ｂにおいて、複数の電極パッドおよび複数のバンプはそれぞれ、例えば、接続パッド１９のレイアウトに応じて、駆動ＩＣ２０Ｂの延在方向に千鳥配置されている。電極パッドおよびバンプの一の列におけるピッチは、接続パッド１９のピッチＰ４と等しくなっている。

［異方性導電膜３０］
図６は、表示装置１において、図３のＡ−Ａ線に対応する部分の断面構成の一例を表したものである。表示パネル１０の実装部分１０Ｂ−１と、駆動ＩＣ２０Ａとの間には、異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）３０が設けられている。異方性導電膜３０は、絶縁性の熱硬化型接着剤に導電性粒子を分散させたものであり、異方導電性を備えている。異方性導電膜３０は、例えば、当該異方性導電膜３０を導電性部材同士で圧力をかけて挟み込む（押し圧する）ことにより、押し圧された部分を介して導電性部材同士を電気的に接続することが可能となっている。

図６に示したように、駆動ＩＣ２０Ａのバンプ２３は、表示パネル１０側に突出しており、表示パネル１０接続パッド１８についても、駆動ＩＣ２０Ａ側に突出している。そのため、異方性導電膜３０は、駆動ＩＣ２０Ａを表示パネル１０に実装する際に、駆動ＩＣ２０Ａのバンプ２３と表示パネル１０の接続パッド１８とによって局所的に押し圧されている。従って、互いに対向するバンプ２３および接続パッド１８は、異方性導電膜３０を介して電気的に接続されている。なお、図６では、バンプ２３および接続パッド１８が正体している場合が例示されているが、例えば、バンプ２３と接続パッド１８とが互いに対向する部分が存在する限りにおいて、バンプ２３が接続パッド１８との関係で面内方向にずれていてもかまわない。

なお、図示しないが、表示パネル１０の実装部分１０Ｂ−２と、駆動ＩＣ２０Ｂとの間にも、異方性導電膜が設けられており、表示パネル１０の接続パッド１９と駆動ＩＣ２０Ｂのバンプとが互いに電気的に接続されている。

［表示装置１の動作・効果］
本実施の形態では、表示画素１３が単純マトリクス配置されたデータ配線１１およびスキャン配線１２によって駆動（単純マトリクス駆動）される。そのため、基板１５上には、必然的に、複数のデータ配線１１を含む金属層と、複数のスキャン配線１２を含む金属層とが層間絶縁膜１６などを介して積層されている。そのため、データ配線１１から引き出す電極パッド１８を、データ配線１１を含む金属層内に形成する代わりに、スキャン配線１２を含む金属層内に形成することが可能である。つまり、新たな製造工程を追加しないで、電極パッド１８を、データ配線１１を含む金属層とは異なる金属層内に形成することができる。従って、従来と同様の製造プロセスを利用して、表示パネル１０を作製することができる。

また、本実施の形態では、図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、千鳥配置された複数の接続パッド１８が、接続パッド１８とは異なる層内に設けられた複数のデータ配線１１に、ビア１７を介して一つずつ接続されている。これにより、接続パッド１８の、水平方向の幅Ｄ１を、データ配線１１のピッチＰ１よりも広くすることができる。その結果、データ配線１１のピッチＰ１が狭い場合であっても、接続パッド１８において、異方性導電膜３０の抵抗を十分に小さくすることの可能な面積（例えば２０００μｍ²以上）を確保することができる。また、接続パッド１８は最表層に設けられており、接続パッド１８の周囲に障害物が存在しないので、例えば、駆動ＩＣ２０Ａを表示パネル１０に実装する際に、駆動ＩＣ２０Ａのバンプ２３の少なくとも一部を確実に接続パッド１８上にマウントすることができる。以上のことから、本実施の形態では、データ配線１１のピッチＰ１が今まで以上に狭くなった場合であっても、接続パッド１８の面積および異方性導電膜３０の電気的接続性を十分に確保することができる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。

例えば、上記実施の形態では、垂直方向に延在する配線（データ配線１１）と、その配線を駆動する駆動ＩＣ（駆動ＩＣ２０Ａ）とに対して本発明を適用した場合について説明したが、水平方向に延在する配線（スキャン配線１２）と、その配線を駆動する駆動ＩＣ（駆動ＩＣ２０Ｂ）とに対して本発明を適用することももちろん可能である。

また、上記実施の形態では、基板１５上に、２層の金属層（複数のデータ配線１１を含む金属層、複数のスキャン配線１２を含む金属層）が形成されている場合が例示されていたが、３層以上の金属層が形成されていてもよい。

また、上記実施の形態では、本発明をＬＥＤディスプレイに適用した場合について具体的に説明していたが、他のディスプレイにも適用することはもちろん可能である。また、上記実施の形態では、本発明を単純マトリクス駆動タイプのディスプレイに適用した場合について具体的に説明していたが、アクティブマトリクス駆動タイプのディスプレイにももちろん適用することが可能である。

１…表示装置、１０…表示パネル、１０Ａ…画像表示領域、１０Ｂ…フレーム領域、１０Ｂ−１，１０Ｂ−２…実装部分、１１…データ配線、１２…スキャン配線、１３…表示画素、１４…発光素子、１５…基板、１６…層間絶縁膜、１７…ビア、１８，１９，２２…接続パッド、２０，２０Ａ，２０Ｂ…駆動ＩＣ、２１…半導体チップ、２３…バンプ、３０…異方性導電膜、Ｄ１…幅、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…ピッチ。

Claims

基板上に、最表層を含む２層以上の金属層と、前記２層以上の金属層のうち最表層の第１金属層と前記２層以上の金属層のうち最表層とは異なる第２金属層との間に設けられた複数の金属部とを備え、
前記第２金属層は、面内の第１方向に延在する複数の第１配線層を有し、
前記第１金属層は、前記第１方向と交差する第２方向に千鳥配置されると共に、前記複数の第１配線層に前記金属部を介して一つずつ接続された複数の接続パッドを有する
実装基板。
前記接続パッドの、前記第２方向の幅は、前記第１配線層のピッチよりも広くなっている
請求項１に記載の実装基板。
前記第１金属層は、前記第１方向と交差する第３方向に延在する複数の第２配線層をさらに有し、
前記複数の第１配線層と前記複数の第２配線層とは前記基板の法線方向から見て互いに交差している
請求項１に記載の実装基板。
前記複数の第１配線層と前記複数の第２配線層との交差部分の近傍に、前記第１配線層と前記第２配線層とに接続された発光素子をさらに備える
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の実装基板。
画像表示領域と、前記画像表示領域を取り囲むフレーム領域とを有する表示パネルと、
前記フレーム領域に実装された駆動ＩＣと
を備え、
前記表示パネルは、前記フレーム領域において、最表層を含む２層以上の金属層を有すると共に、前記２層以上の金属層のうち最表層の第１金属層と前記２層以上の金属層のうち最表層とは異なる第２金属層との間に設けられた複数の金属部を有し、
前記第２金属層は、面内の第１方向に延在する複数の第１配線層を有し、
前記第１金属層は、前記第１方向と交差する第２方向に千鳥配置されると共に、前記複数の第１配線層に前記金属部を介して一つずつ接続された複数の接続パッドを有し、
前記駆動ＩＣは、前記複数の接続パッドに接続されている
表示装置。