JP2019008106A - アレイ基板およびアレイ基板を備える表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、端子間が狭い表示装置であっても、従来の表示パネルの製造方法から大きく変化することなく表示パネルとＦＰＣまたはＩＣなどの電子部品との接続強度を増加させることを目的とする。【解決手段】 液晶表示パネル３０を構成するアレイ基板１０の走査配線２の端子部に、コンタクトホール３を複数形成させることにより、ＦＰＣ７０を実装時、複数のコンタクトホール３内に樹脂６を進入させることで、樹脂６とコンタクトホール３との接着面積を増加させることができる。【選択図】図４

Description

この発明は、アレイ基板およびアレイ基板を備える表示パネルに関する。詳しくはアレイ基板接続される電子部品との接続部の構造に関する。

一般的に液晶表示パネルおよび有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：以下、ＯＬＥＤ）などで構成された画像を表示する表示パネルと外部信号や電源を入力するために配置される可撓性を有するフレキシブル配線基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ:以下、ＦＰＣ）および集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：以下、ＩＣ）との接続は、導電粒子を含む異方性導電膜を介して行われる。

表示パネルには、外部からの信号や電圧を入力するため、所定位置に複数の外部接続用透明電極（例えばＩＴＯ膜として構成される）が形成されている。同様に、ＦＰＣまたはＩＣの接着面には、上記外部接続用透明電極と１対１で対応する接続端子が露呈している。そして、上記ＦＰＣまたはＩＣと対になる表示パネルの電極上には、直径数ミクロンの導電粒子を含む異方性導電膜を配置する。

上記配置状態で、加熱および加圧する。異方性導電膜を構成する導電粒子は表示パネル上に存在する外部接続用透明電極とそれと対になる接続端子上に固定される。これにより表示パネルとＦＰＣまたはＩＣの電気的接続が可能となる。また、異方性導電膜を構成する樹脂はＦＰＣまたはＩＣを物理的接続によって、互いを固定する役割を持つ。

従来、表示パネルとＦＰＣまたはＩＣとの物理的接続は異方性導電膜を構成する樹脂と表示パネル上の保護膜との接続およびＦＰＣを構成するフィルムまたはＩＣを構成するＳｉ（シリコン）部と異方性導電膜との接続により成り立っていた。

しかし、近年、ＦＰＣに構成される接続端子の狭ピッチ化が進み、表示パネルの外部接続用端子部の占める割合が多くなった。それに伴い端子部間に形成される保護膜の割合が少なくなってきており、表示パネルと電子部品との接続強度の低下が懸念されている。

特許文献１には、有機膜上に異方性導電膜中の導電粒子が多く残らないように端子間の有機膜または絶縁膜にコンタクトホールを設ける構造が開示されている。これによりＡＣＦの導電粒子はコンタクトホールまたはダミーコンタクトホールに落とし込むことができる。

特許文献２の薄膜ＥＬパネルでは、電極パッド間に絶縁層を形成し、電極パッドと絶縁層との間に隙間を設けている。また、電極層に溝部を形成し、フレキシブルリードとの接続強度を大きくする技術が開示されている。

特許文献３の液晶装置では、入出力端子間の透明樹脂膜に溝を設けている。

特開２０００-２２１５４０号公報 実開昭６１-１３８９１号公報 特開２００１−２２２０２１号公報

特許文献１においては、有機膜上に導電粒子が十分に残るようにコンタクトホールを形成しなければならないため、導電粒子の３〜２０倍程度で形成する必要があり、このサイズでコンタクトホールを形成した場合、異方性導電膜と絶縁膜とは、接着面積が少なく、ＦＰＣが剥がれる可能性がある。

特許文献２、３においては、端子間配置する電極層・樹脂膜等に溝が形成されているが、端子間が狭い場合は溝を形成する面積も狭くなるといった問題がある。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、端子間が狭い表示装置であっても、従来の表示パネルの製造方法から大きく変化することなく表示パネルとＦＰＣまたはＩＣなどの電子部品との接続強度を増加させることを目的とする。

この発明のアレイ基板は、基板上にマトリクス状に構成された複数の配線、配線の交差部に形成された薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタに入力された信号により制御される画素電極、を備えたアレイ基であって、アレイ基板の端部に形成された複数の配線の端子部に配置された信号を入力する電子部品を備え、アレイ基板は、電子部品を備える領域において、隣接する配線の端子部間に配置された保護膜に複数のコンタクトホールを形成し、複数のコンタクトホール内に樹脂を配置して電子部品が接続されることを特徴とする。

本発明によれば、端子間が狭い表示装置であっても、従来のパネル製造方法から大きく変化することなく端子間の接着面積を増加し、アンカー効果による接続強度を増加させて、表示パネルの端子電極とＦＰＣまたはＩＣとの接続強度を増加させることができる。

本発明の表示装置を構成する表示パネルを模式的に示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るアレイ基板の端子部の平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態に係るアレイ基板の端子部の平面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る断面図である。

実施の形態１.
図１は、本発明の表示装置を構成する表示パネルを模式的に示す平面図である。

図１に示すように、本発明の表示装置は、液晶表示装置であって、画像を表示する液晶表示パネル３０を備える。液晶表示パネル３０は、ガラス、プラスチックなどの絶縁性基板上に走査配線、信号配線がマトリクス状に構成され、走査配線と信号配線の交差部に形成される薄膜トランジスタ（Ｔｈｉn Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｚｉｓｔｏｒ 以下、ＴＦＴ）、画素電極等によって構成された画素３１が形成されたアレイ基板１０と、カラーフィルタやブラックマトリクスが形成された対向基板２０とが貼り合わせられ、液晶を介して対向配置される。液晶表示パネル３０の対向する両面には、偏光板や位相板が貼り付けられ、図示しないバックライトの光を制御する。また、外部からの信号を液晶表示パネル３０に入力する外部回路（後述）が取り付けられ、表示装置が構成されている。なお、表示パネルとして、液晶表示パネル３０を搭載する表示装置の構成を説明したが、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ 以下、ＥＬ）パネルを用いてもよい。

上述のとおり、液晶表示パネル３０は、画素３１が構成されて画像を表示する表示領域５０と、表示領域５０の外周の額縁領域５５を有している。額縁領域５５には、表示領域５０に形成された画素３１に信号を送るため、画素３１を構成する走査配線および信号配線が延在して形成されている（図示せず）。また、額縁領域５５すなわち走査配線および信号配線が延在している領域には、一例としてアレイ基板１０上に集積回路であるＩＣとして、走査配線駆動回路６０および信号配線駆動回路６５を直接形成するチップオングラス（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ 以下、ＣＯＧ）実装技術により、実装させる。また、図の簡略化のため、図１では省略しているが、アレイ基板１０の端部には、走査配線駆動回路６０および信号配線駆動回路６５に、制御信号、クロック、画像データ等を供給する図示しない外部回路と接続するフレキシブル配線基板であるＦＰＣ７０、７５用の複数の端子と接続する配線が設けられている。

なお、液晶表示パネルが小型パネルで構成された場合、走査配線および信号配線の総本数が比較的少ないので、走査配線用駆動回路６０および信号配線用駆動回路６５を一本化した駆動回路で構成してもよい。さらに、ＦＰＣ７０、７５も一体化してもよい。

図２は、実施の形態１に係る液晶表示パネルを構成するアレイ基板１０の額縁領域５５における端子部（走査配線駆動回路６０を実装する側）の平面図、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。

図２、３に示すように、絶縁性基板１上に、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の金属や、これらの合金または積層膜からなる走査配線２がパターニングにより形成される。

次に、この走査配線２の上層の全面に酸化膜、窒化膜等からなるゲート絶縁膜、保護膜から構成される保護膜４が形成される。走査配線２上の一部分の保護膜４上には、半導体膜と、これに不純物が注入されたオーミックコンタクト膜が積層して形成されている（図示せず）。

また、表示領域５０では、走査配線２と交差するように形成される信号配線と同一層からなるソース電極とドレイン電極が、オーミックコンタクト膜と重なるように形成され、ソース電極とドレイン電極から露出するオーミックコンタクト膜は除去される。ソース電極とドレイン電極との間のオーミックコンタクト膜は除去されて、ＴＦＴのチャネル部となる。このチャネル部の下層の走査配線２は、ゲート電極としても作用し、スイッチング素子であるＴＦＴが構成されている。走査配線２は、コンタクトホールを介して、透明電極に接続される（図示せず）。

図２、図３に示すように、額縁領域５５では、走査配線２のＦＰＣ７０との接続端子部において、接続端子間の保護膜４には、コンタクトホール３が複数形成されている。また、コンタクトホール３の平面視での開口部の幅は３ｕｍ以下とする。

図４は、液晶表示パネルを構成するアレイ基板１０の額縁領域５５における端子部（走査配線駆動回路６０を実装する側）にＦＰＣ７０を接続した状態を示す平面図、図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。

図４、図５に示すように、アレイ基板１０の額縁領域５５の端子部に電子部品であるＦＰＣ７０が配置される。ＦＰＣ７０はアレイ基板１０の走査配線２に形成されたコンタクトホール４１（接続部）に対向する位置に接続部材５が形成されている。接続部材５にはバンプ７が形成されており、コンタクトホール４１と当接して接続される。なお、ＦＰＣ７０とアレイ基板１０との間には、図示しない導電粒子が含まれる異方性導電膜等の樹脂６が配置され、両者は導電粒子を介して導通接続される。

本発明においては、液晶表示パネル３０を構成するアレイ基板１０の走査配線２の端子部に、コンタクトホール３を複数形成させることにより、ＦＰＣ７０を実装時、複数のコンタクトホール３内に樹脂６を進入させることで、樹脂６とコンタクトホール３との接着面積を増加させることができる。また、樹脂６はコンタクトホール３を形成する保護膜４の側壁４２等に形成される微細な孔にも進入する。樹脂６がコンタクトホール３を形成する保護膜４の側壁４２の孔に進入し、樹脂６と保護膜４とが係合しあうことで、ＦＰＣ７０と保護膜４との接続強度を増加させることができる。このような構造により、ＦＰＣ７０に形成された接続部材５とアレイ基板１０の端子部に形成されたコンタクトホール４１との接続強度を増加することができる。前述した孔は、保護膜４にコンタクトホール３を形成する工程におけるエッチング時に形成される。

上記説明した通り、本発明の構成によれば、ＦＰＣ７０端子の狭ピッチ化により、端子部間に形成される保護膜の割合が狭く構成された表示装置であっても、ＦＰＣ７０を配置する領域において、端子部間に形成された保護膜４に複数のコンタクトホール３を設けることで、従来の液晶表示パネルの製造方法から大きく変化することなく、異方性導電膜等の樹脂６との接着面積を増加させることができる。すなわち、保護膜４に形成した複数のコンタクトホール３内に樹脂６を侵入させることで接着面積を増加させ、アンカー効果による保護膜４と樹脂６との接続強度を増加させる。これにより、アレイ基板１０の額縁領域５５における走査配線２の端子部と電子部品であるＦＰＣ７０の接続部材５の接続強度を増加させることができる。

なお、液晶表示パネルを形成する場合、絶縁性基板にガラス材料またはガラスを含む材料で形成する場合、保護膜４はコンタクトホール３を形成する時に、基板１上より完全に除去し、基板１を露出させる。樹脂６と保護膜４との接続強度と比較すると、樹脂６とガラス材料（ガラス基板）の接続強度の方が大きい。樹脂６はコンタクトホール４に進入しガラス材料で形成された基板１とも接することにより、さらに接続強度を増加することができる。

また、コンタクトホール３はアレイ基板１０で、ＴＦＴ製造プロセス中に形成可能であり、従来のパネルプロセスから大きな変更をする必要はない。

なお、コンタクトホール３は、アンカー効果が発揮できる程度の径として、幅は３μｍ以下とする必要がある。コンタクトホール３を３μｍ以下とすることで、ＦＰＣ７０を実装する場合、樹脂６が侵入させることができ、アンカー効果により接着力を増すことができる。

また、コンタクトホール３の形状は特に問わないが、円柱状で形成することで、方形状よりも接着面積をより広げることが可能となる。

図６は、本実施の形態の変形例を示す断面図である。アレイ基板１０を構成する基板１１をＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅ−ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、プラスチック等で構成する場合、樹脂６との接続強度が低くなってしまう。そこで、基板１１上の走査配線２の端子部間に絶縁膜４３を形成し、その後、保護膜４によるコンタクトホール３を構成する。基板１１がプラスチック、ＰＥＴ等で構成され、樹脂６との接続強度が低い場合は、本変形例のように、基板１１上に絶縁膜４３を設けることで、樹脂６との接続強度を高く構成することができる。

上記の説明したように、本発明の実施の形態ではアレイ基板１０と電子部品であるＦＰＣ７０との接続構造を例に挙げて説明したが、樹脂６を用いて基板上に電子部品を接続する場合に本構造を採用することで、同様の効果を奏する。

１ 絶縁性基板、２ 走査配線、３ コンタクトホール、
４ 保護膜、４１ コンタクトホール、４２ 保護膜の側壁、４３ 絶縁膜、
５ 接続部材、６ 樹脂、７ 透明電極、１０ アレイ基板、２０ 対向基板、
３０ 液晶表示パネル、３１ 画素、５０ 表示領域、５５ 額縁領域、
６０ 走査配線駆動回路、６５ 信号配線駆動回路、７０、７５ フレキシブル基板。

Claims (5)

1. 基板上にマトリクス状に構成された複数の配線、
   前記配線の交差部に形成された薄膜トランジスタ、
   前記薄膜トランジスタに入力された信号により制御される画素電極、を備えたアレイ基板であって、
   前記アレイ基板の端部に形成された複数の配線の端子部に配置された信号を入力する電子部品を備え、
   前記アレイ基板は、前記電子部品を備える領域において、隣接する前記配線の端子部間に配置された保護膜に複数のコンタクトホールを形成し、
   前記複数のコンタクトホール内に樹脂を配置して前記電子部品を接続するアレイ基板。
2. 前記電子部品は、前記アレイ基板に入力する信号を制御する集積回路または配線の端子部に接続されるフレキシブル基板である、請求項１記載のアレイ基板。
3. 前記コンタクトホールを形成する保護膜は側壁を備え、前記側壁に形成される孔に前記樹脂が配置されることを特徴とする請求項１または２記載のアレイ基板。
4. 前記基板はガラスまたはガラスを含む材料で形成され、
   前記複数のコンタクトホールは、前記保護膜が除去されて前記基板が露出することで形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアレイ基板。
5. 前記請求項１〜４のいずれか１項に記載のアレイ基板と対向して対向基板を配置した、表示パネル。