フラットパネルディスプレイ装置

【目的】本発明は、フラットパネルディスプレイ（実施例はＰＤＰ）における主に駆動用ＩＣの搭載構造に関するもので、装置としてのより小型化、軽量化、コスト低減を図ることを目的とするものである。
【構成】前記目的のため本発明は、駆動用ＩＣ１１をガラス基板２の裏面にベアチップとして搭載するようにしたものである。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、フラットパネルディスプレイ装置（実施例ではプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰと称す））における、主としてアノード、カソードを駆動する回路を有する半導体装置（以下ＩＣあるいはＩＣチップと記す）を搭載する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フラットパネルディスプレイ装置の中でも最も多く使われているのはプラズマディスプレイパネルであり、その構造は周知のものであり、特に図示しないが、本発明の実施例の説明のための図である図２（ｅ）を参考にして、以下に概略説明しておく。
【０００３】この装置は、前記図２（ｅ）に示すように、一ガラス基板（前面（図では上面）アノードガラス、材料は一般にソーダライムガラス）１の一つの面に多数の板状（図では紙面の奥方向へ伸びている）のアノード３（一般に材料はＩＴＯ（酸化インジュウム錫））と該アノード３の間に隔壁（バリアリブと言い、一般に材料は誘電ガラス（厚膜ガラスペースト））５が形成されており、もう一方のガラス基板（背面（図では下面）カソードガラス）２の一つの面に板状のカソード（材料は一般にニッケル）４が形成されており、この二つのガラス基板１と２とを、前記アノード３とカソード４とが直交するように向き合わせ、ガス（一般にネオンアルゴンガス）を閉じ込め、周辺をシールガラス（通常鉛ガラス）９で焼封止してある。また、前記アノード３とカソード４とに電圧を与え駆動するためのＩＣと電気的に接続するための接続端子（いわゆる配線パターンであり、一般に印刷技術で形成）６が前記カソード４とアノード３の端（ガラス基板１、２の端でもある。図ではカソード４側のみ表示されている）に形成されている。
【０００４】ところで、そのＩＣの搭載であるが、従来の形態は、図５に示し以下に説明するようになっている。同図は前述したＩＣ搭載部分のみ略図で示したものであり、二通りの形態をそれぞれ同図（ａ）（ｂ）に示している。
【０００５】第１の形態は図５（ａ）に示すように、ＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｎｅｌ、モールドタイプ）ＩＣ２２を搭載したフレキシブル基板（無論、配線パターンが形成されている）２１のＩＣ２２が搭載されている側でない側を前述したガラス基板（図では背面ガラス）２７上の端子２５に半田付けあるいは異方性導電膜などの方法で電気的接続を行ない、前記フレキシブル基板２１をガラス基板２７の裏面側に折り曲げて、その裏面側にＩＣ２２がくるようにしたものである。
【０００６】第２の形態は図５（ｂ）に示すように、基板（またはフィルム）２４にＩＣ２２を搭載したＣＯＢ（ＣｈｉｐｏｎＢｏａｒｄ）型の装置を、ヒートシール２３などを用いてガラス基板２７の端子２５に電気的接続をし、前記同様ガラス基板２７裏面に折り曲げるようにしたものである。
【０００７】以上の形態が、従来一般的であった。無論このＩＣ２２によってアノード３、カソード４が駆動されて、ガス放電することによってディスプレイとしての可視表示をさせる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来の形態では、電気的接続をし、且つ重いＩＣが搭載された基板等を、機械的に強固に固定する等の目的で、ある程度長い端子を設ける為のエリヤをガラス基板上に必要とした。
【０００９】又、コスト面に於てもＩＣ以外にフレキシブル基板、ＣＯＢ基板、ヒートシール等接続材料を必要とする等の不利があった。
【００１０】本発明は、以上述べた欠点を除去するため、ＩＣをガラス基板裏面に搭載するようにして、小型、軽量、薄型のフラットパネルディスプレイにおけるＩＣの実装形態を提供すると共に、使用材料を削減した安価な実装方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的のため、フラットパネルディスプレイのガラス基板（実施例では背面板）裏面に直接ＩＣのベアチップ（裸のＩＣ、即ちパッケージ化されてないＩＣ）を搭載（ＣＯＧ（ＣｈｉｐｏｎＧｌａｓｓ）、ＣＯＢと同じ方式で）するための配線（以下ＣＯＧパターンと記す）を形成すると共に、前記ベアチップをワイヤーボンド、バンプ等一般的方式により結線搭載するようにしたものである。
【００１２】
【作用】本発明は前述したように、ガラス基板に直接ＩＣのベアチップを搭載するようにしたので、フラットパネル全体の面積を小さくでき、小型・軽量・薄型のフラットパネルディスプレイを実現でき、また、フレキシブル基板等の材料を削減でき、安価なフラットパネルディスプレイを製造出来るものである。
【００１３】
【実施例】図１に本発明の実施例の構造の部分の概略図を示すとともに、図２にその製造方法を断面図で示し、以下に説明する。なお、本実施例はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の場合である。
【００１４】図１（ａ）は本実施例のコーナー部の斜視図であり、同図（ｂ）は前記（ａ）図に示したＡ側から見た図、（ｃ）図は同Ｂ側から見た図である。
【００１５】図１（ｂ）（ｃ）に示すように本実施例は、カソード用ＩＣ１１ａとアノード用ＩＣ１１ｂとは、背面板（カソードを形成したガラス即ちカソードガラス）２の裏面（カソードを形成しない側の面）に搭載してある。このＩＣは前述したようにカソードおよびアノードの駆動回路を有するベアチップのＩＣであり、周知のようにカソード、アノードは数百本あり、その４０ないし４８本程度に１個のＩＣが必要とされる。なお、この図ではカソード、アノードは外からは見えないので省略してある。
【００１６】前記ＩＣ１１ａ、１１ｂをカソードガラス２の裏面に搭載するためには、後述する製造方法に示すように、配線パターン（ＣＯＧパターン）がその搭載部に印刷されており、それとＩＣ１１ａ、１１ｂの端子とは結線されている。その配線パターン（ＣＯＧパターン）とカソードガラス２の表面（カソード形成側）の端子６（および図示されてないがアノードガラス１の端子）とは、それぞれヒートシール（配線パターンが形成されている）などによるコネクタ１０ａ、１０ｂでガラス基板１、２の端部で接続されている。
【００１７】以上の構造の製造方法を図２に示し、以下に説明することにより、より詳細な構造が理解されるであろう。
【００１８】まず、図２（ａ）に示すように、カソードガラス２の一つの面にカソード４を形成し、その端部に接続端子６を形成する。また、アノードガラス１の一つの面にアノード３と隔壁（バリアリブ）５を形成し、これも図示してないが端部には接続端子を設ける。以上の形成は従来と同じであるのでその材料や形成方法は改めて説明することは割愛する。ただ、前記接続端子６は従来１０ｍｍであったが、本実施例では後述するコネクタは単にガラス基板の表裏の配線パターンを接続するためだけ（ＩＣを支えるような強度は必要でないから）でよいので５ｍｍ程度で十分である。
【００１９】前記形成に続いて、図２（ｂ）のように、カソードガラス２の裏面端部にＣＯＧパターン７を厚膜印刷法により形成する。ＣＯＧパターン７は周知のように、ＩＣ（この場合、ベアチップ）を搭載し、該ＩＣの端子との結線をするための配線パターンであり、搭載するＩＣの部分は当然空けてあり（その周囲に配線パターンがある）、そこにＩＣを接着搭載して前記結線を行なうものである。このＣＯＧパターン７は当然カソード用ＩＣに対するものとアノード用ＩＣに対するものとがあり、図２（ｃ）に示すように、カソードガラス２の裏面から平面的に見ると、長方形の１辺（図では縦方向）の端部にカソードＩＣ用、それに直交する１辺（図では横方向）の端部に複数個のＩＣが搭載できるように長い長方形状に形成する。
【００２０】本実施例では、Ａｇペーストを用いて形成して乾燥させ、その後、５３０℃、ピーク保持時間１０分にて焼成した。焼成に際しては、清浄なセラミック板の上に前記ＣＯＧパターン部７を上に向けて焼成炉に投入して行なった。
【００２１】続いて、図２（ｄ）に示すように、前記ＣＯＧパターン７の上にオーバーコートガラス８を厚膜印刷にて形成し、前記同様の条件で焼成する。無論、ＩＣの端子とワイヤーボンドなどで電気的接続を行なう部分は開口してある。
【００２２】このように形成したカソードガラス２と前記アノード３、隔壁５が形成されたアノードガラス１とを、図２（ｅ）のように従来同様、アノード３とカソード４とが直交するように合わせ、低融点ガラス（シールガラス）９により前記ガラス１、２の周辺部シールし密閉する（本実施例では４６０℃、ピーク保持時間１０分の条件）。勿論不活性ガスを封入する。これで一応パネルは完成する。
【００２３】その後、図２（ｆ）に示すように、ＩＣチップ１１を前記ＣＯＧパターン７の所定位置に搭載接着（いわゆるダイスボンド）し、そのＩＣチップ１１の端子とＣＯＧパターン７とをワイヤーボンドにて結線し、その上をシリコンシール材１２でコーティングする。
【００２４】次いで、ＣＯＧパターン７の端部とカソードガラス２の場合その表面（カソード形成側）の接続端子６とを、配線パターンが形成されているヒートシールによるコネクタ１０で接続する。アノード側は図示してないが、同様の方法でアノードガラス１側の接続端子図１R>１（ｂ）の１０ｂのような形状で接続する。
【００２５】以上説明したように本実施例は、ＰＤＰにおけるＩＣ搭載をガラス基板裏面に直接行なうようにしたので、従来のようにＩＣを搭載したフレキシブル基板やヒートシールを用いることによる支えのために接続端子を長くする必要はなく、短くでき、小型化、軽量化ができるとともに、使用材料も従来に比べ少なくてすみコスト低減にも寄与する。
【００２６】以下に、前述したＣＯＧパターンの他の形成方法とコネクタ部とＣＯＧパターンとを一体化する形成方法を述べておく。
【００２７】まず、ＣＯＧパターンについて述べる。前記実施例では、ＣＯＧパターンは厚膜印刷法で行なったが、この印刷法は微細化に限度（幅１００μｍ程度まで）がある。そこで、より微細なパターンを形成したい場合、図３に示し以下に説明するオフセット印刷とメッキによる方法を行なえば実現できる。
【００２８】オフセット印刷は一般的な既知な方式ではあるが、ここで簡単に説明する。基本構造としては図３（ａ）に示すように、目的とするパターンが凹形状になった版３２と、その凹部にパターン材料から成るペーストインクを塗り込む装置と、凹部に塗り込まれたペーストインクをパターン形状そのままに受け取る転写ローラー３３とからなる。この転写ローラー３３が被印刷物３５の表面をころがることにより、パターンが被印刷物３５に印刷される仕組みである。
【００２９】オフセット印刷は一般的方式であり、特にメーカー等を規定するものではないが、実施例に於てはＴ．Ｏ．Ｐシステム（田中貴金属工業株式会社製）及びＡｇペーストインクを用いて、前述のＣＯＧパターンを作成した。この場合、導体膜厚は０．１〜１μｍ程度となる。
【００３０】本実施例に於るＣＯＧパターンの場合、配線抵抗から換算した各金属膜の厚さは表１の通りであり、オフセット印刷だけではとうてい満足出来ない。
【００３１】
【表１】

【００３２】従って、オフセット印刷後、メッキによるパターン被覆を行なう（図３（ｂ）参照）。
【００３３】基本的には、電解又は無電解メッキの前処理及びメッキ処理方法でよい。
【００３４】無電解メッキの工程と条件例を示す。
【００３５】■強アルカリ液ディップ（５〜１０％ＮａＯＨ又は同量のＮａＣＮ添加してもよい）４０〜５０℃、１分■弱塩酸液ディップ３〜５％、５〜１０秒、常温■メッキ液Ｎｉ（日本カニゼン（株）シューマ）９０℃、１分〜５分■乾燥なお、各工程間は無論純水洗浄が行なわれる。ＣＯＧパターンの場合、独立パターン（結線出来ない離ればなれのパターン）が有る為、無電解メッキが適当であったが、結線可能なパターンでは電解メッキ、又は電解、無電解メッキの組み合せでも無論さしつかえない。
【００３６】以上のようにオフセット印刷を基本にすれば、１００〜３０μｍ程度の微細パターン形成が可能であり、微細パターンに於ても、通電時、所望の低抵抗、大容量化が出来る。
【００３７】次に、前述したコネクタ部を含めた別の配線形成方法を図４に示し、以下に説明しておく。これは、より安価で工程数の少ない方法である。
【００３８】まず、図４（ａ）に示すように、ガラス基板の配線側切断面（端面）を曲面加工する。
【００３９】次いで、図４（ｂ）のように、ガラス基板端部の配線に必要な所望のエリヤにＩＴＯペーストをスプレー塗布し、乾燥、焼成を行なう（例えば、塗布タイプＩＴＯ成膜：河口湖精密（株））。
【００４０】さらに、図４（ｃ）のように、所望のエリヤに、図示しないが、ＩＴＯ専用フォトレジストを成膜する。（例えば、ＩＴＯ専用フォトレジスト：東京応化社製．ＰＭＥＲＰ−４０００）。
【００４１】膜厚１．５μｍプレベーク１１０℃、３分そして、露光・現像・エッチングして配線パターンを形成する。フォトマスクは通常のフィルムマスクを使用するが、図４（ｃ）の如き合せを行なう為、ガラス厚に合わせて曲げ加工してある。ただし、フィルムに折れ線がつかない様注意を要する。配線パターンは、ガラス基板の裏面部にはＣＯＧパターンを形成し、そのパターンからガラス基板の表面にかけてカソード、アノードとの接続端子と接続するパターンとするのは言うまでもない。つまり、前述のヒートシールによるコネクタ（図１、図２R>２の１０）をも、ガラス基板上に形成して、ＣＯＧパターンと一体化した形となっている。本実施例でのホトリソグラフィの条件は下記の通りとした。
【００４２】露光：（１０ｍＷ／ｃｍ²−４０５ｎｍ）
現像：東京応化（株）Ｐ−３現像液、２５℃、４５秒エッチング：ＨＣｌ：塩化第２鉄：水＝１：２：１（重量比）
以後、通常工程でのＰＤＰ基板作成工程の為、説明は省略する。
【００４３】最終工程として、シール迄完成したＰＤＰパネルのＩＴＯＣＯＧパターン部を無電解メッキして、表裏の結線パターン及びＣＯＧパターンの同時形成が終了する。
【００４４】以上のような形成方法で配線パターンを形成すると、ヒートシール等のコネクタ部材を使用する必要がなく、スルーホール等高価、困難な工程を必要としないし、ガラス基板の表裏の位置合せが不要となり、安価で、信頼性、生産性の高い配線を形成できる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、フラットパネルディスプレイ装置において、ＩＣをガラス基板の裏面に直接搭載するようにした（いわゆるＣＯＧ化）ので、装置の軽量化、薄型化、小型化ができるとともに、使用部材も従来より削減でき、コスト面でも安価な装置を実現できる。
【００４６】このことは、これを組み込む装置にも、より大きい表示面積の画面を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の部分図
【図２】本発明の実施例の製造工程
【図３】ＣＯＧパターン形成例
【図４】コネクタ形成例
【図５】従来例
【符号の説明】
１前面板（アノードガラス）
２背面板（カソードガラス）
３アノード
４カソード
５隔壁
６接続端子
７ＣＯＧパターン
８オーバーコートガラス
９シールガラス
１０ヒートシール（コネクタ）
１１ＩＣチップ
１２シリコンシール

【特許請求の範囲】
【請求項１】カソードを形成した基板と、アノードとバリアリブとを形成した基板とを、該アノードとカソードが直交するように合わせ封じ込んであり、前記アノードとカソードに電圧を与えて放電させ可視表示させるようになっているフラットパネルディスプレイ装置において、前記カソードとアノードに電圧を与え駆動する回路を有する半導体装置が、前記基板の前記カソードあるいはアノードが形成されてない面に直接搭載してあり、前記半導体装置と前記アノードおよびカソードとの電気的接続をするための配線パターンが前記基板の表裏にわたって設けられていることを特徴とするフラットパネルディスプレイ装置。

【図１】