説明

表示装置

【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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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)。
【0006】
【特許文献1】特開2002−6330号公報(図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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。
【発明の効果】
【0011】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】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。
【図2】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。
【図3】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。
【図4】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。
【図5】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】
【0025】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項3】
前記突起部はSiO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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2008−116795(P2008−116795A)
【公開日】平成20年5月22日(2008.5.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−301421(P2006−301421)
【出願日】平成18年11月7日(2006.11.7)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】