表示装置
【課題】 本発明は、導電性ボールの圧縮された形態を固定して、基板と集積回路チップとの間の接触抵抗が増加するのを抑制する表示装置を提供する。
【解決手段】 本発明による表示装置は、配線部が形成された配線基板、前記配線基板に実装された集積回路チップ、及び前記配線部から延長されて前記配線基板と前記集積回路チップとの間に位置して前記集積回路チップと連結されるパッド部を含み、前記パッド部は、前記配線部から延長される第１導電層、及び前記第１導電層上に位置して、前記第１導電層に比べて硬度が低い第２導電層を含む。
【解決手段】 本発明による表示装置は、配線部が形成された配線基板、前記配線基板に実装された集積回路チップ、及び前記配線部から延長されて前記配線基板と前記集積回路チップとの間に位置して前記集積回路チップと連結されるパッド部を含み、前記パッド部は、前記配線部から延長される第１導電層、及び前記第１導電層上に位置して、前記第１導電層に比べて硬度が低い第２導電層を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関するものであって、より詳しくは、集積回路チップが実装された表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、イメージを表示する装置であって、最近では、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）が注目されている。
【０００３】
有機発光表示装置は、自発光特性を有し、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）とは異なって別途の光源が不要であるため、厚さ及び重量を減らすことができる。また、有機発光表示装置は、低い消費電力、高い輝度、及び高い反応速度などの高品位特性を有する。
【０００４】
有機発光表示装置などの表示装置は、ガラスまたはプラスチックなどの基板上に素子を形成することによって製造され、表示装置を作動させるための多様な信号を生成する集積回路チップ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｈｉｐ）が表示装置を形成する基板の所定の領域に実装される。この時、集積回路チップが実装される位置によって、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ ＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ））などに分類される。ここで、ＣＯＧは、基板上に集積回路チップを実装するものをいい、ＣＯＦは、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などのフィルムに集積回路チップを実装するものをいう。
【０００５】
このうち、基板上に集積回路チップを実装するＣＯＧの場合、基板に形成されたパッドと集積回路チップの端子との間にインターポーザ（ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｒ）の役割を果たす異方性導電フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、ＡＣＦ）を介在させて、基板上に集積回路チップを実装する。この時、基板のパッドと集積回路チップの端子との間の直接的な連結は、異方性導電フィルムに含まれている導電性ボール（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｂａｌｌ）によって行われ、基板と集積回路チップとの間の接着は、異方性導電フィルムに含まれて導電性ボールを囲んでいる接着層によって行われる。この導電性ボールは、基板のパッドと集積回路チップの端子との間で圧縮されているが、優れた弾性復元力を有しているため、パッド及び端子の接触面積がパッド及び端子による圧力によって増加し、導電性ボールとパッドとの間及び導電性ボールと端子との間の接触抵抗が導電性ボールに印加される圧力の増加によって低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、一定の圧力以上の圧力が導電性ボールに印加されると、圧縮された導電性ボールの弾性復元力が基板と集積回路チップとの間を接着する接着層の固定能力の限界を超えるので、接着層が導電性ボールの圧縮された形態を固定することができずに導電性ボールの形態が復元されて、導電性ボールとパッドとの間及び導電性ボールと端子との間の接触抵抗が増加するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、導電性ボールの圧縮された形態を固定して、基板と集積回路チップとの間の接触抵抗が増加するのを抑制することが可能な、新規かつ改良された表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発明者は、前述したような一定の圧力以上の圧力が導電性ボールに印加される場合に、導電性ボールの弾性復元力によって接着層が導電性ボールの圧縮された形態を固定することができない問題を発見し、特に、メムス（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ、ＭＥＭＳ）技術の発展によって配線基板のパッドの幅がマイクロメートル単位からナノメートル単位に変化することによって、前述した問題によって配線基板と集積回路チップとの間の断線が頻繁に発生する問題を発見した。これを解決するために、本発明の発明者は、深度ある研究及び実験を通して下記のような解決手段を発明した。
【０００９】
本発明のある観点によれば、配線部が形成された配線基板、前記配線基板に実装された集積回路チップ、及び前記配線部から延長されて前記配線基板と前記集積回路チップとの間に位置して前記集積回路チップと連結されるパッド部を含み、前記パッド部は、前記配線部から延長される第１導電層、及び前記第１導電層上に位置して、前記第１導電層に比べて硬度が低い第２導電層を含む表示装置が提供される。
【００１０】
前記集積回路チップは、回路チップ本体部、及び前記回路チップ本体部から延長されて前記パッド部と連結される連結端子を含むことができる。
【００１１】
前記集積回路チップと前記パッド部との間に位置して、前記配線基板に前記集積回路チップを実装する異方性導電フィルム（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ、ＡＣＦ）をさらに含むことができる。
【００１２】
前記異方性導電フィルムは、前記連結端子と前記第２導電層との間を直接連結する導電性ボール（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｂａｌｌ）を含むことができる。
【００１３】
前記導電性ボールは、超弾性材料（ｈｙｐｅｒ ｅｌａｓｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む中心部、及び前記中心部を囲んで、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一つを含む外郭部を含むことができる。
【００１４】
前記第１導電層は複数の層を含み、前記複数の層のうちの前記第２導電層と隣接する層はチタン（Ｔｉ）を含むことができる。
【００１５】
前記第２導電層は、前記第１導電層に比べて電気伝導度が高い。
【００１６】
前記第２導電層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一つを含むことができる。
【００１７】
前記導電性ボールは、前記第２導電層と前記連結端子との間で加圧されて圧縮される。
【００１８】
前記第２導電層及び前記連結端子は前記導電性ボールによって窪み、前記第２導電層の厚さは、前記導電性ボールによって窪んだ溝の深さに比べて厚くてもよい。
【００１９】
前記第２導電層は、前記第１導電層上で前記導電性ボールに対向する領域にだけ形成される。
【００２０】
前記配線部は、薄膜トランジスターを形成するソース電極及びドレイン電極を含み、前記第１導電層は、前記ソース電極及びドレイン電極と同一な物質である。
【００２１】
前記配線基板は、前記ドレイン電極と電気的に連結される第１電極、前記第１電極上に位置する有機発光層、及び前記有機発光層上に位置する第２電極をさらに含むことができる。
【００２２】
前記配線基板に比べて面積が小さい封止基板をさらに含み、前記集積回路チップは、前記封止基板と隣接して露出された配線基板の周縁領域に実装される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、第１導電層に比べて硬度が低い第２導電層を含むパッド部を含むことによって、基板と集積回路チップとの間の接触抵抗が増加するのを抑制した表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ-ＩＩ線による断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る表示装置の画素の構造を示した配置図である。
【図４】図３のＩＶ-ＩＶ線による断面図である。
【図５】図１のＡ部分を拡大した平面図である。
【図６】図５のＢ部分を拡大した平面図である。
【図７】図５のＶＩＩ-ＶＩＩ線による断面図である。
【図８】図７のＣ部分を拡大した断面図である。
【図９】従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【図１０】従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【図１１】従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２６】
また、図面に示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意に示したものであるため、本発明が必ずしも示された通りであるとは限らない。
【００２７】
図面では、多数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。そして、図面においては、説明の便宜のために、一部の層及び領域の厚さを誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上」にあるとする時、これはある部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。
【００２８】
また、以下では、表示装置として有機発光層を含む有機発光表示装置を実施形態として説明するが、これに限定されず、本発明による表示装置は、液晶表示装置、プラズマ表示パネル、電界放出表示装置などの表示装置であってもよい。
【００２９】
また、添付図面では、一つの画素に二つの薄膜トランジスター（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）及び一つの蓄電素子（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を備えた２Ｔｒ-１Ｃａｐ構造の能動駆動（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ、ＡＭ）型有機発光表示装置を示しているが、本発明はこれに限定されるのではない。従って、有機発光表示装置は、薄膜トランジスターの数、蓄電素子の数、及び配線の数は限定されない。一方、画素は、イメージを表示する最小単位をいい、有機発光表示パネルは、複数の画素を通してイメージを表示する。
【００３０】
まず、図１〜図８を参照して、本発明の実施形態に係る表示装置の概略構成について説明する。
【００３１】
図１は本発明の実施形態による表示装置１０１を示した斜視図である。
【００３２】
図１に示したように、表示装置１０１は、配線基板１００、封止基板２００、パッド部３００（図５に示す）、集積回路チップ４００、及び異方性導電フィルム（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ、ＡＣＦ）５００を含む。
【００３３】
封止基板２００は、配線基板１００に比べて面積が小さく、配線基板１００を覆っている。封止基板２００は、ガラス、石英、セラミック、またはプラスチックなどで構成された絶縁性基板で形成される。封止基板２００は、配線基板１００の周縁領域を露出させ、露出された配線基板１００の周縁領域で集積回路チップ４００が封止基板２００と隣接して、異方性導電フィルム５００によって配線基板１００に実装される。
【００３４】
図２は図１のＩＩ-ＩＩ線による断面図である。
【００３５】
図２に示したように、配線基板１００は、基板本体部１１０、配線部１２０、及び有機発光素子１３０を含む。
【００３６】
基板本体部１１０は、ガラス、石英、セラミック、またはプラスチックなどで構成された絶縁性基板で形成される。しかし、本発明の実施形態がこれに限定されるのではなく、基板本体部１１０は、ステンレス鋼などで構成される金属性基板で形成されてもよい。
【００３７】
基板本体部１１０と封止基板２００との間には基板本体部１１０上に形成された配線部１２０及び有機発光素子１３０が位置している。
【００３８】
配線部１２０は、第１及び第２薄膜トランジスター１０、２０（図３に示す）を含んで、有機発光素子１３０を駆動する。有機発光素子１３０は、配線部１２０から伝達された駆動信号によって光を放出する。
【００３９】
有機発光素子１３０及び配線部１２０の具体的な構造を図３及び図４に示しているが、本発明の実施形態が図３及び図４に示された構造に限定されるのではない。有機発光素子１３０及び配線部１２０は、いわゆる当業者が容易に変形実施できる範囲内で多様な構造に形成される。
【００４０】
以下、図３及び図４を参照して、表示装置１０１の内部構造について詳しく説明する。
【００４１】
図３は本発明の実施形態による表示装置の画素の構造を示した配置図である。図４は図３のＩＶ-ＩＶ線による断面図である。
【００４２】
図３及び図４に示したように、表示装置１０１は、一つの画素毎に各々形成されたスイッチング薄膜トランジスター１０、駆動薄膜トランジスター２０、蓄電素子８０、及び有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）１３０を含む。ここで、スイッチング薄膜トランジスター１０、駆動薄膜トランジスター２０、及び蓄電素子８０を含む構成を配線部１２０という。また、配線部１２０は、基板本体部１１０の一方向に沿って配置されるゲートライン１５１、そしてゲートライン１５１と絶縁交差するデータライン１７１及び共通電源ライン１７２をさらに含む。ここで、一つの画素は、ゲートライン１５１、データライン１７１、及び共通電源ライン１７２を境界として定義されるが、必ずしもこれに限定されるのではない。
【００４３】
有機発光素子１３０は、第１電極７１０、第１電極７１０上に形成された有機発光層７２０、及び有機発光層７２０上に形成された第２電極７３０を含む。ここで、第１電極７１０は正孔注入電極である正（＋）極となり、第２電極７３０は電子注入電極である負（−）極となる。しかし、本発明の実施形態が必ずしもこれに限定されるのではなく、表示装置１０１の駆動方法によって、第１電極７１０が負極となり、第２電極７３０が正極となってもよい。第１電極７１０及び第２電極７３０から各々正孔及び電子が有機発光層７２０の内部に注入され、有機発光層７２０の内部に注入された正孔及び電子が結合した励起子（ｅｘｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちる時に有機発光層７２０が発光する。
【００４４】
また、本発明の実施形態による表示装置１０１において、有機発光素子１３０は、封止基板２００方向に光を放出する。つまり、有機発光素子１３０は前面発光型である。ここで、有機発光素子１３０が封止基板２００方向に光を放出するために、第１電極７１０が光反射性導電物質で構成され、第２電極７３０が光透過性導電物質で構成される。
【００４５】
蓄電素子８０は、層間絶縁膜１６１を間において配置された一対の蓄電板１５８、１７８を含む。ここで、層間絶縁膜１６１は誘電体となり、蓄電素子８０に蓄電された電荷、及び両蓄電板１５８、１７８の間の電圧によって蓄電素子８０の蓄電容量が決定される。
【００４６】
スイッチング薄膜トランジスター１０は、スイッチング半導体層１３１、スイッチングゲート電極１５２、スイッチングソース電極１７３、及びスイッチングドレイン電極１７４を含む。駆動薄膜トランジスター２０は、駆動半導体層１３２、駆動ゲート電極１５５、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７を含む。
【００４７】
スイッチング薄膜トランジスター１０は、発光しようとする画素を選択するスイッチング素子として使用される。スイッチングゲート電極１５２は、ゲートライン１５１と連結される。スイッチングソース電極１７３は、データライン１７１と連結される。スイッチングドレイン電極１７４は、スイッチングソース電極１７３から離隔配置されて、いずれか一つの蓄電板１５８と連結される。
【００４８】
駆動薄膜トランジスター２０は、選択された画素内の有機発光素子１３０の有機発光層７２０を発光させるための駆動電源を第１電極７１０に印加する。駆動ゲート電極１５５は、スイッチングドレイン電極１７４と連結された蓄電板１５８と連結される。駆動ソース電極１７６及び他の一つの蓄電板１７８は、各々共通電源ライン１７２と連結される。駆動ドレイン電極１７７は、コンタクト孔（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）を通して有機発光素子１３０の第１電極７１０と連結される。
【００４９】
スイッチングソース電極１７３、スイッチングドレイン電極１７４、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７は、同一な層に形成されていて、後述するパッド部３００の第１導電層３１０と同一な物質で構成されている。つまり、スイッチングソース電極１７３、スイッチングドレイン電極１７４、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７は、パッド部３００の第１導電層３１０と同一な工程によって共に形成されて、互いに連結されている。
【００５０】
このような構造により、スイッチング薄膜トランジスター１０は、ゲートライン１５１に印加されるゲート電圧によって作動して、データライン１７１に印加されるデータ電圧を駆動薄膜トランジスター２０に伝達する役割を果たす。共通電源ライン１７２から駆動薄膜トランジスター２０に印加される共通電圧とスイッチング薄膜トランジスター１０から伝達されたデータ電圧との差に相当する電圧が蓄電素子８０に保存され、蓄電素子８０に保存された電圧に対応する電流が駆動薄膜トランジスター２０を通して有機発光素子１３０に流れて、有機発光素子１３０が発光する。
【００５１】
図５は図１のＡ部分を拡大した平面図である。図６は図５のＢ部分を拡大した平面図である。
【００５２】
図５及び図６に示したように、パッド部３００は、配線部１２０から延長された薄膜配線（ＴＷ）と連結されている。より詳しく説明すると、薄膜配線（ＴＷ）は、スイッチングソース電極１７３、スイッチングドレイン電極１７４、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７とパッド部３００の第１導電層３１０との間を連結する。パッド部３００は、集積回路チップ４００と対応して位置し、後述する異方性導電フィルム５００によって集積回路チップ４００と連結されている。
【００５３】
図７は図５のＶＩＩ-ＶＩＩ線による断面図である。図８は図７のＣ部分を拡大した断面図である。
【００５４】
図７及び図８に示したように、パッド部３００は、第１導電層３１０及び第２導電層３２０を含む。
【００５５】
第１導電層３１０は、薄膜配線（ＴＷ）によって配線部１２０から延長されていて、配線部１２０のスイッチングソース電極１７３、スイッチングドレイン電極１７４、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７と同一な物質で構成される。第１導電層３１０は、第２導電層３２０から順に積層された第１サブ層、第２サブ層、及び第３サブ層を含む。第１サブ層はチタン（Ｔｉ）で構成され、第２サブ層はアルミニウム（Ａｌ）で構成され、第３サブ層はチタンで構成されている。つまり、第１導電層３１０は複数の層を含み、複数の層のうちの第２導電層３２０と隣接する第１サブ層はチタンで構成される。
【００５６】
他の実施形態において、第１導電層３１０を構成する物質は特に限定されず、単に薄膜トランジスターを形成するソース電極及びドレイン電極と同一な物質であれば十分である。
【００５７】
第２導電層３２０は、第１導電層３１０に比べて電気伝導度が高く、硬度が低い物質で構成されている。第２導電層３２０は、後述する異方性導電フィルム５００の導電性ボール５２０によって溝が形成されていて、第２導電層３２０の厚さは、導電性ボール５２０が第２導電層３２０に十分に食い込むように、導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さに比べて厚い。第２導電層３２０は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一つを含み、第１導電層３１０上の導電性ボール５２０に対向する（と対応する）領域にだけ形成されている。このような第２導電層３２０の技術的特徴を含む本発明は、ある原因の解明による発明であり、この解明過程を重視することをまず明らかにし、この原因については後述する。
【００５８】
集積回路チップ４００は、回路チップ本体部４１０、及び回路チップ本体部４１０から延長されてパッド部３００と連結される連結端子４２０を含む。集積回路チップ４００は、パッド部３００と連結されて有機発光素子１３０の発光を制御する。より詳しくは、集積回路チップ４００は、異方性導電フィルム５００によってパッド部３００と連結され、スイッチングソース電極１７３及び駆動ソース電極１７６に信号を伝達して、有機発光層７２０を発光させる。集積回路チップ４００の連結端子４２０は、異方性導電フィルム５００の導電性ボール５２０によってパッド部３００と連結される。
【００５９】
異方性導電フィルム５００は、集積回路チップ４００とパッド部３００との間を連結して、集積回路チップ４００を配線基板１００に実装する役割を果たす。異方性導電フィルム５００は、接着層５１０及び導電性ボール５２０を含む。
【００６０】
接着層５１０は、集積回路チップ４００と配線基板１００との間に位置して、集積回路チップ４００と配線基板１００との間を接着する役割を果たす。接着層５１０内には複数の導電性ボール５２０が位置しており、接着層５１０は、隣接する導電性ボール５２０間の短絡を防止する。
【００６１】
導電性ボール５２０は、接着層５１０内に分散していて、複数の導電性ボール５２０のうちの集積回路チップ４００の連結端子４２０とパッド部３００の第２導電層３２０との間に位置する導電性ボール５２０は、連結端子４２０と第２導電層３２０との間を直接連結する（すなわち、電気的に連結する）。導電性ボール５２０は、優れた弾性復元力を有する超弾性材料（ｈｙｐｅｒ ｅｌａｓｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む中心部５２１、及び中心部５２１を囲んで電気伝導性が優れている金、銀、または銅のうちの少なくとも一つを含む外郭部５２２を含む。集積回路チップ４００の連結端子４２０とパッド部３００の第２導電層３２０との間に位置する導電性ボール５２０は、連結端子４２０及び第２導電層３２０によって加圧されて圧縮された状態であり、弾性復元力によって連結端子４２０及び第２導電層３２０方向に接触圧力を加えている状態である。連結端子４２０及び第２導電層３２０と接する導電性ボール５２０の外郭部５２２は、連結端子４２０及び第２導電層３２０の各々に食い込んで連結端子４２０及び第２導電層３２０の各々に溝を形成して、連結端子４２０及び第２導電層３２０の各々と面接触をなしている。
【００６２】
このように、本発明の実施形態による表示装置１０１は、導電性ボール５２０が連結端子４２０及び第２導電層３２０の各々と面接触をなしていて、連結端子４２０及び第２導電層３２０方向に接触圧力を加えている状態であるため、連結端子４２０と導電性ボール５２０との間及び第２導電層３２０と導電性ボール５２０との間の接触抵抗が増加するのが抑制された状態である。つまり、集積回路チップ４００とパッド部３００との間で接触抵抗が増加するのが抑制されて、集積回路チップ４００とパッド部３００との間の電子の移動度が増加した状態である。
【００６３】
次に、図９〜図１１を参照して、従来技術の問題点について詳しく説明する。
【００６４】
図９〜図１１は従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【００６５】
まず、図９には、パッド部３００が第１導電層３１０だけを含む場合に、摂氏２１０度の環境で接着圧力を変化させながら異方性導電フィルム５００を利用して配線基板１００に集積回路チップ４００を接着させた時の導電性ボール５２０、パッド部３００、及び連結端子４２０の変形を測定した実験データを示した。
【００６６】
図９に示したように、接着圧力を各々６５ＭＰａ、７５ＭＰａ、及び８５Ｍｐａで実験し、接着圧力に応じた導電性ボール５２０、パッド部３００、及び連結端子４２０の変形量を測定して、図９に表で示した。この表において、δはパッド部３００と連結端子４２０との間の距離であり、Ｂｕｍｐは連結端子４２０が導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さであり、Ｐａｄはパッド部３００が導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さである。
【００６７】
図９の表に示したように、接着圧力が７５ＭＰａ〜８５ＭＰａの間で、導電性ボール５２０の弾性復元力が接着層５１０の固定能力の限界を超えて、接着層５１０が導電性ボール５２０の圧縮された状態を固定することができないので、圧力の増加によって減り続けなければならないパッド部３００と連結端子４２０との間の距離δが、８５ＭＰａである時にむしろ増加したことを確認した。
【００６８】
接着圧力が８５ＭＰａである時に、接着圧力が７５ＭＰａである時に比べて導電性ボール５２０がさらに圧縮されたことは、導電性ボール５２０によって連結端子４２０及びパッド部３００の窪んだ溝の深さ（ｂｕｍｐ、ｐａｄ）を見れば分かる。表に示されたように、接着圧力が８５ＭＰａである時に、接着圧力が７５ＭＰａである時に比べて導電性ボール５２０によって連結端子４２０及びパッド部３００の窪んだ溝の深さがより大きい。
【００６９】
このような現象をＤａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ社のＳＩＭＵＬＩＡが販売する構造／電気／熱解釈ツールであるＡＢＡＱＵＳを利用してシミュレーションした結果を図１０に示した。
【００７０】
図１０には、６５〜８５ＭＰａの接着圧力での連結端子４２０、導電性ボール５２０、及びパッド部３００の変形が示されている。図１０のようにＡＢＡＱＵＳツールを利用したシミュレーションの場合、接着層５１０が一定の圧力以降では導電性ボール５２０の圧縮された状態を固定することができない設定がＡＢＡＱＵＳツールに入っていないため、８５ＭＰａの接着圧力で導電性ボール５２０の圧縮がさらに発生して、連結端子４２０とパッド部３００との間の距離が減ったことが分かる。
【００７１】
図１１には、ＡＢＡＱＵＳツールを利用したシミュレーションで測定された表（ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）及び実験で測定された表（ｔｅｓｔ）を示した。ここで、δはパッド部３００と連結端子４２０との間の距離であり、Ｂｕｍｐは連結端子４２０が導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さであり、Ｐａｄはパッド部３００が導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さである。
【００７２】
図１１に示したように、接着圧力が８５ＭＰａである時に、実験の場合には前述したδが２．０μｍであったが、シミュレーションの場合にはδが１．６μｍであった。これを比較してみると、導電性ボール５２０が７５Ｍｐａ〜８５ＭＰａで約０．４μｍ程度元の形状に復元されたことが確認された。接着圧力が増加するほど、導電性ボール５２０とパッド部３００との間の接触圧力（ｃｏｎｔａｃｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）が増加するが、シミュレーション及び実験の結果を見ると、弾性復元力による導電性ボール５２０の復元を抑制する接着層５１０の固定能力が、接着圧力が８５ＭＰａである時に臨界値であることが分かる。
【００７３】
つまり、接着圧力が大きいほど、導電性ボール５２０とパッド部３００との間の接触圧力が大きくなって、導電性ボール５２０がより圧縮される。導電性ボール５２０が圧縮されることによって、導電性ボール５２０とパッド部３００との間で金（Ａｕ）とチタン（Ｔｉ）との間の界面の密着圧力が大きくなり、導電性ボール５２０とパッド部３００との間の接触抵抗は小さくなる。しかし、導電性ボール５２０の中心部５２１のストレスも導電性ボール５２０に印加される圧力の増加によって増加するので、導電性ボール５２０の弾性復元力も増加する。このような導電性ボール５２０の弾性復元力が問題になる場合には、接触圧力をできる限り大きくして、中心部５２１のストレスをできる限り小さくする場合に、導電性ボール５２０の弾性復元力が導電性ボール５２０に加えられる圧力に非線形的に対応することができる。
【００７４】
従って、本発明による表示装置１０１のパッド部３００は、接着圧力によって導電性ボール５２０が圧縮されてパッド部３００に食い込むように、パッド部３００が第１導電層３１０及び第１導電層３１０に比べて硬度がより低い第２導電層３２０を含むように構成した。
【００７５】
つまり、本発明は、従来技術の問題点を解決するための発明であって、単にパッド部３００を複数の層で構成したのではなく、解明過程として実験及びシミュレーションを通して導電性ボール５２０とパッド部３００との間の関係を考慮して、パッド部３００を複数の層で構成した。
【００７６】
以上のように、本発明の実施形態による表示装置１０１は、第２導電層３２０が第１導電層３１０に比べて電気伝導度が高く、硬度が低い物質で構成されていて、第２導電層３２０の厚さが導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さに比べて厚いため、接着圧力によって導電性ボール５２０が圧縮されてパッド部３００の第２導電層３２０に容易に食い込むことができる。このように、接着圧力によって導電性ボール５２０が圧縮されて第２導電層３２０に容易に食い込んで、導電性ボール５２０とパッド部３００との間の接触圧力及び接触面積が大きくなると同時に、導電性ボール５２０の弾性復元力は接着圧力の増加と非線形的に対応するため、導電性ボール５２０とパッド部３００との間及び導電性ボール５２０と連結端子４２０との間の接触抵抗が低減される。つまり、集積回路チップ４００とパッド部３００との間の電子の移動度が増加すると同時に、集積回路チップ４００とパッド部３００との間の断線も防止される。
【００７７】
また、第２導電層３２０が第１導電層３１０上の導電性ボール５２０に対向する領域にだけ形成されることによって、第２導電層３２０を簡単なメッキ工程（ｐｌａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）などを利用してソース電極及びドレイン電極から延長された第１導電層３１０上に形成することができるため、安い製造費用で本発明を実現することができる。このように、薄膜トランジスターを形成するソース電極及びドレイン電極と同一な物質で形成されるいかなるパッド部にも本発明を適用することができるため、表示装置のソース電極及びドレイン電極を構成する物質の種類に関係なく、多様な表示装置のパッド部に本発明を適用して、集積回路チップ４００と配線基板１００との間の接触抵抗を低減させて、集積回路チップ４００と配線基板１００との間の断線を防止することができる。つまり、本発明は、前述した原因が発生するいずれの表示装置にも適用することができるほど、汎用性が優れた発明であると同時に、前述した原因を簡単に解決することができる基本的な発明である。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７９】
１０、２０ 薄膜トランジスター
８０ 蓄電素子
１００ 配線基板
１０１ 表示装置
１１０ 基板本体部
１２０ 配線部
１３０ 有機発光素子
１３１ スイッチング半導体層
１３２ 駆動半導体層
１５１ ゲートライン
１５２ スイッチングゲート電極
１５５ 駆動ゲート電極
１５８、１７８ 蓄電板
１６１ 層間絶縁膜
１７１ データライン
１７２ 共通電源ライン
１７３ スイッチングソース電極
１７４ スイッチングドレイン電極
１７６ 駆動ソース電極
１７７ 駆動ドレイン電極
２００ 封止基板
３００ パッド部
３１０，３２０ 導電層
４００ 集積回路チップ
４１０ 回路チップ本体部
４２０ 連結端子
５００ 異方性導電フィルム
５１０ 接着層
５２０ 導電性ボール
５２１ 中心部
５２２ 外郭部
７１０、７３０ 電極
７２０ 有機発光層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関するものであって、より詳しくは、集積回路チップが実装された表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、イメージを表示する装置であって、最近では、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）が注目されている。
【０００３】
有機発光表示装置は、自発光特性を有し、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）とは異なって別途の光源が不要であるため、厚さ及び重量を減らすことができる。また、有機発光表示装置は、低い消費電力、高い輝度、及び高い反応速度などの高品位特性を有する。
【０００４】
有機発光表示装置などの表示装置は、ガラスまたはプラスチックなどの基板上に素子を形成することによって製造され、表示装置を作動させるための多様な信号を生成する集積回路チップ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｈｉｐ）が表示装置を形成する基板の所定の領域に実装される。この時、集積回路チップが実装される位置によって、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ ＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ））などに分類される。ここで、ＣＯＧは、基板上に集積回路チップを実装するものをいい、ＣＯＦは、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などのフィルムに集積回路チップを実装するものをいう。
【０００５】
このうち、基板上に集積回路チップを実装するＣＯＧの場合、基板に形成されたパッドと集積回路チップの端子との間にインターポーザ（ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｒ）の役割を果たす異方性導電フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、ＡＣＦ）を介在させて、基板上に集積回路チップを実装する。この時、基板のパッドと集積回路チップの端子との間の直接的な連結は、異方性導電フィルムに含まれている導電性ボール（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｂａｌｌ）によって行われ、基板と集積回路チップとの間の接着は、異方性導電フィルムに含まれて導電性ボールを囲んでいる接着層によって行われる。この導電性ボールは、基板のパッドと集積回路チップの端子との間で圧縮されているが、優れた弾性復元力を有しているため、パッド及び端子の接触面積がパッド及び端子による圧力によって増加し、導電性ボールとパッドとの間及び導電性ボールと端子との間の接触抵抗が導電性ボールに印加される圧力の増加によって低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、一定の圧力以上の圧力が導電性ボールに印加されると、圧縮された導電性ボールの弾性復元力が基板と集積回路チップとの間を接着する接着層の固定能力の限界を超えるので、接着層が導電性ボールの圧縮された形態を固定することができずに導電性ボールの形態が復元されて、導電性ボールとパッドとの間及び導電性ボールと端子との間の接触抵抗が増加するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、導電性ボールの圧縮された形態を固定して、基板と集積回路チップとの間の接触抵抗が増加するのを抑制することが可能な、新規かつ改良された表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発明者は、前述したような一定の圧力以上の圧力が導電性ボールに印加される場合に、導電性ボールの弾性復元力によって接着層が導電性ボールの圧縮された形態を固定することができない問題を発見し、特に、メムス（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ、ＭＥＭＳ）技術の発展によって配線基板のパッドの幅がマイクロメートル単位からナノメートル単位に変化することによって、前述した問題によって配線基板と集積回路チップとの間の断線が頻繁に発生する問題を発見した。これを解決するために、本発明の発明者は、深度ある研究及び実験を通して下記のような解決手段を発明した。
【０００９】
本発明のある観点によれば、配線部が形成された配線基板、前記配線基板に実装された集積回路チップ、及び前記配線部から延長されて前記配線基板と前記集積回路チップとの間に位置して前記集積回路チップと連結されるパッド部を含み、前記パッド部は、前記配線部から延長される第１導電層、及び前記第１導電層上に位置して、前記第１導電層に比べて硬度が低い第２導電層を含む表示装置が提供される。
【００１０】
前記集積回路チップは、回路チップ本体部、及び前記回路チップ本体部から延長されて前記パッド部と連結される連結端子を含むことができる。
【００１１】
前記集積回路チップと前記パッド部との間に位置して、前記配線基板に前記集積回路チップを実装する異方性導電フィルム（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ、ＡＣＦ）をさらに含むことができる。
【００１２】
前記異方性導電フィルムは、前記連結端子と前記第２導電層との間を直接連結する導電性ボール（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｂａｌｌ）を含むことができる。
【００１３】
前記導電性ボールは、超弾性材料（ｈｙｐｅｒ ｅｌａｓｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む中心部、及び前記中心部を囲んで、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一つを含む外郭部を含むことができる。
【００１４】
前記第１導電層は複数の層を含み、前記複数の層のうちの前記第２導電層と隣接する層はチタン（Ｔｉ）を含むことができる。
【００１５】
前記第２導電層は、前記第１導電層に比べて電気伝導度が高い。
【００１６】
前記第２導電層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一つを含むことができる。
【００１７】
前記導電性ボールは、前記第２導電層と前記連結端子との間で加圧されて圧縮される。
【００１８】
前記第２導電層及び前記連結端子は前記導電性ボールによって窪み、前記第２導電層の厚さは、前記導電性ボールによって窪んだ溝の深さに比べて厚くてもよい。
【００１９】
前記第２導電層は、前記第１導電層上で前記導電性ボールに対向する領域にだけ形成される。
【００２０】
前記配線部は、薄膜トランジスターを形成するソース電極及びドレイン電極を含み、前記第１導電層は、前記ソース電極及びドレイン電極と同一な物質である。
【００２１】
前記配線基板は、前記ドレイン電極と電気的に連結される第１電極、前記第１電極上に位置する有機発光層、及び前記有機発光層上に位置する第２電極をさらに含むことができる。
【００２２】
前記配線基板に比べて面積が小さい封止基板をさらに含み、前記集積回路チップは、前記封止基板と隣接して露出された配線基板の周縁領域に実装される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、第１導電層に比べて硬度が低い第２導電層を含むパッド部を含むことによって、基板と集積回路チップとの間の接触抵抗が増加するのを抑制した表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ-ＩＩ線による断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る表示装置の画素の構造を示した配置図である。
【図４】図３のＩＶ-ＩＶ線による断面図である。
【図５】図１のＡ部分を拡大した平面図である。
【図６】図５のＢ部分を拡大した平面図である。
【図７】図５のＶＩＩ-ＶＩＩ線による断面図である。
【図８】図７のＣ部分を拡大した断面図である。
【図９】従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【図１０】従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【図１１】従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２６】
また、図面に示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意に示したものであるため、本発明が必ずしも示された通りであるとは限らない。
【００２７】
図面では、多数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。そして、図面においては、説明の便宜のために、一部の層及び領域の厚さを誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上」にあるとする時、これはある部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。
【００２８】
また、以下では、表示装置として有機発光層を含む有機発光表示装置を実施形態として説明するが、これに限定されず、本発明による表示装置は、液晶表示装置、プラズマ表示パネル、電界放出表示装置などの表示装置であってもよい。
【００２９】
また、添付図面では、一つの画素に二つの薄膜トランジスター（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）及び一つの蓄電素子（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を備えた２Ｔｒ-１Ｃａｐ構造の能動駆動（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ、ＡＭ）型有機発光表示装置を示しているが、本発明はこれに限定されるのではない。従って、有機発光表示装置は、薄膜トランジスターの数、蓄電素子の数、及び配線の数は限定されない。一方、画素は、イメージを表示する最小単位をいい、有機発光表示パネルは、複数の画素を通してイメージを表示する。
【００３０】
まず、図１〜図８を参照して、本発明の実施形態に係る表示装置の概略構成について説明する。
【００３１】
図１は本発明の実施形態による表示装置１０１を示した斜視図である。
【００３２】
図１に示したように、表示装置１０１は、配線基板１００、封止基板２００、パッド部３００（図５に示す）、集積回路チップ４００、及び異方性導電フィルム（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ、ＡＣＦ）５００を含む。
【００３３】
封止基板２００は、配線基板１００に比べて面積が小さく、配線基板１００を覆っている。封止基板２００は、ガラス、石英、セラミック、またはプラスチックなどで構成された絶縁性基板で形成される。封止基板２００は、配線基板１００の周縁領域を露出させ、露出された配線基板１００の周縁領域で集積回路チップ４００が封止基板２００と隣接して、異方性導電フィルム５００によって配線基板１００に実装される。
【００３４】
図２は図１のＩＩ-ＩＩ線による断面図である。
【００３５】
図２に示したように、配線基板１００は、基板本体部１１０、配線部１２０、及び有機発光素子１３０を含む。
【００３６】
基板本体部１１０は、ガラス、石英、セラミック、またはプラスチックなどで構成された絶縁性基板で形成される。しかし、本発明の実施形態がこれに限定されるのではなく、基板本体部１１０は、ステンレス鋼などで構成される金属性基板で形成されてもよい。
【００３７】
基板本体部１１０と封止基板２００との間には基板本体部１１０上に形成された配線部１２０及び有機発光素子１３０が位置している。
【００３８】
配線部１２０は、第１及び第２薄膜トランジスター１０、２０（図３に示す）を含んで、有機発光素子１３０を駆動する。有機発光素子１３０は、配線部１２０から伝達された駆動信号によって光を放出する。
【００３９】
有機発光素子１３０及び配線部１２０の具体的な構造を図３及び図４に示しているが、本発明の実施形態が図３及び図４に示された構造に限定されるのではない。有機発光素子１３０及び配線部１２０は、いわゆる当業者が容易に変形実施できる範囲内で多様な構造に形成される。
【００４０】
以下、図３及び図４を参照して、表示装置１０１の内部構造について詳しく説明する。
【００４１】
図３は本発明の実施形態による表示装置の画素の構造を示した配置図である。図４は図３のＩＶ-ＩＶ線による断面図である。
【００４２】
図３及び図４に示したように、表示装置１０１は、一つの画素毎に各々形成されたスイッチング薄膜トランジスター１０、駆動薄膜トランジスター２０、蓄電素子８０、及び有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）１３０を含む。ここで、スイッチング薄膜トランジスター１０、駆動薄膜トランジスター２０、及び蓄電素子８０を含む構成を配線部１２０という。また、配線部１２０は、基板本体部１１０の一方向に沿って配置されるゲートライン１５１、そしてゲートライン１５１と絶縁交差するデータライン１７１及び共通電源ライン１７２をさらに含む。ここで、一つの画素は、ゲートライン１５１、データライン１７１、及び共通電源ライン１７２を境界として定義されるが、必ずしもこれに限定されるのではない。
【００４３】
有機発光素子１３０は、第１電極７１０、第１電極７１０上に形成された有機発光層７２０、及び有機発光層７２０上に形成された第２電極７３０を含む。ここで、第１電極７１０は正孔注入電極である正（＋）極となり、第２電極７３０は電子注入電極である負（−）極となる。しかし、本発明の実施形態が必ずしもこれに限定されるのではなく、表示装置１０１の駆動方法によって、第１電極７１０が負極となり、第２電極７３０が正極となってもよい。第１電極７１０及び第２電極７３０から各々正孔及び電子が有機発光層７２０の内部に注入され、有機発光層７２０の内部に注入された正孔及び電子が結合した励起子（ｅｘｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちる時に有機発光層７２０が発光する。
【００４４】
また、本発明の実施形態による表示装置１０１において、有機発光素子１３０は、封止基板２００方向に光を放出する。つまり、有機発光素子１３０は前面発光型である。ここで、有機発光素子１３０が封止基板２００方向に光を放出するために、第１電極７１０が光反射性導電物質で構成され、第２電極７３０が光透過性導電物質で構成される。
【００４５】
蓄電素子８０は、層間絶縁膜１６１を間において配置された一対の蓄電板１５８、１７８を含む。ここで、層間絶縁膜１６１は誘電体となり、蓄電素子８０に蓄電された電荷、及び両蓄電板１５８、１７８の間の電圧によって蓄電素子８０の蓄電容量が決定される。
【００４６】
スイッチング薄膜トランジスター１０は、スイッチング半導体層１３１、スイッチングゲート電極１５２、スイッチングソース電極１７３、及びスイッチングドレイン電極１７４を含む。駆動薄膜トランジスター２０は、駆動半導体層１３２、駆動ゲート電極１５５、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７を含む。
【００４７】
スイッチング薄膜トランジスター１０は、発光しようとする画素を選択するスイッチング素子として使用される。スイッチングゲート電極１５２は、ゲートライン１５１と連結される。スイッチングソース電極１７３は、データライン１７１と連結される。スイッチングドレイン電極１７４は、スイッチングソース電極１７３から離隔配置されて、いずれか一つの蓄電板１５８と連結される。
【００４８】
駆動薄膜トランジスター２０は、選択された画素内の有機発光素子１３０の有機発光層７２０を発光させるための駆動電源を第１電極７１０に印加する。駆動ゲート電極１５５は、スイッチングドレイン電極１７４と連結された蓄電板１５８と連結される。駆動ソース電極１７６及び他の一つの蓄電板１７８は、各々共通電源ライン１７２と連結される。駆動ドレイン電極１７７は、コンタクト孔（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）を通して有機発光素子１３０の第１電極７１０と連結される。
【００４９】
スイッチングソース電極１７３、スイッチングドレイン電極１７４、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７は、同一な層に形成されていて、後述するパッド部３００の第１導電層３１０と同一な物質で構成されている。つまり、スイッチングソース電極１７３、スイッチングドレイン電極１７４、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７は、パッド部３００の第１導電層３１０と同一な工程によって共に形成されて、互いに連結されている。
【００５０】
このような構造により、スイッチング薄膜トランジスター１０は、ゲートライン１５１に印加されるゲート電圧によって作動して、データライン１７１に印加されるデータ電圧を駆動薄膜トランジスター２０に伝達する役割を果たす。共通電源ライン１７２から駆動薄膜トランジスター２０に印加される共通電圧とスイッチング薄膜トランジスター１０から伝達されたデータ電圧との差に相当する電圧が蓄電素子８０に保存され、蓄電素子８０に保存された電圧に対応する電流が駆動薄膜トランジスター２０を通して有機発光素子１３０に流れて、有機発光素子１３０が発光する。
【００５１】
図５は図１のＡ部分を拡大した平面図である。図６は図５のＢ部分を拡大した平面図である。
【００５２】
図５及び図６に示したように、パッド部３００は、配線部１２０から延長された薄膜配線（ＴＷ）と連結されている。より詳しく説明すると、薄膜配線（ＴＷ）は、スイッチングソース電極１７３、スイッチングドレイン電極１７４、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７とパッド部３００の第１導電層３１０との間を連結する。パッド部３００は、集積回路チップ４００と対応して位置し、後述する異方性導電フィルム５００によって集積回路チップ４００と連結されている。
【００５３】
図７は図５のＶＩＩ-ＶＩＩ線による断面図である。図８は図７のＣ部分を拡大した断面図である。
【００５４】
図７及び図８に示したように、パッド部３００は、第１導電層３１０及び第２導電層３２０を含む。
【００５５】
第１導電層３１０は、薄膜配線（ＴＷ）によって配線部１２０から延長されていて、配線部１２０のスイッチングソース電極１７３、スイッチングドレイン電極１７４、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７と同一な物質で構成される。第１導電層３１０は、第２導電層３２０から順に積層された第１サブ層、第２サブ層、及び第３サブ層を含む。第１サブ層はチタン（Ｔｉ）で構成され、第２サブ層はアルミニウム（Ａｌ）で構成され、第３サブ層はチタンで構成されている。つまり、第１導電層３１０は複数の層を含み、複数の層のうちの第２導電層３２０と隣接する第１サブ層はチタンで構成される。
【００５６】
他の実施形態において、第１導電層３１０を構成する物質は特に限定されず、単に薄膜トランジスターを形成するソース電極及びドレイン電極と同一な物質であれば十分である。
【００５７】
第２導電層３２０は、第１導電層３１０に比べて電気伝導度が高く、硬度が低い物質で構成されている。第２導電層３２０は、後述する異方性導電フィルム５００の導電性ボール５２０によって溝が形成されていて、第２導電層３２０の厚さは、導電性ボール５２０が第２導電層３２０に十分に食い込むように、導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さに比べて厚い。第２導電層３２０は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一つを含み、第１導電層３１０上の導電性ボール５２０に対向する（と対応する）領域にだけ形成されている。このような第２導電層３２０の技術的特徴を含む本発明は、ある原因の解明による発明であり、この解明過程を重視することをまず明らかにし、この原因については後述する。
【００５８】
集積回路チップ４００は、回路チップ本体部４１０、及び回路チップ本体部４１０から延長されてパッド部３００と連結される連結端子４２０を含む。集積回路チップ４００は、パッド部３００と連結されて有機発光素子１３０の発光を制御する。より詳しくは、集積回路チップ４００は、異方性導電フィルム５００によってパッド部３００と連結され、スイッチングソース電極１７３及び駆動ソース電極１７６に信号を伝達して、有機発光層７２０を発光させる。集積回路チップ４００の連結端子４２０は、異方性導電フィルム５００の導電性ボール５２０によってパッド部３００と連結される。
【００５９】
異方性導電フィルム５００は、集積回路チップ４００とパッド部３００との間を連結して、集積回路チップ４００を配線基板１００に実装する役割を果たす。異方性導電フィルム５００は、接着層５１０及び導電性ボール５２０を含む。
【００６０】
接着層５１０は、集積回路チップ４００と配線基板１００との間に位置して、集積回路チップ４００と配線基板１００との間を接着する役割を果たす。接着層５１０内には複数の導電性ボール５２０が位置しており、接着層５１０は、隣接する導電性ボール５２０間の短絡を防止する。
【００６１】
導電性ボール５２０は、接着層５１０内に分散していて、複数の導電性ボール５２０のうちの集積回路チップ４００の連結端子４２０とパッド部３００の第２導電層３２０との間に位置する導電性ボール５２０は、連結端子４２０と第２導電層３２０との間を直接連結する（すなわち、電気的に連結する）。導電性ボール５２０は、優れた弾性復元力を有する超弾性材料（ｈｙｐｅｒ ｅｌａｓｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む中心部５２１、及び中心部５２１を囲んで電気伝導性が優れている金、銀、または銅のうちの少なくとも一つを含む外郭部５２２を含む。集積回路チップ４００の連結端子４２０とパッド部３００の第２導電層３２０との間に位置する導電性ボール５２０は、連結端子４２０及び第２導電層３２０によって加圧されて圧縮された状態であり、弾性復元力によって連結端子４２０及び第２導電層３２０方向に接触圧力を加えている状態である。連結端子４２０及び第２導電層３２０と接する導電性ボール５２０の外郭部５２２は、連結端子４２０及び第２導電層３２０の各々に食い込んで連結端子４２０及び第２導電層３２０の各々に溝を形成して、連結端子４２０及び第２導電層３２０の各々と面接触をなしている。
【００６２】
このように、本発明の実施形態による表示装置１０１は、導電性ボール５２０が連結端子４２０及び第２導電層３２０の各々と面接触をなしていて、連結端子４２０及び第２導電層３２０方向に接触圧力を加えている状態であるため、連結端子４２０と導電性ボール５２０との間及び第２導電層３２０と導電性ボール５２０との間の接触抵抗が増加するのが抑制された状態である。つまり、集積回路チップ４００とパッド部３００との間で接触抵抗が増加するのが抑制されて、集積回路チップ４００とパッド部３００との間の電子の移動度が増加した状態である。
【００６３】
次に、図９〜図１１を参照して、従来技術の問題点について詳しく説明する。
【００６４】
図９〜図１１は従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【００６５】
まず、図９には、パッド部３００が第１導電層３１０だけを含む場合に、摂氏２１０度の環境で接着圧力を変化させながら異方性導電フィルム５００を利用して配線基板１００に集積回路チップ４００を接着させた時の導電性ボール５２０、パッド部３００、及び連結端子４２０の変形を測定した実験データを示した。
【００６６】
図９に示したように、接着圧力を各々６５ＭＰａ、７５ＭＰａ、及び８５Ｍｐａで実験し、接着圧力に応じた導電性ボール５２０、パッド部３００、及び連結端子４２０の変形量を測定して、図９に表で示した。この表において、δはパッド部３００と連結端子４２０との間の距離であり、Ｂｕｍｐは連結端子４２０が導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さであり、Ｐａｄはパッド部３００が導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さである。
【００６７】
図９の表に示したように、接着圧力が７５ＭＰａ〜８５ＭＰａの間で、導電性ボール５２０の弾性復元力が接着層５１０の固定能力の限界を超えて、接着層５１０が導電性ボール５２０の圧縮された状態を固定することができないので、圧力の増加によって減り続けなければならないパッド部３００と連結端子４２０との間の距離δが、８５ＭＰａである時にむしろ増加したことを確認した。
【００６８】
接着圧力が８５ＭＰａである時に、接着圧力が７５ＭＰａである時に比べて導電性ボール５２０がさらに圧縮されたことは、導電性ボール５２０によって連結端子４２０及びパッド部３００の窪んだ溝の深さ（ｂｕｍｐ、ｐａｄ）を見れば分かる。表に示されたように、接着圧力が８５ＭＰａである時に、接着圧力が７５ＭＰａである時に比べて導電性ボール５２０によって連結端子４２０及びパッド部３００の窪んだ溝の深さがより大きい。
【００６９】
このような現象をＤａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ社のＳＩＭＵＬＩＡが販売する構造／電気／熱解釈ツールであるＡＢＡＱＵＳを利用してシミュレーションした結果を図１０に示した。
【００７０】
図１０には、６５〜８５ＭＰａの接着圧力での連結端子４２０、導電性ボール５２０、及びパッド部３００の変形が示されている。図１０のようにＡＢＡＱＵＳツールを利用したシミュレーションの場合、接着層５１０が一定の圧力以降では導電性ボール５２０の圧縮された状態を固定することができない設定がＡＢＡＱＵＳツールに入っていないため、８５ＭＰａの接着圧力で導電性ボール５２０の圧縮がさらに発生して、連結端子４２０とパッド部３００との間の距離が減ったことが分かる。
【００７１】
図１１には、ＡＢＡＱＵＳツールを利用したシミュレーションで測定された表（ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）及び実験で測定された表（ｔｅｓｔ）を示した。ここで、δはパッド部３００と連結端子４２０との間の距離であり、Ｂｕｍｐは連結端子４２０が導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さであり、Ｐａｄはパッド部３００が導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さである。
【００７２】
図１１に示したように、接着圧力が８５ＭＰａである時に、実験の場合には前述したδが２．０μｍであったが、シミュレーションの場合にはδが１．６μｍであった。これを比較してみると、導電性ボール５２０が７５Ｍｐａ〜８５ＭＰａで約０．４μｍ程度元の形状に復元されたことが確認された。接着圧力が増加するほど、導電性ボール５２０とパッド部３００との間の接触圧力（ｃｏｎｔａｃｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）が増加するが、シミュレーション及び実験の結果を見ると、弾性復元力による導電性ボール５２０の復元を抑制する接着層５１０の固定能力が、接着圧力が８５ＭＰａである時に臨界値であることが分かる。
【００７３】
つまり、接着圧力が大きいほど、導電性ボール５２０とパッド部３００との間の接触圧力が大きくなって、導電性ボール５２０がより圧縮される。導電性ボール５２０が圧縮されることによって、導電性ボール５２０とパッド部３００との間で金（Ａｕ）とチタン（Ｔｉ）との間の界面の密着圧力が大きくなり、導電性ボール５２０とパッド部３００との間の接触抵抗は小さくなる。しかし、導電性ボール５２０の中心部５２１のストレスも導電性ボール５２０に印加される圧力の増加によって増加するので、導電性ボール５２０の弾性復元力も増加する。このような導電性ボール５２０の弾性復元力が問題になる場合には、接触圧力をできる限り大きくして、中心部５２１のストレスをできる限り小さくする場合に、導電性ボール５２０の弾性復元力が導電性ボール５２０に加えられる圧力に非線形的に対応することができる。
【００７４】
従って、本発明による表示装置１０１のパッド部３００は、接着圧力によって導電性ボール５２０が圧縮されてパッド部３００に食い込むように、パッド部３００が第１導電層３１０及び第１導電層３１０に比べて硬度がより低い第２導電層３２０を含むように構成した。
【００７５】
つまり、本発明は、従来技術の問題点を解決するための発明であって、単にパッド部３００を複数の層で構成したのではなく、解明過程として実験及びシミュレーションを通して導電性ボール５２０とパッド部３００との間の関係を考慮して、パッド部３００を複数の層で構成した。
【００７６】
以上のように、本発明の実施形態による表示装置１０１は、第２導電層３２０が第１導電層３１０に比べて電気伝導度が高く、硬度が低い物質で構成されていて、第２導電層３２０の厚さが導電性ボール５２０によって窪んだ溝の深さに比べて厚いため、接着圧力によって導電性ボール５２０が圧縮されてパッド部３００の第２導電層３２０に容易に食い込むことができる。このように、接着圧力によって導電性ボール５２０が圧縮されて第２導電層３２０に容易に食い込んで、導電性ボール５２０とパッド部３００との間の接触圧力及び接触面積が大きくなると同時に、導電性ボール５２０の弾性復元力は接着圧力の増加と非線形的に対応するため、導電性ボール５２０とパッド部３００との間及び導電性ボール５２０と連結端子４２０との間の接触抵抗が低減される。つまり、集積回路チップ４００とパッド部３００との間の電子の移動度が増加すると同時に、集積回路チップ４００とパッド部３００との間の断線も防止される。
【００７７】
また、第２導電層３２０が第１導電層３１０上の導電性ボール５２０に対向する領域にだけ形成されることによって、第２導電層３２０を簡単なメッキ工程（ｐｌａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）などを利用してソース電極及びドレイン電極から延長された第１導電層３１０上に形成することができるため、安い製造費用で本発明を実現することができる。このように、薄膜トランジスターを形成するソース電極及びドレイン電極と同一な物質で形成されるいかなるパッド部にも本発明を適用することができるため、表示装置のソース電極及びドレイン電極を構成する物質の種類に関係なく、多様な表示装置のパッド部に本発明を適用して、集積回路チップ４００と配線基板１００との間の接触抵抗を低減させて、集積回路チップ４００と配線基板１００との間の断線を防止することができる。つまり、本発明は、前述した原因が発生するいずれの表示装置にも適用することができるほど、汎用性が優れた発明であると同時に、前述した原因を簡単に解決することができる基本的な発明である。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７９】
１０、２０ 薄膜トランジスター
８０ 蓄電素子
１００ 配線基板
１０１ 表示装置
１１０ 基板本体部
１２０ 配線部
１３０ 有機発光素子
１３１ スイッチング半導体層
１３２ 駆動半導体層
１５１ ゲートライン
１５２ スイッチングゲート電極
１５５ 駆動ゲート電極
１５８、１７８ 蓄電板
１６１ 層間絶縁膜
１７１ データライン
１７２ 共通電源ライン
１７３ スイッチングソース電極
１７４ スイッチングドレイン電極
１７６ 駆動ソース電極
１７７ 駆動ドレイン電極
２００ 封止基板
３００ パッド部
３１０，３２０ 導電層
４００ 集積回路チップ
４１０ 回路チップ本体部
４２０ 連結端子
５００ 異方性導電フィルム
５１０ 接着層
５２０ 導電性ボール
５２１ 中心部
５２２ 外郭部
７１０、７３０ 電極
７２０ 有機発光層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線部が形成された配線基板と、
前記配線基板に実装された集積回路チップと、
前記配線部から延長されて前記配線基板と前記集積回路チップとの間に位置して前記集積回路チップと連結されるパッド部とを含み、
前記パッド部は、
前記配線部から延長される第１導電層と、
前記第１導電層上に位置して、前記第１導電層に比べて硬度が低い第２導電層とを含むことを特徴とする、表示装置。
【請求項２】
前記集積回路チップは、
回路チップ本体部と、
前記回路チップ本体部から延長されて前記パッド部と連結される連結端子とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記集積回路チップと前記パッド部との間に位置して、前記配線基板に前記集積回路チップを実装する異方性導電フィルムをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記異方性導電フィルムは、前記連結端子と前記第２導電層との間を直接連結する導電性ボールを含むことを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記導電性ボールは、弾性材料を含む中心部、及び前記中心部を囲んで、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一つを含む外郭部を含むことを特徴とする、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１導電層は複数の層を含み、前記複数の層のうちの前記第２導電層と隣接する層はチタン（Ｔｉ）を含むことを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２導電層は、前記第１導電層に比べて電気伝導度が高いことを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第２導電層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記導電性ボールは、前記第２導電層と前記連結端子との間で加圧されることで圧縮されていることを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２導電層及び前記連結端子は前記導電性ボールによって窪み、
前記第２導電層の厚さは、前記導電性ボールによって窪んだ溝の深さに比べて厚いことを特徴とする、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第２導電層は、前記第１導電層上で前記導電性ボールに対向する領域にだけ形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記配線部は、薄膜トランジスターを形成するソース電極及びドレイン電極を含み、
前記第１導電層は、前記ソース電極及びドレイン電極と同一な物質であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記配線基板は、
前記ドレイン電極と電気的に連結される第１電極と、
前記第１電極上に位置する有機発光層と、
前記有機発光層上に位置する第２電極とをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記配線基板に比べて面積が小さい封止基板をさらに含み、
前記集積回路チップは、前記封止基板と隣接して露出された配線基板の周縁領域に実装されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１】
配線部が形成された配線基板と、
前記配線基板に実装された集積回路チップと、
前記配線部から延長されて前記配線基板と前記集積回路チップとの間に位置して前記集積回路チップと連結されるパッド部とを含み、
前記パッド部は、
前記配線部から延長される第１導電層と、
前記第１導電層上に位置して、前記第１導電層に比べて硬度が低い第２導電層とを含むことを特徴とする、表示装置。
【請求項２】
前記集積回路チップは、
回路チップ本体部と、
前記回路チップ本体部から延長されて前記パッド部と連結される連結端子とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記集積回路チップと前記パッド部との間に位置して、前記配線基板に前記集積回路チップを実装する異方性導電フィルムをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記異方性導電フィルムは、前記連結端子と前記第２導電層との間を直接連結する導電性ボールを含むことを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記導電性ボールは、弾性材料を含む中心部、及び前記中心部を囲んで、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一つを含む外郭部を含むことを特徴とする、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１導電層は複数の層を含み、前記複数の層のうちの前記第２導電層と隣接する層はチタン（Ｔｉ）を含むことを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２導電層は、前記第１導電層に比べて電気伝導度が高いことを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第２導電層は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記導電性ボールは、前記第２導電層と前記連結端子との間で加圧されることで圧縮されていることを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２導電層及び前記連結端子は前記導電性ボールによって窪み、
前記第２導電層の厚さは、前記導電性ボールによって窪んだ溝の深さに比べて厚いことを特徴とする、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第２導電層は、前記第１導電層上で前記導電性ボールに対向する領域にだけ形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記配線部は、薄膜トランジスターを形成するソース電極及びドレイン電極を含み、
前記第１導電層は、前記ソース電極及びドレイン電極と同一な物質であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記配線基板は、
前記ドレイン電極と電気的に連結される第１電極と、
前記第１電極上に位置する有機発光層と、
前記有機発光層上に位置する第２電極とをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記配線基板に比べて面積が小さい封止基板をさらに含み、
前記集積回路チップは、前記封止基板と隣接して露出された配線基板の周縁領域に実装されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−５３６５１（Ｐ２０１１−５３６５１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３３２３４（Ｐ２０１０−１３３２３４）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（３０８０４０３５１）三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（３０８０４０３５１）三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【Ｆターム（参考）】
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