JP2015076485A

JP2015076485A - 表示装置

Info

Publication number: JP2015076485A
Application number: JP2013211328A
Authority: JP
Inventors: 伴和齋藤; Tomokazu Saito
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2015-04-20
Also published as: US9753340B2; US20150098035A1

Abstract

【課題】ＬＣＤ端子とドライバＩＣバンプの接続オープンを防止可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示パネル１００の端子１０５が、ＡＣＦを介してドライバＩＣ１２０のバンプ１２１ａ、１２１ｂに接続された表示装置において、ドライバＩＣは互いに対向する長辺に沿って配置された入力バンプ列１２１ｂと出力バンプ列１２１ａとを有し、ドライバＩＣの、短辺の幅Ａ≧１．４５ｍｍ、厚さＢ≰０．２０ｍｍ、入出力間バンプ寸法Ｃ≧１．１０ｍｍ、バンプ長さＤ≧９８μｍ、最小バンプ間寸法Ｆ≰１５μｍ、出力バンプ列数Ｇ≧２列、及びＡＣＦ導電粒子１３２の径Ｅ≰３．５μｍの内、６個以内の構成が含まれる。【選択図】図６

Description

本発明は、表示装置に関する。

表示装置は、携帯電話やデジタルカメラをはじめ様々な電子機器の表示部に広く使用されており、液晶表示装置では液晶表示（ＬＣＤ）パネルと、このＬＣＤパネルを駆動制御する回路が搭載されたドライバＩＣとを備えている。

ＬＣＤパネルは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等が形成されたＴＦＴ基板（ガラス基板）と、カラーフィルタ（ＣＦ）等が形成されたＣＦ基板との間に液晶が封止された構成を有する。このようなＬＣＤパネルにおいて、配線が形成されたＴＦＴ基板上に裸のドライバＩＣ（パッケージングされていない状態のＩＣ）を直に実装するＣＯＧ（Chip On Glass）方式が採用されている。このＣＯＧ方式におけるＩＣチップの実装方法として、例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）と呼ばれる異方性導電膜を用いる方法が知られている。このＡＣＦを用いた実装では、圧着ヘッドを用いてＡＣＦを加熱・加圧することにより、ＴＦＴ基板上に形成された配線の一部からなる接続部（ＬＣＤ端子）と、ドライバＩＣの回路形成面（主面）に形成されたバンプとがＡＣＦ中の導電粒子を介して電気的にかつ機械的に接続される。ＡＣＦとしては、例えばエポキシ系の熱硬化型絶縁性樹脂と多数の導電粒子とを有するシート状のものが用いられている。ＡＣＦを用いたＣＯＧ方式の液晶表示装置については、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２０１２−２２７４８０号公報

ドライバＩＣは片面に回路が成膜され、ＬＣＤ端子接続用に入力及び出力側用にバンプが配置されている。このバンプは、一般的にドライバＩＣの長辺側の端面付近に配置される場合が多い。表示装置は高精細化、薄膜化の方向にあり、それに伴いドライバＩＣに設けられている複数のバンプ１２１ａ、１２１ｂは、図５に示すようにドライバＩＣ１２０の長辺側の両端に配置されると共に、特に出力側はバンプ数が多くなるため、２列〜４列の千鳥配列となることがあり（図では２列）、互いの間の距離は小さく、ドライバＩＣは薄型化の傾向にある。そこで発明者等は、このような構成の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板へのドライバＩＣ接続の課題について検討した。なお、符号１２２はアライメントマークを示す。

図２はＡＣＦを用いてＴＦＴ基板へドライバＩＣを接続するための熱圧着方法の説明図である。圧着ツール３００の下に、ＡＣＦ１３０を介してＬＣＤパネル１００とドライバＩＣ１２０とが配置される。圧着ツール３００でドライバＩＣ１２０を加熱・加圧する際、圧着ツール３００とドライバＩＣ１２０との間にはＡＣＦの圧着ツールへの付着やドライバＩＣへの汚染防止が可能でクッション性のあるテフロン(登録商標)シートが緩衝材３１０として挿入される。緩衝材（テフロンシート）３１０の厚さとしては０．０３〜０．１ｍｍである。

図２のａ−ａ’ラインにおける断面図を図３に示す。ＬＣＤパネル１００のＴＦＴ基板（ガラス基板）部分にはＬＣＤ端子１０５が形成され、ドライバＩＣ１２０には金（Ａｕ）バンプ１２１が形成されており、ＬＣＤパネル１００とドライバＩＣ１２０との間にはＡＣＦ接着剤層１３１と多数のＡＣＦ導電粒子１３２を含むＡＣＦ１３０が配置されている（図３左図）。

この状態から、テフロンシート３１０を介して圧着ツール３００の圧着ヘッド３０１を下降させる（図３右図）。これによりＡＣＦ導電粒子１３２はＬＣＤ端子１０５とドライバＩＣ１２０のバンプ１２１間で潰され導通が得られる。また、ＡＣＦ接着剤層１３１は熱硬化されるため、ＡＣＦは加圧されたときの状態が維持され、ドライバＩＣ１２０は液晶パネルに固定される。

作製したＬＣＤパネル１００の外観を図１（ａ）に示す。ＬＣＤパネル１００の大半は表示領域１１０であり、主に一辺（ここでは上端部）に端子領域があり、その端子領域にドライバＩＣ１２０およびＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２００が実装されている。従来であれば、ドライバＩＣ１２０のバンプ１２１とＬＣＤパネル１００のＬＣＤ端子１０５とはＡＣＦ１３０中の導電粒子１３２を介して電気的に接続されるはずであった。しかしながら、このＬＣＤパネルは、図１（ｂ）に示すような縦又は横に線が見える線欠陥１１１や、場合によっては図１（ｃ）に示すように表示画面全体が異常（又は非表示）１１２となり、実際にはＬＣＤ端子１０５とドライバＩＣ１２０のバンプ１２１との導通が必ずしも得られない（接続オープン）ことが判明した。

本発明の目的は、表示パネル端子とドライバＩＣバンプとを異方導電性膜を用いて接続する場合であっても、これらの間の接続オープンを防止可能な表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するための一実施形態として、表示パネルと、異方導電性膜を介して前記表示パネルに接続された矩形状のドライバＩＣとを備えた表示装置において、
前記ドライバＩＣは互いに対向する長辺に沿って入力バンプ列と出力バンプ列とを有し、
（１）前記ドライバＩＣの短辺の幅Ａ≧１．４５ｍｍ、
（２）前記ドライバＩＣの厚さＢ≦０．２０ｍｍ、
（３）前記ドライバＩＣの入出力間バンプ寸法Ｃ≧１．１０ｍｍ、
（４）前記ドライバＩＣのバンプ長さＤ≧９８μｍ、
（５）前記異方導電性膜に含まれる導電粒子径Ｅ≦３．５μｍ、
（６）前記ドライバＩＣの最小バンプ間寸法Ｆ≦１５μｍ、
（７）前記ドライバＩＣの出力バンプ列の数Ｇ≧２列、
の７項目の内、６個以内の構成が含まれていることを特徴とする表示装置とする。

本発明によれば、表示パネル端子とドライバＩＣバンプとを異方導電性膜を用いて接続する場合であっても、これらの間の接続オープンを防止可能な表示装置を提供することができる。

発明者等が検討した液晶表示装置のＬＣＤパネルの説明であり、（ａ）は外観の概略平面図、（ｂ）は表示欠陥の一例、（ｃ）は表示欠陥の他の例を示す。ＡＣＦを用いてＴＦＴ基板へドライバＩＣを接続するための一般的な熱圧着方法の説明図である。図２のａ−ａ’ラインにおける断面図であり、（ａ）は熱圧着前の状態、（ｂ）は熱圧着を行っている状態を示す。発明者等の検討結果を説明するための図であり、（a）は加熱ヘッドを用いてドライバＩＣとＬＣＤパネルとを圧着した時の状態を示す要部断面図（図２のａ−ａ’ライン対応）、（ｂ）は（a）の丸部の部分拡大図を示す。発明者等が検討した液晶表示装置におけるドライバＩＣの概略平面図である。本発明の第１の実施例に係る表示装置の要部概略図であり、(a)は図２のａ−ａ’ラインに対応する箇所の断面図、（ｂ）は図５の領域ｂの拡大平面図である。

発明者等は、ドライバＩＣを薄くする等今後の製品を睨んだ構成で、図１（ｂ）に示した線欠陥や図１（ｃ）で示した表示画面全体の表示異常が生じる原因について検討した。その結果、表示異常は、ドライバＩＣの長辺側に沿って形成された出力側バンプ、しかも２列の内の外側のバンプでの接続オープンが主原因であることが判った。

図４を用いて更に詳しく説明する。図４（ａ）は加熱ヘッドを用いてドライバＩＣとＬＣＤパネルとを圧着した時の断面模式図（図２のａ−ａ’ライン対応）、図４（ｂ）は（ａ）の丸部の部分拡大図である。圧着ヘッド３０１をドライバＩＣに押し付けると、ドライバＩＣのバンプ配置により加圧力がバンプの無い領域に逃げ、ドライバＩＣの短辺中央部（バンプの無い領域）に変形（反り）が発生する。この変形のために出力側バンプでは、２列の内の内側のバンプの内側の角部（図４（ｂ）の★で示す部分）が支点となり外側のバンプ（破線部分）が浮き、圧痕弱が発生したと推定された。発明者が更に検討した結果、この現象は、ドライバＩＣの厚みだけでなく、ドライバＩＣの幅、入出力間バンプ寸法、バンプ長さ、ＡＣＦ中の導電粒子径、最小バンプ間寸法、出力バンプ列数と密接な関係のあることを見出した。

図６は、関連する項目を説明するための図であり、図６(a)は図２ａ−ａ’ラインに対応する箇所の液晶表示装置の要部概略断面図、図６（ｂ）は図５の領域ｂの拡大平面図である。記号ＡはドライバＩＣの幅を示す（図６（ｂ））。記号Ａで圧痕弱発生する境界の値は、１．４５ｍｍであり、それ以上で発生する傾向にある。記号ＢはドライバＩＣの厚みを示す。記号Ｂでの境界値は、０．２０ｍｍであり、それ以下で発生する傾向にある。記号Ｃは入出力間バンプ寸法であり、境界値は１．１０ｍｍで、それ以上で発生する傾向にある。記号Ｄはバンプ長であり、境界値は９８μｍで、それ以上で発生する傾向にある。記号ＤはＡＣＦ導電粒子径で、境界値は３．５μｍである。記号Ｆは最小バンプ間寸法であり、入力側バンプ間と出力側バンプ間と出力側バンプ千鳥間寸法の中で、最も狭い箇所の寸法が該当し、境界値は１５μｍである。記号Ｇは出力バンプ列の数で、出力バンプが千鳥配列の場合の列数を示し、境界値は２列である。以上を纏めて表１に示す。

ドライバＩＣ外側バンプ弱圧痕は、ドライバＩＣ仕様及びＡＣＦ粒子径により発生有無に差がある。これについて影響のある７項目を記載する。発明者等の検討によれば、この表において、３項目以下の組合せでは圧痕弱とはならず安定した導通が得られ線欠陥や表示画面全体の異常は見られないこと、４〜６項目の組合せでは圧痕弱の傾向はあるものの、製品製造直後には線欠陥や表示画面全体の異常は認められないこと、７個全てが圧痕弱の傾向有の値を有する場合には製品製造直後から接続オープンとなることが判った。直近のドライバＩＣは、幅広化，薄厚化，バンプ間寸法縮小（狭ピッチ対応）に伴うＡＣＦ粒子小径化の傾向にあり、従来以上に外側バンプ弱圧痕の現象で発生しやすい状況となっている。

以下、本発明について実施例により詳細に説明する。なお、本実施例では液晶表示装置を例に説明するがこれに限定されない。また、同一符号は同一構成要素を示す。

第１の実施例について表２を用いて説明する。

本実施例に係る液晶表示装置（品種３）において、ドライバＩＣの幅を１．４５ｍｍ、ドライバＩＣの厚みを０．１７ｍｍ、入出力間バンプ寸法を０．９７４ｍｍ、バンプ長さを１００μｍ、ＡＣＦ中の導電粒子径を３．２μｍ、最小バンプ間寸法を１５μｍ、出力バンプ列の数を２列（発生寸法該当項目数：６）として製造したところ、線欠陥や表示画面全体の異常が発生するほどの圧痕弱に起因する接続オープンは認められなかった。又、発生寸法該当項目数が多く、より高精細な画像を得ることができた。

本実施例によれば、表示パネル端子とドライバＩＣバンプとを異方導電性膜を用いて接続する場合であっても、これらの間の接続オープンを防止可能な表示装置を提供することができる。

第２の実施例について表２を用いて説明する。
本実施例に係る液晶表示装置（品種４）において、ドライバＩＣの幅を１．５８ｍｍ、ドライバＩＣの厚みを０．１７ｍｍ、入出力間バンプ寸法を１．０１６ｍｍ、バンプ長さを９６μｍ、ＡＣＦ中の導電粒子径を３．２μｍ、最小バンプ間寸法を１４μｍ、出力バンプ列の数を２列（発生寸法該当項目数：５）として製造したところ、線欠陥や表示画面全体の異常が発生するほどの圧痕弱に起因する接続オープンは認められなかった。又、発生寸法該当項目数が多く、より高精細な画像を得ることができた。

第２の実施例について表２を用いて説明する。
本実施例に係る液晶表示装置（品種５）において、ドライバＩＣの幅を１．５６ｍｍ、ドライバＩＣの厚みを０．１７ｍｍ、入出力間バンプ寸法を１．１０２ｍｍ、バンプ長さを９０μｍ、ＡＣＦ中の導電粒子径を４．０μｍ、最小バンプ間寸法を１６μｍ、出力バンプ列の数を２列（発生寸法該当項目数：４）として製造したところ、線欠陥や表示画面全体の異常が発生するほどの圧痕弱に起因する接続オープンは認められなかった。又、発生寸法該当項目数が多く、より高精細な画像を得ることができた。

第４の実施例について表２を用いて説明する。
本実施例に係る液晶表示装置（品種６）において、ドライバＩＣの幅を１．３６ｍｍ、ドライバＩＣの厚みを０．１７ｍｍ、入出力間バンプ寸法を１．０５２ｍｍ、バンプ長さを１００μｍ、ＡＣＦ中の導電粒子径を３．２μｍ、最小バンプ間寸法を１４μｍ、出力バンプ列の数を１列（発生寸法該当項目数：４）として製造したところ、線欠陥や表示画面全体の異常が発生するほどの圧痕弱に起因する接続オープンは認められなかった。又、発生寸法該当項目数が多く、より高精細な画像を得ることができた。

第５の実施例について表２を用いて説明する。
本実施例に係る液晶表示装置（品種７）において、ドライバＩＣの幅を１．２７ｍｍ、ドライバＩＣの厚みを０．１７ｍｍ、入出力間バンプ寸法を０．６８９ｍｍ、バンプ長さを１００μｍ、ＡＣＦ中の導電粒子径を３．２μｍ、最小バンプ間寸法を１７μｍ、出力バンプ列の数を３列（発生寸法該当項目数：４）として製造したところ、線欠陥や表示画面全体の異常が発生するほどの圧痕弱に起因する接続オープンは認められなかった。又、発生寸法該当項目数が多く、より高精細な画像を得ることができた。

本発明の第６の実施例について表２を用いて説明する。
本実施例に係る液晶表示装置（品種８）において、ドライバＩＣの幅を１．００ｍｍ、ドライバＩＣの厚みを０．２０ｍｍ、入出力間バンプ寸法を０．５２０ｍｍ、バンプ長さを７０μｍ、ＡＣＦ中の導電粒子径を３．２μｍ、最小バンプ間寸法を１７μｍ、出力バンプ列の数を２列（発生寸法該当項目数：３）として製造したところ、圧痕弱に起因する接続オープンの発生は認められず、線欠陥や表示画面全体の異常は見られなかった。また、長期信頼性も良好であった。

本実施例によれば、表示パネル端子とドライバＩＣバンプとを異方導電性膜を用いて接続する場合であっても、これらの間の接続オープンを防止可能な表示装置を提供することができる。また、線欠陥等の発生寸法該当項目数を３個とすることにより長期信頼性を高めることができる。

本発明の第７の実施例について表２を用いて説明する。
本実施例に係る液晶表示装置（品種９）において、ドライバＩＣの幅を０．７５ｍｍ、ドライバＩＣの厚みを０．２０ｍｍ、入出力間バンプ寸法を０．３８２ｍｍ、バンプ長さを９０μｍ、ＡＣＦ中の導電粒子径を３．２μｍ、最小バンプ間寸法を１６μｍ、出力バンプ列の数を２列（発生寸法該当項目数：３）として製造したところ、圧痕弱に起因する接続オープンの発生は認められず、線欠陥や表示画面全体の異常は見られなかった。また、長期信頼性も良好であった。

本発明の第８の実施例について表２を用いて説明する。
本実施例に係る液晶表示装置（品種１０）において、ドライバＩＣの幅を１．１０ｍｍ、ドライバＩＣの厚みを０．２３ｍｍ、入出力間バンプ寸法を０．７００ｍｍ、バンプ長さを９０μｍ、ＡＣＦ中の導電粒子径を３．２μｍ、最小バンプ間寸法を２０μｍ、出力バンプ列の数を２列（発生寸法該当項目数：２）として製造したところ、圧痕弱に起因する接続オープンの発生は認められず、線欠陥や表示画面全体の異常は見られなかった。また、長期信頼性も良好であった。なお、発生寸法該当項目数を０にすることにより、安定した導通を得ることができる。

本実施例によれば、表示パネル端子とドライバＩＣバンプとを異方導電性膜を用いて接続する場合であっても、これらの間の接続オープンを防止可能な表示装置を提供することができる。また、線欠陥等の発生寸法該当項目数を２個とすることにより長期信頼性を高めることができる。

〔比較例１〕
第１の比較例について表２を用いて説明する。
本比較例に係る液晶表示装置（品種１）において、ドライバＩＣの幅を１．５５ｍｍ、ドライバＩＣの厚みを０．１７ｍｍ、入出力間バンプ寸法を１．１２６ｍｍ、バンプ長さを９８μｍ、ＡＣＦ中の導電粒子径を３．２μｍ、最小バンプ間寸法を１５μｍ、出力バンプ列の数を２列（発生寸法該当項目数：７）として製造したところ、圧痕弱に起因する接続オープンが発生し、線欠陥や表示画面全体の異常が発生した。

〔比較例２〕
第２の比較例について表２を用いて説明する。
本比較例に係る液晶表示装置（品種２）において、ドライバＩＣの幅を１．７２ｍｍ、ドライバＩＣの厚みを０．２０ｍｍ、入出力間バンプ寸法を１．２３２ｍｍ、バンプ長さを１１０μｍ、ＡＣＦ中の導電粒子径を３．２μｍ、最小バンプ間寸法を１４μｍ、出力バンプ列の数を２列（発生寸法該当項目数：７）として製造したところ、圧痕弱に起因する接続オープンが発生し、線欠陥や表示画面全体の異常が発生した。

なお、実施例では液晶表示装置を用いて説明したが、液晶表示装置以外の有機ＥＬ表示装置等の他の表示装置への適用も可能である。また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１００…ＬＣＤパネル、１０５…ＬＣＤ端子、１１０…表示領域、１１１…線欠陥、１１２…異常表示（又は非表示）、１２０…ドライバＩＣ、１２１…バンプ、１２１ａ…出力側バンプ、１２１ｂ…入力側バンプ、１２２…アライメントマーク、１３０…ＡＣＦ（Anisotoropic Conductive Film：異方導電性膜）、１３１…ＡＣＦ接着剤層、１３２…ＡＣＦ導電粒子、２００…ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）、３００…圧着ツール、３０１…圧着ヘッド、３１０…緩衝材（テフロンシート）。

Claims

表示パネルと、異方導電性膜を介して前記表示パネルに接続された矩形状のドライバＩＣとを備えた表示装置において、
前記ドライバＩＣは互いに対向する長辺に沿って入力バンプ列と出力バンプ列とを有し、
（１）前記ドライバＩＣの短辺の幅Ａ≧１．４５ｍｍ、
（２）前記ドライバＩＣの厚さＢ≦０．２０ｍｍ、
（３）前記ドライバＩＣの入出力間バンプ寸法Ｃ≧１．１０ｍｍ、
（４）前記ドライバＩＣのバンプ長さＤ≧９８μｍ、
（５）前記異方導電性膜に含まれる導電粒子径Ｅ≦３．５μｍ、
（６）前記ドライバＩＣの最小バンプ間寸法Ｆ≦１５μｍ、
（７）前記ドライバＩＣの出力バンプ列の数Ｇ≧２列、
の７項目の内、６個以内の構成が含まれていることを特徴とする表示装置。
請求項１記載の表示装置において、
前記６個以内の構成は、上記（２）を含むことを特徴とする表示装置。
請求項２記載の表示装置において、
前記６個以内の構成は、上記（５）を含むことを特徴とする表示装置。
請求項３記載の表示装置において、
前記１個以上６個以内の構成は、上記（７）を含むことを特徴とする表示装置。
請求項１記載の表示装置において、
前記ドライバＩＣは、パッケージングされていない状態で前記表示パネルに接続されるものであることを特徴とする表示装置。
表示パネルと、異方導電性膜を介して前記表示パネルに接続された矩形状のドライバＩＣとを備えた表示装置において、
前記ドライバＩＣは互いに対向する長辺に沿って入力バンプ列と出力バンプ列とを有し、
（１）前記ドライバＩＣの短辺の幅Ａ≧１．４５ｍｍ、
（２）前記ドライバＩＣの厚さＢ≦０．２０ｍｍ、
（３）前記ドライバＩＣの入出力間バンプ寸法Ｃ≧１．１０ｍｍ、
（４）前記ドライバＩＣのバンプ長さＤ≧９８μｍ、
（５）前記異方導電性膜に含まれる導電粒子径Ｅ≦３．５μｍ、
（６）前記ドライバＩＣの最小バンプ間寸法Ｆ≦１５μｍ、
（７）前記ドライバＩＣの出力バンプ列の数Ｇ≧２列、
の７項目の内、３個以内の構成が含まれていることを特徴とする表示装置。
請求項６記載の表示装置において、
前記３個以内の構成は、上記（５）を含むことを特徴とする表示装置。
請求項６記載の表示装置において、
前記３個以内の構成は、上記（７）を含むことを特徴とする表示装置。
請求項６記載の表示装置において、
前記３個以内の構成は、上記（２）を含むことを特徴とする表示装置。
請求項６記載の表示装置において、
前記ドライバＩＣは、パッケージングされていない状態で前記表示パネルに接続されるものであることを特徴とする表示装置。