JP2015200753A

JP2015200753A - 表示装置

Info

Publication number: JP2015200753A
Application number: JP2014078981A
Authority: JP
Inventors: 浅賀　恒行; Tsuneyuki Asaga; 恒行浅賀
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2014-04-07
Publication date: 2015-11-12
Also published as: US20150287707A1; US9412726B2

Abstract

【課題】紫外線硬化型の異方性導電膜の電気的接続の信頼性をより高めた表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、複数の画素が配置され、画素毎に画像を表示させる回路が形成される基板（３０１）と、基板上に形成された端子である基板端子（１２２）と、異方性導電膜を介して端子と電気的に接続される電子部品の端子である電子部品端子（１８２）と、を備え、基板端子において異方性導電膜と導通する導電領域（３１８）は、光透過性のある材料が基板面に垂直方向に貫く光透過部（３１０）を有している、ことを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関する。

コンピュータ等の情報通信端末やテレビ受像機の表示デバイスとして、液晶表示装置が広く用いられている。また、有機ＥＬ（Electro-Luminescent）表示装置も、薄型の表示装置として知られている。このような薄型の表示装置の表示パネルは、基板上の表示領域の各画素に形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を動作させることにより表示を行なう。ここで、ＴＦＴは、表示領域外に搭載される半導体集積回路素子である駆動ＩＣ（Integrated Circuit）により駆動されており、通常、駆動ＩＣの端子（バンプ）と基板上の配線とは、異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）等を用いて接続される。

特許文献１は、ガラスパネル上に形成したパターン電極とＦＰＣ（Flexible Printed Circuits：フレキシブルプリント配線基板）上に形成したパターン電極とを、ＵＶ（Ultra Violet）硬化型の材料により接合することについて開示している。

特開２００８−１７２１３８号公報

従来から表示装置の配線と駆動ＩＣの端子（バンプ）やＦＰＣの端子とは、熱硬化性の異方性導電膜を利用して圧着されていた。しかしながら、熱硬化性の異方性導電膜では、圧着時の熱により表示パネルが反り、表示装置の表示において輝度ムラが発生することがあった。また、表示パネル上にタッチパネルを装着する場合には、表示パネルの反りにより、タッチパネル及び表示パネルの両方において偏った応力分布となることから、更に輝度ムラ等の発生の原因となっていた。一方で、表示装置の基板が可撓性又は柔軟性のある材料により形成されたシートディスプレイでは、基板の熱による変形が大きいため、熱硬化性の異方性導電膜を直接用いることは難しかった。

ここで、紫外線硬化型の異方性導電膜は、熱硬化性の異方性導電膜と比較して必要とする加熱温度が低いため、上述の課題の解決策として紫外線の照射により硬化させる紫外線硬化型の異方性導電膜を利用することが考えられる。しかしながら、基板上の端子は、遮光性のある金属から形成されており、異方性導電膜に十分な紫外線を照射できない箇所が生じ、接続の信頼性が十分ではない恐れがあった。

本発明は上述の事情に鑑みてされたものであり、紫外線硬化型の異方性導電膜の接続の信頼性をより高めた表示装置を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、複数の画素が配置され、前記画素毎に画像を表示させる回路が形成される基板と、前記基板上に形成された端子である基板端子と、異方性導電膜を介して前記端子と電気的に接続される電子部品の端子である電子部品端子と、を備え、前記基板端子において前記異方性導電膜と導通する導電領域は、少なくとも一部において、光透過性のある材料が前記基板面に垂直方向に貫く光透過部を有している、ことを特徴とする表示装置である。

また、本発明の表示装置において、前記光透過部は、複数の層から構成され、前記複数の層のうち、少なくとも一つは無機絶縁材料からなる層であってもよい。

また、本発明の表示装置において、前記導電領域は、遮光性のある金属材料からなる金属部を有し、前記光透過部は、前記金属部に挟まれて前記垂直方向に延びていてもよい。また、この場合には、前記光透過部は、平面視において、前記導電領域の複数箇所に形成されていてもよく、更に、それぞれ円形であってもよい。また、前記光透過部は、平面視において、帯状に複数並列して形成されていてもよい。また、前記金属部に挟まれた前記光透過部の幅は、前記異方性導電膜の金属粒子の１／３以下の幅であることとしてもよい。

本発明の実施形態に係る表示装置について概略的に示す図である。異方性導電膜を介して接続される端子を概略的に示す平面図である。図２のIII−III線における断面について示す図であり、バンプと異方性導電膜との接続の様子と併せて示す断面図である。図３の構造における各膜の膜厚の例について示す表である。図３の構造の比較例に係る端子の断面図である。図５の構造における各膜の膜厚の例について示す表である。第１の変形例におけるＴＦＴ基板上に形成された端子の概略を示す平面図である。図７のVIII−VIII線に沿った断面を概略的に示す図である。図８の構造における各膜の膜厚の例について示す表である。第２の変形例における端子を概略的に示す平面図である。図１０のXI−XI線に沿った断面を概略的に示す図である。第３の変形例における端子を概略的に示す平面図である。第４の変形例における端子を概略的に示す平面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

図１には、本発明の実施形態に係る表示装置１００が概略的に示されている。この図に示されるように、表示装置１００は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）基板１２０及び対向基板１５０の２枚の基板を有し、互いに重ねあわされている。表示装置１００のＴＦＴ基板１２０及び対向基板１５０には、マトリクス状に配置された画素２１０からなる表示領域２０５が形成されている。

ＴＦＴ基板１２０は透明のガラス又は樹脂の絶縁材料からなる基板であり、ＴＦＴ基板１２０には、画素２１０のそれぞれに配置された画素トランジスタの走査信号線に対してソース・ドレイン間を導通させるための電位を印加すると共に、画像信号線に対して画素２１０の階調値に対応する電圧を印加する半導体集積回路素子である駆動ＩＣ（Integrated Circuit）１８０が載置されている。また、外部から画像信号等を入力するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）１９１が取付けられている。ここで、図１では２枚の基板が重ね合わせられる表示装置１００について示しているが、対向基板１５０を有さずに１枚の基板で表示を行う表示装置であってもよい。

また、ＴＦＴ基板１２０上には、電気信号の授受を行う端子である基板端子１２２が形成され、基板端子１２２は、異方性導電膜３１１（後述）を介して駆動ＩＣ１８０の端子である電子部品端子（以下「バンプ」という。）１８２と接続される。また、同様に、ＴＦＴ基板１２０上には、ＦＰＣ１９１の電子部品端子１９４と異方性導電膜を介して接続される基板端子１２４も形成されている。

図２には、ＴＦＴ基板１２０上でバンプ１８２と異方性導電膜３１１を介して接続される基板端子１２２の平面図が概略的に示されている。この図に示されるように、基板端子１２２は配線３２０の端部に形成され、表面は配線と同じ第１透明導電膜３０６に覆われている。基板端子１２２は、第１透明導電膜３０６を含む光透過性のある材料がＴＦＴ基板１２０の面に垂直方向に貫いて形成される光透過部３１０を有している。

図３は、図２のIII−III線における断面であり、バンプ１８２と異方性導電膜３１１との接続の様子と併せて示す断面図である。この図に示されるように、基板端子１２２は、異方性導電膜３１１を介してバンプ１８２と圧着されている。基板端子１２２は、ガラス等の透明性のある絶縁材料からなる基板３０１上に形成されたポリシリコン等からなる透明性のある下地膜３０７と、その端部を覆うように形成されたＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）等からなる絶縁膜３０２と、ＳｉＮ又はＳｉＯ等からなる第１無機絶縁膜３０３と、ＳｉＮ又はＳｉＯ等の無機絶縁膜からなり光を透過する光透過膜３０８と、第１無機絶縁膜３０３及び光透過膜３０８上に形成されたインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：Indium Zinc Oxide）等の材料からなる透明導電膜からなる第２透明導電膜３０４と、第２透明導電膜３０４の端部を覆って形成されたＳｉＮ等からなる第２無機絶縁膜３０５と、第２透明導電膜３０４及び第２無機絶縁膜３０５上に形成されたインジウムスズ酸化物やインジウム亜鉛酸化物等の材料からなる第１透明導電膜３０６と、から構成されている。

ここで、基板端子１２２は、バンプ１８２が重なる部分のうち、基板端子１２２が厚く形成されている部分、すなわち、圧着後に異方性導電膜３１１に含まれる金属粒子が接触し、バンプ１８２と基板端子１２２との導通を担う部分となる導電領域３１８を有している。本実施形態においては、この導電領域３１８におけるＴＦＴ基板１２０の基板面を垂直方向に貫く膜は、下地膜３０７、光透過膜３０８、第１透明導電膜３０６及び第２透明導電膜３０４であり、これらはそれぞれ光を透過するため、光透過部３１０となる。

図４は、図３の構造における各膜の膜厚の例について示す表である。ここで、第１無機絶縁膜３０３及び光透過膜３０８は同じ材料で形成することができ、この場合には同一の製造工程において同時に成膜することができる。これにより製造工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。しかしながら、光透過膜３０８は、第１無機絶縁膜３０３と同じ材料や絶縁膜に限られず、インジウムスズ酸化物やインジウム亜鉛酸化物その他の光透過性のある材料を用いることができる。

なお、表示領域２０５において用いられる薄膜トランジスタの半導体をポリシリコンからなるものとした場合には、下地膜３０７は、半導体膜と同時に成膜することとしてもよい。しかし、下地膜３０７はこれ以外の材料により形成することができ、また、下地膜３０７を有さない構成であってもよい。また、表示領域２０５の薄膜トランジスタに用いられる半導体は、ポリシリコンに限られず、アモルファス、酸化物半導体その他の半導体材料を用いることができる。また、本実施形態においては、第１透明導電膜３０６及び第２透明導電膜３０４の２つの透明導電膜を重ねた構成としたが、１つの透明導電膜からなる構成や３つ以上の透明導電膜が重ねられた構成であってもよい。また、絶縁膜の種類や配置は、上述の実施形態の構成に限られず、適宜に定めることができる。また、各層の膜厚も表に示されるものに限られず、適宜定めることができる。

図５には、図３の構造の比較例に係る基板端子９２２の断面が示されている。基板端子９２２は、図３の光透過膜３０８の部分が、遮光性のある金属、例えば（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ）や（Ｔｉ／Ａｌ／ＴｉＮ）の積層構造等の遮光性のある金属膜３０９により形成されている点で異なっている。熱硬化性の異方性導電膜９１１を用いる場合には、紫外線の照射によらずに硬化させるため、このような構造であっても電気的接続の信頼性を得ることができる。しかしながら、この構造で、紫外線により硬化する異方性導電膜を用いる場合には、金属膜３０９により下から照射される紫外線が遮光され、バンプ１８２と基板端子９２２との間の異方性導電膜９１１に紫外線が照射されないため、異方性導電膜９１１を均一に硬化することが困難となり、接続不良を招く恐れがある。図６は、比較例である図５の構造における各膜の膜厚の例について示す表である。

図２及び３に示されるように、本発明の実施形態では、図６の金属膜３０９で形成された部分を、光透過膜３０８で形成することにより、透過性のある材料がＴＦＴ基板１２０の面に垂直方向に貫いた光透過部３１０を形成している。このような構成とすることにより、基板３０１側から照射される紫外線を透過することができるため、異方性導電膜３１１として紫外線硬化性のものを用いた場合であっても、基板端子１２２と重畳する異方性導電膜３１１に紫外線を照射することができるため、十分な圧着をおこなうことができる。したがって、本実施形態によれば、電子部品を紫外線硬化型の異方性導電膜を用いて接続する場合であっても、接続強度を十分なものとすることができると共に、電気的接続の信頼性をより高めることができる。

なお、上述の実施形態においては、駆動ＩＣ１８０のバンプ１８２と接続される場合について述べたが、ＦＰＣ１９１の電子部品端子１９４と接続する場合についても同様であり、同様の効果を得ることができる。また、半導体集積回路素子に限られず、ＦＰＣその他の電子部品の端子を紫外線硬化型の異方性導電膜を用いて圧着する場合に適用することができ、同様の効果を得ることができる。以下に示す各変形例においても駆動ＩＣ１８０のバンプ１８２を例に説明するが、ＦＰＣその他の電子機器の端子との接続についても同様に適用することができ、同様の効果を得ることができる。

図７〜９は、上述の実施形態の第１の変形例について示す図である。図７は、第１の変形例におけるＴＦＴ基板１２０上に形成された基板端子１２２の概略を示す平面図である。この図に示されるように第１の変形例では、光透過部３１０は平面視においてマトリクス状に配置されている。図８は、図７のVIII−VIII線に沿った断面を概略的に示す図である。この第１の変形例では、図３の実施形態と異なり、導電領域３１８における第２透明導電膜３０４の下には、光透過膜３０８の他に遮光性のある金属膜３０９が形成され、光透過膜３０８は金属膜３０９の間に形成されている。このように光透過膜３０８を金属膜３０９の間に成膜することにより、光透過部３１０において、基板３０１側から照射される紫外線を透過すると共に、導電性の高い金属膜３０９により導電性を高めることができる。したがって、紫外線硬化性の異方性導電膜９１１を用いた場合であっても、上述の実施形態と同様に、接続強度を十分なものとすることができ、電気的接続の信頼性をより高めることができると共に、更に金属膜３０９により接続抵抗を抑えることができる。

図９は、図８の構造における各膜の膜厚の例について示す表である。この表においても、図４の表に係る説明において記載したものと同様の代替材料を用いることができ、上述の効果と同様の効果を得ることができる。図８のように、金属膜３０９の間に光透過膜３０８を形成するには、金属膜３０９をフォトリソグラフィ工程等により穴を開け、その後光透過膜３０８を成膜することにより形成することができる。この場合において、図９に示されるように、光透過膜３０８の厚さを金属膜３０９の厚さに揃えて形成してもよい。光透過膜３０８と第１無機絶縁膜３０３とを同じ材料で同時に成膜する場合で、光透過膜３０８の膜厚をより小さく形成することとしてもよい。光透過膜３０８の材料が第１無機絶縁膜３０３と同じ場合には、同時に成膜することができるため、製造工程を削減し、製造コストを抑えることができる。ここで、金属膜３０９は、（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ）又は（Ｔｉ／Ａｌ／ＴｉＮ）の積層構造としたが、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｆｅ等を含むその他の金属で形成することができる。また、各層の膜厚は表に示すものに限られず、適宜定めることができる。

図１０及び１１は、上述の実施形態の第２の変形例について示す図である。図１０は、第２の変形例における基板端子１２２を概略的に示す平面図である。この図に示されるように第２の変形例では、基板端子１２２が平面視で長辺及び短辺を有する矩形であり、長辺に沿って帯状の光透過部３１０が複数並列して延びている。図１１は、図１０のXI−XI線に沿った断面を概略的に示す図である。この第２の変形例では、第１の変形例と同様に、導電領域３１８における第２透明導電膜３０４の下には、光透過膜３０８の他に金属膜３０９が形成され、光透過膜３０８は金属膜３０９の間に形成されている。従って、第１の変形例と同様の効果を得ることができる。また、第１の変形例と同様の代替材料を用いることができる。ここで、帯状の光透過部３１０の幅Ｗを異方性導電膜３１１の金属粒子の粒径に対し１／３以下の幅とすることができる。１／３以下の幅とすることにより、異方性導電膜３１１の圧着時に金属粒子が光透過膜３０８に入り込むのを防ぐことができ、より電気的接続の信頼性を高めることができる。しかしながら、帯状の光透過部３１０の幅Ｗは１／３以下でなくてもよい。図１０及び１１の構造における各膜の膜厚は、例えば図９の表に示された膜厚と同様の膜厚を用いることができると共に、上述の図９に関連する記載と同様の工程、膜厚及び材料等を適宜用いることができ、同様の効果を得ることができる。しかしながら、各層の膜厚は適宜定めることができる。

図１２は、第３の変形例における基板端子１２２を概略的に示す平面図である。図１０の第２の変形例では、基板端子１２２が平面視で長辺及び短辺を有する矩形であり、長辺に沿って帯状の光透過部３１０が複数並列して延びていることとしたが、本変形例では短辺に沿って帯状の光透過部３１０が複数並列して延びていることとしている点で異なっている。光透過部３１０の配置を図１２のようにした場合であっても、上述の第１及び第２の変形例と同様の効果を得ることができる。

図１３は、上述の実施形態の第４の変形例について示す図である。図１３は、第４の変形例における基板端子１２２を概略的に示す平面図である。本変形例では、光透過部３１０を円形とし、複数配置することとしている。光透過部３１０の形状及び配置を図１３のようにした場合であっても、上述の第１及び第２の変形例と同様の効果を得ることができる。また、第２の変形例で述べたように、円形の光透過部３１０の直径Ｄを異方性導電膜３１１の金属粒子の粒径に対し１／３以下の幅とすることができ、これにより、異方性導電膜３１１の圧着時に金属粒子が光透過膜３０８に入り込むのを防ぐことができ、電気的接続の信頼性を高めることができる。しかしながら、円形の光透過部３１０の直径Ｄは１／３以下でなくてもよい。また、第４の変形例においては、円形の光透過部３１０を複数配置することとしたが、矩形その他の形状の光透過部３１０を複数配置することとしてもよい。第４の変形例においても上述の実施形態及び第１〜第３の変形例と同様の効果を得ることができる。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１００表示装置、１２０ＴＦＴ基板、１２２基板端子、１２４基板端子、１５０対向基板、１８０駆動ＩＣ、１８２バンプ、１９４電子部品端子、２０５表示領域、２１０画素、３０１基板、３０２絶縁膜、３０３第１無機絶縁膜、３０４第２透明導電膜、３０５第２無機絶縁膜、３０６第１透明導電膜、３０７下地膜、３０８光透過膜、３０９金属膜、３１０光透過部、３１１異方性導電膜、３１８導電領域、３２０配線、９１１異方性導電膜、９２２基板端子。

Claims

複数の画素が配置され、前記画素毎に画像を表示させる回路が形成される基板と、
前記基板上に形成された端子である基板端子と、
異方性導電膜を介して前記端子と電気的に接続される電子部品の端子である電子部品端子と、を備え、
前記基板端子において前記異方性導電膜と導通する導電領域は、少なくとも一部において、光透過性のある材料が前記基板面に垂直方向に貫く光透過部を有している、ことを特徴とする表示装置。
請求項１に記載の表示装置において、
前記光透過部は、複数の層から構成され、
前記複数の層のうち、少なくとも一つは無機絶縁材料からなる層である、ことを特徴とする表示装置。
請求項１に記載の表示装置において、
前記導電領域は、遮光性のある金属材料からなる金属部を有し、
前記光透過部は、前記金属部に挟まれて前記垂直方向に延びている、ことを特徴とする表示装置。
請求項３に記載の表示装置において、
前記金属部に挟まれた前記光透過部の幅は、前記異方性導電膜の金属粒子の１／３以下の幅である、ことを特徴とする表示装置。
請求項３に記載の表示装置において、
前記光透過部は、平面視において、前記導電領域の複数箇所に形成されている、ことを特徴とする表示装置。
請求項５に記載の表示装置において、
前記光透過部は、それぞれ円形である、ことを特徴とする表示装置。
請求項３に記載の表示装置において、
前記光透過部は、平面視において、帯状に複数並列して形成されている、ことを特徴とする表示装置。