JP2003036035A

JP2003036035A - 表示デバイス装置

Info

Publication number: JP2003036035A
Application number: JP2001224257A
Authority: JP
Inventors: Masahito Aritome; 雅人有留
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-02-07
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: JP4766791B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表示駆動用回路やその付近の駆動用回路配線部
に対し腐食を防ぎ、さらに製造効率を高めることで、高
品質かつ低コストな表示デバイス装置を提供する。【解決手段】表示駆動用回路を実装した表示デバイス装
置において、表示駆動用回路を覆うように無溶剤系ウレ
タン系樹脂を塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶ディスプレイや
プラズマディスプレイ等の表示デバイス装置において、
その表示駆動に用いられる駆動用回路など、さらにはこ
の駆動用回路付近に設ける駆動用回路配線部を保護する
ために用いる樹脂材の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶ディスプレイやプラズマディ
スプレイ等の表示デバイス装置においては、その表示駆
動に用いる駆動用回路は、薄型化という市場のニーズに
応じるために表示デバイス装置の周囲に配置されてい
る。

【０００３】この表示駆動用回路の実装方法として、現
在、ワイヤーボンディング方式、フェースダウン方式、
ＴＡＢ方式が主に用いられている。そして、これらの実
装方法では、その駆動用回路を形成する配線として薄い
金属膜の配線が使用される。

【０００４】これら薄い金属配線は、外部からの力や環
境に影響され易く、そのために配線部を外的ストレスか
ら守る必要がある。そこで、この配線部をシリコーン樹
脂でもって保護している。

【０００５】しかしながら、このシリコーン樹脂は、水
分透過率が高く、これにより、配線金属が腐食されると
いう課題がある。

【０００６】この課題を解消するために、溶媒混入タイ
プのフッ素変性アクリル・ウレタン・シリコーン樹脂を
使用する技術が提案されている（特開平６−２８９４１
０号参照）。

【０００７】この樹脂を用いることで、水分透過率を下
げ、これによって配線部の保護の信頼性をより高く保つ
ことができるようになった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−２８９４１０号にて提案されたフッ素変性アクリル
・ウレタン・シリコーン樹脂には、次のような課題があ
る。

【０００９】すなわち、樹脂の希釈剤として溶剤を使用
するが、この溶剤中には残留する僅かな水分があり、一
方、配線金属をアルミニウムなどのより腐食を起こし易
い金属でもって、少なくとも部分的に構成した場合に
は、そのような僅かな水分が原因となり、その配線金属
が腐食されていた。

【００１０】また、希釈に溶剤を使用することで、硬化
時に溶剤を取り除く必要があり、そのために硬化時間の
延長や硬化時間の設定を数種類用いることになり、硬化
をステップ昇温させるなど工程が増大していた。

【００１１】また、このフッ素変性アクリル・ウレタン
・シリコーン樹脂は粘度が低く、そのために塗布して
も、保護をおこなう部分において厚みの異なる部分での
塗布が難しいという問題があった。すなわち、厚みの異
なる部品が実装されている場合、高低差が顕著になり、
これにより、樹脂自身の自重によって、塗布された樹脂
の厚みが薄くなり、その結果、外的なストレスに対し十
分な強度が達成できなかった。

【００１２】しかも、保護をおこなう部分が複数の部材
にて並列に配されている構成において、その部材間にま
たがり保護をおこなう際も樹脂の粘度が低いことから、
塗布をおこなう際、並列に配された部材間の隙間より樹
脂が流れ出していた。すなわち、上述した如く、高低差
があることで、樹脂の粘度が低いことに起因して塗布後
の樹脂の厚みが薄くなるが、加えて、塗布をおこなうに
当り、並列に配された部材間が、先に述べた厚みの異な
る部品が実装されたもの以上に厚みが増し、そのために
実装部品を保護するに必要な樹脂量でもって塗布して
も、その部品を覆うより先に部材間の隙間より樹脂が流
れ出し、実装部品の保護に必要な樹脂の厚みが得られな
かった。

【００１３】したがって本発明は叙上に鑑みて案出され
たものであり、その目的は表示駆動用回路やその付近の
駆動用回路配線部に対し腐食を防ぎ、さらに製造効率を
高めることで、高品質かつ低コストな表示デバイス装置
を提供することにある。

【００１４】本発明の他の目的は最適な粘度に規定した
塗布材を用いることで、保護機能を高めた表示デバイス
装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の表示デバイス装
置は、表示用に表示駆動用回路を実装した構成である
が、この表示駆動用回路を覆うように無溶剤系ウレタン
系樹脂を塗布したことを特徴とする。

【００１６】本発明の他の表示デバイス装置は、この無
溶剤系ウレタン系樹脂の粘度を５０００ｍＰa・ｓ〜４
００００ｍＰa・ｓの範囲に定めたことを特徴とする。

【作用】本発明によれば、上記構成のように、保護樹脂
材として無溶剤系ウレタン樹脂を用いており、溶剤が含
有されていないことで、従来の如く溶剤中に僅かに水分
が混入するという不具合がなく、これにより、表示駆動
用回路やその付近の駆動用回路配線部に対する腐食を防
ぐことができる。

【００１７】さらに従来のように溶剤中の水分を除く工
程が不要となるという点で、製造効率が高くなり、低コ
ストな表示デバイス装置が提供できる。

【００１８】また、本発明においては、無溶剤系ウレタ
ン系樹脂の粘度を５０００ｍＰa・ｓ〜４００００ｍＰa
・ｓの範囲に定めたことで、各部材による高低差があっ
ても、これらに対し十分に保護することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の表示デバイス装置
として液晶表示セルを例にして図面に基づいて説明す
る。

【００２０】図１は液晶表示セルの概略平面図であり、
図２〜図６は図１における切断面線Ａ−Ａ’による断面
図である。

【００２１】（例１）本例を図１と図２により説明す
る。

【００２２】この液晶表示セルによれば、従来周知のＳ
ＴＮなどの単純マトリックス構造であり、コモン側のガ
ラス基板３と、セグメント側の他のガラス基板３との間
に液晶を介在させ、さらにシール部材をもって封入し、
双方のガラス基板３、３の各内面にはそれぞれ表示用の
透明電極を形成する。なお、ガラス基板３はプラスチッ
ク基板にて代替してもよい。

【００２３】これら透明電極によれば、ＩＴＯなどから
なる膜をスパッタリング法や蒸着にて成膜し、ついでフ
ォトリソグラフィによりストライプ状に配列した多数の
信号電極や走査電極として形成する。

【００２４】この透明電極の上にポリイミド樹脂からな
る樹脂を塗布でもって被覆形成し、ついで一方向にラビ
ング処理し、これによって配向膜となす。

【００２５】そして、この液晶表示セルがカラーフィル
ターを用いたカラー液晶表示タイプである場合には、一
方のガラス基板３の上にクロムやアルミニウム、銀など
の金属膜を形成し、その後にフォトリソグラフィにて所
定のパターンからなる遮光膜を設ける。このような金属
膜の遮光膜に代えて黒色樹脂からなる遮光膜を塗布形成
してもよい。

【００２６】さらに、そのガラス基板３の遮光膜が形成
されていない領域にカラーフィルタ用の着色層を形成す
る。この着色層は顔料分散方式、すなわちあらかじめ顔
料（赤、緑、青）により調合された感光性レジストを基
板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形成する。

【００２７】ついで、上記のような双方のガラス基板３
をシール部を介して貼り合わせ圧着し、そのシール部の
一部の開口よりネマチック液晶などからなる液晶材を注
入し、しかる後に、その注入口を封止する。

【００２８】この貼り合わせに際し、両ガラス基板３、
３に配列した双方の透明電極を両者が直交するようにな
し、それによって表示領域となす。

【００２９】そして、これら表示領域内の透明電極をガ
ラス基板３上の非表示領域に延在し、その上に表示電極
端子などの配線部４を形成する。

【００３０】この非表示領域の上にはエポキシ系樹脂や
シリコーン系樹脂などの接着用の樹脂６でもって前記表
示駆動用回路である駆動用ＩＣ１を配設し、駆動用ＩＣ
１の上側表面に設けられた電極端子と配線部４は銅や
金、アルミニウムなどからなるボンディング用ワイヤ５
でもって接続されている。

【００３１】また、駆動用ＩＣ１の上、さらには配線部
４の上には、保護樹脂として塗布法でもって電気的に通
電しない絶縁性の無溶剤系ウレタン系樹脂２にて被覆
し、固化させる。

【００３２】このように作製した液晶表示セルに対し、
さらにガラス基板３の外側面上に位相補償板や視野角拡
大フィルムや偏光板などを積層したり、必要に応じてバ
ックライトを配設する。

【００３３】前記無溶剤系ウレタン系樹脂２の塗布は、
次のとおりにおこなう。すなわち、２液混合タイプの無
溶剤系ウレタン樹脂原料を、それぞれ別個に材料タンク
に入れ、そして、塗布をおこなうヘッド部へ供給し、こ
のヘッド部では、それぞれの混合比毎にミキサー付きチ
ャンバーへそれら材料を供給し、ついで、塗布バルブへ
送り、前記の如く保護をおこなう回路部分へ塗布をおこ
なう。なお、樹脂の混合をおこなうチャンバー部と保護
をおこなう回路部分へ塗布を実施するバルブ部分が一体
化した構造のものもある。

【００３４】かくして本発明の液晶表示セルにおいて
は、保護樹脂材として無溶剤系ウレタン樹脂２を用いた
ことで、溶剤が含有されておらず、これにより、従来の
如く溶剤中に僅かに水分が混入するという不具合がな
く、その結果、駆動用ＩＣ１や配線部４が腐食されなく
なった。

【００３５】また、従来のように溶剤中の水分を除く工
程が不要となるという点で、製造効率が高くなり、低コ
ストな液晶表示セルが提供できた。

【００３６】無溶剤系ウレタン系樹脂２の粘度についてつぎに本発明者は、無溶媒系ウレタン樹脂２の粘度を２
０００ｍＰa・ｓ〜５００００ｍＰa・ｓの範囲内にて表
１に示す如く、幾とおりにも変えて、塗布厚、外的強
度、塗布性との関係を測定したところ、表１に示すよう
な結果が得られた。

【００３７】無溶媒系ウレタン樹脂の粘度の調整は、材
料として使用されるポリイソシアネートの炭素数を上げ
たり、あるいはフィラーや消泡剤、架橋剤など各種の添
加剤の添加量によりおこなう。このフィラーについて
は、たとえばシリカやシリコーンゴム、テフロン（登録
商標）等からなる。

【００３８】

【表１】

【００３９】この塗布にて使用される無溶剤系ウレタン
樹脂の硬化後の保護樹脂硬度は、ＪＩＳ規格Ｋ６２５３
に記載された測定方法のうち、タイプＡの方法にて測定
した場合の硬度を示す(JIS-A)。このＪＩＳ−Ａによれ
ば、６０度から１００度の間のものを使用する。

【００４０】塗布厚（厚み）については、〇、△、×の
３とおりに区分し、〇印は厚みが１．０ｍｍを超える場
合、×印は厚みが０．５ｍｍ未満である場合、△印は
０．５〜１．０ｍｍである。この厚み測定については、
ガラス基板上に塗布をおこなったものを使用し、それで
もって判定した。

【００４１】外的強度については、液晶表示をおこなっ
た状態にて、駆動用ＩＣ１の上部に塗布された保護樹脂
部分に対し、一定の力を加えた場合に、表示に不具合の
生じるか、ということで、良否判定をおこない、〇印
は、なんら表示不良が発生しなかった場合であり、×印
は表示をおこなっている画面にてライン状の欠陥が発生
したり、表示をできなくなった場合である。

【００４２】塗布性はボンディング用ワイヤ５の下への
樹脂の回り込み具合により良否判定しており、その回り
込みが８０％を超える場合には○印であり、△印は５０
〜８０％であり、×印は５０％未満である。

【００４３】表１から明らかなとおり、無溶剤系ウレタ
ン系樹脂の粘度を５０００ｍＰa・ｓ〜４００００ｍＰa
・ｓの範囲に定めたことで、塗布厚、外的強度および塗
布性ともに優れていることがわかる。

【００４４】また、無溶剤系ウレタン系樹脂の粘度を５
０００ｍＰa・ｓ〜４００００ｍＰa・ｓの範囲に定めた
ことで、各部材による高低差があっても、これらに対し
十分に保護することができる。本発明者が繰り返しおこ
なった実験によれば、その高さの異なる部分に対し、高
低差として考えると、望ましくは４ｍｍ程度までの異な
る部材品であれば、同時に優位に保護することができ
る。

【００４５】さらにまた、本発明によれば、無溶媒系ウ
レタン樹脂２にて外的ストレスに対し十分な強度が得ら
れる効果が得られるが、その好適な樹脂の厚みとして
は、0.5ｍｍ以上、好適には1.0ｍｍ以上にするとよい。

【００４６】無溶剤系ウレタン系樹脂２の硬度についてつぎに無溶媒系ウレタン樹脂２の硬度を２０度〜２００
度の範囲内にて表２に示す如く、幾とおりにも変えて、
外的強度、熱衝撃性との関係を測定したところ、表２に
示すような結果が得られた。

【００４７】無溶媒系ウレタン樹脂の硬度の調整は、粘
度調整と同じく、ポリイソシアネートの炭素数を上げた
り、あるいはフィラーや消泡剤、架橋剤など各種の添加
剤の添加量によりおこなう。

【００４８】

【表２】

【００４９】熱衝撃性については、液晶表示をおこなっ
た状態にて、駆動用ＩＣ１の上部に塗布された保護樹脂
部分に対し、一定の力を加えた場合に、表示に不具合の
生じるか、ということで、良否判定をおこない、〇印
は、なんら表示不良が発生しなかった場合であり、×印
は表示をおこなっている画面にてライン状の欠陥が発生
したり、表示をできなくなった場合である。

【００５０】この試験にて、（-30℃にて30分保持）と
（70℃にて30分保持）という温度／時間を500サイクル
繰り返すことで、〇印は500サイクルまでの間にて表示
不具合（表示異常）が発生しなかった場合であり、△印
は240サイクルまでの間にて表示異常が発生しなかった
場合、×印は50サイクルまでに間にて表示異常が発生し
た場合である。

【００５１】表２から明らかなとおり、無溶剤系ウレタ
ン系樹脂の硬度を６０〜１００度の範囲に定めたこと
で、外的強度および熱衝撃性ともに優れていることがわ
かる。

【００５２】つぎに従来の他の樹脂（エポキシ樹脂とシ
リコーン樹脂）と比較したところ、表３に示すような結
果が得られた。

【００５３】

【表３】

【００５４】この表に示す結果から明らかなとおり、本
発明の無溶媒系ウレタン樹脂は、他に比べ、保護樹脂材
として優れていることがわかる。

【００５５】また、本発明の無溶剤系ウレタン樹脂は従
来のシリコーン樹脂と同程度の弾性率であり、双方とも
１０ＭＰａ程度であり冷熱衝撃に対し有利となる。具体
的には熱による収縮膨張に対しゴム状の材料となるため
にクッション的な働きを示し、お互いの材料に対し衝撃
を和らげることができる。

【００５６】さらにまた、本発明の無溶剤系ウレタン樹
脂によれば、低い温度での樹脂の硬化がおこなえること
で（硬化温度：常温（２５℃）〜１００℃）、冷熱衝撃
における負荷が低下し、とくに低温側での衝撃が小さく
なる。

【００５７】（例２）図３に示す液晶表示セルによれ
ば、ガラス基板３に並べて回路基板８を設けている。な
お、図２と同一箇所には同一符号を付す。

【００５８】上記回路基板８は、たとえば基板内部に１
種もしくは２種以上の配線層が形成された多層配線構造
であって、駆動用ＩＣ７の駆動に必要なバスライン、電
源、ロジックなどの各系を層別に配線した多層基板であ
ったり、外部から供給される各種電源や信号の処理回路
を搭載する多層基板である。

【００５９】この回路基板８については、ステンレスな
どからなる金属プレート１０の上に接着樹脂層９を介し
てガラス基板３とともに配設し固定することで並設構造
にできる。

【００６０】回路基板８の上には駆動用ＩＣ１や配線部
７を配設し、駆動用ＩＣ１の上側表面に設けられた電極
端子と各配線部４、７は金やアルミニウムなどからなる
ボンディング用ワイヤ５でもって接続されている。

【００６１】（例１）と同様に、駆動用ＩＣ１の上、さ
らには配線部４、７の上には、保護樹脂として塗布法で
もって電気的に通電しない絶縁性の無溶剤系ウレタン系
樹脂２にて被覆し、固化させる。

【００６２】本例においては、線膨張率の大きく異なる
ガラス基板３と回路基板８とが配線回路に対し横方向に
並列に配された場合である。ちなにみ、ガラス基板３の
線膨張係数は、８×１０^-6であり、回路基板８の線膨張
係数は、１７×１０^-6である。

【００６３】かくして本発明の液晶表示セルにおいて
も、保護樹脂材として無溶剤系ウレタン樹脂２を用いた
ことで、溶剤が含有されておらず、これにより、従来の
如く溶剤中に僅かに水分が混入するという不具合がな
く、その結果、駆動用ＩＣ１や配線部４が腐食されなく
なった。

【００６４】また、従来のように溶剤中の水分を除く工
程が不要となるという点で、製造効率が高くなり、低コ
ストな液晶表示セルが提供できた。

【００６５】（例３）図４に示す液晶表示セルにおいて
は、一方のガラス基板３の上に回路基板８と駆動用ＩＣ
１とを配設した構成である。なお、図２、図３と同一箇
所には同一符号を付す。

【００６６】本例においては、線膨張率の大きく異なる
ガラス基板３と回路基板８とが、他のガラス基板３の裏
面に配した場合であり、このような構成でも駆動用ＩＣ
１や配線部４が腐食されなくなり、さらに製造効率が高
くなり、低コストな液晶表示セルが提供できた。

【００６７】（例４）図５に示す液晶表示セルにおいて
は、駆動用ＩＣ１をバンプによるファイスダウン配設し
たフリップチップ方式である。なお、図２と同一箇所に
は同一符号を付す。

【００６８】かくして本発明の液晶表示セルにおいて
も、保護樹脂材として無溶剤系ウレタン樹脂２を用いた
ことで、駆動用ＩＣ１や配線部４が腐食されなくなり、
さらに製造効率が高くなり、高信頼性かつ低コストな液
晶表示セルが提供できた。

【００６９】（例５）図６に示す液晶表示セルにおいて
は、一方のガラス基板３の上に異方性導電樹脂１２を介
してＦＰＣ１１を設け、このＦＰＣ１１上に駆動用ＩＣ
１を配設し、そして、これら異方性導電樹脂１２付近お
よび駆動用ＩＣ１に対し、無溶剤系ウレタン樹脂２を被
覆している。なお、図２〜図５と同一箇所には同一符号
を付す。

【００７０】本例においても、保護樹脂材として無溶剤
系ウレタン樹脂２を用いたことで、駆動用ＩＣ１や配線
部４が腐食されなくなり、さらに製造効率が高くなり、
高信頼性かつ低コストな液晶表示セルが提供できた。

【００７１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の表示デバイス装
置によれば、表示駆動用回路を覆うように無溶剤系ウレ
タン系樹脂を塗布したことで、溶剤中に残留する僅かな
水分による配線金属の腐食が取り除れ、これにより、表
示駆動用回路の劣化や破壊の対策として優れており、信
頼性の高い表示デバイス用保護樹脂が得られる。

【００７２】さらに従来のように溶剤中の水分を除く工
程が不要となるという点で、製造効率が高くなり、低コ
ストな表示デバイス装置が提供できた。

【００７３】また、本発明においては、無溶剤系ウレタ
ン系樹脂の粘度を上げることで保護をおこなう部分にお
いて厚みの異なる部分での塗布がおこなうことができ、
さらに粘度を上げることで保護をおこなう部分が複数の
材質にて並列に配されている構成のものでも効果的に塗
布することができる。とくに５０００ｍＰa・ｓ〜４０
０００ｍＰa・ｓの範囲に定めたことで、各部材による
高低差があっても、これらに対し十分に保護することが
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示セルの概略平面図である。

【図２】図１における切断面線Ａ−Ａ’によるワイヤー
ボンディングタイプの概略断面図である。

【図３】図１における切断面線Ａ−Ａ’によるＰＣＢ並
列配置(COB)タイプの概略断面図である。

【図４】図１における切断面線Ａ−Ａ’による裏面実装
タイプの概略断面図である。

【図５】図１における切断面線Ａ−Ａ’によるフリップ
チップタイプの概略断面図である。

【図６】図１における切断面線Ａ−Ａ’によるＴＡＢタ
イプの概略断面図である。

【符号の説明】

１、７・・・駆動用ＩＣ２・・・無溶剤系ウレタン系樹脂３・・・ガラス基板４、・・・表示電極端子などの配線部５・・・ボンディング用ワイヤ６・・・接着用樹脂８・・・回路基板１０・・・金属プレート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示駆動用回路を実装した表示デバイス装
置において、前記表示駆動用回路を覆うように無溶剤系
ウレタン系樹脂を塗布したことを特徴とする表示デバイ
ス装置。
【請求項２】前記無溶剤系ウレタン系樹脂の粘度を５０
００ｍＰa・ｓ〜４００００ｍＰa・ｓの範囲に定めたこ
とを特徴とする請求項１記載の表示デバイス装置。