JP2005121976A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間にわたって使用した場合でも、あるレベルの表示品質を保つことができる画像表示装置を提供する。
【解決手段】 表示表域１０８内の配線１１３は、複数の引き出し配線（１１１、１１２）によって、ＴＣＰ１０３の対応する電極１３１に接続される。複数の引き出し配線のうちの一部を、耐腐食性が高いものの抵抗率が高いＩＴＯで形成される第１引き出し配線１１１で構成し、残りを、抵抗率が低いものの耐腐食性が低い金属配線を含む配線で形成される第２引き出し配線１１２で構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像表示装置に関し、更に詳しくは、表示領域内の配線に信号又は電源を供給する駆動用ＩＣが基板周辺領域に接続される画像表示装置に関する。

一般に、液晶表示装置は、液晶層を挟んで互いに対向する一対のガラス基板を有し、液晶層に印加する電圧を変化させて画像を表示する。図７は、ＴＣＰ方式でドライバ（駆動用）ＩＣを接続する一般的な液晶表示装置を断面図で示している。この液晶表示装置２００では、液晶層２０５を挟んで対向する一対のガラス基板のうち、第１の基板２０１は、第２の基板２０２に比して大きく形成されている。例えば、第１基板２０１上には、能動素子と、データ線及び走査線とが形成され、第２の基板２０２上には、カラーフィルタが形成される。ドライバＩＣとして構成されるＴＣＰ２０３は、第１の基板２０１が第２の基板２０２からはみ出す表示領域２０７の外側の周辺領域２０６で、接続端子２０４を介して第１の基板２０１に接続される。

図８（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図７の周辺領域２０６における接続端子２０４付近の詳細を示している。第１の基板２０１上の表示領域２０７内に形成されるデータ線や走査線、電源配線等の配線は、それぞれ、同図（ａ）に示すようなＩＴＯ配線２１１として構成される配線、又は、同図（ｂ）に示すような金属配線２１４として構成される配線によって、表示領域２０７から周辺領域２０６に引き出される。周辺領域２０６に引き出された配線は、絶縁膜２１２によって保護され、絶縁膜２１２の開口部にはＩＴＯキャップ層２１３が形成される。ＩＴＯキャップ層２１３は、ＴＣＰ１０４上に形成された端子と導電性粒子を介して電気的に接続され、樹脂によってカバーリングされる。周辺領域２０６では、ＩＴＯキャップ層２１３を含む領域が、ドライバ（ＴＣＰ）実装領域２０８となる。

ここで、上記した図８（ａ）に示す構造では、ＩＴＯ２１１は金属配線に比して抵抗率が高いため、同図（ｂ）に示す構造に比して配線抵抗が高くなり、信号の遅延が問題となる。一方、同図（ｂ）に示す構造では、金属配線２１４はＩＴＯに比して腐食しやすく、金属配線２１４が、ドライバ実装領域２０８のごくわずかなすき間から侵入した水分等によって腐食し、また、エレクトロマイグレーションによって断線等が発生するという問題がある。つまり、従来の液晶表示装置では、配線抵抗の低抵抗化と、耐腐食性の向上とは、トレードオフの関係にあった。

配線抵抗の低抵抗化を図りつつ、耐腐食性を向上できる技術としては、特許文献１に記載された技術がある。図９は、特許文献１に記載された表示装置の引き出し配線部分を示している。特許文献１では、ドライバＩＣはＣＯＧ（Chip On Glass）方式で実装されており、各引き出し配線は、第１配線層２２１、第２配線層２２２、及び、第３配線層２２３の３つの配線部分により構成される。第１配線層２２１は、タンタルとして構成され、第３配線層２２３は、ＩＴＯとして構成される。第２配線２２２は、タンタル及びＩＴＯに比して、腐食に対して弱いが抵抗率が低いクロムを用いて構成され、ドライバ実装領域２０８の直下にのみ設けられる。この技術では、上記構成により、腐食の影響を抑えつつ、第２配線層がない場合に比して引き出し配線の配線抵抗を下げることができるとしている。
特開２００３−９８５４３号公報

ところで、第１の基板２０１上には、例えば能動素子の行又は列に共通な共通配線が形成されており、ドライバＩＣは、データ線や走査線に接続される端子に加えて、共通配線に接続される共通端子（ＣＯＭ端子）を有している。共通配線の例としては、複数の画素に共通な電源配線が挙げられる。通常、共通配線には、他の配線に比して、低い配線抵抗、及び、大きな電流容量が要求されるため、１つの共通配線に対して複数の引き出し配線が設けられている。言い換えれば、ある共通配線は、複数の引き出し配線によって周辺領域２０６に引き出され、複数のＣＯＭ端子によって、ドライバＩＣに接続されている。

図１０は、通常の液晶表示装置を平面図として示している。この液晶表示装置では、Ｙ系ドライバとして２つのＴＣＰ２０３が接続され、Ｘ系ドライバとして３つのＴＣＰ２０３が接続されている。同図の例では、図中では１本の配線として図示しているが、表示領域２０７のＹ方向の両端から引き出される配線２１５（１）、２１５（２）が、それぞれ共通配線のための３本の引き出し配線によって構成され、また、Ｘ方向の両端から引き出される配線２１５（３）、２１５（４）が、それぞれ共通配線のための３本の引き出し配線によって構成されている。

図９に示す引き出し配線の構造は、上記のような共通配線のための引き出し配線に適用することができる。しかし、液晶表示装置を長期間にわたって使用すると、図９に示す構造においても、図８（ｂ）に示す構造と同様に、ドライバ実装領域２０８部分から侵入したわずかな水分等により、第２配線２２２の腐食が進行する。このため、共通配線のための複数の引き出し配線を、それぞれ図９に示す構造で形成する場合には、時間の経過と共に、引き出し配線の接続端子部分で共通配線の抵抗成分が増加して、液晶表示装置の表示品質が低下し、やがて、液晶表示装置が正常に動作しなくなるという問題が発生する。この問題は、液晶表示装置に限らず、基板に駆動用ＩＣを接続するその他の形式の画像表示装置にも共通の問題である。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、長期間にわたって使用した場合であっても、あるレベルの表示品質を確保できる画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、複数の画素がアレイ状に配列された表示領域と、該表示領域内に形成された表示領域内配線と前記画素を駆動する駆動回路とを接続する周辺領域配線が形成された周辺領域とを基板上に備える画像表示装置において、１つの表示領域内配線に複数の周辺領域配線が共通に接続されており、該複数の周辺領域配線が、第１の材料で形成される第１配線層を有する第１の周辺領域配線と、前記第１の材料と異なる抵抗率及び耐腐食性を有する第２の材料で形成される第２配線層を有する第２の周辺領域配線とを含むことを特徴とする。

本発明の画像表示装置では、１つの表示領域内配線に共通に接続される複数の周辺領域配線が、第１の周辺領域配線と、第２の周辺領域配線とを含んでおり、第１の周辺領域配線に含まれる第１配線層の配線抵抗及び腐食に対する耐久性と、第２の周辺領域配線に含まれる第２配線層の配線抵抗及び腐食に対する耐久性とが異なっている。このため、例えば第１配線層を形成する第１の材料として、耐腐食性が高いものの抵抗率が高い材料を採用し、第２配線層を形成する第２の材料として、抵抗率が低いが耐腐食性が低い材料を採用することで、周辺領域配線に腐食が発生していないときには、１つの表示領域内配線を、合成抵抗が低い複数の周辺領域配線で駆動回路に接続することができ、また、腐食が進行した場合でも、複数の周辺領域配線が、全て断線する事態を防ぐことができる。

本発明の画像表示装置は、前記１つの表示領域内配線を、複数の行又は複数の列の画素に共通に接続される共通配線として構成できる。通常、共通配線には、低い配線抵抗が要求されるため、１つの共通配線は、複数の周辺領域配線によって駆動回路に接続される。１つの共通配線と駆動回路とを接続する複数の周辺領域配線が、第１の周辺領域配線と第２の周辺領域配線とを含むように構成することで、腐食が進行する前には、１つの共通配線を、合成抵抗が低い配線で駆動回路に接続することができ、また、腐食が進行した場合でも、１つの共通配線と駆動回路とを接続する複数の配線が、全て断線する事態を防ぐことができる。

本発明の画像表示装置では、第１の材料を、金属に比して耐腐食性が高いものの抵抗率が高いＩＴＯとして構成することができ、第２の材料を、ＩＴＯに比して、抵抗率が低いものの耐腐食性が低い金属として構成することができる。

本発明の画像表示装置では、前記第２の周辺領域配線が、更に前記第１の材料で形成される第３配線層を前記第２配線層の下層側又は上層側に有することが好ましい。この場合、例えば第２配線層の一部が断線状態となったときでも、電流は、第３配線層を迂回して流れることができる。

本発明の画像表示装置では、前記第２の材料をＭｏ又はＡｌとして構成できる。または、複数の金属を含む合金や、複数の金属を積層したものであってもよい。

本発明の画像表示装置では、前記複数の周辺領域配線上に形成されるパッドを、前記第１の材料で形成できる。

本発明の画像表示装置は、液晶表示装置として構成できる。

本発明の画像表示装置は、第１の周辺領域配線に含まれる第１配線層の配線抵抗及び腐食に対する耐久性と、第２の周辺領域配線に含まれる第２配線層の配線抵抗及び腐食に対する耐久性とが異なるため、少なくとも初期の段階では高い表示品質を得ることができると共に、長期間にわたって使用した場合でも、複数の周辺領域配線が、全て断線する事態を防ぐことにより、画像表示装置の表示品質をあるレベル以上に保つことができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態例の画像表示装置の一部を平面図で示している。この表示装置１００は、液晶表示装置として構成され、第１基板１０１、第２基板１０２、及び、ＴＣＰ１０３を有する。なお、同図では、表示装置１００の周辺領域１０７付近の一部を拡大して示している。また、同図は、表示領域１０８内の１つの配線１１３に対して、４本の引き出し配線（１１１、１１２）が形成され、ＴＣＰ１０３が４つの電極１３１を有する例について示している。

図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図１の引き出し配線を断面図で示している。同図（ａ）に示す断面は、図１の第１引き出し配線１１１を示すＡ−Ａ’断面に相当し、図２（ｂ）に示す断面は、図１の第２引き出し配線１１２を示すＢ−Ｂ’断面に相当する。第１引き出し配線１１１は、図８（ａ）に示すものと同様に、表示領域１０８内の配線１１３を周辺領域１０７に引き出すＩＴＯ配線１１４と、ＩＴＯ配線１１４を保護する絶縁膜１１５と、絶縁膜１１５の開口部に形成されるＩＴＯキャップ層１１６とで構成される。第２引き出し配線１１２は、第１引き出し配線１１１に加えて、ＩＴＯ配線１１４の上に直接に形成される金属配線１１７を更に有する。金属配線１１７は、例えばアルミニウム又はモリブデンで構成される。

図３は、図１の接続端子１０４付近を拡大して示している。図２に示すＩＴＯ１１４は、金属配線１１７上に、例えば中央部がくぼんだ皿状に形成される。第１基板１０１（図１）とＴＣＰ１０３との接続には、樹脂中に導電性粒子が分散された異方性導電膜（ＡＣＦ：anisotropic conductive film）が用いられ、第１基板１０１とＴＣＰ１０３との間のドライバ実装領域１０９（図２）は、樹脂でカバーリングされる。また、ＩＴＯ１１６と、ＴＣＰ１０３の電極１３１とが、導電性粒子を介して電気的に接続される。

複数の引き出し配線（１１１、１１２）は、ＴＣＰ１０３の対応する電極１３１に、それぞれ接続端子１０４を介して接続されており、表示領域１０８において、同じ配線１１３に接続される。第１引き出し配線１１１は、第２引き出し配線１１２に比して耐腐食性が高いものの、配線抵抗が高い。一方、第２引き出し配線１１２は、第１引き出し配線１１１に比して配線抵抗が低いものの、耐腐食性が低い。図１の例では、４本のＣＯＭ引き出し配線は、２本の第１引き出し配線１１１と、２本の第２引き出し配線１１２とで構成される。言い換えると、４本の引き出し配線のうち、第１引き出し配線１１１で形成される２本の引き出し配線は、耐腐食性が高く抵抗も高い配線として構成され、第２引き出し配線１１２で形成される２本の引き出し配線は、耐腐食性が低く抵抗も低い配線として形成される。

本実施形態例では、上記のように、表示領域１０８内の１つの配線１１３を周辺領域１０７に引き出すための複数の引き出し配線のうちの一部を耐腐食性が高い第１引き出し配線１１１として形成し、残りを配線抵抗が低い第２引き出し配線１１２として形成している。このため、従来のように、引き出し配線の全てを図８（ａ）に示す構造を有する配線で形成する場合に比して、引き出し配線部分の合成抵抗を下げることができる。また、従来のように引き出し配線の全てを図８（ｂ）に示す構造を有する配線で形成する場合に比して、引き出し配線部分の総合的な腐食に対する耐久性を高めることができる。

本実施形態例の表示装置１００の、少なくとも使用開始後の初期の段階では、第２引き出し配線１１２は、低抵抗の配線として機能し、表示装置１００の表示品質は良好に保たれる。表示装置１００の使用を開始してからしばらくすると、水分等やエレクトロマイグレーション等によって第２引き出し配線１１２の腐食が進行することがあり、その場合には、配線抵抗が少し高くなる。しかし、第１引き出し配線１１１は、使用開始後の初期段階と同等な配線抵抗を維持するため、表示装置１００の表示品質の低下は抑制される。また、第２引き出し配線１１２では、金属配線１１７の下層側にＩＴＯ配線１１４が配線されているため、例えば、図４に示すように、ＩＴＯキャップ層１１６直下の中央付近で、金属配線１１７に断線箇所１１８が発生したときでも、同図中に矢印に示す経路に沿って電流が流れるため、図８（ｂ）に示す構造に比して、配線抵抗の増加が抑制される。

表示装置１００を長期間にわたって使用すると、金属配線１１７の腐食が更に進行し、やがて断線状態となることがある。この場合でも、表示装置１００では、第１引き出し配線１１１が、高い耐腐食性を有するため断線することなく残り、表示領域１０８内の配線１１３には、第１引き出し配線１１１を介して信号又は電源が供給される。表示領域１０８内の配線１３１を引き出す複数の引き出し配線のうち、第１引き出し配線１１１によって引き出される配線の数を、第２引き出し配線１１２が断線したとしても、十分な表示品質が得られるような数に設計しておくことで、表示装置１００は、時間経過と共に若干表示品質が低下するものの、あるレベルの表示品質を保つことができる。

図５は、本発明の第２実施形態例の画像表示装置の一部を平面図で示している。この例では、表示装置１００ａは、ドライバＩＣ１０５をＣＯＧ方式で実装し、第１基板１０１には、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１０６が接続される。この例では、表示領域１０８内の配線１１３は、表示領域１０８とドライバＩＣ１０５との間の複数の引き出し配線（１１１ａ、１１２ａ）と、ドライバＩＣ１０５とＦＰＣ１０６との間の複数の引き出し配線（１１１ｂ、１１２ｂ）とによって、引き出される。

図６は、図５の引き出し配線１１２を断面図で示している。第１基板１０１上には、ＦＰＣとの接続箇所と、ドライバＩＣの入力側及び出力側とに、接続端子が形成され、引き出し配線１１２が２つに分割された構造を有する。図６に示す引き出し配線１１２の構造は、その他の点では、図２（ｂ）に示す構造と同じである。本実施形態例のように、ドライバＩＣをＣＯＧ方式で接続する場合にも、第１実施形態例と同様に、複数の引き出し配線を、第１引き出し配線１１１と第２引き出し配線１１２とで構成することにより、第１実施形態例と同様な効果が得られる。

なお、表示装置１００では、図１の第１引き出し配線１１１を、図２に示す構造とするのに代えて、図８（ａ）に示す構造と同様な構造とすることもでき、第２引き出し配線１１２を、図２（ｂ）に示す構造とするのに代えて、図８（ｂ）に示す構造と同様な構造とすることもできる。この場合にも、図８（ａ）に示す構造は耐腐食性が高く、図８（ｂ）に示す構造は配線抵抗を低くできるため、使用開始後の初期段階では高い表示品質を得ることができると共に、表示装置を長期間にわたって使用した場合でも、あるレベルの表示品質を確保することができる。また、図２（ｂ）においては、ＩＴＯ配線１１４と金属配線１１７とを入れ替え、第１基板１０１上に金属配線１１７を形成し、その上に、ＩＴＯ配線１１４を形成することもできる。

以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明の画像表示装置は、上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

本発明の第１実施形態例の画像表示装置の一部を示す平面図。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図１の引き出し配線を示す断面図。 図１の接続端子１０４付近を拡大して示す平面図。 金属配線１１７の一部に断線箇所が発生した第２引き出し配線１１２を示す断面図。 本発明の第２実施形態例の画像表示装置の一部を示す平面図。 図５の引き出し配線１１２を示す断面図。 ＴＣＰ方式でドライバＩＣを接続する一般的な液晶表示装置を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図７の周辺領域２０６における接続端子２０４付近を示す断面図。 特許文献１に記載された表示装置の引き出し配線部分を示す断面図。 通常の液晶表示装置を示す平面図。

符号の説明

１００：表示装置
１０１：第１基板
１０２：第２基板
１０３：ＴＣＰ
１０４：接続端子
１０５：ドライバＩＣ
１０６：ＦＰＣ
１０７：周辺領域
１０８：表示領域
１０９：ドライバ実装領域
１１１：第１引き出し配線
１１２：第２引き出し配線
１１３：配線
１１４：ＩＴＯ配線
１１５：絶縁膜
１１６：ＩＴＯキャップ層
１１７：金属配線

Claims (8)

1. 複数の画素がアレイ状に配列された表示領域と、該表示領域内に形成された表示領域内配線と前記画素を駆動する駆動回路とを接続する周辺領域配線が形成された周辺領域とを基板上に備える画像表示装置において、
   １つの表示領域内配線に複数の周辺領域配線が共通に接続されており、該複数の周辺領域配線が、第１の材料で形成される第１配線層を有する第１の周辺領域配線と、前記第１の材料と異なる抵抗率及び前記第１の材料と異なる耐腐食性を有する第２の材料で形成される第２配線層を有する第２の周辺領域配線とを含むことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記１つの表示領域内配線が、複数の行又は複数の列の画素に共通に接続される共通配線である、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第１の材料がＩＴＯであり、前記第２の材料が金属である、請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 前記金属が、積層された複数の金属を含む、請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記第２の周辺領域配線が、更に前記第１の材料で形成される第３配線層を前記第２配線層の下層側又は上層側に有する、請求項３又は４に記載の画像表示装置。
6. 前記第２の材料がＭｏ又はＡｌである、請求項３〜５の何れか一に記載の画像表示装置。
7. 前記複数の周辺領域配線上に形成されるパッドが、前記第１の材料で形成される、請求項１〜６の何れか一に記載の画像表示装置。
8. 液晶表示装置として構成される、請求項１〜７の何れか一に記載の画像表示装置。

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