JP2005236123A - Ｉｃ接続構造および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動ＩＣのバンプのピッチが微細化した場合にもバンプの幅を小さくすることを必要とせずに端子間のショートを防止し、信頼性の高い接続を確保することのできる表示素子のＩＣ接続構造および液晶表示装置を提供する。
【解決手段】
表示素子に接続された複数の接続端子が端部に配列された絶縁性基板１、および複数のバンプ６を有し、フリップチップ方式で、上記バンプ６が上記接続端子に接続されるように実装された上記表示素子駆動用の駆動ＩＣ７を備え、上記接続端子の短辺の実質的な幅Ｗｐを上記駆動ＩＣのバンプ６の短辺の幅Ｗｂよりも小さくした。
【選択図】図２

Description

この発明は、二枚の透明絶縁基板の間に液晶が挟まれ、一方の基板上に駆動用ＩＣを直接実装したＣＯＧ（Chip On Glass）実装方式におけるＩＣ接続構造および液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は２枚の絶縁性基板の間に液晶を挟んだものに駆動回路を接続し、照明装置の上に重ねたものである。例えば、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)を用いた液晶表示装置では、２枚の透明絶縁性基板(絶縁性基板)のうちの一方の基板(ＴＦＴ基板)上に、マトリクス状にＴＦＴが配列されており、もう一方の基板(ＣＦ基板)よりも外形が張り出した形で重ね合わされてパネルが構成されている。各ＴＦＴには各々に一つずつ画素が形成されており、ＴＦＴをＯＮ／ＯＦＦすることにより、画素に送られる画像信号を制御している。

各ＴＦＴのソース電極から画像信号を入力するためのソース配線が絶縁性基板の短辺と平行に引き出され、ＴＦＴ基板の長辺側の端部付近に、駆動回路を接続するための端子が形成されている。また、各ＴＦＴのゲート電極からＴＦＴをＯＮ／ＯＦＦするためのゲート配線がＴＦＴ基板の長辺と平行に引き出され、ＴＦＴ基板の短辺側の端部付近に、ソース側と同様に駆動回路を接続するための端子が形成されている。例えば、ＣＯＧ実装方式で駆動回路を実装する形態では、パネル端部のＴＦＴ基板が張り出した部分に配置された接続用端子に異方性導電膜(ＡＣＦ：AnisotropicConductive Film)と呼ばれる接着樹脂中に導電性の微細粒子を分散させたものを介して駆動ＩＣが直接実装される。

近年、画像の高精細化の要求から駆動回路である駆動ＩＣの出力ピン数は急速に増加している。また、駆動ＩＣの製造コストを削減するために、駆動ＩＣ外形がシュリンクされ、ピン数の増加と相まって駆動ＩＣバンプのピッチは非常に微細になってきている。従って、その駆動ＩＣを絶縁性基板に搭載する精度も非常に高いものが要求されてきている。これまで、このような微細ピッチのＣＯＧ実装に対してはいくつかの対策が施されてきた。一つはバンプの配列を千鳥状にすることである。こうすることによりバンプピッチは一列に配置した場合の二倍になり、搭載精度が緩和できる。さらにバンプの配列を３列や４列の千鳥にする方法も考えられるが、バンプの配置するための面積が大きくなるため、あまり行われていない。

別の対策として、異方性導電膜中の導電粒子径を小さくする方法がある。バンプのピッチが微細化するとそれだけ隣接端子間の距離も小さくなるため、バンプ間あるいはバンプと隣接の端子間の導電粒子の連なりによる、いわゆる端子間ショートの発生率が増加してくる。従来、ＣＯＧ用の異方性導電膜の導電粒子径は５μmφであったが、近年は端子間のショートを防止するため４μmφ、３μmφといった径の小さい粒子が適用されてきている。また、端子構造面からの対策として、バンプのピッチが微細化すると端子間ショートを防止するためにバンプの幅を小さくしていく必要がある。これまでにバンプの幅はバンプのピッチが微細化するに従って小さくなってきている。

このような、バンプと端子の接続、あるいは液晶表示装置における駆動ＩＣのバンプ形成に関しては各種の提案がなされているが、一例として特許文献１に開示されたものがある。

特開平１１−２５８６２０号公報

ところで、パネル側の絶縁基板上に形成される端子のパターンの製作精度に比べて、バンプの製作精度は一般的に低い。上述した端子間ショートを回避するため、バンプの幅を小さくした場合、バンプの欠損、剥がれ、変形、バンプ高さのバラツキの発生が増加して問題となっている。本発明は上記の問題を解決するため、駆動ＩＣのバンプのピッチが微細化した場合にもバンプの幅を小さくすることなく端子間のショート発生を防止し、信頼性の高い接続を確保することのできる接続構造および液晶表示装置を提供することを目的とする。

この発明に係るＩＣ接続構造は、表示素子に接続された複数の接続端子が端部に配列された絶縁基板、および複数のバンプを有し、フリップチップ方式で、上記バンプが上記接続端子に接続されるように実装された上記表示素子の駆動ＩＣを備え、上記接続端子の短辺の実質的な端子幅が上記駆動ＩＣのバンプの短辺の幅よりも小さいことを特徴とするものである。

また、この発明に係る液晶表示装置は、上記のＩＣ接続構造を用いたものである。

本発明によれば、駆動ＩＣのバンプのピッチが微細化した場合にもバンプの幅を小さくすることなく端子間のショートを防止し、信頼性の高い接続構造を確保したＩＣ接続構造および信頼性の高い液晶表示装置が得られる。

実施の形態１．
次に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１はこの発明に係る液晶表示装置を概念的に示す斜視図である。液晶表示装置は、液晶を挟む絶縁性基板１とカラーフィルタ２０とを備えている。カラーフィルタ２０上には偏光板２１が配置されている。カラーフィルタ２０部分から張り出している絶縁性基板１上には異方性導電膜８が設けられ、その上に駆動ＩＣ６が実装されている。駆動ＩＣ６にはＴＦＴからのソース配線３が後述するバンプを通して接続される。さらに、絶縁性基板１には異方性導電膜８を介してフレキシブル回路基板２２が設けられている。

図２は本発明に係るＩＣ接続構造を示す断面図である。図２において、絶縁性基板１の上に第一の絶縁膜２が形成されており、その上にソース配線３が形成され、さらに、ソース配線３を保護するための第二の絶縁膜４が形成されている。第二の絶縁膜４はソース配線３と後述するバンプ６との接続部を形成するためにエッチングで除去されており、除去されてソース配線３が露出した部分に透明な導電膜であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）端子５が形成されてパネルの接続端子が形成されている。この接続端子の上に、バンプ６が形成された駆動ＩＣ７が配置される。バンプ６は、異方性導電膜(ＡＣＦ)８により絶縁性基板１に固着される。異方性導電膜８は接着樹脂中に導電粒子９を分散させたものである。バンプ６とＩＴＯ電極５との間に導電粒子９が挟まれることにより、バンプ６とＩＴＯ電極５との間に電気的な導通が発現する。異方性導電膜８によりバンプ６の周辺が機械的に絶縁性基板１に保持されることによりバンプ６とＩＴＯ電極５との導通が保たれる。

ここで、接続端子とは、バンプ６とソース配線３とを電気的に接続する部分を指している。図２の構造では、接続端子はＩＴＯ電極５と一致している。図２では、ＩＴＯ電極５とソース配線３とはほぼ同じ寸法を有する。

実施の形態１に示す本発明の特徴は、バンプ６とソース配線３との接続を行う接続端子の短辺の幅（ここではＩＴＯ電極５の幅と一致している）Ｗｐをバンプ６の短辺の幅Ｗｂに比べて小さく形成した点である。バンプ６と接続端子の配置関係を図３に示している。図３に破線で示すソース配線３あるいはＩＴＯ電極５が接続端子と一致する。

こうすることにより、例えばバンプ６の製作時あるいは駆動ＩＣ７の組み付け時に、バンプ６の中心とパネルの接続端子の中心とがずれた場合でも、ずれたバンプが隣接のＩＴＯ電極に接近して、両者間に導電粒子９を介してのショート、すなわち隣接する接続端子間のショートが発生することが抑えられる。バンプ６の中心とパネルの接続端子の中心とがずれた場合でも、隣接する接続端子間の距離はバンプ６の端部から隣接するバンプ６の端部までの距離におさまることになり、端子間のショートの発生を抑えることができる。

図３は本発明の実施の形態１におけるバンプ６とソース配線３またはＩＴＯ電極５の寸法関係を説明する平面図であり、上述のように、パネルの接続端子の短辺の幅Ｗｐはバンプ６の短辺の幅Ｗｂに比べて小さく形成されている。パネルの接続端子の長辺の長さＬｐはバンプ６との接続面積を確保するためにバンプ６の長辺の長さＬｂに比べて長く形成することが好ましい。パネルの接続端子の長さＬｐはＩＴＯ電極５のパターンの長さとする。バンプ６の面積が十分に大きい場合は、接続端子の長さＬｐはバンプ６の長さＬｂよりも長くする必要はない。

従来の構造では、接続端子となるソース配線またはＩＴＯ電極の幅はバンプの幅よりも大きく、バンプの両側よりはみ出すように設定されていたため、バンプの製作時または駆動ＩＣの組み付け時にバンプが横へずれると、ずれたバンプが隣接のＩＴＯ電極である接続端子と接近し、異方性導電膜８中の導電粒子９を通してショートする場合があったが、本実施の形態によれば、ある程度のバンプのずれ量の範囲内であれば、バンプ６と隣接するバンプのＩＴＯ電極５とは隔たっているため、バンプと接続端子、つまり接続端子間のショートの発生を抑えることができる。

バンプの平面形状は、ソース配線に沿って、ほぼ長方形になされているが、接続端子の幅はバンプの短辺より小さく、接続端子の長さはバンプの長辺より長くして、接続面積を確保する。こうすることにより、駆動ＩＣの搭載精度のバラツキによりバンプがパネル上の接続端子からある程度ずれても、パネル上の接続端子はバンプの外形からはみ出していないので隣接接続端子間の距離は変わらず、導電粒子が隣接接続端子間で連なる確率が変化しないため、隣接接続端子間のショートの発生を抑えることができる。

実施の形態２．
次に、図４により本発明の実施の形態２を説明する。図４は本発明の実施の形態２のバンプ部の断面構造である。絶縁性基板1の上にゲート配線１０が形成され、ゲート配線１０を保護するための絶縁膜１１がゲート配線１１間に形成されている。バンプ６とゲート配線１０との接続部分における絶縁膜１１は、端子部を形成するためにエッチングで除去されている。除去されてゲート配線１０が露出した部分が実質的なパネルの接続端子となり、これはゲート配線１０よりも小さい幅となる。この接続端子の上にバンプ６の形成された駆動ＩＣ７が配置される。バンプ６とゲート配線１０はその接続端子の部分において、導電粒子９を含む異方性導電膜８介して電気的に接続される。

このとき、パネルの接続端子の短辺の幅Ｗｐはバンプ６の短辺の幅Ｗｂに比べて小さく形成する。ここでパネルの接続端子幅Ｗｐはゲート配線１０上の、絶縁膜１１がエッチングされて露出した部分の幅である。こうすることにより、本発明の実施の形態１と同様に、バンプ６の中心とパネルの接続端子の中心とがずれた場合でも、隣接する接続端子間の距離はバンプ６の端部から隣接するバンプ６の端部までの距離となり、これはある程度のずれ量の範囲内であれば変化しないため、接続端子間のショートの発生を抑えることができる。また本発明の実施の形態１と同様に、パネルの接続端子の長辺方向長さＬｐは、接続面積を確保するために、バンプ６の長辺方向の長さＬｂに比べて長く形成することが好ましい。

この発明に係るＩＣ接続構造は、液晶表示装置のＩＣ実装に適用できる。

この発明に係る液晶表示装置を概念的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係るＩＣ接続構造を示す断面図である。 実施の形態１のバンプおよび端子の配置関係を説明するための平面図である。 この発明の実施の形態２に係るＩＣ接続構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 絶縁性基板、 ２ 絶縁膜、
３ ソース配線、 ４ 絶縁膜、
５ ＩＴＯ電極、 ６ バンプ、
７ 駆動ＩＣ、 ８ 異方性導電膜、
９ 導電粒子、 １０ ゲート配線、
１１ 絶縁膜、 ２０ カラーフィルタ、
２１ 偏光板、 ２２ フレキシブル回路基板。

Claims (4)

1. 表示素子に接続された複数の接続端子が端部に配列された絶縁性基板、および複数のバンプを有し、フリップチップ方式で、上記バンプが上記接続端子に接続されるように実装された上記表示素子駆動用の駆動ＩＣを備え、上記接続端子の短辺の実質的な端子幅が上記駆動ＩＣのバンプの短辺の幅よりも小さいことを特徴とするＩＣ接続構造。
2. 上記接続端子は、異方性導電膜を介して上記駆動ＩＣのバンプに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣ接続構造。
3. 上記接続端子は，長辺方向の長さが上記駆動ＩＣのバンプの長辺方向の長さより長いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＩＣ接続構造。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のＩＣ接続構造を備えた液晶表示装置。

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