JP2006072032A - 表示装置および表示装置の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示装置の小型化が可能で、かつ表示不良などの検査を行うことができる表示装置を提供する。
【解決手段】 配線群が形成された絶縁性基板１と、前記絶縁性基板の端部近傍に形成され、前記絶縁性基板１の表示領域の配線群と接続される駆動電極出力用配線が形成された面上で、前記配線群に信号を供給する駆動回路３のバンプと接続される電極端子とを備えた表示装置であって、前記絶縁性基板１上に形成された駆動回路出力用電極端子７は、前記駆動回路３が実装された領域以外まで延在して形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示領域周辺部の絶縁性基板上に、駆動回路を直接実装し、表示不良などの検査を行うことが可能な表示装置に関する。

高度情報化社会の発展に伴い液晶を用いた表示装置の分野は目覚しく進歩している、この液晶表示装置をさらに普及させるためには、生産性の向上による低価格化が重要な課題となっている。従来の表示装置においては、画素内のスイッチング素子を駆動させるための駆動回路はＴＣＰ(Tape Carrier Package)の形で接続され、液晶を介して重ね合わされた二枚の絶縁性基板のうち、一方の絶縁性基板表面の周縁部上に設けられた電極端子上にＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜)を用いて実装されていた。この工法では、ＴＣＰを基板周縁部上に接続した後の点灯検査にて線欠陥等の表示不良が見られた場合、ＴＣＰ出力端子の例えば先端部の銅箔が露出した部分にオシロスコープなどの測定機器に接続された針を接続させ、駆動回路からの出力波形を測定することにより、表示不良の原因が駆動回路側にあるのか、あるいは基板上に形成された配線またはスイッチング素子部にあるのかを容易に判断することができた。また測定された駆動回路の波形を解析することにより、駆動回路の不良原因も解明され、駆動回路の良品率を向上させ、安価な液晶表示素子を提供することも可能になっていた。

一方で、近年液晶表示素子のより安価な製造方法としてＣＯＧ(Chip On Glass)工法の採用が進んでいる。一般的な液晶表示装置の電極端子部においてＣＯＧ工法を用いて駆動回路および外部のその他回路を接続する方法を説明する。まず、絶縁性基板表面の周縁部上に形成された電極端子上にＡＣＦを貼り付ける。次に駆動回路の裏面に形成されたＡｕよりなる複数のバンプ（電極）と前述の絶縁性基板表面の電極端子とを精度良くアライメントした後、加熱加圧ツールを用いて熱圧着する。このときの条件は、加熱温度１７０〜２００℃、時間１０〜２０秒、圧力３０〜１００Ｐａである。これにより、駆動回路のバンプと電極端子間に挟まったＡＣＦの導電粒子により上下方向のみ導通する。なお水平方向は導電粒子の周囲に絶縁性のエポキシ樹脂が存在するために絶縁が保たれる。その結果、電極端子上に駆動回路が直接搭載される。さらに、外部の回路基板からの駆動信号、電源を駆動回路へ供給するためのフレキシブル配線基板と電極端子との接続も同様に行う。

上記ＣＯＧ工法を用いて実装した表示装置において、表示装置の不良解析を行う場合は、半導体チップの入力電圧を圧着させるため外部端子配線先端に形成される電極パッドを半導体チップの側面側に配置させ、各圧着用電極パッドから延長される内部端子配線は、電極パッドの配置ピッチのまま半導体チップ下部を通り抜けてチップ実装部外まで形成され、その延長形成された内部端子配線の先端に液晶パネル表示検査用の各電極パッドを千鳥状に配置することで、検査を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

また、同様のＣＯＧ工法を用いて実装した表示装置の不良解析を行うその他方法として、絶縁性基板上の表示領域と駆動回路との間に検査用パッドを設けることで各種検査を行っていた（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−３２１５９１号公報（図４） 特開平９−２６５８９号公報（図７、図１１）

しかしながら、上記した特許文献１記載の従来の表示装置においては、実装された駆動回路下部を通り、駆動回路が実装されていない領域まで延在して形成された検査端子により、検査を行っていることから、検査端子が形成された領域と近接する駆動回路の辺には、当該駆動回路への入力用のバンプが形成出来ないという問題があった。さらに、検査端子が、駆動回路下部を通り駆動回路が実装されていない領域まで延在して検査端子を形成することから、駆動回路から絶縁性基板端部までの距離の縮小が困難であるという問題点を有していた。

また、上記した特許文献２記載の従来の表示装置においては、絶縁性基板端部と近接する辺にも駆動回路への入力用バンプを形成することおよび駆動回路から絶縁性基板端部までの距離は縮小することが可能とはなるが、表示領域と駆動回路との間に、検査用パッドを設けていることから、表示領域と駆動回路との間の距離を縮小することが困難であるという問題点を有していた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、表示装置のサイズを小型化可能であり、かつ表示不良などの検査を行うことが可能な表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、ゲート配線またはソース配線などの配線群が形成された絶縁性基板と、前記絶縁性基板の前記配線群が形成された面上で前記絶縁性基板の端部近傍に形成され、かつ前記配線群に信号を供給する駆動回路のバンプと接続される電極端子とを備えた表示装置において、前記絶縁性基板上に形成され、前記駆動回路の出力バンプと接続される駆動回路出力用電極端子は、前記駆動回路が実装される領域以外まで延在して形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、表示装置において小型化が可能で、かつ容易に表示不良などの検査を行うことが可能となる。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１を図１〜図３により説明する。図１は本発明の実施の形態１における表示装置の駆動回路実装部の平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図２における駆動回路実装時のＡ−Ａ断面図である。液晶を用いた表示装置においては、絶縁性基板１と対向基板２との間に液晶層を挟持し、液晶表示素子を形成した表示領域を備えている。さらに絶縁性基板１は、複数の信号線が形成されている。絶縁性基板１と対向基板２とは、液晶層およびスペーサーを介して重ねあわされたシール材により接続されている。また、絶縁性基板１の表示領域の周辺領域における、絶縁性基板端部近傍には電極端子が形成され、液晶表示素子を駆動する駆動回路３が実装されている。図１〜図３においては、該駆動回路３は、絶縁性基板１上の端部近傍に直接実装されている。該駆動回路に外部からフレキシブル基板等を介して電源、信号を供給するための外部入力電極端子４と、駆動回路３へ電源、信号を入力するために絶縁性基板上に形成された駆動回路入力用電極端子５と、外部入力電極端子４と駆動回路入力用電極端子５とを接続する駆動回路入力用配線６とが形成されている。さらに駆動回路３の出力側（表示領域に対しては入力側）には、絶縁性基板１上に形成された駆動回路出力用電極端子７と、該駆動回路出力用電極端子７と接続され、表示領域へ接続された駆動回路出力用配線８とが形成されている。ここで、図１において、点線で示された領域が図２に示す駆動回路３が実装される領域を示している。駆動回路３は、駆動回路の入力用バンプ９と、出力用バンプ１０を備えており、それぞれ駆動回路入力用電極端子５と、駆動回路出力用電極端子７と接続される。なお、本発明において絶縁性基板上に形成される電極端子とは、駆動回路の入力または出力バンプなどと接続されるために、絶縁膜に開口部を設ける、または金属膜を最上層に形成することで、金属膜が露出されている部分をいうこととする。

次に、本実施の形態における表示装置の製造方法について、図２を参照しながら説明する。まず、ガラス等の透明な絶縁性基板１上にスパッタリングにてＣｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ等の金属膜あるいは前記金属成分を主成分とする合金膜を成膜し、写真製版によりパターニングし、配線および電極、表示領域の例えばゲート電極およびゲート端子電極、外部入力信号を取り込む電極端子等を同時に形成する。次に、プラズマＣＶＤを用いて例えばＳｉＮを成膜し、例えばゲート絶縁膜となる絶縁膜１１を形成する。続いて、ゲート電極および絶縁膜上にチャネル層となるａ−Ｓｉおよびコンタクト層となるＮ＋型のａ−Ｓｉを連続して成膜後、パターニングして表示部の各液晶表示素子を駆動するための薄膜トランジスタを形成する。さらに、スパッタリングにてＣｒ、Ａｌ、Ｍｏ等の金属膜あるいは前記金属成分を主成分とする合金膜を成膜後、パターニングして表示部の例えばドレイン電極、ソース配線およびソース電極、および外部入力信号を取り込む入力用配線等を同時に形成する。本実施の形態においては、駆動回路入力用配線６と駆動回路出力用配線８も同時に形成する。本実施の形態では、例えばソース配線に接続される駆動回路側における説明を行う。

次にプラズマＣＶＤにてＳｉＮ等を成膜し、保護膜１２を形成する。その後、外部入力電極端子４、駆動回路入力用電極端子５および駆動回路出力用電極端子７が形成される領域の絶縁膜を除去する。ここで、駆動回路出力用電極端子７が形成される領域は、駆動回路３が実装される領域以外の領域にまで延在して形成する。該駆動回路３が実装される領域以外の領域にまで延在して形成される電極端子の領域Ｘの長さ方向は、後述する測定機器（検査装置）のプローブおよび針が容易に接触できるように３０μｍ以上であり、領域Ｘの幅方向については１０μｍ以上であることが好ましい。領域Ｘの長さ方向及び幅方向の上限については特に設定されるものではないが、表示装置の小型化を実現するためにも、該上限値については、長さ方向は２００μｍ、幅方向は５０μｍ程度以下であることが好ましい。その後、最後にスパッタリングにてＩＴＯなどの透明導電膜を成膜後、パターニングして例えば画素電極を形成し、同時に外部入力電極端子４、駆動回路入力用電極端子５および駆動回路出力用電極端子７の形成領域にも透明導電膜を形成し、Ｃｒ、Ａｌ等の配線材料で形成された電極端子が露出することにより酸化膜が形成されコンタクト抵抗の上昇による導通不良が発生することを防ぐ。以上の工程により、本実施の形態における表示装置の絶縁性基板上のパターンが完成する。

次に、実際に駆動回路を実装する場合について、図３を用いて説明する。まず、絶縁性基板１上の端部近傍に形成された外部入力電極端子４、駆動回路入力用電極端子５および駆動回路出力用電極端子７上にＡＣＦ１３を塗布する。次に駆動回路３の絶縁性基板１と対向する面に形成された入力バンプ９および出力バンプ１０と、絶縁性基板１上の駆動回路入力用電極端子５および駆動回路出力用電極端子７とを精度良くアライメントした後、加熱加圧ツールを用いて熱圧着する。このときの条件は、加熱温度１７０〜２００℃、時間１０〜２０秒、圧力３０〜１００Ｐａである。これにより、駆動回路出力用バンプ１０と駆動回路出力用電極端子７そして駆動回路入力用バンプ９と駆動回路入力用電極端子５との間に挟まったＡＣＦ１３中の導電粒子１４により上下方向のみ導通する。すなわち出力バンプ１０と駆動回路出力用電極端子７、そして駆動回路入力バンプ９と駆動回路入力用電極端子５が電気的に接続される。なお水平方向についてはＡＣＦ１３に含まれる絶縁性のエポキシ樹脂の存在により絶縁が保たれる。続いて、フレキシブル基板１５と外部入力電極端子４との接続も同様にＡＣＦを用いて行う。フレキシブル基板１５は、厚さ３０〜７０μｍ程度のポリイミドフィルム、厚さ８〜２５μｍの銅箔１６およびポリイミド系のソルダーレジストより構成される。最後に、駆動回路３とフレキシブル基板１５との配線部の腐食を防ぐために絶縁性のコート材１７を塗布する。コート材１７としては主にシリコン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂等が用いられ、ディスペンサーを用いて塗布される。

次に、本実施の形態による表示装置において表示不良が発生した際の検査方法について説明する。駆動回路３およびフレキシブル基板１５を実装後の表示装置において、外部の信号発生器より各配線に順次信号を入力し、表示領域において所定の映像信号が得られなかった箇所、すなわち線欠陥等の表示不良が発生したアドレスを、信号発生器のアドレス出し機能などにより特定する。続いて、駆動回路出力用電極端子７において、駆動回路３が実装された領域以外に形成された領域Ｘに、オシロスコープおよびディジタルマルチメータなどの測定機器（検査装置）に接続されたプローブまたは針を接触させ、不良発生箇所である配線に接続された駆動回路３の出力バンプ１０からの出力波形を測定し、不良原因を究明する。ここで、例えば図１中の領域Ｘ部分近傍に、信号線のアドレスを示すパターンを設けることで、検査を効率良く確実に行うことが可能となる。信号線のアドレスを示すパターンとしては、信号線の１０本毎にアドレス番号を付していくなど様々なパターンが適用可能である。

本実施の形態は、上述のように、駆動回路が実装される領域以外に延在して形成された駆動回路出力用電極端子に、各種測定機器（検査装置）のプローブまたは針を接触させて検査を行うことで、表示装置の表示領域外における周辺領域の面積を増大させることなく、表示装置の表示不良の検査を容易に行うことができる。さらに、駆動回路において、表示領域と近接する辺と対向する辺（絶縁性基板端部に近接する辺）においても、入力用のバンプを形成することが可能となり、駆動回路のバンプ形成の自由度が拡大することで、駆動回路の小型化も可能となる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２を図４により説明する。図４は本発明の実施の形態２における表示装置の駆動回路実装部の断面図である。図４において、図１〜図３と同じ構成部分については同一の符号を付し、差異について説明する。上記実施の形態１が薄膜トランジスタのソースに接続される駆動回路側であったのに対し、図３は薄膜トランジスタのゲートに接続される駆動回路側における、図１のＡ−Ａ断面図を示している。

本実施の形態における表示装置の製造方法については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。本実施の形態では、駆動回路の入力用バンプ９と出力用バンプ１０と接続される絶縁性基板上の電極端子は、ゲート配線と接続される金属膜１８で直接形成されている。このような構成とすることにより、薄膜トランジスタのゲートに接続される駆動回路側においても、実施の形態１と同様の効果を奏することが可能である。なお、図４においては、上記実施の形態１の図２とは異なり、駆動回路の入力用バンプ９と出力用バンプ１０と接続される絶縁性基板上の電極端子は、ＩＴＯなどの透明導電膜ではなく、ゲート配線と接続される金属膜１８で直接形成される例について示している。これは、図４における１８の金属膜として、Ａｌを主成分とする金属を選択し、その表面にＮなどを添加することで、コンタクト抵抗を上昇させることなく、駆動回路のバンプと接続可能となるものである。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３を図５、図６により説明する。図５、図６は本発明の実施の形態３における表示装置の駆動回路実装部の平面図、図６は図５におけるＢ−Ｂ断面図を示している。図５、図６において、図１〜図４と同じ構成部分については同一の符号を付し、差異について説明する。図５は上記実施の形態とは異なり、駆動回路の出力バンプの狭ピッチ化などに伴い、該出力バンプが１バンプおきに２列に千鳥配置（ジグザグ配置）され、それに伴い絶縁性基板上の駆動回路出力用電極端子７も千鳥配置されている場合を示している。本実施の形態においては、該千鳥配置された出力バンプに接続される駆動回路出力用電極端子７における任意の一列については、上記実施の形態と同様に、駆動回路３が実装される領域外まで延在して電極端子を形成し、領域Ｘを形成する。それに対して、その他の一列に関しては、上述したように駆動回路の出力バンプの狭ピッチ化から、駆動回路３が実装される領域外まで延在して電極端子を形成するスペースがないため、一旦通常の配線パターン１９で駆動回路実装領域外まで引き出し、前記領域Ｘと配線の幅方向において重複しない領域において、検査端子２０を形成する構成とする。なお、本実施の形態は実施の形態１と同様に、例えばソース配線に接続される駆動回路の実装部についての説明を行っている。

本実施の形態は、上述のように駆動回路出力用電極端子において、任意の一列については、上記実施の形態と同様に、駆動回路が実装される領域外まで延在して電極端子を形成し、その他の一列に関しては、前記延在して形成された電極端子と配線の幅方向において重複しない領域において検査端子を形成しているので、上記実施の形態１、２記載の効果に加えて、図５紙面の横方向（駆動回路３の長手方向）の縮小も可能となり、さらなる表示装置の小型化が可能となる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４を図７により説明する。図７は本発明の実施の形態４における表示装置の駆動回路実装部の断面図である。図７において、図１〜図６と同じ構成部分については同一の符号を付し、差異について説明する。本実施の形態は、上記実施の形態３が薄膜トランジスタのソースに接続される駆動回路側であったのに対し、図７は薄膜トランジスタのゲートに接続される駆動回路側における、図５のＢ−Ｂ断面図を示している。本実施の形態においては、駆動回路の入力用バンプ９と出力用バンプ１０と接続される絶縁性基板上の電極端子は、ゲート配線と接続される金属膜１８で直接形成されている。このような構成とすることにより、薄膜トランジスタに接続されるゲートに接続される駆動回路側についても、実施の形態３と同様の効果を奏することが可能である。なお、図７においては、上記実施の形態３の図６とは異なり、駆動回路の入力用バンプ９と出力用バンプ１０と接続される絶縁性基板上の電極端子は、ＩＴＯなどの透明導電膜ではなく、ゲート配線と接続される金属膜１８で直接形成される例について示している。これは、図７における１８の金属膜として、Ａｌを主成分とする金属を選択し、その表面にＮなどを添加することで、コンタクト抵抗を上昇させることなく、駆動回路のバンプと接続可能となるものである。

なお、上記実施の形態２〜３においても、実施の形態１で説明したように、駆動回路の実装領域以外に延在して形成される駆動回路出力用電極端子の近傍に、信号線のアドレスを示すパターンを設けることで、上述と同様に検査を効率良く確実に行うことが可能となる。

上記実施の形態１〜４は、液晶を用いたアクティブマトリクス型の表示装置について説明を行っているが、これに限定されることなく、パッシブ型またはエレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置であっても、表示領域の周辺部の絶縁性基板上に駆動回路を直接実装するあらゆる表示装置に適用可能である。

本発明の実施の形態１における表示装置の駆動回路実装部の平面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 駆動回路実装後の図１におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態２における表示装置の駆動回路実装部の断面図である。 本発明の実施の形態３における表示装置の駆動回路実装部の平面図である。 図５におけるＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態４における表示装置の駆動回路実装部の平面図である。

符号の説明

１ 絶縁性基板、２ 対向基板、３ 駆動回路、４ 外部入力電極端子、５ 駆動回路入力用電極端子、６ 駆動回路入力用配線、７ 駆動回路出力用電極端子、８ 駆動回路出力用配線、９ 駆動回路入力用バンプ、１０ 駆動回路出力用バンプ、１１ 絶縁膜、１２ 保護膜、１３ ＡＣＦ、１４ 導電粒子、１５ フレキシブル基板、１６ 銅箔、１７ コート材、１８ ゲート配線、１９ 配線パターン、２０ 検査端子

Claims (5)

1. 配線群が形成された絶縁性基板と、
   前記絶縁性基板の前記配線群が形成された面上で前記絶縁性基板の端部近傍に形成され、かつ前記配線群に信号を供給する駆動回路のバンプと接続される電極端子と、
   を備えた表示装置であって、
   前記絶縁性基板上に形成された電極端子は、前記駆動回路が実装される領域以外まで延在して形成されていることを特徴とする表示装置。
2. 配線群が形成された絶縁性基板と、
   前記絶縁性基板の前記配線群が形成された面上で前記絶縁性基板の端部近傍に形成され、かつ前記配線群に信号を供給する駆動回路のバンプと接続される電極端子と、
   を備えた表示装置であって、
   前記絶縁性基板上に形成された電極端子は、１端子おきに二列に千鳥配置されており、
   該千鳥配置された電極端子の任意の一列は、駆動回路が実装される領域外まで延在して電極端子を形成し、その他の一列は、通常の配線パターンで駆動回路実装領域外まで引き出され、隣接する延在して形成された前記電極端子と重複しない領域において検査端子を形成することを特徴とする表示装置。
3. 前記駆動回路が実装された領域以外まで延在して形成された電極端子は、幅方向１０μm以上で、長さ方向は３０μm以上延在して形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
4. 前記絶縁性基板上に形成された電極端子において、前記駆動回路が実装された領域以外まで延在して形成された部分近傍に、アドレスを示すパターンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
5. 配線群が形成された絶縁性基板と、
   前記絶縁性基板の前記配線群が形成された面上で前記絶縁性基板の端部近傍に形成され、かつ前記配線群に信号を供給する駆動回路のバンプと接続される電極端子と、
   を備えた表示装置の検査方法であって、
   前記絶縁性基板上に形成された電極端子は、前記駆動回路が実装された領域以外まで延在して形成されており、
   前記電極端子の延在部分に検査装置のプローブまたは針を接触させることを特徴とする表示装置の検査方法。
   

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