JP2007226001A - 電気光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気光学装置の点燈検査において、検査電極パッドと出力電極パッドからの引出し配線を同一層の金属配線で接続しているため、安定的で電気的接続に必要な、検査用パッドの面積を十分に確保することができない。
【解決手段】 検査電極パット部が、下層電極と電気的に接続されている上層の電極、前記両層に挟まれた電気的に絶縁を保持する高絶縁層からなる構造において、引き出し配線の一部もしくは全てが、高絶縁層を介して平面的に上層電極と重なる構造により検査電極パッドの面積を最大限に配置する事が可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置の端子部に形成する検査用電極パッド及び液晶表示装置の検査に関する。詳しくは、主に液晶表示装置、特に携帯情報機器用途において液晶パネルの駆動用ＩＣチップの実装前点燈検査において、外部供給の駆動波形を液晶パネルに入力する為の検査用プローブを容易に検査電極と接続する事を考案し検査電極パッドの狭ピッチに対して緩和する技術に関するものである。

近年の液晶パネルでは、表示部の画素数の増加と半導体チップの出力電極部の高密度傾向に伴い、液晶パネルを駆動させる為の半導体チップを、液晶パネル端子部に直接実装するＣＯＧ方式が用いられている。ＣＯＧ方式の液晶パネルは、液晶パネルの出力電極パッドを半導体チップの出力電極に対応する位置へ配置する構成となっている。半導体チップを実装する前に液晶パネルの点燈検査を行う場合、液晶パネルの駆動に必要な任意の信号を外部より安定的に入力する必要がある。電気的接続を行うには一般的には、二−ドルプローブや、フィルム上に金属のパターンを形成したＦＰＣプローブ等がある。点燈検査時にニードルプローブやＦＰＣプローブを使用して電気的に接続される検査電極パッドは、出力電極パッドを兼用する場合もあるが、パッドのピッチが半導体チップのバンプピッチに依存する為、ピッチを広げられないこと、あるいは、検査時のプローブとの接触で発生する電極部の削れ、不純物の付着、還元、酸化作用による腐食の発生が高いことなどにより、検査用電極パッドを引出し配線にて出力電極部より延長し、その終端部に検査用電極パッドを配置する事が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３２１５９１号公報

電気光学装置の検査用パッドには、半導体チップと接続するために設けられた出力電極パッド、もしくは、この出力電極パッドに配線された検査専用の検査電極パッドが用いられていた。この検査用パッドに外部から駆動に必要な任意の波形を入力し、液晶パネルの点燈することで、液晶パネルの点燈検査を実施する。

しかし、特許文献１のような検査電極パッドでは検査電極パッドと出力電極パッドからの引出し配線は同一層の金属配線を使用している事で、検査電極パットが配置可能である最大領域は半導体チップの出力電極のピッチもしくは引出し配線のピッチに大きく依存してしまう。また、引出し配線を延長しピッチを広くする方法で一定の改善は可能ではあるが、あくまで、検査電極パッドの配置可能な箇所は半導体チップの入出力パッドに四方囲まれている制約範囲の中での配置であり、ピッチを広げるには限界がある。

したがって、携帯情報機器用の電気光学装置に代表される小型化、高密度化された液晶パネルにおいて、狭ピッチの半導体チップを使用する場合、検査プローブによる検査電極パッドへの安定的な電気的接続を確保するには、検査用パッドの面積を十分に確保する事が不可欠であり、特許文献１に示されるような電気光学装置においては面積の十分な確保は困難である。

そこで、半導体チップの接続に使用する出力電極パッド部を延長して引き出された引出し配線に接続された検査電極パット部が、下層電極と電気的に接続されている上層の電極、前記両層に挟まれた電気的に絶縁を保持する高絶縁層からなる構造において、引き出し配線の一部もしくは全てが、高絶縁層を介して平面的に上層電極と重なる構造とした。この構造によれば、検査電極パッド部をｎ段の千鳥配列した場合、各段の検査用パット部が、他方の検査電極パットに接続するための引き出し配線と高絶縁層を介して重なることが可能であり、より複数段の構造にすることで、OLE_LINK1OLE_LINK2検査電極パッドのＸ方向のピッチ並びに面積を最大限に配置する事が可能OLE_LINK1OLE_LINK2である。

すなわち、本発明の電気光学装置は、複数の電極パッドが形成された基板と、電極パッドを用いて接合された半導体チップと、電極パッドに引き出し配線により同一平面上で接続された下層電極と、下層電極上に設けられた高抵抗絶縁膜と、高抵抗絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して下層電極と電気的に接続するとともに高抵抗絶縁膜上に形成される上層電極と、上層電極と電気的に一体化され、高抵抗絶縁膜上に形成された検査電極パッドを備え、少なくとも一部の検査電極パッドが、高抵抗絶縁膜を介して引き出し配線の上方に形成されている。これにより、検査電極パッドの面積を大きくすることができる。

さらに、検査電極パッドを千鳥配列もしくは複数段の千鳥配列とした。また、高抵抗絶縁膜を複数の層、複数の材料で構成した。ここで、上層電極を透明電極で形成することができる。また、検査電極パッドの下方には、検査電極パッドと高抵抗絶縁膜を介して存在する複数の引き出し配線を備えており、これらの引き出し配線の隙間に、引き出し配線と同一厚みのダミーのパターンが設ける構成とした。

引き出し配線と上層電極が高絶縁層を挟んで平面的に重なる構造により、引き出し配線と下層電極並び上層電極とのスペース確保が不要となるため、検査用電極パットの配置の制約が解消され、狭ピッチの半導体チップ出力部に対して、検査用電極パッドのピッチ並びに面積を最大限に広く確保できる効果がある。また、検査パットの配置の自由度が高まることで、検査プローブコンタクト時の問題であるＸ方向の接続ずれに対し許容範囲の大きな検査パッドの配列を実現する効果がある。

本発明の電気光学装置の構成を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態における液晶パネルに代表される電気光学装置の半導体チップ実装部周辺を詳細に示した平面図である。図２は本発明図１のＡ−Ｂ線での断面図である。

ガラス基板上に形成された出力電極パッド２は、電気光学素子の表示領域に配置された複数本のOLE_LINK3OLE_LINK4走査電極ラインと複数の信号電極ラインOLE_LINK3OLE_LINK4に電気的に接続されており、熱圧着等のボンディングプロセスを経てＩＣバンプ４を介して半導体チップと接続される。

また、各々のＩＣバンプ４と対とした出力電極パッド２から延長上に伸ばされた引き出し配線３を介し検査電極パッド１を配置する。該検査電極パット１の構成は引出し配線３の終端部または途中もしくは、電極配線１１途中に設置される下層電極７と、検査用プローブの接続を容易にするために配置された上層電極６、上下層の双方電極を電気的に接続する為にエッチングにより施された上下電極コンタクトホール５を介して電気的に接続する。上層電極６、下層電極７の接続抵抗は、上下電極コンタクトホール５の構造、面積、配置数により変わるが数十Ω以下とする。

上層電極６は、画素部に使用されているＩＴＯ等の透明金属を使用する。下層電極７は各画素部に配置されている薄膜トランジスターに信号を伝達させるゲートラインや信号ラインに使用されているＣｒ，Ｍｏ，Ｔa、Ｔｉ，ＡＬ系の金属膜等を採用する。上層電極６と下層電極間７には、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、有機系絶縁膜等の高抵抗絶縁膜９を設け、出力電極パッド２から延長方向に引き出した引出し配線３と上層電極６の絶縁化を図る。高抵抗絶縁膜９においては、絶縁抵抗、ステップカバレージ、電極間容量の影響を考慮し最低でも３００Åから１０００Å以上の厚みを確保する。構成によっては、高い絶縁化を図る為に複数の絶縁膜の積層構造にて構成する場合もある。

このような電気光学装置の構成によれば、点燈検査において、検査プローブの接続に必要な上層電極６からなる検査パッド部コンタクト可能領域と隣接する引出し線３を平面的に重なる上層電極６の配置が実現できることで、検査用プローブのコンタクトに必要な有効面積を最大限広く確保することができる。また、半導体チップのＩＣバンプ４のピッチの制約から検査プローブのコンタクト可能領域の配置に制限が生じる事に対しても、比較的自由度の高い検査用プローブのコンタクト可能領域の配置ができる事で、検査電極パッドの幅寸法の制約が多い事により発生する検査プローブのコンタクト時のＸ方向の接続位置ずれに対し、影響の受けづらい検査電極パッド１の配置を可能とする。

以下、本発明の構造を用いた実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施例の電気光学装置の構成を図３に模式的に示す。図示するように、電気光学装置の半導体チップ実装前の点燈検査において、検査プローブから任意の外部駆動波形を、引き出し配線３並びに電極配線１１を介し、複数の走査電極ラインと複数の信号電極ラインに伝える。またコモン電極ラインに対しても同様である。検査プローブを大別するとタングステンや白金を使用したニードル系のプローブと、ポリイミドやガラスエポキシ、液晶ポリマーのフィルム母材上にＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ等の金属をメッキ後、パターニングしたＦＰＣ系プローブがある。これらのプローブはその全てにおいて、Ｘ方向のピッチに限界があり現状ではニードル系プローブで最小ピッチは約４０ミクロン、ＦＰＣプローブで約２０ミクロンであり、狭ピッチの検査電極パッドへの安定的なコンタクトに課題がある。

そこで、本実施例においては検査電極パッド１の各配置を全てのパッドを直線上に並べたストレート配列、２段または複数段に配置した千鳥配列、配置位置を任意に設置した配列等がある中で特に３段千鳥配列について説明する。３段千鳥配列の場合、図示するように、各々の段毎に信号ラインへ入力する各ＲＥＤ信号１４、ＧＲＥＥＮ信号１５、ＢＬＵＥ信号１６を割付けた検査電極パッド１配置とする。

次に各段との検査電極パッド１について説明する。第１段のＲＥＤ信号入力用の検査電極パッドでは、隣接するＧＲＥＥＮ信号とＢＬＵＥ信号用の引き回し配線３の２本は、隣接する２つの下層電極７の間に配線する。上下電極コンタクトホール５は隣接する引き回し配線（図示ではＧＲＥＥＮ信号用引き回し配線）と一定の距離（例えば、１０ミクロン以上)を隔てた領域に設置する。また、検査プローブのコンタクト領域となる上層電極６は下層に引き回されているＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥの引き回し配線の制限を受ける事無く、Ｘ方向に関しては３本の引き回し配線ピッチ分の領域の中で配置を行う事で計算上、従来の検査電極パッドの３倍近いピッチを確保できる。更にピッチを広げる場合ｎ段千鳥数を増やすことで、Ｘ方向のピッチは増やすことが可能である。

第２段のＧＲＥＥＮ信号入力用の検査電極パッドでは、隣接するＢＬＵＥ信号用の引き回し配線３の１本が、隣接する下層電極間に配線される。上下電極コンタクトホール５は隣接する引き回し配線図示ではＢＬＵＥ信号用引き回し配線と一定の距離を隔てた領域に設置可能である。

第３段のＢＬＵＥ信号入力用の検査電極パッドにおいては、特に隣接する引き回し配線３の制約を受けずに配置が可能である。

また、検査プローブによる点燈検査において、コンタクトホールの破損、傷等による上下電極導通不具合を避ける為なるべくコンタクトホールを避ける様にプローブ接続を行う場合がある。

しかしながら、上下導通用コンタクトホールは、最小５ミクロン□程度まで縮小化を行たり、縮小したコンタクトホールを複数個配置することで、上下導通用コンタクトホール５に制約を受けない検査プローブコンタクト可能領域が設定できるのである。

検査用プローブの構造を簡略化する事を重視した場合は、ＤＡＴＡ信号用パッド（ＲＥＤ／ＧＲＥＥＮ／ＢＬＵＥ）ごとに３段もしくはその倍数の段に割り付けた検査電極パッドの配列とする。ゲート信号入力用の検査パットにおいても、ゲート入力信号数に合わせた段数で配列する。

このように、検査電極パッドをＤＡＴＡ信号種類別に各段別に割り付ければ、例えば図３のＧＲＥＥＮ信号入力用の検査電極パッドはＸ方向へ位置が大きくずれた場合でも隣の検査電極パッドにて接続されることで結果的にはＸ方向のずれに影響ないプロービングが可能となる。

本実施例２の電気光学装置の構成を図４に模式的に示す。実施例１において上層電極６に検査用プローブでコンタクトをとる場合、下層電極部７の配置されていない領域ができてしまう。通常、下層電極として想定される電極膜は走査電極に使用される膜や信号電極に使用される膜であり、その厚みは１０００〜３０００Å程度を想定する。よって下層電極７の配置されていない、下層電極と同一の膜で形成された引き回し配線との間のスペースは、高抵抗絶縁膜９の厚みに応じて上層電極部の平坦性は崩れ一部が凹む構造となり得る。その場合、特にＦＰＣプローブなどコンタクト部分の平坦性が必要な検査プローブにおいては一部の検査用電極において、接続不良を引き起こす原因となる。そこで、上層電極６の平坦性を確保する場合は、図４、５で示す下層電極７と同一の金属膜もしくは同一厚みの膜により、下層ダミーパターン８を配置する。この構造により前記上層電極６部の平坦度は向上することで、検査プローブの安定的なコンタクトが実現可能となる。

本発明は、半導体チップの狭ピッチに対応した点燈検査が可能であり。携帯情報機器の小型化、高精細化、表示品位向上に対応した検査電極パッド構造であり。既存技術での検査用プローブでも十二分に点燈検査が対応できる構造の発明である。

本発明の電気光学装置端子部の平面図である。 本発明の電気光学装置端子部の断面図である。 本発明の電気光学装置の実施例１を示した端子部の平面図である。 本発明の電気光学装置の実施例２を示した端子部の平面図である。 本発明の電気光学装置の実施例２を示した端子部の断面図である。

符号の説明

１ 検査電極パッド
２ 出力電極パッド
３ 引出し配線
４ 出力電極(半導体チップ)
５ 上下電極コンタクトホール
６ 上層電極
７ 下層電極
８ 下層ダミーパターン
９ 高抵抗絶縁膜
１０ ガラス基板
１１ 電極配線
１２ 検査プローブコンタクト部
１３ 上下電極コンタクトホール最大領域
１４ ＲＥＤ信号
１５ ＧＲＥＥＮ信号
１６ ＢＬＵＥ信号

Claims (6)

1. 複数の電極パッドが形成された基板と、
   前記電極パッドを用いて接合された半導体チップと、
   前記電極パッドに引き出し配線により同一平面上で接続された下層電極と、
   前記下層電極上に設けられた高抵抗絶縁膜と、
   前記高抵抗絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して前記下層電極と電気的に接続するとともに前記高抵抗絶縁膜上に形成される上層電極と、
   前記上層電極と電気的に一体化され、前記高抵抗絶縁膜上に形成された検査電極パッドと、を備え、
   少なくとも一部の前記検査電極パッドが、前記高抵抗絶縁膜を介して前記引き出し配線の上方に形成されたことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記検査電極パッドの配列が千鳥配列もしくは複数段の千鳥配列であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記高抵抗絶縁膜が複数の層、複数の材料からなることを特徴とする請求項１に記載する電気光学装置。
4. 前記高抵抗絶縁膜の厚みが３００Åから１０００Åであることを特徴とする請求項１に記載する電気光学装置。
5. 前記上層電極が透明電極で形成されたことを特徴とする請求項１に記載する電気光学装置。
6. 前記検査電極パッドの下方に、前記検査電極パッドと前記高抵抗絶縁膜を介して存在する複数の引き出し配線を備え、前記引き出し配線の隙間に、前記引き出し配線と同一厚みのダミーのパターンが設けられたことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。

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