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Abstract
【解決手段】 表示パネルと、複数のバンプ電極を有し、前記表示パネルを構成する基板上に実装される半導体チップとを備え、前記複数のバンプ電極は、前記半導体チップの長手方向の中心部付近に配置される第1のバンプ電極と、前記半導体チップの長手方向の端部付近に配置される第2のバンプ電極とを含み、前記半導体チップは、その内部に、少なくとも1層の導電層を有し、前記半導体チップの前記バンプ電極が形成される面を下側としたとき、前記第2のバンプ電極上に形成される前記導電層の層数は、前記第1のバンプ電極上に形成される前記導電層の層数よりも多い。前記第1および第2バンプ電極上に形成される前記導電層は、ダミーの導電層を含む。前記複数のバンプ電極は、異方性導電膜を介して前記表示パネルを構成する基板上に形成された配線層に電気的に接続されている。
【選択図】図7
Description
そして、このような液晶表示装置においては、液晶表示パネルを構成する一対の基板の一方の基板上に裸の半導体チップを直に実装するCOG(Chip On Glass)方式が採用されている。このCOG方式においては、半導体チップの実装方法として様々な方法が提案され実用化されている。その中の1つに、例えばACF(Anisotropic Conductive Film)と呼ばれる異方性導電膜を用いて半導体チップを実装する方法(ACF実装)が知られている。このACF実装では、液晶表示パネルを構成する一対の基板の一方の基板上に形成された配線と、半導体チップの主面に形成されたバンプ電極とが異方性導電膜により電気的にかつ機械的に接続される。異方性導電膜としては、例えばエポキシ系の熱硬化型絶縁性樹脂に多数の導電粒子が分散して混入されたものが用いられている。
しかしながら、図10に示すように、半導体チップ170は、その主面(バンプ電極4が形成されたバンプ形成面)側が凸となる方向に反っているため、この反りによる影響で、半導体チップ170の長手方向の中心部付近(Ct)に配置されたバンプ電極4aと端部付近(一端部付近(Sd1),他端部付近(Sd2))に配置されたバンプ電極(4b1,4b2)との高さにバラツキが生じる。このようなバンプ電極4の高さバラツキは、基板の配線と半導体チップのバンプ電極との接続不良や、両者間(配線/バンプ電極)の接続抵抗が不均一になるといった不具合を引き起こし、液晶表示装置の信頼性を低下させる要因となるため、対策が必要である。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、表示装置の信頼性向上を図ることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
(1)表示パネルと、複数のバンプ電極を有し、前記表示パネルを構成する基板上に実装される半導体チップとを備える表示装置であって、前記複数のバンプ電極は、前記半導体チップの長手方向の中心部付近に配置される第1のバンプ電極と、前記半導体チップの長手方向の端部付近に配置される第2のバンプ電極とを含み、前記半導体チップは、その内部に、少なくとも1層の導電層を有し、前記半導体チップの前記バンプ電極が形成される面を下側としたとき、前記第2のバンプ電極上に形成される前記導電層の層数は、前記第1のバンプ電極上に形成される前記導電層の層数よりも多い。
(2)(1)において、前記半導体チップの前記バンプ電極が形成されない面から前記第2のバンプ電極の最頂部までの高さは、前記半導体チップの前記バンプ電極が形成されない面から前記第1のバンプ電極の最頂部までの高さよりも高い。
(3)(1)または(2)において、前記半導体チップは、前記半導体チップの前記バンプ電極が形成される面が凸となる方向に反っている。
(5)(1)ないし(4)の何れかにおいて、前記第1および第2バンプ電極上に形成される前記導電層は、ダミーの導電層を含む。
(6)(1)ないし(5)の何れかにおいて、前記複数のバンプ電極は、異方性導電膜を介して前記表示パネルを構成する基板上に形成された配線層に電気的に接続されている。
(7)(1)ないし(5)の何れかにおいて、前記表示パネルは、前記基板と、前記基板に対向して配置された対向基板と、前記基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルである。
本発明によれば、表示装置の信頼性向上を図ることが可能となる。
なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
図1において、100は液晶表示パネル、130は半導体チップで構成されるソースドライバ、140は半導体チップで構成されるゲートドライバ、104は表示制御回路、105は電源回路である。
液晶表示パネル100は、IPS(In Plane Switching)方式の液晶表示パネルであり、画素電極(PX)、薄膜トランジスタ(TFT)、対向電極(CT)等が形成された第1の基板(TFT基板ともいう)(SUB1)と、カラーフィルタ等が形成された第2の基板(CF基板ともいう)(SUB2)とを所定の間隔を隔てて重ね合わせ、これらの両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両基板を張り合わせると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、更に、両基板の外側に偏光板を貼り付けることによって構成される。即ち、液晶表示パネル100は、一対の基板間に、多数の液晶分子からなる液晶層を挟持した構成になっている。
なお、液晶表示パネル100は、TN方式やVA方式の縦電界方式の液晶表示パネルであってもよい。液晶表示パネル100が、TN方式やVA方式の液晶表示パネルであれば、対向電極(CT)は第2の基板(SUB2)側に設けられる。
また、本発明は、液晶表示パネルの内部構造とは関係がないので、液晶表示パネルの内部構造の詳細な説明は省略する。
ソースドライバ130と、ゲートドライバ140は、液晶表示パネル100を構成する基板、例えば、第1の基板(SUB1)の2辺の周辺部における非重畳領域に、夫々COG方式で実装されている。
また、電源回路105と、表示制御回路104は、液晶表示パネル100の周辺部に配置されるフレキシブル配線基板(以下、単にFPC基板と言う)150にそれぞれ実装されている。
表示制御回路104から送出されたデジタル信号(表示データ信号、クロック信号等)131と、電源回路105から供給される各種電源電圧(アナログ電源電圧/GND、デジタル電源電圧/GND、階調基準電圧等)132は、FPC基板150上に形成された信号配線を介して、各ソースドライバ130に入力される。
また、表示制御回路104から送出されたデジタル信号(クロック信号等)141と、電源回路105から供給される各種電源電圧(アナログ電源電圧/GND、デジタル電源電圧/GND等)142は、FPC基板150及び第1の基板(SUB1)上に形成された信号配線を介して、各ゲートドライバ140に入力される。
また、Dは映像線(ドレイン線、ソース線ともいう)、Gは走査線(ゲート線ともいう)、Clcは液晶層を透過的に示す液晶容量、Cstは対向電極(CT)と画素電極(PX)との間に形成される保持容量である。
なお、図1において、1つの薄膜トランジスタ(TFT)を有するサブピクセルは、有効表示領域(画素部)にマトリクス状に配置されている。
図2に示すように、本実施例では、FPC基板150の突出部151に形成された出力側配線161と、第1の基板(SUB1)に形成された入力側配線162とが異方性導電膜により、電気的にかつ機械的に接続される。
また、第1の基板(SUB1)に形成された入力側配線162は、ソースドライバ130の入力側のバンプ電極に、異方性導電膜により、電気的に、かつ機械的に接続される。さらに、ソースドライバ130の出力側のバンプ電極は、第1の基板(SUB1)に形成された映像信号線(D)に、異方性導電膜により、電気的に、かつ機械的に接続される。
なお、図2において、Aは、ソースドライバ130の入力側のバンプ電極が形成される領域、Bは、ソースドライバ130の出力側のバンプ電極が形成される領域である。
図3に示すように、ソースドライバ130は、その主面(バンプ電極4が形成されたバンプ形成面)が、液晶表示パネル100の第1の基板(SUB1)と向かい合う状態、即ちソースドライバ130の複数のバンプ電極4が、第1の基板(SUB1)の複数の配線(162,D)と向かい合う状態で第1の基板(SUB1)に実装されている。
第1の基板(SUB1)とソースドライバ130との間には、接着材として例えばACFと呼ばれる異方性導電膜20が介在されている。異方性導電膜20としては、例えばエポキシ系の熱硬化型絶縁樹脂に多数の導電性粒子21が分散して混入されたものが用いられている。即ち、ソースドライバ130は、異方性導電膜20を用いて半導体チップを実装するACF実装によって、第1の基板(SUB1)に実装されている。このACF実装では、第1の基板(SUB1)とソースドライバ130との間に異方性導電膜(ACF)20を介在させた状態で加熱しながらソースドライバ130を圧着し、第1の基板(SUB1)の配線(162,D)とソースドライバ130のバンプ電極4との間にACF中の導電性粒子21を挟み込むことによって両者(配線/バンプ電極)を電気的にかつ機械的に接続する。
図4に示すように、ソースドライバ130は、その平面形状が長辺及び短辺を有する長方形で形成されている。ソースドライバ130は、図5に示すように、半導体基板2と、この半導体基板2上に形成された薄膜積層体3と、この薄膜積層体3上に形成された複数のバンプ電極4とを有する構成になっている。薄膜積層体3は、半導体基板2上において、絶縁層、導電層の各々を複数段積み重ねた多層導電層構造になっている。
本実施例において、薄膜積層体3は、例えば、第1層目の導電層M1、第2層目の導電層M2、及び第3層目の導電層M3を有する3層導電構造になっている。なお、第1層目の導電層M1、第2層目の導電層M2、及び第3層目の導電層M3の少なくとも1層は、ダミー導電層(他の導電層と接続されていない導電層)であってもよい。
絶縁層としては、例えば酸化シリコン、窒化シリコン等の無機絶縁膜、若しくはポリイミド樹脂等の無機絶縁膜が用いられている。導電層(M1〜M3)としては、例えばアルミニウム(Al)、アルミニウムを主体とする合金、銅(Cu)、銅を主体とする合金等からなる金属膜が用いられている。複数のバンプ電極4としては、例えばメッキ法によって形成される金(Au)バンプが用いられている。
ソースドライバ130の長手方向の端部付近(一端部付近(Sd1),他端部付近(Sd2))に配置されたバンプ電極(4b1,4b2)と、ソースドライバ130の長手方向の中心部付近(Ct)に配置されたバンプ電極4aにおいて、半導体基板2からバンプ電極(4b1,4b2)の最頂部までの高さ(4hb)は、半導体基板2からバンプ電極4aの最長部までの高さ(4ha)よりも高くなっている。
なお、バンプ電極4と薄膜積層体3との上下方向の相対的な位置関係をバンプ電極4下の薄膜積層体3と表現しているが、この場合はソースドライバ130の主面(バンプ形成面)を上側(上向き)としたときであり、ソースドライバ130の主面を下側(下向き)としたときは、バンプ電極4上の薄膜積層体3と表現される。
しかしながら、図6(ソースドライバの反り状態を説明するための図)に示すように、ソースドライバ130は、その主面(バンプ電極が形成されたバンプ形成面)側が凸となる方向に沿っているため、この反りによる影響で、ソースドライバ130の長手方向の中心部付近(Ct)に配置されたバンプ電極4aと端部付近(一端部付近(Sd1),他端部付近(Sd2))に配置されたバンプ電極(4b1,4b2)との高さにバラツキが生じる。このようなバンプ電極4の高さバラツキは、第1の基板(SUB1)の配線(162,D)とソースドライバ130のバンプ電極4との接続不良や、両者間(配線/バンプ電極)の接続抵抗が不均一になるといった不具合を引き起こし、液晶表示装置の信頼性を低下させる要因となるため、対策が必要である。
図8A及び図8Bは、本発明の実施例の製造方法において、薄膜積層体の製造工程を示す図であり、図8Aでは(a)工程〜(f)工程を示し、図8Bでは(g)工程〜(j)工程を示す。図8A及び図8Bにおいて、左側の図は設計レベルでの状態を示し、右側の図は実際の状態を示す。
(a)工程:
半導体基板2上に絶縁層11を形成した後、絶縁層11上に導電層M1を形成する。
(b)工程:
導電層M1を覆うようにして絶縁層11上に絶縁層12を形成する。
(c)工程:
CMP(Chemical Mechanical Polishing)法若しくはエッチバック法等を用いて絶縁層12の表面を平坦化する。
(d)工程:
平坦化された絶縁層12上に導電層M2を形成する。
(e)工程:
導電層M2を覆うようにして絶縁層12上に絶縁層13を形成する。
(f)工程:
CMP法若しくはエッチバック法等を用いて絶縁層13の表面を平坦化する。
(g)工程:
平坦化された絶縁層13上に導電層M3を形成する。
(h)工程:
導電層M3を覆うようにして絶縁層13上に絶縁層14を形成する。
(i)工程:
CMP法若しくはエッチバック法等を用いて絶縁層14の表面を平坦化する。
(j)工程:
絶縁層14にボンディング開口を形成した後、バンプ電極4を形成する。
図8A及び図8Bに示すように、平坦化プロセスを採用しても、バンプ電極上(ソースドライバ130を構成する半導体チップのバンプ形成面を下側とするとき)の導電層の層数が異なると実際は設計通りに平坦化できず、バンプ電極4の高さにバラツキが生じる。
以下、その理由について、図5乃至図7を用いて説明する。図7は、図5にソースドライバの反りを反映させた状態を示す断面図である。
ソースドライバ130は、図6に示すように、その主面(バンプ形成面)側が凸となる方向に反っている。この場合、ソースドライバ130の長手方向において、中心部付近(Ct)が端部付近(一端部付近(Sd1),他端部付近(Sd2))よりも突出する。
一方、半導体基板2からバンプ電極4の最頂部までの高さは、例え平坦化プロセスを採用してもバンプ電極4下における薄膜積層体3の導電層の層数に応じて変化する。本実施例では、図5に示すように、例えばバンプ電極(4b1,4b2)の下における薄膜積層体3の導電層は、3層(M1,M2,M3)になっており、バンプ電極4aの下における薄膜積層体3の導電層は、2層(M1,M3)になっている。
この場合、ソースドライバ130の長手方向の端部付近(一端部付近(Sd1),他端部付近(Sd2))に配置されたバンプ電極(4b1,4b2)と、ソースドライバ130の長手方向の中心部付近(Ct)に配置されたバンプ電極4aにおいて、半導体基板2からバンプ電極(4b1,4b2)の最頂部までの高さ(4hb)は、半導体基板2からバンプ電極4aの最長部までの高さ(4ha)よりも高くなっている。
従って、ソースドライバ130の反りに応じて、バンプ電極4上における薄膜積層体3の導電層の層数を意図的に変えることにより、図7に示すように、ソースドライバ130の反りに起因するバンプ電極4の高さバラツキを抑制することができる。
このように、本実施例によれば、ソースドライバ130の反りに起因するバンプ電極4の高さバラツキを抑制できるため、第1の基板(SUB1)の配線(162,D)とソースドライバ130のバンプ電極4との接続不良や、両者間(配線/バンプ電極)の接続抵抗が不均一になるといった不具合を抑制でき、液晶表示装置の信頼性向上を図ることが可能となる。
なお、本実施例では、ソースドライバ130に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ゲートドライバ140に適用可能であることは勿論である。
図9は、本発明の実施例2の液晶表示装置において、ソースドライバのバンプ電極構造を示す図((a)は断面図,(b)は平面図)である。
本実施例2の液晶表示装置は、基本的に前述の実施例1と同一の構成になっており、以下の構成が異なっている。
即ち、複数のバンプ電極4の各々は、図9に示すように、中央部(a4)と、この中央部(a4)の周囲に配置され、この中央部(a4)よりも高さが高い周辺部(b4)とを有し、バンプ電極4の周辺部(b4)下の薄膜積層体3の導電層の層数は、バンプ電極4の中央部(a4)下の薄膜積層体3の導電層の層数よりも多くなっている。
本実施例では、例えばバンプ電極4の周辺部(b4)の下における薄膜積層体3の導電層の層数は、4層(M1,M2,M3,M4)になっており、バンプ電極4の中央部(a4)における薄膜積層体3の導電層の層数は、3層(M1,M2,M3)になっている。
ACF実装では、前述したように、第1の基板(SUB1)とソースドライバ130との間に異方性導電膜(ACF)20を介在させた状態で加熱しながらソースドライバ130を圧着し、第1の基板(SUB1)の配線(162,D)とソースドライバ130のバンプ電極4との間にACF中の導電性粒子21を挟み込むことによって両者(配線/バンプ電極)を電気的にかつ機械的に接続するため、圧着時に両者の間から導電性粒子21が逃げないように、換言すれば両者の間に出来るだけ多くの導電性粒子21を挟み込めるように工夫する必要がある。
第1の基板(SUB1)の配線(162,D)とソースドライバ130のバンプ電極4との間の接続抵抗は、これらの間に介在された導電性粒子21の数によって左右されるため、これらの間に出来るだけ多くの導電性粒子21を介在させて接続抵抗の低抵抗化を図ることが重要である。
なお、本実施例では、ソースドライバ130に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ゲートドライバ140に適用可能であることは勿論である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
例えば、前述の実施例では液晶表示装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、有機EL表示装置などにも適用可能である。
3 薄膜積層体
4,4a,4b バンプ電極
4ha,4hb 高さ
a4 中央部
b4 周辺部
11,12,13,14 絶縁層
M1,M2,M3,M4 導電層
20 異方性導電膜
21 導電性粒子
100 液晶表示パネル
104 表示制御回路
105 電源回路
130 ソースドライバ
Ct 中心付近
Sd1 一端部付近
Sd2 他端部付近
140 ゲートドライバ
131,141 デジタル信号
132,142 各種電源電圧
150 フレキシブル配線基板
161 出力側配線
162 入力側配線
170 半導体チップ
D 映像線(ドレイン線、ソース線)
G 走査線(ゲート線)
PX 画素電極
CT 対向電極(コモン電極)
TFT 薄膜トランジスタ
Clc 液晶容量
Cst 保持容量
SUB1 第1の基板
SUB2 フィルタ基板
Claims (7)
- 表示パネルと、
複数のバンプ電極を有し、前記表示パネルを構成する基板上に実装される半導体チップとを備える表示装置であって、
前記複数のバンプ電極は、前記半導体チップの長手方向の中心部付近に配置される第1のバンプ電極と、前記半導体チップの長手方向の端部付近に配置される第2のバンプ電極とを含み、
前記半導体チップは、その内部に、少なくとも1層の導電層を有し、
前記半導体チップの前記バンプ電極が形成される面を下側としたとき、前記第2のバンプ電極上に形成される前記導電層の層数は、前記第1のバンプ電極上に形成される前記導電層の層数よりも多いことを特徴とする表示装置。 - 前記半導体チップの前記バンプ電極が形成されない面から前記第2のバンプ電極の最頂部までの高さは、前記半導体チップの前記バンプ電極が形成されない面から前記第1のバンプ電極の最頂部までの高さよりも高いことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記半導体チップは、前記半導体チップの前記バンプ電極が形成される面が凸となる方向に反っていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
- 表示パネルと、
複数のバンプ電極を有し、前記表示パネルを構成する基板上に実装される半導体チップとを備える表示装置であって、
前記半導体チップは、その内部に、少なくとも1層の導電層を有し、
前記複数のバンプ電極の各々のバンプ電極は、中央部と、前記中央部の周囲に配置され、前記中央部よりも高さが高い周辺部とを有し、
前記半導体チップの前記バンプ電極が形成される面を下側としたとき、前記バンプ電極の前記周辺部上に形成される前記導電層の層数は、前記バンプ電極の前記中央部上に形成される前記導電層の層数よりも多いことを特徴とする表示装置。 - 前記第1および第2バンプ電極上に形成される前記導電層は、ダミーの導電層を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記複数のバンプ電極は、異方性導電膜を介して前記表示パネルを構成する基板上に形成された配線層に電気的に接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記表示パネルは、前記基板と、前記基板に対向して配置された対向基板と、前記基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルであることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の表示装置。
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