JP2009192796A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄いガラス基板で構成される液晶表示装置では、ＣＯＧ実装時の熱ひずみによって液晶表示パネルが反り、この反りによる表示ムラが発生している。
【解決手段】 液晶表示装置が、ガラス基板とＩＣチップに挟まれた領域の中央部にＩＣチップのバンプと同じ高さの突起を設ける。突起は、ＡＣＦ樹脂が熱硬化後冷却収縮する際にＩＣチップと液晶表示パネルの間隔が狭まるのを防ぐスペーサの役割をする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、チップオンガラス（以下、ＣＯＧと略す）方式により液晶表示パネル上にＩＣチップが搭載された液晶表示装置に関する。

液晶表示パネルのガラス基板に直接、液晶駆動ＩＣチップがＣＯＧ実装してある液晶表示装置では、液晶表示パネルを構成するガラス基板に液晶駆動用ＩＣチップを電気的かつ機械的に強固に接続するため異方性導電膜（以下、ＡＣＦと略す）を使用している。前記液晶表示装置の製造方法を詳細に記すと、１）液晶表示パネルのガラス基板上のＩＣチップ搭載部分にＡＣＦを仮貼りし、２）前記仮貼りしたＡＣＦ上に液晶駆動用ＩＣチップのバンプ電極と前記ガラス基板上の電極部とを位置決めした状態で前記ＩＣチップをＡＣＦ上に置き、３）ＩＣチップ上から高温の圧着ヘッドを当ててＡＣＦを加熱加圧し、４）前記ガラス基板上の電極部と前記ＩＣチップのバンプがＡＣＦの導電粒子を介して電気的接続の得られた状態でＡＣＦの熱硬化性樹脂（以下、ＡＣＦ樹脂と記す）が硬化してＣＯＧ実装が完成する。

近年、液晶表示パネルのガラス基板の薄型化が進み、ガラス基板が変形し易くなってきている。ＡＣＦを使ったＣＯＧ実装では、ＡＣＦ樹脂は熱硬化性であるため高温の状態で硬化する。この時のＡＣＦ樹脂温度は通常１６０℃〜２２０℃程度である。ＡＣＦ樹脂の硬化後、ＡＣＦ樹脂が室温にまで冷えるとＡＣＦ樹脂は収縮するためガラス基板に反り等の変形が生じ、この反りによって液晶表示パネルに表示ムラが発生する。

図４にＩＣチップ１の能動面端部にのみバンプ２を設ける従来例を示す。液晶表示パネルのガラス基板３と、ＩＣチップ１と、ＩＣチップの能動面端部に設けたバンプ２で囲まれた領域のＡＣＦ樹脂が収縮することでガラス基板３が変形する。ＡＣＦ樹脂の収縮によって変形したガラス基板４の変形単位長さ６はＩＣチップ１の長手方向長さにほぼ等しくなり、反り量も大きくなる。これを解決するために、従来のＡＣＦは熱硬化型エポキシ樹脂を主要成分とするＡＣＦ樹脂の中に、ポリエステル樹脂を添加することで反り等の変形を緩和している。ポリエステル樹脂の選定に際してエポキシ樹脂との親和性を考慮しないと信頼性低下を招く場合がある。（例えば、特許文献１参照。）。またゴム粒子を添加することで反り等の変形を緩和している。ゴム粒子のガラス転移点温度や粒径を考慮しないとやはり信頼性低下を招く（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−２７７５７３号公報 特開２００６−１３７９５４号公報

薄いガラス基板で構成される液晶表示装置では、ＣＯＧ実装時に温度差や硬化反応等で体積変化する樹脂を用いると、樹脂の収縮によって液晶表示パネルのガラス基板が反り、この反りによる表示ムラが発生する。ＡＣＦ樹脂を使用する場合は、対策として熱硬化型エポキシ樹脂以外の樹脂や粒子等を添加するが、長期信頼性の低下をおこすことがある。
本発明は、ＣＯＧ実装時の熱ひずみによって生じる液晶表示パネルの反り、及び表示ムラのない液晶表示装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明に係る液晶表示装置は、ガラス基板と対向基板の間に液晶層が挟持された液晶パネルと、前記ガラス基板上に実装された能動面端部にバンプのあるＩＣチップと、前記ガラス基板と前記ＩＣチップに挟まれた樹脂と、前記ガラス基板と前記ＩＣチップに挟まれた領域の中央部に前記バンプと同じ高さの突起を備えることを特徴とする。

ガラス基板とＩＣチップに挟まれた領域に設けられた突起がスペーサの役割をし、樹脂が収縮する際にガラス基板とＩＣチップの間隔が狭まるのを防ぐ。そのため、ＣＯＧ実装による樹脂の収縮後もＩＣと液晶表示パネルのガラス基板の間隔は平行に保たれ、反り及び反りによる表示ムラの発生が抑制される。

図面を基に本発明を実施する形態について説明する。図１は液晶表示パネルのガラス基板３にＩＣチップ１が実装される携帯電話用液晶表示パネルの例で、正面、及び側面から液晶表示パネルを見た図をそれぞれ図１（ａ）、図１（ｂ）で示す。ガラス基板３と対向基板７の間に液晶層が挟持された液晶パネルに能動面端部にバンプを設けた液晶駆動用のＩＣチップ１がＣＯＧ実装によって実装されている。ガラス基板３とＩＣチップ１の間にはＡＣＦ樹脂などの温度差や硬化反応等で体積変化する樹脂が挟まれている。樹脂は実装時に硬化して収縮し、表示パネルに反りを発生させるため、反り抑制の支柱としてガラス基板３とＩＣチップ１に挟まれた領域の中央部にＩＣチップ１の能動面端部に配置されたバンプと同じ高さの突起を備える。

図２にＩＣチップ１の能動面中央部にバンプ５を設けた例を示す。図２（ａ）はＩＣチップ１を能動面から見た図である。図２（ｂ）は液晶表示パネルにＣＯＧ実装する工程のＡＣＦ樹脂が熱硬化する時の高温時のＡ-Ｂ断面を示す。加熱されて熱硬化する時はＩＣチップ１と液晶表示パネルのガラス基板３は平行である。ガラス基板３と、ＩＣチップ１と、ＩＣチップ１の能動面端部に設けたバンプ２で囲まれた領域のＡＣＦ樹脂が収縮する時に、前記中央部のバンプ５が支柱となる。図２（ｃ）にＣＯＧ実装する工程でＡＣＦ樹脂が熱硬化した後、常温に戻った時のＡ-Ｂ断面を示す。図２（ｄ）に図２（ｃ）の厚み方向の長さを拡大して反りの発生を判り易くした図を示す。ＡＣＦ樹脂の収縮によって変形した液晶表示パネルのガラス基板４の変形単位長さ６がバンプ５を設けない場合の半分になり、反り量もほぼ半分になる。

図３にＩＣチップ１の能動面中央部で長手方向を三分する位置にバンプ５を設けた例を示す。ＩＣチップ１の長辺に平行で短辺を二分する位置に引かれる線上を三分する位置にバンプ５を設ける。液晶表示パネルのガラス基板３と、ＩＣチップ１と、ＩＣチップ１の能動面端部に設けたバンプ２で囲まれた領域のＡＣＦ樹脂が収縮する時に、前記能動面中央部で長手方向を三分する位置に設けたバンプ５が支柱となる。ＡＣＦ樹脂の収縮によって変形した液晶表示パネルのガラス基板４の変形単位長さ６がバンプ５を設けない場合の１／３になる。反り量もほぼ１／３になる。

上述の各実施例では、反り抑制の支柱としてＩＣチップ側の能動面中央部にバンプを設けたが、実装するガラス基板側でガラス基板とＩＣチップに挟まれた領域の中央部に半導体チップの能動面端部に配置されたバンプと同じ高さの突起を設けることでも同じ効果を得ることができる。

また、ガラス基板３の一辺、二辺、三辺、四辺全部のそれぞれにＩＣチップ１を実装する場合でも作用効果は同じである。またＩＣチップ１の数も一辺に一個実装する場合も、ＩＣチップ１を一辺に二個以上実装する場合でも作用効果は同じである。

本発明の液晶表示装置は反りによる表示ムラが抑制された信頼性の高い薄型軽量液晶表示装置として携帯電話や薄型テレビ等に用いることができる。

表示基板にＩＣチップが実装された液晶表示装置全体の説明図である。 本発明の一実施の形態にかかる液晶表示装置の説明図である。 本発明の別の一実施の形態にかかる液晶表示装置の説明図である。 従来の液晶表示装置の説明図である。

符号の説明

１ ＩＣチップ
２ ＩＣチップの能動面端部のバンプ
３ 液晶表示パネルのガラス基板
４ 変形した液晶表示パネルのガラス基板
５ ＩＣチップの能動面中央部のバンプ
６ 変形単位長さ
７ 対向基板

Claims (4)

1. ガラス基板と対向基板の間に液晶層が挟持された液晶パネルと、
   前記ガラス基板上に実装された能動面端部にバンプのあるＩＣチップと、
   前記ガラス基板と前記ＩＣチップに挟まれた樹脂と、
   前記ガラス基板と前記ＩＣチップに挟まれた領域の中央部に前記バンプと同じ高さの突起を備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記突起が前記ＩＣチップに設けられたバンプであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記突起が前記ガラス基板に設けられることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記突起が複数個あることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。

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