JP2021033046A - アレイ基板、表示パネル及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アレイ基板上の電極端子と、集積回路に形成された突起電極または回路基板の端子部との間にとどまる導電粒子の個数を増やし、アレイ基板と集積回路または回路基板（フレキシブル基板）との導通をより確実にするアレイ基板の構造を工程係数の増加なく提供する。【解決手段】アレイ基板５に形成される電極端子１０１は、絶縁性基板１４に走査配線３が形成され、走査配線３に第１の絶縁膜６が積層される。第１の絶縁膜６上に半導体層１３、信号配線４を積層させてパターニングして電極端子端１１を形成し、第２の絶縁膜８を積層しコンタクトホール９を設け、コンタクトホール９を透明電極７で覆うように成膜する。【選択図】図３

Description

本発明は、アレイ基板およびアレイ基板を備えた表示パネルおよび表示パネルを駆動させる集積回路または回路基板が接続された表示装置に関する。

画像を表示する表示パネルは液晶表示パネル等であり、表示パネルを構成するアレイ基板上に形成された電極端子に、画像信号等を入力する集積回路または集積回路を備えた回路基板を実装する際、当該電極端子に導電粒子を含む異方性導電フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ：以下、ＡＣＦと称する）を貼りつける。次に、ＡＣＦを介してアレイ基板上の電極端子と集積回路に形成される突起電極または集積回路を備えた回路基板とが熱圧着される。この過程により、アレイ基板上の電極端子と集積回路に形成される突起電極との間において圧力を受けたＡＣＦに含まれる導電粒子により、突起電極と電極端子とが電気的に接合され、ＡＣＦの圧力を受けない部分は絶縁性が維持される。

特開２００２−２３６４５９号公報

近年、狭額縁の要求により、液晶表示パネル等の基板上の電極端子間の間隔は狭くなっており、電極端子１つあたりの接続面積は縮小傾向にある。接続面積の縮小の影響により、上記の熱圧着の際、ＡＣＦに含まれる導電粒子がＡＣＦの流動性により電極端子上からこぼれ落ちるなど電極端子と突起電極との間にとどまる導電粒子の個数が少なくなる。

特許文献１に開示されている液晶装置を構成する基板では、パッドにおける回路基板（フレキシブル基板）と接触する部分を層間絶縁膜で形成して、パッドと回路基板（フレキシブル基板）の金属導線とを導通粒子を介して導通させる構造が開示されているが、層間絶縁膜を追加するため、工程係数が増える。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、アレイ基板上の電極端子と、集積回路に形成された突起電極または回路基板の端子部との間にとどまる導電粒子の個数を増やし、アレイ基板と集積回路または回路基板（フレキシブル基板）との導通をより確実にするアレイ基板の構造を工程係数の増加なく提供する。

本発明のアレイ基板、表示パネルおよび表示装置は、基板と、基板上にマトリクス状に配置され、画像を表示する表示領域に画素を形成する複数の走査配線および信号配線と、
走査配線および信号配線の交差部に形成されるスイッチング素子と、基板の表示領域外の周辺領域に引き出された走査配線および信号配線と接続され、基板の表示領域に画像信号を入力する電極端子と、電極端子は走査配線上に第１の絶縁膜を形成し、第１の絶縁膜を除去して形成されるコンタクトホールと、第１の絶縁膜上に積層される信号配線および信号配線を覆うように形成される第２の絶縁膜により形成される電極端子端と、で形成されることを特徴とする。

本発明によれば、アレイ基板上の電極端子と、集積回路に形成された突起電極または回路基板の端子部との間にとどまる導電粒子の個数を増やし、アレイ基板と集積回路または回路基板（フレキシブル基板）との導通を確実にする構造を工程係数の増加をすることなくなく提供することができる。

本発明のアレイ基板および表示パネルの平面図である。 図１のアレイ基板の周辺領域の平面拡大図の平面拡大図である。 図２の電極端子のＡ−Ａ’線断面図である。 本発明のアレイ基板の電極端子の製造方法を示す図である。 図３で示す電極端子に走査配線駆動回路を接続する状態の断面図である。 実施の形態２に係る電極端子の断面図である。 実施の形態３に係る電極端子であって、図２の電極端子のＢ−Ｂ’線断面図である。 実施の形態４に係る電極端子であって、図２の電極端子のＢ−Ｂ’線断面図である。 実施の形態５に係るアレイ基板の周辺領域の平面拡大図である。 図９のＣ−Ｃ’線断面図である。 実施の形態５に示すアレイ基板の変形例を示す断面図である。 実施の形態６に係るアレイ基板の周辺領域の平面拡大図である。 図１２のＤ−Ｄ’線断面図である。 実施の形態６に示すアレイ基板の変形例を示す断面図である。 実施の形態７に係るアレイ基板に形成される電極端子の平面拡大図である。

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態について、図面を用いてアレイ基板および表示パネルの構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るアレイ基板および表示パネルの平面図である。

本発明の表示装置は表示パネルに液晶表示パネルを用いており、図１に示すように、表示パネル１を構成するアレイ基板５の表示領域５１には、画像を表示するための画素２が形成されている。画素２は走査配線３、信号配線４がマトリクス状に配置されて形成され、走査配線３および信号配線４の交差部にスイッチング素子であるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｚｉｓｔｅｒ：以下、ＴＦＴ）が配置されている。画素電極等が形成されたアレイ基板５と、アレイ基板５と液晶を介して対向配置され、カラーフィルタやブラックマトリクス等が形成された対向基板１２とが貼り合わされている。表示パネル１の両面には偏光板や位相板が貼り付けられ、バックライト、外部回路や筐体等（図示せず）が取り付けられ、表示装置が完成する。

表示パネル１は、表示領域５１と表示領域の周辺の周辺領域５５を備えている。周辺領域５５には、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）実装技術により、外部素子を構成する走査配線駆動回路６０および信号配線駆動回路６５が実装されている。また、アレイ基板５の端部には、走査配線駆動回路６０および信号配線駆動回路６５に、制御信号、クロック、画像信号等を供給する制御基板（図示せず）と接続する回路基板（以下、フレキシブル基板５２）の複数の端子（図示せず）が設けられている。

図１では省略しているが、表示領域５１から走査配線駆動回路６０または信号配線駆動回路６５の出力部へ延びる走査配線３または信号配線４の引き出し配線の端部に形成される電極端子や、走査配線駆動回路６０および信号配線駆動回路６５の入力部と、アレイ基板５の端部に設けられたフレキシブル基板５２の複数の端子とを接続する入力配線が多数本形成されている。

小型の表示パネルでは、配線の総本数が比較的少ないので、走査配線用駆動回路６０および信号配線用駆動回路６５を一体化した駆動回路が使用される場合がある。同時に、フレキシブル基板５２も、まとめて１枚にする場合がある。

図２は図１のアレイ基板５の周辺領域５５の平面拡大図、図３は図２に示す走査配線の引き出し配線の端部に形成される電極端子１０１のＡ−Ａ’線断面図である。図２、図３に示すように、アレイ基板５の周辺領域５５には、フレキシブル基板５２の配線とアレイ基板５の配線を接続するための実装部、走査配線用駆動回路６０および信号配線用駆動回路６５等の集積回路の実装部（点線で示している）を備えている。

図３に示すように、本発明のアレイ基板５に形成される電極端子１０１は、絶縁性基板１４に走査配線３が形成され、走査配線３に第１の絶縁膜６が積層される。第１の絶縁膜６上に半導体層１３、信号配線４を積層させてパターニングして電極端子端１１を形成し、第２の絶縁膜８を積層しコンタクトホール９を設け、コンタクトホール９を透明電極７で覆うように成膜する。透明電極７は表示領域５１で画素２を構成する導電層である。

アレイ基板５の製造方法について図面を用いて説明する。図４はアレイ基板５の周辺領域５５に形成される実装端子１０１の製造方法を示す図である。図４（ａ）に示すように、ガラス、プラスチック等の絶縁性基板１４上に、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の金属や、これらの合金または積層膜からなる走査配線３が写真製版により形成される。次に、走査配線３の上層の全面に酸化膜、窒化膜等からなる第１の絶縁膜６が形成される。

次に、図４（ｂ）に示すように、走査配線３、第１の絶縁膜６上の一部であって電極端子端１１に、写真製版により、半導体膜とこれに不純物が注入されたオーミックコンタクト膜で構成される半導体層１３(半導体膜／オーミット層)が積層して形成される。その後、表示領域５１に形成される信号配線４と同一の層が半導体層１３と重なるように形成され、走査配線３(ソース電極とドレイン電極)から露出する半導体層１３は除去される。なお、ソース電極とドレイン電極との間の半導体層１３は除去されることで、表示領域内のＴＦＴのチャネル部（図示せず）となる。チャネル部の下層の走査配線３は、ゲート電極としても作用し、スイッチング素子であるＴＦＴが構成される。

次に、図４（ｃ）に示すように、第２の絶縁膜８を成膜する。第２の絶縁膜８は第１の絶縁膜６上に配置された半導体層１３と走査電極４とを覆うように形成される。その後、写真製版により、走査配線３と積層された第２の絶縁膜８を除去してコンタクトホール９を形成する。

次に、図４（ｄ）に示すように、コンタクトホール９を形成する走査配線３および第２の絶縁膜８に積層して透明電極７を成膜する。その後、写真製版により、透明電極７がコンタクトホール９を覆うようにパターニングされる。以上でアレイ基板５の周辺領域５５に電極端子１０１が形成される。

なお、本実施の形態１のアレイ基板５の構造は、電極端子１０１を形成する際、半導体層１３、信号配線４を電極端子端１１に積層させることで形成することが可能である。本実施の形態１のアレイ基板５の周辺領域５５に形成する電極端子１０１の製造方法によれば、従来の製造方法と同一の工程で行われ、マスクおよび工程の追加はない。

図５は図３で示す電極端子１０１に走査配線駆動回路６０を接続する状態の断面図である。アレイ基板５と走査配線用駆動回路６０等の集積回路の突起電極６１とを接続する。

まず、ＡＣＦ６２をアレイ基板５の電極端子１０１と対向して貼りつけた後熱圧着を行う。熱が加わり流動的になった後、ＡＣＦ６２は粘性のある液状の物質となる。ＡＣＦ６２中の導電粒子６３は、軟化した樹脂６４と共に圧力の高い領域から低い領域へ流動し、コンタクトホール９内に導電粒子６３を確保する。本実施の形態１の構成によると電極端子１０１のコンタクトホール９が深く、すなわち電極端子１０１を構成する電極端子端１１を高く形成しているため、走査配線用駆動回路６０等の集積回路の突起電極６１と電極端子１０１の電極端子端１１とが対向する領域の圧力が高くなる。このため、ＡＣＦ６２の流動する樹脂６４および樹脂６４中の導電粒子６３は、当該領域が導電粒子６３の流動時の抵抗となるため圧力が低くなり、コンタクトホール９内に導電粒子６３が流動する。軟化した樹脂６４と共に導電粒子６３は、電極端子１０１のコンタクトホール９内に確保され、コンタクトホール９外へ流れ出すことを防止することができ、ＡＣＦ６２内の導電粒子６３を堰き止めることが可能となる。ＡＣＦ６２中の樹脂６４が硬化後、電極端子１０１内のコンタクトホール９に存在する導電粒子６３が、従来の構造と比較し多く確保できる。

上記説明したとおり、本発明の実施の形態１のアレイ基板５を備えることで、ＡＣＦ６２の樹脂６４および導電粒子６３を電極端子１０１のコンタクトホール９内に確保し、コンタクトホール９外に流れ出ることを防止することができるため、アレイ基板５と走査配線用駆動回路６０等の集積回路との導通をより確実にすることができる。本構造については図４を用いて説明したとおり、アレイ基板５の周辺領域５５に形成する電極端子１０１の製造方法によれば、表示領域５１を形成する工程と同一の工程で行われ、マスクおよび工程の追加はない。

電極端子１０１を形成する際、半導体層１３および信号配線４を積層させることにより電極端子１０１の中心より電極端子１０１を構成する電極端子端１１の高さを高くして、コンタクトホール９の深さを深く形成する構造としている。ただし、積層する材料が走査配線３または透明電極７と導通しない構成であれば、コンタクトホール９の深さを深くするために上記記載以外の膜等を積層してもよい。また、図３の断面図に示すように電極端子端１１を半導体層１３と信号配線４を積層させて形成したが、半導体層１３もしくは信号配線４のみを積層する構成でもよい。なお、信号配線４を積層すると約０．５μｍ、半導体層１３を積層すると約０．１μｍコンタクトホール９を深く形成できる。所望の深さとなるよう適宜選択することができる。

また、図２における電極端子１０１は、走査配線用駆動回路６０または信号配線用駆動回路６５等の集積回路に形成された突起電極６１との接続構造を前提に説明したが、電極端子１０１はフレキシブル基板５２との接続構造においても同様の構造を採用することができる。

本発明によれば、アレイ基板５上の電極端子１０１と、集積回路に形成された突起電極６１との間に配置される導電粒子６３をコンタクトホール９に流動させてコンタクトホール９にとどまる導電粒子６３の個数を増やし、アレイ基板５と集積回路またはフレキシブル基板５２との導通をより確実にする。なお、アレイ基板５の電極端子１０１は表示領域５１と同一の工程で行われ、マスクおよび工程の追加はない。

＜実施の形態２＞
図６は実施の形態２に係るアレイ基板５の電極端子１０１の断面図である。実施の形態１のコンタクトホール９を形成する場合、走査配線３の上に透明電極７を積層する構成としたが、図６に示すように実施の形態２ではコンタクトホール９を形成する際、走査配線３上を透明電極７で覆わず、透明電極７を電極端子端１１（のみ）に積層して形成する。これにより、コンタクトホール９に形成された走査配線３上に透明電極７が形成されないので、電極端子端１１の高さすなわちコンタクトホール９の深さは実施の形態１より深くなりＡＣＦを熱圧着した際、導電粒子の捕捉率は上昇する。

＜実施の形態３＞
図７は実施の形態３に係る電極端子であって、図２の電極端子１０２のＢ−Ｂ’線断面図である。実施の形態１、２では、図２の走査配線側の電極端子１０１の構成について説明したが、実施の形態３においては、信号配線側の電極端子１０２の構成を示す。当該電極端子１０２は走査配線３をコンタクトホール９内に形成させず、電極端子端１１１に形成させる。また、コンタクトホール９には信号配線４および透明電極７を形成させる。走査配線３を電極端子端１１１に形成させ、電極端子１０２の電極端子端１１１を高く形成することができる。信号配線側の電極端子１０２についても、表示領域５１を形成する工程と同一の工程で行われるため、マスクおよび工程の追加はない。

＜実施の形態４＞
図８は実施の形態３同様、実施の形態４に係るアレイ基板５の電極端子１０２の断面図である。図８に示すように、実施の形態４に係るアレイ基板５は、実施の形態３における構造に対し、透明電極７をコンタクトホール９内に形成させず、電極端子１０２の電極端子端１１１をさらに高く形成することができることにより、導電粒子の捕捉率を上昇させることができる。

＜実施の形態５＞
図９はアレイ基板５の周辺領域５５の平面拡大図、図１０は図９のＣ−Ｃ’線断面図である。実施の形態１〜４においてはアレイ基板５の走査配線側の電極端子１０１、信号配線側の電極端子１０２のコンタクトホール９を深く形成する構造であったが、図９、１０に示すように、本実施の形態５においては、アレイ基板５の電極端子１０１、１０２の近傍に凹部または凸部を形成する。アレイ基板５に走査配線用駆動回路６０および信号配線用駆動回路６５等の集積回路を接続する際、熱圧着を行うが、前述の通り、熱が加わり流動的になった後ＡＣＦは粘性のある液状の物質となる。圧着におけるＡＣＦ中、導電粒子は局所的には突起電極ＡＣＦに力を加えることにより突起電極中心から突起電極の外側へ流動する。全体的には集積回路の接続面がＡＣＦに力を加えることにより集積回路中心から外側へ流動する。

実施の形態５に係るアレイ基板５は、全体的なＡＣＦの流動に対応した構成とする。実施の形態５では集積回路中心が圧着されるアレイ基板側にＡＣＦの流動を制御するため、ゲート絶縁膜、半導体層および走査配線を用いアレイ基板上であって、電極端子１０２の近傍に凹部または凸部を作成する。電極端子１０２近傍に形成された凹部、凸部により電極端子１０２の近傍を疑似的に抵抗が低い領域とし、電極端子１０２を形成するコンタクトホール９内に導電粒子を集まり易くすることができる。このような構成により、電極端子１０２の導電粒子の捕捉率を向上させることができる。なお、電極端子１０１近傍に凹部、凸部を形成しても同様である。

図１１は実施の形態５に示すアレイ基板５の変形例を示す断面図である。図１１に示すように、本変形例では、電極端子１０２の近傍のアレイ基板５に形成する凹部、凸部の高低差を大きくするため、凹部内に形成していた第１の絶縁膜６を削除している（形成させない）。この構成により、凹部、凸部の高低差を大きく形成することができ、ＡＣＦをより正確に制御することが可能となる。

＜実施の形態６＞
図１２は実施の形態６に係るアレイ基板の周辺領域の平面拡大図、図１３は図１２のＤ−Ｄ’線断面図である。実施の形態１〜４においてはアレイ基板５の電極端子１０１、１０２のコンタクトホール９を深く形成する構造であったが、図１２、１３に示すように、本実施の形態６においては、電極端子１０１の対向する一対の電極端子端１１の一方のみに半導体層１３、信号配線４を積層するように形成し、他方の電極端子端１１と高低差を設ける。当該構成により、熱圧着時にＡＣＦが液状の物質となった際、高低差のある電極端子端１１により低い電極端子端１１からコンタクトホール９内に導電粒子が流れ込みやすく、高い電極端子端１１により堰き止められて捕捉され、導電粒子の保管率が向上する。電極端子１０２においても一方の電極端子端の高さを高く形成することで同様の効果を得ることができる。

図１４は実施の形態６に示すアレイ基板５の変形例を示す断面図である。図１４に示すように本変形例では、電極端子１０１の電極端子端１１を一方のみに形成している。すなわち、電極端子１０１の電極端子端１１に形成していた、第１の絶縁膜６、半導体層１３および信号配線４を形成せず、断面視において、段差９１を設ける構造とする。当該構成により、熱圧着時にＡＣＦが液状の物質となった際、一方の電極端子端１１が段差９１として形成されているため、電極端子１０に導電粒子が流れ込みやすく、一方の電極端子端１１により堰き止められて捕捉され、導電粒子の保管率が向上する。
＜実施の形態７＞

図１５は実施の形態７に係るアレイ基板に形成される電極端子１０１の平面拡大図である。図１５に示すように本実施の形態７では、電極端子１０１に形成される電極端子端１１は平面視において、コンタクトホール９の一部に凹部９２を備えている。なお、実施の形態７における電極端子端１１は実施の形態６で説明した図１３の断面図と同様の構成であって、凹部９２はコンタクトホール９の一部より電極端子１０の外部方向に張り出して形成される。本構成によりＡＣＦの導電粒子が電極端子端１１の外部に流出することを防止することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 表示パネル、２ 画素、３ 走査配線、４ 信号線、５ アレイ基板、
６ 第１の絶縁膜、７ 透明電極、８ 第２の絶縁膜、
９ コンタクトホール、１０１、１０２ 電極端子、１１、１１１ 電極端子端
１２ 対向基板、１３ 半導体層、１４ 絶縁性基板、
６０ 走査配線用駆動回路、 ６１、突起電極、
６２ ＡＣＦ、６３ 導電粒子、６４ 樹脂、
６５ 信号配線用駆動回路、
５１ 表示領域、５５ 周辺領域。

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板上にマトリクス状に配置され、画像を表示する表示領域に画素を形成する複数の走査配線および信号配線と、
   前記走査配線および前記信号配線の交差部に形成されるスイッチング素子と、
   前記基板の前記表示領域外の周辺領域に引き出された前記走査配線および前記信号配線と接続され、前記基板の前記表示領域に画像信号を入力する電極端子と、
   前記電極端子は前記走査配線上に第１の絶縁膜を形成し、前記第１の絶縁膜を除去して形成されるコンタクトホールと、前記第１の絶縁膜上に積層される前記信号配線および前記信号配線を覆うように形成される第２の絶縁膜により形成される電極端子端と、で形成されることを特徴とする、アレイ基板。
2. 基板と、
   前記基板上にマトリクス状に配置され、画像を表示する表示領域に画素を形成する複数の走査配線および信号配線と、
   前記走査配線および前記信号配線の交差部に形成されるスイッチング素子と、
   前記基板の前記表示領域外の周辺領域に引き出された前記走査配線および前記信号配線と接続され、前記基板の前記表示領域に画像信号を入力する電極端子と、
   前記電極端子は前記走査配線と前記走査配線を覆うように積層した第１の絶縁膜とで形成される電極端子端と、前記走査配線および前記第１の絶縁膜を除去して形成されるコンタクトホールと、前記コンタクトホールおよび前記第１の絶縁膜上に積層される前記信号配線を備え、前記信号配線上に積層された第２の絶縁膜により形成される電極端子端と、で形成されることを特徴とする、アレイ基板。
3. 前記電極端子端を構成する前記信号配線に対向する位置に前記スイッチング素子を構成する半導体層をさらに備える、請求項１または２に記載のアレイ基板。
4. 前記電極端子端を構成する前記第２の絶縁膜上に画素を構成する導電層をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアレイ基板。
5. 前記基板上の電極端子近傍であって、
   前記第１の絶縁膜上に形成される前記信号配線および前記信号配線を覆うように形成される第２の絶縁膜で構成される凸部を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のアレイ基板。
6. 前記凸部を構成する前記信号配線に対向する位置に前記スイッチング素子を構成する半導体層をさらに備える、請求項５記載のアレイ基板。
7. 前記電極端子は平面視において、前記コンタクトホールの一部に前記電極端子の外部方向に向かって張り出す凹部を備えている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアレイ基板。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のアレイ基板と対向する位置に対向基板を備えた表示パネル。
9. 請求項８記載の表示パネルの前記電極端子に異方性導電フィルムを介して集積回路または回路基板を実装した表示装置。

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