JP2594874Y2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は液晶表示装置の構造に関
し、とくに液晶表示装置の駆動用の半導体装置と、基板
上に形成した透明電極と可撓性を有するフレキシブル・
プリント・サーキット（以下ＦＰＣと記載する）との接
続に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術における液晶表示装置を、図２
と図６を用いて説明する。図２は半導体装置に配置した
突起電極を示す断面図であり、図６は液晶表示装置を示
す断面図である。以下図２と図６とを用いて説明する。

【０００３】図６に示すように液晶表示装置は、透明電
極２２を配置した２枚のガラスからなる基板２１を、透
明電極２２が対向するようにエポキシ系樹脂などで張り
合わせ液晶を封入する。

【０００４】透明電極２２は、一般的に酸化インジウム
スズ（以下ＩＴＯと記載する）などの透明導電膜を用い
る。

【０００５】図２に示すように、半導体装置３１の素子
形成面に設けたアルミニウムからなる接続電極パッド３
４を開口露出するように保護膜３５を形成する。

【０００６】接続電極パッド３４上に、この接続電極パ
ッド３４との接着、拡散防止のため共通電極膜３６を形
成する。

【０００７】さらに突起電極３２をメッキ法や真空蒸着
法などで、銅や金などの金属を形成する。突起電極３２
は、実装密度を向上させるため半導体素子形成領域上に
も形成する。

【０００８】図６に示すように、半導体装置３１の突起
電極３２の先端部に、エポキシ系の接着剤に導電粒子を
混入した導電性接着剤３３を、ディップ法や印刷法を用
いて形成する。

【０００９】その後、双眼顕微鏡を用いて位置合わせを
行って、ガラスからなる基板２１に配置した透明電極２
２と半導体装置３１の突起電極３２とを接続する。さら
に熱処理を行い導電性接着剤３３を硬化させる。

【００１０】その後、半導体装置３１と基板２１のすき
間にエポキシ系の有機材料からなる封止樹脂３７を流し
込み、熱処理を行い封止樹脂３７を硬化させる。

【００１１】つぎに入力信号接続処理として用いるＦＰ
Ｃ４１は、ベースフィルム４２の片面の全面に配線電極
４３を形成し、所定のマスクを用いて露光現像処理を行
うフォトリソグラフィーとエッチングにより、半導体装
置３１に入力信号を接続するための配線電極４３を形成
する。

【００１２】ベースフィルム４２は、有機系絶縁材料が
用いられている。配線電極４３は、銅箔が一般的に使わ
れていて、電解銅箔または圧延銅箔が主流である。

【００１３】つぎに半導体装置３１に入力信号を接続す
るための配線電極４３を覆うようにカバーフィルム４５
を形成する。カバーフィルム４５は、有機系絶縁材料か
らなり、フィルム状の材料を接着する。あるいはカバー
フィルム４５は、液状の材料を塗布することでも形成可
能である。

【００１４】この後に基板２１の透明電極２２と接続す
る部分（以下ＦＰＣリードと記載する）４６の配線電極
４３の表面に金，ニッケル，ハンダなどの金属をメッキ
処理で形成して、異方性導電フィルム４７の導電粒子と
接続が良好になるような処理を加える。

【００１５】この異方性導電フィルム４７は、加圧しな
がら熱硬化することにより厚さ方向に導電性を示し、面
方向に絶縁性を示すことを特徴とするフィルムである。

【００１６】異方性導電フィルム４７は、エポキシ系の
絶縁樹脂の中に直径約１〜１０μｍの導電粒を分散した
ものである。

【００１７】導電粒子は、金属粒子、カーボン粒子、プ
ラスチック粒子に金属メッキを施したものなどが挙げら
れる。絶縁樹脂は、熱可塑性と熱硬化性のものとがあ
る。

【００１８】基板２１の透明電極２２とＦＰＣリード４
６との間に異方性導電フィルム４７を介在させて、ＦＰ
Ｃリード４６の上面よりヒートツールによって加圧、加
熱する。

【００１９】この結果、ＦＰＣリード４７の配線電極４
３と透明電極２２との間の導電粒子により、ＦＰＣ４１
とガラス基板２１上に形成した透明電極２２との電気的
に接続することができる。

【００２０】

【考案が解決しようとする課題】近年の電子機器の軽薄
短小化への要求を満足するため、液晶表示装置は小型，
高密度，高精細化が図られている。とくに表示領域でな
い部分である半導体装置とＦＰＣの実装領域との縮小化
には強い要望がある。

【００２１】この要望に対応するため、ベアチップ実
装、とくにチップオングラス法が多く用いられている。
さらに実装領域の縮小化を図るため半導体装置の素子寸
法を微細化し、半導体装置の外形を小さくしている。

【００２２】また、ＦＰＣリードの微細化を進め、実装
領域縮小に対応している。しかしながら実装領域縮小も
限界に近い状況に至っている。

【００２３】この課題を解決するため本考案の目的は、
実装領域の狭い小型高密度な液晶表示装置を供給するこ
とにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本考案の液晶表示装置においては、下記記載の構成を
採用する。

【００２５】本考案の液晶表示装置においては、透明電
極を有するガラス基板と、半導体装置の突起電極に対応
したスルーホールを開口させたフレキシブル・プリント
・サーキットと、このフレキシブル・プリント・サーキ
ットのスルーホールを貫通する突起電極を配置した半導
体装置と、半導体装置の突起電極とガラス基板に配置し
た透明電極とフレキシブル・プリント・サーキットとを
接続するための導電性接着剤とを有する。

【００２６】

【実施例】以下、本考案による実施例を図面に基づいて
説明する。第１の実施例を図１，図２，図３を用いて説
明する。図１は液晶表示装置を示す図面で、図１（ａ）
は液晶表示装置を示す断面図であり、図１（ｂ）は液晶
表示装置の平面図である。なお図１（ｂ）のＡ−Ａ線で
の断面を図１（ａ）に示す。図２は半導体装置に配置し
た突起電極を示す断面図であり、図３はＦＰＣを示す断
面図である。

【００２７】図１（ａ）に示すように液晶表示装置は、
透明電極２２が対向するように貼り合わせた基板２１に
配置した透明電極２２と、突起電極３２を配置した半導
体装置３１と、半導体装置３１の突起電極３２に対応す
るようにスルーホールを設けたＦＰＣ４１と、さらに基
板２１と半導体装置３１とＦＰＣ４１を接続する導電性
接着剤３３とで構成する。

【００２８】液晶表示装置の基板２１に配置した透明電
極２２は、画素パターンと駆動用の半導体装置３１に配
置した突起電極３２に対応するパターン電極を有する。

【００２９】図２に示すように半導体装置は、半導体装
置３１の素子形成面にある接続電極パッド３４が開口露
出するように保護膜３５を設け、接続電極パッド３４の
表面に共通電極膜３６を設け、さらに突起電極３２を有
する。

【００３０】図３に示すようにＦＰＣ４１は、ベースフ
ィルムの片面に配線電極４３と、その配線電極４３を覆
うカバーフィルム４５と、さらに半導体装置３１に配置
した突起電極３２に対応する開口部であるスルーホール
４４を有する。

【００３１】つぎに第１の実施例の液晶表示装置の製造
方法を説明する。まずはじめに、液晶表示装置を、図１
を用いて説明する。

【００３２】図１に示すようにガラスからなる基板２１
の全面に透明電極２２としてＩＴＯを、真空蒸着法、あ
るいはスパッタリング法により０．１〜０．５μｍ程度
の膜厚で形成する。

【００３３】さらにフォトソリグラフィーとエッチング
により、透明電極２２を、画素パターンと半導体装置３
１に配置した突起電極３２に対応した所定のパターンと
に形成する。

【００３４】透明電極２２を形成した２枚の基板２１
を、透明電極２２が対向するようにエポキシ樹脂からな
るシール剤によって接着する。さらに液晶材料を封入す
る。

【００３５】半導体装置３１の突起電極３２の形成方法
を図２を用いて説明する。図２に示すように、半導体装
置３１の素子形成表面に設けたアルミニウムからなる接
続電極パッド３４を含む全面に保護膜３５を形成する。

【００３６】この保護膜３５は、一般的にリンを含有し
たシリコン酸化膜や窒化シリコン膜などの無機質膜や、
ポリイミド樹脂などの有機質膜や、これらの無機質膜と
有機質膜との積層構造を用い、形成する膜厚は１〜５μ
ｍである。

【００３７】その後、所定のマスクを用いて露光現像処
理を行なうフォトソリグラフィーとエッチングにより接
続電極パッド３４が露出するように保護膜３５を開口す
る。

【００３８】さらに半導体装置３１の全面にアルミニウ
ム，クロム，銅，ニッケル，チタンなどの金属多層膜を
共通電極膜３６として、それぞれ０．１〜１０μｍの厚
さでスパッタリング法や真空蒸着法などの方法で形成す
る。

【００３９】つぎに半導体装置３１の上に形成した共通
電極膜３６の全面に、感光性樹脂からなるメッキレジス
トを厚さ１〜６０μｍ塗布し、その後所定のマスクを用
いて露光現像処理を行なうフォトリソグラフィーによ
り、接続電極パッド３４上に開口部を設ける。

【００４０】その後、銅や金などの金属からなる突起電
極３２をメッキ法にて形成する。その後、不用になった
メッキレジストを除去し、突起電極３２をエッチングの
マスクとして共通電極膜３６を除去する。

【００４１】突起電極３２の形成する高さは２０μｍ〜
６０μｍ程度で、ＦＰＣ４１のベースフィルム４２の膜
厚と配線電極４３の膜厚の合計より低くならないように
設定する。また、突起電極の直径は、一般的に１００μ
ｍ〜３００μｍ程度が主流である。

【００４２】ＦＰＣ４１の製造方法を図３を用いて説明
する。図３に示すように、ベースフィルム４２の片面の
全面に配線電極４３を形成する。

【００４３】ベースフィルム４２は、ガラスエポキシ，
ＢＴレジン，ポリエステル，ポリイミドなどの有機系絶
縁材料を用いる。このベースフィルム４２の膜厚は、１
０〜３０μｍ程度である。

【００４４】配線電極４３は、銅箔が一般的に使われて
いる。銅箔の種類としては電解銅箔または圧延銅箔が主
流である。配線電極４３の膜厚は、１０〜３０μｍ程度
である。

【００４５】つぎに所定のマスクを用いて露光現像処理
を行うフォトリソグラフィーとエッチングにより、半導
体装置３１に入力信号を接続するための配線電極４３の
パターンと、半導体装置３１に配置した突起電極３２に
対応するような配線電極４３のパターンとを形成する。

【００４６】半導体装置３１に配置した突起電極３２に
対応するような配線電極４３は、この後開口するスルー
ホール４４より１０〜２０μｍ程度距離を離して形成
し、導電性接着剤３３が流れ込む部分を確保する。

【００４７】つぎに半導体装置３１に配置した突起電極
３２に対応するように、スルーホール４４を開口する。
スルーホール４４の大きさは、突起電極の直径より若干
広くして、導電性接着剤３３が流れ込む部分を確保す
る。

【００４８】スルーホール４４の開口はドリル加工，レ
ーザ加工，電子ビーム加工，フォトリソグラフィーとエ
ッチングによる加工などがある。一般的には、ドリル加
工が多く用いられているが、最小寸法が直径１００μｍ
が限界で、直径１００μｍ以下の加工には、レーザ加工
などが用いられている。

【００４９】つぎに半導体装置３１に入力信号を接続す
るための配線電極４３を覆うようにカバーフィルム４５
を形成する。

【００５０】カバーフィルム４５は、ガラスエポキシ，
ＢＴレジン，ポリエステル，ポリイミドなどの有機系絶
縁材料からなりフィルム状の材料を接着する。またカバ
ーフィルム４５は液状の材料を塗布することも可能であ
る。

【００５１】その後、線電極４３の表面に、金，ニッケ
ル，ハンダなどの金属を形成して、電気的な接続が良好
になるような処理を加えても良い。

【００５２】液晶表示装置の基板２１と半導体装置３１
とＦＰＣの接続方法について、図１を用いて説明する。

【００５３】基板２１に配置した半導体装置３１に対応
した透明電極２２と、ＦＰＣ１１に配置した半導体装置
３１に対応したスルーホール４４とを双眼顕微鏡などを
用いて位置合わせを行う。

【００５４】そして紫外線硬化型接着剤やエポキシ系接
着剤からなる固定樹脂２４を使用して、ＦＰＣ４１を基
板２１に固定する。

【００５５】つぎに半導体装置３１に配置した突起電極
３２の先端部に、エポキン系の接着剤に導電粒を混入し
た導電性接着剤３３をディップ法や印刷法で塗布する。

【００５６】その後双眼顕微鏡を使用して、基板２１に
固定したＦＰＣ４１のスルーホール４４と突起電極３２
との位置合わせを行う。

【００５７】そして、基板２１に配置した透明電極２２
と、ＦＰＣ４１に配置した配線電極４３と、突起電極３
２とを接続し、温度１００〜１５０℃で熱処理を行い導
電性接着剤３３を硬化させ、図１に示す液晶表示装置が
形成される。

【００５８】さらに、半導体装置３１を実装した基板２
１に対向するもう１枚の基板２１に対しても上記の方法
によって、半導体装置３１とＦＰＣ４１の接続を行って
もよい。

【００５９】第１の実施例においては、半導体装置３１
に配置した突起電極３２は、ＦＰＣ４１に開口したスル
ーホール４４を貫通して、液晶表示装置の基板２１とＦ
ＰＣ４１と接続する構造を採用している。このため、非
常に狭い実装領域で高密度な接続が可能である。

【００６０】本考案の第２の実施例を図４と図５を用い
て説明する。図４は液晶表示装置を示す断面図であり、
図５は半導体装置に配置した突起電極を示す断面図であ
る。

【００６１】図４に示すように液晶表示装置は、透明電
極２２が対向するように貼り合わせた基板２１に配置し
た透明電極２２と接続電極２３と、突起電極３２を配置
した半導体装置３１と、半導体装置３１の突起電極３２
に対応するようにスルーホールを設けたＦＰＣ４１と、
さらに基板２１と半導体装置３１とＦＰＣ４１を接続す
るハンダ３８とで構成する。

【００６２】液晶表示装置の基板２１は、透明電極２２
を用いて、画素パターンと駆動用の半導体装置３１に配
置した突起電極３２に対応するパターン電極とを有す
る。

【００６３】さらに半導体装置３１に配置した突起電極
３２に対応するパターン電極の表面に接続電極２３を配
置する。

【００６４】図２に示すように半導体装置は、半導体装
置３１の素子形成面にある接続電極パッド３４が開口露
出するように保護膜３５を設け、接続電極パッド３４の
表面に共通電極膜３６を設け、さらに突起電極３２とハ
ンダ３８とを有する。

【００６５】図３に示すようにＦＰＣ４１は、ベースフ
ィルムの片面に配線電極４３と、その配線電極４３を覆
うカバーフィルム４５と、さらに半導体装置３１に配置
した突起電極３２に対応する開口部であるスルーホール
４４を有する。

【００６６】つぎに第２の実施例の液晶表示装置の製造
方法を説明する。まずはじめに、液晶表示装置を、図４
を用いて説明する。

【００６７】図４に示すようにガラスからなる基板２１
の全面に透明電極２２としてＩＴＯを、真空蒸着法、あ
るいはスパッタリング法により膜厚０．１〜０．５μｍ
程度形成する。

【００６８】さらにフォトソリグラフィーとエッチング
により、透明電極２２を、画素パターンと、半導体装置
３１に配置した突起電極３２に対応した所定のパターン
とに形成する。

【００６９】つぎに透明電極２２を形成した基板２１の
表面に感光性樹脂からなるメッキレジストを厚さ１〜１
０μｍ塗布し、その後所定のマスクを用いて露光現像処
理を行うフォトリソグラフィーによって、半導体装置３
１と接続する領域が開口するように設ける。

【００７０】銅や金，ニッケルなどの金属からなる接続
電極２３をメッキ法にて形成し、その後、不用となった
メッキレジストを除去する。

【００７１】また、基板２１の全面に接続電極２３とな
る金属膜を形成し、フォトリソグラフィーとエッチング
によって、半導体装置３１と接続する領域に接続電極２
３を形成することも可能である。接続電極２３の膜厚は
０．５〜２μｍとする。

【００７２】透明電極２２を形成した２枚の基板２１
を、透明電極２２が対向するようにエポキシ樹脂からな
るシール剤によって接着する。さらに液晶材料を封入す
る。

【００７３】半導体装置３１の突起電極３２の形成方法
を、図２を用いて説明する。図２に示すように、半導体
装置３１の素子形成表面に設けたアルミニウムからなる
接続電極パッド３４を含む全面に保護膜３５を形成す
る。

【００７４】この保護膜３５は一般的にリンを含有した
シリコン酸化膜や窒化シリコン膜などの無機質膜や、ポ
リイミド樹脂などの有機質膜や、これらの積層構造を用
い、形成する膜厚は１〜５μｍである。

【００７５】その後、所定のマスクを用いて露光現像処
理を行なうフォトソリグラフィーとエッチングとによ
り、接続電極パッド３４が露出するように保護膜３５を
開口する。

【００７６】さらに半導体装置３１の全面にアルミニウ
ム，クロム，銅，ニッケル，チタンなどの金属多層膜を
共通電極膜３６として、それぞれ０．１〜１０μｍの厚
さでスパッタリング法や真空蒸着法などの方法で形成す
る。

【００７７】つぎに半導体装置３１の上に形成した共通
電極膜３６の全面に、感光性樹脂からなるメッキレジス
トを厚さ１〜６０μｍ塗布し、その後所定のマスクを用
いて露光現像処理を行なうフォトリソグラフィーによ
り、接続電極パッド３４上に開口部を設ける。

【００７８】その後、銅や金などの金属からなる突起電
極３２をメッキ法にて形成する。さらにハンダ３８をメ
ッキ法で突起電極３２の表面に形成する。またハンダ３
８はメタルマスクマスクを用いて真空蒸着法でも形成で
きる。

【００７９】その後、不用になったメッキレジストを除
去し、突起電極３２をエッチングのマスクとして共通電
極膜３６を除去する。

【００８０】そしてハンダ３８の丸め処理をおこなうた
めに、加熱処理を行う。

【００８１】突起電極３２の形成する高さは２０〜６０
μｍ程度で、ＦＰＣ４１のベースフィルム４２の膜厚と
配線電極４３の膜厚との合計より低くならないように設
定する。ハンダ３８の形成する膜厚は２０〜５０μｍ程
度である。また、突起電極の直径は、一般的に１００μ
ｍ〜３００μｍ程度が主流である。

【００８２】ＦＰＣ４１の製造方法は、実施例１と同じ
方法を用いるので、詳細な説明は省略する。

【００８３】液晶表示装置の基板２１と半導体装置３１
とＦＰＣの接続方法について、図１を用いて説明する。

【００８４】基板２１に配置した半導体装置３１に対応
した透明電極２２の表面に形成した接続電極２３と、Ｆ
ＰＣ１１に配置した半導体装置３１に対応したスルーホ
ール４４を双眼顕微鏡などを用いて位置合わせを行う。

【００８５】そして、紫外線硬化型接着剤やエポキシ系
接着剤からなる固定樹脂２４を用いて、ＦＰＣ４１を基
板２１に固定する。

【００８６】つぎに双眼顕微鏡を用いて基板２１に固定
したＦＰＣ４１のスルーホール４４と位置合わせを行
い、ヒートツールなどを用いて加熱して、ハンダ３８を
溶融させる。

【００８７】この結果、基板２１に配置した透明電極２
２の表面に形成した接続電極２３とＦＰＣ４１に配置し
た配線電極４３と、突起電極３２とを接続し、図４に示
す液晶表示装置が形成される。

【００８８】さらに、半導体装置３１を実装した基板２
１に対向するもう１枚の基板２１に対しても上記の方法
によって、半導体装置３１とＦＰＣ４１の接続をおこな
ってもよい。

【００８９】第２の実施例では第１の実施例と同様に、
半導体装置３１に配置した突起電極３２は、ＦＰＣ４１
に開口したスルーホール４４を貫通して、液晶表示装置
の基板２１さらにＦＰＣ４１と接続する。このため、非
常に狭い実装領域で高密度な接続が可能となる。

【００９０】

【考案の効果】以上の説明で明らかなように、本考案の
液晶表示装置では、半導体装置に配置した突起電極は、
ＦＰＣに開口したスルーホールを貫通して、液晶表示装
置の基板さらにＦＰＣと一括に接続する構造を採用して
いる。

【００９１】このため、従来方法で説明した液晶表示装
置に比較して、ＦＰＣと液晶表示装置の基板とを接続し
ている異方性導電フィルムの実装領域部分縮小すること
が可能となる。

【００９２】さらに半導体装置の入力端子の突起電極
は、ＦＰＣと直接接続できる。このため、入力抵抗を低
く抑えることが可能である。

【００９３】従来方法で説明した液晶表示装置では、Ｆ
ＰＣは基板に配置した透明電極と異方性導電フィルムで
接続され、さらに透明電極と半導体装置が導電性接着剤
あるいはハンダで接続される。ＩＴＯからなる透明電極
のシート抵抗は、金属膜と異なって１０Ω程度と非常に
抵抗値が高い。本考案の液晶表示装置では、透明電極を
経由せずに直接、半導体装置とＦＰＣとを接続可能なた
め、入力抵抗を低く抑えられ液晶表示装置の表示品質が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例における液晶表示装置を
示す図面である。

【図２】本考案の実施例と従来技術に用いる半導体装置
の突起電極を示す断面図である。

【図３】本考案の第１の実施例で用いるＦＰＣを示す断
面図である。

【図４】本考案の第２の実施例における液晶表示装置を
示す断面図である。

【図５】本考案の第２の実施例で用いる半導体装置の突
起電極を示す断面図である。

【図６】従来技術における液晶表示装置を示す断面図で
ある。

【符号の説明】 ２１ 基板 ２２ 透明電極 ３１ 半導体装置 ３２ 突起電極 ３３ 導電性接着剤 ４１ ＦＰＣ

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明電極を有する基板と、半導体装置の
   突起電極に対応したスルーホールを開口させたフレキシ
   ブル・プリント・サーキットと、このフレキシブル・プ
   リント・サーキットのスルーホールを貫通する突起電極
   を配置した半導体装置と、半導体装置の突起電極と基板
   に配置した透明電極とフレキシブル・プリント・サーキ
   ットとを接続するための導電性接着剤とを有することを
   特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 半導体装置と接続する領域の透明電極の
   表面に金属膜を有する基板と、半導体装置の突起電極に
   対応したスルーホールを開口させたフレキシブル・プリ
   ント・サーキットと、このフレキシブル・プリント・サ
   ーキットのスルーホールを貫通する突起電極を配置した
   半導体装置と、半導体装置の突起電極と基板に配置した
   透明電極の金属膜とフレキシブル・プリント・サーキッ
   トとを接続するためのハンダとを有することを特徴とす
   る液晶表示装置。