JPH1096944A - 電気的接続構造および液晶表示装置 - Google Patents

電気的接続構造および液晶表示装置

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JPH1096944A
JPH1096944A JP25340496A JP25340496A JPH1096944A JP H1096944 A JPH1096944 A JP H1096944A JP 25340496 A JP25340496 A JP 25340496A JP 25340496 A JP25340496 A JP 25340496A JP H1096944 A JPH1096944 A JP H1096944A
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JP
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liquid crystal
gold
crystal panel
connection terminal
connection
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JP25340496A
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Yoshimasa Adachi
佳正 足立
Atsushi Hanari
淳 羽成
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Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレキシブル基板と接続端子の接続部が小形
化され、かつ強固で信頼性の高い接続を得ることを可能
とする電気的接続構造を提供することを目的とする。 【解決手段】 液晶セルを備えた透明基板上に形成され
た液晶駆動回路の共通配線の接続端子と、電源供給・信
号入出力用フレキシブル基板の端子上に設けられた金属
突起とを加圧、加熱して接合してなる電気的接続構造で
あって、前記接続端子は、少なくとも表面がアルミニウ
ムにより構成され、前記金属突起は少なくとも表面が金
により構成され、前記加圧、加熱により金−アルミニウ
ム合金が形成され、この金−アルミニウム合金を介して
前記接続端子と金属突起との接合がなされていることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成され
た接続端子とフレキシブル基板の端子との接続部を小型
化した電気的接続構造、およびその電気的接続構造を具
備する液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報化社会の進展に伴い、表示容
量が大きく、カラー表示が可能な平面ディスプレイが求
められている。この平面ディスプレイとしては、カラー
フィルタと光源を付加することにより、カラー表示を比
較的容易に得ることができる液晶表示装置(LCD)が
適しており、とりわけ、液晶パネルの各画素に設けられ
た薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor: TFT)
により液晶セルのオン・オフ動作を制御するTFT−L
CDが急速に普及している。
【0003】一般に、TFTとしては、ガラス基板上に
低温で形成できるアモルファスSi−TFTが用いられ
ているが、最近ではアモルファスSi−TFTに比べて
移動度が大きい多結晶Si−TFTを用いて、パネル駆
動用の回路も同一ガラス基板上に集積、内蔵することに
より、コスト低減を図る開発が進められている。
【0004】以下、液晶表示装置用液晶パネルの従来例
として、多結晶Si−TFTを用いてパネル駆動用の回
路を同一ガラス基板上に集積、内蔵した液晶表示装置の
構成を図6を参照して説明する。
【0005】図6(a)において、参照符号11は2枚
のガラス等の透明な絶縁基板からなる液晶パネルを示
し、この液晶パネル11は、矩形の表示領域11aを有
している。表示領域11aの周辺には、液晶パネル駆動
用の回路12x,12yが集積、内蔵されている。この
内蔵駆動回路12x,12yへの電源、入出力信号は、
液晶パネル11上の図示しない配線により、液晶パネル
11端部に形成された接続端子13により、外部の回路
と接続されている。
【0006】外部の回路としては、内蔵駆動回路12
x,12yを制御する制御回路や電源回路などがある。
図6(b)に外部回路との接続部の断面図を示す。接続
端子13と外部の回路との接続には、異方性導電膜21
(ACF:Anisotropic Conductive Film )を用いて、
フレキシブル基板14と接続端子13とを加圧加熱する
ことにより、電気的接続を行っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、液晶
表示装置の軽薄狭省化の要求が高まっており、表示され
ない部分(額縁)の寸法を小さくすることが要求されて
いる。また、駆動回路を内蔵する動きに合わせて、従
来、液晶パネルの外に配置されていた制御回路、電源回
路を液晶パネル上に実装する開発も始められている。
【0008】しかし、従来例のように、フレキシブル基
板の端子と基板上の接続端子とをそのままACFを使っ
て接続する方法では、図6(b)に示すACFの幅が
1.5〜2mmあるため、これより接続部の長さを小さ
くすることはできなかった。
【0009】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れ、フレキシブル基板と接続端子の接続部が小形化さ
れ、かつ強固で信頼性の高い接続を得ることを可能とす
る電気的接続構造を提供することを目的とする。本発明
の他の目的は、上記電気的接続構造を具備する液晶表示
装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の電気的接続構造では、液晶セルを備えた透
明基板上に形成された液晶駆動回路の共通配線の接続端
子と、電源供給・信号入出力用フレキシブル基板の端子
上に設けられた金属突起とを加圧、加熱することにより
接合している。この場合、接続端子は、少なくとも表面
がアルミニウムにより構成され、前記金属突起は少なく
とも表面が金により構成されているので、両者を加圧、
加熱することにより、両者の界面に金−アルミニウム合
金が形成され、この金−アルミニウム合金を介して両者
の接合がなされている。
【0011】また、本発明は、このような電気的接続構
造により、液晶セルおよび液晶駆動回路の共通配線の接
続端子を備えた透明基板に、前記接続端子と接合された
金属突起を端子上に有する電源供給・信号入出力用フレ
キシブル基板を接続した液晶表示装置を提供するもので
もある。
【0012】上述のように、本発明の電気的接続構造
は、透明基板の接続端子が、少なくとも表面がアルミニ
ウムにより構成されており、フレキシブル基板の上に形
成された金属突起が、少なくとも表面が金により構成さ
れ、接続端子と金属突起とを加圧、加熱することにおよ
り金−アルミニウム合金を形成し、この金−アルミニウ
ム合金を介して前記接続端子と金属突起とを接合するこ
とを特徴とする。
【0013】接続端子は、そのすべてがアルミニウムに
より構成されている必要はないが、接合に十分な金−ア
ルミニウム合金を形成するためには、その表面に少なく
とも100nm以上の厚みのアルミニウムが形成されて
いる必要がある。同様に、金属突起は、そのすべてが金
により構成されている必要はないが、接合に十分な金−
アルミニウム合金を形成するためには、その表面に少な
くとも50以上の厚みの金が形成されている必要があ
る。
【0014】金−アルミニウム合金を形成するための圧
力は、20kg/cm2 〜60kg/cm2 程度が好ま
しく、温度は200℃〜350℃程度が好ましい。この
ような条件で形成された金−アルミニウム合金は、Au
Al、Au4 AlまたはAu2 Alを含む数種類の金属
間化合物からなる。かかる組成の金−アルミニウム合金
をもつ界面で接合された金属突起−接続端子間抵抗は、
断面積70μm×70μmの金属の場合、約50mΩ以
下であり、従って、本発明の電気的接続構造によると、
低抵抗の接続が可能である。
【0015】以上のように構成される本発明の電気的接
続構造によると、従来、問題であった異方性導電膜の幅
の制約を受けることがなく、接続部をより小型化するこ
とができる。また、合金接合での強固で信頼性の高い接
続を得ることができるとともに、異方性導電膜を使用す
る必要がないので、材料費およびプロセス工数を削減す
ることができる。
【0016】また、接続部を異方性導電膜またはUV硬
化樹脂により被覆することにより、更に強固で信頼性の
高い接続を得ることができる。なお、UV硬化樹脂は、
接続部をUV硬化性樹脂により被覆した後、加圧、UV
照射することにより得ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施
例に係る、液晶パネルとフレキシブル基板との接続プロ
セスを示す断面図である。図1(a)に示すように、液
晶パネル11の周縁部に接続端子13が設けられてお
り、この接続端子13の少なくとも表面はアルミニウム
により構成されている。すなわち、接続端子13はすべ
てがアルミニウムにより構成されていなくてもよく、表
面にアルミニウム層が形成されていることで足りる。ア
ルミニウムは低抵抗の配線材料であることから、表示領
域の形成にも使用されており、その表示領域の形成の際
に同時に接続端子を形成すればよく、それによって液晶
パネルの製造プロセスの工程数を増加させることはな
い。
【0018】接続端子13の上方にフレキシブル基板1
4が配置されており、このフレキシブル基板14の、液
晶パネルの接続端子13と対向する位置には、例えば転
写バンプ法や電解めっき法により、金からなる金属突起
15が形成されている。金属突起15は、高精細なパタ
ーンを形成できるテープキャリア(Tape Carrier)を使
用することにより、例えば、幅40μm×長さ100μ
mの金属突起であれば、60μmピッチの配列で、フレ
キシブル基板に形成することができる。また、金属突起
15は、接合に寄与する表面層が金であれば良く、突起
部すべてが金でなくても構わず、銅バンプに金めっきを
したものでもよい。
【0019】以下、接合プロセスについて説明すると、
まず、液晶パネル11の接続端子13とフレキシブル基
板14の金属突起15とを位置合わせする(図1
(a))。位置合わせが完了したら、ボンディングツー
ル31を金属突起の上方より液晶パネル11の方向に下
降させる(図1(b))。次いで、ボンディングツール
31により、フレキシブル基板14を液晶パネルの接続
端子13に加圧し、加熱することにより、金属突起15
は液晶パネル11の接続端子13に圧接される。そのと
き、金属突起15を構成する金と接続端子13を構成す
るアルミニウムとは合金を形成し、この合金を介して金
属突起15と接続端子13は接合される(図1
(c))。
【0020】このようにして、金−アルミニウム合金接
合により、液晶パネル11において低抵抗の配線材料と
して一般に用いられているアルミニウムの接続端子13
上に、何ら別の導体を用いることなく、金属突起15の
接続を行うことができる。接続後は、接合部の機械的な
保護のため、本実施例では基板の端部に樹脂16により
補強を施している(図1(d))。
【0021】なお、図1に示す接続構造では、フレキシ
ブル基板14として、金属突起15が形成される端子1
7がビーム状に突出しているものを用いているが、図2
に示すように、端子の反対面にフレキシブル基板のベー
ス材料であるポリイミド層18が形成されているもので
も構わない。
【0022】次に、本発明の他の実施例について、図3
〜図5を参照して説明する。図3(a)は、従来は液晶
パネル11の外に配置していた内蔵駆動回路12x,1
2yのタイミングなど制御するための半導体素子41
を、液晶パネル11上に搭載した構造の液晶パネルを示
す平面図、図3(b)は、その接続部の断面図である。
【0023】この液晶パネルでは、図1に示す実施例と
同様に、フレキシブル基板14は、金属突起15を介し
て液晶パネル11上の接続端子13に接続されており、
液晶パネル11上には、接続端子13に接続された半導
体素子41が実装されている。その結果、フレキシブル
基板14からの図示しない電源、入出力信号は、接続端
子13を介して、半導体素子41に接続されている。ま
た、半導体素子41からの図示しない制御信号は、液晶
パネル11上の配線を介して内蔵駆動回路12x,12
yへと接続されている。
【0024】なお、半導体素子41は、異方性導電膜を
用いて液晶パネル11上に実装しても良いし、図3
(b)に示すように、半導体素子41の金からなる金属
突起15と、液晶パネル11上のアルミニウムを表面層
とする接続端子16とを加圧、加熱して金−アルミニウ
ム合金を形成し、この合金層を介して、半導体素子41
と液晶パネル11とを接合しても構わない。
【0025】また、図3に示す構造では、液晶パネル1
1上に半導体素子41をひとつしか記載していないが、
複数個あってもよく、また、半導体素子41以外にコン
デンサ、抵抗などの受動素子42を搭載しても構わな
い。
【0026】図4(a)は、従来は液晶パネル11の外
に配置していた内蔵駆動回路12x,12yのタイミン
グなど制御するための半導体素子41を、フレキシブル
基板14上に搭載して、液晶パネル11の外形の中に収
めたものの平面図、図4(b)は、半導体素子41の接
続部を示す断面図である。
【0027】図4に示す実施例では、半導体素子41を
TAB(Tape Automated Bonding)方式により、フレキ
シブル基板14に実装している。半導体素子41からの
図示しない制御信号は、液晶パネル11上の接続端子1
3と金属突起15との間に形成された金−アルミニウム
合金接合により接続され、図示しない液晶パネル上の配
線により内蔵駆動回路12x,12yへと接続される。
【0028】なお、図4(a)では、フレキシブル基板
14上に半導体素子41をひとつしか記載していない
が、複数個あってもよく、また、フレキシブル基板14
上には、半導体素子以外に、コンデンサ、抵抗などの受
動素子を搭載しても構わない。
【0029】従来のACFを用いた接続方法では、接続
領域が大きかったため、液晶パネル上には他の部品を搭
載することができなかったが、本発明により、接続領域
を小型化することができたため、他の部品を搭載するこ
とが可能となった。
【0030】図5は、フレキシブル基板14に形成した
金属突起15と液晶パネル11上の接続端子13の接続
部の断面図である。図5に示す例では、フレキシブル基
板14に形成した金属突起15と液晶パネル11上の接
続端子13とは、上述の実施例と同様に、金−アルミニ
ウム合金により接合されているとともに、その接合部を
異方性導電膜21により覆っている。また、図から明ら
かなように、接続端子13は、異方性導電膜21の幅よ
りも小さく形成されている。この場合、フレキシブル基
板14の金属突起15を除く部分には、基板の他の端子
と接触して短絡しないように、絶縁処理層20が形成さ
れている。
【0031】なお、異方性導電膜21の代わりに、UV
硬化樹脂膜22を用いることも可能である。図5に示す
ような接続構造によると、接続部が異方性導電膜21ま
たはUV硬化樹脂膜22により覆われているため、更に
強固で信頼性の高い接続を達成することができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気的接
続構造によると、接続端子と金属突起とを加圧、加熱す
ることにより金−アルミニウム合金を形成し、この金−
アルミニウム合金を介して接合を行っているため、従
来、問題であった異方性導電膜の幅の制約を受けること
がなく、接続部をより小型化することができる。また、
合金接合での強固で信頼性の高い接続を得ることができ
るとともに、異方性導電膜を使用する必要がないので、
材料費およびプロセス工数を削減することが可能であ
る。また、接続部を異方性導電膜またはUV硬化樹脂に
より被覆することにより、更に強固で信頼性の高い接続
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る接合プロセスを工程順
に示す断面図。
【図2】本発明の他の実施例に係る接合部の断面図。
【図3】本発明の他の実施例に係る液晶パネルの平面図
および断面図。
【図4】本発明の他の実施例に係る液晶パネルの平面図
および断面図。
【図5】本発明の他の実施例に係る接合部の断面図。
【図6】従来の液晶表示パネルの平面図。
【符号の説明】
11…液晶パネル 11a…表示領域 12x,12y…内蔵駆動回路 13…接続端子 14…フレキシブル基板 15…金属突起 16…樹脂 17…端子 18…ポリイミド層 21…異方性導電膜 22…UV硬化樹脂膜 31…ボンディングツール 41…半導体素子 42…受動素子。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶セルを備えた透明基板上に形成され
    た液晶駆動回路の共通配線の接続端子と、電源供給・信
    号入出力用フレキシブル基板の端子上に設けられた金属
    突起とを加圧、加熱して接合してなる電気的接続構造で
    あって、前記接続端子は、少なくとも表面がアルミニウ
    ムにより構成され、前記金属突起は少なくとも表面が金
    により構成され、前記加圧、加熱により金−アルミニウ
    ム合金が形成され、この金−アルミニウム合金を介して
    前記接続端子と金属突起との接合がなされていることを
    特徴とする電気的接続構造。
  2. 【請求項2】 前記接続端子と金属突起との間の接合部
    に異方性導電膜が被覆されていることを特徴とする請求
    項1に記載の電気的接続構造。
  3. 【請求項3】 前記接続端子と金属突起との間の接合部
    にUV硬化樹脂膜が被覆されていることを特徴とする請
    求項1に記載の電気的接続構造。
  4. 【請求項4】 液晶セルおよび液晶駆動回路の共通配線
    の接続端子を備えた透明基板と、前記接続端子と接合さ
    れた金属突起を端子上に有する電源供給・信号入出力用
    フレキシブル基板とを具備する液晶表示装置であって、
    前記接続端子は、少なくとも表面がアルミニウムにより
    構成され、前記金属突起は少なくとも表面が金により構
    成され、前記接続端子と金属突起とを加圧、加熱するこ
    とにより金−アルミニウム合金が形成され、この金−ア
    ルミニウム合金を介して前記接続端子と金属突起との接
    合がなされていることを特徴とする液晶表示装置。
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