KR20170136421A - 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 표시 장치의 프레임 폭을 더욱 좁게 하는 것이 가능한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
화소, 상기 화소를 구동하는 구동 회로, 제 1 기판에 설치되고 상기 화소에 전기적으로 접속되는 제 1 배선, 제 2 기판에 설치되고 상기 구동 회로에 전기적으로 접속되는 제 2 배선을 갖는 표시 장치의 제조 방법으로서, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선을 서로 대향하도록 접촉시키는 단계와, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선의 접촉부에 하중을 더하고 또한 진동을 인가함으로써, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선을 접합하는 단계를 갖는다.

Description

표시 장치의 제조 방법{Method of Fabricating Display Device}
본 발명은, 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 유리 기판 상의 배선과, 플렉서블 프린트 배선판 상의 배선이, 이방성 도전막을 개재하여 접속된 구조의 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 이방성 도전막은, 수지로부터 이루어지는 바인더제에 도전 입자가 분산된 구조를 갖고 있다. 유리 기판과 플렉서블 프린트 배선판 사이에 이방성 도전막을 끼운 상태로 열압착함으로써, 도전 입자를 개재하여 유리 기판 상의 배선과 플렉서블 프린트 배선판 상의 배선이 전기적으로 접속된다.
특허문헌 1: 일본특허공개공보 2001-281687호
표시 장치의 성능을 확보하기 위해서, 유리 기판과 플렉서블 프린트 배선판 사이의 접속부의 도통 저항은 충분히 작게 할 필요가 있다. 특허문헌 1에 기재된 이방성 도전막을 개재한 배선 접속 방법에서는, 열압착 시 배선 사이에 낀 도전 입자 개수에 의해 접속부의 도통 저항이 결정된다. 즉 도통 저항은, 도전 입자의 밀도 및 접속부 면적으로 결정된다. 도전 입자 개수를 너무 많게 하면 인접 배선 사이가 단락될 수 있다. 이 문제는, 표시 장치의 고정세(高精細)화가 진행되어 배선 간격이 좁아지면 더욱 현저해진다. 이런 이유로 도전 입자 밀도를 증가시키는 데에는 한계가 있다. 따라서 이방성 도전막을 개재한 배선 접속 방법에서는 도통 저항을 충분히 작게 하기 위해서 접속부 면적을 크게 할 필요가 있고, 접속부 폭을 어느 정도 확보하는 것이 필요해진다. 상기 접속부는 일반적으로 표시 장치의 프레임 내부에 배치된다. 이상의 이유로, 특허문헌 1에 기재된 이방성 도전막을 개재한 배선 접속 방법에서는 표시 장치의 프레임을 좁게 하는 것이 곤란하였다.
본 발명은 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 표시 장치의 프레임 폭을 더욱 좁게 하는 것이 가능한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 하나의 관점에 따르면 화소, 상기 화소를 구동하는 구동 회로, 제 1 기판에 설치되고 상기 화소에 전기적으로 접속되는 제 1 배선, 제 2 기판에 설치되고 상기 구동 회로에 전기적으로 접속되는 제 2 배선을 갖는 표시 장치의 제조 방법으로서, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선을 서로 대향하도록 접촉시키는 단계와, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선의 접촉부에 하중을 더하고 또한 진동을 인가함으로써, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선을 접합하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 표시 장치의 프레임 폭을 더욱 좁게 하는 것이 가능한 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표시 장치의 액정 모듈의 구성을 도시한 개략도이다.
도 2(a)는 제 1 실시형태에 따른 접속부의 확대도이고, 도 2(b)는 단면도이다.
도 3은 제 1 실시형태에 따른 초음파 접합의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 초음파 접합의 흐름을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 접속부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 접속부의 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<제 1 실시형태>
도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표시 장치의 액정 모듈(100)의 구성을 도시한 개략도이다. 본 실시형태에서, 표시 장치는 일례로서 액정 표시 장치인 것으로 하지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니고 예를 들면 OLED(Organic Light-Emitting Diode)를 사용한 표시 장치에도 적용 가능하다. 액정 모듈(100)은 어레이 기판(110, 제 1 기판), 상부 기판(120), 프린트 배선판(130, 140), 복수의 플렉서블 프린트 배선판(150, 제 2 기판)을 갖는다. 어레이 기판(110) 및 상부 기판(120)은, 액정 표시 장치의 표시부인 액정 패널을 구성한다. 액정 패널에는 화소(101)가 행렬상으로 배열된다. 프린트 배선판(130, 140) 및 플렉서블 프린트 배선판(150)에는, 액정 패널을 구동하기 위한 1개 또는 복수의 구동 회로가 형성될 수 있다. 어레이 기판(110)과 프린트 배선판(130, 140)은, 복수의 플렉서블 프린트 배선판(150)을 개재하여 접속된다. 도면 중 접속부(160)는, 어레이 기판(110)과 플렉서블 프린트 배선판(150)이 접속되는 부분 중 1곳을 도시하고 있다.
또한 도 1에서는 2개의 프린트 배선판(130, 140)과, 복수의 플렉서블 프린트 배선판(150)이 도시되어 있지만, 이들은 도시되어 있는 개수로 한정되는 것은 아니고, 그 개수는 설계에 따라서 증감 가능하다. 예를 들면 프린트 배선판(130, 140)은 1개의 프린트 배선판으로서 공통화되어 있어도 된다. 또한 예를 들면 어레이 기판(110)과 프린트 배선판(130)을 접속하는 플렉서블 프린트 배선판(150)이 1개여도 되고, 어레이 기판(110)과 프린트 배선판(140)을 접속하는 플렉서블 프린트 배선판(150)이 1개여도 된다.
어레이 기판(110)은 복수의 박막 트랜지스터와, 복수의 박막 트랜지스터 각각에 접속된 화소 전극을 갖는다. 어레이 기판(110)에는, 백라이트로부터 출사된 빛을 투과할 수 있도록 유리 등 투명한 재료의 기판이 사용된다. 복수의 박막 트랜지스터 및 복수의 화소 전극은, 행렬상으로 배열된다. 상부 기판(120)에도 동일하게 유리 등 투명한 재료의 기판이 사용된다. 상부 기판(120)은, 대향 전극을 갖는다. 화소 전극 및 대향 전극은, 빛을 투과하는 투명 도전막인 산화인듐주석(ITO) 등에 의해 구성될 수 있다. 어레이 기판(110)과 상부 기판(120) 사이에는 액정층(도시하지 않음)이 끼워져 있다. 박막 트랜지스터와 화소 전극과 액정층은, 화소(101)를 구성한다. 박막 트랜지스터에 의해 화소 전극의 전압을 제어함으로써 액정층의 편광 상태가 변화된다. 이로써 액정 패널의 화소(101)마다 광투과율이 제어되고, 액정 패널에 원하는 화상을 표시시킬 수 있다.
어레이 기판(110) 상에는, 화소(101)에 전기적으로 접속되는 데이터 구동 배선 및 게이트 구동 배선이 형성된다. 데이터 구동 배선 및 게이트 구동 배선에는, 액정 패널의 화소(101)를 구동하기 위한 1개 또는 복수의 구동 회로가 전기적으로 접속된다. 구동 회로는, 박막 트랜지스터의 게이트에 공급되는 게이트 구동 신호를 출력하는 게이트 구동 회로와, 화상 신호를 출력하는 데이터 구동 회로를 포함할 수 있다. 게이트 구동 회로 및 데이터 구동 회로는, 프린트 배선판(130, 140) 상 혹은 복수의 플렉서블 프린트 배선판(150) 상에 형성될 수 있다. 예를 들면 프린트 배선판(130) 상에 데이터 구동 회로가 형성되고, 프린트 배선판(140) 상에 게이트 구동 회로가 형성되는 구성이 이용될 수 있다. 이 경우, 데이터 구동 회로로부터 출력되는 데이터 구동 신호는, 액정 패널의 각 열에 대응된 복수의 데이터 구동 배선을 통하여 액정 패널의 각 화소(101)에 공급된다. 게이트 구동 회로로부터 출력되는 게이트 구동 신호는, 액정 패널의 각 행에 대응된 복수의 게이트 구동 배선을 통하여 액정 패널의 각 화소(101)에 공급된다.
플렉서블 프린트 배선판(150) 상에는, 구동 회로에 전기적으로 접속되는 배선이 형성된다. 플렉서블 프린트 배선판(150)은 기재와, 기재 상에 접착제 등으로 부착된 배선을 갖는다. 플렉서블 프린트 배선판(150)은 유연성을 갖는 기판이다. 따라서 플렉서블 프린트 배선판(150)은 절곡이 가능하여, 프린트 배선판(130, 140)을 액정 패널의 배면 측으로 접어서 배치할 수 있다. 이로써 실장 면적을 삭감할 수 있어, 프레임 폭을 좁게 할 수 있다. 플렉서블 프린트 배선판(150)의 기재로는, 예를 들면 폴리이미드 등의 수지가 사용될 수 있다. 플렉서블 프린트 배선판(150)의 배선에는, 예를 들면 동박 등 금속박이 사용될 수 있다. 프린트 배선판(130, 140)의 기재로는, 예를 들면 FR-4(Flame Retardent Type 4) 등 유리 에폭시 기판이 사용될 수 있다. 프린트 배선판(130, 140)의 배선 재료로는, 예를 들면 동박이 사용될 수 있다. 프린트 배선판(130, 140) 및 플렉서블 프린트 배선판(150)에는, 구동 회로 등을 구성하는 전자 부품을 탑재 가능하다.
도 2(a)는 제 1 실시형태에 따른 접속부(160)의 확대도이고, 도 2(b)는 접속부(160)의 A-A'선의 단면도이다. 어레이 기판(110)에는 복수의 배선(210, 제 1 배선)이 형성된다. 각 배선(210)은, 예를 들면 각 화소(101)에 게이트 구동 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 배선이다. 복수의 배선(210)은 적어도 금속을 포함하는 재료를 표면에 갖는다. 구체적으로는, 복수의 배선(210) 표면의 재료는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), Cu를 포함하는 합금, 몰리브덴(Mo), Mo를 포함하는 합금, 알루미늄(Al) 및 Al을 포함하는 합금으로부터 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1개를 함유할 수 있다. 또한 복수의 배선(210)은, 복수의 층을 포함하는 적층 구조를 가지고 있어도 된다. 그 경우, 최상층 표면 재료가 상술한 재료를 함유할 수 있다. 또한 최상층 이외의 층도 상술한 재료를 가지고 있어도 된다. 복수의 배선(210)의 선 폭 및 간격을 각각 L1, S1이라고 하면 L1, S1은 각각, 예를 들면 20 ㎛, 100 ㎛로 할 수 있다. Mo를 포함하는 합금으로는, 예를 들면 몰리브덴티탄 합금(MoTi)가 예시된다. Cu를 포함하는 합금으로는 구리알루미늄 합금(CuAl), 구리망간 합금(CuMn)이 예시된다. Al을 포함하는 합금으로는 알루미늄구리 합금(AlCu), 알루미늄실리콘 합금(AlSi)이 예시된다. 또한 최상층이란, 적층된 복수의 층 중에서 기판으로부터 가장 먼 층을 가리킨다.
플렉서블 프린트 배선판(150)에는, 복수의 배선(220, 제 2 배선)이 형성된다. 각 배선(220)은 초음파 접합 기술을 이용하여, 대응되는 배선(210)과 서로 대향하도록 접합된다. 각 배선(220)은, 예를 들면 데이터 구동 회로로부터 출력되는 게이트 구동 신호를 각 배선(210)에 전달시키는 데이터 구동 배선이다. 복수의 배선(220)은, 적어도 금속을 포함하는 재료를 표면에 갖는다. 구체적으로는, 복수의 배선(220)의 표면 재료는 주석(Sn), 니켈(Ni), Cu, Ag 및 Au로부터 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1개를 함유할 수 있다. 또한 복수의 배선(220)은, 복수의 층을 포함하는 적층 구조를 가지고 있어도 된다. 그 경우, 최상층 표면 재료가 상술한 재료를 함유할 수 있다. 또한 최상층 이외의 층도 상술한 재료를 가지고 있어도 된다. 복수의 배선(220)의 선 폭 및 간격을 각각 L2, S2라고 하면 L2, S2는 각각, 예를 들면 20 ㎛, 100 ㎛로 할 수 있다. 또한 도 2(a)에서는 L1과 L2가 서로 다르고, 더욱이 S1과 S2가 서로 다르도록 도시되어 있지만, 이들은 동일해도 되고 달라도 된다. 선 폭을 동일하게 한 경우에는, 접합에 기여하지 않는 부분의 면적이 적어지기 때문에 면적 효율이 향상된다. 선 폭을 다르게 한 경우에는, 접합 시의 얼라이먼트 어긋남에 의한 접합 면적의 불규칙한 분포가 생기기 어려워지므로, 도통 저항의 불규칙한 분포가 저감된다.
또한 선 폭 L1, L2에 대해서는, 상술한 선 폭 20 ㎛는 일례이다. 후술하는 실시예에 도시되는 것과 같이 접합부의 선 폭이 20 ㎛ 이상, 즉 L1 및 L2가 20 ㎛ 이상이면 도통 저항과 접합 강도의 요구 성능이 만족된다. 또한 이들의 요구 성능이 만족되는 경우에는 20 ㎛보다 좁은 선 폭도 채용될 수 있다.
도 2(a)에 도시된 것과 같이 배선(210)과 배선(220)이 접합되는 부분의 형상은 직사각형이 된다. 배선(210)과 배선(22)이 접합되는 부분의 길이 방향의 길이, 즉 접합 폭을 W라고 한다. 예를 들면 후술하는 실시예에 도시되는 것과 같이 W를 0.26 mm 이상으로 함으로써, 도통 저항이 충분히 작고 또한 접합 강도가 충분히 확보된 접합이 형성될 수 있다. 또한 본 실시형태는 W가 0.26 mm 이상인 경우로 한정되는 것은 아니다. 후술하는 실시예에 의하면 W가 0.26 mm인 경우의 도통 저항값은, 표시 장치의 접합부에 요구되는 도통 저항의 목표값보다 충분히 작다. 따라서 도통 저항의 관점에서는 W를 더욱 작게 할 수 있다. 접합 강도 등 요구 성능을 만족하는 경우에는, W가 0.26 mm 미만이어도 된다.
다음으로 도 3(a), 도 3(b), 도 3(c), 도 3(d) 및 도 4를 참조하여 본 실시형태에 따른 초음파 접합의 흐름을 설명한다. 도 3(a), 도 3(b), 도 3(c) 및 도 3(d)는, 제 1 실시형태에 따른 초음파 접합의 흐름을 설명하기 위한, 접속부(160)의 A-A'선의 단면도이다. 도 4는, 제 1 실시형태에 따른 초음파 접합의 흐름을 설명하기 위한 플로 차트이다. 도 3(a)는, 도 4의 단계 S41에 대응하는 단면도이다. 도 3(b)는, 도 4의 단계 S42에 대응하는 단면도이다. 도 3(c)는, 도 4의 단계 S43에 대응하는 단면도이다. 도 3(d)는, 도 4의 단계 S43이 종료되고 초음파 접합이 완료된 후의 단면도이다.
우선 단계 S41에서, 어레이 기판(110)과 플렉서블 프린트 배선판(150)을 얼라이먼트한다. 얼라이먼트는, 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)이 대향하는 위치가 되도록 어레이 기판(110)과 플렉서블 프린트 배선판(150) 중 적어도 일방을 반송(搬送)함으로써 수행될 수 있다. 상술한 위치는, 예를 들면 어레이 기판(110) 및 플렉서블 프린트 배선판(150)에 형성된 얼라이먼트 마크를 접합 장치의 카메라 등으로 촬영하여 화상을 취득하고, 촬영된 화상으로부터 얼라이먼트 마크 좌표를 산출함으로써 취득 가능하다. 이 얼라이먼트를 위한 기판 반송, 얼라이먼트 마크 촬영, 화상 인식, 좌표 산출 등의 처리는, 이방성 도전막을 사용한 접합과 동일 기술을 이용하여 수행할 수 있다. 또한 기판 상의 배선 등 패턴의 특징부를 얼라이먼트 위치 정보 취득에 이용함으로써 얼라이먼트 마크를 생략해도 된다.
다음으로 단계 S42에서, 어레이 기판(110)과 플렉서블 프린트 배선판(150)을 근접시켜, 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)을 서로 접촉시킨다.
다음으로 단계 S43에서, 접합 장치에 구비된 헤드(310) 및 호른(320)을 이용하여 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)의 접촉부에 하중을 더하고 또한 진동을 인가함으로써, 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)을 접합시킨다. 구체적으로는 플렉서블 프린트 배선판(150) 배면의, 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)의 접촉부에 대응하는 위치에 하중을 더하기 위한 헤드(310)를 접촉시킨다. 이로써 헤드(310)는, 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)의 접촉부에 대하여, 어레이 기판(110) 및 플렉서블 프린트 배선판(150)과 수직한 방향으로 하중을 더할 수 있다. 헤드(310)에는 호른(320)이 구비되어 있다. 호른(320)은, 도시하지 않은 발진 장치에서 생성된 진동을 헤드(310)에 효율적으로 전달시키기 위한 도파기이다. 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)의 접촉부에 인가되는 진동의 진동 방향은, 어레이 기판(110) 및 플렉서블 프린트 배선판(150)에 대해서 평행한 방향이다. 진동의 주파수를 초음파 영역, 즉 20 kHz 이상으로 설정함으로써, 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)의 접촉부에 충분한 에너지를 부여할 수 있다. 진동의 주파수는, 전형적으로는 50 kHz로 할 수 있다.
초음파 접합 기술에서는, 2개 재료의 접합부에 하중을 더하고 또한 진동을 인가함으로써, 접촉부 계면이 원자간 인력 등에 의해 원자 레벨로 접합된다. 따라서 초음파 접합 기술을 이용함으로써, 이방성 도전막 등에 의한 접착 공법에 비교해서 강고한 접합이 형성될 수 있다.
이상과 같이 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)의 접속이 완료되고, 도 3(d)의 구조가 완성된다. 본 실시형태에서는, 특허문헌 1과 같은 이방성 도전막을 사용한 열 압착에 의한 표시 장치의 제조 방법과는 달리, 도전 입자를 통하지 않고 직접 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)이 접속되어 있기 때문에 도통 저항을 더욱 작게 할 수 있다. 또한 도전 입자를 사용하지 않는 접합 방법이므로, 도전 입자를 통한 배선간 쇼트도 발생하지 않는다. 따라서 본 실시형태에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따르면, 접속부(160)의 접합 폭 W를 작게 해도 배선간 쇼트가 발생하기 어렵고 또한 도통 저항 증대도 문제가 되기 어렵기 때문에, 표시 장치의 프레임 폭을 더욱 좁게 할 수 있다.
더욱 구체적으로는, 본 실시형태에 따르면 접속부(160)의 접합 폭 W를, 이방성 도전막을 사용한 표시 장치의 제조 방법의 한계값인 0.8 mm 이하로 할 수 있다. 이 한계값에 대하여 설명한다.
이방성 도전막을 사용한 표시 장치의 제조 방법에서는, 직사각형상의 이방성 도전막이 사용된다. 그러나 일본특허공개공보 2005-288641호에 기재되어 있는 것과 같이 이방성 도전막 등의 접착 필름을 절단하여 직사각형상으로 가공할 때에 커버 필름이 박리되는 등의 문제가 발생할 수 있는 것이 알려져 있다. 따라서 접착 필름 폭의 하한값에는 제약이 있다. 또한 이방성 도전막의 폭이 너무 좁은 경우, 이방성 도전막을 릴(reel) 형상으로 권취할 때, 자체 무게로 바인더가 변형되기 때문에 이방성 도전막의 두께 등 품질 보증이 곤란해진다는 문제도 있다. 이들 요인에 의해, 이방성 도전막 폭의 가공 한계는 0.8 mm 정도이다. 따라서 배선간 쇼트 및 도통 저항 증대라는 과제에 더하여, 더욱이 이방성 도전막 자체의 가공 한계 제약에 의해 접합 폭 W를 0.8 mm 정도 이하로 좁게 하는 것이 곤란했다.
본 실시형태의 표시 장치의 제조 방법은, 이방성 도전막을 사용하지 않는 접합 방법을 이용하는 것이므로 상술한 제약은 없다. 따라서 접속부(160)의 접합 폭 W를 0.8 mm 이하로 할 수 있고, 이방성 도전막을 사용한 제조 방법에 비교해서 표시 장치의 테두리 폭을 더욱 좁게 할 수 있다.
또한 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)의 접촉부에 인가되는 진동은, 도 2(a) 및 도 3(c)에 도시되는 것과 같이, 배선(210) 및 배선(220)이 연장되는 방향(길이 방향)과 일치하는 방향으로 함으로써 접합 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 초음파 접합에서는 주로 진동의 인가 방향으로 마찰력이 발생하므로, 진동 방향이 배선(210) 및 배선(220)의 길이 방향과 일치하는 것이 더욱 효율적으로 접합부에 진동을 전달할 수 있기 때문이다. 그러나 진동 방향을 도 3(c)와 같이 하는 것은 필수는 아니다. 예를 들면 진동 방향을 지면의 안쪽 방향, 즉 배선(210) 및 배선(220)의 길이 방향에 대해서 수직한 방향으로 해도 된다.
단계 S43의 접합을 수행하기 전의 어느 시점에서 접속부(160)에 대응하는 위치의 배선(210, 220) 중 적어도 일방 표면을 청정화하는 단계를 더욱 추가해도 된다. 표면 오염에 기인하는 접합 불량을 저감할 수 있다. 청정화하는 단계로는, 예를 들면 세정액에 의한 세정, 플라즈마 클리닝 등을 채용할 수 있다.
단계 S43의 접합 시, 접속부(160)를 상온보다 높은 온도로 가열해도 된다. 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220)의 접촉부를 고온으로 함으로써, 진동 인가 등에 의한 접합 형성이 더욱 촉진될 수 있다. 그러나 가열을 하지 않아도 충분한 접합 강도가 얻어지는 경우, 가열은 필수는 아니다. 접속부(160) 부근의 재료 사이의 선팽창계수의 차가 큰 경우에는, 온도 변화에 의해 발생할 수 있는 응력 발생 등을 억제하기 위해서 가열을 하지 않는 것이 좋은 경우도 있을 수 있다. 또한 상술한 가열에서는, 어레이 기판(110) 및 플렉서블 프린트 배선판(150) 양방을 가열해도 되고, 일방만 가열해도 된다. 또한 기판 전체를 가열해도 되고, 접속부(160) 부근만 국소적으로 가열해도 된다.
단계 S43의 접합은, 가접합과 본접합의 2단계 공정으로 나누어 수행되어도 된다. 가접합은 본접합에 앞서서, 복수의 배선(210)과 복수의 배선(220) 중 적어도 일부를 단시간에 접합함으로써, 본접합을 수행할 때까지의 사이에 얼라이먼트한 위치가 어긋나지 않도록 하기 위한 공정이다. 본접합은, 비교적 장시간에 걸쳐서 접합을 수행함으로써, 접합 상태를 보다 확실한 것으로 하기 위한 공정이다. 초음파 접합 장치에서, 얼라이먼트 및 가접합을 수행하는 부분과, 본접합을 수행하는 부분을 나눔으로써, 얼라이먼트 및 가접합과 본접합을 병행하여 수행할 수 있으므로 처리가 고속화될 수 있다.
보강 부재를 사용하여 접속부(160) 부근을 보강하는 단계를 더욱 추가해도 된다. 이로써 어레이 기판(110)과 플렉서블 프린트 배선판(150)의 접합을 더욱 보강할 수 있어 응력, 열 사이클 등에 대한 접속 신뢰성이 향상된다. 이 경우, 수지 등 비도전성 보강 부재를 사용함으로써, 접속부(160)에 부여하는 전기적인 영향을 적게 할 수 있다. 보강 부재의 예로는, 열경화성 수지 등을 사용할 수 있다. 보강 부재로서 열경화성 수지를 사용하는 경우에는, 접속부(160) 부근에 열경화성 수지를 도포하고 그 후 가열하여 경화시킴으로써 접속부(160) 보강이 가능하다. 열경화성 수지는, 예를 들면 배선간 공극을 충전하도록 도포된다. 이로써, 접합부에 발생하는 응력 및 접합부가 외부로부터 받는 응력이 보강 부재에 의해 흡수되어 완화된다.
도 1에 도시된 것과 같이 표시 장치의 제조에서는, 어레이 기판(110)과 플렉서블 프린트 배선판(150)을 접합해야 되는 부분이 복수 개 있는 경우가 많다. 이와 같은 경우, 복수의 접속부에 대하여 동시에 단계 S43의 초음파 접합을 수행해도 되고, 각 접속부의 적어도 일부에 대하여 개별로 단계 S43의 초음파 접합을 수행해도 된다. 동시에 초음파 접합을 수행하는 경우는 더욱 고속으로 처리를 수행할 수 있어, 제조에 필요한 시간을 저감할 수 있다. 그러나 표시 장치가 대면적인 경우, 일괄로 초음파 접합을 수행하면 진동 강도 및 하중의 불규칙한 분포에 기인하여 발생할 수 있는 접합 강도의 불규칙한 분포를 무시할 수 없게 되는 경우도 있다. 그런 경우는 각 접속부에 대하여 개별로 단계 S43의 초음파 접합을 수행함으로써 접합 강도의 불규칙한 분포를 저감할 수 있다.
<제 2 실시형태>
본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서 제 1 실시형태와 상이한 점은, 어레이 기판(110) 및 플렉서블 프린트 배선판(150)에 형성되는 배선이 복수층의 적층 구조로 되어 있는 점이다. 그 외의 점에 대해서는 제 1 실시형태와 동일하므로 설명을 생략 또는 간략화한다.
도 5는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 접속부(160)의 A-A'선의 단면도이다. 어레이 기판(110)에는, 하층에 배선(511)이 형성되고 상층에 배선(512)이 형성된 적층 구조의 배선이 배치되어 있다. 플렉서블 프린트 배선판(150)에는, 하층에 배선(521)이 형성되고 상층에 배선(522)이 형성된 적층 구조의 배선이 배치되어 있다. 여기서 하층이란 복수의 층 중 기판에 가까운 측의 층을 가리키고, 상층이란 하층보다 기판으로부터 먼 측의 층을 가리킨다.
배선(511)은 금속 등 도전 재료로 구성될 수 있다. 구체적으로는, 배선(511)은 Au, Ag, Cu, Cu를 포함하는 합금, Mo, Mo를 포함하는 합금, Al 및 Al을 포함하는 합금으로부터 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1개를 함유할 수 있다.
배선(512)은, 적어도 금속을 포함하는 재료를 표면에 갖는다. 구체적으로는, 배선(512) 표면의 재료는 Au, Ag, Cu, Cu를 포함하는 합금, Mo, Mo를 포함하는 합금, Al 및 Al을 포함하는 합금으로부터 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1개를 함유할 수 있다.
배선(512)은, 금속 등 도전 재료로 구성될 수 있다. 구체적으로는, 배선(512)은 Sn, Ni, Cu, Ag 및 Au로부터 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1개를 함유할 수 있다.
배선(522)은, 적어도 금속을 포함하는 재료를 표면에 갖는다. 구체적으로는, 배선(522) 표면의 재료는 Sn, Ni, Cu, Ag 및 Au로부터 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1개를 함유할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 동일한 효과가 얻어지는 것에 더하여, 접합 계면의 재료를 배선의 도전성 확보를 위한 재료와 다른 재료로 할 수 있어, 재료 선택 및 제조 공정의 자유도가 향상된다.
배선(511, 512, 521, 522) 재료의 조합의 일례로는, 배선(511, 521)을 Cu로 하고, 배선(512)을 MoTi로 하고, 배선(522)을 Sn으로 하는 예를 들 수 있다. 이 구성에서는 MoTi와 Sn이 접합 계면이 된다. 이에 대하여 배선(511, 521)은 MoTi 및 Sn보다 저저항인 Cu이므로, Cu에 의해 저항 저감을 실현하면서 Cu 이외의 재료를 접합에 사용할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는 어레이 기판(110) 및 플렉서블 프린트 배선판(150)에 형성되는 배선은 모두 2층으로 하고 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 어레이 기판(110) 및 플렉서블 프린트 배선판(150)에 형성되는 배선 중 어느 일방 또는 양방을 3층 이상으로 해도 된다. 또한 어레이 기판(110) 또는 플렉서블 프린트 배선판(150) 중 어느 일방에 형성되는 배선을 1층으로 하고, 타방을 복수층으로 해도 된다.
<실시예>
다음으로 도 6을 참조하면서 제 1 및 제 2 실시형태에서 서술한 초음파 접합의 실시예를 설명한다. 단, 본 발명이 적용될 수 있는 초음파 접합의 양태는 실시예에 한정되는 것은 아니고 조건, 재료 등은 접합이 가능한 범위에서 적절히 변경 가능하다. 도 6은, 형성한 접속부(160)의 A-A'선의 단면도이다. 본 실시예에서는, 제 1 실시형태의 배선(210)이 2층으로 적층된 배선(630, 640)으로 구성되어 있다. 기타 구조는 상술한 것과 같으므로 설명을 생략한다.
어레이 기판(110)에 대응하는 유리 기판(610)에는, 하층에 막 두께 30nm인 몰리브덴티탄 합금(MoTi)을 재료로 하는 배선(640)이 형성되고, 상층에 막 두께 200 nm인 Cu를 재료로 하는 배선(630)이 형성된 적층 구조의 배선이 배치되어 있다. 이와 같은 구조의 적층 구조로 함으로써 MoTi가 밀착층으로서 기능하므로, 배선이 Cu만으로 된 경우와 비교해서 기판과 배선 사이의 밀착성이 향상된다.
플렉서블 프린트 배선판(150)에 대응하는 폴리이미드 기판(650)에는, 막 두께 3 ㎛인 Cu를 재료로 하는 배선(620)이 형성되어 있다. 즉 배선(630)과 배선(620) 사이의 접합 계면은 Cu와 Cu 접합이다. 배선(620)은 선 폭 20 ㎛, 스페이스 폭 100 ㎛의 간격(pitch)으로, 도 2(a)에 도시된 것과 같이 복수 개 배치되어 있다.
상술한 구성으로, 초음파 접합에 의해 접합 폭 W=0.69 mm와 0.26 mm, 2개의 샘플을 작성했다. 초음파 접합의 조건은, 주파수를 50 kHz로 하고 전력(power)을 150 W로 했다. 또한 하중은 0.000275 N/㎛2 정도로 했다.
접합 폭 W=0.69 mm인 샘플에서는, 도통 저항은 1.0 Ω이었다. 접합 폭 W=0.26 mm인 샘플에서는, 도통 저항은 1.7 Ω이었다. 표시 장치에 요구되는 도통 저항은 5.0 Ω 이하인 점으로부터, 도통 저항이 충분히 작은 접합을 실현할 수 있는 것이 확인되었다.
유리 기판(610)과 폴리이미드 기판(650)을 박리하는 시험을 수행한 결과, 모든 샘플에서 박리 계면은, 배선(620)과 폴리이미드 기판(650) 사이였다. 즉 Cu와 Cu 접합 계면에서의 박리는 발생하지 않고, 초음파 접합에 의해 충분한 접합 강도가 얻어지는 것을 확인할 수 있었다. 이상과 같이, 접합 폭 W를 0.26 mm 이상으로 함으로써, 도통 저항이 충분히 작고 또한 접합 강도가 충분히 확보된 접합이 형성될 수 있는 것이 확인되었다.
또한 상술과 같이 W가 0.26 mm인 경우의 도통 저항값은, 표시 장치의 접합부에 요구되는 도통 저항의 목표값보다 충분히 작다. 따라서 도통 저항의 관점에서는 W를 더욱 작게 할 수 있다. 접합 강도 등 요구 성능을 만족하는 경우에는, W를 0.26 mm 미만으로 하는 것도 가능하다.
본 실시예에서는 배선(620)의 선 폭을 20 ㎛로 하고 있지만, 선 폭은 표시 장치의 요구 사양 등에 따라서 적절히 변경 가능하다. 상술과 같이 선 폭이 20 ㎛인 경우, 도통 저항과 접합 강도의 요구 성능이 만족되었다. 선 폭을 두껍게 하면 도통 저항은 작아지고, 접합 강도는 강해지는 것은 명백하다. 따라서 본 실시예의 결과는, 선폭이 20 ㎛ 이상이면 도통 저항과 접합 강도의 요구 성능이 만족된다고 해석할 수 있다.
상술한 실시형태 및 실시예는 본 발명을 적용할 수 있는 몇몇의 양태를 예시한 것에 불과하며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 수정하거나 변형하는 것을 방해하는 것은 아니다.
100: 액정 모듈
101: 화소
110: 어레이 기판
120: 상부 기판
150: 플렉서블 프린트 배선판
160: 접속부
210, 220: 배선

Claims (20)

  1. 화소와,
    상기 화소를 구동하는 구동 회로와,
    제 1 기판에 설치되고, 상기 화소에 전기적으로 접속되는 제 1 배선과,
    제 2 기판에 설치되고, 상기 구동 회로에 전기적으로 접속되는 제 2 배선을 갖는 표시 장치의 제조 방법으로서,
    상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선을 서로 대향하도록 접촉시키는 단계와,
    상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선의 접촉부에 하중을 더하고 또한 진동을 인가함으로써, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선을 접합하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선이 접합되는 부분의 형상은 직사각형상인 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선이 접합되는 부분의 길이 방향의 길이가 0.8 mm 이하이거나 또는 상기 제 2 배선의 선 폭이 20 ㎛ 이상인 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선이 접합되는 부분의 길이 방향의 길이가 0.26 mm 이상이거나 또는 상기 제 2 배선의 선 폭이 20 ㎛ 이상인 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동이 인가되는 방향은, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선의 상기 접촉부 면에 대해서 평행 방향인 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 진동이 인가되는 방향은, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선이 접합되는 부분의 길이 방향과 일치하는 방향인 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하중이 가해지는 방향은, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선의 상기 접촉부 면에 대해서 수직 방향인 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 배선의 표면 재료는 Au, Ag, Cu, Cu를 포함하는 합금, Mo, Mo를 포함하는 합금, Al 및 Al을 포함하는 합금으로부터 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1개를 함유하는 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 배선의 표면 재료는 Sn, Ni, Cu, Ag 및 Au로부터 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1개를 함유하는 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선 중 적어도 일방은, 복수의 층을 포함하는 적층 구조를 갖는 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동의 주파수는 20 kHz 이상인 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화소는 액정층을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 유리 기판인 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 플렉서블 프린트 배선판인 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    보강 부재를 사용하여 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선이 접합되는 부분을 보강하는 단계를 더욱 갖는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합하는 단계 전에, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선의 상기 접촉부를 가열하는 단계를 더욱 갖는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 복수의 상기 제 1 배선과 복수의 상기 제 2 배선을 갖고,
    상기 접촉시키는 단계에서, 복수의 상기 제 1 배선의 각각은, 대응하는 상기 제 2 배선과 서로 대향하도록 접촉되고,
    상기 접합하는 단계는, 상기 복수의 제 1 배선과 상기 복수의 제 2 배선 모두에 대해서 동시에 수행되는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 복수의 상기 제 1 배선과 복수의 상기 제 2 배선을 갖고,
    상기 접촉시키는 단계에서, 복수의 상기 제 1 배선의 각각은, 대응하는 상기 제 2 배선과 서로 대향하도록 접촉되고,
    상기 접합하는 단계는, 상기 복수의 제 1 배선과 상기 복수의 제 2 배선 중 적어도 일부에 대해서 개별로 수행되는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉시키는 단계 전에, 상기 제 1 배선과 상기 제 2 배선 중 적어도 일방의 표면을 청정화하는 단계를 더욱 갖는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합하는 단계는, 가접합과 본접합의 2단계로 나누어 수행되는 표시 장치의 제조 방법.
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