JP4554983B2

JP4554983B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP4554983B2
Application number: JP2004141168A
Authority: JP
Inventors: 慎一泊; 太中西
Original assignee: NEC LCD Technologies Ltd
Current assignee: Tianma Japan Ltd
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2024-05-11
Also published as: CN1696775A; US7639338B2; JP2005321707A; US20050253992A1; CN100426068C

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、更に詳しくは、基板上に、外部回路と接続するための接続端子が形成された液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、低消費電力の表示装置であり、さまざまな分野で利用されている。図５は、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）が接続された一般的な液晶表示装置の周縁部の断面を示している。液晶表示装置２００は、液晶層２０２を挟んで対向する一対のガラス基板２０１、２０３を有する。例えば、一対のガラス基板２０１、２０３のうちの一方（ガラス基板２０１）は、能動素子と、データ線及び走査線とが形成されるアレイ基板として構成され、他方（ガラス基板２０３）は、カラーフィルタが形成される対向基板として構成される。

液晶表示装置２００では、第１のガラス基板２０１は、第２のガラス基板２０３に比して大きく形成されている。第１のガラス基板２０１上の表示領域２１１内に形成されるデータ線や走査線、電源配線等の配線は、それぞれ、金属配線（引出し配線）２０６によって、表示領域２１１から周辺領域２１２に引き出される。接続端子２０５は、引出し配線２０６を保護する絶縁膜２０７に開口を形成し、その開口にＩＴＯキャップ層２０８を形成することで形成される。

ＴＣＰ２０４は、液晶表示装置２００を駆動するためのドライバＩＣ（駆動用ＩＣ）として構成される。ＴＣＰ２０４には、ソルダーレジスト部が形成されている。ＴＣＰ２０４のソルダーレジスト部は、実装状態において第１のガラス基板２０１と平面的に重なる部分を除いて形成されており、接続端子２０５に接続される隣接する２つの端子間には形成されていない。ＴＣＰ２０４は、樹脂中に導電粒子２１０を分散させた異方性導電膜（ＡＣＦ）２０９を介して、第１のガラス基板２０１に接着される。また、接続端子２０５とＴＣＰ２０４の端子とは、導電粒子２１０によって電気的に接続される。このようなＴＣＰとガラス基板との接続構造は、例えば特許文献１に記載されている。

一方、特許文献２には、ＣＯＧ（Chip On Glass）方式でガラス基板上にドライバＩＣを搭載する液晶表示装置において、ガラス基板上にバンプを形成して、ドライバＩＣと引出し配線とを接続させる技術が記載されている。この技術では、ガラス基板上にあらかじめ絶縁物からなる突起を形成し、その突起上に引出し配線を形成して、バンプを形成している。
特開平１１−２８１９９１号公報（図１）特開平６−１８０４６０号公報（図１）

ところで、図５に示す液晶表示装置２００では、透明電極２０８と異方性導電膜２０９のみでは、透湿を完全には防止しきれず、透明電極２０８と金属配線として構成される引出し配線２０６とのコンタクト部で腐食が発生しやすいという問題がある。この問題は、特許文献２に記載の技術のように、ガラス基板上にバンプを形成する場合にも同様に発生する。

また、液晶表示装置２００では、近年、ＴＣＰ２０４の端子は狭ピッチ化が進んでおり、この狭ピッチ化に伴うＴＣＰ２０４の銅箔の薄膜化により、ＴＣＰ２０４とガラス基板２０１との接続の機械的接続強度が得にくいという問題がある。また、ＡＣＦによる接続では、導電粒子２１０の数を増加させていくと、導電粒子２１０同士が数珠繋ぎとなって、端子間が短絡する事態が発生するおそれがあり、狭ピッチ化にも限界がある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、良好な電気的接続状態が得られ、かつ、端子ピッチを狭めることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記目的を達成したうえで、金属配線の腐食を防止できる液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、液晶層を挟んで対向する第１基板及び第２基板を備え、前記第１基板の複数の接続端子が外部回路に接続される液晶表示装置において、前記複数の接続端子の少なくとも一部が、前記第１基板の表示領域から延びる引出し配線とコンタクトホールを介して接続される第１の金属層と、該第１の金属層上に形成される絶縁物と、該絶縁物及び前記第１の金属層上に形成された第２の金属層とを備えることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置では、少なくとも一部の接続端子では、絶縁物により、接続端子に凸部（突起）が形成される。これにより、その接続端子と外部回路の端子とが、接続端子の凸部によっても電気的に接続され、第１の基板と外部回路との電気的接続の信頼性を向上できる。絶縁物は、柔軟な有機絶縁物で形成してもよく、或いは、硬質な無機絶縁物で形成してもよい。

本発明の液晶表示装置では、前記絶縁物が、前記コンタクトホールの上部に形成されることが好ましい。この場合、絶縁物により、引出し配線に湿気が侵入する事態を防止でき、接続端子部における引出し配線の耐腐食性を高めることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記絶縁物及び前記コンタクトホールがそれぞれ複数形成されることが好ましい。この場合、接続端子に複数の凸部が形成され、第１の基板と外部回路との電気的接続の信頼性を更に向上することができると共に、接続端子部における引出し配線の耐腐食性を高めることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記複数の絶縁物が、有機絶縁物と無機絶縁物とを含むことが好ましい。この場合、少なくとも一部の接続端子が、接続端子部の凸部が、有機絶縁物による柔軟な凸部と、無機絶縁物による硬質な凸部とを含むことで、接続端子と外部回路の端子との接続性を向上できる。

本発明の液晶表示装置では、前記有機絶縁物の高さと、前記無機絶縁物の高さとが異なる構成を採用することができる。この場合、例えば柔軟な有機絶縁物の高さを、硬質な無機絶縁物の高さに比して高くすることで、接続端子と外部回路の端子との接続性を更に向上できる。

本発明の液晶表示装置では、前記外部回路が、前記接続端子に接続される、隣接する２つの端子の間にソルダーレジストを有することが好ましい。この場合、外部回路と、第１の基板とを熱硬化性樹脂によって接着する場合には、その接着性を向上できる。

本発明の液晶表示装置では、前記第１及び第２の金属層をＩＴＯ膜で形成でき、前記引出し配線を、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、又は、これらの１種類以上を含む合金で形成できる。

本発明の液晶表示装置では、前記第１の基板と前記外部回路とが異方性導電膜で接続される構成を採用することができ、或いは、これに代えて、前記第１の基板と前記外部回路とが熱硬化性樹脂で固定される構成を採用することができる。特に端子ピッチが狭いときには、異方性導電膜中の導電粒子数を減らし、或いは、導電粒子を有しない熱硬化性樹脂を用いることで、隣接する端子間の短絡の発生を防止して、電気的接続状態を良好とすることができる。

本発明の別の視点の液晶表示装置は、液晶層を挟んで対向する第１基板及び第２基板を備え、前記第１基板の複数の接続端子が外部回路に接続される液晶表示装置において、前記複数の接続端子の少なくとも一部が、前記第１基板の表示領域から延びる引出し配線上に形成される絶縁物と、該絶縁物及び前記引出し配線上に形成された金属層とを備えることを特徴とする。

本発明の別の視点の液晶表示装置では、少なくとも一部の接続端子では、絶縁物により、接続端子に凸部（突起）が形成される。これにより、その接続端子と外部回路の端子とが、接続端子の凸部によっても電気的に接続され、第１の基板と外部回路との電気的接続の信頼性を向上できる。

本発明の液晶表示装置は、少なくとも一部の接続端子が、金属層の下層側に絶縁物を有するため、接続端子と外部回路の端子とが、絶縁物による凸部によって直接に接続されることとなり、第１の基板と外部回路との電気的接続の信頼性を向上できる。また、絶縁物を、コンタクトホール上に形成する場合には、引出し配線に湿気が侵入する事態を防止して、接続端子部における引出し配線の耐腐食性を高めることができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施形態例の液晶表示装置の断面を示し、同図（ｂ）は、液晶表示装置の上面を示している。この液晶表示装置１００は、一対の基板１０１、１０３と、それらの間に挟みこまれた液晶層１０２とを有する。一対の基板のうちの一方（第１基板１０１）は、例えば、スイッチング素子が形成されるアレイ基板として構成され、他方（第２基板１０３）は、カラーフィルタ等が形成される対向基板として構成される。

第１基板１０１上には、ゲート配線や信号配線、電源配線等の配線が形成されており、それら配線は、金属配線（引出し配線）１０６によって、表示領域１１２の外側の周辺領域１１３に引き出される。引出し配線１０６は、例えばＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、或いは、それら金属の合金で形成されている。接続端子１０５は、第１の導電膜１０８と、絶縁物１０９と、第２の導電膜１１０とを有する。第１の導電膜１０８、及び、第２の導電膜１１０は、金属材料、例えばＩＴＯで形成される。絶縁物１０９は、例えば有機絶縁物又は無機絶縁物で形成される。接続端子１０５は、断面が、図１（ａ）に示すように、絶縁物１０９の有無によって凹凸（突起）を有するように形成される。

接続端子１０５は、次のようにして形成される。まず、引出し配線１０６上の絶縁膜１０７をホトレジスト法によって除去し、複数のコンタクト孔を形成して、引出し配線１０６の一部を露出させる。次いで、第１の導電膜１０８を引出し配線１０６と平面的に重なる位置に形成する。第１の導電膜１０８と下層側の引出し配線１０６とは、図１（ａ）に示すように、複数のコンタクト孔を介して電気的に接続される。引き続き、第１の導電膜１０８上に、複数のコンタクト孔のそれぞれに対応して、各コンタクト孔を上方から覆うように絶縁物１０９を形成する。その後、第１の導電膜１０８及び絶縁物１０９上に、第２の導電膜１１０を形成する。

図２は、ＴＣＰ実装部分を拡大して示している。第１基板１０１上の接続端子１０５と、ＴＣＰ１０４の端子との接続には、例えば、熱硬化性樹脂中に導電粒子を分散させたＡＣＦ１１１を用いることができる。ＴＣＰ１０４と第１基板１０１とは、熱硬化性樹脂により接着され、接続端子１０５とＴＣＰ１０４の端子とは、絶縁物１０９による接続端子１０５の凸部、及び、ＡＣＦ１１１中の導電粒子を介して、電気的に接続される。

本実施形態例では、接続端子１０５では、引出し配線１０６を絶縁膜１０７から露出させるコンタクト孔を、絶縁物１０９でキャッピングし、引出し配線１０６と第１の導電膜１０８との接触部分に侵入する湿気を防いでいる。このため、接続端子１０５の導電膜１０８、１１０と引出し配線１０６とを、それぞれ、透湿により腐食しやすい金属で形成する場合でも、引出し配線１０６の、接続端子１０５における耐腐食性を高めることができる。また、本実施形態例では、絶縁物１０９の硬さを適切に設定することにより、導電粒子のつぶれすぎを防止でき、導電粒子の安定した変形状態が得られるため、電気的接続の信頼性を向上できる。

本実施形態例では、接続端子１０５が絶縁物１０９による突起を有するため、ＡＣＦ１１１中の導電粒子の数を減らした場合、或いは、接続端子１０５とＴＣＰ１０４との接続に、ＡＣＦ１１１に代えて、導電粒子を含まないＮＣＦ（Non-conductive-film）を用いた場合でも、その突起によって、接続端子１０５とＴＣＰ１０４の端子との電気的接続を確保できる。このため、本実施形態例では、導電粒子が少ないＡＣＦを用い、或いは、ＮＣＦを用いて、隣接する２つの端子間の絶縁性を向上させた場合でも、接続端子１０５とＴＣＰ１０４の端子との間の電気的接続を確保することができ、端子の狭ピッチ化が容易となる。

また、ＡＣＦ１１１の導電粒子数が少ないＡＣＦを使用し、或いは、ＮＣＦを使用する場合には、ＴＣＰ１０４の端子部、つまり、ＴＣＰ１０４の隣接する２つの端子間にソルダーレジスト部を配置しても、導電粒子が数珠繋ぎとなって端子間が短絡する事態を防止できる。ソルダーレジスト部は、ＡＣＦ又はＮＣＦ熱硬化性樹脂と接着性がよいため、ＴＣＰ１０４の端子部にソルダーレジスト部を配置する場合には、第１基板１０１とＴＣＰ１０４との接着性を改善でき、ＴＣＰ１０４の接続強度を上げることができる。

図３は、本発明の第２実施形態例の液晶表示装置の断面を示している。本実施形態例では、接続端子１０５を構成する複数の絶縁物１０９が、柔軟な材料で形成される絶縁物１０９ａと、硬質な材料で形成される絶縁物１０９ｂとを含む点で、第１実施形態例と相違する。第１の絶縁物１０９ａは、例えば有機絶縁物として構成され、第２の絶縁物１０９ｂは、無機絶縁物として構成される。

第１の絶縁物１０９ａは、第２絶縁物１０９ｂに比して、高さが高く設定される。ＴＣＰ１０４（図２）の実装状態では、第１の絶縁物１０９ａは、第２の絶縁物１０９ｂに比して、つぶれた状態でＴＣＰ１０４の端子に電気的に接続される。本実施形態例のように、接続端子１０５に、第１の絶縁物１０９ａと第２の絶縁物１０９ｂとによって、柔軟な突起と硬質な突起との双方を形成する場合には、第１実施形態例に比して、接続端子１０５ａと、ＴＣＰ１０４の端子との間の電気的接続の接続性を、良好とすることができる。

なお、上記実施形態例では、図１（ａ）に示すように、導電膜を２層構造とし、絶縁物１０９を、第１の導電膜１０８と、第２の導電膜１１０とで挟み込むように形成して、絶縁物１０９の下層の引出し配線１０６と、絶縁物１０９の上層の第２の導電膜１１０とを電気的に接続する例を示したが、これには限定されない。例えば、図４に示すように、絶縁物１０９を、絶縁膜１０７に形成したコンタクト孔よりも少し小さめに形成し、その上に、導電膜１０８を形成して、引出し配線１０６と、絶縁物１０９の上層の導電膜１０８とを電気的に接続させる構造とすることもできる。この場合にも、図３と同様に、複数の絶縁物１０９のうちのいくつかを、有機絶縁物で形成し、残りを無機絶縁物で形成することができる。

また、上記実施形態例では、接続端子１０５にＴＣＰ１０４を接続する例について説明したが、これには限定されない。接続端子１０５には、例えば、液晶表示装置を駆動するための、ＦＰＣ（flexible printed circuit）や、ＩＣチップを接続することもできる。上記実施形態例では、第１基板１０１上に接続端子１０５を形成する例について示したが、これに代えて又は加えて、接続端子１０５を、第２基板１０３上に形成することもできる。

以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明の液晶表示装置は、上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

（ａ）は、本発明の第１実施形態例の液晶表示装置の周縁部を示す断面図、（ｂ）は周縁部の上面図。ＴＣＰ実装部分を拡大して示す断面図。本発明の第２実施形態例の液晶表示装置の周縁部を示す断面図。本発明の第１実施形態例の変形例の液晶表示装置の周縁部を示す断面図。従来の一般的な液晶表示装置の周縁部を示す断面図。

符号の説明

１００：液晶表示装置
１０１：第１基板
１０２：液晶層
１０３：第２基板
１０４：ＴＣＰ
１０５：接続端子
１０６：引出し配線
１０７：絶縁膜
１０８、１１０：導電膜
１０９：絶縁物
１１１：ＡＣＦ
１１２：表示領域
１１３：周辺領域

Claims

液晶層を挟んで対向する第１基板及び第２基板を備え、前記第１基板の複数の接続端子が外部回路に接続される液晶表示装置において、
前記複数の接続端子の少なくとも一部が、前記第１基板の表示領域から延びる引出し配線とコンタクトホールを介して接続される第１の金属層と、該第１の金属層上に形成され、端子部に凸形状を与える島状の絶縁物と、該絶縁物及び前記第１の金属層上に形成された第２の金属層とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
前記絶縁物が、前記コンタクトホールの上部に形成される、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記絶縁物及び前記コンタクトホールがそれぞれ複数形成される、請求項２に記載の液晶表示装置。
前記複数の絶縁物が、有機絶縁物と無機絶縁物とを含む、請求項３に記載の液晶表示装置。
前記有機絶縁物の高さと、前記無機絶縁物の高さとが異なる、請求項４に記載の液晶表示装置。
前記外部回路が、前記接続端子に接続される、隣接する２つの端子の間にソルダーレジストを有する、請求項１〜５の何れか一に記載の液晶表示装置。
前記第１及び第２の金属層がＩＴＯ膜である、請求項１〜６の何れか一に記載の液晶表示装置。
前記引出し配線が、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、又は、これらの１種類以上を含む合金から成る、請求項１〜７の何れか一に記載の液晶表示装置。
前記第１の基板と前記外部回路とが異方性導電膜で接続される、請求項１〜８の何れか一に記載の液晶表示装置。
前記第１の基板と前記外部回路とが熱硬化性樹脂で相互に固定される、請求項１〜８の何れか一に記載の液晶表示装置。
液晶層を挟んで対向する第１基板及び第２基板を備え、前記第１基板の複数の接続端子が外部回路に接続される液晶表示装置において、
前記複数の接続端子の少なくとも一部が、前記第１基板の表示領域から延びる引出し配線上に形成され、端子部に凸形状を与える島状の絶縁物と、該絶縁物及び前記引出し配線上に形成された金属層とを備えることを特徴とする液晶表示装置。