(57)【要約】【課題】半導体集積回路素子の熱膨張係数とその半導体集積回路素子が載置された基板の熱膨張係数とに差がある場合であっても、半導体集積回路素子の端子（バンプ）と基板の配線との間の電気的接続の信頼性が、より高い表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、各画素に画素回路が形成されることにより画像を表示する表示領域を有する基板と、基板上に形成された配線に、異方性導電膜を介して電気的に接続されるバンプ（１８２）を有する半導体集積回路素子（１８０）と、基板と配線との間に絶縁膜を介して配置され、平面視で半導体集積回路素子と重畳し、少なくとも１箇所に穴（１２８）が形成され、基板の熱膨張係数より低い熱膨張係数を有する材料からなる熱膨張抑制膜（１２２）と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素に画素回路が形成されることにより画像を表示する表示領域を有する基板と、
前記基板上に形成された配線に、異方性導電膜を介して電気的に接続されるバンプを有する半導体集積回路素子と、
前記基板と前記配線との間に絶縁膜を介して配置され、平面視で前記半導体集積回路素子と重畳し、少なくとも１箇所に穴が形成され、前記基板の熱膨張係数より低い熱膨張係数を有する材料からなる熱膨張抑制膜と、を備える表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記穴は、前記半導体集積回路素子の前記バンプの形成領域と重畳する領域に形成され、前記熱膨張抑制膜は、前記バンプの形成領域の周囲を囲むように形成されている、ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、
前記バンプの形成領域は、前記表示領域側に延びる配線と接続される前記バンプが形成される表示領域側バンプ形成領域と、前記表示領域側とは反対側で外部信号の入力端子側に延びる配線と接続される前記バンプが形成される端子側バンプ形成領域とを有し、
前記穴は、前記表示領域側バンプ形成領域と重畳する領域に形成され、
前記熱膨張抑制膜は、端子側バンプ形成領域と重畳して形成される、ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の表示装置において、
前記バンプの形成領域は、前記表示領域側に延びる配線と接続される前記バンプが形成される表示領域側バンプ形成領域と、前記表示領域側とは反対側で外部信号の入力端子側に延びる配線と接続される前記バンプが形成される端子側バンプ形成領域とを有し、
前記熱膨張抑制膜は、前記表示領域側バンプ形成領域と前記端子側バンプ形成領域との間を仕切る帯状部を有している、ことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の表示装置において、
前記穴は、前記バンプに対してそれぞれ開けられている、ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の表示装置において、
前記異方性導電膜は、熱硬化性である、ことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の表示装置において、
前記熱膨張抑制膜は、ポリシリコンを含んでいる、ことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１に記載の表示装置において、
前記基板はポリイミドを含んでいる、ことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報通信端末やテレビ受像機の表示デバイスとして、液晶表示装置が広く用いられている。また、有機ＥＬ（Electro-Luminescent）表示装置も、薄型の表示装置として知られている。このような薄型の表示装置の表示パネルは、基板上の表示領域の各画素に形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を動作させることにより表示を行なう。ここで、ＴＦＴは、表示領域外に搭載される半導体集積回路素子である駆動ＩＣ（Integrated Circuit）により駆動されており、通常、駆動ＩＣの端子（バンプ）と基板上の配線とは、異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）等を用いて接続される。
【０００３】
特許文献１は、基板上に形成されたポリシリコンＴＦＴの回路に重畳させてシリコンＩＣを配置することにより、表示領域の周辺領域である額縁領域を小さくすることについて開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７２２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、使用される用途により、表示装置の基板が可撓性又は柔軟性のある材料により形成されたシートディスプレイが用いられることがある。このようなシートディスプレイの基板上に駆動ＩＣを配置する場合には、基板と駆動ＩＣとの熱膨張係数の差から環境温度によって電気的接続部分の位置がずれ、接続不良を起こすことが考えられる。特に熱硬化性の異方性導電膜を使用した場合には、接着時の熱により位置ずれを起こし、接続不良となる恐れがあった。
【０００６】
本発明は上述の事情に鑑みてされたものであり、半導体集積回路素子の熱膨張係数とその半導体集積回路素子が載置された基板の熱膨張係数とに差がある場合であっても、半導体集積回路素子の端子（バンプ）と基板の配線との間の電気的接続の信頼性が、より高い表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の表示装置は、各画素に画素回路が形成されることにより画像を表示する表示領域を有する基板と、前記基板上に形成された配線に、異方性導電膜を介して電気的に接続されるバンプを有する半導体集積回路素子と、前記基板と前記配線との間に絶縁膜を介して配置され、平面視で前記半導体集積回路素子と重畳し、少なくとも１箇所に穴が形成され、前記基板の熱膨張係数より低い熱膨張係数を有する材料からなる熱膨張抑制膜と、を備える表示装置である。
【０００８】
本発明の表示装置において、前記穴は、前記半導体集積回路素子の前記バンプの形成領域と重畳する領域に形成され、前記熱膨張抑制膜は、前記バンプの形成領域の周囲を囲むように形成されていてもよい。
【０００９】
本発明の表示装置において、前記バンプの形成領域は、前記表示領域側に延びる配線と接続される前記バンプが形成される表示領域側バンプ形成領域と、前記表示領域側とは反対側で外部信号の入力端子側に延びる配線と接続される前記バンプが形成される端子側バンプ形成領域とを有し、前記穴は、前記表示領域側バンプ形成領域と重畳する領域に形成され、前記熱膨張抑制膜は、端子側バンプ形成領域と重畳して形成されていてもよい。
【００１０】
本発明の表示装置において、前記バンプの形成領域は、前記表示領域側に延びる配線と接続される前記バンプが形成される表示領域側バンプ形成領域と、前記表示領域側とは反対側で外部信号の入力端子側に延びる配線と接続される前記バンプが形成される端子側バンプ形成領域とを有し、前記熱膨張抑制膜は、前記表示領域側バンプ形成領域と前記端子側バンプ形成領域との間を仕切る帯状部を有していてもよい。
【００１１】
本発明の表示装置において、前記穴は、前記バンプに対してそれぞれ開けられていてもよい。
【００１２】
本発明の表示装置において、前記異方性導電膜は、熱硬化性であってもよい。また、前記熱膨張抑制膜は、ポリシリコンを含んでいてもよい。また、前記基板はポリイミドを含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置について概略的に示す図である。
【図２】図１のII−II線における断面を概略的に示す図である。
【図３】平面視で駆動ＩＣを拡大して示す概略図であり、バンプの配置と熱膨張抑制膜の配置について示す図である。
【図４】図３と同様の視野により、熱膨張抑制膜の配置の第１の変形例について示す図である。
【図５】図３と同様の視野により、熱膨張抑制膜の配置の第２の変形例について示す図である。
【図６】図３と同様の視野により、熱膨張抑制膜の配置の第３の変形例について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１５】
図１には、本発明の実施形態に係る表示装置１００が概略的に示されている。この図に示されるように、表示装置１００は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が形成され、ポリイミド等の樹脂からなるＴＦＴ基板１２０と、ＴＦＴ基板１２０に対向して配置される対向基板１５０とが貼り合わせられるように形成されている。表示装置１００のＴＦＴ基板１２０及び対向基板１５０には、マトリクス状に配置された画素２１０からなる表示領域２０５が形成されている。ここで、ＴＦＴ基板１２０の材料にはポリイミドを用いることを例にしたがこれ以外の可撓性又は柔軟性のある絶縁材料を用いることができる。また、対向基板１５０も、ＴＦＴ基板１２０と同様に、可撓性又は柔軟性のある絶縁材料を用いることができるが、対向基板１５０を配置せずに、ＴＦＴ基板１２０のみの構成としてもよい。
【００１６】
また、ＴＦＴ基板１２０には、副画素２１２のそれぞれに配置された画素トランジスタの走査信号線に対してソース・ドレイン間を導通させるための電位を印加すると共に、画像信号線に対して副画素２１２の階調値に対応する電圧を印加する半導体集積回路素子である駆動ＩＣ（Integrated Circuit）１８０が載置され、更に外部から画像信号等を入力するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）１８１が取付けられている。なお、表示領域２０５における表示方式は、液晶を用いて輝度を制御するものであっても、有機ＥＬ等の自発光素子を用いて輝度を制御するものであってもよく、またその他の方式で表示されるものであってもよい。
【００１７】
図２は、図１のII−II線における断面を概略的に示す図である。この断面図に示されるように、駆動ＩＣ１８０は、ＴＦＴ基板１２０と対向する面に、ＴＦＴ基板１２０上の金属配線１２３と電気的に接続するための突起であるバンプ１８２を複数有している。なお図では説明を分かりやすくするために、バンプ１８２の数を減らして記載している。ＴＦＴ基板１２０上には、例えばＳｉＯ又はＳｉＮ等の絶縁材料からなる絶縁膜１２１が成膜され、その上には例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉが順に重ねられたサンドイッチ構造の金属配線１２３が形成されている。ここで金属配線１２３はサンドイッチ構造でなくともよく、Ａｇ、Ｃｕその他の金属等の導電材料を用いることができる。更に金属配線１２３の上には例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）やその他導電性材料からなる透明導電膜１２４が形成され、金属配線１２３を覆っている。透明導電膜１２４上ではバンプ１８２の形成領域に重畳するように異方性導電膜１８４が配置されている。異方性導電膜１８４は、互いに対応するバンプ１８２と透明導電膜１２４との間を導通させ、隣合うバンプ１８２間の絶縁性を保ったまま、駆動ＩＣ１８０をＴＦＴ基板１２０に固定している。なお、本実施形態では透明導電膜１２４を有する構成としたが、金属配線１２３上に透明導電膜１２４が成膜されない構成であり、直接金属配線１２３に接続される異方性導電膜１８４が接続される構成であってもよい。
【００１８】
ここで、絶縁膜１２１内には、駆動ＩＣ１８０の載置される位置に対応して、ＴＦＴ基板１２０の熱膨張係数より低い熱膨張係数を有する材料からなる熱膨張抑制膜１２２を有している。熱膨張抑制膜１２２は、例えば、ポリシリコンからなる膜とすることができるが、ＴＦＴ基板１２０の熱膨張係数より低い熱膨張係数を有する材料であれば適宜用いることができる。
【００１９】
図３は、駆動ＩＣ１８０を平面視で拡大して示す概略図であり、バンプ１８２の配置と熱膨張抑制膜１２２の配置について示す図である。なお、図３においても説明のためにバンプ１８２の数を減らして記載しており、熱膨張抑制膜１２２の形成部分にはハッチングが施されている。この図に示されるように、複数のバンプ１８２が駆動ＩＣ１８０に形成されており、これらにそれぞれ対応して、異方性導電膜１８４を介してＴＦＴ基板１２０の透明導電膜１２４及び金属配線１２３が電気的に接続されている。熱膨張抑制膜１２２は、バンプ１８２の形成領域１８５に重畳しないように穴１２８を有しており、バンプ形成領域１８５を囲うように形成されている。
【００２０】
ＴＦＴ基板１２０はポリイミド等のように可撓性又は柔軟性のある絶縁材料が用いられるため、ガラスを材料とする基板と比較して熱膨張係数が高く、ＴＦＴ基板１２０の熱膨張係数と駆動ＩＣ１８０の熱膨張係数との差により、環境温度が変化する（例えば高くなる）ことにより、ＴＦＴ基板１２０の膨張が駆動ＩＣ１８０の膨張よりも大きくなり、各バンプ１８２に対応するＴＦＴ基板１２０の透明導電膜１２４及び金属配線１２３の位置がずれることが考えられる。このような場合であっても、駆動ＩＣ１８０が配置される領域に重畳して、熱膨張抑制膜１２２が配置されているため、各バンプ１８２に対応する透明導電膜１２４及び金属配線１２３の位置ずれを抑えることができる。つまり、駆動ＩＣ１８０の熱膨張係数とその駆動ＩＣ１８０が載置された基板の熱膨張係数に差があり、周囲の環境温度が変化する場合であっても、駆動ＩＣ１８０の端子（バンプ１８２）とＴＦＴ基板１２０の配線との間の位置ずれを抑え、信頼性の高い電気的接続とすることができる。
【００２１】
特に、異方性導電膜１８４として熱硬化性のものを使用する場合には、所定の位置に配置された駆動ＩＣ１８０を、異方性導電膜１８４を介して所定の圧力でＴＦＴ基板１２０に対して抑え、熱を加えることにより、駆動ＩＣ１８０とＴＦＴ基板１２０とを互いに固定する。この際に加えた熱により各バンプ１８２に対応する透明導電膜１２４及び金属配線１２３の位置ずれが発生することが考えられるが、このような場合であっても、熱膨張抑制膜１２２がＴＦＴ基板１２０の熱膨張を抑えることにより、位置ずれを防ぐことができる。ここで、異方性導電膜１８４には熱硬化性のものを使用することとしたが、紫外線硬化性等他の方法により硬化する性質の異方性導電膜１８４を使用してもよい。この場合においても、製造時及び使用時における熱膨張等の伸縮による位置ずれを抑制することができる。
【００２２】
また、本実施形態においては、バンプ形成領域１８５の周囲にのみ熱膨張抑制膜１２２を形成し、バンプ形成領域１８５に重畳する領域には熱膨張抑制膜１２２を形成しないこととしている。これにより、バンプ１８２やバンプ１８２に接続される透明導電膜１２４及び金属配線１２３と、熱膨張抑制膜１２２との間に寄生容量を形成しないようにし、ＴＦＴ基板１２０と駆動ＩＣ１８０との間の信号の授受における信頼性を確保することができる。
【００２３】
また、例えば、ＴＦＴ基板１２０に形成される半導体膜がポリシリコンにより形成される場合には、熱膨張抑制膜１２２をポリシリコンとすることにより、半導体膜の形成と同時に熱膨張抑制膜１２２を形成することができ、製造工程を簡略化することができる。また、駆動ＩＣ１８０に用いられる例えばシリコンと同様の材料を用いることにより、駆動ＩＣ１８０の熱膨張率と同様の熱膨張率とすることができ、位置ずれの抑制をより効果的なものとができる。
【００２４】
図４は、図３と同様の視野による図であり、熱膨張抑制膜１２２の配置の第１の変形例について示す図である。この図に示されるように、バンプ形成領域１８５は、表示領域２０５側に延びる配線が接続されるバンプ１８２が形成される表示領域側バンプ形成領域１８６と、表示領域２０５側とは反対側でＦＰＣ１８１を介して外部信号が入力される入力端子側に延びる配線が接続されるバンプ１８２が形成される端子側バンプ形成領域１８７とを有している。熱膨張抑制膜１２２は、表示領域側バンプ形成領域１８６に穴１２８を有し、端子側バンプ形成領域１８７には重畳して形成されている。これは、表示領域２０５側には、各画素２１０の輝度を示すアナログ信号が出力される端子が形成されることから、ＦＰＣ１８１が接続される端子が形成された側の端子と比較して、熱膨張抑制膜１２２が重畳されることにより形成される寄生容量の影響を受けやすく、表示品質に影響を与えてしまうため、表示領域側バンプ形成領域１８６に重畳する熱膨張抑制膜１２２を削除することにより、効率的に寄生容量の影響を排除し、信号の信頼性を高めることとしている。一方、端子側に延びる配線はデジタル信号の授受が主であり、寄生容量があったとしても信号の品質に与える影響は少なく、表示品質には影響しないため、熱膨張抑制膜１２２を形成し、効率的に熱膨張等の伸縮による位置ずれを抑制している。また、熱膨張抑制膜１２２をこのような形状とした場合であっても、図３の場合と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
また、この図に示されるように、表示領域側バンプ形成領域１８６は、端子側バンプ形成領域１８７と比較して、バンプ１８２が形成される密度が高く、同じ穴の大きさであっても効率的に寄生容量の影響を受けるバンプ１８２の数を削減し、位置ずれを防止することができる。
【００２６】
図５は、図３と同様の視野による図であり、熱膨張抑制膜１２２の配置の第２の変形例について示す図である。第２の変形例においても、第１の変形例と同様に表示領域側バンプ形成領域１８６には穴１２８が形成されているが、第２の変形例では更に、端子側バンプ形成領域１８７にも独立に穴１２８が形成され、合わせて２つの穴１２８が形成されている。これにより、表示領域側バンプ形成領域１８６と端子側バンプ形成領域１８７との間には、これらを仕切る帯状部１２９が形成されることとなる。熱膨張抑制膜１２２をこのような形状とすることにより、表示領域側バンプ形成領域１８６に形成されたバンプ１８２に寄生容量が形成されないようにするだけでなく、端子側バンプ形成領域１８７に形成されたバンプ１８２にも寄生容量が形成されることがないようにすることができ、信号の信頼性を更に高めることができる。また、表示領域側バンプ形成領域１８６と端子側バンプ形成領域１８７との間に帯状に熱膨張抑制膜１２２を形成していることから、表示領域側バンプ形成領域１８６と端子側バンプ形成領域１８７との間においても、熱膨張による位置ずれを抑制することができるため、更に各バンプ１８２に対応する透明導電膜１２４及び金属配線１２３の位置ずれを抑えることができる。ここで、表示領域側バンプ形成領域１８６のバンプ間隔より広い幅とすることができ、この場合には、熱膨張抑制膜１２２形成時のフォトリソグラフィ工程等を比較的簡易な工程に保ちつつ、より効率的にＴＦＴ基板１２０の膨張を抑え、位置ずれを防止することができる。なお、本実施形態においては、帯状の熱膨張抑制膜１２２は、表示領域側バンプ形成領域１８６と端子側バンプ形成領域１８７との間に１つ形成することとしたが、表示領域側バンプ形成領域１８６内及び／又は端子側バンプ形成領域１８７内の例えばバンプ１８２間に帯状の熱膨張抑制膜１２２を平行に複数並べることとしてもよい。
【００２７】
図６は、図３と同様の視野による図であり、熱膨張抑制膜１２２の配置の第３の変形例について示す図である。この変形例では、熱膨張抑制膜１２２は、各バンプ１８２にそれぞれ対応する穴１２８を有している。このような態様であっても上述の実施形態と同様の効果を得ることができると共に、熱膨張抑制膜１２２が各バンプ１８２間に対応する位置に形成されているため、より効率的にＴＦＴ基板１２０の膨張による位置ずれを抑えることができると共に、各バンプ１８２に対応する位置には、熱膨張抑制膜１２２が形成されていないため、寄生容量の形成を抑えることができる。
【００２８】
上述の実施形態及び変形例においては、熱膨張抑制膜１２２に形成される穴１２８についていくつか例を挙げて示したが、寄生容量の形成を抑えると考えられる態様であれば、上述の例に限られず位置、大きさ及び数を適宜定めることができる。
【００２９】
また、上述の実施形態においては、ＴＦＴ基板１２０に載置される駆動ＩＣ１８０について示したが、表示装置に用いられる基板に載置される半導体集積回路素子であれば、これ以外の基板及び半導体集積回路素子であってもよく、この場合であっても、半導体集積回路素子の熱膨張係数と基板の熱膨張係数との差により環境温度によってバンプと配線との間に生じるずれを抑えることができる。つまり、表示装置を駆動する半導体集積回路素子の熱膨張係数とその半導体集積回路素子が載置された基板の熱膨張係数とに差がある場合であっても、半導体集積回路素子の端子（バンプ）と基板の配線との間の電気的接続の信頼性を高めることができる。
【００３０】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１００  表示装置、１２０  ＴＦＴ基板、１２１  絶縁膜、１２２  熱膨張抑制膜、１２３  金属配線、１２４  透明導電膜、１２８  穴、１２９  帯状部、１５０  対向基板、１８０  駆動ＩＣ、１８２  バンプ、１８４  異方性導電膜、１８５  バンプ形成領域、１８６  表示領域側バンプ形成領域、１８７  端子側バンプ形成領域、２０５  表示領域、２１０  画素、２１２  副画素。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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