(57)【要約】【課題】透明基板上に実装された半導体素子の入力部と他の配線基板の接続端子との間の電気抵抗を低い値に維持する。【解決手段】液晶表示領域を備える基板上の非液晶表示領域に配線を形成し、さらに液晶表示駆動すべく半導体素子を実装した液晶表示装置において、前記配線は線状の透明電極と線状の金属膜とを積層し、かつこの金属膜の幅を透明電極の幅に比べて小さくした積層体にて形成し、さらにこの積層体上に異方性導電膜を介して配線基板を実装したことを特徴とし、この配線構造によって、半導体素子の入力部とＦＰＣの接続端子との間の電気抵抗を抑え、液晶表示の誤動作、濃度ムラ、クローストークなどの表示品位の劣化を防ぐ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示領域を備える基板上の非液晶表示領域に配線を形成し、さらに液晶表示駆動すべく半導体素子を実装した液晶表示装置において、前記配線は線状の透明電極と線状の金属膜とを積層し、かつこの金属膜の幅を透明電極の幅に比べて小さくした積層体にて形成し、さらにこの積層体上に異方性導電膜を介して配線基板を実装したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記金属層の幅が１０μｍから前記透明電極の幅の１／２までの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示の制御を行う半導体素子接続用の接続端子を有する液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、携帯電話用小型カラー液晶表示装置は、見やすい画面に対する市場の要求があるが、他方、文字情報から画像情報への市場の要求から大画面化も進んできている。しかしながら、画面が大きくなると、その反面、携帯電話の外形が大きくなり、携帯電話のコンパクト性から外れ、商品価値が低下していた。したがって、携帯電話の外形サイズをそのままコンパクトにしても、表示画面を大きくするためには、表示部まわりの額縁を小さくしなければならない。
【０００３】
また、携帯電話の製造コストをいかにして下げるかということが、製造メーカーの課題となっており、製造コストを下げる手段の一つとして、従来、二つの半導体素子（以下、半導体素子を単にＩＣと略す）のドライバー用ＩＣを１チップに集約することが考えられ、すでに１チップＩＣを実装する携帯電話用液晶パネルに関する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、１チップＩＣを実装する方法として主に二つの方法がある。一つは、ＩＣを透明基板上に異方性導電膜を介して実装し、ＩＣへの入力は透明基板上の接続端子にフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと略す）を異方性導電膜を介して接続する。二つ目は、透明基板上の表示電極につながる出力接続端子にＩＣが実装されたＦＰＣを異方性導電膜を介して接続する。
【０００５】
また、ロボットや製造装置のプログラマブルターミナルなどの産業用途やＬモード電話機などの民生機器用の液晶パネルにおいても、ＩＣを透明基板上に異方性導電膜を介して実装し、ＩＣへの入力は透明基板上の接続端子にＦＰＣ上の接続端子を異方性導電膜を介して接続する実装構造が増加してきた。
【０００６】
このように、携帯電話、産業機器、民生機器の液晶パネルの多くに使われるＩＣの入出力部とＦＰＣの接続端子を異方性導電膜を介して接続する従来例を図７に示す。
【０００７】
透明電極からなる信号電極７が形成された透明基板１と透明電極からなる走査電極８が形成された透明基板２がシール材４を介して信号電極７と走査電極８が対向する向きに接着されており、シール材４の一部には液晶材料９を注入するための注入口５があり、ここから液晶材料９が注入され封止樹脂６にて封止される。
【０００８】
ＩＣ３の近傍の拡大図を図８に示す。信号電極７と透明基板１の端側に実装された液晶を駆動するためのＩＣ３との間は出力配線１０が透明電極で形成されており、透明基板１端に透明電極で形成された接続端子１２とＩＣ３の間は透明電極で形成された入力配線１４で引き回されている。ＩＣ３と出力配線１０、入力配線１４の間は、異方性導電膜を介し熱圧着され接続されている。
【０００９】
また、図７においては、透明基板２上の走査電極８と透明基板１の端側に実装された液晶を駆動するためのＩＣ１６との間には出力配線１１が透明電極で形成されており、出力配線１１と走査電極８とは電極転移部１７においてシール材７に含まれる金属粒子を介し基板間導通がはかられる。透明基板１端に透明電極で形成された接続端子１３とＩＣ１６の間は透明電極で形成された入力配線１５で引き回されている。ＩＣ１６と出力配線１１、入力配線１５の間は、異方性導電膜を介し熱圧着され接続されている。
【００１０】
ＩＣの駆動能力にも左右されるが、入出力配線抵抗が比較的に高いと表示の誤動作、濃度ムラ、クロストークなどの表示品位が劣化する。入出力配線抵抗をより低くする場合として、入出力配線部に金属膜を積層させた従来例を図９に示す。出力配線１０、入力配線１４、出力配線１１、入力配線１５には、透明電極の上に更にアルミニウム（Ａｌ）等の低抵抗金属膜を形成している。ＩＣ３近傍の拡大図を図１０に示す。
【００１１】
図１０のｃ−ｃ断面を図１１に示す。透明電極の出力配線２１の上に金属膜２２が形成され、入力配線には金属膜２０が形成されている。ＩＣ３はＩＣ３に形成されているバンプ２３と入出力配線の透明電極露出部で異方性導電膜２４に含まれる導電性粒子２５を介し接続されている。さらにＩＣ３の入力側においては、ＦＰＣ２６上の配線２７と接続端子１９間で異方性導電膜２８により、導電粒子２９を介して接続されている。図１１の状態はもっとも適正なＦＰＣ接続位置を示している。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−３８７８５０号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、製造ばらつきなどによりＦＰＣ２６の接続位置がずれてくると図１２に示すような状態になり、すなわち、入力配線の金属膜形成部２０とＦＰＣ２６間に透明電極配線部１９の露出部４１が現れたり、あるいは異方性導電膜２８を介してＦＰＣ２６の裏面の接続端子２７と電気的に導通ができでいない透明電極配線部１９の部分が出現したりする。ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極のシート抵抗は５〜１０Ω／□程度であるため、ＦＰＣ２６の接続ずれによる入力配線抵抗が増加し、この抵抗増加により、液晶表示の誤動作、濃度ムラ、クローストークなどの表示品位の劣化が発生する。その抵抗増加の状態は表１に示す。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
したがって、本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は液晶表示の制御を行う半導体素子の入力部と配線基板の接続端子との間に低い抵抗値を維持できる液晶表示装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、液晶表示領域を備える基板上の非液晶表示領域に配線を形成し、さらに液晶表示駆動すべく半導体素子を実装した液晶表示装置において、前記配線は線状の透明電極と線状の金属膜とを積層し、かつこの金属膜の幅を透明電極の幅に比べて小さくした積層体にて形成し、さらにこの積層体上に異方性導電膜を介して配線基板を実装したことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明によれば、前記金属層の幅が１０μｍから前記透明電極の幅の１／２までの範囲にあることを特徴とする。
【００１８】
【作用】
本発明の液晶表示装置によれば、上記構成のように、半導体素子の入力部と配線基板の接続端子との間の電気経路の抵抗値は異方性導電膜を介して電気的に接続された透明基板の接続端子の透明電極部分と配線基板上の接続端子によって低い抵抗値に維持される。また、透明基板の接続端子と液晶表示を制御する半導体素子の入力部との間の電気経路の抵抗値は透明電極及びその上に積層された金属膜によって低い抵抗値に維持されるため、表示の誤動作などをなくした高品質の液晶表示を実現する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶表示装置を図面により詳述する。
【００２０】
図１は本発明の液晶表示装置の上面概略図であり、図２は図１に示す液晶表示装置のａ部分の拡大図であり、図３は図２に示す液晶表示装置のｄ−ｄ部分の断面図を示す。図４は図２に示す液晶表示装置のｅ−ｅ部分の断面図を示す。
【００２１】
図１に示す本発明の液晶表示装置５０において、透明電極からなる信号電極７が形成された透明基板１と透明電極からなる走査電極８が形成された透明基板２がシール材４を介して信号電極７と走査電極８が対向する向きに接着されており、外部からの電気制御信号は接続端子１２、１３に入力され、入力配線１４、１５を通った後、液晶表示の制御を行う半導体素子ＩＣ３、ＩＣ１６に入力される。
【００２２】
ここで、半導体素子の入力部をＩＣの入力端子と接続する透明基板上の導電パターン部分と規定すると、外部からＩＣ３、ＩＣ１６の入力部４０への電気制御信号を送る電気経路はＩＣ３における場合とＩＣ１６における場合は同じ形となるので、ここでは、外部からＩＣ３の入力部４０への電気制御信号を送る電気経路についてのみ述べる。
【００２３】
そして、本発明の液晶表示装置５０によれば、透明基板１上の接続端子１２は、透明基板１上に形成された透明電極（ＩＴＯ等からなる）１９及びその透明電極１９の上に積層などの方法で透明電極１９の幅より狭い金属膜（ここで金属膜はアルミニウムを使用する）によって構成される。透明基板１上の接続端子１２を配線基板（たとえばＦＰＣ）２６の接続端子２７と接続させる時に、この接続構造は、図４に示すように透明基板１の接続端子１２（透明電極１９及びアルミニウム膜３０）とＦＰＣ２６の接続端子２７を対向させ、且つその両方の接続端子位置が合うように異方性導電膜２８を介して、熱圧着して一体化した接続構造を持つ。
【００２４】
上記の接続構造において、アルミニウム膜３０の表面部に酸化や腐食などが起こっても、外部からＩＣ３間に電気制御信号を送るとき、ＦＰＣ２６上の接続端子２７と透明基板１上のアルミニウム膜によって被覆されていない透明電極１９の部分との間に、異方性導電膜２９を介して電気的に接触し、且つ透明電極１９の構成材料であるＩＴＯなどは酸化、腐食しにくいため、この間の電気経路は低い抵抗値を維持できる。また、透明基板１上の接続端子１２とＩＣ３の入力部４０との間の部分において、透明電極１９の上に積層されたアルミニウム膜３０の電気抵抗が低いため、透明基板１上の接続端子１２とＩＣ３の入力部４０との間の電気経路でも低い抵抗値を維持できる。すなわち、ＩＣ３の入力部４０とＦＰＣ２６上の接続端子２７間は低い抵抗値に維持される。
【００２５】
また、アルミニウム膜３０の幅について、アルミニウム膜３０の幅を１０μｍから透明電極１９の幅の１／２までの範囲に設定すると、効果的にＩＣ３の入力部４０とＦＰＣ２６の接続端子２７間の電気経路の抵抗を低い値に維持できる。
【００２６】
本発明者が繰り返し行なった実験によれば、接続端子１２の透明電極１９の幅を０．２ｍｍ、アルミニウム膜３０の幅は０．０１〜０．１ｍｍ（１０μｍ＝０．０１ｍｍ）以内の範囲とすれば、図４に示す接続構造５４のアルミニウム膜３０の表面を擬似的に酸化あるいは腐食させても（本発明者らが行なった実験において、アルミニウム膜３０の表面を全部酸化あるいは腐食したと仮定して、その表面を絶縁処理した）、ＩＣ３の入力部４０とＦＰＣ２６の接続端子２７間の電気経路の抵抗値は５？以下となり、液晶表示装置５０の表示誤動作がまったく見られなくなった。
【００２７】
アルミニウム膜３０の幅は０．１ｍｍより大きくなると、ＩＣ３の入力部４０とＦＰＣ２６の接続端子２７間の電気経路の抵抗値は急激に増え、液晶表示装置５０の表示誤動作現象が見られるようになった。
【００２８】
また、アルミニウム膜３０の幅が１０μｍ以下となると、接続端子１２の形成手段であるフォトリソグラフィ技術、エッチング技術などの制約から、安定的に幅１０μｍ以下の金属膜を形成することが難しい。
【００２９】
本発明者らが行なった実験結果のデータの一部を表２及び図６に示す。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
本発明において、金属膜はアルミニウム以外に、Ｃｒ：クロム、ＡｌＮｄ：アルミネオジ、Ｎｄ：ネオジオム、Ａｌ＋Ｃｒ（Ｃｒを中間層にして、ＡｌをＣｒの上下に積層する）によって形成されても、本発明者らが同様な効果を確認した。
【００３２】
また、金属膜の酸化や腐食の対策として、アルミニウム等の代わりに低抵抗金属膜に酸化しにくい金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）を使う場合材料コストが高い。部分的にめっきするにしてもめっき工程が増加することになる。
【００３３】
外部からＩＣ１６に電気制御信号を送るときの電気経路の状況については、以上に述べた外部からＩＣ３に電気制御信号を送る電気経路の状況と全く同様である。
【００３４】
以下に本発明の液晶表示装置の各構成をより詳細に述べる。
【００３５】
本発明の実施例を図１に示す。透明電極からなる信号電極７が形成された透明基板１と透明電極からなる走査電極８が形成された透明基板２がシール材４を介して信号電極７と走査電極８が対向する向きに接着されており、シール材４の一部には液晶材料９を注入するための注入口５があり、ここから液晶材料９が注入され封止樹脂６にて封止される。
【００３６】
ＩＣ３の近傍の拡大図を図４に示す。信号電極７と透明基板１の端側に実装された液晶を駆動するためのＩＣ３との間には出力配線１０が透明電極とアルミニウムで積層形成されており、透明基板１の接続端子１２とＩＣ３の入力部との間は透明電極とアルミニウムで積層形成された入力配線１４で引き回されている。ＩＣ３と出力配線１０、入力配線１４の間は、異方性導電膜を介し熱圧着され接続されている。
【００３７】
接続端子１２のパターン形状が本発明の特徴の１つとなるが、本発明の一実施例として、０．２ｍｍ幅の透明電極層の上に０．０４ｍｍ幅のアルミニウム膜３０が積層されている。
【００３８】
また、図１におけるｂ部拡大図を図５に示す、透明基板２上の走査電極８と透明基板１の端側に実装された液晶を駆動するためのＩＣ１６との間には出力配線１１が透明電極とアルミニウムで積層形成されており、出力配線１１と走査電極８とは電極転移部１７においてシール材７に含まれる金属粒子を介し透明電極面同士で基板間導通がはかられる。透明基板１の接続端子１３とＩＣ１６の間は透明電極とアルミニウムで積層形成された入力配線１５で引き回されている。ＩＣ１６と出力配線１１、入力配線１５の間は、異方性導電膜を介し熱圧着され接続されている。接続端子１３のパターン形状も接続端子１２と同様に０．２ｍｍ幅の透明電極層の上に０．０４ｍｍ幅のアルミニウム３１が積層されている。
【００３９】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００４０】
また、上述の形態においては、液晶表示装置を例にとって説明したが、それ以外のプリント基板とＦＰＣ間の接続構造などにも本発明は適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明による透明基板上の半導体素子の入力部と配線基板の接続端子との配線構造を用いれば、透明基板上の半導体素子の入力部と配線基板の接続端子との間の電気抵抗を低い値に維持でき、表示の誤動作などをなくした高品質の液晶表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の上面概略図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置（ａ部分）の部分拡大図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置（ｄ−ｄ断面）の断面図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置（ｅ−ｅ断面）の断面図である。
【図５】本発明に係る液晶表示装置（ｂ部拡大）の部分拡大図である。
【図６】ＩＴＯなどの透明電極上に積層されているアルミニウム膜の幅とＩＣ入力部、ＦＰＣの接続端子間の抵抗値との関係を示すグラフである。
【図７】従来技術における液晶表示装置の上面概略図である。
【図８】従来における液晶表示装置（ｆ部拡大）の部分拡大図である。
【図９】従来技術における他の液晶表示装置の上面概略図である。
【図１０】従来技術における他の液晶表示装置（ｇ部拡大）の部分拡大図である。
【図１１】従来技術における他の液晶表示装置（ｃ−ｃ断面）の断面図である。
【図１２】従来技術における液晶表示装置（ｃ−ｃ断面、ＦＰＣのズレ）の断面図である。
【符号の説明】
１・・・透明基板
２・・・透明基板
３・・・ＩＣ３
４・・・シール樹脂
５・・・注入口
６・・・封止樹脂
７・・・信号電極
８・・・走査電極
９・・・液晶材料
１０・・・出力配線
１１・・・出力配線
１２・・・接続端子
１３・・・接続端子
１４・・・入力配線
１５・・・入力配線
１６・・・ＩＣ
１７・・・電極転移部
１９・・・接続端子（透明電極）
２０・・・入力配線
２１・・・出力配線（透明電極）
２２・・・金属膜（アルミニウム）
２３・・・バンプ
２４・・・異方性導電膜
２５・・・導電粒子
２６・・・ＦＰＣ
２７・・・ＦＰＣ上の接続端子
２８・・・異方性導電膜
２９・・・導電粒子
３０・・・金属膜（Ａｌ）
３１・・・金属膜（Ａｌ）
３２・・・ＦＰＣ
４０・・・ＩＣの入力部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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