(57)【要約】【課題】輝度ムラを抑制し、表示品位の高い表示装置を提供する。【解決手段】絶縁性基板１上に形成された画素を駆動する走査線と、前記走査線と交差する信号線と、前記信号線に接続され、かつ前記画素からなる表示領域外の領域で、前記絶縁性基板上に直接実装された駆動回路３とを備えた表示装置であって、前記駆動回路３が実装された絶縁性基板１の反対側の面における、前記駆動回路３の実装領域に対応する部分の反り量が２μｍ以下であることを特徴とする。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板上に形成された画素を駆動する走査線と、
前記走査線と交差する信号線と、
前記信号線に接続され、かつ前記画素からなる表示領域外の領域で、前記絶縁性基板上に直接実装された駆動回路と、
を備えた表示装置であって、
前記駆動回路が実装された絶縁性基板の反対側の面における、前記駆動回路の実装領域に対応する部分の反り量が２μｍ以下であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記駆動回路と前記絶縁性基板上の端子とが、異方性導電膜により実装されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
絶縁性基板上に形成された画素を駆動する走査線と、
前記走査線と交差する信号線と、
前記信号線に接続され、かつ前記画素からなる表示領域外の領域で、前記絶縁性基板上の端子に異方性導電膜を介して直接実装される駆動回路と、
前記絶縁性基板の前記駆動回路が実装されない面側に配設されたステージと、
を備えた表示装置の製造方法であって、
前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面の温度が、前記駆動回路下の異方性導電膜の温度以上の状態で、前記絶縁性基板上の端子と前記駆動回路とを異方性導電膜を用いて接続する工程を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項４】
絶縁性基板上に形成された画素を駆動する走査線と、
前記走査線と交差する信号線と、
前記信号線に接続され、かつ前記画素からなる表示領域外の領域で、前記絶縁性基板上の端子に直接実装される駆動回路と、
前記絶縁性基板の前記駆動回路が実装されない面側に配設されたステージと、
前記駆動回路における絶縁性基板上の端子との接続端子とは反対側の面に配設された圧着部と、
を備えた表示装置の製造方法であって、
前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面の温度が、前記圧着部の前記駆動回路と接触する面の温度よりも高い状態で、前記絶縁性基板上の端子と前記駆動回路とを異方性導電膜を用いて接続する工程を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面の温度が、１５０〜２２０℃であることを特徴とする請求項３または４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁性基板上の端子と前記駆動回路とを異方性導電膜を用いて実装する際に、前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面の温度を制御する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁性基板上の端子と前記駆動回路との接続後に、前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面を冷却する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【請求項８】
絶縁性基板上に形成された画素を駆動する走査線と、
前記走査線と交差する信号線と、
前記信号線に接続され、かつ前記画素からなる表示領域外の領域で、前記絶縁性基板上の端子に直接実装された駆動回路と、
前記絶縁性基板の前記駆動回路が実装されない面側に配設されたステージと、
前記駆動回路における絶縁性基板上の端子との接続端子とは反対側の面に配設された圧着部と、
を備えた表示装置の製造装置であって、
前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面の温度が、前記圧着部の前記駆動回路と接触する面の温度よりも高い状態で、前記絶縁性基板上の端子と前記駆動回路とを接続することを特徴とする表示装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動回路を絶縁性基板上に直接実装した表示装置およびその製造方法ならびに表示装置の製造装置に関するものであり、とくに液晶表示装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置などの表示装置のより安価な製造方法として、駆動回路を絶縁性基板上に直接実装するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）工法の採用が進んでいる。これはＡｕバンプを形成した駆動回路を絶縁性基板の周囲に形成された端子上に異方性導電膜（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）を用いて直接実際する工法である。この工法を用いて駆動回路を絶縁性基板に熱圧着した場合、通常熱圧着ツールの大きさは駆動回路と同程度であるため、駆動回路は熱膨張するが、絶縁性基板は駆動回路の直下では熱膨張しようするのに対して、その他の部分は常温に近い状態で保持されるため、結果として駆動回路直下の絶縁性基板は膨張することができない。このことにより、この状態でＡＣＦにより駆動回路と絶縁性基板上の端子とが接着、硬化され、さらにこの部分が常温に戻ったときに互いに歪が残り、両者が反った状態となってしまう。このような状態になると、反りによる応力で絶縁性基板中の屈折率が局所的に変化し、表示装置に輝度ムラを生じさせるという問題があった。この輝度ムラは、駆動回路の実装間隔が狭い、たとえば表示領域内の画素に映像信号を供給する信号線と接続された駆動回路実装領域近傍にとくに顕著に発生していた。
【０００３】
上記問題点を解消するために、駆動回路を絶縁性基板上に直接実装した従来の表示装置においては、表示パネルの外周部に、液晶表示パネルの内部電極からの引き出し電極を一方の基板に露出させ、異方導電性接着剤で一方の基板に半導体素子を実装し、実装する半導体素子の厚みｄ１を、（半導体素子の厚みｄ１）／（実装する基板の厚みＤ）≦１／２として、液晶表示パネルの反りを制御していた（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、その他の従来技術としては、実装した半導体素子のそれぞれのあいだに、反り抑制片を配置することにより、半導体素子のそれぞれのあいだに生じた反りを、この反り抑制片で抑えることができるというものであった（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３３８５１５号公報（表１）
【特許文献２】
特開２００１−５１６１８号公報（第４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献１の従来技術においては、駆動回路の厚みを絶縁性基板の１／２以下とし、絶縁性基板の反り量を５μｍ以下とする方法が提案されているが、反り量が５μｍ存在すると、輝度ムラは軽減されるものの、たとえば全面黒表示時には輝度ムラが容易に視認されてしまうという問題があった。さらに、上記した特許文献２の従来技術においては、半導体素子のそれぞれのあいだに生じた反りは抑制できるものの、駆動回路が実装された部分の反りが抑制されないため、結果として輝度ムラが発生し、表示不良となってしまうという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、駆動回路を絶縁性基板上に直接実装した表示装置において、輝度ムラのない表示品位の高い表示装置およびその製造方法ならびに表示装置の製造装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の表示装置は、絶縁性基板上に形成された画素を駆動する走査線と、前記走査線と交差する信号線と、前記信号線に接続され、かつ前記画素からなる表示領域外の領域で、前記絶縁性基板上に直接実装された駆動回路とを備えた表示装置であって、前記駆動回路が実装された絶縁性基板の反対側の面における、前記駆動回路の実装領域に対応する部分の反り量が２μｍ以下であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第２の表示装置は、上記第１の表示装置において、前記駆動回路と前記絶縁性基板上の端子とが、異方性導電膜により実装されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第１の表示装置の製造方法は、絶縁性基板上に形成された画素を駆動する走査線と、前記走査線と交差する信号線と、前記信号線に接続され、かつ前記画素からなる表示領域外の領域で、前記絶縁性基板上の端子に異方性導電膜を介して直接実装される駆動回路と、前記絶縁性基板の前記駆動回路が実装されない面側に配設されたステージとを備えた表示装置の製造方法であって、前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面の温度が、前記駆動回路下の異方性導電膜の温度以上の状態で、前記絶縁性基板上の端子と前記駆動回路とを異方性導電膜を用いて接続する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第２の表示装置の製造方法は、絶縁性基板上に形成された画素を駆動する走査線と、前記走査線と交差する信号線と、前記信号線に接続され、かつ前記画素からなる表示領域外の領域で、前記絶縁性基板上の端子に直接実装される駆動回路と、前記絶縁性基板の前記駆動回路が実装されない面側に配設されたステージと、前記駆動回路における絶縁性基板上の端子との接続端子とは反対側の面に配設された圧着部とを備えた表示装置の製造方法であって、前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面の温度が、前記圧着部の前記駆動回路と接触する面の温度よりも高い状態で、前記絶縁性基板上の端子と前記駆動回路とを異方性導電膜を用いて接続する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第３の表示装置の製造方法は、上記第１または第２の表示装置の製造方法において、前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面の温度が、１５０〜２２０℃であることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第４の表示装置の製造方法は、上記第１ないし第３のいずれかの表示装置の製造方法において、前記絶縁性基板上の端子と前記駆動回路とを異方性導電膜を用いて実装する際に、前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面の温度を制御する工程をさらに含むことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第５の表示装置の製造方法は、上記第１ないし第４のいずれかの表示装置の製造方法において、前記絶縁性基板上の端子と前記駆動回路との接続後に、前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面を冷却する工程をさらに含むことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第１の表示装置の製造装置は、絶縁性基板上に形成された画素を駆動する走査線と、前記走査線と交差する信号線と、前記信号線に接続され、かつ前記画素からなる表示領域外の領域で、前記絶縁性基板上の端子に直接実装された駆動回路と、前記絶縁性基板の前記駆動回路が実装されない面側に配設されたステージと、前記駆動回路における絶縁性基板上の端子との接続端子とは反対側の面に配設された圧着部とを備えた表示装置の製造装置であって、前記ステージの前記絶縁性基板と接触する面の温度が、前記圧着部の前記駆動回路と接触する面の温度よりも高い状態で、前記絶縁性基板上の端子と前記駆動回路とを接続することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の第１の実施の形態を図１〜図４により説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における液晶表示パネルの斜視図であり、図２は図１における駆動回路の実装時のＡ−Ａ断面図、図３はこの明細書における反り量を説明する断面図、図４は絶縁性基板の反り量と輝度ムラとの関係を示す図である。
【００１７】
図１〜図４において、１は画素が形成された絶縁性基板、２は絶縁性基板１と対向配置された対向基板、３は駆動回路、４は外部から信号を入力するフレキシブル基板、５は駆動回路と絶縁性基板上の端子とを接続する異方性導電膜、５ａは駆動回路の下に配設された異方性導電膜、６はフレキシブル基板と絶縁性基板上の端子とを接続する異方性導電膜、７は絶縁性基板１の駆動回路が実装されない面側に配設されたステージ、８はステージ７を支持する支持プレート、９は駆動回路における絶縁性基板上の端子との接続端子とは反対側の面に配設された圧着部であるベースツール、１０はベースツール９を支持する支持部兼ヒーター部、１１は駆動回路３の接続端子、１２は絶縁性基板の反り量を示している。
【００１８】
図１は、表示装置（本実施の形態においては液晶表示装置）において、駆動回路３を絶縁性基板１上に直接実装した際の斜視図を示している。液晶表示装置は、一方の透明な絶縁性基板１上にフォトリソグラフィ技術などの技術を用いてＩＴＯ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏなどの金属膜およびａ−Ｓｉなどの半導体膜によりスイッチング素子、画素電極、ソース電極、ゲート配線、端子などの各種パターンを形成し、当該絶縁性基板１と対向配置され、当該絶縁性基板１と対向する面に赤、緑、青の色材を塗布した対向基板２とを精度よく重ね合わせ、熱圧着する。その後、絶縁性基板１と対向基板２の間隙に液晶を充填する。そして、絶縁性基板１上の画素からなる表示領域外の領域において、画素を駆動する走査線に接続された駆動回路と、該走査線と交差し、映像信号を供給する信号線と接続された駆動回路とが直接実装されている。
【００１９】
つぎに、絶縁性基板上の端子と駆動回路との接続方法を説明する。まず、絶縁性基板上の端子上をエタノールなどに浸した低発塵性のワイプ材でクリーニングし、導電性の異物を除去する。つぎに絶縁性基板上の端子上に異方性導電膜５を転写形成する。当該異方性導電膜は、主にエポキシ樹脂で構成された絶縁樹脂中に、３〜５μｍのプラスチック粒子の表面にＮｉ／Ａｕめっきが施された導電粒子を分散させたものである。駆動回路３は、入出力用の接続端子部に１５μｍ程度の高さのＡｕバンプがめっきで形成されており、この駆動回路３の入出力用の接続端子部と、液晶表示装置上の端子とを精度良く位置合わせし、仮圧着を行なう。その後熱圧着ツールを用いて異方性導電膜５を１５０〜１９０℃、１０〜１５秒、３０〜１００ＭＰａの条件で加熱加圧する。駆動回路の厚さは個々にバラツキがあるため、圧着ツールは駆動回路ごとに独立したタイプを用いるのが一般的である。この条件で熱圧着することによって、絶縁性基板上の端子上に存在する異方性導電膜の導電粒子は、駆動回路のＡｕバンプで押し潰されて扁平し、上下方向に導通する。しかしながら、絶縁性基板と平行な方向においては、導電粒子の周囲には絶縁性のエポキシ樹脂が存在するため絶縁性が保持される。
【００２０】
さらに、外部からの信号を入力するためのフレキシブル基板４と、絶縁性基板上の端子とを、異方性導電膜６により接続する。
【００２１】
図２は図１における駆動回路の実装時のＡ−Ａ断面図（短辺方向の断面図）を示している。図２は、とくに輝度ムラが顕著に発生する信号線に接続された駆動回路の断面図を示している。圧着ツールには、加圧中に温度を自由に制御可能な支持部兼ヒーター部１０、さらに該支持部兼ヒーター部１０の駆動回路と接触する面側に配設されたベースツール９が配設されている。支持部兼ヒーター部１０には、セラミックヒーター、パルスヒーターなどが使用される。さらに、絶縁性基板の駆動回路が実装されない面側に配設された支持プレート８には、ＳＵＳなどが使用され、当該支持プレート８上の絶縁性基板と接触する面に、セラミックヒーターなどで形成されたステージ７を配設し、絶縁性基板１を短時間で加熱できる構成とする。駆動回路と絶縁性基板上の端子との圧着中に、ステージ７の温度制御を容易とするため、支持プレート８とステージ７とのあいだに、セラミックなどの熱伝導の悪いプレートを配設してもよい。
【００２２】
つぎに、駆動回路の接続端子と絶縁性基板上の端子との熱圧着時の製造方法および製造装置について説明する。まず駆動回路３が異方性導電膜５により仮圧着された絶縁性基板１が、ステージ７上に移載されてきた時点では、ステージ７の絶縁性基板と接触する面の温度は、駆動回路３の下の異方性導電膜５ａのガラス転移温度Ｔｇよりも充分に低い温度に設定しておく。つぎにベースツール９および支持部兼ヒーター部１０を駆動回路に接触させ、加熱加圧するが、その際、ベースツール９およびステージ７ともに加熱し、とくにステージ７における絶縁性基板１の駆動回路３が実装されない面側との接触面の温度が、ベースツール９の駆動回路と接触する面の温度よりも高くなるように制御する。さらにこの時、ステージ７の表面温度が、駆動回路３の下の異方性導電膜５ａの温度以上となるように制御することが好ましい。
【００２３】
設定された圧着時間経過後、加圧した状態のままで、ステージ７とベースツール９の温度を異方性導電膜５または５ａのガラス転移温度よりも充分に低い温度（たとえば７０〜８０℃）まで急速に（たとえば、数〜数十秒）冷却する。ここで、ステージ７にたとえばエアーなどの冷却機構を設けておき、強制的に急速に冷却してもよい。その後、ベースツール９を駆動回路３から離し、圧着プロセスが完了する。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１は、駆動回路の実装時の圧着条件と、絶縁性基板の反り量との関係を示している。上述した製造方法または製造装置を採用して駆動回路を絶縁性基板上の端子に直接実装した場合の、絶縁性基板の駆動回路が搭載された部分の裏面側の反り量と、ベースツールにコンスタントヒーターを用いて、ステージには加熱機構を設けず、圧着時間経過後直ちにベースツールを駆動回路から離した場合の反り量が表１に示されている。ここで、この明細書で絶縁性基板の反り量とは、図３の信号線に接続された駆動回路３の長辺方向の断面図に示すように、絶縁性基板１の駆動回路３が実装されない面側において、駆動回路の短辺方向の中心線における、駆動回路の長辺方向の駆動回路の範囲内（図３におけるＬＤ）での、絶縁性基板に垂直な方向の最大値と最小値との差１２とする。
【００２６】
表１より、圧着時のステージ７の表面温度を、駆動回路３の下の異方性導電膜５ａの温度以上、または圧着部であるベースツール９の駆動回路３と接触する面の温度よりも高い状態（たとえば１５０〜２２０℃）とした製造方法または製造装置の方は、絶縁性基板の反り量が２μｍ以下に収まっているのに対し、ステージを加熱しなかった製造方法または製造装置は、絶縁性基板の反り量が５μｍ以上であることが確認される。ステージ７の表面温度としては、上述のように駆動回路３の下の異方性導電膜５ａの温度以上、または圧着部であるベースツール９の駆動回路３と接触する面の温度よりも高い状態であればよいが、異方性導電膜の硬化温度が一般的に１５０〜１６０℃程度であること、および２２０℃以上としてしまうと、その他の部品（偏光板など）へ熱による悪影響をおよぼすため、絶縁性基板１の厚さが実質的に０．７ｍｍ程度である場合は、１５０〜２２０℃程度が好ましい。絶縁性基板１の厚さが実質的に０．５ｍｍ程度である場合、異方性導電膜の硬化温度が一般的に１５０〜１６０℃程度であること、および２００℃以上としてしまうと、その他の部品（偏光板など）へ熱による悪影響をおよぼすため、１５０〜２００℃程度が好ましい。
【００２７】
つぎに、図４に反り量が５μｍの場合と２μｍの場合のそれぞれに場合における、輝度ムラの発生の状況を示している。図４において実線は反り量５μｍ、点線は反り量２μｍのものを示し、縦軸は表示面を全面黒表示させた時の輝度を示し、横軸は液晶表示パネルの表示領域において、信号線の駆動回路実装側に近接する辺から表示領域の中心方向に５ｍｍ程度内側（図１におけるＢ−Ｂ線）のそれぞれの位置を示している。図４により、ステージ７を加熱し、反り量を２μｍとした点線においては輝度ムラがほとんど確認されないのに対し、ステージを加熱せず、反り量を５μｍとした実線は輝度の分布幅が大きく、実装された駆動回路の間隙において、光抜けが発生し、輝度ムラが確認される。よって、ステージ７の表面温度を、上述のように駆動回路３の下の異方性導電膜５ａの温度以上、または圧着部であるベースツール９の駆動回路３と接触する面の温度よりも高い状態で、駆動回路と絶縁性基板上の端子とを接続し、絶縁性基板の反り量を２μｍ以下とすることによって、輝度ムラを抑制し、表示品位の高い表示装置が得られる。なお、絶縁性基板１の厚さが実質的に０．７ｍｍである場合、または０．５ｍｍである場合など、絶縁性基板の厚さに関わらず、輝度ムラを抑制するために絶縁性基板の反り量は、上記製造方法または製造装置を使用することにより、２μｍ以下とすることが好ましい。
【００２８】
また、駆動回路を絶縁性基板上の端子に圧着後に、たとえばレーザー変位計などを用いて、ステージ上の、駆動回路が実装された絶縁性基板の反対側の面を走査し、絶縁性基板の反り量を測定するようにしてもよい。
【００２９】
以上、上記実施の形態における表示装置としては、液晶を用いたものについて説明を行なったが、それに限定されることなく、エレクトロルミネセンス素子またはフィールドシーケンシャルなどを用いたものなど、駆動回路を絶縁性基板上の端子に直接実装するあらゆる表示装置に適用しても、何ら差し支えないことは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、絶縁性基板の駆動回路が実装されない面側に配設されたステージの表面温度を、駆動回路の下の異方性導電膜の温度以上、または圧着部の駆動回路と接触する面の温度よりも高い状態で、駆動回路と絶縁性基板上の端子とを接続することで、駆動回路を絶縁性基板上の端子へ直接実装する際に生じる、絶縁性基板の反り量を２μｍ以下とし、輝度ムラを抑制し、表示品位の高い表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における液晶表示パネルの斜視図である。
【図２】図１における駆動回路の実装時のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における反り量を説明する断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における絶縁性基板の反り量と輝度ムラとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１　　絶縁性基板
２　　対向基板
３　　駆動回路
４　　フレキシブル基板
５　　駆動回路と絶縁性基板上の端子とを接続する異方性導電膜
５ａ　駆動回路下の異方性導電膜
６　　フレキシブル基板と絶縁性基板上の端子とを接続する異方性導電膜
７　　ステージ
８　　支持プレート
９　　ベースツール
１０　　支持部兼ヒーター部
１１　　駆動回路の接続端子
１２　　絶縁性基板の反り量
【図１】
2004145129.tif 000004
【図２】
2004145129.tif 000005
【図３】
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【図４】
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