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JP2011008051A - 液晶表示装置および液晶表示装置の検査方法 - Google Patents

液晶表示装置および液晶表示装置の検査方法 Download PDF

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JP2011008051A
JP2011008051A JP2009151861A JP2009151861A JP2011008051A JP 2011008051 A JP2011008051 A JP 2011008051A JP 2009151861 A JP2009151861 A JP 2009151861A JP 2009151861 A JP2009151861 A JP 2009151861A JP 2011008051 A JP2011008051 A JP 2011008051A
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Kenichi Watanabe
健一 渡辺
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

【課題】本発明は、COG型の液晶表示装置であっても、ドライバーLSIの電気的測定による検査を行う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。
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は、相対向する二枚の基板(1,2)によって液晶層を挟持し、複数の表示素子が形成された液晶表示部と、一方の基板1の周縁部に形成され、液晶表示部と接続された電極端子部120とを、備える。さらに、電極端子部120において、表示素子を駆動するドライバーLSI(6s,6t)を当該一方の基板1に実装する。また、電極端子部120には、ドライバーLSI(6s,6t)に電源電圧および信号を供給する配線(3f,3g)が配設されている。そして、当該配線(3f,3g)上方に、絶縁層8を介して導電性パターン部7が配設される。
【選択図】図1

Description

本発明は、液晶表示装置および液晶表示装置の検査方法に係る発明であって、特に、表示素子を駆動するためのドライバーLSIが設けられた液晶表示装置、および当該液晶表示装置の検査方法に関するものである。
小型化および低コスト化の観点から、液晶表示装置では、表示素子を駆動するドライバーLSIのバンプを、ガラス基板上に配設された配線の電極端子に接続させている。または、表示素子を駆動するドライバーLSIが実装されたフィルムを、ガラス基板上に配設された配線の電極端子に接続させている。そして、当該ドライバーLSIへの入力信号および電源電圧を、当該配線を介して伝送している。
上記構成の液晶表示装置において、回路不良等による表示不良が生じた場合には、ドライバーLSIに原因があるか、配線に原因があるかを、区別する必要があった。
しかし、ドライバーLSIのバンプや前記フィルムと接続する端子以外の部分において当該配線は、絶縁層に覆われている。このため、表示不良の究明を容易に行うことができなかった。
上記問題を解決する特許文献として、たとえば特許文献1が存在する。当該特許文献1に係る技術では、液晶パネルに、ドライバーLSIが実装されたフィルムを接続している。そして、当該フィルムに配設されている配線に検査用パッドを形成し、当該検査用パッド上の絶縁膜を剥離させ、当該検査用パッドを通じて電気信号の波形確認を行い、表示不良の究明を行っている。
特開2004−287059号公報
特許文献1に開示されている測定形態では、複数箇所の不具合を確認する際を考慮して、ドライバーLSIが実装されたフィルム上に、配線ごと個別に検査用パッドを設ける必要があった。近年、液晶表示装置の小型化に伴い上記フィルムも縮小化されていることから、検査用パッドをフィルム上に配置することが難しくなりつつある。
また、液晶表示装置の小型の観点からは、ドライバーLSIをバンプを介してガラス基板上の電極に実装する、COG(Chip On Glass)方式の液晶表示装置が有益である。しかしながら、当該COG型の液晶表示装置を検査する場合には、特許文献1に係る技術を採用することができない。
そこで、本発明は、COG型の液晶表示装置であっても、ドライバーLSIの電気的測定による検査を行うことができる液晶表示装置、および液晶表示装置の検査方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の液晶表示装置は、相対向する二枚の基板によって液晶層を挟持し、複数の表示素子が形成された液晶表示部と、一方の前記基板の周縁部に形成され、前記液晶表示部と接続された電極端子部と、前記電極端子部において前記一方の基板上に実装され、前記表示素子を駆動するドライバーLSIと、前記電極端子部に配設され、前記ドライバーLSIに電源電圧および信号を供給する配線と、前記電極端子部において、前記配線上に形成される絶縁層と、前記絶縁層を介して前記配線上方に形成される、孤立パターンとなる導電性パターン部とを、備えている。
また、請求項10に記載の液晶表示装置の検査方法は、請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載の液晶表示装置を検査する液晶表示装置の検査方法であって、前記一方の基板は、透明性を有する基板であり、(A)前記一方の基板を介して、前記配線にレーザーを照射することにより、前記配線と当該配線の上方に存する前記導電性パターン部とを電気的に接続する工程と、(B)前記工程(A)の後において、前記導電性パターン部に測定器を接続させることにより、前記配線に接続された前記ドライバーLSIを電気的に測定する工程とを、備えている。
本発明の液晶表示装置およびその検査方法では、電極端子部においてドライバーLSIが搭載されており、当該ドライバーLSIに電源電圧および信号を供給する配線が配設されている。また、当該配線上方において、絶縁層を介して導電性パターン部が配設されている。そして、検査の際には、所定の配線に対して、レーザー照射を行う。
これにより、当該所定の配線と当該配線の上方に存する導電性パターン部とを、電気的に接続させることができる。よって、電気的に接続された導電性パターン部に測定器を接続させることにより、所定の配線にCOG方式で接続されたドライバーLSIを、容易に電気的に測定(入力信号又は入力電圧を検査)することができる。
実施の形態1に係る液晶表示装置の電極端子部付近の構成を示す断面図である。 ソース配線に接続される電極端子部における、導電性パターン部の周辺部構成を示す平面図である。 図2の断面構成を示す断面図である。 図2に示す入力側配線のみを図示した平面図である。 導電性パターン部の他の形態を示す平面図である。 (入力側)配線の他の形態を示す平面図である。 液晶表示装置の組立方法を説明するための斜視図である。 実施の形態1に係る液晶表示装置の検査方法を説明するための平面図である。 実施の形態1に係る液晶表示装置の検査方法を説明するための断面図である。 実施の形態2に係る液晶表示装置の電極端子部付近の構成を示す断面図である。 実施の形態2に係る液晶表示装置の検査方法を説明するための断面図である。 電極端子部において測定用FPCが実装された様子を示す平面図である。 実施の形態1に係る液晶表示装置の電極端子部付近の構成を示す平面図である。 実施の形態2に係る液晶表示装置の電極端子部付近の構成を示す平面図である。
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
<実施の形態1>
図1は、本実施の形態に係る液晶表示装置の電極端子部120付近の構成を示す断面図である。図1に示す図面を用いて、当該液晶表示装置の構造について説明する。
液晶表示装置は、表示部として機能する液晶表示部と、液晶表示素子の駆動部として機能するドライバーLSI(6s,6t)が搭載される電極端子部120とを、備えている。
液晶表示装置の液晶表示部は、電極基板1と対向基板(図示せず)とで、液晶層(図示省略)を挟むことで構成されている。具体的に、当該液晶表示部において、電極基板1と対向基板とは、液晶層及びスペーサー(図示省略)を介して相対向しており、シール材(図示省略)を用いて電極基板1と対向基板との間に存する空間は封止されている。また、電極基板1および対向基板は、透明性を有する絶縁性基板(たとえば、ガラス基板)である。
また、図示は省略しているが、当該液晶表示部内には、複数の液晶表示素子が形成されている。具体的に、当該複数の液晶表示素子は、液晶表示部における電極基板1上に、複数のゲート配線及び複数のソース配線を交差させて配設し、各当該交差付近にスイッチング素子である薄膜トランジスタを配置されることにより、構成されている。ここで、当該薄膜トランジスタに接続された画素電極等が、マトリックス状に配置されている。
また、図示は省略しているが、液晶表示部における対向基板には、透明導電膜よりなる対向電極、カラー表示用の着色フィルタ層及び各画素間に配置されたブラックマトリックス等が形成されている。
また、電極基板1の周縁部には、液晶表示部に接続された(より具体的には、液晶表示装置内のソース配線に接続された)電極端子部120が形成されている。当該電極端子部120は、電極基板1の一部を上記液晶表示部の領域外に延設することにより、形成されている。したがって、対向基板は液晶表示部にのみ配設され、電極端子部120には配設されない。また、当該電極端子部120は、外部基板(後述するフレキシブルプリント基板(FPC)10)と、上記液晶表示部とを電気的に接続させるために設けられた部分である。
当該電極端子部120において電極基板1上には、COG方式により、上記液晶表示素子を駆動するドライバーLSI(6s,6t)が実装(搭載)されている。ここで、上記ソース配線とドライバーLSI(6s,6t)とが電気的に接続されることにより、ドライバーLSI(6s,6t)は液晶表示素子を駆動させることができる。
電極基板1の延設部分(周縁部分)に設けられた電極端子部120は、さらに次の構成を有する。つまり、図1に示すように、電極基板1上には、透明性を有する絶縁膜8が形成されており、当該絶縁膜8上には、所定のパターンの配線(3f,3g,3h)が複数配設されている。そして、当該配線(3f,3g,3h)を覆うように、絶縁膜8上には、保護膜(絶縁層であると把握できる)9が形成されている。保護膜9には、所定の開口部が複数設けられており、各開口部の底面からは、配線(3f,3g,3h)が露出している。各開口部には、電極端子(5a,5b)が各々配設されている。各電極端子(5a,5b)は、当該各電極端子(5a,5b)が形成されている開口部から露出している配線(3f,3g,3h)と、各々電気的に接続されている。
本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記のように、電極端子部120においてCOG方式により複数のドライバーLSI(6s,6t)が実装される。このため、当該電極端子部120に形成される各配線(3f,3g,3h)には、ドライバーLSI(6s,6t)に形成されたバンプ6と接続するための電極端子5aが、形成される。また、電極端子部120においてFPC10が接続される。このため、当該電極端子部120に形成される一部の配線(3f,3g,3h)には、当該FPC10の端子と接続するための電極端子5bが、形成される。
ここで、電極端子5bは、導電粒子11aを含むACF(異方性導電接着フィルム)11を介して、FPC(フレキシブルプリント基板)10と接続されている。また、電極端子5aは、導電粒子11aを含むACF11およびバンプ6aを介して、各ドライバーLSI(6s,6t)の入力部および出力部と、各々電気的に接続されている。
図1の構成例では、FPC10は、電極端子5bを介して配線3fの一方端と電気的に接続され、当該配線3fの他方端は、電極端子5aを介してドライバーLSI6sの入力部と接続される。また、当該ドライバーLSI6sの出力部は、電極端子5aを介して配線3gの一方端と接続され、当該配線3gの他方端は、電極端子5aを介してドライバーLSI6tの入力部と接続される。
当該図1の構成において、配線(3f,3g)は、ドライバーLSI(6s,6t)の入力部に接続されており、当該ドライバーLSI(6s,6t)に必要な電源電圧や信号が供給される。より具体的には、FPC10から、当該配線(3f,3g)を介して、各ドライバーLSI(6s,6t)に必要な電源電圧や信号が供給される。
たとえば、図1の構成例では、ドライバーLSI6sには、FPC10から直接、配線3fを介して電源電圧や信号が供給される。当該配線3fは、ドライバーLSI6sの入力側配線であると把握できる。ドライバーLSI6sの出力部から、出力信号および電源電圧が出力される。当該ドライバーLSI6sから出力された信号および電源電圧は、配線3gを介してドライバーLSI6tの入力部に供給される。当該配線3gは、ドライバーLSI6sの出力側配線であると共に、ドライバーLSI6tの入力側配線であると把握できる。
以下の説明では、ドライバーLSI(6s,6t)に必要な電源電圧や信号を供給する配線を、単に「入力側配線」と称する。
さて、本実施の形態に係る液晶表示装置では、当該ドライバーLSI(6s,6t)に供給される電源電圧や信号を検査する際に使用される、導電性パターン部7が形成されている。具体的に、保護膜9を介して入力側配線(3f,3g)上方に、導電性パターン部7が各々形成される。
当該導電性パターン部7は、孤立パターンとして形成されている。なお、図1の構成例では、当該複数の内の一部の導電性パターン部7のみが図示されている。当該一部の導電性パターン部7は、保護膜9を介して入力側配線3g上方に形成されている。つまり、図1の構成例では、保護膜9を介して入力側配線3f上方に形成される導電性パターン部は、図示が省略されている。
各導電性パターン部7は、電極端子部120に配設されている上記「入力側配線」と把握できる配線(3f,3g)に対応して設けられている。各導電性パターン部7は、平面視において、複数の配線(3f,3g,3h)に跨って配設されていても良い。しかしながら、各導電性パターン部7は、少なくとも対応関係にある一の入力側配線と把握できる配線(3f,3g)上方に形成されていることを要する。
つまり、電極端子部120に複数の「入力側配線」と把握できる配線(3f,3g)が複数配設されている場合には、導電性パターン部7も、当該「入力側配線」と把握できる配線と同数存在する。そして、各導電性パターン部7は、当該各入力側配線に対応しており、少なくとも当該対応関係にある入力側配線上方に配設される。
たとえば、図1の構成例では、図示されている導電性パターン部7が、保護膜9を介して配線3gの上方に、少なくとも配設されている。当該配線3gは、ドライバーLSI6tの入力側配線であり、当該導電性パターン部7と対応関係にある配線である。
電極端子部120の保護膜9上には、複数のドライバーLSI(6s,6t)および複数の導電性パターン部7が形成されているが、これらを覆うように、当該保護膜9上には、コート材12が形成される。
次に、導電性パターン部7周辺について詳しく説明する。
図2は、液晶表示装置のソース配線と接続される電極端子部120における、導電性パターン部(7a〜7f)の周辺部構成を示す平面図である。また、図3は、図2のIV−IV断面構成を示す断面図である。また、図4は、図2において導電性パターン部(7a〜7f)の図示を省略し、図2に示す入力側配線(3a〜3f)のみを図示した平面図である。
ここで、各入力側配線(3a〜3f)は、電極端子部120に実装されている何れかのドライバーLSIの入力部に接続され、当該ドライバーLSIに電源電圧や信号を供給する。また、各入力側配線(3a〜3f)は保護膜9より下層に配設されているので、図2では、点線にて当該各入力側配線(3a〜3f)の輪郭を表示している。
図2内において、各入力側配線(3a〜3f)は、互いに交差する事無く配設されている。また、図4に示すように、各入力側配線(3a〜3f)は、第一の配線幅D1と第二の配線幅D2とを有する。ここで、図4の上下方向の第二の配線幅D2は、図4の上下方向の第一の配線幅D1より太い。
また、図1を用いて説明したように、図2,3の構成例では、電極基板1の周縁部上には絶縁膜(液晶表示部に形成されるゲート絶縁膜と同一部材)8が積層される。当該絶縁膜8上に入力側配線(3a〜3f:図3の断面図では入力側配線(3d,3e,3f)のみ図示)が形成されている。さらに、当該図2,3の構成例では、入力側配線(3a〜3f)の上には、絶縁層である保護膜9が設けられ、保護膜9上にITOで形成された導電性パターン部(7a〜7f:図3の断面図では導電性パターン部(7d,7e,7f)のみ図示)が設けられている。
図2において、導電性パターン部7aと入力側配線3aとは対応関係にある。導電性パターン部7bと入力側配線3bとは対応関係にある。導電性パターン部7cと入力側配線3cとは対応関係にある。導電性パターン部7dと入力側配線3dとは対応関係にある。導電性パターン部7eと入力側配線3eとは対応関係にある。導電性パターン部7fと入力側配線3fとは対応関係にある。
また、導電性パターン7aは、対応関係にある入力側記配線3aの上方において、形成されている。より具体的には、平面視において、導電性パターン部7aは、対応関係にある入力側配線3aにおいて、第二の配線幅D2を有する部分を覆うように、形成されている。
導電性パターン7bは、対応関係にある入力側記配線3bの上方において、形成されている。より具体的には、平面視において、導電性パターン部7bは、対応関係にある入力側配線3bにおいて、第二の配線幅D2を有する部分を覆うように、形成されている。
導電性パターン7cは、対応関係にある入力側記配線3cの上方において、形成されている。より具体的には、平面視において、導電性パターン部7cは、対応関係にある入力側配線3cにおいて、第二の配線幅D2を有する部分を覆うように、形成されている。
導電性パターン7dは、対応関係にある入力側記配線3dの上方において、形成されている。より具体的には、平面視において、導電性パターン部7dは、対応関係にある入力側配線3dにおいて、第二の配線幅D2を有する部分を覆うように、形成されている。
導電性パターン7eは、対応関係にある入力側記配線3eの上方において、形成されている。より具体的には、平面視において、導電性パターン部7eは、対応関係にある入力側配線3eにおいて、第二の配線幅D2を有する部分を覆うように、形成されている。
導電性パターン7fは、対応関係にある入力側記配線3fの上方において、形成されている。より具体的には、平面視において、導電性パターン部7fは、対応関係にある入力側配線3fにおいて、第二の配線幅D2を有する部分を覆うように、形成されている。
なお、導電性パターン部(7a〜7f)の形状および入力側配線(3a〜3f)の形状は、図2,4に示す形態に限らず、図5,6に示す形態であっても良い。
つまり、図5に示すように、各導電性パターン部(7a〜7f)は、平面視において、複数の入力側配線(3a〜3f)に跨って、形成されていても良い。つまり、各導電性パターン部(7a〜7f)は、平面視において、対応関係にある入力側配線(3a〜3f)だけでなく、それ以外の入力配線(3a〜3f)の上方に、形成されていても良い。
たとえば、図5の構成において、導電性パターン部7aに着目する。すると、平面視において、当該導電性パターン部7aは、対応関係にある入力側配線3aの第二の配線幅D2を有する部分を覆っているのみならず、対応関係にない入力配線(3b〜3f)の第一の配線幅D1を有する部分を覆うようにも形成されている。
ここで、図5に示す構成において、各導電性パターン部(7a〜7f)は、図面の横方向に等間隔で配設されることが望ましい。なお、図5においても、保護膜9より下層に配設されている各入力側配線(3a〜3f)の各輪郭は、点線にて図示されている。
また、図6に示すように、各導電性パターン部(7a〜7f)は、平面視において、対応関係にある各入力側配線(3a〜3f)の分岐後の配線部分をも覆うように、形成されていても良い。つまり、図6に示すように、各入力側配線(3a〜3f)は、本線部から分岐した分岐配線部3Bを各々有している。そして、平面視において、各導電性パターン部(7a〜7f)は、対応関係にある入力側配線(3a〜3f)の本線部の一部および分岐配線部3Bを覆うように、形成されている。
たとえば、図6の構成において、導電性パターン部7fに着目する。すると、平面視において、当該導電性パターン部7fは、対応関係にある入力側配線3fの本線部の一部のみならず、当該本線部から分岐した分岐配線部3Bをも覆うように形成されている。
ここで、図6に示す構成において、分岐配線部3Bの線幅は、本線部分の線幅よりも太いことが望ましい。なお、図6においても、保護膜9より下層に配設されている各入力側配線(3a〜3f)の各輪郭(分岐配線部3Bの輪郭も含む)は、点線にて図示されている。
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法について説明する。特に、以下では、電極基板1上方に形成される構造物の製造方法について説明する。
まず、無アルカリガラス(例えば商品名AN635)等の透明絶縁性基板(電極基板1)上に、スパッタリングにより、Cr(クロム),Al(アルミニウム),Ta(タンタル),Ti(チタン)およびMo(モリブデン)等の金属膜を、成膜する。または、前記列記の金属成分を主成分とする合金膜を成膜しても良い。その後、写真製版技術により、当該金属膜(あるいは合金膜)をパターニングする。これにより、液晶表示部において、薄膜トランジスタを構成するゲート電極及びゲート配線を形成する。
次に、プラズマCVD(化学気相成長)を用いて、上記までの工程により作成された構造体に対して、例えばSiNなどの絶縁膜を成膜する。当該絶縁膜の成膜により、液晶表部においてゲート絶縁膜が形成され、電極端子部120において絶縁膜8が形成される。
続いて、ゲート電極、ゲート配線およびゲート絶縁膜上に、チャネル層となるアモルファスSiと、コンタクト層となるN+型のアモルファスSiとを、液晶表示部において成膜する。当該成膜後に、写真製版技術を用いたパターニング処理を施す。これにより、液晶表示部において、各液晶表示素子を構成する薄膜トランジスタが形成される。
その後、上記までの工程により作成された構造体に対して、スパッタリング処理を施し、Cr,Al,Mo等の金属膜あるいは前記金属を主成分とする合金膜を成膜する。その後、写真製版技術により、前記金属膜(あるいは合金膜)に対してパターニングを行う。これにより、液晶表示部において、ドレイン電極、ソース電極およびソース配線を形成すると共に、電極端子部120において、ソース配線およびドライバーLSI(6s,6t)に接続される配線(たとえば、図1で図示した配線(3f,3g,3h)や図2,3で例示した入力側配線(3a〜3f))等を、同時に形成する。
次に、上記までの工程により作成された構造体に対してプラズマCVDを施し、SiN等の絶縁膜を成膜する。当該絶縁膜は、液晶表示部においては、液晶層にDC成分が印加されることを防ぐ保護膜として機能する一方、電極端子部120においては保護膜9となる。
その後、端子部分作成のため、ゲート配線及びソース配線の一部が露出するように、保護膜9や絶縁膜8を部分的に除去する。同時に、たとえば図1の構成の場合には、配線(3f,3g,3h)の端子部分となる領域上方の保護膜9を部分的に除去する。最後に、スパッタリングにてITO(酸化インジウムスズ)を成膜し、写真製版技術を当該ITOに対して施す。これにより、液晶表示部において画素電極がパターニング形成されると共に、電極端子部120において導電性パターン部7および電極端子(5a,5b)が形成される。さらに、ゲート配線及びソース配線の端子部分と接続する電極端子も形成される。
上記ITOを成膜することで、Cr,Al等の配線材料で形成された端子部分が露出せず、当該端子部分に酸化膜が形成されるのを防止でき、結果として外部入力との導通不良の発生を防ぐことができる。
以上の製造方法を経て、本実施の形態に係る液晶表示装置の電極基板1上に構造体が形成される。なお、対向基板の製造方法や、上記構造体を有する電極基板1と対向基板とを重ね合わせて接着し液晶を注入する組立工程等については、周知事項であるので、ここでは説明を省略する。
次に、ドライバーLSI(6s,6t)を電極基板1に搭載する方法を、図1に基づいて説明する。
まず、電極基板1の周縁部(電極端子部120)に形成された電極端子(5a,5b)上に、ACF11を貼り付けする。次に、ドライバーLSI(6s,6t)の裏面に形成された複数のバンプ6aと電極端子5aとを精度良くアライメントし、加熱加圧ツールを用いて熱圧着する。ここで、バンプ6aはAu(金)よりなる。また、上記加熱加圧の条件は、例えば加熱温度170〜200℃、時間10〜20秒、圧力30〜100Paである。
上記のように加熱加圧処理を実施することで、バンプ6aと電極端子5aとの間に挟まったACF11の導電粒子11aにより、バンプ6aと電極端子5aとが導通することになる。すなわち、ACF11に含まれる導電粒子11aを介して、ドライバーLSI(6s,6t)が電極端子5aと電気的に接続される。なお、図1の水平方向においてACF11には、導電粒子11aの周囲に絶縁性のエポキシ樹脂が存在する。当該エポキシ樹脂の存在により外部と導電粒子11aを介した電気的接続部分との絶縁が保たれる。
続いて、外部基板であるFPC10と電極端子5bとの電気的接続処理においても、ACF11を用い、加熱加圧処理を施す。ここで、FPC10は、厚さ30〜70μm程度のポリイミドフィルム、厚さ8〜25μmの銅箔、およびポリイミド系のソルダーレジストより構成されている。
最後に、電極端子(5a,5b)およびドライバーLSI(6s,6t)を覆うように、絶縁性コート材12を塗布する。ここで、当該コート材12としては、主にシリコン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂等が用いられ、ディスペンサーを用いて塗布される。当該コート材12の塗布により、電極端子部(5a,5b)および電極端子部(5a,5b)と接続される導電性部材の腐食を防止することができる。
次に、液晶表示装置の組立方法について、図7を用いて説明する。
ドライバーLSI(6s,6t)を電極基板1の端子電極部120に搭載した液晶パネル16を、平面発光源となるバックライト18上に載せる。そして、液晶パネル16の前面側(バックライト18が存在しない側の面)より、フロントフレーム17を嵌め込む。また、電極基板1に接続されたFPC10を、回路基板15と接続させる。これにより、本実施の形態に係る液晶表示装置を組立てることができる。
次に、本実施の形態による液晶表示装置において、表示不良が発生した際の検査方法を説明する。
まず、検査は、電極基板1にドライバーLSI(6s,6t)が搭載され、FPC10が接続されて入る液晶表示装置に対して、当該FPCを介して信号発生器より信号を入力する。当該信号の入力により、液晶表示部において所定の映像信号が得られない表示不良が発生したとする。この場合には、電極端子部120において、当該表示不良の原因となる入力側配線を特定する。
上記特定の結果、たとえば図2,3に例示する構成において、入力側配線3dが当該表示不良の原因であると特定できたとする。この場合には、表示不良の原因であると特定された入力側配線3dと、当該入力側配線3dと対応関係にある導電性パターン部7dとの、平面視における重複部分に対して、電極基板1の裏面側(すなわちガラス基板側)からレーザーを照射する。図8および図9に示すように、当該レーザー照射により、レーザー痕Rzが生じる。ここで、図9は、図8のX−X断面を示す断面図である。また、図8においても、図2と同様に、保護膜9より下層に配設されている入力側配線(3a〜3f)の輪郭は、点線にて図示している。
上記レーザー照射に起因して発生した熱により、入力側配線3dの金属が上層の保護膜9を突き破って、導電性パターン部7dと接触する。つまり、当該レーザー照射により、入力側配線3dと導電性パターン部7dとが短絡し、両者3d,7dを電気的に接続させることができる。図8,9のレーザー痕Rzの位置で、当該短絡が生じている。
なお、入力側配線3dと導電性パターン部7dとの確実な導通を図るためには、レーザー照射を数回に分けて行うことが望ましい。
レーザー照射により入力側配線3dと導電性パターン部7dとを導通させた後に、導電性パターン部7dにオシロスコープ又はディジタルマルチメータなどの測定機器のプローブ又は針を接触させる。導電性パターン部7dと接続した測定機器によって、表示不良の原因であると特定された入力側配線3dが接続されたドライバーLSIへの入力信号又は入力電源を測定する。当該測定により、表示不良の原因を究明することができる。
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置では、電極基板1の電極端子部120に、ドライバーLSI(6s,6t)が配設されている。そして、電極端子部120において、ドライバーLSI(6s,6t)と接続された配線(3a〜3f、3g,3h)が配設されている。そして、当該配線(3a〜3f、3g,3h)上方に、保護膜9を介して、孤立パターンである導電性パターン部(7,7a〜7f)が形成されている。
したがって、表示不良の原因となる配線(3a〜3f、3g,3h)を特定し、当該特定された配線(3a〜3f、3g,3h)に対して、レーザー照射を行う。これにより、当該特定された配線(3a〜3f、3g,3h)と、当該配線と対応関係にある導電性パターン部(7,7a〜7f)とを、電気的に接続することができる。よって、電気的に接続された導電性パターン部に測定器を接続させることにより、上記特定された配線(3a〜3f、3g,3h)に接続されたドライバーLSI(6s,6t)を、容易に電気的に測定(入力信号又は入力電圧を検査)することができる。
なお、本実施の形態では、COG方式にてより、電極端子部120にドライバーLSI(6s,6t)が搭載されている。したがって、電極端子部120を有する液晶表示装置全体の小型化も可能となる。
また、本実施の形態に係る液晶表示装置では、各入力側配線(3a〜3f)とは、各導電性パターン部(7a〜7f)とは、対応関係を有している。そして、各導電性パターン部(7a〜7f)は、対応関係にある各入力側配線(3a〜3f)の上方に、形成されている。
したがって、当該表示不良の原因となる入力側配線として複数本が特定されたとしても、レーザー照射を個別に行うことにより、当該特定された各入力側配線と当該入力側配線と対応関係にある導電性パターン部とを電気的に接続できる。したがって、上記複数本の入力側配線を介した、ドライバーLSIに対する不良原因の究明(解析)を行うことができる。
また、本実施の形態に係る液晶表示装置として、図2〜4を用いて説明した構成を採用しても良い。つまり、入力側配線(3a〜3f)は、第一の配線幅D1と、第一の配線幅D1より太い第二の配線幅D2とを有する。そして、導電性パターン部(7a〜7f)は、平面視において、当該第二の配線幅D2を有する部分を覆うように、形成されている。
当該図2〜4の構成を採用することにより、導電性パターン部(7a〜7f)と対応関係にある入力側配線(7a〜7f)との、平面視重複面積が増大する。したがって、導電性パターン部(7a〜7f)と対応関係にある入力側配線(3a〜3f)との電気的接続のためのレーザー照射を、精密な位置調整を要する事無く、容易に行うことができる。
また、本実施の形態に係る液晶表示装置では、図5に示すように、導電性パターン部(7a〜7f)を、平面視において、複数の入力側配線(3a〜3f)に跨って、形成させても良い。
当該図5の構成を採用することにより、比較的大面積の導電性パターン部(7a〜7f)の作成が可能となる。したがって、微細な孤立パターンを作成する場合よりも、導電性パターン部(7a〜7f)の製造が容易となる。なお、導電性パターン部は、所定の方向に等ピッチで配設されていることが望ましい。
また、本実施の形態に係る液晶表示装置として、図6を用いて説明した構成を採用しても良い。つまり、入力側配線(3a〜3f)は、本線部から分岐した分岐配線部3Bを有している。そして、導電性パターン部(7a〜7f)は、平面視において、当該分岐配線部3Bを覆うように、形成されている。
当該図6の構成を採用することにより、導電性パターン部(7a〜7f)と対応関係にある入力側配線(3a〜3f)との、平面視重複面積が増大する。したがって、導電性パターン部(7a〜7f)と対応関係にある入力側配線(3a〜3f)との電気的接続のためのレーザー照射を、精密な位置調整を要する事無く、容易に行うことができる。なお、当該分岐配線部3Bの線幅を太くすることにより、上記平面視重複面積をより増大させることができる。
また、本実施の形態では、導電性パターン部7は、コート材12で覆われている。したがって、導電性パターン部7の腐食を防止できる。
また、本実施の形態では、導電性パターン部7は、液晶表示素子を構成する何れかの導電部材(本実施の形態では、画素電極)と、同一層に配設されている。したがって、当該導電部材と導電性パターン部7とを、同一工程で作成できる。
なお、入力側配線と導電性パターンとの電気的接続のためにレーザー照射を行うが、当該レーザー照射を数回に分けて行うことが望ましい。これにより、入力側配線と導電性パターン部との確実な導通を図ることができるからである。
<実施の形態2>
実施の形態1では、液晶表示部内のソース配線と接続される電極端子120の構成を説明した。本実施の形態では、液晶表示部内のゲート配線と接続される電極端子150の構成を説明する。
図10は、当該ゲート配線に接続される電極端子部150の構成を示す断面図である。電極基板1の周縁部には、液晶表示部に接続された(より具体的には、液晶表示装置内のゲート配線に接続された)電極端子部150が形成されている。また、当該電極端子部150は、電極基板1の一部を上記液晶表示部の領域外に延設することにより、形成されている。
実施の形態1に係る電極端子120の構成と本実施の形態に係る電極端子150の構成とは、以下の点を除いて、同じである。つまり、電極端子150がソース配線でなくゲート配線に接続される点、電極基板1上に配線(3f,3g,3h)が直接配設されている点、およびメタルパッド部13が形成されている点である。
本実施の形態に係る電極端子150では、電極基板1上に、複数の配線(3f,3g,3h)が所定のパターンで形成されている。そして、当該配線(3f,3g,3h)を覆うように、電極基板1上に、透明性を有する絶縁膜8が形成されている。当該絶縁膜8上には、所定の孤立パターン形状のメタルパッド部13が形成され、当該メタルパッド部13を覆うように、絶縁膜8上には、保護膜9が形成されている。
絶縁膜8および保護膜9には、所定の開口部が複数設けられており、各開口部の底面からは、配線(3f,3g,3h)が露出している。各開口部には、電極端子(5a,5b)が各々配設されている。各電極端子(5a,5b)は、当該各電極端子(5a,5b)が形成されている開口部から露出している配線(3f,3g,3h)と、各々電気的に接続されている。
さらに、電極端子部150においてCOG方式により複数のドライバーLSI(6s,6t)が実装される。このため、当該電極端子部150に形成される各配線(3f,3g,3h)には、ドライバーLSI(6s,6t)に形成されたバンプ6と接続するための電極端子5aが、形成される。また、電極端子部150においてFPC10が接続される。このため、当該電極端子部150に形成される配線3fには、当該FPC10の端子と接続するための電極端子5bが、形成される。
ここで、電極端子5bは、導電粒子11aを含むACF11を介して、FPC10と接続されている。また、電極端子5aは、導電粒子11aを含むACF11およびバンプ6aを介して、各ドライバーLSI(6s,6t)の入力部および出力部と、各々電気的に接続されている。
本実施の形態においても、配線(3f,3g)が、ドライバーLSI(6s,6t)の入力部に接続されており、当該ドライバーLSI(6s,6t)に必要な電源電圧や信号が供給される。したがって、配線(3f,3g)が「入力側配線」となる。
本実施の形態では、絶縁膜8および保護膜9を介して、入力側配線(3f,3g)上方に、導電性パターン部7が各々形成される。当該導電性パターン部7は、孤立パターンとして形成されている。そして、当該導電性パターン部7と入力側配線(3f,3g)との間における絶縁層(8,9)内に、メタルパッド部13が配設されている。
また、本実施の形態では、導電性パターン部7と入力側配線(3f,3g)との間に存する、絶縁層であると把握できる保護膜9と絶縁膜8との積層体内に、メタルパッド部13が配設されている。
なお、図10の構成例では、当該複数の内の一部の導電性パターン部7と一部のメタルパッド部13のみが図示されている。当該一部の導電性パターン部7は、絶縁膜8および保護膜9を介して入力側配線3g上方に形成されている。また、当該一部のメタルパッド部13は、入力側配線3gと一部の導電性パターン部7との間に形成されている。つまり、図10の構成例では、絶縁膜8および保護膜9を介して入力側配線3f上方に形成される導電性パターン部、および、入力側配線3fと前記導電性パターン部との間に形成されるメタルパッド部13は、図示が省略されている。
なお、本実施の形態においても、各導電性パターン部7は、電極端子部150に配設されている上記「入力側配線」と把握できる配線(3f,3g)に対応して設けられている。
ここで、本実施の形態においても、導電性パターン7の形状、入力側配線(3f,3g)の形状、および導電性パターン7と入力側配線(3f,3g)との平面視における位置関係として、図2,4〜6で説明した形態を採用することができる。
なお、複数のドライバーLSI(6s,6t)および複数の導電性パターン部7を覆うように、当該保護膜9上には、コート材12が形成される。
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法について説明する。特に、以下では、電極基板1上方に形成される構造物の製造方法について説明する。
まず、無アルカリガラス(例えば商品名AN635)等の透明絶縁性基板(電極基板1)上に、スパッタリングにより、Cr,Al,Ta,TiおよびMoなどの金属膜を、成膜する。または、前記列記の金属成分を主成分とする合金膜を成膜しても良い。その後、写真製版技術により、当該金属膜(あるいは合金膜)をパターニングする。これにより、液晶表示部において、薄膜トランジスタを構成するゲート電極及びゲート配線を形成すると共に、電極端子部150においてもゲート配線および配線(3f,3g,3h)等を同時に形成する。
次に、プラズマCVDを用いて、上記までの工程により作成された構造体に対して、例えばSiNなどの絶縁膜を成膜する。当該絶縁膜の成膜により、液晶表部においてゲート絶縁膜が形成され、電極端子部150において絶縁膜8が形成される。
続いて、ゲート電極、ゲート配線およびゲート絶縁膜上に、チャネル層となるアモルファスSiと、コンタクト層となるN+型のアモルファスSiとを、液晶表示部において成膜する。当該成膜後に、写真製版技術を用いたパターニング処理を施す。これにより、液晶表示部において、各液晶表示素子を構成する薄膜トランジスタが形成される。
その後、上記までの工程により作成された構造体に対して、スパッタリング処理を施し、Cr,Al,Mo等の金属膜あるいは前記金属を主成分とする合金膜を成膜する。その後、写真製版技術により、前記金属膜(あるいは合金膜)に対してパターニングを行う。これにより、液晶表示部において、ドレイン電極、ソース電極およびソース配線を形成すると共に、電極端子部150においてメタルパッド部13等を、同時に形成する。
次に、上記までの工程により作成された構造体に対してプラズマCVDを施し、SiN等の絶縁膜を成膜する。当該絶縁膜は、液晶表示部においては、液晶層にDC成分が印加されることを防ぐ保護膜として機能する一方、電極端子部150においては保護膜9となる。
その後、端子部分作成のため、ゲート配線及びソース配線の一部が露出するように、保護膜9や絶縁膜8を部分的に除去する。同時に、たとえば図10の構成の場合には、配線(3f,3g,3h)の端子部分となる領域上方の保護膜9および絶縁膜8を部分的に除去する。最後に、スパッタリングにてITOを成膜し、写真製版技術を当該ITOに対して施す。これにより、液晶表示部において画素電極がパターニング形成されると共に、電極端子部150において導電性パターン部7および電極端子(5a,5b)が形成される。また、ゲート配線及びソース配線の端子部分と接続する電極端子も形成される。
なお、ドライバーLSI(6s,6t)の電極基板1への搭載、コート材12の形成、などは、実施の形態1で説明した内容と同様である。したがって、ここでは、当該各記載の詳細は省略する。
以上の製造方法を経て、本実施の形態に係る液晶表示装置の電極基板1上に構造体が形成される。なお、対向基板の製造方法や、上記構造体を有する電極基板1と対向基板とを重ね合わせて接着し液晶を注入する組立工程等については、周知事項であるので、ここでは説明を省略する。また、図7を用いた説明も本実施の形態で採用できる。
なお、液晶表示装置において表示不良が発生した際の検査方法は、基本的に実施の形態1と同様である。
本実施の形態では、たとえば図10に示すように、入力側配線3gと導電性パターン7との間における、絶縁層(絶縁膜8+保護膜9)内に、メタルパッド部13が形成されている。当該構成において、電極基板1の裏面側からレーザーを照射する。すると、当該レーザー照射に起因して発生する熱により、入力側配線3gの金属が上層の絶縁膜8を突き破って、メタルパッド部13と接触する。さらに、上記レーザー照射に起因した起因した熱により、入力側配線3gの金属およびメタルパッド部13の金属が、上層の保護膜9を突き破って、導電性パターン部7と接触する。
つまり、当該レーザー照射により、入力側配線3gと導電性パターン部7とが、メタルパッド部13を介して短絡し、両者3g,7を電気的に接続させることができる。図11に、上記レーザー照射による生じるレーザー痕Rzの様子を示す。当該レーザー痕Rzの位置で、上記短絡が生じている。
なお、入力側配線3gと導電性パターン部7との確実な導通を図るためには、レーザー照射を数回に分けて行うことが望ましい。また、オシロスコープなどを用いた、ドライバーLSI(6s,6t)への入力信号又は入力電源を測定する方法等は、実施の形態1と同様である。
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置では、電極基板1の電極端子部150に、ドライバーLSI(6s,6t)が配設されている。そして、電極端子部150において、ドライバーLSI(6s,6t)と接続された配線(3f、3g,3h)が配設されている。そして、入力側配線(3f、3g)上方に、絶縁層(8,9)を介して、孤立パターンである導電性パターン部7が形成されている。さらに、本実施の形態では、導電性パターン部7と入力側配線(3f,3g)との間に存する絶縁層(8,9)内に配設された、メタルパッド部13を、さらに備えている。
したがって、入力側配線(3f,3g)と導電性パターン部7との間の距離が大きくなったとしても(換言すれば、絶縁層(8,9)の層厚が厚くなったとしても)、途中にメタルパッド部13が配設されているので、確実に、導電性パターン部7と入力側配線(3f,3g)とのレーザー照射による短絡を実現できる。
なお、メタルパッド部13が配設されていることや、入力側配線(3f,3g)と導電性パターン部7との間に存する絶縁層の膜厚の相違等を除けば(つまり、入力側配線(3f,3g)と絶縁膜8との積層順が逆である以外は)、実施の形態1と実施の形態2とは、同様の構成、検査方法が採用されている。したがって、本実施の形態においても、実施の形態1で説明した効果は、当然奏させる。
<実施の形態3>
本実施の形態では、実施の形態1,2で説明したドライバーLSIの検査の際に、測定用FPCを用いることを特徴とする。つまり、実施の形態1,2では、検査の際に、測定機器のプローブなどを直接導電性パターン部に接続させていた。これに対して、本実施の形態では、検査の際に、測定用FPCを介して、測定機器と導電性パターン部とを接続している。
図12は、電極端子部120,150において測定用FPC19が実装された様子を示す平面図である。図12に図示されている導電性パターン部(7a〜7f)の配設形態は、図5で図示したものと同じである。
ここで、各入力側配線(3a〜3f)は、導電性パターン部(7a〜7f)より下層に配設されている。したがって、図12では、当該入力側配線(3a〜3f)の輪郭は、点線にて表示している。また、各導電性パターン部(7a〜7f)の大部分には、測定用FPC19が搭載される。したがって、図12では、当該FPC10が搭載される領域の導電性パターン部(7a〜7f)の輪郭は、点線にて図示している。さらに、導電性パターン部(7a〜7f)に対面する側において、測定用FPC19には複数の端子部が配設されている。したがって、図12において、当該各端子の輪郭を、一点鎖線で図示をしている。
実施の形態1,2で説明したように、レーザー照射により所定の入力側配線(3a〜3f)と、当該入力側配線(3a〜3f)の上方に存する導電性パターン部(7a〜7f)とを電気的に接続させる。その後、図12に示すように、導電性パターン部(7a〜7f)上に、測定用FPC19を実装される。ここで、導電性パターン部(7a〜7f)に測定用FPC19を接続する方法は、実施の形態1で説明した、FPC10を電極端子5bに接続する方法と同様である。
上記測定用FPC19の実装後、ドライバーLSIの検査に際して、当該測定用FPC19の先端にコネクタ接続を行い、その末端をオシロスコープ又はディジタルマルチメータなどの測定機器に接続させる。つまり、測手用FPC19の一方の端子は導電性パターン部7に接続され、他方の端子は測定機器に接続される。
当該接続後、測定機器を用いてまた測定用FPC19を介して、ドライバーLSIへの入力信号又は入力電源を測定し、不良原因を究明する。
以上のように、本実施の形態では、導電性パターン部(7a〜7f)に測定用FPC19を実装し、当該測定用FPC19を介して、ドライバーLSIの電気測定を行う。したがって、当該ドライバーLSIの電気測定を、遠隔より容易に実施することが可能となる。
ここで、図5を用いて説明したように、導電性パターン部(7a〜7f)は、所定の方向に、等ピッチ間隔で配列されていることが、本実施の形態では好ましい。たとえば、図12の構成例では、導電性パターン部(7a〜7f)は、図面横方向に等ピッチ間隔で配列されている。
一般的に、FPCの端子は、等間隔に配設されている。したがって、導電性パターン部(7a〜7f)を等ピッチ間隔で配列させることにより、測定用FPC19に配設されている各端子を、各導電性パターン部(7a〜7f)上に、容易に接続させることができる。
なお、実施の形態1に係る液晶表示装置の導電性パターン部配設領域付近の構成を、図13の平面図に示す。また、実施の形態2に係る液晶表示装置の導電性パターン部配設領域付近の構成を、図14の平面図に示す。ここで、図13のE−F断面の構成が図1であり、図14のG−H断面の構成が図10である。また、図13,14では、電極端子部のみでならず、液晶表示部Dも一部図示されている。図1,10,13,14の構成では、ドライバーLSI(6s,6t)間を接続する各配線3g上方に導電性パターン部7(または、導電性パターン部7とメタルパッド部13)が配設されている。
また、実施の形態1ないし2においては、液晶表示装置を例にして説明した。しかし、表示部と接続された電極端子部が形成された基板上にドライバーLSIが実装されている場合には、たとえば複数の発光素子が形成された表示部を有するEL(エレクトロ・ルミネセンス)表示装置においても、本発明を同様に適用することができる。
1 電極基板、3a〜3h 配線、3B 分岐配線部、6s,6t ドライバーLSI、7,7a〜7f 導電性パターン部、8 絶縁膜、9 保護膜、10 FPC、12 コート材、13 メタルパッド部、19 測定用FPC、120,150 電極端子部、D1 第一の配線幅、D2 第二の配線幅、Rz レーザー痕。

Claims (12)

  1. 相対向する二枚の基板によって液晶層を挟持し、複数の表示素子が形成された液晶表示部と、
    一方の前記基板の周縁部に形成され、前記液晶表示部と接続された電極端子部と、
    前記電極端子部において前記一方の基板上に実装され、前記表示素子を駆動するドライバーLSIと、
    前記電極端子部に配設され、前記ドライバーLSIに電源電圧および信号を供給する配線と、
    前記電極端子部において、前記配線上に形成される絶縁層と、
    前記絶縁層を介して前記配線上方に形成される、孤立パターンとなる導電性パターン部とを、備えている、
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記配線は、
    複数であり、
    前記導電性パターン部は、
    前記配線の数と同数であり、
    各前記配線の上方には、
    少なくとも1つの前記導電性パターン部が、形成されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記配線は、
    第一の配線幅と、
    前記第一の配線幅より太い、第二の配線幅とを、有し、
    前記導電性パターン部は、
    平面視において、少なくとも、前記配線の前記第二の配線幅を有する部分を覆うように、形成されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 前記導電性パターン部は、
    平面視において、複数の前記配線に跨って、形成されている、
    ことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
  5. 前記導電性パターン部は、
    平面視において、所定の方向に等ピッチ間隔で配列されている、
    ことを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
  6. 前記配線は、
    分岐した分岐配線部を有し、
    前記導電性パターン部は、
    平面視において、前記配線の前記分岐配線部を覆うように、形成されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  7. 前記導電性パターン部と前記配線との間に存する前記絶縁層内に配設された、メタルパッド部を、さらに備えている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  8. 前記導電性パターン部は、
    コート材で覆われている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  9. 前記導電性パターン部は、
    前記表示素子を構成する何れかの導電部材と、同一層に配設されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  10. 請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載の液晶表示装置を検査する液晶表示装置の検査方法であって、
    前記一方の基板は、
    透明性を有する基板であり、
    (A)前記一方の基板を介して、前記配線にレーザーを照射することにより、前記配線と当該配線の上方に存する前記導電性パターン部とを電気的に接続する工程と、
    (B)前記工程(A)の後において、前記導電性パターン部に測定器を接続させることにより、前記配線に接続された前記ドライバーLSIを電気的に測定する工程とを、備えている、
    ことを特徴とする液晶表示装置の検査方法。
  11. 前記工程(A)は、
    複数回レーザーを照射する工程である、
    ことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の検査方法。
  12. 前記工程(B)は、
    前記導電性パターン部にフレキシブルプリント基板を実装し、前記フレキシブルプリント基板を介して、前記測定を行う工程である、
    ことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の検査方法。
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