JP2004212587A - 液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルに使用する可撓性基板の実装方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板を実装する際に可撓性基板が伸張しても、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の接続端子との確実な接続を図る。
【解決手段】対向する一対の基板間に液晶が狭持された液晶表示パネルLの一方の基板1に可撓性基板Fが実装され、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aと可撓性基板Fの配線の端部に形成される接続端子FFとを導通させるが、可撓性基板Fの接続端子FFは、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aよりも広幅の広幅部分M2aを有するとともに、この広幅部分M2aを有する接続端子FFが重ならないようにその隣接する接続端子FFがその位置をずらした千鳥状に配され、この広幅部分M2aを有する接続端子FF以外の配線部分が絶縁膜FFcにより覆われている。
【選択図】 図8
【解決手段】対向する一対の基板間に液晶が狭持された液晶表示パネルLの一方の基板1に可撓性基板Fが実装され、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aと可撓性基板Fの配線の端部に形成される接続端子FFとを導通させるが、可撓性基板Fの接続端子FFは、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aよりも広幅の広幅部分M2aを有するとともに、この広幅部分M2aを有する接続端子FFが重ならないようにその隣接する接続端子FFがその位置をずらした千鳥状に配され、この広幅部分M2aを有する接続端子FF以外の配線部分が絶縁膜FFcにより覆われている。
【選択図】 図8
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルに対する可撓性基板の実装方法に関し、特に液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板をICチップやLSIチップなどの半導体素子と対向するように実装する液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルに使用する可撓性基板の実装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ICチップやLSIチップなどの半導体素子として、突起状の電極であるバンプを有するものが半導体実装用の基板の小型化やモジュールの薄型化などに有利なことから、各種コンピュータや液晶表示パネル(或いは液晶表示装置)などの電子機器に多く用いられている。この突起状の電極であるバンプは、その材質として、半田や、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉛(Pb)、ニッケル(Ni)などが利用され、フォトリソグラフィとメッキ法による方法、或いは、フォトリソグラフィとメッキ法によって形成したバンプ上にクリーム状半田を印刷して形成する方法や、いわゆる転写バンプ法等で形成する方法が従来からある。
【0003】
このようなバンプ付き半導体素子を基板にフェースダウンで実装する方法として種々の方法があるが、半田に代わって異方性導電膜(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)を接続端子間に介在させることにより高密度実装を可能にするようになってきている(ファインピッチ化)。異方性導電膜は、絶縁性を有する接着剤中に導電粒子が分散され厚み方向(接続方向)に導電性を有し、面方向(横方向)に絶縁性を有するペースト状又はフィルム状の接着剤である。
【0004】
一方、液晶表示パネルにおける液晶を駆動させる半導体素子の実装では、液晶を挟持する一対の基板の一方の基板(ガラス基板)にTAB(tape automated bonding)テープを異方性導電膜を介して実装するTCP実装(tape carrier package)や、液晶を挟持する一対の基板の一方の基板上のパターン配線の接続箇所(電極端子、接続用電極又は電極パッドとも呼ばれる)に半導体素子を直接接続するCOG(chip on glass)実装がある。ガラス基板の代わりにプラスチック製のフレキシブル基板が用いられることもあるが(これをCOF(chip on flexible)、COP(chip on plastic)と呼ぶこともある。)、COG実装は、液晶表示パネルの小型化・薄型化が著しい液晶表示パネルの分野において、TCP実装に代わって主流になっている。TCP実装やCOG実装では、上記異方性導電膜を使用して、上記バンプを有する半導体素子を実装することが通常である。なお、近年の半導体素子の高密度化と半導体実装用の基板の更なる小型化に伴って、バンプ配列はピッチが狭くなる傾向にあり(バンプのファインピッチ化)、このためバンプの配列をいわゆる千鳥構成の複数配列とすることが多い。
【0005】
COG実装では、図13及び図14に示すように、液晶表示パネルLの一方の基板1の実装領域5にバンプを有する半導体素子ICが異方性導電膜106Aを介して実装されるとともに、一方の基板1の外周端縁に可撓性基板(フレキシブル配線板)Fが異方性導電膜106Bを介して配設されている。一方の基板1の実装領域に配線パターンP1が成膜形成され、この配線パターンP1とフレキシブル配線板Fの裏面側に形成される所定の長さの金属製のもので、保護膜FFcからむき出し状態の接続端子P3が異方性導電膜中の導電粒子6dを介して導通する。ここで、二種類の異方性導電膜106A,106Bは、導通に寄与する接続部分の相違(いわゆるバンプの有無の相違)や価格の相違等の理由から、半導体素子ICの実装に使用されるものの方がフレキシブル配線板Fの実装に使用されるものよりも導電粒子の径が小さなものが使用される。通常、異方性導電膜106Aの場合、約35000個/mm2程度の導電粒子が絶縁性を有する接着剤中に含まれ、異方性導電膜106Bの場合、約5300個/mm2程度の導電粒子が絶縁性を有する接着剤中に含まれ、導電粒子6dも異方性導電膜6Aの方が小さい。なお、半導体素子ICが実装されフィルム状に供給されるTCP実装では、フィルム状の可撓性基板が一方の基板1に対して異方性導電膜106Aを介して実装される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶表示パネルLの一方の基板1への可撓性基板の実装は、TCP実装でもCOG実装でも、異方性導電膜106A,106B等の接着剤を介して加熱圧着させることから、フレキシブル配線板F等の可撓性基板が伸張して、上記一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所とフレキシブル配線板F等の可撓性基板の配線P3の接続端子とが位置ズレを生じて互いの導通不良を生じさせる原因となったり、ショート(短絡)の原因となったりしていた。
【0007】
特にこの位置ズレの問題は、液晶表示パネルの更なる狭額縁化や薄型・軽量化の要請から、ファインピッチ化や多端子接続の要請による高密度実装に顕著に表れる。半導体素子ICのみならずフレキシブル配線板F等の可撓性基板も小型化が進んで、フレキシブル配線板Fの配線(接続端子)の場合にも高密度実装が行われる傾向にある。
【0008】
また、液晶表示パネルの狭額縁化を図るものとして、特許文献1に係る技術が開示されている。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−229055号公報
【0010】
この特許文献1は、半導体素子とフレキシブル配線板(可撓性基板)とを半導体素子を実装する位置からフレキシブル配線板を配設する位置に亘る幅の一つの異方性導電膜(上記一方の異方性導電膜106Aを使用するとして)を介して両方を圧着させる技術である。しかしながら、一つの異方性導電膜により加熱するときでもフレキシブル配線板の伸張による位置ズレは生じる。なお、高密度実装からフレキシブル配線板の配線パターン(上記図14における符号P3)の配線ピッチと幅を狭くしたとしても、接続端子の導通面積が長く形成されているために、上記位置ズレによるショートの確率が十分に小さくなるとは言えない。また、上記一方の異方性導電膜106Aを使用すると、上記一方の異方性導電膜106Aは導電粒子の密度が高いことと、フレキシブル配線板の接続端子の導通面積(むき出し状態で所定の長さを有する)が長いことから、導電粒子の連なりによるショートの確率が高くなる。
【0011】
そこで、本発明の目的は、液晶表示パネルの一方の基板に使用される可撓性基板の高密度実装による配線接続に優れ、液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板を実装する際に可撓性基板が伸張しても、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の接続端子との確実な接続を図ることが可能な液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルに使用する可撓性基板の実装方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の液晶表示パネルは、対向する一対の基板間に液晶が狭持された液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板が実装され、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の配線の端部に形成される接続端子とを導通させるが、可撓性基板の接続端子は、一方の基板のパターン配線の接続箇所よりも広幅の広幅部分を有するとともに、この広幅部分を有する接続端子が重ならないようにその隣接する接続端子がその位置をずらした千鳥状に配され、この広幅部分を有する接続端子以外の配線部分が絶縁膜により覆われていることを特徴とする。
【0013】
この発明によれば、液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板を異方性導電膜等の接着剤を介して実装するとき、可撓性基板がその実装されるときの加熱(熱圧着)により伸張しても、可撓性基板の広幅部分を有する接続端子に一方の基板のパターン配線の接続箇所が接触する確率が高くなる。また、可撓性基板の広幅部分を有する接続端子が重ならないようにその隣接する接続端子がその位置をずらした千鳥状に配されていることから、高密度実装が図られる。そして、接続端子以外の配線部分が絶縁膜により覆われていることから、この広幅部分以外の箇所ではショート(短絡)することがなくなる。
【0014】
本発明の請求項2記載の液晶表示パネルは、対向する一対の基板間に液晶が狭持された液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板が実装され、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の配線の端部に形成される接続端子とを導通させるが、前記一方の基板のパターン配線の接続箇所は、可撓性基板の接続端子よりも広幅の広幅部分を有するとともに、この広幅部分を有する接続箇所が重ならないようにその隣接する接続箇所がその位置をずらした千鳥状に配され、この広幅部分を有する接続箇所以外の配線部分が絶縁膜により覆われていることを特徴とする。
【0015】
この発明によれば、液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板を異方性導電膜等の接着剤を介して実装するとき、可撓性基板がその実装されるときの加熱により伸張しても、一方の基板のパターン配線の広幅部分を有する接続箇所に可撓性基板の接続端子が接触する確率が高くなる。また、一方の基板のパターン配線の広幅部分を有する接続箇所が重ならないようにその隣接する接続箇所がその位置をずらした千鳥状に配されていることから、高密度実装が図られる。そして、この広幅部分を有する接続箇所以外の配線部分が絶縁膜により覆われていることから、この広幅部分を有する接続箇所以外の箇所ではショート(短絡)することがなくなる。
【0016】
本発明の請求項3記載の液晶表示パネルは、請求項1記載又は請求項1記載の発明を前提として、前記可撓性基板の広幅部分を有する接続端子、又は、液晶表示パネルの一方の基板のパターン配線の広幅部分を有する接続箇所が凸状電極として形成されていることを特徴とする。
【0017】
この発明によれば、可撓性基板の広幅部分を有する接続端子、又は、液晶表示パネルの一方の基板のパターン配線の広幅部分を有する接続箇所が凸状電極として形成され、いわば半導体素子の突起状の電極であるバンプ構成と類似の構成、つまり接続の実装部分を同じようにすることから、異方性導電膜、つまり絶縁性を有する接着剤中に導電粒子が分散された異方性導電膜を介して加熱圧着により実装させる際に、上記凸状電極と一方の基板のパターン配線の接続箇所との間で導電粒子を挟持することになり、安定した導通を図りながら高密度実装することができるようになる。
【0018】
本発明の請求項4記載の液晶表示パネルは、請求項3記載の発明を前提として、一方の基板に液晶を駆動させる半導体素子が実装され、この半導体素子に突起状の電極であるバンプが形成され、このバンプを有する半導体素子と前記凸状電極を有する可撓性基板とが同じ異方性導電膜を介して加熱圧着により実装されていることを特徴とする。前記凸状電極の大きさや形状は、上記半導体素子のバンプと同じであることが好ましい。
【0019】
この発明によれば、一方の基板に液晶を駆動させる半導体素子に突起状の電極であるバンプが形成されていることから、バンプを有する半導体素子を実装する際に使用される異方性導電膜を可撓性基板の実装に使用することができるようになる。そして、前記凸状電極の大きさや形状が上記半導体素子のバンプと同じである場合は、同じ異方性導電膜を使用した場合に、半導体素子と可撓性基板の加熱圧着条件において、上記凸状電極の接続箇所とバンプの接続箇所とで同程度の割合の導電粒子を捕捉できるようになり、従来のように二種類の異方性導電膜を使い分ける必要がなくなる。
【0020】
本発明の請求項5記載の液晶表示パネルに対する可撓性基板の実装方法は、請求項1ないし請求項3記載の前記一方の基板に請求項4記載のバンプを有する半導体素子を実装するとともに、半導体素子と対向するように可撓性基板を実装するに際し、半導体素子を実装する位置から可撓性基板を配設する位置に亘る幅の一つの異方性導電膜を介して加熱圧着により実装させることを特徴とする。
【0021】
この発明によれば、上記一方の基板に上記半導体素子と可撓性基板を一つの異方性導電膜を介して実装することができるが、上記半導体素子にはバンプが形成され、上記可撓性基板に凸状電極が形成されていることから、上記異方性導電膜中の導電粒子は上記凸状電極とバンプの間に挟持され、それ以外の箇所では、絶縁膜の存在により導電粒子の連なりによるショート(短絡)が生じることがなくなり、異方性導電膜を使用した高密度実装が可能になる。さらに、前記凸状電極の大きさや形状が上記半導体素子のバンプと同じようにする場合は、異方性導電膜の導電粒子を上記凸状電極箇所とバンプの接続箇所とで同程度の割合で捕捉できるようになり、一つの同じ異方性導電膜を使用した高密度実装の実効が図られるようになる。なお、この発明によれば、同じ異方性導電膜を介して半導体素子と可撓性基板とが加熱圧着されているために、液晶表示パネルの構造の簡略化が図られるとともに、液晶表示パネルの狭額縁化にも資することとなる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0023】
(第1の実施の形態)
本実施の形態は、図1及び図2に示すように、液晶表示パネルLに搭載される半導体素子ICを直接実装するCOG実装に本発明を適用したもので、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルLを構成する対向配置された一対の基板1,2のうち一方の基板1に半導体素子ICが搭載されている。上下一対の基板1,2は、各々短冊状のもので、下方の第1の基板(AM基板)1と上方の第2の基板2がほぼ並行に配され、この第1の基板1と第2の基板2との間に液晶3を封入して形成されている。
【0024】
第1の基板1は、第2の基板2よりも大きく形成され、このため両基板1,2を重ね合わせると、AM基板1の外周側に一部張り出した半導体素子ICの実装領域5が形成されている。また、第1の基板1の上面にはアルミニウム(Al)などによる電極Pb,Pcが形成されている。電極Pb(図2中右側)は、入力電極であり、電極Pc(図2中左側)は、出力電極である。半導体素子ICには、金(Au)や銀(Ag)などを材質とする複数の電極突起(バンプ)Bi,Boが形成されている(符号Biが入力側、符号Boが出力側)。本実施の形態の液晶表示装置は、第1の基板1の長辺方向(図1中左側)に複数(図1中左側の3個)実装される半導体素子ICは、信号線駆動用ICであり、短辺方向(図1中右側)に複数(図1中の右側の2個)実装される半導体素子ICは、ゲート線駆動用ICである。
【0025】
第1の基板1の実装領域5には、半導体実装用の配線パターンP1が形成されるとともに、複数の半導体素子ICが実装されている。配線パターンP1は、半導体素子IC(駆動ドライバ)への信号の供給や電源供給を行う配線群(バス配線)であり、AM基板1では、一方の基板1に成膜される薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)等のスイッチング素子の成膜工程で同時にパターン形成が可能なものである。本実施の形態の配線パターンP1は、アルミニウム製材料をスパッタリングで成膜した後、フォトリソグラフィでパターンニングして形成されている。他方、液晶表示パネルL側には、配線パターンP2が形成されている。
【0026】
第1の基板1のパターン配線P1は、後述するフレキシブル配線板(可撓性基板)Fの接続箇所(電極端子、接続用電極又は電極パッドとも呼ばれる)P1aが形成されているが、図3と図4に示すように、このパターン配線P1の接続箇所P1aは、フレキシブル配線板F1の接続端子(配線)FFの幅M2よりも幅広部分M1aを有して構成されているとともに、この広幅部分M1aを有する接続箇所P1aが互いに重ならないようにその隣接するパターン配線P1の接続箇所P1aがその位置をずらした千鳥状に配されている。図3は、第1の実施の形態における液晶表示パネルLの一方の基板1とフレキシブル配線板Fの平面図であり、図4は、第1の実施の形態におけるフレキシブル配線板Fの断面図である。このような広幅部分M1aは、フレキシブル配線板F1の接続端子FFとの接続される確立を高くするために形成されるもので、図4に示すように、その両側(フレキシブル配線板F1の長手方向側)に延設するものでも(T字型)、図5中の左側に示すように、片側のみに延設するもの(F字型)でも良い。なお、図5中の右側に示すように、片側のみに延設するもの(F字型)が向かい合うものでも良い。本実施の形態では、フレキシブル配線板F1の接続端子(配線)FFの幅M2は50μmであり、これよりもパターン配線P1の接続箇所P1aの幅広部分M1aが広く形成されている。
【0027】
第1の基板1の外周縁部1eには、フレキシブル配線板F1が配設されている。このフレキシブル配線板F1は、半導体素子ICに伝送信号又は電源を供給するもので、半導体素子ICとほぼ同じ大きさの長方形状を呈して、その長手方向を液晶表示パネルLの一方の基板1の外周端1e側に沿うように複数配設され、半導体素子ICと対向するように配されている(図1)。本実施の形態のフレキシブル配線板F1は、半導体素子ICの各位置に対応するように一つずつ配されているが、一つのフレキシブル配線板Fが信号線駆動用ICの位置からゲート線駆動用ICの位置まで、つまり第1の基板1の二辺をL字状に囲むように配されているものもある。
【0028】
フレキシブル配線板F1は、図4に示すように、ベースフィルムFFcと、ベースフィルムFFb上に被覆される導電端子としての金属層FF(P3)と、金属層FFを被覆する絶縁性の樹脂(ポリイミド等の樹脂)や絶縁性のカバーフィルム(ポリイミド等の樹脂でフィルム状に形成されている)FFcとからなる多層に形成されている。ベースフィルムFFbもポリイミド等の樹脂でフィルム状に形成されている。ここで、図3中の右側に示すように、千鳥配置のパターン配線P1の接続箇所P1aに対応させて、フレキシブル配線板F1の接続端子FFの露出部分を千鳥配置にしても良い。
【0029】
液晶表示パネルLのモジュール化工程では、まず、図6(a)に示すように、第1の基板1の実装領域5に半導体素子ICが異方性導電膜6Aの接着剤層側を貼り付けた後、その接着剤6cの表面側のセパレータを剥がし、接着剤層6cを露出させて、半導体素子ICを圧着させる。次いで、図6(b)に示すように、異方性導電膜6Bの接着剤層側を貼り付けた後(第1の基板1の外周端1e側)、その接着剤6cの表面側のセパレータを剥がし、接着剤層6cを露出させて、フレキシブル配線板F1を圧着させて配設させる。半導体素子ICの圧着には、液晶表示パネルLの一辺を多数の圧着ヘッドで同時に圧着する多ヘッド一括圧着や、液晶表示パネルLの一辺を1個の圧着ヘッドで同時に圧着する一括圧着等があるが、本実施の形態では多ヘッド一括圧着で行うことが可能である。
【0030】
本実施の形態では、二種類の異方性導電膜6A,6Bが使用されている。異方性導電膜(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)6A,6Bは、各々、絶縁性を有する接着剤6c中に導電粒子6dが分散され厚み方向(接続方向)に導電性を有し、面方向(横方向)に絶縁性を有し、その接続は基本的には加熱圧着であり、導電粒子6dが電気接続の機能を担当し、接着剤6cが圧接状態を保持する機能を担当する。また、本実施の形態では、導電粒子6dの表面には絶縁皮膜がコートされ、接続方向では圧着力で破壊され下層の金属薄膜と電極が接触して導通し、横方向では破壊されず導電粒子6d同士が接触しても絶縁性が保たれるようになっている。絶縁皮膜としては、熱可塑性樹脂が多く使用されている。接着剤6cとしては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が使用されている。導電粒子6aには、高分子球の表面に金属薄膜をメッキしたものもある。なお、導電粒子6dには、表面に絶縁皮膜がコートされていないものもある。
【0031】
異方性導電膜6A,6Bは、第1の基板1に貼り付ける前は両面テープのようなフィルム状の構成で供給され、第1の基板1に接着剤層6c側を貼り付けた後、セパレータを剥がし接着剤層6cを露出させる。このような異方性導電膜6A,6Bとしては、接着剤6c中に、導電粒子6dと導電粒子6d間の短絡を防止するために、絶縁粒子も分散されてなるものもある。 本実施の形態の異方性導電膜6A,6Bは、フィルム状のもので、樹脂剤6cの表面に保護シートとしての役割を有するセパレータが設けられ、半導体素子ICやフレキシブル配線板F1を実装する直前に剥離される。そして、異方性導電膜6Aの場合、約35000個/mm2程度の導電粒子が絶縁性を有する接着剤中に含まれ、異方性導電膜6Bの場合、約5300個/mm2程度の導電粒子が絶縁性を有する接着剤中に含まれ、導電粒子6dも異方性導電膜6Aの方が小さい。
【0032】
上述したようにフレキシブル配線板F1を第1の基板1に実装すると、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aに、フレキシブル配線板F1の接続端子(配線)FFの幅M2よりも幅広部分M1aが形成されていることから、液晶表示パネルLの一方の基板1にフレキシブル配線板F1を異方性導電膜6Bを介して実装するとき、図7(a)に示すように、フレキシブル配線板F1がその実装されるときの加熱により伸張しても、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aの広幅部分M1aにフレキシブル配線板F1の接続端子FFが異方性導電膜6Aの導電粒子6dを介して接触する確率が高くなり、両者(接続箇所P1aの広幅部分M1aと接続端子FF)の接続が確実なものになる。なお、図7(b)は、パターン配線P1の接続箇所P1aに幅広部分M1aが形成されていない場合を図7(a)と比較して示すもので、この場合は、フレキシブル配線板F1が伸張すると、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aと対応する位置に配置される確率は少ない。
【0033】
(第2の実施の形態)
本実施の形態は、図8及び図9に示すように、上記フレキシブル配線板F2の広幅部分M2aを有する接続端子FF(P3)が重ならないようにその隣接する接続端子FFがその位置をずらした千鳥状に配されている。図8は、第2の実施の形態における液晶表示パネルLの一方の基板1とフレキシブル配線板F2の平面図であり、図9は、第2の実施の形態におけるフレキシブル配線板F2の断面図である。すなわち、第1の実施の形態のパターン配線P1の広幅部分M1aを有する接続箇所P1aのように、上記フレキシブル配線板F2の接続端子FFに広幅部分M2aが設けられている。そして、上記金属層FFbの端部側、つまり第1の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1a側に、凸状電極FFaが形成されている(図2の符号FFa参照)。この凸状電極FFaは、実装部分のみを半導体素子ICのバンプBi,Boと同じような突起状の構成にして、配線の高密度実装を図るためのもので、カバーフィルムFFc側に突出して形成されている。凸状電極FFaとしては、カバーフィルムFFcの表面に至らない厚さでも(図9(a))或いはカバーフィルムFFcの厚さよりも厚くして突出するようにしても良い(図9(b))。本実施の形態の凸状電極FFaは、金属製の広幅部分M2aを有し、金属層FFbの幅よりも広幅で(図8)、パターン配線P1の接続箇所P1aよりも幅広になっている。また、広幅部分M2aを有する凸状電極FFa以外の箇所は、絶縁性の樹脂(ポリイミド等の樹脂)やカバーフィルムFFcで被覆されている。したがって、第1の実施の形態のように、高密度実装が図られるとともに、液晶表示パネルLの一方の基板1に可撓性基板(フレキシブル配線板)Fを異方性導電膜6Aを介して実装するとき、その加熱によりフレキシブル配線板F2が伸張しても、可撓性基板F2の広幅部分M2aを有する接続端子FF、つまり凸状電極Faに上記一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aが接触する確率が高くなる(図10)。つまりバンプBi,Boを有する半導体素子ICのように異方性導電膜6Aを介して一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aとの確実な電気的な接続が図られる。
【0034】
また、凸状電極FFa以外の箇所が絶縁膜FFcにより覆われていることから、凸状電極FFa以外の配線部分ではショート(短絡)することがなくなる。なお、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aを上記凸状電極FFaのように形成しても良い。
【0035】
(第3の実施の形態)
本実施の形態は、図11に示すように、第1及び第2の実施の形態が二種類の異方性導電膜6A,6Bを使用していたのに対して、上記半導体素子ICとフレキシブル配線板F1(或いはF2)とを一つの異方性導電膜6Aを介して両方を圧着させる点が異なる。具体的には、一つの異方性導電膜6Aを半導体素子ICを実装する位置からフレキシブル配線板F1(F2)を配設する位置に亘る幅に、つまり半導体素子ICとフレキシブル配線板F1(F2)の両方を実装し得る幅に一つの異方性導電膜6Aを塗布(貼着)する。そして、第2の実施の形態のフレキシブル配線板F2の広幅部分M2aを有する凸状電極FFaを、半導体素子ICの突起状の電極であるバンプBi,Boと類似の構成として実装する。
【0036】
上記凸状電極FFaは、上記半導体素子ICのバンプBi,Boと同じ大きさ、同じ形状や同じ材質等に形成されていることが望ましい。例えば、上記半導体素子ICのバンプBi,Boの実装面が四角形である場合は、凸状電極FFaも同じ四角形にし、上記半導体素子ICのバンプBi,Boの材質が金(Au)である場合は、凸状電極FFaも同じ金(Au)にし、又、上記半導体素子ICのバンプBi,Boが二段突起のバンプ形状である場合(二段突起のバンプ形状は転写される異方性導電膜の保持機能を一定に保つ機能を有する)は、凸状電極FFaも同じ二段突起の形状にし、更に、上記半導体素子ICのバンプBi,Boが台形や円錐台形である場合は、凸状電極FFaも同じ台形や円錐台形にする等である。本実施の形態では、バンプBi,Boの実装面は50μm×50μmの正方形であり、上記凸状電極FFaの実装面は、これと同じ50μm×50μmの正方形であり、同じ材質の金(Au)により設けられている。ただし、広幅部分M1aを有するパターン配線P1の接続箇所P1aと、広幅部分M2aを有するフレキシブル配線板F2とは、上記第1又は第2の実施の形態の関係で形成されている。
【0037】
したがって、本実施の形態では、一種類の異方性導電膜(異方性導電膜)6Aのみが使用されているが(図11)、液晶表示装置のモジュール化工程では、第1の基板(液晶表示パネル)1の実装領域5に半導体素子ICが異方性導電膜6Aの接着剤層側を貼り付けた後、接着剤6cの表面側のセパレータを剥がし、接着剤層6cを露出させて、半導体素子ICを圧着させた後、フレキシブル配線板F2を同じ異方性導電膜6Aを介して実装する。本実施の形態では、フレキシブル配線板F2の接続端子FFを上記半導体素子ICの入力側のバンプBi,Boと同じ構成として設けられていることから、一つの異方性導電膜6Aを使用することで、この一つの異方性導電膜6Aによる半導体素子ICとフレキシブル配線板F2の最適な熱圧着条件が出しやすくなる。すなわち、フレキシブル配線板F2の凸状電極FFaと半導体素子ICのバンプBi,Boの大きさがほぼ同じであり、しかも、同じ異方性導電膜6Aを使用することから、導電粒子6dの潰れ方や凸状電極FFaとバンプBi,Boとの実装面の凹状化(めり込み)が同じ条件となり、また、導電粒子dを捕捉する率(個数)も同じにできるなど、熱圧着条件が出し易くなり、加熱ツールを使用した実装の効率化が図られる。
【0038】
本実施の形態によれば、従来の二工程による異方性導電膜6A,6Bの塗布作業を一回塗布するだけで済み、しかも、異方性導電膜6Aのみ使用することで半導体素子ICの位置にフレキシブル配線板F2を近接させた状態で配設することができ、液晶表示パネルLの狭額縁化が図られる。なお、半導体素子ICとフレキシブル配線板F2との間隔H1は、0.4〜0.5mm程度であり、フレキシブル配線板F2が上記一方の基板1に掛かる領域H2は1.4mm程度である。
【0039】
(第4の実施の形態)
本実施の形態は、TCP実装に本発明を適用したもので、図12に示すように、配線パターンが形成された可撓性基板F3に半導体素子ICが実装されたもの(リールにロール状に巻かれたTAB(tape automated bonding)テープをリール・ツー・リールで連続処理する)を異方性導電膜6Aを介して上記一方の基板1のパターン配線の接続箇所に実装するものである。TCP実装ではベース基材にポリイミドフィルムなどの可撓性のプラスチック材料を使用して、モジュール構造のフレキシブルな設計を可能にする。なお、TAB(tape automated bonding)はTCPパッケージ製法を本来指す言葉であるが、現在では、TABは製法及びTCPに使用されるベース基材を指し、これにより生産された半導体素子ICの実装されたパッケージをTCPと称しているもので、本明細書中でもこの意味で使用する。可撓性基板F3は、四角形状、長方形状やその他の形状の場合もあり、断面U字状に折り曲げて使用される場合もある。
【0040】
図12は、異方性導電膜6Aを使用してTCP実装した場合の図である。本実施の形態のモジュール化工程は、上記第1の基板1の外周端1eに異方性導電膜6Aを使用して可撓性基板F3を実装した場合の例である。ここで、異方性導電膜は一つで二つでも良い。なお、可撓性基板F3とフレキシブル配線板F1,F2との導通に際しては、上記第1及び第2の実施の形態のフレキシブル配線板F1,F2を使用して、可撓性基板F3に上記一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aのような接続箇所を形成して、異方性導電膜6Aを介して互いに導通させることも可能である。
【0041】
以上、各実施の形態では、COG実装、FOG実装やTCP実装を例に説明したが、凸状電極FFaを有する可撓性基板又はフレキシブル配線基板F1等は、回路基板一般にも適用可能である。
【0042】
【発明の効果】
本発明に係る液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルに対する可撓性基板の実装方法によれば、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の接続端子の少なくとも一方が広幅部分を有することから、液晶表示パネルの一方の基板に半導体素子と可撓性基板を対向させるように実装するとき、可撓性基板がその実装されるときの加熱により伸張しても、一方の基板のパターン配線の接続箇所は広幅部分を有するフレキシブル配線板の配線のいずれかに接触する確率が高くなり、両者の確実な接続により安定した導通が可能になる。また、凸状電極を形成し、この凸状電極以外の配線部分が絶縁樹脂により覆われているという、いわば半導体素子の突起状の電極であるバンプ構成を採用することから、上記凸状電極以外の箇所で一方の基板のパターン配線の接続箇所との電気的に接続され、高密度実装が図られ、それ以外の箇所ではショート(短絡)することがなく、さらに、上記半導体素子と可撓性基板を一つの同じ異方性導電膜を介して同じような熱圧着条件で実装することができることから、可撓性基板が小型・薄型のもので、かつ、配線のファインピッチが強く要求されるものでも高密度実装の向上が図られる。
【0043】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の液晶表示パネルを示す斜視図である。
【図2】上記第1の実施の形態の液晶表示パネルを示す断面図である。
【図3】上記第1の実施の形態における液晶表示パネルの一方の基板とフレキシブル配線板の平面図である。
【図4】上記第1の実施の形態におけるフレキシブル配線板の断面図である。
【図5】上記一方の基板の他の例の平面図である。
【図6】上記第1の実施の形態の半導体素子とフレキシブル配線板の実装工程を説明する図である。
【図7】上記第1の実施の形態のフレキシブル配線板が伸張した状態を従来例と比較して説明する断面図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態の液晶表示パネルの平面図である。
【図9】上記第2の実施の形態の他の例を示すの平面図である。
【図10】上記第2の実施の形態のフレキシブル配線板が伸張した状態を説明する断面図である。
【図11】上記第3の実施の形態の半導体素子とフレキシブル配線板の実装工程を説明する図である。
【図12】本発明の第4の実施の形態の液晶表示パネルの平面図である。
【図13】従来の液晶表示パネルの平面図である。
【図14】従来の液晶表示パネルの断面図である。
【符号の説明】
1 一方の基板(第1の基板)、
2 他方の基板(第2の基板)、
3 液晶、
5 実装領域、
6A 異方性導電膜、
6B 異方性導電膜、
6c 接着剤、
6d 導電粒子、
F,F1,F2,F3 可撓性基板(フレキシブル配線板)、
Bi,Bo 半導体素子のバンプ、
IC 半導体素子、
FF(P3) 金属層(配線、接続端子)、
FFa 配線の凸状電極、
FFb ベースフィルム、
FFc カバーフィルム、
P1 第1の基板のパターン配線、
P1a パターン配線の接続箇所、
P3(FF) フレキシブル配線板のパターン配線、
M1a パターン配線の接続箇所の広幅部分、
M2b 接続端子の広幅部分、
L 液晶表示パネル、
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルに対する可撓性基板の実装方法に関し、特に液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板をICチップやLSIチップなどの半導体素子と対向するように実装する液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルに使用する可撓性基板の実装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ICチップやLSIチップなどの半導体素子として、突起状の電極であるバンプを有するものが半導体実装用の基板の小型化やモジュールの薄型化などに有利なことから、各種コンピュータや液晶表示パネル(或いは液晶表示装置)などの電子機器に多く用いられている。この突起状の電極であるバンプは、その材質として、半田や、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉛(Pb)、ニッケル(Ni)などが利用され、フォトリソグラフィとメッキ法による方法、或いは、フォトリソグラフィとメッキ法によって形成したバンプ上にクリーム状半田を印刷して形成する方法や、いわゆる転写バンプ法等で形成する方法が従来からある。
【0003】
このようなバンプ付き半導体素子を基板にフェースダウンで実装する方法として種々の方法があるが、半田に代わって異方性導電膜(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)を接続端子間に介在させることにより高密度実装を可能にするようになってきている(ファインピッチ化)。異方性導電膜は、絶縁性を有する接着剤中に導電粒子が分散され厚み方向(接続方向)に導電性を有し、面方向(横方向)に絶縁性を有するペースト状又はフィルム状の接着剤である。
【0004】
一方、液晶表示パネルにおける液晶を駆動させる半導体素子の実装では、液晶を挟持する一対の基板の一方の基板(ガラス基板)にTAB(tape automated bonding)テープを異方性導電膜を介して実装するTCP実装(tape carrier package)や、液晶を挟持する一対の基板の一方の基板上のパターン配線の接続箇所(電極端子、接続用電極又は電極パッドとも呼ばれる)に半導体素子を直接接続するCOG(chip on glass)実装がある。ガラス基板の代わりにプラスチック製のフレキシブル基板が用いられることもあるが(これをCOF(chip on flexible)、COP(chip on plastic)と呼ぶこともある。)、COG実装は、液晶表示パネルの小型化・薄型化が著しい液晶表示パネルの分野において、TCP実装に代わって主流になっている。TCP実装やCOG実装では、上記異方性導電膜を使用して、上記バンプを有する半導体素子を実装することが通常である。なお、近年の半導体素子の高密度化と半導体実装用の基板の更なる小型化に伴って、バンプ配列はピッチが狭くなる傾向にあり(バンプのファインピッチ化)、このためバンプの配列をいわゆる千鳥構成の複数配列とすることが多い。
【0005】
COG実装では、図13及び図14に示すように、液晶表示パネルLの一方の基板1の実装領域5にバンプを有する半導体素子ICが異方性導電膜106Aを介して実装されるとともに、一方の基板1の外周端縁に可撓性基板(フレキシブル配線板)Fが異方性導電膜106Bを介して配設されている。一方の基板1の実装領域に配線パターンP1が成膜形成され、この配線パターンP1とフレキシブル配線板Fの裏面側に形成される所定の長さの金属製のもので、保護膜FFcからむき出し状態の接続端子P3が異方性導電膜中の導電粒子6dを介して導通する。ここで、二種類の異方性導電膜106A,106Bは、導通に寄与する接続部分の相違(いわゆるバンプの有無の相違)や価格の相違等の理由から、半導体素子ICの実装に使用されるものの方がフレキシブル配線板Fの実装に使用されるものよりも導電粒子の径が小さなものが使用される。通常、異方性導電膜106Aの場合、約35000個/mm2程度の導電粒子が絶縁性を有する接着剤中に含まれ、異方性導電膜106Bの場合、約5300個/mm2程度の導電粒子が絶縁性を有する接着剤中に含まれ、導電粒子6dも異方性導電膜6Aの方が小さい。なお、半導体素子ICが実装されフィルム状に供給されるTCP実装では、フィルム状の可撓性基板が一方の基板1に対して異方性導電膜106Aを介して実装される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶表示パネルLの一方の基板1への可撓性基板の実装は、TCP実装でもCOG実装でも、異方性導電膜106A,106B等の接着剤を介して加熱圧着させることから、フレキシブル配線板F等の可撓性基板が伸張して、上記一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所とフレキシブル配線板F等の可撓性基板の配線P3の接続端子とが位置ズレを生じて互いの導通不良を生じさせる原因となったり、ショート(短絡)の原因となったりしていた。
【0007】
特にこの位置ズレの問題は、液晶表示パネルの更なる狭額縁化や薄型・軽量化の要請から、ファインピッチ化や多端子接続の要請による高密度実装に顕著に表れる。半導体素子ICのみならずフレキシブル配線板F等の可撓性基板も小型化が進んで、フレキシブル配線板Fの配線(接続端子)の場合にも高密度実装が行われる傾向にある。
【0008】
また、液晶表示パネルの狭額縁化を図るものとして、特許文献1に係る技術が開示されている。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−229055号公報
【0010】
この特許文献1は、半導体素子とフレキシブル配線板(可撓性基板)とを半導体素子を実装する位置からフレキシブル配線板を配設する位置に亘る幅の一つの異方性導電膜(上記一方の異方性導電膜106Aを使用するとして)を介して両方を圧着させる技術である。しかしながら、一つの異方性導電膜により加熱するときでもフレキシブル配線板の伸張による位置ズレは生じる。なお、高密度実装からフレキシブル配線板の配線パターン(上記図14における符号P3)の配線ピッチと幅を狭くしたとしても、接続端子の導通面積が長く形成されているために、上記位置ズレによるショートの確率が十分に小さくなるとは言えない。また、上記一方の異方性導電膜106Aを使用すると、上記一方の異方性導電膜106Aは導電粒子の密度が高いことと、フレキシブル配線板の接続端子の導通面積(むき出し状態で所定の長さを有する)が長いことから、導電粒子の連なりによるショートの確率が高くなる。
【0011】
そこで、本発明の目的は、液晶表示パネルの一方の基板に使用される可撓性基板の高密度実装による配線接続に優れ、液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板を実装する際に可撓性基板が伸張しても、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の接続端子との確実な接続を図ることが可能な液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルに使用する可撓性基板の実装方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の液晶表示パネルは、対向する一対の基板間に液晶が狭持された液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板が実装され、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の配線の端部に形成される接続端子とを導通させるが、可撓性基板の接続端子は、一方の基板のパターン配線の接続箇所よりも広幅の広幅部分を有するとともに、この広幅部分を有する接続端子が重ならないようにその隣接する接続端子がその位置をずらした千鳥状に配され、この広幅部分を有する接続端子以外の配線部分が絶縁膜により覆われていることを特徴とする。
【0013】
この発明によれば、液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板を異方性導電膜等の接着剤を介して実装するとき、可撓性基板がその実装されるときの加熱(熱圧着)により伸張しても、可撓性基板の広幅部分を有する接続端子に一方の基板のパターン配線の接続箇所が接触する確率が高くなる。また、可撓性基板の広幅部分を有する接続端子が重ならないようにその隣接する接続端子がその位置をずらした千鳥状に配されていることから、高密度実装が図られる。そして、接続端子以外の配線部分が絶縁膜により覆われていることから、この広幅部分以外の箇所ではショート(短絡)することがなくなる。
【0014】
本発明の請求項2記載の液晶表示パネルは、対向する一対の基板間に液晶が狭持された液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板が実装され、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の配線の端部に形成される接続端子とを導通させるが、前記一方の基板のパターン配線の接続箇所は、可撓性基板の接続端子よりも広幅の広幅部分を有するとともに、この広幅部分を有する接続箇所が重ならないようにその隣接する接続箇所がその位置をずらした千鳥状に配され、この広幅部分を有する接続箇所以外の配線部分が絶縁膜により覆われていることを特徴とする。
【0015】
この発明によれば、液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板を異方性導電膜等の接着剤を介して実装するとき、可撓性基板がその実装されるときの加熱により伸張しても、一方の基板のパターン配線の広幅部分を有する接続箇所に可撓性基板の接続端子が接触する確率が高くなる。また、一方の基板のパターン配線の広幅部分を有する接続箇所が重ならないようにその隣接する接続箇所がその位置をずらした千鳥状に配されていることから、高密度実装が図られる。そして、この広幅部分を有する接続箇所以外の配線部分が絶縁膜により覆われていることから、この広幅部分を有する接続箇所以外の箇所ではショート(短絡)することがなくなる。
【0016】
本発明の請求項3記載の液晶表示パネルは、請求項1記載又は請求項1記載の発明を前提として、前記可撓性基板の広幅部分を有する接続端子、又は、液晶表示パネルの一方の基板のパターン配線の広幅部分を有する接続箇所が凸状電極として形成されていることを特徴とする。
【0017】
この発明によれば、可撓性基板の広幅部分を有する接続端子、又は、液晶表示パネルの一方の基板のパターン配線の広幅部分を有する接続箇所が凸状電極として形成され、いわば半導体素子の突起状の電極であるバンプ構成と類似の構成、つまり接続の実装部分を同じようにすることから、異方性導電膜、つまり絶縁性を有する接着剤中に導電粒子が分散された異方性導電膜を介して加熱圧着により実装させる際に、上記凸状電極と一方の基板のパターン配線の接続箇所との間で導電粒子を挟持することになり、安定した導通を図りながら高密度実装することができるようになる。
【0018】
本発明の請求項4記載の液晶表示パネルは、請求項3記載の発明を前提として、一方の基板に液晶を駆動させる半導体素子が実装され、この半導体素子に突起状の電極であるバンプが形成され、このバンプを有する半導体素子と前記凸状電極を有する可撓性基板とが同じ異方性導電膜を介して加熱圧着により実装されていることを特徴とする。前記凸状電極の大きさや形状は、上記半導体素子のバンプと同じであることが好ましい。
【0019】
この発明によれば、一方の基板に液晶を駆動させる半導体素子に突起状の電極であるバンプが形成されていることから、バンプを有する半導体素子を実装する際に使用される異方性導電膜を可撓性基板の実装に使用することができるようになる。そして、前記凸状電極の大きさや形状が上記半導体素子のバンプと同じである場合は、同じ異方性導電膜を使用した場合に、半導体素子と可撓性基板の加熱圧着条件において、上記凸状電極の接続箇所とバンプの接続箇所とで同程度の割合の導電粒子を捕捉できるようになり、従来のように二種類の異方性導電膜を使い分ける必要がなくなる。
【0020】
本発明の請求項5記載の液晶表示パネルに対する可撓性基板の実装方法は、請求項1ないし請求項3記載の前記一方の基板に請求項4記載のバンプを有する半導体素子を実装するとともに、半導体素子と対向するように可撓性基板を実装するに際し、半導体素子を実装する位置から可撓性基板を配設する位置に亘る幅の一つの異方性導電膜を介して加熱圧着により実装させることを特徴とする。
【0021】
この発明によれば、上記一方の基板に上記半導体素子と可撓性基板を一つの異方性導電膜を介して実装することができるが、上記半導体素子にはバンプが形成され、上記可撓性基板に凸状電極が形成されていることから、上記異方性導電膜中の導電粒子は上記凸状電極とバンプの間に挟持され、それ以外の箇所では、絶縁膜の存在により導電粒子の連なりによるショート(短絡)が生じることがなくなり、異方性導電膜を使用した高密度実装が可能になる。さらに、前記凸状電極の大きさや形状が上記半導体素子のバンプと同じようにする場合は、異方性導電膜の導電粒子を上記凸状電極箇所とバンプの接続箇所とで同程度の割合で捕捉できるようになり、一つの同じ異方性導電膜を使用した高密度実装の実効が図られるようになる。なお、この発明によれば、同じ異方性導電膜を介して半導体素子と可撓性基板とが加熱圧着されているために、液晶表示パネルの構造の簡略化が図られるとともに、液晶表示パネルの狭額縁化にも資することとなる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0023】
(第1の実施の形態)
本実施の形態は、図1及び図2に示すように、液晶表示パネルLに搭載される半導体素子ICを直接実装するCOG実装に本発明を適用したもので、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルLを構成する対向配置された一対の基板1,2のうち一方の基板1に半導体素子ICが搭載されている。上下一対の基板1,2は、各々短冊状のもので、下方の第1の基板(AM基板)1と上方の第2の基板2がほぼ並行に配され、この第1の基板1と第2の基板2との間に液晶3を封入して形成されている。
【0024】
第1の基板1は、第2の基板2よりも大きく形成され、このため両基板1,2を重ね合わせると、AM基板1の外周側に一部張り出した半導体素子ICの実装領域5が形成されている。また、第1の基板1の上面にはアルミニウム(Al)などによる電極Pb,Pcが形成されている。電極Pb(図2中右側)は、入力電極であり、電極Pc(図2中左側)は、出力電極である。半導体素子ICには、金(Au)や銀(Ag)などを材質とする複数の電極突起(バンプ)Bi,Boが形成されている(符号Biが入力側、符号Boが出力側)。本実施の形態の液晶表示装置は、第1の基板1の長辺方向(図1中左側)に複数(図1中左側の3個)実装される半導体素子ICは、信号線駆動用ICであり、短辺方向(図1中右側)に複数(図1中の右側の2個)実装される半導体素子ICは、ゲート線駆動用ICである。
【0025】
第1の基板1の実装領域5には、半導体実装用の配線パターンP1が形成されるとともに、複数の半導体素子ICが実装されている。配線パターンP1は、半導体素子IC(駆動ドライバ)への信号の供給や電源供給を行う配線群(バス配線)であり、AM基板1では、一方の基板1に成膜される薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)等のスイッチング素子の成膜工程で同時にパターン形成が可能なものである。本実施の形態の配線パターンP1は、アルミニウム製材料をスパッタリングで成膜した後、フォトリソグラフィでパターンニングして形成されている。他方、液晶表示パネルL側には、配線パターンP2が形成されている。
【0026】
第1の基板1のパターン配線P1は、後述するフレキシブル配線板(可撓性基板)Fの接続箇所(電極端子、接続用電極又は電極パッドとも呼ばれる)P1aが形成されているが、図3と図4に示すように、このパターン配線P1の接続箇所P1aは、フレキシブル配線板F1の接続端子(配線)FFの幅M2よりも幅広部分M1aを有して構成されているとともに、この広幅部分M1aを有する接続箇所P1aが互いに重ならないようにその隣接するパターン配線P1の接続箇所P1aがその位置をずらした千鳥状に配されている。図3は、第1の実施の形態における液晶表示パネルLの一方の基板1とフレキシブル配線板Fの平面図であり、図4は、第1の実施の形態におけるフレキシブル配線板Fの断面図である。このような広幅部分M1aは、フレキシブル配線板F1の接続端子FFとの接続される確立を高くするために形成されるもので、図4に示すように、その両側(フレキシブル配線板F1の長手方向側)に延設するものでも(T字型)、図5中の左側に示すように、片側のみに延設するもの(F字型)でも良い。なお、図5中の右側に示すように、片側のみに延設するもの(F字型)が向かい合うものでも良い。本実施の形態では、フレキシブル配線板F1の接続端子(配線)FFの幅M2は50μmであり、これよりもパターン配線P1の接続箇所P1aの幅広部分M1aが広く形成されている。
【0027】
第1の基板1の外周縁部1eには、フレキシブル配線板F1が配設されている。このフレキシブル配線板F1は、半導体素子ICに伝送信号又は電源を供給するもので、半導体素子ICとほぼ同じ大きさの長方形状を呈して、その長手方向を液晶表示パネルLの一方の基板1の外周端1e側に沿うように複数配設され、半導体素子ICと対向するように配されている(図1)。本実施の形態のフレキシブル配線板F1は、半導体素子ICの各位置に対応するように一つずつ配されているが、一つのフレキシブル配線板Fが信号線駆動用ICの位置からゲート線駆動用ICの位置まで、つまり第1の基板1の二辺をL字状に囲むように配されているものもある。
【0028】
フレキシブル配線板F1は、図4に示すように、ベースフィルムFFcと、ベースフィルムFFb上に被覆される導電端子としての金属層FF(P3)と、金属層FFを被覆する絶縁性の樹脂(ポリイミド等の樹脂)や絶縁性のカバーフィルム(ポリイミド等の樹脂でフィルム状に形成されている)FFcとからなる多層に形成されている。ベースフィルムFFbもポリイミド等の樹脂でフィルム状に形成されている。ここで、図3中の右側に示すように、千鳥配置のパターン配線P1の接続箇所P1aに対応させて、フレキシブル配線板F1の接続端子FFの露出部分を千鳥配置にしても良い。
【0029】
液晶表示パネルLのモジュール化工程では、まず、図6(a)に示すように、第1の基板1の実装領域5に半導体素子ICが異方性導電膜6Aの接着剤層側を貼り付けた後、その接着剤6cの表面側のセパレータを剥がし、接着剤層6cを露出させて、半導体素子ICを圧着させる。次いで、図6(b)に示すように、異方性導電膜6Bの接着剤層側を貼り付けた後(第1の基板1の外周端1e側)、その接着剤6cの表面側のセパレータを剥がし、接着剤層6cを露出させて、フレキシブル配線板F1を圧着させて配設させる。半導体素子ICの圧着には、液晶表示パネルLの一辺を多数の圧着ヘッドで同時に圧着する多ヘッド一括圧着や、液晶表示パネルLの一辺を1個の圧着ヘッドで同時に圧着する一括圧着等があるが、本実施の形態では多ヘッド一括圧着で行うことが可能である。
【0030】
本実施の形態では、二種類の異方性導電膜6A,6Bが使用されている。異方性導電膜(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)6A,6Bは、各々、絶縁性を有する接着剤6c中に導電粒子6dが分散され厚み方向(接続方向)に導電性を有し、面方向(横方向)に絶縁性を有し、その接続は基本的には加熱圧着であり、導電粒子6dが電気接続の機能を担当し、接着剤6cが圧接状態を保持する機能を担当する。また、本実施の形態では、導電粒子6dの表面には絶縁皮膜がコートされ、接続方向では圧着力で破壊され下層の金属薄膜と電極が接触して導通し、横方向では破壊されず導電粒子6d同士が接触しても絶縁性が保たれるようになっている。絶縁皮膜としては、熱可塑性樹脂が多く使用されている。接着剤6cとしては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が使用されている。導電粒子6aには、高分子球の表面に金属薄膜をメッキしたものもある。なお、導電粒子6dには、表面に絶縁皮膜がコートされていないものもある。
【0031】
異方性導電膜6A,6Bは、第1の基板1に貼り付ける前は両面テープのようなフィルム状の構成で供給され、第1の基板1に接着剤層6c側を貼り付けた後、セパレータを剥がし接着剤層6cを露出させる。このような異方性導電膜6A,6Bとしては、接着剤6c中に、導電粒子6dと導電粒子6d間の短絡を防止するために、絶縁粒子も分散されてなるものもある。 本実施の形態の異方性導電膜6A,6Bは、フィルム状のもので、樹脂剤6cの表面に保護シートとしての役割を有するセパレータが設けられ、半導体素子ICやフレキシブル配線板F1を実装する直前に剥離される。そして、異方性導電膜6Aの場合、約35000個/mm2程度の導電粒子が絶縁性を有する接着剤中に含まれ、異方性導電膜6Bの場合、約5300個/mm2程度の導電粒子が絶縁性を有する接着剤中に含まれ、導電粒子6dも異方性導電膜6Aの方が小さい。
【0032】
上述したようにフレキシブル配線板F1を第1の基板1に実装すると、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aに、フレキシブル配線板F1の接続端子(配線)FFの幅M2よりも幅広部分M1aが形成されていることから、液晶表示パネルLの一方の基板1にフレキシブル配線板F1を異方性導電膜6Bを介して実装するとき、図7(a)に示すように、フレキシブル配線板F1がその実装されるときの加熱により伸張しても、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aの広幅部分M1aにフレキシブル配線板F1の接続端子FFが異方性導電膜6Aの導電粒子6dを介して接触する確率が高くなり、両者(接続箇所P1aの広幅部分M1aと接続端子FF)の接続が確実なものになる。なお、図7(b)は、パターン配線P1の接続箇所P1aに幅広部分M1aが形成されていない場合を図7(a)と比較して示すもので、この場合は、フレキシブル配線板F1が伸張すると、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aと対応する位置に配置される確率は少ない。
【0033】
(第2の実施の形態)
本実施の形態は、図8及び図9に示すように、上記フレキシブル配線板F2の広幅部分M2aを有する接続端子FF(P3)が重ならないようにその隣接する接続端子FFがその位置をずらした千鳥状に配されている。図8は、第2の実施の形態における液晶表示パネルLの一方の基板1とフレキシブル配線板F2の平面図であり、図9は、第2の実施の形態におけるフレキシブル配線板F2の断面図である。すなわち、第1の実施の形態のパターン配線P1の広幅部分M1aを有する接続箇所P1aのように、上記フレキシブル配線板F2の接続端子FFに広幅部分M2aが設けられている。そして、上記金属層FFbの端部側、つまり第1の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1a側に、凸状電極FFaが形成されている(図2の符号FFa参照)。この凸状電極FFaは、実装部分のみを半導体素子ICのバンプBi,Boと同じような突起状の構成にして、配線の高密度実装を図るためのもので、カバーフィルムFFc側に突出して形成されている。凸状電極FFaとしては、カバーフィルムFFcの表面に至らない厚さでも(図9(a))或いはカバーフィルムFFcの厚さよりも厚くして突出するようにしても良い(図9(b))。本実施の形態の凸状電極FFaは、金属製の広幅部分M2aを有し、金属層FFbの幅よりも広幅で(図8)、パターン配線P1の接続箇所P1aよりも幅広になっている。また、広幅部分M2aを有する凸状電極FFa以外の箇所は、絶縁性の樹脂(ポリイミド等の樹脂)やカバーフィルムFFcで被覆されている。したがって、第1の実施の形態のように、高密度実装が図られるとともに、液晶表示パネルLの一方の基板1に可撓性基板(フレキシブル配線板)Fを異方性導電膜6Aを介して実装するとき、その加熱によりフレキシブル配線板F2が伸張しても、可撓性基板F2の広幅部分M2aを有する接続端子FF、つまり凸状電極Faに上記一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aが接触する確率が高くなる(図10)。つまりバンプBi,Boを有する半導体素子ICのように異方性導電膜6Aを介して一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aとの確実な電気的な接続が図られる。
【0034】
また、凸状電極FFa以外の箇所が絶縁膜FFcにより覆われていることから、凸状電極FFa以外の配線部分ではショート(短絡)することがなくなる。なお、一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aを上記凸状電極FFaのように形成しても良い。
【0035】
(第3の実施の形態)
本実施の形態は、図11に示すように、第1及び第2の実施の形態が二種類の異方性導電膜6A,6Bを使用していたのに対して、上記半導体素子ICとフレキシブル配線板F1(或いはF2)とを一つの異方性導電膜6Aを介して両方を圧着させる点が異なる。具体的には、一つの異方性導電膜6Aを半導体素子ICを実装する位置からフレキシブル配線板F1(F2)を配設する位置に亘る幅に、つまり半導体素子ICとフレキシブル配線板F1(F2)の両方を実装し得る幅に一つの異方性導電膜6Aを塗布(貼着)する。そして、第2の実施の形態のフレキシブル配線板F2の広幅部分M2aを有する凸状電極FFaを、半導体素子ICの突起状の電極であるバンプBi,Boと類似の構成として実装する。
【0036】
上記凸状電極FFaは、上記半導体素子ICのバンプBi,Boと同じ大きさ、同じ形状や同じ材質等に形成されていることが望ましい。例えば、上記半導体素子ICのバンプBi,Boの実装面が四角形である場合は、凸状電極FFaも同じ四角形にし、上記半導体素子ICのバンプBi,Boの材質が金(Au)である場合は、凸状電極FFaも同じ金(Au)にし、又、上記半導体素子ICのバンプBi,Boが二段突起のバンプ形状である場合(二段突起のバンプ形状は転写される異方性導電膜の保持機能を一定に保つ機能を有する)は、凸状電極FFaも同じ二段突起の形状にし、更に、上記半導体素子ICのバンプBi,Boが台形や円錐台形である場合は、凸状電極FFaも同じ台形や円錐台形にする等である。本実施の形態では、バンプBi,Boの実装面は50μm×50μmの正方形であり、上記凸状電極FFaの実装面は、これと同じ50μm×50μmの正方形であり、同じ材質の金(Au)により設けられている。ただし、広幅部分M1aを有するパターン配線P1の接続箇所P1aと、広幅部分M2aを有するフレキシブル配線板F2とは、上記第1又は第2の実施の形態の関係で形成されている。
【0037】
したがって、本実施の形態では、一種類の異方性導電膜(異方性導電膜)6Aのみが使用されているが(図11)、液晶表示装置のモジュール化工程では、第1の基板(液晶表示パネル)1の実装領域5に半導体素子ICが異方性導電膜6Aの接着剤層側を貼り付けた後、接着剤6cの表面側のセパレータを剥がし、接着剤層6cを露出させて、半導体素子ICを圧着させた後、フレキシブル配線板F2を同じ異方性導電膜6Aを介して実装する。本実施の形態では、フレキシブル配線板F2の接続端子FFを上記半導体素子ICの入力側のバンプBi,Boと同じ構成として設けられていることから、一つの異方性導電膜6Aを使用することで、この一つの異方性導電膜6Aによる半導体素子ICとフレキシブル配線板F2の最適な熱圧着条件が出しやすくなる。すなわち、フレキシブル配線板F2の凸状電極FFaと半導体素子ICのバンプBi,Boの大きさがほぼ同じであり、しかも、同じ異方性導電膜6Aを使用することから、導電粒子6dの潰れ方や凸状電極FFaとバンプBi,Boとの実装面の凹状化(めり込み)が同じ条件となり、また、導電粒子dを捕捉する率(個数)も同じにできるなど、熱圧着条件が出し易くなり、加熱ツールを使用した実装の効率化が図られる。
【0038】
本実施の形態によれば、従来の二工程による異方性導電膜6A,6Bの塗布作業を一回塗布するだけで済み、しかも、異方性導電膜6Aのみ使用することで半導体素子ICの位置にフレキシブル配線板F2を近接させた状態で配設することができ、液晶表示パネルLの狭額縁化が図られる。なお、半導体素子ICとフレキシブル配線板F2との間隔H1は、0.4〜0.5mm程度であり、フレキシブル配線板F2が上記一方の基板1に掛かる領域H2は1.4mm程度である。
【0039】
(第4の実施の形態)
本実施の形態は、TCP実装に本発明を適用したもので、図12に示すように、配線パターンが形成された可撓性基板F3に半導体素子ICが実装されたもの(リールにロール状に巻かれたTAB(tape automated bonding)テープをリール・ツー・リールで連続処理する)を異方性導電膜6Aを介して上記一方の基板1のパターン配線の接続箇所に実装するものである。TCP実装ではベース基材にポリイミドフィルムなどの可撓性のプラスチック材料を使用して、モジュール構造のフレキシブルな設計を可能にする。なお、TAB(tape automated bonding)はTCPパッケージ製法を本来指す言葉であるが、現在では、TABは製法及びTCPに使用されるベース基材を指し、これにより生産された半導体素子ICの実装されたパッケージをTCPと称しているもので、本明細書中でもこの意味で使用する。可撓性基板F3は、四角形状、長方形状やその他の形状の場合もあり、断面U字状に折り曲げて使用される場合もある。
【0040】
図12は、異方性導電膜6Aを使用してTCP実装した場合の図である。本実施の形態のモジュール化工程は、上記第1の基板1の外周端1eに異方性導電膜6Aを使用して可撓性基板F3を実装した場合の例である。ここで、異方性導電膜は一つで二つでも良い。なお、可撓性基板F3とフレキシブル配線板F1,F2との導通に際しては、上記第1及び第2の実施の形態のフレキシブル配線板F1,F2を使用して、可撓性基板F3に上記一方の基板1のパターン配線P1の接続箇所P1aのような接続箇所を形成して、異方性導電膜6Aを介して互いに導通させることも可能である。
【0041】
以上、各実施の形態では、COG実装、FOG実装やTCP実装を例に説明したが、凸状電極FFaを有する可撓性基板又はフレキシブル配線基板F1等は、回路基板一般にも適用可能である。
【0042】
【発明の効果】
本発明に係る液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルに対する可撓性基板の実装方法によれば、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の接続端子の少なくとも一方が広幅部分を有することから、液晶表示パネルの一方の基板に半導体素子と可撓性基板を対向させるように実装するとき、可撓性基板がその実装されるときの加熱により伸張しても、一方の基板のパターン配線の接続箇所は広幅部分を有するフレキシブル配線板の配線のいずれかに接触する確率が高くなり、両者の確実な接続により安定した導通が可能になる。また、凸状電極を形成し、この凸状電極以外の配線部分が絶縁樹脂により覆われているという、いわば半導体素子の突起状の電極であるバンプ構成を採用することから、上記凸状電極以外の箇所で一方の基板のパターン配線の接続箇所との電気的に接続され、高密度実装が図られ、それ以外の箇所ではショート(短絡)することがなく、さらに、上記半導体素子と可撓性基板を一つの同じ異方性導電膜を介して同じような熱圧着条件で実装することができることから、可撓性基板が小型・薄型のもので、かつ、配線のファインピッチが強く要求されるものでも高密度実装の向上が図られる。
【0043】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の液晶表示パネルを示す斜視図である。
【図2】上記第1の実施の形態の液晶表示パネルを示す断面図である。
【図3】上記第1の実施の形態における液晶表示パネルの一方の基板とフレキシブル配線板の平面図である。
【図4】上記第1の実施の形態におけるフレキシブル配線板の断面図である。
【図5】上記一方の基板の他の例の平面図である。
【図6】上記第1の実施の形態の半導体素子とフレキシブル配線板の実装工程を説明する図である。
【図7】上記第1の実施の形態のフレキシブル配線板が伸張した状態を従来例と比較して説明する断面図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態の液晶表示パネルの平面図である。
【図9】上記第2の実施の形態の他の例を示すの平面図である。
【図10】上記第2の実施の形態のフレキシブル配線板が伸張した状態を説明する断面図である。
【図11】上記第3の実施の形態の半導体素子とフレキシブル配線板の実装工程を説明する図である。
【図12】本発明の第4の実施の形態の液晶表示パネルの平面図である。
【図13】従来の液晶表示パネルの平面図である。
【図14】従来の液晶表示パネルの断面図である。
【符号の説明】
1 一方の基板(第1の基板)、
2 他方の基板(第2の基板)、
3 液晶、
5 実装領域、
6A 異方性導電膜、
6B 異方性導電膜、
6c 接着剤、
6d 導電粒子、
F,F1,F2,F3 可撓性基板(フレキシブル配線板)、
Bi,Bo 半導体素子のバンプ、
IC 半導体素子、
FF(P3) 金属層(配線、接続端子)、
FFa 配線の凸状電極、
FFb ベースフィルム、
FFc カバーフィルム、
P1 第1の基板のパターン配線、
P1a パターン配線の接続箇所、
P3(FF) フレキシブル配線板のパターン配線、
M1a パターン配線の接続箇所の広幅部分、
M2b 接続端子の広幅部分、
L 液晶表示パネル、
Claims (5)
- 対向する一対の基板間に液晶が狭持された液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板が実装され、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の配線の端部に形成される接続端子とを導通させるが、可撓性基板の接続端子は、一方の基板のパターン配線の接続箇所よりも広幅の広幅部分を有するとともに、この広幅部分を有する接続端子が重ならないようにその隣接する接続端子がその位置をずらした千鳥状に配され、この広幅部分を有する接続端子以外の配線部分が絶縁膜により覆われていることを特徴とする液晶表示パネル。
- 対向する一対の基板間に液晶が狭持された液晶表示パネルの一方の基板に可撓性基板が実装され、一方の基板のパターン配線の接続箇所と可撓性基板の配線の端部に形成される接続端子とを導通させるが、前記一方の基板のパターン配線の接続箇所は、可撓性基板の接続端子よりも広幅の広幅部分を有するとともに、この広幅部分を有する接続箇所が重ならないようにその隣接する接続箇所がその位置をずらした千鳥状に配され、この広幅部分を有する接続箇所以外の配線部分が絶縁膜により覆われていることを特徴とする液晶表示パネル。
- 前記可撓性基板の広幅部分を有する接続端子、又は、液晶表示パネルの一方の基板のパターン配線の広幅部分を有する接続箇所が凸状電極として形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の液晶表示パネル。
- 前記一方の基板に液晶を駆動させる半導体素子が実装され、この半導体素子に突起状の電極であるバンプが形成され、このバンプを有する半導体素子と前記凸状電極を有する可撓性基板とが同じ異方性導電膜を介して加熱圧着により実装されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3記載の液晶表示パネル。
- 請求項1ないし請求項3記載の前記一方の基板に請求項4記載のバンプを有する半導体素子を実装するとともに、この半導体素子と対向するように可撓性基板を実装するに際し、半導体素子を実装する位置から可撓性基板を配設する位置に亘る幅の一つの異方性導電膜を介して加熱圧着により実装させることを特徴とする液晶表示パネルに使用する可撓性基板の実装方法。
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