JP2007329255A - 薄型表示装置の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルの周縁部の反りを矯正した状態で半導体装置を接続できるようにする。
【解決手段】絶縁性のフィルム基材２１に半導体チップ２２を実装した形態の半導体装置２０は、液晶パネル１０（表示パネル）の周縁部に重ね合わせて接続される。液晶パネル１０を載置台３０に載置した状態に保持し、液晶パネル１０の周縁部を押圧することで周縁部の反りを矯正し、矯正されている状態の液晶パネル１０の周縁部に対し半導体装置２０を接続状態とする。これにより、半導体装置２０が液晶パネル１０の周縁部に対して位置ずれした状態で接続されずに済む。
【選択図】図３

Description

本発明は、薄型表示装置の製造装置及び製造方法に関する。

薄型表示装置の１つである液晶表示装置の製造過程では、重ね合わせた一対の基板の隙間に液晶を充填してなる液晶パネルが製造されるとともに、配線パターンが形成された絶縁性のフィルム基材に半導体チップを実装してなる半導体装置が製造され、この半導体装置が液晶駆動用ドライバとして液晶パネルの周縁部に接続される。
半導体装置を液晶パネルに接続する装置としては、特許文献１に記載されているものがある。この装置は、水平な載置台の上面に液晶パネルを載せ、その上面に半導体装置を重ねて置き、載置台の上方に設けた加熱加圧器を下降させて半導体装置の上面を押さえ付けて接続するようになっている。
特開平５−１０９８２７号公報

液晶パネルは、両側縁又は四隅を支持される形態でパレットに載せられて保管されるのであるが、この保管時間が長い場合等には、液晶パネルの周縁部が上方へ反り上がるように変形する虞がある。また、液晶パネルの表面に偏光板を貼り付けた後の保管時間が長い場合にも、同様の変形が生じることがある。このような反りが生じた場合、水平な載置台に液晶パネルを載せたときに、液晶パネルの周縁部、即ち半導体装置の接続領域が水平面に対して斜めに傾いた面となる。このような傾斜面に対して半導体装置を載置した場合、液晶パネルの周縁部に設けられている端子と半導体装置側の端子とが位置ずれすることになる。
このような不具合は、液晶表示装置に限らず、プラズマディスプレイ装置においても同様に生じる問題である。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、表示パネルの周縁部の反りを矯正した状態で半導体装置を接続することのできる製造装置及び製造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の手段として、請求項１の発明は、絶縁性のフィルム基材に半導体チップを実装した形態の半導体装置を、表示パネルの周縁部に重ね合わせて接続するための薄型表示装置の製造装置であって、前記表示パネルを載置した状態に保持する載置台と、前記半導体装置を、前記表示パネルの周縁部に対して所定の接続位置に保持する保持部材と、前記表示パネルの周縁部を押圧又は吸着することで前記周縁部の反りを矯正する矯正部材とを備えているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記矯正部材が、前記載置台に載置されている前記表示パネルと略直角な方向に伸縮するロッドを有するシリンダと、前記表示パネルの周縁部に対して面当たり可能であって、前記ロッドの先端に首振り可能に支持された押圧部材とを備えて構成されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記矯正部材が、前記載置台に載置されている前記表示パネルと略直角な方向に伸縮するロッドを有するシリンダと、前記表示パネルの周縁部に対して転がりつつ接触することが可能であって、前記ロッドの先端に回転可能に支持された押圧ボールとを備えて構成されているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記表示パネルの周縁部における前記矯正部材の当接領域が、前記薄型表示装置の遮光領域内に設定されているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記表示パネルの表面に貼り付けた偏向板の周縁部が、前記遮光領域の一部を占めており、前記矯正部材の前記当接領域が、前記遮光領域内における前記偏向板の貼付け領域外に設定されているところに特徴を有する。

請求項６の発明は、薄型表示装置において、絶縁性のフィルム基材に半導体チップを実装した形態の半導体装置を、表示パネルの周縁部に重ね合わせて接続する方法であって、前記表示パネルを載置台に載置した状態に保持し、前記表示パネルの周縁部を押圧又は吸着することで前記周縁部の反りを矯正し、矯正されている状態の前記表示パネルの周縁部に対し、前記半導体装置を押し付けて接続状態とするところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
矯正部材によって表示パネルの周縁部の反りを矯正した状態で、半導体装置の接続を行うことができるので、半導体装置が表示パネルの周縁部に対して位置ずれした状態で接続される虞はない。

＜請求項２の発明＞
反りが生じている表示パネルの周縁部に押圧部材を対応させた状態でロッドを伸張させると、押圧部材が斜め姿勢をとった状態で表示パネルの周縁部に対して面当たり状態で当接し、その後、ロッドの伸張が進むのに伴い、押圧部材が首を振るように姿勢を変化させつつ表示パネルの周縁部を押して反りを矯正する。押圧部材が表示パネルに対して面当たりするので、表示パネルの周縁部を安定して押圧することができる。

＜請求項３の発明＞
反りが生じている表示パネルの周縁部に押圧ボールを対応させた状態でロッドを伸張させると、押圧ボールが表示パネルの周縁部に当接し、その後、ロッドの伸張が進むのに伴い、押圧ボールが表示パネル上を転がるように移動しつつ表示パネルの周縁部を押して反りを矯正する。押圧ボールが表示パネル上を転がるようになっているので、矯正部材と表示パネルの周縁部との間に生じる摩擦抵抗が低減される。

＜請求項４の発明＞
表示パネルの周縁部における矯正部材の当接領域が、薄型表示装置の遮光領域内に設定されているので、万一、矯正部材によって表示パネルが傷を付けられても、表示機能が損なわれる虞がない。

＜請求項５の発明＞
矯正部材の当接領域が、遮光領域内における偏向板の貼付け領域外に設定されているので、偏向板が矯正部材によって傷を付けられる虞がない。

＜請求項６の発明＞
矯正部材によって表示パネルの周縁部の反りを矯正した状態で、半導体装置の接続を行うので、半導体装置が表示パネルの周縁部に対して位置ずれした状態で接続される虞はない。

＜実施形態１＞
以下、本発明を液晶表示装置に適用して具体化した実施形態１を図１乃至図８を参照して説明する。液晶表示装置を構成する液晶パネル１０（本発明の構成要件である表示パネル）は、一対のガラス製の透明基板、即ちＴＦＴ基板１１とＣＦ基板１２を上下に重ね合わせ、両基板１１，１２の隙間に液晶（図示せず）を滴下又は封入により充填した構造になる。

ＴＦＴ基板１１におけるＣＦ基板１２との対向面（上面）には、複数のソース電極線（図示せず）とゲート電極線（図示せず）を格子状に配索するとともに、これらの電極線によって構成される各格子枠の角隅部にＴＦＴ（Thin Film Transistor）からなる駆動素子（図示せず）を設けた構成になる。一方、ＣＦ基板１２におけるＴＦＴ基板１１との対向面（下面）には、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色の多数の画素を縦横に整列して配設してなるカラーフィルター（図示せず）が設けられていると共に、隣接する画素同士の間及び画素の配設領域の周囲（ＣＦ基板１２の外周縁）に光の漏れを防止するために枠状に配置された黒色遮光膜（ブラック・マトリックス）が形成されており、この黒色遮光膜による格子状の領域は、液晶表示装置の画像表示に関与しない遮光領域１３となっている（図７を参照）。

また、図７に示すように、下側に位置するＴＦＴ基板１１に比べて上側のＣＦ基板１２は一回り小さく、ＴＦＴ基板１１の周縁部における上面は、露出した状態となっている。そして、このＴＦＴ基板１１の周縁部における露出領域（露出面）は、後述する半導体装置２０を接続するための接続領域１４（接続面）となっている。そして、この接続領域１４には、半導体装置２０を位置決めするためのマーク１５が形成されている。

さらに、図７に示すように、液晶パネル１０の表裏両面（ＴＦＴ基板１１におけるＣＦ基板１２とは反対側の下面と、ＣＦ基板１２におけるＴＦＴ基板１１とは反対側の上面）には、夫々、偏向板１６が貼り付けられている。この偏向板１６の貼り付け領域は、表面側と裏面側とで同じであり、格子状の遮光領域１３のうちＣＦ基板１２の周縁部に沿った遮光領域１３の一部（内側の縁部）を占めている。つまり、ＦＣ基板の上面の周縁部のうち偏向板１６の貼付け領域の外周縁に沿った枠状領域は、後述する矯正部材４０を当接させるための当接領域１７となっている。この当接領域１７は、遮光領域１３内における偏向板１６の貼付け領域の外部に設定されていることになる。

半導体装置２０は、配線パターンが形成された絶縁性のフィルム基材２１に、半導体チップ２２を実装したＳＯＦ（System on Film）と称されるものであって、全体として薄板状をなし、液晶駆動用ドライバとして機能する。尚、半導体装置２０としては、ＳＯＦ以外に、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）を使用することもできる。この半導体装置２０のフィルム基材２１における透明部分には、液晶パネル１０に対して位置決めするためのマーク２３が形成されている。

次に、液晶パネル１０に半導体装置２０を接続するための製造装置について説明する。製造装置は、載置台３０と矯正部材４０と保持部材５０とセンサ６０と支承部材７０とを備えて構成されている。
載置台３０は、液晶パネル１０を水平に載置した状態に保持するためのものであって、載置台３０の上面には図示しない吸引装置に接続された複数の吸盤３１が設けられている。この載置台３０は、図示しない移動機構により、水平方向及び上下方向へ移動し得るようになっている。液晶パネル１０は、複数の吸盤３１に載せられて吸引されることにより、ＣＦ基板１２が上側に位置する向きで水平に且つ載置台３０と一体に移動し得るように保持される。保持された液晶パネル１０の周縁部のうち接続領域１４と当接領域１７と遮光領域１３は、載置台３０の外部へはみ出している。

矯正部材４０は、軸線を上下方向に向けたシリンダ４１と、シリンダ４１の下端面から下方へ突出するロッド４２と、ロッド４２の下端部に固着された押圧部材４３とを備えて構成されている。ロッド４２は、シリンダ４１に対する作動流体（エアや作動油など）の供給により、上下方向（載置台３０に載置されている液晶パネル１０と直角な方向）に伸張又は収縮するようになっており、ロッド４２の伸縮に伴なって、押圧部材４３が上下方向に移動するようになっている。押圧部材４３は、図８に示すように、ロッド４２に固着された支持体４４と、支持体４４に対し水平方向への首振り可能に吊り下げ支持された押圧体４７とから構成される。支持体４４には、その下面を凹ませた形態の凹部４５と、凹部４５に開口する球面状の支持孔４６とが形成されている。押圧体４７は、全体として上端部が切除された円錐台形をなし、押圧体４７の上面には軸部４８が突出形成され、軸部４８の上端には球状部４９が形成され、球状体は支持孔４６内に三次元方向の相対移動可能に嵌合されている。この嵌合により、押圧体４７は、常には、自重によりその下面の平坦な押圧面４７Ｓを水平に向けた姿勢を保つが、球状部４９の中心を支点として押圧面４７Ｓを水平面に対して傾けるような姿勢に傾動変位し得るようになっている。かかる矯正部材４０は、そのシリンダ４１が載置台３０と一体に移動し得るように取り付けられている。

保持部材５０は、載置台３０から側方（図１〜図６におる左方）へずれた位置に配置され、水平に旋回するアーム５１を有している。アーム５１の先端には下向きに突出する保持突部５２が設けられ、保持突部５２の下面５２Ｓには吸引口（図示せず）が開口されている。半導体装置２０は、その液晶パネル１０に接続される部分を保持突部５２の下面５２Ｓに密着させる状態で吸引されることにより、水平（載置台３０に保持された液晶パネル１０と平行）に保持されている。このとき、半導体装置２０に形成されているマーク２３が保持突部５２の下面５２Ｓと対応するようになっている。

保持突部５２の下方には、光学式のセンサ６０が固定して設けられている。センサ６０は、その上面（保持突部５２との対向面）における複数位置から検知光を射出するとともに、保持突部５２の下面５２Ｓで反射された検知光を上面で受光するようになっており、この受光状態に基づいて、半導体装置２０のマーク２３に対する液晶パネル１０のマーク１５の相対位置を検出するようになっている。

支承部材７０は、保持突部５２よりも下方であってセンサ６０よりも上方の位置に設けられ、その端縁部の上面には支承部７１が突出形成されている。支承部７１の上面の支承面７２は水平となっている。この支承部材７０は、図示しない移動機構により、待機位置（図１〜図４、図６を参照）と支承位置（図５を参照）との間で水平方向及び上下方向に移動し得るようになっている。待機位置では、支承部７１が、センサ６０に対して側方（載置台３０とは反対側）にずれた位置で待機し、支承位置では、支承部７１が、保持突部５２の真下に位置し、保持突部５２の下面５２Ｓとの間でＴＦＴ基板１１と半導体装置２０を上下に挟みつけるようになっている。

次に、半導体装置２０を液晶パネル１０に接続する工程について説明する。まず、図１に示すように、載置台３０は液晶パネル１０を保持した状態で原位置で待機する。このとき、液晶パネル１０の周縁部（吸盤３１で保持されておらず、載置台３０からはみ出した部分であり、接続領域１４、当接領域１７、遮光領域１３を含む部分）は上方へ反り返っているが、この液晶パネル１０の周縁部の上方には矯正部材４０が位置している。また、支承部材７０は待機位置で待機し、保持部材５０に保持された半導体装置２０はセンサ６０の上方で待機している。さらに、半導体装置２０の下面とＴＦＴ基板１１の上面のいずれかには、予め、導電性のシート状をなす接着部材（図示せず）が貼り付けられている。

この状態からロッド４２が伸張して押圧部材４３が下降し、図２に示すように、押圧体４７が姿勢を傾けた状態で、押圧面４７Ｓが液晶パネル１０の当接領域１７に対して面接触するように当接する。そして、ロッド４２の伸張を続けると、押圧部材４３による上からの押圧力により、上方へ反り返っていた液晶パネル１０の周縁部が次第に水平な向きに近づくように変形し（矯正され）ていく。そして、液晶パネル１０の周縁部が水平（保持部材５０の保持突部５２の下面と平行）になったところで、ロッド４２の伸張が停止し、液晶パネル１０の周縁部の反りが矯正される（図３を参照）。また、液晶パネル１０の周縁部の反り形状が矯正されていくのに伴ない、液晶パネル１０の当接領域１７（ＣＦ基板１２の上面）と押圧面４７Ｓとの間で滑りを生じつつ、押圧体４７の姿勢が変化していく。そして、液晶パネル１０の周縁部の矯正が完了すると、押圧面４７Ｓが水平となる。

この後、載置台３０と矯正部材４０が一体となって水平移動し、液晶パネル１０のマーク１５を半導体装置２０のマーク２３に接近させる。この間、液晶パネル１０の周縁部は矯正部材４０の押圧作用によって水平に保たれる。マーク１５，２３同士の位置関係はセンサ６０によって検出され、その検出結果がフィードバックされることにより、載置台３０と矯正部材４０の水平移動が制御され、マーク１５，２３同士が合致した状態となる。その後、液晶パネル１０の周縁部が水平に矯正されたままの状態で、載置台３０と矯正部材４０が上方へ移動し、図４に示すように、液晶パネル１０の接続領域１４（ＴＦＴ基板１１の上面）が半導体装置２０の下面に密着する。

この後、支承部材７０が水平移動するとともに上方へ移動し、その支承面７２が、ＴＦＴ基板１１の下面に対して押し付けるように面接触状態で当接し、これにより、ＴＦＴ基板１１と半導体装置２０が、支承部材７０と保持部材５０との間で上下に挟み付けられる（図５を参照）。そして、半導体装置２０とＴＦＴ基板１１を加熱しつつ加圧すると、接着部材を介して導通可能に且つ離脱規制された状態に接続される。接続が完了すると、図６に示すように、支承部材７０が待機位置に復帰するとともに、載置台３０と矯正部材４０も待機位置に復帰する。以上により、液晶パネル１０に対する半導体装置２０の接続工程が完了する。

上述のように本実施形態では、矯正部材４０によって液晶パネル１０の周縁部の反りを矯正した状態で、半導体装置２０の接続を行うことができるので、半導体装置２０が液晶パネル１０の周縁部に対して位置ずれした状態で接続される虞はない。
また、押圧部材４３が液晶パネル１０に対して面当たりするので、液晶パネル１０の周縁部を安定して押圧することができる。
また、液晶パネル１０の周縁部における矯正部材４０の当接領域１７が、遮光領域１３内に設定されているので、万一、矯正部材４０によって液晶パネル１０が傷を付けられても、液晶の表示機能が損なわれる虞がない。
また、矯正部材４０の当接領域１７は、遮光領域１３内における偏向板１６の貼付け領域外に設定されているので、偏向板１６が矯正部材４０によって傷を付けられる虞もない。

＜実施形態２＞
次に、本発明を具体化した実施形態２を図９を参照して説明する。本実施形態２の矯正部材８０は、実施形態１において押圧部材８１を異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施形態２の押圧部材８１は、ロッド４２に固着された支持体８２と、支持体８２に対し転動可能に支持された押圧ボール８３とから構成される。支持体８２には、その下面８４に開口する球面状の支持孔８５が形成されており、この支持孔８５内に押圧ボール８３が、その下端部を支持体８２の下方へ突出させた状態で三次元方向の相対移動可能に嵌合されている。
液晶パネル１０の周縁部の反りを矯正する際には、液晶パネル１０の周縁部の当接領域１７（上面）に押圧ボール８３が当接し、ロッド４２の伸張が進むのに伴い、押圧ボール８３が当接領域１７上を転がるように移動しつつ液晶パネル１０の周縁部を押して反りを矯正する。押圧ボール８３が液晶パネル１０上を転がるようになっているので、矯正部材８０と液晶パネル１０の周縁部との間に生じる摩擦抵抗が低減される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では薄型表示装置が液晶表示装置である場合について説明したが、本発明は、プラズマタイプの薄型表示装置にも適用できる。
（２）実施形態１において、押圧部材がロッドに対して水平移動可能にしつつ、首振り支持される構成としてもよい。
（３）上記実施形態では、載置台とは別に設けたバックアップ部材によって表示パネルと半導体装置を下から支えるようにしたが、本発明によれば、載置台によって表示パネルの周縁部を下から支えるようにしてもよい。
（４）上記実施形態では表示パネルの周縁部における矯正部材の当接領域を薄型表示装置における遮光領域内に設けたが、本発明によれば、矯正部材の当接領域を遮光領域外の領域（即ち、表示領域）に設定してもよい。
（５）上記実施形態では矯正部材の当接領域が、遮光領域内における偏向板の貼付け領域外に設定されていたが、本発明によれば、矯正部材の当接領域を、遮光領域内における偏向板の貼付け領域内に設定してもよい。
（６）上記実施形態では表示パネルの周縁部を上から押圧することによって反りの矯正を行ったが、本発明によれば、表示パネルの周縁部を下から吸引することによって反りの矯正を行うようにしてもよく、上からの押圧と下からの吸引の両方によって反りを矯正してもよい。
（７）上記実施形態では表示パネルの周縁部が上方へ反っている場合について説明したが、本発明によれば、表示パネルの周縁部が下方へ反っている場合にも適用できる。この場合にも、表示パネルの周縁部を下から押圧する手段、上から吸引する手段、下からの押圧と上からの吸引の両方の手段によって、反りの矯正を行うことができる。
（８）上記実施形態では半導体装置が表示パネルの周縁部の上面に重ねられて接続される場合について説明したが、本発明は、半導体装置が表示パネルの周縁部の下面に接続される場合にも適用できる。

実施形態１の製造装置において半導体装置を接続する前の状態をあらわす概略図 矯正部材を液晶パネルの周縁部に当接させた状態をあらわす概略図 液晶パネルの周縁部の反りを矯正した状態をあらわす概略図 液晶パネルの周縁部を半導体装置の下面に当接させた状態をあらわす概略図 支承部材によって液晶パネルの周縁部を支承した状態をあらわす概略図 液晶パネルに対する半導体装置の接続が完了した状態をあらわす概略図 図６の部分拡大図 矯正部材の部分拡大断面図 実施形態２の矯正部材の部分拡大断面図

符号の説明

１０…液晶パネル（表示パネル）
１３…遮光領域
１６…偏向板
１７…当接領域
２０…半導体装置
３０…載置台
４０…矯正部材
４１…シリンダ
４２…ロッド
４３…押圧部材
５０…保持部材
８０…矯正部材
８３…押圧ボール

Claims (6)

1. 絶縁性のフィルム基材に半導体チップを実装した形態の半導体装置を、表示パネルの周縁部に重ね合わせて接続するための薄型表示装置の製造装置であって、
   前記表示パネルを載置した状態に保持する載置台と、
   前記半導体装置を、前記表示パネルの周縁部に対して所定の接続位置に保持する保持部材と、
   前記表示パネルの周縁部を押圧又は吸着することで前記周縁部の反りを矯正する矯正部材とを備えていることを特徴とする薄型表示装置の製造装置。
2. 前記矯正部材が、
   前記載置台に載置されている前記表示パネルと略直角な方向に伸縮するロッドを有するシリンダと、
   前記表示パネルの周縁部に対して面当たり可能であって、前記ロッドの先端に首振り可能に支持された押圧部材とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１記載の薄型表示装置の製造装置。
3. 前記矯正部材が、
   前記載置台に載置されている前記表示パネルと略直角な方向に伸縮するロッドを有するシリンダと、
   前記表示パネルの周縁部に対して転がりつつ接触することが可能であって、前記ロッドの先端に回転可能に支持された押圧ボールとを備えて構成されていることを特徴とする請求項１記載の薄型表示装置の製造装置。
4. 前記表示パネルの周縁部における前記矯正部材の当接領域が、前記薄型表示装置の遮光領域内に設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の薄型表示装置の製造装置。
5. 前記表示パネルの表面に貼り付けた偏向板の周縁部が、前記遮光領域の一部を占めており、
   前記矯正部材の前記当接領域が、前記遮光領域内における前記偏向板の貼付け領域外に設定されていることを特徴とする請求項４記載の薄型表示装置の製造装置。
6. 薄型表示装置において、絶縁性のフィルム基材に半導体チップを実装した形態の半導体装置を、表示パネルの周縁部に重ね合わせて接続する方法であって、
   前記表示パネルを載置台に載置した状態に保持し、
   前記表示パネルの周縁部を押圧又は吸着することで前記周縁部の反りを矯正し、
   矯正されている状態の前記表示パネルの周縁部に対し、前記半導体装置を押し付けて接続状態とすることを特徴とする薄型表示装置の製造方法。

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