JP3751775B2 - 液晶駆動用テープキャリアパッケージ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶駆動用テープキャリアパッケージに関し、特に液晶パネル表示素子の周辺に配置され液晶駆動用集積回路素子を搭載したテープキャリアパッケージに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶を応用した表示装置は、低電力、軽量など、従来のディスプレーにない特徴を持ち、周辺技術の進歩により商品力が高まり、さまざまな製品に使用されている。中でも、画素毎にスイッチとして薄膜トランジスタを用いたアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置では、クロストークのない鮮明な画像表示を得られることから、ノートブックやデスクトップタイプのパソコンのディスプレーや、カー・ナビゲーションのディスプレー等に使用され急速に市場を拡大している。
【0003】
液晶パネルに信号を供給するには、図5に示すように、液晶駆動用集積回路素子(以下LSI素子と略す)1を、ポリイミドフィルム等を材質とした折曲げ可能なベースフィルム2に銅箔(厚み10〜35μm程度)で配線3と出力信号電極4と入力信号電極5を形成したテープキャリアパッケージ(以下、TCPと略す)10に搭載し、LSI素子1の表面を保護材(表示していない)でコーティングする。
【0004】
次に、このTCP10を切断外形線6から切断し、図6に示すように、液晶パネル20上の信号線接続端子21とTCP10上の出力信号電極4(図5に示す)とを異方性導電材(以下、ACFと略す)(図示せず)を用い圧接により接続する。また、TCP10への信号供給は、回路基板30上に形成された電極(図示していない)にTCP10の入力信号電極5を半田付けにより接続して行う。図5に示すように、TCP10のベースフィルム2の入力信号電極5側には開口部7が形成され、半田付け端子8が設けられており、この半田付け端子8を回路基板30の電極(図示していない)に半田付けする。
【0005】
TCP10の入力信号電極の開口部以外の配線はポリイミドで作られたベースフィルム2に貼り付けられ、露出する半田付け端子8部分を含めICチップに至る部分までほぼ直線状に形成されている。
【0006】
TCP10を回路基板30に半田付けする際、半田付け端子8と接続される回路基板30には半田の融点である260〜300℃の温度が加わり、膨張した状態でTCP10と回路基板30が接続・保持される。
【0007】
半田付けが完了し、TCPと回路基板が常温に戻る(冷却される)につれて両者には熱膨張率の違いにより収縮方向の応力が加わる。この応力は接続部の長さ、両者の熱膨張率の差および半田付け温度と使用環境温度の差のが大きいほど大きくなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
銅箔とガラス布をエポキシ樹脂で積層して作られる回路基板30は、図6に示すように液晶パネル全長に近い長さであり、TCP10より遙かに長い。また、上述したとおりTCP10の配線は直線状に形成されるため、上記の半田付けして冷却する際に発生する応力をTCP自身が吸収できない。
【0009】
このため半田付けが完了し、TCPと回路基板が常温に戻るにつれ発生する収縮応力(図6中太い矢印で示す)は、TCP10を介して液晶パネル20にも加わる。この応力によってTCP8を接続してある辺に近い液晶の配向状態が変化し、表示異常(図6の表示異常部60参照)が発生する問題があった。
【0010】
また、TCP10の配線は上述の通り厚み15〜20μmの薄い銅箔で作られているため、機械的強度が劣り、ベースフィルムとの境界部分(図6のA部分)で破断しやすい問題があった。
【0011】
図7にその様子を示す。まず、回路基板30の収縮によって、TCPの半田付け端子8が矢印方向に引かれる。一方ベースフィルム2は厚み70μm程度のポリイミドで作られており、半田付け端子8の配線より機械強度で優る。このため、半田付け端子8はベースフィルムとの境界面で破断してしまう(図7の端子部破断部分9参照)。
【0012】
液晶表示装置の回路基板とTCPの使用環境における熱膨張の差による応力を吸収する方法として、特開平10―222086号公報や特開平11―121682号公報にはTCPのベースフィルムのLSI素子実装部とTCPの入力信号電極間にスリットを設け、このスリットにスルダーレジストや軟性ポリイミド樹脂を充填し、入力信号電極を回路基板にACFで接合する方法が開示されているが、これらの技術を回路基板とTCPを半田付け接続に応用した場合でも、TCPの入力信号電極の配線の破断を防止することはできなかった。
【0013】
TCPの入力信号電極の破断を防止するその他の方法として図3の半田付け端子間を狭めTCPを小サイズ化かつTCPをなるべく近づけて配置して回路基板を小型化する対策が検討されているが、高解像度化と液晶画面の大型化が急速に進展する現在、十分な効果を得られず、歩留まりと品質を高められない状況にあった。
【0014】
本発明の目的は上記の従来技術の問題点を解決した液晶駆動用集積回路素子を搭載したTCPを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フレキシブル性を有するベースフィルムにLSI素子実装用開口と、前記フィルムの片面上に前記開口内側に前記LSI素子の出力信号端子と入力信号電極とが突出して設けられ、前記開口に前記LSI素子が前記出力信号端子と前記入力信号電極に接続して実装されて構成された液晶駆動用テープキャリアパッケージにおいて、前記LSI素子と前記LSI素子に接続された前記入力信号電極の他の端部との間の前記入力信号電極の配設領域の前記ベースフィルムに切り欠き部を設け、該切り欠き部に前記入力信号電極の回路基板との接続部を除いて該接続部に隣接して前記LSI素子側に柔軟樹脂を充填し、前記柔軟樹脂上に前記入力信号電極の湾曲部を形成した構造を特徴として構成される。
【0016】
前記柔軟樹脂として軟性のポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、またはブタジエンゴム等を使用することができる。
【0017】
本発明の上記構成において、上記前記柔軟樹脂上に配設された前記入力信号電極の側面間を前記柔軟樹脂で充填してもよく、さらに前記入力信号電極の上下面を前記柔軟樹脂で被覆してもよい。
【0018】
本発明では前記柔軟樹脂上の前記入力信号電極の配線形状を湾曲させるか、または前記柔軟樹脂上の前記入力信号電極形状を前記柔軟樹脂領域外の前記入力信号電極の幅よりも大きな最大幅を有する円形、楕円形、または矩形形状としてもよい。
【0019】
本発明では、上記のように前記入力信号電極の前記回路基板との接続部と前記LSI素子間の前記ベースフィルムに切り欠き部を設け、この切り欠き部の前記信号電極配設領域に柔軟樹脂を設けることにより、この樹脂でTCPの回路基板との半田接続時に回路基板とTCPとの熱膨張の差に起因する応力を有効に吸収できる。また前記柔軟樹脂領域の前記入力信号電極の配線を湾曲させるか、または前記柔軟樹脂領域の前記入力信号電極の最大幅を前記柔軟樹脂領域外の前記入力信号電極の幅よりも大きくすることにより、前記柔軟樹脂の前記応力をより効果的に吸収でき、液晶表示装置の表示品質安定性を向上できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0021】
図1は本発明の第1の実施形態の液晶駆動用TCPの配線側から見た平面図(a)および断面図(b)である。なお、図1(b)は図1(a)のA―A’線に沿った断面図である。図1に示すように厚み15〜20μmの銅箔で形成した配線3を、ポリイミド樹脂製のベースフィルム2に貼り付け、LSI素子1をベースフィルム2の開口部から出力信号端子および入力信号電極の該開口部内の端部に搭載して半田等で接続する。ベースフィルム2の入力信号電極側には切り欠き部が設けられ、入力信号電極の半田付け部(半田付け端子8)を露出させるための開口部7を除いて該切り欠き部には柔軟樹脂50が充填されている。
【0022】
本図においてTCP10の下側は回路基板に半田付け接続する部分であり、開口部7に露出した配線が回路基板に半田付けする半田付け端子8となる。TCP10の上側は液晶パネルと異方導電性樹脂(ACF)で圧接する部分である。半田付け端子8部分は、まず柔軟樹脂50を貼り付ける部分と開口部7とを含むようにベースフィルム2を切り欠き、次に半田付けに必要な端子長を露出させる部分(半田付け端子8部分)を除いて、開口部7とベースフィルム2の間に柔軟樹脂のフィルムを貼るまたは液状樹脂を塗布して絶縁する。ここで柔軟樹脂に接着される部分の配線は、図1の配線湾曲部分3aのように階段状に湾曲させるように構成する。
【0023】
柔軟樹脂50の材料としては軟性のポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ブタジエンゴム等を使用できる。柔軟樹脂50は配線湾曲部3aの配線間を埋めるように形成するか、また柔軟樹脂で配線湾曲部分3aの上下面および側面を被覆するように形成してもよい。このように柔軟樹脂を形成することにより柔軟樹脂50領域の入力信号電極5の柔軟樹脂50との密着性を向上することができる。
【0024】
次に、上記の本発明の第1の実施の形態の動作について図1を参照して説明する。TCP10の使用にあたって、まずベースフィルム2を点線で示す切断外形線6に沿って金型などで打ち抜き、所定の寸法に切り離す。切り離されたTCP10は上側(出力信号端子4側)を液晶パネルにACFを用いて圧接され、開口部分がある下側(入力信号電極5側)の半田付け端子8が回路基板に半田付けされる。
【0025】
本発明は、ベースフィルム2の半田付け端子8のある開口部7とLSI素子1実装部の間に柔軟樹脂50を貼り付けると共に、配線を湾曲させることでこの部分を柔軟な構造としている。
【0026】
TCP10と回路基板は、半田付けの熱によって膨張した状態で接続・保持される。半田付けが完了し、回路基板とTCP10が常温に戻る(冷却される)時に収縮する事で生ずる応力は、この柔軟な構造部分が変形することで吸収できるために回路基板とTCPの熱膨張差で発生した応力によってTCPの入力信号電極5が断線することは防止される。
【0027】
なお、配線湾曲部3aの構造は、その他図3に示すように弓形状のものや図4に示すように折れ曲がった形状のものでもよく、これらの構造でも図1と同様な効果を得ることができる。なお、図3および図4において(a)は平面図、(b)は(a)のA―A’線に沿った断面図を示し、図1と同じ符号のものは図1と同じものを示している。
【0028】
次に本発明の第2の実施の形態の液晶駆動用TCPについて図2を参照して説明する。図2は本発明の第2の実施の形態の液晶駆動用TCPの配線側から見た平面図(a)および断面図(b)である。なお、図2(b)は図2(a)のA―A’線に沿った断面図である。
【0029】
本実施の形態では図1の配線3の配線湾曲部分3aの形状を円形(図2の配線円形部分3b参照)とした。本実施の形態では配線3の柔軟樹脂上の形状を円形にすることにより、上記の第1の実施の形態のTCPよりも柔軟樹脂50との密着力が向上して入力信号電極5の半田付け端子8を回路基板に半田付けする際のストレス吸収性を向上できる効果がある。なお、配線円形部分の直径はそれに接続される配線の幅よりも大きくする必要がある。また、配線円形部分3bの形状は両端の配線幅よりも大きな幅の楕円や矩形形状に変えることでも同じ効果が得られる。柔軟樹脂50は上記の第1の実施の形態と同様に、柔軟樹脂上の配線間を埋めるように形成するか、また柔軟樹脂上の配線上下面および側面を被覆するように形成してもよい。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明ではTCPの入力信号電極の回路基板との接続部とTCPのLSI素子間のTCP用ベースフィルムに切り欠き部を設け、この切り欠き部の入力信号電極配設領域に柔軟樹脂を設け、さらに柔軟樹脂領域の入力信号電極を湾曲等の形状にすることにより、次の効果を得ることができる。
(1)この柔軟樹脂によりTCPの回路基板との半田接続時に回路基板とTCPとの熱膨張の差に起因する応力を有効に吸収でき、入力信号電極の破断事故を防止することができる。
(2)その結果、液晶パネルの製造歩留まり向上と液晶表示装置の表示品質安定性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の液晶駆動用TCPの平面図および断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態の液晶駆動用TCPの平面図および断面図である。
【図3】 図1の他の実施例の液晶駆動用TCPの平面図および断面図である。
【図4】図1の他の実施例の液晶駆動用TCPの平面図および断面図である。
【図5】従来の液晶駆動用TCPの平面図および断面図である。
【図6】従来の液晶駆動用TCPを実装した液晶表示装置の平面図である。
【図7】従来の液晶駆動用TCPと回路基板の接続部の拡大平面図である。
【符号の説明】
1 LSI素子
2 ベースフィルム
3 配線
3a 配線湾曲部
3b 配線円形部分
4 出力信号電極
5 入力信号電極
6 切断外形線
7 開口部
8 半田付け端子
9 端子部破断部分
10 TCP
20 液晶パネル
30 回路基板
50 柔軟樹脂
60 表示異常部
Claims (7)
- フレキシブル性を有するベースフィルムにLSI素子実装用開口と、前記フィルムの片面上に前記開口内側に前記LSI素子の出力信号端子と入力信号電極とが突出して設けられ、前記開口に前記LSI素子が前記出力信号端子と前記入力信号電極に接続して実装されて構成された液晶駆動用テープキャリアパッケージにおいて、前記LSI素子と前記LSI素子に接続された前記入力信号電極の他の端部との間の前記入力信号電極の配設領域の前記ベースフィルムに切り欠き部を設け、該切り欠き部に前記入力信号電極の回路基板との接続部を除いて該接続部に隣接して前記LSI素子側に柔軟樹脂を充填し、前記柔軟樹脂上に前記入力信号電極の湾曲部を形成した構造を特徴とする液晶駆動用テープキャリアパッケージ。
- 前記柔軟樹脂として軟性のポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、またはブタジエンゴムを使用したことを特徴とする請求項1記載の液晶駆動用テープキャリアパッケージ。
- 前記柔軟樹脂上に配設された前記入力信号電極側面間が前記柔軟樹脂で充填されていることを特徴とする請求項1記載の液晶駆動用テープキャリアパッケージ。
- 前記前記柔軟樹脂上に配設された前記入力信号電極の側面および上下面が前記柔軟樹脂で被覆されていることを特徴とする請求項1記載の液晶駆動用テープキャリアパッケージ。
- 前記柔軟樹脂上の前記入力信号電極の前記湾曲部は、配線形状を湾曲させたことを特徴とする請求項1記載の液晶駆動用テープキャリアパッケージ。
- 前記柔軟樹脂上の前記入力信号電極の前記湾曲部は、その湾曲形状が階段状または弓形状であることを特徴とする請求項1記載の液晶駆動用テープキャリアパッケージ。
- 前記柔軟樹脂上の前記入力信号電極の前記湾曲部は、その配線形状を円形、楕円形、または矩形形状であり、前記円形、楕円形、または矩形形状の前記入力信号電極の最大幅が前記柔軟樹脂上以外の前記入力信号電極の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の液晶駆動用テープキャリアパッケージ。
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