CN111179755A - 一种芯片封装结构、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种芯片封装结构、显示装置，涉及显示技术领域，以提供一种低成本的窄边框驱动方案。一种芯片封装结构，应用于显示装置，显示装置包括显示面板和驱动电路板，芯片封装结构包括至少一个芯片封装单元；芯片封装单元包括：柔性基板，包括第一柔性衬底、以及设置在第一柔性衬底之上的多个输入引脚和多个输出引脚，输入引脚与输出引脚一一对应相连；刚性基板，包括刚性衬底、以及设置在刚性衬底之上的芯片；其中，刚性基板与驱动电路板绑定；柔性基板中相对的两侧分别与刚性基板和显示面板绑定；多个输入引脚与芯片电连接，多个输出引脚用于向显示面板传输信号。本发明适用于芯片封装结构的制作。

Description

一种芯片封装结构、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种芯片封装结构、显示装置。
背景技术
近年来，随着小尺寸COF(Chip On Film，覆晶薄膜)产品的边框越做越窄，消费者对TPC(Tablet Personal Computer，平板电脑)等大尺寸平板产品的窄边框需求也越来越大。COF即将驱动IC(Integrated Circuit，集成电路)固定于柔性线路板上的晶粒软膜构装技术。
但消费者对平板产品的价格并没有像手机一样接受度那么高，所以如果TPC再按照手机产品的COF方案进行设计，就会造成成本的较大增加，不利于产品的推广和销售。所以亟需一种低成本的窄边框驱动方案来解决目前的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种芯片封装结构、显示装置，以提供一种低成本的窄边框驱动方案。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供了一种芯片封装结构，应用于显示装置，所述显示装置包括显示面板和驱动电路板，所述芯片封装结构包括至少一个芯片封装单元；
所述芯片封装单元包括：
柔性基板，包括第一柔性衬底、以及设置在所述第一柔性衬底之上的多个输入引脚和多个输出引脚，所述输入引脚与所述输出引脚一一对应相连；
刚性基板，包括刚性衬底、以及设置在所述刚性衬底之上的芯片；
其中，所述刚性基板与所述驱动电路板绑定；所述柔性基板中相对的两侧分别与所述刚性基板和所述显示面板绑定；多个所述输入引脚与所述芯片电连接，多个所述输出引脚用于向所述显示面板传输信号。
可选的，多个所述输入引脚和多个所述输出引脚分别设置在所述第一柔性衬底中相对的两侧、且镜像对称。
可选的，多个所述输入引脚均位于一排，多个所述输出引脚均位于一排；
所述柔性基板还包括设置在所述第一柔性衬底之上的多条第一走线，多条所述第一走线位于多个所述输入引脚和多个所述输出引脚之间，所述输入引脚和所述输出引脚通过所述第一走线一一对应相连。
可选的，多个所述输入引脚分为两排设置，多个所述输出引脚分为两排设置；
所述柔性基板还包括第二柔性衬底、设置在所述第二柔性衬底之上的多条第二走线、设置在所述第一柔性衬底之上的多条第三走线；
位于内排的所述输入引脚和所述输出引脚通过所述第三走线一一对应相连，位于外排的所述输入引脚和所述输出引脚通过所述第二走线一一对应相连。
可选的，所述第一柔性衬底设置多个过孔，位于外排的所述输入引脚和所述输出引脚分别通过所述过孔与对应的所述第二走线相连。
可选的，所述芯片封装结构包括：两个所述芯片封装单元；两个所述芯片封装单元的所述刚性衬底独立设置。
可选的，所述芯片封装结构包括：两个所述芯片封装单元；两个所述芯片封装单元共用同一所述刚性衬底。
可选的，所述刚性衬底为玻璃衬底。
可选的，所述显示面板为多晶硅显示面板、氧化物显示面板、低温多晶硅显示面板中的任一种显示面板。
本发明的实施例提供了一种芯片封装结构，该芯片封装结构应用于显示装置，所述显示装置包括显示面板和驱动电路板，所述芯片封装结构包括至少一个芯片封装单元；所述芯片封装单元包括：柔性基板，包括第一柔性衬底、以及设置在所述第一柔性衬底之上的多个输入引脚和多个输出引脚，所述输入引脚与所述输出引脚一一对应相连；刚性基板，包括刚性衬底、以及设置在所述刚性衬底之上的芯片；其中，所述刚性基板与所述驱动电路板绑定；所述柔性基板中相对的两侧分别与所述刚性基板和所述显示面板绑定；多个所述输入引脚与所述芯片电连接，多个所述输出引脚用于向所述显示面板传输信号。
该芯片封装结构中，将芯片设置在刚性衬底上，并通过柔性基板将设置有芯片的刚性基板和显示面板连接；这样，一方面，该芯片封装结构可以在柔性基板处弯折以减小边框，从而可以实现窄边框；另一方面，相较于在柔性衬底上设置芯片，在刚性衬底上设置芯片的难度和成本均大大降低。即上述芯片封装结构在满足窄边框的要求下，极大降低了成本。
另一方面，提供了一种显示装置，包括：上述所述的芯片封装结构。该显示装置具有窄边框、成本低的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种显示装置的结构示意图；
图2为现有技术提供的一种MUX驱动示意图；
图3为本发明实施例提供的第一种芯片封装结构的结构示意图；
图4为现有技术提供的一种IC pad分布图；
图5为本发明实施例提供的一种IC pad分布图；
图6为现有技术提供的一种COF结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种柔性基板的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种柔性基板的结构示意图；
图9为现有技术提供的另一种显示装置的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的第二种芯片封装结构的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的第三种芯片封装结构的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的第四种芯片封装结构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的实施例中，采用“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，仅为了清楚描述本发明实施例的技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的实施例中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
现有技术中，常规手机COF产品的结构示意图如图1所示，COF基板100包括柔性衬底102和设置在柔性衬底102之上的IC101，COF基板100分别与LTPS(Low TemperaturePoly-silicon，低温多晶硅)显示面板104和FPC103绑定。
受限于COF IC的制程，COF中相邻pad(引脚)中心之间的pitch(间距)不能做的太小。目前业界最小只能做到18um，使得COF IC多采用LTPS MUX(数据选择器)的驱动方法，从而实现FHD(Full High Definition，全高清)级别(分辨率为1920×1080)的显示。LTPS MUX方案即采用一条Source Data(源极数据线)分时驱动两个子像素、或者更多子像素，参考图2所示，在MUX1和MUX2的控制下，DATA1分时驱动左侧R子像素(红色子像素)和B子像素(蓝色子像素)，DATA2分时驱动G子像素(绿色子像素)和右侧R子像素，MUX1和MUX2分别控制两个子像素，该结构属于MUX2：4，当然还有MUX1:3等更多方式，这里不再一一赘述。
本发明实施例提供了一种芯片封装结构，应用于显示装置，显示装置包括显示面板和驱动电路板，芯片封装结构包括至少一个芯片封装单元。
参考图3所示，该芯片封装单元包括：
柔性基板2，包括第一柔性衬底(图3未示出)、以及设置在第一柔性衬底之上的多个输入引脚(图3未示出)和多个输出引脚(图3未示出)，输入引脚与输出引脚一一对应相连。
刚性基板1，包括刚性衬底10、以及设置在刚性衬底10之上的芯片11。
其中，刚性基板1与驱动电路板4绑定；柔性基板2中相对的两侧分别与刚性基板1和显示面板3绑定；多个输入引脚与芯片电连接，多个输出引脚用于向显示面板传输信号。
上述芯片封装单元的个数可以根据显示面板的分辨率来确定，这里不做具体限定。上述显示装置的类型也不做限定，其可以是LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示装置，还可以是OLED(Organic Light Emitting Diode,有机发光二极管)显示装置。
上述驱动电路板可以是PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)电路板，也可以是FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)电路板，考虑到进一步减小边框，可以选择后者。需要说明的是，FPC电路板经过元件的焊锡和组装后，可以形成FPCA(FlexiblePrinted Circuit Assembly，FPC元件组装)，图3中所示的驱动电路板4可以是FPCA电路板。
上述刚性衬底的材料不做限定，实际应用中，考虑现有工艺以及更进一步降低成本，可以选择玻璃衬底。
上述设置在刚性衬底之上的芯片的输出pad(引脚)排布方式不做限定，具体需要根据实际情况而定。常规的COG(Chip On Glass，芯片绑定在玻璃上)IC的Source Channel(源极通道)输出pad(图4所示的130)一般设置3排或者图4所示的4排，可以应用在分辨率要求不是很高的显示装置中。但是，若上述芯片封装单元应用于极高分辨率的显示装置中，例如：WQ(分辨率为1600*2560)级别的显示装置，上述4排设置的输出pad方式不能满足实际要求。以上述芯片封装单元应用于WQ级别的显示装置为例进行说明，分辨率为1600*2560，则总共需要1600*3＝4800个Source Channel，即该IC需要设置4800个输出pad。若按照四排设置，则每排需要设置1200个pad，以pad pitch(相邻两个pad的中心之间的距离)为30um计算，则一排pad所占宽度为1200*30um＝36000um，而目前常规单颗IC的最大宽度约为33mm，四排设置方式已经超出了现有单颗IC的最大宽度，这时需要将4排设置方式改为图5所示的5排设置方式。若输出pad按照图5所示的五排设置，则每排需要设置4800/5＝960，即每排需要设置960个输出pad，以pad pitch为34um、一侧的Mark宽度为80μm计算，每排宽度为960*34um+80μm*2＝32800um＝32.80mm＜33mm，没有超出现有单颗IC的最大宽度，此时，每个输出pad的宽度可以是12um，长度可以是100um。
本发明的实施例提供了一种芯片封装结构，该芯片封装结构应用于显示装置，显示装置包括显示面板和驱动电路板，芯片封装结构包括至少一个芯片封装单元；芯片封装单元包括：柔性基板，包括第一柔性衬底、以及设置在第一柔性衬底之上的多个输入引脚和多个输出引脚，输入引脚与输出引脚一一对应相连；刚性基板，包括刚性衬底、以及设置在刚性衬底之上的芯片；其中，刚性基板与驱动电路板绑定；柔性基板中相对的两侧分别与刚性基板和显示面板绑定；多个输入引脚与芯片电连接，多个输出引脚用于向显示面板传输信号。
该芯片封装结构中，将芯片设置在刚性衬底上，并通过柔性基板将设置有芯片的刚性基板和显示面板连接；这样，一方面，该芯片封装结构可以在柔性基板处弯折以减小边框，从而可以实现窄边框；另一方面，相较于在柔性衬底上设置芯片，在刚性衬底上设置芯片的难度和成本均大大降低。即上述芯片封装结构在满足窄边框的要求下，极大降低了成本。
现有技术中，COF结构示意图还可以如图6所示，COF包括多个Input Pad(输入引脚)121、多个Output Pad(输出引脚)122、位于多个Input Pad121和多个Output Pad122之间的IC120，多个Input Pad121和多个Output Pad122分别与IC120电连接。该结构中，不同信号的走线长度不同会造成阻抗不同；同时Input Pad和Output Pad的pad pith不同，输入输出pad的膨胀系数也不同，使得COF走线的设计也更为复杂。
而在本发明实施例提供的芯片封装结构中，柔性基板包括的多个输入引脚和多个输出引脚分别设置在第一柔性衬底中相对的两侧、且镜像对称，从而可以简化走线设计。
下面提供两种柔性基板的具体结构。
第一种，参考图7所示，柔性基板包括的多个输入引脚22和多个输出引脚21分别设置在第一柔性衬底20中相对的两侧、且镜像对称，多个输入引脚22均位于一排，多个输出引脚21均位于一排；柔性基板还包括设置在第一柔性衬底20之上的多条第一走线23，多条第一走线23位于多个输入引脚22和多个输出引脚21之间，输入引脚22和输出引脚21通过第一走线23一一对应相连。
该结构包括一层柔性衬底，属于单层COF Film(薄膜)单排pad结构，具有成本更低，设计更简单的优势。上述输入引脚和输出引脚镜像对称分布，pad pitch相同，中间通过第一走线直接相连，保证了不同信号线间的阻抗一致，没有较大差异；且输入和输入pad都是bonding(绑定)到玻璃上，膨胀系数一致。
第二种，参考图8所示，柔性基板包括的多个输入引脚22和多个输出引脚21分别设置在第一柔性衬底20中相对的两侧、且镜像对称，多个输入引脚22分为两排设置，多个输出引脚21分为两排设置；柔性基板还包括第二柔性衬底(图8未示出)、设置在第二柔性衬底之上的多条第二走线26、设置在第一柔性衬底20之上的多条第三走线24；位于内排的输入引脚22和输出引脚21通过第三走线24一一对应相连，位于外排的输入引脚22和输出引脚21通过第二走线26一一对应相连。
需要说明的是，第二柔性衬底可以设置在第一柔性衬底的上方，也可以设置在第一柔性衬底的下方，这里不做限定。图8中以第一柔性衬底设置在第二柔性衬底之上为例进行绘示，其中，第二走线26位于第一柔性衬底20的下方故用虚线表示，不代表其本身是断开的；此时，第二柔性衬底为底层(BOT层)，第一柔性衬底为顶层(Top层)。
上述结构包括两层柔性衬底，属于双层COF Film(薄膜)双排pad结构。上述输入引脚和输出引脚镜像对称分布，pad pitch相同，内排的输入引脚和输出引脚通过第三走线一一对应相连，位于外排的输入引脚和输出引脚通过第二走线一一对应相连，保证了不同信号线间的阻抗一致，没有较大差异；且输入和输入pad都是bonding(绑定)到玻璃上，膨胀系数一致。相较于现有技术的单层COF IC的走线设计，简单易实现。
可选的，参考图8所示，第一柔性衬底20设置多个过孔27，位于外排的输入引脚22和输出引脚21分别通过过孔27与对应的第二走线26相连。该种连接方式简单易实现。
目前，业界COF宽度的规格只有三种：35mm，48mm和70mm，而70mmCOF的有效使用宽度为63.5mm，且多采用单层COF Film，输入输出pad排布如图6所示的单排排布，可以应用在分辨率要求不是很高的显示装置中。但是，若显示装置的分辨率极高，例如：WQ(分辨率为1600*2560)级别的显示装置，上述输入输出pad单排设置的方式不能满足实际要求。以WQ级别的Panel、70mmCOF为例进行说明，WQ的Panel需要的Source Channel数为1600*3＝4800，再加上100个左右的Gout pin(用于与显示面板相连)，总共4900左右。如果采用单层COFFilm单排Pad结构，即使采用业界可量产的最小的COF pitch＝18um，每排Pad所占宽度为18um*4900＝88.2mm，远超过了63.5mm的有效宽度，此时，就需要采用双层COF Film双排pad结构。双层COF Film双排pad结构中，每排pad数量为4900/2＝2450个，按照业界量产的Bonding Pitch＝25um计算，每排Pad所占宽度为25um*2450＝61.25mm，再加上对位mark(标记)约为1.8mm，则总体宽度为61.25mm+1.8mm＝63.05mm<63.5mm，没有超出COF的有效使用宽度。
即本发明实施例提供的图7所示的第一种柔性基板更适用于分辨率不是很高的显示装置中，若要应用到分辨率极高的显示装置(例如：WQ级别)，需要多个芯片封装结构级联在一起，才可以满足要求。示例的，若应用到10.5-11.6英寸左右的TPC显示装置中，需要设置两个芯片封装单元，每个芯片封装单元包括上述第一种柔性基板的结构。本发明实施例提供的图8所示的第二种柔性基板可以应用到分辨率极高的显示装置(例如：WQ级别)，此时的芯片封装单元可以参考图12所示，即将两个芯片封装单元合并成一个大的芯片封装单元。
现有技术中，常规尺寸手机采用一颗COF IC、通过LTPS MUX方案即可驱动子像素实现显示。但是随着panel(显示面板)尺寸不断增大、分辨率不断提高，例如：WQ级别(分辨率为2560*1600)的TPC(Tablet Personal Computer，平板电脑)产品，若采用此LTPS MUX方案就会产生充电不足的风险，同时COF IC受限于COF走线宽度和pitch的工艺极限，一颗COFIC通道数也不能满足分辨率需求，如图9所示，要采用两颗COF IC111级联才能支持WQ级显示。若仍采用原有的COF结构，无疑会进一步增加成本，对于市场低成本的需求和后续产品的持续发展是极其不利的。图9中，COF结构110还包括柔性衬底112；COF结构110一侧绑定FPC113，另一侧绑定大尺寸的显示面板114，例如：10.5-11.6英寸左右的TPC显示面板。
针对高分辨率(例如：WQ级别)的显示装置，本发明实施例提供了以下三种结构。
第一种，参考图10所示，芯片封装结构包括：两个芯片封装单元1；两个芯片封装单元1的刚性衬底10独立设置。该芯片封装结构中，每个芯片封装单元的柔性基板的结构可以如图7所示，刚性基板上的芯片的pad可以设置3排或者4排。
第二种，参考图11所示，芯片封装结构包括：两个芯片封装单元1；两个芯片封装单元1共用同一刚性衬底10。即将两颗芯片绑定在同一块刚性衬底上，这样两颗芯片的同步信号线可以直接在刚性衬底上相连，而不用引到驱动电路板上相连，从而减少了驱动电路板的Bonding Pad(又称Bonding Pin)的数量，可以缩短驱动电路板的外形宽度，为整机省出空间。示例的，若芯片采用四排pad设置方式、两颗芯片的同步信号线约16条左右，则驱动电路板的Bonding Pad的数量可以减少16*4＝64个，从而减少了驱动电路板的水平方向(X方向)的宽度。
每个芯片封装单元的柔性基板的结构可以如图7所示，刚性基板上的芯片的pad可以设置3排或者4排。
第三种，芯片封装结构包括：一个芯片封装单元1；该芯片封装单元1是合并了两个芯片封装单元，比图10和图11所示的芯片封装单元大很多。该结构可以减少bonding次数，简化工艺流程。
芯片封装单元的柔性基板的结构可以如图8所示，刚性基板上的芯片的pad可以设置5排。
上述三种结构主要应用在10.5-11.6英寸左右的TPC显示装置中，当然，若应用于更大尺寸的显示装置，例如：电视机和笔记本(NB)，可以级联更多的芯片封装单元，设置方式可以参考上述三种结构，这里不再赘述。上述三种结构中，与柔性基板绑定的显示面板可以是多晶硅(A-Si)显示面板、氧化物(Oxide)显示面板、低温多晶硅(LTPS)显示面板中的任一种显示面板；考虑到LTPS显示面板良率偏低、成本较高，为了进一步降低成本，可以选择工艺成熟的多晶硅(A-Si)显示面板。若应用在LTPS显示装置中，上述芯片封装结构还可以改善常规LTPS MUX驱动充电不足的问题。若应用在Oxide显示装置中，同时还能满足高低频(30-120Hz)需求。
为了更大程度利用现有工艺，同时更进一步降低成本，该刚性衬底的材料可以是玻璃，则芯片的设置方式属于COG(Chip On Glass，芯片绑定在玻璃上)方式。
实施例二
本发明实施例提供了一种显示装置，包括：实施例一提供的任一项芯片封装结构。
该显示装置可以是刚性的显示装置，也可以是柔性的显示装置(即可弯曲、可折叠)；其类型可以是TN(Twisted Nematic，扭曲向列)型、VA(Vertical Alignment，垂直取向)型、IPS(In-Plane Switching，平面转换)型或ADS(Advanced Super DimensionSwitch，高级超维场转换)型等液晶显示装置，还可以是OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机发光二极管)显示装置以及包括这些显示装置的电视、数码相机、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或者部件。该显示装置具有窄边框、成本低的特点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种芯片封装结构，应用于显示装置，所述显示装置包括显示面板和驱动电路板，其特征在于，所述芯片封装结构包括至少一个芯片封装单元；
所述芯片封装单元包括：
柔性基板，包括第一柔性衬底、以及设置在所述第一柔性衬底之上的多个输入引脚和多个输出引脚，所述输入引脚与所述输出引脚一一对应相连；
刚性基板，包括刚性衬底、以及设置在所述刚性衬底之上的芯片；
其中，所述刚性基板与所述驱动电路板绑定；所述柔性基板中相对的两侧分别与所述刚性基板和所述显示面板绑定；多个所述输入引脚与所述芯片电连接，多个所述输出引脚用于向所述显示面板传输信号。
2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，多个所述输入引脚和多个所述输出引脚分别设置在所述第一柔性衬底中相对的两侧、且镜像对称。
3.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，多个所述输入引脚均位于一排，多个所述输出引脚均位于一排；
所述柔性基板还包括设置在所述第一柔性衬底之上的多条第一走线，多条所述第一走线位于多个所述输入引脚和多个所述输出引脚之间，所述输入引脚和所述输出引脚通过所述第一走线一一对应相连。
4.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，多个所述输入引脚分为两排设置，多个所述输出引脚分为两排设置；
所述柔性基板还包括第二柔性衬底、设置在所述第二柔性衬底之上的多条第二走线、设置在所述第一柔性衬底之上的多条第三走线；
位于内排的所述输入引脚和所述输出引脚通过所述第三走线一一对应相连，位于外排的所述输入引脚和所述输出引脚通过所述第二走线一一对应相连。
5.根据权利要求4所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一柔性衬底设置多个过孔，位于外排的所述输入引脚和所述输出引脚分别通过所述过孔与对应的所述第二走线相连。
6.根据权利要求1-5任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述芯片封装结构包括：两个所述芯片封装单元；两个所述芯片封装单元的所述刚性衬底独立设置。
7.根据权利要求1-5任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述芯片封装结构包括：两个所述芯片封装单元；两个所述芯片封装单元共用同一所述刚性衬底。
8.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述刚性衬底为玻璃衬底。
9.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述显示面板为多晶硅显示面板、氧化物显示面板、低温多晶硅显示面板中的任一种显示面板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的芯片封装结构。
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