JP2006018220A - 可撓性基材フィルムのボンディング方法及びその方法でボンディングされた表示装置 - Google Patents

可撓性基材フィルムのボンディング方法及びその方法でボンディングされた表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明は、FPC、TCPなどの可撓性基材フィルムを薄膜トランジスタ表示板にボンディングする方法に関するものである。
【解決手段】 本発明では、FPC、TCPなどの可撓性基材フィルムを薄膜トランジスタ表示板にボンディングする際、配線だけでなく、配線を保護する保護膜も共に薄膜トランジスタ表示板の上部に位置させ、したがって、可撓性基材フィルム上の金属配線がオープンされるなどの不良を防止し、外部物質の流入を根本的に遮断することができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、FPC、TCPなどの可撓性基材フィルムを薄膜トランジスタ表示板にボンディングする方法に関するものである。
一般的に、LCD(液晶表示)装置は、ゲート線、データ線、薄膜トランジスタ、及び画素電極などが形成されている薄膜トランジスタ表示板と、これに対向して色フィルター及び共通電極などが形成されている上部基板、並びにこれら薄膜トランジスタ表示板と上部基板との間に満たされた液晶層などで構成される。
・ ここで、薄膜トランジスタは、ゲート線に沿って伝送される走査信号に応じてデータ線に沿って伝送される画像信号を、画素電極に伝達又は遮断するスイッチング素子である。ゲート線とデータ線は、各々ゲート駆動チップとデータ駆動チップから走査信号と画像信号の伝達を受ける。ゲート駆動チップとデータ駆動チップは様々な形態で薄膜トランジスタ表示板と連結される。駆動チップの形成方法としては、基板上に形成される場合と可撓性基材フィルム上に形成される場合とに大きく分けることができ、前者はCOG(chip on glass)/FOG(film on glass)方式であり、後者はTCP(tape carrier package)方式である。
まず、COG/FOG方式では、駆動チップは基板上に別途に形成し、可撓性基材フィルムも別途に基板に付着される方式であって、本方式ではFPC(flexible printed circuit)が用いられる。FPCは、可撓性基材フィルムの本体に金属配線が形成されており、金属配線を保護するために保護膜を金属配線上部に形成する。この時、FPCで用いられる保護膜は主に被覆層が用いられ、ソルダレジスト(solder resist)が用いられる場合もある。
一方、TCP方式は、駆動チップが形成されたテープを薄膜トランジスタ表示板に別途に取り付ける方式であって、本方式には、分類するとTAB(tape automated bonding)及びCOF方式がある。TCP方式は、可撓性基材フィルムの本体に金属配線と前記金属配線を保護する保護膜とが形成され、前記保護膜の上部に駆動チップが形成される。TCP方式はFPC方式と違って、駆動チップが直接可撓性基材フィルムの本体の上部に形成され、用いられる保護膜はソルダレジストに限定される。
一方、前記駆動チップに印加される信号は、別途のPCB(printed circuit board)上の制御部で発生して、可撓性基材フィルムを通じて前記駆動チップに伝送される。
前記可撓性基材フィルムと薄膜トランジスタ表示板は、異方性導電フィルム(ACF)を使用して相互接合される。前記異方性導電フィルム(ACF)には導電粒子が含まれており、導電粒子を通じて、可撓性基材フィルムの配線と薄膜トランジスタ表示板の配線とが互いに電気的に連結される。
以下、従来から用いられていた可撓性基材フィルムをボンディングする方法について説明する。
まず、可撓性基材フィルムは、フィルム本体に金属配線が形成され、これを保護するために保護膜が形成される。しかし、可撓性基材フィルム上の金属配線が薄膜トランジスタ表示板の配線と連結されるようにするために、前記可撓性基材フィルムの保護膜は端部では形成されずに金属配線が露出するようになっている。
露出した金属配線は、薄膜トランジスタ表示板の配線と異方性導電フィルム(ACF)に連結され、前記可撓性基材フィルムの保護膜は、薄膜トランジスタ表示板に連結された部分から一定の距離をおいて離れて位置するように形成する。薄膜トランジスタ表示板から一定の距離をおいて離れている保護膜は、可撓性基材フィルムが薄膜トランジスタ表示板の後面側に折れる際、薄膜トランジスタ表示板の角部から金属配線を保護できるようにする。
しかし、このような方式で可撓性基材フィルムを薄膜トランジスタ表示板にボンディングする場合、LCDが高画質化、軽量化、及び薄形化されていくために問題が発生する。つまり、保護膜で覆われていないボンディング部分の金属配線に力が加われば、切れて配線不良になる問題点がある。また、このような配線不良は微細なクラック(crack)として存在し、時間が経過するにしたがってクラックが大きくなり、最終的に断線にまで拡大する場合が多いため、手作業で検出するのは難しい。
本発明の目的は、FPC、TCPなどの可撓性基材フィルムを薄膜トランジスタ表示板にボンディングする際、可撓性基材フィルム上の配線で不良が発生しないようにするボンディング方法、このようなボンディング方法を使用した表示装置、及び可撓性基材フィルムを提供することにある。
このような課題を解決するために本発明では、FPC、TCPなどの可撓性基材フィルムを薄膜トランジスタ表示板にボンディングする際、金属配線だけでなく、金属配線を保護する保護膜も共に薄膜トランジスタ表示板の上部に位置するようにしてボンディングする。
具体的には、薄膜トランジスタ表示板にボンディングする可撓性基材フィルムに形成された金属配線の上部に異方性導電フィルムを配置する段階と、前記異方性導電フィルムをボンディングする薄膜トランジスタ表示板の上部に配置し、前記薄膜トランジスタ表示板の配線と前記可撓性基材フィルムの金属配線とが合致するように位置決めし、前記可撓性基材フィルムの金属配線を保護する保護膜の少なくとも一部が前記薄膜トランジスタ表示板と重なるように位置決めする段階と、前記可撓性基材フィルムと前記薄膜トランジスタ表示板をプレスする段階とを含む可撓性基材フィルムのボンディング方法を提供する。
また、薄膜トランジスタ表示板に形成された配線の上部に異方性導電フィルムを配置する段階と、前記異方性導電フィルムの上部に可撓性基材フィルムを配置し、前記薄膜トランジスタ表示板の配線と前記可撓性基材フィルムの金属配線とが合致するように位置決めし、前記可撓性基材フィルムの金属配線を保護する保護膜の少なくとも一部が前記薄膜トランジスタ表示板と重なるように位置決めする段階と、前記可撓性基材フィルムと前記薄膜トランジスタ表示板をプレスする段階とを含む可撓性基材フィルムのボンディング方法を提供する。
また、配線が形成されており、駆動チップが基板上に形成されている薄膜トランジスタ表示板と、金属配線とこれを保護する保護膜を含んで形成された可撓性基材フィルムと、前記薄膜トランジスタ表示板の配線と前記可撓性基材フィルムの金属配線とを相互連結する異方性導電フィルムとを含み、前記保護膜は前記金属配線を一部露出させ、前記露出された金属配線と前記薄膜トランジスタ表示板の配線とが合致するように位置決めし、前記保護膜の一部が薄膜トランジスタ表示板と重なるように形成された表示装置を提供する。
本発明の方法によれば、可撓性基材フィルム上の金属配線が露出するなどの不良が防止され、外部物質の流入を根本的に遮断することができる。
また、可撓性基材フィルム上に異方性導電フィルムを配置した後に基板にボンディングする方法を用いることにより、異方性導電フィルムが基板の側面に滑り落ちるという問題を防ぐことができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な相違した形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面では、いろいろな層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体を通じて類似した部分については同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上にある”とすれば、それは他の部分の“すぐ上にある”場合のみでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上にある”とすれば、中間に何の部分もないことを意味する。
次に、本発明の実施形態による可撓性基材フィルム、これをボンディングする方法、及びその方法によってボンディングされた表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明による実施形態の可撓性基材フィルムがボンディングされた液晶表示装置を示している。ここでは、COG/FOG方式を利用し、可撓性基材フィルムが薄膜トランジスタ表示板にボンディングされた液晶表示装置を実施例として説明する。本COG/FOG方式でないTCP方式の場合も、駆動チップが可撓性基材フィルムの上部に形成されるという点を除けば同一である。
まず、液晶表示装置を見てみれば、ゲート線及びデータ線で形成された配線と薄膜トランジスタ及び画素電極などが形成されている薄膜トランジスタ表示板200と、これに対向して色フィルター及び共通電極などが形成されている上部基板300、並びにこれら薄膜トランジスタ表示板200と上部基板300との間に満たされた液晶層(図示せず)などで構成される。
上部基板300の上部には上部偏光板350が形成されており、薄膜トランジスタ表示板200の下部には下部偏光板250が形成される。
一方、可撓性基材フィルム100の構成は以下のようになっている。即ち、可撓性を有するフィルムの本体110とその上(図面では下方)に形成される金属配線120、及び金属配線120を保護するために形成される保護膜130を含んで形成される。
可撓性基材フィルムの本体110において、金属配線120は本体の末端部分まで形成されているが、保護膜130は、前記金属配線120が薄膜トランジスタ表示板200の配線と接触できるように末端部分には形成されない。
本実施形態はCOG/FOG方式に対する実施例であるため、前記可撓性基材フィルム100には駆動チップが形成されておらず、薄膜トランジスタ表示板200の上部に駆動チップ400が形成されている。また、保護膜130はソルダレジストを用いることも可能であるが、多くの場合被覆層を使用する。
図1に示したように、可撓性基材フィルム100と薄膜トランジスタ表示板200は、異方性導電フィルム150を利用して電気的/機械的に連結される。
また、図1では可撓性基材フィルム100の保護膜130の一部(左端)は薄膜トランジスタ表示板200と重なるように形成されている。これとは別に、前記保護膜130の一部と薄膜トランジスタ表示板200との間に異方性導電フィルム150を介在させるように形成することもできる。また、保護膜130の端部が異方性導電フィルム150と接触するように基板上まで形成することにより、金属配線120への異物の流入も防止することができる。
図1に示したような表示装置を形成する方法は図2及び図3に示してある。
まず、図2の方法は以下の通りである。
異方性導電フィルム150を、可撓性基材フィルム100における金属配線120が配置された、表示板との連結部分に被覆する。
その後、可撓性基材フィルム100の金属配線120と薄膜トランジスタ表示板200の配線とが重なるように位置決めする。この時、可撓性基材フィルム保護膜130の一部が薄膜トランジスタ表示板200と重なるように配置する。
その後、可撓性基材フィルム100をプレスすることによって、熱可塑性の異方性導電フィルム150が、前記可撓性基材フィルム100と薄膜トランジスタ表示板200とを機械的に連結し、前記異方性導電フィルム150に含まれている導電粒子を通じて、金属配線120と薄膜トランジスタ表示板200の配線とが電気的に連結される。
図2に示した方法のように、異方性導電フィルム150を可撓性基材フィルム100に被覆した後、これを薄膜トランジスタ表示板200に付着させれば、可撓性基材フィルム100と薄膜トランジスタ表示板200の連結時に、前記薄膜トランジスタ表示板200の側壁に沿って異方性導電フィルム150が滑り落ちて発生する位置決め誤差を減らすことができ、金属配線が露出してしまう問題を防止することができる。また、この場合にも、可撓性基材フィルム100上の保護膜130の一部が薄膜トランジスタ表示板200の上まで延長するように結合させることにより、薄膜トランジスタ表示板200と接触する部位の金属配線のクラックを防止することができる。
一方、図3は、図2の方法とは違って、薄膜トランジスタ表示板200の配線上に、直接異方性導電フィルム150を配置して、可撓性基材フィルム100の金属配線120と連結する方式を示している。
まず、異方性導電フィルム150を、薄膜トランジスタ表示板200の表面であって、可撓性基材フィルム100に連結される配線の上部に被覆する。
その後、可撓性基材フィルム100の金属配線120と薄膜トランジスタ表示板200の配線とが重なるように位置決めする。この時、可撓性基材フィルム保護膜130の一部が薄膜トランジスタ表示板200と重なるように位置決めする。
その後、プレスすることによって、熱可塑性の異方性導電フィルム150が、前記可撓性基材フィルム100と薄膜トランジスタ表示板200とを機械的に連結し、前記異方性導電フィルム150に含まれている導電粒子を通じて、金属配線120と薄膜トランジスタ表示板200の配線とが電気的に連結される。
保護膜130が薄膜トランジスタ表示板200と重なるように形成されることにより、可撓性基材フィルム100が折れ曲がりによる応力を受けても、基板のエッジ部分に接続される金属配線にはクラックが発生しない。
本発明の他の実施形態を示している図4について見てみる。図4は図1とは違って、可撓性基材フィルム100と薄膜トランジスタ表示板200とを連結する際、異方性導電フィルム150以外に被覆層160を追加的に用いる例である。つまり、図4に示したように、図1と同一な方法で形成された表示装置に、前記可撓性基材フィルム100と異方性導電フィルム150の上部に、被覆層160をもう1回形成するものである。これにより、可撓性基材フィルム100が折曲げられる際に加えられる力が、異方性導電フィルム150と保護膜130とが接する部分、及び被覆層160の末端部分に分散されるので、基板のエッジ部分において金属配線に加えられる折れ曲がり応力を分散させ、配線をさらに保護することができる。
一方、図5乃至図7は、可撓性基材フィルム100自体を示す平面図である。ここに示している図面は、TCP方式で用いられる可撓性基材フィルムを示している。本実施形態ではTCP方式を示しているが、COG/FOG方式も同一に適用することができる。
図5は、本発明による実施形態の可撓性基材フィルムを示す平面図であり、図6は、本発明による他の実施形態の可撓性基材フィルムを示す平面図であり、図7は、本発明による更に他の実施形態の可撓性基材フィルムを示す平面図である。示された可撓性基材フィルム100を、前述の方法によって薄膜トランジスタ表示板200に連結すれば、可撓性基材フィルム100の配線の断線を防止することができる。
まず、図5を詳細に見てみれば、可撓性基材フィルムの本体110に金属配線120が形成される。前記金属配線120は、可撓性基材フィルムの本体110の上部端から下部端まで形成される。本図面で、上部は薄膜トランジスタ表示板200に連結される部分であり、薄膜トランジスタ表示板200に連結する際、示された可撓性基材フィルム100の上部面が薄膜トランジスタ表示板200の上部面と接触するように連結される。
金属配線120の上部であり可撓性基材フィルムの本体110の中央部分には保護膜130が形成され、本実施形態はTCP方式であるので、前記保護膜130はソルダレジストを使用する。前記保護膜130の上部には駆動チップ500が形成される。
また、金属配線120の中には、可撓性基材フィルム100が薄膜トランジスタ表示板200に連結される際の連結される位置を明確にするために、可撓性基材フィルム100の連結側両端部に位置決めマーク(align mark)が形成されている。
一方、図6は、図5の可撓性基材フィルム100に対する変形された実施形態である。図6に示された実施形態は、ソルダレジストからなる保護膜130における薄膜トランジスタ表示板との連結側が、凹凸形状に形成されたものである。このように保護膜130の連結側を凹凸形状を有するように形成することにより、連結側に加えられるストレスを分散できるという効果を有する。尚、凹凸は図に示すように波型でも良いし、いわゆる矩形波状の凹凸でもよい。
また、図7には他の実施形態が示されている。図7に示された実施形態は、ダミー金属配線125を形成した可撓性基材フィルム100である。
ダミー金属配線125は金属配線120と違って、信号を伝達するのに用いられない配線である。可撓性基材フィルム100と薄膜トランジスタ表示板200とが連結されて、折曲げられると、最外側の配線が最も大きな応力を受けるので、金属配線120の両端にダミー金属配線125を形成して応力を分散させ、配線の断線が起こっても信号伝達に影響が無いようにすることができる。ダミー金属配線125は、金属配線とTCPのデザインルールによって一つ以上形成することができ、ダミー金属配線の数が増加するほど、外部から加えられる力をさらに分散させることができる。また、ダミー金属配線125の個数を増やす代わりに、ダミー金属配線125の幅を信号伝達用の金属配線120の幅よりさらに広く形成して、応力を効率的に分散できるようにすることもできる。図7では、ダミー金属配線125が他の金属配線120に比べて広い幅を有することを示している。
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されることではなく、本発明の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者のいろいろな変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
本発明による実施形態の可撓性基材フィルムがボンディングされた液晶表示装置を示したものである。 本発明による表示装置を形成する方法を示している工程フローチャートである。 本発明による表示装置を形成する他の方法を示している工程フローチャートである。 本発明による他の実施形態の可撓性基材フィルムがボンディングされた液晶表示装置を示したものである。 本発明による実施形態の可撓性基材フィルムを示す平面図である。 本発明による他の実施形態の可撓性基材フィルムを示す平面図である。 本発明による他の実施形態の可撓性基材フィルムを示す平面図である。
符号の説明
100 可撓性基材フィルム
110 可撓性基材フィルムの本体
120 金属配線
125 ダミー金属配線
130 保護膜
150 異方性導電フィルム
160 被覆層
200 薄膜トランジスタ表示板
250 下部偏光板
300 上部基板
350 上部偏光板
400 駆動チップ

Claims (27)

  1. 薄膜トランジスタ表示板にボンディングする可撓性基材フィルムに形成された金属配線の上部に異方性導電フィルムを配置する段階と;
    前記異方性導電フィルムを、ボンディングする前記薄膜トランジスタ表示板の上部に配置し、前記薄膜トランジスタ表示板の配線と前記可撓性基材フィルムの金属配線とが合致するように位置決めし、前記可撓性基材フィルムの金属配線を保護する保護膜の少なくとも一部が、前記薄膜トランジスタ表示板と重なるように位置決めする段階;及び
    前記可撓性基材フィルムと前記薄膜トランジスタ表示板とをプレスする段階と;を含むことを特徴とする可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  2. 前記可撓性基材フィルムの保護膜と前記異方性導電フィルムとが少なくとも一部分で重なるように形成することを特徴とする、請求項1に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  3. 前記可撓性基材フィルムの前記異方性導電フィルムが形成されない面に被覆層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  4. 前記被覆層は前記薄膜トランジスタ表示板も囲むように形成されることを特徴とする、請求項3に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  5. 前記異方性導電フィルムと隣接する前記保護膜の端部は凹凸形状に形成されることを特徴とする、請求項1に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  6. 前記可撓性基材フィルムに形成された金属配線には、信号を伝送するのに用いられないダミー金属配線が含まれるように形成することを特徴とする、請求項1に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  7. 前記ダミー金属配線は、前記可撓性基材フィルム上の金属配線のうちで最外側に形成されることを特徴とする、請求項6に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  8. 前記ダミー金属配線は、前記金属配線に比べてその幅が広く形成されることを特徴とする、請求項6に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  9. 前記ダミー金属配線は、前記金属配線の中で少なくとも2個以上形成することを特徴とする、請求項6に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  10. 薄膜トランジスタ表示板に形成された配線の上部に異方性導電フィルムを配置する段階と;
    前記異方性導電フィルムの上部に可撓性基材フィルムを配置し、前記薄膜トランジスタ表示板の配線と前記可撓性基材フィルムの金属配線とが合致するように位置決めし、前記可撓性基材フィルムの金属配線を保護する保護膜の少なくとも一部が前記薄膜トランジスタ表示板と重なるように位置決めする段階;及び
    前記可撓性基材フィルムと前記薄膜トランジスタ表示板をプレスする段階と;を含むことを特徴とする可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  11. 前記可撓性基材フィルムの保護膜と前記異方性導電フィルムとが少なくとも一部分で重なるように形成することを特徴とする、請求項10に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  12. 前記可撓性基材フィルムの前記異方性導電フィルムが形成されない面に被覆層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項10に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  13. 前記被覆層は薄膜トランジスタ表示板も囲むように形成されることを特徴とする、請求項12に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  14. 前記異方性導電フィルムと隣接する前記保護膜の端部は凹凸形状に形成されることを特徴とする、請求項10に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  15. 前記可撓性基材フィルムに形成された金属配線には、信号を伝送するのに用いられないダミー金属配線が含まれるように形成することを特徴とする、請求項10に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  16. 前記ダミー金属配線は、前記可撓性基材フィルム上の金属配線のうちで最外側に形成されることを特徴とする、請求項15に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  17. 前記ダミー金属配線は、前記金属配線に比べてその幅が広く形成されることを特徴とする、請求項15に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  18. 前記ダミー金属配線は、前記金属配線の中で少なくとも2個以上形成することを特徴とする、請求項15に記載の可撓性基材フィルムのボンディング方法。
  19. 配線が形成されている薄膜トランジスタ表示板と、
    金属配線とこれを保護する保護膜とを含んで形成された可撓性基材フィルム、及び
    前記薄膜トランジスタ表示板の配線と前記可撓性基材フィルムの金属配線とを相互連結する異方性導電フィルムを含み、
    前記保護膜は前記金属配線を一部露出させ、前記露出された金属配線と前記薄膜トランジスタ表示板の配線とは相互に合致するように位置決めされ、前記保護膜の一部が前記薄膜トランジスタ表示板と重なるように形成されることを特徴とする表示装置。
  20. 前記保護膜と前記異方性導電フィルムとが少なくとも一部分で重なるように形成されることを特徴とする、請求項19に記載の表示装置。
  21. 前記可撓性基材フィルムの前記異方性導電フィルムが形成されない面に形成される被覆層をさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の表示装置。
  22. 前記被覆層は薄膜トランジスタ表示板も共に囲むように形成されることを特徴とする、請求項21に記載の表示装置。
  23. 前記可撓性基材フィルムは、前記異方性導電フィルムと隣接する前記保護膜の端部が凹凸形状に形成されることを特徴とする、請求項19に記載の表示装置。
  24. 前記可撓性基材フィルムに形成された金属配線には、信号を伝送するのに用いられないダミー金属配線が含まれることを特徴とする、請求項19に記載の表示装置。
  25. 前記ダミー金属配線は、前記可撓性基材フィルム上の金属配線のうちで最外側に形成されることを特徴とする、請求項24に記載の表示装置。
  26. 前記ダミー金属配線は、前記金属配線に比べてその幅が広く形成されることを特徴とする、請求項24に記載の表示装置。
  27. 前記ダミー金属配線は、前記金属配線の中で少なくとも2個以上形成されることを特徴とする、請求項24に記載の表示装置。
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