JP5044252B2

JP5044252B2 - 表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP5044252B2
Application number: JP2007075733A
Authority: JP
Inventors: 努松平
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-03-23
Also published as: JP2008233701A

Description

本発明は、液晶パネルモジュールの薄型化技術に関する。例えば、携帯電話やＰＤＡ、デジタルカメラや電子辞書などの携帯機器の表示装置に関する。

液晶パネルモジュールは、液晶を駆動するためのＴＦＴ素子とＲＧＢからなるカラーフィルターを形成したガラス基板の間に液晶層を構成し、そのガラス基板に偏光板などの光学フィルムを貼り付けた構造の液晶パネルの背面に、バックライトを配置した構造が一般的である。

液晶パネルモジュールの薄型化は、主にガラス基板と光学フィルムとバックライトの薄型化がポイントとなる。ガラス基板の原材料の厚みは１．１ｍｍ，０．７ｍｍ，０．５５ｍｍ０．５ｍｍなどの種類がある。ガラス基板は例えば３００×４００ｍｍなどの大きさのガラス基板に複数の製品をレイアウトして製造する。

一般的に液晶パネルは、ＴＦＴ素子を形成したガラス基板とＲＧＢからなるカラーフィルターを形成したガラス基板に液晶を一定方向に分子配向する配向膜をそれぞれ形成し、液晶のギャップを構成するスペーサと液晶を封入するシール剤を形成して、真空中で必要量の液晶をシール剤で封入して保持する。

その後ガラス基板を薄型化する。薄型化する方法として化学的処理であるフッ酸などで溶かしておこなうケミカルエッチングや、酸化セリウム等の研磨剤でポリュッシュして薄型化する。ケミカルエッチングとポリッシュを組み合わせて薄型化してもよい。

ガラスにダイヤモンドや超鋼などの刃でスクライブして、製品サイズに加工し、偏光板をラミネートする。ラミネート時に混入した気泡をオートクレープにより加圧加熱して、気泡を消滅させて液晶パネルは完成する。

液晶パネルにはドライバＩＣに接続する端子が形成されている。ドライバＩＣは、Ａｕからなるバンプで電極を形成して、熱硬化型接着剤に約３〜５μｍの導電粒子を分散配合したＣＯＧ（Ｃｈｉｐ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）用の異方性導電膜で液晶パネルの端子にドライバＩＣをフェイスダウン実装する。ドライバＩＣに信号を印加するためにフレキシブル基板を液晶パネルの端子にＯＬＢ（Ｏｕｔｅｒ−Ｌｅａｄ−Ｂｏｎｄｉｎｇ）用異方性導電膜で接続する。水分や汚染に対する保護のためシリコーンやアクリルなどの保護モールドを露出した配線に行う。

電気的にはコントロール信号がフレキシブル基板よりＯＬＢ用異方性導電膜から液晶パネルのガラス基板の配線を通して、更にＣＯＧ用異方性導電膜からドライバＩＣ入力端子に入力され駆動信号を発生して、ドライバＩＣの出力端子よりＣＯＧ用異方性導電膜から接続した液晶パネルの配線よりＴＦＴ素子へ接続されている。液晶パネルの背面に両面テープやクッション材でバックライトを配置する。

しかしながら、ガラス基板を０．１ｍｍに薄型化した場合に、ドライバＩＣが０．２ｍｍ以下に薄型化することが困難であるため、ドライバＩＣが最大厚み部となり、設計デザイン上問題となる。

また、ドライバＩＣは、例えば６インチの０．６ｍｍのウエハで製造し、ポリッシュにより薄型化して、ダイシングにより製品サイズに加工する。しかしながらドライバＩＣは例えば１．５×２０ｍｍとサイズが大きく、薄型により割れが発生したり、回路面に形成されたアルミやチッカ膜などのため、表裏で構造が異なり反りが生じたりする。このように、０．２ｍｍ以下の薄型化が困難である。

そこで、ドライバＩＣを異方性導電膜でガラス基板に接続した後に、ガラス基板上に露出した配線を保護部材で保護し、対向ガラス基板とドライバＩＣを同時に薄型化する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００７−２５２００号（図７）

液晶パネルにドライバＩＣを実装し、保護部材で端子部の露出した配線部分を保護した後にガラス基板とドライバＩＣを同時に薄型化する方法では、薄型化をした後にフレキシブル基板を接続する端子部に保護した保護部材をアセトン等で除去する工程で、保護部材の除去が非常に難しい。保護部材をきれいに取り除くためには、クリーンウエスにアセトンを染み込ませ、一定の加圧条件で洗浄するが、圧力が強いとガラスの割れが発生した。

また、フレキシブル基板の接続工程では、以下の不具合が生じた。すなわち、（１）ＩＰＡ等を染み込ませたクリーンウエスで液晶パネルの端子部を挟んで洗浄する際に、ガラスの割れが発生した。（２）異方性導電膜を仮付けした液晶パネルの端子とフレキシブル基板の端子の位置を合わせて加熱加圧することにより異方性導電膜の粒子をつぶし接着剤を硬化させて接続するが、ガラスの研磨により、ガラスの厚みムラが５〜１０μｍあり、異方性導電膜の粒子のつぶれが安定せず接続不良や信頼性で不具合が発生した。（３）フレキシブル基板の形状が大きいや部品点数が多く重たいなどの場合、フレキシブル基板の接続後のハンドリングでフレキシブル基板の接続部でガラスが割れる不具合が発生した。

本課題を解決するために、少なくとも駆動電極を形成した２枚の基板の間に液晶を保持し、少なくとも一方の基板に形成した端子部にドライバＩＣとそのドライバＩＣに信号を供給するフレキシブル基板を実装し、基板の電極を保護する保護部材を形成した表示装置において、少なくともドライバＩＣを実装していない基板とドライバＩＣとフレキシブル基板上の保護部材もしくは、フレキシブル基板の上面位置が同一である構造とした。

製造工程としては、少なくとも駆動電極を形成した２枚の基板で液晶を保持した液晶パネルとドライバＩＣとフレキシブル基板からなる液晶表示装置において、液晶パネルの端子にドライバＩＣとフィルム基板を実装した後に、少なくとも液晶パネルのガラスとドライバＩＣを同時に薄型化する工程からなることを特徴とする表示装置の製造方法とした。フィルム基板を実装した後に液晶パネルの電極に保護部材を形成した後に薄型化処理を行う。

更に、偏光板等の光学フィルムはガラス外形より若干小さい大きさで端子部を含む領域に表裏とも貼り合わせることで、偏光板により補強をおこなった。

また、薄型化する工程の後に、第２のフレキシブル基板を接続する工程とした。すなわち、電子部品を実装した第２のフレキシブル基板を、液晶パネルとドライバＩＣとを薄型化した後に、既に液晶パネルに接続しているフレキシブル基板に接続することでハンドリングによる液晶パネルとフレキシブル基板の接続部の破損が低減できた。

上記のように構成した表示装置では、安定した液晶パネルのガラスの薄型化が可能となり、生産性の高い薄型の表示装置を提供できるようになった。また、フレキシブル基板を接続した後にガラスの薄型化を行うためにフレキシブル基板は安定した接続のまま薄型化が可能となった。

本発明の表示装置は、基板と対向基板の間に液晶が保持された液晶パネルと、基板の端子部に実装されたドライバＩＣとフレキシブル基板と、端子部の電極を保護する保護部材を備えており、対向基板と、ドライバＩＣと、フレキシブル基板の上面位置が同一高さにある。あるいは、保護部材はフレキシブル基板上にも設けられ、対向基板と、ドライバＩＣと、フレキシブル基板上の保護部材の上面位置が同一の高さにある。

さらに、基板と対向基板の少なくとも一方の基板には光学フィルムが貼り合わされており、この光学フィルムは端子部の少なくとも一部を含む領域にも貼り合わされている。

また、本発明の表示装置の製造方法は、基板と対向基板の間に液晶を封入して液晶パネルを作製する工程と、基板上に形成された端子にドライバＩＣとフィルム基板を実装する工程と、端子を保護する保護部材を充填する工程と、対向基板とドライバＩＣと保護部材とを同時に薄型化する工程と、を含むこととした。さらに、薄型化する工程の後に、フレキシブル基板と第二の基板、例えば第二のフレキシブル基板を接続することとした。

液晶パネルの基板や対向基板に用いられるガラス基板の厚みは、約０．２ｍｍで、一方のガラス基板に厚み約０．１ｍｍのドライバＩＣが実装されている。ドライバＩＣに入力する信号を供給するためのフレキシブル基板がドライバＩＣを実装したガラス基板の隣接部に実装しており、そのガラス基板の電極を保護する保護部材はフレキシブル基板の端子の先端よりフレキシブル基板の端子上に形成され、フレキシブル基板の厚みは、ポリイミドフィルム約２５μｍで電極が約８μｍで合計約３３μｍであり、フィルム基板上の保護部材の厚みが、約６７μｍである。

液晶パネルの画面と端子部を含む領域に偏光板を表裏に貼り合わせる。

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１と図２は本実施例の断面図である。液晶パネルのカラーフィルターを形成した第一のガラス基板１とＴＦＴ素子を形成した第二のガラス基板２との間には、液晶３を一定のギャップになうようにスペーサなどで保持し、外周をシール剤４で接着している。第二のガラス基板には、ドライバＩＣ７の出力端子より液晶駆動信号を入力する配線５とフレキシブル基板を接続し、ドライバＩＣ７の入力端子に信号を入力する配線６が形成してある。ドライバＩＣ７には金からなる突起電極が形成してあり、約φ３．５μｍのプラスチック粒子にニッケルと金メッキと絶縁皮膜を形成した粒子を分散配合した層と粒子を配合しない層とを積層した異方性導電膜を、粒子を配合した層を液晶パネルの端子側にして、ドライバＩＣ７側より加熱と加熱を同時にして、突起電極と液晶パネルの端子の間に挟まった異方性導電膜の粒子を変形して接続している。

フレキシブル基板はポリイミドフィルム１１と銅からなる配線１２には鈴めっきを形成している。約５μｍのプラスチック粒子にニッケルと金メッキをした導電粒子を分散配合したただ一層の異方性導電膜１０によりフレキシブル基板側より加熱と加圧をしてフレキシブル基板とガラス基板２の配線６は接続している。

液晶パネルの第二のガラス基板の露出した電極部分に湿気硬化型のシリコーン接着剤からなる保護部材９を塗布している。

液晶パネルとドライバＩＣ７とフレキシブル基板と保護部材であるシリコーン接着剤とを同時に薄型化処理することで、図１のように液晶パネルの第一のガラス基板とドライバＩＣとシリコーン接着剤は同一高さになる。もしくは、図２のように液晶パネルのドライバＩＣを実装していないガラス基板とドライバＩＣとフレキシブル基板とが同一高さになる。表示装置は、裏面に平面発光するバックライトを配置して完成する。

端子部の補強部材により端子部の強度が向上し、フレキシブル基板の接続安定性が向上した。

フレキシブル基板は、片面側のみの配線構造にこだわらず、両面配線でも多層配線でもよい。またスルーホールやインナービアを形成したものでもよい。また、材料はポリイミドフィルムにこだわらずアラミドやＰＥＴなど、有機材料からなるフィルムでもよいし、セラミックスなどでもよい。配線は、銅にこだわらずアルミでもよい。また銅に行うメッキは、鈴メッキにこだわらずニッケルや金や半田などのメッキでもよい。

保護部材は、シリコーン接着剤以外にもアクリル系ＵＶ接着剤や乾燥型のアクリル系接着剤など、耐湿で電極を腐蝕から保護でき、機械的に容易に剥がれないものであればよい。

図３は本実施例の断面図である。実施例１の表示装置に光学フィルムを、端子部を含む領域に貼り合わせた。この構造により更なる補強をすることができた。端子部にも、光学フィルムを、平面で張り合わせることが可能となり一層強度の向上につながった。表示面側に配置した第一の光学フィルムは光吸収型偏光板であり、裏面側に配置する第二の光学フィルムは、裏面側に配置するバックライトの光を、効率よく利用するために吸収型偏光板と反射型偏光板を積層した光学フィルムで反射型偏光板面をバックライト側に配置してある。

実施例２では、フレキシブル基板の厚みがドライバＩＣより薄くフレキシブル基板の接続部の上側には保護部材を形成しているが、図２に示すフレキシブル基板がドライバＩＣと同じ上面位置にある表示装置に偏光板を端子部を含む領域に貼り合わせてもよい。

図４は本発明の実施例３の工程図である。図４（ａ）は液晶パネルの断面を示す図であり、カラーフィルターを形成した第一のガラス基板１とＴＦＴ素子を形成した第二のガラス基板２との間に、液晶３を一定のギャップになうようにスペーサなどで保持し、外周をシール剤４で接着した構成である。第二のガラス基板には、液晶駆動信号をドライバＩＣ７から入力する配線５とフレキシブル基板を接続し、ドライバＩＣの入力端子に接続する配線６が形成してある。

図４（ｂ）は、ドライバＩＣを液晶パネルに実装した断面図である。ドライバＩＣ７には金からなる突起電極が形成してあり、約φ３．５μｍのプラスチック粒子にニッケルと金メッキと絶縁皮膜を形成した粒子を分散配合した層と粒子を配合しない層とを積層した異方性導電膜を、粒子を配合した層を液晶パネルの端子側にして、ドライバＩＣ側より加熱と加熱を同時にして、突起電極と液晶パネルの端子の間に挟まった異方性導電膜の粒子を変形して接続している。

図４（ｃ）は、フレキシブル基板を実装した断面図である。フレキシブル基板はポリイミドフィルム１１と銅からなる配線１２には鈴めっきを形成している。約５μｍのプラスチック粒子にニッケルと金メッキをした導電粒子を分散配合したただ一層の異方性導電膜１０によりフレキシブル基板側より加熱と加圧をしてフレキシブル基板とガラス基板２の配線６は接続している。

図４（ｄ）は湿度や異物などから電極を保護するための保護部材を形成した断面図である。液晶パネルの第二のガラス基板の露出した電極部分に湿気硬化型のシリコーン接着剤からなる保護部材９を塗布している。保護部材は、上記接着剤に限らず、アクリル系やウレタン系やエポキシ系、シリコーン系などのＵＶ硬化型や、溶剤を乾燥させて硬化するタイプでもよい。

図４（ｅ）は液晶パネルのガラスとドライバＩＣと保護部材また、フレキシブル基板を同時に薄型化する工程で、酸化セリュウム等の研磨剤で表裏同時に研磨する。研磨は、液晶パネルの反りや厚みのばらつきによって、出来上がりの厚みに影響する。それは、液晶パネルの厚みが狙い値のとおりに出来ていても、第一のガラス基板と第二のガラス基板の厚みのバランスに影響し、片側が薄く片側が厚いことがある。研磨工程により、ドライバＩＣを実装していない側のガラス基板とドライバＩＣと保護部材または、フレキシブル基板が同一厚みになる。

更にこの後、偏光板を貼り合わせて完成する。偏光板は、まずドライバＩＣを実装している側から貼り、次にドライバＩＣを実装していない側のガラス基板に貼ると、ガラスの割れの発生が少ない。

また、図５に示すように、偏光板を貼った後にフレキシブル基板と部品１６，１７を実装した第二のフレキシブル基板１５とを接続することにより、ハンドリングによるガラスの割れなどの問題を低減することが出来た。

本発明の表示装置の実施例１の側面図本発明の他の構成の表示装置の実施例１の側面図本発明の偏光板を配設した表示装置の実施例２の側面図本発明の製造方法を示した各工程の側面図従来工程の製造方法を示した工程フロー

符号の説明

１第一の透明基板
２第二の透明基板
３液晶
４シール剤
５液晶駆動信号を入力する配線
６信号を入力する配線
７ドライバＩＣ
８ドライバＩＣを接続する異方性導電膜
９保護部材
１０フレキシブル基板を接続する異方性導電膜
１１ポリイミドフィルム
１２銅配線
１３第一の光学フィルム
１４第二の光学フィルム
１５第二のフィルム基板

Claims

ガラス基板の端子部に端子電極を作製する工程と、
前記ガラス基板と対向ガラス基板の間に液晶を封入して液晶パネルを作製する工程と、
ベースフィルム上に配線が設けられた構成のフィルム基板とドライバＩＣとを、前記端子電極に実装する実装工程と、
前記実装工程の後に、前記端子部に保護部材を充填する工程と、
前記対向ガラス基板と前記ドライバＩＣと前記保護部材とを同時に研磨剤で研磨することにより薄型化して同一高さとする研磨工程と、
前記ガラス基板を研磨剤で研磨することにより薄型化する工程と、
前記対向ガラス基板と前記ガラス基板を薄型化した後で、前記フィルム基板に回路部品が実装されたフレキシブル基板を接続する工程と、を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
前記対向ガラス基板と前記ガラス基板を薄型化した後で、前記対向ガラス基板に光学フィルムを貼り合せる工程を備え、前記光学フィルムが前記保護部材と前記ドライバＩＣの上面にも貼り合わされたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
前記対向ガラス基板と前記ガラス基板を薄型化した後で前記ガラス基板に光学フィルムを貼り合せ、その後に前記対向ガラス基板に光学フィルムを貼り合わせたことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置の製造方法。
前記フィルム基板に前記フレキシブル基板を接続する工程が、前記対向ガラス基板に前記光学フィルムが貼り合わされた後に行われることを特徴とする請求項２または３に記載の表示装置の製造方法。
前記研磨工程において、前記フィルム基板も同時に薄型化され、前記対向ガラス基板と前記ドライバＩＣと前記保護部材と同一高さになることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。