JP5352288B2 - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置の製造方法に関し、特にアクティブマトリクス型の表示装置の製造方法に関する。

近年、市場において表示装置の軽量化および薄型化のニーズが高まっている。薄型化が可能な表示装置として、例えば、液晶表示装置を挙げることができる。

液晶表示装置は、互いに対向するアレイ基板及び対向基板から成り、マトリクス状の表示画素によって構成された有効表示部を備えている。この有効表示部は、表示画素の行方向に沿って延在する複数の走査線、表示画素の列方向に沿って延在する複数の信号線等の各種配線を備えている。これら各走査線及び各信号線は、有効表示部の外周部に引き出されている。

有効表示部の外周部には各走査線及び各信号線等の各種配線が接続された複数の電極が配置されている。この複数の電極には有効表示部に駆動信号を供給する駆動ＩＣやフレキシブル配線基板などの駆動信号源が実装される。フレキシブル配線基板の実装は、駆動ＩＣ実装後に接続部分を加熱する熱圧着実装で行われる（例えば特許文献１参照）。
特開平５−１８３２４７号公報

液晶表示パネルおよび部品の軽量化および薄型化が進むと、液晶表示パネルの基板や集積回路等の部品自体の厚さも薄くなり、基板や部品の剛性強度が低くなる。

そのため、集積回路実装後のフレキシブル配線基板の実装工程においてフレキシブル配線基板を熱圧着実装すると、基板の一部が局所的に加熱されることによって基板面方向において温度差が生じ、高温となるフレキシブル配線基板の接続部から、低温となる集積回路の接続部へと熱が移動し、集積回路の伸びや異方性導電フィルム（ＡＣＦ）の軟化、アレイ基板内の内部応力による基板のそり等が生じることがあった。さらに、これらが生じることによって、集積回路の実装不良が発生することがあった。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであって、集積回路の実装不良を防止して、製造歩留まりを改善する表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様による表示装置の製造方法は、第１表示領域を有する第１基板を形成する第１基板製造工程と、第２表示領域を有する第２基板を形成する第２基板製造工程と、前記第１基板と前記第２基板とを、前記第１表示領域と前記第２表示領域とが対向するように一定の間隙をおいて固定するシール工程と、前記第１基板の前記第２基板の端部から延在する延在部において、第１加熱ツールを用いて加熱および加圧することにより第１部品を第１接続部に実装する第１熱圧着工程と、前記第１部品を前記第１接続部に実装した後に、前記第１基板の前記延在部において、第２加熱ツールを用いて加熱および加圧をすることにより第２部品を第２接続部に実装するとともに、前記第１加熱ツールを用いて前記第１部品を介して前記第１接続部を加熱する第２熱圧着工程と、を備える。

本発明によれば、集積回路の実装不良を防止して、製造歩留まりを改善する表示装置の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法は、例えば図１に示すような略矩形平板状の液晶表示パネル１を備えた液晶表示装置を製造する方法である。

この液晶表示パネル１は、図２に示すように、対向して配置された一対の基板すなわちアレイ基板３及び対向基板４と、これら一対の基板の間に光変調層として保持された液晶層５と、によって構成されている。

この液晶表示パネル１は、画像を表示する略矩形状の表示部６を備えている。表示部６は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸによって構成されている。

アレイ基板３は、表示部６の一部を構成する第１表示領域６Ａを有している。第１表示領域６Ａは、配線、例えば、表示画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数の走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）や、表示画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数の信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）を備えている。

また、アレイ基板３は、第１表示領域６Ａにおいて、これらの各種配線の他に、走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部付近において表示画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子７、スイッチング素子７に接続された画素電極８等を備えている。

このスイッチング素子７のゲート電極７Ｇは、対応する走査線Ｙに電気的に接続されている（あるいは走査線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のソース電極７Ｓは、対応する信号線Ｘに電気的に接続されている（あるいは信号線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のドレイン電極７Ｄは、対応する表示画素ＰＸの画素電極８に電気的に接続されている。画素電極８の表面は、配向膜１６Ａによって覆われている。

また、アレイ基板３は、第１表示領域６Ａの外側に配置され、表示部６に駆動信号を供給する駆動ＩＣチップ１１を備えている。図１に示した例では、駆動ＩＣチップ１１は、対向基板４の端部４Ｅより外方に延在したアレイ基板３の延在部３Ａ上に配置されている。

また、アレイ基板３には、駆動ＩＣチップ１１および表示部６に駆動信号や電源信号を供給するフレキシブル配線基板ＦＰＣが接続されている。図１に示した例では、フレキシブル配線基板ＦＰＣは、駆動ＩＣチップ１１と同様に延在部３Ａ上に形成されている。

駆動ＩＣチップ１１には、表示部６に延びる配線が接続されている。これらの配線は、信号線Ｘや走査線Ｙの他にコモン電位を供給するコモン配線などの一部に相当する。

対向基板４は、表示部６の一部を構成する第２表示領域６Ｂを有している。第２表示領域６Ｂは、全表示画素ＰＸに共通の対向電極９を備えている。対向電極９は、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）等の光透過性を有する導電性部材によって形成されている。対向電極９の表面は、配向膜１６Ｂによって覆われている。

アレイ基板３と対向基板４とは、画素電極８上の配向膜１６Ａと対向電極９上の配向膜１６Ｂとが対向する状態で配設され、これらの間に液晶層５を介してシール部材１５によって貼り合わせられている。液晶層５は、アレイ基板３と対向基板４との空間に封止された液晶組成物によって形成されている。

アレイ基板３の第１表示領域６Ａ、及び対向基板４の第２表示領域６Ｂの液晶層５とは反対側となる主面には偏光板１４が貼り付けられている。

カラー表示タイプの液晶表示装置の液晶表示パネル１は、複数種類の表示画素、例えば赤を表示する赤色画素、緑を表示する緑色画素、青を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタＣＦＲを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタＣＦＧを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタＣＦＢを備えている。これらカラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢから成るカラーフィルタ層ＣＦは、第２表示領域６Ｂの液晶層５側の主面に配置される。

また、各カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ間（すなわち表示画素間）、及び第２表示領域６Ｂの周囲には、遮光層１３が形成されている。各カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ間に形成された遮光層１３は、アレイ基板３上の信号線Ｘ及び走査線Ｙに対向するように配置されている。この遮光層１３は、例えば、黒色に着色された着色樹脂によって形成される。

次に、上記の液晶表示パネル１の製造方法について説明する。最初に、アレイ基板３を製造する。まず、アレイ基板３を形成するための透明な絶縁基板を用意する。この絶縁基板上にモリブデン等の金属膜を成膜した後に、金属膜をパターンニングする。

これにより、第１表示領域６Ａにスイッチング素子７のゲート電極７Ｇや走査線Ｙなどを形成するとともに、必要に応じて第１表示領域６Ａから延在部３Ａに延びる各種配線を形成する。なお、ここでのパターニング工程では、例えば、燐酸・硝酸・酢酸混合液等のケミカルウェット法などのエッチングプロセスが適用される。

続いて、この金属膜上に窒化シリコンや酸化シリコンなどの絶縁材料を成膜した後、必要に応じてコンタクトホールなどを形成するために絶縁材料をパターンニングする。その後に、この絶縁材料上にアルミニウム等の金属膜を成膜した後に、この金属膜をパターンニングする。

これにより、第１表示領域６Ａにスイッチング素子７のソース電極７Ｓ、ドレイン電極７Ｄ、信号線Ｘなどを形成する。ここでのパターニング工程では、例えばドライエッチングプロセスが適用される。

続いて、この金属膜上に窒化シリコンや酸化シリコンなどの絶縁材料を成膜した後、必要に応じてコンタクトホールなどを形成するために絶縁材料をパターンニングする。その後に、この絶縁材料上にＩＴＯ等の金属膜を成膜した後に、この金属膜をパターンニングする。これにより、第１表示領域６Ａに画素電極８を形成するとともに、延在部３Ａにフレキシブル配線基板ＦＰＣの接続部ＣＮ２および駆動ＩＣチップ１１の接続部ＣＮ１を形成する。

続いて、対向基板４を製造する。すなわち、透明な絶縁基板を用意する。その後、この絶縁基板上に、着色樹脂の成膜及びパターンニングを繰り返し、第２表示領域６Ｂに遮光層１３、及びカラーフィルタ層ＣＦを形成する。さらに、カラーフィルタ層ＣＦの上に金属膜や絶縁膜の成膜とパターニングとを繰り返して対向電極９、配向膜１６Ｂなどを備えた第２表示領域６Ｂを形成する。

続いて、アレイ基板３の第１表示領域６Ａと対向基板４の第２表示領域６Ｂとが対向するようにアレイ基板３と対向基板４とを配置し、第１表示領域６Ａと第２表示領域６Ｂとの間に液晶層５を封入するための空間を形成した状態でシール部材１５によってこれらを貼り合せる。この状態で、必要に応じてアレイ基板３および対向基板４をケミカル研磨等のエッチングをし、絶縁基板を薄くする。第１表示領域６Ａと第２表示領域６Ｂとの間の空間に液晶層を注入し、注入口を閉じる。

次に、駆動ＩＣチップ１１を実装する。まず、アレイ基板３接続部ＣＮ１に異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）ＢＤを配置する。続いて、異方性導電フィルムＢＤを介して接続部ＣＮ１上に駆動ＩＣチップ１１を位置合わせし、ＣＯＧ加熱ツールＴＬ１を用いて駆動ＩＣチップ１１上から第１接続部ＣＮ１を加熱および加圧して、駆動ＩＣチップ１１を接続部ＣＮ１に固定する。

続いて、フレキシブル配線基板ＦＰＣを実装する。まず、アレイ基板３の接続部ＣＮ２に異方性導電フィルムＢＤを配置する。続いて、異方性導電フィルムＢＦを介して接続部ＣＮ２上にフレキシブル配線基板ＦＰＣの接続領域を位置合わせする。

続いて、図３に示すように、ＦＯＧ加熱ツールＴＬ２を用いて、フレキシブル配線基板ＦＰＣの接続領域上から第２接続部ＣＮ２を加熱および加圧すると同時に、ＣＯＧ加熱ツールＴＬ１を用いて駆動ＩＣチップ１１上から第１接続部ＣＮ１を加熱および加圧してフレキシブル配線基板ＦＰＣを実装し、液晶表示パネル１を製造する。

なお、上記のように形成された液晶表示パネル１のアレイ基板３の絶縁基板の厚さ（基板面に対して直交する方向の幅）は略０．２ｍｍであって、対向基板４の絶縁基板の厚さは略０．２ｍｍであって、駆動ＩＣチップの厚さは略０．２ｍｍである。

上記のように液晶表示装置を製造すると、フレキシブル配線基板ＦＰＣの実装時に、接続部ＣＮ２およびその周辺のみが局所的に加熱されることがない。すなわち、フレキシブル配線基板ＦＰＣ実装時に駆動ＩＣチップ１１の実装箇所を加熱することにより、フレキシブル配線基板ＦＰＣの実装箇所と駆動ＩＣチップ１１の実装箇所との温度差が小さくなる。

例えば、フレキシブル配線基板ＦＰＣの接続領域を加熱および加圧する前の、接続部ＣＮ１、接続部ＣＮ２、およびこれらの近傍のアレイ基板３の温度が略２５度である場合、フレキシブル配線基板ＦＰＣの接続領域および駆動ＩＣチップ１１を加熱および加圧した直後には、接続部ＣＮ１、接続部ＣＮ２、およびこれらの近傍のアレイ基板３の温度は略２００度になる。

フレキシブル配線基板ＦＰＣ実装のための加熱後に一定の時間が経過した後には、接続部ＣＮ１、接続部ＣＮ２、およびこれらの近傍のアレイ基板３の温度は略１００度となり、接続部ＣＮ２およびその近傍が局所的に高温になることがない。

したがって、接続部ＣＮ２およびその近傍の高温となる領域から、接続部ＣＮ１およびその近傍の低温の領域へと熱が移動し、駆動ＩＣチップ１１の伸びや異方性導電フィルムＢＤの軟化が生じることがなくなる。

その結果、フレキシブル配線基板ＦＰＣ実装のための加熱後、冷却時に異方性導電フィルムＢＤ、駆動ＩＣチップ１１、および絶縁基板の熱収縮による内部応力や、熱によるそり等の発生を少なくすることが可能となり、駆動ＩＣチップ１１の接続部ＣＮ１において、駆動ＩＣチップ１１の実装剥がれ等の実装不良を防ぐことができ、製造歩留まりを改善することができる。

すなわち、本実施形態に係る表示装置の製造方法によれば、集積回路の実装不良を防止して、製造歩留まりを改善する表示装置の製造方法を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記の実施形態に係る表示装置の製造方法では、フレキシブル配線基板ＦＰＣをアレイ基板３に熱圧着する際に、既に熱圧着されている駆動ＩＣチップ１１も同時に加熱および加圧していたが、駆動ＩＣチップ１１以外にも既に熱圧着されている回路等がある場合には、この回路等もフレキシブル配線基板ＦＰＣの熱圧着時に同時に加熱および加圧することによって、実装不良を回避することができる。

また、フレキシブル配線基板ＦＰＣを実装してから駆動ＩＣチップ１１を実装する場合には、駆動ＩＣチップ１１を実装する時に、フレキシブル配線基板ＦＰＣの接続領域と駆動ＩＣチップ１１とを同時に加熱および加圧することによってフレキシブル配線基板ＦＰＣの実装不良を回避することができる。

また、上記の実施形態では、液晶表示装置の製造方法について説明したが、他の表示装置の製造方法であっても、部品を熱圧着により実装する複数の工程を有する表示装置の製造方法であれば本発明を適用することにより、上述の実施形態に係る表示装置の製造方法と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルを概略的に示す平面図。 図１に示す液晶表示パネルをＡ−Ａに沿って切断した断面の一例を示す図。 図１に示す液晶表示パネルの製造方法の一例を説明するための図。

１…液晶表示パネル、３…アレイ基板、３Ａ…延在部、４…対向基板、４Ｅ…端部、６…表示部、６Ａ…第１表示領域、６Ｂ…第２表示部、１１…駆動ＩＣチップ、ＦＰＣ…フレキシブル配線基板

Claims (3)

1. 第１表示領域を有する第１基板を形成する第１基板製造工程と、
   第２表示領域を有する第２基板を形成する第２基板製造工程と、
   前記第１基板と前記第２基板とを、前記第１表示領域と前記第２表示領域とが対向するように一定の間隙をおいて固定するシール工程と、
   前記第１基板の前記第２基板の端部から延在する延在部において、第１加熱ツールを用いて加熱および加圧することにより第１部品を第１接続部に実装する第１熱圧着工程と、
   前記第１部品を前記第１接続部に実装した後に、前記第１基板の前記延在部において、第２加熱ツールを用いて加熱および加圧をすることにより第２部品を第２接続部に実装するとともに、前記第１加熱ツールを用いて前記第１部品を介して前記第１接続部を加熱する第２熱圧着工程と、を備える表示装置の製造方法。
2. 前記第１部品は前記第１表示領域に駆動信号を供給する集積回路であって、前記第２部品はフレキシブル配線基板である請求項１記載の表示装置の製造方法。
3. 前記シール工程後に、前記第１基板と前記第２基板との間の間隙に液晶材料を封入する封入工程をさらに備える請求項１または請求項２記載の表示装置の製造方法。

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