CN101060205B - 平面显示面板及连接结构 - Google Patents
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Abstract
在具有通过各向异性导电薄膜彼此连接并固定的面板和柔性板的平面显示面板中，形成在柔性板上的阻焊剂的表面端部被设置成面向形成在面板上的绝缘薄膜层的表面端部。各向异性导电薄膜中包含的在压力接合工艺过程中流出的导电粒子由于绝缘树脂层的厚度而聚集在非连接区域内。这使得基本上可以完全防止由于导电粒子的聚集而导致的短路问题。
Description
本申请要求具有之前的日本申请JP2006-114042的优先权，其公开内容被并入此处作为参考。
技术领域
本发明涉及一种平面显示面板，尤其涉及一种面板与柔性板之间的连接结构。
背景技术
在例如液晶显示面板的平面显示面板的制造中，通常使用各向异性导电薄膜将面板连接并固定至柔性板。例如，日本公开的专利公告2000-165009号就描述了这种技术。
参考图1描述利用各向异性导电薄膜的常规连接结构。
如图1所示，面板11具有TFT板12和滤色(CF)板13。TFT板12的尺寸比CF板13大。面板侧连接端子电极(terminal electrode)14形成在TFT板12与CF板13相对的表面上暴露于外侧的区域内。
另一方面，柔性板15具有：基膜(base film)16、铜箔图案17和绝缘树脂层(下文称为阻焊剂)18。铜箔图案17的暴露部分构成柔性板连接端子电极。
面板11和柔性板15借助于插在面板连接端子电极14和柔性板连接端子电极(铜箔图案17的暴露部分)之间的各向异性导电薄膜(下文称为ACF)19通过热压接合而彼此机械连接并固定，上述面板连接端子电极14和柔性板连接端子电极被布置成彼此相对。面板连接端子电极14与柔性板连接端子电极(铜箔图案17的暴露部分)通过ACF 19内包含的导电粒子而彼此电连接。
ACF 19在热压接合过程中变形(跑出)，并覆盖包括铜箔图案17末梢的暴露部分的整个区域(CF板13侧的端面)。ACF19还覆盖TFT板12的部分端面，以阻止柔性板连接端子电极(铜箔图案17的暴露部分)在柔性板15弯曲时(从图1中观察，右侧向下弯曲时)与TFT板12直接接触。这种构造能防止柔性板连接端子电极的腐蚀和损坏。
常规连接结构的另一个例子如图2所示。例如，日本公开的专利公告2002-358026号描述了这种连接结构。
图2的连接结构与图1的连接结构基本类似，不同之处在于柔性板15的阻焊剂18a形成为比TFT板12的端面穿透到面板更靠内的地方(从图2中观察向左侧)。这意味着，尽管图1的连接结构使用ACF 19阻止了当柔性布线板15弯曲时柔性板连接端子电极(铜箔图案17的暴露部分)与TFT板12的直接接触，但图2的连接结构则采用阻焊剂18a代替ACF 19。
同样，在图2的连接结构中，ACF 19a在热压接合过程中也跑过TFT板12的端面，因此铜箔图案17的暴露部分可被覆盖，阻焊剂18a的端部可与面板11相连并固定。
常规连接结构的又一个例子如图3所示。该连接结构与图2所示的连接结构类似，但阻焊剂18b的端部形成为梳状。例如，日本公开的专利公告2004-118164号描述了这种连接结构。
发明内容
然而，在上述图1和2所示的常规连接结构中，没有考虑到在利用ACF的热压接合工艺过程中可能发生导电粒子的聚集。具体地说，在利用ACF的热压接合工艺过程中，ACF中包含的导电粒子会连同ACF的变形(跑出)一起移动，如果有任何阻塞导电粒子移动路径的位置，例如瓶颈或台阶，则导电粒子就会聚集在那里。例如，在图2所示的连接结构中，阻焊剂18的末梢和面板连接端子电极14之间的空间比其他部分窄，如图4所示。导电粒子的聚集就可能发生在这个较窄的部分。结果，在面板连接端子电极之间就会发生短路问题。
尽管图3所示的常规连接结构企图防止由于这种导电粒子的聚集引起的短路，但这种结构还是不能排除发生短路问题的可能性。
如上所述，用于在平板显示器中连接面板和柔性板的常规连接结构不能完全防止由于导电粒子的聚集引起的短路问题。
因此，本发明的目的是提供一种用于在平板显示器中连接面板和柔性板的连接结构，该结构基本上能够完全防止由于导电粒子的聚集引起的短路问题。
本发明的第一方面涉及具有面板和柔性板的平面显示面板，该面板和柔性板通过各向异性导电薄膜彼此相连并固定，该平面显示面板的特征在于绝缘薄膜层形成在面板的表面端部上，柔性板和面板布置成使柔性板上形成的绝缘树脂层的表面端部面向绝缘薄膜层。
本发明的第二方面涉及一种用于通过利用各向异性导电薄膜使第一布线板和第二布线板彼此相连并固定的连接结构。该连接结构的特征在于绝缘薄膜层形成在第一布线板的表面端部上，并且第二布线板和第一布线板布置成使形成在第二布线板上的绝缘树脂层的表面端部面向绝缘薄膜层。
根据本发明，绝缘薄膜层形成在面板的表面端部上，并且形成在柔性板上的绝缘树脂层的表面端部设置成面向绝缘薄膜层。根据这种构造，当利用各向异性导电薄膜连接并固定面板和柔性板时发生的导电粒子的聚集可被导致发生在绝缘树脂层和绝缘薄膜层之间。这就可以防止由于导电粒子聚集而可能在面板侧连接端子电极之间发生的短路问题。
另外，根据本发明，绝缘薄膜层形成在第一布线板的表面端部上，且形成在第二布线板上的绝缘树脂层的表面端部设置成面向绝缘薄膜层。根据这种构造，当利用各向异性导电薄膜连接并固定第一布线板和第二布线板时发生的导电粒子的聚集可被导致发生在绝缘树脂层和绝缘薄膜层之间。这就可以防止由于导电粒子聚集而可能在第一布线板上的连接端子电极之间发生的短路问题。
附图说明
图1是示出常规平面显示面板中面板和柔性板之间的连接部分的局部横剖面视图；
图2是示出另一常规平面显示面板中面板和柔性板之间的连接部分的局部横剖面视图；
图3是示出又一常规平面显示面板中面板和柔性板之间的连接部分的局部平面图；
图4是用于说明常规平面显示面板中固有问题的局部横剖面视图；
图5A是示出根据本发明第一实施例的平板显示器的面板和柔性板之间的连接部分的局部平面图，图5B是其横剖面视图；
图6A示出了图5A和5B所示的平板显示器的面板和柔性板之间在连接之前的状态，而图6B示出了连接之后的状态；
图7A是用于说明图5A和5B所示的平板显示器中阻焊剂末梢形状的正视图，而图7B是沿图7A中B-B′线获得的横剖面视图；及
图8A是示出根据本发明第二实施例的平板显示器的面板和柔性板之间的连接部分的局部平面图，而图8B是其横剖面视图。
具体实施方式
将参考附图描述本发明的优选实施例。
图5A和5B分别是根据本发明第一实施例的平板显示器(液晶显示设备)的局部平面图和局部横剖面视图。
两幅图中所示的液晶显示设备具有LCD面板50和柔性板60。
LCD面板50具有两个玻璃板，或者TFT板51和滤色(CF)板52。像素电极、扫描线和信号线(未示出)形成在TFT板51的一个表面上。分配给像素的彩色层(未示出)形成在CF板52的一个表面上。
TFT板51和CF板52在其间插入液晶层的状态下结合在一起，并被一对起偏振片(未示出)夹在中间。
TFT板51的尺寸比CF板52大，且TFT板51的端面比CF板52的端面突出更远。面板端子电极(例如，透明导电薄膜层)53与扫描线和信号线中的任何一个相连，形成在TFT板51的突出部分的表面上(CF板52侧的表面，或图5B所示的顶侧表面)。具有基底金属布线层(base-metalwiring layer)55的非连接区域57形成在比形成有面板端子电极53的区域(有效连接区域)54更靠近端面侧(图5B所示的右侧)的区域上，该基底金属布线层55的表面由绝缘薄膜层56覆盖。
为了形成面板端子电极53，首先在TFT板51的表面上形成基底金属布线层55。然后形成绝缘薄膜层56覆盖该基底金属布线层55。随后，在绝缘薄膜层56中形成接触孔。形成透明导电薄膜层、该透明导电薄膜层穿过该接触孔与基底金属布线层55电导通，从而提供面板端子电极53。该透明导电薄膜层设置在与柔性板60的连接端子电极相对应的位置。透明导电薄膜层的形成与上述像素电极的形成同时进行。
另一方面，柔性板60具有由绝缘树脂、例如聚酰亚胺形成的基膜61。该基膜61具有例如10到40μm的厚度，并且具有足够的柔性。基膜61的表面上形成布线图案62(例如为铜箔图案)，布线图案62上安装有用作液晶驱动元件的半导体元件(未示出)。具有安装在其上的半导体元件(LSI)的柔性板60通常称为COF(芯片被直接贴装在柔性印制电路板上)。
柔性板60还具有形成为覆盖布线图案62的部分表面并用作绝缘保护层的阻焊剂63。该阻焊剂63由绝缘材料(树脂)例如聚酰亚胺或尿烷形成，并通过树脂涂敷法(resin application method)或热压接合法形成在布线图案62上。阻焊剂63用于布线图案62的绝缘保护和腐蚀保护，其具有足够大的厚度以起到保护薄膜的作用，例如具有5μm或更大的厚度。然而，阻焊剂63的厚度优选为40μm或更小，这样不会降低柔性板60的柔性。
布线图案62的暴露部分(没有被阻焊剂63覆盖的部分)起到柔性板端子电极的作用，其与面板端子电极53电连接。
LCD面板50和柔性板60借助于各向异性导电薄膜(ACF)70互相连接并固定。通常，ACF 70通过将导电粒子71分散到绝缘粘结材料中而形成为薄膜形状。该绝缘粘结材料起到将LCD面板50和柔性板60彼此机械固定在一起的作用，而导电粒子71则在面板端子电极53和柔性板端子电极之间起到电连接的作用。
可用于ACF 70的绝缘粘结材料优选由热固性环氧树脂或丙烯酸树脂组成。导电粒子71可以是Ni等的金属微粒，或者镀有Ni/Au的树脂粒子。导电粒子71最优选为具有3到10μm粒子尺寸的镀过的球形树脂粒子。
由上述材料形成的ACF 70布置在LCD面板50和柔性板60之间，并在施加大约1到5MPa负荷的情况下以大约150到200℃的温度被加热5到20秒。从而ACF 70被固化，且LCD面板50和柔性板60从而彼此机械固定在一起，同时，面板端子电极53和柔性板端子电极彼此电连接。
柔性板60与连接至LCD面板50的端部相对的端部与印刷电路板等(未示出)相连，从而由供电电路等供电。这使得安装在柔性板60上的半导体元件可以作为用于驱动LCD面板50的液晶的液晶驱动电路来操作。
参考图6A和6B，将描述连接LCD面板50和柔性板60的工艺。
如图6A所示，ACF 70被放在覆盖面板端子电极53的位置上。对齐柔性板60，使阻焊剂63的末梢(更靠近CF板的端部，或图6A所示的左侧)位于非连接区域57的上方，更理想的情况是位于有效连接区域54和非连接区域57之间边界附近的上方。换句话说，阻焊剂63的末梢被布置成比基底金属布线层55的端部更靠内(更靠近LCD面板的中心)，从而使阻焊剂63的表面端部面向非连接区域57内的绝缘薄膜层56(即，绝缘薄膜层56的表面端部)。
图6A所示状态下的LCD面板50和柔性板60通过没有示出的压接工具(crimp tool)如图中所示从顶部和底部保持，并在预定压力下以预定温度被加热和加压预定时间。因此，ACF 70变软并如图6B所示流出到外围。已流向CF板52(流向附图所示的左侧)的ACF 70覆盖了从柔性板60的CF板侧端面暴露的布线图案62。已流向柔性板60(流向TFT板端面，或流向附图所示的右侧)的ACF 70覆盖了连接区域内暴露的布线图案62，并进一步流进非连接区域57。结果，柔性板60的布线图案62完全被ACF70覆盖，没有留下暴露部分。ACF 70内包含的流进非连接区域57的导电粒子71聚集在流动路径因阻焊剂63的厚度而变窄的部分。
如图7A和7B所示，阻焊剂63端部的形状(末梢形状)为向前成锥度的形状(顶角θ为90度或更小的的形状)，理想为逐渐向前成锥度的形状(例如，θ≤10度)。根据该构造，ACF 70具有预定粒子尺寸的导电粒子71流出达到远离有效连接区域54和非连接区域57之间边界的位置，具体达到成锥度部分内的部分，在这里，绝缘薄膜层56的表面和阻焊剂63相对表面之间限定的间隙变得比导电粒子71的粒子尺寸窄，导电粒子71被阻焊剂的成锥度部分阻碍。
根据如上所述的该实施例，ACF 70的导电粒子71的聚集发生在非连接区域57。这意味着ACF 70的导电粒子71的聚集发生在阻焊剂63和绝缘薄膜层56之间。由于布线图案62和基底金属布线层55在该区域都没有暴露在外，因此导电粒子71的聚集不会引起短路问题。
在根据上述这个实施例的平板显示器中，布线图案62没有暴露在外。因此，可以防止外来金属粒子或水从外面进入，从而可以防止短路问题。
另外，ACF 70的导电粒子71发生聚集的地方可以通过适当选择阻焊剂63的厚度和末梢角度、ACF 70的导电粒子71的粒子尺寸、粘结材料的材料、压力接合过程中的温度和压力、以及非连接区域57的宽度而被引导到非连接区域57内。这提供了一种能够基本上消除电短路问题的连接结构。
由于阻焊剂63的末梢位于比LCD面板的端部更靠内的位置，所以即使柔性板60弯曲，布线图案62也不会直接接触TFT板51。因此，可以防止由于这种直接接触导致的断开。
另外，由于布线图案62的CF板侧端部也被ACF 70覆盖，所以不必单独提供保护层。
将参考图8A和8B描述本发明的第二实施例。在图8B中，省略了基底金属层55。
在第二实施例中，代替COF的TCP(带载封装)被用作柔性板60。TCP具有厚约75μm的基膜61，并因此具有比COF小的柔性。因此，由ACF 70形成的连接部分由于阻焊剂63厚度的影响而受到在剥离方向上的应力，导致可靠性差。换句话说，当阻焊剂63的末梢位于有效连接区域54和非连接区域57之间的边界附近时，面板端子电极53和柔性板端子电极之间的连接受到不利影响。
因此，根据第二实施例，如图8B所示，阻焊剂63的末梢被设置成相对于有效连接区域54和非连接区域57之间的边界更靠近面板端面。如图8B所示，该边界和阻焊剂63末梢之间的横向距离(crosswise distance)为例如0.1mm或更大，并理想为0.3mm或更大。
当在如上所述布置LCD面板50和柔性板60的情况下借助于ACF 70实现连接时，可以减轻施加到ACF连接表面的应力，并可以获得理想的效果。
已经关于两个实施例描述了本发明，应该理解，本发明并不仅限于这些实施例。例如，尽管通过用液晶显示设备作为平板显示器的例子描述了实施例，但本发明还可以有效应用于其他平板显示器，例如，等离子体显示面板、有机EL显示器、或表面导电电子发射显示器(SED)。
另外，本发明的连接结构不仅限于用于平板显示器，而是还可用于通过ACF连接两个布线板的任何部分。
可用于所述元件和部件的材料不仅限于上述的材料。例如，布线图案的材料不仅限于Cu，而可以是其他导电材料，例如Ag。此外，用于ACF的粘结材料不仅限于热固性材料，而可以是紫外线固化树脂。
在上述实施例中，阻焊剂的末梢形状为向前成锥度的形状。然而，该末梢的形状可以是方形(即，末梢角度为90度)。在这种情况下，通过与第二实施例类似的方式，在向着面板的端面稍微离开有效连接区域和非连接区域之间边界的位置处将阻焊剂的末梢对齐，则可以获得同样的效果。
Claims (8)
1.一种平面显示面板，具有借助于各向异性导电薄膜彼此相连并固定的面板和柔性板，其中：
在所述面板的端部表面上形成绝缘薄膜层；以及
所述柔性板和所述面板布置成使形成在所述柔性板上的绝缘树脂层的端部表面面向所述绝缘薄膜层。
2.如权利要求1所述的平面显示面板，其中，在柔性板的连接并固定所述面板的端部附近所述绝缘树脂层向前成锥度的形状的末梢具有90度或更小的截面角，和
所述各向异性导电薄膜中包含的导电粒子在所述绝缘薄膜层和所述绝缘树脂层面向彼此的区域内发生聚集。
3.如权利要求1所述的平面显示面板，其中，在柔性板的连接并固定所述面板的端部附近所述绝缘树脂层向前成锥度的形状的末梢具有90度或更小的截面角。
4.如权利要求1所述的平面显示面板，其中，形成在所述柔性板上的连接端子电极的端面被所述各向异性导电薄膜覆盖。
5.一种连接结构，用于借助于各向异性导电薄膜将第一布线板和第二布线板彼此连接并固定，其中：
在所述第一布线板的端部表面上形成绝缘薄膜层；以及
所述第二布线板和所述第一布线板布置成使形成在所述第二布线板上的绝缘树脂层的端部表面面向所述绝缘薄膜层。
6.如权利要求5所述的连接结构，其中，在柔性板的连接并固定所述面板的端部附近所述绝缘树脂层向前成锥度的形状的末梢具有90度或更小的截面角，和
所述各向异性导电薄膜中包含的导电粒子在所述绝缘薄膜层和所述绝缘树脂层面向彼此的区域内发生聚集。
7.如权利要求5所述的连接结构，其中，在柔性板的连接并固定所述面板的端部附近所述绝缘树脂层向前成锥度的形状的末梢具有90度或更小的截面角。
8.如权利要求5所述的连接结构，其中，形成在所述柔性板上的连接端子电极的端面被所述各向异性导电薄膜覆盖。
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