JP2000165022A - 電極端子接続構造 - Google Patents

電極端子接続構造

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JP2000165022A
JP2000165022A JP10340699A JP34069998A JP2000165022A JP 2000165022 A JP2000165022 A JP 2000165022A JP 10340699 A JP10340699 A JP 10340699A JP 34069998 A JP34069998 A JP 34069998A JP 2000165022 A JP2000165022 A JP 2000165022A
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conductive film
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anisotropic conductive
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Eisaku Wada
英作 和田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気部品の電極端子とフレキシブル回路基板
の電極端子を接続した接続部位の相互に隣位する相互間
の絶縁性を確実に保持することのできる電極端子接続構
造を提供すること。 【解決手段】 フレキシブル回路基板22の電極端子2
9の厚さが10μm以下とされ、電気部品21の電極端
子26とフレキシブル回路基板22の電極端子29との
接続幅をa(mm)、電気部品21の電極端子26およ
びフレキシブル回路基板22の電極端子29のそれぞれ
の端子間隔をともにb(mm)、端子幅をともにc(m
m)、異方性導電膜30の導電粒子32の粒径をd(μ
m)、粒子密度をρ(個/mm2 )としたときに、異方
性導電膜30の導電粒子32の粒子密度が、5/(a・
d)>ρ>5/(a・c)の範囲内にあることを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気部品に形成さ
れた多数の電極端子とフレキシブル回路基板に形成され
た多数の電極端子とを異方性導電膜を用いて電気的に接
続する電極端子接続構造に係り、特に、相互に隣位する
電極端子間の絶縁性を確実に保持することのできる電極
端子接続構造に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電気製品は、複数の電気部品を
電気的に接続して組み合わせることにより形成されてい
る。そして、異なる電気部品を電気的に接続するための
配線の一種として、可撓性の絶縁フィルムに配線パター
ンを形成したフレキシブル回路基板がある。また、電気
部品の電極端子とフレキシブル回路基板の電極端子とを
電気的に接続する電極端子接続構造の一種として、異方
性導電膜(ACF:Anisotropic Conductive Film )を
用いたものが知られている。この異方性導電膜は、絶縁
性素材により形成された接着剤からなる接着性フィルム
中に導電性粒子を分散させたものであり、電気部品の電
極端子とフレキシブル回路基板の電極端子との接続を基
本的に圧接で行うようにされている。そして、異方性導
電膜は、導電性粒子が両電極端子間の電気的な接続を、
接着性フィルムが両電極端子間の接続状態を保持する機
能を分担している。
【0003】このような異方性導電膜を用いた従来の電
極端子接続構造について液晶ディスプレイを例示して説
明する。
【0004】図5から図7は従来の電極端子接続構造を
用いた液晶ディスプレイの要部を示すものであり、液晶
ディスプレイ1は、図5および図6に示すように、少な
くとも画像を表示する液晶パネル(液晶セル)2とこの
液晶パネル2に電力および信号などを供給するために接
続されるフレキシブル回路基板3とを有している。
【0005】前記液晶パネル2は、図5に示すように、
ガラスなどの絶縁性の素材により平面ほぼ矩形に形成さ
れた基板4および基板5を相対向させ、周辺をシール材
(図示せず)で囲み、液晶(図示せず)を封入してな
る。前記基板4の片面4a上には、表示用電極(図示せ
ず)に延設してシール材の外側であるパネル電極端子部
4c上に多数の電極端子たるパネル電極6,6…が駆動
モジュール毎にブロック分けされて所定のピッチで互い
に平行に配列形成されている。
【0006】前記フレキシブル回路基板3は、図7に示
すように、ポリイミド樹脂などの絶縁性素材からなる可
撓性を有するフィルム基板7の少なくとも一面上に接着
剤層8を介して銅などの導電性素材により形成された図
示しない所定パターンの導電回路部が固着されて形成さ
れており、図6に示すように、フレキシブル回路基板3
の長手方向の少なくとも一端の片面(図7下面)7aに
は、導電回路部の多数の電極端子たる接続電極9,9…
が形成されている。つまり、所定パターンの導電回路部
のうちの一部が接続電極9とされている。また、各接続
電極9の厚さは12μm以上とされ、その端子幅は、前
記パネル電極6とほぼ同一とされており、各接続電極9
は、図6および図7に示すように、各パネル電極6と1
対1で対応するように前記各パネル電極6と同一ピッチ
で互いに平行に配列形成されている。そして、各パネル
電極6と各接続電極9とは、相互に対向するように配設
されている。
【0007】前記各パネル電極6と各接続電極9との重
なり合う部位の間には、図5および図7に示すように、
各パネル電極6と各接続電極9とを電気的に接続するた
めのテープ状に形成された異方性導電膜10が配設され
ている。この異方性導電膜10は、パネル電極6あるい
は接続電極9上に、パネル電極6あるいは接続電極9の
配列方向に沿って貼着することなどにより配設されてい
る。
【0008】そして、前記パネル電極6と接続電極9と
は、1対1で対応するように相互に対向するように重ね
られて位置決めされた状態で図示しない圧着ツールを用
いて所定の温度と加圧力とを所定時間付与することによ
り、図8に示すように、異方性導電膜10がパネル電極
6と接続電極9との間で圧接されて押し潰され、異方性
導電膜10の接着性フィルム11中に分散している導電
性粒子12の一部がパネル電極6と接続電極9との両者
に接触してパネル電極6と接続電極9との両者を電気的
に接続し、接着性フィルム11がパネル電極6と接続電
極9との両者を固着してパネル電極6と接続電極9との
両者を1対1で接続状態に保持するようになっている。
【0009】ところで、近年においては、液晶ディスプ
レイ1の高性能化が求められており、液晶ディスプレイ
1の高性能化の一つとして、液晶パネル2の解像度の向
上が図られている。そして、液晶パネル2の解像度の向
上は、ファインピッチ化と称されるパネル電極6のピッ
チを狭くすることにより図られている。また、液晶パネ
ル2の高性能化の1つとしてフレキシブル回路基板3の
可撓性(屈曲性)の向上が求められており、このフレキ
シブル回路基板3の可撓性の向上は、図9に示すよう
に、接着剤層8を用いずに、フィルム基板7の少なくと
も片面7a上に銅などの導電性素材により厚さ10μm
以下に形成された導電回路部および接続電極9,9…を
直接固着したフレキシブル回路基板3Aを用いることに
より図られている。さらにまた、ファインピッチ化で
は、異方性導電膜10の導電粒子12の粒径も小さくさ
れている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の異方性導電膜10を用いた電極端子接続構造におい
ては、異方性導電膜10の導電粒子12として、例えば
ファインピッチ化に対応した粒径5μm程度のものを用
いた場合、フレキシブル回路基板3の接続電極9の厚さ
が12μm以上あるので、異方性導電膜10を圧着ツー
ルを用いて所定の温度と加圧力とを所定時間付与するこ
とで圧接して押し潰した際に、図10に示すように、異
方性導電膜10の一部がパネル電極6と接続電極9との
接続部位の長手方向にはみだして流動性が阻害されず、
はみだした部位の異方性導電膜10の導電粒子12は3
次元的に配置され、導電粒子12どうしが繋がることは
なく何ら問題はない。
【0011】しかしながら、液晶パネル2の高性能化を
図るために接続電極9の厚さが10μm以下のフレキシ
ブル回路基板3Aを用いると、接続電極9の厚さが薄い
ため、パネル電極6と接続電極9との接続部位15をは
みだそうとする異方性導電膜10の導電粒子12の流動
性が阻害され、図11に示すように、はみだそうとする
異方性導電膜10の導電粒子12が基板4のエッジ部4
bおよび/またはフィルム基板7のエッジ部7bに集ま
りせき止められてしまい2次元的に配置され、パネル電
極6と接続電極9との図11にクロスハッチングにて示
す接続部位15の相互に隣位する相互間に一列に並んで
繋がってしまう場合がある。
【0012】このように導電粒子12が接続部位15の
相互間に一列に並んで繋がってしまうと、初期状態で
は、接続部位15の相互間の絶縁抵抗が10E8Ω程度
あり絶縁性に問題はないが、高温高湿下に放置あるいは
通電を行うと、相互に隣位する接続部位15の相互間の
絶縁抵抗が10Ω程度となりリークして絶縁性を十分に
保持させることができないという問題があった。すなわ
ち、初期状態においては、導電粒子12が相互に隣位す
るパネル電極6と接続電極9との接続部位15の相互間
に一列に並んで繋がっても、導電粒子12を被覆してい
る接着性フィルム11を構成する絶縁性素材により形成
された接着剤の薄膜が残っているため絶縁性が保持され
るが、高温高湿下に放置すると接着剤の薄膜に水分が吸
収され絶縁抵抗が低下し、さらに通電を行うと接着剤の
薄膜が破壊されることによりリーク状態となる。
【0013】したがって、両電極端子6,9を接続した
接続部位15の相互に隣位する相互間の絶縁性を確実に
保持することができないという問題点があった。
【0014】そして、このような問題点に対処するた
め、従来は、異方性導電膜10を圧接する際に、圧着ツ
ールが基板4のエッジ部4bおよびまたはフィルム基板
7の長手方向のエッジ部7bにかからないようにして導
電粒子12の流動を妨げないようにしたり、異方性導電
膜10を圧接した後に顕微鏡などを用いて導電粒子12
の繋がりを全数検査することが行われており、このよう
な対処方法では、多大な労力と時間とを要するととも
に、歩留まりが悪いという問題点があった。
【0015】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、電気部品の電極端子とフレキシブル回路基板の
電極端子を接続した接続部位の相互に隣位する相互間の
絶縁性を確実に保持することのできる電極端子接続構造
を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため特許請求の範囲の請求項1に記載の本発明の電極端
子接続構造の特徴は、フレキシブル回路基板の電極端子
が銅であり、かつその厚さが10μm以下とされ、電気
部品の電極端子とフレキシブル回路基板の電極端子との
接続幅をa(mm)、電気部品の電極端子およびフレキ
シブル回路基板の電極端子のそれぞれの端子間隔をとも
にb(mm)、電気部品の電極端子およびフレキシブル
回路基板の電極端子のそれぞれの電極端子の端子幅をと
もにc(mm)、異方性導電膜の導電粒子の粒径をd
(μm)、異方性導電膜の導電粒子の粒子密度をρ(個
/mm2 )としたときに、異方性導電膜の導電粒子の粒
子密度が、5/(a・d)>ρ>5/(a・c)の範囲
内にある点にある。
【0017】そして、このような構成を採用したことに
より、フレキシブル回路基板の可撓性を向上させること
ができるとともに、異方性導電膜を圧接した際の異方性
導電膜の導電粒子の数が、電気部品の電極端子とフレキ
シブル回路基板の電極端子を接続した接続部位の相互間
の間隔である端子間隔を導電粒子の粒径で除した数より
少なくなるので、異方性導電膜の導電粒子が相互に隣位
する接続部位の相互間に一列に並んで繋がってしまうの
を確実に防止することができ、相互に隣位する各電極端
子間の絶縁性を確実に保持することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施形
態により説明する。
【0019】図1から図4は本発明に係る電極端子接続
構造を用いた液晶ディスプレイの実施形態の要部を示す
ものであり、図1は概略正面模式図、図2は図1の部分
拡大平面模式図、図3は接続部位近傍の異方性導電膜の
圧接前の状態を示す拡大断面模式図、図4は接続部位近
傍の異方性導電膜の圧接後の状態を示す拡大断面図模式
図である。
【0020】本実施形態の電極端子接続構造は、電気部
品としての液晶パネルに形成された多数の電極端子たる
パネル電極と、フレキシブル回路基板に形成された多数
の電極端子たる接続端子とを異方性導電膜を用いて電気
的に接続するものである。
【0021】図1および図2に示すように、本実施形態
の電極端子接続構造を適用した液晶ディスプレイ20
は、少なくとも画像を表示する液晶パネル(液晶セル)
21と、フレキシブル回路基板22とを有している。
【0022】前記液晶パネル21は、図2に示すよう
に、ガラスなどの絶縁性の素材により平面ほぼ矩形に形
成された基板24および基板25を相対向させ、周辺を
シール材(図示せず)で囲み、液晶(図示せず)を封入
してなる。前記基板24の片面24a上には、表示用電
極(図示せず)に延設してシール材の外側であるパネル
電極端子部24c上に多数の電極端子たるパネル電極2
6,26…が駆動モジュール毎にブロック分けされて所
定のピッチで互いに平行に配列形成されている。そし
て、本実施形態における各パネル電極26は、それぞれ
の端子間隔bが70μm程度、端子幅cが70μm程度
に形成されている。この液晶パネル21のその他の構成
は従来と同様とされておりその詳しい説明は省略する。
【0023】前記フレキシブル回路基板22は、図3に
示すように、ポリイミド樹脂などの絶縁性素材からなる
可撓性を有するフィルム基板27の少なくとも一面上
に、銅などの導電性素材により形成された図示しない所
定パターンの導電回路部が直接固着されて形成されてい
る。導電性素材の表面には、通常、錫、半田、ニッケル
−金などのメッキ層が設けられている。そして、図2に
示すように、フレキシブル回路基板22の長手方向の少
なくとも一端の片面(図3下面)27aには、導電回路
部の多数の電極端子たる接続電極29,29…が形成さ
れている。つまり、所定パターンの導電回路部のうちの
一部が接続電極29とされている。そして、本実施形態
における各接続電極29は、それぞれの厚さが10μm
以下とされ、その端子間隔bは前記パネル電極26と同
一の70μm程度、端子幅cは前記パネル電極26と同
一の70μm程度に形成されており、図2および図3に
示すように、前記各パネル電極26と1対1で対応する
ようにして互いに平行に配列形成されている。そして、
各パネル電極26と各接続電極29とは、相互に対向す
るように配設されている。
【0024】ここで、本発明に関わるフレキシブル回路
基板22としては、可撓性の絶縁基板に配線パターンを
形成したフレキシブルプリント配線基板(FPC)、可
撓性の絶縁フィルムにプリント配線を施し、その上にL
SIを搭載したCOF(ChipOn Film)および駆動用回
路をテープ上に実装したTPC(Tape Carrier Packag
e)などが挙げられる。
【0025】前記各パネル電極26と各接続電極29と
の重なり合う部位の間には、図1および図3に示すよう
に、各パネル電極26と各接続電極29とを電気的に接
続するためのテープ状に形成された異方性導電膜30が
配設されている。この異方性導電膜30は、絶縁性素材
により形成された接着剤からなる接着性フィルム31中
に導電性粒子32を分散させたものである。そして、異
方性導電膜30は、パネル電極26あるいは接続電極2
9上に、パネル電極26あるいは接続電極29の配列方
向に沿って貼着することなどにより配設されており、パ
ネル電極26と接続電極29との図2にクロスハッチン
グにて示す接続部位35の接続幅aが2.00mm程度
となるように形成されている。
【0026】さらに、異方性導電膜30は、パネル電極
26と接続電極29との接続幅をa(mm)、端子間隔
をともにb(mm)、端子幅をともにc(mm)とし、
異方性導電膜30の導電粒子32の粒径をd(μm)、
導電粒子32の粒子密度をρ(個/mm2 )としたとき
に、異方性導電膜30の導電粒子32の粒子密度ρは、
5/(a・d)>ρ>5/(a・c)の範囲内となるよ
うに形成されている。この異方性導電膜30の導電粒子
32の粒子密度ρがこの範囲より多いと異方性導電膜3
0の導電粒子32が相互に隣位するパネル電極26と接
続電極29との接続部位35の相互間に一列に並んで繋
がってしまう傾向があり、異方性導電膜30の導電粒子
32の粒子密度ρがこの範囲より少ないとパネル電極2
6と接続電極29との接続部位35の電気的な接続の信
頼性が低下する傾向がある。
【0027】また、パネル電極26と接続電極29と
は、1対1で対応するように相互に対向するように重ね
られて位置決めされた状態で図示しない圧着ツールを用
いて所定の温度と加圧力とを所定時間付与することによ
り、図4に示すように、異方性導電膜30がパネル電極
26と接続電極29との間で圧接されて押し潰され、異
方性導電膜30の接着性フィルム31中に分散している
導電性粒子32の一部がパネル電極26と接続電極29
との両者に接触してパネル電極26と接続電極29との
両者を電気的に接続し、接着性フィルム31がパネル電
極26と接続電極29との両者を固着してパネル電極2
6と接続電極29との両者を1対1で接続状態に保持す
るようになっている。
【0028】なお、異方性導電膜30は、スクリーン印
刷法などでパターニングすることによりパネル電極26
およびまたは接続電極29上に配設してもよい。
【0029】つぎに、前述した構成からなる本実施形態
の作用について説明する。
【0030】本実施形態の電極端子接続構造を適用した
液晶ディスプレイ20によれば、異方性導電膜30を用
いてパネル電極26と接続電極29とを電気的に接続す
る際に、本実施形態においては、異方性導電膜30の導
電粒子32の粒子密度ρが5/(a・d)>ρ>5/
(a・c)の範囲内とされており、パネル電極26と接
続電極29との接続部位35の電気的な接続の確実な信
頼性と、相互に隣位するパネル電極26と接続電極29
との接続部位35の相互間の確実な絶縁性とを得ること
ができるようになっている。
【0031】さらに説明すると、本実施形態の異方性導
電膜30を圧接してパネル電極26と接続電極29とを
電気的に接続する際に、異方性導電膜30として、異方
性導電膜30の導電粒子32の粒径dを5μm、パネル
電極26と接続電極29との端子間隔bをともに70μ
m、端子幅cをともに70μm、接続幅aを2mmと
し、導電粒子32の密度(調合量)ρを400個/mm
2 としたものを用いると、パネル電極26と接続電極2
9との接続部位35の相互間の間隔の1箇所あたりの導
電粒子32の数は最大で49個であった。
【0032】この導電粒子32は、圧接によって主とし
てパネル電極26と接続電極29との接続部位35の長
手方向に流動する。もし、接続部位35の長手方向の両
端部24b,27bに導電粒子32が集まると、一端部
に25個の導電粒子32が存在することになり、相互に
隣位する接続部位35の相互間に一列に並んで繋がって
しまう。
【0033】しかし、実験によって、異方性導電膜30
の接着剤の流動性を把握し、両端部24a,27bに導
電粒子32が存在する比率を明確にすることで導電粒子
32の粒子密度ρの上限値をつかんだ。
【0034】すなわち、パネル電極26と接続電極29
との接続部位35の相互間の間隔の長手方向に7分割し
た場合、図2に下方に示す基板24のエッジ部24b側
から順に、11個,9個,5個,3個,6個,6個,9
個であり、両端部24b,27bに存在する導電粒子3
2の数は4割程度であることが判明した。これによっ
て、異方性導電膜30の導電粒子32の粒子密度ρは、
5/(a・d)より小さくする必要がある。
【0035】また、パネル電極26と接続電極29との
接続部位35の1箇所あたりの導電粒子32の数が5個
より多ければ、実用上の問題は生じないことが信頼性試
験により判明した。よって、異方性導電膜30の導電粒
子32の粒子密度ρは、5/(a・c)より大きくする
必要がある。
【0036】このように、本実施形態の液晶ディスプレ
イ20によれば、異方性導電膜30を圧接した際の異方
性導電膜30の導電粒子32の数が、パネル電極26と
接続電極29を接続した接続部位35の相互間の間隔で
ある端子間隔bを導電粒子32の粒径dで除した数より
少なくなるので、異方性導電膜30の導電粒子32が相
互に隣位する接続部位35の相互間に一列に並んで繋が
ってしまうのを確実に防止することができ、相互に隣位
する各電極端子26,29間の絶縁性を確実に保持する
ことができる。
【0037】なお、本発明の電極端子接続構造は、エレ
クトロルミネセンスパネル、プラズマディスプレイパネ
ルなどの表示パネルを用いた各種のディスプレイや、多
数の電極端子とフレキシブル回路基板に形成された多数
の電極端子とを異方性導電膜を用いて電気的に接続する
各種の電気製品に適用することができる。
【0038】また、本発明は、前記実施形態に限定され
るものではなく、必要に応じて種々変更することができ
る。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載の本
発明の電極端子接続構造によれば、フレキシブル回路基
板の可撓性を向上させることができるとともに、異方性
導電膜を圧接した際の異方性導電膜の導電粒子の数が、
電気部品の電極端子とフレキシブル回路基板の電極端子
を接続した接続部位の相互間の間隔である端子間隔を導
電粒子の粒径で除した数より少なくなるので、異方性導
電膜の導電粒子が相互に隣位する接続部位の相互間に一
列に並んで繋がってしまうのを確実に防止することがで
き、相互に隣位する各電極端子間の絶縁性を確実に保持
することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る電極端子接続構造を用いた液晶
ディスプレイの実施形態の要部を示す概略正面模式図
【図2】 図1の部分拡大平面模式図
【図3】 図1の接続部位近傍の異方性導電膜の圧接前
の状態を示す拡大断面模式図
【図4】 図1の接続部位近傍の異方性導電膜の圧接後
の状態を示す図3と同様の図
【図5】 従来の電極端子接続構造を用いた液晶ディス
プレイの要部を示す概略正面模式図
【図6】 図5の部分拡大平面模式図
【図7】 図5の接続部位近傍の異方性導電膜の圧接前
の状態を示す拡大断面模式図
【図8】 図5の接続部位近傍の異方性導電膜の圧接前
の状態を示す図7と同様の図
【図9】 従来の電極端子接続構造を用いた液晶ディス
プレイの可撓性の向上を図ったフレキシブル回路基板を
示す概略正面模式図
【図10】 従来のフレキシブル回路基板を用いた場合
の異方性導電膜の圧接状態を示す模式図
【図11】 従来の可撓性の向上を図ったフレキシブル
回路基板を用いた場合の異方性導電膜の圧接状態を示す
平面模式図
【符号の説明】
20 液晶ディスプレイ 21 液晶パネル 22 フレキシブル回路基板 24 基板 26 パネル電極 27 フィルム基板 29 接続電極 30 異方性導電膜 31 接着性フィルム 32 導電粒子 35 接続部位 a (電気部品の電極端子とフレキシブル回路基板の電
極端子との)接続幅 b (電気部品の電極端子およびフレキシブル回路基板
の電極端子のそれぞれの)端子間隔 c (電気部品の電極端子およびフレキシブル回路基板
の電極端子のそれぞれの電極端子の)端子幅 d (異方性導電膜の導電粒子の)粒径 ρ (異方性導電膜の導電粒子の)粒子密度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気部品に形成された多数の電極端子と
    フレキシブル回路基板に形成された多数の電極端子とを
    異方性導電膜を用いて電気的に接続する電極端子接続構
    造において、 前記フレキシブル回路基板の電極端子の厚さが10μm
    以下とされ、 前記電気部品の電極端子と前記フレキシブル回路基板の
    電極端子との接続幅をa(mm)、前記電気部品の電極
    端子および前記フレキシブル回路基板の電極端子のそれ
    ぞれの端子間隔をともにb(mm)、前記電気部品の電
    極端子および前記フレキシブル回路基板の電極端子のそ
    れぞれの電極端子の端子幅をともにc(mm)、前記異
    方性導電膜の導電粒子の粒径をd(μm)、前記異方性
    導電膜の導電粒子の粒子密度をρ(個/mm2 )とした
    ときに、前記異方性導電膜の導電粒子の粒子密度が、 5/(a・d)/>ρ>5/(a・c) の範囲内にあることを特徴とする電極端子接続構造。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6680517B2 (en) * 2000-08-23 2004-01-20 Tdk Corporation Anisotropic conductive film, production method thereof, and display apparatus using anisotropic film
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