JP2004029576A

JP2004029576A - 平面表示装置の製造方法、及びこれに用いる異方性導電膜の貼り付け用熱圧着装置

Info

Publication number: JP2004029576A
Application number: JP2002188573A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Mishima; 三島　浩道
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】平面表示装置の製造方法、及びこのための異方性導電膜（ＡＣＦ）の貼り付け用の熱圧着装置において、異方性導電膜の貼り付け不良及びこれに起因する製造工程上の不良を容易に防止できる製造方法及び熱圧着装置を提供する。
【解決手段】異方性導電膜（ＡＣＦ）２を、接続パッド群３の左右両端からその外側へと突き出すように配置する。ＡＣＦ２の貼り付けのための熱圧着の際、接続パッド群３を覆う個所では、ＡＣＦ２のベース樹脂が熱硬化を起こさない温度に加熱され、ＡＣＦ２の端部２１では、ＡＣＦ２のベース樹脂が部分的に熱硬化を起こす温度に加熱される。このような熱圧着を行うべく、ＡＣＦ２の貼り付けのための仮圧着用ヒーターツール１は、接続パッド群３の個所を圧締する主ヒーターツール１１と、ＡＣＦ２の端部２１を圧締する端部ヒーターツール１２とに分割構成される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部駆動系統から表示パネルへの信号入力を行うためのフレキシブル基板を平面表示装置に実装するにあたり、異方性導電層の仮圧着を行う熱圧着装置、及びこれを用いる平面表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置等の平面表示装置は、薄型、軽量、低消費電力の特徴を生かして、パーソナル・コンピュータ、ワードプロセッサあるいはＴＶ等の表示装置として、更に投射型の表示装置として各種分野で利用されている。
【０００３】
中でも、各画素電極にスイッチ素子が電気的に接続されて成るアクティブマトリクス型表示装置は、隣接画素間でクロストークのない良好な表示画像を実現できることから、盛んに研究・開発が行われている。
【０００４】
以下に、光透過型のアクティブマトリクス型液晶表示装置を例にとり、その構成について簡単に説明する。
【０００５】
一般に、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、表示パネルの周縁に駆動回路系統が実装されて成っており、表示パネルは、マトリクスアレイ基板（以下アレイ基板と呼ぶ）と対向基板とが所定の間隔をなすよう近接配置され、この間隔中に、両基板の表層に設けられた配向膜を介して液晶層が保持されたものである。
【０００６】
アレイ基板においては、ガラス等の透明絶縁基板上に、上層の金属配線パターンとして例えば複数本の信号線と、下層の金属配線パターンとして例えば複数本の走査線とが絶縁膜を介して格子状に配置され、格子の各マス目に相当する領域にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材料からなる画素電極が配される。そして、格子の各交点部分には、各画素電極を制御するスイッチング素子が配されている。スイッチング素子が薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称する。）である場合には、ＴＦＴのゲート電極は走査線に、ドレイン電極は信号線にそれぞれ電気的に接続され、さらにソース電極は画素電極に電気的に接続されている。
【０００７】
対向基板は、ガラス等の透明絶縁基板上にＩＴＯ等から成る対向電極が配置され、またカラー表示を実現するのであればカラーフィルタ層が配置されて構成されている。
【０００８】
周縁部では、例えば、その一長辺側及び一短辺側において、アレイ基板が対向基板から突き出して、外部からの駆動信号の入力を行うための棚状領域をなしている。これら棚状領域には、信号線や走査線に駆動信号等を入力するための接続パッドが配列される。
【０００９】
周縁部に駆動ＩＣチップを配置し上記接続パッドに入力を行う方式としては、駆動ＩＣチップを搭載した、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）と呼ばれる矩形状のフレキシブル配線を棚状領域に実装するＯＬＢ（Ｏｕｔｅｒ　Ｌｅａｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式、及び、駆動ＩＣチップを棚状領域に直接実装するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式がある。このような実装にあたり、異方性導電層等の導電接続材を介して、ＴＣＰ先端の端子面、または駆動ＩＣチップの下面の端子形成面が、棚状領域に搭載されるとともに、この棚状領域上の接続パッド群と電気的に接続されるのが一般的である。
【００１０】
異方性導電層とは、熱硬化性または熱可塑性の樹脂層の中に、導電性粒子を分散させたものであり、熱圧着を受けた個所で、樹脂層を挟む端子間の電気的導通を実現するものである。異方性導電層としては、作業工程上の便宜のため、一般には、テープ状のフィルムとして供給される異方性導電膜（ＡＣＦ）が用いられる（例えば特開平１０−０１２６６２、特開２００２−１１６７０６）。
【００１１】
以下、ＴＣＰを用いる方式（ＴＡＢ方式）を例にとり、ＴＣＰとの接続個所ごとに、表示パネルの周縁部に予めＡＣＦを貼り付けておく場合について説明する。
【００１２】
表示パネルの一長辺（Ｘ端辺）側の棚状領域には、信号線に画像信号（データ信号）を入力するための信号線駆動用（Ｘ側）の接続パッド群が複数、例えば３〜８個設けられる。また、表示パネルの一短辺（Ｙ端辺）側の棚状領域には、各走査線にＴＦＴの駆動ゲート電圧等を逐次供給するための複数または一つの走査線駆動用（Ｙ側）の接続パッド群が設けられる。
【００１３】
これらの接続パッド群ごとに、次のようにして、ＴＣＰが実装される。
【００１４】
（１）各接続パッド群を覆うように短冊状のＡＣＦを配置する。
【００１５】
（２）仮圧着用ヒーターツールを用いて、ＡＣＦの硬化を引き起こさない温度に加熱するとともに、圧締を行う。この際、ヒーターツールとＡＣＦとの間には、セパレーターフィルムが介在するようにする。
【００１６】
（３）ヒーターツールによる圧締を解除し、セパレーターフィルムを引き剥がす。このようにしてＡＣＦの仮圧着を完了する。
【００１７】
（４）ＴＣＰを対応する接続パッド群の個所に搬送した後、ＴＣＰの出力側端子群と、接続パッド群とを、正確に位置合わせする。
【００１８】
（５）本圧着用ヒーターツールを用いて、ＡＣＦの硬化に充分な加熱を行うとともに、ＡＣＦ中の導電粒子による電気的接続を実現するための充分な圧締を行う。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように表示パネルの周縁部にＡＣＦを仮圧着により貼り付けておく場合、特には、ＡＣＦの長さ方向の両端部にて、貼り付け不良が生じる場合があった。すなわち、短冊状のＡＣＦが端部で仮圧着不良となり、短冊状のＡＣＦの端部で、「浮き上がり」や「まくり上がり」が生じることがあった。ＡＣＦがまくり上がった個所、すなわちフィルムが２重になっている個所に、本圧着工程にて圧締が行われると、局部的に強い圧力が加えられる結果、表示パネルを構成するガラス基板に「割れ」や「欠け」が生じることもあった。
【００２０】
このような不良を避けるためには、ＡＣＦの貼り付け（仮圧着）工程の後に、充分な検査を行い、貼り付け不良のものについては、一旦剥離して再度貼り付けるなどの作業が必要であり、工程負担を増加させていた。
【００２１】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、平面表示装置の製造方法、及びこのための異方性導電膜の貼り付け用の熱圧着装置において、異方性導電膜の貼り付け不良及びこれに起因する製造工程上の不良を容易に防止できる製造方法及び熱圧着装置を提供するものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の平面表示装置の製造方法は、表示パネルの接続用の周縁部に、異方性導電膜を配置し、仮圧着用ヒーターツールでもって加熱しつつ押圧することにより、前記異方性導電膜を前記周縁部に貼り付ける仮圧着工程と、この異方性導電膜を挟み込むようにしてフレキシブル配線基板の出力側端子群を前記周縁部上の接続パッド群または接続パッド群がなす列に重ね合わせた後、本圧着用ヒーターツールでもって前記仮圧着工程におけるよりも高い温度で加熱しつつ押圧することにより、前記出力側端子群と前記接続パッド群とを電気的かつ機械的に接続する本圧着工程とを備える平面表示装置の製造方法において、前記異方性導電膜は端部が前記接続パッド群の両端、または前記接続パッド群がなす列の両端から突き出すように配置され、前記仮圧着用ヒーターツールは、前記端部を押圧する部位において、前記本圧着用ヒーターツールと略等しい温度に設定されることを特徴とする。
【００２３】
上記のような構成であると、異方性導電膜の貼り付け不良及びこれに起因する製造工程上の不具合を防止することができる。
【００２４】
本発明の熱圧着装置は、表示パネルの周縁部に異方性導電膜を貼り付けるための熱圧着装置であって、下端に圧着面をなすヒーターツールが、一つの主ヒーターツールと、この主ヒーターツールを挟むように配される２つの端部ヒーターツールとからなり、該端部ヒーターツールは、前記主ヒーターツールよりも高温に設定されることを特徴とする
【００２５】
【発明の実施の形態】
実施例の平面表示装置の製造方法について、図１〜３を用いて説明する。
【００２６】
図１は、異方性導電膜（ＡＣＦ）を表示パネルの周縁部に貼り付ける工程を模式的に示す分解斜視図である。図２は、図１に対応する縦断面図である。また、図３は、表示パネルの周縁部に複数のＴＣＰを実装した様子を示す部分分解斜視図である。
【００２７】
図１に示すように、表示パネル４の周縁部４１は、一方の基板が棚状に突き出した部分であり、各ＴＣＰに対応する接続パッド群３が表示パネル４の端辺に沿って設けられている。接続パッド群３ごとに、短冊状のＡＣＦ２があてがわれ、ヒーターツール１により、貼り付けられる。すなわち、ＡＣＦ２の仮圧着が行われる。
【００２８】
ＡＣＦ２は、接続パッド群３よりも長さ寸法が大きく取られており、接続パッド群３を覆うように配置された際には、接続パッド群３の両端から略等寸法だけ、ＡＣＦ２の端部２１が突き出す。ＡＣＦ２をこのように所定位置に配置した後、シリコンシート１５を介して、ヒーターツール１による加熱及び押圧を行う。
【００２９】
ヒーターツール１は、接続パッド群３の個所を加熱・押圧するための主ヒーターツール１１と、その両側で、ＡＣＦ２の端部２１を加熱・押圧するための端部ヒーターツール１２とに分割されて構成されており、主ヒーターツール１１と、端部ヒーターツール１２との間には、空隙１３が設けられている。ヒーターツール１は、全体として、ＡＣＦ２の長さ及び幅にほぼ相当する寸法を有しいる。
【００３０】
本実施例において、ＡＣＦ２は、熱硬化性樹脂をベースにし、この中に導電粒子が分散されている。ＡＣＦ２を仮圧着するためのヒーターツール１は、主ヒーターツール１１の温度が、ＡＣＦ２を構成する熱硬化樹脂の硬化温度よりも充分に低く設定され、軟化または部分的な流動のみが起こるように設定される。これに対して、端部ヒーターツール１２は、部分的な硬化を行わせるように、硬化が開始する温度域に設定される。すなわち、ＴＣＰを実装する際の本圧着温度と略等しい温度に設定される。
【００３１】
このように、ＡＣＦ２を貼り付ける仮圧着の際、ＡＣＦ２の端部２１は、部分的に硬化が開始するように加熱が行われるため、表示パネル４の周縁部４１に強固に接着される。したがって、ＡＣＦ２の端部２１が浮いてしまうことによる不具合や製造工程上の不良が確実に防止されている。
【００３２】
また、接続パッド群３を覆う個所では、ＡＣＦ２の樹脂の硬化が起こらないので、本圧着の際の電気的な接続、及び充分な機械的接続の形成に悪影響を及ぼすことがない。
【００３３】
特に、主ヒーターツール１１と端部ヒーターツール１２との間には空隙が設けられているので、ＡＣＦ２の加熱温度を、接続パッド群３を覆う個所と、端部２１との間で、シャープに変化させることができる。これにより、ＡＣＦ２の端部２１を充分短くとっても、本圧着の際の接続パッド群３の接続に何ら悪影響を及ぼすことなく、端部２１の強固な接着による固定を実現することができる。
【００３４】
次ぎに、図２を用いて、本実施例の具体例について説明する。
【００３５】
具体例において、図２に示すように、ＡＣＦ２の長さ寸法は５５ｍｍであり、接続パッド群３の長さ寸法及び主ヒーターツール１１の長さ寸法は、いずれも４５ｍｍである。したがって、ＡＣＦ２は、左右の端部２１が、５ｍｍずつ接続パッド群３の両端から突き出す。
【００３６】
左右の端部ヒーターツール１２は、主ヒーターツール１１から、４ｍｍずつ離間して配置されており、接続パッド群３の長手方向に沿った寸法が、いずれも、２〜３ｍｍである。端部ヒーターツール１２の、図面左右方向における外側端は、ＡＣＦ２の両端よりわずかに外側にある。
【００３７】
具体例において、本圧着の際にはＡＣＦ２の全体が１６０〜１７０℃に加熱される。これに対して、仮圧着のための端部ヒーターツール１２は、ＡＣＦ２の端部２１を、１５０〜１６０℃まで加熱するように温度設定される。すなわち、本圧着の際の加熱温度よりも少し低い温度域までＡＣＦ２の端部２１を加熱するのである。一方、仮圧着のための主ヒーターツール１１は、ベース樹脂の軟化温度に対応した、７０〜８０℃に設定される。
【００３８】
また、具体例において、圧締の圧力は、主ヒーターツール１１及び端部ヒーターツール１２のいずれにおいても、２〜３ｋｇ／ｃｍ^２に設定される。
【００３９】
このようなＡＣＦ２の仮圧着の後、本圧着の工程が行われ、図３に示すように、表示パネル４の周縁部４１に、複数のＴＣＰ５が実装される。
【００４０】
次ぎに変形例１〜２について、それぞれ図４〜５を用いて説明する。
【００４１】
図４に示す変形例１においては、表示パネル４の端辺に対応した、例えば３００ｍｍ長の、長尺のＡＣＦ２’が、接続用の周縁部４１に貼り付けられる。そして、熱圧着装置６のヒーターツール１’は、この長尺のＡＣＦ２’を一度に加熱・押圧するように、対応して長尺に設けられる。
【００４２】
図４中に示すように、ヒーターツール１’は、複数の接続パッド群を一括して加熱・押圧するための主ヒーターツール１１’と、その左右両端に、離間して配置される小寸法の端部ヒーターツール１２’とからなる。すなわち、長尺のＡＣＦ２’は、接続パッドの列を覆う個所では主ヒーターツール１１’によって加熱・圧締され、この接続パッドの列より外の両側の端部では、端部ヒーターツール１２’によって加熱・圧締される。
【００４３】
これらの設定温度及び設定圧締力は、例えば、上記具体例と同様である。
【００４４】
なお、熱圧着装置６は、図示の例において、ヒーターツール１’をその下部に取り付けるための角棒梁（はり）６１と、この角棒梁６１を上下動させるための駆動部６３と、これらを支える背面壁６２と、表示パネル４を位置合わせして載置する載置台６５とを備えている。
【００４５】
図５に示す変形例２においては、表示パネルが、駆動ＩＣを表示パネルの基板上に作り込んだ多結晶シリコン（ポリシリコン）タイプのものであって、ＴＣＰが実装されず、１本または２本のフレキシブル配線（ＦＰＣ）５’のみが実装される。変形例２においても、上記実施例と全く同様にして、短冊状のＡＣＦ２の貼り付け（仮圧着）が行われる。
【００４６】
上記実施例及び変形例においては、主ヒーターツールと端部ヒーターツールとの間に完全な空隙が設けられるものとして説明したが、適当な断熱材、例えばセラミック繊維からなる断熱材が介挿されるのであっても良い。
【００４７】
また、上記においては、異方性導電膜が熱硬化性樹脂ベースのものであるとして説明したが、熱可塑性樹脂ベースのものであっても良く、熱硬化性樹脂と熱硬化性樹脂とのブレンドや、積層体であっても良い。熱可塑性樹脂ベースの場合、仮圧着の際の主ヒーターツールによる加熱温度を、ある程度の軟化とタック性が生じる温度とし、本圧着の温度及び仮圧着の際の端部ヒーターツールによる加熱温度については、ベース樹脂の充分な軟化や溶融流動が生じる温度に設定することもできる。例えば、高融点セグメントと低融点セグメントを有するポリマーや、熱軟化点の異なる２種のポリマーから成るブレンドを用いることができる。
【００４８】
【発明の効果】
平面表示装置の製造方法、及びこのための異方性導電膜の貼り付け用の熱圧着装置において、ＡＣＦの貼り付け不良及びこれに起因する製造工程上の不良を容易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の平面表示装置の製造方法における、異方性導電膜（ＡＣＦ）の貼り付け（仮圧着）工程について模式的に示す要部分解斜視図である。
【図２】実施例のＡＣＦ貼り付け工程における寸法及び温度の具体例について示すための模式的な縦断面図である。
【図３】テープキャリアパッケージを実装する本圧着の後の表示パネルについて示す模式的な外観斜視図である。
【図４】変形例１の平面表示装置の製造方法における、ＡＣＦ貼り付け（仮圧着）工程及び仮圧着装置について模式的に示す外観斜視図である。
【図５】変形例２の平面表示装置の製造方法について示す要部斜視図による工程図である。
【符号の説明】
１　ヒーターツール
１１　主ヒーターツール
１２　端部ヒーターツール
１３　空隙
２　異方性導電膜（ＡＣＦ）
３　接続パッド群

Claims

表示パネルの接続用の周縁部に、異方性導電膜を配置し、仮圧着用ヒーターツールでもって加熱しつつ押圧することにより、前記異方性導電膜を前記周縁部に貼り付ける仮圧着工程と、
この異方性導電膜を挟み込むようにしてフレキシブル配線基板の出力側端子群を前記周縁部上の接続パッド群または接続パッド群がなす列に重ね合わせた後、本圧着用ヒーターツールでもって前記仮圧着工程におけるよりも高い温度で加熱しつつ押圧することにより、前記出力側端子群と前記接続パッド群とを電気的かつ機械的に接続する本圧着工程とを備える平面表示装置の製造方法において、
前記異方性導電膜は端部が前記接続パッド群の両端、または前記接続パッド群がなす列の両端から突き出すように配置され、
前記仮圧着用ヒーターツールは、前記端部を押圧する部位において、前記本圧着用ヒーターツールと略等しい温度に設定されることを特徴とする平面表示装置の製造方法。
前記異方性導電膜が熱硬化性樹脂をベースにするものであり、前記仮圧着用ヒーターツールにおける前記端部を押圧する部位の温度が、前記熱硬化樹脂の硬化が開始する温度域に設定されることを特徴とする請求項１記載の平面表示装置の製造方法。
前記仮圧着用ヒーターが、前記接続パッド群、または該接続パッド群がなす列を押圧する主ヒーターツールと、前記端部を押圧する端部ヒーターツールとに分割されており、これらの間に空隙が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の平面表示装置の製造方法。
表示パネルの周縁部に異方性導電膜を貼り付けるための熱圧着装置であって、下端に圧着面をなすヒーターツールが、一つの主ヒーターツールと、この主ヒーターツールを挟むように配される２つの端部ヒーターツールとからなり、
該端部ヒーターツールは、前記主ヒーターツールよりも高温に設定されることを特徴とする熱圧着装置。
前記主ヒーターツールと、前記の２つの端部ヒーターツールとの間に、空隙が設けられていることを特徴とする請求項５記載の熱圧着装置。
可撓性の第１の基板上にある第１の端子群と、第２の基板上にある第２の端子群とを、異方性導電膜を介して電気的かつ機械的に接続するにあたり、予め前記異方性導電膜を、前記第１または第２の基板に、仮圧着により貼り付けておく工程を含む端子接続方法において、
前記異方性導電フィルムは端部が前記第１または第２の端子群の両端、または該端子群がなす列の両端から突き出すように配置され、前記仮圧着の際、前記端部については本圧着の場合と略同一の温度で加熱することを特徴とする端子接続方法。