JP2007005630A - 圧着装置及び表示装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造歩留まりを向上できるとともに、生産性を改善できる基板の圧着装置及びこの基板を用いた表示装置の製造装置を提供する。
【解決手段】 第１基板Ｓ１とこの第１基板Ｓ１の接続部に接続部材ＡＤを介して位置合わせされた第２基板Ｓ２とを支持する支持体４１０と、第１基板Ｓ１を支持体４１０に固定する固定機構４１５と、第２基板Ｓ２を支持体４１０との間で第１基板Ｓ１の接続部に向けて加圧し第２基板Ｓ２を第１基板Ｓ１に圧着する加圧ヘッド４２０と、第１基板Ｓ１に第２基板Ｓ２を圧着する圧着部ＷＸと加圧ヘッド４２０との間に介在した保護シート４３０と、加圧ヘッド４３０を支持体４１０から離間させた際に保護シート４３０を圧着部ＷＸから相対的に第２基板Ｓ２側に移動させる移動機構と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

この発明は、接続部材を介して基板同士を圧着する圧着装置に係り、特に、表示パネルを構成するアレイ基板、配線基板、及び、回路基板のそれぞれを互いに接続する表示装置の製造装置に関する。

平面表示装置は、画像を表示する表示エリアを備えた表示パネルを備えており、さらに、この表示パネルに対して種々の信号を供給するための配線基板や回路基板などを備えている。配線基板は、フレキシブルプリント基板にＴＡＢ（ｔａｐｅ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）方式でドライバＩＣを搭載したＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）などで構成されている。

表示パネルを構成するアレイ基板と配線基板との接続、あるいは、配線基板と回路基板との接続は、圧着装置によって行われる。例えば、アレイ基板における所定位置、例えば基板端部に引き出された接続端子を有する接続部に、異方性導電膜などの接続部材を介して配線基板を重ねて配置し、アレイ基板側の接続端子と配線基板の電極とを位置合せした後に、これらを加圧するとともに加熱することにより配線基板を表示パネルに熱圧着している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
特開平０７−２９４９５４号公報 特開２００５−０７９３９９号公報

圧着装置は、加圧ヘッドがワークに接触した際に異方性導電膜に含まれる接着剤やその他の異物などが加圧ヘッドに付着しないように保護する保護シートを備えている。つまり、保護シートは、加圧ヘッドとワークとの間に介在している。加圧ヘッドによる圧着動作が終了した際、加圧ヘッドをワークから離間させても、保護シートが異方性導電膜の接着剤によりワークに接着していることがある。このような状態で保護シートをアレイ基板が支持されている側に巻き取ると、圧着された配線基板が保護シートとともに巻き込まれ、配線基板の破損や装置トラブルを招くおそれがある。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、製造歩留まりを向上できるとともに、生産性を改善できる基板の圧着装置及びこの基板を用いた表示装置の製造装置を提供することにある。

この発明の第１の態様による圧着装置は、
第１基板と、この第１基板の接続部に接続部材を介して位置合わせされた第２基板とを支持する支持体と、
前記第２基板を前記支持体との間で前記第１基板の接続部に向けて加圧し、前記第２基板を前記第１基板に圧着する加圧ヘッドと、
前記第１基板に前記第２基板を圧着する圧着部と前記加圧ヘッドとの間に介在した保護シートと、
前記加圧ヘッドを前記支持体から離間させた際に、前記保護シートを前記圧着部から相対的に前記第２基板側に移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする。

この発明の第２の態様による表示装置の製造装置は、
画像を表示する表示エリアを備えた表示パネルに配線基板を接続する表示装置の製造装置であって、
表示パネルと、この表示パネルの接続部に接続部材を介して位置合わせされた配線基板とを支持する支持体と、
前記配線基板を前記支持体との間で前記表示パネルの接続部に向けて加圧し、前記配線基板を前記表示パネルに圧着する加圧ヘッドと、
前記表示パネルに前記配線基板を圧着する圧着部と前記加圧ヘッドとの間に介在した保護シートと、
前記加圧ヘッドを前記支持体から離間させた際に、前記保護シートを前記圧着部から相対的に前記配線基板側に移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、製造歩留まりを向上できるとともに、生産性を改善できる基板の圧着装置及びこの基板を用いた表示装置の製造装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置の製造装置、特に、表示装置を構成する基板同士を接続する圧着装置について図面を参照して説明する。

まず、製造対象である表示装置の構成について説明する。すなわち、図１及び図２に示すように、表示装置は、平板状の表示パネル１００を備えている。この表示パネル１００は、極めて薄い厚みの絶縁基板（例えば０．３ｍｍのガラス基板）を用いて形成され、画像を表示する表示エリア１０２を備えている。この表示エリア１０２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。また、表示パネル１００は、表示エリア１０２を囲む周辺エリア１０４に、画像を表示するのに必要な各種駆動信号を生成する駆動回路（例えば信号線に映像信号を供給する信号線駆動回路や走査線に制御信号を供給する走査線駆動回路）ＤＣを備えている。周辺エリア１０４において表示パネル１００の一側縁には、複数の電極部１１０が配置されている。

また、表示装置は、表示パネル１００に接続された配線基板２００を備えている。この配線基板２００は、表示パネル１００に対して画像を表示するのに必要な各種信号を供給するものである。配線基板２００は、例えば、複数の配線パターンを備えたフレキシブルプリント基板２１０にＴＡＢ方式で実装されたドライバＩＣ２２０などを搭載したＴＣＰとして構成されている。配線基板２００の一端には、表示パネル１００の電極部１１０とそれぞれ電気的に接続可能に形成された複数の電極部２３０が配置されている。すなわち、これらの電極部２３０は、表示パネル１００の電極部１１０のそれぞれの間隔などを考慮して、所定の間隔をおいて配置されている。

さらに、表示装置は、配線基板２００に接続された回路基板２５０を備えている。この回路基板２５０は、表示パネル１００及び配線基板２００に対して画像を表示するのに必要な各種信号を供給するものである。回路基板２５０には、例えば、複数の配線パターンを備えた基板２６０にコントローラや電源などの回路が実装されている。回路基板２５０の一端には、配線基板２００の電極部２３０とそれぞれ電気的に接続可能に形成された複数の電極部２７０が配置されている。すなわち、これらの電極部２７０は、配線基板２００の電極部２３０のそれぞれの間隔などを考慮して、所定の間隔をおいて配置されている。

表示パネル１００及び配線基板２００、あるいは、配線基板２００及び回路基板２５０は、異方性導電膜３００などの接続部材を介して電気的及び機械的に接続されている。例えば、表示パネル１００の電極部１１０と配線基板２００の電極部２３０とは、異方性導電膜３００に含まれる導電性部材により電気的に接続されるとともに、異方性導電膜３００に含まれる接着剤により機械的に接続されている。また、回路基板２５０の電極部２７０と配線基板２００の電極部２３０とは、異方性導電膜３００に含まれる導電性部材により電気的に接続されるとともに、異方性導電膜３００に含まれる接着剤により機械的に接続されている。

次に、上述した表示パネル１００及び配線基板２００、あるいは、配線基板２００及び回路基板２５０を接続する製造装置、すなわち圧着装置の構成について説明する。なお、ここでは、表示パネル１００を構成する絶縁基板、配線基板２００、及び、回路基板２５０のいずれかを第１基板とし、第１基板として選択しなかった他のいずれかを第２基板として説明する。

図３に示すように、圧着装置４００は、支持体４１０と、支持体４１０に対向する加圧ヘッド４２０と、を備えている。

すなわち、支持体４１０は、第１基板Ｓ１と、この第１基板Ｓ１の接続部に接続部材ＡＤを介して位置合わせされた第２基板Ｓ２とを支持する。支持体４１０の上面４１０Ａは、平坦面であり、第１基板Ｓ１の裏面（接続部が配置された面とは反対側の面）あるいは第２基板Ｓ２の表面（接続部と対向する面）と当接する。第１基板Ｓ１は、固定機構４１５により支持体４１０に固定されている。この固定機構４１５は、例えば、支持体４１０の上面４１０Ａの貫通孔４１０Ｈを介して第１基板Ｓ１を吸引する吸引装置である。

加圧ヘッド４２０は、金属材料を用いて形成されており、その下面４２０Ａは、平坦面である。この加圧ヘッド４２０は、支持体４１０に対して昇降可能に構成されている。すなわち、加圧ヘッド４２０が上昇すると、支持体４１０から離間し、支持体４１０との間にワーク（すなわち接続部材ＡＤを介して配置された第１基板Ｓ１及び第２基板Ｓ２）Ｗを配置可能な間隙を形成する。また、加圧ヘッド４２０が降下すると、支持体４１０に接近し、支持体４１０との間でワークＷ、特に第１基板Ｓ１に第２基板Ｓ２を圧着する圧着部ＷＸを挟持する。このとき、加圧ヘッド４２０は、図示しない加圧機構により、挟持した表示パネル１００及び配線基板２００に対して所定の圧力を付与可能である。

また、加圧ヘッド４２０は、内部に加熱機構４２０Ｈを備えている。これにより、加圧ヘッド４２０は、挟持したワークＷに対して所定温度（例えば、表示パネル１００と配線基板２００との間に介在した接続部材ＡＤを溶融可能な温度）の熱を付与可能である。

このような加圧ヘッド４２０とワークＷ（圧着部ＷＸ）との間には、保護シート４３０が介在している。この保護シート４３０は、加圧ヘッド４２０がワークＷに接触した際に接続部材ＡＤに含まれる接着剤やその他の異物などが加圧ヘッド４２０に付着しないように保護するものであり、テフロン（四フッ化エチレン樹脂）からなるシートなどの比較的熱伝導率の高いシート部材によって形成されている。また、この保護シート４３０は、加圧ヘッド４２０の下面４２０Ａにおける平坦度のばらつきを吸収する緩衝材としても機能し、加圧ヘッド４２０から付与される圧力を均一にワークＷに伝えることを可能としている。

また、製造装置４００は、加圧ヘッド４２０を支持体４１０から離間させた際に、保護シート４３０を圧着部ＷＸから相対的に第２基板Ｓ２側（すなわち図中の矢印Ａで示した側）に移動させる移動機構を備えている。すなわち、第１基板Ｓ１は支持体４１０に固定機構４１５を介して固定されているのに対して、圧着対象である第２基板Ｓ２は、第１基板Ｓ１の所定位置に配置あるいは接続部材ＡＤを介して圧着部ＷＸで仮固定されているのみである。このため、圧着動作が終了した際に保護シート４３０が接続部材ＡＤの接着剤により圧着部ＷＸに接着している状態では、保護シート４３０を第１基板Ｓ１が支持されている側（図中の矢印Ｂで示した側）に相対的に移動させると、第２基板Ｓ２に対して、固定されていないその自由端ＳＦが移動方向Ｂに巻き上げられるような力が作用し、支持体４１０と加圧ヘッド４２０との間に保護シート４３０とともに巻き込まれるおそれがある。

そこで、この実施の形態では、保護シート４３０を圧着部ＷＸから第２基板Ｓ２が延出している側Ａに向かって相対的に移動させている。つまり、第２基板Ｓ２は、第１基板Ｓ１に圧着された圧着部ＷＸからその自由端ＳＦに向かって引っ張られるような力が作用する。このため、第２基板Ｓ２は巻き上げられることはなく、しかも、保護シート４３０は、第２基板Ｓ２を伴うことなく圧着部ＷＸから離間する。これにより、第２基板Ｓ２の破損や第２基板Ｓ２が巻き込まれることによる装置トラブルの発生を防止することができ、製造歩留まりを向上できるとともに、生産性を改善することができる。

次に、移動機構４４０の具体的な構成についてより詳細に説明する。

第１実施形態に係る移動機構４４０は、図４Ａに示すように、支持体４１０をその上面４１０Ａと平行な平面内で移動可能に構成されている。すなわち、移動機構４４０は、圧着動作が終了し、加圧ヘッド４２０が支持体４１０から離間した際に、図４Ｂに示すように、固定された保護シート４３０に対して支持体４１０を第１基板Ｓ１が支持されている側Ｂにスライドさせるように構成されている。つまり、保護シート４３０が圧着部ＷＸから相対的に第２基板Ｓ２側に移動する。このため、たとえ保護シート４３０が圧着部ＷＸに接着していたとしても、支持体４１０の移動に伴って第２基板Ｓ２が巻き上げられることはなく、しかも、保護シート４３０は、第２基板Ｓ２を伴うことなく圧着部ＷＸから離間する。

第２実施形態に係る移動機構４４０は、図５Ａに示すように、帯状の保護シート４３０を走行可能に構成されている。すなわち、移動機構４４０は、保護シート４３０を圧着部ＷＸに向けて供給する供給機構４４１と、保護シート４３０を巻き取る巻取機構４４２とを備えている。供給機構４４１及び巻取機構４４２は、回転自在なリールを備えており、保護シート４３０の一端が供給機構４４１の回転リールに巻き付けられているとともに保護シート４３０の他端が巻取機構４４２の回転リールに巻き付けられている。

供給機構４４１及び巻取機構４４２は、正回転及び逆回転を可能とするように、その回転リールの回転軸に回転力を付与する駆動源を備えている。供給機構４４１及び巻取機構４４２が正回転すると、保護シート４３０は、図中の矢印Ａで示した方向に沿って走行し、巻取機構４４２に巻き取られる。また、供給機構４４１及び巻取機構４４２が逆回転すると、保護シート４３０は、図中の矢印Ｂで示した方向に沿って走行し、供給機構４４１に巻き取られる。

この移動機構４４０は、圧着動作が終了し、加圧ヘッド４２０が支持体４１０から離間した際に、供給機構４４１及び巻取機構４４２を正回転させ、図５Ｂに示すように、固定された支持体４１０に対して保護シート４３０を第２基板Ｓ２が支持されている側Ａに走行させるように構成されている。つまり、保護シート４３０が圧着部ＷＸから相対的に第２基板Ｓ２側に移動する。このため、たとえ保護シート４３０が圧着部ＷＸに接着していたとしても、支持体４１０の移動に伴って第２基板Ｓ２が巻き上げられることはなく、しかも、保護シート４３０は、第２基板Ｓ２を伴うことなく圧着部ＷＸから離間する。

次に、製造装置４００による圧着動作について説明する。ここでは、第２実施形態に係る製造装置４００による圧着動作について説明する。

すなわち、加圧ヘッド４２０を上昇させ、支持体４１０との間に間隙を形成する。加圧ヘッド４２０は、加熱機構４２０Ｈにより所定の設定温度に加熱した状態に保持されている。そして、支持体４１０と加圧ヘッド４２０との間隙に、第１基板Ｓ１を配置する。第１基板Ｓ１の接続部には、接続部材ＡＤを介して位置合せした状態の第２基板Ｓ２が配置されている。

所定のタイミングで加圧ヘッド４２０を降下させる。これにより、第１基板Ｓ１及び第２基板Ｓ２の圧着部ＷＸは、保護シート４３０を介して支持体４１０と加圧ヘッド４２０との間に挟持される。このとき、加圧ヘッド４２０は、加圧機構により、第２基板Ｓ２を支持体４１０との間で第１基板Ｓ１に向けて加圧するとともに、圧着部ＷＸを加熱する。これにより、接続部材ＡＤの接着剤が溶融し、且つ導電部材が圧着部ＷＸに食い込む。

その後、所定のタイミングで加圧ヘッド４２０を上昇させる。これにより、接続部材ＡＤの接着剤が冷却されて硬化する。そして、移動機構４４０は、供給機構４４１及び巻取機構４４２を正回転させ、保護シート４３０を矢印Ａで示した方向に沿って走行させ、巻取機構４４２により巻き取る。以上のような工程により、第２基板Ｓ２は、第１基板Ｓ１に圧着される。

巻き取られた保護シート４３０は、そのままでも良いが、交換が不要であれば、供給機構４４１及び巻取機構４４２を逆回転させ、保護シート４３０を矢印Ｂで示した方向に沿って走行させ、巻取機構４４２により巻き取った分だけ再び供給機構４４１により巻き取ることにより、圧着時の元のポジションに復帰する。

同様の圧着動作を所定回数繰り返した後、移動機構４４０は、供給機構４４１から保護シート４３０を供給するとともに巻取機構４４２で巻き取ることにより、圧着部ＷＸに対向する保護シート４３０を交換する。この実施の形態では、１０回の圧着動作の度に保護シート４３０を交換し、加圧ヘッド４２０の下面４２０Ａの幅Ｗ１以上の送り量に設定した。このような圧着動作を行ったところ、第２基板Ｓ２の破損や装置トラブルは一切発生しなかった。

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、その実施の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。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。

例えば、上述した実施の形態において、表示装置は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置などの自己発光型表示装置でも良いし、液晶表示装置であっても良い。有機ＥＬ表示装置の場合、表示パネル１００は、各表示画素ＰＸにおいて、画素回路及び画素回路によって駆動制御される表示素子を備えて構成されている。また、液晶表示装置の場合、表示パネル１００は、一対の基板間に液晶層を保持して構成され、各表示画素ＰＸにおいて、画素電極と対向電極との間に液晶層を保持した表示素子、画素電極に所定の電位を書き込むためのスイッチング素子などを備えて構成されている。

図１は、この発明の一実施の形態に係る配線基板を備えた表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した表示装置をＡ−Ａ線で切断したときの表示パネル及び配線基板の断面構造を概略的に示す図である。 図３は、図１に示した表示装置を製造するための製造装置の構成を概略的に示す図である。 図４Ａは、第１実施形態に係る製造装置における移動機構の構成を概略的に示す図である。 図４Ｂは、第１実施形態に係る製造装置における移動機構の構成を概略的に示す図である。 図５Ａは、第２実施形態に係る製造装置における移動機構の構成を概略的に示す図である。 図５Ｂは、第２実施形態に係る製造装置における移動機構の構成を概略的に示す図である。

符号の説明

１００…表示パネル、１０２…表示エリア、１１０…電極部、２００…配線基板、２３０…電極部、２５０…回路基板、２７０…電極部、３００…異方性導電膜、ＰＸ…表示画素、Ｗ…ワーク、ＷＸ…圧着部、４００…製造装置（圧着装置）、４１０…支持体、４１５…固定機構、４２０…加圧ヘッド、４３０…保護シート、４４０…移動機構、４４１…供給機構、４４２…巻取機構、Ｓ１…第１基板、Ｓ２…第２基板、ＡＤ…接続部材

Claims (6)

1. 第１基板と、この第１基板の接続部に接続部材を介して位置合わせされた第２基板とを支持する支持体と、
   前記第２基板を前記支持体との間で前記第１基板の接続部に向けて加圧し、前記第２基板を前記第１基板に圧着する加圧ヘッドと、
   前記第１基板に前記第２基板を圧着する圧着部と前記加圧ヘッドとの間に介在した保護シートと、
   前記加圧ヘッドを前記支持体から離間させた際に、前記保護シートを前記圧着部から相対的に前記第２基板側に移動させる移動機構と、
   を備えたことを特徴とする圧着装置。
2. 前記移動機構は、固定された前記保護シートに対して前記支持体を前記第１基板が支持されている側にスライドさせることを特徴とする請求項１に記載の圧着装置。
3. 前記保護シートは帯状であり、
   前記移動機構は、固定された前記支持体に対して前記保護シートを前記第２基板が支持されている側に走行させることを特徴とする請求項１に記載の圧着装置。
4. 画像を表示する表示エリアを備えた表示パネルに配線基板を接続する表示装置の製造装置であって、
   表示パネルと、この表示パネルの接続部に接続部材を介して位置合わせされた配線基板とを支持する支持体と、
   前記配線基板を前記支持体との間で前記表示パネルの接続部に向けて加圧し、前記配線基板を前記表示パネルに圧着する加圧ヘッドと、
   前記表示パネルに前記配線基板を圧着する圧着部と前記加圧ヘッドとの間に介在した保護シートと、
   前記加圧ヘッドを前記支持体から離間させた際に、前記保護シートを前記圧着部から相対的に前記配線基板側に移動させる移動機構と、
   を備えたことを特徴とする表示装置の製造装置。
5. 前記移動機構は、固定された前記保護シートに対して前記支持体を前記表示パネルが支持されている側にスライドさせることを特徴とする請求項４に記載の表示装置の製造装置。
6. 前記保護シートは帯状であり、
   前記移動機構は、固定された前記支持体に対して前記保護シートを前記配線基板が支持されている側に走行させることを特徴とする請求項４に記載の表示装置の製造装置。

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