JP2008032892A - 電子機器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】両面に電極を有する絶縁基板と当該両電極に接続された接続基板との接続部の信頼性に優れた電子機器及びその製造方法の提供。
【解決手段】本発明の第１の態様に係る電子機器１００は、第１及び第２の電極１１３、１２３が両面に形成された絶縁基板１０２と、絶縁基板１０２の端辺に形成され第１の電極１１３と接続された第１の端子１１４と、第１の端子１１４形成された絶縁基板面と反対側の面に形成され第２の電極１２３と接続された第２の端子１２４と、第１の端子１１４に第１の異方性導電材１１５を介して接続された第１の接続基板１１６と、第２の端子１２４に第２の異方性導電材１２５を介して接続された第２の接続基板１２６とを備える。また、第１の異方性導電材１１５により接続された領域と第２の異方性導電材１２５により接続された領域とを、絶縁基板１０２の主面の法線方向から見た場合、両者が重複しないように形成されたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は電子機器及びその製造方法に関し、特に、両面に電極が形成された絶縁基板を備える電子機器及びその製造方法に関する。

液晶表示装置や有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の表示パネルには、外部から電源電圧、表示信号等を供給するため、駆動回路等が実装されたフレキシブル基板が接続される。表示パネルとフレキシブル基板との接続方法としては、一般的に、表示パネルを構成するガラス基板の端部に設けられた外部端子とフレキシブル基板の接続端子とを、異方性導電フィルム（ＡＣＦ:Anisotropic conductive film）を介して熱圧着する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、フレキシブル基板の接続端子上に、ＡＣＦを配置し、ガラス基板の外部端子とフレキシブル基板の接続端子とを位置合わせして熱圧着する。これより、ガラス基板の外部端子がフレキシブル基板の接続端子と電気的に接続されるとともに、表示パネルとフレキシブル基板とが物理的に固定される。

ところで、近年、２つの液晶パネルを積層した２層型液晶パネルが開発されている。２層型液晶パネルでは、３枚のガラス基板が対向配置され、各々の基板間に液晶が挟持された構成が広く用いられている。このような構成では、上記２層型液晶パネルを構成する３枚のガラス基板のうち、中央に配置されるガラス基板の両面に、電極が形成されている。この場合も、ＡＣＦを用いて熱圧着することにより、両面の電極に形成された外部端子がフレキシブル基板の接続端子と各々接続される。
特開平１１−１３５９０９号公報

しかしながら、両面に電極が形成されたガラス基板では、一方の面に形成された外部端子にフレキシブル基板を接続した後、他方の面に形成された外部端子にフレキシブル基板を接続するため、以下のような問題が生じていた。

ガラス基板の両面に形成された外部端子は、各々ガラス基板の同一の辺にガラス基板を介して互いに対向するように形成する。このため、一方の面の外部端子にＡＣＦを介してフレキシブル基板を接続した後、他方の面の外部端子にＡＣＦを介してフレキシブル基板を熱圧着すると、先に接続されたＡＣＦが再加熱され、熱的ダメージを受ける。これにより、主に、先に接続されたＡＣＦとガラス基板の外部端子との間に剥離が生じ、接続不良が発生するという問題があった。

本発明は、上記を鑑みなされたものであり、本発明の目的は、両面に電極を有する絶縁基板と当該両電極に接続された接続基板との接続部の信頼性に優れた電子機器及びその製造方法を提供することである。

本発明の第１の態様に係る電子機器は、第１及び第２の電極が両面に形成された絶縁基板と、前記絶縁基板の前記絶縁基板面と反対側の面に形成され、前記第１の電極と接続された第１の端子と、前記第１の端子が形成された前記端辺に形成され、前記第２の電極と接続された第２の端子と、前記第１の端子に、第１の異方性導電材を介し、接続された第１の接続基板と、前記第２の端子に、第２の異方性導電材を介し、接続された第２の接続基板とを備え、前記第１の異方性導電材により接続された領域と前記第２の異方性導電材により接続された領域とを、前記絶縁基板の主面の法線方向から見た場合、両者が重複しないように形成されたものである。これにより、絶縁基板と接続基板との接続部の信頼性を向上させることができ、また、接続面積を低減することができる。

本発明の第２の態様に係る電子機器は、上記の電子機器において、前記第１の異方性導電材により接続された領域と前記第２の異方性導電材により接続された領域とを、前記絶縁基板の主面の法線方向から見た場合、両者が交互に形成されていることを特徴とするものである。これにより、確実に絶縁基板と接続基板との接続部の信頼性を向上させることができる。

本発明の第３の態様に係る電子機器は、上記の電子機器において、前記第１の異方性導電材により接続された領域と前記第２の異方性導電材により接続された領域とを、前記絶縁基板の主面の法線方向から見た場合、両者が所定の間隔を置いて形成されていることを特徴とするものである。これにより、さらに絶縁基板と接続基板との接続部の信頼性を向上させることができる。

本発明の第４の態様に係る電子機器は、上記の電子機器において、前記所定の間隔が前記絶縁基板の厚さの３倍以上であることを特徴とするものである。これにより、さらに確実に絶縁基板と接続基板との接続部の信頼性を向上させることができる。

本発明の第５の態様に係る電子機器の製造方法は、絶縁基板の両面に第１及び第２の電極を形成する工程と、前記絶縁基板の端辺に、前記第１の電極と接続された第１の端子を形成する工程と、前記第１の端子が形成された前記絶縁基板面と反対側の面に、前記第２の電極と接続された第２の端子を形成する工程と、前記第１の端子に、第１の異方性導電材を介し、第１の接続基板を接続した後、前記第２の端子に、第２の異方性導電材を介し、第２の接続基板を接続する工程とを備え、前記第１の異方性導電材により接続された領域と前記第２の異方性導電材により接続された領域とを、前記絶縁基板の主面の法線方向から見た場合、両者が重複しないように形成されたものである。これにより、絶縁基板と接続基板間との接続部の信頼性を向上させることができる。

本発明の第６の態様に係る電子機器の製造方法は、上記の電子機器の製造方法において、前記絶縁基板における前記第２の接続基板を接続する領域に対向する領域のみを下方から支持しながら、前記第２の接続基板を上方から加圧及び加熱して接続することを特徴とするものである。これにより、確実に絶縁基板と接続基板間との接続部の信頼性を向上させることができる。

本発明によれば、両面に電極を有する絶縁基板と当該両電極に接続された接続基板との接続部の信頼性に優れた電子機器及びその製造方法を提供することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について、図１を参照して説明する。図１（ａ）は、本実施の形態に係る電子機器の一例を示す全体の断面図である。図１（ｂ）は、異なる断面における基板とＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）との接続部分の断面図である。図１（ｃ）は、接続部分における基板とＦＰＣとの位置関係を示す平面図である。また、図１（ｃ）におけるＸ−Ｘ'断面図が図１（ａ）の接続部に、図１（ｃ）におけるＹ−Ｙ'断面図が図１（ｂ）に各々該当する。

本実施の形態においては、電子機器の一例として、マトリクスパネルと、セグメントパネルとが積層された２層型液晶表示パネル１００について説明する。図１（ａ）に示すように、２層型液晶表示パネル１００は、セグメントパネル１１０、マトリクスパネル１２０を有している。セグメントパネル１１０の反視認側にはマトリクスパネル１２０が配置され、マトリクスパネル１２０の反視認側にはバックライトユニットが配置される。本実施の形態においては、セグメントパネル１１０を構成する一方の基板１０２と、マトリクスパネル１２０を構成する一方の基板１０２とを共用する構成である。このセグメントパネル１１０とマトリクスパネル１２０に共用される基板１０２では、その両面に各々電極が形成されている。

セグメントパネル１１０は、アイコン、キャラクタドット等のセグメント表示を行う。図１に示すように、セグメントパネル１１０は、対向配置されたガラス、樹脂等からなる透明絶縁基板である第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に液晶層１１１を挟持した構成を有している。第１の基板１０１と第２の基板１０２とは、シール材１０４により固着されている。

第１の基板１０１及び第２の基板１０２の対向する面には、各々コモン電極１１２、セグメント電極１１３が形成されている。第１の基板１０１には、第２の基板１０２に形成されたセグメント電極１１３に対応してコモン電極１１２が形成されている。これらの電極は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＩＴＺＯ（Indium Tin Zinc Oxide）等の透明導電性薄膜から形成されている。なお、上記とは反対に、第１の基板１０１上にセグメント電極が、第２の基板１０２上にコモン電極が形成されていてもよい。

第２の基板１０２に形成されたセグメント電極１１３は、信号の入力又は出力のため、額縁領域である第２の基板１０２の端部まで延設されている。この第２の基板１０２の端部において、セグメント電極１１３上には、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ等の金属膜からなる第１の外部端子１１４が形成されている。

第１の外部端子１１４は、第１のＡＣＦ１１５を介し、接続端子である第１のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１１６が接続されている。第１のＡＣＦ１１５としては、例えば、Ｔｇが１５０℃以上の市販されているエポキシ樹脂系のＡＣＦを用いることができる。具体例としては、日立化成工業社製のＡＣ７２０６等を挙げることができる。

セグメントパネル１１０の反視認側には、セグメントパネル１１０の表示領域の略全面にわたってマトリクスパネル１２０が配置されている。マトリクスパネル１２０は、フルドットのＳＴＮ型の液晶パネルである。マトリクスパネル１２０は、外部から入力される信号に従って画像の表示を行う。マトリクスパネル１２０は、対向配置されたガラス、樹脂等からなる透明絶縁基板である第２の基板１０２と第３の基板１０３との間に液晶層１２１を挟持した構成を有している。第２の基板１０２と第３の基板１０３とはシール材１０４により固着されている。

第２の基板１０２と第３の基板１０３の対向する面には、各々信号電極１２３、走査電極１２２が形成されている。第２の基板１０４には、複数の信号電極１２３が行方向に一定間隔を隔てて形成されている。また、第３の基板１０３には、信号電極１２３と交差するように複数の走査電極１２２が列方向に一定間隔を隔てて形成されている。上述したように、本実施の形態においては、第２の基板１０２をセグメントパネル１１０及びマトリクスパネル１２０が共用している。従って、第２の基板１０２のセグメント電極１１３が形成された面の反対側の面に、信号電極１２３が形成されている。表示領域は、複数の画素から構成され、走査電極と信号電極との交差部が画素に対応する。走査電極１２２及び信号電極１２３は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ等の透明導電膜から形成されている。なお、上記とは反対に、第２の基板１０２上に走査電極が、第３の基板１０３上に信号電極が形成されていてもよい。また、マトリクスパネル１２０としては、単純マトリクス型に限定されず、ＴＦＴ（Thin film transistor）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示パネル等を用いてもよい。さらに、マトリクスパネル１２０を視認側に配置することも可能である。

図１（ｂ）に示すように、第２の基板１０２に形成された信号電極１２３は、信号の入力又は出力のため、額縁領域である第２の基板１０２の端部まで延設されている。この第２の基板１０２の端部において、信号電極１２３上には、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ等の金属膜からなる第２の外部端子１２４が形成されている。

第２の外部端子１２４は、第２のＡＣＦ１２５を介し、接続端子である第２のＦＰＣ１２６が接続されている。ここで、図１（ｃ）に示すように、第２の基板１０２に対し、第１のＦＰＣ１１６が第１のＡＣＦ１１５により接続される領域と、第２のＦＰＣ１２６が第２のＡＣＦ１２５により接続される領域とを、第２の基板１０２の主面の法線方向から見た場合、両者が重複しないように、所定の間隔を置いて形成されている。これにより、接続部分の信頼性を確保しつつ、接続に必要な領域の面積を削減することができ、２層型液晶表示パネル１００を小型化することができる。

また、図１（ｃ）に示すように、複数の第１の外部端子１１４は複数の外部端子群にブロック分けされており（本実施例では２ブロック）、このブロック分けされた第１の外部端子群と、これに対応して櫛歯状に枝分かれした第１のＦＰＣ１１６とが接続されている。一方、複数の第２の外部端子１２４も複数の外部端子群にブロック分けされており（本実施例では３ブロック）、このブロック分けされた第２の外部端子群と、これに対応して櫛歯状に枝分かれした第２のＦＰＣ１２６とが接続されている。ここで、上記第１の外部端子群に第１のＦＰＣ１１６を接続する領域と、上記第２の外部端子群に第２のＦＰＣ１２６を接続する領域とを、第２の基板１０２の主面の法線方向から見た場合、両者が重複せず、かつ、直線状に整列されていることが特に好ましい。これにより、接続端子を形成してＦＰＣを接続する額縁領域をより一層狭くし、２層型液晶表示パネル１００を小型化することができる。さらに、ブロック分けされた外部端子群を複数形成し、第２の基板１０２の端縁に均一に分散するように配設することが、外部端子と電極の引き回し配線抵抗を均一にできる観点から好ましい。

第２のＡＣＦ１２５としては、例えば、市販されているエポキシ樹脂系のＡＣＦを用いることができる。さらに、第１のＡＣＦ１１５のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも硬化温度すなわち接着するための加熱温度が低いものがより好ましい。例えば、硬化温度１４０℃以下の市販されているアクリル樹脂系のＡＣＦを用いることができる。具体例としては、綜研化学株式会社製のＳＡＣＴ−５０１５を挙げることができる。第２のＡＣＦ１２５の硬化温度が第１のＡＣＦ１１５のＴｇよりも低いため、製造工程において、先に接合された第１のＡＣＦに熱的ダメージを与えることがなく、接続部の信頼性を向上させることができる。第２のＡＣＦ１２５の硬化温度と第１のＡＣＦ１１５のＴｇの差は大きい方が好ましい。

次に、本実施の形態に係る２層型液晶表示パネル１００の製造方法について説明する。図５は、本実施の形態に係る表示装置１００の製造方法のフロー図である。

まず、第１の基板１０１、第３の基板１０３の一方の面及び第２の基板１０２の両面に、真空蒸着法、スパッタリング法等により、ＩＴＯ等からなる透明導電膜を形成する。各透明導電膜を、フォトリソグラフィプロセス等により、パターニングして、第１の基板１０１上にコモン電極１１２を、第２の基板１０２上にセグメント電極１１３及び信号電極１２３と、第３の基板１０３上に走査電極１２２を形成する（ステップＳ１０１）。

次に、コモン電極１１２、セグメント電極１１３、信号電極１２３、走査電極１２２上に、各々真空蒸着法、スパッタリング法等により、外部端子用の金属膜を形成する。各金属膜を、フォトリソグラフィプロセス等により、パターニングして、外部端子を形成する。これにより、第２の基板１０２上のセグメント電極１１３及び信号電極１２３上に、各々第１の外部端子１１４及び第２の外部端子１２４を形成する（ステップＳ１０２）。

次に、コモン電極１１２とセグメント電極１１３とを対向させて、第１の基板１０１と第２の基板１０２とをシール材１０４を介して貼り合わせる。これにより形成された空間内に液晶を充填し、セグメントパネル１１０を形成する。ここで、充填された液晶が液晶層１１１を構成する。一方、信号電極１２３と走査電極１２２とを対向させて、第２の基板１０２と第３の基板１０３とをシール材１０４を介して貼り合わせる。これにより形成された空間内に液晶を充填し、マトリクスパネル１２０を形成する。ここで、充填された液晶が液晶層１２１を構成する。（ステップＳ１０３）。

次に、第２の基板１０２上の第１の外部端子１１４と第１のＦＰＣ１１６とを、第１のＡＣＦ１１５を介して熱圧着することにより、電気的に接続する。（ステップＳ１０４）。具体的には、第２の基板１０２上の第１の外部端子１１４上に第１のＡＣＦ１１５を配置し、その上に第１のＦＰＣ１１６を配置した後、第１のＡＣＦ１１５を形成する領域を、第１のＦＰＣ１１６の上方からヒーターバーにより加圧する。ここで、フッ素樹脂シートやラバーシートを介して、第１のＦＰＣ１１６をヒーターバーにより加圧してもよい。これにより、均一に加圧することができ、また、第１のＦＰＣ１１６を構成する樹脂のヒーターバーへの付着を防止することができる。なお、第１のＡＣＦ１１５としては、光硬化性のＡＣＦを用いてもよい。

次に、第２の基板１０２上の第２の外部端子１２４と第２のＦＰＣ１２６とを、第２のＡＣＦ１２５を介して熱圧着することにより、電気的に接続する。（ステップＳ１０５）。具体的には、第２の基板１０２上の第２の外部端子１２４上に第２のＡＣＦ１２５を配置し、その上に第２のＦＰＣ１２６を配置した後、第２のＡＣＦ１２５を形成する領域を、第２のＦＰＣ１２６の上方からヒーターバーにより加熱し、加圧する。ここで、第１のＦＰＣ１１６を接続する場合と同様に、フッ素樹脂シートやラバーシートを介して、第２のＦＰＣ１２６をヒーターバーにより加圧してもよい。

ここで、図１（ｃ）に示すように、第１のＡＣＦ１１５により接続される領域と第２のＡＣＦ１２５により接続される領域とを、第２の基板１０２の主面の法線方向から見た場合、両者が重複しないように、交互に所定の間隔を置いて形成する。具体的には、この所定の間隔が第２の基板１０２の厚さの３倍以上であることが好ましい。これにより、先に接合された第１のＡＣＦ１１５に熱的ダメージを与えることがなく、接続部の信頼性を向上させることができる。具体的には、例えば、第２の基板１０２の厚さが０．４ｍｍの場合、上記第１のＡＣＦ１１５により接続される領域と第２のＡＣＦ１２５により接続される領域との間隔は２ｍｍとしている。

また、図３に示すように、第２のＦＰＣ１２６を、第２のＡＣＦ１２５を介して熱圧着する際、第２の基板１０２のヒーターバー１３０により加圧される領域に対向する領域を台座１４０により支持し、第２の基板１０２の反りを防止する。これにより、接着部全体を均一に加圧することができ、良好に接着することができる。台座１４０の材質としては、加熱した熱を逃がさないように、ガラス等の絶縁物が好ましいが、加工が難しい上、加圧の衝撃により欠けやすい。そのため、現実的には、熱容量が大きく、熱伝導性の低い金属が好ましい。さらに、この台座１４０を５０〜８０℃程度に加熱しながら熱圧着するのが好ましい。

さらに、上述の通り、第２のＡＣＦ１２５として、第１のＡＣＦ１１５のＴｇよりも硬化温度すなわち接着するための加熱温度が低いものを用いると、さらに接続部の信頼性を向上させることができる。

以上の構成により、第１及び第２のＦＰＣの接続領域を第２の基板１０２の１つの端辺に集約することができるため、接続に必要な領域の面積を削減することができ、２層型液晶表示パネル１００を小型化することができる。また、これにより、２層型液晶表示パネル１００をいわゆるマルチパネルから切断して複数個製造する場合、１枚のマルチパネルから取得できる２層型液晶表示パネル１００の個数を増やすこともでき、著しく生産性が向上しうる。

本発明は、上述したマトリクスパネルとセグメントパネルを積層した２層型液晶表示パネルだけではなく、例えば、表示用ＳＴＮパネルと補償用ＳＴＮパネルとを積層した積層液晶表示パネル、カイラルネマチック液晶を利用した液晶パネルを積層して多色表示を得る積層液晶表示パネル等にも適用できる。また、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の表示装置だけでなく、絶縁基板の両面に電極が形成され、各々の電極にＡＣＦを介して、ＦＰＣが接続された構成を有する電子機器であれば、同様に適用できる。なお、本実施の形態では接続端子として金属膜を採用しているが、電極と同じ透明導電膜を用いてもよい。

実施の形態に係る電子機器の構成を示す断面図である。 実施の形態に係る電子機器の製造方法を説明するフロー図である。 実施の形態に係る電子機器の製造方法を示す断面図である。

符号の説明

１００ ２層型液晶表示パネル
１０１ 第１の基板
１０２ 第２の基板
１０３ 第３の基板
１０４ シール材
１１０ セグメントパネル
１１１、１２１ 液晶層
１１２ コモン電極
１１３ セグメント電極
１１４ 第１の端子
１１５ 第１のＡＣＦ
１１６ 第１のＦＰＣ
１２０ マトリクスパネル
１２２ 走査電極
１２３ 信号電極
１２４ 第２の端子
１２５ 第２のＡＣＦ
１２６ 第２のＦＰＣ
１３０ ヒーターバー
１４０ 台座

Claims (6)

1. 第１及び第２の電極が両面に形成された絶縁基板と、
   前記絶縁基板の端辺に形成され、前記第１の電極と接続された第１の端子と、
   前記第１の端子が形成された前記絶縁基板面と反対側の面に形成され、前記第２の電極と接続された第２の端子と、
   前記第１の端子に、第１の異方性導電材を介し、接続された第１の接続基板と、
   前記第２の端子に、第２の異方性導電材を介し、接続された第２の接続基板とを備え、
   前記第１の異方性導電材により接続された領域と前記第２の異方性導電材により接続された領域とを、前記絶縁基板の主面の法線方向から見た場合、両者が重複しないように形成された電子機器。
2. 前記第１の異方性導電材により接続された領域と前記第２の異方性導電材により接続された領域とを、前記絶縁基板の主面の法線方向から見た場合、両者が交互に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第１の異方性導電材により接続された領域と前記第２の異方性導電材により接続された領域とを、前記絶縁基板の主面の法線方向から見た場合、両者が所定の間隔を置いて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
4. 前記所定の間隔が前記絶縁基板の厚さの３倍以上であることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 絶縁基板の両面に第１及び第２の電極を形成する工程と、
   前記絶縁基板の端辺に、前記第１の電極と接続された第１の端子を形成する工程と、
   前記第１の端子が形成された前記絶縁基板面と反対側の面に、前記第２の電極と接続された第２の端子を形成する工程と、
   前記第１の端子に、第１の異方性導電材を介し、第１の接続基板を接続した後、前記第２の端子に、第２の異方性導電材を介し、第２の接続基板を接続する工程とを備え、
   前記第１の異方性導電材により接続された領域と前記第２の異方性導電材により接続された領域とを、前記絶縁基板の主面の法線方向から見た場合、両者が重複しないように形成された電子機器の製造方法。
6. 前記絶縁基板における前記第２の接続基板を接続する領域に対向する領域のみを下方から支持しながら、前記第２の接続基板を上方から加圧及び加熱して接続することを特徴とする請求項５に記載の電子機器の製造方法。

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