JPH04250493A - 表示パネルの外部接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロルミネッセ
ンス（ＥＬ）表示パネル，　プラズマ表示パネル，液晶
表示パネル等のいわゆるフラットパネル構造をもちガラ
ス等の絶縁基板上に組み込まれた多数の画素を備える表
示パネルを、通常ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎ
ｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）と称される金属箔からなる接
続導体を並べた可撓性接続体を介して表示駆動回路等の
外部の回路と接続する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のフラットパネル構造の多数個の画
素を備える表示パネルは、周知のように可変画像を表示
可能ないわゆる壁掛けテレビに適するもので、ＣＲＴ装
置より軽量で手軽な表示装置としてパーソナルコンピュ
ータや可搬式テレビに広く採用されている。この表示パ
ネルに画像を表示するにはもちろんその画素を外部回路
により駆動する必要があるが、パネル面内にマトリック
ス配置された多数の画素から縦横の各方向にそれぞれ数
百個の走査線と表示データ線が１ｍｍあたり数個の狭い
ピッチで導出されるので、これら多数個の接続線を少な
い手間で外部回路と一斉に接続できる手段として上述の
可撓性接続体が利用される。

【０００３】この可撓性接続体はプラスチックの薄い可
撓性フィルムに銅等の金属の箔からなる接続導体を多数
個並べて担持させたもので、表示パネルに対する外部接
続の役目を果たすほか、集積回路装置の実装用プリント
基板としての役目をも兼ねることができる。この可撓性
接続体の多数の接続導体は表示パネルの対応する接続端
子に対し前述のように一斉に接続されるが、かかる一斉
接続はもちろん確実にかつできるだけ均一に行なう必要
があり、従来からこのための工夫が種々なされている。

【０００４】この一例として可撓性接続体に類似な異方
性導電フィルムを用い、これを液晶表示パネルに接続す
るに適する日本アビオニックス社の接続装置（ＴＣＷ−
１２５型等）が知られている。この装置では、まず表示
パネルの周縁部に導電フィルムの端部を乗せて　１３０
〜１５０　℃程度の温度で仮圧着した上で、表示パネル
側の接続端子と導電フィルム側のパターンとを位置合わ
せした状態で　１７０℃程度の温度で熱圧着することに
より、表示パネルの外部接続を短時間内に効率的にかつ
確実に行なうことができる。しかし、導電フィルムによ
り接続するので液晶表示パネルのように駆動電流が小さ
な場合には適するが、駆動電流が数十ｍＡ以上にもなる
ＥＬ表示パネルや，　表示電圧がふつうは　２００Ｖ以
上になるプラズマ表示パネルにもこれを一般的に適用す
るのはかなり困難である。

【０００５】駆動電流が大な，　ないしは駆動電圧が高
い場合にも適用可能とするには接続を前述の熱圧着です
るのはむりがあり、金属間の接合，　とくに比較的低温
で行ない得るはんだ付け接合が有利である。以下、この
はんだ付け接合による表示パネルへの可撓性接続体の接
続に適する従来例を図２を参照して説明する。

【０００６】図２は表示パネル１０，　この例ではＥＬ
表示パネルと可撓性接続体３０を接続用の治具６０に装
入した状態を示す。このためＥＬ表示パネル１０は図で
は倒立した姿勢で示されているが、まずその構造の概要
を説明する。表示パネルのいわば本体はガラス等からな
る平坦で透明な絶縁基板１１であって、その表面上にふ
つうは表示データ電極としてＩＴＯ　（インジウム錫酸
化物）　等からなるごく薄い導電性膜１２が狭いストラ
イプ状パターンで多数個並べて配設される。この上に窒
化シリコン等の絶縁膜１３と１５により挟まれたＭｎを
含むＺｎＳ等からなる発光膜１４が設けられ、さらにそ
の上にふつうは走査電極としてアルミ等の裏面電極１６
が導電性膜１２とは直交する狭いストライプ状パターン
で多数個並べて配設される。

【０００７】上述のデータ電極用の導電性膜１２と走査
電極用の裏面電極１６との間に表示電圧を与えると発光
膜１４の両者に挟まれた部分が各画素として発光し、こ
れが表示光として絶縁基板１１側から取り出される。な
お、この多数の画素からなる発光部分を裏側から覆うよ
うにガラス等からなる保護板１７が接着剤等の封止材１
８を介して取り付けられ、それと絶縁基板１１との間の
空間には絶縁油や不活性ガス等の保護流体１９が封入さ
れている。

【０００８】データ電極としての導電性膜１２は封止材
１８から外側に導出され、絶縁基板１１の周縁部上のそ
の端部に金属膜とはんだ膜とを被せることにより外部回
路との接続端子２０が形成される。この接続端子２０と
接続すべき可撓性接続体３０は銅等の金属の箔からなる
接続導体３１をポリイミド等のプラスチックの可撓性フ
ィルム３４上に多数個並べて担持して同様な可撓性フィ
ルム３５により覆ったもので、接続導体３１の端部の露
出面が表示パネル１０の接続端子２０と接続される。

【０００９】表示パネル１０の絶縁基板１１には若干の
反りが発生しやすいので、治具６０はそれを吸収するよ
う工夫されている。治具６０の下部ケース６１は皿状で
その上部開口が可撓性膜６２によって閉鎖され、その上
面に皿状の支承治具６３が担持される。接続作業の際に
は、まずこの支承治具６３の周縁の上面に可撓性接続体
３０の端部と表示パネル１０の周縁をそれらの接続導体
３１と接続端子２０とをよく位置合わせした状態で載置
する。次に、表示パネル１０の絶縁基板１１上に抑え板
６５を置き、その上から上部ケース６６を被せてねじ６
７により下部ケース６１と固定する。はんだ付け接続の
作業は、下部ケース６１内に加圧された空気Ａを導入管
６１ａから与えて可撓性膜６２に一様な圧力ｐを掛ける
ことにより接続端子２０と接続導体３１を相互に接触さ
せた状態で、上部ケースの孔６６ａから赤外線波長をも
つレーザ光Ｌを与えて接触部を局部的に急速加熱しては
んだ膜を溶融させることにより行なう。

【００１０】この治具６０を用いるはんだ付け接続では
、抑え板６５を平坦度を高めて置くことにより表示パネ
ル１０の絶縁基板１１に若干の反りがあっても圧力ｐに
よる加圧下で矯正され、この抑圧時に生じやすいいわゆ
る片押しの危険も可撓性膜６２によって解決されるので
表示パネル１０の外部接続の確実性を高めることができ
る。なお、表示パネル１０の裏面電極１６に対する外部
接続も絶縁基板１１の図示とは直角方向の周縁部で同じ
要領で行なわれる。 従って図２の治具６０によるはんだ付け接続では絶縁基
板１１の全周縁における外部接続を同時に済ませること
ができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上の従来技術
によっても表示パネルの多数の外部接続点における接続
の均一性が必ずしも充分でなく、実際の接続作業に際し
てかなり手間が掛かってあまり量産的でない問題がある
。

【００１２】すなわち、接続の均一性を高めるには絶縁
基板の反りを矯正し接続時の片押しを防止するだけでな
く、実際には接続点ごとに常に細かな凹凸があるのでそ
の分も補償してはんだ付け時の圧力をより均一化する必
要がある。

【００１３】また、図２の治具の製作に高精度を要しか
つ体格がかなり大形になるので量産用の治具としては高
価に付き過ぎる。また、この治具内に表示パネルと可撓
性接続体を装入してしまう構造なので装入，　装出に非
常に手間が掛かり、しかも両者の位置合わせが治具を閉
じる際にずれて仕損じが発生しやすい。さらには、はん
だの加熱用のレーザ光を接続点ごとに与えるにしても、
並んだ接続点に共通な線状ビームの形で与えるにしても
光学系が複雑になってその調整が大変である。

【００１４】従来技術がもつかかる問題を解決して、本
発明は量産に適する実用的な方法により表示パネルの外
部回路とのはんだ付け接続の多数の接続点に対する均一
性を改善して接続の信頼性を向上することを目的とする
。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明では前述のように
表示パネルを金属箔からなる接続導体を並べた可撓性接
続体を介し外部と接続するために、表示パネルの画素と
接続された金属薄膜により形成された接続端子を表示パ
ネルの絶縁基板の周縁部に並べて配設し、表示パネルの
接続端子と可撓性接続体の接続導体の端部の少なくとも
一方にはんだ膜を被着し、可撓性接続体を表示パネル上
に接続導体の端部が対応する接続端子と重なるように位
置合わせした状態でゴム弾性体に電気抵抗体を組み込ん
だ可撓性加熱体を可撓性接続体側から表示パネルに向け
て押圧し、可撓性加熱体内の電気抵抗体の発熱によりは
んだ膜を溶融して可撓性接続体の接続導体を表示パネル
の接続端子とはんだ付け接続することによって前述の目
的が達成される。

【００１６】なお、表示パネルの接続端子は表示データ
電極と走査電極の双方についてそれぞれ画素と接続され
た導電性膜上に金属薄膜を被着することにより形成する
のがよく、さらにこの金属薄膜を導電性膜に接するアル
ミ膜を含む複合膜として構成するのが有利である。また
、可撓性加熱体に組み込まれる電気抵抗体は高抵抗性金
属の薄膜をフォトエッチングして形成するのがよく、さ
らにこの電気抵抗体をゴム弾性体内に埋め込んでしまう
のが有利である。

【００１７】

【作用】前項中の構成からわかるように、本発明方法は
はんだ付け接続用の治具として可撓性加熱体のみを用い
ることにより従来のように複雑な治具に装入する必要を
なくして量産性を高め、この可撓性加熱体にゴム弾性体
を用いることにより表示パネルと可撓性接続体との間の
多数の接続点に生じやすい細かな凹凸ないし高低をその
ゴム弾性により吸収して接続時の圧力を均一化するとと
もに，　表示パネルの絶縁基板に生じやすい反りがゴム
弾性体全体からの抑圧により矯正されるようにし、この
可撓性加熱体に電気抵抗体を組み込むことにより接続点
のはんだ膜を短時間内に溶融点まで局部加熱できるよう
にし、さらには表示パネルの接続端子上に可撓性接続体
の接続導体を位置合わせした状態で可撓性加熱体によっ
て抑圧するだけの動作で接続点がはんだの溶融点まで加
熱されるようにすることにより従来のように治具に装入
する際に位置合わせがずれてしまって仕損じが発生する
危険をなくしたものである。

【００１８】

【実施例】以下、図１を参照しながら本発明による表示
パネルの外部接続方法の実施例を説明する。同図は表示
パネル１０の絶縁基板１１の周縁部に配設された接続端
子２０に可撓性接続体３０の接続導体３１の端部をはん
だ付け接続する際の様子を要部の拡大断面図で示すもの
で、図の実施例でも表示パネル１０はＥＬ表示パネルと
し、前に説明した図２と同じ部分には同じ符号が付され
ているので以下の説明の重複部分は省略することとする
。

【００１９】図１の断面では表示パネル１０の表示デー
タ電極としてのＩＴＯ等の導電性膜１２が絶縁基板１２
の周縁部分まで導出されているので、この実施例ではそ
れに重ねてアルミ膜２１とニッケル膜２２とからなる複
合構成の金属薄膜を被覆して接続端子２０を形成する。 接続端子２０のはんだ付け接続用の金属薄膜としてはニ
ッケル膜２２が好適であるが、導電性膜１２のＩＴＯと
の密着性がよくないので裏面電極１６と同時にパターン
ニングできるアルミ膜２１を間に介在させたものである
。

【００２０】なお、絶縁基板１１の図示の周縁と直交す
る方向の周縁部分にも走査電極としての裏面電極１６に
接続された接続端子２０を設けるが、裏面電極１６用の
アルミの絶縁基板１１のガラスとの密着性があまりよく
ないので、この端子部分にも導電性膜１２を残して置き
その上に裏面電極１２の延長であるアルミ膜２１を重ね
、ニッケル膜２２をさらに被覆して接続端子２０とする
のがよい。これら接続端子２０を構成する積層膜の厚み
は例えば導電性膜１２が　０．２μｍ，　アルミ膜２１
が　０．５μｍ，　ニッケル膜が３μｍ程度とされ、各
接続端子２０のサイズは例えば幅が　０．２〜０．４　
μｍ，　長さが３〜５ｍｍとされ、幅方向の配列ピッチ
は　０．３〜０．６　μｍとされる。はんだ付けを良好
にするにはニッケル膜２２の上にさらに金膜を無電解め
っき法等により例えば０．０５μｍのごく薄い膜厚で被
覆して置くのが望ましい。

【００２１】この接続端子２０と接続すべき可撓性接続
体３０の方は、例えば２０μｍ程度の厚みの銅箔からな
る接続導体３１を３μｍ程度の膜厚のニッケル膜３２で
被覆したものを耐熱性の高いポリイミド樹脂等からなる
薄い可撓性フィルム３４上に多数個並べて担持させ、そ
の端部を除いて同様な可撓性フィルム３５を被せたもの
である。この可撓性フィルム３５から露出する銅の接続
導体３１とニッケル膜３２からなる接続部分には、はん
だ付け接合を容易にするため図のように例えば０．０５
μｍ程度の膜厚の金膜３３を無電解めっき法等により被
覆して置くのが望ましい。

【００２２】さらにこの実施例では、表示パネル１０側
の接続端子２０と可撓性接続体３０側の上のように金属
被覆された接続導体３１との上にいわば予備はんだ層と
してそれぞれはんだ膜２３と３６が電解めっき法等によ
り図のように被着され、その膜厚は場合により異なるが
例えば２０〜３０μｍとされる。このはんだに適する材
料は表示パネルの使用条件によって異なるが一般には低
温でのはんだ付けが可能なよういわゆる共晶合金はんだ
を用いるのが望ましく、例えば　１５０〜１８０　℃で
はんだ付け可能な錫と鉛等を含むいわゆる４：６はんだ
系が用いられる。なお、これらのはんだ膜４１と４２の
両方とも設ける必要はもちろんなく、表示パネル１０の
製造工程をできるだけ簡単化するためはんだ膜２３の方
を省略するのが有利である。

【００２３】以上のように接続端子２０と接続導体３１
の一方または双方にはんだ膜を被着した上で、両者が重
なるよう可撓性接続体３０の端部を適宜な作業台５１の
上に置かれた表示パネル１０の絶縁基板１１の周縁部に
図のように位置合わせした状態で接続作業を行なうが、
本発明ではこの接続用の治具として可撓性加熱体４０の
みを用いる。この実施例の可撓性加熱体４０はシリコー
ンゴムやふっ素ゴム等の高耐熱性の材料からなるゴム弾
性体４１にモリブデンやタングステン等の高抵抗性の金
属材料からなる電気抵抗体４２を埋め込んだ構造のもの
で、例えばシリコーンゴムのシートの上に上述の金属の
薄膜をスパッタ法等により被着した上で、フォトエッチ
ングにより図の前後方向に長いストライプを折り畳んだ
形状にパターンニングすることにより電気基板体４２を
形成した後、別のシリコーンゴムのシートを張り合わせ
て構成される。この可撓性加熱体の厚みは例えば１〜数
ｍｍとされる。

【００２４】この可撓性加熱体４０は例えば図のように
空気圧操作シリンダの押棒５２の先端に断熱的に取り付
けられ、可撓性接続体３０を表示パネル１０の接続端子
２０に向け抑圧した状態ではんだ膜４１と４２を加熱す
るが、可撓性フィルム３４内で温度降下があるのではん
だの溶融点よりもその温度を２０〜３０℃程度高めて置
く必要があり、この条件を満たすよう加熱電力が数〜１
０Ｗ／ｃｍ２　の範囲に設定される。

【００２５】本発明による接続作業では、表示パネル１
０の絶縁基板１１に若干の反りがあっても可撓性加熱体
４０からの抑圧によりこれが矯正された状態ではんだ付
けを行なうことができる。また、この抑圧時には可撓性
加熱体４０自身が２００　μｍ程度までは変形が可能で
あり、製作上の誤差により表示パネル１０の多数個の接
続端子２０間に生じ得る凹凸ないしは高低差が１μｍを
越えることはないのでこの程度の凹凸は可撓性加熱体４
０の変形により充分に吸収されて、多数個の接続点に均
一な分布で圧力を掛けた条件下ではんだ付けが行なわれ
る。本発明方法により接続した表示パネルについて測定
した結果では各接続部の強度は１５０　〜１７０　ｇ／
ｍｍ２の範囲内にあり、均一な圧力下ではんだ付けがな
されたことがわかる。また、接続点の接続抵抗は数Ω程
度で数十ｍＡの電流に対して充分余裕がある。

【００２６】なお、接続作業は表示パネル１０の方形の
絶縁基板１１のふつうは各辺の周縁部に分布して配列さ
れた接続端子２０に対して行なう必要があり、本発明方
法においてもその４辺の接続端子２０に対する同時接続
も可能ではあるが、接続作業をむしろ各辺ごとに分ける
のが望ましい。これは、本発明方法では可撓性接続体３
０を表示パネル１０に位置合わせした上で可撓性加熱体
４０により抑圧と加熱を掛けるだけで３０秒程度以内の
短時間内に一列に並ぶ接続点に対するはんだ付け接続が
終了するので、４辺の接続点を同時接続するより自動化
が容易になるからである。自動化する場合には、所定位
置に表示パネル１０が固定された図１の作業台５１を９
０度ずつ回転させながら、自動位置決め装置により可撓
性接続体３０を表示パネル１０に対し位置合わせした上
、可撓性加熱体４０が取り付けられた押棒５２を空気圧
操作により圧下させることでよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のとおり本発明方法では、表示パネ
ルを可撓性接続体を介して外部と接続するため、表示パ
ネルの画素と接続された金属薄膜により形成された接続
端子を表示パネルの絶縁基板の周縁部に並べて配設し、
表示パネルの接続端子と可撓性接続体の接続導体の端部
の少なくとも一方にはんだ膜を被着し、可撓性接続体を
表示パネル上に接続導体の端部が対応する接続端子と重
なるよう位置合わせした状態でゴム弾性体に電気抵抗体
を組み込んだ可撓性加熱体を可撓性接続体側から表示パ
ネルに向けて押圧し、可撓性加熱体内の電気抵抗体の発
熱によりはんだ膜を溶融して可撓性接続体の接続導体を
表示パネルの接続端子とはんだ付け接続するようにした
ので、これにより次の効果を得ることができる。

【００２８】（ａ）　はんだ付け接続用の治具として列
状に並んだ接続点に対する抑圧と加熱を兼ねた可撓性加
熱体のみを用いることにより、従来のように複雑な治具
内に表示パネルと可撓性接続体を一々装入する必要をな
くして量産性を格段に高めることができる。また、接続
作業をごく短時間内に完了でき、治具は高精度を要しな
い簡単なものでよく、かつ接続作業を容易に自動化でき
る。

【００２９】（ｂ）　可撓性加熱体にゴム弾性体を用い
ることにより、表示パネル上に並ぶ多数の接続点間に生
じやすい凹凸ないし高低差をそのゴム弾性により吸収し
て接続時の圧力を揃えて、接続の強度と電気抵抗を均一
化することができる。また、表示パネルの絶縁基板に生
じ得る反りをゴム弾性体による抑圧下で完全矯正した状
態で接続作業を行なうことができる。

【００３０】（ｃ）　可撓性加熱体に電気抵抗体を組み
込むことにより、抑圧と同時に各接続点のはんだ膜を溶
融点まで急速に局部加熱して、はんだ付け接続を短時間
内に完了させることができる。

【００３１】（ｄ）　表示パネルに対して可撓性接続体
を位置合わせした後は、可撓性加熱体により抑圧と同時
に加熱するだけの動作で接続作業が済むので、従来のよ
うに治具に装入する際に位置合わせがずれて仕損じが発
生する危険がなく、表示パネルの製造歩留まりを改善す
ることができる。

【００３２】このほか、本発明方法は接続点をすべては
んだ付け接続するので、駆動電流が大ないしは表示電圧
が高い表示パネルにもすべて適用が可能で、かつ熱圧着
法等に比べて接続の高信頼性を長期に亘って保証するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示パネルの外部接続方法の実施例を
表示パネルの接続端子に可撓性接続体の接続導体を接続
する際の要部の拡大断面図で示すものである。

【図２】従来の接続方法の例を治具内に表示パネルと可
撓性接続体を装入した状態で示す断面図である。

【符号の説明】

１０　　　　表示パネルないしはＥＬ表示パネル１１　
　　　絶縁基板 １２　　　　導電性膜 ２０　　　　接続端子 ２１　　　　接続端子の金属薄膜を構成するアルミ膜２
２　　　　接続端子の金属薄膜を構成するニッケル膜２
３　　　　表示パネル側のはんだ膜 ３０　　　　可撓性接続体 ３１　　　　接続導体 ３５　　　　可撓性接続体側のはんだ膜４０　　　　可
撓性加熱体 ４１　　　　ゴム弾性体 ４２　　　　電気抵抗体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示パネルを金属箔からなる接続導体を並
   べた可撓性接続体を介して外部と接続する方法であって
   、表示パネルの画素と接続された金属薄膜により形成さ
   れた接続端子を表示パネルの絶縁基板の周縁部に並べて
   配設し、表示パネルの接続端子と可撓性接続体の接続導
   体の端部の少なくとも一方にはんだ膜を被着し、可撓性
   接続体を表示パネル上に接続導体の端部が対応する接続
   端子と重なるように位置合わせした状態でゴム弾性体に
   電気抵抗体を組み込んだ可撓性加熱体を可撓性接続体側
   から表示パネルに向けて押圧し、可撓性加熱体内の電気
   抵抗体の発熱によりはんだ膜を溶融して可撓性接続体の
   接続導体を表示パネルの接続端子とはんだ付け接続する
   ことを特徴とする表示パネルの外部接続方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、表示パネ
   ルの接続端子が画素と接続された導電性膜上に金属薄膜
   を被着して形成されることを特徴とする表示パネルの外
   部接続方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載の方法において、金属薄膜
   が導電性膜に接するアルミ膜を含む複合膜として構成さ
   れることを特徴とする表示パネルの外部接続方法。
4. 【請求項４】請求項１に記載の方法において、可撓性加
   熱体の電気抵抗体が高抵抗性金属の薄膜をフォトエッチ
   ングして形成されることを特徴とする表示パネルの外部
   接続方法。