JPH117040A - 液晶表示装置の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置の狭ピッチＴＣＰ実装における
熱圧着時の圧接ずれを低減し、低コストで生産性向上に
有利な液晶表示装置の製造方法、及び装置を提供する。 【解決手段】 液晶パネル６に異方性導電膜１２を介し
てＴＣＰ７を熱圧着し、導電接続を得る液晶表示装置に
おいて、液晶パネル６の裏面側から可変温度バックアッ
プユニット４にて加熱すると同時に、ＴＣＰ７の電極裏
面側から圧着ヘッド１にて加圧し、熱圧着する。これに
より異方性導電膜１２の硬化温度以上の熱がＴＣＰにか
かることはないため、必要以上にＴＣＰの伸びが発生せ
ず、伸びのばらつきも抑えられるため圧着ずれを低減す
ることができる。また、本発明方法による製造方法が可
能な製造装置は、従来の製造装置に若干の改造を加える
だけで作成できるため、低コストで生産性向上が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の製
造方法及びその製造装置に関し、特に液晶パネル側電極
端子と外部駆動回路との接続方法及びその装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置における液晶パネル
と外部駆動回路との接続は、その接続の容易性からドラ
イバーＩＣがボンディングされたテープキャリアを異方
性導電膜を用いて熱圧着接続する方法が一般的となって
いる。次に、その液晶パネルと外部駆動回路との接続方
法を説明する。

【０００３】外部駆動回路は、ポリイミドなどのフィル
ムテープ上に形成した銅箔リードにドライバーＩＣをボ
ンディングした、いわゆるテープキャリアパッケージ
（以下、ＴＣＰという）の形状をしたものを用いる。

【０００４】従来の接続方法は図７に示すように、液晶
パネル６の電極端子２０とＴＣＰ７の電極端子１９とを
相対向するように位置整合を行い、異方性導電膜１２の
粘着力でＴＣＰ７を仮固定したあと、図６に示すように
異方性導電膜１２によりＴＣＰ７が仮固定された液晶パ
ネル６をバックアップ１５上に配し、必要に応じてＴＣ
Ｐ７の電極端子１９の裏面上に衝撃吸収材１１を配し、
図５に示す圧着ヘッドツール１６内に組み込まれた円筒
型ヒーター１７、及び温度センサー１８により安定した
温度制御が可能な熱圧着ヘッドユニット１４にて異方性
導電膜１２に圧力、及び熱を加えることで導電接続を得
ていた。但し、衝撃吸収材１１は、均一した加圧のため
に配するものであり、場合によっては必要としない。５
はステージである。

【０００５】最近は、液晶表示装置のカラー表示化、高
精細化により接続電極端子の多ピン化、狭ピッチ化が進
んでいる。このため、接続位置精度に対する要求は、急
速に高まっている。

【０００６】ところが、上記従来の方法では、ＴＣＰ側
から熱圧着ヘッドにより加熱・加圧を行っているため、
異方性導電膜の硬化反応温度以上の熱がＴＣＰに加わ
り、液晶パネルに比べ熱膨張係数の大きなＴＣＰテープ
は伸びが大きく、かつＴＣＰ製造時のばらつきもあるた
め、多ピン化による狭ピッチＴＣＰの場合、圧着後のリ
ードずれが発生しやすい。このリードずれのメカニズム
を図を用いて以下に説明する。

【０００７】通常、生産においてはある一定時間内に異
方性導電膜の硬化反応温度に到達するように熱圧着ヘッ
ド温度が設定されるため、ＴＣＰに加わる熱は常にほぼ
一定となり、このときのＴＣＰ伸び量を計算し、補正さ
れた寸法でＴＣＰを設計するのが普通である。そのた
め、ＴＣＰ仮固定時は図８（ａ）に示すように、液晶パ
ネル６の電極端子２０とＴＣＰ７の電極端子１９は、異
方性導電膜１２を介して位置整合が取れていない。図８
（ｂ）は、液晶パネル６の圧着部がバックアップ１５上
に位置するように配し、ＴＣＰ７上に熱圧着ヘッドユニ
ット１４が降下した瞬間の断面図である。熱圧着ヘッド
ユニット１４の熱がＴＣＰ７から異方性導電膜１２を介
し、液晶パネル６も徐々に昇温する。

【０００８】図８（ｃ）は図８（ｂ）の状態から一定時
間、加熱・加圧を継続した後の状態である。熱圧着ヘッ
ドユニット１４からの熱により異方性導電膜１２は軟化
し、ＴＣＰ７、及び液晶パネル６は熱膨張による寸法変
化が生じている。本来はＴＣＰ７の熱膨張は補正されて
いるため、異方性導電膜１２の軟化に伴い、ＴＣＰ７の
電極端子１９と液晶パネル６の電極端子２０は位置整合
するが、ＴＣＰ７の製造条件ばらつきなどにより、ＴＣ
Ｐ７の伸びにも、ばらつきが生じ、液晶パネル６の伸び
に対してずれが生じることがある。このような現象は、
バックアップ１５と液晶パネル６、異方性導電膜１２、
及びＴＣＰ７を含む熱圧着部と熱圧着ヘッドユニット１
４間に温度差があることに起因するものである。

【０００９】上記欠点を解消するため特開平７−１３０
７９５号公報に開示された技術では、図９に示すよう
に、半導体素子２１を異方性導電接着シートを介して仮
固定した被接続基板２２を可変温度ステージ２３上に配
置し、ステージ２３を昇温して被接続基板２２を加熱
し、異方性導電接着シート硬化温度以上に到達した時点
で、被接続基板２２とほぼ等しい温度の加圧装置２４で
半導体素子２１を加圧し、かつ一定時間加圧を継続する
という処置が取られている。これにより、被接続基板と
加圧装置間の温度差は生じないため理論上は上記のよう
なずれは発生しない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示す特開平７−１３０７９５号公報の方法では、必ずし
も半導体素子が被接続基板の熱膨張に追随して変形する
とは限らないという問題があった。

【００１１】その理由は、加熱による被接続基板の熱膨
張に追随して異方性導電接着シートは軟化・変形する
が、被接続基板からの伝熱ばらつきにより軟化状態が同
一辺上で異なるため、異方性導電接着シートの仮固定力
以外に拘束されていない半導体素子は、より軟化してい
る方向にずれ動いてしまうためである。

【００１２】さらに、特開平７−１３０７９５号公報の
方法では温度制御が非常に難しいためである。

【００１３】その理由は、上述した問題点を克服するた
めには緻密な温度制御が必要となるが、一般的に液晶パ
ネルの同一辺上に仮固定された複数個のＴＣＰを一括で
熱圧着する場合、加熱装置上の温度ばらつきが発生する
ため、同一辺上を等しい温度に維持することは非常に難
しいためである。加えて異方性導電膜は硬化開始温度以
上になると、急速に硬化反応が進むため、非常にシビア
な温度制御が必要となり、実用性に欠ける。

【００１４】さらに、特開平７−１３０７９５号公報で
は、高コストになりやすいという問題があった。

【００１５】その理由は、前述の問題点を解決するため
には、緻密なコンピュータ制御による温度管理が不可欠
であり、装置開発・製造に発生するコストは莫大なもの
になるためである。

【００１６】本発明の目的は、液晶表示装置の高精細化
に伴う狭ピッチＴＣＰ実装において、熱圧着時のＴＣＰ
の伸びを抑制することで圧着ずれを低減し、生産性向上
に有利な液晶表示装置の製造方法、及びその製造装置を
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、液晶パネ
ル端部に設けられた電極端子に異方性導電膜を介して、
外部駆動回路を熱圧着させて導電接続させる液晶表示装
置の製造方法であって、前記外部駆動回路の電極裏面に
常温、あるいは必要に応じて冷却された加圧ヘッドを配
し、前記液晶パネル側電極端子部裏面から加熱制御され
たバックアップユニットにて圧着部を挾み込んで熱圧着
するものである。

【００１８】また、本発明に係る液晶表示装置の製造方
法は、液晶パネル端部に設けられた電極端子に異方性導
電膜を介して、外部駆動回路を熱圧着させて導電接続さ
せる液晶表示装置の製造方法であって、前記外部駆動回
路の電極裏面に常温、あるいは必要に応じて冷却された
バックアップを配し、前記液晶パネル側電極端子部裏面
から加熱制御された熱圧着ヘッドユニットにて加圧・加
熱し、圧着部を挾み込むように熱圧着するものである。

【００１９】また、本発明に係る液晶表示装置の製造装
置は、 設置ステージと、バックアップユニットと、加
圧装置とを有する液晶表示装置の製造装置であって、設
置ステージは、異方性導電膜を介して外部駆動回路が配
された液晶パネルを設置するためのものであり、バック
アップユニットは、所定の温度に制御され、前記液晶パ
ネルを加熱するものであり、加圧装置は、冷却機構を有
し、前記液晶パネル及び外部駆動回路を加圧するもので
ある。

【００２０】

【作用】本発明では、異方性導電膜を介して外部駆動回
路が仮固定された液晶パネルは、所定の温度に加熱制御
された可変温度バックアップユニット上に液晶パネル側
電極圧着部がくるようにステージ上に配置される。この
状態において、常温、あるいは必要に応じて冷却された
加圧装置にて、外部駆動回路上から電極圧着部を加圧
し、異方性導電膜の硬化反応に十分な温度になるまで所
定の時間だけ加圧を続け、導電接続を得る。この工程に
おいて、外部駆動回路の圧着面は、直接加熱されず、異
方性導電膜の硬化反応温度以上に熱が加わることはない
ため、外部駆動回路の伸びは、必要以上に伸びることは
なく、接続する電極間の位置ずれは、低減される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。

【００２２】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１を示す構成図である。

【００２３】図１に示すように、ＴＣＰ７が仮固定され
た液晶パネル６は、ステージ５により保持され、液晶パ
ネル６の圧着部は、可変バックアップユニット４上に配
置されている。液晶パネル６の圧着部に対して圧着ヘッ
ド１が空気シリンダー２によって上下し、加圧するよう
な構造となっている。さらに、圧着ヘッド１は、可変温
度バックアップユニット４からの伝熱による温度上昇を
抑えるため、冷却エアーノズル３により冷却が可能にな
っている。

【００２４】可変バックアップユニット４は図２に示す
ように、バックアップツール８内に電源コントローラ９
からの電極配線を組み込むことで電流を流し、短時間で
バックアップツール８の圧着面を昇温するパルスヒート
タイプの構造になっている。また、温度センサー１０に
てバックアップツール８の温度を検知し、その検知信号
を電源コントローラ９にフィードバックし、所定の温度
に制御する構造となっている。なお、バックアップツー
ル８を構成する素材は、熱膨張係数が小さく、温度変化
に伴う形状変化が小さなインバー材が好ましい。

【００２５】本実施形態１は、液晶パネルを構成するガ
ラス基板に外部駆動回路としてＴＣＰを接続する場合を
示すものである。

【００２６】まず、図３に示すように、液晶パネル６と
ＴＣＰ７の電極が相対向するように異方性導電膜１２を
介して仮固定し、圧着部が可変温度バックアップユニッ
ト４上に設置されるように液晶パネル６をステージ５上
に保持する。この時点では可変温度バックアップユニッ
ト４には電流が流れていないため、液晶パネル６は、加
熱されない。このとき、必要に応じて衝撃吸収材１１を
ＴＣＰ７の電極裏面上に、衝撃吸収材１３を液晶パネル
６の圧着部裏面にそれぞれ配置するしてもよい。なお、
衝撃吸収材１１と衝撃吸収材１３は材質、厚みなどは同
じでもよいが、直接加熱される衝撃吸収材１３は熱伝導
をよくするため、なるべく薄いものを用いるのが良い。

【００２７】次に電源コントローラ９から可変温度バッ
クアップユニット４に電流を流し、昇温させると同時に
圧着ヘッド１を降下させ、衝撃吸収材１１を介してＴＣ
Ｐ７上から加圧し、所定の時間、一定の圧力で加圧を継
続する。この工程で、可変温度バックアップユニット４
により衝撃吸収材１３を介して液晶パネル６が加熱さ
れ、異方性導電膜１２も加熱されるため、異方性導電膜
１２を構成する熱硬化型樹脂は軟化し、かつ、圧着ヘッ
ド１からの加圧により、導電粒子が変形しＴＣＰ７と液
晶パネル６の電極が導電粒子を介して接続された状態が
保持される。なお、このとき可変温度バックアップユニ
ット４からの伝熱は、ＴＣＰ７にも伝わるため、液晶パ
ネル６とＴＣＰ７には伸びが生じるが、このときの伝熱
温度は、多少の誤差はあってもほぼ一定となるため、あ
らかじめ計算によりＴＣＰ７の伸び補正を考慮し、圧着
後に電極間の位置整合が得られるようにＴＣＰ７を設計
しておけばよい。

【００２８】次に、圧着ヘッド１を上昇させ、必要に応
じて冷却エアーノズル３より冷却空気を送風し、可変温
度バックアップユニット４に流す電流を停止し、加熱、
加圧を終了させる。圧着終了後の液晶パネル６は、すで
に異方性導電膜１２により強固にＴＣＰ７が接着された
状態であるため、いつ取り出しても問題はない。

【００２９】（実施形態２）図４は、本発明の実施形態
２を示す構成図である。

【００３０】本実施形態２では、ＴＣＰ７の圧着部表面
がバックアップ１５（図６のバックアップ１５と同じ）
上に位置するように液晶パネル６をステージ５上に保持
する。このときＴＣＰ７と液晶パネル６の電極は相対向
しており、異方性導電膜１２により仮固定されているた
めＴＣＰ７は落下しない。また、必要に応じて衝撃吸収
材１１と衝撃吸収材１３を図４のように配置する。

【００３１】次に、図５に示すような圧着ヘッドツール
１６内に組み込まれた円筒型ヒーター１７、温度センサ
ー１８により、常時一定の温度に加熱制御された常時加
熱タイプの熱圧着ヘッドユニット１４を図４のように降
下させる。

【００３２】次に、熱圧着ヘッドユニット１４を降下さ
せたまま、所定の時間、加熱・加圧を継続する。

【００３３】所定の時間経過後、熱圧着ヘッドユニット
１４を上昇させると、一連の接続作業は終了し、前述し
た実施形態１の場合と同様に、ＴＣＰ７は強固に接着さ
れている。

【００３４】本実施形態２では、圧着面の高さを統一す
るためステージ５の高さ調整が必要となる以外は、従来
の製造装置をそのまま流用でき、低コストで本発明の効
果を得ることができるという利点がある。

【００３５】なお、本実施形態の具体例として、７０μ
ｍピッチの金属電極パターンが形成されたガラス（厚さ
０．７ｍｍ，液晶パネル６）を用いて、出力ピン数４８
０ピンのＴＣＰ（材質：ポリイミドフィルム（厚さ７５
μｍ，銅箔１８μｍ））を熱圧着したところで、従来方
法での熱圧着と比較して伸び平均が１５μｍ小さくなっ
た。また、圧着部温度が１８０℃になるように熱圧着ヘ
ッドの温度を設定し、ＴＣＰの表面温度を測定したとこ
ろ、従来方法では２０４℃まで上昇したのに対し、本実
施例の方法では１６４℃にとどまった。

【００３６】なお、本実施例から得られたデータは、ガ
ラス（液晶パネル）、ポリイミド（ＴＣＰ）の熱膨張係
数をそれぞれ５×１０^-6／℃、１５×１０^-6／℃として
理論上の計算によって求めた伸び量とほぼ一致する。

【００３７】以上のことから概算すると、圧着ずれによ
る不良率は、従来技術に比べ約４０％低減されると推測
され、同時に導電性異物混入による端子間短絡不良の低
減をも期待することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来技術
と比較して圧着ずれによる接続不良を大幅に低減でき
る。

【００３９】その理由は、ＴＣＰの表面に加わる熱が小
さいため、ＴＣＰの伸び量を小さく抑えることができ、
かつ伸びのばらつきも小さくなるため、ＴＣＰ製造上の
ばらつきを吸収できるためである。

【００４０】さらに低コストで上記効果を得ることがで
きる。

【００４１】その理由は、従来の製造装置に多少の改造
を加えるか、製造方法を若干変更するだけで済むためで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す構成図である。

【図２】本発明の実施形態１における加熱装置を示す斜
視図である。

【図３】本発明の実施形態１における製造工程の一状態
を示す構成図である。

【図４】本発明の実施形態２における製造工程の一状態
を示す構成図である。

【図５】従来例における加熱装置を示す構成図である。

【図６】従来例における製造工程の一状態を示す構成図
である。

【図７】液晶パネルにＴＣＰを仮固定したときの状態を
示す斜視図である。

【図８】（ａ）は、従来例における液晶表示装置の熱圧
着工程の一状態の断面図、（ｂ）は、熱圧着工程の一状
態の断面図、（ｃ）は熱圧着工程の一状態の断面図であ
る。

【図９】他の従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 圧着ヘッド ２ 空気シリンダー ３ 冷却エアーノズル ４ 可変温度バックアップユニット ５ ステージ ６ 液晶パネル ７ ＴＣＰ ８ バックアップツール ９ 電源コントローラ １０ 温度センサー １１ 衝撃吸収材 １２ 異方性導電膜 １３ 衝撃吸収材 １４ 熱圧着ヘッドユニット １５ バックアップ １６ 圧着ヘッドツール １７ 円筒型ヒーター １８ 温度センサー １９ （ＴＣＰ側）電極端子 ２０ （パネル）電極端子 ２１ 半導体素子 ２２ 被接続基板 ２３ 可変温度ステージ ２４ 加圧装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶パネル端部に設けられた電極端子に
   異方性導電膜を介して、外部駆動回路を熱圧着させて導
   電接続させる液晶表示装置の製造方法であって、 前記外部駆動回路の電極裏面に常温、あるいは必要に応
   じて冷却された加圧ヘッドを配し、前記液晶パネル側電
   極端子部裏面から加熱制御されたバックアップユニット
   にて圧着部を挾み込んで熱圧着することを特徴とする液
   晶表示装置の製造方法。
2. 【請求項２】 液晶パネル端部に設けられた電極端子に
   異方性導電膜を介して、外部駆動回路を熱圧着させて導
   電接続させる液晶表示装置の製造方法であって、 前記外部駆動回路の電極裏面に常温、あるいは必要に応
   じて冷却されたバックアップを配し、前記液晶パネル側
   電極端子部裏面から加熱制御された熱圧着ヘッドユニッ
   トにて加圧・加熱し、圧着部を挾み込むように熱圧着す
   ることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
3. 【請求項３】 設置ステージと、バックアップユニット
   と、加圧装置とを有する液晶表示装置の製造装置であっ
   て、 設置ステージは、異方性導電膜を介して外部駆動回路が
   配された液晶パネルを設置するためのものであり、 バックアップユニットは、所定の温度に制御され、前記
   液晶パネルを加熱するものであり、 加圧装置は、冷却機構を有し、前記液晶パネル及び外部
   駆動回路を加圧するものであることを特徴とする液晶表
   示装置の製造装置。