(57)【要約】【課題】従来の圧接装置を改良し、表示パネル上に回路部品を搭載する際に使用され、圧接の際の圧力不足や駆動基板の破損を防止可能な圧接装置を提供する。【解決手段】圧接装置１０は、ＬＣＤパネル２０の端子部にＴＣＰ２６の端子部を押圧することによって、ＬＣＤパネル２０の端子とＴＣＰ２６の端子とを接続する装置である。圧接装置１０は、ＬＣＤパネル２０の端子部以外のパネル部分を搭載するパネルステージ１１と、表面に緩衝部材１５を有し、緩衝部材１５上にＬＣＤパネル２０の端子部を搭載する背面支持部１２と、背面支持部１２に対向して昇降可能に配置され、背面支持部１２との間でＴＣＰ２６の端子部をＬＣＤパネル２０の端子部に押圧する圧接ヘッド１３と、緩衝部材１５の収縮によりＬＣＤパネル２０の端子部とパネル部分との間で発生するＬＣＤパネル２０の反り量を検出するピックテスタ１７とを備える。【選択図】図１
2008286856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルの端子部に回路部品の端子部を押圧することによって、表示パネルの端子と回路部品の端子とを接続する圧接装置であって、
表示パネルの端子部以外のパネル部分を搭載する第１ステージと、
表面に緩衝部材を有し、該緩衝部材上に表示パネルの端子部を搭載する第２ステージと、
前記第２ステージに対して接近又は離反可能に配置され、該第２ステージとの間で前記回路部品の端子部を前記表示パネルの端子部に押圧する圧接ヘッドと、
前記緩衝部材の収縮により表示パネルの端子部と前記パネル部分との間で発生する表示パネルの反り量を検出する反り量検出装置とを備えることを特徴とする圧接装置。
【請求項２】
前記反り量検出装置によって検出された反り量に基づいて、前記第１ステージの位置を制御するステージ制御装置を更に備える、請求項１に記載の圧接装置。
【請求項３】
前記反り量検出装置が、前記第１ステージに固定される基部と、該基部によって変位可能に支持され表示パネルの端子部に隣接するパネル部分に接触する先端部とを有し、該先端部の変位量に基づいて反り量を検出する、請求項１又は２に記載の圧接装置。
【請求項４】
前記反り量検出装置によって検出された反り量に基づいて、前記圧接ヘッド及び第２ステージと前記第１ステージとの相対位置を制御するステージ制御装置を更に備える、請求項１に記載の圧接装置。
【請求項５】
前記反り量検出装置が、レーザ変位計を含む、請求項４に記載の圧接装置。
【請求項６】
前記緩衝部材が、０．１〜０．５ｍｍの厚みを有するシリコーンゴムシートから成る、請求項１〜５の何れか一に記載の圧接装置。
【請求項７】
前記緩衝部材が、０．０５〜０．３ｍｍの厚みを有するフッ素樹脂シートから成る、請求項１〜５の何れか一に記載の圧接装置。
【請求項８】
前記表示パネルが、１．１ｍｍ以下の厚みを有するガラス基板を含む、請求項６又は７に記載の圧接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧接装置に関し、更に詳しくは、表示パネル上に回路部品を搭載する際に好適に使用される圧接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルは、液晶層を挟んで互いに対向する駆動基板及び対向基板を有する。駆動基板は対向基板よりも大きな寸法を有しており、対向基板が形成されていない周辺部の駆動基板上に、駆動基板による駆動を制御するためのドライバ基板がＴＣＰ（Tape Carrier Package）を介して接続される。ＴＣＰは、テープ状の配線にＩＣチップがバンプを介してＣＯＦ（Chip on Film）接続されることによって形成され、例えば周辺部の駆動基板上に異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を介して圧接される。
【０００３】
異方性導電フィルムは、熱硬化性樹脂中に導電性粒子を一様に混入してフィルム状に形成したものである。駆動基板に対するＴＣＰの圧接に際して、駆動基板及びＴＣＰの間で異方性導電フィルムが加熱及び加圧されることによって、双方の端子間が導電性粒子によって導通すると共に、熱硬化性樹脂の硬化によって双方が固定される。異方性導電フィルムの面内方向では、導電性粒子同士が接触せず、絶縁性が保たれる。
【０００４】
図３は、ＴＣＰを駆動基板上に圧接する従来の圧接装置を圧接対象のＬＣＤパネルと共に示している。駆動基板２１及び対向基板２２の各表面には一対の偏光板２３，２４が配設されている。圧接装置４０は、ＬＣＤパネル２０の中央部分が載置されるパネルステージ１１と、周辺部２５の下方に配設される背面支持部（バックアップ）１２と、背面支持部１２に対向して、ＬＣＤパネル２０の周辺部２５の上方に配設される圧接ヘッド１３とを有する。
【０００５】
圧接に先立って、ＴＣＰ２６は、周辺部２５の駆動基板２１上に、互いの端子部を対向させて載置される。この際に、駆動基板２１の端子部とＴＣＰ２６の端子部との間に、異方性導電フィルム２７を介在させる。背面支持部１２は、駆動基板２１の表面まで上昇し、下側から駆動基板２１を支持する。この状態で圧接ヘッド１３が下降し、ＴＣＰ２６上から押圧する。圧接ヘッド１３は、内部にヒータを有しており、ＴＣＰ２６を介して異方性導電フィルム２７を加熱し、異方性導電フィルム２７を介してＴＣＰ２６を駆動基板２１に圧接する。
【０００６】
圧接に際して、圧接ヘッド１３とＴＣＰ２６との間には、ＴＣＰ２６の表面の凹凸や、ＴＣＰ２６の端子が形成された部分とそれ以外の部分との間に形成される凹凸を吸収するために、シリコーンゴムシート等の緩衝部材１４を介在させている。図３に示した形式の圧接装置は、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１４０１７９号公報（図１、２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
駆動基板２１は、例えば０．３〜１．１ｍｍの厚みを有するガラス基板と、ガラス基板上に形成されたＴＦＴ素子や配線層とから構成される。ところが、このガラス基板は、面内方向で１０％程度の厚みのばらつきを有しており、圧接に際して、背面支持部１２と駆動基板２１との間に局所的にすき間が生じ、圧力不足や位置ズレが生じる問題がある。
【０００８】
上記問題に対して、本発明者は、駆動基板２１と背面支持部１２との間にもシリコーンゴムシート等の緩衝部材を介在させることによって、ガラス基板の厚みのばらつきを吸収することを検討した。ところが、駆動基板２１と背面支持部１２との間に緩衝部材を介在させると、圧接に際して緩衝部材が収縮することによって、駆動基板２１が下方に反り、反り具合や背面支持部１２の位置、緩衝部材の厚みによっては、駆動基板２１が割れるおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑み、従来の圧接装置を改良し、表示パネル上に回路部品を搭載する際に使用され、圧接の際の圧力不足や駆動基板の破損を防止可能な圧接装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の圧接装置は、
表示パネルの端子部に回路部品の端子部を押圧することによって、表示パネルの端子と回路部品の端子とを接続する圧接装置であって、
表示パネルの端子部以外のパネル部分を搭載する第１ステージと、
表面に緩衝部材を有し、該緩衝部材上に表示パネルの端子部を搭載する第２ステージと、
前記第２ステージに対して接近又は離反可能に配置され、該第２ステージとの間で前記回路部品の端子部を前記表示パネルの端子部に押圧する圧接ヘッドと、
前記緩衝部材の収縮により表示パネルの端子部と前記パネル部分との間で発生する表示パネルの反り量を検出する反り量検出装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表示パネルと回路部品とを圧接する際に、第２ステージの表面の緩衝部材が、表示パネルの面内方向の厚みのばらつきを吸収し、局所的な圧力不足や位置ズレを防止できる。また、反り量検出装置が検出した表示パネルの反り量に基づいて適正な圧力の選定も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、添付図面を参照し、本発明の例示的な実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る圧接装置をＬＣＤパネルと共に示す側面図である。ＬＣＤパネル２０は、液晶層を挟んで互いに対向する駆動基板２１及び対向基板２２を有し、駆動基板２１及び対向基板２２の各表面には一対の偏光板２３，２４が配設されている。駆動基板２１は、例えば０．７ｍｍの厚みを有するガラス基板と、ガラス基板上に形成されたＴＦＴ素子や配線層とから構成される。
【００１３】
駆動基板２１は、対向基板２２よりも大きな寸法を有しており、対向基板２２が形成されていない周辺部２５に、ドライバ基板がＴＣＰ２６を介して接続される。ＴＣＰ２６は、テープ状の配線にＩＣチップ２８がバンプを介してＣＯＦ接続されることによって形成されている。ＴＣＰ２６は、周辺部２５の駆動基板２１上に異方性導電フィルム２７を介して圧接される。ドライバ基板を含むＴＣＰ２６が、本発明の回路部品に相当する。
【００１４】
圧接装置１０は、ＬＣＤパネル２０の中央部分が載置されるパネルステージ１１と、周辺部２５の下方に配設される背面支持部１２と、背面支持部１２に対向して、ＬＣＤパネル２０の周辺部２５の上方に配設される圧接ヘッド１３とを有する。パネルステージ１１が本発明の第１ステージに、背面支持部１２が本発明の第２ステージにそれぞれ対応する。
【００１５】
圧接に先立って、ＴＣＰ２６は周辺部２５の駆動基板２１上に、互いの端子部を対向させて載置される。この際に、駆動基板２１の端子部とＴＣＰ２６の端子部との間に異方性導電フィルム２７を介在させる。圧接ヘッド１３及び背面支持部１２は、図示しない駆動装置によって、鉛直方向に昇降可能に構成されている。圧接ヘッド１３は、内部にヒータを有しており、圧接に際してＴＣＰ２６を介して異方性導電フィルム２７を加熱する。
【００１６】
圧接装置１０は更に、符号３１に示すようにパネルステージ１１を鉛直方向に昇降させる昇降装置１６と、ＴＣＰ２６の圧接に際して駆動基板２１の反り量を検出するピックテスタ（反り量検出装置）１７と、ピックテスタ１７が検出した駆動基板２１の反り量に基づいて、昇降装置１６の駆動を制御してパネルステージ１１を下降させる制御部（ステージ制御装置）１８とを有する。
【００１７】
ピックテスタ１７は、パネルステージ１１の側部に固定された基部１７ａと、基部１７ａの軸芯を中心として上下方向に回動可能な先端部１７ｂとを有する。先端部１７ｂの先端は、例えば略球状に形成されており、周辺部２５の駆動基板２１の面に対して弾性力によって付勢されている。ピックテスタ１７は、先端部１７ｂの傾き（変位）を検出することによって、ＬＣＤパネル２０の反り量を検出し、検出した反り量を制御部１８に送信する。昇降装置１６は、サーボモータとして構成され、パネルステージ１１を高い精度で昇降させることが出来る。
【００１８】
本実施例では、圧接に際して、圧接ヘッド１３とＴＣＰ２６との間、及び、背面支持部１２と駆動基板２１との間の双方に、緩衝部材１４，１５をそれぞれ介在させる。緩衝部材１５は、例えば０．３ｍｍの厚みを有するシリコーンゴムシートからなる。駆動基板２１に含まれるガラス基板は、面内方向でその厚みに１０％程度のばらつきがあり、緩衝部材１５を介在させることによって、圧接に際してガラス基板の厚みのばらつきを吸収し、面内方向に一様な加圧を行うことが出来る。
【００１９】
圧接に先立って、背面支持部１２は、駆動基板２１の表面付近まで上昇し、緩衝部材１５を介して下側から駆動基板２１を支持する。この状態で圧接ヘッド１３が下降し、図２に示すように、ＴＣＰ２６上から押圧する。
【００２０】
圧接ヘッド１３がＴＣＰ２６上から押圧する際に、緩衝部材１５が収縮して駆動基板２１が下方に反ると、ピックテスタ１７が駆動基板２１の反り量を検出する。圧接ヘッド１３は、所定の圧力となるように端子部を押圧する。制御部１８は、ピックテスタ１７が検出した反り量に基づいて、昇降装置１６の駆動を制御し、同図の符号３２に示すように、反り量の分だけパネルステージ１１を下降させる。これにより圧接の期間中、駆動基板２１は大きな反りが生じることなく平坦に保たれ、割れを防止できる。圧接工程が終了したら、圧接ヘッド１３が上昇すると共に、背面支持部１２が元の位置まで下降する。次いで、制御部１８は、昇降装置１６の駆動を制御してパネルステージ１１を元の位置まで上昇させる。
【００２１】
駆動基板２１に対するＴＣＰ２６の圧接に際して、駆動基板２１及びＴＣＰ２６の間で異方性導電フィルム２７が加熱及び加圧されることによって、双方の端子間が導電性粒子によって導通すると共に、異方性導電フィルム２７における熱硬化性樹脂の硬化によって双方が固定される。異方性導電フィルム２７の面内方向では、導電性粒子同士が接触せず、絶縁性が保たれる。
【００２２】
本実施例の圧接装置１０によれば、圧接に際して、周辺部２５の駆動基板２１と背面支持部１２との間に緩衝部材１５を介在させることにより、駆動基板２１におけるガラス基板の面内方向の厚みのばらつきを吸収し、局所的な圧力不足や位置ズレを防止できる。また、圧接に際して、ピックテスタ１７が検出した反り量に基づいて、反り量の分だけパネルステージ１１を下降させるので、駆動基板２１を平坦に保ち、その割れを防止できる。
【００２３】
なお、緩衝部材１５としては、シリコーンゴムシート以外にも、例えばフッ素樹脂シート（テフロン（登録商標）シート）を用いてもよい。ピックテスタ１７は、パネルステージ１１の他に、例えば背面支持部１２に固定してもよい。また、反り量検出部として、ピックテスタ１７に代えてレーザ変位計を用いてもよい。
【００２４】
レーザ変位計は、例えば三角測量方式のものを用いることが出来る。三角測量方式のレーザ変位計は、レーザ装置と位置検出素子とを有する。レーザ装置及び位置検出素子を、対象物との間で三角形を形成する位置に配置し、レーザ装置が対象物に対してレーザ光を照射し、位置検出素子が対象物上でのレーザ光の反射光を受光する。位置検出素子が受光する反射光は、対象物の変位に応じた位置に光スポットを形成するため、その光スポットの位置を検出することによって、対象物の変位を検出できる。
【００２５】
レーザ変位計は、駆動基板２１の端子部に隣接する部分の上方又は下方に配置し、駆動基板２１の端子部に隣接する部分の変位を測定する。レーザ変位計は、パネルステージ１１及び背面支持部１２の何れに固定してもよく、或いは、他の部材に固定してもよい。圧接に先立って、駆動基板２１の端子部に隣接する部分の表面に反射部材を貼付しておくことも好ましい態様である。ＬＣＤパネル２０の反り量の検出に際しては、上記に代えて、圧接ヘッド１３の高さを検出してもよい。この場合には、例えばレーザ変位計を圧接ヘッド１３の上方に配置し、圧接ヘッド１３の頂部の変位を測定する。
【００２６】
ＬＣＤパネル２０の反りの防止に際しては、パネルステージ１１を下降させてもよく、背面支持部１２及び圧接ヘッド１３を上昇させてもよく、或いは、これら双方を昇降させてもよい。
【００２７】
緩衝部材１５を構成するシリコーンゴムシートの厚みは、０．３〜１．１ｍｍのガラス基板の厚みに対応して０．１〜０．５ｍｍの厚みとすることが好ましい。これは、厚みが小さ過ぎるとガラス基板の厚みのばらつきを充分に吸収できず、また耐久性が低下するためであり、厚みが大き過ぎると圧接の際の熱伝導性が低下するためである。例えばガラス基板の厚みが０．３〜０．５ｍｍの際には０．２ｍｍ程度とし、ガラス基板の厚みが０．７ｍｍの際には０．３ｍｍ程度とすることによって、耐久性や熱伝導性を確保しつつ、ガラス基板の厚みのばらつきを効果的に吸収できる。また、緩衝部材１５をフッ素樹脂シートで構成する場合には、同様の理由で、０．３〜１．１ｍｍのガラス基板の厚みに対応して０．０５〜０．３ｍｍの厚みとすることが好ましい。
【００２８】
なお、パネルステージ１１の位置を制御することなく、単に所定の反り量の検出によって端子部に加えられた圧接時の圧力を推定してもよい。この場合、例えば所定の反り量が検出された時点で適正な圧接圧力が印加されたものと判定する。これによって、駆動基板２１の割れを防止できる。
【００２９】
また、ＬＣＤパネル２０の反り量をリアルタイムに計測し、その測定値に基づいてパネルステージ１１の高さを制御してもよい。更には、圧接ヘッド１３の下降によって一定の反り量に達した後に、パネルステージ１１の位置を制御して反り量を一旦０とし、次いで更に圧接ヘッド１３を下降させて、一定の反り量を検出してもよい。
【００３０】
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて説明したが、本発明に係る圧接装置は、上記実施例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施例の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。例えば、上記実施例ではＬＣＤパネルの圧接について説明したが、本発明はＰＤＰ（Plasma Display Panel）や有機ＥＬパネルの圧接にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例に係る圧接装置の側面図である。
【図２】図１の圧接装置の使用状態を示す側面図である。
【図３】従来の圧接装置の側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０：圧接装置
１１：パネルステージ
１２：背面支持部
１３：圧接ヘッド
１４：緩衝部材
１５：緩衝部材
１６：昇降装置
１７：ピックテスタ
１７ａ：基部
１７ｂ：先端部
１８：制御部
２０：ＬＣＤパネル
２１：駆動基板
２２：対向基板
２３：偏光板
２４：偏光板
２５：周辺部
２６：ＴＣＰ
２７：異方性導電フィルム
２８：ＩＣチップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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