(57)【要約】      （修正有）【課題】 液晶表示パネルにプリント基板を複数個のテープキャリヤパッケージを介して熱圧着して接合した平面状電子部品における温度変化による接合部の破断等のダメージを回避する。【解決手段】  プリント基板Ｐ２の熱膨張収縮時の撓みを円弧で近似(撓み量Ｚ)して示したときの、当該円弧の中心Ｏをとおる半径をＲ、テープキャリヤパッケージＰ３１とＰ３２の中心（接合点中央）と円弧の中心Ｏをとおる直線のなす角度を２θとする。このときｚ＝Ｌ×｛（１＋α1 ）ΔＴ／２｝×｛（１−ｃｏｓθ）／θ｝、但し、θ／ｓｉｎθ＝（１＋α1 ）／（１＋α2 ）、α1 ：一方のガラス基板Ｐ１の熱膨張率、α2 ：プリント基板Ｐ２の熱膨張率、ΔＴ：温度差となるように接合する。【選択図】図１
2005158987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の第１部材の少なくとも１辺に沿って、間隔を空けて配置した２以上の平面状の第３部材を介在させて前記第１部材よりも大きい熱膨張率をもつ平面状の第２部材を接合部で接合した電子部品であって、
熱膨張時の前記第２部材は、隣接する前記第３部材との接合部間で前記第１部材の平面に垂直な方向に撓んで前記第３部材に接合されていることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
多数の画素をマトリクス状に配列したガラス基板を少なくとも有する表示パネルの少なくとも１辺に沿って、間隔を空けて配置した２以上のテープキャリヤパッケージを介在させて前記表示パネルよりも大きい熱膨張率をもつ材料で構成したプリント基板を接合部で接合した電子部品であって、
熱膨張時の前記プリント基板は、隣接する前記テープキャリヤパッケージとの接合部間で前記表示パネルの平面に垂直な方向に撓んで前記テープキャリヤパッケージに接合されていることを特徴とする電子部品。
【請求項３】
前記表示パネルは、第１のガラス基板と、少なくとも１辺が該第１のガラス基板から後退して第１のガラス基板の主面の一部を露出して貼り合わせた第２のガラス基板とを有し、前記第１の基板と第２の基板の貼り合わせ間隙に液晶を封止してなり、
前記テープキャリヤパッケージの一端縁は前記露出した第１のガラス基板の主面の一部と接する接合部に接合され、該テープキャリヤパッケージの他端縁は前記プリント基板と接する接合部に固着されていることを特徴とする請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記プリント基板の熱膨張収縮時の撓みを円弧で近似して示したときの、当該円弧の中心をとおる半径をＲ、隣接する前記テープキャリヤパッケージの中心と上記円弧の中心をとおる直線のなす角度を２θ、上記円弧と第１のガラス基板との距離すなわち撓み量をｚとしたとき、前記プリント基板に施す撓み量ｚすなわち、前記第１のガラス基板の平面に垂直な方向での前記プリント基板の撓み量を
ｚ＝Ｌ×｛（１＋α1 ）ΔＴ／２｝×｛（１−ｃｏｓθ）／θ｝
但し、θ／ｓｉｎθ＝（１＋α1 ）／（１＋α2 ）
α1 ：一方のガラス基板Ｐ１の熱膨張率
α2 ：プリント基板Ｐ２の熱膨張率
ΔＴ：温度差
で設定したことを特徴とする請求項３に記載の電子部品。
【請求項５】
平面状の第１部材の少なくとも１辺に沿って、間隔を空けて配置した２以上の平面状の第３部材を介在させて前記第１部材よりも大きい熱膨張率をもつ平面状の第２部材を接合部で接合した電子部品の製造方法であって、
前記接合が熱圧着手段で行われ、該熱圧着手段を前記接合部に接触させる時間を前記第２部材と前記第３部材が該熱圧着に要する時間以上とすることにより、隣接する前記第２部材と前記第３部材の前記接合部間で前記第１部材の平面に垂直な方向に撓ませて前記第３部材に接合することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項６】
多数の画素をマトリクス状に配列したガラス基板を少なくとも有する表示パネルの少なくとも１辺に沿って、間隔を空けて配置した２以上のテープキャリヤパッケージを介在させて前記表示パネルよりも大きい熱膨張率をもつ材料で構成したプリント基板を接合部で固着した電子部品の製造方法であって、
前記接合が熱圧着手段で行われ、該熱圧着手段を前記接合部に接触させる時間を前記プリント基板と前記テープキャリアパッケージが該熱圧着に要する時間以上とすることにより、隣接する前記プリント基板と前記テープキャリアパッケージの前記接合部間で前記表示パネルの平面に垂直な方向に撓ませて前記テープキャリアパッケージに接合することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項７】
前記表示パネルは、第１のガラス基板と、少なくとも１辺が該第１のガラス基板から後退して第１のガラス基板の主面の一部を露出して貼り合わせた第２のガラス基板とを有し、前記第１の基板と第２の基板の貼り合わせ間隙に液晶を封止してなり、
前記テープキャリヤパッケージの一端縁を前記露出した第１のガラス基板の主面の一部と接する接合部に固着し、該テープキャリヤパッケージの他端縁を前記プリント基板と接する接合部に固着することを特徴とする請求項６に記載の電子部品の製造方法。
【請求項８】
前記熱圧着時に、前記接合部間の前記プリント基板を前記表示パネルの平面に垂直な方向に所定量だけ撓ませる押出し手段を用いて押出すことを特徴とする請求項６または７に記載の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板状の第１部材の少なくとも１辺の沿って複数の第３部材を介在させて前記第１部材よりも熱膨張率が大きい第２部材を固着した電子部品およびその製造方法に関し、液晶表示素子等の表示パネルに外部信号源からの表示信号や電圧を供給するためのプリント基板との接続構造に適用して有効なものである。
【０００２】
本発明は、典型的には、第１部材である表示パネルの基板に当該第部材とは異なる熱膨張係数の材料で構成した第２部材であるプリント基板との間を、テープキャリヤパッケージ等の複数の第３部材で上記表示パネルとプリント基板とが同一平面内にあるように熱圧着で接合した平板型の表示装置に好適である。各接合部には、それぞれの部材に有する配線から延びる多数の端子を有し、上記接合は各部材間の機械的な接合と上記各端子間の電気的な接合を行うものである。この種の表示装置における上記のような部材間の接続には、所謂熱圧着法が採用される。接続された熱膨張率の異なる表示パネルとプリント基板には所定の熱履歴が残留する。本発明は、この熱履歴の残留に起因する接続部の機械的破断や電気的導通不良を低減するための対策の一つであるが、表示装置に限らず、このような熱履歴の残留により生じる平面状電子部品全般における不具合の解消にも適用できるものである。
【背景技術】
【０００３】
この種の平面状電子部品の典型例として、液晶表示装置が知られている。以下では、液晶表示装置を例として説明する。液晶表示装置は、少なくとも一方の主面に画素回路を形成したガラス基板を好適とする平面状の２枚の絶縁基板を貼り合わせ、この貼り合わせ間隙に液晶を封止して一方のガラス基板を第１部材とした液晶パネルを有し、この液晶パネルの上記一方のガラス基板に形成された端子に外部信号源からの表示信号を供給する信号配線を有する第２部材であるプリント基板の間を所定の間隔で配置した平板状の第３部材であるテープキャリヤパッケージ等で接続して液晶パネルとプリント基板とを同一平面に存在するように構成される。
【０００４】
通常、プリント基板を構成する材質は液晶パネルを構成するガラス基板よりも熱膨張が大きい、プリント基板と液晶パネルとは複数のテープキャリヤパッケージと称する接続部材等を用いてほぼ同一平面上にあるように接続される。テープキャリアパッケージは、本来はフレキシブル配線基板に半導体チップを搭載したものを意味するが、ここでは、接続のための配線のみを有するものも含むこととする。（なお、このような構造の実際例としては、Hosiden Corporation のウェブページhttp://www.hosiden.co.jp/web/new/release/hlm6245.htmで見ることができる）。
【０００５】
相対的に熱膨張率の小さい材質でできた平面状の２枚の基板を貼り合わせた構造の第１部材に、相対的に熱膨張率の大きい材質でできた平面状の第２部材を複数の平面状の第３部材を介して全ての部材がほぼ同一平面内に構成されるように熱圧着する熱圧着手段としては、「特許文献１」に記載されている。この「特許文献１」には、熱圧着する部材の幅とほぼ同幅で単一の平面を有する熱圧着ヘッドを下降させ、被熱圧着部材の下方の受け台にセットされた被熱圧着部材を上方より押圧、加熱する熱圧着方法と熱圧着機構が記載されている。この熱圧着ヘッドの形状バリエーションとして、「特許文献２」に記載のように、熱圧着ヘッドの熱圧着平面に凹部を設け、熱圧着に使用する熱圧着平面の幅を接合部材の接合幅とほぼ同じとし、熱圧着平面に設けた凹部にはみ出し物を逃がす構造や、「特許文献３」に記載のように、複数の接合箇所を有する接合部材を対象とした場合、その複数の接合箇所と同数の熱圧着ヘッドを設け、その熱圧着ヘッドの熱圧着平面は接合箇所の幅よりも僅かに長く設定した熱圧着方法と熱圧着機構も知られている。いずれの熱圧着機構のバリエーションも、基本的な構造は「特許文献１」に開示されたものと同様である。
【特許文献１】特開２００３−５９９７４号公報
【特許文献２】特開平９−２９８３５９号公報
【特許文献３】特開平５−２１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１４、図１５、図１６は液晶表示装置の一般的な構造と熱変形を説明する模式図である。図１４は常温時における各構成部材の様子、図１５は高温時における各構成部材の様子、図１６は低温時における各構成部材の様子をそれぞれ示す。なお、ここでは、常温とは２０°Ｃ〜２５°Ｃとし、高温はこの常温との差が高温側に２０°Ｃを越える温度、低温は同じく常温との差が低温側に２０°Ｃを越える温度とする。また、図１４、図１５、図１６の各図における下部には平面を、上部には第２部材側から第１部材を見た側面図を示す。なお、図１４、図１５、図１６では、説明を簡略にするため、側面図には第３部材を省いて示してある。ここでは、電子部品が液晶表示装置であり、第１部材は当該液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの２枚のガラス基板の一方で、第２部材が外部信号源から液晶表示パネルに信号や電圧を供給するためのプリント基板、第３部材が液晶表示パネルの一方のガラス基板とプリント基板を接続するためのテープキャリアパッケージとして説明する。
【０００７】
相対的に熱膨張率の小さい材質（ガラス基板）でできた平面状の２枚のガラス基板Ｐ１１とＰ１２とを貼り合わせた構造の液晶表示パネルＰ１に、該表示パネルＰ１を構成するガラス基板よりも相対的に熱膨張率の大きい材質でできた平面状のプリント基板Ｐ２を接続する。この接続には、複数の（図１４〜図１６では４個）の平面状のテープキャリアパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４の一端縁を介して液晶表示パネルを構成する第１部材である一方のガラス基板Ｐ１２に接続し、他端縁をプリント基板Ｐ２に接続して、液晶表示パネルＰ１、プリント基板Ｐ２、テープキャリアパッケージＰ３の全ての部材がほぼ同一平面上に位置するように構成される。
【０００８】
液晶表示パネルは、熱膨張率の小さい材質としての平面状の２枚のガラス基板（一方ガラス基板Ｐ１２と他方のガラス基板Ｐ１１）とを貼り合わせた構造の液晶表示パネルが構成される。常温において、図１４に示すように一方のガラス基板Ｐ１２に該ガラス基板Ｐ１２よりも相対的に熱膨張率の大きい材質でできた平面状のプリント基板Ｐ２を４個のテープキャリアパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を介して全ての部材がほぼ同一平面内にあるように熱圧着するものとする。ここで言う、テープキャリアパッケージＰ３は配線の施された樹脂製のフィルム状の部材であり、液晶表示パネルを駆動する半導体回路チップを搭載したものに限らず、接続のための配線のみを有するものも含む。
【０００９】
相対的に熱膨張率の小さい材質でできた平面状の一方のガラス基板Ｐ１２と、相対的に熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２は、テープキャリアパッケージを用いて熱圧着する。この時、液晶表示パネルＰ１とプリント基板Ｐ２を同一平面上配置されるように拘束して熱圧着した場合、相対的に熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２は、相対的に熱膨張率の小さい材質でできたガラス基板Ｐ１２よりも熱圧着時の熱膨張による寸法変化が大きい。熱圧着時の熱膨張を起こした状態で、そのまま、それぞれの部材を接合すると、常温に戻った時に相対的に熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２が縮んで図１５に示す常温状態では相対的に熱膨張率の小さい材質でできた液晶表示パネルＰ１の一方のガラス基板Ｐ１２と、相対的に熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２との間に内部応力が残留することになる。
【００１０】
この従来方式で製造された平面状電子部品である液晶表示装置の各部材が熱圧着された後に熱履歴を受けて高温状態になると、相対的に熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２は液晶表示パネルＰ１の一方のガラス基板Ｐ１２よりも熱膨張して前述の内部応力が緩和される。さらに高温になると図１６に示すように４個のテープキャリアパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を節にして熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２が撓み、平面状電子部品である液晶表示素子の所定の平面内から距離ｈだけ突出した形となる。
【００１１】
一方、この平面状電子部品である液晶表示素子が熱履歴を受けて低温状態となった場合、相対的に熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２は、相対的に熱膨張率の小さい材質でできた液晶表示パネルＰ１の一方のガラス基板Ｐ１２よりもさらに熱収縮して、図１６に示すように常温状態よりも内部応力が増す方向に寸法変化することになる。この時、内部応力の大部分は、樹脂製のフィルム状部材であるテープキャリアパッケージＰ３が受けることになり、各部材の材質や寸法、温度変化量によってはテープキャリアパッケージＰ３が破断したり、接合部の剥離などのダメージで電気的接続の不良が発生することになる。従来においては、このテープキャリアパッケージＰ３の破断や剥離等のダメージによる液晶表示装置の不良発生が解決すべき課題の一つとなっていた。
【００１２】
このように、典型例として挙げた液晶表示装置の構造に関する従来技術においては、相対的に熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２は、応力が平衡状態にある温度（従来技術では、常温よりも高い温度）よりも高温では熱膨張して液晶表示パネルの平面から外に撓んで内部応力を緩和し、該平衡状態の温度よりも低温では内部応力が常温よりも大きくなり、結果として樹脂製のフィルム状のテープキャリアパッケージＰ３に破断や接合部の剥離などのダメージをもたらすことになる。
【００１３】
このように、相対的に熱膨張率の小さい材質でできた平面状の２枚のガラス基板Ｐ１１とＰ１２とを貼り合わせた構造の液晶表示パネルＰ１に、相対的に熱膨張率の大きい材質でできた平面状のプリント基板Ｐ２を複数の平面状のテープキャリアパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を介して全ての平面状部材がほぼ同一平面内に構成されるように接合部にて熱圧着した構造の液晶表示装置を構成する。
【００１４】
この場合、熱膨張率の違う２種類の材質からなる液晶表示パネルの一方のガラス基板Ｐ１２とプリント基板Ｐ２が間隔を有する接合部でテープキャリアパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４によって接合されているため、温度変化の影響で液晶表示パネルＰ１とプリント基板Ｐ２の熱膨張率の違いから接合部間隔に差が生じて、もっとも強度的に弱いテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４に負担がかかる。そして、最悪の場合部材Ｐ３１，Ｐ３４が破断するという問題があった。
【００１５】
特に、低温において、相対的に熱膨張率の大きい材質でできた平面状のプリント基板Ｐ２の方が相対的に熱膨張率の小さい材質でできた平面状の液晶表示パネルＰ１を構成する一方のガラス基板Ｐ１２よりも収縮量が大きくなるため，常温付近で接合部の間の距離を同じにした場合などには、プリント基板Ｐ２が突っ張って大きな内部応力を発生してしまう。
【００１６】
上記した熱圧着を行う熱圧着装置は、熱圧着ヘッドと受け台で構成される。熱圧着作業では、受け台の上に被熱圧着部材である上記の液晶表示パネルＰ１の一方のガラス基板Ｐ１２とプリント基板とを載置し、両者の突き合わせ辺の複数箇所にテープキャリヤパッケージＰ３を橋絡させ、テープキャリヤパッケージＰ３の一端縁と他端縁のそれぞれとガラス基板Ｐ１２とプリント基板とを各配線端子を整合させて重ね合わせる。しかる後、上記重ね合わせ部分（接合部）を含む領域に熱圧着ヘッドを下降させ押圧することでそれぞれの接合部を接合する。
【００１７】
このように、熱圧着機構は、テープキャリヤパッケージＰ２と一方のガラス基板Ｐ１２との対向辺の幅とほぼ同じ幅で単一の熱圧着平面を有する熱圧着ヘッドを下降させて、接合部を受け台との間で上方より押圧し加熱することで熱圧着を行う。しかし、下方の受け台が所定の温度に加熱されていない場合は上方の熱圧着ヘッドの熱で被熱圧着部材と下方の受け台両方を加熱してしまい，熱圧着に時間を要する。一方、熱圧着時間を短縮する目的などで、下方の受け台を所定の温度に加熱して常温よりも高温とした場合は、接合すべき被熱圧着部材を下方の受け台に搭載した瞬間から熱膨張率の高い材質でできた平面状のプリント基板Ｐ２が熱膨張し、テープキャリヤパッケージＰ３とプリント基板Ｐ２に有する所定の端子間接合を得るのが難しくなる。
【００１８】
したがって、本発明の目的は、相対的に熱膨張率の小さい材質でできた平面状の第１部材に、相対的に熱膨張率の大きい材質でできた平面状の第２部材を、２個或いはそれ以上の平面状の第３部材を介して、全ての部材がほぼ同一平面内に構成されるように熱圧着した構造の平面状の電子部品において、温度変化により各部材にかかる応力が最小となり得る構造とした電子部品とその製造方法（熱圧着方法）を提供することにある．
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、相対的に熱膨張率の小さい材質でできた平面状の第１部材の接合部間距離よりも、相対的に熱膨張率の高い材質でできた平面状の第２部材の常温（２０°Ｃ〜２５°Ｃ）における接合部間距離を大きくとり、その接合箇所間距離の間で相対的に熱膨張率の大きい材質でできた平面状の第２部材を平面状電子部品の平面の垂直方向に撓ませた形状に熱圧着した。
【００２０】
また、熱圧着前の端子間のズレを防ぎ、温度変化が起きても各部材に生じる内部応力を最小とし得る平面状電子部品の構造およびその熱圧着方法を提供するに当たって、熱圧着手段が接合箇所に接触する時間を、実際に熱圧着に要する時間以上（望ましくは、熱圧着に要する時間と同じか僅かに長く）とする。これにより、相対的に熱膨張率が大きい部材の熱膨張を促し、接合部の間で上記した撓みを形成して曲げ応力にする。さらに、温度変化が起きても各部材に生じる内部応力を最小とし得る構造を持った平面状電子部品を実現するに当たって、相対的に熱膨張率の大きい材質でできた平面状の第２基板における接合部間の部分を、熱圧着時に押出手段を用いて平面状電子部品の平面の垂直方向に所定量だけ撓ませた形状に押出す。
【発明の効果】
【００２１】
液晶表示装置等の平面状電子部品の内部応力を、比較的大きい熱応力ではなく、比較的小さい曲げ応力程度に留めることができ、温度変化による平面状電子部品の内部回路の断線などを防ぐことができる。また、熱圧着工程における部材の熱膨張量の差を吸収することができ、常温における端子間寸法ピッチで設計でき、さらにその端子間寸法ピッチを狭く設計することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。先ず、本発明の基本構造を説明する。
【００２３】
図１は本発明の基本構造を説明するための液晶表示装置の構成を示す模式図であり、図１（ａ）は全体斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ矢印方向から見た要部側面図である。図１（ａ）（ｂ）において、参照符号Ｐ１は平面状の第１部材としての液晶表示パネルであり、２枚のガラス基板Ｐ１１とＰ１２の重ね合わせ間隙に液晶を封止して構成されている。なお、図１（ｂ）では第１部材を液晶表示パネルＰ１で示した。図１（ａ）において、２枚のガラス基板Ｐ１１とＰ１２の少なくとも一方、ここではガラス基板Ｐ１２の主面（ガラス基板Ｐ１１と重なる面）には多数の画素回路がマトリクス状に配列されている。そして、他方のガラス基板、ここではガラス基板Ｐ１１の主面にはカラーフィルタが形成されている。
【００２４】
一方のガラス基板Ｐ１２の一辺は他方のガラス基板Ｐ１１の端縁から突出しており、この突出部の表面に各画素に接続して駆動信号を供給するための端子が引き出されている。平面状の第２部材であるプリント基板Ｐ２は図示しない信号源からの表示信号や表示のための各種タイミング信号を上記ガラス基板Ｐ１２の突出部に有する端子を介して各画素に供給する端子を有している。ガラス基板Ｐ１２の一辺に有する端子とプリント基板基板Ｐ２の端子とは平面状の第３部材であるテープキャリヤパッケージＰ３１，３２で接続される。なお、図１では説明を簡単にするためにテープキャリヤパッケージは２枚のみ示し、２枚のテープキャリヤパッケージの中心間の間隔をＬとして接合している。
【００２５】
一方のガラス基板Ｐ１２の端子とプリント基板Ｐ２の端子を橋絡して接続するテープキャリヤパッケージＰ３１，３２は、それぞれ接合部Ａ３１１とＡ３１２、Ａ３２１とＡ３２２にて熱圧着して接合される。ガラス基板Ｐ１２（ガラス基板Ｐ１１も同様）は相対的に熱膨張率が小さく、プリント基板Ｐ２は相対的に熱膨張率が大きい。なお、テープキャリヤパッケージＰ３１，３２の熱膨張率は液晶表示パネルＰ１とプリント基板Ｐ２のそれと異なるが、それ自体がガラス基板Ｐ１２やプリント基板Ｐ２に比較して小サイズなので、ここではその熱膨張については無視することとする。
【００２６】
設計上では、熱膨張率の小さい材質でできた平面状の第１部材である一方のガラス基板Ｐ１と、熱膨張率の大きい材質でできた平面状の第２部材であるプリント基板基板Ｐ２および２個の平面状の第３部材であるテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２は撓み無く、ほぼ同一平面内に構成されるように接続されている。
【００２７】
図１（ｂ）はプリント基板Ｐ２の撓み接合の状態を示する。図１（ｂ）において、参照符号Ｌは常温における当該２枚のテープキャリヤパッケージの中心間の間隔であり、参照符号ＬP1は一方のガラス基板Ｐ１の熱膨張収縮時の当該２枚のテープキャリヤパッケージの中心間の間隔、参照符号ＬP2はプリント基板Ｐ２の熱膨張収縮時の当該２枚のテープキャリヤパッケージの中心間の間隔を模式的に示す。
【００２８】
また、本発明の基本構成では、図１（ｂ）において、プリント基板Ｐ２の熱膨張収縮時の撓みを円弧で近似して示したときの、当該円弧の中心Ｏをとおる半径をＲ、上記テープキャリヤパッケージＰ３１とＰ３２の中心（接合点中央）と円弧の中心Ｏをとおる直線のなす角度を２θ、上記円弧と一方のガラス基板Ｐ１２との距離すなわち撓み量をｚとする。このとき、プリント基板Ｐ２に施す撓み量ｚすなわち、第１部材である一方のガラス基板Ｐ１の平面に垂直な方向でのプリント基板Ｐ２の撓み量は下記の式で表される。
【００２９】
ｚ＝Ｌ×｛（１＋α1 ）ΔＴ／２｝×｛（１−ｃｏｓθ）／θ｝
但し、θ／ｓｉｎθ＝（１＋α1 ）／（１＋α2 ）
α1 ：一方のガラス基板Ｐ１の熱膨張率
α2 ：プリント基板Ｐ２の熱膨張率
ΔＴ：温度差
である。なお、Ｌ、Ｒ、ｚの単位は「ｍ（メートル）」、θは「ｋ（ケルゲン）」である。
【００３０】
本発明によれば、上記の式において、具体的には、ΔＴが３０°以上で「ｚ」と「Ｌ」を設定することで、温度変化による平面状電子部品の内部回路の断線などを防ぐことができる。また、熱圧着工程におけるガラス基板とプリント基板の間の熱膨張量の差を吸収することができる。そして、それぞれの部材の端子間ピッチを常温において設計できるため、さらにその端子間寸法ピッチを狭く設計することも可能となる。
【実施例１】
【００３１】
次に、上記した本発明の原理を適用した実施例を説明する。図２、図３、図４は本発明を適用した液晶表示装置の一般的な構造と熱変形を説明する模式図であり、図２は常温時における各構成部材の様子、図３は高温時における各構成部材の様子、図４は低温時における各構成部材の様子をそれぞれ示す。なお、前記したように、常温とは２０°Ｃ〜２５°Ｃ、高温は常温との差が高温側に３０°Ｃを越える温度、低温は同じく常温との差が低温側に３０°Ｃを越える温度とする。ここでは、電子部品が液晶表示装置であり、第１部材は当該液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの２枚のガラス基板の一方で、第２部材が外部信号源から液晶表示パネルに信号や電圧を供給するためのプリント基板、第３部材が液晶表示パネルの一方のガラス基板とプリント基板を接続するためのテープキャリアパッケージとして説明する。また、図２、図３、図４の各図における下部には平面を、上部には第２部材であるプリント基板Ｐ２側から第１部材である液晶表示パネルの一方のガラス基板Ｐ１２を見た側面図を示す。なお、図２、図３、図４では、説明を簡略にするため、側面図には第３部材であるテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を省いて示してある。
【００３２】
常温時において、平面状電子部品である液晶表示素子は、熱膨張率の小さい材質（ここでは、ガラス基板）でできた平面状の２枚のガラス基板Ｐ１１とＰ１２とを貼り合わせて構成されている。この一方のガラス基板Ｐ１２に、熱膨張率の大きい材質でできた平面状のプリント基板Ｐ２を、４個の平面状のテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を介して平面状の第２基板Ｐ２が熱圧着で接合されている。ただし、プリント基板Ｐ２は４個のテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を節に距離ｈだけ同一平面から飛び出して撓みを持たせて構成されるように熱圧着したものである。平面状のテープキャリヤパッケージは配線の施された樹脂製のフィルム状の部材（フレキシブルプリント基板とも称する）である。
【００３３】
ここで、熱膨張率の大きい材質でできた平面状のプリント基板Ｐ２は４個の平面状のテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を節に撓みを持っているため、図２に示す常温状態では撓みによるわずかな内部応力のみで、熱履歴よる熱膨張や熱収縮に起因する大きな内部応力は存在しない構造となっている。
【００３４】
本発明の実施例１の平面状電子部品である液晶表示パネルの一方のガラス基板Ｐ１２にテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を介してプリント基板Ｐ２を熱圧着した後に熱履歴を受けて高温状態になる場合、熱膨張率の大きい材質でできた平面状のプリント基板Ｐ２は熱膨張率の小さい材質でできたガラス基板Ｐ１よりも熱膨張して、図３に示すように４個のテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を節に熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２が常温状態よりもさらに撓み、液晶表示パネルの一方のガラス基板Ｐ２の所定の平面内から距離Ｈだけ突出した形となる。この高温状態でも撓みによるわずかな内部応力のみで、熱膨張に起因する大きな内部応力は発生しない。
【００３５】
一方、本発明の実施例１の液晶表示パネルを構成するガラス基板が熱履歴を受けて低温状態となった場合、熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２は、熱膨張率の小さい材質でできた液晶表示パネルの一方のガラス基板Ｐ１よりも熱収縮して、図４に示すように所定温度（−３５°Ｃ程度）においてプリント基板Ｐ２の撓みが無くなり、平面状態になる。こうして平面状電子部品である液晶表示装置の低温状態においても、従来技術に比べて熱収縮による大きな内部応力の発生を大幅に緩和でき、テープキャリアパッケージＰ３の破断や接合部の剥離などのダメージを回避することができる。
【００３６】
図５〜図８は本発明の実施例１で説明した液晶表示装置の製造方法を接合部における熱圧着工程を順に示した説明図である。まず、図５は接合前の状態を示す状態説明図である。被接合部材である熱膨張率の小さい材質でできた２枚のガラス基板Ｐ１１とＰ１２とを貼り合わせた構造の液晶表示パネルＰ１と、熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２と、４個のテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４（図中は一括して被接合部材Ｐとして表記）とを所定の位置に位置決めし，被接合部材Ｐの所定熱圧着位置の真上に上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４が，また被接合部材Ｐの所定熱圧着位置の真下に下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４が位置するようにセットする．
【００３７】
図６は、上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４を被接合部材Ｐに対して下降、若しくは上昇させ、当該被接合部材Ｐの表裏に接触させた状態を示す。ここでは、上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４を下降させると同時に、下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４を上昇させて、被接合部材Ｐの４箇所の接合箇所、すなわち４個のテープキャリヤパッケージを介在させた接合部に上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４をそれぞれ接触させる。この時点で、被接合部材Ｐの接合部における接合すべきそれぞれの端子間の寸法ピッチが合致しているものとする。のである。
【００３８】
ここで、被接合部材Ｐを予熱された受け台である台座上にセットする前記した従来技術を用いた場合、被接合部材それぞれの材質に応じた異なった量だけ熱膨張する。そのため、予熱で熱膨張した状態にある被接合部材のそれぞれの接合すべき端子間の寸法ピッチが合致するように常温時の端子間寸法ピッチをオフセットするか、お互いの熱膨張量を吸収できるだけの広い端子間の寸法ピッチの設定が必要であった。
【００３９】
図７は、上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４によって被接合部材Ｐに対して加圧及び加熱をしている状態を示す。この加熱をすることで、熱膨張率の大きい材質でできた平面状のプリント基板Ｐ２は大きく熱膨張する一方で、熱膨張率の小さい材質でできた平面状の２枚のガラス基板Ｐ１１とＰ１２とを貼り合わせた構造の液晶被パネルＰ１はほとんど熱膨張が無い。
【００４０】
一方のガラス基板Ｐ１２とプリント基板Ｐ２の熱膨張量の差分は、プリント基板Ｐ２が上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４で挟まれた箇所以外で、プリント基板Ｐ２が平面状電子部品である液晶表示装置の所定の平面内から垂直方向に突出させる形で吸収され、ガラス基板Ｐ１２及びプリント基板Ｐ２の接合すべき端子間寸法ピッチに誤差が生じることがない。本発明を用いることで、常温における端子間寸法ピッチで設計することができ、さらにその端子間寸法ピッチを狭く設計することも可能となる。
【００４１】
なお、平面状電子部品である液晶表示装置の所定の平面内から垂直方向に突出させる形は、各接合部間において上下どちらの方向でも構わない。また、上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４は熱圧着時間を短縮するため所定温度に加熱されており、実際は図６に示す被接合部材Ｐに接触する瞬間から図７に示す加圧加熱による熱圧着工程は進行しており、上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４が被接合部材Ｐと接触する時間と熱圧着する時間はほぼ等しいか、または当該接触する時間が僅かに長いものである．
【００４２】
図８は、熱圧着後に上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４を被接合部材Ｐから解放した瞬間の状態を示す説明図である。常温よりも高い状態では、熱膨張率の小さい材質でできた平面状の２枚のガラス基板Ｐ１１とＰ１２とを貼り合わせた構造の液晶表示パネルＰ１よりも、熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２の方が熱膨張により長い状態にあり、４個のテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を節に平面状電子部品である液晶表示素子の所定の平面内から垂直方向にｈだけ突出しているものである。
【００４３】
そして、常温に戻るに連れて、熱膨張率の小さい材質でできたガラス基板Ｐ１２と、熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２との寸法が同じとなり、ほぼ同一平面内に落ち着く。この時、内部応力的には常温で平衡状態にある。同様に、低温においては熱収縮による内部応力が発生するが、常温に戻るに連れて、ガラス基板Ｐ１２とプリント基板Ｐ２との寸法が同じとなり、ほぼ同一平面内に落ち着く。この時、内部応力的には常温で平衡状態にある。
【００４４】
これにより、上記したように、平面状電子部品である液晶表示装置の低温状態においても、従来技術に比べて熱収縮による大きな内部応力の発生を大幅に緩和でき、テープキャリアパッケージＰ３の破断や接合部の剥離などのダメージを回避することができる。
【００４５】
図９〜図１２は、低温においても被接合部材Ｐ内に内部応力が発生しないように熱圧着できるようにした液晶表示装置の製造方法を接合部における熱圧着工程を順に示した説明図である。まず、図９は接合前の状態を示す状態説明図である。被接合部材である熱膨張率の小さい材質、ここではガラス基板Ｐ１１とＰ１２とを貼り合わせた構造の液晶表示パネルＰ１と、熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２とを４個のテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４で接合する。なお、図９〜図１１では、これらを一括して被接合部材Ｐとして表記してある。
【００４６】
これらの各部材を所定の位置に位置決めし、被接合部材Ｐの所定熱圧着位置の真上に上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及びプリント基板を押し出すための上押出し部材ＢＰ１，ＢＤ２，ＢＰ３が配置される。また、被接合部材Ｐの所定の熱圧着位置の真下に下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４、及び下押出し部材ＢＤ１，ＢＰ２，ＢＤ３が位置するようにセットする。
【００４７】
図１０は、上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４より被接合部材Ｐに対して下降、若しくは上昇させて接触した状態を示す。ここでは、上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４を下降させると同時に、下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４を上昇させて、被接合部材Ｐの４箇所の接合箇所に上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４をそれぞれ接触させる。この時点で、被接合部材Ｐの接合箇所における接合すべきそれぞれ端子間寸法ピッチは合致していない。ここでは、上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４は加圧することなく、軽く被接合部材Ｐに接触している状態である。
【００４８】
図１１は、上基板押出し部材ＢＰ１，ＢＤ２，ＢＰ３と下基板押出し部材ＢＤ１，ＢＰ２，ＢＤ３を用いてプリント基板Ｐ２を所定量だけ液晶表示装置の平面内から垂直方向に突出させた状態を示す説明図である。まず、上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４が被接合部材Ｐに加圧及び加熱する前に、上基板押出し部材ＢＰ１，ＢＤ２，ＢＰ３と下基板押出部材ＢＤ１，ＢＰ２，ＢＤ３を用いてプリント基板Ｐ２を所定量だけ液晶表示パネルの平面内から垂直方向に突出させ、被接合部材Ｐのそれぞれの接合すべき端子同士が合致するようにする。その後、上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４を被接合部材Ｐに対して加圧して加熱を行い、被接合部材Ｐを熱圧着する。
【００４９】
被接合部材Ｐを加熱することで、熱膨張率の大きい材質でできたプリント基板Ｐ２は大きく熱膨張する一方で、熱膨張率の小さい材質でできた液晶表示パネルを構成する一方のガラス基板Ｐ１２はほとんど熱膨張が無い。このガラス基板Ｐ１２とプリント基板Ｐ２の熱膨張量の差分は、プリント基板Ｐ２が上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４で挟まれた箇所以外で、上基板押出し部材ＢＰ１，ＢＤ２，ＢＰ３と下基板押出し部材ＢＤ１，ＢＰ２，ＢＤ３を用いてプリント基板Ｐ２を所定量だけ順次プリント基板Ｐ２が平面状電子部品である液晶表示パネルの平面内から垂直方向に突出させる形で吸収され、ガラス基板Ｐ１２及びプリント基板Ｐ２の接合すべき端子間寸法ピッチに誤差が生じることがない。
【００５０】
図１２は、熱圧着後に上熱圧着ヘッドＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４、及び下熱圧着ヘッドＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４、並びに上基板押出し部材ＢＰ１，ＢＤ２，ＢＰ３、下基板押出し部材ＢＤ１，ＢＰ２，ＢＤ３を被接合部材Ｐから解放して常温に戻した状態を示す。熱圧着する前の常温状態で、プリント基板Ｐ２を上基板押出し部材ＢＰ１，ＢＤ２，ＢＰ３と下基板押出し部材ＢＤ１，ＢＰ２，ＢＤ３で液晶表示パネルの平面内から垂直方向に突出させることで、熱圧着後の常温状態でも、プリント基板Ｐ２は４個のテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４を節に液晶表示パネルの平面内から垂直方向にｈだけ突出している。この時、内部応力的には常温では熱収縮若しくは熱膨張によるものは無く、液晶表示パネルの平面内から垂直方向にｈだけ突出している状態によるわずかな曲げ応力のみとなる。なお、液晶表示装置の場合、その平面内から垂直方向に突出する量は、−３５〜８５°Ｃの間では通常、０〜±１．５ｍｍ程度である。
【００５１】
これにより、平面状電子部品である液晶表示装置の低温状態においても、従来技術に比べて熱収縮による大きな内部応力の発生を大幅に緩和でき、テープキャリアパッケージＰ３の破断や接合部の剥離などのダメージを回避することができるという、前記した本発明の目的を達成できる。
【００５２】
図１３は本発明を適用する平面型電子部品の他例としての大サイズの液晶表示装置の典型的な構成の説明図である。この液晶表示装置は、２枚のガラス基板Ｐ１１とＰ１２を貼り合わせて構成した液晶表示パネルＰ１の長手方向の１辺に前記した実施例１と同様のテープキャリヤパッケージＰ３１，Ｐ３２，・・・・Ｐ３ｎでプリント基板Ｐ２を接合した構造を持つ。また、上記の辺と隣接する短手方向の１辺にも他のプリント基板Ｐ４を他のテープキャリヤパッケージＰ５１，５２，５３で接合している。なお、参照符号Ｐ６はプリント基板Ｐ２と他のプリント基板Ｐ４の間の電気的接続を行うプリント基板またはテープキャリヤパッケージである。外部の信号源からの表示信号やタイミング信号は図示しない。さらに他のプリント基板を介して上記の他のプリント基板Ｐ４に入力し、さらにプリント基板Ｐ２へと転送される。また、前記した実施例１でも同様であるが、テープキャリヤパッケージは駆動回路等の半導体チップを搭載したものに限らず、単なる接続のためのプリント配線のみを有するものである場合もある。
【００５３】
この液晶表示装置は、表示領域ＡＲが比較的大サイズの、例えばテレビ受像用であり、特にその長手方向の１辺に接合するプリント基板Ｐ２は長尺なものとなり、前記した温度変化による接合部のダメージが大きい。そのため、このような大サイズの液晶表示装置に本発明の接合構造を採用することで、信頼性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、上記の各実施例で説明した液晶表示装置に限るものではなく、有機ＥＬ表示装置等の各種の平板型表示装置、その他の平板から電子機器あるいは熱膨張による各種のダメージを回避する必要のある複合電子機器にも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の基本構造を説明するための液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】常温時における液晶表示装置の各構成部材の熱変形を説明する模式図である。
【図３】高温時における液晶表示装置の各構成部材の熱変形を説明する模式図である。
【図４】低温時における液晶表示装置の各構成部材の熱変形を説明する模式図である。
【図５】本発明の実施例１における液晶表示装置の製造方法を接合部における熱圧着工程を順に示した説明図である。
【図６】本発明の実施例１における液晶表示装置の製造方法を接合部における熱圧着工程を順に示した図５に続く説明図である。
【図７】本発明の実施例１における液晶表示装置の製造方法を接合部における熱圧着工程を順に示した図６に続く説明図である。
【図８】本発明の実施例１における熱圧着後に上熱圧着ヘッド及び下熱圧着ヘッドを被接合部材から解放した瞬間の状態を示す説明図である。
【図９】低温においても被接合部材Ｐ内に内部応力が発生しないように熱圧着できるようにした液晶表示装置の製造方法を接合部における熱圧着工程を順に示した説明図である。
【図１０】低温においても被接合部材Ｐ内に内部応力が発生しないように熱圧着できるようにした液晶表示装置の製造方法を接合部における熱圧着工程を順に示した図９に続く説明図である。
【図１１】低温においても被接合部材Ｐ内に内部応力が発生しないように熱圧着できるようにした液晶表示装置の製造方法を接合部における熱圧着工程を順に示した図１０に続く説明図である。
【図１２】低温においても被接合部材Ｐ内に内部応力が発生しないように熱圧着できるようにした液晶表示装置の製造方法を接合部における熱圧着工程を順に示した図１１に続く説明図である。
【図１３】本発明を適用する平面型電子部品の他例としての大サイズの液晶表示装置の典型的な構成の説明図である。
【図１４】液晶表示装置の一般的な構造と熱変形を説明する常温時における模式図である。
【図１５】液晶表示装置の一般的な構造と熱変形を説明する高温時における模式図である。
【図１６】液晶表示装置の一般的な構造と熱変形を説明する低温時における模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｐ１・・・・熱膨張率の小さい材質でできた平面状の第１部材（一方のガラス基板）と他方のガラス基板を貼り合わせて構成された液晶表示パネル）
Ｐ２・・・・熱膨張率の大きい材質でできた平面状の第２部材（プリント基板）
Ｐ３・・・・平面状の第３部材（テープキャリヤパッケージ）
Ｈ１〜Ｈ２・・・・熱圧着ヘッド
ＢＰ１〜３・・・・上基板押出し部材
ＢＤ１〜３・・・・下基板押出し部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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