(57)【要約】【課題】激しい振動や衝撃を受ける可能性のある機器に搭載される液晶表示装置その他の平面表示装置、及びその製造方法において、表示パネルとフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）との接続強度及び接続信頼性を一層向上することができるものを提供する。【解決手段】表示パネル１の周縁接続部１１に、フレキシブル基板２の先端裏面に設けられた出力端子部２３が、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）３を介して接続された液晶表示装置１０において、表示パネル１から見てＡＣＦ３の配置領域の外側の縁３１に沿って、ＦＰＣ２に穴２１が設けられる。熱圧着の際にこの穴２１を通って突き出した異方性導電材料がリベット頭部３２をなし、これがフレキシブル配線２の表側の面に係合する接続補強構造をなす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示領域及び周縁接続部が形成された表示パネルと、裏側の面に出力端子部を有するフレキシブル配線と、前記周縁接続部と前記出力端子部とが異方性導電材料を介して接続された端子接続部とを有する平面表示装置において、
表示パネルから見て異方性導電材料の配置領域の外側の縁に沿って前記フレキシブル配線に設けられた穴部と、
この穴部を通って突き出した異方性導電材料により形成されて、前記フレキシブル配線の表側の面に係合するリベット頭部とを備えることを特徴とする平面表示装置
【請求項２】
前記穴部及び前記リベット頭部が、前記出力端子部の両端部、及び、前記出力端子部の内部の非配線領域に備えられたことを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
【請求項３】
前記出力端子部には、リベット頭部が形成された穴部よりも表示パネルの内側に位置する箇所に、さらに穴部が設けられ、この穴の内部に異方性導電性材料が充填されていることを特徴とする請求項１または２に記載の平面表示装置。
【請求項４】
異方性導電材料を介して表示パネルの周縁接続部にフレキシブル配線の出力端子部を貼り付けた後、熱圧着ツールにより前記出力端子部を加熱圧締する工程を含む平面表示装置の製造方法において、
前記フレキシブル配線の出力端子部には、表示パネルから見て外側の縁に沿った箇所に、複数の穴部が設けられ、
前記加熱圧締の際には、これら穴部が、少なくとも部分的に、熱圧着ツールによる熱圧着領域の外側に位置し、未硬化の状態の異方性導電材料が、前記穴部を通って前記フレキシブル配線の表側の面へと押し出され、
これにより、異方性導電材料の硬化後には、前記フレキシブル配線の表側の面に係合するリベット頭部が形成されることを特徴とする平面表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネルの周縁接続部に、フレキシブル基板の端子部が異方性導電材料を用いて機械的かつ電気的に接続された平面表示装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置その他の平面表示装置は、コンピューター用ディスプレイ、テレビジョン受像機、カーナビゲーション装置、携帯情報端末、携帯電話等に広く利用されている。
【０００３】
これら平面表示装置は、画素が配列されて画像表示領域が形成された表示パネルと、この表示パネルに画像信号その他の駆動信号を入力する駆動回路系統とからなる。この駆動回路系統から表示パネルへの駆動信号の入力は、表示パネルの周縁部に設けられた接続部を通じて行なわれる。一般には、この周縁部に、入力信号を所定のタイミングで制御して出力信号を生成する駆動ＩＣチップが複数配置される。
【０００４】
駆動ＩＣチップを表示パネルに実装する方式には、駆動ＩＣチップを直接搭載するＣＯＧ(Chip On Glass)方式と、テープキャリアパッケージ（以下ＴＣＰという）を用いる方式とがある。ＴＣＰとは、通常、配線パターンが形成されたフレキシブルプリント基板の矩形状小片に駆動ＩＣチップが搭載されたものであり、矩形状の一辺に沿って出力端子群が設けられ、これに対向する辺に入力端子群が設けられる。
【０００５】
一方、ＣＯＧ方式においては、各駆動ＩＣチップが表示パネルの周縁接続部に搭載され、各駆動ＩＣチップへの入力が、例えば、一つのフレキシブルプリント配線基板（以下ＦＰＣという）と、これに接続される周縁接続部上のＩＣ入力用配線とによって行われる。
【０００６】
ＣＯＧ方式による駆動ＩＣの実装のみならず、ＴＣＰやＦＰＣの周縁接続部上への実装は、近年、異方性導電フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（ＡＣＰ；Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電材料を用いて行われている。異方性導電材料は、圧着を受けた際に厚み方向への電気伝導を実現するとともに、熱硬化の後には機械的な接着を実現する。
【０００７】
携帯電話用等の小型の携帯用機器には、コントローラＩＣ等をＦＰＣに搭載し、このＦＰＣを表示パネルの周縁部に異方性導電材料を用いて、電気的かつ機械的に接続している。ところがこのような携帯用機器や、車載用の機器では、激しい振動や衝撃を受ける可能性があり、このような場合にも耐えうる高度な接続信頼性が要求されるようになってきている。しかも、外形サイズの最小化が求められているため、接続領域の幅を大きく取ることもできない。
【０００８】
そこで、特許文献１においては、フレキシブル基板（ＦＰＣまたはＴＰＣ）の端子面に、出力端子に垂直の方向（表示パネルの縁に平行）に延びる、複数の短冊状金属パターン（「補強パターン」）を設けることが提案されている。この「補強パターン」は、出力端子及びパターン配線と同時に、銅膜等のパターニングにより設けられるものである。
【０００９】
また、特許文献２においては、ＦＰＣの端子部を、接続領域の両端（表示パネルの縁に沿った方向の両端）から挟む位置にて、ＦＰＣの基板フィルムに貫通孔を設けておき、この貫通孔に異方性導電材料を充填することが提案されている。ここで、貫通孔に充填される異方性導電材料は、「リベット止めのような止着機能」を果たすとされている。
【特許文献１】特開２００１−２０１７５７公報
【特許文献２】特開２００２−２５２４３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、近年、ますます厳しくなる接続信頼性の向上の要求に応えるためには、上記従来技術の構造だけでは不充分な場合も考えられる。
【００１１】
本発明は、激しい振動や衝撃を受ける可能性のある機器に搭載される液晶表示装置その他の平面表示装置について、表示パネルとフレキシブル基板との接続強度及び接続信頼性を一層向上することができる平面表示装置及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の平面表示装置は、画像表示領域及び周縁接続部が形成された表示パネルと、裏側の面に出力端子部を有するフレキシブル配線と、前記周縁接続部と前記出力端子部とが異方性導電材料を介して接続された端子接続部とを有する平面表示装置において、表示パネルから見て異方性導電材料の配置領域の外側の縁に沿って前記フレキシブル配線に設けられた穴部と、この穴部を通って突き出した異方性導電材料により形成されて、前記フレキシブル配線の表側の面に係合するリベット頭部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の平面表示装置の製造方法は、異方性導電材料を介して表示パネルの周縁接続部にフレキシブル配線の出力端子部を貼り付けた後、熱圧着ツールにより前記出力端子部を加熱圧締する工程を含む平面表示装置の製造方法において、前記フレキシブル配線の出力端子部には、表示パネルから見て外側の縁に沿った箇所に、複数の穴部が設けられ、前記加熱圧締の際には、これら穴部が、少なくとも部分的に、熱圧着ツールによる熱圧着領域の外側に位置し、未硬化の状態の異方性導電材料が、前記穴部を通って前記フレキシブル配線の表側の面へと押し出され、これにより、異方性導電材料の硬化後には、前記フレキシブル配線の表側の面に係合するリベット頭部が形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
振動や衝撃を受ける可能性のある機器に搭載される平面表示装置について、表示パネルとフレキシブル基板との接続強度及び接続信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態になる液晶表示装置及びその製造方法について図１〜３を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の液晶表示装置は、携帯電話用等に用いられる小型のものであり、例えば対角３インチの略正方形の画像表示面をなす。矩形状の表示パネル１の一方の辺に沿って周縁接続部１１が形成されており、この周縁接続部１１には、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）３を介して、一つのフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）２が実装されている。詳しくは、表示パネル１には、アレイ基板１３が対向基板１４の縁から突き出して、細長い棚状の周縁接続部１１をなしており、この周縁接続部１１へと、画像表示領域の配線から引き出し配線１２が延び、その先に接続パッドをなしている。周縁接続部１１の、四周の縁部を除く箇所に、接続パッドが配列されており、ＡＣＦ３は、接続パッドの配列箇所とその周囲を覆うように配置されている。ＦＰＣ２は、コントローラーＩＣ等を搭載しており、表示パネル側の先端部の下面に、出力端子部２３が形成されている。出力端子部２３の近傍で、ＦＰＣ２の裏面側にパターン配線２４が形成されており、各パターン配線２４の先端部が、出力側端子をなす。
【００１７】
図１〜３に示すように、ＦＰＣ２には、出力端子部２３の根元側（表示パネル外側）の縁に沿って、４つの円形の穴２１が開けられている。すなわち、ＡＣＦ３の、表示パネル外側の縁３５に沿って配置されている。図１に示す具体例によると、４つの穴２１は、熱圧着ツールにより加熱圧締が行われる領域の、表示パネル外側の縁４１に接して、その外側に来るように配置される。
【００１８】
表示パネル１の周縁接続部１１の所定位置に、ＡＣＦ３が貼り付けられた後、ＦＰＣ２の出力端子部２３が位置合わせされて、仮圧着ツールにより圧締されることで、仮貼り付けが行われる。仮圧着ツールによる圧着領域は、通常、熱圧着ツール４により圧着領域より広く、ＡＣＦ３の全面にわたって圧締を行うことで、ＦＰＣ２の仮貼り付けが行われる。このような仮圧着の後、例えば150℃に維持された熱圧着ツールが、出力端子部２３の箇所を圧締するように水平方向にて位置決めされる。そして、所定の圧着領域への加熱圧締が行われる。
【００１９】
図１の断面図に示すように、ＡＣＦ３の貼り付け領域と、熱圧着ツールによる熱圧着領域とが少しずれており、ＡＣＦ３は熱圧着領域から表示パネル外側へと少し突き出ている。また、図１に示す具体例において、ＡＣＦ３の表示パネル内側の端部は、熱圧着領域から、少しだけ、表示パネル１の内側へと突き出る。また、図２に示す具体例において、ＦＰＣ２の穴２１の中心が、ＡＣＦ３の貼り付け領域の表示パネル外側の縁３５の上に位置する。
【００２０】
図１に示すように、熱圧着ツール４による熱圧着の際、ＡＣＦ３を構成する異方性導電材料が、未硬化の状態で溶融し、熱圧着領域の外側四方へと押し広げられる。また、ＡＣＦ３が熱圧着領域の表示パネル外側の縁４１から少し突き出している部分には、熱圧着ツール４からの熱が伝わるとともに、ＦＰＣ２を介して圧締力が加えられる。このようにして加熱圧締を受けた未硬化の異方性導電材料の一部が、穴２１を通って流れ出し、ＦＰＣ２の表側の面へと突き出す。そして、穴２１を通り抜けて押し出された部分が丸い山状に盛り上がる。このとき穴２１の縁より水平方向外側へと広がった部分が、ＦＰＣ２の表側の面を部分的に覆う。この後、穴２１を通って突き出した異方性導電材料についても、熱圧着ツール４からの熱が伝わって、充分な熱硬化が行われる。
【００２１】
したがって、熱硬化の完了後には、穴２１から突き出たリベット頭部３２が形成される。また、穴２１を充填する異方性導電材料が、リベット頭部３２に連続するリベット軸部３１をなす。リベット軸部３は、ＦＰＣ２の裏側にて穴２１の近傍に広がった異方性導電材料の層と一体の連続構造をなす。
【００２２】
図２の平面図に示すように、リベット頭部３２形成用の４つの穴２１のうち、２つは、出力端子部２３の両端の非配線領域２６に位置し、残りの２つは、出力端子部２３の内側の非配線領域２７に位置する。図２に示す具体例において、内側の非配線領域２７に位置する穴２１の近くで、一対のパターン配線２４に、配線間隔を変更する屈曲部２５が形成されている。すなわち、これら穴２１を挟む２つのパターン配線２４は、穴２１の近傍の内側と外側で配線間隔が異なっており、穴２１の近傍より内側で配線幅が開いて、非配線領域２７をなしている。なお、屈曲部２５は図示の例で、リベット頭部３２の縁に沿って延びている。
【００２３】
ＦＰＣ２を引き剥がそうとする応力が作用した場合、リベット頭部３２を有する穴２１のところに応力が集中することが予想される。穴２１近傍以外の箇所で、表示パネル外側から順に剥離が進行していく場合も、穴２１の近傍では持ちこたえることとなるからである。このような場合、リベット頭部３２が表示パネル外側へと張り出してＦＰＣ２の表側の面に係合する係合部３３をなすことにより、ＦＰＣ２をなすポリイミド等のフィルムに対して、比較的広い面積で応力が伝えられることとなる。
【００２４】
また、穴２１の近傍より内側の非配線領域２６，２７において、ＦＰＣ２の裏側の端子面にダミー端子を設け、周縁接続領域１１上にダミーパッドを配置することにより、接続強度を向上させることができる。一方、屈曲部２５の存在により、穴２１の近傍より外側では、パターン配線２４をなるべく等間隔に近い配置とすることができる。
【００２５】
図４には、剥離強度を測定する試験方法を模式的に示す。図４に示すように、表示パネル１をジグ等で載置台に固定した後、ＦＰＣ２の外側部分の全体を引張り試験機のチャックで把持し、表示パネル１に対して垂直の方向に、ＦＰＣ２を引張り上げる。具体的な試験において、ソニ−ケミカル社のＡＣＦ３（厚さ30μｍ、ニッケル粒子を含むもの）を用いて、厚さ30μｍのポリイミドフィルムをベースフィルムとするＦＰＣ２を、厚さ0.4ｍｍのアレイ基板からなる表示パネル１に貼り付けた後、充分に加熱圧締、及び養生を行った。そして、２５℃の室内にて、１ｃｍ／分の引張り速度で剥離強度を測定したところ、１．３〜１．５ｋｇｆ／ｃｍであった。穴２１及びリベット頭部３２を有しない他は同一のものについて同一条件で試験を行ったところ、剥離強度は、１．１ｋｇｆ／ｃｍであった。
【００２６】
図５〜６には、本発明の他の実施形態になる液晶表示装置１０’を示す。図５〜６に示す液晶表示装置１０’は、圧着ツール４により加熱圧締される熱圧着領域内にも、ＦＰＣ２に穴２２を設け、これにより、接続強度をさらに向上させたものである。他の点では、図１〜３に示す液晶表示装置１０と全く同じである。熱圧着領域内の穴２２は、４つの非配線領域２６，２７にそれぞれ設けられ、穴２２を充填する異方性導電材料がリベット軸部３１のみからなる接続補強部をなす。図示の例において、ＡＣＦ３の表示パネル内側の縁に近接して、ＡＣＦ３の貼り付け領域内に配置される。図６中に示すように、図１の場合と同様、熱圧着領域が、ＡＣＦ３の貼り付け領域から、表示パネル内側に少し突き出しているため、ＡＣＦ３の表示パネル内側の端部には、他の箇所よりも大きな圧締力が作用する。そのため、熱圧着領域内の穴２２の近傍には比較的大きな圧締力が作用し、穴２２の内部が異方性導電材料により完全に充填される。なお、図示の例において、熱圧着領域内の４つの穴２２は、熱圧着領域外の穴２１と同一の径の円形であり、周縁接続部１１に沿った方向での位置が、熱圧着領域外の穴２１と同一である。
【００２７】
図７には変形例の液晶表示装置１０”を示す。図７の液晶表示装置１０”においては、ＦＰＣ２の出力端子部２３の両端部にのみ非配線領域２６が備えられ、これらの非配線領域２６に、リベット頭部３２による接続補強構造が設けられる。ＦＰＣ２に設けられる穴２１’は、周縁接続部１１の方向に長く延びる楕円形である。その他の点では、図１〜３の液晶表示装置１０と全く同様である。この変形例の液晶表示装置は、ＦＰＣ２の出力端子部２３に内側の非配線領域２７を設けることが困難な場合に適している。
【００２８】
以上に説明したような表示パネルとフレキシブル基板との接続方式は、液晶表示装置の製造に限らず、有機ＥＬ型の表示装置その他の平面表示装置の製造の際にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態になる液晶表示装置の要部、及びその製造方法の要点を模式的に示す垂直方向断面図である。
【図２】図１の液晶表示装置の平面図である。網掛け領域は、異方性導電材料の配置箇所を示す。
【図３】図１の液晶表示装置の要部を示す模式的な斜視図である。
【図４】剥離強度の測定方法を説明するための、図３に対応する模式的な斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態になる液晶表示装置の要部、及びその製造方法の要点を模式的に示す、図１に対応する垂直方向断面図である。
【図６】図５の液晶表示装置の要部を示す平面図である。
【図７】変形例の液晶表示装置の要部を示す、図６に対応する平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  表示パネル        １０  液晶表示装置        １１  棚状接続領域  
１２  入力用引き出し配線    １３  アレイ基板    １４  対向基板
２  ＦＰＣ            ２１  熱圧着領域外の穴    ２２  熱圧着領域内の穴
２３  出力端子部      ２４  パターン配線        ２５  パターン配線の屈曲部
２６  出力端子部の両端の非配線部    ２７  出力端子部内の非配線部
３  ＡＣＦ            ３１  リベット軸部        ３２  リベット頭部  
３３  ＦＰＣ上面との係合部    ３５  ＡＣＦのパネル外側の縁    
４  熱圧着ツール      ４１  熱圧着領域のパネル外側の縁
【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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