特開 2024-48290 圧着接合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024048290

(43)【公開日】2024-04-08

(54)【発明の名称】圧着接合装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20240401BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20240401BHJP

   G02F 1/1343 20060101ALI20240401BHJP

【ＦＩ】

G09F9/00 342

G09F9/00 348

G09F9/30 330

G02F1/1343

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022154249

(22)【出願日】2022-09-27

(71)【出願人】

【識別番号】000166948

【氏名又は名称】シチズンファインデバイス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英治

【テーマコード（参考）】

2H092

5C094

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H092GA50

2H092GA55

2H092GA57

2H092MA32

2H092MA35

2H092NA27

5C094AA31

5C094BA27

5C094BA43

5C094DB02

5G435AA14

5G435BB05

5G435BB12

5G435EE47

5G435KK10

(57)【要約】

【課題】ＦＰＣ基板の先端部の長さ寸法が大きい場合においても画像表示パネルとＦＰＣ基板とを品質良く圧着接合することが可能な画像表示パネルの圧着接合装置を提供する。
【解決手段】第一基板１０３と第二基板１０４とが貼り合わされることで構成された画像表示パネル１０１の表面に設けられた電極端子部１０２にＦＰＣ基板２０１の表面に設けられた電極端子部２０２を圧着接合する圧着ヘッド３０１を備え、圧着ヘッド３０１は、側面と、底面とを有し、側面には、ＦＰＣ基板２０１の先端部を保持する吸着孔３０３が設けられ、圧着ヘッド３０１は、吸着孔３０３によりＦＰＣ基板２０１の先端部を保持したまま、底面により画像表示パネル１０１の電極端子部１０２にＦＰＣ基板２０１の電極端子部２０２を圧着接合する、圧着接合装置である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一基板と第二基板とが貼り合わされることで構成された画像表示パネルの表面に設けられた電極端子部にＦＰＣ基板の表面に設けられた電極端子部を圧着接合する圧着ヘッドを備えた圧着接合装置であって、
前記圧着ヘッドは、側面と、底面とを有し、
前記側面には、前記ＦＰＣ基板の先端部を保持する保持部が設けられ、
前記圧着ヘッドは、前記保持部により前記ＦＰＣ基板の先端部を保持したまま、前記底面により前記画像表示パネルの前記電極端子部に前記ＦＰＣ基板の前記電極端子部を圧着接合する、
ことを特徴とする圧着接合装置。

【請求項2】

前記圧着ヘッドは、前記第一基板の外周部と前記第二基板の外周部との間に形成された段差部の角部に向かって前記ＦＰＣ基板を押圧しながら、前記底面により前記画像表示パネルの前記電極端子部に前記ＦＰＣ基板の前記電極端子部を圧着接合する、ことを特徴とする請求項１に記載の圧着接合装置。

【請求項3】

前記保持部は、真空吸着により前記ＦＰＣ基板を保持する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧着接合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧着接合装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

画像表示装置を製造するにあたって、画像表示装置に使用される画像表示パネル(例えば、液晶表示パネルや有機ＥＬパネル)においては、電気的導通を得るために、画像表示パネルの一方の基板形成された電極端子部と、フレキシブル基板（以下、ＦＰＣ基板）の電極端子部とを、異方性導電膜（以下、ＡＣＦ）を介した熱圧着により接合する圧着接合方法が用いられている。

【0003】

図６は、従来技術における圧着接合装置の一例を示す側面図である。従来からの一般的な圧着接合手法としては、まず、画像表示パネル１０１を、放熱性を有する圧着ステージ３０４上へ載せ、画像表示パネル１０１の電極端子部１０２が覆われるようにＡＣＦ４０１を供給し、所定の位置に貼り付けを行い、次いで、ＡＣＦ４０１上にＦＰＣ基板２０１を供給し、ＦＰＣ基板２０１の端子電極部２０２（後述の図３参照）と画像表示パネルの電極端子部１０２とを重ね合わせる。次に、圧着ヘッド３０１を加熱し、十分に温度が得られた状態で圧着ヘッド３０１を下降させ、重ね合わせた各電極端子部へ保護シート（不図示）を介して押圧し、各電極端子部の圧着接合を行う。

【0004】

図７は、従来技術における画像表示パネルを示す図であり、(ａ)画像表示パネルにＦＰＣ基板を圧着接合する前の状態を示す斜視図、（ｂ）画像表示パネルにＦＰＣ基板を圧着接合した後の状態を示す斜視図である。画像表示パネル１０１は、第一基板１０３と第二基板１０４とを互いに基板の電極面を対向させて樹脂等で適切な位置で貼り合わされて形成されている。例えば、画像表示パネル１０１が液晶表示パネルである場合には、第一基板１０３と第二基板１０４との間の間隙に液晶１０６（図６参照）が注入されている。また、画像表示パネル１０１は、図７（ａ）に示すように、第一基板１０３の電極端子部１０２が配列されている一辺側の外周部が第二基板１０４の外周部よりも外側へ突出するように構成されており、これにより、第二基板１０４の外周部と第一基板１０３の外周部との間に段差部１０５が設けられている。段差部１０５に隣接する第一基板１０３の上面には、図７（ｂ）に示すように、ＦＰＣ基板２０１が圧着接合される。（例えば、特許文献１参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０-１６６１０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図８は、従来技術において画像表示パネルの電極端子部に長さ寸法が大きいＦＰＣ基板を圧着接合した状態を示す斜視図である。ＦＰＣ基板２０１の電極端子部から先端までの長さ寸法が、図８に示すように、画像表示パネル１０１の第一基板１０３が第二基板１０４よりも外側へ突出した部分の長さ寸法よりも大きい場合には、従来の圧着接合方法では、ＦＰＣ基板２０１を圧着接合する際にＦＰＣ基板２０１の先端が画像表示パネル１０１の段差部１０５に干渉するという問題がある。

【0007】

以上の問題は、結果的に、圧着接合におけるＦＰＣ基板２０１の接続位置精度の低下、ＦＰＣ基板２０１と画像表示パネルの電極端子部１０２との平行度の低下、電極端子部の接合不良等の様々な問題を生じさせる。

【0008】

本発明は、以上の問題点に鑑みて成されたものであり、ＦＰＣ基板の先端部の長さ寸法が大きい場合においても画像表示パネルとＦＰＣ基板２０１とを品質良く圧着接合することが可能な画像表示パネルの圧着接合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】

【0009】

第一基板と第二基板とが貼り合わされることで構成された画像表示パネルの表面に設けられた電極端子部にＦＰＣ基板の表面に設けられた電極端子部を圧着接合する圧着ヘッド
を備えた圧着接合装置であって、前記圧着ヘッドは、側面と、底面とを有し、前記側面には、前記ＦＰＣ基板の先端部を保持する保持部が設けられ、前記圧着ヘッドは、前記保持部により前記ＦＰＣ基板の先端部を保持したまま、前記底面により前記画像表示パネルの前記電極端子部に前記ＦＰＣ基板の前記電極端子部を圧着接合する、圧着接合装置である。

【0010】

前記圧着ヘッドは、前記第一基板の外周部と前記第二基板の外周部との間に形成された段差部の角部に向かって前記ＦＰＣ基板を押圧しながら、前記底面により前記画像表示パネルの前記電極端子部に前記ＦＰＣ基板の前記電極端子部を圧着接合する、圧着接合装置であっても良い。

【0011】

前記保持部は、真空吸着により前記ＦＰＣ基板を保持する、圧着接合装置であっても良い。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、画像表示パネルとＦＰＣ基板とを品質良く圧着接合することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】画像表示パネルにＦＰＣ基板を圧着接合する方法を示すフロー図

【図2】本発明の実施例における圧着接合工程を示す図であり、(ａ)圧着ヘッドにＦＰＣ基板が真空吸着される前の状態を示す断面図、(ｂ)圧着ヘッドにＦＰＣ基板が真空吸着された後の状態を示す断面図

【図3】本発明の実施例におけるＦＰＣ基板の上面図

【図4】本発明の実施例における圧着接合工程を示す図であり、（ａ）圧着ヘッドに真空吸着されたＦＰＣ基板が画像表示パネルの周辺に搬送された状態を示す断面図、（ｂ）圧着ヘッドに真空吸着されたＦＰＣ基板が画像表示パネルに圧着接合されている状態を示す断面図

【図5】本発明の実施例における圧着接合装置によりＦＰＣ基板が圧着接合された後の画像表示パネルを示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図

【図6】従来技術における圧着接合装置の一例を示す断面図

【図7】従来技術における画像表示パネルを示す図であり、(ａ)画像表示パネルにＦＰＣ基板を圧着接合する前の状態を示す斜視図、（ｂ）画像表示パネルにＦＰＣ基板を圧着接合した後の状態を示す斜視図

【図8】従来技術において画像表示パネルの電極端子部に長さ寸法が大きいＦＰＣ基板を圧着接合した状態を示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１は、画像表示パネルにＦＰＣ基板を圧着接合する方法を示すフロー図である。図２は、本発明の実施例における圧着接合工程を示す図であり、(ａ)圧着ヘッドにＦＰＣ基板が真空吸着される前の状態を示す断面図、(ｂ)圧着ヘッドにＦＰＣ基板が真空吸着された後の状態を示す断面図である。図３は、本発明の実施例におけるＦＰＣ基板の上面図である。図４は、本発明の実施例における圧着接合工程を示す図であり、（ａ）圧着ヘッドに真空吸着されたＦＰＣ基板が画像表示パネルの周辺に搬送された状態を示す断面図、（ｂ）圧着ヘッドに真空吸着されたＦＰＣ基板が画像表示パネルに圧着接合されている状態を示す断面図である。図５は、本発明の実施例における圧着接合装置によりＦＰＣ基板が圧着接合された後の画像表示パネルを示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

【0015】

本発明の実施例における圧着接合装置は、図２（ａ）に示すような圧着ヘッド３０１と、図６に示すような圧着ステージ３０４と同様の圧着ステージと、を備えている。圧着ヘッド３０１の側壁部には、ＦＰＣ基板２０１を真空吸着する真空ラインおよび吸着孔３０３が設けられている。また、圧着ヘッド３０１の底部には、画像表示パネル１０１とＦＰＣ基板２０１とをＡＣＦ４０１を介して熱圧着するためのヒーター３０２が設けられている。

【0016】

図３に示すように、本発明の実施例におけるＦＰＣ基板２０１では、電極端子部２０２がＦＰＣ基板２０１の先端よりも長さ方向の中央に寄った位置に設けられており、ＦＰＣ基板２０１の先端から電極端子部２０２までの長さ寸法が画像表示パネル１０１の第一基板３の突出部分（第二基板４よりも外側へ突出した部分）の長さ寸法よりも大きいため、従来の圧着接合装置での圧着接合では、圧着接合の際に画像表示パネル１０１の段差部１０５がＦＰＣ基板２０１に干渉してしまい、適切な接合が行われない場合がある。これに対し、本発明の実施例では、ＦＰＣ基板２０１を画像表示パネル１０１に圧着接合する際に、図２に示すような圧着ヘッドを備えた圧着接合装置を用いて、例えば、図１に示すようなフローに従って各プロセスが実行される。

【0017】

まず、図１に示す画像表示パネル製造工程Ｇ１にて、画像表示パネル１０１を製造する。画像表示パネル１０１は、例えば、図７に示す画像表示パネル１０１と同様のものである。

【0018】

次に、図１に示すＡＣＦ貼り付け工程Ｇ２にて、画像表示パネルの端子電極部１０２にＡＣＦ４０１（図６参照）を供給し貼り付ける。具体的には、まず、準備工程として、圧着接合装置の起動と、圧着ヘッド３０１の温度調整、位置調整等の生産前点検を順次行い、画像表示パネル１０１の端子電極部１０２およびＦＰＣ基板２０１の端子電極部２０２の清掃を行う。異物や汚れが端子電極部へ付着したままＡＣＦ４０１の圧着接合を行うと接合が弱くなり接合面が剥離してしまう原因となる。端子電極部の清掃の後、圧着接合に必要な部品を所定のパーツローダーへ補充し、アンローダー側へ圧着接合された画像表示パネル１０１を収納する為のトレイを設置する。その後、画像表示パネル１０１の位置を圧着ステージ３０４に形成された凹部の開口内に画素部１０７（図６参照）が収まるように調整し、画像表示パネル１０１を圧着ステージ３０４上へ載置する。なお、圧着ステージ３０４および圧着ヘッド３０１は共にｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向へエアシリンダーにより動作可能である。

【0019】

これらの準備工程が終了した後、パーツローダーから圧着接合に必要な形状にカットされたＡＣＦ４０１が搬送され、画像表示パネル１０１の端子電極部１０２を覆うように貼り付けられる。また、圧着ヘッド３０１は、ＦＰＣ基板２０１の供給トレイへ移動し、図２（ａ）に示すように吸着孔３０３がＦＰＣ基板２０１の裏面と接する様に９０°回転し、ＦＰＣ基板２０１の上部から下降し、センサー等でＦＰＣ基板２０１と接しているかを検知する。圧着ヘッド３０１がＦＰＣ基板２０１と接していることが検知された後、圧着ヘッド３０１の吸着孔３０３がエアーを吸引し、ＦＰＣ基板２０１が吸着固定される。また、それと同時にヒーター３０２を稼働させ、圧着ヘッド３０１の加熱を開始する。ＦＰＣ基板２０１の吸着固定の後、圧着ヘッド３０１は上昇し、図２（ｂ）に示すように圧着ヘッド３０１の圧着面（底面）が下方となるように、且つ、画像表示パネル１０１に対してＦＰＣ基板２０１が垂直となるように再度９０°回転し、ＦＰＣ基板２０１を圧着ステージ３０４付近へと搬送する。その搬送の際、画像表示パネル１０１の端子電極部１０２とＦＰＣ基板２０１の端子電極部２０２との位置が所定の接合位置になるように調整される。なお、ＦＰＣ基板２０１を吸着固定する位置は、圧着ヘッド３０１が９０°回転した際にヒーター３０２と各電極端子部が重畳する位置となるように調整される。

【0020】

次に、図１に示す仮圧着工程Ｇ３にて、図４（ａ）に示すように、予め熱しておいた圧着ヘッド３０１を画像表示パネル１０１の段差部１０５の角部６０２に向かって斜め上方から斜め下方へ移動させ、ＦＰＣ基板２０１を画像表示パネル１０１の第一基板１０３の上面に搬送する。この時、圧着ヘッド３０１の片側の角部６０１を、画像表示パネル１０１の段差部１０５の角部６０２に合わせるように、斜め方向に圧着ヘッド３０１を移動させ、角部同士を押し当てる。圧着ヘッド３０１の角部６０１が画像表示パネル１０１の段差部１０５の角部６０２に押し当てられた際、ＦＰＣ基板２０１は圧着ヘッド３０１の角部６０１の形状に合わせられるようにおよそ９０°に曲がった状態で配置される。この状態で圧着ヘッド３０１に搭載されたヒーター３０２により熱を印加し、押圧しながらＡＣＦ４０１を介して画像表示パネル１０１の電極端子部１０２とＦＰＣ基板２０１の電極端子部２０２との仮圧着接合を行う。なお、ＡＣＦ４０１を貼り付ける際には、各端子電極部とＡＣＦ４０１との間に気泡が混入しないように基板表面に密着していることが接合強度不足や圧着不具合の懸念を排除できるため好ましい。

【0021】

次に、図１の本圧着接合工程Ｇ４にて、圧着ヘッド３０１をＡＣＦ４０１に対し仮圧着接合時よりも強く均一に加圧し、画像表示パネル１０１の端子電極部１０２とＦＰＣ基板２０２の端子電極部２０２との本圧着接合を行う。ＡＣＦ４０１に伝わる熱は画像表示パネル１０１の画素部１０７に熱伝達しない約１６０℃～２００℃の範囲内が望ましい。本圧着接合が行われた画像表示パネル１０１はアンローダー側の収納トレイに搬送され、一連のプロセスは終了する。これにより、図５に示すような、ＦＰＣ基板２０１が圧着接合された画像表示パネル１が得られる。

【0022】

以上説明した本発明の実施例における圧着接合装置によれば、ＦＰＣ基板２０１の先端部を容易に折り曲げることができるため、ＦＰＣ基板２０１の先端部と画像表示パネル１０１の段差部１０５との干渉を抑制することができる。

【0023】

圧着接合の際は、従来技術と同様に圧着ヘッド３０１とＦＰＣ基板２０１との間に保護シートを配置しても良い。保護シートは圧着接合時の加熱によるＦＰＣ基板２０１の反りや熱劣化を防止するために使用される。

【0024】

圧着ヘッド３０１に形成される吸着孔３０３は１か所のみならず複数個所に設けられていても良く、吸着面の先端形状は実施例のものに限られず、その他の形状であっても良い。

【0025】

圧着接合時において、圧着ヘッド３０１の角部６０１と、画像表示パネル１０１の段差部１０５の角部６０２とを突き当てる際、段差部１０５に加わる応力を緩和する部材を各角部とＦＰＣ２０１との間に配置しても良い。

【0026】

圧着接合時において、画素部１０７を熱から保護するために気体若しくは液体を用いて画像表示パネル１０１を冷却する冷却機能を圧着接合装置に備えても良い。

【0027】

圧着接合時において、圧着ヘッド３０１は、圧着ヘッド３０１の角部６０１と、画像表示パネル１０１の段差部１０５の角部６０２とを突き当てる際、直線的に移動するが、それに限られるものでは無く、適宜動作を仕様に合わせて変更しても良い。

【0028】

ＦＰＣ基板２０１を圧着ヘッド３０１に保持する方法は、真空吸着に限定されず、例えば、樹脂やシール等の粘着による保持、あるいは、機械的な把持機構等による保持でも構わない

【0029】

画像表示パネル１０１は、液晶表示パネルに限定されず、有機ＥＬパネル等のその他の画像表示パネルであっても良い。

【符号の説明】

【0030】

１０１ 画像表示パネル
１０２ 画像表示パネルの電極端子部
１０３ 第一基板
１０４ 第二基板
１０５ 段差部
１０６ 液晶
１０７ 画素部
２０１ ＦＰＣ基板
２０２ ＦＰＣ基板の電極端子部
３０１ 圧着ヘッド
３０２ ヒーター
３０３ 吸着孔
３０４ 圧着ステージ
４０１ ＡＣＦ（異方性導電膜）
６０１ 圧着ヘッドの角部
６０２ 画像表示パネルの段差部の角部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】