特許 7137512 圧着接合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-06

(45)【発行日】2022-09-14

(54)【発明の名称】圧着接合装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20220907BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20220907BHJP

   G02F 1/1345 20060101ALI20220907BHJP

【ＦＩ】

G09F9/00 304B

G09F9/00 338

G02F1/13 101

G02F1/1345

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019066081

(22)【出願日】2019-03-29

(65)【公開番号】P2020166104

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2021-07-13

(73)【特許権者】

【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

(73)【特許権者】

【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】依田 雅秀

(72)【発明者】

【氏名】半田 正人

【審査官】小野 博之

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－０４８６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１２１００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１１８４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５１７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３５０１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２５６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０９３５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｆ ９／００－４６

Ｇ０２Ｆ １／１３－１／１４１

１／１５－１／１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像表示パネルが載置される載置部と、
前記画像表示パネルを流体により冷却する冷却部と、
前記画像表示パネルに部品を熱圧着により接合する圧着ヘッドと、
を備えた、圧着接合装置であって、
前記載置部には、前記流体を滞留させる凹部が設けられ、
前記凹部は、前記画像表示パネルが前記載置部に載置された際に前記画像表示パネルにより閉塞されるように構成され、
前記凹部の内部には、前記流体を送出する流体送出部が設けられている、
ことを特徴とする圧着接合装置。

【請求項2】

前記凹部の内部には、前記流体送出部と前記画像表示パネルの有効画素領域との間に、前記流体の温度を調節する温度調節部が配置されてい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】

前記温度調節部は、ペルチェ素子で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧着接合装置。

【請求項4】

前記凹部は、前記画像表示パネルの有効画素領域と対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１～３の何れか一つに記載の画像表示パネルの圧着接合装置。

【請求項5】

前記流体は、気体であることを特徴とする請求項１～４の何れか一つに記載の圧着接合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は画像表示パネルの冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図４は液晶表示パネルにＦＰＣ基板が圧着接合された状態を示す（ａ）断面図、（ｂ）上面図である。図４に示すように、液晶表示パネル１は、集積回路と画素電極を有する非透光性のシリコン基板から成る第一基板４と、透明電極を有する透光性のガラス基板から成る第二基板５とを、電極面を互いに対向させて所定の間隔で貼り合わせることにより形成された隙間に液晶６を封入したものである。液晶表示パネル１の端子電極部８にはフレキシブルプリント回路基板２（以下ＦＰＣ基板）の端子電極部８が接続されている。接続方法としては、ワイヤーボンディング法により端子電極部８へアルミニウム細線から成るワイヤーを打ち込む方法があるが、ここでは、信頼性試験や長期使用における耐久性の向上、生産性の向上、液晶表示パネル１の省スペース化等といった点から、端子電極部８に配置した異方性導電膜（以下ＡＣＦ）を介して接続されている。端子電極部８の接続部周辺は封止樹脂１６により覆われている。ＦＰＣ基板２を介して液晶表示パネル１に電圧が供給されることにより、液晶表示パネル１の有効画素領域７に画像が表示される。

【0003】

従来からの一般的なＡＣＦによる接続手法としては、まず、液晶表示パネル１を、放熱性を有する圧着ステージ上へ載せ、液晶表示パネル１の端子電極部８にＡＣＦを貼り付け、その上にＦＰＣ基板２を供給し、ＦＰＣ基板２の端子電極部８と液晶表示パネル１の端子電極部８とを所定の位置へ重ね合わせる。次に、圧着ヘッドを加熱し、加熱された圧着ヘッドを重ね合わせた端子電極部８へ保護シートを介して押圧し、端子電極部８の圧着接合を行う。

【0004】

図５、６は従来技術におけるＡＣＦ圧着接合装置を示す断面図である。加熱された圧着ヘッド１０を端子電極部８へ保護シート１２を介して押圧した際に、圧着ヘッド１０からの熱伝導により液晶表示パネル１の画素が熱されると、画素を形成する部材の熱劣化等が生じ易い。その対策として、図５のように気体を送出する送風部１４を配置し、上方から液晶表示パネル１の端子電極部８周辺へ向けて気体を送出したり、下方から圧着ステージ９の隙間を介して液晶表示パネル１の端子電極部８周辺へ向けて気体を送出したりすることにより、液晶表示パネル１を冷却する手法が提案されている（特許文献１、２参照）。また、図６のように圧着ステージ９の内部にペルチェ素子１３を配置し、その温度調節を行うことにより、液晶表示パネル１を冷却する手法が提案されている（特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平８－２１１４０１

【文献】特開２０１５－１９７５７１

【文献】特開２０１５－１０９３５９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１、２に記載されたような従来技術におけるＡＣＦ圧着接合装置では、圧着ステージに載せた液晶表示パネルへ向けて送風部を設け、送風部から送出された気体により液晶表示パネルを冷却していることから、液晶表示パネルを素早く冷却することができる。しかし、送風部から送出された冷気が逃げてしまい、液晶表示パネルを安定して冷却することができない懸念がある。

【0007】

特許文献３に記載されたような従来技術におけるＡＣＦ圧着接合装置では、圧着ステージ内部に温度調節用のペルチェ素子を配置し、その温度調節を行うことにより液晶表示パネルを冷却していることから、液晶表示パネルを安定して冷却することができる。しかし、液晶表示パネルはペルチェ素子からの間接的な熱伝導により冷却されるため、液晶表示パネルを素早く冷却することができない懸念がある。

【0008】

以上の問題は、液晶表示パネルにおいてのみ生じる問題ではなく、液晶表示パネル以外の画像表示パネル（有機ＥＬパネル等）においても起こり得る問題である。

【0009】

本発明は、以上の問題点に鑑みて成されたものであり、画像表示パネルを素早く且つ安定して冷却することが可能な画像表示パネルの冷却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】

画像表示パネルが載置される載置部と、前記画像表示パネルを流体により冷却する冷却部と、を備えた、画像表示パネルの冷却装置であって、前記載置部には、前記流体を滞留させる凹部が設けられている、画像表示パネルの冷却装置とする。

【0011】

前記凹部の内部には、前記流体の温度を調節する温度調節部が配置されている画像表示パネルの冷却装置であっても良い。

【0012】

前記温度調節部は、ペルチェ素子で構成されている画像表示パネルの冷却装置であっても良い。

【0013】

前記凹部は、前記画像表示パネルの有効画素領域と対向する位置に設けられている画像表示パネルの冷却装置であっても良い。

【0014】

前記凹部は、前記画像表示パネルが前記載置部に載置された際に前記画像表示パネルにより閉塞されるように構成されている画像表示パネルの冷却装置であっても良い。

【0015】

前記流体は、気体である画像表示パネルの冷却装置であっても良い。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、画像表示パネルを素早く且つ安定して冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】液晶表示パネルに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ＡＣＦ圧着接合装置を示す図であり、（ａ）ペルチェ素子が設置されていないＡＣＦ圧着接合装置の断面図、（ｂ）ペルチェ素子が設置されているＡＣＦ圧着接合装置の断面図。

【図3】ＡＣＦの導電粒子を模式的に示す図であり、（ａ）電気的な接続が良好な状態の図、（ｂ）電気的な接続が良好でない状態の図。

【図4】液晶表示パネルにＦＰＣ基板が圧着接合された状態を示す（ａ）断面図、（ｂ）上面図。

【図5】従来技術におけるＡＣＦ圧着接合装置を示す断面図。

【図6】従来技術におけるＡＣＦ圧着接合装置を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。

【0019】

図１は液晶表示パネルに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ＡＣＦ圧着接合装置を示す図であり、（ａ）ペルチェ素子が設置されていないＡＣＦ圧着接合装置の断面図、（ｂ）ペルチェ素子が設置されているＡＣＦ圧着接合装置の断面図である。

【0020】

図２（ａ）に示すように、圧着ステージ９には上部が開口した箱状の凹部１１が設けられている。凹部１１は液晶表示パネル１の有効画素領域７と対向するように配置されている。凹部１１の底面には送風部１４が設けられている。送風部１４からは液晶表示パネル１の有効画素領域７へ向けて空気や窒素等の気体が送出される。送風部１４は例えばファンのような送風機や、外部に設置された気体供給装置とパイプを介して接続された噴射ノズルで構成されている。送風部１４から送出される気体の温度は例えば常温以下である。送風部１４から送出された気体はその周囲の雰囲気よりも温度が低い場合には相対的に重いため、凹部１１の内部に滞留し易い。また、凹部１１は圧着ステージ９上に載置された液晶表示パネル１により閉塞されるため、気体は凹部１１の内部に密閉された状態で滞留する。凹部１１の内部に滞留した気体は液晶表示パネル１の第一基板４に接触し、そこで熱交換が行われる。凹部１１の内部に気体を滞留させることで、気体を吹き付けるのみの冷却方法と比較して液晶表示パネル１をより安定して冷却することができる。液晶表示パネル１の画素は、例えば１２０℃以上の熱を加えると液晶分解や色むら等を引き起こす可能性があるため、その場合には画素に加わる熱が１２０℃よりも低くなるように冷却するのが好ましい。

【0021】

図２（ｂ）に示すように、圧着ステージ９に設けられた凹部１１の内部には送風部１４から送出された気体の温度を調節するペルチェ素子１３が配置されていても良い。ペルチェ素子１３は送風部１４と液晶表示パネル１の有効画素領域７との間に配置され、送風部１４から送出された気体を直接受け、気体を冷却または加熱することにより気体の温度を調整する。凹部１１の内部に滞留する気体の温度はペルチェ素子１３により直接制御されるため、液晶表示パネル１を素早く且つ安定して冷却することができる。

【0022】

液晶表示パネル１にＦＰＣ基板２を圧着接合する際には、まず、図１に示す液晶表示パネル製造工程Ｇ１にて、液晶表示パネル１を形成する。液晶表示パネル１は例えば図４に示す液晶表示パネル１と同様のものである。

【0023】

次に、図１に示すＡＣＦ貼り付け工程Ｇ２にて、液晶表示パネル１の端子電極部８にＡＣＦ３を貼り付ける。具体的には、まず、準備工程として、ＡＣＦ圧着接合装置の起動と圧着ヘッド１０の温度調整、位置調整等の生産前点検を順次行い、液晶表示パネル１およびＦＰＣ基板２の端子電極部８の清掃を行う。異物や汚れが端子電極部８へ付着したままＡＣＦ３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８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液晶表示パネル１を収納する為のトレイを設置する。その後、液晶表示パネル１の位置を圧着ステージ９に形成された凹部１１の開口内に有効画素領域７が収まるように調整し、液晶表示パネル１を圧着ステージ９上へ載置する。なお、圧着ステージ９および圧着ヘッド１０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。

【0024】

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ＡＣＦ３が搬送され、液晶表示パネル１の端子電極部８へ貼り付けられる。ＡＣＦ３を貼り付ける際には端子電極部８とＡＣＦ３間に気泡が混入しないようにす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。次にＡＣＦ３上にＦＰＣ基板２が搬送され、液晶表示パネル１の端子電極部８とＦＰＣ基板２の端子電極部８との位置が所定の接合位置になるように調整される。また、圧着接合時の加熱によるＦＰＣ基板２の反りや熱劣化を防止する保護シート１２がＦＰＣ基板２上に供給される。

【0025】

次に、図１に示す仮圧着工程Ｇ３にて、予め熱しておいた圧着ヘッド１０を下方へ動作させ、保護シート１２に当接させることにより、液晶表示パネル１の端子電極部８とＦＰＣ基板２の端子電極部８との仮圧着接合を行う。仮圧着接合は本圧着接合時よりも低温、短時間で行われる。この時、液晶表示パネル１の画素に圧着ヘッド１０による加熱の影響が出難くなるように圧着ヘッド１０の押圧位置を端子電極部８の中央部よりも液晶６から遠ざかる側へずらしても良い。また、仮圧着接合を行う際には、図２に示すように送風部１４から気体を送出することにより、液晶表示パネル１の冷却を行う。これにより、圧着ヘッド１０からの熱による画素の熱劣化等を防止することができる。

【0026】

次に、図１の本圧着接合工程Ｇ４にて、圧着ヘッド１０をＡＣＦ３に対し仮圧着時よりも強く均一に加圧し、液晶表示パネル１の端子電極部８とＦＰＣ基板２の端子電極部８との本圧着接合を行う。ＡＣＦ３に伝わる熱は約１６０℃～２００℃の範囲内が望ましく、圧着ヘッド１０から保護シート１２およびＦＰＣ基板２を介してＡＣＦ３に熱伝導させるため、実際にはその温度よりも圧着ヘッド１０の温度を若干高く調整する必要がある。また、本圧着接合を行う際には、図２に示すように送風部１４から気体を送出することにより、液晶表示パネル１の冷却を行う。これにより、圧着ヘッド１０からの熱による画素の熱劣化等を防止することができる。本圧着接合が行われた液晶表示パネル１はアンローダー側の収納トレイに搬送される。

【0027】

図３はＡＣＦの導電粒子を模式的に示す図であり、（ａ）電気的な接続が良好な状態の図、（ｂ）電気的な接続が良好でない状態の図である。ＡＣＦ圧着接合では、ＡＣＦ３内に存在する導電粒子１５を全体的に図３（ａ）のような状態に均等に潰すことが望ましく、圧着ヘッド１０の加圧調整が不適切で図３（ｂ）のように導電粒子１５が均等に潰されていないと圧着接合部分の接合強度が弱まり、信頼性試験や使用時にＡＣＦ３の圧着接合部分の剥がれが生じ、導通不良の原因となる。

【0028】

なお、ＡＣＦ３を用いた圧着接合では、上述した導電粒子１５の潰し状態に不備が生じた場合や圧着箇所の位置ズレ等が生じた場合において、リワークが可能である。ＡＣＦ３はピンセット等で容易に剥がすことが可能で、剥がした後に接合面の付着物等の汚れの清掃を行い、再度ＡＣＦ３を貼り付け、圧着接合することができる。

【0029】

次に、図１の樹脂固定工程Ｇ５にて、熱硬化型または紫外線硬化型の例えばアクリル製の封止樹脂１６を圧着接合部周辺に塗布し、硬化させることで図４に示すような液晶表示パネル１が組み上がる。封止樹脂１６を塗布することで圧着接合部の強度を高めることができる。

【0030】

ＡＣＦ３は、圧着接合時に液晶表示パネル１の端子電極部８とＦＰＣ基板２の端子電極部８に挟持される導電粒子１５が離散してしまい、圧着接合の強度が不足する場合には、導電粒子１５が離散し難い粒子整合型ＡＣＦを用いても良い。

【0031】

送風部１４およびペルチェ素子１３は圧着ステージ９の凹部１１の内側面等に配置されていても良い。

【0032】

送風部１４は水やオイル等の液体を送出する機構であっても良い。但し、気体の方が液体よりも温度を素早く制御することができ、取り扱いも容易であるため、その観点からは、気体の方が好適である。なお、ここでは気体や液体等の流動性を有する媒体を総称して流体と呼ぶ。

【0033】

液晶表示パネル１は、例えば有機エレクトロルミネッセンスパネル（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。

【0034】

本発明はＡＣＦ圧着接合装置以外の装置にも適用することが可能である。

【符号の説明】

【0035】

１ 液晶表示パネル
２ フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ基板）
３ 異方性導電膜（ＡＣＦ）
４ 第一基板
５ 第二基板
６ 液晶
７ 有効画素領域
８ 端子電極部
９ 圧着ステージ
１０ 圧着ヘッド
１１ 凹部
１２ 保護シート
１３ ペルチェ素子
１４ 送風部
１５ 導電粒子
１６ 封止樹脂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】