专利名称：增强扁平电缆部件连接的方法及制造图像显示装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于增强扁平电缆部件的连接的方法，和制造使用该扁平电缆部件的图像显示装置的方法。
背景技术：
由包括阳极的阳极基板(下面称作面板)和包括阴极的阴极基板(下面称作背板)构成的扁平图像形成装置，近年来得到了广泛的研究和发展。所使用的电子源的例子有使用场发射元件或面传导电子发射元件的电子源。在美国专利No.4,884,010中披露了一种使用场发射元件的装置。美国专利No.5,066,883中披露了一种使用面传导电子发射元件的装置。
显示器并非必须为上述使用场发射元件的显示器，已知有多种显示器如液晶显示器、等离子体显示器和EL显示器。
图像形成装置包括用于显示控制的导线，如用于驱动显示元件的导线。导线与外部电路之间的连接优选使用扁平电缆部件(扁平电缆)进行，其中用绝缘基片将多个导线捆扎成扁平形状，使导线彼此绝缘。例如，通过各向异性导电膜(下面称作ACF)扩展到驱动电路的柔性印刷电路板(FPC)，或者用作带自动连接(TAB，Tape Automated Bonding)带的载带封装(TCP，Tape CarrierPackage)，与这些导线连接。
扁平电缆部件的金属导线易于受到外力或环境的影响，其抗迁移性由于施加电压而减小，从而不可能保持相邻导线之间绝缘。
日本专利未审公开No.06-314,866披露了一种形成柔性印刷电路板的方法，该柔性印刷电路板在连接至显示板基板的布线图案的接线端的连接导体周围，有多个贯穿薄膜保护体厚度方向的孔，该方法包括焊接步骤，其将柔性印刷电路板的接线端的连接导体与基板的布线图案相连；和树脂密封步骤，通过孔用绝缘树脂填充在焊接步骤中连接的柔性印刷电路板的接线端，形成树脂密封部分，以便覆盖焊接头(参照图1A和1B，3A至3C，和4A至4D)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新颖方法，其易于制造使用扁平电缆部件的抵制外力对接点的影响的结构，和/或抵抗外界环境影响的结构。
根据本发明用于增强扁平电缆部件的连接的方法如下所述该方法用于使用增强材料增强基板上形成的导线与扁平电缆部件之间的连接。该方法包括输送液体的步骤，和使液体硬化从而形成增强材料的步骤。
输送液体的步骤包括使与扁平电缆部件连接的基板靠近夹具、然后将液体输送到将要形成增强材料的区域，同时用夹具防止液体流出的步骤。
根据下面(参照附图)对优选实施例的描述，显然可以得出本发明的其他目的、特征和优点。
图1A为根据本发明第一实施例的扁平电缆部件的连接的密封过程的透视图，具体表示出液体涂覆过程。
图1B为夹具的剖面图，显示板安装在夹具上。
图2为根据本发明第一实施例的在扁平电缆部件连接的密封过程中所使用的夹具的装配图。
图3A为根据本发明第一实施例的在扁平电缆部件连接的密封过程中使用的夹具的下部夹具的平面图，其中显示板安装在其上。
图3B为下部夹具的剖面图。
图3C为下部夹具的局部放大剖面图。
图4A为根据本发明第一实施例的在扁平电缆部件连接的密封过程中使用的夹具的上部夹具的正视图，其中显示板安装在其上。
图4B为上部夹具的平面图。
图4C为上部夹具的侧视图。
图4D为上部夹具的局部放大剖面图。
图5A为根据本发明第二实施例的扁平电缆部件连接的密封过程的透视图，具体表示出液体涂覆过程。
图5B为夹具的剖面图，显示板安装在夹具上。
图6为根据本发明第二实施例的扁平电缆部件连接的密封过程中所使用的夹具的装配图。
图7A为根据本发明第二实施例的在扁平电缆部件连接的密封过程中使用的夹具的下部夹具的正视图，其中显示板安装在其上。
图7B为下部夹具的剖面图。
图7C为下部夹具的局部放大剖面图。
图8A为根据本发明第二实施例的在扁平电缆部件连接的密封过程中使用的夹具的上部夹具的平面图，其中显示板安装在其上。
图8B为上部夹具的平面图。
图8C为上部夹具的侧视图。
图8D为上部夹具的局部放大剖面图。
图9为要连接扁平电缆部件的显示板的示意性透视图。
具体实施例方式
本发明涉及一种用于增强扁平电缆部件的连接的方法。其提供了有效的增强。优选使夹具与基板接触，以防止液体流出夹具。不过，在夹具与基板之间可以存在微小间隙，只要能在必要的程度上防止液体通过该间隙流出即可。
输送液体的过程优选包括输送液体同时利用夹具的特定表面防止液体流出的步骤，夹具和基板设置成，使夹具的该特定表面不与连接扁平电缆部件的基板的第一表面平行。夹具的该特定表面可以不平坦。
本发明优选具有这样一种结构，其中所述特定表面、与该特定表面相对的第二表面和这些表面所夹区域的底面构成凹槽，并且用液体填充该凹槽。第二表面可以为显示板的部件的表面。具体来说，第二表面可以为设置在基板上或者与该基板相对设置的另一基板上的框架的端面。可由夹具形成第二表面。所述特定表面和与该特定表面相对的第二表面所夹的区域的底面可以为第一表面或者夹具表面。
用于保持所输送的液体、防止其流出的结构最好包括用于保持所输送液体的凹槽。形成凹槽的一个例子包括使用第一表面和夹具表面作为两个非平行表面的结构，其中通过倾斜基板使第一表面和夹具表面彼此不平行，形成凹槽，液体将要输送到该凹槽中。不过，这会引发这样的问题当扁平电缆部件连接至基板的多侧时，一侧可防止液体流出，而其他侧不能防止液体流出。在此情形中，尽管可以针对每一侧执行液体输送步骤和硬化步骤，但会花费大量时间。使用这种由第二表面形成凹槽的结构，具有即使基板没有倾斜也可以输送液体的优点，甚至于对于扁平电缆部件与多侧连接的结构，也可以同时输送液体。下面所述的例子采用这种结构。
本发明优选具有这样一种结构，其中基板的端面、特定表面、和由这些表面夹住的区域的底面构成凹槽，向凹槽输送液体。这可以增大在扁平电缆部件下面形成的增强材料的厚度。
本发明优选具有这样一种结构，其中夹具具有凹槽形状，基板将要放置在该凹槽中，并且使用凹槽壁作为特定表面。因此，可用设置在凹进部分中的基板相继或同时增强与多侧连接的多个扁平电缆部件。本发明可以具有这样一种结构，其中在凹槽的壁表面与基板端面之间存在间隙，并将液体输送到由凹槽底面、凹槽壁面和基板端面围绕的区域。这增大了在扁平电缆部件下面形成的增强材料的厚度。
本发明优选具有这样一种结构，其中夹具由下部夹具和上部夹具构成，并且输送液体，从下部夹具与上部夹具之间释放扁平电缆部件。为了形成厚增强材料，建议增大夹具的高度，从而用于防止液体流出的高度较高。不过，当在夹具上释放扁平电缆部件执行增强以形成在夹具上释放扁平电缆部件的增强材料时，可通过扁平电缆部件的释放高度将整体厚度增加。通过从下部夹具与上部夹具之间释放扁平电缆部件，可以减小扁平电缆部件的释放高度，而且可最好地防止液体流出。
增强材料优选形成在扁平电缆部件的相对两表面上。
当形成增强材料使扁平电缆部件的芯线的暴露部分、导线或者两者隔绝大气地密封时，可以同时进行增强和密封。
根据本发明用于增强扁平电缆部件连接的方法，优选应用于用于制造图像显示部件的方法，包括将扁平电缆部件与显示板基板上形成的导线连接的步骤，和增强连接扁平电缆部件的接点的步骤。后面所述的例子表示其示例。
扁平电缆部件优选为FPC或TCP。液体优选以硅树脂、丙烯(亚克力)、聚酰亚胺、氨基甲酸乙酯其中之一作为主要成分。
下面将参照附图描述本发明的实施例。
(第一实施例)图1A至4D表示根据本发明第一实施例的用于增强和密封柔性印刷电路板(FPC)3与显示板基板之间的连接的方法的草图，其中柔性印刷电路板为扁平电缆部件(因为下面说明同时执行增强和密封的优选示例，该方法简单地称作密封方法)。
如图1A至4D中所示，根据该实施例用于密封扁平电缆部件的装置(夹具)包括，具有台阶4a的防止液体流动的下部夹具4，其中台阶4a用于安装显示板，FPC3与显示板相连；设置在防止液体流动的下部夹具4上表面上并且具有FPC凹槽6的防止液体流动的上部夹具5；以及液体施加注射器11。使用该装置的显示板为由面板1和背板2构成的真空容器，它们在真空室中紧密粘接在一起，其中面板1中在玻璃基板上形成荧光层(未示出)和金属背板(未示出)，在背板2中具有包括电子发射器的电子源和间隔物(未示出)。FPC3通过热压粘接等与显示板的导线电极部分相连，并与用于驱动显示板的电路基板相连。
该实施例的密封过程的特征在于，与显示板基板的四边相应在防止液体流动的下部夹具4中提供台阶4a，使用该防止液体流动的下部夹具4形成将要设置基板的凹槽，如图3B中所示。已经连接FPC3的显示板被放置到台阶4a上，使FPC3处于凹进台阶4a的外围表面上，设置成在与FPC3相连一侧与防止液体流动的下部夹具4之间形成1至5mm量级的间隙A，如图3A中所示。将如图4D中所示其中依次形成深度为B、宽度为C的多个FPC凹槽6的防止液体流动的上部夹具5，设置在防止液体流动的下部夹具4上面，如图1A至2所示。此时，显示板外围上的FPC接点从防止液体流动的上部夹具5的开口5a露出。
如图1A和1B所示，液体12通过液体施加注射器11施加给显示板外围背板2上的FPC连接表面，以及显示板与防止液体流动的夹具4和5之间的间隙A。所施加的液体12通过毛细作用流到连接FPC3的第一表面13上和第二表面(参照图3C)上，第二表面为FPC3的背面。此时，防止液体流动的下部夹具4的垂直表面和防止液体流动的上部夹具5的垂直表面防止了液体流出。具体而言，液体输送到由面板1的端面与面板1和背板2之间的框架，以及夹具4和5的垂直表面构成的凹槽中(在图1B中框架与面板1结合成一个整体)，从而液体保持在凹槽中。凹槽中还包括第二凹槽，具体来说，由背板2的端面、垂直表面和防止液体流动的下部夹具4的凹进底面限定的凹槽。液体流入第二凹槽中，并且硬化，在FPC3背侧形成具有足够厚度的增强材料。
(第二实施例)图5A至8D表示根据本发明第二实施例的用于密封作为扁平电缆部件的TCP与显示板基板之间连接的方法的草图。
如图5A至8D中所示，根据该实施例用于密封扁平电缆部件的装置(夹具)包括具有台阶4a以及PCB凹槽10的防止液体流动的下部夹具4，其中台阶4a用于安装显示板，PCB凹槽10用于减小通过TCP7与显示板连接的印刷电路板(PCB)8的厚度的影响；设置在防止液体流动的下部夹具4上表面上的防止液体流动的上部夹具5，防止液体流动的上部夹具5具有用于减小TCP7厚度的影响的PCB凹槽10和TCP凹槽15；以及液体施加注射器11。使用该装置的显示板为由面板1和背板2构成的真空容器，面板1和背板2在真空室中牢固粘接在一起，其中面板1中在玻璃基板上形成荧光层(未示出)和金属背板(未示出)，背板2具有包括电子发射器的电子源(未示出)和间隔物(未示出)。多个TCP7通过热压粘接等与显示板的导线电极部分相连。安装有用于驱动显示板的集成电路9的PCB8与TCP7连接。
在本实施例中，如图6至7C所示，连接TCP7和PCB8的显示板被设置在防止液体流动的下部夹具4的台阶4a上，使TCP7和PCB8放置在凹进台阶4a的外围表面上，其被设置成，使连接TCP7和PCB8的侧边与防止液体流动的下部夹具4之间形成1至5mm量级的间隙A2和A3，如图7A中所示。如图8D中所示，在防止液体流动的上部夹具5中顺序形成深度为B2、宽度为C2的多个TCP凹槽15，并形成与TCP凹槽15相通的PCB凹槽10，将防止液体流动的上部夹具5放置在防止液体流动的下部夹具4上，如图5A至6所示。此时，显示板周围的TCP连接表面与间隙A2和A3从防止液体流动的上部夹具5的开口5a露出。
如图5中所示，液体12通过液体施加注射器11施加到面板1的TCP连接表面，以及显示板与防止液体流动的夹具4和5之间的间隙A2和A3中。所施加的液体12通过毛细作用流到连接TCP7的第一表面16和18(参照图5B和7C)和作为TCP7背面的第二表面(参照图7C)上。
根据上述实施例，当绝缘液体被施加给显示板时，其中显示板连接诸如FPC和TCP的扁平电缆部件，使用具有上述结构的防止液体流动的夹具4和5，可防止液体流动到多余部分。由于不需要单独地用与扁平电缆部件相连的第一表面输送流体，和用扁平电缆部件背面输送流体，可以在扁平电缆部件两侧形成中间没有界面的增强材料(也作为密封材料)。这也允许使用过去不能使用的低粘性密封树脂。
在上述实施例中，扁平电缆部件如FPC和TCP没有经历特殊处理，如形成用于注入树脂的孔。由于不必进行这种特殊处理，所以可降低成本。
不必特别限制图4D中所示防止液体流动的上部夹具5的FPC凹槽6的深度B和宽度C，以及图8D中所示防止液体流动的上部夹具5的TCP凹槽15的深度B2和宽度C2，而可以设定为任意深度和宽度。
不特别限制图7A至8D中所示PCB凹槽10的尺寸，而可以设定为任意宽度、长度和厚度。
防止液体流动的夹具4和5与液体接触的表面，可以经历聚四氟乙烯涂覆处理，以改善液体的离模性质。
下面将参照附图具体描述本发明的例子，同时本发明不限于这些例子。
(第一个例子)通过本发明的第一个例子制造图9中所示的图像形成装置。在本例中，在背板上形成多个面传导电子发射元件作为电子发射元件，其中面传导电子发射元件为冷阴极电子发射元件；在面板上形成荧光基片，从而制造出高宽比为3∶4的彩色图像形成装置，其具有对角宽度为15英寸的有效显示面积。首先将参照图9描述本发明的图像形成装置。
图9为本例图像形成装置的示意性局部切除透视图，其中附图标记1表示面板，附图标记2表示背板，附图标记900表示在面板1与背板2之间形成的框架。面板1、背板2和框架900构成显示板。在背板2上形成N×M个面传导电子发射元件，作为构成显示装置的电子发射元件(N和M为大于等于2的正整数，可根据显示像素的目标数量设置为合适的值。对于高清晰度电视显示而言，希望N＝3,000，M＝1,000或者更大。在本例中，设置为N＝333，M＝250)。由简单矩阵形式的M个纵向导线(也称作下部导线)Dy1至Dym，和N条垂直导线(也称作上部导线)Dx1至Dxn构成N×M个面传导电子发射元件。在面板1上设置荧光物质，该荧光物质通过用电子发射元件发射出的电子照射荧光物质而发光。图9示出了面板1、背板2、框架900、纵向导线、垂直导线和面传导电子发射元件。
在背板2上形成的导线被引出由面板1、背板2和框架900限定的内部空间，本发明的扁平电缆部件与其相连。
已经描述了图像形成装置的主要结构，其对扁平电缆部件与显示板之间的连接应用本发明的密封方法。下面将参照图1A至4D描述本发明用于扁平电缆部件与显示面板之间的连接的密封方法。
首先形成显示板。随后，扁平电缆部件通过热压粘接方法经ACF，与引线Dx1至Dxn和Dy1至Dym端部附近的电接线端相连。
然后由液体树脂形成增强部分。通过参照图1A至4D所述的方法执行这一过程。具体而言，为了增强和使密封良好，用增强材料涂覆连接点(导线与扁平电缆部件的导电材料通过ACF彼此连接在一起的部分)，并且引线的全部暴露部分和扁平电缆部件导电材料也涂覆增强材料。如果不必进行密封，则可以在连接点以外的位置设置增强材料。
如图3A至3C中所示，已连接有FPC3的显示板被设置在防止流体流动的下部夹具4的台阶4a上，从而使FPC3处于凹进台阶4a的外围表面上，它们被设置成在其连接FPC3的一侧与防止液体流动的下部夹具4之间形成1至5mm量级的间隙A，如图3A中所示。防止液体流动的下部夹具5中依次形成多个具有深度B和宽度C的FPC凹槽6，防止液体流动的上部夹具5被设置在防止液体流动的下部夹具4上面，如图1A至2中所示。此时，显示板外围上的FPC连接表面和间隙A从防止液体流动的上部夹具5的开口5a露出。
如图1A中所示，液体12通过液体施加注射器11施加到显示板周围上背板2上的FPC连接表面，以及显示板与防止液体流动的夹具4和5之间的间隙A。作为所述液体，使用双液态室温凝固有机硅树脂固化剂，其中通过添加稀释液例如10％的稀释剂，将固化剂稀释，从而可以将粘度调节为25Pa.s。由于粘度随温度的变化极大，控制周围环境温度，从而使粘度可以保持在25±5Pa.s，直到液体扩展到所有增强部分上为止。由此，在显示板、扁平电缆部件和夹具的温度保持在与外界温度相同的恒定温度的状态下输送液体。所施加的液体12通过毛细作用流到连接FPC3的第一表面13上和作为FPC3背面的第二表面上(参照图3C)，从而密封FPC连接点。夹具与液体接触的防止液体流动部分，经历离模性质改善处理(在本例中为聚四氟乙烯涂覆)，改善了液体干燥之后发生脱离时的离模性质。在本例中，尽管使用面传导电子发射元件作为电子发射元件，不过本发明不限于此。
在通过上述过程实现的图像显示部件中，可进行显示。进行大约1,000小时的耐久性试验，和温度周期变化试验，以确定在高温、高湿环境房间内，扁平电缆部件接线端的抗热周期变化寿命。在温度周期变化试验中，试验对象被交替置于两个内部温度设定为-40度和125度的恒温室内，各30分钟，进行1,000个循环。通过这种方法，通过交替地暴露于冷和热温度而使柔性基板的接线端承受快速、大量热应力，根据外观和电学性质确定耐用性。
结果，外观没有明显退化，电气连接电阻没有明显增大，相邻导线之间的绝缘电阻没有明显减小。并且，图像显示稳定。
(第二个例子)下面将描述本发明的例2。第一个例子为使用FPC作为扁平电缆部件的情形，第二个例子为使用TCP或PCB作为扁平电缆部件的情形。第二个例子除了部分改变夹具的形状以外，基本与第一个例子相同。下面描述与第一个例子的不同之处，并且与第一个例子相同的部件赋予相同附图标记，并将省略其描述。
参照图5A至8D，形成真空室1，使面板1和背板2在真空室中紧密地粘接在一起，其中在面板1中在玻璃基片上形成荧光层(未示出)和金属背板(未示出)，背板2具有包括电子发射部分的电子源(未示出)和间隔物(未示出)。TCP7通过热压粘接等方法与显示板的导线电极部分相连。用于驱动显示板的集成电路9设置在PCB8上。防止液体流动的下部夹具4具有用于安装显示板的台阶4a，和用于减小PCB8厚度的影响的PCB凹槽10。防止液体流动的上部夹具5具有FPC凹槽6，用于减小TCP7和PCB凹槽10的厚度的影响。附图标记11表示液体施加注射器。附图标记12表示液体。
如图6至7C所示，连接TCP7和PCB8的显示板被设置在防止液体流动的下部夹具4的台阶4a上，从而使TCP7和PCB8处于凹进台阶4a的外围表面上，将其设置成在连接TCP7和PCB8的侧面与防止液体流动的下部夹具4之间形成1至5mm量级的间隙A2和A3，如图7A中所示。防止液体流动的上部夹具5中如图8D中所示依次形成多个具有深度B2、宽度C2的TCP凹槽15，以及与TCP凹槽15相通的PCB凹槽10，防止液体流动的上部夹具5处于防止液体流动下部夹具4上面，如图5A至6中所示。此时，显示板外围上的TCP连接表面与间隙A2和A3从防止液体流动的上部夹具5的开口5a露出。
如图5A中所示，液体12通过液体施加注射器11施加到面板1上的TCP连接表面和显示板与防止液体流动的夹具4和5之间的间隙A2和A3。所施加的液体12通过毛细作用流到连接TCP7的第一表面16和18(参照图5B和7C)，和作为TCP7背面的第二表面(参照图7C)上，从而密封TCP连接点，以形成显示板。当如第一个例子中形成图像时，获得相同结果。
根据本发明的实施例，可使用高流动性液体，使液体充分输送到将要形成增强材料的部位。当施加液体时，还可以通过夹在其间的输送部分(液体施加注射器的喷嘴)将液体输送到放置扁平电缆部件的区域，而不管输送部分的位置，从而简化了液体输送过程。
尽管参照目前认为最佳的实施例描述了本发明，不过应该理解本发明不限于所披露的实施例。相反，本发明意在覆盖所附权利要求精神和范围内所包括的多种变型和等效结构。下述权利要求的范围符合最宽泛的解释，以便涵盖所有这些变型和等效结构以及功能。
权利要求
1.一种用增强材料增强形成在基板上的导线与扁平电缆部件之间的连接的方法，包括以下步骤输送液体；并且硬化所述液体，以形成增强材料，其中输送液体的步骤包括使连接扁平电缆部件的基板靠近夹具、然后将液体输送到将要形成增强材料的区域、同时防止液体流出夹具的步骤。
2.根据权利要求1所述的用于增强扁平电缆部件的连接的方法，其中所述输送液体的步骤还包括输送液体同时用夹具的特定表面防止液体流出的步骤，将夹具和基板设置成使该夹具的特定表面与将要连接的扁平电缆部件的基板的第一表面不平行。
3.根据权利要求2所述的用于增强扁平电缆部件的连接的方法，其中该特定表面、与该特定表面相对的第二表面和夹在所述表面之间的区域的底面构成凹槽，向该凹槽中输送所述液体。
4.根据权利要求2或3所述的用于增强扁平电缆部件的连接的方法，其中基板的端面、该特定表面和夹在所述表面之间的区域的底面构成凹槽，并且向该凹槽中输送所述液体。
5.根据权利要求2或3所述的用于增强扁平电缆部件的连接的方法，其中夹具具有可以设置基板的凹槽形状，并且使用凹槽壁作为所述特定表面。
6.根据权利要求1至3其中任何一个所述的用于增强扁平电缆部件的连接的方法，其中该夹具由下部夹具和上部夹具构成，向其中输送液体，在下部夹具与上部夹具之间释放扁平电缆部件。
7.根据权利要求1至3其中任何一个所述的用于增强扁平电缆部件的连接的方法，其中增强材料形成在扁平电缆部件相对侧。
8.根据权利要求1至3其中任何一个所述的用于增强扁平电缆部件的连接的方法，其中形成增强材料，用以密封扁平电缆部件的导体的暴露部分、导线或者暴露部分与导线两者，隔绝空气。
9.一种用于制造图像显示装置的方法，包括以下步骤将扁平电缆部件与形成在显示板基板上的导线相连；并且增强扁平电缆部件的连接，其中通过权利要求1至3其中任何一个所述的用于增强扁平电缆部件的连接的方法，执行所述增强步骤。
全文摘要
本发明涉及增强扁平电缆部件连接的方法及制造图像显示装置的方法，尤其，披露了一种通过增强材料增强基板上形成的导线与扁平电缆部件之间的连接的方法。该方法包括输送液体的步骤，和硬化液体以形成增强材料的步骤。所述输送液体的步骤包括使连接扁平电缆部件的基板靠近夹具、然后将液体输送到增强材料将要形成的区域，同时防止液体流出夹具。
文档编号H05K3/28GK1607892SQ20041008744
公开日2005年4月20日 申请日期2004年6月4日 优先权日2003年6月6日
发明者平野康二 申请人:佳能株式会社