JP2000086989A - 表示装置の接続構造体及び接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示素子の液晶基板上に形成された引き出し
電極端子と、駆動回路基板上に形成された接続端子とを
異方性導電材料を介して接続するに際し、加熱工程を必
要とせず、導電不良や表示品質が低下しない表示装置の
接続構造体及び接続方法を提供する。 【解決手段】 表示素子の液晶基板上に形成された引き
出し電極端子と、駆動回路基板の接続端子とが、異方性
導電材料を介して接合された表示装置の接続構造体であ
って、上記異方性導電材料が、カチオン重合性化合物、
光カチオン重合開始剤、及び導電性粒子からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フレキシブルプリ
ント配線基板（ＦＰＣ）やテープキャリア（ＴＡＢ）を
表示素子の液晶基板に導電接続するための接続構造体及
び接続方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルのガラス基板上に設けられた
ＩＴＯガラスなどの透明電極上に、例えば駆動用ＩＣを
導電接続する場合、異方性導電材料を用いてフィルムキ
ャリアによる接合方法が多く行われている。図１は従来
から行われているフィルムキャリア実装構造の断面図を
示し、フィルムキャリアである駆動回路基板１はポリイ
ミド等の可撓性絶縁フィルム１１上に形成された多数の
リード箔１２が集積回路素子１４の端子１３に接続され
たものである。２０は液晶セルであり、配向膜２３を有
する基板２と透明電極膜３１とがスペーサー５で一定の
間隔をあけて貼り合わされ、その間隔内に液晶層４が挟
持され、偏光子等（図示せず）が基板２の両側に貼り合
わされたものである。駆動回路基板１上に形成されたリ
ード箔１２と液晶セル２０の透明電極膜３１は、接着剤
６中に導電性粒子７が分散された異方性導電膜８を介し
て熱圧着されている。

【０００３】上記異方性導電膜は、例えば特開平８−２
７３４４２号公報や特開平９−６３３５５号公報に示さ
れているように、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂をベース
とし、ニッケル、金、はんだ等の金属粒子あるいはスチ
レン樹脂等よりなる粒子表面をニッケル−金等の導電層
により被覆した粒子等の導電性粒子が分散されたもので
ある。

【０００４】上記公報に記載の実装構造は、接続部を加
熱状態で固定するため、固定後に接着部分での残留応力
及び材料間の熱膨張係数の差により、接着強度の低下や
接続不良が発生し、長期間における信頼性に欠けるとい
う問題があった。また、従来の接合方法では加熱工程が
含まれているので、加熱装置を必要とし、接着樹脂を加
熱した状態で使用することが必要であった。

【０００５】更に、液晶ディスプレイモジュール等の接
続のように、或る温度に達すると熱劣化が生じる場合に
は上記の方法を用いることができなかった。

【０００６】近年、液晶表示装置の軽量化、薄型化が進
められており、基板としてガラス基板の代わりにポリエ
チレンテレフタレートやポリエーテルスルホン等の樹脂
よりなるフィルム基板を使用した液晶ディスプレイパネ
ルが実用化されつつある。このような基板は当然のこと
ながらガラス基板よりも耐熱性が低いため、加熱工程を
必要としない接続方法が望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
に鑑み、表示素子の液晶基板上に形成された引き出し電
極端子と、駆動回路基板上に形成された接続端子とを異
方性導電材料を介して接続するに際し、加熱工程を必要
とせず、導電不良や表示品質が低下しない表示装置の接
続構造体及び接続方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の表示装
置の接続構造は、表示素子の液晶基板上に形成された引
き出し電極端子と、駆動回路基板の接続端子とが、異方
性導電材料を介して接合された表示装置の接続構造体で
あって、上記異方性導電材料が、カチオン重合性化合
物、光カチオン重合開始剤、及び導電性粒子からなるこ
とを特徴とするものである。

【０００９】請求項２に記載の表示装置の接続方法は、
表示素子の液晶基板上に形成された引き出し電極端子
上、又は駆動回路基板の接続端子上に、請求項１記載の
異方性導電材料の層を形成する工程、異方性導電材料に
光を照射する工程、及び上記両端子を位置合わせした
後、圧着する工程とからなることを特徴とする。

【００１０】本発明で表示素子の液晶基板とは、液晶デ
ィスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、プラ
ズマアドレスディスプレイパネル、エレクトロルミネッ
セントディスプレイパネルなどである。これら表示素子
基板には各表示セルに駆動回路からの情報を伝えるため
の引き出し電極が通常は端部に設けられている。液晶デ
ィスプレイなどの場合は引き出し電極は表示セルの電極
と同時に形成されるためＩＴＯガラスなどの透明電極で
あるが、本発明では基板自体は非透光性のものであって
も使用できるので引き出し電極は金や銅などであっても
よい。

【００１１】駆動回路基板としてはＦＰＣやＴＡＢのよ
うなフィルムキャリアの場合に特に効果を発揮するが、
硬質プリント配線基板、透明電気配線ガラス基板などに
も使用することができる。

【００１２】本発明で使用するカチオン重合性化合物
は、カチオン重合により高分子量化する部分、例えば、
ビニルエーテル基、エピスルフィド基、エチレンイミン
基を有する化合物、環状エーテル化合物（エポキシ化合
物、オキセタン化合物、オキソラン化合物）が用いられ
る。カチオン重合により高分子量化し得る部分は、分子
骨格の末端であっても、側鎖であっても、分子骨格内で
あってもよい。用いられる化合物の分子量は制限がな
く、モノマー、オリゴマー、ポリマーのいずれでも使用
可能である。また、これらのカチオン性化合物を２種類
以上併用してもよい。

【００１３】本発明ではカチオン重合性化合物としてエ
ポキシ基を有する化合物が特に好ましい。この理由はエ
ポキシ基の開環重合は反応性が高く、且つ硬化時間が短
いため接着工程を短縮することができ、凝集力及び弾性
率も高いため耐熱性及び接着強度に優れた接着硬化物が
得られるからである。

【００１４】エポキシ基を有する化合物としては、エポ
キシ樹脂が好適に用いられる。エポキシ樹脂としては、
ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、フェノール
ノボラック型、グリシジルエーテル型、グリシジルアミ
ン型、脂環式のもの、グリシジルメタクリレートが挙げ
られる。

【００１５】カチオン重合性化合物は他の樹脂成分を配
合もしくは付加して可撓性を高めたり、接着力や屈曲力
の向上を図ってもよい。このような変性物としては末端
カルボキシル基含有ブタジエンアクリロニトリルゴム
（ＣＴＢＮ）変性エポキシ樹脂、アクリルゴム、ブタジ
エン−アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブ
タジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム、ニトリルゴム、
イソプレンゴム、またはこれらの微粒子などを添加して
なるエポキシ樹脂、キレート変性エポキシ樹脂、ポリオ
ール変性エポキシ樹脂、アエロジル、シリカ、アルミナ
等の無機物を用いることができる。

【００１６】粘着剤組成物中に含まれるカチオン重合性
官能基当量は５０００ｇ ｒｅｓｉｎ／ｍｏｌ以下であ
ることが好ましい。これよりも当量が大きくなると組成
物中の官能基濃度が低下してカチオン重合が不充分とな
り接着力が低下する。

【００１７】光カチオン重合開始剤はイオン性光酸発生
タイプ及び非イオン性光酸発生タイプのいずれでもよ
い。イオン性光酸発生タイプとしては芳香族ジアゾニウ
ム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩のオ
ニウム塩や、鉄−アレン錯体化合物、チタセノン錯体化
合物、アリールシラノール−アルミニウム錯体化合物な
どの有機金属錯体化合物などが挙げられる。

【００１８】より具体的には、例えば、オプトマーＳＰ
−１５０（旭電化工業社製）、オプトマーＳＰ−１７０
（旭電化工業社製）、ＵＶＥ−１０１４（ゼネラルエレ
クトロニクス社製）、ＣＰ−１０１２（サートマー社
製）などの市販の化合物を用いることができる。また、
非イオン性光酸発生タイプとしては、ニトロベンジルエ
ステル、スルホン酸誘導体、リン酸エステル、フェノー
ルスルホン酸エステル、ジアゾナフトキノン、Ｎ−ヒド
ロキシイミドスルホナートなどを用いることができる。

【００１９】光カチオン重合開始剤は単独で用いてもよ
く、２種以上を併用してもよい。また、有効活性波長の
異なる複数の光カチオン重合開始剤を用いて２段階硬化
させてもよい。

【００２０】光カチオン重合開始剤の配合量は、エポキ
シ基１ｍｏｌに対してカチオンが０．０００１ｍｏｌ％
以上発生するようにするのが好ましい。カチオンがこれ
よりも少ないとカチオン重合が充分に進行せず、硬化速
度が遅くなる。

【００２１】導電性粒子としては、ニッケル、黒鉛、
銅、金、はんだ等の金属導電粒子と、硬化エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリスチレン樹脂等を核とし、こ
の表面に金属薄膜メッキを施した金属薄膜メッキ樹脂粒
子が挙げられる。

【００２２】上記組成物からなる異方性導電材料はその
まま液状の接着剤として用いてもよく、薄いシート状と
して用いてもよい。シート状とするには離型処理された
支持体上にロールコート法、グラビアコート法、押出し
法などの各種手段で塗工し、乾燥させればよい。シート
化された異方性導電材料は取扱い易いように剥離シート
で表面を被覆してもよい。支持体、剥離シートにはポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ナイロン、セルロース等のシートを用いることがで
きる。

【００２３】特にシート状とする場合には粘着性を調整
するために、一般的なゴム、アクリル型、シリコーン
型、ポリウレタン型、ポリエステル型、ポリエーテル型
の粘着ポリマーを添加してもよい。特にアクリル型ポリ
マーは単独で粘着性を有するので好ましい。アクリル型
粘着ポリマーでは、アルキル（メタ）アクリレートを主
成分とする（共）重合体で、そのうちアルキル基として
メチル、エチル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ヘキシル、
オクチル、１−オクチル、２−エチルヘキシル、ノニル
等のものが好適である。

【００２４】次に、本発明の表示装置の接続方法を説明
する。まず液晶基板と駆動回路基板との少なくとも一方
の面に請求項１記載の異方性導電材料を積層する。異方
性導電材料を液状で用いる場合は、接続する両者を圧着
した後、所定の厚みとなるように必要量を適宜の手段で
塗布する。シート状で使用する場合は、離型シート上に
形成した粘着層を離型シートとともに所定の形状に切り
取って一方の面に貼り合わせる。その後、異方性導電材
料を積層した部分に活性エネルギー光線を照射し、他方
の材料の電極との位置合わせをして圧着する。圧着後は
カチオン重合による硬化が進行し、短時間で充分な接着
強度が得られる。

【００２５】いずれかの基板が光透過性の場合は、被着
体を貼り合わせた後に光透過性側より光を照射して硬化
させることも可能であるが、表示素子として液晶を用い
ている場合などは液晶面に活性エネルギーが照射される
と液晶の異常配向が生じて表示品質が低下するので好ま
しくない。

【００２６】活性エネルギー光線は使用する硬化触媒に
応じて選ばれるが、２００〜８００ｎｍの波長を含む光
が好ましい。２００ｎｍ未満の波長の光を照射すると異
方性導電材料の表層だけが硬化し、貼り合わせ時に粘着
力が発揮されず接続不良となることがある。８００ｎｍ
を超える波長の光を照射すると、硬化に必要なエネルギ
ーが硬化触媒に与えられず、硬化させることが困難とな
ることがある。特に、３００〜５００ｎｍの範囲の波長
の光を発生する光源を用いると、光源を取扱い易いので
より好ましい。

【００２７】上記光源としては、紫外線や可視光線とし
て低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀
灯、ケミカルハライドランプ、ブラックライトランプ、
マイクロウエーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ、
蛍光灯、太陽光などを挙げることができる。表層だけの
硬化を防止し、内部硬化を実現するには２００ｎｍ未満
の光をカットして照射することが好ましい。

【００２８】本発明で使用する異方性導電材料は硬化さ
せるために加熱工程を必要としないので、特に熱による
表示品質の劣化が問題となる液晶ディスプレイパネルや
プラズマアドレスディスプレイパネルに対して効果が大
きい。しかし、硬化時間を短くするために、表示素子に
影響を及ぼさない範囲で接合部に熱を加えることもでき
る。

【００２９】（作用）本発明の表示装置の接続構造体に
よると、表示素子の液晶基板上に形成された引き出し電
極端子と、駆動回路基板上の接続端子とを、異方性導電
材料を介して接続するに際し、異方性導電材料が、カチ
オン重合性化合物、光カチオン重合開始剤、及び導電性
粒子を含有する光硬化型接着材料であり、加熱されるこ
となく光照射により硬化して接合されたものであるから
導電不良や表示品質の低下がない。

【００３０】また、本発明の表示装置の接続方法による
と、請求項１に記載の異方性導電材料を用いて光照射に
より光カチオン反応が徐々に進行して硬化する。従っ
て、加熱工程を必要とせず、導電不良を生じたりするこ
となく、また、表示品質のよい接続構造体が得られる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を説明す
る。 異方性導電材料の組成物として次のものを使用した。 絶縁性液状エポキシ樹脂(1) ：油化シェルエポキシ社
製，「ＥＰ８２８」 絶縁性液状エポキシ樹脂(2) ：旭電化社製，「ＥＰ４０
８０」 絶縁性固形樹脂：油化シェルエポキシ社製，「ＥＰ１０
０９」 アクリル系共重合体樹脂（ＥＧＡ）：エチルアクリレー
ト（ＥＡ）とグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）との
共重合体（重量平均分子量７０万，組成比ＥＡ／ＧＭＡ
＝８／２） 硬化剤(1) ：味の素社製，「ＰＮ−２３」 硬化剤(2) ：四国化成社製，「２Ｅ４ＭＺ」 光カチオン重合開始剤：旭電化社製，「ＳＰ−１７０」

【００３２】（実施例１〜３）表１に示す配合物を酢酸
エチルに混合して固形分６０重量％に調製し、５％架橋
のポリスチレンからなる粒子の表面にニッケル、金メッ
キを施した導電性粒子（平均粒径８μｍ）をそれぞれ５
重量部配合し、これを離型シートの離型処理面に塗布し
て厚み２０μｍの異方性導電膜を作製した。上記異方性
導電膜を用いてＴＡＢ端子とガラス基板上に形成された
ＩＴＯよりなる０．２ｍｍピッチの端子間の接合を次の
条件で行った。

【００３３】表１に示した組成の異方性導電膜をＴＡＢ
端子に圧着した後、高圧水銀灯により２５ｍＷ／ｃｍ²
で３０秒間紫外線を照射した。その後、該異方性導電膜
にガラス基板を１０ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力で２０秒間圧
着し、この接合体を２３℃で２４時間養生した。

【００３４】（比較例１〜４）酢酸エチルの代わりにト
ルエン／酢酸エチル（重量比１／１）を用いたこと以外
は実施例１と同様にして厚み２０μｍの異方性導電膜を
作製し、比較例１、３では１８０℃で熱圧着したこと以
外は実施例と同様にしてＴＡＢ端子とガラス基板上に形
成されたＩＴＯよりなる端子間の接合体を得た。

【００３５】性能評価 以上実施例１〜３及び比較例１〜４で得た接合体につ
き、下記の方法で性能評価し、その結果を表２に示し
た。 （１）剥離強度 ガラス基板からＴＡＢ端子を５０ｍｍ／分の速度で９０
度剥離したときの剥離力を測定した。判定は５００ｇｆ
／ｃｍ以上を○とし、５００ｇｆ／ｃｍ未満を×とし
た。 （２）接続信頼性 厚さ７５μｍのポリイミド（宇部興産社製）よりなる可
撓性絶縁フィルムに厚さ３５μｍの銅箔を接着し、エッ
チングにより２００μｍピッチの電極を１００本形成し
たフィルム電極と、ガラス基板上に同ピッチで形成され
たＩＴＯ電極とを異方性導電膜で接合した。同条件で作
製した各１０個ずつの試料について、対応する電極間の
導電抵抗がすべて５０Ω以下のものを○、それ以外のも
のを×とした。 （３）導電信頼性 初期導電特性が２０Ω以下で、−２０℃（２時間保持）
から２時間かけて７０℃，９０％ＲＨまで昇温し、この
状態で２時間保持した後、２時間かけて−２０℃まで降
温させることを１サイクルとして１０００時間経過した
後の抵抗上昇が３倍以下のものを○とした。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から明らかな通り、本発明における異
方性導電材料を用いた接続方法によると、加熱工程を必
要とせずに非常に高強度の接続構造体と信頼性の高い導
電接続を得ることが可能である。

【００３８】

【発明の効果】本発明の表示装置の接続構造体による
と、接続部が加熱されることなく光照射により硬化して
接合されたものであるから導電不良や表示品質の低下が
なく、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）やテー
プキャリア（ＴＡＢ）を表示素子の液晶基板に導電接続
するために好適に使用できる。また、本発明の表示装置
の接続方法によると、請求項１の発明における異方性導
電材料を用いるので、該異方性導電材料は光照射により
光カチオン反応が徐々に進行して硬化する。従って加熱
工程を必要としないので、導電不良を生じたりすること
なく、また、表示品質のよい接続構造体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来から行われているフィルムキャリア実装構
造の例を示す断面図。

【符号の説明】

１ ：駆動回路基板 ２ ：基板 ３ ：ガラス基板 ４ ：液晶層 ５ ：スペーサー ６ ：接着剤 ７ ：導電性粒子 ８ ：異方性導電膜 １１：絶縁フィルム １２：リード箔 １３：端子 １４：集積回路素子 ２０：液晶セル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示素子の液晶基板上に形成された引き
   出し電極端子と、駆動回路基板の接続端子とが、異方性
   導電材料を介して接合された表示装置の接続構造体であ
   って、上記異方性導電材料が、カチオン重合性化合物、
   光カチオン重合開始剤、及び導電性粒子からなることを
   特徴とする表示装置の接続構造体。
2. 【請求項２】 表示素子の液晶基板上に形成された引き
   出し電極端子上、又は駆動回路基板の接続端子上に、請
   求項１記載の異方性導電材料の層を形成する工程、異方
   性導電材料に光を照射する工程、及び上記両端子を位置
   合わせした後、圧着する工程とからなることを特徴とす
   る表示装置の接続方法。