(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルに駆動ＩＣのベースフィルムを、接続材として、接続時に接続部面積の変化を伴う異方性導電材料を用いて接続する液晶パネルの接続方法において、液晶パネルに駆動ＩＣのベースフィルムを接続する前に、駆動ＩＣのベースフィルムおよび／又は液晶パネルの接続部の長手方向に対して垂直方向に、前記異方性導電材料を展開するように駆動ＩＣのベースフィルムおよび／又は液晶パネルを微動させることを特徴とする液晶パネルに駆動ＩＣのベースフィルムを接続する方法。
【請求項２】
液晶パネルに駆動ＩＣのベースフィルムと異方性導電材料を接触させ、前記接続前の微動を行い、位置合わせおよび該位置合わせの確認を行った後、前記接続処理を行う請求項１記載の液晶パネルに駆動ＩＣのベースフィルムを接続する方法。
【請求項３】
異方性導電材料として、室温でペースト状を呈するものを使用する請求項１または２記載の液晶パネルに駆動ＩＣのベースフィルムを接続する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルと駆動ＩＣの接続装置および接続方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
液晶パネルと駆動ＩＣの接続方法には、異方性導電材料＋ＴＡＢ、ＣＯＧ、ＣＯＦ等、さまざまな方法が研究開発・実用化されている。
一般的には異方性導電膜を加熱・加圧して接着剤を硬化させ、導電粒子による接続を実現する。
現在、液晶パネルの画素ピッチは、高精細化が進んでいる。これに伴い、駆動ＩＣの電極ピッチは高精細化、駆動ＩＣの形状は小型化がそれぞれ進んでいる。例えば、一例を挙げれば、出力電極ピッチ７０μｍピッチの場合、出力数２４０では、駆動ＩＣの長手方向の外形は２０ｍｍ程度となる。このような情況下、接続時に、加熱・加圧を行い、接着剤を硬化させる異方性導電材料を使用する場合、通常これらの材料は、硬化前に加熱させる事で、粘度の低下を起こす。
この時、接続に必要なエリア以外に、異方性導電材料が広がり、続いて硬化し、最悪の場合、隣接する駆動ＩＣ接続時には、接続の妨げになる可能性がある。
【０００３】
以下、この現象を図１に基づいて説明する。
図１に示す２の部分に、異方性導電材料を使用した場合、加熱・加圧時には、図中矢印のａ、ｂの方向へ広がるが、ａの方向は隣接する駆動ＩＣの接続部分にかかる可能性がある（ｂ方向に広がっても、接続に与える影響は少ない。）。
順次駆動ＩＣを接続する場合、直前に接続した駆動ＩＣ用の異方性導電材料がはみ出して硬化すると、特に隣接する駆動ＩＣ間隔が狭い場合、続いて接続する駆動ＩＣの接続部（電極表面）に異方性導電材料が着かなくても、ベースフィルムと基板間に入ることで、接続時に電極の接続状態に差異が生じる。径時変化で抵抗値の増加や、最悪の場合接続不良が発生する。
例えば、特開平５−７２５４５では、接続時の加圧に伴う面積変化によるはみ出した接着剤を用い、接続強度の向上を効果としている。
接続・加圧時の面積変化は、特開平５−７２５４５記載の方向以外にも発生し、隣接する駆動ＩＣ間に、異方性導電材料がはみ出した場合、続いて行われる接続に対し、はみ出した異方性導電膜が原因となり、信頼性の低下を起こす可能性がある。
従来技術では、この点になんら言及していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、接続時の加圧により面積変化をおこす異方性導電材料を使用した場合に、基板上の電極パターンや、基板形状、駆動ＩＣの電極パターンまた、熱圧着ヘッドに改良を加え、不要な部分へのはみ出しを防ぐことで、前記従来技術の問題点を解決した接続の再現性確保と高信頼性の確保を行うものである。
すなわち、本発明は、液晶パネルと駆動ＩＣを接続する場合に、異方性導電材料を使用し、特にファインピッチ化に対応した信頼性の高い接続を実現することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、液晶パネルと駆動ＩＣの接続に異方性導電材料を使用した液晶パネルにおいて、該異方性導電材料が液晶パネルと駆動ＩＣの前記接続時に接続部面積の変化を伴うものであり、かつ該面積変化による異方性導電材料が不要な部分に広がらないための壁を液晶パネルおよび／または駆動ＩＣの少なくとも一方に設けることにより、前記課題を解決することができた。
すなわち、本発明は液晶パネルと駆動ＩＣの接続に異方性導電材料を使用した液晶パネルにおいて、異方性導電材料は、接続時の加熱・加圧により、一般に低粘度化をおこし接続面積の増加をおこすが、この異方性導電材料の面積の増加によりはみだしを防ぐために少なくとも液晶パネルの基板および／または駆動ＩＣのベースフィルム上に壁を設けるものである。
【０００６】
以下、本発明の液晶パネルにおいて採用する壁について、図面に基づいて説明する。
図２においては、壁を設ける位置として、図１中のａ方向の異方性導電材料の広がりを防ぐ一例を示す。図２に示すように、駆動ＩＣ接続の長手方向の端部に壁４を形成することが効果的である。この時、既に接続した駆動ＩＣのベースフィルム側には、新規の接続による異方性導電材料の広がりを防ぐ壁を設けなくても良い。
図３に示すものは、駆動ＩＣのベースフィルムおよび基板にそれぞれ壁を作成し、これら壁を接続時に合わせて作製したものである。
図３においては、駆動ＩＣのベースフィルム上や基板上の電極および壁は、互いに少し離して記載してあるが、接続時にはこれらの間に異方性導電材料を挟持することで、電気的接続を行うことができる。
接続時には、左端に設けた壁が、接続に不要な異方性導電材料の広がりを防ぐことで、隣り合う駆動ＩＣ接続の信頼性を確保することができる。
また、本図のものでは、各基板上の電極と同じ高さの壁を作製している。
【０００７】
図４に示すものは、壁を液晶パネルの基板上のみに形成した液晶パネルの接続構造を示す図である。
図４には、壁を液晶パネルの基板上に作製したものを示している。この場合、駆動ＩＣ側は、既存のものが使用できるため、駆動ＩＣの新規作製等のコストは不要となる。また、壁の高さは、接続後の基板および駆動ＩＣのベースフィルム上の電極厚さの合計とすることで、作製する壁のコストは低く、効果は高くすることが可能である。基板上の壁の作製は、一例を示せば、基板上に本来の電極パターンと同時に、壁のパターンを作製し、続いて、壁の部分をＮｉ等の電界メッキ等を行うことで、作製することができる。
図５に示すものは、壁を異なる駆動ＩＣ間で駆動ＩＣのベースフィルムに接しない位置に設置したものであり、この場合、接続に不要な異方性導電材料の広がりは、壁で防ぐことが可能である。壁の高さとしては、特に規定するものではないが、基板および駆動ＩＣのベースフィルム上の電極厚さの合計以上とすることが好ましい。
【０００８】
前記壁を作る材料については、何ら制限を加えるものではないが、各基板上に作製する電極と同一材料を使用することで、新規に成膜等を行う必要はなく、低コスト化が可能である。
また、壁については、接続時に異方性導電材料のはみ出しを完全になくすことが好ましいが、接続に必要な異方性導電材料以外の材料のうち、接続の妨げになる方向の余分な材料を減らすことで、目的を達することができるため、完全にはみ出し分を遮断する必要はない。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、前記課題を解決するために、液晶パネルと駆動ＩＣの接続に異方性導電材料を使用した液晶パネルにおいて、前記接続に使用する加熱・加圧ヘッドを改良したことにある。
加熱・加圧ヘッドの改良の１例として、加熱・加圧ヘッドの長手方向の端に、同ヘッドより先に被接続物表面に接触する部分を設ける。
接続時には、特に長手方向への異方性導電材のはみ出しが、接続の信頼性に影響を及ぼすため、この方向のはみ出しをヘッドより先に接触する部分を設けることで、押さえるものである。
【００１０】
特に、順次ＴＣＰを接続する場合は、続いて接続するＴＣＰ用の電極側への異方性導電材料のはみ出しは許されない。そこで、続いてＴＣＰを接続する側にのみ、先に接触する部分を設け、他の部分とは時間差を設けることで、異方性導電材料のはみ出しによる、接続への影響を押さえ、反対側（既にＴＣＰ接続が済んでいるか、基板端）は、はみ出した異方性導電材料により、接続が補強することが可能である。図６にヘッドの概念図を示す。ヘッド端部が中央部より先に接触すること以外に、本発明はヘッドの機構等について制限を加えるものではない。例をあげれば、ヘッド端部と中央部は、空気圧・ばね圧等で接続することができる。
【００１１】
本発明の第３の特徴は、液晶パネルに駆動ＩＣを接続する接続方法を改良したことにある。
すなわち、本発明者らは、液晶パネルに駆動ＩＣを前記接続時に接続部面積の変化を伴う異方性導電膜を介して接続する前に、接続部の長手方向に対し駆動ＩＣおよび／または液晶パネルを垂直方向に微動させ、続いて、加熱・加圧することにより、図１に示すｂ方向に異方性導電材料をあらかじめ展開し、続いて加熱・加圧時に、図１ａ方向への広がりを押さえることが可能であることを見出しこの知見に基づき、前記接続方法を改良することができた。前記接続前の微動は、基板と駆動ＩＣが接触していれば、効果があるが、作業性の向上を考えると、位置合わせ前に接触させて微動し、続いて位置合わせを行うことがもっとも高効率に接続作業を行うことができる。
【００１２】
本発明で使用される異方性導電材料は、液晶パネルと駆動ＩＣの接続時に、面積が変化するものであれば、材料等に制限を加えるものではない。
例えば、エポキシ系接着剤に、金属粒子または樹脂ビーズに金属メッキをおこなった導電粒子を分散したものや、室温では、ペースト状を呈する接着剤中に、前記導電粒子を分散させたもの等を使用することができる。
特に、室温でペースト状を呈する異方性導電材料では、その低粘度から、加熱・加圧時の面積変化が大きいため、本発明の方法は有効である。
また、本発明は使用される基板の材質についても、特にその材質には制限はない。通常のガラス基板の他に、ＰＣ、ＰＥＳ、ＮＡＰ等のプラスティック基板を使用することができる。これらの基板材料は、接続に使用する異方性導電材料の設定温度によってのみ制限される。
本発明により、特にプラスティック基板を使用し、常温でペースト状を呈する異方性導電材料との組み合わせにより、高精細表示パネルを高信頼性で実現することができる。
また、この表示パネルを使用することで、高精細な表示機能を持つ液晶表示装置を作製することができる。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の実施例を示す。
【００１４】
参考例１
ガラス基板上に、図７に示すパターンを作製した。
電極パターン作製後、図８中のａで示す位置にフォトエッチングプロセスで壁を作製した。接続状態の測定のために、電極ピッチ７０μｍ×２４０本、電極厚さ１６μｍのＦＰＣを準備し、３枚の接続をおこなった。
作製したＦＰＣの概略図を図９に示す（図９中のａで示す位置に壁を作製している。）。
また、比較検討のために、ガラス基板、ＦＰＣ共に壁の無いものを準備し、同様に３枚のＦＰＣを接続した。接続直後および６０℃−８５％環境下での保存５００時間後の接続抵抗をそれぞれ測定した。結果を下表１に示す。
結果から明らかなように、壁の無いものでは、接続直後は接続不良は発生していないが、保存試験後は、接続不良が見られた。本参考例による接続では接続不良は発生しなかった。
本参考例の構成のものでは高い信頼性が確保できることがわかった。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
参考例２
ガラス基板上に参考例１同様の壁を設けたものと設けないものの、二種類の電極パターン作製した。但し、壁を作製した基板は、基板上のパターンと同じ材料・同じフォトプロセスで作製した。
参考例１同様に、ＦＰＣを作製し（壁の部分はなし）、各基板３枚接続した。接続直後および８５℃−８５％環境下での保存５００時間後の接続抵抗をそれぞれ測定した。結果を下表２に示す。
結果から明らかなように、壁の無いものでは、接続直後は接続不良は発生していないが、保存試験後は、接続不良が発生している。
壁を基板上の電極材料と同一材料を使用し、同一プロセスで作製することにより、作製時のプロセスを増加させることなく、接続を行うことが可能であることがわかった。
【００１７】
【表２】
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【００１８】
参考例３
ガラス基板上に参考例１同様の壁を設けたものと設けないものの、二種類の電極パターン作製した。壁の位置は、接続する駆動ＩＣのベースフィルムの外形に対して内側に形成した。壁を設けた方は、壁の部分のみに電界メッキによりＮｉで１６μｍの壁を作製した。
壁の部分を除く参考例１と同一形状のＦＰＣを作製し（通常の駆動ＩＣに対応）、各基板３枚接続した。接続直後および８５℃−８５％環境下での保存５００時間後の接続抵抗をそれぞれ測定した。結果を下表３に示す。
結果から明らかなように、壁の無いものでは、接続直後は接続不良は発生していないが、保存試験後は、接続不良が発生している。
基板側に壁を作製することで、既存の駆動ＩＣを改造することなく、接続時の信頼性を確保することができた。
【００１９】
【表３】
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【００２０】
参考例４
ガラス基板上に参考例１同様の壁を設けたものと設けないものの、二種類の電極パターン作製した。壁の位置は、接続時に異なる駆動ＩＣのベースフィルム間に設定し、それぞれ駆動ＩＣのベースフィルムには接触しない位置に作製した。壁を設けた方は、基板上に形成する電極パターン作製時に壁の部分を同一プロセス・同一材料で作製し、（基板上の電極パターンと同一厚さ）壁の部分のみに電界メッキによりＮｉで１６μｍの壁を作製した。
参考例１同様に、ＦＰＣを作製し（壁の部分は無し）、各基板３枚接続した。接続直後および８５℃−８５％環境下での保存５００時間後の接続抵抗をそれぞれ測定した。結果を下表４に示す。
結果から明らかなように、壁の無いものでは、接続直後は接続不良は発生していないが、保存試験後は、接続不良が発生している。
基板側に壁を作製することで、既存の駆動ＩＣを改造することなく、接続時の信頼性を確保することができた。
【００２１】
【表４】
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【００２２】
参考例５
熱圧着装置において、加熱・加圧ヘッドの長手方向両端に、ばねで加圧されたガイドを取り付けた。このガイドは、加熱・加圧ヘッドにばねで取り付けられているため、接続時には加熱・加圧部より先に基板に接触する。
比較のために、通常の加熱・加圧ヘッドを準備した。なお、加熱・加圧ヘッドの幅、長さは、互いに同じとした。
参考例１で作製した、壁の無い基板とＦＰＣを使用し、それぞれの加熱・加圧ヘッドを使用し、接続をおこなった。なお、各ヘッドとも３枚のＦＰＣを基板に接続した。接続直後および８５℃−８５％環境下での保存５００時間後の接続抵抗をそれぞれ測定した。結果を下表５に示す。
結果から明らかなように、従来技術によるものでは、接続直後は接続不良は発生していないが、保存試験後は、接続不良が発生している。
本参考例による加熱・加圧ヘッドにより、異方性導電材料が隣り合う電極への染み出しを防ぐことが可能であることがわかった。
【００２３】
【表５】
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【００２４】
実施例１
熱圧着装置において、加熱・加圧ヘッドの長手方向の連続して接続する駆動ＩＣ側のみに、ばねで加圧されたガイドを取り付けた。このガイドは、参考例５同様に加熱・加圧ヘッドにばねで取り付けられているため、接続時には加熱・加圧部より先に基板に接触する。
比較のために、通常の加熱・加圧ヘッドを準備した。なお、加熱・加圧ヘッドの幅、長さは、互いに同じとした。
参考例１で作製した、壁の無い基板とＦＰＣを使用し、それぞれの加熱・加圧ヘッドを使用し、接続をおこなった。なお、各ヘッドとも３枚のＦＰＣを基板に接続した。接続直後および８５℃−８５％環境下での保存５００時間後の接続抵抗をそれぞれ測定した。結果を下表６に示す。
結果から明らかなように、従来技術によるものでは、接続直後は接続不良は発生していないが、保存試験後は、接続不良が発生している。
本発明による加熱・加圧ヘッドにより、異方性導電材料が連続して接続する時の、続いて接続する駆動用の電極パターン上にへの染み出しを防ぐことが可能であることがわかった。
【００２５】
【表６】
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【００２６】
実施例２
異方性導電材料として、未硬化のペースト状接着剤中に導電粒子を分散させた接着剤を使用し、接続時に、基板上のパターンと駆動ＩＣの電極パターンの位置合わせ前に、両者を接触させ、接続部分の長手方向に対し、垂直方向に微動させたのち、位置決めを行い加圧・加熱したサンプルを作製した。
比較のために、直接位置合わせを行い、接触させたのち直ちに加熱・加圧したサンプルを作製した。尚、どちらのサンプルも、壁のない基板・駆動ＩＣを使用した。
接続数は、参考例１同様に１基板につき３枚接続をおこなった。接続直後および８５℃−８５％環境下での保存５００時間後の接続抵抗をそれぞれ測定した。結果を下表７に示す。
結果から明らかなように、本発明の位置合わせ・加熱・加圧前に、微動させていないものでは、接続直後は接続不良は発生していないが、保存試験後は、接続不良が発生している。本発明による接続では、接続時に高い信頼性が確保できることがわかった。
【００２７】
【表７】
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【００２８】
参考例６
基板としてＰＥＳを使用し、参考例１に示す電極パターンを作製した。（比較のために、壁を作製しないパターンについても同様に基板にＰＥＳを使用して作製した。）
接続には、未硬化のペースト状接着剤中に導電粒子を分散させた接着剤を使用した。
参考例１同様に、壁の有・無両方のＦＰＣを作製した。それぞれの基板に、ＦＰＣ３枚を接続した。接続直後および８５℃−８５％環境下での保存５００時間後の接続抵抗をそれぞれ測定した。結果を下表８に示す。
結果から明らかなように、壁の無いものでは、接続直後は接続不良は発生していないが、保存試験後は、接続不良が発生している。本参考例による接続方法では接続不良は発生しなかった。
ＰＦ基板を使用してもガラスと同等の効果が得られることがわかった。
【００２９】
【表８】
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【００３０】
実施例３
実施例２記載の構成で、ＳＴＮパネル（表示容量４８０×２４０、白黒）を作製した。
使用した駆動ＩＣは、日立製作所製セグメント側  ＨＤ６６１３２Ｔ（電極ピッチ７０μｍ×２４０）、コモン側  ＨＤ６６１３３Ｔを使用した。
このパネルを使用し、ＰＣＭＣＩＡメモリカードのデータを表示するビューアーを試作した。図１０に試作したメモリカードビューアのブロック図を示す。
以下に簡単に説明する。
試作した装置は、ＰＣＭＣＩＡ準拠のＳＲＡＭカードもメモリ内容を、表示するものである。
外部入力信号としては、アドレスのＵＰ／ＤＯＷＮ切替え、停止等を入力する。入力された信号により、外部インターフェースからは、ＰＣＭＣＩＡカード用のアドレス信号制御するアドレスコントローラおよびカードから入力されたデータを制御するデータコントローラを制御する。
カードから読み込まれたデータは、液晶駆動の周波数、タイミングとの整合を取るためにＦＩＦＯにセーブし、非同期読み込みで、信号側コントローラを経て液晶パネル上のセグメント駆動ＩＣに、データとして出力される。
一方、コモン側は走査側コントローラにより、コモン側駆動ＩＣを制御するための各種信号（ラッチ信号、フレーム信号、反転信号。但し、一部は信号側コントローラによる制御信号も含まれる。）を、コモン側駆動ＩＣに入力する。
走査側および信号側が、同期している以外、ＰＣＭＣＩＡカードと液晶パネルは、ＦＩＦＯを介して、非同期で動作している。
データコントローラに接続されているＲＯＭは、ＰＣＭＣＩＡカードデータが、コードを用いているときの変換テーブルである。
なお、メモリカード内部のデータは、外部入力信号で切り替える構成とした。
試作した装置は、表示部の液晶パネルを高精細で薄く、軽量で作製できたため、全体の薄型化を実現することができた。
【００３１】
【効果】
１．不要な異方性導電材料を接続に悪影響を及ぼさない方向へ広げることが可能となり、高信頼性を確保した接続を実現することができた。
【００３２】
２．作業効率が高く、高信頼性を確保した接続を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】駆動ＩＣの接続時、異方性導電材料が、加熱・加圧時に矢印のａ、ｂの方向へ広がることを示す図である。
【図２】図１中の異方性導電材料の広がりを防止するため、壁を設けた構造を示す図である。
【図３】駆動ＩＣのベースフィルムおよび基板にそれぞれ壁を作製し、これら壁を接続時に合わせて作製した液晶パネルの接続構造を示す図である。
【図４】壁を液晶パネルの基板上に接続した液晶パネルの構造を示す図である。
【図５】壁を異なる駆動ＩＣ間で駆動ＩＣのベースフィルムに接しない位置に設置したものである。
【図６】接続装置のヘッドの概念図である。
【図７】参考例１で作製したガラス基板上の電極パターンの概略を示す図である。
【図８】参考例１で作製した壁を設けた構造のガラス基板上の電極パターンの概略を示す図である。
【図９】参考例１で作製したＦＰＣの概略図である。
【図１０】実施例３で作製したメモリーカードビューアのブロック図である。
【符号の説明】
１  液晶セル基板
２  異方性導電材料
３ａ  駆動ＩＣ（ベースフィルム）
３ｂ  駆動ＩＣ（ＩＣチップ）
４  壁
５  駆動ＩＣ上の電極
６  液晶パネル基板上の電極
７  液晶パネル基板
８  駆動ＩＣ側の壁
９  基板側の壁
１０  基板側の壁
１１  本圧着ヘッド
１２  押さえ治具
１３  前工程で接続された駆動ＩＣ
１４  ガラス基板
ａ  異方性導電材料の広がり方向
ｂ  異方性導電材料の広がり方向
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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