(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板上の接続端子と第２基板の接続端子との間に配し、熱圧着処理により両者の導通を確保しながら接合するための異方性導電接続材料であって、絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接続材料において、圧着温度における導電性粒子の弾性率が、２５℃におけるその弾性率の６０〜９０％であり、かつ圧着温度における第１基板の弾性率の２００％以下であることを特徴とする異方性導電接続材料。
【請求項２】
第１基板がプラスチック基板であり、第１基板の接続端子がＩＴＯから構成されている請求項１記載の異方性導電接続材料。
【請求項３】
プラスチック基板がポリカーボネート基板又はポリエーテルスルホン基板である請求項２記載の異方性導電接続材料。
【請求項４】
導電性粒子の２５℃における弾性率が４．５ＫＮ／ｍｍ2以下である請求項１に記載の異方性導電接続材料。
【請求項５】
粒径Ａの導電性粒子に１ｇの荷重をかけて変形させた後、荷重を取り除いた時の導電性粒子の粒径をＢとした時に以下式
【数１】
0003541777.tif 000004
で定義される回復率が６％以上である請求項１〜４のいずれかに記載の異方性導電接続材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック基板を使用する液晶パネルの製造に適した異方性導電接続材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に普及している携帯電話や携帯端末機器等の電子機器には、一対の透明ガラス基板の間に液晶を封入した液晶セルを有する液晶パネルが使用されている。
【０００３】
このような液晶パネルは、液晶セルのガラス基板上のＩＴＯ電極とフレキシブル基板の接続端子との間に、熱硬化型絶縁性接着剤中に導電性粒子を分散させた異方性導電接続材料を挟み込み、熱圧着することにより導通を確保しながら両者を接着することにより作製されている。
【０００４】
最近では、液晶パネルの軽量軽薄化を実現するために、液晶セルの透明ガラス基板に代えて、より軽く強度の強いポリカーボネート基板やポリエーテルスルホン基板等の透明プラスチック基板を用いることが試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらのプラスチック基板は、ガラス基板と異なり、１００〜２２０℃の軟化点を有しており、その軟化点は圧着時の温度範囲にオーバーラップしている。このため、圧着時に、導電性粒子に接触するＩＴＯ電極に力が集中すると、その部分のプラスチック基板が変形し、ＩＴＯ電極にクラックが生じ、表示不良が発生するという問題があった。この問題は、導電性粒子として、ガラス基板を使用する液晶パネルの製造の際に良好な接続信頼性を実現できるもの（即ち、高弾性率で且つ圧着時に軟化しない導電性粒子）を使用した場合に顕著となる。
【０００６】
この問題に対し、比較的低荷重で変形する樹脂コアに金属被膜を形成した導電性粒子を使用することで対処しているが、このような導電性粒子は塑性変形してしまうために、熱、外的応力、湿度等の影響により接続部の寸法変化が生じた場合にはその変化に追随できず、特に、エージング後の接続信頼性が大きく低下するという問題があった。
【０００７】
以上説明したような問題は、液晶パネルの製造時だけでなく、異方性導電接続時の熱圧着条件下で変形しやすい基板を使用したときや、塑性変形性の導電性粒子を使用したときにも生ずる場合がある。
【０００８】
本発明は、以上の従来の技術の課題を解決しようとするものであり、対向する基板同士を異方性導電接続する際に、基板としてＩＴＯ電極が設けられたプラスチック基板を使用した場合であっても、ＩＴＯ電極にクラックを生じさせず、また、エージング後の接続信頼性を低下させない異方性導電接続材料を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、▲１▼異方性導電接続材料に使用する導電性粒子の圧着温度における弾性率を、接続すべき基板の圧着温度における弾性率に対して一定の値以下にコントロールすることにより、基板としてＩＴＯ電極が設けられたプラスチック基板を使用した場合であってもＩＴＯ電極にクラックを生じさせないようにできること、▲２▼更に、導電性粒子の常温域（例えば２５℃）における弾性率が、圧着温度におけるその弾性率よりも高くなるようにすると、エージング後の接続信頼性を向上させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、基板としてＩＴＯ電極が設けられたプラスチック基板を使用した場合であってもＩＴＯ電極にクラックを生じさせないようにするために、本発明は、第１基板上の接続端子と第２基板の接続端子との間に配し、熱圧着処理により両者の導通を確保しながら接合するための異方性導電接続材料であって、絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接続材料において、圧着温度における導電性粒子の弾性率が、２５℃におけるその弾性率の６０〜９０％であり、かつ圧着温度における第１基板の弾性率の２００％以下であること特徴とする異方性導電接続材料を提供する。
【００１１】
また、この異方性導電接続材料に、エージング後の接続信頼性を向上させる性質を更に付与するために、圧着温度における導電性粒子の弾性率が、２５℃におけるその弾性率の６０〜９０％であることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の異方性導電接続材料は、第１基板上の接続端子と第２基板の接続端子との間に配し、熱圧着処理により両者の導通を確保しながら接合するための材料であり、絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散されてなるフィルム状、ペースト状もしくは液状の異方性導電接続材料である。
【００１３】
本発明においては、導電性粒子として、圧着温度におけるその弾性率が、圧着温度における第１基板の弾性率の２００％以下、好ましくは１１０〜１５０％のものを使用する。これにより、基板としてＩＴＯ電極が設けられたプラスチック基板を使用した場合であってもＩＴＯ電極にクラックを生じさせないように異方性導電接続が可能となる。２００％を超える場合には、導電性粒子が第１基板よりも過度に硬いことを意味し、従って第１基板としてＩＴＯ電極が設けられたプラスチック基板を使用すると、熱圧着時にＩＴＯ電極にクラックが発生する可能性が高まるので好ましくない。
【００１４】
第１基板としては、ガラス基板、ポリイミド基板等も使用できるが、本発明の効果が特に発揮されるものとしてはポリカーボネート基板やポリエーテルスルホン基板等のプラスチック基板を好ましく挙げることができる。なお、第２基板は第１基板と同じものを使用してもよいし、圧着温度における弾性率が圧着温度における導電性粒子の弾性率の２００％を超える比較的硬い基板（例えばガラス基板）や、逆に２００％を大きく下回る比較的柔軟な基板（例えばポリイミド基板）等を使用することができる。
【００１５】
また、第１基板や第２基板には、必要に応じてガスバリア性等を高めるために公知のカバーコート層を設けてもよい。
【００１６】
第１基板又は第２基板の接続端子としては、銅、アルミ、金、銀等の金属やＩＴＯ等の酸化物から構成したものを挙げることができる。特に、クラックが生じやすいＩＴＯ等からなる接続端子を使用した場合に、本発明の効果が特に有効となる。
【００１７】
本発明において、基板の弾性率（ＫＮ／ｍｍ2）は、所定の大きさ（厚５０μｍ×幅０．４ｍｍ×長２０ｍｍ）に切り出した基板サンプルを、粘弾性測定装置（オリエンテック（株））を用い、非共振強制振動法により測定した引張弾性率として定義される。また、導電性粒子の弾性率は、ガラス定盤上で導電性粒子に対しステンレススチール製のプローブで荷重をかけ、その粒子径を１０％減少させるに必要な単位面積当たりの荷重として定義される。このように定義される基板の弾性率と導電性粒子の弾性率とは同じ次元を有しており、比較の対象とすることができる。
【００１８】
本発明において、異方性導電接続材料のエージング後の接続信頼性を向上させるためには、異方性導電接続部の寸法変化に導電性粒子が追随できるようにする必要があるが、弾性率を上げすぎるとＩＴＯ電極にクラックを発生させる要因となる。従って、導電性粒子としては、常温域（即ち２５℃）における弾性率が４．５ＫＮ／ｍｍ2以下、好ましくは２．０ＫＮ／ｍｍ2以下の導電性粒子を使用する。
【００１９】
また、導電性粒子の圧着温度における弾性率と常温域（即ち２５℃）における弾性率とのバランスを考慮した場合、前者が後者の好ましくは６０〜９０％、より好ましくは６５〜８０％である。この範囲を外れると良好な接続信頼性を得られなくなる傾向があり、好ましくない。
【００２０】
また、本発明の異方性導電接続材料のエージング後の接続信頼性を向上させるために、以下に定義される回復率を好ましくは６％以上、より好ましくは３０％以上とする。回復率が小さいと異方性導電接続部の寸法変化に導電性粒子が追随できず、好ましくない。
【００２１】
ここで、回復率は、粒径Ａの導電性粒子に１ｇの荷重をかけて変形させた後、荷重を取り除いた際の導電性粒子の粒径をＢとしたときに以下式
【００２２】
【数２】
回復率（Ｒ（％））＝（Ｂ／Ａ）×１００
で定義される。具体的には、ガラス定盤上で粒径Ａの導電性粒子に対しステンレススチール製のプローブで１ｇの荷重をかけて変形させ、荷重を取り除いたときの粒径をＢとして算出する。
【００２３】
本発明において、導電性粒子に関し、以上説明した弾性率や回復率を示すものであればその材質や大きさは限定されず、金やハンダなどの金属粒子、樹脂コア−金属メッキ被覆複合粒子等を使用することができる。また、大きさも使用目的等に応じて適宜選択することができ、通常３〜１５μｍである。
【００２４】
本発明の異方性導電接続材料において使用する絶縁性接着剤としては、公知の絶縁性接着剤、例えば、固形もしくは液状のエポキシ樹脂等の重合成分とイミダゾール系硬化剤や変性アミン系硬化剤等の硬化剤成分とからなる熱硬化型の絶縁性接着剤、重合性二重結合を有するアクリレート系樹脂と硬化触媒から成る絶縁性接着剤、アクリル、ＳＢＲ、ＳＩＳ、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂及びゴム系樹脂等からなるゴム系接着剤等を使用することができる。
【００２５】
本発明の異方性導電接続材料における絶縁性接着剤と導電性粒子との重量割合は、絶縁性接着剤１００重量部に対し導電性粒子２〜１０重量部である。
【００２６】
本発明の異方性導電接続材料は、絶縁性接着剤と導電性粒子と溶媒とを常法に従って均一に混合することにより製造することができる。
【００２７】
また、本発明の異方性導電接続材料の使用形態は、例えば、剥離処理したフィルム上に塗布し乾燥して成膜することによりＡＣＦとしてもよく、また、所定の接着部位に塗布するペースト状のＡＣＰとしてもよい。
【００２８】
本発明の異方性導電接続材料は、上述したようにプラスチック基板を使用する液晶パネルを製造する際に好ましく使用することができるが、液晶パネルだけでなく、ベアＩＣチップをプラスチック基板にフェイスダウンで接続したりする際にも好ましく使用することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００３０】
実施例１〜４及び比較例１〜２
表１に示す組成を常法により均一に混合し、得られた混合物を剥離処理済みの５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、残留溶剤が１％以下になるように乾燥して１５μｍ厚の異方性導電接続フィルム（ＡＣＦ）を得た。なお、各実施例及び各比較例で使用した導電性粒子の２５℃及び圧着温度（１３０℃）における弾性率（ＫＮ／ｍｍ2）及び回復率（％）並びに２５℃弾性率に対する１３０℃弾性率の割合（％）を表２に示した。
【００３１】
【表１】
0003541777.tif 000002
【００３２】
得られたＡＣＦを、１００μｍピッチのＩＴＯ電極が形成されたプラスチック基板（ポリエーテルスルホン基板）とポリイミド基板に１２μｍ厚の銅配線が形成された２層フレキシブル基板との間に挟み込み、１３０℃、０．１ＫＮ／ｃｍ2、２０秒という条件で圧着し、接続構造体を得た。
【００３３】
なお、使用したプラスチック基板の２５℃における弾性率は２．７ＫＮ／ｍｍ2であり、１３０℃における弾性率は２．４ＫＮ／ｍｍ2であった。１３０℃における導電性粒子の弾性率に対するプラスチック基板の弾性率の割合を表２に示した。
【００３４】
得られた接続構造体について、以下に説明するように、ＩＴＯ電極の「クラック発生状態」、「導電性粒子の変形状態」、「初期抵抗値」、「エージング後抵抗値」、「液晶パネル点灯状態」について調べた。得られた結果を表２に示す。
【００３５】
クラック発生状態
接続構造体の接続部におけるプラスチック基板のＩＴＯ電極を光学顕微鏡で目視観察し、接続した１００ピン中のクラックが生じたピンの割合を調べた。
【００３６】
導電性粒子の変形状態
接続構造体の接続部における導電性粒子の変形状態を接続部の断面を観察し、粒子の偏平率を測定することで、以下の基準にて評価した。
【００３７】
ランク    基準
◎：  直径１０μｍの粒子が５μｍ未満の直径となるまで偏平している場合
○：  直径１０μｍの粒子が５以上〜７μｍ未満の直径となるまで偏平している場合
△：  直径１０μｍの粒子が７以上〜９μｍ未満の直径となるまで偏平している場合
×：  直径１０μｍの粒子が殆ど変形せず９μｍ以上の直径を保持している場合又は偏平していない場合
【００３８】
初期抵抗値
作製直後の接続構造体の配線抵抗値を抵抗測定器で測定した。数値が小さい程、良好な導通が確保されていることを示している。
【００３９】
エージング後抵抗値（信頼性試験）
接続構造体を６０℃、９５％ＲＨの環境内に５００時間放置した後の配線抵抗値を抵抗測定器で測定した。数値が小さい程、良好な導通が確保されていることを示している。
【００４０】
液晶パネル点灯状態
接続構造体を使用して液晶パネルを常法に従って組み上げ、実際に液晶パネルを点灯し、点灯状態を調べた。
【００４１】
【表２】
0003541777.tif 000003
【００４２】
表２からわかるように、圧着温度における導電性粒子の弾性率が圧着温度におけるプラスチック基板の弾性率の２００％以下の実施例１〜４の異方性導電接続フィルムを使用した場合には、プラスチック基板のＩＴＯ電極にクラックが発生しなかった。一方、２００％を超える比較例１〜２の異方性導電接続フィルムを使用した場合には、プラスチック基板のＩＴＯ電極にクラックが発生したことがわかる。
【００４３】
また、圧着温度における導電性粒子の弾性率が、２５℃におけるその弾性率の６０〜９０％の範囲を外れ、回復率も６％を下回る実施例４の異方性導電接続フィルムを使用した場合には、エージング後抵抗値が上昇したことがわかる。従って、異方性導電接続材料の接続信頼性を向上させるためには、導電性粒子として、圧着温度における弾性率が２５℃における弾性率の６０〜９０％の範囲にあり、且つ６％以上の回復率を示すものの使用が好ましいことがわかる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の異方性導電接続材料によれば、対向する基板同士を異方性導電接続する際に、基板としてＩＴＯ電極が設けられたプラスチック基板を使用した場合であっても、ＩＴＯ電極にクラックを生じさせず、また、エージング後の接続信頼性を低下させないようにできる。