(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示素子の電極引き出し端子に異方性導電膜を介してフレキシブル配線板のリード端子を重ね合わせ、そのリード端子の上からクッション材を介してヒーターバーで押圧して前記リード端子を前記電極引き出し端子に加熱圧着する工程を含む液晶表示装置の製造方法において、前記フレキシブル配線板のベースフィルムの厚みが２０〜４０μｍであること、前記クッション材が曲げ弾性係数１００００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の高分子材料からなること、および前記クッション材の上層に更に可撓性のシートを配置した構成からなることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記クッション材と前記フレキシブル配線板のベースフィルムの材料が同じ熱膨張係数を有する材料からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法に関する。詳しくは、液晶表示素子の電極引き出し端子とフレキシブル配線板のリード端子とを異方性導電膜を介し電気的に接続させる工程を有する液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に基づいて、液晶表示素子の電極引き出し端子とそれに駆動信号を供給するためのフレキシブル配線板とを異方性導電膜を介してヒーターバーで加熱圧着する従来の方法を説明する。
【０００３】
液晶表示素子は、それぞれの面に透明電極１ａ、２ａが形成された２枚の透明基板１、２を備えている。透明基板１には端子部３が連設されている。同端子部３には、透明電極１ａに連なり、それと同じ材料からなる電極引き出し端子３ａが形成されている。また、透明電極１ａ、２ａの上には配向膜４ａ、４ｂがそれぞれ形成されている。
【０００４】
透明基板１、２は、シール材を挟んで透明電極１ａ、２ａが対向するように配置され、これによって形成される空セル内に液晶が封入されている。
そして、端子部３の電極引き出し端子３ａ上に異方性導電膜５を貼り付け、フレキシブル配線板６をヒーターバーを用いて加熱圧着し、接続させている。この加熱圧着方法では圧力を均一に加えるためにフレキシブル配線板６とヒーターバー８との間にシリコーンゴムシートからなるクッション材７を載置している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
液晶駆動回路からの出力信号はフレキシブル配線板を通り、異方性導電膜を介し、ガラス上に形成された透明電極に信号が送られ、液晶に電圧が印加される。よって、駆動回路からの信号が液晶表示素子の電極に送られるためには、異方性導電膜の接続技術が最も重要な技術となる。
【０００６】
近年、液晶表示装置の小型化の要求が強く、それに伴いフレキシブル配線板の折り曲げ性の要求も強い。そのため、フレキシブル配線板のベースフィルムの厚みも薄くなってきている。この薄いベースフィルムでは加熱圧着時のフィルム変形が大きくなり、残留応力が残りやすい。特に、接続の信頼性が低下する問題が発生してきた。
【０００７】
図２は加熱圧着時に生じる変形応力の概念図であり、この図を利用して上記問題点を説明する。３は液晶表示素子の端子部、３ａは電極引き出し端子、６ａはフレキシブル配線板の銅リード端子、６ｂはフレキシブル配線板のベースフィルム、５は異方性導電膜である。
【０００８】
フレキシブル配線板を加熱圧着する場合、同ベースフィルムは熱と圧力によりフレキシブル配線板の銅リード端子間で窪みが生じる。この窪みは水平に戻ろうとする力Ｆを内部応力として持っている。このため信頼性試験、特に高温耐湿試験によって、異方性導電膜５と液晶表示素子の電極引き出し端子３ａとの界面の接着力が低下してくると、水平に戻ろうとする力Ｆによって上記界面で接着部が剥離する現象が発生する場合がある。この剥離が発生しないように、異方性導電膜の弾性率の調整、界面の接着力向上など種々検討されているが、実用レベルに至っていない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、液晶表示素子の電極引き出し端子に異方性導電膜を介してフレキシブル配線板のリード端子を重ね合わせ、そのリード端子の上からクッション材を介してヒーターバーで押圧して前記リード端子を前記電極引き出し端子に加熱圧着する工程を含む液晶表示装置の製造方法において、前記フレキシブル配線板のベースフィルムの厚みが２０〜４０μｍであること、前記クッション材が曲げ弾性係数１００００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の高分子材料からなること、および前記クッション料の上に更に可撓性のシートを設置した構成からなることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
液晶表示素子は透明基板１、２からなり、透明基板の上に透明電極１ａ、２ａを配置している。また、透明基板１には端子部３が連設されている。同端子部３には、透明電極１ａに連なり、それと同じ材料からなる電極引き出し端子３ａが形成されている。
【００１１】
透明電極としては、透光性の基板であればよく、ガラス基板、プラスチック基板等が挙げられる。また、透明基板の厚みとしても、０．１〜２ｍｍ程度のものが使用される。
透明電極は、スパッタ法、イオンプレーティング法、蒸着法等にて成膜されたＩＴＯ等を所望の電極パターンにエッチングすることで得られる。
【００１２】
このようにして電極を形成した基板を用いて、必要に応じて配向膜形成、配向処理、スペーサ散布、シール印刷を行い上下基板の電極面を対向させて、圧着した後に液晶を注入する。注入、封止後に必要に応じて偏光板を貼り付け液晶表示素子が得られる。
【００１３】
本発明が適用可能な液晶表示素子の形態は、特に限定されず、通常のツイステッドネマチック型、ツイスト角が１６０〜３００  になるようにカイラル物質を添加した液晶を使用するスーパーツイステッドネマチック型（位相差板を使用した白黒ツイステッドネマチック型液晶表示素子、複屈折モードを用いたカラー表示の液晶表示素子やカラーフィルターを用いたカラー表示の液晶表示素子等を含む）、さらにはＴＦＴや強誘電性液晶表素子等が例示される。
液晶表示素子の駆動方法としては、マルチプレックス方式、スタチック方式が使用できるが、表示の容量を多くすることができるマルチプレックス方式の駆動が好ましい。
【００１４】
液晶表示素子の電極引き出し端子３ａに異方性導電膜５を貼り付け、フレキシブル配線板６を配置し、ヒーターバーによって加熱圧着を行う。この加熱圧着時に、フレキシブル配線板とヒーターバーとの間にクッション材７を載置する。
【００１５】
フレキシブル配線板６としては、可撓性の絶縁基板に配線パターンを形成したフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）、駆動用回路をテープ上に実装したＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）、可撓性の絶縁フィルムにプリント配線を施し、その上にＬＳＩを搭載したＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）等が挙げられる。
【００１６】
また、このフレキシブル配線板のベースフィルムの材質としては、ポリエステル、ポリスルホンおよびポリイミドが挙げられるが、高温での作業を必要とすることより、耐熱性の面で優れるポリイミドが多く使われている。
【００１７】
本発明に適用されるフレキシブル配線板のベースフィルムの厚みは１０〜１５０μｍとするが、薄膜のベースフィルムの方が加熱圧着時の撓み量が多くなり、２０〜４０μｍの厚みのベースフィルムに適用した方が効果が顕著となり好ましい。
【００１８】
本発明では、クッション材に曲げ弾性係数が１００００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の高分子材料を用いることが重要である。クッション材に曲げ弾性係数の高い材料を用いることで、フレキシブル配線板のベースフィルムの撓み量を抑え、フレキシブル配線板の銅リード端子間の窪みに生じた水平に戻ろうとする力Ｆを最小限に抑えることができる。ここで、曲げ弾性係数はＡＳＴＭ−Ｄ７９０の測定法によって測定した値である。
クッション材の材質としてはポリイミド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。
【００１９】
クッション材の厚みとしては１０〜２００μｍが適用できるが、厚みが厚くなると熱伝導が悪くなり、薄くなると取り扱い等の作業性が悪くなることより、２０〜５０μｍのクッション材を用いたほうが好ましい。
【００２０】
また、フレキシブル配線板の伸び防止として、熱膨張係数が同じようなフレキシブル配線板のベースフィルムと同じ材質とすることが好ましい。さらに、耐熱性の面から、クッション材をポリイミドとすることが好ましい。
【００２１】
クッション材であるポリイミドの上にさらにシリコーンゴムシートのような可撓性のクッション材を設置することで、ヒーターバーの平行度が多少悪くても均一に圧力が加わり、装置上の問題を緩和するとともに本発明と同様の効果も得られる。
【００２２】
また、本発明の効果を損じない範囲で、通常の液晶表示装置で使用されている公知の材料および公知の技術が適用可能である。
【００２３】
【実施例】
例１（実施例）
厚さ０．４ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 ）からなる透明電極を形成してなる液晶表示素子の電極引き出し端子に異方性導電膜を貼り付けた。
つぎに、厚み２５μｍのポリイミドからなるベースフィルムを持つフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）を異方性導電膜上に配置した。
【００２４】
このＦＰＣとヒーターバーとの間に曲げ弾性係数３００００ｋｇｆ／ｃｍ2 であるポリイミドからなる厚み５０μｍのクッション材を載置し、ヒーターバーの平行度を調整し、また、異方性導電膜の実温度が１８０℃となるように設定されたヒーターバーに圧力４０ｋｇｆ／ｃｍ2 で、ＦＰＣと液晶表示素子の電極引き出し端子とを加熱圧着し、液晶表示装置を得た。
【００２５】
得られた液晶表示装置のＦＰＣのベースフィルムの断面観察を行ったところ、ベースフィルムの撓み量は最大で２μｍであった。
また、ＦＰＣの伸び率（図２の左右方向）を測定すると、加熱圧着する前に比べ０．１５％の伸び率であった。
【００２６】
同様に製造した液晶表示装置３０個を８０℃９０％ＲＨの高温耐湿槽に投入した。１０００時間後においても、全数異方性導電膜と液晶表示素子の引き出し端子とで剥離は生じておらず、断線のない表示が得られた。
【００２７】
例２（実施例）
例１と同様な液晶表示素子を用い、その電極引き出し端子に異方性導電膜を貼り付けた。つぎに、厚み２５μｍのポリイミドからなるベースフィルムを持つＣＯＦを異方性導電膜上に配置した。
【００２８】
このＣＯＦとヒーターバーとの間に曲げ弾性係数３００００ｋｇｆ／ｃｍ2 であるポリイミドからなる厚み２５μｍのクッション材を載置し、さらにその上に厚み２００μｍのシリコーンゴムシートを乗せ、異方性導電膜の実温度が１８０℃となるように設定されたヒーターバーに圧力４０ｋｇｆ／ｃｍ2 で、ＣＯＦと液晶表示素子の電極引き出し端子とを加熱圧着し、液晶表示装置を得た。
【００２９】
得られた液晶表示装置のＣＯＦのベースフィルムの断面観察を行ったところ、ベースフィルムの撓み量は最大で２μｍであった。
また、ＣＯＦの伸び率（図２の左右方向）を測定すると、加熱圧着する前に比べ０．１５％の伸び率であった。
【００３０】
同様に製造した液晶表示装置３０個を８０℃９０％ＲＨの高温耐湿槽に投入した。１０００時間後においても、全数異方性導電膜と液晶表示素子の引き出し端子とで剥離は生じておらず、断線のない表示が得られた。
【００３１】
例３（比較例）
例１のクッション材の代わりに曲げ弾性係数３０００ｋｇｆ／ｃｍ2 であるポリテトラフルオロエチレンからなる厚み２００μｍのクッション材を用い、例１と同様の方法で液晶表示装置を得た。
【００３２】
得られた液晶表示装置のＦＰＣのベースフィルムの断面観察を行ったところ、ベースフィルムの撓み量は最大で４μｍであった。
また、ＦＰＣの伸び率（図２の左右方向）を測定すると、加熱圧着する前に比べ０．２５％の伸び率であった。
【００３３】
同様に製造した液晶表示装置３０個を８０℃９０％ＲＨの高温耐湿槽に投入した。１０００時間後に確認すると、２８／３０個の液晶表示装置に異方性導電膜と液晶表示素子の引き出し端子とで剥離が発生し、数本から数十本の断線が見られる表示状態であった。
【００３４】
例４（比較例）
例１のクッション材の代わりに例２で用いたシリコーンゴムシートをクッション材として用い、例１と同様の方法で液晶表示装置を得た。なお、シリコーンゴムの曲げ弾性係数を測定しようとしたが、数値が小さく、測定できなかった。
【００３５】
得られた液晶表示装置のＦＰＣのベースフィルムの断面観察を行ったところ、ベースフィルムの撓み量は最大で５μｍであった。
また、ＦＰＣの伸び率（図２の左右方向）を測定すると、加熱圧着する前に比べ０．３％の伸び率であった。
【００３６】
同様に製造した液晶表示装置３０個を８０℃９０％ＲＨの高温耐湿槽に投入した。１０００時間後に確認すると、３０／３０個の液晶表示装置に異方性導電膜と液晶表示素子の引き出し端子とで剥離が発生し、数本から数十本の断線が見られる表示状態であった。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、クッション材に曲げ弾性係数が１００００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の高分子材料を用い、更にそのクッション材の上層に可撓性のシートを配置したことで、ヒーターバーの平行度に依存することなく、フレキシブル配線板のベースフィルムの撓み量を抑えることができ、液晶表示装置の信頼性を向上させることができる。
【００３８】
本発明は、フレキシブル配線板のベースフィルムと同質のクッション材を用いることで、加熱圧着時に生じるフレキシブル配線板の伸び量を抑えることができる。この伸び量を抑えることにより、液晶表示素子の引き出し端子の設計の自由度が上がるという効果もでてくる。
また、クッション材にポリイミドを用いることで耐熱性に優れ、高温での処理を繰り返しても同一クッション材で処理でき、作業性が向上するという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示装置の製造方法を示す断面図。
【図２】加熱圧着時に生じる変形応力の概念図。
【符号の説明】
１、２：透明基板
１ａ、２ａ：透明電極
３：端子部
３ａ：電極引き出し端子
４ａ、４ｂ：配向膜
５：異方性導電膜
６：フレキシブル配線板
６ａ：フレキシブル配線板の銅リード端子
６ｂ：フレキシブル配線板のベースフィルム
７：クッション材
８：ヒーターバー
【図１】
0003865951.tif 000002
【図２】
0003865951.tif 000003