(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極端子が設けられたガラス基板である第１被接着物と、第２電極端子が設けられた回路基板または半導体素子である第２被接着物との間に第１接着層と第２接着層とを介在させて接着し、前記第１電極端子と前記第２電極端子とを電気的に接続する接着方法であって、
前記第１電極端子の前記第１被接着物の表面からの厚さは、前記第２電極端子の前記第２被接着物の表面からの厚さより薄く、前記第１接着層は導電性粒子を含む異方導電性接着層で、前記導電性粒子の直径よりも大きな厚みを有し、前記第２接着層は前記導電性粒子を含まない接着方法において、
前記第１接着層および前記第２接着層は同じ種類の絶縁性接着材料が用いられ、かつ、異なる種類のカップリング剤が添加され、前記第１接着層に添加されたカップリング剤は、前記第１被接着物との接着強度を高めることができるカップリング剤であり、前記第２接着層に添加されたカップリング剤は、前記第２被接着物との接着強度を高めることができるカップリング剤であり、
前記第１接着層は、前記第１被接着物の前記第１電極端子が設けられていない部分で前記第２接着層よりも厚い厚みを有して前記第１被接着物と接着するよう、前記第２接着層は、前記第２被接着物の前記第２電極端子が設けられていない部分で前記第１接着層よりも薄い厚みを有して前記第１被接着物と接着するように、前記第１接着層と前記第２接着層を前記第１被接着物と前記第２被接着物との間および前記第１電極端子と前記第２電極端子との間に介在させ、
圧着によって前記第１被接着物と前記第２被接着物を接着して前記第１電極端子と前記第２電極端子とを前記導電性粒子を介して電気的に接続することを特徴とする接着方法。
【請求項２】
第１電極端子が設けられた液晶パネルのガラス基板である第１被接着物と、第２電極端子が設けられた回路基板または半導体素子である第２被接着物との間に第１接着層と第２接着層とを介在させて接着し、前記第１電極端子と前記第２電極端子とを電気的に接続する液晶装置の製造方法であって、
前記第１電極端子の前記第１被接着物の表面からの厚さは、前記第２電極端子の前記被接着物の表面からの厚さより薄く、前記第１接着層は導電性粒子を含む異方導電性接着層で、前記導電性粒子の直径よりも大きな厚みを有し、前記第２接着層は前記導電性粒子を含まない液晶装置の製造方法において、
前記第１接着層および前記第２接着層は同じ種類の絶縁性接着材料が用いられ、かつ、異なる種類のカップリング剤が添加され、前記第１接着層に添加されたカップリング剤は、前記第１被接着物との接着強度を高めることができるカップリング剤であり、前記第２接着層に添加されたカップリング剤は、前記第２被接着物との接着強度を高めることができるカップリング剤であり、
前記第１接着層は、前記第１被接着物の前記第１電極端子が設けられていない部分で前記第２接着層よりも厚い厚みを有して前記第１被接着物と接着するよう、前記第２接着層は、前記第２被接着物の前記第２電極端子が設けられていない部分で前記第１接着層よりも薄い厚みを有して前記第２被接着物と接着するように、前記第１接着層と前記第２接着層を前記第１被接着物と前記第２被接着物との間および前記第１電極端子と前記第２電極端子との間に介在させ、
圧着によって前記第１被接着物と前記第２被接着物を接着して前記第１電極端子と前記第２電極端子とを前記導電性粒子を介して電気的に接続することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１電極端子は透明導電膜であり、前記第２電極端子は金属膜であることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤、特に導電性粒子を含有する異方導電性接着剤を用いた接着方法、さらには、液晶パネルと外部回路基板や半導体素子等との接続に異方導電性接着剤を用いた液晶装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルのガラス基板上に設けられた入力端子とＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇe）の端子（端子上にバンプが形成されている場合もある）との接続のように、ファインピッチの端子間の接続には異方導電性の接着剤が用いられている。
【０００３】
従来の異方導電性の接着剤は、エポキシ樹脂等の熱硬化性あるいは熱可塑性の絶縁性接着材料と、この接着剤内に配置された複数の導電性粒子とで構成されていた。ここで、絶縁性接着材料は、被接着物、つまりガラス基板とポリイミド製のＴＣＰとに接着されるため、これらの材質の異なる被接着物のいずれにも所定の接着力で接着できるように汎用性の高い接着剤を用いていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、汎用性がある接着剤は、どの材質の被接着物に対しても一定レベルの接着力が得られるが、一方の被接着物に対して一定レベル以上の接着力を求めると、他方の被接着物との接着力が低下してしまい、全体としては一定レベル以上の接着力が得られないという問題があった。
【０００５】
特に、液晶パネルにガラス基板を用い、そのガラス基板と外部回路基板である高分子基板とを接続する場合にあっては、両者の接着特性が著しく異なることがある。そのため、接着剥がれに起因する不良が、ガラス基板と高分子基板のうちのどちらか一方のみにおいて起こりやすい傾向にあった。
【０００６】
本発明の目的は、異方導電性接着剤を用いた接着方法において、圧着の際に導電性粒子の流出を防止できる接着方法及び液晶装置の製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の接着方法は、第１電極端子が設けられたガラス基板である第１被接着物と、第２電極端子が設けられた回路基板または半導体素子である第２被接着物との間に第１接着層と第２接着層とを介在させて接着し、前記第１電極端子と前記第２電極端子とを電気的に接続する接着方法であって、前記第１電極端子の前記第１被接着物の表面からの厚さは、前記第２電極端子の前記第２被接着物の表面からの厚さより薄く、前記第１接着層は導電性粒子を含む異方導電性接着層で、前記導電性粒子の直径よりも大きな厚みを有し、前記第２接着層は前記導電性粒子を含まない接着方法において、前記第１接着層および前記第２接着層は同じ種類の絶縁性接着材料が用いられ、かつ、異なる種類のカップリング剤が添加され、前記第１接着層に添加されたカップリング剤は、前記第１被接着物との接着強度を高めることができるカップリング剤であり、前記第２接着層に添加されたカップリング剤は、前記第２被接着物との接着強度を高めることができるカップリング剤であり、前記第１接着層は、前記第１被接着物の前記第１電極端子が設けられていない部分で前記第２接着層よりも厚い厚みを有して前記第１被接着物と接着するよう、前記第２接着層は、前記第２被接着物の前記第２電極端子が設けられていない部分で前記第１接着層よりも薄い厚みを有して前記第１被接着物と接着するように、前記第１接着層と前記第２接着層を前記第１被接着物と前記第２被接着物との間および前記第１電極端子と前記第２電極端子との間に介在させ、圧着によって前記第１被接着物と前記第２被接着物を接着して前記第１電極端子と前記第２電極端子とを前記導電性粒子を介して電気的に接続することを特徴とする。
【０００８】
本発明の接着方法を用いて、第１被接着物と第２被接着物を接着する場合にあっては、第１接着層と第１被接着物とを接しさせ、第２接着層と第２被接着物とを接しさせることができる。そうすることにより、各被接着物が各々に応じた接着特性の下で、他方の被接着物と接着されるため、被接着物同士の接着が強固なものになる。
【０００９】
第１被接着物と第２被接着物との間で電気的接続をとる必要が有る場合にあっては、本発明のように第１接着層中に導電性粒子を混入させれば良い。もちろん、第２接着層中にも導電性粒子を混入してもかまわないが、通常、第１被接着物と第２被接着物との間で電気的接続をおこなう場合にあっては第１被接着物と第２被接着物とを互いに押しつけるようにして接着する。そのため、第１接着層中にのみ導電性粒子を混入させれば電気的接続はできる。
【００１０】
第１接着層中にのみ導電性粒子を配置すると、導電性粒子の数や配置を管理しやすいので、容易に異方導電性の接着剤を製造することができる。この場合において、第２接着層は第２被接着物との接着のみに利用できればよいため、第１接着層に比べて接着層の厚みを薄く形成することができる。
【００１１】
また、一般的に、被接着物の圧着の際には、電極端子によって接着剤が押し出され、そして流出する。当然のことながら、電極端子の厚みが厚い電極端子によって押し出される接着剤の量の方が、厚みが薄い電極端子によって押し出される接着剤の量より多い。第１被接着物と第２被接着物との間で確実な電気的接続を行うためには、導電性粒子の流出をなくすことが好ましい。
【００１２】
本発明においては、導電性粒子が混入された第１接着層と、電極端子の厚みが薄い電極端子を有する基板とを接しさせるため、圧着の際の導電性粒子の流出を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の液晶装置の製造方法は、第１電極端子が設けられた液晶パネルのガラス基板である第１被接着物と、第２電極端子が設けられた回路基板または半導体素子である第２被接着物との間に第１接着層と第２接着層とを介在させて接着し、前記第１電極端子と前記第２電極端子とを電気的に接続する液晶装置の製造方法であって、前記第１電極端子の前記第１被接着物の表面からの厚さは、前記第２電極端子の前記被接着物の表面からの厚さより薄く、前記第１接着層は導電性粒子を含む異方導電性接着層で、前記導電性粒子の直径よりも大きな厚みを有し、前記第２接着層は前記導電性粒子を含まない液晶装置の製造方法において、前記第１接着層および前記第２接着層は同じ種類の絶縁性接着材料が用いられ、かつ、異なる種類のカップリング剤が添加され、前記第１接着層に添加されたカップリング剤は、前記第１被接着物との接着強度を高めることができるカップリング剤であり、前記第２接着層に添加されたカップリング剤は、前記第２被接着物との接着強度を高めることができるカップリング剤であり、前記第１接着層は、前記第１被接着物の前記第１電極端子が設けられていない部分で前記第２接着層よりも厚い厚みを有して前記第１被接着物と接着するよう、前記第２接着層は、前記第２被接着物の前記第２電極端子が設けられていない部分で前記第１接着層よりも薄い厚みを有して前記第２被接着物と接着するように、前記第１接着層と前記第２接着層を前記第１被接着物と前記第２被接着物との間および前記第１電極端子と前記第２電極端子との間に介在させ、圧着によって前記第１被接着物と前記第２被接着物を接着して前記第１電極端子と前記第２電極端子とを前記導電性粒子を介して電気的に接続することを特徴とする。
【００１４】
本発明の液晶装置の製造方法は、液晶パネルの基板と被接着物を接着する場合にあっては、第１接着層と液晶パネルの基板とを接しさせ、第２接着層と被接着物とを接しさせることができる。そうすることにより、各被接着物が各々に応じた接着特性の下で、他方の被接着物と接着されるため、被接着物同士の接着が強固なものになる。
【００１５】
液晶パネルの基板と被接着物との間で電気的接続をとる必要が有る場合にあっては、本発明のように第１接着層中に導電性粒子を混入させれば良い。もちろん、第２接着層中にも導電性粒子を混入してもかまわないが、通常、液晶パネルの基板と被接着物との間で電気的接続をおこなう場合にあっては液晶パネルの基板と被接着物とを互いに押しつけるようにして接着する。そのため、第１接着層中にのみ導電性粒子を混入させれば電気的接続はできる。
【００１６】
第１接着層中にのみ導電性粒子を配置すると、導電性粒子の数や配置を管理しやすいので、容易に異方導電性の接着剤を製造することができる。この場合において、第２接着層は被接着物との接着のみに利用できればよいため、第１接着層に比べて接着層の厚みを薄く形成することができる。
【００１７】
また、液晶パネルの基板と被接着物の接着を圧着により行う際には、電極端子によって接着剤が押し出され、そして流出する。当然のことながら、電極端子の厚みが厚い電極端子によって押し出される接着剤の量の方が、厚みが薄い電極端子によって押し出される接着剤の量より多い。液晶パネルの基板と被接着物との間で確実な電気的接続を行うためには、導電性粒子の流出をなくすことが好ましい。本発明においては、導電性粒子が混入された第１接着層と、電極端子の厚みが薄い電極端子を有する基板とを接しさせるため、圧着の際の導電性粒子の流出を防止することができる。
【００１８】
第１接着層及び第２接着層の接着特性を調整する具体的な手段としては、
（１）第１接着層中の絶縁性接着材料の主成分と第２接着層中の絶縁性接着材料の主成分を異なったものとする
（２）第１接着層及び第２接着層とに異なるカップリング剤を添加する
（３）絶縁性接着材料の主成分並びに添加するカップリング剤を第１接着層と第２接着層とで異なるものを利用する
等が考えられるが、第１接着層と第２接着層とで同一の絶縁性接着材料を用い、そして第１接着層には第１被接着物に応じた第１カップリング剤を添加し、第２接着層には第２被接着物に応じた第２カップリング剤を添加すれば、カップリング剤の種類を変えるだけで接着剤の特性を変化させることができるので、使用する絶縁性接着材料の種類を少なくでき、製造効率を向上できてコストも低減できる。
【００１９】
また、本発明の液晶装置の製造方法における被接着物を回路基板とすることができる。この発明の液晶装置によれば、液晶パネルの基板（主にガラス基板）と、回路基板（主に高分子基板）との接続に、それぞれの基板に応じた接着特性を有する複数の接着層がある接着剤を用いる。その結果、双方の基板の接着力が均一に強固なものなり、液晶装置の接続信頼性が向上する。
【００２０】
一般的に、液晶パネルの基板と外部回路基板との接続は圧着により行う。この圧着の際には、電極端子によって接着剤が押し出され、そして流出する。当然のことながら、電極端子の厚みが厚い電極端子によって押し出される接着剤の量の方が、厚みが薄い電極端子によって押し出される接着剤の量より多い。液晶パネルの基板と外部回路基板との間で確実な電気的接続を行うためには、導電性粒子の流出をなくすことが好ましい。本発明においては、導電性粒子が混入された第１接着層と、電極端子厚みが薄い電極端子が形成された基板とを接しさせるため、圧着の際の導電性粒子の流出を防止することができる。
【００２１】
また、本発明の液晶装置の製造方法における被接着物を半導体素子とすることができる。この発明によれば、液晶パネル基板上に半導体素子を直接実装するいわゆるＣＯＧ（Ｃhip on Ｇlass）方式の液晶装置において、液晶パネル基板と半導体素子との接続を強固なものにすることができる。
【００２２】
一般的には、液晶パネル基板に形成された電極端子は透明導電膜（ＩＴＯ）であり、回路基板あるいは半導体素子に形成された電極端子は金属膜である場合が多く、その場合においては、第１接着層は液晶パネル基板と接し、第２接着層は前記回路基板と接しさせるとよい。なぜならば、通常、ＩＴＯは金属膜より薄く形成されるからである。
【００２３】
本発明によって製造された液晶装置を表示部として備え、且つ前記表示部が収納される筺体を備える電子機器に適用できる。この電子機器とは、例えば、携帯電話、腕時計、ノートパソコンなどであり、液晶装置と外部回路又は半導体素子との接着に本発明の電子部品の接着構造を用いているので、液晶パネルと外部回路又は半導体素子の接着力を向上でき、液晶装置や電子機器の不良品の発生率を低減できて製造コストも低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に図面に示した本発明の実施の形態を参照しながらさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１には、本発明の第１実施形態に用いられる接着剤１が示されている。接着剤１は、複数の導電性粒子３が配置された第１接着層４と、この第１接着層４の上に積層された第２接着層５とを備えている。
【００２６】
導電性粒子３は、半田粒子、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｎ等の単独の金属粒子や、複数の金属の混合物、合金、メッキなどによる複合金属粒子でもよいし、プラスチック粒子（ポリスチレン系、ポリカーボネート系、アクリル系、ジベニルベンゼン系樹脂）にＮｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｆｅ等の単独または複数のメッキをした粒子やカーボン粒子などでもよい。
【００２７】
また、第１接着層４と第２接着層５とには、各接着層４，５が接着される被接着物との接着力が高い絶縁性接着材料が主成分として用いられている。
【００２８】
例えば、図２に示すように、接着剤１が、液晶パネルのガラス基板１１上に設けられた電極端子１２と、ＴＣＰ１３の電極端子１４との間に配置される場合、第１接着層４は、ガラス基板１１およびＩＴＯ等からなる端子１２との接着力が高い絶縁性接着材料を主成分とし、第２接着層５は、ポリイミド製のＴＣＰ１３および銅の表面に錫メッキを施した電極端子１４との接着力が高い絶縁性接着材料を主成分として用いている。
【００２９】
なお、第１接着層４は、ガラス基板１１および電極端子１２に接着されるが、より接着面積が大きいのはガラス基板１１との接着であるから、ガラス基板１１との接着力がより大きくなるような絶縁性接着材料を主成分として用いてもよい。
【００３０】
同様に、第２接着層５も、接着面積が大きなＴＣＰ１３（ポリイミド製）との接着力がより大きくなるような絶縁性接着材料を主成分として用いてもよい。
【００３１】
各接着層４，５の主成分として用いられる絶縁性接着材料は、具体的には、スチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）系、エポキシ系、アクリル系、ポリエステル系、ウレタン系等の単独または複数の混合物もしくは化合物等である。この際、各接着層４，５の主成分として、異なる種類の絶縁性接着材料を用いてもよいが、本実施形態では同じ種類の絶縁性接着材料を用い、添加するカップリング剤の種類を変えて接着特性を変えている。
【００３２】
接着層４に用いる具体的なカップリング剤としては、ジメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等が上げられるが、官能基としてメトキシ基又はエトキシ基を多く含むカップリング剤であればガラスとの接着強度を高めることができる。
【００３３】
また、接着層５に用いる具体的なカップリング剤としては、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γグリシドキプロピルトリメトキシシラン等が上げられるが、官能基としてアミノ基、エポキシ基を多く含むカップリング剤であればポリイミドとの接着強度を高めることができる。
【００３４】
このような構成の接着剤１は、例えば、導電性粒子３が配合された第１接着層４を、製造用ベース板やセパレータ上に積層し、その上に、第２接着層５を積層することなどで製造される。
【００３５】
このように構成された接着剤１は、図２に示すように、液晶パネルのガラス基板１１と、ＴＣＰ１３との間に配置される。そして、各電極端子１２，１４を熱圧着などによって接着剤１側に押し込み、各電極端子１２，１４間に導電性粒子３を介在させて導通するとともに、各接着層４，５でガラス基板１１およびＴＣＰ１３とを接着する。
【００３６】
このような手順により、図３に示すように、液晶パネル１０と、液晶ドライバＩＣ１５が搭載されたＴＣＰ１３とが接着剤１で接着された液晶装置１００が構成される。この液晶装置１００は、各種の電子機器の筐体に組み込まれて利用される。例えば、図４に示す携帯電話２００の筐体２０１内に組み込まれたり、図５に示すノートパソコン３００の筐体３０１内に組み込まれて利用される。
【００３７】
このような実施形態においては、次のような効果がある。
第１および第２の２種類の接着層４，５を積層して接着剤１を構成したので、ガラス基板１１や電極端子１２に接着される第１接着層４をこれらのガラス基板１１などとの接着力が高い種類の接着層とし、ＴＣＰ１３や電極端子１４に接着される第２接着層５をこれらのＴＣＰ１３などとの接着力が高い種類の接着層で構成することができる。このため、従来のように、１種類の接着層でガラス基板１１、ＴＣＰ１３を接着させる場合に比べて、各被接着物１１，１３との接着力を向上でき、接着特性に優れた接着剤１とすることができる。
【００３８】
導電性粒子３は、第１接着層４のみに含まれているので、各接着層４，５の両方に導電性粒子３を配置する場合に比べて、導電性粒子３の数や配置を管理しやすく、容易に製造することができる。また、各接着層４，５の接着特性を変えるにあたって、絶縁性接着材料の種類を変えずに添加するカップリング剤の種類を変えているので、各接着層４，５の接着特性を低コストでかつ容易に設定することができる。
【００３９】
また、一般的に、ガラス基板１１とＴＣＰ１３との接着は圧着により行う。この圧着の際には、電極端子によって接着剤が押し出され、そして流出する。当然のことながら、電極端子の厚みが厚い電極端子によって押し出される接着剤の量の方が、厚みが薄い電極端子によって押し出される接着剤の量より多い。ガラス基板１１とＴＣＰ１３との間で確実な電気的接続を行うためには、導電性粒子３の流出をなくすことが好ましい。本発明においては、導電性粒子３が混入された接着層４と、厚さが薄い方の電極端子１２が形成されたガラス基板１１とを接しさせるため、圧着の際の導電性粒子３の流出を防止することができる。また、接着層５が接着層４に対して厚みが薄いので、厚みの厚い方の電極端子１４が容易に接着層５を貫通して接着層４に達して、電極端子１２との電気的な接続を行うことができる。
【実施例２】
【００５３】
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００５７】
また、第１実施形態の２層構造の接着剤１を、ガラス基板１１およびＩＣの接着に用いてもよい。
【００５９】
接着剤１の接着層４、５や導電性粒子３の材質（絶縁性接着材料の主成分の種類や添加するカップリング剤の種類）、大きさ（膜厚や粒子径）等は、適用する被接着物の種類に応じて適宜設定すればよい。従って、本発明の接着剤１を用いた電子機器としても、携帯電話２００やノートパソコン３００のように液晶装置１００を表示部として備えるものに限らず、液晶装置を備えない各種電子機器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態で用いる接着剤の断面を示す図である。
【図２】第１実施形態における液晶パネル基板とＴＣＰ基板との接続部分の断面を示す図である。
【図３】本発明における液晶装置の斜視図である。
【図４】本発明における携帯電話の斜視図である。
【図５】本発明におけるノートパソコンを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  接着剤
３  導電性粒子
４  第１接着層
５  第２接着層
１０  液晶パネル
１１  ガラス基板
１２  電極端子
１３  ＴＣＰ
１４  電極端子
１５  液晶ドライバＩＣ
【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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