(57)【要約】【課題】ＦＰＣと導電性接着剤との接着力が強化された液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】半導体基板２１と半導体基板２１に対向する面に対向電極１４を有する基板２２との間隙に液晶層を狭持してなる液晶パネル１９と、液晶パネル１９と電気的に接続された回路基板１２と、対向電極１４と回路基板に設置した接続用電極１３とを電気的に接続するための導電性接着剤１０と、を有する液晶表示装置において、導電性接着剤１０が、接続用電極１３と、接続用電極の少なくとも一部を覆って設けられた絶縁性フィルム１７及び回路基板１２のベース基板１８の少なくとも一方と、に接触している。【選択図】図１
2009086434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と該半導体基板に対向する面に対向電極を有する基板との間隙に液晶層を狭持してなる液晶パネルと、
該液晶パネルと電気的に接続された回路基板と、
前記対向電極と前記回路基板に設置した接続用電極とを電気的に接続するための導電性接着剤と、
を有する液晶表示装置において、
前記導電性接着剤が前記接続用電極と、前記接続用電極の少なくとも一部を覆って設けられた絶縁性フィルム及び前記回路基板のベース基材の少なくとも一方と、に接触していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記接続用電極はＡｕからなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記絶縁性フィルムは、有機絶縁樹脂材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記絶縁性フィルムは、ポリイミド製であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ベース基材は、前記絶縁性フィルムに用いた材料と同系の材料からなることを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記接続用電極は、前記液晶パネルの辺の中心付近の１箇所に設置したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記接続用電極は、前記液晶パネルの中心線に対して対称に複数の箇所に設置したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記導電性接着剤は、導電性材料としてＡｇを含み、且つ有機樹脂系の接着剤を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記回路基板はフレキシブル回路基板であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項記載の液晶表示装置を一つ以上使用したことを特徴とする液晶プロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、回路基板が導電性接着剤で接着された液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、画像情報でコミュニケーションを図る機器の重要性がさらに高まりつつある。中でも、液晶表示装置は、薄型で消費電力が小さいため注目され、半導体に並ぶ基幹産業にまで成長している。
【０００３】
液晶表示装置は、現在、画面サイズの大型化に伴い、製造装置が高価になるばかりでなく、大画面を駆動するためには、電気的に厳しい特性が要求される。このため、小型の液晶パネルを作製し、光学的に像を拡大して表示するプロジェクション（投影）方式が注目されている。これは半導体の微細化に伴い、性能やコストがよくなるスケーリング則と同様に、サイズを小さくして、特性を向上させ、同時に低コスト化を図ることができるからである。
【０００４】
上記の液晶パネルの実装方法は、一般にワイヤーボンディングを用いたり、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄａｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）のような手法で外部システムと接続するのが一般的である。液晶パネルとフレキシブル回路基板（以下、ＦＰＣ）との接続を高信頼性で行う方法が特許文献１及び特許文献２に提案されている。
【０００５】
特許文献１では、液晶パネルの下側のガラス基板の端部と異方性導電膜との間にシランカップリング剤を介在させ、下側ガラス端部（液晶パネル）とＦＰＣ端部との接着力を向上させている。
【０００６】
特許文献２では、ガラス又は樹脂などの基板を用いて構成されている液晶パネル１における技術が開示されている。この技術によれば、駆動する電極の導出端子とＦＰＣの回路パターンを導電性接着剤又は異方性導電膜を用いて接続する際に、基板側で示す部分を面取りすることで、はみ出した接着剤が溜まって硬化する。その結果、接着剤の接着面積が広くなり、液晶パネルとＦＰＣの接着力を向上させている。
【特許文献１】特開平０４−１１２２５号公報
【特許文献２】特開平０５−７２５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載される技術では以下の課題があった。
【０００８】
液晶パネルと異方性導電膜や導電性接着剤との接着力は改善されたが、ＦＰＣと異方性導電膜や導電性接着剤との接着力は改善されなかった。
【０００９】
ＦＰＣの接続部の電極はＡｕメッキで形成されることが多く、異方性導電膜や導電性接着剤といった接着剤はＡｕとの接着性が劣る上、液晶パネルの小型化などで接着面積が小さくなるとますます接着強度が小さくなる。
【００１０】
そこで、本発明は、ＦＰＣと異方性導電膜や導電性接着剤との接着力が強化された液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、半導体基板と該半導体基板に対向する面に対向電極を有する基板との間隙に液晶層を狭持してなる液晶パネルと、該液晶パネルと電気的に接続された回路基板と、前記対向電極と前記回路基板に設置した接続用電極とを電気的に接続するための導電性接着剤と、
を有する液晶表示装置において、前記導電性接着剤が前記接続用電極と、前記接続用電極の少なくとも一部を覆って設けられた絶縁性フィルム及び前記回路基板のベース基材の少なくとも一方と、に接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、導電性接着剤とＦＰＣ電極間の接着強度を製造コストの上昇を抑えて高めることができた。
【００１３】
また、接続位置を液晶パネルの辺の中心位置や線対称位置に置くことで、液晶パネルのゆがみを解消し画像品質を向上することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態としての反射型液晶表示装置を示す平面図である。図２は、本実施の形態の反射型液晶表示装置を示す側面図である。図３は図２のＢ部の拡大断面図、図４は図１のＢ部の拡大平面図である。
【００１６】
図１及び図２において、アクティブマトリクス基板として用いられる半導体基板としてのシリコン基板２１と、シリコン基板２１に対向して光透過性の基板であるガラス基板２２とを備える。それらの間隙に、シール剤により密封して液晶層を狭持する液晶パネル１９は柔軟な樹脂（不図示）を介してベース部材（支持基板）１１に保持される。回路基板としてのＦＰＣ１２は硬い樹脂（不図示）を介してベース部材１１に保持されている。１５は液晶パネル１９のワイヤーボンディング用の電極で、ＦＰＣ１２とワイヤー（不図示）により結線され封止剤２３でワイヤーボンディング部２０を保護している。１６はコネクターとの接続用の電極で、コネクターを介して外部回路へ接続している。
【００１７】
導電性接着剤１０は、ＦＰＣ１２のＡｕ（金メッキ）の接続用電極１３とガラス基板２２の対向電極１４とを電気的に接続するためのものであり、Ａｇ等の導電性材料を含有した接着剤である。導電性接着剤１０に用いられる接着剤としては、エポキシ樹脂系の接着剤、アクリル樹脂系接着剤、等の有機樹脂系の接着剤が用いられる。上下導通部Ｂ部は接続用電極（Ａｕメッキ電極）１３と対向電極１４とが導電性接着剤１０により電気的に接続されて構成されている。この構成によりベース部材１１に設置されたＦＰＣ１２上の配線２５を経由し、ＦＰＣ１２のＡｕ（金メッキ）の接続用電極１３からガラス基板２２の対向電極１４に所定の電位が供給される。
【００１８】
図３、図４で示すように、導電性接着剤１０が接続用電極１３とポリイミド製の絶縁性フィルム１７（カバーフィルム）の両者に接触するように構成されている。絶縁性フィルム１７は、接続用電極１３に用いられるＡｕに比べ表面自由エネルギー（濡れ性）が高く、導電性接着剤と化学結合しやすい物質であるため、導電性接着剤との接着性はＡｕよりも優れている。絶縁性フィルム１７としては、ポリイミド系の樹脂のほかに、ポリエステル系の樹脂等の有機絶縁樹脂材料が好適に用いられる。一方、Ａｕ（メッキ）の接続用電極１３とポリイミド製の絶縁性フィルム１７は加熱圧接により確実に密着され、かつＦＰＣ１２のポリイミド製のベース基材１８とポリイミド製の絶縁性フィルム１７は加熱圧接により強固に一体化されているため密着性がよい。ここで、ベース基材１８には、絶縁性フィルム１７と同様に、ポリイミド系の樹脂のほかに、ポリエステル系の樹脂等の有機絶縁樹脂材料が好適に用いられる。好ましくは絶縁性フィルム１７に用いた材料と同系の材料が用いられる。そのため、本実施形態のように構成することで、導電性接着剤１０と絶縁性フィルム１７とが、絶縁性フィルム１７とベース基材１８とがそれぞれ強固に接着される。
【００１９】
したがって、ベース基材１８と絶縁性フィルム１７に挟まれるＡｕの接続用電極１３と導電性接着剤１０の電気的な接続の信頼性を高めることができた。
【００２０】
図５は、図２のＢ部の別の実施形態を示す平面図である。図５において、ポリイミド製のベース基材１８の一部が剥き出しになっている構成である。しかしながら図５の形態においては、破線の導電性接着剤１０がＡｕメッキの接続用電極１３の少なくとも一部を覆い、かつポリイミド製のベース基材１８と密着する構成となっているので接着力は強固である。
【００２１】
また、本実施形態において、ワイヤーボンディング部の封止剤２３と、液晶パネル１９をベース部材１１に固定する樹脂２４とに、柔軟な樹脂材料を使用する。これにより、液晶パネル１９をベース部材１１から機械的に分離された構造とした。このことにより、ベース基材１１に機械的なストレスが加わってもそのストレスが表示パネルに伝わりにくい構成となるので、液晶パネルのゆがみを無くし画像品質を高精度で維持している。
【００２２】
一方、ＦＰＣ１２はベース部材１１に強固に接着固定されているため導電性接着剤１０の液晶パネル１９に与える機械的な影響は大きい。したがって、導電性接着剤１０が液晶パネル１９の辺の中心付近を外れて設置されると液晶パネル１９に不均一な力が働き、液晶パネル１９にゆがみを発生させやすいので、画像品質を劣化させることもある。
【００２３】
本実施の形態では、導電性接着剤１０を液晶パネル１９の辺の中心付近に設置することで液晶パネル１９に加わる外力を均一にしやすくし、画像品質を高レベルに維持しやすい構造としている。しかしながら、本発明では設置場所は特に上記の位置に限定されるものではない。
【００２４】
また、本実施形態において接続用電極１３は、液晶パネル１９とＦＰＣ１２を電気的に接続するワイヤーボンディング部２０とは反対側の液晶パネルの辺の中央部に該当する位置２２としている。しかしながら、本発明においてはこれも特に限定されるものではない。
【００２５】
また、１６はコネクターとの接続用の電極で、コネクターを介して外部回路へ接続している。
【００２６】
さらに、図６に示すように、導電性接着剤１０は接続用電極１３の中心からずれても特に問題はない。
【００２７】
また、別の実施形態として、図７に示すように、ポリイミド製の絶縁性フィルム１７をずらした形状でも同様の効果がえられる。この場合は、接続用電極１３と、ポリイミド製の絶縁性フィルム１７もしくはポリイミド製のベース基材１８とをまたがって導電性接着剤１０を設置する必要がある。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態のように、導電性接着剤と、絶縁性フィルムもしくはベース基材との接着性を利用すれば、ＦＰＣのＡｕメッキ電極と導電性接着剤の接続信頼性を製造コストの上昇を抑えて向上することができる。これは、ＦＰＣには配線パターンを保護するカバーフィルムが必需であるためである。
【００２９】
本実施形態では、接続用電極を１箇所又は２箇所の例で示したが、本願発明はこれに限定されるものではない。また、液晶パネルの辺の中央部に該当する位置に設置したが外れた所に存在しても良い。
【００３０】
また、接続用電極の形状を四角形としたが、本願発明の接続用電極は四角形に限定されたものではない。さらに、接続用電極に形成した絶縁性フィルムの開口部形状を四角形としたが、四角形に限定されたものではない。
【００３１】
加えて、接続用電極を液晶パネルを挟んでワイヤーボンディング用電極と向かい合う配置をとったが、他の２辺（の内の１辺）に置いてもかまわない。フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）を使用したがガラスエポキシ基板等を用いたプリント回路基板を使用してもかまわない。
【００３２】
［第２の実施形態］
図８は、本発明の第２の実施形態としての反射型液晶表示装置を示す平面図である。図９は、本実施の形態の反射型液晶表示装置を示す側面図である。
【００３３】
本実施形態では、Ａｕ（メッキ）の接続用電極１３は液晶パネルの中心線に対して対称の位置に２箇所設置した。また、液晶パネル１９はベース部材１１から機械的に分離された構造で、液晶パネルのゆがみを無くし、画像品質を高精度で維持している。ここでは、ワイヤーボディング部の封止剤２３と、液晶パネル１９をベース部材１１に固定する樹脂２４とに、柔軟な樹脂材料を使用している。
【００３４】
ＦＰＣ１２はベース部材１１に強固に接着固定されている。そのため、ＦＰＣ１２上に形成されたＡｕ（メッキ）の接続用電極１３と液晶パネル１９間に設置された導電性接着剤１０とが液晶パネル１９に与える機械的な影響は大きい。導電性接着剤１０が液晶パネル１９の辺の中心付近のみに設置されたとき、温度サイクルテストの熱応力で液晶パネル１９とベース部材１１間及び液晶パネル１９自体に不均一な力が働く可能性がある。その結果、液晶パネル１９にゆがみを発生させ画像品質を劣化させる。
【００３５】
本実施形態では、導電性接着剤１０を液晶パネル１９の液晶パネルの中心線に対して対称の位置に２箇所設置することで、液晶パネル１９に加わる外力を均一化する。このようにすることにより、画像品質を高レベルに維持する。好ましくは、液晶パネル１９の辺に、線対称になる位置に２個以上導電性接着剤１０を設ければ液晶パネル１９にゆがみを発生させることはなくなる。
【００３６】
また、本実施形態では、導電性接着剤１０を複数個設けることで電気的な接続信頼性をさらに高レベルで維持することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、導電性接着剤１０による接続位置を液晶パネル１９を挟んで、液晶パネルとＦＰＣのワイヤーボンディングによる接続位置と向かい合う位置に設置したが、他の辺に置いてもかまわない。
【００３８】
［第３の実施形態］
図１０を用いて、上記の実施形態のアクティブマトリックス基板を用いた反射型液晶表示装置を使用した液晶プロジェクタシステムについて説明する。図１０は液晶プロジェクタ用光学システムの一例である。
【００３９】
１１０１はランプ、１１０２はリフレクター、１１０３はロッドインテグレーター、１１０４はコリメーターレンズ、１１０５は偏光変換系、１１０６はリレーレンズ、１１０７はダイクロイックミラーである。また、１１０８は偏光ビームスプリッター、１１０９はクロスプリズム、１１１０はアクティブマトリックス基板を用いた反射型液晶パネル、１１１１は投影レンズ、１１１２は全反射ミラーである。
【００４０】
ランプ１１０１から出た光束はリフレクター１１０２で反射し、インテグレーター１１０３の入り口に集光する。このリフレクター１１０３は楕円リフレクターであり、発光部及びインテグレーター入り口にその焦点が存在する。インテグレーター１１０３に入った光束はインテグレーター内部で０〜数回反射を繰り返し、インテグレーター出口で２次光源像を形成する。２次光源形成法としてはフライアイを用いた方法も有るが、ここでは省略する。２次光源からの光束はコリメーターレンズ１１０４を通して、おおむね平行光とされ、偏光変換系の偏光ビームスプリッター１１０５に入射する。Ｐ波は偏光ビームスプリッター１１０５で反射し、λ／２板を通りＳ波となり、全てがＳ波となりリレーレンズ１１０６に入射する。光束はリレーレンズ１１０６により、パネルに集光される。パネルに集光される間に、色分解ダイクロイックミラー１１０７、偏光板（不図示）、偏光ビームスプリッター１１０８、クロスプリズム１１０９等で色分解系が構成され、Ｓ波がそれぞれ３枚の液晶パネル１１１０に入射する。液晶パネル１１１０では液晶シャッターが、映像に合わせて画素ごとに電圧を制御する。液晶の作用によりＳ波を楕円偏光（又は直線偏光）に変調し、偏光ビームスプリッター１１０８でＰ波成分を透過させ、クロスプリズム１１０９で色合成した後投影レンズ１１１１から投影する形態が一般的である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、液晶プロジェクタシステムなどで利用される液晶表示装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態としての反射型液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態としての反射型液晶表示装置を示す側面図である。
【図３】図２のＢ部の拡大断面図である。
【図４】図１のＢ部の拡大平面図である。
【図５】図２のＢ部の別の実施形態を示す平面図である。
【図６】図２のＢ部の別の実施形態を示す平面図である。
【図７】図２のＢ部の別の実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態としての反射型液晶表示装置を示す平面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の反射型液晶表示装置を示す側面図である。
【図１０】液晶プロジェクタ用光学システムの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  導電性接着剤（設置エリア）
１１  ベース部材
１２  ＦＰＣ
１３  接続用電極（Ａｕメッキ電極）
１４  対向電極
１５  ワイヤーボンディング用の電極
１６  コネクターとの接続用の電極
１７  絶縁性フィルム
１８  ベース基材
１９  液晶パネル
２０  ワイヤーボンディング部
２１  シリコン基板
２２  ガラス基板
２３  封止剤
２４  固定用樹脂
２５  ＦＰＣ上の配線
【図１】
2009086434.tif 000003
【図２】
2009086434.tif 000004
【図３】
2009086434.tif 000005
【図４】
2009086434.tif 000006
【図５】
2009086434.tif 000007
【図６】
2009086434.tif 000008
【図７】
2009086434.tif 000009
【図８】
2009086434.tif 000010
【図９】
2009086434.tif 000011
【図１０】
2009086434.tif 000012