(57)【要約】【課題】絶縁性部材を用いることなくフレキシブル回路基板の電極端子パッドとシリコン基板のエッジ等とのショートを防止することが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】  画素電極を有するシリコン基板２と、透明電極を有する透明基板１とを有し、シリコン基板２と透明基板１との間に液晶２を挟持する。また、シリコン基板２の電極端子パッド６とフレキシブル回路基板３の電極端子パッドとを異方性導電接着剤７によって電気的に接続する。その際、シリコン基板の電極端子パッドとフレキシブル回路基板の電極端子パッドとの間隔をｄ１、シリコン基板表面とフレキシブル回路基板の電極端子パッドとの間隔をｄ２とする場合、間隔ｄ１と間隔ｄ２とが、ｄ２＞ｄ１の関係とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極を有するシリコン基板と、透明電極を有する透明基板とを有し、前記シリコン基板と透明基板との間に液晶が挟持され、前記シリコン基板の電極端子パッドと、前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとを異方性導電接着剤によって電気的に接続する液晶表示装置において、
前記シリコン基板の電極端子パッドと前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとの間隔をｄ１、前記シリコン基板の表面と前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとの間隔をｄ２とする場合、前記間隔ｄ１と間隔ｄ２とが、ｄ２＞ｄ１の関係であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記フレキシブル回路基板は、前記シリコン基板の電極端子パッドから外側に向けて前記シリコン基板より離れるように折り曲げられてい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】
前記異方性導電接着剤は前記シリコン基板のエッジより外側へはみ出してい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】
前記シリコン基板の電極端子パッドは、前記シリコン基板の表面より低い位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
画素電極を有するシリコン基板と、透明電極を有する透明基板との間に液晶が挟持され、前記シリコン基板の電極端子パッドと、前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとを、異方性導電接着剤を用いて電気的に接続する液晶表示装置の製造方法において、
前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドと前記シリコン基板の電極端子パッドとを前記異方性導電接着剤を挟持した状態で加熱圧着用の熱源を用いて加熱圧着することによって電気的に接続する工程を含み、
前記加熱圧着工程において、前記シリコン基板の電極端子パッドと前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとの間隔ｄ１と、前記シリコン基板の表面と前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとの間隔ｄ２とが、ｄ２＞ｄ１の関係となることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記加熱圧着用の熱源は前記シリコン基板の電極端子パッドより長いことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記シリコン基板のエッジより外側にストッパーが配置され、前記ストッパーの高さを前記シリコン基板の表面により高く設定することによって、前記加熱圧着工程において、前記フレキシブル回路基板は前記シリコン基板の電極端子パッドから外側に向けて前記シリコン基板より離れるように折り曲げられることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性導電接着剤（ＡＣＦ）を用いた液晶表示装置及びその製造方法、特に、基板の接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、対向する透明基板とシリコン基板で構成された液晶パネルにおいては、シリコン基板上の電極端子パッドとフレキシブル回路基板上の電極端子を異方性導電接着剤（ＡＣＦという）で接続している。本願出願人は、その場合のシリコン基板のエッジとフレキシブル回路基板上の電極端子パッドとのショート対策として、例えば、特開平１１−１２５８３０号公報で提案している（特許文献１）。
【０００３】
図７を用いて同公報の接続方法を説明する。図中１は透明基板、２はシリコン基板、３はフレキシブル回路基板である。対向する透明基板１とシリコン基板２で液晶パネルが構成されている。フレキシブル回路基板３は配線５の周囲が絶縁性保護フィルム４で覆われており、その一端がシリコン基板２と接続されている。
【０００４】
即ち、シリコン基板２上の電極端子パッド６とフレキシブル回路基板３上の電極端子パッド（配線５の絶縁性フィルム４が覆われていない領域）とが異方性導電接着剤（ＡＣＦ）７で電気的に接続されている。その際、ＡＣＦ７に隣接してシリコン基板２のエッジに近い方の一部に絶縁性部材１５を設置することで、シリコン基板２のエッジとフレキシブル回路基板３上の電極端子パッドとのショート不良の発生を防止している。
【０００５】
ＡＣＦ７は絶縁性の母材と金属メッキされた絶縁物粒子とで構成され、電極パッド間で圧着した時に金属メッキされた絶縁物粒子を介して電極パッド間を電気的に接続するものである。絶縁性部材１５はＡＣＦ７に対して絶縁性の母材と金属メッキされていない絶縁物とで構成されており、圧着されても電気的接続はされない。金属メッキの有無のみの相違で、他は同一の材料及び寸法である。
【特許文献１】特開平１１−１２５８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シリコン基板の電極端子パッドとフレキシブル回路基板上の電極端子パッドをＡＣＦで接続する場合、シリコン基板のエッジとフレキシブル回路基板の電極端子パッドとのショート対策には以下の問題点があった。
【０００７】
（１）ＡＣＦ以外に絶縁性部材を置くため工数が多くなる。
【０００８】
（２）液晶パネルへＡＣＦと絶縁性部材の両者を貼り付けるとき、ＡＣＦと絶縁性部材の一部が重なり、重なった部分が厚みムラとなって加圧が不充分となるため、オープン不良を発生し易い。
【０００９】
（３）フレキシブル回路基板はポリイミド等の樹脂フィルムとＣｕ配線で構成され、そのフレキシブルさが特徴であるが、逆にソリ、ウネリがあり、平坦性は悪いという欠点もある。そのため、絶縁性部材がない場合には、シリコン基板の電極端子パッドとフレキシブル基板上の電極端子パッドをＡＣＦで電気的に接続する際にフレキシブル回路基板のソリやウネリが悪影響を及ぼす。
【００１０】
即ち、フレキシブル回路基板のソリやウネリによってフレキシブル回路基板の電極端子パッドがシリコン基板のエッジ等に触れてしまい、ショート不良やリーク不良を発生することがある。特に、シリコン基板の端面にダイシングによるシリコン残渣等があれば不良発生の確率は益々高くなる。
【００１１】
本発明の目的は、絶縁性部材を用いることなくフレキシブル回路基板の電極端子パッドとシリコン基板のエッジ等とのショートを防止することが可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、画素電極を有するシリコン基板と、透明電極を有する透明基板とを有し、前記シリコン基板と透明基板との間に液晶が挟持され、前記シリコン基板の電極端子パッドと、前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとを異方性導電接着剤によって電気的に接続する液晶表示装置において、前記シリコン基板の電極端子パッドと前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとの間隔をｄ１、前記シリコン基板の表面と前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとの間隔をｄ２とする場合、前記間隔ｄ１と間隔ｄ２とが、ｄ２＞ｄ１の関係であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、画素電極を有するシリコン基板と、透明電極を有する透明基板との間に液晶が挟持され、前記シリコン基板の電極端子パッドと、前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとを、異方性導電接着剤を用いて電気的に接続する液晶表示装置の製造方法において、前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドと前記シリコン基板の電極端子パッドとを前記異方性導電接着剤を挟持した状態で加熱圧着用の熱源を用いて加熱圧着することによって電気的に接続する工程を含み、前記加熱圧着工程において、前記シリコン基板の電極端子パッドと前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとの間隔ｄ１と、前記シリコン基板の表面と前記フレキシブル回路基板の電極端子パッドとの間隔ｄ２とが、ｄ２＞ｄ１の関係となることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、シリコン基板とフレキシブル回路基板の接続をすると同時にシリコン基板の端部表面とフレキシブル回路基板の間に両電極端子パッド間よりも大きな隙間を形成する。そうすることでチッピングや取り扱い時に発生するパッシベーション膜の一部欠落に起因するショート不良を防止する。
【００１５】
また、狭い隙間においてのみ導通特性が生じるというＡＣＦの特徴を利用し、大きな隙間にＡＣＦを充填することで、絶縁効果を生み出す。更に、フレキシブル回路基板をシリコン基板から離すように反らせることで絶縁効果を高めることができる。また、ＡＣＦのみの使用なので、工数削減できると共に、均一性良く加圧が可能で加圧ムラによる接続不良も防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フレキシブル回路基板の電極端子パッドとシリコン基板側エッジとのショート不良をＡＣＦのみの使用で防止できる。特に、フレキシブル回路基板をシリコン基板上の電極端子パッドにＡＣＦで接続した部分よりもシリコン基板のエッジ側でシリコン基板より離れるように折り曲げることにより安定してショートを防止できる。更に、特別な付加工程・部材無しにショート防止を実施でき、コストダウンも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（実施形態１）
図１は本発明に係る反射型液晶表示装置の実施形態１を示す断面図、図２はその一部を拡大して示す拡大図である。図１では図７の従来装置と同一部分には同一符号を付している。図中１は透明電極を有する透明基板、２は画素電極を有するシリコン基板である。透明基板１とシリコン基板２との間に液晶層が挟持され、シール部材１４により密栓されている。
【００１９】
これら透明基板１、シリコン基板２、その間に挟持された液晶層等で液晶パネルが構成されている。そして、透明電極と画素電極間に駆動電圧を印加することにより液晶分子を動かし、光の偏光状態を制御する。液晶表示装置の詳細に関しては周知であるので説明を省略する。３はフレキシブル回路基板である。
【００２０】
シリコン基板２には透明基板１との貼り合わせしない領域に突起状の電極端子パッド６が設けられている。フレキシブル回路基板３は配線５が絶縁性保護フィルム４で保護された構造である。フレキシブル回路基板３の電極端子パッドがシリコン基板２の電極端子パッド６に異方性導電接着剤（ＡＣＦ）７によって電気的に接続されている。
【００２１】
図２は異方性導電接着剤（ＡＣＦ）７による接続部の拡大図を示す。上述のようにシリコン基板２の電極端子パッド６とフレキシブル回路基板３の電極端子パッド（配線５の絶縁性保護フィルム４で覆われていない領域）とが異方性導電接着剤（ＡＣＦ）７中の導電性粒子８を介して電気的に接続されている。
【００２２】
その際、図２に示すようにシリコン基板２の電極端子パッド６とフレキシブル回路基板３の電極端子パッド（配線５の絶縁性保護フィルム４に覆われていない領域）との間隔をｄ１とする。また、シリコン基板２の表面とフレキシブル基板３の電極端子パッド（配線５の絶縁性保護フィルム４で覆われていない領域）との間隔をｄ２とする。
【００２３】
図２に示すように間隔ｄ１と間隔ｄ２は、ｄ２＞ｄ１の関係となっており、間隔ｄ１より間隔ｄ２の方が広い状態となっている。このような構成では、絶縁性部材がない場合でも加熱圧着後、導電性粒子８によってシリコン基板２のエッジや側面とフレキシブル回路基板３の電極端子パッド間がショートすることがない。つまり、従来の絶縁性部材が無い場合でもＡＣＦ７のみでショートを防止でき、工数を削減することが可能となる。
【００２４】
また、異方性導電接着剤（ＡＣＦ）７の位置ずれ等に起因してＡＣＦ７がシリコン基板２の端部からはみ出してシリコン基板２の側面へ回り込んでもショート不良を発生することがない。更に、従来の絶縁性部材がないため、ＡＣＦ７と絶縁性部材の重なりによる品質不良も解消でき、品質向上や歩留改善にも寄与することが可能となる。
【００２５】
（実施形態２）
図３は本発明の実施形態２を示す図であり、本発明の反射型液晶表示装置の製造途中の断面図を示す。即ち、シリコン基板２上の電極端子パッド６とフレキシブル回路基板３の電極端子パッド（配線５の絶縁性保護フィルム４で覆われていない領域）とを異方性導電接着剤（ＡＣＦ）７を介して貼り合わせる工程を示す。なお、図３では図１と同一部分には同一符号を付している。
【００２６】
即ち、１は透明電極を有する透明基板、２は画素電極を有するシリコン基板である。透明基板１とシリコン基板２との間に液晶層が挟持され、シール部材１４により密栓されている。これら透明基板１、シリコン基板２等で液晶パネルが構成されている。３はフレキシブル回路基板である。９は加熱圧着用の熱源、１０はバックアップ用のヒータ、１１はフレキシブル回路基板３を保持する保持用ステージである。
【００２７】
シリコン基板２とフレキシブル回路基板３の保持用ステージ１１の間においてシリコン基板２の表面より高い位置にストッパー１２が配置されている。シリコン基板２とフレキシブル回路基板３との加熱圧着時にはフレキシブル回路基板３がストッパー１２の位置で止められる。この時、加熱圧着用の熱源（ヒータツール）９をフレキシブル回路基板３がたるまないようにシリコン基板２の突起電極６側に押し当てる。
【００２８】
シリコン基板２のエッジ側では図３に示すようにフレキシブル回路基板３はシリコン基板２とは反対方向に折り曲げられ、即ち、シリコン基板２の電極端子パッド６から外側に向けて折り曲げられている。その折り曲げられた隙間部分に余剰の異方性導電接着剤（ＡＣＦ）７が流れ込む。そして、フレキシブル回路基板３がシリコン基板２から離れるように折り曲げられた状態で固定される。更に、熱源９とは反対側のシリコン基板２の裏面側にシリコン基板２の端部に掛かる様にバックアップ用のヒータ１０が設置されており、熱源９に直接触れない隙間部のＡＣＦ７も硬化を促進することができる。
【００２９】
ここで、シリコン基板の電極サイズが小さいときフレキシブル回路基板との接続で必要な接続抵抗を得るためシリコン基板の電極はフレキシブル回路基板に完全に覆われ（接続され）なければならない。従って、フレキシブル回路基板の折り曲げはシリコン基板の電極とシリコン基板のエッジの間になる。シリコン基板の電極サイズが充分大きいときはフレキシブル回路基板に完全に覆われる必要が無いため電極途中からフレキシブル回路基板を折り曲げても構わない。
【００３０】
本実施形態ではシリコン基板２の電極端子パッド６とフレキシブル回路基板３の電極端子パッドとの間隔ｄ１とシリコン基板２の表面とフレキシブル基板３の電極端子パッドとの間隔ｄ２が、接続後においてｄ２＞ｄ１の関係であることは実施形態１と同様である。
【００３１】
また、本実施形態では、ストッパー１２の高さを変えれば、シリコン基板２とフレキシブル回路基板３との隙間も任意に選択することが可能である。そのため、ダイシング工程でブレードの磨耗が進み、シリコンエッジのチッピングが大きくなった時やフレキシブル回路基板３の電極端子パッドの高さにバラツキがある場合でもマージンの見込みを含めて対応可能である。更に、フレキシブル回路基板３のソリやウネリがある場合でも、フレキシブル回路基板３をストッパー１２と熱源９との間でたるませないようにすることでショート不良に対する信頼性を格段に向上することが可能となる。
【００３２】
本願発明者等は、ストッパー１２の高さをシリコン基板２の最表面より１００μｍ高い位置に設定してシリコン基板２の電極端子パッド６とフレキシブル回路基板３の配線５とのＡＣＦ７による電気的接続を行った。その時、シリコン基板２のエッジとフレキシブル回路基板３の電極端子パッドとの隙間は２０μｍになった。導電性粒子の直径が５μｍのＡＣＦを用いた場合、十分に絶縁性を確保できた。
【００３３】
（実施形態３）
図４は本発明の実施形態３を示す断面図である。本実施形態では、ＡＣＦの位置ずれ、貼り位置を考慮してシリコン基板２のエッジより外側にＡＣＦをはみ出させるものである。図４（ａ）はＡＣＦによる接続後の状態を示す断面図、図４（ｂ）はＡＣＦによる接続前の状態を示す斜視図である。図４では図１〜図３と同一部分には同一符号を付している。
【００３４】
即ち、１は透明電極を有する透明基板、２は画素電極を有するシリコン基板である。透明基板１とシリコン基板２との間に液晶層が挟持され、シール部材１４により密栓されている。これら透明基板１、シリコン基板２、液晶層等で液晶パネルが構成されている。３はフレキシブル回路基板である。フレキシブル回路基板３の電極端子パッド（配線５の絶縁性保護フィルム４で覆われていない領域）をシリコン基板２の電極端子パッド６にＡＣＦ７を用いて電気的に接続することは実施形態１、２と同様である。
【００３５】
本実施形態では、図４（ｂ）に示すようにＡＣＦによる接続前にＡＣＦ（１３で示す）をシリコン基板２の電極端子パッド６上に配置する。次いで、図３で説明した方法を用いて加熱圧着を行い、フレキシブル回路基板３の電極端子パッド（配線５の絶縁性保護フィルム４で覆われていない領域）とシリコン基板２の電極端子パッド６をＡＣＦ７によって電気的に接続する。その結果、図４（ａ）に示すようにＡＣＦ７がシリコン基板のエッジより外側にはみ出した状態となる。
【００３６】
従来、製造工程でシリコン基板２の端部とフレキシブル回路基板３の配線間の隙間にゴミが入り込んでショート不良を発生させて歩留を低下させることがあったが、ＡＣＦをシリコン基板２のエッジより外側にはみ出させることで歩留を改善できる。このようにフレキシブル回路基板３とシリコン基板２をＡＣＦ７を用いて電気的に接続する場合には、ＡＣＦ７をシリコン基板のエッジより外側にはみ出させることが望ましい。
【００３７】
なお、シリコン基板２の電極端子パッド６とフレキシブル回路基板３の電極端子パッドとの間隔ｄ１とシリコン基板２の表面とフレキシブル基板３の電極端子パッドとの間隔ｄ２が、ｄ２＞ｄ１の関係とすることは実施形態１と同様である。
【００３８】
本実施形態では、図４（ｂ）に示すように接続前でＡＣＦ幅（Ｗ）を１．０ｍｍ、厚さ（Ｔ）を２５μｍ、ＡＣＦの長さ（Ｌ）を１１．６ｍｍに設定した。その際、図４（ａ）の接続後（加圧後）の幅（Ｗ′）は１．３ｍｍなり、はみ出し幅（Ｗ″）は５０μｍになった。（チップ電極間距離１１．７ｍｍ、フレキシブル回路基板のアライメント距離間１２．０９ｍｍ）。ＡＣＦの貼りずれＭａｘ１００μｍ（片側５０μｍ）を考慮してシリコン基板端からＡＣＦ中心までの距離（Ｄ）を０．５５ｍｍに設定した。本実施形態のようにＡＣＦ７がシリコン基板のエッジより外側にはみ出した状態とすることは、実施形態1、２に対しても用いることができる。
【００３９】
（実施形態４）
図５は本発明の実施形態４を示す断面図である。図５では、図１〜図４と同一部分には同一符号を付している。反射型液晶パネルの実装工程における工数改善策の一つに半導体ウエハに同サイズの透明基板を貼り合わせ、その後、ダイシングやスクライブで個片化する方法がある。
【００４０】
一般に、シリコン基板２と透明基板１の隙間は数ミクロン程度でシリコン基板２に突起状の電極６があると、前述の製造工程の達成は難しい。また、１０μｍ前後の突起電極を形成しようとすると、半導体プロセスとは別に突起電極形成工程を準備しなければならず益々工数的に不利である。
【００４１】
本実施形態では、シリコン基板の電極端子パッド６をシリコン基板の表面より低い位置に配置し、通常の半導体プロセスのみで作りこみができると共に、ウエハサイズ同士の貼り合わせを可能とするものである。
【００４２】
具体的には、図５に示すようにシリコン基板２にその表面より低い位置に電極端子パッド６を配置する。その際、シリコン基板２の表面に凹部を形成し、その凹部内に電極端子パッド６を配置する。なお、図５は図２と同様にＡＣＦによる接続部を拡大して示すものである。その他の構成は図１と同様である。
【００４３】
本実施形態では、高弾性率の５μｍ径プラスチックコア粒子を用い、シリコン基板２の表面より１．５μｍ低い位置に電極端子パッド６を配置し、図３の接続方法を用いてフレキシブル回路基板３の配線５と電極端子パッドとの接続を行った。接続後のシリコン基板２の電極とフレキシブル回路基板３の配線間の距離は３〜４μｍ程度になった。
【００４４】
また、シリコン基板２の表面より０．１ｍｍ高い位置に図３のストッパー１２を配置した結果、シリコン基板２の端部表面とフレキシブル回路基板３の配線５との隙間が２０μｍ程度になった。図５はシリコン基板２の電極端子パッド６とフレキシブル回路基板３の電極端子パッドとの間隔をｄ１、シリコン基板２の端部表面とフレキシブル配線基板３の配線５との間隔をｄ２として、間隔ｄ１と間隔ｄ２がｄ１＜ｄ２の関係となることを示すものである。
【００４５】
（実施形態５）
図６は本発明の実施形態５を示す断面図である。図６では図１〜図５と同一部分には同一符号を付している。シリコン基板２の電極端子パッド６をシリコン基板２の表面より低い位置に配置することは図５と同様である。また、異方性導電接着剤（ＡＣＦ）７をシリコン基板２のエッジより外側にはみ出させることも図４と同様である。
【００４６】
本実施形態では、図６に示すように加熱圧着用の熱源（ヒータツール）９の長さＨ２よりシリコン基板２の電極端子パッド６の長さＨ１を短くしている。これにより、加熱圧着時には電極端子パッド６は常に熱源９に覆われた状態、即ち、電極６上のＡＣＦ７は硬化が充分な状態となるため、耐湿性等高信頼性の装置を提供することが可能となる。本実施形態の構成は図１乃至図５の実施形態にも使用することができる。また間隔ｄ１と間隔ｄ２がｄ１＜ｄ２の関係となることは上記実施形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施形態１を示す断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態２を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態３を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態４を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態５を示す断面図である。
【図７】従来例の表示装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  透明基板
２  シリコン基板
３  フレキシブル回路基板
４  絶縁性保護フィルム
５  配線
６  電極端子パッド
７  異方性導電接着剤（ＡＣＦ）
８  導電性粒子
９  加熱圧着用の熱源（ヒータツール）
１０  バックアップヒータ
１１  フレキシブル回路基板用ステージ
１２  ストッパー
１３  接続前のＡＣＦ
１４  シール部材
１５  絶縁性部材
【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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