JP2022151822A - フィラー配列フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】μＬＥＤの電極等の微小な第１物品と透明ディスプレイ用基板等の第２物品とをフィラー配列フィルムを用いて接続することにより得られる、第１物品と第２物品の接続構造体の透明性を向上させる。【解決手段】絶縁接着層１０にフィラー２が配置されているフィラー配列フィルム１Ａであって、フィラーの高密度領域４が間隔をあけて規則的に配列しており、各高密度領域４に、フィラー２の偏在領域３が複数個形成されている。フィラー配列フィルムの平均の可視光透過率が４０％以上である。【選択図】図２

Description

本発明は、フィラーが樹脂層に配列しているフィラー配列フィルム、フィラー配列フィルムを用いて微小な第１物品を基板等の第２物品に接続する方法、及びその方法により得られた接続構造体に関する。ここで微小な第１物品としては、例えばミニＬＥＤ、μＬＥＤ等の微小な発光素子を挙げることができる。

微小な発光素子であるμＬＥＤを基板上に配列してなるμＬＥＤディスプレイは、液晶ディスプレイに必要とされるバックライトを省略できることによりディスプレイを薄膜化することができ、広色域化、高精細化、省電力化も実現することのできるディスプレイとして期待されており、さらに透明ディスプレイ用途としても期待されている。光源として使用する場合も、同様である。従来よりも軽量薄型化できるため、携帯性等の性能向上が期待できる。近年活発化している、所謂「テレワーク」から鑑みても、ディスプレイへの種々の要請は高まっており、これらに応えることが期待されている。

μＬＥＤを配列したディスプレイの作製方法として、特許文献１にはキャリア基板上に形成した赤、青、緑のμＬＥＤアレイを移送ヘッドでピックアップし、ディスプレイ基板等の転写先基板に配置し、ハンダ層の溶着によりμＬＥＤアレイと転写先基板とを接合し、次いでその上にＩＴＯ等で接触線を形成することが記載されている。

また、特許文献２には、ウエハ上に形成されたμＬＥＤを基板に配置し、水素添加エポキシ化合物等を用いた接着剤成分中に導電粒子を分散させた異方性導電フィルムを使用して基板と接続し、ウエハをリフトオフする方法が記載されている。特許文献２に記載の異方性導電フィルムを使用する方法によればμＬＥＤを用いたディスプレイを簡便に得ることができる。

特許文献３には、平面視における導電粒子の面積占有率が３５％以下の導電粒子配列層を有する異方性導電フィルムを用いてＩＣチップとＦＰＣを接続するにあたり、導電粒子の捕捉効率を上げるためにパルスヒータ式ボンダーを使用し、１段階目にＩＣチップとＦＰＣとを異方性導電フィルムの絶縁性樹脂層に押し込むことで、電極を導電粒子配列層に近づける仮固定を行い、２段階目に本圧着を行うという２段階方式の接続方法が記載されている。

特表２０１５－５００５６２号公報 特開２０１７－１５７７２４号公報 特開２０１９－２１６０９７号公報

ディスプレイの高精細化のためにμＬＥＤのサイズが小さくなり、それに伴いＬＥＤ電極のサイズも小さくなると、絶縁材料中に導電粒子を単に混合した異方性導電フィルムを用いた場合には、個々のμＬＥＤの電極に確実に導電粒子を捕捉させることが困難となる。

これに対し、粒径の小さい導電粒子を使用し、異方性導電フィルムにおける導電粒子の個数密度を上げることが考えられる。

しかしながら、粒径の小さい導電粒子を高い個数密度で異方性導電フィルムの全面に配置するとショートリスクが高まり、また光が透過しにくくなるといった設計への悪影響も懸念される。そのため、そのような異方性導電フィルムを用いてμＬＥＤを透明ディスプレイ用基板に接続しても歩留まりの悪化が懸念されるとともに、設計自由度の高い透明ディスプレイを得ることはできない。

そこで本発明の課題は、フィラー配列フィルムを用いて、μＬＥＤ等の微小な第１物品と透明ディスプレイ用基板等の第２物品とを接続することにより、第１物品と第２物品の接続構造体として透明なものを得ることを可能とするフィラー配列フィルムを提供すること、及びそのようなフィラー配列フィルムを用いて得られた、第１物品と第２物品との接続構造体を提供することを課題とする。

本発明者は、導電粒子等のフィラーが絶縁性樹脂層に配列したフィラー配列フィルムを用いてμＬＥＤの電極等の微小な第１物品の接続部を透明ディスプレイ用基板の電極等の第２物品の接続部に接続する場合に、フィラー配列フィルムにおけるフィラーが、第１物品の配列に対応して規則的に配列した高密度領域を形成しており、高密度領域内ではフィラーが第１物品の接続部に対応して偏在領域を形成していると、接続に関与しない不要なフィラーを極力低減することができ、また接続時の樹脂流動がフィラーの高密度領域同士の間を通り、高密度領域内には影響しにくくなるのでフィラーが第１物品の接続部と第２物品の接続部との間に確実に捕捉され、フィルム面方向で隣り合う接続部同士がフィラーで不用に繋がるショートを防止でき、かつ第１物品がμＬＥＤ等の発光素子である場合には、フィラーが高密度領域に集中していることにより、発光素子からの光が高密度領域以外の部分を高い透過率で透過するので、発光素子を実装した発光装置の発光効率が向上することを想到し、本発明を完成した。

即ち、本発明は、絶縁接着層にフィラーが配置されているフィラー配列フィルムであって、
フィラーの高密度領域が間隔をあけて規則的に配列しており、
各高密度領域にフィラーの偏在領域が複数個形成されており、
フィラー配列フィルムの平均の可視光透過率が４０％以上であるフィラー配列フィルムを提供する。

また本発明は、複数の第１物品が第２物品上で配列した状態で、個々の第１物品の接続部と第２物品の接続部とを、絶縁性樹脂層にフィラーが配列したフィラー配列フィルムを介して加熱又は加圧することにより接続する接続方法であって、
フィラー配列フィルムとして、
絶縁接着層にフィラーの高密度領域が間隔をあけて規則的に配列しており、
各高密度領域にフィラーの偏在領域が複数個形成されており、
フィラー配列フィルムの平均の可視光透過率が４０％以上であるフィラー配列フィルムを使用する接続方法を提供する。

さらに本発明は、複数の第１物品が第２物品上で配列した状態で、個々の第１物品の接続部と第２物品の接続部とがフィラーを介して接続されている接続構造体であって、
フィラーが第１物品の配列に対応して高密度領域を形成しており、
高密度領域内でフィラーが第１物品の接続部に対応して偏在している接続構造体を提供する。

本発明のフィラー配列フィルムを使用すると、μＬＥＤの電極等の微小な第１物品の接続部を透明ディスプレイ用基板の電極等の第２物品の接続部に、フィラー配列フィルムを介して加熱又は加圧することにより接続する場合に、第１物品の接続部と第２物品の接続部の間に確実に１個以上のフィラーが捕捉され、かつフィルム面方向で隣り合う接続部同士、即ち第１物品の接続部同士、又は第２物品の接続部同士の間でフィラーが繋がるリスクが低い。よって、μＬＥＤ等の電子部品を基板に接続する場合のショートのリスクを低減させることができる。

また、第１物品がμＬＥＤ等の発光素子である場合には、発光素子の配列に対応してフィラーの高密度領域が配列しているので、発光素子からの光の出射がフィラーで妨げられ難い。よって、発光素子を実装した発光装置の発光効率が向上する。

図１は、実施例のフィラー配列フィルム１Ａにおけるフィラーの配置図である。 図２は、実施例のフィラー配列フィルム１Ａにおけるフィラーの配置と、フィラー配列フィルム１Ａで接続する物品の接続部との対応図である。 図３は、実施例のフィラー配列フィルム１Ａの断面図である。 図４は、実施例のフィラー配列フィルム１Ｂにおけるフィラーの配置図である。

以下、本発明を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図中同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。

（フィラー配置）
図１は、本発明の一実施例のフィラー配列フィルム１Ａにおけるフィラーの配置図である。このフィラー配列フィルムは、フィラー２として導電粒子を絶縁性樹脂層１０に配列させたものである。フィラー配列フィルムは異方性導電フィルムとして用いても良く、導電フィルムとして用いても良い。

本発明のフィラー配列フィルムは、複数の第１物品が第２物品上で配列した状態で第１物品と第２物品とをフィラー配列フィルムを介して加熱又は加圧することにより、個々の第１物品の接続部と第２物品の接続部とを接続するものであり、この接続状態において、個々の第１物品の接続部と第２物品の接続部との間にフィラーが挟持され、第１物品と第２物品の対向面同士が絶縁性樹脂層で接着されるようにするものである。このフィラー配列フィルムは、平均の可視光透過率が４０％以上であるため、第１物品をμＬＥＤ、その電極を第１物品の接続部、第２物品をμＬＥＤ用の配線回路が形成された透明ディスプレイ用基板、その電極を第２物品の接続部とした場合に、第１物品と第２物品とを異方導電性接続する異方性導電フィルムとして使用することができる。なお、本発明のフィラー配列フィルムは微小な部品の接続に使用するため、接続前に供する前にフィラー配列フィルムを通してミクロな物品を十分に視認できることが必要である。

ここで、フィラー配列フィルムの可視光透過率は、可視光透過率測定装置を用いて計測される可視光（波長４００～７００ｎｍ）の平均透過率である。可視光透過率はフィルムの硬化後の状態で測定している。この平均透過率は、例えば面積１０ｍｍ×１０ｍｍの透過率を計測すればよい。

このように可視光透過率は１０×１０ｍｍの範囲で測定することができる。１０×１０ｍｍの領域をランダムに５箇所、好ましくは１０箇所以上を測定し、その平均から可視光透過率を算出することができる。

これとは別に、可視光透過率の測定領域を、同領域における導電粒子の個数密度が、平均の個数密度に対して±１０％程度の範囲内になるようにして可視光透過率を測定してもよい。このようにすれば、基板の一面にμＬＥＤが配置されている場合に、接続に必要な導電粒子が偏在しているか否かの確認が容易になり、接続に使用するフィルムの適否が判定し易くなる。また、基板に貼り付けるフィルムに、不要な導電粒子が存在しているかの適否にも用いることができるため、接続構造体の生産性にも寄与できる。また、接続構造体の設計についても制約が少なくなる、といった利便性の向上にも寄与する。１０×１０ｍｍの範囲は、一面ではなくとも複数個のμＬＥＤが配置された範囲（接続領域）ともなりえるが、このサイズと同等もしくはそれ以上の大きさにフィルムを切り分けて使用する場合などを想定しても、上述のように可視光透過率を算出することは、生産性など寄与できると考えられる。

図２に示すように、本実施例のフィラー配列フィルム１Ａを用いて接続する各μＬＥＤ２０は２つの電極２１を有し、ウエハ２２に格子状に規則的に配列している。

μＬＥＤ２０の外形とサイズについては、例えば、外形が矩形の場合、その長辺は２００μｍ以下、又は１５０μｍ未満、又は５０μｍ未満、又は２０μｍ未満である。より具体的には、例えば１０μｍ×２０μｍ、７μｍ×１４μｍ、５μｍ×５μｍの矩形をあげることができる。なお、μＬＥＤの外形は矩形に限られず、例えば菱形でもよい。

また、電極２１の外形とサイズとしては、特に限定されないが、μＬＥＤが小さい場合には、長辺５μｍ～５０μｍ、短辺３μｍ～４０μｍの矩形をあげることができ、一つのμＬＥＤ２０における電極２１同士の間隔Ｌs は使用方法によって適宜選択できる。下限は載置工程の利便性から好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上である。上限は特に制限はない。μＬＥＤやミニＬＥＤよりも大きく単独で用いる素子の場合には３０００μｍ以下でもよい。ディスプレイ用途の場合には１０００μｍ以下でもよく、５００μｍ以下でもよく、１５０μｍ以下でもよく、２０μｍ以下でもよい。

フィラー配列フィルム１Ａでは、フィラー２の高密度領域４がμＬＥＤ（第１物品）２０の外形に対応して形成され、μＬＥＤの配列に対応して間隔をあけて規則的に配列している。各高密度領域４内では、フィラー２がμＬＥＤ（第１物品）２０の個々の電極（接続部）２１に対応した位置に偏在することで偏在領域３を形成している。偏在領域３や高密度領域４は、フィラー２の集合体の外形として認識することができる。

ここで、偏在領域３がμＬＥＤ２０の電極２１に対応した位置に配置されているとは、所定の配列状態にある複数のμＬＥＤとフィラー配列フィルムとをアライメントした場合に、平面視において個々のμＬＥＤ２０の電極２１と偏在領域３が重なり、かつ個々のμＬＥＤ２０の電極２１間のスペースと偏在領域３間のスペースとが重なることをいい、好ましくは偏在領域３内に電極２１が位置すること、又は偏在領域３を構成する導電粒子２の１個以上が電極２１と重なることをいう。

また、高密度領域４がμＬＥＤ２０の配列に対応して配列しているとは、上述のアライメントにより平面視において各μＬＥＤ２０と高密度領域４とが重なり、かつ各μＬＥＤ間のスペースと高密度領域４間のスペースとが重なることをいい、好ましくは各μＬＥＤ２０について、高密度領域４を構成する導電粒子２のうち該μＬＥＤ２０の外形から外れた導電粒子２の面積の合計がμＬＥＤ２０の外形の面積の５０％以内であること、より好ましくは各μＬＥＤ２０の外形内に高密度領域４を構成する全ての導電粒子２が位置することをいう。

高密度領域４の面積、即ち高密度領域４を構成する導電粒子２のうち外周部の導電粒子２に外接する高密度領域の輪郭形状の面積は、例えば１辺が１０μｍ～１０００μｍの矩形とすることができるが、対応するμＬＥＤ２０の外形に対して以下の比率を満たせることが望まれる。即ち、高密度領域４の輪郭形状の面積とμＬＥＤ２０の外形の平面視面積の比の下限を小さくすれば、μＬＥＤ２０外形内に導電粒子２が収まり易くなる。この比は、電極で導電粒子を捕捉しやくするため０．１倍以上が好ましく、０．２倍以上がより好ましく、０．５倍以上がさらに好ましい。一方、上限を大きくすれば、電極に捕捉される導電粒子が不足する懸念は回避できるが、透明性や美観を損なう虞があるため、１．５倍以下が好ましく、１．３倍以下がより好ましく、１．２倍以下がさらに好ましい。

また、高密度領域４がμＬＥＤの配列に対応して配列しているとは、高密度領域４の配列方向及び配列ピッチがμＬＥＤの配列方向及び配列ピッチと等しいことをいう。

上述のようにフィラー配列フィルム１Ａの導電粒子の偏在領域３はμＬＥＤ２０の電極２１に対応し、高密度領域４はμＬＥＤ２０の外形に対応しているので、高密度領域４間の最近接距離（即ち、或る高密度領域を構成する導電粒子と、その高密度領域に最も近接した高密度領域を構成する導電粒子との距離）をＬ1とし、個々の高密度領域内における偏在領域３間の最近接距離（即ち、個々の高密度領域４内において、或る偏在領域を構成する導電粒子と、その偏在領域に最も近接した偏在領域を構成する導電粒子との距離）をＬ2とし、偏在領域３内の導電粒子２間の最近接距離をＬ3とした場合に、
Ｌ1＞Ｌ2＞Ｌ3
となることが好ましい。

ウエハ２２に配列した複数のμＬＥＤ２０と基板とをフィラー配列フィルム１Ａを介して加熱加圧することにより接続する場合のフィラー配列フィルム１Ａの絶縁性樹脂層１０の樹脂流動が高密度領域４内の導電粒子２の配置に影響しにくくする点から、Ｌ1やＬ2は、当該μＬＥＤの外形や配列ピッチ、電極間距離などに応じて適宜定める。

また、フィラー配列フィルム１Ａの偏在領域３とμＬＥＤ２０の電極２１と基板の電極とのアライメントに±１０％程度のズレを許容する点から、偏在領域３の面積、即ち、偏在領域３を構成する導電粒子２のうち外周部のフィラーに外接する輪郭形状の面積は、対応するμＬＥＤ２０の電極２１の平面視面積の０．５倍以上１．８倍以下であってもよく、１．０倍以上１．２倍以下とすることが好ましい。この範囲であれば、導電粒子数が過不足なく存在するため捕捉とショートも両立でき、また良好な捕捉状態を得られ易く確認もしやすい。

本発明において一つの高密度領域４には、一つの第１物品が有する接続部の個数に応じた個数で偏在領域３を存在させることができ、特に３個以下を存在させることができ、本実施例では２個の偏在領域３を存在させている。

偏在領域３内での導電粒子間の最近接距離Ｌ3と導電粒子２の平均粒子径Ｄとの関係については、これらの比Ｌ3／Ｄの下限が好ましくは０．３以上、より好ましくは０．５以上であり、上限については好ましくは４以下、より好ましくは３以下である。

偏在領域３における導電粒子２の配置は、ランダムとしても規則的配置としてもよいが、各電極２１における導電粒子の捕捉性を向上させる点から、導電粒子が所定ピッチで所定方向に配置されている配列軸を１以上有する平面格子パターンが好ましく、例えば、斜方格子、六方格子、正方格子、長方格子、平行体格子などが挙げられる。また、平面格子パターンの異なる領域があってもよい。

（フィラーの個数密度）
フィラー配列フィルム１Ａの偏在領域３におけるフィラーの密度部分は、フィラー配列フィルム１Ａを接続する対象物によって応じて設計される。フィラー配列フィルムが異方性導電フィルムの場合、異方性導電フィルムによって微小な部品を安定して接続できるようにするため、またショートリスクを回避するため、導電粒子のイレギュラーな配置または凝集は少ないことが望ましい。特に、導電粒子の粒子径が３μｍ未満では偏在領域３における導電粒子のイレギュラーな配置または凝集が少ないことが望ましい。

偏在領域３におけるフィラーの個数密度は、フィラー配列フィルム１Ａを接続する対象物によって応じて設計される。一例として、５００００個／ｍｍ²以上が好ましく、５０００００個／ｍｍ²以上がより好ましい。一方、高密度領域４同士の間におけるフィラーの個数密度は、１０００個／ｍｍ²以下が好ましく、実質的にゼロであることがより好ましい。したがって、フィラーの個数密度を偏在領域３で高くしても、高密度領域４同士の間の可視光透過率は大凡４０％以上とすることができ、フィラー配列フィルム全体としての可視光透過性を４０％以上、好ましくは５０％以上とすることができる。

なお、フィラー配列フィルム１ＡがμＬＥＤ等の第１物品と透明ディスプレイ用基板等の第２物品との接続に供された場合に、高密度領域４は第１物品と第２物品で挟持される領域となるため、第１物品と第２物品の接続後の光透過性を向上させる上で、高密度領域４内の偏在領域３同士の間の個数密度は必ずしもゼロでなくてもよい。例えば、図４に示すフィラー配列フィルム１Ｂのように、高密度領域４内の２つの偏在領域３の間にフィラー２が存在していてもよい。接続に関与しない不要なフィラーを低減させるため、一つの高密度領域４内において偏在領域３同士の間のフィラーの個数は偏在領域３のフィラーの個数の５０％以下が好ましく２０％以下がより好ましい。

フィラーの偏在領域３におけるフィラー面積占有率は、フィラー配列フィルムで接続する対象物のレイアウトの自由度を保てるように定めることができ、５％以上であってもよく、８％以上が好ましく、８％以上８５％以下がより好ましい。

フィラー面積占有率は、本実施例では導電粒子面積占有率の意味であり、フィラー配列フィルムの偏在領域３の平面視における導電粒子の個数密度（個／ｍｍ²）×導電粒子１個の平面視面積の平均（ｍｍ²／個）×１００で求められる。

なお、導電粒子の個数密度は、金属顕微鏡を用いて観察して求める他、画像解析ソフト（例えば、ＷｉｎＲＯＯＦ（三谷商事株式会社）や、Ａ像くん（登録商標）（旭化成エンジニアリング株式会社）等）により観察画像を計測して求めてもよい。フィラー配列フィルム上で観察された個数を計測する。フィラー配列フィルムを著しく小さい個片にする場合は、個片化前の状態で測定した個数密度で測定する。

（フィラー）
本実施例においてフィラーとする導電粒子２の粒子径は特に制限されないが、粒子径の下限は１μｍ以上であることが好ましい。粒子径の上限は、例えば、接続構造体における導電粒子の捕捉効率の観点から、例えば５０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがさらに好ましい。電極のサイズによっては、導電粒子の粒子径は３μｍ未満、好ましくは２．５μｍ未満、より好ましくは２μｍ以下が求められる場合がある。粒子径が１μｍ未満の場合、１μｍ以上の集合体として扱ってもよい。

平均粒子径は、画像型粒度分布計（一例として、ＦＰＩＡ－３０００：マルバーン社製）により測定した値とすることができる。この場合、粒子個数は１０００個以上、好ましくは２０００個以上であることが好ましい。

また、導電粒子の種類としては、公知の異方導電性フィルムに用いられている導電粒子の中から適宜選択することができる。例えば、導電粒子としては、ニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウムなどの金属粒子、ハンダなどの合金粒子、金属被覆樹脂粒子、表面に絶縁性微粒子が付着している金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。２種以上を併用することもできる。中でも、金属被覆樹脂粒子が、接続された後に樹脂粒子が反発することで端子との接触が維持され易くなり、導通性能が安定する点から好ましい。また、導電粒子の表面には公知の技術によって、導通特性に支障を来さない絶縁処理が施されていてもよい。

なお、本発明のフィラー配列フィルムにおいてフィラーとしては、当該フィラー配列フィルムの用途に応じて、無機系フィラー（金属粒子、金属酸化物粒子、金属窒化物粒子など）、有機系フィラー（樹脂粒子、ゴム粒子など）、有機系材料と無機系材料が混在したフィラー（例えば、コアが樹脂材料で形成され、表面が金属メッキされている粒子（金属被覆樹脂粒子）、導電粒子の表面に絶縁性微粒子を付着させたもの、導電粒子の表面を絶縁処理したもの等）から、硬さ、光学的性能などの用途に求められる性能に応じて適宜選択される。

例えば、フィラー配列フィルムを導電フィルム、異方性導電フィルムとして使用する場合、フィラーとして導電粒子を含有させる。フィラー配列フィルムの用途に応じて導電粒子以外のフィラーを使用してもよい。

フィラー配列フィルムをμＬＥＤ等の微小光学素子の発色の調整や、カラーディスプレイにおけるブラックスマトリクス等の用途に使用する場合、フィラーとして公知の色素、顔料、光散乱性粒子等を使用してもよい。フィラー配列フィルムの用途が光学フィルムや艶消しフィルムである場合、シリカフィラー、酸化チタンフィラー、スチレンフィラー、アクリルフィラー、メラミンフィラーや種々のチタン酸塩等を使用することができる。コンデンサー用フィルムでは、酸化チタン、チタン酸マグネシウム、チタン酸亜鉛、チタン酸ビスマス、酸化ランタン、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛及びこれらの混合物等を使用することができる。接着フィルムではポリマー系のゴム粒子、シリコーンゴム粒子等を含有させることができる。

（フィラー配列フィルムの断面構造）
図３は、図１に示したフィラー配列フィルム１ＡのＡ－Ａ断面図である。本実施例のフィラー配列フィルム１の偏在領域３では、導電粒子２が絶縁性樹脂層１０に配列している。

絶縁性樹脂層１０は単一の絶縁性樹脂層から構成されていてもよく、複数の樹脂層の積層体から構成されていてもよい。導電粒子２の端部の位置は、層の一方の面と略位置していることが好ましい。略一致とは、例えば、粒子径の±１０％程度の誤差を含む。絶縁性樹脂層を複数の樹脂層の積層体とする場合、例えば、図３に示すように導電粒子２を保持する高粘度バインダー樹脂層１１と、高粘度バインダー樹脂層１１よりも低粘度の接着剤層１２とすることができる。この高粘度バインダー樹脂層１１と接着剤層１２を構成する樹脂は、例えば、特許文献３に記載の絶縁性樹脂層を構成するバインダーや接着剤層と同様とすることができる。異なる層に異なるフィラーを配置させて積層してもよい。

但し、フィラー配列フィルム１Ａを第１物品と第２物品との接続に供した後の絶縁性樹脂層の透明性を向上させるため、絶縁性樹脂層１０（高粘度バインダー樹脂層１１、接着剤層１２）には無機フィラーを極力添加しないことが好ましい。また、絶縁性樹脂層１０にエポキシ樹脂を使用する場合には、共役二重結合をもたないエポキシ樹脂を使用することが好ましい。

また、絶縁性樹脂層１０には必要に応じてゴム成分を添加することができる。ゴム成分を接続構造体の反りや歪みの防止のために配合してもよい。ゴム成分は、クッション性（衝撃吸収性）の高いエラストマーであれば特に限定されるものではなく、具体例として、例えば、アクリルゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ポリウレタン樹脂（ポリウレタン系エラストマー）などを挙げることができる。

絶縁性樹脂層１０の層厚は、フィラー配列フィルム１を介してμＬＥＤと基板とを加熱加圧することによりこれらを接続する場合に、絶縁性樹脂層に不用な樹脂流動が生じないようにし、また、フィラー配列フィルム１を巻装体とする場合の樹脂のはみ出しやブロキングを防止する点から、層厚の下限については導電粒子２の平均粒子径の０．６倍以上、好ましくは０．９倍以上、さらに好ましくは１倍以上であり、上限については３倍以下、好ましくは２倍以下、さらに好ましくは１．５倍以下である。絶縁性樹脂層１０の層厚が、導電粒子２の平均粒子径の０．６倍未満であると絶縁性樹脂層１０から導電粒子２が露出してしまうので、フィラー配列フィルム１を用いてμＬＥＤと基板とを接続する際に、フィラー配列フィルムとμＬＥＤ又は基板との仮貼りがし難くなる。一方、３倍を超えると、μＬＥＤと基板との接続時に過度に樹脂流動が生じ、樹脂流動により導電粒子２が流され、電極における導電粒子の捕捉性が低下する。

また、粒子の配列までを踏まえた製造上の理由から、絶縁性樹脂層１０の層厚は、下限については２μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましい。上限については、層厚が大きくなりすぎると接続時のズレが生じやすくなることから、３２μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましく、８μｍ以下がさらに好ましい。

また、本発明の場合は、μＬＥＤそのものが小さく、μＬＥＤの大きさと導電粒子の大きさとは従来よりも近くなる。μＬＥＤはズレ易くなることが懸念されるが、接続構造体としてはこのズレを回避していることが好ましい。こういった理由からも、絶縁性樹脂層１０の厚みは上記の範囲内に収まることが求められる。

（フィラー配列フィルムの製造方法）
フィラー配列フィルム１Ａは、導電粒子を前述のように特定の配置とする以外は公知の異方性導電フィルムと同様に製造することができる。例えば、特許文献３に記載の異方性導電フィルムの製造方法と同様に、まず、導電粒子の配列パターンに応じた凹部が形成された型を用意し、その型に導電粒子２を充填し、その上に剥離フィルム上に形成した高粘度バインダー樹脂層１１を貼り合わせて、導電粒子２を高粘度バインダー樹脂層１１に押し込んで転着し、その転着面に接着剤層１２を積層する。

（フィラー配列フィルムを使用する接続方法）
フィラー配列フィルム１Ａを用いて、複数のμＬＥＤ２０がウエハ２２上で規則的に配列した状態でμＬＥＤ２０の電極と、基板の電極とを接続する方法は、まず、基板の電極上にフィラー配列フィルム１Ａを位置合わせして貼着し、そのフィラー配列フィルム１Ａと、ウエハ２２上に配列したμＬＥＤ２０とを位置合わせして貼り合わせ、加熱加圧してμＬＥＤ２０の電極と基板の電極とを接続する。この場合、特許文献３に記載のように２段階方式で加熱加圧することにより接続してもよい。また、導電粒子が半田粒子等である場合に、リフローにより接続してもよい。

この加熱加圧時に、フィラー配列フィルム１の絶縁性樹脂層は流動し、μＬＥＤ２０と基板との対向面の間隙に充填され、硬化することでμＬＥＤ２０と基板とを接着するが、このときの樹脂の流動性は、導電粒子が配置されていない高密度領域４同士の間で高く、高密度領域４内では高密度領域４同士の間に比して樹脂の流動性が低い。したがって、高密度領域４内においてμＬＥＤの電極に対応して配置されている偏在領域３の導電粒子２は、高密度領域４同士の間の樹脂流動の影響を受けにくく、各μＬＥＤ２０の電極２１が確実に導電粒子２を捕捉することが可能となる。

さらに、高密度領域４内では、電極２１の配置に対応して偏在領域３同士が距離Ｌ2をあけて配置されているので、一つのμＬＥＤ内の電極２１同士のショートの発生が抑制される。

加えて、フィラー配列フィルム１において、高密度領域４同士の間には導電粒子２が実質的に存在しないため、基板にμＬＥＤを接続した後にそのμＬＥＤ２０が発する光がこの間の導電粒子２で遮られない。したがって、フィルム全面に導電粒子が一様に存在しているフィラー配列フィルムを使用した場合に比して、μＬＥＤを実装した発光装置の発光効率が向上する。

なお、フィラー配列フィルムは個片形状にしてもよい。個片形状の大きさは、対象物に合わせて設計できるが、例えば１辺が５μｍ以上、１５０ｍ以下とすることができる。このようにすることで、後述する色や光を調整する用途にも展開できることが期待できる。即ち、個片形状にしたフィルムで第１物品と第２物品とを接続してもよく、個片形状にしたフィルムを電極上のみに配置してもよい。個片化は、機械的方法、化学的方法、レーザーなどを用いて切り込みを設けるなどして形成できる。なお、切り込みは、基材に達するまで深くなくてもよく、ハーフカットでもよい。

フィラー配列フィルムの仮貼りやフィルム転写及びμＬＥＤの基板上への搭載は、スタンプ材やレーザーを用いた手法（レーザーリフトオフ法）といった公知の手法やそれを応用した手法を用いることができ（例えば、特開平９－１２４０２０号公報、特開２０１１－７６８０８号公報、特許６６３６０１７号公報、特許６１８７６６５号公報等に記載の方法）、発明の効果が発揮できる手法であれば特に限定はされない。

（接続構造体）
実施例のフィラー配列フィルム１Ａを用いて上述の方法で接続されたμＬＥＤ２０と基板との接続構造体は、偏在領域３内のフィラー２がμＬＥＤ２０の電極２１と基板の電極との接続箇所を構成している。実施例はμＬＥＤを例に説明しているが、本発明において接続構造体はミニＬＥＤであってもよい。

上述のように接続時の樹脂流動の影響が高密度領域４内の導電粒子２の配置に影響しにくいため、接続前と同様に、接続後においても偏在領域が複数集合した高密度領域がμＬＥＤの搭載位置に対応して存在し、高密度領域がμＬＥＤの配列に対応して配列している。

したがって、フィラー配列フィルムにμＬＥＤ及び基板が接続されていない部分の接続構造体における可視光透過率は、フィラー配列フィルムの平均の可視光透過率４０％よりも高く、好ましくは５０％以上である。よって、この接続構造体の発光効率は、フィラー配列フィルムとして、この接続構造体の偏在領域３の導電粒子２の個数密度でフィルム全面に導電粒子が一様に存在しているものを使用した場合に比して著しく向上している。また、各電極における導電粒子の捕捉性も高く、ショートの発生割合も低下している。

以上、本発明のフィラー配列フィルムを用いた接続方法とそれにより得られる接続構造体を、第１物品をμＬＥＤとし、第２物品をμＬＥＤ用の配線回路が形成された基板とし、フィラー配列フィルムのフィラーを導電粒子とする場合に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、第１物品を光散乱フィルム、ブラックマトリックス層等とし、第２物品を透明基板（μＬＥＤを搭載する基板）等とし、フィラーをシリカや黒色に着色した粒子等とすることで第１物品と第２物品の接続構造体の色味を調整してもよい。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
実施例１～４、比較例１～４
（異方性導電フィルムの作製）
表１の樹脂組成で樹脂を混合し、剥離フィルム上に塗布し、乾燥（６０℃、３分）することにより接着フィルムを得た。

一方、導電粒子（平均粒子径２．２μｍ又は３．２μｍ、０．２μｍＮｉメッキ樹脂粒子、積水化学工業株式会社）が表２に示す配置となるように、特許第６１８７６６５号公報に記載の方法と同様にして導電粒子を充填する凹部を有する型を作製し、その凹部に導電粒子を充填し、表１の接着フィルムを被せ、その接着フィルムに導電粒子を押し込み、異方性導電フィルムを作製した。

（異方性導電フィルムの評価）
実施例１～４及び比較例１～４の異方性導電フィルムを用いて粒子捕捉性、導通抵抗、絶縁性、可視光透過率を次のように評価した。結果を表２に示す。

(i)粒子捕捉性
実施例１～４及び比較例１～４の異方性導電フィルムをＩＴＯ／ＮｄＭｏパターンガラスに貼り、その上に、μＬＥＤに模した評価用ＩＣチップを加熱圧着（到達温度１５０℃、加圧３０Ｍｐａ、１０秒）し、実装体を得た。この評価用ＩＣチップは、バンプ１０μｍ×１０μｍが２つ（バンプ間スペース７μｍ）で一組となったものが、１．５ｃｍ×１．５ｃｍの範囲に略一面に３０μｍピッチで並べられた電極レイアウトを有する。

この実装体の１００個のバンプを観察することにより、バンプに捕捉されている導電粒子数を計測した。この計測数の１００個のバンプにおける最低数により、以下の基準で評価した。

Ａ：５個以上
Ｂ：３～４個
Ｃ：１～２個
Ｄ：０個

(ii)導通抵抗
上述の実装体の１００個の導通抵抗を測定し、以下の基準で評価した。
Ａ：３０Ω未満
Ｂ：３０Ω以上１００Ω未満
Ｃ：１００Ω以上３００Ω未満
Ｄ：３００Ω以上

(iii)絶縁性
上述の実装体の１００個のバンプ間スペースについて導通抵抗を測定し、１０⁷Ω以下をショートと判定した。このショート数により、以下の基準で評価した。

Ａ：ショート無し
Ｂ：ショート１個
Ｃ：ショート２個
Ｄ：ショート３個以上

(iv)可視光透過率
実施例１～４及び比較例１～４の異方性導電フィルムの可視光透過率（４００～７００ｎｍ）を測定し、その平均の透過率（計測面積１０ｍｍ×１０ｍｍ）により、以下の基準で評価した。なお、透過率測定にはＵＶ－２４５０（（株）島津製作所製／ＪＩＳ Ｚ ８７２９）を使用した。この場合、可視光透過率の測定試料は、異方性導電フィルムを基板に貼り付けた状態で、２００℃環境下で１分間放置し、硬化した状態のものとした。可視光透過率により接続構造体においてはみだした樹脂がどのように影響するかをみることができる。また、接続に使用する箇所に適した導電粒子の配置になっているかの判定や、接続構造体に使用する際に十分な透明性を確保されているかを確認することができる。

Ａ：５０％以上
Ｂ：３５％以上
Ｃ：２０％以上
Ｄ：２０％未満

表２から、導電粒子をμチップまたはμＬＥＤのバンプに偏在させた実施例の異方性導電フィルムを用いると、粒子捕捉性、導通抵抗、絶縁性、可視光透過率のいずれもＢ以上の優れた評価になることがわかる。

これに対し、実施例１の偏在領域における導電粒子の個数密度と等しい個数密度でフィルム全体に導電粒子が均一に存在する比較例１では可視光透過率が劣っている。また、フィルム全体の個数密度が低い比較例２では可視光透過率がＢ評価であるが、粒子捕捉性及び導通抵抗が劣っている。比較例４ではフィルム全体における個数密度が実施例１の偏在領域における導電粒子の個数密度と等しいが、導電粒子がランダムに配置されているため、絶縁性及び可視光透過率の評価が著しく劣り、比較例４よりもフィルム全体における個数密度が低い比較例３では、導電粒子がランダムに配置されているために粒子捕捉性及び導通抵抗の評価が著しく劣っている。

１Ａ、１Ｂ フィラー配列フィルム
２ フィラー、導電粒子
３ 偏在領域
４ 高密度領域
１０ 絶縁性樹脂層
１１ 高粘度バインダー樹脂層
１２ 接着剤層
２０ 第１物品、μＬＥＤ
２１ 電極
２２ ウエハ
Ｌ1 高密度領域間の最近接距離
Ｌ2 偏在領域間の最近接距離
Ｌ3 偏在領域内のフィラー間の最近接距離
Ｌs μＬＥＤの電極間距離

Claims (17)

1. 絶縁接着層にフィラーが配置されているフィラー配列フィルムであって、
   フィラーの高密度領域が間隔をあけて規則的に配列しており、
   各高密度領域にフィラーの偏在領域が複数個形成されており、
   フィラー配列フィルムの平均の可視光透過率が４０％以上であるフィラー配列フィルム。
2. 高密度領域が１辺１０μｍ～１０００μｍの矩形である請求項１記載のフィラー配列フィルム。
3. 高密度領域内のフィラーの偏在領域におけるフィラーの個数密度が５００００個／ｍｍ²以上である請求項１又は２記載のフィラー配列フィルム。
4. 高密度領域内のフィラーの偏在領域におけるフィラーの個数密度が５０００００個／ｍｍ²以上である請求項３記載のフィラー配列フィルム。
5. 高密度領域間のフィラーの個数密度が１０００個／ｍｍ²以下である請求項１～４のいずれかに記載のフィラー配列フィルム。
6. 高密度領域内の偏在領域間のフィラーの個数が偏在領域のフィラーの個数の５０％以下である請求項１～５のいずれかに記載のフィラー配列フィルム。
7. フィラーの偏在領域におけるフィラーの面積占有率が５％以上である請求項１～６のいずれかに記載のフィラー配列フィルム。
8. 偏在領域においてフィラーが、正方格子、長方格子又は六方格子に配列している請求項１～７のいずれかに記載のフィラー配列フィルム。
9. 高密度領域間の可視光透過率が５０％以上である請求項１～８のいずれかに記載のフィラー配列フィルム。
10. 複数の第１物品が第２物品上で配列した状態で、個々の第１物品の接続部と第２物品の接続部とを、絶縁性樹脂層にフィラーが配列したフィラー配列フィルムを介して加熱又は加圧することにより接続する接続方法であって、
    フィラー配列フィルムとして、
    絶縁接着層にフィラーの高密度領域が間隔をあけて規則的に配列しており、
    各高密度領域にフィラーの偏在領域が複数個形成されており、
    フィラー配列フィルムの平均の可視光透過率が４０％以上であるフィラー配列フィルムを使用する接続方法。
11. 個々の高密度領域の輪郭形状の面積が、第１物品の平面視面積の０．１倍以上１．５倍以下である請求項１０記載の接続方法。
12. 個々の偏在領域の面積が、第１物品の接続部の平面視面積の０．５倍以上１．８倍以下である請求項１０記載の接続方法。
13. 絶縁性樹脂層の厚みがフィラーの平均粒子径の３倍以下である請求項１０～１２のいずれかに記載の接続方法。
14. 第１物品がμＬＥＤであり、第２物品が透明ディスプレイ用基板である請求項１０～１３のいずれかに記載の接続方法。
15. 複数の第１物品が第２物品上で配列した状態で、個々の第１物品の接続部と第２物品の接続部とがフィラーを介して接続されている接続構造体であって、
    フィラーが第１物品の配列に対応して高密度領域を形成しており、
    高密度領域内でフィラーが第１物品の接続部に対応して偏在している接続構造体。
16. 接続構造体において第１物品及び第２物品が接続されていない部分の可視光透過率が５０％以上である請求項１５記載の接続構造体。
17. 第１物品がμＬＥＤであり、第２物品が透明ディスプレイ用基板である請求項１５又は１６記載の接続構造体。

Images