KR100481239B1

KR100481239B1 - 회로 기판 접속 구조, 상기 접속 구조를 갖는 액정디스플레이 장치 및 액정 디스플레이 장치 장착 방법

Info

Publication number: KR100481239B1
Application number: KR10-2002-0059709A
Authority: KR
Inventors: 사토나카마사하루
Original assignee: 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2005-04-07
Also published as: KR20030028712A; US6909053B2; CN1411329A; JP2003114446A; US20030063452A1; CN1207946C; JP3914732B2; TW540265B

Abstract

이방성 도전막(ACF; 20)을 통해 액정 디스플레이 패널을 구성하는 기판중 하나의 단자부에 접속된 가요성 기판(5)에 접속 기판(4) 접속시, 접속 기판의 접속 단자 또는 내부 배선과 동일한 재료로 이루어지고 접속 단자와 동일한 높이를 갖는 본딩 보조 부재(17)가 접속 기판(4)의 근처의 비-코팅부(14)의 단자 형성 영역에서 다수의 접속 단자(4b)를 포함하는 인접 단자 그룹 사이에 마련되어, 본딩 보조 부재(17)에 의해 비-코팅부와 단자 그룹 사이의 높이차를 완화시키고 ACF의 임시 프레스 본딩 단계동안 ACF가 노출 영역뿐만 아니라 단자 그룹과 접촉하도록 하고 단자 그룹 사이의 ACF의 파손 및/또는 박리를 방지하고 전기적 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

회로 기판 접속 구조, 상기 접속 구조를 갖는 액정 디스플레이 장치 및 액정 디스플레이 장치 장착 방법{CIRCUIT SUBSTRATE CONNECTING STRUCTURE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE CONNECTING STRUCTURE AND MOUNTING METHOD OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

발명의 배경

발명의 분야

본 발명은 회로 기판의 접속 구조에 관한 것으로, 특히, 본 발명은 가요성 기판(flexible substrate)과 액정 디스플레이 장치의 회로 보드를 접속하기 위한 접속 구조 및 상기 접속 구조를 갖는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 액정 디스플레이 장치의 장착 방법에 관한 것이다.

종래의 기술

액정 디스플레이 장치는 박막, 경량 및 낮은 전력 소모로 인해 OA(office automation; 사무 자동화) 장치, AV(audio-video) 및 휴대 단말 등의 분야에 널리 사용되고 있다. 액정 디스플레이 장치는 박막 트랜지스터가 스위칭 소자로서 마련된 TFT 기판, 대향 기판 및 TFT 기판과 대향 기판 사이의 갭에 밀봉된 액정으로 이루어진 액정 패널과 디스플레이를 제어하기 위해 액정 패널에 접속되고 구동 회로와 같은 외부 회로를 갖는 외부 기판 등으로 구성된다.

외부 기판에 액정 패널을 접속시키기 위해, 적어도 하나의 가요성 기판의 한 측면상의 단자를 액정 패널의 적어도 하나의 주변 에지부에 마련된 단자부에 접속하고, 외부 기판의 단자에 가요성 기판의 다른 측면상의 단자를 접속한다. 액정 디스플레이의 소형화 및 저가의 가격을 구현하기 위해, 이방성 도전막(ACF)이 가요성 기판과 외부 기판 사이의 접속을 위해 사용된다.

ACF는 열경화성 접착제에서 도전성 입자를 분산시킴으로써 형성되고, 도장(painting)에 의해 액정 패널의 기판중 하나 상에 ACF가 형성되거나 테이프형의 ACF가 부착되고 다른 기판이 하나의 기판에 대향 관계로 배치된 후, ACF가 대응 기판의 접속 단자 사이의 갭에 있는 도전성 입자로 인해 접속 단자에 가압되는 동안 ACF의 열경화성 접착제가 가열에 의해 응고되어, 단자 사이의 갭이 좁고 장착 공간의 마진이 없는 경우에도 기계적 강도를 유지하며 ACF의 도전성을 높게 할 수 있다.

ACF를 사용하는 액정 디스플레이 장치에서 외부 기판의 접속 방법이 도 1 및 도 7의 A 내지 도 11의 B를 참조하여 기재된다. 도 1은 액정 디스플레이 장치의 전체 구조를 도시하는 투시도이고, 도 7의 A 및 B는 종래의 외부 기판의 구조를 도시하는 평면도이며, 도 8은 도 7의 A의 B-B' 라인을 따라 취해지는 단면도이다. 도 9의 A 내지 C는 ACF를 사용하는 종래의 접속 방법의 단계를 도시하는 단면도이고, 도 10의 A, 도 10의 B, 도 11의 A 및 도 11의 B는 종래의 접속 방법의 문제점을 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정 디스플레이 장치(1)는 스위치 소자로서 형성된 박막 트랜지스터를 갖는 TFT 기판으로 구성된 액정 패널(2), 기판 사이의 갭에 밀봉된 액정과 TFT 기판에 대향하는 대향 기판, 형광 램프(10), 반사재(11) 및 도광판(9) 등으로 구성된 백라이트(7) 및 상기 구성 요소들을 지지하는 케이스(13a 및 13b)를 포함한다. 구동 회로와 같은 외부 회로를 갖는 외부 기판(이하, 접속 기판(4))은 액정 패널(2)의 기판중 하나의 적어도 하나의 주변부에 마련된다. 도 7의 A는 접속 기판(4)을 확대하여 도시하고, 도 7의 B는 접속 기판(4)에 접속된 다수의 가요성 기판(5)을 도시한다.

배선 패턴은 구리 박막을 사용하여 접속 기판(4) 상에 형성된다. 접속 기판(4)은 보통 유리 섬유포 계(glass fiber cloth base), 에폭시 수지층 및 구리막의 순서로 적층된 형태이고, 이하, 유리-에폭시 기판 부재(4a)라고 칭한다. 접속 기판(4)은 레지스트 수지와 같은 코팅 수지에 의해 보호되고 전기적으로 절연된다. 가요성 기판(5)에 접속된 각 접속부에서, 비-코팅부(14)는 코팅 수지를 제거함으로써 마련된다. 비-코팅부(14)에서, 단자 그룹 형성 영역(15)이 소정의 간격으로 형성되고, 다수의 접속 단자(4b)가 패터닝된 구리막을 금 또는 니켈로 도금함으로써 비-코팅부(14)의 각 단자 그룹 형성 영역(15)에 형성된다. 단자 그룹은 가요성 기판(5)에 각각 접속된다.

도 8은 도 7의 A에 도시된 접속 기판(4)의 B-B' 라인을 따라 취해지는 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 소정의 간격으로 배치된 다수의 접속 단자(4b)를 갖는 단자 그룹이 구리 박막 패턴으로서 접속 기판(4)의 유리 에폭시 계 물질(4a)상에 형성된다. 유리 에폭시계 물질(4a)이 노출된 노출 영역(16a)이 인접한 단자 그룹 형성 영역(15) 사이에 마련된다. 각 접속 단자(4b)의 높이는 수십 마이크론이고 접속 단자(4b)의 피치는 수백 마이크론이지만, 접속 단자(4b)의 높이는 도 8에서는 과대하게 도시되어 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 접속 기판(4)과 가요성 기판(5)의 접속 방법이 도 9의 A 내지 C를 참조하여 기재된다. 이하에서는, 이방성 도전막(ACF)을 사용하여 접속이 수행된다. 일반적으로, 접속은 ACF(20)을 사용하여 두 단계로 수행된다. 즉, 저온에서 액정 패널의 기판중 하나에 ACF(20)을 임시 본딩하는 제 1의 단계와 ACF가 임시로 본딩된 기판에 대향하도록 다른 기판을 배치한 후 고온에서 ACF의 최종 프레스 본딩하는 제 2의 단계로 수행된다.

구체적으로, 도 9의 A에 도시된 바와 같이, ACF(20)는 에폭시 수지 또는 아크릴 수지와 같은 고절연성 수지에 도전성 입자를 균일하게 분산시킴으로써 형성되고 분리막(19)이 ACF(20)의 한 표면상에 고정된다. 분리막(19)을 가진 ACF(20)가 접속 기판(4)의 비-코팅부(14)와 거의 일치하는 형태로 절단된다. 분리막(19)을 가진 ACF(20)는 단자 형성 영역(15)과 노출 영역(16a)에 직접 접촉하는 ACF(20)를 갖는 비-코팅부(14)의 표면상에 배치되고, ACF(20)는 소정의 낮은 온도로 적층을 가열하면서 프레스-본딩 헤드(18)에 의해 막을 아래로 가압함으로써 접속 기판(4)에 임시적으로 본딩된다. 상기 임시 프레스-본딩 단계는 접속 단자(4b)로부터 ACF(20)가 박리되는 것을 보호하기에 충분한 본딩 강도로 접속 기판(4)에 ACF(20)를 임시적으로 본딩한 것으로서, 상기 단계에서, ACF(20)의 본딩 수지는 완전히 경화되지 않는다.

따라서, 도 9의 B에 도시된 바와 같이, 분리막(19)은 ACF(20)의 표면으로부터 박리되어 ACF(20)의 본딩면이 노출된다. 따라서, 도 9의 C에 도시된 바와 같이, 가요성 기판(5)은 단자 형성 영역에서 각각의 단자 그룹에 대향하도록 ACF(20) 상에 배치되고, 소정의 높은 온도로 다시 가열하며 가요성 기판(5)을 가압한다. 따라서, 접속 기판(4)의 접속 단자(4b)는 ACF(20)에 포함된 도전성 입자를 통해 가요성 기판(5)의 단자에 전기적으로 접속되고, 수지의 경화로 인해 전기적인 접속이 고정적으로 유지된다.

그러나, ACF를 사용하여 접속 기판(4)과 가요성 기판(5)을 접속하는 종래의 접속 방법에는 문제가 있다.

즉, 종래의 방법에서는, 접속 기판(4)의 유리-에폭시계 물질(4a)이 인접한 단자 형성 영역 사이의 각 영역에서 노출된다. 따라서, 단자 형성 영역과 노출 영역 사이에 높이차가 있다, 상기 차이는 접속 단자(4b)의 높이에 대응된다. 따라서, 접속 기판(4)에 ACF(20)가 임시 프레스 본딩된 동안 프레스-본딩 헤드(18)로부터 인가된 압력 및 온도가 접속 단자(4b) 상의 ACF(20)에 가하여지지만, 온도 및 압력이 프레스-본딩 헤드(18)로부터 유리-에폭시계 물질(4a)이 노출된 노출 영역(16a) 상의 ACF(20)으로 충분히 전해지지 않는다. 따라서, 노출 영역(16a)에서 ACF(20)의 본딩 강도가 단자 형성 영역(15)에 비해 낮아지고, 분리막(19)이 ACF(20)로부터 박리될 때 노출 영역(16a)에서의 ACF(20)가 유리-에폭시계 물질(4a)로부터 박리 될 수 있다. 그 결과, 도 9의 B에 도시된 노출 영역(16a)에서 ACF(20)가 들뜨게 된다.

이러한 상태에서 가요성 기판(5)의 최종 프레스 본딩이 수행되면, 도 9의 C에 도시된 바와 같이, 접속이 임시 프레스-본딩으로 유지되더라도, 가압력이 ACF(20)의 플로팅(floating)부(21)로부터 단자 형성 영역(15)으로 가해지게 되어, 접속 신뢰성이 점차 저하된다.

또한, 인접한 단자 형성 영역(15) 사이의 거리와 노출 영역(16a)의 표면 상태에 따라서, 도 10의 A에 도시된 바와 같이, 분리막(19)이 박리될 때, 노출 영역(16a)에서의 ACF(20)가 분리막(19)에 의해 끌려가 파손되게 된다. 도 10의 A에서 참조번호(22)로 도시된 바와 같이, ACF(20)이 파손되고 ACF(20)의 파손된 부분이 뒤로 구부러진 상태에서 가요성 기판(5)이 장착되고 최종 프레스-본딩 동작이 수행되면, 겹쳐진 부분에서 ACF(20)의 두께가 늘어나게 되어, 도 10의 B에 도시된 바와 같이 접속 기판(4)의 접속 단자(4b)상의 ACF(20)의 두께에 편차가 생기게 된다. 따라서, 최종 프레스-본딩 동작 동안 인가된 압력 및 온도가 일정하지 않고, 부분적으로 본딩 강도가 낮아지게 되고 접촉 불량 부분(23)이 생기게 된다. 또한, 이러한 경우에, ACF(20)는 분산된 도전성 입자를 포함하는 수지막이므로, 각 접속 단자(4b) 상의 도전성 입자의 분산이 불균일하게 되어 전기적인 접속이 균일하지 않게 된다.

또한, 도 11의 A에 도시된 바와 같이, 임시 프레스 본딩 후 분리막(19)이 박리될 때 노출 영역(16a)뿐 아니라 접속 단자(4b)의 ACF(20)도 위로 젖혀진다. 이러한 경우에, 접속 단자(4b)의 일부 상에는 ACF가 존재하지 않게 된다. 따라서, 도 11의 B에서 참조번호(23)에 의해 도시된 바와 같이 접속 단자(4b)와 가요성 기판(5)의 단자 사이의 전기적 접속이 정상적으로 유지될 수 없게 되어, 액정 디스플레이 장치가 정상적으로 작동하지 않게 된다.

이와 같은 문제는 ACF(20)의 온도와 ACF(20)에 인가된 압력이 작기 때문에 야기된 접속 기판(4)의 노출 영역(16a)과 단자 형성 영역(15) 사이의 단차를 흡수할 수 없고 노출 영역(16a)의 표면의 평탄화로 인해 밀착성이 저하되어 발생하게 된다. 단자 형성 영역과 노출 영역 사이의 단차의 영향을 완화시키기 위한 방법으로서, 예를 들어, 일본특개평 H03-120790A호에는 ACF 및 프레스-본딩 헤드 사이에 완충재를 삽입하는 방법을 제안하고 있다.

JP H03-12790A호에서, 낮은 온도에서의 임시 프레스-본딩 단계 또는 높은 온도에서의 최종 프레스-본딩 단계동안, 프레스-본딩 헤드와 ACF 사이에 완충재를 배치하여 접속 단자 형성 영역과 노출 영역 사이의 높이차를 완화시킨다. 상기 방법이 온도와 압력이 높은 최종 프레스-본딩 단계에서 사용된다면 완충재의 효과를 기대할 수 있다. 그러나, 상기 방법이 온도가 낮은 임시 프레스-본딩에 사용된다면, 압력 및 온도가 낮기 때문에 ACF가 본딩된 표면 상의 단차를 완화시키는 효과를 얻을 수 없고, 온도 및 압력을 ACF에 균일하게 전송하기에 충분하지 않다. 이러한 효과가 얻어지더라도, 노출 영역(16a)의 치수에 의해 편차가 생길 수 있다.

완충재를 구비함으로써 단자 형성 영역 사이의 노출 영역(16a)에 어느 정도의 압력을 가할 수 있게 된다. 그러나, 유리-에폭시계 물질(4a)이 노출 영역(16a)에서 노출되고 접착제가 임시 프레스-본딩에서 충분히 경화되지 않으므로, ACF(20)과 유리-에폭시계 물질(4a) 사이의 접착성이 충분하지 않게 되어, 분리막(19)이 박리될 때 ACF(20)이 박리된다는 문제가 해결될 수 없다.

또한, 프레스-본딩 단계를 반복하며 JP H03-1207910A호에 기재된 완충재가 점차 열화되고 변형된다. 따라서, 접속 기판(4)에 가요성 기판(5)을 확실히 접착하기 위해서는, 완충재가 빈번히 교체되어야 한다. 따라서, 여분의 재료 및 부가적인 제조 단계가 필요하게 되어, 액정 디스플레이 장치의 제조 단가가 올라가게 된다.

본 발명의 목적은 어떠한 완충재도 사용하지 않고 임시 프레스 본딩 단계 동안 ACF(이방성 도전막)의 박리를 방지할 수 있는 액정 디스플레이 장치의 회로 기판의 접속 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이러한 접속 구조를 갖는 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 상기 액정 디스플레이 장치의 장착 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적을 이루기 위해, 이방성 도전막을 통해 대향 기판에 접속된 회로 보드의 접속 구조는, 회로 보드의 측면 부근에서 표면 보호재를 제거함으로써 형성된 접속 영역에서 노출된 내부 배선에 접속된 다수의 단자를 포함하는 다수의 단자 그룹이 소정의 간격으로 배치되고, 접속 기판의 접속 영역에서 인접한 단자 형성 영역 사이에 각각 회로 보드의 영역 상에 본딩 보조 부재가 배치된다.

본딩 보조 부재는 내부 배선 또는 접속 단자와 동일한 재료로 이루어지고, 접속 단자와 거의 같은 높이로 형성된다. 이방성 도전막은 단자 그룹과 본딩 보조 부재에 임시적으로 프레스 본딩되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서, 본딩 보조 부재는 소정의 배선 패턴부와 회로 보드의 측면 상에 고정된 전위선에 접속하고 배선 패턴부의 에지부에 마련된 돌출부를 가질 수 있다.

본 발명에서, 본딩 보조 부재의 돌출부는 회로 보드의 중앙부에 대향되는 배선 패턴부에 마련되는 것이 바람직하다. 돌출부는 회로 보드 내의 접지선에 접속되고 본딩 보조 부재의 배선 패턴부를 접지하도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 본딩 보조 부재의 배선 패턴부는 서로 평행하게 연장된 복수의 배선을 갖는 사각형 또는 격자형 또는 벌집 모양으로 배치된 다수의 홀을 갖는 사각형 도전막의 형상으로 이루어질 수 있다. 홀은 원형 또는 다각형일 수 있다.

본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치는 가요성 기판과 상기 접속 구조를 통해 액정 패널에 접속된 회로 보드로 구성된다.

본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치의 장착 방법은 액정 패널을 구성하는 기판 중 하나의 단자부에 가요성 기판의 한 측면 상의 단자를 접속하고 이방성 도전막을 통해 가요성 기판의 다른 측면 상의 단자에 회로 보드를 접속한다. 상기 장착 방법은 회로 보드의 적어도 하나의 에지부 부근에서 표면 보호 부재를 제거함으로써 마련된 회로 보드의 접속 영역 상에 회로 보드의 내부 배선이 노출한 부분인 다수의 단자를 포함하는 다수의 단자 그룹을 소정의 간격으로 배치하는 단계, 회로 보드 상의 접속부에서 인접한 접속 단자 그룹 사이에 본딩 보조 부재를 배치하는 단계, 분리막 상에 마련된 도전성 접착제를 포함하는 도전성 접착막을 본딩 보조 부재와 접속 단자 그룹에 임시적으로 프레스-본딩하는 단계, 도전성 접착막으로부터 분리막을 박리하는 단계 및 가요성 기판의 다른 측면 상에 접속 단자 그룹의 접속 단자 각각을 최종 프레스-본딩하는 단계를 포함한다.

본 발명에서, 임시 프레스-본딩은 0.2 내지 20MPa의 프레스-본딩 압력과 약 40 내지 100℃의 프레스-본딩 온도에서 프레스-본딩 헤드에 의해 분리막과 도전성 접착막을 가압함으로써 수행된다.

즉, 본 발명의 장착 방법에 따르면, 스위칭 소자로서 형성된 박막 트랜지스터를 갖는 TFT 기판과 상기 기판 사이의 갭에 액정이 밀봉된 액정 패널의 대향 기판의 주변부에 마련된 접속 단자부에 가요성 기판의 한 측면 상의 단자를 접속하고, 이방성 도전막을 통해 가요성 기판의 다른 측면의 단자에 접속 기판을 접속할 때, 단자 그룹이 형성되지 않고 코팅 수지가 제거된 접속 기판의 영역에 접속 단자와 동일한 재료로 형성된 소정의 형상을 갖는 본딩 보조 부재가 형성된다. 본딩 보조 부재를 마련함으로써, 이방성 도전막이 접속 기판의 노출부로부터 박리되는 것을 방지하여 접속 기판의 노출부에 열과 압력을 가하는 것이 어려운 임시 프레스-본딩 단계의 접속 기판의 표면 요철을 완화할 수 있다.

또한, 격자 또는 벌집형 배선 패턴을 갖는 본딩 보조 부재를 사용함으로써 접속 기판에 이방성 도전막을 밀착성이 향상될 수 있으므로, 임시 프레스-본딩, 최종 프레스-본딩 동안 이방성 도전막의 박리에 의해 야기되는 접속 강도의 부족 또는 접촉 불량을 확실히 억제할 수 있다.

또한, 본딩 보조 부재 상에 돌출부를 마련하고 접속 기판에서 접지선(GND)과 같은 고정 전위선에 돌출부를 접속함으로써, 단자 그룹을 고정 전위선으로 감쌀 수 있어 단자 그룹을 외부 노이즈로부터 차단하고 접속 단자의 전위 변동을 억제할 수 있다. 또한, 가열에 의한 최종 프레스-본딩 동안 본딩 보조 부재를 통해 프레스-본딩 헤드를 통해 열이 접속 기판내로 전해지는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 완충재와 같은 소모품이 사용되지 않고 본딩 보조 부재만이 접속 기판의 배선 패턴의 형성과 동시에 형성되므로, 액정 디스플레이 장치의 제조비용을 제한할 수 있고 단자 접촉성의 저하를 확실히 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 접속 구조에서, 액정 디스플레이 패널을 구성하는 기판중 하나의 단자부에 접속된 가요성 기판을 이방성 도전막(ACF)과 같은 도전성 접착막을 통해 접속 기판에 접속하기 위해서, 내부 배선 또는 접속 기판의 단자와 동일한 재료로 이루어지고 접속 단자와 거의 동일한 높이를 갖는 본딩 보조 부재가 인접 단자 그룹 사이에 마련된다. 다수의 접속 단자를 포함하는 단자 그룹이 보조 코팅 수지를 제거함으로써 측부 부근에 마련된 접속 기판의 비-코팅부의 단자 형성 영역에 마련되어, 비-코팅부의 단자 형성 영역에서의 단자 그룹과 인접 단자 그룹 사이의 노출 영역 사이의 단차를 완화시키고 노출 영역뿐만 아니라 단자 그룹과의 접촉시에도 ACF를 균일하게 하고 노출 영역에서 ACF의 파손 및/또는 박리를 방지하며 전기적 접속의 신뢰성을 향상시킨다.

양호한 실시예가 도 1 내지 도 6을 참조하여 자세히 기재된다.

우선, 액정 디스플레이 장치의 구조가 도 1을 참조하여 기재된다. 일반적으로, 액정 디스플레이 장치(1)는 박막 트랜지스터 등이 스위칭 소자로서 형성된 TFT 기판으로 구성된 액정 디스플레이 패널(2), TFT기판과 대향 기판 사이의 갭에 액정이 밀봉된 대향 기판, 액정 패널을 조명하기 위한 형광 램프(10)와 형광 램프(10)로부터의 광을 반사하기 위한 반사재(11)와 반사재(11)에 의해 반사된 광을 액정 디스플레이 패널(2)로 유도하기 위한 도광판(9)과 입사광의 편광을 제어하기 위한 광학 시트(8) 및 반사 시트(12) 등으로 구성된 백라이트(7), 상기 구성 요소들을 지지하기 위한 케이스(13a 및 13b), 액정 패널(2)의 대향 기판과 TFT 기판 중 하나의 주변부에 마련된 단자부(3)에 접속된 가요성 기판(5) 및 액정 등을 구동하기 위한 구동 회로가 형성된 접속 기판(4)으로 구성된다.

가요성 기판(5)은 예를 들어, 폴리이미드 수지막상에 금속 도체를 마련하고 액정 디스플레이 패널을 구동하기 위해 형성된 IC6을 구비함으로써 형성된 테이프 캐리어 패키지(TCP)일 수 있다. 또한, 가요성 기판은 IC6 또는 COP(chip on film)을 갖는 단순 가요성 기판일 수 있다.

도전성 접착제를 사용함으로써 접속 기판(4) 상에 마련된 접속 단자(4b)와 가요성 기판(5) 상에 배치된 도체 사이의 전기적 접속이 수행된다. 본 발명에서, 에폭시계 수지 또는 아크릴 수지와 같은 절연성이 높은 수지에 도전성 입자를 분산시켜 형성된 이방성 도전막(20; ACF)이 도전성 접착제로서 사용된다. ACF(20)는 저온에서 접속 기판(4)의 접속 단자(4b)에 임시 프레스-본딩된다. 따라서, 가요성 기판(5)이 접속 기판상에 장착되고, ACF가 고온으로 가압되어 전기적으로 접속되고 접착제가 경화되어 전기적 접속이 고정된다.

접속 기판(4)은 배선 패턴이 형성된 및 배선층, 에폭시 수지층 및 유리 섬유포계의 적층이다. 이하 상기 적층을 유리-에폭시계(4a)라고 한다. 접속 단자(4b)는 금 또는 니켈로 구리층을 도금함으로써 접속 기판(4) 상에 형성된다. 커패시터, IC 및 레지스터와 같은 다른 부품이 접속 기판(4)에 장착될 수도 있다. 접속 기판(4)의 표면이 레지스트 수지와 같은 코팅 수지로 완전히 피복되더라도, 접속 단자(4b)의 접속 영역과 상기 부품이 장착된 영역 상의 코팅 수지가 제거되어 비-코팅부(14)를 형성하고 배선을 노출시킨다.

도 2의 A, 도 2의 B 및 도 3은 접속 영역 부근의 접속 기판(4)의 일부를 확대하여 도시한다. 복수의 단자 그룹은 가요성 기판(5)의 단자 그룹 및 단자 그룹 형성 영역의 단자 그룹이 거의 1:1 대응이 되도록 단자 그룹 형성 영역(15)에 배치된다. 복수의 가요성 기판(5)의 경우에는, 단자 그룹 형성 영역이 일정 간격으로 일렬로 배치된다. 소정의 형상을 갖는 본딩 보조 부재(17) 각각은 비-코팅부(14)에서 인접 단자 그룹 형성 영역 사이 또는 단자 그룹 형성 영역의 외부에 배치된다. 또한, 도 2의 B에 도시된 바와 같이, 가요성 기판(5)은 각 단자 그룹 형성 영역(15)에 접속되고 본딩 보조 영역(16)의 본딩 보조 부재(17)는 가요성 기판(5)과 전기적 기계적으로 관련되지 않는다.

도 5의 A는 본딩 보조 부재(17)의 배선 패턴의 일 예를 도시한다. 본딩 보조 부재(17)는 접속 단자(4b) 또는 접속 기판(4)의 내부 배선과 동일한 재료로 이루어지고 접속 단자 또는 내부 배선과 동일한 공정으로 접속 단자와 같은 높이를 갖는 배선 패턴부(17b) 및 접속 기판(4)의 중앙부를 향해 배선 패턴으로부터 돌출한 돌출부(17a)를 포함한다.

도 5의 A에 도시된 배선 패턴부(17b)는 접속 기판(4)의 내부 배선의 선택적 에칭과 유사한 선택적 에칭 또는 하나의 접속 단자(4b)와 유사한 표면 처리에 의해 형성된 격자형 패턴을 갖는다. 접속 기판(4)의 중앙측 상에서 본딩 보조 부재(17)의 한 측면 상에 형성되고 소정의 길이와 폭을 갖는 돌출부(17a)는 접속 기판(4) 상에 배치된 다른 배선에 접속되고 액정 디스플레이 장치(1)의 구동 회로의 GND부에 접속된다.

이하, 접속 기판(4)과 가요성 기판(5)을 접속하기 위한 접속 방법에 관해 도 4의 A 내지 C를 참조하여 기재한다. 우선, ACF(20)는 단자 그룹과 본딩 보조 부재(17)가 형성된 접속 기판 상에 임시적으로 프레스 본딩된다. ACF(20)는 분리막(19)으로서 테이프 형상이고 분리성이 좋은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 층과 분리막(19) 상에 10㎛ 내지 100㎛으로 도포된 에폭시 수지의 적층이다. 에폭시 수지는 전기적 도전 물질이 균일하게 혼재된 플라스틱 수지 입자에 의해 코팅되어 형성된 전기적 도전 입자 또는 금속 입자를 포함한다. ACF(20)는 열가소성 또는 열경화성의 수지를 주요 성분으로포함하므로, 일정한 열 및 압력을 인가함으로써 접속된 부재에 고착된다.

접속 기판(4)과 가요성 기판(5)을 임시적으로 프레스-본딩하기 위해, ACF(20)는 도 4의 A에 도시된 바와 같이, ACF(20)의 표면이 접속 단자(4b)와 본딩 보조 부재(17) 양쪽에 접촉하도록 본딩 보조 부재(17)와 접속 기판(4) 상에 일렬로 배치된 단자 그룹 상에 놓여진다. 그 후, ACF(20)를 접속 단자(4b)에 고정하기 위해, ACF(20)는 금속 물질로 이루어지고 직접 또는 간접적으로 예열된 프레스 본딩 헤드(18)에 일정한 압력을 가함으로써 가압된다. 프레스-본딩 헤드(18)를 사용한 상기 가열-가압 동작에서, 헤드의 온도는 40 내지 100℃의 범위이고 압력은 0.2MPa 내지 2MPa의 범위일 수 있다. 또한, 온도는 50 내지 80℃의 범위이고 압력은 0.5MPa 내지 1.5MPa의 범위인 것이 양호하다. 상기 임시적인 프레스-본딩 단계에 의해, ACF(20)와 접속 단자(4b) 사이의 본딩 강도는 ACF(20)와 분리막(19) 사이의 본딩 강도보다 놓아진다.

단자 그룹 형성 영역(15)에서의 단자 그룹이 노출 영역(16a)과 다른 높이를 가지므로, 종래의 접속 기판(4)에서는 노출 영역(16a)에서 ACF(20)의 부착력이 낮아 분리막(19)이 ACF(20)로부터 박리될 때 ACF(20)가 박리된다. 그러나, 본 발명에서는, 단자 그룹과 동일한 높이를 갖고 접속 단자(4b)와 동일한 재료로 형성된 본딩 보조 부재(17)가 인접 단자 그룹 사이의 본딩 보조 영역(16)에 마련되므로, 각 영역의 높이가 거의 동일해지고 프레스-본딩 헤드의 온도 및 인가되는 압력이 접속 단자(4b) 및 본딩 보조 부재(17)에 거의 균일하게 인가된다.

ACF(20) 자체는 실내 온도와 거의 동일하게 냉각된 후, 도 4의 B에 도시된 바와 같이 분리막(19)이 박리되어 ACF(20) 만이 접속 기판(4) 상에 남게 된다. 부품간의 상호 접속이 필요한 임시적 프레스 본딩 단계가 상기와 같은 방식으로 완료된다. 본 실시예에서, 인접 단자 그룹 사이에 마련된 본딩 보조 부재(17)와 ACF(20) 사이의 본딩 강도는 ACF(20)와 접속 단자(4b) 사이의 강도 이상이므로, 분리막(19)이 박리될 때 접속 기판(4)에서 ACF(20)가 박리되는 문제가 해결된다.

그리고, 가요성 기판(5)은 ACF(20)가 임시적으로 프레스 본딩된 접속 기판(4) 상에 가요성 기판(5)의 단자가 접속 기판(4)의 접속 단자(4b)에 대향되도록 배치된다. 그 후, 가요성 기판(5)은 프레스-본딩 헤드(18)와 유사한 기능을 갖는 프레스-본딩 헤드를 사용하여 가열 및 가압되어 도 4의 C에 도시된 바와 같이 접속 기판(4)의 접속 단자에 가요성 기판의 단자를 접속한다. 상기는 최종 프레스-본딩 단계이다.

ACF(20)의 주요 성분인 에폭시 수지를 중화시켜 최종 프레스 본딩 단계에서 강고한 접속을 이루기 위해서, 프레스 본딩 헤드에 의해 가열된 ACF(20)의 온도 및 상기 헤드에 의해 인가된 압력은 각각 약 120 내지 220℃ 및 2 내지 5MPa의 범위인 것이 양호하다. 액정 디스플레이 패널(2), 가요성 기판(5) 및 접속 기판(4)을 백라이트(7)상에 탑재하고 케이스(13a, 13b)에 지지 고정함으써 액정 디스플레이 장치(1)가 완성된다.

상기와 같이 인접 단자 그룹 사이에 본딩 보조 부재(17)를 마련함으로써, 임시적 프레스 본딩 단계 동안 프레스 본딩 헤드(18)로부터 접속 기판(4) 상의 하지부 및 ACF(20)로 열과 압력이 균일하게 전해진다. 따라서, ACF(20)는 접속 단자(4b) 및 본딩 보조 부재(17)에 균일한 본딩 강도로 부착된다. 그 결과, 임시 본딩 단계 마지막에서 분리막(19)의 박리가 용이해지고, ACF(20)의 박리 또는 ACF(20)의 위치 어긋남으로 인한 ACF(20)의 본딩 위치 어긋남도 발생하지 않는다. 또한, ACF(20) 박리시의 접촉 불량 및 접착 강도 부족을 방지할 수 있다.

또한, 접속 기판(4)의 중앙부를 향해 돌출된 본딩 보조 부재(17)의 돌출부(17a)가 접속 기판(4)에서 GND선과 접속되므로, 각 단자 그룹은 GND에 의해 둘러싸이게 된다. 따라서, 외부 노이즈 또는 단자 그룹 사이의 상호 작용에 의한 신호 전압의 변동을 억제할 수 있고, 액정 디스플레이 장치(1)의 표시 장애를 방지할 수 있다. 또한, 본딩 보조 부재(17)가 열전도성이 좋은 금속으로 이루어지더라도, 접속 기판(4)과 본딩 보조 부재 사이의 접속이 접속 기판(4)의 중앙부와 본딩 보조 부재(17)의 돌출부(17a) 사이에서 이루어지므로 프레스 본딩 헤드(18)로부터 접속 기판(4)으로 흐르는 열을 억제할 수 있다.

또한, 본딩 보조 부재(17)가 접속 단자(4b) 또는 내부 배선 형성 단계와 동일한 단계, 예를 들면 접속 기판(4) 상에 형성된 금속막의 선택적인 에칭에 의해 패터닝 단계에서 접속 기판(4)의 접속 단자(4b) 또는 내부 배선과 동일한 재료로 형성되므로, 새로운 단계를 추가하지 않고도 ACF(20)의 본딩 강도를 향상시키고 완충재를 준비하지 않고 액정 디스플레이 장치(1)의 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 본딩 보조 부재(17)가 격자형 배선 패턴을 갖는다고 기재하였지만, 본딩 보조 부재(17)의 패턴은 ACF(20)의 접착성이 접속 단자(4b)와 동등 혹은 접속 단자(4b)보다 높도록 마련되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 5의 B, C 및 D에 도시된 바와 같이, 본딩 보조 부재(17)는 접속 단자와 동일한 방향으로 연장된 평행 직선을 포함하는 배선 패턴(도 5의 B), 접속 단자(4b)에 수직으로 연장된 평행선을 포함하는 배선 패턴(도 5의 C) 또는 도 5의 B 및 도 5의 C에 도시된 배선 패턴의 조합인 배선 패턴(도 5의 D)을 갖는다. 이러한 본딩 보조 부재(17)의 배선의 경우, 배선의 폭과 간격은 임으로 설정될 수 있다. 그러나, 폭이 단자 그룹의 인접 접속 단자(4b) 사이의 갭보다 작으면, ACF(20)의 본 보조 부재로의 침투성이 향상된다.

또한, 도 6의 A 및 B에 도시된 바와 같이, 벌집형 배선 패턴이 본딩 보조 부재(17)에 사용된다. 이러한 경우에, 배선 패턴의 복잡성으로 인해 ACF(20)의 침투가 더욱 용이해진다. 벌집형 배선 패턴을 형성하는 구멍의 구조는 원형 또는 다각형일 수 있고, 각 선에 대한 구멍의 수 및 선의 수는 임의로 설정될 수 있다.

돌출부(17a)의 구조는 접속 기판에서 GND 선에 접속될 수 있고, 돌출부(17a)의 폭과 길이는 필요에 따라 변경될 수 있다.또한, 다수의 돌출부(17a)가 도 6의 C에 도시된 바와 같이 마련된다. 이러한 경우에, 본딩 보조 부재(17)가 열전도성이 좋은 얇은 구리막과 같은 물질로 이루어지고 프레스 본딩 헤드(18)로부터의 열이 돌출부(17a)를 통해 접속 기판(4)의 중앙측으로 전해지므로, 각 돌출부(17a)의 폭은 열전도성이 커질 수 있도록 작게 형성되는 것이 바람직하다. GND선에 돌출부를 접속할 필요가 없을 때, 돌출부(17a)는 제거되고 본딩 보조 부재(17)는 접속 기판(4)의 내부 배선과 독립하도록 마련된다.

비-코팅부(14)에서 본딩 보조 부재(17)가 항상 동일한 형상을 갖는 것은 아니다. 즉, 비-코팅부의 본딩 보주 영역에서 본딩 보조 부재(17)는 다른 구조일 수 있거나 본딩 보조 영역의 길이의 변동에 대응하여 변하는 구조일 수 있다. 예를 들어, 인접 단자 그룹 사이의 본딩 보조 영역이 길면, 본딩 보조 부재(17)의 배선 패턴부(17b)는 접착성을 향상시키기 위해 복잡해질 수 있고, 본딩 보조 영역이 짧으면, 배선 패턴부(17b)의 구조는 접속 단자(4b)와 동일하게 형성되어 비-코팅부(14)를 통해 접착성이 균일하게 되도록 구성될 수 있다.

본딩 보조 부재(17)가 접속 단자(4b)의 형성 단계와 동일한 단계에서 접속 기판(4)의 접속 단자 또는 내부 배선과 동일한 재료로 이루어지는 경우가 이하에 기재되지만, 본딩 보조 부재(17a)에 대한 ACF(20)의 접착력은 접속 단자(4b)에 대한 접착력과 동일하거나 그 이상이다. 얇은 구리막 상의 금 또는 니켈 도금의 두께를 변경함으로써 접속 단자(4b)의 높이를 의도적으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 본딩 보조 부재(17) 상의 도금은 ACF(20)의 접착력을 향상시키기 위해 접속 단자(4b)의 도금보다 두껍게 이루어진다.

액정 디스플레이 장치의 가요성 기판(5)과 접속 기판(4) 사이의 접속이 기재되어 있지만, 본 발명은 이방성 도전막을 사용함으로써 기판 사이를 접속하는 어느 장치에도 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 회로 보드의 접속 구조, 상기와 동일한 접속 구조를 갖는 액정 디스플레이 장치 및 본 발명의 액정 디스플레이 장치의 장착 방법에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 제 1의 효과는 임시 프레스 본딩 단계 동안 ACF의 분리막이 ACF로부터 박리될 때 인접 단자 그룹 사이의 노출 영역에서 ACF의 저하된 접착력으로 인해 야기된 가요성 기판과 접속 기판 사이의 접촉성의 저하를 방지할 수 있다는 것이다. 상기는 본딩 보조 부재 또는 단자 그룹과 동일한 높이를 갖는 부재가 단자 그룹 사이의 노출 영역에 마련되고 ACF를 부착하는 영역 전체에 걸쳐서 높이차를 없애어 프레스 본딩 헤드의 온도 및 압력을 균일하게 가할 수 있기 때문이다.

본 발명의 두 번째 효과는 접속 단자를 외부 노이즈로부터 보호하고 단자간의 상호 작용에 의한 전압의 변동을 억제할 수 있고, 또한, 프레스 본딩 헤드로부터 접속 기판으로의 열의 유입을 억제할 수 있다는 것이다.

상기는 접착 보조 부재의 접속 기판 중앙부측에 돌출부를 마련하고, 돌출부와 접속 기판 내의 GND선을 접속함으로서 본딩 보조 부재를 GND 전위로 하여, 단자 그룹을 GND로 삽입하는 구조로 할 수 있기 때문이다. 또한, 돌기부의 폭을 좁게 함으로서 임시 프레스 본딩 또는 최종 프레스 본딩시의 프레스 본딩 헤드로부터의 열의 유입을 억제할 수 있기 때문이다.

본 발명의 제 3의 효과는 공정의 추가나 새로운 부재를 추가하는 일 없이 접속 기판과 가요성 기판과의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 것이다.

상기 이유는 본딩 보조 부재는 접속 기판의 내부 배선 또는 접속 단자와 동일 부재를 사용하고 동일한 공정으로 형성되기 때문에 새로운 공정을 추가할 필요가 없고, 또한, 완충재와 같은 물질을 삽입할 필요가 없기 때문이다.

도 1은 액정 디스플레이 장치의 전체 구조를 도시하는 액정 디스플레이 장치의 분해 투시도.

도 2의 A는 액정 디스플레이 장치의 구조를 도시하는 본 발명의 제 1의 실시예에 따른 접속 기판의 평면도.

도 2의 B는 도 2의 A에 도시된 접속 기판과 가요성 기판이 접속된 상태를 도시하는 평면도.

도 3은 도 2의 A에서 라인 A-A'를 따라 취해지는 단면도.

도 4의 A 내지 C는 본 발명의 실시예에 따라 가요성 기판과 접속 기판을 접속하기 위한 접속 방법의 단계를 도시하는 단면도.

도 5의 A 내지 D는 본 발명의 제 1의 실시예에 따라 접속 기판 상에 마련된 다양한 본딩 보조 부재를 도시하는 평면도.

도 6의 A 내지 C는 본 발명에 따른 다른 본딩 보조 부재를 도시하는 평면도.

도 7의 A는 종래의 접속 기판을 도시하는 평면도.

도 7의 B는 도 7의 A에 도시된 접속 기판이 가요성 기판에 접속된 상태를 도시하는 평면도.

도 8은 도 7의 A에서 라인 B-B'를 따라 취해지는 단면도.

도 9의 A 내지 C는 본 발명의 실시예에 따라, 접속 기판과 가요성 기판을 접속하기 위한 종래의 방법의 단계를 도시하는 단면도.

도 10의 A 및 B는 종래의 접속 구조의 문제점을 도시하는 종래의 접속 구조의 단면도.

도 11의 A 및 B는 종래의 접속 구조의 문제점을 도시하는 종래의 접속 구조의 단면도.

♠도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명♠

4 : 접속 기판 4a : 유리-에폭시계 물질

4b : 접속 단자 5 : 가요성 기판

17 : 본딩 보조 부재 18 : 프레스-본딩 헤드

19 : 분리막 20 : ACF

Claims

도전성 접착막을 통해 대향하는 기판과 접속하는 회로 보드;

상기 회로 보드의 측면부 부근의 표면 보호 부재를 제거하여 형성된 접속 영역;

내부 배선을 노출함으로써 형성된 다수의 접속 단자를 포함하며, 상기 접속 영역에서 소정의 간격으로 배치된 다수의 접속 단자 그룹; 및

상기 접속 영역에서 인접하는 상기 접속 단자 그룹 사이에 배치된 본딩 보조부를 포함하며,

상기 본딩 보조부는 상기 내부 배선 또는 상기 접속 단자와 동일한 재료로 형성되고, 상기 접속 단자와 동일한 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 회로 보드의 접속 구조.
제 1항에 있어서,

상기 도전성 접착막은 상기 접속 단자 그룹 및 상기 본딩 보조부에 임시적으로 프레스 본딩되는 것을 특징으로 하는 회로 보드의 접속 구조.
제 1항에 있어서,

상기 본딩 보조부는 소정의 배선 패턴부 및 상기 회로 보드의 측면 상에서 고정 전위선에 접속되고 상기 배선 패턴부의 에지부에 마련된 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 회로 보드의 접속 구조.
제 3항에 있어서,

상기 돌출부는 상기 회로 보드의 중앙측 상에서 상기 배선 패턴부의 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 보드의 접속 구조.
제 3항에 있어서,

상기 돌출부는 상기 회로 보드 내의 접지선에 접속되고 상기 본딩 보조부는 접지되는 것을 특징으로 하는 회로 보드의 접속 구조.
제 3항에 있어서,

상기 배선 패턴부는 서로 평행하게 연장된 다수의 배선을 갖는 직사각형 형태인 것을 특징으로 하는 회로 보드의 접속 구조.
제 3항에 있어서,

상기 배선 패턴부는 격자형 배선을 갖는 직사각형 형태인 것을 특징으로 하는 회로 보드의 접속 구조.
제 3항에 있어서,

상기 배선 패턴부는 다수의 선을 따라 배치된 다수의 원형 구멍을 갖는 벌집형 구조의 직사각형 형태인 것을 특징으로 하는 회로 보드의 접속 구조.
제 3항에 있어서,

상기 배선 패턴부는 다수의 선을 따라 배치된 다수의 다각형 구멍을 갖는 벌집형 구조의 직사각형 형태인 것을 특징으로 하는 회로 보드의 접속 구조.
제 1항에 기재된 접속 구조를 통해 액정 패널에 접속된 다수의 가요성 기판과 회로 보드를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
액정 디스플레이 패널을 구성하는 기판 중 하나에 가요성 기판의 일측 단자를 접속하고, 상기 가요성 기판의 타측 단자에 도전성 접착막을 통해 회로 보드를 접속하는 액정 디스플레이 장치의 장착 방법에 있어서,

상기 회로 보드의 에지부 부근에서 표면 보호 부재를 제거함으로써 마련된 접속 영역에, 상기 회로 보드의 내부 배선의 노출부인 다수의 접속 단자를 포함하는 다수의 접속 단자 그룹을 소정의 간격으로 배치하는 단계;

상기 접속 영역내에서 인접하는 접속 단자 그룹의 사이에, 상기 내부 배선 또는 상기 접속 단자와 동일한 재료로 형성되고, 상기 접속 단자와 동일한 높이를 갖는 본딩 보조부를 배치하는 단계;

상기 분리막 상에 마련된 도전성 접착막을 상기 본딩 보조부 및 상기 단자 그룹에 임시적으로 프레스 본딩하는 단계;

상기 도전성 접착막으로부터 상기 분리막을 박리하는 단계; 및

상기 접속 단자 그룹에 상기 가요성 기판의 타측 단자를 최종적으로 프레스 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 장착 방법.
제 11항에 있어서,

상기 임시 프레스 본딩 단계는 약 40 내지 100℃의 프레스 본딩 온도 및 약 0.2MPa 내지 2MPa의 프레스 본딩 압력에서 프레스 본딩 헤드에 의해 상기 도전성 접착막을 가압함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 장착 방법.