KR102146998B1 - 이방 도전성 필름, 이를 포함하는 접속 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

이방 도전성 필름, 이를 포함하는 접속 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

바인더, 라디칼 중합성 물질, 경화제, 무기 입자 및 도전성 입자를 포함하는 이방 도전성 필름이고, 상기 이방 도전성 필름은 헤이즈가 50% 이상이고, 상기 무기 입자는 평균 입경(D10)이 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하이고, 상기 도전성 입자는 평균 입경(D10)이 0.1㎛ 이상 1㎛ 이하인 것인 이방 도전성 필름, 이를 포함하는 접속 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.

Description

이방 도전성 필름, 이를 포함하는 접속 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM, CONNECTION STRUCTURE COMPRISING THE SAME AND DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 이방 도전성 필름, 이를 포함하는 접속 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 초기 및 신뢰성 평가 후의 접착력, 접속 저항이 우수하고, 이방 도전성 필름의 가 압착 완료 여부를 쉽게 확인할 수 있게 하는 이방 도전성 필름, 이를 포함하는 접속 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이방 도전성 필름은 금속 코팅된 플라스틱 또는 금속 입자 등의 도전성 입자를 분산시킨 필름 상의 접착제이다. 이방 도전성 필름은 평판 디스플레이 분야의 회로 접속, 반도체 분야의 부품 실장 등에 널리 이용되고 있다. 이방 도전성 필름을 접속시키고자 하는 회로 사이에 위치시킨 후 온도, 압력 및 시간에 의한 열 압착 공정을 실시하면, 회로 단자들 사이는 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되고, 인접 회로 단자간 스페이스에는 절연성 접착 수지가 충진 되어 도전성 입자가 서로 독립적으로 존재하게 되기 때문에, 절연성을 부여하게 된다.
최근, 전극 패턴의 표면에 산화막이 형성되기 쉬운 알루미늄이나 크롬 등으로 이루어지는 배선 패턴을 사용한 액정 패널의 접속에 있어서 소형화, 박형화에 회로 전극의 미세화, 다전극화의 요구가 높아짐에 따라 이방 도전성 필름도 절연 특성 및 포집율 개선 문제가 대두되고 있다.
따라서, 이방 도전성 필름 조성물의 절연 특성 및 플로우 조정을 통한 포집율 개선을 위하여 도전 입자 및 실리카 등 무기 입자의 함량이 상승되고 있고, 이에 따른 분산성 저하로 인한 불량이 증가하고 있는 실정이다. 또한, 양산 공정에서의 생산성 향상을 위한 택 타임을 줄이기 위한 공정 개선에 대한 노력도 같이 이루어지고 있어, 양산에 적용 시 적절한 헤이즈를 갖는 이방 도전성 필름 제공이 필요하다.
이방 도전성 필름은 일반적으로 열가소성 수지를 포함하는 바인더부에 도전성 입자가 분산되어 있어 투명도가 높아짐에 따라, 회로 부재에 필름을 가압착한 후에도 필름의 유무를 쉽게 확인할 수 없었다. 이는 압착 장치의 오작동으로 인한 제조 비용의 증가를 수반할 수도 있다. 따라서, 이방 도전성 필름에 안료, 염료를 첨가하여 유색화할 경우, 가압착한 후에 필름이 있는지 여부를 쉽게 확인할 수 있다. 그러나, 안료 등의 염료는 이방 도전성 필름이 기본적으로 갖추어야 하는 접착력, 접속 저항 및 절연 저항 등을 포함하는 전기적 물성을 나쁘게 할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 안료, 염료 등의 유색 재료를 포함하지 않더라도 가 압착 완료 여부를 쉽게 확인할 수 있게 하는 이방 도전성 필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 초기 및 신뢰성 평가 후의 접착력, 접속 저항이 우수한 이방 도전성 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 이방 도전성 필름은 바인더, 라디칼 중합성 물질, 경화제, 무기 입자 및 도전성 입자를 포함하고, 상기 이방 도전성 필름은 헤이즈가 50% 이상이고, 상기 무기 입자는 평균 입경(D10)이 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하이고, 상기 도전성 입자는 평균 입경(D10)이 0.1㎛ 이상 1㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 접속 구조체는 본 발명의 이방 도전성 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 디스플레이 장치는 본 발명의 이방 도전성 필름을 포함할 수 있다.
본 발명은 안료, 염료 등의 유색 재료를 포함하지 않더라도 가압착 완료 여부를 쉽게 확인할 수 있게 하는 이방 도전성 필름을 제공하였다.
본 발명은 초기 및 신뢰성 평가 후의 접착력, 접속 저항이 우수한 이방 도전성 필름을 제공하였다.
이하, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 "평균 입경(D10)", "평균 입경(D50)", "평균 입경(D90)"은 각각 무기 입자 또는 도전성 입자의 입경을 측정하고 입경에 따른 질량의 누적 곡선을 그렸을 때 각각 통과 질량 백분율이 10 중량%, 50 중량%, 90 중량%에 해당되는 입경을 의미한다. 무기 입자 및 도전성 입자의 입경은 입도 분석 장치(심파텍)를 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 이방 도전성 필름은 가시광선 영역(예: 파장 380nm 내지 780nm)에서의 헤이즈가 50% 이상이 될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 가압착시 필름의 가 압착 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 바람직하게는 헤이즈는 50% 이상 90% 이하, 더 바람직하게는 50% 이상 80% 이하, 가장 바람직하게는 65% 이상 75% 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 적절하게 사용될 수 있다. 본 발명의 이방 도전성 필름은 염료, 안료 등의 유색 물질을 포함하지 않지만, 무기 입자와 도전성 입자의 평균 입경 및 이들의 함량을 제어함으로써 헤이즈를 50% 이상으로 확보할 수 있었다.
본 발명의 이방 도전성 필름은 바인더 수지, 라디칼 중합성 물질, 경화제, 무기 입자 및 도전성 입자를 포함하고, 무기 입자의 평균 입경(D10)이 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하, 도전성 입자의 평균 입경(D10)이 0.1㎛ 이상 1㎛ 이하가 될 수 있다.
무기 입자
무기 입자는 평균 입경(D10)이 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 도전성 입자와 함께 본 발명의 이방 도전성 필름의 헤이즈를 확보할 수 있다. 이방 도전성 필름은 박막의 두께로서 이방 도전성 필름의 헤이즈를 높이기 위해서는 평균 입경(D10)이 더 낮은 무기 입자를 포함하는 것이 유리할 수도 있지만, 무기 입자의 평균 입경(D10)이 너무 낮으면 이방 도전성 필름 조성물의 유동성이 저하될 수도 있다. 본 발명은 무기 입자의 평균 입경(D10)을 제어함으로써, 이방 도전성 필름의 헤이즈를 확보할 수 있었다. 바람직하게는 무기 입자는 평균입경(D10)이 0.2㎛ 이상 0.4㎛ 이하가 될 수 있다.
무기 입자는 평균 입경(D90)이 이 1㎛ 이상 3㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 헤이즈 및 투과도를 조정하여 공정성을 개선하고, 조성물의 플로우성을 조절하여 접착력과 접속 신뢰성을 좋게 할 수 있다. 무기 입자는 평균 입경(D50)이 0.5㎛ 이상 1.5㎛ 이하, 바람직하게는 0.7㎛ 이상 1.2㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 헤이즈 및 투과도를 조정하여 공정성을 개선하고, 조성물의 플로우성을 조절하여 접착력과 접속 신뢰성을 좋게 할 수 있다.
무기 입자의 형상은 구형의 입자일 수 있다. 박편 형상의 무기 입자는 이방 도전성 필름에 포함 시 분산성이 떨어져서 이방 도전성 필름의 헤이즈를 낮출 수 있어 바람직하지 않다. 무기 입자가 섬유 형상인 경우는 이방 도전성 필름 중에서 무질서하게 충전되기 때문에 접속 신뢰성에 영향을 줄 수 있어서 바람직하지 않다. 무기 입자가 비늘 형상인 경우 박편 형상과 마찬가지로 분산성이 떨어져서 이방 도전성 필름의 헤이즈를 낮출 수 있어 바람직하지 않다.
무기 입자는 실리카, 마그네시아, 벤토나이트, 스멕타이트, 알루미나, 이산화 티타늄 등의 산화 티타늄 또는 질화 붕소로 구성되는 필러를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 무기 입자는 실리카를 사용할 수 있다. 실리카는 졸겔법, 침전법 등 액상법에 의한 실리카, 화염 산화(flame oxidation) 법 등 기상법에 의해 생성된 실리카, 실리카겔을 미분쇄한 미 분말 실리카를 사용할 수 있다. 건식 실리카(fumed silica), 용융 실리카(fused silica), 및 합성 실리카를 사용할 수 있으며, 분산액에 분산된 형태의 콜로이드 실리카로도 사용할 수 있다.
무기 입자는 실란 화합물 예를 들면 실란 커플링제로 표면 처리되는 것이 바람직하다. 무기 입자의 표면을 실란 커플링제로 표면 처리함으로써, 이방 도전성 필름용 조성물 중 다른 성분 예를 들면 바인더, 라디칼 중합성 물질과의 젖음성, 밀착성을 향상시키고, 유동성 및 접착 강도를 높일 수 있다.
무기 입자는 이방 도전성 필름 중 0.1 중량% 이상 30 중량% 이하, 바람직하게는 1 중량% 이상 25 중량% 이하, 5 중량% 이상 20 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 전극에 가해지는 압력이 균일하게 분산될 수 있고, 이방 도전성 필름의 접착성과 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 본 발명의 이방 도전성 필름의 헤이즈 확보가 용이할 수 있다.
도전성 입자
도전성 입자는 평균 입경(D10)이 0.1㎛ 이상 1㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무기 입자와 함께 이방 도전성 필름의 헤이즈를 확보하게 할 수 있다. 이방 도전성 필름은 박막의 두께로서 이방 도전성 필름의 헤이즈를 높이기 위해서는 평균 입경(D10)이 더 낮은 도전성 입자를 포함하는 것이 유리할 수도 있지만, 도전성 입자의 평균 입경(D10)이 너무 낮으면 본딩 후 압흔 미약 및 균일성 저하 문제가 발생할 수 있으며, 이방 도전성 필름 조성물의 유동성에도 영향을 미친다. 바람직하게는 도전성 입자는 평균 입경(D10)이 0.3㎛ 이상 0.8㎛ 이하가 될 수 있다.
도전성 입자는 평균 입경(D90)이 4㎛ 이상 7㎛ 이하, 바람직하게는 4.5㎛ 이상 6.5㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 균일한 압흔 구현 및 접속 신뢰성을 확보할 수 있다. 도전성 입자는 평균 입경(D50)이 2.5㎛ 이상 4.5㎛ 이하, 바람직하게는 3㎛ 이상 4㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 균일한 압흔 구현 및 접속 신뢰성을 확보할 수 있다
도전성 입자는 구형 혹은 돌기형의 입자일 수 있다.
도전성 입자는 금, 은, 니켈, 구리, 땜납 등을 포함하는 금속 입자; 탄소, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스타이렌, 폴리비닐알콜 등을 포함하는 수지 또는 그의 변성 수지를 코어로 하여 금, 은, 니켈, 구리 또는 땜납 등을 포함하는 금속으로 도금 코팅한 입자; 상기 금속 입자 또는 도금 코팅한 입자에 절연성 입자를 추가로 코팅하여 절연 처리한 입자를 포함할 수 있다. 도전성 입자는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다.
도전성 입자는 이방 도전성 필름 중 1 중량% 이상 20 중량% 이하, 바람직하게는 3 중량% 이상 10 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 접속 및/또는 절연 불량의 발생을 방지하여 우수한 접속성을 확보할 수 있다.
무기 입자와 도전성 입자 전체는 이방 도전성 필름 중 1 중량% 이상 50 중량% 이하, 바람직하게는 5 중량% 이상 30 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 헤이즈를 높이고, 접속 및 절연 신뢰성을 높일 수 있다.
바인더 수지
바인더 수지는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 바인더 수지를 사용할 수 있다. 바인더 수지의 비 제한적인 예로는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(acrylonitrile-butadiene rubber, NBR) 수지, 페녹시 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 우레탄 수지 등을 들 수 있다.
아크릴로니트릴 부타디엔 고무 수지는 아크릴로니트릴과 부타디엔의 유화 중합에 의해 제조된 공중합체를 의미한다. 상기 공중합체 중 아크릴로니트릴과 부타디엔의 각각의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 그 중합 방법도 특별히 제한되지 않는다. 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 수지의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 아니하나 바람직하게는 50,000g/mol 내지 1,000,000g/mol인 것을 사용할 수 있다.
페녹시 수지는 비스페놀계 페녹시 수지 등을 포함할 수 있다.
폴리우레탄 수지는 우레탄 결합을 갖는 고분자 수지로서, 예를 들어 이소포론디이소시아네이트, 폴리테트라메틸렌글리콜 등을 중합하여 제조될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 상기 폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 아니하나 바람직하게는 10,000g/mol 내지 200,000g/mol인 것을 사용할 수 있다.
아크릴 수지는 아크릴 단량체 및/또는 이와 중합 가능한 단량체를 중합하여 얻을 수 있다. 예를 들면, 아크릴계 수지는 탄소수 2개 내지 10개의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 비닐 아세테이트 및 이로부터 변성된 아크릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 단량체를 중합하여 제조된 것일 수 있다. 상기 중합 방법은 특별히 제한되지 않는다. 상기 아크릴 수지의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 아니하나 바람직하게는 10,000g/mol 내지 200,000g/mol인 것을 사용할 수 있다.
폴리에스테르 우레탄 수지로는 폴리에스테르 폴리올 및 디이소시아네이트의 반응에 의해 얻어진 수지를 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르 폴리올은 복수의 에스테르기 및 복수의 수산기를 갖는 중합체를 말한다. 폴리에스테르 폴리올은 디카르복실산 및 디올의 반응에 의해 얻을 수 있다. 상기 디카르복실산의 예로는, 프탈릭산, 테레프탈산, 이소프탈산, 아디프산, 세박산, 숙신산, 글루타르산, 수베린산, 아젤란산, 도데칸디카르복실산, 헥사하이드로프탈산, 오르토-프탈산, 테트라클로로프탈산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 푸마르산, 말레인산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 또는 테트라하이드로프탈산 등을 들 수 있으며, 상기와 같은 방향족 디카르복실산 또는 지방족 디카르복실산이 바람직하다. 상기 디올의 예로는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥산디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 또는 1,4-사이클로헥산디메탄올 등을 들 수 있으며, 상기와 같은 글리콜류가 바람직하다. 상기 디이소시아네이트의 예로는, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 크실렌 디이소시아네이트, 수소화 디페닐메탄 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트 또는 2,6-톨루엔 디이소시아네이트 등을 들 수 있으며, 방향족, 지환족, 또는 지방족의 디이소시아네이트가 바람직하다. 상기 폴리에스테르 우레탄 수지의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 아니하나 바람직하게는 10,000g/mol 내지 200,000g/mol인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 50,000g/mol 내지 100,000g/mol인 것을 사용할 수 있다.
바인더 수지는 단독으로 사용될 수 있으나 바람직하게는 중량 평균 분자량이 서로 상이한 2 종 이상의 수지를 함께 사용할 수 있다. 중량 평균 분자량이 상이한 2 종 이상의 수지를 함께 사용하는 경우에는, 분자량이 큰 바인더만을 사용하였을 때 발생하는 필름 물성이 지나치게 단단해지는 문제 및 분자량이 작은 바인더만을 사용하였을 때 발생하는 필름 형성이 어려운 문제를 방지할 수 있다. 또한 중간 정도의 분자량을 갖는 바인더를 단독으로 사용하는 경우에 비하여 서로 다른 분자량을 갖는 바인더 간의 상호 보완적 작용에 의하여 보다 우수한 물성의 필름을 형성할 수 있는 이점이 있다.
본원 발명의 일 양태에 따르면, 바인더 수지로서 보다 바람직하게는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 수지 및 페녹시 수지를 포함하는 수지 조성물을 사용할 수 있다.
아크릴로니트릴 부타디엔 고무 수지 및 페녹시 수지를 포함하는 수지를 사용하는 경우, 보다 바람직하게는 상기 수지 전체 100 중량부에 대하여 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 수지를 5 중량부 내지 50 중량부, 바람직하게는 15 중량부 내지 50 중량부로 사용하고, 상기 페녹시 수지를 50 중량부 내지 95 중량부, 바람직하게는 50 중량부 내지 85 중량부로 사용할 수 있다. 상기 범위 내에서 우수한 필름 형성력 및 접착력을 얻을 수 있다.
바인더 수지는 이방성 도전 필름 중 20 중량% 내지 80 중량%로 함유될 수 있으며, 보다 바람직하게는 20 중량% 내지 70 중량%로 함유될 수 있고, 더욱 바람직하게는 20 중량% 내지 60 중량%로 함유될 수 있다. 상기 범위 내에서 우수한 필름 형성력 및 접착력을 얻을 수 있다.
라디칼 중합성 물질
라디칼 중합성 물질은 우레탄계 (메트)아크릴레이트 수지, 다관능성 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 수지, 분자 내 (메타)아크릴레이트 반응기를 1개 이상 갖는 단량체 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
분자 내 (메타)아크릴레이트 반응기를 1개 이상 갖는 단량체는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, n-라우릴(메타)아크릴레이트, C12-C15의 알킬(메타)아크릴레이트, n-스테아릴(메타)아크릴레이트, n-부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 부톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퍼릴 (메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸숙신산, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸헥사하이드로프탈레이트, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸-2-하이드록시프로필프탈레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸엑시드포스페이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 1,10-데칸디올디(메타)아크릴레이트, 글리세린디(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-아크릴로일옥시프로필(메타)아크릴레이트, 디메틸올트리사이클로데칸디(메타)아크릴레이트, 트리플루오로에틸(메타)아크릴레이트, 퍼플루오로옥틸에틸(메타)아크릴레이트, 이소아밀 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 에틸렌옥사이드의 디(메타)아크릴레이트로 변성된 비스페놀 A, 프로필렌옥사이드의 디(메타)아크릴레이트로 변성된 비스페놀 A, 트리메틸올프로판-벤조에이트-(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A 디글리시딜의 디(메타)아크릴레이트, 또는 2-하이드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트와 톨루엔디이소시아네이트의 반응물 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
바람직하게는, 라디칼 중합성 물질은 우레탄계 (메트)아크릴레이트 수지, 다관능성 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 수지의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 혼합물 중 우레탄계 (메트)아크릴레이트 수지: 다관능성 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 수지는 50 중량% 내지 90 중량%: 10 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 50 중량% 내지 70 중량%: 30 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.
라디칼 중합성 물질은 이방성 도전 필름 중 10 중량% 내지 70 중량%, 바람직하게는 20 중량% 내지 65 중량%, 더욱 바람직하게는 30 중량% 내지 60 중량%로 함유될 수 있다. 상기 범위 내에서 전체 경화물이 아크릴레이트 경화 구조를 충분히 형성할 수 있도록 해주며 경화물의 경도가 지나치게 높아지는 것을 방지하여 계면 박리력 및 접착력이 저하되는 것을 방지하는 이점이 있을 수 있다.
경화제
경화제는 열 또는 광에 의해 라디칼을 발생시키는 경화제를 사용한다.
경화제로서, 유기 과산화물을 사용할 수 있다. 유기 과산화물은 t-부틸 퍼옥시라우레이트, 1,1,3,3-t-메틸부틸퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일 퍼옥시) 헥산, 1-사이클로헥실-1-메틸에틸 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(m-톨루오일 퍼옥시) 헥산, t-부틸 퍼옥시 이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시-2-에틸헥실 모노카보네이트, t-헥실 퍼옥시 벤조에이트, t-부틸 퍼옥시 아세테이트, 디큐밀 퍼옥사이드, 2,5,-디메틸-2,5-디(t-부틸 퍼옥시) 헥산, t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, t-헥실 퍼옥시 네오데카노에이트, t-헥실 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시-2-2-에틸헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시 이소부틸레이트, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)사이클로헥산, t-헥실 퍼옥시 이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시-3,5,5-트리메틸 헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시 피발레이트, 큐밀 퍼옥시 네오데카노에이트, 디-이소프로필 벤젠 하이드로퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, 이소부틸 퍼옥사이드, 2,4-디클로로 벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 스테아로일 퍼옥사이드, 숙신 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥시 톨루엔, 1,1,3,3-테트라메틸 부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, 1-사이클로헥실-1-메틸 에틸 퍼옥시 노에데카노에이트, 디-n-프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디-이소프로필 퍼옥시 카보네이트, 비스(4-t-부틸 사이클로헥실) 퍼옥시 디카보네이트, 디-2-에톡시 메톡시 퍼옥시 디카보네이트, 디(2-에틸 헥실 퍼옥시) 디카보네이트, 디메톡시 부틸 퍼옥시 디카보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시 부틸 퍼옥시) 디카보네이트, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시) 사이클로헥산, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 1,1-(t-부틸 퍼옥시) 사이클로도데칸, 2,2-비스(t-부틸 퍼옥시)데칸, t-부틸 트리메틸 실릴 퍼옥사이드, 비스(t-부틸) 디메틸 실릴 퍼옥사이드, t-부틸 트리알릴 실릴 퍼옥사이드, 비스(t-부틸) 디알릴 실릴 퍼옥사이드,트리스(t-부틸) 아릴 실릴 퍼옥사이드로 이루어지는 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 라우로일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 이소부틸 퍼옥사이드일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
경화제는 이방성 도전 필름 중 0.5 중량% 내지 10 중량%로 포함할 수 있고, 구체적으로 1 중량% 내지 8 중량%로 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로, 2 중량% 내지 7 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내에서 접착제 중 경화하려는 성질과 접착제의 보존성을 균형 있게 구현할 수 있다.
이방 도전성 필름은 분산제를 더 포함할 수 있다.
분산제는 무기 입자 및/또는 도전성 입자를 잘 분산시킴으로써 이방 도전성 필름의 헤이즈를 높일 수 있다. 특히, 분산제는 실란 커플링제로 표면 처리된 무기 입자의 분산성을 높여 헤이즈를 높인다. 분산제는 당업자에게 알려진 통상의 분산제, 예를 들면 BYK 165 등을 사용할 수 있다. 분산제는 이방성 도전 필름 중 1 중량% 내지 10 중량%로 포함할 수 있고, 구체적으로 2 중량% 내지 7 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내에서 무기 입자를 분산시켜 헤이즈를 높이고, 접속 저항 및 접착력의 신뢰성을 높일 수 있다.
이방 도전성 필름은 180℃, 4MPa, 및 5초의 조건에서 압착한 후 측정한 90도 필 강도(peel strength) 접착력(B, 단위: gf/cm)과, 85℃ 및 85% 상대 습도에서 500시간 방치한 후 동일 방법으로 측정한 90도 필 강도 접착력(A, 단위: gf/cm)에 대하여, 하기 식 1에 따른 접착력 감소 비율이 30% 이하, 바람직하게는 20% 이하가 될 수 있다.
<식 1>
접착력 감소 비율 = ｜A - B ｜/B x 100
식 1에서 A, B는 각각 600gf/cm 이상, 바람직하게는 600gf/cm 내지 1000gf/cm가 될 수 있다.
이방 도전성 필름은 180℃, 4MPa 및 5초의 조건에서 압착한 후 측정한 접속 저항(D, 단위: Ω)과, 85℃ 및 85% 상대 습도에서 500시간 방치한 후 동일 방법으로 측정한 접속 저항(C, 단위: Ω)에 대하여, 하기 식 2에 따른 접속 저항 증가 비율이 100% 이하, 바람직하게는 50% 이하가 될 수 있다.
<식 2>
접속 저항 증가 비율 = ｜C - D｜/D x 100
식 2에서 D는 2Ω 이하, 바람직하게는 0.5Ω 내지 1.5Ω이 될 수 있다. 식 2에서 C는 4Ω 이하, 바람직하게는 1Ω 내지 3Ω이 될 수 있다.
이방 도전성 필름은 상술한 성분을 포함하는 이방 도전성 필름용 조성물을 이형 필름 위에 적당한 두께로 도포하고, 일정 시간 건조하여 제조될 수 있다.
이방 도전성 필름은 박막의 두께로서 두께가 0.1㎛ 내지 10㎛, 바람직하게는 1㎛ 내지 5㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용될 수 있다.
본 발명의 회로 접속 구조체는 배선 기판, 배선 기판 상에 탑재된 본 발명의 이방 도전성 필름, 및 이방 도전성 필름 상에 탑재된 칩을 포함할 수 있다.
본 발명의 디스플레이 장치는 본 발명의 이방 도전성 필름 또는 회로 접속 구조체를 포함하고, 예를 들면 액정 디스플레이 장치 등을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예와 비교예에서 사용한 무기 입자인 실리카의 구성은 하기 표 1과 같다.
무기 입자 무기 입자
A		 무기 입자
B		 무기 입자
C		 무기 입자
D		 무기 입자
E
평균입경(㎛) D10 0.2 0.3 0.4 0.8 1
D50 0.8 0.7 1 1.7 2
D90 1.5 2.2 2.7 3.2 4.5
실시예와 비교예에서 사용한 도전성 입자의 구성은 하기 표 2와 같다.
도전성 입자 도전성 입자
A		 도전성 입자
B		 도전성 입자
C		 도전성 입자
D		 도전성 입자
E
평균입경(㎛) D10 0.3 0.5 0.8 1.3 1.9
D50 3.1 3.6 3.9 4.6 4.8
D90 4.9 5.9 6.2 6.6 6.9
실시예 1
필름 형성을 위한 매트릭스 역할의 바인더 수지로서는　20 부피%로 에틸아세테이트에 용해된 페녹시 수지(PKHH, Inchemrez사, 미국) 25 중량부 및 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 수지(NBR, ZEON) 5 중량부, 경화 반응이 수반되는 라디칼 중합성 물질로서는　우레탄계 아크릴 수지(UA340P, Shin-Nakamura) 25 중량부, 다관능성 폴리에스테르 아크릴 수지(PS610, Miwon) 25중량부, 우레탄계 아크릴 수지(EB220, Skcytec) 5중량부, 열경화성 라디칼 경화제로 BPO(Sigma-aldrich) 와 LPO(Sigma-aldrich)의 혼합물 5중량부, 이방 전도성 필름에 도전 성능을 부여해주기 위한 필러로서　도전성 입자로 도전성 입자 A 5중량부, 무기 입자로서 무기 입자 A 5중량부를 혼합하여 이방 도전성 필름용 조성물을 제조하였다. 상기와 같이 제조한 이방 도전성 필름용 조성물을 각각 백색 이형 필름 위에 도포한 후 70℃ 건조기에서 5분간 용제를 휘발시켜 4㎛ 두께의 건조된 이방 도전성 필름을 얻었다.
실시예 2 내지 실시예 4
실시예 1에서, 각 성분의 함량, 도전성 입자의 종류, 무기 입자의 종류를 하기 표 3(단위: 중량부)과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 이방 도전성 필름을 얻었다.
비교예 1 내지 비교예 2
실시예 1에서, 각 성분의 함량, 도전성 입자의 종류, 무기 입자의 종류를 하기 표 3과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 이방 도전성 필름을 얻었다.
상품명 비교예1 비교예2 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
바인더
수지		 NBR 5 5 5 5 5 5
PKHH 20 25 25 25 25 20
라디칼 중합성
물질		 EB220 10 5 5 5 5 5
UA340P 25 25 25 25 25 20
PS610 25 25 25 25 25 20
경화제 BPO 3 3 3 3 3 3
LPO 2 2 2 2 2 2
도전성 입자 종류 D E A B C A
함량 5 5 5 5 5 5
무기 입자 종류 D E A B C A
함량 5 5 5 5 5 20
실시예와 비교예에서 제조한 이방 도전성 필름에 대하여 하기 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
(1) 헤이즈와 전광선 투과율: 실시예와 비교예의 이방 도전성 필름을 길이 x 폭(2cm x 5cm)으로 샘플링하여 슬라이드 글라스 위에 올려 놓는다. 40℃ 오븐에 1분간 방치하여 밀착시킨 후 백색 이형 필름을 최대한 자국 없이 박리시킨다. filmetrics F10-RT에 시편을 넣고 헤이즈와 전광선 투과율을 측정한다.
(2) 접속 저항: 간격 50㎛ pitch, 두께 2000Å의 인듐 틴 옥사이드(ITO) 회로가 있는 유리 기판과 50㎛ pitch COF를 사용하여 실시예와 비교예의 이방 도전성 필름으로 상/하 계면 간을 압착한 후, 180℃에서 4MPa의 압력으로 5초간 가압 가열하여 샘플당 5개의 시편을 제작하였다. 4단자 측정 방법으로 접속 저항을 측정하였다.
신뢰성 평가로서 상기 접속 저항 측정이 완료된 이방 도전성 필름을 85℃ 및 상대 습도 85%의 고온 고습에 투입하여 각각 250 시간과 500 시간 방치한 후 상기와 동일한 방법으로 접속 저항을 측정하였다.
(3) 접착력: 이방전도성 필름의 기재에 대한 접착 특성을 파악하기 위하여 두께 2000Å 인듐 틴 옥사이드(ITO) 유리 기판과 50 pitch COF를 사용하여 상기 제조한 각각의 이방 도전성 필름으로 상/하 계면 간을 압착한 후, 180℃의 온도 조건에서 4MPa의 압력으로 5초간 가압 가열하여 샘플당 5개의 시편을 제작하였다, 이를 시마즈 UTM을 사용하여 90도 peel strength를 측정하였다.
신뢰성 평가로서 상기 접착력 측정이 완료된 이방 도전성 필름을 85℃ 및 상대 습도 85%의 고온 고습에 투입하고 각각 250시간과 500시간 방치한 후 상기와 동일한 방법으로 접착력을 측정하였다.
(4) 가압착한 후 필름의 가압착 완료 여부 평가: 이방도전성 필름을 가압착기를 이용하여 1Mpa/1s의 조건에서 가압착 한 후, 이형 필름을 박리한다, 박리된 시편을 현미경으로 관찰하고, 이방 도전성 필름의 부착된 부위의 사이드 박리(들뜸) 및 중간 버블 등의 이상 유무를 확인하였다.
비교예1 비교예2 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
헤이즈(%) 43 43 73 65 51 78
전광선 투과율(%) 51 51 22 27 37 20
접속 저항
(Ω)		 초기 2.1 2.1 0.9 1.0 0.9 0.8
신뢰성 250시간 3.1 3.1 1.2 1.3 1.2 1.2
신뢰성 500 시간 5.0 5.0 1.5 1.7 1.5 1.4
접착력
(gf/cm)		 초기 600 600 890 840 890 850
신뢰성 250시간 510 510 840 800 840 820
신뢰성 500 시간 400 400 780 710 780 730
필름의 가압착 완료 평가 들뜸 들뜸 양호 양호 양호 양호
상기 표 4에서 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 이방 도전성 필름은 헤이즈가 50% 이상으로 안료, 염료 등의 유색 재료를 포함하지 않더라도 가압착 완료 여부를 쉽게 확인할 수 있다. 본 실시예에 따른 이방 도전성 필름은 초기 및 신뢰성 평가 후의 접착력, 접속 저항이 우수하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (14)

  1. 바인더 수지, 라디칼 중합성 물질, 경화제, 무기 입자 및 도전성 입자를 포함하는 이방 도전성 필름이고,
    상기 이방 도전성 필름은 헤이즈가 50% 이상이고,
    상기 무기 입자는 평균 입경(D10)이 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하이고,
    상기 도전성 입자는 평균 입경(D10)이 0.1㎛ 이상 1㎛ 이하이고,
    상기 무기 입자는 실리카를 포함하고,
    상기 바인더 수지는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 수지와 페녹시 수지의 혼합물을 포함하고,
    상기 이방 도전성 필름은 상기 바인더 수지 20 중량% 내지 80 중량%, 상기 라디칼 중합성 물질 10 중량% 내지 70 중량%, 상기 경화제 0.5 중량% 내지 10 중량%, 상기 무기 입자 0.1 중량% 내지 30 중량% 및 상기 도전성 입자 1 중량% 내지 20 중량%를 포함하는 것인, 이방 도전성 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이방 도전성 필름은 헤이즈가 50% 이상 90% 이하인 것인, 이방 도전성 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 실리카는 구형인 것인, 이방 도전성 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무기 입자는 실란 화합물로 표면 처리된 것인, 이방 도전성 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도전성 입자는 절연 입자를 포함하는 것인, 이방 도전성 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 무기 입자와 상기 도전성 입자 전체는 상기 이방 도전성 필름 중 1 중량% 이상 50 중량% 이하로 포함되는 것인, 이방 도전성 필름.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 물질은 우레탄계 (메트)아크릴레이트 수지와 다관능성 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 수지의 혼합물을 포함하는 것인, 이방 도전성 필름.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 이방 도전성 필름은 분산제를 더 포함하는 것인, 이방 도전성 필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 이방 도전성 필름은 하기 식 1의 접착력 감소 비율이 30% 이하인 것인, 이방 도전성 필름:
    <식 1>
    접착력 감소 비율 = ｜A - B｜/B x 100
    (상기 식 1에서, B는 상기 이방 도전성 필름을 180℃, 4MPa 및 5초의 조건에서 압착한 후 측정한 90도 필 강도(peel strength) 접착력(단위:gf/cm),
    A는 상기 이방 도전성 필름을 85℃ 및 85% 상대습도에서 500시간 방치한 후 상기와 동일 방법으로 측정한 90도 필 강도 접착력(단위:gf/cm)).
  12. 제1항에 있어서, 상기 이방 도전성 필름은 하기 식 2의 접속 저항 증가 비율이 100% 이하인 것인, 이방 도전성 필름:
    <식 2>
    접속 저항 증가 비율 = ｜C - D｜/D x 100
    (상기 식 2에서, D는 상기 이방 도전성 필름을 180℃, 4MPa 및 5초의 조건에서 압착한 후 측정한 접속 저항(단위:Ω),
    C는 상기 이방 도전성 필름을 85℃ 및 85% 상대습도에서 500시간 방치한 후 상기와 동일 방법으로 측정한 접속 저항(단위:Ω)).
  13. 제1항 내지 제6항, 제8항, 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 이방 도전성 필름을 포함하는 접속 구조체.
  14. 제1항 내지 제6항, 제8항, 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 이방 도전성 필름을 포함하는 디스플레이 장치.

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