KR20070097250A - 이방성도전필름 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

접속 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이방성도전필름이 개시된다. 이방성도전필름은 접착 수지, 제1 도전 입자 및 제2 도전 입자를 포함한다. 제1 및 제2 도전 입자는 접착 수지 내에 분포된다. 제2 도전 입자는 제1 도전 입자의 1.2 ~ 1.3배의 직경과 제1 도전 입자보다 낮은 경도를 갖는다. 따라서, 직경이 크고 낮은 경도를 갖는 제2 도전 입자의 큰 변형률로 인하여, 접속 저항의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

이방성도전필름 및 이를 갖는 표시장치{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성도전필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 구동칩, 이방성도전필름 및 패드의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 구동칩의 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
300 : 이방성도전필름 320 : 제1 도전 입자
330 : 제2 도전 입자 400 : 표시 기판
500 : 구동칩 600 : 표시장치
본 발명은 이방성 도전 필름 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이방성도전필름 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 액정을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로써, 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 표시기판 및 표시기판을 구동하기 위한 구동칩을 포함한다. 구동칩은 외부로부터 인가된 영상 신호를 표시기판을 구동하기 위한 구동 신호로 변환하여 표시기판에 인가한다.
구동칩은 칩 온 글라스(Chip On Glass: 이하 COG) 방식을 통해 표시기판에 실장된다. COG 방식에 의하면, 표시기판에 형성된 전극 패드와 구동칩에 형성된 범프 사이에 도전 입자를 함유한 수지로 이루어진 이방성도전필름을 개재한 후, 적정한 열과 압력을 가하여 구동칩과 표시기판을 전기적으로 연결시킨다.
액정표시장치가 점점 고화질화되어 전극 패드들 간의 간격이 더욱 미세해짐에 따라, 범프는 구동칩에 2열 이상으로 조밀하게 형성된다.
이방성도전필름을 매개로 열 압착하는 과정에서 구동칩은 열에 의해 변형되고, 상기 열 압착 이후에 다시 수축된다. 범프가 밀집된 구동칩의 모서리 부분은 그 변형 정도가 심하여 모서리부의 범프와 전극 패드간의 단차가 벌어지게 되고, 상기 변형에 의해 표시기판이 휘어지는 현상이 발생한다. 또한, 모서리부의 범프와 전극 패드 사이의 단차가 커짐에 따라, 모서리부의 접속 저항이 증가하는 문제점이 발생된다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으 로, 본 발명의 목적은 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이방성도전필름 및 이를 갖는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일 실시예에 따른 이방성도전필름은 접착 수지, 제1 도전 입자 및 제2 도전 입자를 포함한다. 상기 제1 및 제2 도전 입자는 상기 접착 수지 내에 분포된다. 상기 제2 도전 입자는 상기 제1 도전 입자의 1.2 ~ 1.3배의 직경과 상기 제1 도전 입자보다 낮은 경도를 갖는다.
상기 제1 도전 입자의 직경은 3 ~ 4 ㎛이다.
상기 제1 및 제2 도전 입자는 탄성체 및 상기 탄성체의 표면에 코팅된 금속층으로 이루어진다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 표시장치는 어레이 기판, 상기 어레이 기판의 상부에 배치된 대향 기판, 상기 어레이 기판에 실장되는 구동칩 및 상기 어레이 기판과 상기 구동칩을 전기적으로 연결시키는 이방성도전필름을 포함한다.
상기 이방성도전필름은 접착 수지, 상기 접착 수지 내에 분포된 제1 도전 입자 및 상기 접착 수지 내에 분포되며, 상기 제1 도전 입자의 1.2 ~ 1.3배의 직경과 상기 제1 도전 입자보다 낮은 경도를 갖는 제2 도전 입자를 포함한다.
이러한 이방성도전필름 및 표시장치에 의하면, 직경이 크고 낮은 경도를 갖는 제2 도전 입자가 큰 병형률을 가짐에 따라, 구동칩과 어레이 기판의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성도전필름의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시장치(600)는 표시 기판(400), 구동칩(500) 및 이방성도전필름(300)을 포함한다.
영상을 표시하는 표시 기판(400)은 어레이 기판(410), 대향 기판(420) 및 어레이 기판(410)과 대향 기판(420) 사이에 개재되는 액정층(미도시)을 포함한다,
어레이 기판(410)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하 TFT)가 매트릭스 형태로 형성된 TFT 기판이다. 상기 TFT들의 소오스 단자 및 게이트 단자는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인에 연결되고, 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 화소 전극이 연결된다.
대향 기판(420)은 어레이 기판(410)과 대향하여 배치되고, 광을 통과하여 색상을 표시하는 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판으로, 대향 기판(420) 전면에는 투명한 도전성의 공통 전극이 도포된다.
어레이 기판(410)과 대향 기판(420) 사이에는 액정층(미도시)이 개재된다. 상기 액정층은 고체와 액체의 중간 성질을 가지며, 일정한 배열로 배치된 액정들로 이루어진다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 TFT가 작동하면, 상기 액정들은 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 형성된 전계에 의해 그 배열각이 변화되고, 변화된 배열각에 따라서 광 투과도가 변경되어 원하는 영상을 표시 한다.
구동칩(500)은 어레이 기판(410)의 주변 영역에 형성된 패드(412, 도4 참조)에 연결되어, 외부 장치(미도시)를 통해 인가되는 제어 신호에 반응하여 어레이 기판(410)을 구동하기 위한 구동 신호를 출력한다.
이방성도전필름(300)은 접착 수지(310), 제1 도전 입자(320) 및 제2 도전 입자(330)를 포함하고, 외부로부터 가해진 열 및 압력에 의해 구동칩(500)을 어레이 기판(410)에 전기적으로 연결시킨다.
접착 수지(310)는 금속이나 플라스틱과의 접착력이 우수한 재료로 이루어진다. 예를 들어, 접착 수지(310)는 열경화성 수지로 이루어진다.
제1 및 제2 도전 입자(320,330)는 구동칩(500)과 표시 기판(400)을 전기적으로 연결하며, 접착 수지(310) 내에 불규칙적으로 분포된다. 제1 및 제2 도전 입자(320,330)는 탄성체 및 상기 탄성체의 표면에 코팅된 금속층으로 이루어진다.
상기 탄성체는 외부 힘에 의해 변형이 가능한 탄성을 갖는 구형 입자이다. 예를 들어, 상기 탄성체는 폴리스티렌(polystyrene), 에폭시(Epoxy) 등의 폴리이미드(Polyimide) 재질로 이루어진다.
제2 도전 입자(330)를 이루는 탄성체는 제1 도전 입자(320)를 이루는 탄성체에 비하여 경도가 낮은 재질로 이루어진다. 따라서 제2 도전 입자(330)는 제1 도전 입자(320)에 비해 외부의 힘에 의해 변형이 잘 이루어진다.
상기 금속층은 상기 탄성체의 표면에 코팅되며, 구동칩(500)과 표시 기판(400)의 전기적인 연결을 위하여 도전성이 우수한 금속으로 이루어진다. 일 예 로, 상기 금속층은 금(Au)으로 이루어진다. 또한, 상기 탄성체 표면에 상기 금을 직접 코팅하기 어려우므로, 상기 탄성체와 금속층 사이에 니켈(Ni) 코팅층을 더 형성할 수 있다.
제1 도전 입자(320)의 직경은 약 3 ~ 4 ㎛이고, 제2 도전 입자(330)는 제1 도전 입자(320)의 약 1.2 ~ 1.3배의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 도전 입자(330)의 직경은 약 3.6 ~ 5.2 ㎛이다.
이방성도전필름(300)은 접착 수지(310)만으로 형성된 수지층(340)을 더 포함할 수 있다. 이방성도전필름(300)을 사용하여 구동칩(500)과 어레이 기판(410)을 결합시키는 과정에서, 제1 및 제2 도전 입자(320,330)는 구동칩(500)과 어레이 기판(410) 사이에 개재되어 도전 역할을 한다. 접착 수지(310) 상하부에 제1 및 제2 도전 입자(320,330)가 모두 분포하는 경우에, 상대적으로 상층부에 위치하는 제1 및 제2 도전 입자(320,330)는 구동칩(500)과 어레이 기판(410) 사이에 개재되지 못하여 도전 역할을 하지 못하게 된다. 따라서 접착력의 강화 및 안정적인 접속을 위하여 이방성도전필름(300)의 상부에 수지층(340)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 베이스 필름(350)은 접착 기능을 하는 수지층(340)을 보호하기 위하여 완성품으로 출시된 이방성도전필름(300)에서 볼 수 있는 층으로, 이방성도전필름(300)이 구동칩(500)과 어레이 기판(410) 사이에 개재되는 때에 이방성도전필름(300)으로부터 제거된다.
도 3은 도 2에 도시된 구동칩, 이방성도전필름 및 패드의 일부를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 구동칩의 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 구동칩(500)과 어레이 기판(410) 사이에 이방성 도전 필름(300)을 개재한 후, 적절한 열 및 압력을 가하여 구동칩(500)을 어레이 기판(410)에 결합시킨다. 이 때, 어레이 기판(410)의 패드(412)와 구동칩(500)의 범프(520)는 안정적인 접촉을 위해 서로 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
구동칩(500)은 몸체(510) 및 범프(520)를 포함한다.
몸체(510)는 절연 물질로 이루어지며, 제1 및 제2 장변(510a, 510b)과 제1 및 제2 장변(510a, 510b)에 수직한 단변(510c, 510d)을 갖는 직육면체 형상이다. 몸체(510)의 내부에는 외부로부터 입력되는 영상 신호를 구동 신호로 가공하기 위한 반도체 소자(미도시)가 형성된다.
범프(520)는 몸체(510)로부터 소정의 높이로 돌출되어 형성되고, 영상 신호 및 제어 신호를 왜곡 없이 어레이 기판(410)에 전달하여야 하므로 비저항이 낮은 금속을 포함한다. 범프(520)는 입력 범프(522), 제1 출력 범프(524) 및 제2 출력 범프(526)를 포함한다.
입력 범프(522)는 제1 장변(510a)을 따라 일렬로 배치되고, 제1 출력 범프(524)는 제2 장변(510b)을 따라 1열 이상으로 배치되며, 제2 출력 범프(526)는 단변(510c,510d)을 따라 1열 이상으로 배치된다. 입력 범프(522), 제1 및 제2 출력 범프(524,526)는 서로 동일한 형상 및 크기로 형성되거나 다른 형상 및 크기로 형성될 수 있다. 입력 범프(522), 제1 및 제2 출력 범프(524,526)가 다수 배열된 구조로 인하여, 동일 영역에서 배열할 수 있는 범프(520)의 수가 증가되어 회로의 미 세 피치화에 대응할 수 있다.
이방성 도전 필름(300)의 접착 수지(310)는 열경화성 수지로 이루어지며, 외부로부터 가해진 열에 의해 경화되어 구동칩(500)을 어레이 기판(410)에 고정시킨다. 제1 및 제2 도전 입자(320,330)는 범프(520)와 패드(412) 사이에 위치하여 상기 가해진 압력에 의해 변형되어 범프(520)와 패드(412)를 전기적으로 연결시킨다.
제2 도전 입자(330)는 제1 도전 입자(320)보다 크기가 크고, 경도가 낮은 탄성체로 형성되어 큰 변형률을 가진다. 상기 변형률이란, 이방성도전필름(300)에 압력을 가하면 제1 및 제2 도전 입자(320, 330)의 형상이 변형되는데, 이 때의 변형되는 정도를 의미한다.
변형률은 응력과 상관 관계가 있으며, 여기서 응력이란, 물체가 외부로부터 힘을 받았을 때 물체 안에 생기는 반작용의 힘을 의미하며 단위 면적 당 가해지는 힘으로 나타낼 수 있다. 즉, 응력이 커지면 외부 힘에 대한 반작용의 힘이 커지므로 변형이 잘 일어나지 않는다.
제2 도전 입자(330)의 직경은 제1 도전 입자(320)의 직경의 약 1.2 ~ 1.3로서, 제2 도전 입자(330)의 표면적은 제1 도전 입자(320)의 표면적보다 크다. 제1 및 제2 도전 입자(320, 330)에 같은 압력이 가해진 경우에, 제2 도전 입자(330)는 제1 도전 입자(320)보다 표면적이 크기 때문에, 응력이 작아 변형이 잘 일어난다.
따라서 제2 도전 입자(330)의 변형률이 크기 때문에, 제2 도전 입자(330)와 범프(520) 및 제2 도전 입자(330)와 패드(412) 사이의 접촉 면적이 증가하여 제1 및 제2 도전 입자(320, 330)는 안정적으로 패드(412)와 범프(520)간의 접속에 기여 하게 된다.
또한, 1열 이상으로 배치된 제1 및 제2 출력 범프(524,526)가 밀집된 구동칩(500)의 모서리부는 중앙부에 비해 범프의 밀도가 크다. 범프(520)의 밀도가 큰 모서리부는 열 압착 공정 이후 범프(520)의 수축으로 인하여 범프(520)와 어레이 기판(410)의 패드(412)간의 단차가 커지지만, 변형률이 큰 제2 도전 입자(330)의 변형으로 인해 안정적인 접속을 유지할 수 있다.
이와 같은 이방성도전필름 및 이를 갖는 표시장치에 따르면, 직경이 크고 경도가 낮은 제2 도전 입자의 변형률이 크기 때문에, 열 압착 공정시 제2 도전 입자가 범프 및 패드와 접촉하는 면적이 증가되어 안정적인 접속저항을 확보할 수 있다.
또한, 열 압착 공정 이후 범프가 수축되어 단차가 벌어지더라도, 변형률이 큰 제2 도전 입자로 인하여 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 접착 수지;
    상기 접착 수지 내에 분포된 제1 도전 입자; 및
    상기 접착 수지 내에 분포되며, 상기 제1 도전 입자의 1.2 ~ 1.3배의 직경과 상기 제1 도전 입자보다 낮은 경도를 갖는 제2 도전 입자를 포함하는 이방성도전필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 도전 입자의 직경은 3 ~ 4 ㎛인 것을 특징으로 하는 이방성도전필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 도전 입자는 탄성체 및 상기 탄성체의 표면에 코팅된 금속층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이방성도전필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 탄성체는 폴리스티렌(polystyrene) 재질인 것을 특징으로 하는 이방성도전필름.
  5. 제4항에 있어서, 상기 금속층은 금(Au)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이방성도전필름.
  6. 어레이 기판;
    상기 어레이 기판의 상부에 배치된 대향 기판;
    상기 어레이 기판에 실장되는 구동칩; 및
    상기 어레이 기판과 상기 구동칩을 전기적으로 연결시키는 이방성도전필름을 포함하며,
    상기 이방성도전필름은
    접착 수지;
    상기 접착 수지 내에 분포된 제1 도전 입자; 및
    상기 접착 수지 내에 분포되며, 상기 제1 도전 입자의 1.2 ~ 1.3배의 직경과 상기 제1 도전 입자보다 낮은 경도를 갖는 제2 도전 입자를 포함하는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 구동칩은 상기 구동칩의 일면에 테두리를 따라 배치되는 범프를 포함하며,
    상기 범프는
    상기 구동칩의 제1 장변을 따라 1열로 배치되는 입력 범프;
    상기 구동칩의 제2 장변을 따라 1열 이상으로 배치되는 제1 출력 범프; 및
    상기 구동칩의 단변을 따라 1열 이상으로 배치되는 제2 출력 범프를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 어레이 기판은 상기 범프와 대응되는 위치에 형성된 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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KR1020060028196A KR20070097250A (ko) 2006-03-29 2006-03-29 이방성도전필름 및 이를 갖는 표시장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101678178B1 (ko) * 2016-04-08 2016-11-21 주식회사 일렉켐스 전기 또는 전자 부품 접속용 이방도전성 접착 조성물

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