KR20090073369A - Anisotropic conductive film and display element comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이방성 도전 필름 및 이를 포함하는 표시 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접착 수지 및 상기 접착 수지 내에 분포되며 종횡비가 서로 다른 도전성 입자를 포함함으로써 범프와 도전성 입자 간의 면적이 증가하여 기존보다 적은 양의 도전 입자로도 우수한 전기적 흐름이 유지되는 이방성 도전 필름 및 이를 포함하는 표시 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an anisotropic conductive film and a display device including the same, and more particularly, to include an adhesive resin and conductive particles distributed in the adhesive resin and having different aspect ratios, thereby increasing the area between the bumps and the conductive particles and reducing the amount of the anisotropic conductive film. The present invention relates to an anisotropic conductive film having excellent electrical flow even with positive conductive particles, and a display device including the same.
IC 회로 기판의 접속 전극과 회로 기판에 탑재하는 기판의 단자를 서로 전기적으로 접속하기 위해서는 이방 전도성 접속이 이루어져야 한다. 이러한 이방 전도성 접속을 위하여는 이방성 도전 필름을 사용하며, 이방성 도전 필름은 열경화형 접착제 중에 도전성 입자를 분산시켜, 이형 처리한 PET 필름상에 코팅하는 방법으로 접착 필름 형태로 제조한 z-축 도전성 접착제 필름을 의미하며, X-Y 평면 방향으로는 절연성을 지닌다.In order to electrically connect the connection electrode of an IC circuit board and the terminal of the board mounted on a circuit board, an anisotropic conductive connection should be made. An anisotropic conductive film is used for such anisotropic conductive connection, and the anisotropic conductive film is a z-axis conductive adhesive prepared in the form of an adhesive film by dispersing conductive particles in a thermosetting adhesive and coating the film on a release treated PET film. It means a film and has insulation in the XY plane direction.
이방성 도전 필름에 사용되는 도전성 입자로는 니켈, 금, 은 등의 금속 입자나 기재 미립자에 금속층이 코팅된 입자가 사용된다. 이때, 도전성 입자를 사용하여 서로 마주보는 전극간을 압축하여 접속할 때 입자에 가해지는 압력으로 인해 도전 입자의 과도한 변형 및 파괴를 방지하며 전극간의 갭 제어를 용이하게 하기 위하여는 도전성 입자가 적절한 탄성을 가져야 한다.As electroconductive particle used for an anisotropic conductive film, metal particle, such as nickel, gold, silver, or particle | grains in which the metal layer was coat | covered with the substrate microparticles | fine-particles are used. At this time, the conductive particles are used to compress and connect the electrodes facing each other to prevent excessive deformation and destruction of the conductive particles due to the pressure applied to the particles and to facilitate gap control between the electrodes. Should have
한편, 최근 패널과 구동 IC 상의 범프의 정교한 피치 정열 추세로 범프 간 간격이 좁아지고 있다. 범프의 단면적이 작아지면서 전기적 도전성을 유지하기 위하여는 많은 수의 도전 입자가 분포된 이방성 도전 필름으로 구동 IC의 범프와 패널의 전극을 연결시켜야 한다. 그러나 많은 수의 도전 입자를 분산시키는데 어려움이 있을 뿐 아니라, 도전성 미립자는 이방성 도전 필름 제조 원가의 가장 높은 비중을 차지하고 있어 제조 원가 상승의 주된 원인이 되고 있다. 따라서 전기적 도전성이 우수하면서도, 제조 원가가 저렴한 이방성 도전 필름에 대한 요구가 당업계에서 계속되고 있다.On the other hand, the gap between bumps has been narrowed recently due to the sophisticated pitch alignment of bumps on panels and driver ICs. In order to maintain the electrical conductivity while decreasing the cross-sectional area of the bumps, the bumps of the driving IC and the electrodes of the panel must be connected by an anisotropic conductive film in which a large number of conductive particles are distributed. However, in addition to difficulty in dispersing a large number of conductive particles, the conductive fine particles account for the highest specific gravity of the anisotropic conductive film manufacturing cost, which is a major cause of the increase in manufacturing cost. Therefore, there is a continuing need in the art for an anisotropic conductive film having excellent electrical conductivity and low manufacturing cost.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 전기적 도전성이 우수하면서도, 제조 원가가 저렴한 이방성 도전 필름을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, one object of the present invention is to provide an anisotropic conductive film excellent in electrical conductivity and low in manufacturing cost.
본 발명의 다른 목적은 상기 본 발명의 이방성 도전 필름을 포함하는 표시 소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a display element comprising the anisotropic conductive film of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 접착 수지와, 상기 접착 수지 내에 분포되며 종횡비가 서로 다른 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 필름에 관계한다.One aspect of the present invention for achieving the above object relates to an anisotropic conductive film comprising an adhesive resin and conductive particles distributed in the adhesive resin and having different aspect ratios.
이때 상기 도전성 입자는 고분자 수지 미립자에 2종 이상의 금속 도전층을 적층하여 형성하며, 그 크기는 1~8㎛, 더욱 바람직하게는 2~5㎛인 것이 좋다.In this case, the conductive particles are formed by laminating two or more kinds of metal conductive layers on the polymer resin fine particles, the size of which is 1 to 8 µm, more preferably 2 to 5 µm.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은, 상기 본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 포함하는 표시 소자에 관계한다.Another aspect of the present invention for achieving the above object relates to a display element comprising the anisotropic conductive film according to the present invention.
본 발명에 따른 이방성 도전 필름은, 범프와 입자간의 접촉 면적이 증가하여 기존보다 적은 양의 도전 입자로도 우수한 전기적 흐름이 유지되며 제조 원가가 저렴한 이방 도전성 필름을 제공할 수 있다.The anisotropic conductive film according to the present invention, the contact area between the bump and the particles is increased, it is possible to provide an anisotropic conductive film with excellent electrical flow is maintained even with a smaller amount of the conductive particles than the conventional manufacturing cost.
본 발명은 접착 수지와, 상기 접착 수지 내에 분포되며 종횡비가 서로 다른 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 필름 및 이를 포함하는 표시 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an anisotropic conductive film comprising an adhesive resin, conductive particles distributed in the adhesive resin and having different aspect ratios, and a display device including the same.
이하, 첨부 도면 및 실시예 등을 참조하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail with reference to an accompanying drawing, an Example, etc.
도 1은 본 발명에 따른 이방성 도전 필름의 개략 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 이방성 도전 필름은 접착 수지(1)와 상기 접착 수지에 분포하는 도전성 입자(2)를 포함한다.1 is a schematic cross-sectional view of an anisotropic conductive film according to the present invention. Referring to FIG. 1, the anisotropic conductive film according to an embodiment of the present invention includes an
본 발명에 사용되는 접착 수지(1)는 열경화성 에폭시기 수지, 필름형성 수지 및 잠재성 경화제를 포함할 수 있다.The
상기 열경화성 에폭시기 수지로는, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노블락형 에폭시수지 등을 예로 들 수 있으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.Examples of the thermosetting epoxy group resin include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, and noblock type epoxy resins, but are not limited thereto.
상기 필름 형성 수지로는 폴리에스테르 수지, 비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리올레핀 수지, PVA 수지, 폴리카보네이트 수지, 셀룰로스 수지, 케톤 수지, 스티렌 수지, 페녹시 수지 등의 열가소성 수지를 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.As said film formation resin, thermoplastic resins, such as polyester resin, a vinyl resin, an acrylic resin, a polyolefin resin, PVA resin, a polycarbonate resin, a cellulose resin, a ketone resin, a styrene resin, a phenoxy resin, are mixed individually or 2 types or more Can be used.
본 발명에서 사용되는 상기 잠재성 경화제는 상온에서 반응을 일으키지 않고 경화 온도에서의 가열 가압에 의해 경화 반응을 일으키는 경화제로 이미다졸, 아민 등의 상기 경화제 성분을 마이크로 캡슐화한 것으로 시판품을 사용할 수 있다.The latent curing agent used in the present invention may be a commercially available product which microencapsulates the curing agent component such as imidazole and amine as a curing agent that causes a curing reaction by heating and pressing at a curing temperature without causing a reaction at normal temperature.
이밖에 본 발명의 이방성 도전 필름은 접착제 성분으로는 계면활성제, 커플링제 등의 첨가제를 배합할 수 있다. 또한, 분산성 및 필름 형성을 돕는 각종 참가제를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the anisotropic conductive film of this invention can mix | blend additives, such as surfactant and a coupling agent, as an adhesive component. In addition, it may further include various participating agents to assist in dispersibility and film formation.
본 발명에 사용되는 상기 도전성 입자(2)는, 시드 중합법에 의해 제조된 고분자 수지 미립자에 니켈, 금, 은, 백금 등의 금속 도전 도전층을 2층 이상 적층하여 형성하는 것을 특징으로 한다.The said
상기 도전성 입자의 크기는 바람직하게는 1~8 ㎛ 범위이고, 더욱 바람직하게는 2~5 ㎛ 범위인 것이 좋다. 상기 고분자 시드 입자는 분자량은 1,000 ~ 30,000 범위의 가교 중합성 단량체 2종 이상을 공중합하여 제조한다. 상기 가교 중합성 단량체로는 스티렌계 수지 또는 (메타) 아크릴레이트 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상기 전도성 입자(2)는 접속 신뢰성을 저하시키지 않기 위해 입자의 종횡비가 1~1.5 범위인 것이 바람직하다. 또한, 입경의 표준 편차를 평균 입경으로 나눈 % 가 20% 이하인 것으로 한다.The size of the conductive particles is preferably in the range of 1 to 8 μm, more preferably in the range of 2 to 5 μm. The polymer seed particles are prepared by copolymerizing two or more kinds of crosslinkable polymerizable monomers having a molecular weight in the range of 1,000 to 30,000. It is preferable to use styrene resin or (meth) acrylate resin as said crosslinkable polymerizable monomer. In this case, the
본 발명에서 사용되는 상기 전도성 입자(2)의 사용량은 상기 접착 수지 100 중량부에 대하여 5~20 중량부인 것이 바람직하다. 전도성 입자의 사용량이 5 중량부 이하이면 통전되지 않아 도통 저항 특성에 문제가 있고, 사용량이 20 중량부 이상이면 전도성 입자의 과다로 쇼트 현상 등의 문제가 있다.The amount of the
본 발명의 일 구현예에 다른 상기 이방성 도전 필름은, 전술한 접착 수지(1)와 도전성 입자(2)를 적적한 용매에 분산시킨 후, 당업계에서 사용하는 통상의 방법에 의하여 코팅함으로써 형성한다.The anisotropic conductive film according to one embodiment of the present invention is formed by dispersing the above-described adhesive resin (1) and the conductive particles (2) in a suitable solvent, then coating by a conventional method used in the art.
본 발명에 사용되는 극성 용매로는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트 등의 에스테르계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤, 이소부틸케톤, 사이클로핵사논 등의 케톤계 용매, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올계 용매 등을 들 수 있고, 비극성 용매로는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the polar solvent used in the present invention include ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, isobutyl ketone, and cyclonucleanone, ethanol, propanol, Alcohol solvents, such as butanol, etc. are mentioned, As a nonpolar solvent, benzene, toluene, ethylbenzene, etc. are mentioned, but it is not limited to this.
본 발명의 다른 양상은 상기 본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 포함하는 표시 소자에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a display device comprising the anisotropic conductive film according to the present invention.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 표시 소자의 개략 단면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 표시 소자는 범프(3)와 도전성 입자(2)간의 접촉 면적이 증가하여 기존보다 적은 양의 도전 입자로도 우수한 전기적 흐름을 유지할 수 있다.2 is a schematic cross-sectional view of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the display element may have an increased contact area between the
이하 본 발명의 실시예를 들어 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명할 것이나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적일 뿐 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples of the present invention, which is only for the purpose of illustrating the present invention and should not be construed as limiting the protection scope of the present invention.
실시예1Example 1
먼저, 페녹시 수지(東都化成YP-50) 45g, 에폭시 수지(셀화학, 에비코트 630) 45g, 잠재성 경화제로 HX3741 10g을 혼합하여 접착 수지를 제조하였다.First, 45 g of phenoxy resin (YP-50), 45 g of epoxy resin (Cell Chem, Ebicoat 630), and 10 g of HX3741 were mixed with a latent curing agent to prepare an adhesive resin.
또한 전도성 입자를 제조하기 위하여, 먼저 스티렌 단량체 30g, 중합 개시제로 2,2 아조비스 30g을 메탄올과 초순수 혼합용액 내에서 중합 반응한 뒤 동결 건조기를 통해 건조하여 분말 형태의 시드 입자를 수득하였다. 이어서 소듐 라우릴 설페이트 수용액 600g에 제조된 시드 입자 3g을 넣고 소듐 라우릴 설페이트 수용액 300g에 스티렌 100g과 벤조일 퍼옥시드 개시제 1.5g을 넣어 혼합한다. 여기에 시드 입자 분산액을 첨가하고 폴리비닐알콜 수용액 500g을 첨가하여 중합하였다. 중합이 끝난 뒤 진공 건조를 통해 고분자 미립자를 분말 상태로 수득하였다. 수득된 고분자 미립자에 무전해 니켈 도금을 행한 뒤 금치환 도금으로 니켈. 금 도금층을 형성하도록 하여 이중의 금속층으로 되어 있는 도전성 입자를 형성하였다.In addition, to prepare the conductive particles, first, 30 g of styrene monomer and 30 g of 2,2 azobis as a polymerization initiator were polymerized in a mixture of methanol and ultrapure water, and then dried through a freeze dryer to obtain seed particles in powder form. Subsequently, 3 g of seed particles prepared in 600 g of sodium lauryl sulfate aqueous solution are added, and 100 g of styrene and 1.5 g of benzoyl peroxide initiator are mixed in 300 g of sodium lauryl sulfate aqueous solution. The seed particle dispersion was added thereto and 500 g of polyvinyl alcohol aqueous solution was added to polymerize. After the polymerization was completed, the polymer fine particles were obtained in a powder state by vacuum drying. Electroless nickel plating was performed on the obtained polymer fine particles, followed by nickel substitution plating. It was made to form a gold plating layer, and the electroconductive particle which becomes a double metal layer was formed.
이어서, 접착 수지 위에 전술한 바와 같이 제조한 도전 입자 7g을 분산시킨다. 도전성 입자가 분산된 바인더를 코팅하여 약20㎛ 두께의 이방성 도전 필름을 제조하였다. 제조된 이방성 도전 필름을 26㎛ 피치인 IC Chip과 액정 표시장치의 유리기판상에 설계된 ITO 패턴이 서로 접속하는 사이에 이방성 도전 필름을 서로 겹치도록 넣어 180 ℃, 20 kgf/㎠으로 10초간 10 set를 가열 압착하였다.Subsequently, 7 g of conductive particles prepared as described above are dispersed on the adhesive resin. A binder having conductive particles dispersed therein was coated to prepare an anisotropic conductive film having a thickness of about 20 μm. While the anisotropic conductive film was manufactured, the anisotropic conductive film was overlapped with each other while the IC chip having a 26 μm pitch and the ITO pattern designed on the glass substrate of the liquid crystal display were connected to each other, so that 10 sets were performed at 180 ° C. and 20 kgf /
실시예2Example 2
접착 수지에 위에서 제조된 도전성 입자를 10 g 넣어 준 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 샘플을 제조하였다.A sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of the conductive particles prepared above was added to the adhesive resin.
비교예1Comparative Example 1
접착 수지에 고분자에 니켈, 금으로 도금된 4㎛ 크기의 도전성 입자 7 g을 넣어 준 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 샘플을 제조하였다A sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that 7 g of conductive particles having a size of 4 μm plated with nickel and gold were added to the polymer in the adhesive resin.
비교예2Comparative Example 2
접착 수지에 고분자에 니켈, 금으로 도금된 4㎛ 크기의 도전성 입자 10 g을 넣어 준 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 샘플을 제조하였다A sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of conductive particles having a size of 4 μm plated with nickel and gold were added to the polymer in the adhesive resin.
전기적 특성 평가Electrical property evaluation
위와 같이 제조된 LCD Panel의 도통 저항과 절연 저항을 DC Power supply, Nanovolt Meter 등을 이용하여 측정하여 하기 표 1에 도시하였다.The conduction resistance and insulation resistance of the LCD panel manufactured as described above were measured using a DC power supply, a nanovolt meter, and the like, and are shown in Table 1 below.
평가 기준(도통 저항)Evaluation criteria (conduction resistance)
O : 저항 108 Ω 이상O: resistance 10 8 Ω or more
X : 저항 108 Ω 미만X: resistance less than 10 8 Ω
평가 기준(절연 저항)Evaluation criteria (insulation resistance)
O : 저항 108 Ω 이상O: resistance 10 8 Ω or more
X : 저항 108 Ω 미만X: resistance less than 10 8 Ω
[표 1]TABLE 1
상기 표1에서 나타나듯이 본 발명의 도전 입자를 사용하여 기존보다 적은 양의 도전 입자로도 충분히 전기적 연결을 가능하게 함을 확인하였다. 이는 제조된 도전 입자의 접촉 면적을 개선하여 절연 저항이 유지되면서도 적은 양의 도전 입자로도 일정한 도통 저항을 유지할 수 있는 결과를 보여 주었다.As shown in Table 1, using the conductive particles of the present invention, it was confirmed that sufficient electrical connection is possible even with a smaller amount of conductive particles. This has been shown to improve the contact area of the prepared conductive particles can maintain a constant conduction resistance even with a small amount of conductive particles while maintaining the insulation resistance.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many modifications are made by those skilled in the art to which the present invention pertains within the scope of the technical idea of the present invention. This possibility will be self-evident.
도 1은 본 발명의 도전성 입자를 사용하여 제조한 이방성 도전 필름의 개략 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic sectional drawing of the anisotropic conductive film manufactured using the electroconductive particle of this invention.
도 2는 본 발명의 이방성 도전 필름을 포함하는 표시 소자의 개략 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a display element including the anisotropic conductive film of the present invention.
** 도면의 주요 부호에 대한 설명 **** Description of the main symbols in the drawings **
1 : 접착 수지,1: adhesive resin,
2 : 도전성 입자,2: electroconductive particle,
3 : 범프,3: bump,
4 : ITO4: ITO
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