KR930004858B1

KR930004858B1 - 투명 전도막과 전도막의 접속 구조체

Info

Publication number: KR930004858B1
Application number: KR1019850000148A
Authority: KR
Inventors: 요시오 후지와라; 나오다께 고바야시; 유이찌 마쯔바라; 히사시 안도우; 히데히로 누마오; 가즈아끼 스즈끼
Original assignee: 소니 가부시끼가이샤; 오오가 노리오
Priority date: 1984-02-10
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1993-06-09
Also published as: JPS60170176A; KR850006265A

Abstract

내용 없음.

Description

투명 전도막과 전도막의 접속 구조체

제1도는 본 발명에 의한 투명 전도막과의 접속 구조체를 설명하기 위한 분해 평면도.

제2도는 본 발명에 의한 투명 전도막과의 접속 구조체에 대한 확대 평면도.

제3도는 제2도의 A-A 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 투명 기판 2 : 투명 기판상의 전도막으로 이루어진 투명 전극 패턴

3 : 가요성 기판

4 : 가요성 기판상에 형성된 외부 리드로된 전도막으로 이루어진 전도 패턴

5 : 접착제층

본 발명은 예를 들어 액정 표시 장치에 사용하기에 적합한 투명 전도막과의 접속 구조체에 관한 것이다.

예를 들면, 액정 표시 장치에 있어서 투명 기판상에 빽빽하게 배열되어 형성되는 산화주석, 혹은 인듐과 주석의 복합산화물 등의 산화물 투명 전도막으로 이루어지는 다수의 줄무늬형 투명 전극 패턴에 대해 각각 대응하는 외부 리드를 접속 도출함에 있어서, 이들 외부 리드를 다른 기판 예를 들어 가요성(flexible) 기판상에 전도막으로 이루어진 전도 패턴을 형성하고, 이들 전도 패턴과 투명 전극 패턴을 서로 전기적으로 연결하여 외부 리드를 도출시키는 것이 요구된다.

이와 같은 투명 전극 패턴과 다른 전도 패턴과의 접속은 일반적으로 예를 들어 금선 등에 의한 소위 와이어 본딩이나 땜납 테이프를 수반하는 땜납법에 의하고 있다.

그러나, 이와 같은 금선에 의한 와이어 본딩은, 와이어 자체가 가격이 비싸고, 일괄적으로 접속이 이루어지지 않음으로써 접속 작업이 번거롭고 경비가 상승하게 되며, 또 다수의 접속부가 좁은 피치로 인하여 와이어 상호간의 접촉, 혹은 본딩부의 폭을 좁게함으로서 접속 강도 및 접속부 상호간의 단락등 신뢰성의 문제가 생긴다.

또, 땜납 테이프에 의한 경우, 접속부의 피치가 좁게됨으로서 접속부 상호간에 땜납의 흐름이 생겨 단락 등의 사고를 초래하는 등, 똑같이 신뢰성의 문제가 생긴다.

그리고, 다른 방법으로서는 소위 지브라 컨넥터에 의한 접속법도 있지만, 지브라 컨넥터 자체에 기계적으로 고정하는 기능이 없고, 소정의 폭을 일정한 압력을 가하여 유지시키는 것이 곤란한 단점이 있다.

또, 탄소섬유(carbon fiber)함유의 전도성 열용융형 접착제와, 절연성 열용융형 접착제를 번갈아 칠한 접착제층을 전도 패턴과 이에 대응하는 전도의 접속부에 삽입시키는 접속도 행해졌다. 그런데, 이 경우 도포의 폭을 좁게 하는 것에는 한계가 있고, 좁은 피치를 갖는 전도 패턴에 대한 접속에는 적절하지 않으며, 또 제조가 극히 번거롭게 되는 단점이 있다.

그리고, 전도 패턴 상호간의 다른 접속 방법으로서는 특히 공개소 제47-2223호 공보에 기술된 접속 방법이 있다. 이것은 열가소성 접착제를 통하여 배선 패턴을 기판상에 형성하고, 두장의 기판을 가열압착시킴으로써 접착제를 녹여 두 기판을 접합시키는 것이다. 그런데, 이경우 상기 접착제가 열에 의해 녹을때 전도 패턴이 이동함으로서 인접하는 패턴간에 단락이 생기는 등의 신뢰성의 문제가 있고, 패턴의 미세조밀화를 충분히 도모할 수가 없는 단점이 있다.

또 서로 접속해야할 전도 패턴의 접속을 이방성 연결 시트로서 행하는 것이 일본국 특허출원소 제55-41330호에 의해 제안되었다. 상기 이방성 연결 시트는 절연성 접착제에 탄소섬유등의 섬유형 전도체를 배향 분산시킨 시트형으로 되고, 이것을 예를 들어 투명 기판상의 투명 전극 패턴과, 이것과 접속될 대응하는 외부 리드로 되는 가요성 기판상의 전도 패턴의 상호 접속부를 중합시킨 상태에서 이들 패턴의 연장 방향에 섬유형 전도체의 배향 방향을 따라 양기판사이에 삽입시켜, 가압 가열시킴으로써 접착제에 의해 양기판 및 서로 중합된 전도 패턴간에 기계적으로 접합시킴과 동시에 양패턴 사이가 서로 압착됨으로써 양패턴에 섬유형 전도체가 직접 접촉하도록 밀착되어 양패턴을 전기적으로 접속시키는 것이다. 이 경우 섬유형 전도체는 서로 접착제에 의해 전기적으로 절연되므로서 인접하는 패턴간의 간격보다 전도체의 직경이 충분히 작게 선정됨으로서, 또 이 섬유형 전도체의 길이가 특정되게 놓임으로써 인접하는 접속부 사이가 서로 전기적으로 연결되는 것을 피할 수 있으며, 더욱이 양패턴은 양기판사이가 접착제에 의해 기계적으로 단단히 접착됨으로써 전기적으로 안정하게 접속된다. 이와 같은 이방성 연결 시트를 이용하는 경우 인접하는 적극 패턴간에 단락이 없이 배열된 다수의 전극 패턴과 동시에 외부 리드로서의 전도 패턴을 접속시킴으로서 양산하기에 우수한 접속 구조체를 얻을 수 있는 이점이 있다. 그러나, 이경우 양패턴의 접속은 예를 들어 비교적 전기저항이 큰 탄소섬유 전도체에 의한 접촉이 행해지기 때문에 각 접속부에서의 도통 저항이 비교적 크다.

본 발명은 상술한 단점들을 해소하고, 다수의 좁은 피치로 배열된 산화물 투명 전도막으로 이루어지는 투명 전극 패턴에 대하여, 예를 들어 외부 리드로서의 전도막으로 이루어지는 전도 패턴을 각각 전기적 및 기계적으로 확실히 접속 연결시키는 것이 가능한 투명 전도막과의 접속 구조체를 제공하는데 있다.

본 발명에 있어서, 산화물 투명 전도막과 이에 접속되는 전도막의 상호 접속부가 중합되고, 상기 중합부에 Pb-Sn을 모합금으로서 여기에 Zn, 회토류 금속중 적어도 1종류 이상의 금속을 배합한 금속입자를 분산시킨 절연성 접착제층이 삽입되고, 이 접착제층이 산화물 투명 전도막과 전도막과의 사이에서 가압 가열되어 산화물 투명 전도막과 이에 대응하는 전도막이 금속입자의 용융에 의해 전기적으로 접속되어 투명 전도막과의 접속 구조체를 구성하는 것이다.

여기에, 절연성 접착제층에 분산된 금속입자는, 비교적 저융점으로 50℃ 내지 350℃이지만 80℃ 내지 260℃의 융점이 바람직하며, 그 입자 직경은 인접하는 투명 전도막간의 간격에 따라 이보다 충분히 작게 선정되지만 0.5㎛ 내지 2㎛ 정도로 선정되는 것이 바람직하다. 또, 상기 금속 입자의 배합양은 접착제(고체성분) 100중량부에 대하여 5 내지 300중량부로 한다.

절연성 접착제층의 두께는 투명 전도막과 이에 접속되는 전도막을 중합시킨 상태에서 이들 양 전도막의 양 기판간에 생기는 간극의 체적의 10 내지 300%, 바람직하게는 5 내지 200%의 체적이 되도록 선정된다.

또, 절연성 접착제의 전기적 특성은 그 비저항이 10⁷Ω㎝ 이상, 바람직하게는 10⁹Ω㎝ 이상의 것으로 선정된다. 또, 그 유동성은 M. F. I(멜트 플로우 인덱스)로 0.001 이상, 바람직하기는 0.005 이상의 것으로 선정된다. 그리고, 여기서 M. F. I란 ASTM, D1238의 A법 또는 JIS, K7210의 법에 규정된 장치로, 소정의 압착 온도에 있어서 2160g의 하중을 인가한 때에 오리피스(orifice)로부터 10분간 유출되는 수지의 그램(g)을 나타낸 것이다.

또, 접착제층중에서 상술한 금속 입자는 Pb-Sn을 모합금으로 하여 여기에 Zn, 희토류 금속인 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 중 적어도 1종류 이상을 배합한 금속으로 이루어진 것이지만, 또 여기에 내수성을 시키기 위해 Sb를, 또 부식을 방지하기 위해 Al을 또 윤이 나는 것을 방지하지 위해 Si, Ti, Se를 또 융점을 제어하기 위해 Bi 및 Cd를 배합할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 접속 구조체에 있어서는 상호간에 접속해야 할 산화물 투명 전도막과 이에 대응하는 전도막과의 사이에 금속입자, 즉 땜납재료의 입자가 상술한 가열 가압에 의해 양 전도막을 융착 접합시키는 것이고, 이 가압에 의해 절연성 접착제는 그 일부내지는 대부분이 서로 중합된 전도막 사이로부터 바깥방향으로 압출되어 이 절연성 접착제가 효과적으로 인접하는 전도막 사이에 금속입자를 싸서 집어넣어, 인접하는 투명 전도막 및 전도막간의 절연을 도모함은 물론, 이들 전도막을 갖는 기판사이가 접착제에 의해 접착되어 유지된다.

다음에, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 각각의 예에서는 제1도에 도시하는 바와 같이, 투명 유리기판(1)상에 산화인듐과 산화주석의 복합산화물로 이루어진 산화물 투명 전도막을, 포토에칭에 의해 패턴화하여 줄무늬형으로 평행하게 배열된 투명 전극 패턴을 설치하고, 이 외부 리드와의 접속부(2)에 대응하여, 다른 두께 25μ의 폴리이미드로 된 폴리이미드 가요성 기판(3)상에 형성한 두께 18μ의 구리박을 포토에칭하여 형성한 줄무늬형의 전도 패턴(4)을 서로 접속하는 경우이다. 이경우, 투명 전극 패턴(2)과 전도 패턴(4)과의 각 피치(P)는 0.4mm(각각 폭 0.2mm, 간격 0.2mm)로 한 경우이다. 본 발명에 있어서는 이들 패턴(2와 4)을 서로 그 접속부가 제2도에 그 평면도를, 제3도에 제2도의 A-A 단면을 도시한 바와 같이 중합하도록 하고, 양자간에 금속입자를 분산시킨 접착제층(5)을 삽입시켜 그 접합을 행하는 것이다.

[실시예 1]

Tb 30 중량부, Sn 45 중량부, Cd 20 중량부, Zn 3 중량부, Sb 2 중량부의 배합으로된 합금금속 땜납인자(융점 145℃)로 그 입자직경이 20㎛인 금속입자 110 중량부를, 하기 조성의 도료에 균일하게 분산시켰다.

니트릴부타디엔고무(일본 제온사제조, 하이카 1001)…58 중량부

에폭시 아클릴레이트(소화고분자사제조, 리폭시 SP 520X)…40 중량부

유기과산화물(일본유지사제조 파헥서 3M)…2 중량부

메틸 에틸 케톤…100 중량부

톨루엔…100 중량부

상술한 금속입자가 혼합된 도료를 건조후의 두께가 30㎛로 되도록 박리지상에 도포하여 시트형의 접착제층을 얻었다. 이것을 제1도 내지 제3도에 설명한 투명 전극 패턴(2)과 전도 패턴(4)의 상호 중합부 사이에 삽입되도록 양기판(1, 3) 사이에 삽입하여 금속입자의 융점보다 높은 180℃에서 40kg/㎠, 30초간의 가압 가열 조건으로 압착하였다. 이와 같이 하여 양 패턴(2, 4)이 전기적 및 기계적으로 접속도된 접속 구조체가 양호하게 전기적으로 접속되었다.

[실시예 2]

유리세라믹 접착용 땜납(아사이쇼시사제조 세라솔저 ＃143(융점 143℃))의 입자직경이 20㎛인 금속 분말 110 중량부를 하기 조성의 도료에 분산 혼합하였다.

스티렌 부타디엔 고무(아사이 가세이사제조, 솔프렌 406)…50 중량부

테르펜 페놀(야스하라 유지사세조, YS 폴리스터-T130)…50 중량부

톨루엔…150 중량부

메틸 에틸 케톤…50 중량부

상기 금속분말이 분산된 도료를 박리지상에 건조한 후 두께가 30㎛로 되도록 도포하여 시트형의 금속입자가 분산된 절연성 접착제를 얻었다. 이것을 박리지로부터 박리하고, 이 절연성 접착제층을 제1도 내지 제3도에서 설명한 서로 중합되는 패턴(2, 4)간에 삽입되도록 기판(1, 3) 사이에 삽입시켜 180℃에서 40kg/㎠, 20초간의 조건으로 가열가압하여 그 압착을 한 결과 각 패턴간의 도통 저항은 10Ω 이하로 되고, 인접 패턴간의 절연 저항은 10¹⁰Ω 이상으로 되었다. 그리고 100℃에서 일주일 동안 강제로 절연저항은 노화를 행한 후에도 그 도통 저항은 10Ω 이하, 절연저항은 10¹⁰Ω 이상이었다.

[실시예 3]

유리 세라믹 접착용 땜납(아사이쇼시사제조 세라솔저 ＃123(융점 123℃)의 입자직경이 10㎛인 금속분만 80 중량부를 균일하게 분산 혼합하여 박리지상에 건조한 후의 두께가 20㎛로 되도록 도포하여 금속입자가 분산된 절연성 접착제층을 얻었다. 이 시트형의 절연성 접착제층을 박리지로부터 박리하고, 제1도 내지 제3도에서 설명한 투명전극패턴(2)과 전도 패턴(4)과의 사이에 삽입시켜 150℃에서 40kg/㎠ 20초간 가열가압을 행하였다. 또, 상기 실시예에 있어서는 투명전극 패턴(2)과 전도 패턴(4)의 각 피치(P)를 0.3mm(폭 0.15mm, 간격 0.15mm)로 한 경우이다. 이 경우 80℃에서 상대 습도 95%로 1주간 강제 노화 처리를 행한 후에 있어서도 전기적 도통 저항 및 절연 저항에 변화가 보이지 않았다.

[실시예 4]

이 예에 있어서는, 실시예 2와 같은 방법으로 접속 구조체를 얻은 것이지만, 그 도료의 조성을 하기와 같이 선정하였다.

아크릴 고무(데이고무 화학사제조, 티탄고무 ＃5001)…30 중량부

에폭시수지(일본 치바가이기사제조, GY 260)…60 중량부

폴리 비닐 페놀(마루젠 석유사제조, 레진 M)…9.5 중량부

운데시 이미다졸(시고꾸 화인 케미칼사제조)…0.5 중량부

메틸 에틸 케톤…100 중량부

이와 같이 하여 얻은 시트형의 금속입자를 분산시킨 절연성 접착제층을, 제1도 내지 제3도에 설명한 패턴(2, 4)의 상호 중합부간에 삽입시켜 300℃, 60kHz, 30kg/㎠, 30초간의 조건에서 초음파 땜납 장치(아사이쇼시사제조 산본디)로서 접착한 결과 각 패턴(2, 4)간의 도통 저항은 5Ω 이하, 인접하는 패턴간의 절연저항은 10¹⁰Ω 이상이었다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 접속 구조체에 의하면 패턴간에 양호한 접속을 행할 수도 있다.

또, 상술한 각 예에 있어서는 시트형의 금속입자가 분산된 절연성 접착제층을 얻고, 이것을 서로 접합시킬 양 기판사이에 삽입하여 압착한 경우이지만, 어떤 경우에는 동일한 접착제층을 직접 기판(1 또는 3)의 소정부상에 도포하여 전기적 및 기계적으로 접착시킬 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는 산화물 투명 전극 패턴과 이에 대응하는 전도 패턴과의 사이의 금속입자, 즉 특수한 조성에 의한 땜납 금속입자를 분산시킨 절연성 접착제층을 삽입시켜 가열 가압함으로써 금속입자에 의해 투명전극 패턴과 이에 대응하는 전도 패턴의 전기적 접속을 땜납 융착에 의해 행하고, 절연성 접착제에 의해 인접하는 전도 패턴 사이에 존재하는 금속입자를 싸 넣어 인접하는 패턴간의 절연을 행하는 것이다. 따라서, 전도 패턴간의 도통 저항은 충분히 작게, 더욱이 인접하는 전도 패턴간의 전기적 절연은 양호하게 행할 수가 있고, 일반적으로 그 전기적 및 기계적 접속을 행하기 어려운 산화물 투명 전도막에 대한 전도막의 접속일지라도 전기적 및 기계적으로 우수한 접속을 행할 수가 있으며 패턴의 피치를 더욱 협소하게 하여 대량 생산을 도모할 수 있다.

Claims

산화물 투명 전도막으로 이루어지는 투명 전극 패턴(2)과, 이것에 접속되어 전도막으로 이루어지는 전도 패턴(4)의 상호 접속부가 중합되는 절연성 접착제층(5)에 있어서, 상기 접착제층(5)에는 Pb-Sn을 모합금으로 하여 이것에 Zn, 희토류 금속중에서 적어도 한 종류 이상의 금속을 배합한 금속입자를 분산개재하고, 상기 접착제층(5)은 상기 산화물 투명 전도막과 상기 전도막의 사이에서 상기 금속입자의 용융에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 투명 전도막과 전도막의 접속 구조체.