WO2017090868A1 - 플렉서블 플랫 케이블 모듈과, 이를 구비하는 전원공급장치 및 디스플레이 장치 - Google Patents

플렉서블 플랫 케이블 모듈과, 이를 구비하는 전원공급장치 및 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2017090868A1
WO2017090868A1 PCT/KR2016/009599 KR2016009599W WO2017090868A1 WO 2017090868 A1 WO2017090868 A1 WO 2017090868A1 KR 2016009599 W KR2016009599 W KR 2016009599W WO 2017090868 A1 WO2017090868 A1 WO 2017090868A1
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WO
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flat cable
flexible flat
cable module
anisotropic conductive
printed circuit
Prior art date
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PCT/KR2016/009599
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김성문
박광석
유의덕
정인기
박수병
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주식회사 두산
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    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
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    • H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
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    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables

Definitions

  • the present invention is a flexible flat cable module (FFC module, flexible flat cable module) excellent in mechanical properties, thermal properties and electrical properties even under high temperature and high humidity conditions, the power supply with improved coupling structure of the flexible flat cable module and the printed circuit board A device, and a display device having the same.
  • a display device such as a liquid crystal display (LCD)
  • LCD liquid crystal display
  • PDPs PDPs
  • LCDs are non-light emitting devices that do not emit light directly, and a backlight unit using a fluorescent lamp is required to irradiate light from the back of the LCD panel to the panel.
  • the backlight used in the liquid crystal display device is classified into a front dimming type (or a direct type) and a side dimming type (or an edge type) according to a method of disposing a light emitting diode (LED) light source.
  • Direct-lighting is to place the LED light source under the diffuser plate of the flat plate. Since the shape of the light source is shown on the liquid crystal panel, the space between the light source and the liquid crystal should be secured and maintained. Since the light scattering means must be separately installed for distribution, there is a limitation in thinning.
  • edge-lighting is to distribute the light to the entire surface by using a light guide plate after installing the light source on the side of the light guide panel of the flat plate, there is a problem of low brightness but can improve the side thickness There is room.
  • An object of the present invention is to provide a flexible flat cable module (FFC module) excellent in mechanical properties, thermal properties and electrical properties even under high temperature and high humidity conditions and improved connection structure with other electrical and electronic components through conductive anisotropic connection. .
  • an object of the present invention is to provide a connectorless power supply device which can realize a low cost while improving the coupling structure between the flexible flat cable module and the circuit board and maintaining connection stability, and a display device having the same. It is to offer.
  • the present invention is a conductor; A flexible flat cable covering the conductor and including an insulating film in which an adhesive layer and a resin layer are sequentially stacked; And an anisotropic conductive layer disposed on the exposed conductor of the flexible flat cable, wherein the flexible flat cable module has a contact resistance ( ⁇ PCT ) after maintaining 48hrs under conditions of temperature 121 ° C, humidity 100%, and 2 atmospheres. It provides a flexible flat cable module in which the ratio ( ⁇ PCT / ⁇ R ) of the contact resistance ( ⁇ R ) at the initial time (0hr) is 1.0 to 2.5.
  • the contact resistance (Contact Resistance, ⁇ PCT ) value of the flexible flat cable module after maintaining for 48hrs under the conditions of temperature 121 °C, humidity 100%, and 2 atm pressure may be 10 m ⁇ or less.
  • the peel strength value of the flexible flat cable with respect to the anisotropic conductive layer after maintaining 48hrs under conditions of a temperature of 121 ° C., a humidity of 100%, and 2 atmospheres may be 1.00 to 5.00 kgf / cm.
  • the anisotropic conductive layer may be selected from the group consisting of an anisotropic conductive film (ACF), anisotropic conductive paste (ACP) and anisotropic conductive adhesive (ACA).
  • ACF anisotropic conductive film
  • ACP anisotropic conductive paste
  • ACA anisotropic conductive adhesive
  • the flexible flat cable and the anisotropic conductive layer are integrally bonded to each other, one end or both ends of the assembly may be a connectorless type (connectorless).
  • the adhesive layer may include a polymer resin.
  • the polymer resin may include a polyester resin.
  • the polymer resin may include two or more polyester resins, and the polyester resin may be used by mixing a first polyester resin having a molecular weight of 1,000 to 15,000 and a second polyester resin having a molecular weight of 20,000 to 35,000. have.
  • the adhesive layer may include at least one curing agent.
  • the curing agent may be a compound including at least one functional group of an isocyanate group, a block isocyanate group, and a carbodiimide group.
  • the curing agent may be included in an amount of 6 to 60 parts by weight based on 50 parts by weight of the polymer resin.
  • the adhesive layer may further include at least one flame retardant filler.
  • the flame retardant filler in the present invention may be one or more selected from the group consisting of halogen flame retardant, phosphorus flame retardant, nitrogen flame retardant, metal flame retardant and antimony flame retardant.
  • the conductor A flexible flat cable covering the conductor and including an insulating film in which an adhesive layer and a resin layer are sequentially stacked; And an anisotropic conductive layer disposed on the exposed conductor of the flexible flat cable, wherein the flexible flat cable module has an initial time (0 hr) to a contact resistance ( ⁇ HTST ) after 1,000 hrs holding at a temperature of 120 ° C.
  • the contact resistance ( ⁇ HTST ) value of the flexible flat cable module after maintaining 1,000hrs under the temperature 120 °C condition may be 10 m ⁇ or less.
  • the peel strength value of the flexible flat cable with respect to the anisotropic conductive layer after maintaining 1000hrs under 120 ° C temperature may be 1.00 to 5.00 kgf / cm.
  • the conductor A flexible flat cable covering the conductor and including an insulating film in which an adhesive layer and a resin layer are sequentially stacked; And an anisotropic conductive layer disposed on the exposed conductor of the flexible flat cable, the flexible flat cable module comprising: an initial resistance to contact resistance ( ⁇ HTHH ) after 1,000hrs hold under a condition of 85 ° C. and 85% humidity.
  • ⁇ HTHH initial resistance to contact resistance
  • ⁇ R contact resistance
  • the contact resistance ( ⁇ HTHH ) value of the flexible flat cable after maintaining at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% at 1,000hrs may be 10 m ⁇ or less.
  • the peel strength value of the flexible flat cable with respect to the anisotropic conductive layer after maintaining 1000hrs under a condition of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% may be 1.00 to 5.00 kgf / cm.
  • the present invention also provides a printed circuit board; And a flexible flat cable module as described above, wherein the printed circuit board and the flexible cable are electrically connected directly by the anisotropic conductive layer in the flexible flat cable module.
  • the printed circuit board may be electrically connected to a light source for generating light and supply power to the light source.
  • the printed circuit board may be a metal printed circuit board (MPCB) on which a circuit pattern layer and a photo solder resist (PSR) layer for insulating the circuit pattern layer are formed.
  • MPCB metal printed circuit board
  • PSR photo solder resist
  • the power supply device may include a plurality of printed circuit boards, and both ends of the flexible flat cable module may be connected in series with each printed circuit board.
  • the power supply device may include a plurality of flexible flat cable modules, and both ends of the printed circuit board may be connected to each flexible flat cable module.
  • Circuit pattern layer of the printed circuit board in the present invention may further comprise a reinforcing portion to strengthen the bonding strength between the flexible flat cable module, the reinforcing portion may be formed from a thermosetting resin adhesive.
  • the present invention provides a display device having the above-described power supply.
  • the printed circuit board provided in the power supply device may be a component for controlling a light source of a backlight unit (BLU).
  • BLU backlight unit
  • the flexible flat cable module provided by the present invention has excellent mechanical and electrical properties under high temperature / high humidity environmental conditions, excellent heat resistance properties such as shrinkage due to heat and denaturation, and other electrical and electronic devices through conductive anisotropic connections.
  • the electrical connection structure with the part is improved.
  • the connectorless power supply device having an improved coupling structure between the flexible flat cable module and the circuit board is not only excellent in mechanical properties, heat resistance properties, and electrical properties, but also maintains connection stability. The cost reduction and the thickness can be realized.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a cross-sectional structure of a flexible flat cable according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view schematically showing a cross-sectional structure of a flexible flat cable module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a power supply device in which a printed circuit board and a flexible flat cable module are electrically connected according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a power supply device to which a printed circuit board and a flexible flat cable module are electrically connected according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a conventional general electric wire cable coupled to the connector on one side.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a power supply device in which a printed circuit board and a flexible flat cable module are electrically connected according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a method of measuring the contact resistance of the flexible flat cable module according to the present invention.
  • Example 8 is a graph showing a change in contact resistance with time under the harsh conditions of the flexible flat cable module of Example 2 and Comparative Example 4 in Experimental Example 4.
  • FIG. 10 is a graph showing a change in contact resistance with time under the harsh conditions of the flexible flat cable module of Example 2 and Comparative Example 4 in Experimental Example 5.
  • FIG. 10 is a graph showing a change in contact resistance with time under the harsh conditions of the flexible flat cable module of Example 2 and Comparative Example 4 in Experimental Example 5.
  • 11 and 12 schematically show display devices each including a light source and a power supply device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 and FIG. 14 schematically illustrate an enlarged connection structure between a backlight unit and a flexible flat cable module included in the display device of FIGS. 11 to 12.
  • the flexible flat cable which is used in various electronic devices or automobile fields, is mainly used in a high temperature environment according to the heat generation of electronic components. Required.
  • the inventors of the present invention have led to the present invention by finding a flexible flat cable module having improved connection structure with other electrical and electronic components while maintaining excellent mechanical properties, heat resistance and electrical properties under severe conditions as described above.
  • the present invention can provide a connectorless type power supply having an improved junction structure through the conductive anisotropic connection between the above-described flexible flat cable and the circuit board, thereby reducing the cost and thickness of the display device including the same. Can be secured.
  • the conductor And an insulating film in which an adhesive layer, an intermediate layer, and a resin layer are sequentially stacked on at least one surface of the conductor, so that a flexible flat cable (FFC) having excellent mechanical, thermal, and electrical properties under high temperature / high humidity conditions is obtained. to provide.
  • FFC flexible flat cable
  • the flexible flat cable 100 has a structure containing a plurality of flat plate-shaped conductors 10 having a predetermined width and thickness and a pair of insulating films 20 covering both surfaces of the conductors. .
  • FIG. 1 schematically illustrates a cross-sectional structure of a flexible flat cable (FFC) 100 according to an embodiment of the present invention, in which an adhesive layer 21 is laminated on both sides of a conductor 10, and on another side of the adhesive layer.
  • the intermediate layer 22 is laminated, and the resin layer 23 is laminated on the other back side of the intermediate layer.
  • the type of the conductor 10 is not particularly limited, but may be made of, for example, a conductive metal such as copper, tin plated copper, nickel plated copper, or the like.
  • a conductor a thin conductive metal is preferable.
  • the thickness or shape of the conductor is not particularly limited, and conventional conductors known in the art may be used without limitation.
  • the thickness of the conductor may be in a range of 20 to 50 ⁇ m.
  • the insulating film 20 covering the conductor has a structure in which an adhesive layer 21, an intermediate layer 22, and a resin layer 23 are laminated in this order.
  • the adhesive layer 21 serves to bond and bond the insulating film 20 to the conductor 10, and the intermediate layer 22 is positioned between the adhesive layer 21 and the resin layer 23 to form an adhesive layer 21.
  • the resin layer 23 to compensate for the insufficient bonding force when directly bonded, the resin layer 23 is located at the outermost of the insulating film 20 and the conductor 10 is insulated from the outside To be possible.
  • the ratio of the tensile stress (TR) at room temperature to the tensile stress (TH) after maintaining 1000hr under the condition of the temperature of 85 ° C., 85% humidity of the insulating film 20 is 0.9-1.0, More preferably, it is 0.93-1.0.
  • the ratio of the tensile stress (TR) at room temperature to the tensile stress (TH) after maintaining 1000hr under the severe conditions of the temperature of 85 ° C. and the humidity of 85% of the insulating film is 0.9 or more in harsh conditions. Even at room temperature, the same and similar mechanical properties may be maintained.
  • the TH / TR ratio is less than 0.9, the cleavage of the crosslinked chain in the polymer resin included in the adhesive layer or the intermediate layer occurs, which may significantly reduce the mechanical strength and flexibility.
  • 85% conditions of the insulating film is 0.9 or more.
  • control is preferably at most 1.0 in view of feasibility and economic circumstances.
  • the tensile stress (TR) at room temperature of the insulating film may have a high value of 130 ⁇ 140MPa.
  • the tensile stress (TH) of the insulating film after maintaining the insulating film 1000hr under severe conditions of 85 ° C. and 85% humidity may also have a very high value of 115 to 135 MPa.
  • the insulating film provided as described above has a shrinkage in the longitudinal direction (MD) of 0.20 to 0.35%, a shrinkage in the width direction (TD) of 0.08 to 0.13%, and a width direction relative to the shrinkage in the longitudinal direction.
  • MD longitudinal direction
  • TD width direction
  • the ratio (MD / TD) of the shrinkage ratio can be further improved.
  • the adhesive layer may include a polymer resin, wherein the polymer resin is a polyester resin, polyimide resin, polyethylene resin, polyurethane resin and polyphenylene sulfide resin One or more selected from the group consisting of may be used, but may preferably include a polyester resin.
  • polyester resin that can be used as the polymer resin in the present invention preferably two or more polyester resins may be used, more preferably a first polyester resin having a molecular weight of 1,000 to 15,000, and a molecular weight of 20,000 to 35,000 second polyester resins or mixtures thereof may be used, more preferably two or more first polyester resins, two or more second polyester resins, or one or more first polyester resins and one kind
  • a mixture of the above second polyester resins can be used, most preferably, a mixture of at least one first polyester resin and at least one second polyester resin can be used.
  • the kind of the polyester resin that can be used in the present invention is not limited to the above-described kind, and may be selectively used depending on the characteristics of the product to be implemented.
  • the adhesive layer preferably comprises at least one curing agent.
  • the curing agent may be a compound including at least one functional group of an isocyanate group, a block isocyanate group, and a carbodiimide group. More specifically, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4, 4'-diisocyanate, xylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, polyethylene phenyl diisocyanate and hexamethylene Polyfunctional isocyanates such as diisocyanates, polyol modified products of these isocyanates, carbodiimide modified products, block type isocyanates obtained by masking these isocyanates with alcohols, phenols, lactams, amines, and the like, but are not limited thereto. no.
  • the curing agent is 6 to 60 parts by weight, preferably 6 to 26 parts by weight, more preferably 8 to 22 parts by weight, still more preferably 8 to 50 parts by weight of the polymer resin included in the adhesive layer. It is included in the amount of ⁇ 18 parts by weight can further improve mechanical properties and flexibility such as tensile strength, elongation and heat shrinkage. When the content of the polymer resin is 100 parts by weight, the content of the curing agent may increase twice.
  • the curing agent is used in comparison to 50 parts by weight of the polymer resin to obtain the above effects, and more preferably, 8 parts by weight or more of the curing agent cross-linking between the polyester (Cross-Linking) It can fully exhibit excellent mechanical properties even under severe conditions. However, if the hardener is used in excess of 26 parts by weight, the adhesive layer is hardened, thereby reducing flexibility and flexibility and lowering the elongation.
  • the present invention may further include at least one flame retardant filler to impart flame retardancy to the adhesive layer.
  • the type of the flame retardant filler is not particularly limited, but due to the addition of the flame retardant filler, the flexible flat cable (FFC) according to the present invention provides flame retardancy that passes the UL standard vertical combustion test (VW-1 test). It is preferable.
  • the flame retardant filler may be used at least one member selected from the group consisting of halogen flame retardant, phosphorus flame retardant, nitrogen-based flame retardant, metal-based flame retardant and antimony flame retardant, preferably at least one kind or a mixture of seven or less It can be used, More preferably, it can mix and use 3 or more types and 5 or less types of compounds suitably.
  • the flame retardant in the present invention include chlorine-based flame retardants such as chlorinated paraffin, chlorinated polyethylene, chlorinated polyphenyl, and perchloropentacyclodecane; Ethylenebispentabromobenzene, ethylenebispentabromodiphenyl, tetrabromoethane, tetrabromobisphenol A, hexabromobenzene, decabromobiphenyl ether, tetrabromophthalic anhydride, polydibromophenylene oxide, Brominated flame retardants such as hexabromocyclodecane and ammonium bromide; Triallyl phosphate, alkylallyl phosphate, alkyl phosphate, dimethyl phosphonate, phospholinate, halogenated phosphonate ester, trimethyl phosphate, tributyl phosphate, trioctyl phosphate, tributoxy ethyl phosphat
  • the content of the flame retardant filler in the present invention is not particularly limited, it is sufficient for the adhesive layer to include 5 parts by weight or more, preferably 10 parts by weight or more, and more preferably 15 parts by weight or more based on 50 parts by weight of the polymer resin. Flame retardancy can be imparted, and the upper limit thereof is 75 parts by weight, preferably 65 parts by weight, more preferably 60 parts by weight. If the content of the flame retardant filler exceeds the above upper limit, it may be economically problematic because the effect of improving the flame retardancy may not be seen in comparison with the increase in the amount added, and the filler may have low flexibility and low elongation due to the filler content.
  • flame-retardant aids pigments, antioxidants, concealing agents, lubricants, processing stabilizers, plasticizers, foaming agent reinforcing agents, in the adhesive layer in the range that does not impair the mechanical properties, flexibility and flame retardancy of the insulating film, Colorants, fillers, granules, metal inerts, silane coupling agents, and the like may further be included.
  • the present invention provides a method of manufacturing the above-described insulating film.
  • a method of preparing the insulating film may include: preparing a first solvent by combining and synthesizing one or more polyester resins, one or more curing agents, and one or more flame retardant fillers; Preparing a second solvent by combining and synthesizing one or more polyester resins, one or more curing agents, and an inorganic filler; Coating the second solvent on a resin layer to form an intermediate layer; And coating and drying the first solvent on the intermediate layer to form an adhesive layer.
  • the polyester resin, the curing agent and the flame retardant filler are overlapped with those described in the insulating film described above, and the detailed description thereof is omitted.
  • the type of the inorganic filler used in the preparation of the second solvent is not particularly limited, for example, silica (SiO 2 ) may be used.
  • the present invention provides a method for manufacturing a flexible flat cable (FFC) comprising the above-described insulation film.
  • FFC flexible flat cable
  • the flexible flat cable FFC
  • preparing two insulating films preparing two insulating films; And laminating a conductor after the conductor is interposed between the adhesive layers of the two insulating films.
  • the step of cutting the insulating film to a desired size may be further performed prior to attaching the insulating film to the conductor.
  • the present invention is a conductor; A flexible flat cable covering the conductor and including an insulating film in which an adhesive layer and a resin layer are sequentially stacked; And it provides a flexible flat cable module having an anisotropic conductive layer disposed on the exposed conductor of the flexible flat cable.
  • FIG. 2 schematically illustrates a cross-sectional structure of the flexible flat cable module 200 according to an embodiment of the present invention, in which an anisotropic conductive layer 150 is stacked on the flexible flat cable 100.
  • the anisotropic conductive layer 150 is disposed on the exposed conductor 10 portion of the flexible flat cable.
  • the flexible flat cable module 200 not only has an improved connection structure with other electrical and electronic components through anisotropic conductive connection, but also a test for evaluating the reliability of an existing electronic component package such as a pressure cooker test (PCT), a high temperature. Under high temperature storage test (HTST) and high temp. High humidity test conditions, they exhibit mechanical properties, thermal properties and electrical properties that are almost the same as or similar to room temperature conditions.
  • PCT pressure cooker test
  • HTST high temperature storage test
  • High temp High humidity test conditions, they exhibit mechanical properties, thermal properties and electrical properties that are almost the same as or similar to room temperature conditions.
  • the flexible flat cable module has a contact resistance at an initial time (0hr) to a contact resistance ( ⁇ PCT ) after maintaining for 48hrs under conditions of a temperature of 121 ° C, a humidity of 100%, and 2 atmospheres.
  • the ratio of ( ⁇ R ) ( ⁇ PCT / ⁇ R ) may range from 1.0 to 2.5, preferably from 1.0 to 2.0.
  • the flexible flat cable module exhibits a contact resistance ( ⁇ PCT ) value of 10 m ⁇ or less after maintaining 48hrs under conditions of a temperature of 121 ° C., a humidity of 100%, and 2 atmospheres, so that conditions of high temperature, high pressure, and high humidity are high. Even at room temperature, almost the same or similar electrical and mechanical properties can be maintained.
  • ⁇ PCT contact resistance
  • the flexible flat cable module has a peel strength value of 1.00 to 5.00 kgf / cm of the flexible flat cable to the anisotropic conductive layer after maintaining 48hrs under conditions of temperature 121 ° C, humidity 100%, and 2 atmospheres. Preferably from 1.00 to 3.00 kgf / cm.
  • the flexible flat cable module is the ratio of the contact resistance ( ⁇ R ) at the initial time (0hr) to the contact resistance ( ⁇ HTST ) after maintaining 1,000hrs at 120 ° C temperature.
  • HTST / ⁇ R is in the range of 1.0 to 2.5, preferably 1.0 to 2.0.
  • the contact resistance ( ⁇ HTST ) value after maintaining 1000hrs under the 120 ° C temperature of the flexible flat cable module is 10 m ⁇ or less, preferably 7.0 m ⁇ or less.
  • the flexible flat cable module has a peel strength value of 1.00 to 5.00 kgf / cm, preferably 1.00 to 3.00 kgf of the flexible flat cable to the anisotropic conductive layer after maintaining 1,000 hrs under a condition of 120 ° C. temperature. It can have a high value of / cm.
  • the flexible flat cable module has a contact resistance (0 h ) at an initial time (0 hr) to a contact resistance ( ⁇ HTHH ) after maintaining 1,000 hrs at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%.
  • the ⁇ R) ratio (HTHH ⁇ / ⁇ R) of 1.0 to 2.5, preferably of may be a 1.0 to 2.0 range.
  • the contact resistance ( ⁇ HTHH ) value after maintaining 1,000hrs under the condition of 85 ° C. and 85% humidity of the flexible flat cable module is 10 m ⁇ or less, preferably 6.0 m ⁇ or less.
  • the peel strength value of the flexible flat cable with respect to the anisotropic conductive layer after maintaining 1000hrs under the condition of 85 ° C. and 85% humidity of the flexible flat cable module is preferably 1.00 to 5.00 kgf / cm. Preferably 1.00 to 3.0 kgf / cm.
  • the flexible flat cable (FFC, 100) is the same as described above, the specific details thereof will be omitted.
  • one side or both ends of the flexible flat cable 100 is missing the insulating film 20, and a part of the conductor 100 is exposed to the outside. .
  • the anisotropic conductive layer 150 is a medium for electrically connecting the terminals of the aforementioned flexible flat cable 100 and other electrical and electronic components.
  • the anisotropic conductive layer 150 generally refers to a film-shaped adhesive agent in which conductive particles are dispersed in an insulating binder resin that functions as an adhesive.
  • the anisotropic conductive layer 150 is electrically conductive in the film thickness direction and insulated in the plane direction. It means a polymer membrane having electrical anisotropy and adhesion.
  • the anisotropic conductive layer 150 may be used without particular limitation, as long as it is a material having conventional anisotropy and conductivity known in the art.
  • it may be selected from the group consisting of an anisotropic conductive film (ACF), anisotropic conductive paste (ACP), and anisotropic conductive adhesive (ACA).
  • the anisotropic conductive layer 150 may use a film-like connection material in which conductive particles are dispersed in an insulating binder containing a thermosetting resin.
  • a sheet formed by applying a binder resin composition in which conductive particles are dispersed is coated on a base film. It may be shaped. Or it can be used in the form of a paste in which conductive particles are dispersed in the insulating binder.
  • the components of the binder and the conductive particles and / or their compositions are not particularly limited, and may be appropriately selected and used within the ranges of common components known in the art.
  • the flexible flat cable module 200 may be manufactured according to conventional methods known in the art.
  • the anisotropic conductive layer 150 when the anisotropic conductive layer 150 is in a paste state, the anisotropic conductive layer 150 may be manufactured by coating an anisotropic conductive paste on an exposed conductor of the flexible flat cable 100 and then drying it.
  • the anisotropic conductive layer 150 when the anisotropic conductive layer 150 has a sheet or film shape, the anisotropic conductive layer 150 may be manufactured by arranging an anisotropic conductive film on the exposed conductors 10 of the flexible flat cable 100 and then laminating them.
  • the flexible flat cable 100 and the anisotropic conductive layer 150 are integrally bonded to each other, and one or both ends of the assembly have a connectorless structure. Accordingly, while exhibiting the flexibility and flatness of the conventional flexible flat cable as it is, when provided in the display device can exhibit a significant volume reduction effect.
  • the present invention provides a power supply of the light source for a display device, preferably a power supply device electrically connected to the above-described flexible flat cable module and the circuit board through a conductive anisotropic connection.
  • a conventional general power cable has a connector coupled to at least one end thereof, and is electrically connected to a printed circuit board through such a connector.
  • a connector coupled to at least one end thereof, and is electrically connected to a printed circuit board through such a connector.
  • the flexible flat cable module and the printed circuit board are electrically connected to each other, but the physically and electrically directly connected to the flexible flat cable module and the circuit board by an anisotropic conductive layer without using a separate connector.
  • innovative thickness and volume reduction are possible (see FIG. 6).
  • Figure 3 schematically shows a cross-sectional structure of the power supply device 500 according to an embodiment of the present invention, a printed circuit board 300; And the flexible flat cable module 200, wherein the printed circuit board 300 and the flexible flat cable 100 are electrically connected directly by the anisotropic conductive layer 150 in the flexible flat cable module 200. -bonding) characterized in that.
  • the printed circuit board 300 may use any conventional circuit board known in the art without limitation.
  • the printed circuit board 300 may include a plurality of chips associated with a light source, a backlight driving circuit, a camera driving circuit, a power driving circuit, and the like.
  • the printed circuit board 300 may be a printed circuit board 300 that is electrically connected to a light source for generating light and functions to supply power to the light source.
  • a circuit pattern (terminal) having a predetermined shape is formed on at least one surface of the printed circuit board 300.
  • a copper circuit pattern layer 310 and a photo solder resist (PSR) layer insulating the circuit layer are formed. It is preferable that it is a metal printed circuit board (MPCB) formed.
  • the power supply device 500 of the present invention may include a plurality of printed circuit boards 300 different in configuration and / or function. At this time, each of the printed circuit board 300 may have a structure that is connected in series through both ends of the flexible flat cable module 200.
  • the power supply device 500 may include a plurality of flexible flat cable modules 200, wherein both ends of the printed circuit board 300 are connected to each flexible flat cable module 200. Can be.
  • the power supply apparatus of the present invention includes a first printed circuit board including a terminal and mounted with a plurality of light sources (eg, LED chips); A second printed circuit board including a terminal and providing power to the first printed circuit board; And a flexible flat cable module, wherein both ends of the flexible flat cable module have a structure in which terminals of the first printed circuit board and the second printed circuit board are connected in series, and both ends of the printed circuit board are each flexible flat. Can be connected with the cable module.
  • a first printed circuit board including a terminal and mounted with a plurality of light sources (eg, LED chips)
  • a second printed circuit board including a terminal and providing power to the first printed circuit board
  • a flexible flat cable module wherein both ends of the flexible flat cable module have a structure in which terminals of the first printed circuit board and the second printed circuit board are connected in series, and both ends of the printed circuit board are each flexible flat. Can be connected with the cable module.
  • the present invention may further include a reinforcing part 400 for strengthening the bonding strength between the printed circuit board 300 constituting the power supply device and the flexible flat cable module 200.
  • Figure 4 schematically shows the cross-sectional structure of the power supply device 510 according to another embodiment of the present invention, a portion where the printed circuit board 300 and the flexible flat cable module 200 overlap each other,
  • the reinforcement part 400 is further included in the lower end of the flexible flat cable 100 connected to the printed circuit board 300.
  • the reinforcement part 400 of the present invention is fixed to the flexible flat cable module 200 and the metal printed circuit board 300 by using a small amount, unlike the conventional semiconductor encapsulant (EMC) that wraps the entire semiconductor chip to package them. And to increase the bonding strength of the conjugate structure. It can also play an additional role of adhesive, heat dissipation and protection from external shocks.
  • EMC semiconductor encapsulant
  • the reinforcing part 400 may use any conventional reinforcing material known in the art, for example, an under-fill component without limitation.
  • conventional thermosetting resin adhesives in the art can be used, preferably epoxy resin adhesives.
  • the reinforcing part 400 is not particularly limited as long as it can increase the bonding strength thereof, its thickness, shape and location.
  • the printed circuit board 300 and the flexible flat cable module 200 may be formed at a contact portion connected thereto.
  • the method of forming the reinforcement part 400 is not particularly limited.
  • a reinforcing material is applied to the connection part of the joined body. It can be prepared by curing after. Since the reinforcement coated as described above is to penetrate and fill not only between the contact portion to which the printed circuit board 300 and the flexible flat cable module 200 are connected, but also between the empty spaces thereof, the reinforcement portion 400 formed through curing is then By firmly fixing and bonding the contact portion and the space therebetween, the bonding strength is significantly increased.
  • the application and curing conditions of the reinforcing material can be appropriately adjusted according to the type of reinforcing material to be used, for example, can be cured for 5 to 30 minutes at 120 to 150 °C.
  • the peel strength value of the flexible flat cable module 200 with respect to the printed circuit board 300 in the power supply device 510 may be 1.55 kgf / cm or more.
  • the peeling strength of the flexible flat cable module to the printed circuit board is significantly increased.
  • the range is 1.55 kgf / cm or more and maximum 4.5 kgf / cm. Can be.
  • the present invention provides a method of constructing the above-described power supply apparatus by anisotropically conductively connecting a terminal of a printed circuit board and a terminal of a flexible flat cable module.
  • a flexible flat cable module is laminated on a circuit pattern of the printed circuit board, wherein the circuit pattern of the printed circuit board and the anisotropic conductive layer of the flexible flat cable are laminated to face each other. step; And heating and pressing the laminate by a heating pressing member.
  • the anisotropic conductive layer and the conductor exposed portion of the flexible flat cable (FFC) are sequentially stacked on the circuit pattern of the printed circuit board, and then the lamination portion is heated and pressed. It can also manufacture by heating and pressurizing by.
  • the present invention may further include a step of forming a reinforcing part in contact with one side of the lamination part as necessary.
  • the conductor 10 of the flexible flat cable module 200 is formed on the printed circuit board 300 through the conductive particles of the anisotropic conductive layer 150. And may be electrically direct-bonded with 310.
  • the present invention provides a display device having the above-described power supply.
  • the display device may be applied to any conventional flat panel display device known in the art without limitation, for example, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), a touch panel, A field emission display (FED), a PDA, a plasma display panel (PDP), a backlight unit (BLU), a light source component, and the like.
  • LCD liquid crystal display
  • LED light emitting diode
  • FED field emission display
  • PDA plasma display panel
  • BLU backlight unit
  • a light source component and the like.
  • FIG. 11 and 12 schematically illustrate the structures of the display apparatuses 700 and 710 according to an exemplary embodiment of the present invention, and a power source electrically connected to the light source 600 and the light source and supplying power to the light source. And supply devices 500 and 510.
  • the display device 700, 710 of the present invention a flat panel for displaying an image; A light source 600 for outputting light to the flat panel; And power supply devices 500 and 510 for supplying power to the light source.
  • the metal printed circuit board provided in the power supply devices 500 and 510 may be a component for controlling a light source 600, preferably a light source of a backlight unit (BLU).
  • the light sources 600 and the power supplies 500 and 510 are separately displayed, but the light sources 600 are already on the metal printed circuit boards of the power supplies 500 and 510. It may be in a mounted state.
  • the light source 600 mounted on the metal printed circuit board the light source is not limited to FIGS. 11 to 12 connected to the power supply units 500 and 510, and is electrically connected to the flexible flat cable module 200. It may have a structure.
  • the power supply devices 500 and 510 not only have flexibility and flatness but also do not include a connector, thus occupying a remarkably small volume, thereby contributing to thinning of a display device having the same.
  • the display device of the present invention having such a power supply is applicable to both a conventional front dimming type (direct type) or side dimming type (edge type), and in particular, the side dimming type (or edge type) that can improve side thickness. desirable.
  • the space for arranging the light source 600 and the power supply units 500 and 510 is not particularly limited.
  • the display apparatuses 700 and 710 may be arranged at positions shown in FIGS. have.
  • FIG. 13 and 14 schematically illustrate an enlarged connection structure between a backlight unit (BLU) 800 and a flexible flat cable module 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the metal printed circuit board 802 or the metal core printed circuit board 803 on which the light source (for example, LED chip) 801 provided in the backlight unit 800 is mounted is connected to each other via a conductive anisotropic connection.
  • the structure connected with 200 is shown.
  • a resin solution was prepared, 50 parts by weight of a flame retardant filler for improving flame retardant properties were mixed, and an isocyanate curing agent was added to the content shown in Table 1 below to prepare a first solvent for an adhesive layer of 2,000 cps or more. Isocyanate curing agent was added just before coating with a factor affecting the aging of the resin composition to prepare a mixture.
  • silica was added to 80 parts by weight of the mixed resin of the polyester resin (molecular weight 5,000 / glass transition temperature 51 ° C.) and the reactive polyester resin (molecular weight 20,000 / glass transition temperature 35 ° C.) to add a second solvent for the intermediate layer.
  • One surface of the stretched polyethylene film was coated with a coating amount of 10 g / m 2 in a comma coat method and then dried to form an intermediate layer, followed by coating the first solvent with a coating amount of 100 g / m 2 on the intermediate layer. And dried to form an adhesive layer having a thickness of 20 ⁇ m to prepare an insulating film.
  • the anisotropic conductive film (CP7652K, Dexterials Co., Ltd.) was laminated on the exposed portion, and then pressed for 20 seconds under a temperature of 180 ° C. and 0.2 MPa. 6 and Comparative Flat Cable Modules of Comparative Examples 1 to 6 were prepared, respectively.
  • An anisotropic conductive film (CP7652K, Dec. Cereals, Inc.) and a flexible flat cable with exposed conductors were sequentially stacked on the circuit pattern of the metal printed circuit board, and then pressed for 20 seconds under a temperature of 180 ° C. and 0.2 MPa. Power supplies of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 were prepared, respectively.
  • Tensile tester of the insulation film of each sample was maintained for 1000hr under the ambient temperature condition (TR), the temperature of 85 ° C and the humidity of 85% (TH) with respect to the insulating film prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5
  • Tensile stress was evaluated as shown in Table 2 below.
  • the curing agent content is based on 50 parts by weight of polyester.
  • Example 1 Hardener content Room Temperature Tensile Stress (TR) High Temperature and High Humidity Tensile Stress (TH) Hardener content and tensile stress ratio (TH / TR) Example 1 8 134 128 0.96 Example 2 10 138 131 0.95 Example 3 14 139 129 0.93 Example 4 18 135 125 0.93 Example 5 22 131 118 0.90 Example 6 26 130 117 0.90 Comparative Example 1 One 115 88 0.77 Comparative Example 2 3 119 94 0.79 Comparative Example 3 5 128 108 0.84 Comparative Example 4 - 112 75 0.67 Comparative Example 5 14 89 72 0.81
  • the insulating film of Examples 1 to 6 according to the present invention can be seen that the TH / TR is in the range of 0.90 ⁇ 0.96 is very excellent in the harsh conditions compared to the normal temperature conditions.
  • Comparative Examples 1 to 5 can be seen that the mechanical properties in the harsh conditions compared to the room temperature conditions are very reduced.
  • the elongation rate (ER) at room temperature and the elongation rate (EH) after maintaining 1000hr at 85 ° C and 85% humidity were evaluated.
  • Table 3 shows.
  • the curing agent content is based on 50 parts by weight of polyester.
  • Example 1 Hardener content Room Temperature Elongation (ER) High Temperature and Humidity Elongation (EH)
  • Example 1 8 120 92
  • Example 2 10 123 97
  • Example 3 14 125
  • Example 4 18 121
  • Example 5 22
  • Example 6 26
  • Comparative Example 1 One 104 77 Comparative Example 2 3 109 78 Comparative Example 3 5 117 82 Comparative Example 4 - 98 75 Comparative Example 5 14 85 75
  • the insulating films of Examples 1 to 6 according to the present invention can be seen that the elongation (EH) after maintaining 1000hr at a temperature of 85 °C, humidity 85% has a high value of 85 ⁇ 105%. have.
  • the insulation films of Comparative Examples 1 to 5 can be seen that the elongation (EH) in the harsh conditions after maintaining 1000hrs at a temperature of 85 °C, humidity 85% is only about 75 ⁇ 82% level.
  • the insulation films prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 were maintained at 1000 hr under conditions of heat shrinkage, temperature of 85 ° C., and humidity of 95%, and at 1000 hr under conditions of temperature of 85 ° C. and 85% of humidity.
  • the external appearance was evaluated and the results are shown in Table 4 below.
  • ⁇ More than 100,000 times, ⁇ : 7-100,000 times, ⁇ : 50,000-70,000 times, X: 50,000 times or less
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Comparative Example 4 Comparative Example 5 8 10 14 18 22 26 One 3 5 - 14 0.30 0.20 0.20 0.20 0.20 0.75 0.60 0.40 0.80 0.35 0.10 0.08 0.08 0.08 0.08 0.25 0.20 0.15 0.30 0.13 3 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 3 2.67 2.67 2.69 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • the insulating film of Examples 1 to 6 according to the present invention has a MD level of 0.2 to 0.3%, TD of 0.08 to 0.10% level than the insulating film of Comparative Examples 1 to 5 It can be seen that the heat shrinkage rate has a significantly low value, and the properties of flexibility and appearance are also very good.
  • the Pressure Cooker Test was performed using the flexible flat cable module prepared in Example 2 and Comparative Example 4 as follows.
  • the flexible flat cable module according to the present invention maintained a contact resistance of 10 m ⁇ or less, which is significantly lower than that of the conventional hot melt type comparative example 4 even under severe conditions, and has excellent peel strength and appearance characteristics.
  • Example 2 Using a flexible flat cable module prepared in Example 2 and Comparative Example 4 was carried out as follows (High Temp. Storage Test, HTST).
  • the contact resistance and the peel strength (Peel strength, P / S) for the anisotropic conductive film were respectively measured after maintaining the flexible flat cable module prepared in Example 2 and Comparative Example 4 at a temperature of 120 ° C. for 1000 hours. And the external appearance thereof was evaluated and the results are shown in Table 6 and FIGS. 9 to 10.
  • the flexible flat cable module according to the present invention has a significantly lower contact resistance value than the flexible flat cable of the conventional hot melt type Comparative Example 4 even under severe conditions.
  • the flexible flat cable module of the present invention was maintained at 10 m ⁇ or less even after 1000 hours under severe conditions, it was confirmed that it has excellent peel strength characteristics (see FIGS. 9 to 10).
  • Example 2 Using the flexible flat cable module prepared in Example 2 and Comparative Example 4 was carried out as follows (High Temp. High Humidity Test, HTHH).
  • Example 7 After measuring the flexible flat cable manufactured in Example 2 and Comparative Example 4 at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% at 1000hrs, the contact resistance and the peel strength (P / S) of the anisotropic conductive film were measured, respectively. To evaluate their appearance, the results are shown in Table 7 below.
  • the flexible flat cable module according to the present invention maintained a significantly low contact resistance value of 5 m ⁇ or less even after 1000 hours even under severe conditions, and can be seen to have excellent peel strength and appearance characteristics.
  • Bonding strength between the flexible flat cable module manufactured in the above example and the metal printed circuit board was evaluated as follows.
  • Example 7 was manufactured by sequentially laminating anisotropic conductive film (EMA 1880A-25) and a flexible flat cable (FFC) having a conductor exposed at one end thereof on a circuit pattern of a metal printed circuit board (MPCB) and then compressing the same. It is a conjugate.
  • Example 8 is an assembly prepared by applying an epoxy resin adhesive underfill (reinfill) as a reinforcing material to the connection portion where the flexible flat cable and the metal printed circuit board in the junction of Example 7 is cured.
  • the bonding strength is measured in the instantaneous breaking of the maximum load (max load) by fixing the metal printed circuit board of the bonded bodies of Examples 7 to 8 to the universal testing machine (UTM) and pulling the flexible flat cable in the 90 degree direction It was.
  • the method measured the adhesive strength under the condition of 50.8mm / min, the evaluation standard of IPC-TM650 2.4.9, the results are shown in Table 8.
  • Example 7 binder Anisotropic Conductive Film (ACF) Reinforcement part (Underfill WE-1007) Condition 175 °C, 15 sec 120 ° C 20 minutes (or 150 ° C 5 minutes) P / S (kgf / cm) 1.54 4.46
  • Example 7 As shown in Table 8, the flexible flat cable module of Example 7 having a reinforcing part can be seen that the bonding strength characteristics are improved by about three times compared to Example 2, which does not include the reinforcing part.
  • anisotropic conductive layer 200 flexible flat cable module
  • display device 800 backlight unit (BLU)
  • LED chip 801 LED chip 802: metal printed circuit board

Landscapes

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Abstract

본 발명은 고온고습 조건 하에서도 기계적 특성, 열적 특성 및 전기적 특성이 우수하고, 이방성 도전 접속을 통해 다른 전기전자 부품과의 연결구조가 개선된 플렉서블 플랫 케이블 모듈, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈과 인쇄회로기판이 결합된 커넥터리스(connetorless)형 전원 공급 장치, 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

플렉서블 플랫 케이블 모듈과, 이를 구비하는 전원공급장치 및 디스플레이 장치
본 발명은 고온고습 조건 하에서도 기계적 특성, 열적 특성 및 전기적 특성이 우수한 플렉서블 플랫 케이블 모듈(FFC module, flexible flat cable module), 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈과 인쇄회로기판과의 결합 구조가 개선된 전원 공급 장치, 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치, 예컨대 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, 이하 'LCD'라 함)는 저전력을 이용하여 구동이 가능하고 선명한 색 재현 능력을 가지는 장점이 있어 평판형 표시 장치로 널리 사용되고 있다. 그러나 LCD는 CRT나 PDP와는 달리 디스플레이 패널 자체가 직접 빛을 발하지 못하는 비발광 소자로서, LCD 패널의 배면에서 빛을 패널로 조사하기 위해 형광램프 등을 이용한 백라이트 장치(Backlight unit)가 별도로 요구된다.
액정표시장치에 사용되는 백라이트는 LED(Light Emitting Diode) 광원을 배치하는 방식에 따라 정면조광형(또는 직하형)과 측면 조광형(또는 에지형)으로 구분된다. 직하형 방식(Direct-lighting)은 평판의 확산판 하측에 LED 광원을 배치하는 것으로, 광원의 형상이 액정패널에 나타나므로 광원과 액정 사이의 공간을 충분히 확보하여 유지시켜 주어야 하고, 전체적으로 균일한 광량 분포를 위해 광산란 수단을 별도로 설치해야 하므로 박형화에 한계가 있다. 또한 에지형 방식(Edge-lighting)은 평판의 도광판(Light Guide Pannel) 측면에 광원을 설치한 후 도광판을 이용하여 전체면으로 빛을 분산시키는 것으로, 휘도가 낮은 문제점이 있으나 측면 두께를 개선할 수 있는 여지가 있다.
한편, 대부분의 백라이트 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 일반 전선 케이블을 이용하여 배선이 이루어지는데, 이 경우 회로 기판과 일반 전선 케이블과의 접속을 위해 커넥터(connector)를 필수로 사용하게 된다. 이와 같이 커넥터를 사용하면 그만큼 비용이 늘어나게 될 뿐만 아니라, 부품의 두께 증가로 인해 디스플레이 장치를 박형화하는데 한계가 있다.
본 발명의 목적은 고온고습 조건 하에서도 기계적 특성, 열적 특성 및 전기적 특성이 우수하고, 도전성 이방 접속을 통해 다른 전기전자부품과의 연결 구조가 개선된 플렉서블 플랫 케이블 모듈 (FFC 모듈)을 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 목적은, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈과 회로기판과의 결합 구조가 개선되고 접속 안정성을 유지하면서 저비용화를 실현할 수 있는 커넥터리스(connectless)형 전원 공급 장치, 및 이를 구비하는 디스플레이 장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 도체; 상기 도체를 피복하며, 접착층, 및 수지층이 순서대로 적층된 절연필름을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블; 및 상기 플렉서블 플랫 케이블의 노출된 도체 상에 배치된 이방성 도전층을 구비하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈로서, 온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩPCT)에 대한 초기시간(0hr)에서의 접촉저항(ΩR)의 비율(ΩPCT/ΩR)이 1.0~2.5 범위인 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 제공한다.
본 발명에서, 온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 접촉저항(Contact Resistance, ΩPCT) 값이 10 mΩ 이하일 수 있다.
본 발명에서, 온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 상기 이방성 도전층에 대한 플렉서블 플랫 케이블의 박리 강도(Peel Strength) 값이 1.00 내지 5.00 kgf/cm 일 수 있다.
본 발명에서, 상기 이방성 도전층은 이방성 도전 필름(ACF), 이방성 도전 페이스트(ACP) 및 이방성 도전 접착제(ACA)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명에서, 상기 플렉서블 플랫 케이블과 이방성 도전층은 서로 일체화되어 접합되고, 상기 접합체의 일단 또는 양단이 커넥터리스(connectorless)형일 수 있다.
본 발명에서 상기 접착층은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 고분자 수지는 폴리에스터 수지를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 고분자 수지는 2종 이상의 폴리에스터 수지를 포함하고, 상기 폴리에스터 수지는 분자량이 1,000 내지 15,000인 제1폴리에스터 수지와 분자량이 20,000 내지 35,000인 제2폴리에스터 수지를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 접착층은 1종 이상의 경화제를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 경화제는 이소시아네이트기, 블록이소시아네이트기, 및 카르보디이미드기 중 적어도 하나의 작용기를 포함하는 화합물일 수 있다.
본 발명에서 상기 경화제는 고분자 수지 50 중량부에 대하여 6 내지 60 중량부의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 접착층은 1종 이상의 난연제 필러를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 난연제 필러는 할로겐 난연제, 인계 난연제, 질소계 난연제, 금속계 난연제 및 안티몬계 난연제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 도체; 상기 도체를 피복하며, 접착층, 및 수지층이 순서대로 적층된 절연필름을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블; 및 상기 플렉서블 플랫 케이블의 노출된 도체 상에 배치된 이방성 도전층을 구비하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈로서, 온도 120℃ 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩHTST)에 대한 초기시간(0hr)에서의 접촉저항(ΩR)의 비율(ΩHTST/ΩR)이 1.0~2.5 범위인 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 제공한다.
본 발명에서, 온도 120℃ 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 접촉 저항(ΩHTST)값이 10 mΩ 이하일 수 있다.
본 발명에서, 온도 120℃ 조건 하에서 1000hrs 유지한 후의 상기 이방성 도전층에 대한 플렉서블 플랫 케이블의 박리 강도(Peel Strength) 값이 1.00 내지 5.00 kgf/cm일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 도체; 상기 도체를 피복하며, 접착층, 및 수지층이 순서대로 적층된 절연필름을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블; 및 상기 플렉서블 플랫 케이블의 노출된 도체 상에 배치된 이방성 도전층을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈로서, 온도 85℃, 및 습도 85%의 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩHTHH)에 대한 초기시간(0hr)에서의 접촉저항(ΩR)의 비율(ΩHTHH/ΩR)이 1.0~2.5 범위인 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 제공한다.
본 발명에서, 온도 85℃, 및 습도 85%의 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 플렉서블 플랫 케이블의 접촉 저항(ΩHTHH) 값이 10 mΩ 이하일 수 있다.
본 발명에서 온도 85℃, 및 습도 85%의 조건 하에서 1000hrs 유지한 후의 상기 이방성 도전층에 대한 플렉서블 플랫 케이블의 박리 강도(Peel Strength) 값이 1.00 내지 5.00 kgf/cm 일 수 있다.
또한 본 발명은 인쇄회로기판; 및 전술한 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 포함하며, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈 내 이방성 도전층에 의해 인쇄회로기판과 플렉서블 케이블이 전기적으로 직접 연결되는 전원 공급 장치를 제공한다.
본 발명에서 상기 인쇄회로기판은 광을 발생시키는 광원에 전기적으로 연결되고, 상기 광원에 전원을 공급하는 것일 수 있다.
본 발명에서, 상기 인쇄회로기판은 회로패턴층과, 상기 회로패턴층을 절연시키는 포토 솔더 레지스트(PSR) 층이 형성되어 있는 금속 인쇄회로기판 (MPCB)일 수 있다.
본 발명에서 상기 전원 공급 장치는 복수 개의 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 양 말단이 각각의 인쇄회로기판과 직렬연결되는 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 전원 공급 장치는 복수 개의 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 포함하고, 상기 인쇄회로기판의 양 말단이 각각의 플렉서블 플랫 케이블 모듈과 연결되는 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 인쇄회로 기판의 회로패턴층; 및 플렉서블 플랫 케이블 모듈 간의 접합강도를 강화하는 보강부를 더 포함할 수 있으며, 상기 보강부는 열경화형 수지 접착제로부터 형성되는 것일 수 있다.
아울러 본 발명은 전술한 전원 공급 장치를 구비하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명에서, 상기 전원 공급 장치에 구비된 인쇄회로기판은 백라이트 유닛(backlight unit, BLU)의 광원을 제어하는 부품일 수 있다.
본 발명에서 제공하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 고온/고습 환경 조건하에서 기계적 특성 및 전기적 특성이 매우 우수하고, 열에 의한 수축성, 변성 등의 내열 특성이 매우 우수할 뿐만 아니라, 도전성 이방 접속을 통해 다른 전기전자부품과의 전기 연결구조가 개선되는 특성을 가진다.
또한, 본 발명에서 플렉서블 플랫 케이블 모듈과 회로기판과의 결합 구조가 개선된 커넥터리스(connectorless)형 전원 공급 장치는 기계적 특성, 내열 특성 및 전기적 특성이 매우 우수할 뿐만 아니라 접속 안정성을 유지하면서 디스플레이 장치의 저비용화 및 박형화를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 플랫 케이블의 단면 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 단면 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 인쇄회로기판과 플렉서블 플랫 케이블 모듈이 전기적으로 연결된 전원 공급 장치의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 인쇄회로기판과 플렉서블 플랫 케이블 모듈이 전기적으로 연결된 전원 공급 장치의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 일측에 커넥터가 결합된 종래 일반 전선 케이블을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 인쇄회로기판과 플렉서블 플랫 케이블 모듈이 전기적으로 연결된 전원 공급 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7는 본 발명에 따른 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 접촉저항을 측정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 실험예 4에서 실시예 2와 비교예 4의 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 가혹 조건 하에서의 시간에 따른 접촉저항의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 실험예 5에서 실시예 2와 비교예 4의 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 가혹 조건하에서 시간에 따른 박리강도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 실험예 5에서 실시예 2와 비교예 4의 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 가혹 조건 하에서의 시간에 따른 접촉저항의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11과 도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 광원과 전원 공급 장치를 구비하는 디스플레이 장치를 개략적으로 각각 도시한 것이다.
도 13과 도 14는 상기 도 11~12의 디스플레이 장치에 구비된 백라이트 유닛(backlight unit)과 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 연결구조를 확대하여 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
최근 각종 전자 기기나 자동차 분야에서 사용되는 플렉서블 플랫 케이블 (FFC)은 전자 부품의 발열에 따라 고온의 환경 하에서 주로 사용되므로, 고온 및 고습 등의 가혹 조건 하에서 높은 기계적 특성, 내열특성 및 전기적 특성 등이 요구된다.
본 발명의 발명자들은 상기와 같이 가혹 조건 하에서 우수한 기계적 특성, 내열성 및 전기적 특성을 지속적으로 유지하면서, 다른 전기전자부품과의 연결구조가 개선된 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 발견하여 본 발명에 이르게 되었다.
또한 본 발명에서는 전술한 플렉서블 플랫 케이블과 회로기판과의 도전성 이방 접속을 통해 개선된 접합구조를 갖는 커넥터리스(connectorless)형 전원 공급 장치를 제공할 수 있으므로, 이를 구비하는 디스플레이 장치의 저비용화 및 박형화를 확보할 수 있다.
<플렉서블 플랫 케이블>
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 도체; 및 상기 도체의 적어도 일면에 접착층, 중간층 및 수지층이 순서대로 적층된 절연필름이 적층되어 고온/고습 조건하에서 기계적 특성, 열적 특성 및 전기적 특성이 매우 우수한 플렉서블 플랫 케이블(Flexible flat cable, FFC)을 제공한다.
보다 구체적으로, 상기 플렉서블 플랫 케이블(100)은 소정의 폭 및 두께를 가지는 복수의 평판 형상의 도체(10)와 상기 도체의 양면을 피복하는 한 쌍의 절연필름(20)을 함유하는 구조를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 플랫 케이블(FFC, 100)의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 도체(10)의 양면에 접착층(21)이 적층되고, 접착층의 다른 일면 상에 중간층(22)이 적층되며, 중간층의 다른 이면에 수지층(23)이 적층된다.
본 발명에 따른 플렉서블 플랫 케이블(FFC)에서, 상기 도체(10)의 종류는 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들어, 구리, 주석 도금 구리, 니켈 도금 구리 등의 도전성 금속으로 이루어질 수 있다. 도체로서는 박 형상의 도전성 금속이 바람직하다.
이때 도체의 두께나 형상은 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에 알려진 통상적인 도체를 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 플렉서블 플랫 케이블(FFC, 100)의 슬라이딩성을 고려하여, 도체의 두께는 20 내지 50 ㎛ 범위일 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 플랫 케이블(FFC)에서, 상기 도체를 피복하는 절연필름(20)은, 접착층(21), 중간층(22) 및 수지층(23)이 순서대로 적층된 구조를 가진다.
여기서 상기 접착층(21)은 절연필름(20)이 도체(10)에 접착하여 결합하게 해주는 역할을 하고, 상기 중간층(22)은 접착층(21)과 수지층(23) 사이에 위치하여 접착층(21)과 수지층(23)이 직접 결합했을 때의 부족한 결합력을 보완해 주는 역할을 하며, 상기 수지층(23)은 절연필름(20)의 최외각에 위치하며 도체(10)가 외부와 절연이 될 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 플렉서블 플랫 케이블(FFC)에서, 상기 절연필름(20)의 온도 85℃, 습도 85%의 조건 하에서 1000hr 유지한 후의 인장응력(TH)에 대한 상온에서의 인장응력 (TR)의 비율(TH /TR)은 0.9 ~ 1.0, 보다 바람직하게는 0.93 ~ 1.0이다.
본 발명에서 상기 절연필름의 온도 85℃ 및 습도 85%의 가혹 조건하에서 1000hr 유지한 후의 인장응력(TH)에 대한 상온에서의 인장응력(TR)의 비율 (TH /TR)은 0.9 이상으로 가혹 조건에서도 상온 조건과 동일 및 유사한 기계적 특성이 유지될 수 있다. 반면 상기 TH /TR 비율이 0.9 미만인 경우, 접착층 또는 중간층에 포함되는 고분자 수지 내 가교 체인의 절단이 발생하고, 이로 인하여 기계적 강도 및 굴곡성이 현저히 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 절연필름의 85℃, 85%의 조건 하에서 1000hr 유지한 후의 인장응력(TH)에 대한 상온에서의 인장 응력(TR)의 비율(TH/TR)을 0.9 이상으로 제어하는 것이 바람직하나, 실현 가능성 및 경제적 상황을 고려할 때 1.0 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상기 절연필름의 온도 85, 습도 85%의 조건 하에서 1000hr 유지한 후, 즉 가혹 조건 하에서 신장율(EH)이 85 ~ 105%의 높은 값을 갖는다.
본 발명에서 상기 절연필름의 상온에서의 인장응력(TR)은 130 ~ 140MPa의 높은 값을 가질 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서 상기 절연필름을 온도 85℃, 습도 85%의 가혹 조건 하에서 1000hr 유지한 후의 상기 절연필름의 인장응력(TH) 역시 115 ~ 135MPa의 매우 높은 값을 가질 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기와 같이 제공하는 절연필름은 그 길이 방향 (MD)의 수축율이 0.20 ~ 0.35%이고, 폭 방향(TD)의 수축율은 0.08 ~ 0.13%이며, 길이 방향의 수축율에 대한 폭 방향의 수축율의 비율(MD/TD)을 2.5 ~ 3.0로 제어함으로써 열 수축율의 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 절연필름에서, 상기 접착층은 고분자 수지를 포함할 수 있고, 이때 상기 고분자 수지로는 폴리에스터계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리우레탄계 수지 및 폴리페닐렌설파이드계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 폴리에스터 수지를 필수적으로 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 고분자 수지로 사용될 수 있는 폴리에스터 수지로는, 바람직하게는 2종 이상의 폴리에스터 수지를 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 분자량이 1,000 내지 15,000인 제1폴리에스터 수지, 분자량이 20,000 내지 35,000인 제2폴리에스터 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 2종 이상의 제1폴리에스터 수지, 2종 이상의 제2폴리에스터 수지 또는, 1종 이상의 제1폴리에스터 수지와 1종 이상의 제2폴리에스터 수지의 혼합물을 사용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 1종 이상의 제1폴리에스터 수지와 1종 이상의 제2폴리에스터 수지의 혼합물을 사용할 수 있다.
단, 본 발명에서 사용할 수 있는 폴리에스터 수지의 종류는 상기한 종류로 한정되는 것은 아니고, 구현하고자 하는 제품의 특성에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 절연필름에서, 상기 접착층은 1종 이상의 경화제를 포함하는 것이 바람직하다.
이때 상기 경화제의 종류로는 이소시아네이트기, 블록이소시아네이트기, 및 카르보디이미드기 중 적어도 하나의 작용기를 포함하는 화합물일 수 있다. 보다 상세하게는 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄-4, 4'-디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 폴리에틸렌 페닐 디이소시아네이트 및 헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 다관능 이소시아네이트, 이들의 이소시아네이트의 폴리올 변성물, 카르보디이미드 변성물, 이들의 이소시아네이트를 알코올, 페놀, 락탐, 아민 등으로 마스크한 블록형 이소시아네이트 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에서 상기 경화제는 상기 접착층에 포함되는 고분자 수지 50 중량부에 대하여 6 ~ 60 중량부, 바람직하게는 6 ~ 26 중량부, 보다 바람직하게는 8 ~ 22 중량부, 더욱 바람직하게는 8 ~ 18 중량부의 양으로 포함되는 것이 인장 강도, 신장율 및 열 수축율 등의 기계적 물성과 굴곡성을 보다 향상시킬 수 있다. 고분자 수지의 함량이 100 중량부일 때는 경화제의 함량이 2배 증가할 수 있다.
본 발명에서 상기 고분자 수지 50 중량부 대비 경화제를 최소 6 중량부 이상 사용하여야 상기한 효과를 얻을 수 있고, 보다 바람직하게는 8 중량부 이상 사용하여야 경화제가 폴리에스테르 간에 가교역할(Cross-Linking)을 충분히 하여 가혹 조건 하에서도 우수한 기계적 특성을 발휘할 수 있다. 다만, 상기 경화제를 26 중량부 초과하여 사용할 경우 접착층이 딱딱해 져서 굴곡성과 유연성이 떨어지고 신장율도 낮아질 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 접착층에 난연성을 부여하기 위하여 1종 이상의 난연제 필러를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 난연제 필러의 종류는 특별히 한정하지는 않으나, 상기한 난연제 필러의 첨가로 인하여 본 발명에 따르는 플렉서블 플랫 케이블(FFC)은 UL 규격의 수직 연소 시험(VW-1시험)에 합격하는 난연성을 부여하는 것이 바람직하다.
보다 상세하게는, 상기 난연제 필러로는 할로겐 난연제, 인계 난연제, 질소계 난연제, 금속계 난연제 및 안티몬계 난연제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 1종 이상 7종 이하를 혼합하여 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 적절하게는 3종 이상 5종 이하의 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 난연제의 구체적인 예를 들면, 염소화파라핀, 염소화폴리에틸렌, 염소화폴리페닐, 퍼클로로펜타시클로데칸 등의 염소계 난연제; 에틸렌비스펜타브로모벤젠, 에틸렌비스펜타브로모디페닐, 테트라브로모에탄, 테트라브로모비스페놀 A, 헥사브로모벤젠, 데카브로모비페닐에테르, 테트라브로모무수프탈산, 폴리디브로모페닐렌옥사이드, 헥사브로모시클로데칸, 브롬화암모늄 등의 브롬계 난연제; 트리알릴포스페이트, 알킬알릴포스페이트, 알킬포스페이트, 디메틸포스포네이트, 포스폴리네이트, 할로겐화포스폴리네이트에스테르, 트리메틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부톡시에틸포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 트리크레딜포스페이트, 크레딜페닐포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리스(클로로에틸)포스페이트, 트리스(2-클로로프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디클로로프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디브로모프로필)포스페이트, 트리스 (브로모클로로프로필)포스페이트, 비스(2,3디브로모프로필)2,3디클로로프로필포스페이트, 비스(클로로프로필)모노옥틸포스페이트, 폴리포스포네이트, 폴리포스페이트, 방향족폴리포스페이트, 디브로모네오펜틸글리콜, 트리스(디에틸포스핀산)알루미늄 등의 인산에스테르 또는 인 화합물; 포스포네이트형 폴리올, 포스페이트형 폴리올, 할로겐 원소 함유 폴리올 등의 폴리올류; 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 삼산화안티몬, 삼염화안티몬, 붕산아연, 붕산안티몬, 붕산, 몰리부 텐산안티몬, 산화몰리부텐, 인·질소 화합물, 칼슘·알루미늄 실리케이트, 티타늄 다이옥사이드, 지르코늄 화합물, 주석 화합물, 도오소나이트, 알루민산칼슘 수화물, 산화구리, 금속 구리분, 탄산칼슘, 메타붕산바륨 등의 금속분 또는 무기 화합물; 멜라민시아누레이트, 트리아진, 이소시아누레이트, 요소, 구아니딘 등의 질소 화합물; 및 실리콘계 폴리머, 페로센, 푸마르산, 말레산 등의 그 밖의 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 브롬계 난연제, 염소계 난연제 등의 할로겐계 난연제가 바람직하다.
본 발명에서 상기 난연제 필러의 함량은 특별히 한정하지 않으나, 고분자 수지 50 중량부에 대하여 5 중량부 이상, 바람직하게는 10 중량부 이상, 보다 바람직하게는 15 중량부 이상으로 포함되는 것이 접착제층에 충분한 난연성을 부여할 수 있어 바람직하고, 그 상한으로는, 75 중량부, 바람직하게는 65 중량부, 보다 바람직하게는 60 중량부일 수 있다. 난연제 필러의 함량이 상기한 상한 값을 초과하는 경우, 첨가량 증가에 비하여 충분한 난연성 개선의 효과를 볼 수 없어 경제적으로 문제될 수 있고, 필러 함량 증가로 인해 유연성이 떨어지고 신장율도 낮아질 수 있다.
본 발명에서 필요에 따라서는 절연필름의 기계적 물성, 굴곡성 및 난연성 등의 특성을 손상시키지 않는 범위 하에서 상기한 접착층에 난연조제, 안료, 산화방지제, 은폐제, 윤활제, 가공 안정제, 가소제, 발포제 보강제, 착색제, 충전제, 과립제, 금속 불활성제, 실란 커플링제 등을 추가로 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는 전술한 절연필름의 제조방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 상기 절연필름을 제조하는 바람직한 일 실시예를 들면, 1종 이상의 폴리에스터 수지, 1종 이상의 경화제 및 1종 이상의 난연성 필러를 배합 및 합성하여 제1용매를 제조하는 단계; 1종 이상의 폴리에스터 수지, 1종 이상의 경화제 및 무기필러를 배합 및 합성하여 제2용매를 제조하는 단계; 수지층에 상기 제2용매를 코팅하여 중간층을 형성하는 단계; 및 상기 중간층 상에 상기 제1용매를 코팅하고 건조하여 접착층을 형성하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 절연필름의 제조방법에서, 폴리에스터 수지, 경화제 및 난연성 필러는 전술한 절연필름에 기재한 바와 중복되어 그 구체적인 기재를 생략한다.
또한 상기 제2용매의 제조에 사용되는 무기필러의 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들어 실리카(SiO2)를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 절연필름을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블(FFC)의 제조방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 상기 플렉서블 플랫 케이블(FFC)을 제조하는 바람직한 실시예를 들면, 절연필름을 2개 준비하는 단계; 및 2개의 절연필름의 접착층 사이에 도체를 개재시킨 뒤 합지하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에서는 상기 절연필름을 도체에 부착시키기에 앞서, 절연필름을 원하는 크기로 절단하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.
<플렉서블 플랫 케이블 모듈>
또한, 본 발명은 도체; 상기 도체를 피복하며, 접착층, 및 수지층이 순서대로 적층된 절연필름을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블; 및 상기 플렉서블 플랫 케이블의 노출된 도체 상에 배치된 이방성 도전층을 구비하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 제공한다.
보다 구체적으로, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 플렉서블 플랫 케이블(100) 상에 이방성 도전층(150)이 적층되되, 상기 플렉서블 플랫 케이블의 노출된 도체(10) 부위에 이방성 도전층(150)이 덮이도록 배치되어 있는 구조를 갖는다.
상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)은, 이방성 도전 접속을 통해 다른 전기전자부품과의 개선된 연결 구조를 가질 뿐만 아니라, 기존 전자부품 패키지의 신뢰성을 평가하는 테스트, 예컨대 PCT(Pressure Cooker Test), 고온방치(High Temperature Storage Test, HTST), 및 고온고습방치(High Temp. High Humidity Test) 조건 하에서 상온 조건과 거의 동일하거나 유사한 기계적 특성, 열적 특성 및 전기적 특성을 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩPCT)에 대한 초기시간 (0hr)에서의 접촉저항(ΩR)의 비율(ΩPCT/ΩR)이 1.0 ~ 2.5, 바람직하게는 1.0 ~ 2.0 범위를 가질 수 있다.
본 발명에서, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩPCT) 값이 10 mΩ 이하를 나타내어 고온, 고압, 고습도 상태의 가혹 조건에서도 상온 조건과 거의 동일하거나 유사한 전기적 특성과 기계적 특성이 유지될 수 있다.
또한 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 상기 이방성 도전층에 대한 플렉서블 플랫 케이블의 박리 강도(Peel Strength) 값이 1.00 내지 5.00 kgf/cm, 바람직하게는 1.00 내지 3.00 kgf/cm를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 온도 120℃ 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩHTST)에 대한 초기시간(0hr)에서의 접촉저항(ΩR)의 비율(ΩHTST/ΩR)이 1.0~2.5 범위, 바람직하게는 1.0 ~ 2.0 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 온도 120℃ 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 접촉 저항(ΩHTST)값은 10 mΩ 이하이며, 바람직하게는 7.0 mΩ 이하일 수 있다.
또한 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 온도 120℃의 조건 하에서 1,000 hrs 유지한 후의 상기 이방성 도전층에 대한 플렉서블 플랫 케이블의 박리 강도(Peel Strength) 값이 1.00 내지 5.00 kgf/cm, 바람직하게는 1.00 내지 3.00 kgf/cm의 높은 값을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 온도 85℃, 및 습도 85%의 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩHTHH)에 대한 초기시간(0hr)에서의 접촉저항(ΩR)의 비율(ΩHTHH/ΩR)이 1.0 ~ 2.5, 바람직하게는 1.0 ~ 2.0 범위인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 온도 85℃, 및 습도 85%의 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 접촉 저항(ΩHTHH) 값은 10 mΩ 이하이며, 바람직하게는 6.0 mΩ 이하일 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 온도 85℃, 및 습도 85%의 조건 하에서 1000hrs 유지한 후의 상기 이방성 도전층에 대한 플렉서블 플랫 케이블의 박리 강도(Peel Strength) 값이 1.00 내지 5.00 kgf/cm, 바람직하게는 1.00 내지 3.0 kgf/cm의 높은 값을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)에서, 상기 플렉서블 플랫 케이블(FFC, 100)은 상기 기재된 내용과 동일하므로, 그 구체적인 내용은 생략한다.
인쇄회로기판이나 다른 전기전자부품 등에 형성된 접속단자와 접속하기 위해서, 상기 플렉서블 플랫 케이블(100)의 일측 또는 양측 단부는 절연필름(20)이 빠져있으며, 도체(100)의 일부가 외부로 노출된다.
본 발명의 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)에서, 상기 이방성 도전층(anisotropic conductive layer, 150)은 전술한 플렉서블 플랫 케이블(100)과 다른 전기전자 부품의 단자를 전기적으로 연결하는 매개체이다.
이방성 도전층(150)은 일반적으로 접착제로서 기능하는 절연성 바인더 수지 중에 도전성 입자를 분산시킨 필름 형상의 접착제를 지칭하는 것으로, 필름의 막 두께 방향으로는 도전성을 띠고, 면 방향으로는 절연성을 띠는 전기 이방성 및 접착성을 갖는 고분자 막을 의미한다.
본 발명에서, 상기 이방성 도전층(150)은 당 분야에 알려진 통상적인 이방성과 도전성을 가진 물질이라면, 이의 구성, 형태 등에 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로 이방성 도전 필름(ACF), 이방성 도전 페이스트(ACP) 및 이방성 도전 접착제(ACA)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 이방성 도전층(150)은 열경화성 수지를 함유한 절연성 바인더에 도전성 입자가 분산되어 이루어지는 필름상의 접속 재료를 사용할 수 있는데, 일례로 도전성 입자가 분산된 바인더 수지 조성물이 베이스 필름 상에 도포되어 형성된 시트 형상일 수 있다. 또는 상기 절연성 바인더에 도전성 입자가 분산된 페이스트 형태로 사용할 수 있다. 이때 상기 바인더와 도전성 입자의 성분 및/또는 이들의 조성은 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에 알려진 통상적인 성분과 범위 내에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)은 당 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 일례로, 상기 이방성 도전층(150)이 페이스트 상태일 경우, 플렉서블 플랫 케이블(100)의 노출된 도체 상에 이방성 도전 페이스트를 코팅한 후 건조하여 제조될 수 있다. 또는 상기 이방성 도전층(150)이 시트나 필름 형상일 경우, 플렉서블 플랫 케이블(100)의 노출된 도체(10) 상에 이방성 도전 필름을 배치하여 적층한 후 압착함으로써 제조될 수 있다.
상기와 같이 제조된 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)에서, 플렉서블 플랫 케이블(100)과 이방성 도전층(150)은 서로 일체화되어 접합되고, 상기 접합체의 일단 또는 양단이 커넥터리스(connectorless)형 구조를 가진다. 이에 따라, 종래 플렉서블 플랫 케이블의 가요성 및 평탄 특성을 그대로 발휘함과 동시에 디스플레이 장치에 구비되는 경우 현저한 부피감소 효과를 나타낼 수 있다.
<전원 공급 장치>
아울러, 본 발명은 전술한 플렉서블 플랫 케이블 모듈과 회로기판이 도전성 이방 접속을 통해 전기적으로 연결된 전원공급장치, 바람직하게는 디스플레이 장치용 광원의 전원 공급 장치를 제공한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래 일반 전원 케이블은 적어도 일단에 커넥터(connector)가 결합되어 있는 형태로서, 이러한 커넥터를 통해 인쇄회로기판과 결합하여 전기적으로 연결된다. 이와 같이 커넥터를 구비할 경우, 최종 디스플레이 장치의 두께를 감소시키는데 한계가 존재할 뿐만 아니라 커넥터 사용에 따른 비용 상승이 초래된다.
이에 비해, 본 발명에서는 전술한 플렉서블 플랫 케이블 모듈과 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하되, 별도의 커넥터(connector) 사용 없이 이방성 도전층에 의해 플렉서블 플랫 케이블 모듈과 회로기판을 물리적, 전기적으로 직접 연결함으로써, 혁신적인 두께 및 부피 감소가 가능하다(도 6 참조).
보다 구체적으로, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치(500)의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 인쇄회로기판(300); 및 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)을 포함하며, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200) 내 이방성 도전층(150)에 의해 인쇄회로기판(300)과 플렉서블 플랫 케이블(100)이 전기적으로 직접 연결(direct-bonding)되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전원공급장치(500)에서, 인쇄회로기판(300)은 당 분야에 알려진 통상적인 회로 기판을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 상기 인쇄회로기판(300)은 광원, 백라이트 구동회로, 카메라 구동회로, 전원 구동회로 등과 관련된 칩이 복수 개 실장되어 있을 수 있다.
본 발명에서, 상기 인쇄회로기판(300)은 광을 발생시키는 광원에 전기적으로 연결되고, 상기 광원에 전원을 공급하는 기능을 하는 인쇄회로기판(300)일 수 있다. 상기 인쇄회로기판(300)의 적어도 일면 상에는 소정 형상의 회로패턴(단자)이 형성되어 있으며, 특히 구리 회로패턴층(310)과, 상기 회로층을 절연시키는 포토 솔더 레지스트(PSR, 320) 층이 형성되어 있는 금속 인쇄회로기판 (MPCB)인 것이 바람직하다.
본 발명의 전원공급장치(500)는 그 구성 및/또는 기능 면에서 서로 상이한 복수 개의 인쇄회로기판(300)을 포함할 수 있다. 이때 각각의 인쇄회로기판(300)은 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)의 양 말단을 통해 직렬연결되는 구조일 수 있다.
또한, 상기 전원 공급 장치(500)는 복수 개의 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)을 포함할 수 있으며, 이때 상기 인쇄회로기판(300)의 양 말단은 각각의 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)과 연결되는 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 전원공급장치는, 단자를 포함하고 복수 개의 광원(예, LED 칩)이 실장된 제1인쇄회로기판; 단자를 포함하고 상기 제1인쇄회로기판에 전원을 제공하는 제2인쇄회로기판; 및 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 구비하고, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 양 말단이 제1인쇄회로기판과 제2인쇄회로기판의 단자를 직렬연결하는 구조이며, 상기 인쇄회로기판의 양 말단은 각각의 플렉서블 플랫 케이블 모듈과 연결될 수 있다.
한편 본 발명에서는 상기 전원공급장치를 구성하는 인쇄회로 기판(300)과 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200) 간의 접합 강도를 강화하는 보강부(400)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전원공급장치(510)의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 인쇄회로기판(300)과 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)이 서로 중첩하여 연결되는 부위, 예컨대 상기 인쇄회로기판(300)과 연결되는 플렉서블 플랫 케이블(100)의 하단부에 보강부(400)가 더 포함되어 있는 구조이다.
즉, 플렉서블 플랫 케이블(100)과 금속 인쇄회로기판(300)이 도전성 이방층 (150)에 의해 접합되면, 플렉서블 플랫 케이블(100)에 굴곡과 비틀림(twist) 현상이 발생될 수 있다.
본 발명의 보강부(400)는 반도체 칩 전체를 감싸서 패키징하는 기존 반도체 봉지재(EMC)와는 달리, 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)과 금속 인쇄회로기판(300)의 연결부위에 소량 사용하여 이들을 고정하고 상기 접합체 구조의 접합 강도를 높여주는 역할을 수행하게 된다. 또한 접착제 역할과 방열기능, 외부충격에서 보호하는 역할을 추가로 수행할 수 있다.
본 발명에서, 상기 보강부(400)는 당 분야에 알려진 통상적인 보강재, 예컨대 언더필(Under-fill) 성분을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 당 분야의 통상적인 열경화형 수지 접착제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에폭시 수지 접착제이다.
상기 보강부(400)는 접합 강도를 높일 수만 있다면, 이의 두께, 형태 및 위치 등에 특별한 제한이 없다. 일례로, 인쇄회로기판(300)과 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)이 연결되는 접촉부위에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 보강부(400)를 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 인쇄회로기판(300)과 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)을 접합한 후, 그 접합체의 연결부위에 보강재를 도포한 후 경화시켜 제조될 수 있다. 상기와 같이 도포된 보강재는 인쇄회로기판(300)과 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)이 연결되는 접촉부위 뿐만 아니라 이들의 빈 공간 사이에 침투하여 채우게 되므로, 이후 경화를 통해 형성된 보강부(400)는 상기 접촉부위 및 이들 사이의 공간을 견고하게 고정 및 접합하게 함으로써 접합강도를 유의적으로 상승시키게 한다. 이때 보강재의 도포 및 경화 조건은 사용하는 보강재의 종류에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 일례로 120 내지 150℃에서 5 내지 30분 동안 경화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상기 전원 공급 장치(510)에서 인쇄회로기판(300)에 대한 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)의 박리 강도(Peel Strength) 값은 1.55 kgf/cm 이상일 수 있다. 이때 상기 전원 공급 장치가 보강부(400)를 포함할 경우 인쇄회로기판에 대한 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 박리강도는 유의적으로 상승하게 되며, 일례로 1.55kgf/cm 이상, 최대 4.5 kgf/cm 범위일 수 있다.
아울러, 본 발명은 인쇄회로기판의 단자와 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 단자를 이방성 도전 접속시켜 상술한 전원공급장치를 구성하는 방법을 제공한다.
상기 접속방법의 바람직한 일 실시예를 들면, 상기 인쇄회로기판의 회로패턴 상에 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 적층하되, 상기 인쇄회로기판의 회로패턴과 상기 플렉서블 플랫 케이블의 이방성 도전층이 서로 마주보도록 적층하는 단계; 및 상기 적층부를 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 접속방법의 바람직한 다른 일 실시예를 들면, 상기 인쇄회로기판의 회로 패턴 상에, 이방성 도전층과 상기 플렉서블 플랫 케이블(FFC)의 도체 노출부를 순차적으로 적층한 후, 상기 적층부를 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하여 제조할 수도 있다.
본 발명에서는 필요에 따라 적층부의 일측면에 접하여 보강부를 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다.
전술한 접속 방법을 통해, 종래 커넥터를 사용하지 않더라도 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)의 도체(10)가 이방성 도전층(150)의 도전성 입자를 통해 인쇄회로기판(300) 상에 형성된 도전성 회로패턴(310)과 전기적으로 직접 연결(direct-bonding) 될 수 있다.
<디스플레이 장치>
나아가, 본 발명은 전술한 전원공급장치를 구비하는 디스플레이 장치를 제공한다.
여기서, 상기 디스플레이 장치는 당 분야에 알려진 통상적인 평판형 디스플레이 장치를 제한없이 적용할 수 있으며, 일례로 액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display), 발광다이오드(LED: light emitting diode), 터치 패널, 전계방출 디스플레이(FED: field emission display), PDA, 플라즈마 표시패널(PDP: plasma display panel), BLU(backlight unit), 광원 부품 등일 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(700, 710)의 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 광원(600) 및 상기 광원에 전기적으로 연결되며, 광원에 전원을 공급하는 전원공급장치(500, 510)를 포함한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 디스플레이 장치(700, 710)는, 영상을 표시하는 평판 패널; 상기 평판 패널에 광을 출력하는 광원(600); 및 상기 광원에 전원을 공급하는 전원공급장치(500, 510)를 포함한다. 여기서, 상기 전원공급장치(500, 510)에 구비된 금속 인쇄회로기판은 광원(600), 바람직하게는 백라이트 유닛(backlight unit, BLU)의 광원을 제어하는 부품일 수 있다.
한편 상기 도 11 및 도 12에서는 광원(600)과 전원 공급 장치(500, 510)를 각각 별도로 표시하고 있으나, 상기 광원(600)이 전원 공급 장치(500, 510)의 금속 인쇄회로기판 상에 이미 실장된 상태일 수 있다. 이와 같이 금속 인쇄회로기판에 실장된 광원(600)인 경우, 광원이 전원공급장치(500, 510)에 연결되는 도 11~12에 한정되지 않으며, 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)과 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있다.
상기 전원공급장치(500, 510)는 가요성과 평탄성을 가지고 있을 뿐만 아니라 커넥터(connector)를 포함하지 않아 현저히 적은 부피를 차지하므로, 이를 구비하는 디스플레이 장치의 박형화에 기여할 수 있다. 이러한 전원공급장치를 구비하는 본 발명의 디스플레이 장치는 종래 정면 조광형(직하형) 또는 측면 조광형(에지형)에 모두 적용 가능하며, 특히 측면 두께를 개선할 수 있는 측면 조광형(또는 에지형)인 것이 바람직하다.
본 발명의 디스플레이 장치(700, 710)에서, 광원(600)과 전원공급장치(500, 510)의 배치 공간은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 도 11과 도 12와 같은 위치에 배치되어 구성될 수 있다.
도 13과 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 백라이트 유닛(backlight unit, BLU, 800)과 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)의 연결구조를 확대하여 개략적으로 도시한 것이다. 여기서, 상기 백라이트 유닛(800)에 구비된 광원(예, LED 칩, 801)이 실장된 금속 인쇄회로기판(802) 또는 금속 코어 인쇄회로기판(803)은 각각 도전성 이방 접속을 통해 플렉서블 플랫 케이블 모듈(200)과 연결되는 구조를 나타낸다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6]
<절연 필름 제조>
반응형 폴리에스터 수지 (분자량 8,000 / 유리전이온도 61℃)와 반응형 폴리에스터 수지 (분자량 30,000 / 유리전이온도 80℃) 각각 25 중량부를 톨루엔 80, 메틸에틸케톤 90 중량부로 구성되는 용제 중에 용해해 수지 용액을 제조하고, 난연 특성 개선을 위한 난연제 필러 50 중량부를 첨가해 혼합한 후, 이소시아네이트 경화제를 하기 표 1에 나타난 함량으로 첨가하여 2,000cps 이상의 접착층용 제1용매를 제조하였다. 이소시아네이트 경화제는 수지 조성물의 경시에 영향을 미치는 인자로 코팅하기 직전에 투입하여 혼합물을 제조하였다.
또한, 폴리에스터 수지(분자량 5,000/유리전이온도 51℃)와 반응형 폴리에스터 수지(분자량 20,000/유리전이온도 35℃)의 혼합 수지 80 중량부에 대하여 실리카 20 중량부를 첨가하여 중간층용 제2용매를 제조하였다. 연신 폴리에틸렌 필름의 일면에 콤마 코트 방식으로 제2용매를 10g/m2의 코팅량으로 코팅한 후 건조하여 중간층을 형성한 뒤, 상기 중간층 상에 제1용매를 100g/m2의 코팅량으로 코팅하고 건조하여 두께 20㎛의 접착층을 형성함으로써 절연 필름을 제조하였다.
<플렉서블 플랫 케이블 제조>
상기와 같이, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 절연필름 2개의 접착층 사이에 두께 35㎛의 도체를 개재시킨 뒤, 0.8m/min의 속도로 라미네이팅하여 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6의 플렉서블 플랫 케이블(FFC)을 각각 제조하였다.
<플렉서블 플랫 케이블 모듈 제조>
상기 플렉서블 플랫 케이블의 일측 단부에 도체를 노출시킨 후, 해당 노출부에 이방성 도전 필름(덱세리얼즈社, CP7652K)을 적층한 후 온도 180℃ 및 0.2 MPa 조건 하에서 20초 동안 압착하여 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6의 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 각각 제조하였다.
<전원공급장치 제조>
금속 인쇄회로기판의 회로 패턴상에 이방성 도전 필름(덱세리얼즈社, CP7652K)과 일측 단부에 도체가 노출된 플렉서블 플랫 케이블을 순차적으로 적층한 후 온도 180℃ 및 0.2 MPa 조건 하에서 20초 동안 압착하여 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6의 전원 공급 장치를 각각 제조하였다.
구분 조성 (중량부)
제1폴리에스터(분자량 1,000~15,000) 제2폴리에스터(분자량 20,000~35,000) 경화제 난연제 필러
실시예1 25 25 8 50
실시예2 25 25 10 50
실시예3 25 25 14 50
실시예4 25 25 18 50
실시예5 25 25 22 50
실시예6 25 25 26 50
비교예1 25 25 1 50
비교예2 25 25 3 50
비교예3 25 25 5 50
비교예4 25 25 - 50
비교예5 50 - 14 50
비교예6 - 50 14 50
[실험예 1]
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 절연필름에 대하여 상온 조건(TR) 및 온도 85℃, 습도 85%의 조건(TH) 하에서 1000hr 유지한 후 각 샘플의 절연필름을 인장 시험기로 인장응력을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때 경화제 함량은 폴리에스터 50 중량부를 기준으로 한다.
경화제 함량 상온 인장응력(TR) 고온고습 인장응력(TH) 경화제 함량과 인장응력 비율(TH/TR)
실시예1 8 134 128 0.96
실시예2 10 138 131 0.95
실시예3 14 139 129 0.93
실시예4 18 135 125 0.93
실시예5 22 131 118 0.90
실시예6 26 130 117 0.90
비교예1 1 115 88 0.77
비교예2 3 119 94 0.79
비교예3 5 128 108 0.84
비교예4 - 112 75 0.67
비교예5 14 89 72 0.81
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 절연필름은 TH/TR이 0.90 ~ 0.96의 범위로 상온 조건 대비 가혹 조건에서의 특성이 매우 우수한 것을 볼 수 있다. 하지만, 비교예 1 내지 5는 상온 조건 대비 가혹 조건에서의 기계적 특성이 매우 저하된 것을 볼 수 있다.
[실험예 2]
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 절연필름에 대하여 상온 조건에서의 신장율(ER) 및 온도 85℃, 습도 85%에서 1000hr 유지한 후의 신장율(EH)을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때 경화제 함량은 폴리에스터 50 중량부를 기준으로 한다.
경화제 함량 상온 신장율 (ER) 고온고습 신장율 (EH)
실시예1 8 120 92
실시예2 10 123 97
실시예3 14 125 103
실시예4 18 121 105
실시예5 22 104 89
실시예6 26 109 85
비교예1 1 104 77
비교예2 3 109 78
비교예3 5 117 82
비교예4 - 98 75
비교예5 14 85 75
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 절연필름은 온도 85℃, 습도 85%에서 1000hr 유지한 후의 신장율(EH)이 85 ~ 105%로 높은 값을 갖는 것을 볼 수 있다. 반면, 비교예 1 내지 5의 절연 필름은 온도 85℃, 습도 85%에서 1000hrs 유지한 후의 가혹 조건에서의 신장율(EH)이 75 ~ 82% 정도의 수준에 불과한 것을 볼 수 있다.
[실험예 3]
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 절연필름에 대하여 열 수축율, 온도 85℃, 습도 95%의 조건 하에서 1000hr 유지한 후의 유연성과 온도 85℃, 습도 85%의 조건 하에서 1000hr 유지한 후의 외관성을 평가하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
단, 상기 유연성 및 외관성의 구체적인 평가 기준은 다음과 같다.
1. 유연성 평가
온도 85℃, 습도 95%의 조건 하에서 도체 저항이 기존대비 10% 이상 증가할 때까지 절연필름을 미끄럼 이동 방식으로 횟수를 측정하였다.
◎ : 10만회 이상 , ○ : 7~10만회, △ : 5~7만회, X : 5만회 이하
2. 외관성 평가
온도 85℃, 습도 85%의 조건 하에서 층간박리(Delamination) 발생 여부로 평가하였다.
◎ : 2,000시간 이상 층간박리 발생, ○ : 1,500~2,000시간 층간 박리 발생, △ : 1,000~1,500 시간 층간박리 발생, X : 1,000시간 이하 층간박리 발생
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
8 10 14 18 22 26 1 3 5 - 14
0.30 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.75 0.60 0.40 0.80 0.35
0.10 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.25 0.20 0.15 0.30 0.13
3 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 3 2.67 2.67 2.69
◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ △ ○ ○ △ △
◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ △ ○ ○ △ △
상기 표 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 절연필름은 MD가 0.2 ~ 0.3% 정도의 수준이고, TD가 0.08 ~ 0.10%의 수준으로 비교예 1 내지 5의 절연필름보다 열 수축율이 현저히 낮은 값을 갖는 것을 볼 수 있고, 유연성 및 외관성의 특성 또한 매우 우수한 것을 볼 수 있다.
[실험예 4]
상기 실시예 2 및 비교예 4에서 제조된 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 이용하여 하기와 같이 Pressure Cooker Test를 실시하였다.
보다 구체적으로, 실시예 2 및 비교예 4에서 제조된 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 온도 121℃, 습도 100% 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 접촉 저항 및 이방성 도전 필름에 대한 박리 강도(Peel strength, P/S)를 각각 측정하고, 이들의 외관을 평가하여 그 결과를 하기 표 5 및 도 8에 나타내었다.
이때 실험예 4의 평가 방법 및 평가 기준은 하기와 같다.
1) 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 접촉저항은 Keysight B2901A Source Meter를 이용하여 도 7에 도시된 바와 같이 측정하였다.
2) 박리강도는 이방성 도전 필름을 인장속도 300mm/min의 속도로 플렉서블 플랫 케이블에 대하여 90도(수직) 접착력(kgf/cm)을 측정하였으며, Instron 8942 UTM을 이용하였다.
3) 외관은 온도 121℃, 습도 100% 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 층간박리(Delamination) 발생 여부로 평가하였다. (OK: 층간박리 없음, Dela.: 층간박리 발생)
테스트 시간 (hr) 0h 24h 48h 72h
접촉 저항(mΩ) 비교예 4 6.3 81,300 1,195,000 -
실시예 2 3.6 3.9 4.1 6.2
박리 강도(ACF Bonding Peel Strength)(kgf/cm) 비교예 4 1.426 0.344 0.073 -
실시예 2 1.431 1.409 1.386 1.125
외관 검사 비교예 4 OK Dela. Dela. -
실시예 2 OK OK OK OK
상기 표 5에서 보는 바와 같이, 종래 핫멜트 타입의 비교예 4는 가혹 조건하에서 24 시간이 경과하면서 접촉저항이 현저히 높아지고, 박리강도가 저조해지는 경향을 보였으며, 50 시간이 경과하면서 발화가 발생하였다(도 8 참조).
이에 비해, 본 발명에 따른 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 가혹 조건하에서도 종래 핫멜트 타입 비교예 4에 비해 현저히 낮은 10 mΩ 이하의 접촉저항을 유지하였으며, 우수한 박리 강도 및 외관특성을 갖는 것을 볼 수 있다.
[실험예 5]
상기 실시예 2 및 비교예 4에서 제조된 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 이용하여 하기와 같이 고온 방치 테스트(High Temp. Storage Test, HTST)를 실시하였다.
보다 구체적으로, 실시예 2 및 비교예 4에서 제조된 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 온도 120℃의 조건 하에서 1000hrs 유지한 후의 접촉 저항과 이방성 도전 필름에 대한 박리 강도(Peel strength, P/S)을 각각 측정하고, 이들의 외관을 평가하여 그 결과를 하기 표 6 및 도 9~10에 나타내었다.
이때 실험예 5의 평가 방법 및 평가 기준은 하기와 같다.
1) 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 접촉저항은 Keysight B2901A Source Meter를 이용하여 도 7에 도시된 바와 같이 측정하였다.
2) 박리강도는 이방성 도전 필름을 인장속도 300mm/min의 속도로 플렉서블 플랫 케이블에 대하여 90도(수직) 접착력(kgf/cm)을 측정하였으며, Instron 8942 UTM을 이용하였다.
3) 외관은 온도 120℃의 조건 하에서 1000hrs 유지한 후의 층간박리 (Delamination) 발생 여부로 평가하였다. (OK: 층간박리 없음, Dela.: 층간박리 발생)
테스트 시간(hr) 0h 200h 400h 600h 800h 1000h
접촉 저항 (mΩ) 비교예4 6.3 6.8 7.6 35.0 38.6 35.7
실시예2 3.6 3.8 3.9 4.6 5.2 4.7
박리 강도(ACF Bonding Peel Strength)(kgf/cm) 비교예4 1.426 1.436 1.157 1.100 1.029 0.955
실시예2 1.432 1.452 1.385 1.392 1.375 1.386
외관 검사 비교예4 OK OK OK OK OK OK
실시예2 OK OK OK OK OK OK
상기 표 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 가혹 조건하에서도 종래 핫멜트 타입 비교예 4의 플렉서블 플랫 케이블보다 현저히 낮은 접촉저항 값을 갖는 것을 볼 수 있다.
특히, 본 발명의 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 가혹 조건하에서 1000 시간을 유지하여도 10 mΩ 이하를 유지하였으며, 우수한 박리강도 특성을 갖는 것을 확인할 수 있었다(도 9~10 참조).
[실험예 6]
상기 실시예 2 및 비교예 4에서 제조된 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 이용하여 하기와 같이 고온고습 방치 테스트(High Temp. High Humidity Test, HTHH)를 실시하였다.
상기 실시예 2 및 비교예 4에서 제조된 플렉서블 플랫 케이블을 온도 85℃, 습도 85%의 조건 하에서 1000hrs 유지한 후의 접촉저항과 이방성 도전 필름에 대한 박리 강도(Peel strength, P/S)을 각각 측정하고, 이들의 외관을 평가하여 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
이때 실험예 6의 평가 방법 및 평가 기준은 하기와 같다.
1) 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 접촉저항은 Keysight B2901A Source Meter를 이용하여 도 7에 도시된 바와 같이 측정하였다.
2) 박리강도는 이방성 도전 필름을 인장속도 300mm/min의 속도로 플렉서블 플랫 케이블에 대하여 90도(수직) 접착력(kgf/cm)을 측정하였으며, Instron 8942 UTM을 이용하였다.
3) 외관은 온도 85℃, 및 습도 85%의 조건 하에서 1000hrs 유지한 후의 층간박리(Delamination) 발생 여부로 평가하였다. (OK: 층간박리 없음, Dela.: 층간박리 발생)
테스트 시간 (hr) 0h 200h 400h 600h 800h 1000h
접촉 저항(mΩ) 비교예4 6.3 6.8 7.3 49.2 48.3 56.4
실시예2 3.6 3.5 3.7 4.1 4.4 4.6
박리 강도(ACF Bonding Peel Strength)(kgf/cm) 비교예4 1.426 0.599 0.600 0.593 0.573 0.421
실시예2 1.432 1.402 1.399 1.321 1.295 1.120
외관 검사 비교예4 OK OK OK OK OK Dela.
실시예2 OK OK OK OK OK OK
상기 표 7에서 보는 바와 같이, 종래 핫멜트 타입의 비교예 4는 가혹 조건하에서 600 시간이 경과하면서 접촉저항이 현저히 높아지고, 박리강도 역시 저조해지는 경향을 보였다.
이에 비해, 본 발명에 따른 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 가혹 조건하에서도 1000시간을 경과하여도 5 mΩ 이하의 현저히 낮은 접촉저항 값을 유지하였으며, 우수한 박리 강도 및 외관특성을 갖는 것을 볼 수 있다.
[실험예 7]
상기 실시예에서 제조된 플렉서블 플랫 케이블 모듈과 금속 인쇄회로기판과의 접합강도를 하기와 같이 평가하였다.
하기 실시예 7은 금속 인쇄회로기판(MPCB)의 회로 패턴상에 이방성 도전 필름(EMA 1880A-25)과 일측 단부에 도체가 노출된 플렉서블 플랫 케이블(FFC)을 순차적으로 적층한 후 압착하여 제조된 접합체이다. 또한 실시예 8은 상기 실시예 7의 접합체에서 플렉서블 플랫 케이블과 금속 인쇄회로기판이 접촉하는 연결부위에 보강재로서 에폭시 수지 접착제형 언더필(Underfill)을 도포한 후 경화시켜 제조된 접합체이다.
이때 접합강도는 상기 실시예 7~8의 접합체 중 금속 인쇄회로기판을 UTM(Universal testing machine)에 고정한 후 플렉서블 플랫 케이블을 90도 방향으로 당겨서 순간적인 파단에서의 최대 하중값(max load)을 측정하였다. 상기 방법은 IPC-TM650 2.4.9의 평가 규격인 50.8mm/min의 조건 하에서 접착강도를 측정한 것이며, 그 결과를 하기 표 8에 기재하였다.
실시예 7 실시예 8
접합재 이방성 도전필름(ACF) 보강부(Underfill WE-1007)
조건 175℃, 15 sec 120℃ 20분 (또는 150℃ 5분)
P/S (kgf/cm) 1.54 4.46
상기 표 8에서 보는 바와 같이, 보강부를 구비하는 실시예 7의 플렉서블 플랫 케이블 모듈은 보강부를 포함하지 않는 실시예 2에 비해 접합강도 특성이 대략 3배 정도 향상되는 것을 볼 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
[부호의 설명]
10: 도체 20: 절연필름
21: 접착층 22: 중간층
23: 수지층 100: 플렉서블 플랫 케이블
150: 이방성 도전층 200: 플렉서블 플랫 케이블 모듈
300: 인쇄회로기판 310: 회로 패턴
320: PSR층 400: 보강부
500, 510: 전원 공급 장치 600: 광원
700, 710: 디스플레이 장치 800: 백라이트 유닛(BLU)
801: LED 칩 802: 금속 인쇄회로기판
803: 금속 코어 인쇄회로기판 804: 스루홀

Claims (25)

  1. 도체;
    상기 도체를 피복하며, 접착층, 및 수지층이 순서대로 적층된 절연필름을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블; 및
    상기 플렉서블 플랫 케이블의 노출된 도체 상에 배치된 이방성 도전층을 구비하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈로서,
    온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩPCT)에 대한 초기시간(0hr)에서의 접촉저항(ΩR)의 비율(ΩPCT/ΩR)이 1.0~2.5 범위인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩPCT) 값이 10 mΩ 이하인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 상기 이방성 도전층에 대한 플렉서블 플랫 케이블의 박리 강도(Peel Strength) 값이 1.00 내지 5.00 kgf/cm인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이방성 도전층은 이방성 도전 필름(ACF), 이방성 도전 페이스트(ACP) 및 이방성 도전 접착제(ACA)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 플랫 케이블과 이방성 도전층은 서로 일체화되어 접합되고, 상기 접합체의 일단 또는 양단이 커넥터리스(connectorless)형인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 폴리에스터계 고분자 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 2종 이상의 폴리에스터 수지를 포함하고,
    상기 폴리에스터 수지는 분자량이 1,000 내지 15,000인 제1폴리에스터 수지와 분자량이 20,000 내지 35,000인 제2폴리에스터 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 적어도 1종 이상의 경화제를 포함하고,
    상기 경화제는 이소시아네이트기, 블록이소시아네이트기, 및 카르보디이미드기 중 적어도 하나의 작용기를 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 1종 이상의 난연제 필러를 더 포함하고,
    상기 난연제 필러는 할로겐 난연계, 인계 난연제, 질소계 난연제, 금속계 난연제 및 안티몬계 난연제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  10. 도체;
    상기 도체를 피복하며, 접착층, 및 수지층이 순서대로 적층된 절연필름을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블; 및
    상기 플렉서블 플랫 케이블의 노출된 도체 상에 배치된 이방성 도전층을 구비하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈로서,
    온도 120℃ 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩHTST)에 대한 초기시간(0hr)에서의 접촉저항(ΩR)의 비율(ΩHTST/ΩR)이 1.0~2.5 범위인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    온도 120℃ 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 접촉 저항(ΩHTST)값이 10 mΩ 이하인 것을 특징으로 하는 플랫서블 플랫 케이블 모듈.
  12. 제10항에 있어서,
    온도 120℃ 조건 하에서 1000hrs 유지한 후의 상기 이방성 도전층에 대한 플렉서블 플랫 케이블의 박리 강도(Peel Strength) 값이 1.00 내지 5.00 kgf/cm인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  13. 도체;
    상기 도체를 피복하며, 접착층, 및 수지층이 순서대로 적층된 절연필름을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블; 및
    상기 플렉서블 플랫 케이블의 노출된 도체 상에 배치된 이방성 도전층을 포함하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈로서,
    온도 85℃, 및 습도 85%의 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩHTHH)에 대한 초기시간(0hr)에서의 접촉저항(ΩR)의 비율(ΩHTHH/ΩR)이 1.0~2.5 범위인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    온도 85℃, 및 습도 85%의 조건 하에서 1,000hrs 유지한 후의 접촉 저항(ΩHTHH) 값이 10 mΩ 이하인 것을 특징으로 하는 플랫서블 플랫 케이블 모듈.
  15. 제13항에 있어서,
    온도 85℃, 및 습도 85%의 조건 하에서 1000hrs 유지한 후의 상기 이방성 도전층에 대한 플렉서블 플랫 케이블의 박리 강도(Peel Strength) 값이 1.00 내지 5.00 kgf/cm인 것을 특징으로 하는 플렉서블 플랫 케이블 모듈.
  16. 인쇄회로기판; 및
    제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재되는 플렉서블 플랫 케이블 모듈
    을 포함하며, 상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈 내 이방성 도전층에 의해 인쇄회로기판과 플렉서블 케이블이 전기적으로 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 광을 발생시키는 광원에 전기적으로 연결되고, 상기 광원에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 회로패턴층과, 상기 회로패턴층을 절연시키는 포토 솔더 레지스트(PSR) 층이 형성되어 있는 금속 인쇄회로기판 (MPCB)인 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 복수 개의 인쇄회로기판을 포함하고,
    상기 플렉서블 플랫 케이블 모듈의 양 말단이 각각의 인쇄회로기판과 직렬연결되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 복수 개의 플렉서블 플랫 케이블 모듈을 포함하고,
    상기 인쇄회로기판의 양 말단에 각각의 플렉서블 플랫 케이블 모듈이 연결되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 인쇄회로 기판의 회로패턴층; 및 플렉서블 플랫 케이블 모듈 간의 접합강도를 강화하는 보강부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 보강부는 열경화형 수지 접착제로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  23. 제16항의 전원 공급장치를 구비하는 디스플레이 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 백라이트 유닛(backlight unit, BLU)의 광원을 제어하는 부품인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display), 발광다이오드(LED: light emitting diode), 터치 패널, 전계방출 디스플레이(FED: field emission display), PDA, 플라즈마 표시패널(PDP: plasma display panel), BLU(backlight unit) 및 광원 부품으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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