KR100777167B1

KR100777167B1 - 배선 접속 구조 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100777167B1
Application number: KR1020060050557A
Authority: KR
Inventors: 코우 오오와다; 나오키 다케시타; 세이이치 히다카
Original assignee: 알프스 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2007-11-16
Anticipated expiration: 2026-06-05
Also published as: CN100437245C; TWI340285B; CN1877404A; JP2006339613A; TW200710522A; KR20060127800A; JP4575845B2

Abstract

(과제)

본 발명은, 배선 구조의 간략화와 공용화, 그리고 배선 접속시의 작업성의 향상과 접속 신뢰성의 향상을 도모할 수 있는 배선 접속 구조와 액정 표시 장치의 제공을 목적으로 한다.

(해결수단)

본 발명은, 소자 접속 영역과 FPC 배선 영역에 걸쳐 수지의 바인더에 도전 입자를 분산시킨 구성의 ACF 필름을 배치하고, 소자 접속 영역 상의 ACF 필름 상에는 접속 단자를 구비한 소자를, ACF 필름을 개재하여 소자 접속 영역의 배선에 전기적으로 접속하고, FPC용 배선 영역 상의 ACF 필름 상에는 FPC 필름을, FPC용 배선 영역의 접속 배선에 접속하여 이루어진다.

Description

배선 접속 구조 및 액정 표시 장치{WIRING CONNECTION STRUCTURE AND LIQUID CRYSTAL PANEL}

도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 액정 표시 장치의 사시도이다.

도 2 는, 도 1 의 액정 표시 장치의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 부분 단면도이다.

도 3 은, 상기 액정 표시 장치에 편입된 ACF 필름의 단면도이다.

도 4 는, 본 발명 구조를 1 개의 가압 헤드로 제조하는 상태를 나타내는 설명도이다.

도 5 는, 종래의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 6 은, 도 5 에 나타내는 액정 표시 장치의 Ⅸ-Ⅸ 선에 따른 부분 단면도이다.

도 7 은, 종래의 액정 표시 장치의 구동용 IC 의 접속 영역과 플렉시블 프린트 기판의 접속 영역을 나타내는 평면도이다.

도 8 은, 종래의 액정 표시 장치에 있어서 구동용 IC 를 ACF 필름을 개재하여 기판 상의 배선에 접속하는 상태를 나타내는 설명도이다.

도 9 는, 종래의 액정 표시 장치에 있어서, 플렉시블 프린트 기판을 ACF 필름을 개재하여 기판 상의 배선에 접속하는 상태를 나타내는 설명도이다.

(부호의 설명)

A : 액정 표시 장치

1 : 액정 셀

2, 3 : 기판

5 : 액정

6 : 밀봉재

7 : 구동용 소자 접속 영역

8 : FPC 배선 영역

9 : 구동용 소자 (구동용 IC)

9a, 9b : 접속 단자

10 : 플렉시블 프린트 기판

11 : 연장 배선

15 : 배선부

16 : ACF 필름

20 : 기층

21 : 분산층

22 : 도전 입자

23 : 바인더

25 : 배선부

26 : 가압 헤드

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 2004-61979호

본 발명은, 액정 표시 장치 등에 적용되는 배선 부분의 접속 구조에 관한 것으로, 특히 기판 상에 실장된 구동용 IC 등의 소자와 플렉시블 프린트 기판을 간극없이 접속할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 일반적으로, 상하의 투명 기판 사이에 액정을 봉입한 액정 패널과, 그 드라이버 회로와, 영상 신호 처리 장치와 전기적으로 접속되는 회로 기판으로 구성된다. 드라이버 회로는, 소정의 배선 패턴을 형성한 필름 기판에 구동용 IC 나 전원 부품 등을 탑재한 구성이 되고, 액정 패널과 회로 기판 사이를 접속하는 플렉시블 접속 기판으로서 구성되는 것이 일반적이다.

플렉시블 접속 기판과 회로 기판의 접속 방식으로서, 최근에는 액정 화면의 해상도의 향상을 도모하기 위해서, 회로 기판의 접속 리드의 피치 간격 및 접속 기판의 전극 피치 간격이 미세하게 형성되는 경향이 있고, 접속 기판과 인쇄 회로 기판의 접속은, ACF (Anisotropic Conductive Film) 를 사용한 TAB (Tape Automated Bonding) 탑재 방식이 널리 적용되고 있다.

ACF 란, 점착력이 있는 수지의 바인더에 도전 입자를 분산시킨 것으로 이루어지고, 통상은 테이프 형상으로 형성된다. 그리고, 이 ACF 테이프는 회로 기 판의 접속 리드 위에 부착되어, 접속 기판을 인쇄 회로 기판에 얼라인먼트한 상태에서 ACF 테이프 상에 부착되고, 가열한 상태에서 접속 기판과 인쇄 회로 기판을 압착함으로써, 먼저 바인더 수지를 연화시키고, 압축하는 사이에 도전 입자를 개재하여 접속 기판의 전극과 회로 기판의 접속 리드를 전기적으로 접속하고, 또 다른 가열에 의해 바인더 수지를 경화시킴으로써, 접속 기판과 회로 기판 사이를 고착시켜 접속을 완료하는 구조로 되어 있다.

도 5, 도 6 은 구동용 IC 를 구비한 일반적인 액정 표시 장치의 일례를 나타내고 있다.

이 예의 액정 표시 장치는, 액정층을 사이에 두는 한 쌍의 기판 (101, 102) 중, 편측의 기판 (102) 에 구동용 IC (103) 가 COG (Chip On Glass) 실장 등에 의해 탑재되어 있다. 이 구동용 IC (103) 에 쌍이 되는 기판의 한 쪽의 투명 전극 및 다른 쪽의 투명 전극을 접속할 필요가 있고, 인듐주석 산화물 (ITO) 등의 투명 도전성 재료에 의해서 인출 배선을 연장하는 형태로 기판 (102) 상에 형성함으로써, 구동용 IC (103) 와 각 투명 전극의 접속을 실시하고 있다.

또한, 이 구동용 IC (103) 에 구동 신호를 공급하기 위한 전기 회로 등을 접속하는 플렉시블 프린트 배선 기판 (FPC)(106) 을 접속할 필요가 있고, 종래에는 도 6 에 나타내는 바와 같이 기판 (102) 의 외부 가장자리부측에 투명 도전 재료에 의해서 접속용 배선 (104b) 을 형성하고, 이 접속용 배선 (104b) 의 한 쪽 단부 (기판 (102) 의 내측 근처 단부) 에 구동용 IC (103) 를 접속하고, 상기 접속용 배선 (104b) 의 다른 쪽의 단부 (기판의 외부 가장자리 근처 단부) 와 FPC (106) 사 이에 ACF 필름 (107) 을 끼워 넣고, 가열 가압함으로써 접속용 배선 (104b) 과 FPC (106) 의 배선 (106a) 을 ACF 필름 (107) 중의 도전 입자를 개재하여 전기적으로 접속하고 있다.

그런데 본 발명자들은, 액정층을 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 기판을 구비하여 이루어지고, 기판에 구동 IC 를 실장하고, 구동 IC 를 실장한 기판에 구동 IC 와 플렉시블 프린트 배선 기판을 접속하기 위한 접속용 배선을 형성하고, 그 접속용 배선의 단부에 구동 IC 를 접속하고, 구동 IC 의 근방에 ACF 필름을 배치하고, ACF 필름을 개재하여 접속용 배선과 플렉시블 프린트 배선 기판을 전기적으로 접속하여, 플렉시블 프린트 배선 기판의 배선 패턴의 단부를 구동 IC 의 근방까지 연장 형성하고, 구동 IC 와 플렉시블 프린트 배선 기판을 전기적으로 접속한 구조의 액정 표시 장치에 관해서 특허 출원하였다 (특허문헌 1 참조).

상기 COG 실장 그리고 ACF 필름에 의한 접속 구조를 더욱 발전시킨 구조로서 본 발명자들은 도 7 에 나타내는 기판 (102) 의 표시 영역에 가까운 인출 배선 영역측에 COG용의 ACF 필름 (111) 을 배치하고, 기판 (102) 상이며, 상기 ACF 필름 (111) 의 약간 외측에 FPC용 ACF 필름 (112) 을 배치하고, 구동용 IC 를 ACF 필름 (111) 에 압착 접속하고, FPC 를 ACF 필름 (112) 에 압착 접속하는 구조를 채용하여 배선 접속 구조의 간략화를 도모하고 있다.

도 5, 도 6 에 나타내는 종래 구조의 액정 표시 장치에 있어서는, 구동용 IC (103) 와 ACF 필름 (107) 사이에 FPC (106) 이 배치되어 있지만, 구동 IC (103) 와 ACF 필름 (106) 사이에 필연적으로 간극 (110) 이 생기기 때문에 액정 표시 장치의 협액연화라는 점에서는 배치 효율이 나쁜 구조이었다.

또한, 도 7 에 나타내는 구조를 채용하더라도, ACF 필름 (111, 112) 을 기판 상에 부착하는 작업시의 교차가 ±0.3㎜ 정도 필연적으로 생기기 때문에, ACF 필름 (111, 112) 을 최저 0.6㎜ 정도 떼어 부착할 필요가 있고, 이 최저 0.6㎜ 정도 폭의 영역에서도 휴대 전화 등의 소형화가 이루어지는 전자 기기에 있어서는 무시할 수 없는 쓸모없는 영역이 되어 왔다.

이와 같이, 부착시의 교차가 최저한 ±0.3㎜ 정도 필요해지는 것은, 도 8 과 도 9 에 나타내는 구동용 IC (120) 의 접속 단자 (121) 를 ACF 필름 (111) 에 눌러 접합하는 경우와, FPC (106) 의 접속 단자를 ACF 필름 (107) 에 눌러 접합하는 경우를 비교하면, 구동용 IC 의 접속 단자 (121) 와 FPC (106) 의 접속 단자의 비교에서는, 단자의 크기나 갭의 차이가 크고, 누름 압력과, 온도 등의 바람직한 조건이 개별적으로 다르기 때문에, 도 8 에 나타내는 가압 헤드 (123) 로 구동용 IC (120) 를 압압하여 압착 접속한 후에, 도 9 에 나타내는 다른 크기, 가압력이 다른 가압 헤드 (124) 로 FPC (106) 를 ACF 필름 (107) 에 압착 접속할 필요가 있고, 양쪽 헤드의 간섭이나 클리어런스 등을 고려하여, 필연적으로 조금이나마 클리어런스를 형성할 필요가 있는 것에 기인한다.

또, 구동용 IC (120) 의 접속 단자 (121)용 ACF 필름 (111) 과 FPC (106) 용 ACF 필름 (107) 을 각각 형성하는 것은, 구동용 IC (120) 의 접속 단자 (121) 가 피치 수 10㎛ 인 데 대하여, FPC (106) 의 접속 단자 부분은 피치 0.1∼1㎜ 정도이 고, 단자의 크기나 피치가 다르고, 당연히 ACF 필름에 대한 누름력도 다르기 때문에, ACF 필름을 구성하는 수지의 점도도 다르고, 그들에 기인하여 가열 처리 온도도 다르기 때문에 각각의 ACF 필름으로서 준비할 필요가 있기 때문이다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 소자 직하의 배선 접속과 FPC 직하의 배선 접속을 공용화하여 1 개의 ACF 에 의해 실시할 수 있도록 함으로써 배선 구조의 간략화와 공용화, 그리고 배선 접속시의 작업성의 향상과 접속 신뢰성의 향상을 도모할 수 있는 배선 접속 구조의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 액정 구동용 소자 직하의 배선 접속과 FPC 직하의 배선 접속을 공용화하여 1 개의 ACF 에 의해 실시할 수 있도록 함으로써 액정 기판에 있어서의 배선 구조의 간략화와 공용화, 그리고 배선 접속시의 작업성의 향상과 접속의 신뢰성 향상을 도모할 수 있는 액정 표시 장치의 제공을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 기판 상에 이간하여 소자 접속 영역과 FPC 배선 영역이 형성되고, 상기 소자 접속 영역과 상기 FPC 배선 영역에 걸쳐 수지의 바인더에 도전 입자를 분산시킨 구성의 ACF 필름이 배치되고, 상기 소자 접속 영역 상의 ACF 필름 상에는 접속 단자를 구비한 소자가, 그 접속 단자를 ACF 필름을 개재하여 상기 소자 접속 영역의 배선에 전기적으로 접속한 상태에서 설치됨과 함께, 상기 FPC용 배선 영역 상의 ACF 필름 상에는 FPC 필름이, 그 배선부를 ACF 필름을 개재하여 상기 FPC용 배선 영역의 접속 배선에 전기적으로 접 속한 상태에서 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 액정층을 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 기판이 구비되어 이루어지고, 각 기판의 액정층 측의 면에 배선이 각각 형성되어 이루어지는 액정 표시 장치로서, 상기 각 배선이 상기 한 쪽 기판의 소자 접속 영역에 배선되고, 상기 기판 둘레 가장자리부에 상기 소자 접속 영역과 이간되어 FPC용 배선 영역이 형성되고, 상기 소자 접속 영역과 상기 FPC용 배선 영역에는 양쪽의 영역에 걸쳐 수지의 바인더에 도전 입자를 분산시킨 구성의 ACF 필름이 배치되고, 상기 소자 접속 영역 상의 ACF 필름 상에는 접속 단자를 구비한 소자가, 그 접속 단자를 ACF 필름을 개재하여 상기 소자 접속 영역의 배선에 접속된 상태에서 설치됨과 함께, 상기 FPC용 배선 영역 상의 ACF 필름 상에는 FPC 필름이, 그 배선부를 ACF 필름을 개재하여 상기 FPC용 배선 영역의 접속 배선에 접속된 상태에서 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 어느 쪽의 구조에 있어서도, 소자 직하의 배선 접속과 FPC 직하의 배선접속을 1 개의 ACF 에서 공용화하여 실시할 수 있고, 배선 구조의 간략화와 공용화, 및 2 개의 ACF 필름을 사용하는 경우보다 배선 접속시의 작업성의 향상과 접속의 신뢰성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 각각의 ACF 필름을 배치하는 경우와 비교하고, 가열하여 압착하는 경우에 각각의 조건에서 가압 압착할 필요가 없기 때문에, ACF 필름을 압착하는 경우의 클리어런스를 형성힐 필요가 없어지고, 소자와 플렉시블 프린트 기판을 가능한 한 밀착시켜 배치할 수 있다.

본 발명은, 상기 소자의 접속 단자 부분의 피치 및 두께와, 상기 FPC 필름 배선부의 피치 및 두께가 다른 값으로 되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 기술한 구조는, 소자의 접속 단자의 부분과 ACF 필름의 배선부의 피치나 두께가 다른 경우라도 적용할 수 있다.

본 발명은, 상기 소자의 접속 단자가 상기 ACF 필름의 도전 입자를 개재하여 상기 기판 상의, 소자 접속 영역의 배선에 대하여 열 압착하여 접속되고, 상기 FPC 필름의 배선부가 상기 ACF 필름의 도전 입자를 개재하여 상기 기판 상의 FPC용 배선 영역의 접속 배선에 대하여 열 압착하여 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더 두께가 20∼25㎛, 상기 바인더의 탄성률이 1.0∼3.0G㎩ 인 범위로 되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 수지로 이루어지는 바인더의 두께가 상기의 범위이고, 탄성률이 상기의 범위이면, 소자의 접속 단자와 플렉시블 프린트 기판의 전극이, 피치나 크기가 다른 구조이더라도 지장없이 접속이 가능하다.

본 발명은, 상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더의 두께가 20∼25㎛, 상기 바인더에 분산 배합된 도전 입자의 직경이 3㎛∼5㎛ 인 범위로 되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 수지로 이루어지는 바인더의 두께가 상기의 범위이고, 도전 입자의 직경이 상기의 범위이면, 소자의 접속 단자와 플렉시블 프린트 기판의 전극이, 피치나 크기가 다른 구조이더라도 지장없이 접속이 가능하다.

본 발명은, 상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더 두께가 20∼25㎛, 상기 바인더에 분산 배합된 도전 입자의 밀도가 100 만개/㎣∼750 만개/㎣ 인 범위로 되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 수지로 이루어지는 바인더의 두께가 상기의 범위이고, 도전 입자의 밀도가 상기의 범위이면, 소자의 접속 단자와 플렉시블 프린트 기판의 전극이 피치나 크기가 다른 구조이더라도 지장없이 접속이 가능하다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명은 이하에 설명하는 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 또한, 이하의 도면에 있어서는 각 구성 부분의 축척에 대해서 도면에 표기하는 것이 용이해지도록 구성 부분마다 축척을 바꾸어 기재하고 있다.

도 1 은, 제 1 실시형태의 액정 표시 장치의 개략 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2 는 도 1 의 액정 표시 장치의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따른 단면도이다.

도 중에 있어서, 1 은 액정 셀이고, 이 액정 셀 (1) 은 2 장의 투명 기판 (2, 3) 을 그들 사이에 셀 갭을 형성하도록 하여 포개고, 기판 (2, 3) 사이에 주입된 액정 (5) 을 기판 (2, 3) 과 이들의 대향면측의 둘레 가장자리부에 형성된 밀봉재 (6) 에 의해 둘러싸여 협지된 기본 구조로 된 것이다. 도 1, 도 2 에 있어서 하측에 위치하는 기판 (2) 은, 상측의 기판 (3) 보다 큰 사이즈로 된 것이고, 기판 (2) 의 연장 부분 (2a) 에 후술하는 구동용 소자 접속 영역 (7), FPC 배선 영역 (8) 이 형성되고, 구동용 소자 접속 영역 (7) 에 구동용 소자 (구동용 IC)(9) 가 실장되고, FPC 배선 영역 (8) 에 플렉시블 프린트 기판 (FPC)(10) 이 접속되고 액정 표시 장치 A 가 구성되어 있다.

이 형태로 사용하는 액정 셀 (1) 에 구비되는 액정 구동용 회로는 특별히 한정되는 것이 아니라, 단순 매트릭스형 또는 액티브 매트릭스형 중 어느 것이어도 된다. 예를 들어, 표시 영역을 구획하는 각 화소마다 박막 트랜지스터를 배치하고, 구동 제어용 소스선과 게이트선을 종횡으로 배치한 구성의 TFT 형의 회로 구성 또는 한 쪽의 기판 측에 단책 형상의 전극을 복수 배열하고, 다른 쪽의 기판 측에 단책 형상의 전극을 복수 배열한 구성의 단순 매트릭스형 중 어느 구성에도 적용할 수 있다. 또한, 액정 셀 (1) 이 투과형, 반사형, 반투과 반사형 중 어느 구성이라도 적용할 수 있다.

이 형태의 액정 셀 (1) 에서는, 액정 구동용 회로의 배선 (S) 이 복수, 액정 셀 (1) 의 표시 영역에 형성되고, 이들 배선 (S) 이 표시 영역으로부터 외측으로 연장되도록 형성되어 기판 (2) 의 연장 부분 (2a) 의 상면 측에 인출되고, 연장 부분 (2a) 에 있어서 기판 (3) 의 가장자리부 (3a) 를 따라 구획된 가늘고 긴 구동용 소자 접속 영역 (7) 에 연장 배선 (11) 으로서 밀집 배열되어 있다.

이 구동용 소자 접속 영역 (7) 에 있어서는 구동용 소자 (9) 의 범프 등의 접속 단자의 정렬 피치에 맞도록 필요 개수의 연장 배선 (11) 이 정렬 형성되어 있다. 이들 연장 배선 (11) 은 액정 셀 (1) 의 일부를 구성하는 액정 구동용의 회로 배선을 그대로 연장시켜 형성된 것이 바람직하기 때문에, 통상 ITO 등의 투명도전막으로 형성되지만, 금속 배선 등의 도전막을 별도 기판 (2) 상에 형성한 것이 어도 된다.

다음으로, 기판 (2) 의 연장 부분 (2a) 의 상면에 있어서 외측의 단부 (연장 부분 (2a) 의 상면에 있어서 기판 (3) 측과 반대측의 단부) 에는, 상기 구동용 소자 접속 영역 (7) 과 동일 정도의 길이와 폭의 FPC 배선 영역 (8) 이 형성되고, 이 FPC 배선 영역 (8) 에는 플렉시블 프린트 기판 (10) 에 형성되어 있는 후술하는 배선부 (25) 의 피치에 합치하는 피치로 복수개의 단책 형상의 접속 배선 (15) 이 서로 평행하게 배열 형성되어 있다. 이들의 접속 배선 (15) 은, 상기 연장 배선 (11) 과 동일하게 통상은 ITO 등의 투명 도전막으로 형성되지만, 금속 배선 등의 도전막을 별도 기판 (2) 의 연장 부분 (2a) 상에 형성한 것이어도 된다.

그리고, 상기 구동용 소자 접속 영역 (7) 에 배열되어 있는 복수개의 연장 배선 (11) 과 FPC 배선 영역 (8) 에 배열되어 있는 복수개의 접속 배선 (15) 에 걸치도록 ACF 필름 (16) 이 장착되고, 구동용 소자 접속 영역 (7) 상의 ACF 필름 (16) 상에 구동 소자 (9) 일측의 복수의 접속 단자 (9a) 가 전기적으로 접속되고, 배선 영역 (8) 상의 ACF 필름 (16) 상이며, 구동용 소자 접속 영역 (7) 에 가까운 측의 부분에 구동 소자 (9) 타측의 복수의 접속 단자 (9b) 가 전기적으로 접속되어 있다. 상기 구동 소자 (9) 는 칩 형상으로 내부에 반도체 등의 기능 소자를 포함하여 이루어지는 본체부 (9A) 를 갖고, 그 바닥면측의 일측과 타측에 20㎛∼50㎛ 정도의 피치로 범프 등의 복수의 접속 단자 (9a, 9b) 가 돌출 형성된 것이다.

이들의 접속 단자 (9a, 9b) 는, 예를 들어 표면적 1000∼8000㎛² 사이즈 정 도, 높이 9㎛∼20㎛ 정도, 단자간 거리 8㎛∼20㎛ 정도의 크기로 형성된 것으로서, 예를 들어 본체부 (9A) 의 일측에 수 10∼수 100 개 정도 형성되어 있다.

상기 ACF 필름 (16) 은, 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지는 바인더의 내부에, 도전 입자가 다수 분산된 구성으로 되어 있다.

도 3 에 이 형태로 사용하는 ACF 필름 (16) 의 개념 구조의 일례를 나타내지만, 이 형태의 ACF 필름 (16) 은, 기층 (20) 과 분산층 (21) 으로 이루어지는 상하 2 층 구조로 되고, 기층 (20) 은 도전 입자가 분산되어 있지 않은 수지의 바인더만의 구조로 되고, 그 위의 분산층 (21) 에는 입자 직경 3㎛∼5㎛ 정도의 도전 입자 (22) 가 100 만개/㎣∼750 만개/㎣ 정도의 밀도에서, 수지의 바인더 (23) 내에 분산배합된 구조로 되어 있다.

상기 기술한 바와 같은 2 층 구조로 함으로써 바인더의 유동성이 향상되고, 도전성 입자가 바인더에 균일하게 분산되기 쉬워지는 효과를 나타내기 때문에 바람직하다.

상기 ACF 필름 (16) 은 예를 들어 전체로서 20㎛∼25㎛ 정도의 두께로 되고, 기층 (20) 의 두께가 예를 들어 9㎛∼15㎛ 정도, 분산층 (21) 이 예를 들어 10㎛∼14㎛ 정도의 두께로 된다.

ACF 필름 (16) 이 지나치게 두꺼운 경우, 수지가 지나치게 많고, 접촉 저항이 상승하는 경향이 되고, 반대로 지나치게 얇은 경우, 수지가 충분하지 않아 바인더가 지나치게 유동하여, 도전 입자의 유지가 불가능해지는 문제가 있다.

상기 ACF 필름 (16) 을 구성하는 수지 바인더는 탄성률, 예를 들어 1.0∼ 3.0G㎩ 정도 (30℃ 에서), 0.05G㎩ 이하 (150℃ 에서) 로 되는 것이 바람직하다. 또한, 바인더의 결정화 온도 (Tg) 는 100∼150℃ 의 범위가 바람직하다.

탄성률이 30℃ 에서, 1G㎩ 보다 낮은 경우, 접속 저항이 상승하고, 3G㎩ 보다 큰 경우, ACF 필름 (16) 의 밀착성이 저하되므로 바람직하지 않다. 또한, 바인더의 결정화 온도 (Tg) 가 100℃ 미만인 경우, 임시 고정으로 반응하는 경향이 강해지기 대문에, 취급이 곤란해지기 쉽고, Tg 가 150℃ 를 초과하는 경우, 반응 온도가 높아지기 때문에, 압착 온도를 높게 해야만 하여, 취급이 어려워지므로 바람직하지 않다.

상기 구동 소자 (9) 는, 그들의 접속 단자 (9a, 9b) 를 ACF 필름 (16) 에 대하여 가열한 상태에서 가압하여, 복수의 접속 단자 (9a, 9b) 를 ACF 필름 (16) 의 바인더 내에 침입시켜, 복수의 접속 단자 (9a) 를 복수의 도전 입자 (22) 를 개재하여 연장 배선 (11) 에 전기적으로 접속함과 함께, 복수의 접속 단자 (9b) 를 도전 입자 (22) 를 개재하여 접속 배선 (15) 에 전기적으로 접속하여, 그 후의 가열에 의해 바인더를 유동 고화시켜 각 접속 단자 (9a, 9b) 를 각 배선 (11, 15) 에 압착함으로써 접합되어 있다.

다음으로, 상기 기판 (2) 의 연장 부분 (2a) 에 있어서 구동 소자 (9) 가 접합된 부분의 외측에 있어서의 배선 (15) 의 위에는, ACF 필름 (16) 이 그대로 기판 (2) 의 단부에 달하도록 연장 형성되고, 그 부분의 ACF 필름 (16) 상에 플렉시블 프린트 기판 (10) 의 배선부 (25) 가 접합되어 있다.

이 플렉시블 프린트 기판 (10) 은 폴리이미드로 이루어지는 기재 층에 구리 박이나 도금층 등으로 이루어지는 배선부 (25) 가 복수 소정의 피치로 형성되어 이루어진다.

이들 배선부 (25) 의 구체적인 구조로서, 이하의 적층 구조를 예시할 수 있다. 예를 들어, 접착층과 구리박과 Th 도금층과 Ni 도금층과 Au 도금층의 적층 구조, 접착층과 구리박과 Th 도금층과 납 또는 납프리 도금층의 적층 구조, 접착층과 구리박과 납 또는 납프리 도금층의 적층 구조, 구리박과 Th 층과 Ni 도금층과 Au 도금층의 적층 구조, 구리박과 납 또는 납프리 도금층의 적층 구조 등을 예시할 수 있다.

또한, 플렉시블 프린트 기판 (10) 에 있어서 배선부 (25) 의 피치는 0.06㎜∼4㎜ 정도, 플렉시블 프린트 기판 단부의 배선부의 폭 (도체 단자폭) 은 0.03㎜∼1㎜ 정도, 두께는 10㎛∼80㎛ 정도, 배선부 (25) 의 각 도체 사이의 스페이스는 0.03㎜∼2㎜ 정도이다.

전술과 같이 구동 소자 (9) 의 접속 단자 (9b) 의 피치나 폭, 높이는 수㎛∼수 10㎛ 오더이고, 이들의 피치나 폭에 대하여 플렉시블 프린트 기판 (10) 의 배선부 (25) 의 피치나 폭은 O.1mm∼수 ㎜ 정도의 범위이기 때문에, 서로의 크기는 다른 오더로 되어 있다. 종래, 이들과 같은 오더가 다른 단자나 도체의 접속은, 1 장의 ACF 필름에서는 양호한 압착성을 얻는 것이 어렵지만, 상기 설명한 구조의 ACF 필름 (16) 이면, 특정한 수지 바인더의 종류와 두께에 더하여 양호한 도전 입자의 크기로서, 도전 입자의 분산 상태를 적절한 범위로 한 ACF 필름 (16) 을 사용하고 있기 때문에, 다른 크기나 피치의 접속 단자 (9a, 9b) 와 배선부 (25) 라도, 1 장의 ACF 필름 (16) 을 사용하여 공용화할 수 있고, 어느 쪽의 부분이라도 양호한 접합성으로 압착 접합할 수 있다.

예를 들어, 종래 구동 소자 (9) 의 접속 단자가 수 10㎛ 오더의 피치와 폭이고, 플렉시블 프린트 기판의 배선부의 피치 및 폭이 각각 0.1mm∼0.6㎜ 정도이면, 압착할 때 ACF 필름의 수지를 열로 용융시키고 유동시켜 접합하게 되므로, 피치나 폭이 다른 단자나 배선부를 동일 ACF 필름에서는 압착할 수 없었지만, 상기 기술한 ACF 필름 (16) 을 사용함으로써 양자를 공용화하여 압착하더라도, 양호한 접합부 신뢰성, 강도를 실현할 수 있다.

또한, 구동 소자 (9) 의 접속 단자 (9b) 의 베이스와 플렉시블 프린트 기판 (10) 의 배선부 (25) 의 베이스가 모두 동일 ACF 필름 (16) 으로 이루어지기 때문에, 접속 단자 (9b) 와 배선부 (25) 의 가압 접착을 동일 가압 헤드에서 실시할 수 있게 된다.

도 4 는 이 상태를 나타내지만, 단차부를 개재하여 인접하는 가압면 (26a, 26b) 을 갖는 가압 헤드 (26) 를 사용하고, 구동 소자 (9) 와 플렉시블 프린트 기판 (10) 을 동시에 가압함으로써, 1 장의 ACF 필름 (16) 으로 피치나 크기가 다른 구동 소자 (9) 와 플렉시블 프린트 기판 (10) 을 동시에 압착 접합할 수 있다.

이에 따라, 구동 소자 (9) 의 접속 단자 (9b) 와 플렉시블 프린트 기판 (10) 의 배선부 (25) 를 가능한 한 접근시키더라도 지장없이 동일 가압 헤드 (26) 로 압착할 수 있기 때문에, 구동 소자 (9) 의 접속 단자 (9b) 의 압착 접합 부분과 플렉시블 프린트 기판 (10) 의 배선부 (25) 의 압착 접합 부분을 지금까지 이상으로 접 근시켜 배치할 수 있고, 예를 들어 0.2㎜ 정도의 간극으로 접합할 수 있기 때문에, 기판 (2) 의 연장 부분 (2a) 에 있어서 간극이 없는 낭비 공간이 없는 접합 구조를 제공할 수 있는 특징을 갖는다.

이에 대하여 종래 구조에서는, 구동 소자 (9) 의 접속 단자의 접속 부분과 플렉시블 프린트 기판의 배선부의 접합을 각각의 ACF 필름을 사용한 구조로 실시하였기 때문에, 각각의 장소를 가압 헤드로 가압하여 압착할 때의 ±0.3㎜ 정도의 클리어런스가 최저한 필요하고, 그 클리어런스의 부분만 쓸모없는 공간을 발생시키고, 나아가서는 기판 (2) 의 연장 부분의 면적을 작게 할 수 없는 문제가 있었지만, 이 실시형태의 구조를 채용하면, 기판 (2) 의 연장 부분 (2a) 을 지금까지 이상으로 소형화할 수 있다. 따라서, 이 형태의 액정 표시 장치 A 는, 소형화가 진전되고 있는 휴대 전화 등의 소형 전자 기기에 사용하여 스페이스 절약 면에서 바람직한 특징을 갖는다.

예를 들어, 종래, 구동 소자용 접속 영역과 플렉시블 프린트 기판 접속용의 영역에 각각의 ACF 필름을 사용하는 경우에는, 양자를 압착하기 위한 가압 헤드의 위치 제어의 관계로부터 0.6㎜∼수 ㎜ 정도의 클리어런스를 절대적으로 필요로 하고 있었지만, 이 형태의 구조를 채용하여 ACF 필름을 공용화함으로써, 0.2㎜ 정도의 간극까지 쓸모없는 공간을 협소화할 수 있다. 이에 따라, 본 실시형태의 구조에서는 0.4㎜∼수 ㎜ 정도의 소형화가 가능해지지만, 휴대 전화의 내부 구조에서는 불과 수분의 1㎜ 이더라도 액정 표시 장치가 소형화되는 것이 요구되므로, 그 효과는 크다.

또한, 종래 2 종류 사용했던 ACF 필름을 1 종류로 통일할 수 있기 때문에, ACF 필름의 공용화가 가능해지고, ACF 필름의 필요 비용을 1/2 정도로 저감시키는 것이 가능해진다. 또한, 종래와 같이 ACF 필름을 2 종류 보관하고 있으면, 바인더 수지의 종류에 의해 경시적으로 바인더가 경화되기 때문에, ACF 필름의 보관이나 보수 자체가 번잡하고, 바인더 수지의 종류에 따라 2 종류의 ACF 필름의 보관 기한을 관리해야만 했지만, ACF 필름을 1 종류로 통일할 수 있는 점에서, ACF 필름의 보관 자체가 용이해지고, ACF 필름 (16) 을 사용한 구조의 제조 공정의 간략화에 기여한다.

또, 지금까지의 실시형태에서는 액정 표시 장치의 구동용 IC 등의 구동 소자 (9) 와 플렉시블 프린트 기판 (10) 의 접속 부분에 본 발명을 적용한 예에 관해서 설명하였지만, 본 발명 구조는 이것에 한정되는 것이 아니라, 접속 단자를 복수 구비한 소자와 플렉시블 프린트 기판의 배선부를 기판 상에서 접합하는 경우에 널리 적용할 수 있고, 특히 소자측의 접속 단자의 크기나 피치와 플렉시블 프린트 기판의 배선부의 크기나 피치가 다른 경우의 접속 구조 일반에 널리 적용할 수 있는 것은 물론이다.

실시예

유리 기판 상에 형성된 ITO 로 이루어지는 폭 27㎛, 피치 42㎛ 의 제 1 배선군과, 유리 기판 단부 상에 형성된 ITO 로 이루어지는 폭 0.08㎜, 피치 0.16㎜ 의 제 2 배선군에 대하여, 제 1 배선군과 제 2 배선군에 걸치도록 두께 24㎛ 의 ACF 필름을 배치하였다.

제 1 배선군 위의 ACF 필름 상에 폭 27㎛, 피치 42㎛ 등, 높이 15㎛ 의 금속 패드를 808 개 갖는 액정 구동용 IC 를 설치하고, 제 2 배선군 위의 ACF 필름 상에 폭 0.08㎜, 피치 0.16㎜ 의 배선부를 구비한 플렉시블 프린트 기판을 배치하고, 양자 위로부터 10M㎩ 의 가압력으로 가압 헤드를 누르고, 200℃ 로 가열하여 접합하였다. 이 가압 헤드는 압압면에 단차를 갖는 구조로 되어 있어, 액정 구동용 IC 와 플렉시블 프린트 기판을 동시에 균일한 가압력으로 누르면서 가열할 수 있는 구조의 것을 채용하였다.

여기에서 액정 구동용 IC 의 단부와 플렉시블 프린트 기판의 단부는 0.2㎜ 의 간극으로서 접합하였다.

여기에서 사용한 ACF 필름은, 에폭시 수지제의 총 두께 24㎛, 도전 입자가 없는 부분의 기층 두께 12㎛, 도전 입자의 분산된 분산층 부분의 두께 12㎛, 입경 4㎛ 의 도전 입자를 310 만개/㎣ 의 밀도로 분산시킨 것을 사용하였다. 에폭시 수지제의 바인더의 탄성률은 2.6G㎩ (30℃) 로 하였다.

상기 구동용 IC 와 플렉시블 프린트 기판을 상기 배선군에 대하여 50 개씩 접합하고, 플렉시블 프린트 기판의 배선부를 개재하여 구동용 IC 에 고온 고습 통전 시험을 실시해 보았지만, 접합 불량을 발생시키지 않고 전체 수가 통상대로 동작하였다.

따라서, 상기 배선 접속 구조에 의해, 1 개의 ACF 필름으로 구동용 IC 의 접속 단자와 플렉시블 프린트 기판의 배선부의 접합이 가능한 것이 판명되었다.

다음으로, ACF 필름의 층 두께를 35㎛ 로 한 ACF 필름을 제조하여 상기 기술 한 시험에 제공하였지만, 접속 단자의 도통 기능의 저하에 의해 표시 품위가 약간 저하되었다.

이것은, ACF 필름이 두꺼워지고, 상기 기술한 가압 접합에서는 도전 입자가 일부 배선에 맞닿을 수 없었던 것으로 생각된다.

ACF 필름의 층두께를 15㎛ 로 한 ACF 필름을 제조하여 상기 기술한 시험에 제공하였지만, 접속 단자의 도통 기능의 저하에 의해 표시 품위가 약간 저하되었다. 이것은, ACF 필름이 얇아지고, 상기 기술한 가압 접합에서는 바인더 부분이 유동하여, 도전 입자의 바인더에 의한 유지가 저하된 것으로 생각된다.

ACF 필름의 층두께를 22㎛, 평균 도전 입자 직경 4㎛, 도전 입자 밀도 200 만개/㎣ 로서, 사용하는 수지의 바인더의 탄성률이 다른 것을 사용하여 상기와 동일하게 50 개의 구동용 IC 를 접합하는 시험을 실시하고, 통전 시험한 결과, 탄성률 0.5G㎩ 의 바인더 및 3.3G㎩ 의 바인더에서는 통전 기능의 저하에 의해 표시 품위가 약간 저하되었다.

이들에 대하여, 1.0G㎩ 의 바인더 수지를 사용한 시료와 2.0G㎩ 의 바인더 수지를 사용한 시료와 3.0G㎩ 의 바인더 수지를 사용한 시료에서는 접속 불량을 발생시키지 않았다. 이것은 이하의 이유에 따른 것으로 추정된다.

탄성률이 0.5G㎩ 인 시료는, 바인더의 유동성이 좋고, ACF 필름의 밀착이 저하된 것으로 생각된다. 또한, 탄성률이 3.0G㎩ 인 시료는 도전 입자의 응집에 의해 단자 사이의 도통 기능이 저하된 것으로 생각된다.

ACF 필름의 층 두께를 22㎛, 도전 입자 밀도 200만개/㎣ 로서, 사용하는 도 전 입자 직경이 다른 것을 사용하여 상기와 동일한 접합 시험을 실시하고, 통전 시험한 결과, 평균 2㎛ 의 도전 입자를 사용한 시료 및 평균 6㎛ 의 도전 입자를 사용한 시료에서는 도통 기능의 저하에 의해 표시 품위가 약간 저하되었다.

이들에 대하여, 평균 3㎛ 직경의 도전 입자를 사용한 시료와 평균 5㎛ 의 도전 입자를 사용한 시료에서는 접속 불량을 발생시키지 않았다.

이것은 이하의 이유에 따른 것으로 추정된다. 도전 입자가 2㎛ 인 경우, 구동 소자 (구동 IC) 의 범프 높이의 격차를 흡수하는 기능이 저하되고, 도통 기능이 저하된 것으로 생각된다. 또한, 도전 입자가 6㎛ 인 경우, 구동 IC 의 범프 사이에서 도전 입자의 도통 기능이 저하된 것으로 생각된다.

이상의 시험 결과로부터, 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 바인더 두께가 20∼25㎛ 인 경우, 상기 바인더의 탄성률이 1.0∼3.0G㎩ 인 범위가 바람직한 것으로 판명되었다.

또한, 상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더 두께가 20∼25㎛ 인 경우, 상기 바인더에 분산 배합된 도전 입자의 직경이 3㎛∼5㎛ 인 범위가 바람직한 것으로 판명되었다.

또한, 상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더 두께가 20∼25㎛ 인 경우, 상기 바인더에 분산 배합된 도전 입자의 밀도가 100 만개/㎣∼750 만개/㎣ 인 범위가 바람직한 것으로 판명되었다.

산업상 이용가능성

본 발명에 있어서는, 소자와 플렉시블 프린트 기판을 다른 기판에 배선 접속 하는 구조에 널리 적용 가능하고, 예를 들어 액정 표시 장치의 구동용 IC 의 접속 부분과 플렉시블 프린트 기판의 접속 구조 부분에 본 발명 구조를 적용할 수 있지만, 기타 일반 구조의 접속 배선 부분에 널리 적용할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명에 따르면, 소자 직하의 배선 접속과 FPC 직하의 배선 접속을 1 개의 ACF 에서 공용화하여 실시할 수 있고, 1 개의 ACF 필름으로 함으로써 2 개의 ACF 필름을 사용했던 종래의 구조에 비교하여 배선 구조의 간략화와 공용화가 가능하다. 또한, 2 개의 ACF 필름을 설치하여 개별적으로 압착 접속했던 종래 구조에 비교하여, 1 개의 ACF 필름을 압착함으로써 배선 접속시의 작업성을 향상시킬 수 있음과 함께, 1 개의 ACF 필름을 압착할 때의 조건을 갖춤으로써 접속의 신뢰성 향상도 도모할 수 있다.

또한, 각각의 ACF 필름을 배치하는 경우와 비교하여, 가열하여 압착하는 경우에 각각의 조건에서 가압 압착할 필요가 없기 때문에, ACF 필름을 각각 압착하는 경우에 필요했던 클리어런스를 형성할 필요가 없어지고, 소자와 플렉시블 프린트 기판을 가능한 한 밀착시켜 배치할 수 있다. 또한, 소자와 플렉시블 프린트 기판을 액정 표시 장치의 기판에 부착하는 구조에 채용함으로써, 액정 표시 장치용 기판의 협액연화, 소형화에 기여한다.

Claims

기판 상에 이간하여 소자 접속 영역과 FPC 배선 영역이 형성되고, 상기 소자 접속 영역과 상기 FPC 배선 영역에 걸쳐 수지의 바인더에 도전 입자를 분산시킨 구성의 ACF 필름이 배치되고, 상기 소자 접속 영역 상의 ACF 필름 상에는 접속 단자를 구비한 소자가, 그 접속 단자를 ACF 필름을 개재하여 상기 소자 접속 영역의 배선에 전기적으로 접속한 상태에서 설치됨과 함께, 상기 FPC용 배선 영역 상의 ACF 필름 상에는, FPC 필름이 그 배선부를 ACF 필름을 개재하여 상기 FPC용 배선 영역의 접속 배선에 전기적으로 접속한 상태에서 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 접속 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 소자의 접속 단자 부분의 피치 및 두께와, 상기 FPC 필름의 배선부의 피치 및 두께가 다른 값으로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 접속 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 소자의 접속 단자가 상기 ACF 필름의 도전 입자를 개재하여 상기 기판 상의 소자 접속 영역의 배선에 대하여 열 압착하여 접속되고, 상기 FPC 필름의 배선부가 상기 ACF 필름의 도전 입자를 개재하여 상기 기판 상의 FPC용 배선 영역의 접속 배선에 대하여 열 압착하여 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 접 속 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더 두께가 20∼25㎛, 상기 바인더의 탄성률이 1.0∼3.0G㎩ 의 범위로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 접속 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더 두께가 20∼25㎛, 상기 바인더에 분산 배합된 도전 입자의 직경이 3㎛∼5㎛ 인 범위로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 접속 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더 두께가 20∼25㎛, 상기 바인더에 분산 배합된 도전 입자의 밀도가 100 만개/㎣∼750 만개/㎣ 의 범위로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선 접속 구조.
액정층을 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 기판이 구비되어 이루어지고, 각 기판의 액정층측 면에 배선이 각각 형성되어 이루어지는 액정 표시 장치로서, 상기 각 배선이 상기 한 쪽 기판의 소자 접속 영역에 배선되고, 상기 기판 둘레 가장자 리부에 상기 소자 접속 영역과 이간되어 FPC용 배선 영역이 형성되고, 상기 소자 접속 영역과 상기 FPC용 배선 영역에는 양쪽의 영역에 걸쳐 수지의 바인더에 도전 입자를 분산시킨 구성의 ACF 필름이 배치되고, 상기 소자 접속 영역 상의 ACF 필름 상에는 접속 단자를 구비한 소자가, 그 접속 단자를 ACF 필름을 개재하여 상기 소자 접속 영역의 배선에 접속된 상태에서 배치됨과 함께, 상기 FPC용 배선 영역 상의 ACF 필름 상에는 FPC 필름이, 그 배선부를 ACF 필름을 개재하여 상기 FPC용 배선 영역의 접속 배선에 접속된 상태에서 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 소자의 접속 단자 부분의 피치 및 두께와, 상기 FPC 필름의 배선부의 피치 및 두께가 다른 값으로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 소자의 접속 단자가 상기 ACF 필름의 도전 입자를 개재하여 상기 기판 상의 소자 접속 영역의 배선에 대하여 열 압착하여 접속되고, 상기 FPC 필름의 배선부가 상기 ACF 필름의 도전 입자를 개재하여 상기 기판 상의 FPC용 배선 영역의 접속 배선에 대하여 열 압착하여 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더 두께가 20∼25㎛, 상기 바인더의 탄성률이 1.0∼3.0G㎩ 의 범위로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더 두께가 20∼25㎛, 상기 바인더에 분산 배합된 도전 입자의 직경이 3㎛∼5㎛ 인 범위로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 바인더가 에폭시 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지고, 상기 바인더 두께가 20∼25㎛, 상기 바인더에 분산 배합된 도전 입자의 밀도가 100 만개/㎣∼750 만개/㎣ 의 범위로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.