(57)【要約】      （修正有）【課題】  駆動コンポーネントの端子とガラス基板の端子とを接合するのに適している積層構造を備えた導電材料を提供する。【解決手段】  積層構造を備えた導電材料を提供する。本発明の積層構造を備えた導電材料は、表面に導電粒子が分散された少なくとも１層のポリマープラスチック層３２を含む。この導電材料が、駆動コンポーネント４の端子５とガラス基板１の端子２とを圧着するのに用いられると、端子間の接合インピーダンスは低減される。そして、超ファインピッチの目的が達成される。【選択図】  図３
2006319001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に導電粒子が分散された少なくとも１層のポリマープラスチック層からなる積層構造を備えた導電材料。
【請求項２】
前記ポリマープラスチック層が、熱可塑性樹脂からなる請求項１記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項３】
前記ポリマープラスチック層が、熱硬化性樹脂からなる請求項１記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項４】
前記導電材料には、積層された複数のポリマープラスチック層が含まれ、
前記導電粒子が、界面間において、積層された２層のポリマープラスチック層のうちの少なくとも１層の表面に分散されている請求項１記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項５】
前記ポリマープラスチック層が、熱可塑性樹脂からなる請求項４記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項６】
前記ポリマープラスチック層が、熱硬化性樹脂からなる請求項４記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項７】
前記導電粒子が、前記ポリマープラスチック層の表面において不規則に分散される請求項１記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項８】
前記導電粒子が、前記ポリマープラスチック層の表面において不規則に分散される請求項４記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項９】
前記導電粒子が、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼及びカーボン、並びにこれらの組み合せからなる群より選ばれた材料から形成されたものである請求項１記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項１０】
前記導電粒子が、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼及びカーボン、並びにこれらの組み合せからなる群より選ばれた材料から形成されたものである請求項７記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項１１】
前記導電粒子が、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼及びカーボン、並びにこれらの組み合せからなる群より選ばれた材料から形成されたものである請求項４記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項１２】
前記導電粒子が、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼及びカーボン、並びにこれらの組み合せからなる群より選ばれた材料から形成されたものである請求項８記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項１３】
前記導電粒子の高さと幅との比が、約０．２〜１である請求項１記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項１４】
前記導電粒子の高さと幅との比が、約０．２〜１である請求項４記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項１５】
前記導電粒子の高さと幅との比が、約０．２〜１である請求項７記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項１６】
前記導電粒子の高さと幅との比が、約０．２〜１である請求項８記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項１７】
前記導電粒子の形状が、球状、円形状、楕円形状、扁平状、シート状、繊維状又は不規則形状である請求項１記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項１８】
前記導電粒子の形状が、球状、円形状、楕円形状、扁平状、シート状、繊維状又は不規則形状である請求項４記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項１９】
前記導電粒子の形状が、球状、円形状、楕円形状、扁平状、シート状、繊維状又は不規則形状である請求項１０記載の積層構造を備えた導電材料。
【請求項２０】
前記導電粒子の形状が、球状、円形状、楕円形状、扁平状、シート状、繊維状又は不規則形状である請求項１２記載の積層構造を備えた導電材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層構造を備えた導電材料に関し、より詳細には、表面に導電粒子が分散されてなる積層構造を備えた導電材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１Ａ〜図１Ｃに示されるように、一般的に、従来の液晶ディスプレイのガラス基板の端子と駆動コンポーネントの端子との間において電気的導通を付与するために、球状の導電粒子が用いられている。導電材料３は、端子２が形成されたガラス基板１表面に塗布又は貼着される。そして、駆動コンポーネント４の表面に形成された端子５、及びガラス基板１の表面に形成された端子２は、端子同士の位置を合わせるようにして、導電材料３を介して接合される。端子２，５間において、電気的導通はＺ軸方向に生じ、電気的絶縁はＸ−Ｙ平面の方向に生じる。
【０００３】
図２Ａに示されるように、導電材料３は、球状の導電粒子３１が均一に分散された熱可塑性層又は熱硬化性層から形成される。しかしながら、導電材料３中において、導電粒子３１のクラスター化を防止し、導電粒子３１を均一に分布させるためには、導電材料３に外部電界及び外部磁界をかける必要がある。また、精度良く制御するための設備を使用する必要もある。よって、製造コストが増加してしまう。
【０００４】
また、駆動コンポーネント４の端子５が、液晶ディスプレイのガラス基板１の端子２に、導電材料３によって圧着されると、図２Ｂに示されるように、導電粒子３１を介して端子２，５間でＺ軸方向の電気的導通が構築されることとなる。導電粒子３１はガラス基板１と駆動コンポーネント４との間で圧迫されるため、端子２，５の接合部位以外の部分にある導電粒子３１同士でショートする可能性がある。すなわち、図２ＢのＡ部分に示されているように、Ｘ−Ｙ平面の方向において、望まない電気的導通が構築されてしまう。
【０００５】
液晶ディスプレイに関し、高解像度及びより小さいサイズへの要求が高まる中で、ガラス基板１の端子２と駆動コンポーネント４の端子５との間のピッチ間隔をより短縮することが求められている。その結果、端子２，５間の接合インピーダンスは、接合面積の縮小により上昇してしまう。ファインピッチに対する要求を満足させるためには、導電粒子３１のサイズを縮小することが必要とされる。その結果として、導電粒子３１製造の困難度、及び製造コストが増加してしまう。さらに、端子２，５の表面粗さにより、導電粒子３１のサイズのさらなる縮小化が制約される。導電粒子３１のサイズを、端子２，５の表面粗さにより許容し得る大きさより小さくすると、電気的導電不良が生じてしまう。導電粒子３１の密度が高まると、接合インピーダンスは低減され得るものの、ファインピッチ接合に対する要求は満たされない。以上の諸事情により、従来の導電材料は、ピッチ間隔が５０ミクロンよりも大きい場合において、接合用に用いられている。
【０００６】
したがって、上述した欠点を解決することができ、かつ、液晶ディスプレイの端子と駆動コンポーネントの端子とのファインピッチ接合に適している導電材料の提供が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的の１つは、表面に導電粒子が分散された少なくとも１層のポリマープラスチック層を含む積層構造を備えた導電材料であって、単位表面積における導電粒子の密度が低減されるために、マイクロピッチ接合（micro-pitch joining）の要求を満たすことができる積層構造を備えた導電材料を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、表面に導電粒子が分散された少なくとも１層のポリマープラスチック層を含む積層構造を備えた導電材料であって、ポリマープラスチック層表面に分散される導電粒子の密度を、外部電界及び外部磁界の印加によることなく容易に制御することのできる積層構造を備えた導電材料を提供することである。これにより、製造コストを低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するため、本発明は、駆動コンポーネントの端子とガラス基板の端子との接合に使用することができる、積層構造を備えた導電材料を提供する。この本発明による積層構造を備えた導電材料は、導電粒子が表面に分散された少なくとも１層のポリマープラスチック層を含む。各ポリマープラスチック層の単位表面積における導電粒子の密度は、導電粒子がポリマープラスチック層の表面に分散されることによって、低減され得る。さらに、導電粒子は、導電材料中の端子接合部以外の部分におけるポリマープラスチック層によって、それぞれ分離される。よって、導電材料中の端子接合部以外の部分にある導電粒子間に生じ得るショート現象が回避される。加えて、本発明の積層状導電材料は、ファインピッチ接合の目的を達成するために、以下の３つのメカニズムを提供する。（１）単位体積あたりの導電粒子数を一定に保持しながら、導電材料の積層を増やす。これによって、単位表面積あたりの導電粒子数を減らすことができるとともに、接合部以外の部分にある導電粒子間でショートする確率が低減される。そして、端子間のピッチ間隔が短縮され得るため、ファインピッチ接合が実現されることとなる。（２）本発明の導電材料は、非球状（例えば、楕円形状、扁平状、シート状、繊維状、又は不規則形状）の導電粒子を使用する。端子間の接合インピーダンスは、より低くなり得る。その結果、端子間のピッチ間隔が短縮され、ファインピッチ接合の目的が達成されることとなる。（３）本発明の導電材料は、非球状の導電粒子を使用する。非球状の導電粒子は、従来の球状導電粒子と比較して、端子接合時にたやすく流失するようなことはない。したがって、非球状の導電粒子は、クラスター化（clustering）の効果を提供することができ、端子間のピッチ間隔の短縮化に有利である。これによって、ファインピッチ接合の目的が達成される。本発明の導電材料は、超ファインピッチの液晶ディスプレイに利用されるものとして適している。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａ〜図１Ｃは、従来の導電材料によってガラス基板の端子と駆動コンポーネントの端子との接合工程フローを示す断面図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｂは、導電粒子が分散された公知の導電材料によってガラス基板の端子と駆動コンポーネントの端子との接合工程フローを示す断面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の第１の実施形態に基づく導電材料によりガラス基板の端子と駆動コンポーネントの端子との接合工程フローの各段階のそれぞれに対応した断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の第２の実施形態に基づく導電材料によりガラス基板の端子と駆動コンポーネントの端子との接合工程フローの各段階のそれぞれに対応した断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
添付の図面に対応させた以下の詳細な説明により、本発明の目的、特徴及び長所がより明確となるであろう。
【００１２】
本発明は、導電粒子が表面に分散された少なくとも１層のポリマープラスチック層を含む、積層構造を備えた導電材料を提供するものである。ポリマープラスチック層は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなるものである。本発明の導電材料が、駆動コンポーネントの端子とガラス基板の端子とを圧着させるのに用いられると、これらの端子間の接合インピーダンス（junction impedance）は低減される。そして、超ファインピッチを得るという目的が達成される。
【００１３】
より詳細には、本発明の積層構造を備えた導電材料は、表面に導電粒子が分散された積層熱可塑性樹脂層又は積層熱硬化性樹脂層からなるものである。かかるポリマープラスチック層表面における導電粒子分布の密度及び均一性は、容易に制御され得る。導電粒子は、積層されたポリマープラスチック層表面に分布されるため、ポリマープラスチック層の単一表面の単位表面積当たりの導電粒子数（導電粒子の密度）は、導電粒子が分散された従来の導電材料と比較して、より小さいものとなる。しかし、本発明の積層構造を備えた導電材料により駆動コンポーネントの端子とガラス基板の端子とを圧着した後、これらの端子間の接合部の導電粒子数は、当該接合部位における積層されたポリマープラスチック層表面部全体における導電粒子数の合計と同じになる。このため、本発明の積層構造を備えた導電材料は、従来の導電材料と同様に、端子間に電気的導通を付与することができる。
【００１４】
また、積層ポリマープラスチック層の単一表面の単位表面積における導電粒子の密度は低下し、かつ、導電粒子は、導電材料のうち端子接合部以外の部分のポリマープラスチック層によって、それぞれ分離される。このため、図２ＢのＡ部分に示されるような導電材料のうち端子接合部以外の部分にある導電粒子間に生じ得るショート現象を回避することができる。
【００１５】
本発明の積層構造を備えた導電材料は、単層構造又は多層構造とすることができる。本発明の導電材料を多層構造として形成する場合、導電粒子を各ポリマープラスチック層の表面のそれぞれに分散させることで、単一層の単位表面積当たりの導電粒子数（すなわち、導電粒子の密度）を減らすことができる。その結果、駆動コンポーネントの端子とガラス基板の端子との間のピッチ間隔をより短縮することができる。積層数を増加する一方で、単位体積あたりの導電粒子数を一定にした場合、単一のポリマープラスチック層の単位表面積当たりの導電粒子数は、それぞれ減少することになる。これにより、端子間のピッチ間隔をさらに短縮することできる。ピッチ幅と積層数との関係は、下記式によって表わすことができる。
【００１６】
Ｐ＝Ｔ＋Ｓ
Ａ＝Ｔ＋Ｓ／(ｎ＋１) 
ｎ＝Ｔｈ／(２×Ｂ)
Ａ＜Ｐ
式中、Ｐはピッチ幅を表し、Ｔは端子幅（リード幅）を表し、Ｓは端子間の間隔を表し、Ａは積層構造を備えた導電材料における予定のピッチ幅（expected pitch）を表し、ｎは積層数を表し、Ｔｈは導電材料の厚さを表し、かつ、Ｂは導電粒子の直径を表す。
【００１７】
本発明の導電材料の積層数が増えても、端子間のピッチ間隔は短縮され得る。しかし、ガラス基板と駆動コンポーネントとの間の距離は一定であるので、積層数はより多数に、各層の厚さはより小さくなることになる。その結果として、積層間の絶縁インピーダンスが不十分となってしまう。そして、ショートする確率が高まる。よって、本発明の導電材料の積層数は、１〜２０層、好ましくは１〜１０層、より好ましくは１〜５層にするのがよい。
【００１８】
本発明の導電材料が少なくとも２層の積層ポリマープラスチック層を含む場合には、界面間において、２層の積層ポリマープラスチック層のうち少なくとも１層の表面に導電粒子を分散させればよい。
【００１９】
さらに、本発明の導電材料のポリマープラスチック層表面において、導電粒子は不規則に分散されていてもよい。導電粒子の配向分布を規定する必要はない。ポリマープラスチック層表面における導電粒子の不規則な分布は、さらなるファインピッチ接合を可能とする。
【００２０】
本発明の導電材料は、単位表面積当たりの導電粒子の密度を低減することができる。よって、本発明の導電材料は、２５ミクロン未満という小ささの超ファインピッチの液晶ディスプレイに使用することができる。
【００２１】
本発明の導電材料の導電粒子としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼及びカーボン、並びにこれらの組み合せからなる群より選択される低抵抗性を有する金属材料が挙げられる。導電粒子の形状は、球状、円形状、楕円形状、扁平状、シート状、棒状、繊維状であってもよいし、不規則形状であってもよい。
【００２２】
導電粒子の形状が繊維状又は棒状である場合、本発明の導電材料を介して端子が圧着されることで、導電粒子と端子との間には線状の接触（linear contact）が構築される。よって、接合インピーダンスが、その他の形状の導電粒子よりも低くなる。
【００２３】
繊維状の導電粒子を金属で成形する場合には、まず、金属を箔状に成形してから、所定の切削技術により繊維状に仕上げる。また、繊維状の導電粒子は、高圧蒸気ジェット噴流を利用した繊維工程、溶融繊維紡績工程（molten fiber spinning process）、若しくは米国特許第６０７４７５２号の発明の名称を「金属繊維塊及びその製造方法（METAL FIBRE AGGLOMERATE AND PROCESS FOR MANUFACTURING THE SAME）」とする明細書において提案された金属繊維成形法、台湾特許公報第５１１４０６号により開示された金属繊維製造技術、又はナノメートルファイバーテクノロジーにより作製することもできる。
【００２４】
導電粒子の大きさは、マイクロメートル単位、ひいてはナノメートル単位とすることができる。導電粒子の高さと幅との比は、約０．２〜１の範囲にすることができる。高さと幅との比が０．２未満であると、端子の表面粗さにより許容される大きさよりも、導電粒子の直径が小さくなってしまい、これにより接合不良が引き起こされる可能性がある。そして、信号が有効に伝送されなくなる。また、高さと幅との比が１に等しい場合、ポリマープラスチック層表面に分散された球状の導電粒子は、軟化したポリマープラスチック層が流動することに伴い、移動してしまうおそれがある。その結果として、端子上における導電粒子の分布が不均一となってしまう。しかし、以上の問題は、いくらかの粘度を有するポリマープラスチック層を用いることによって回避することができる。ファインピッチ及び低インピーダンスの要求を満たすため、本発明の導電材料においては、高さと幅との比が１に等しくない非球状の導電粒子を用いることが好ましい。本発明の導電材料に、繊維状の導電粒子を用いることがより好ましい。これは、軟化したポリマープラスチック層が流動しても、当該ポリマープラスチック層表面に分散された繊維状の導電粒子は、単に変形するだけであって、流失するには至らないからであり、これによって、端子上の導電粒子が不足する事態になることはない。
【００２５】
本発明の導電材料がガラス基板の端子と液晶ディスプレイの端子とを接合するのに用いられると、圧着後、一種の線状の接着によって電気的接合が構築されるため、接合インピーダンスが低減されることとなる。さらに、導電粒子のピッチ間隔と密度との関係は、線形の関係にある。本発明の導電材料の単位表面積当たりの導電粒子数は、従来の導電材料の導電粒子数の１／５〜１／２とすることができる。よって、ファインピッチ接合の要求を満たすことができる。
【００２６】
以下に、添付の図面と照らし合わせながら、実施形態により本発明を詳細に説明する。
図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の第１の実施形態に基づく導電材料によりガラス基板の端子と液晶ディスプレイの端子との接合工程フローの各段階のそれぞれに対応した断面図である。図３Ａを参照すると、第１の実施形態における積層構造を備えた導電材料３は、表面に繊維状の導電粒子３３が分散されたポリマープラスチック層３２を含んでいる。繊維状の導電粒子３３は、ポリマープラスチック層３２の２つの表面上に均一に分布している。この導電材料３を、端子２が形成されたガラス基板１上に塗布する。続いて、端子同士の位置を合わせるようにして、駆動コンポーネント４をガラス基板１に圧着する。圧着後、導電粒子３３が端子２，５に接触するため、端子２，５の間に電気的接続（Ｚ軸方向の電気的接続）が形成される。一方、図３Ｂに示されるように、端子２，５の接合部以外にある導電粒子３３は、ポリマープラスチック層３２によってそれぞれ分離されており、そこにはいかなる電気的接続も構築されない（すなわち、Ｘ方向及びＹ方向にはいかなる電気的接続も存在しない）。
【００２７】
図３Ｃは、図３Ｂの概略平面図である。図３Ｃから、導電材料３の導電粒子３３の分布を見て取ることができる。導電材料３における導電粒子３３の総数は、ポリマープラスチック層３２の２つの表面に分散された導電粒子３３の数の合計に等しい。したがって、導電粒子３３の密度を従来の導電材料と同等にしようとする場合に、この導電材料３は、ポリマープラスチック層３２の２つの表面における単位表面積当たりの導電粒子３３の密度がより低いものとなる。よって、導電材料３のうち端子２，５の接合部以外に位置する表面部分は、単位表面積当たりの導電粒子３３の密度がより低いものとなる。単位表面積当たりの粒子密度が低ければ、当該接合部以外の部分で電気的にショートする確率も低くなる。このことは、ファインピッチ接合が達成されることを意味する。さらに、繊維状の導電粒子３３は、圧着後、端子２，５と線状に連結する。よって、低接合インピーダンスが達成される。
【００２８】
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の第２の実施形態に基づく導電材料によってガラス基板の端子と液晶ディスプレイの端子との接合工程フローの各段階のそれぞれに対応した断面図である。図４Ａを参照すると、第２の実施形態における積層構造を備えた導電材料３は、表面に繊維状の導電粒子３３が分散された３層の積層ポリマープラスチック層３２を含む。導電粒子３３は、３層のポリマープラスチック層３２の各表面に均一に分布されるが、導電粒子３３は、積層ポリマープラスチック層の界面間においては、２層のポリマープラスチック層３２のうち１層の表面に分散しているだけである。この導電材料３を、端子２が形成されたガラス基板１の表面に塗布し、続いて、端子同士の位置を合わせるようにして、駆動コンポーネント４をガラス基板１に圧着する。圧着後、導電粒子３３が端子２，５に接触するため、端子２，５の間に電気的接続（Ｚ軸方向の電気的接続）が形成される。一方、図４Ｂに示されるように、端子２，５の接合部以外にある導電粒子３３同士は、積層ポリマープラスチック層３２によってそれぞれ分離されており、そこにはいかなる電気的接続も構築されない（すなわち、Ｘ方向及びＹ方向にはいかなる電気的接続も存在しない）。
【００２９】
図４Ｃは、図４Ｂの概略平面図である。図４Ｃから、導電材料３の導電粒子３３の分布を見て取ることができる。導電材料３の導電粒子３３の総数は、各ポリマープラスチック層３２の表面のそれぞれに分散されている導電粒子３３の数の合計に等しい。第２の実施形態における導電材料３の３層積層構造によれば、導電粒子３３の密度を従来の導電材料と同等にしようとした場合に、この導電材料３は、単位表面積当たりの導電粒子３３の密度が第１の実施形態のそれよりもさらに低いものとなる。さらに、端子２，５の接合部以外の部分には、いかなる電気的接続も構築されない。単位表面積当たりの粒子密度が低くなると、ファインピッチ接合が達成されることとなる。
【００３０】
本発明の積層構造を備えた導電材料は、導電粒子が層状分布の形式で分布してなるものである。例えば、導電粒子３３は、図３に示すように、ポリマープラスチック層３２の２つの表面に分散される。このため、単位表面積当たりの導電粒子の密度を低くすることができる。さらに、導電粒子がポリマープラスチック層の表面に分散されることで、導電粒子の分布を均一に制御するために電界及び磁界を印加する必要がなく、導電粒子の密度を容易に制御することができる。よって、製造コストを低減することができる。
【００３１】
また、本発明の導電材料における単位表面積当たりの導電粒子の密度は低減されており、かつ、端子接合部以外の部分において、導電粒子同士は、積層ポリマープラスチック層によりそれぞれ分離される。よって、導電材料のうち端子の接合部以外の部分にある導電粒子間に生じ得るショート現象を回避することができる。単位表面積当たりの導電粒子の密度がより低減されたことで、ピッチ間隔の短縮も可能となる。
【００３２】
まとめると、本発明の積層状導電材料は、ファインピッチ接合の目的を達成するために、以下３つのメカニズムを提供する。（１）単位体積当たりの導電粒子数を一定に保持する一方で、導電材料の積層数を増やす。これによって、単位表面積当たりの導電粒子数を減らすことができるとともに、接合部以外にある導電粒子間でショートする確率が低減される。そして、端子間のピッチ間隔を短縮することができるため、ファインピッチ接合を達成することができる。（２）本発明の導電材料は、非球状の導電粒子を使用する。これにより、端子間の接合インピーダンスは、より低いものになり得る。その結果、端子間のピッチ間隔が短縮され、ファインピッチ接合の目的が達成されることとなる。（３）本発明の導電材料は、非球状の導電粒子を使用する。従来の球状の導電粒子に比較して、非球状の導電粒子は、端子の接合時にたやすく流失したりすることがない。したがって、非球状の導電粒子は、クラスター化（clustering）の効果を提供することができ、端子間のピッチ間隔の短縮化に有利である。よって、ファインピッチ接合の目的が達成される。
【００３３】
上述の実施形態は、本発明を説明するために採用しただけであって、本発明の範囲を限定しようとするものではない。本発明の精神に従って、上述の実施形態に変更を施すことは可能である。
【図１】
2006319001.tif 000003
【図２】
2006319001.tif 000004
【図３】
2006319001.tif 000005
【図４】
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【外国語明細書】
CONDUCTIVE MATERIAL WITH A LAMINATED STRUCTURE
BACKGROUND OF THE INVENTION
1. Field of the Invention
The present invention relates to a conductive material with a laminated structure, and more particularly to a conductive material with a laminated structure, where conductive particles are dispersed on the surfaces.
2. Description of the Prior Art
Spherical conductive particles are generally used for providing electrical conductance between the terminals of the glass substrate and the driving component of a conventional liquid crystal display, as shown in FIG. 1A to FIG. 1C. A conductive material 3 is coated on or adhered to the surface of the glass substrate 1, on which terminals 2 are formed. Then, the surface of the driving component 4, on which terminals 5 are formed, is joined to the surface of the glass substrate 1, on which terminals 2 are formed, in a manner of terminal-to-terminal alignment by the conductive material 3. Electrical conductance occurs between the terminals 2 and 5 in Z direction; electrical insulation occurs at the direction of X-Y plane.
The conductive material 3 is formed of a thermoplastic layer or a thermosetting layer, where spherical conductive particles 31 are evenly dispersed, as shown in FIG. 2A. However, it is necessary to apply external electrical and magnetic fields on the conductive material 3 to evenly distribute the conductive particles 31 in the conductive material 3 to prevent the conductive particles 31 from clustering. It is also necessary to use equipment to control accuracy. The manufacturing cost is thus increased.
Moreover, when the terminal 5 of the driving component 4 is press jointed to the terminal 2 of the glass substrate 1 of the liquid crystal display by the conductive material 3, electrical conductance in Z direction between the terminals 2 and 5 is established via the conductive particles 31, as shown in FIG. 2B. Because the conductive particles 31 are squeezed between the glass substrate 1 and the driving component 4, a short circuit may occur among the conductive particles 31 outside the joining region of the terminals 2 and 5. That is, an un-expected electrical conductance at the direction of X-Y plane is established, as shown in part A of FIG. 2B.
With the increasing requirement for higher resolution and for smaller size in connection with a liquid crystal display, it is necessary to have a shorter pitch between the terminal 2 of the glass substrate 1 and the terminal 5 of the driving component 4. As a result, junction impedance between the terminals 2 and 5 would be increased due to the reduction of the joining area. To satisfy the requirement for fine pitch, the size of the conductive particles 31 needs to be reduced. As a result, the level of difficulty in fabricating the conductive particles 31 and the manufacturing cost are increased. Besides, the surface roughness of the terminals 2 and 5 also limits the development of small-size conductive particles 31. When the size of the conductive particles 31 is smaller than what the surface roughness of the terminals 2 and 5, may permit bad electrical conductance would occur. When the density of the conductive particles 31 is increased, the requirement for joining with fine pitch cannot be attained, although the junction impedance can be reduced. Owing to the above considerations, the conventional conductive material is applied for joining in case of pitches larger than 50 microns.
Accordingly, it is desirable to provide a conductive material, which can overcome the above drawbacks and is suitable for fine-pitch joining between the terminals of the liquid crystal display and the driving component.
SUMMARY OF THE INVENTION
One objective of the present invention is to provide a conductive material with a laminated structure, which includes at least a polymer plastic layer, where conductive particles are dispersed on surfaces, a density of the conductive particles on the unit surface area can be decreased so as to satisfy a requirement for micro-pitch joining.
Another objective of the present invention is to provide a conductive material with a laminated structure, which includes at least a polymer plastic layer, where conductive particles are dispersed on surfaces, a density of the conductive particles dispersed on the surfaces of the polymer plastic layer is readily controlled without adding external electrical and magnetic fields. The manufacturing cost can be reduced.
In order to achieve the above objectives, the present invention provides a conductive material with a laminated structure, which can be used to join terminals of a driving component and a glass substrate. The conductive material with a laminated structure under the present invention includes at least a polymer plastic layer, where conductive particles dispersed on surfaces. The density of the conductive particles on the unit surface area of each polymer plastic layer can be decreased due to the conductive particles dispersed on the surfaces of the polymer plastic layers. Besides, the conductive particles are isolated from each other by the polymer plastic layers in a portion of the conductive material outside the joining region of the terminals. Hence, a phenomenon of short circuit between the conductive particles in the portion of the conductive material outside the joining region of the terminals is prevented. Moreover, the laminated conductive material of the present invention provides three mechanisms to attain the purpose of fine pitch bonding: (1) Increasing the lamination layers of the conductive material while keeping the conductive particles per unit volume constant. The number of the conductive particles per unit surface area thus can be decreased, and the probability for occurring short circuit of the conductive particles outside the joining region is reduced. The space between the terminals can be shrunk, and therefore the fine pitch bonding can be obtained; (2) the conductive material of the present invention utilizes non-spherical (such as elliptical, flat, sheet, fibered or irregular) conductive particles. The junction impedance between the terminals can be lowered. As a consequence, the pitch between the terminals can be shrunk to attain the purpose of fine-pitch joining; (3) the conductive material of the present invention utilizes non-spherical conductive particles. The non-spherical conductive particles do not easily flow away compared to the conventional spherical particles when joining the terminals. Therefore, the non-spherical conductive particles provide the advantage of clustering, which is advantageous for shrinking the pitch between the terminals. And thus, the purpose of fine-pitch joining can be obtained. The conductive material of the present invention is suitable for an application in a liquid crystal display with super-fine pitches.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The objectives, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, in light of the accompanying drawings.
FIG. 1A to FIG. 1C are various cross-sectional views of a flow process of joining terminals of a glass substrate and a driving component by a conventional conductive material;
FIG. 2A to FIG. 2B are various cross-sectional views of a flow process of joining terminals of the glass substrate and the driving component by a known conductive material, where conductive particles are dispersed;
FIG. 3A to FIG. 3C are various cross-sectional views corresponding to respective stages of a flow process for joining the terminals of the glass substrate and the driving component by a conductive material in accordance with the first embodiment of the present invention; and
FIG. 4A to FIG. 4C are various cross-sectional views corresponding to respective stages of a flow process for joining the terminals of the glass substrate and the driving component by a conductive material in accordance with the second embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
The present invention provides a conductive material with a laminated structure, which includes at least a polymer plastic layer, where conductive particles are dispersed on surfaces. The polymer plastic layer can be formed of thermoplastic polymer or thermosetting polymer. When the present conductive material is used to press join terminals of a driving component and a glass substrate, junction impedance between the terminals is reduced. The purpose of obtaining a super-fine pitch is achieved.
More specifically, the conductive material with a laminated structure of the present invention is formed of laminated thermoplastic polymer layers or laminated thermosetting polymer layers, where conductive particles are dispersed on the surfaces of the thermoplastic polymer layers or the thermosetting polymer layers. The density and uniformity of distribution of the conductive particles on the surfaces of the polymer plastic layers can be readily controlled. As the conductive particles are distributed on the surfaces of the laminated polymer plastic layers, the number of the conductive particles per unit surface area (the density of the conductive particles) of a single surface of the polymer plastic layer can be smaller, compared with the conventional conductive material with the conductive particles dispersed therein. However, after press joining the terminals of a driving component and a glass substrate by the present conductive material with a laminated structure, the number of the conductive particles within the joining region between the terminals is equal to a sum of the numbers of conductive particles on all the surface portions of the laminated polymer plastic layers in the joining region. The present conductive material with a laminated structure thus can provide electrical conductance between the terminals as the conventional conductive material.
Besides, the density of the conductive particles on unit surface area of a single surface of the laminated polymer plastic layers is decreased, and the conductive particles are isolated from each other by the polymer plastic layer in a portion of the conductive material outside the joining region of the terminals. Hence, a phenomenon of short circuit between the conductive particles in the portion of the conductive material outside the joining region of the terminals, as shown in A part of FIG. 2B, can be prevented.
The conductive material with a laminated structure of the present invention can be a single-layer structure or a multi-layer structure. When the present conductive material is provided with a multi-layer structure, the conductive particles can be dispersed on the surfaces of each polymer plastic layer so as to decrease the number of the conductive particles per unit surface area of a single polymer plastic layer (i.e. the density of the conductive particles). As a consequence, a pitch between the terminals of the driving component and the glass substrate can be made smaller. As the laminated layers are increased and in case that the number of the conductive particles per unit volume is constant, the number of the conductive particles per unit surface area of each single polymer plastic layer would be decreased. The pitch between the terminals thus can further be made smaller. The relationship between the pitch and the number of the lamination layers can be represented by the following formula:
P = T + S 
A = T + S/(n+1)
n= Th/(2*B)
A < P
wherein P = pitch;
T = terminal width (lead width);
S = space between terminals;
A = Expected pitch of the conductive material with laminated structure;
n = number of lamination layers;
Th= thickness of conductive material; and
B = diameter of the conductive particle.
The pitch between the terminals can be made smaller as the lamination layers of the present conductive material increases. However, the distance between the glass substrate and the driving component is constant, the more the lamination layers are, the less the thickness of each layer is. As a result, insulating impedance between the laminated layers is insufficient. The possibility of a short circuit is increased. It is proper that the lamination layers of the present conductive material is between 1 and 20, more preferably between 1 and 10, and most preferably between 1 and 5.
When the present conductive material includes at least two laminated polymer plastic layers, the conductive particles can be dispersed on the surface of at least one of the two laminated polymer plastic layers between an interface.
Additionally, the conductive particles can be randomly dispersed on the surfaces of the polymer plastic layers of the present conductive material. It is unnecessary to define the orientation distribution of the conductive particles. The random distribution of the conductive particles on the surfaces of the polymer plastic layers would further make fine-pitch joining possible.
The density of the conductive particles per unit surface area of the present conductive material can be reduced. Hence, the present conductive material can be used in a liquid crystal display with super-fine pitch, which is even less than 25 microns.
The conductive particles of the present conductive material can be a kind of low-resistant metal material, for example, selected from a group consisting of gold, silver, copper, aluminum, nickel, stainless steel or carbon or a combination thereof. The shape of the conductive particles can be spherical, circular, elliptical, flat, sheet, rod, fibred or even irregular.
As the shape of the conductive particles is fibred or rod, a linear contact between the conductive particles and terminals is established upon press joining the terminals with the present conductive material. The junction impedance is thus lower than that of the conductive particles in other shapes.
When a metal is to be molded to the fibred conductive particles, firstly, the metal is molded to a foil shape, and then finished to a fibred shape by a cutting technique. The fibred conductive particles also can be fabricated by a fiber process with a high-pressure steam jet, a molten fiber spinning process or a metal fiber molding method proposed by US Patent No. 6,074,752, entitled "METAL FIBRE AGGLOMERATE AND PROCESS FOR MANUFACTURING THE SAME",   metal fiber fabrication provided by a Taiwan Patent Publication No. 511406, or a nanometer fiber technology.
The dimension of the conductive particles can be in micrometers or even in nanometers. A height-to-width ratio of the conductive particles can be in a range of between about 0.2 and 1. When the height-to-width ratio is less than 0.2, the diameters of the conductive particles would be smaller than what the surface roughness of the terminals may permit, and this would cause bad joining. The signals cannot be effectively transferred. When the height-to-width ratio is equal to 1, the spherical conductive particles dispersed on the surfaces of the polymer plastic layer may be shifted as the polymer plastic layer as softened flows. As a result, the distribution of the conductive particles on the terminals would become uneven. However, the above problem can be avoided by the polymer plastic layer that has some adhesiveness. To satisfy the requirements for fine pitch and low impedance, it is preferable to use non-spherical conductive particles having the height-to-width ratio not equal to 1 in the conductive material of the present invention. It is more preferable to use fibred conductive particles in the conductive material of the present invention. This is because the polymer plastic layer as softened flows, the fibred conductive particles dispersed on the surfaces of the polymer plastic layer are merely distorted and would not flow away, and this would not result in insufficiency of the conductive particles on the terminals.
When the present conductive material is used to join the terminals of the glass substrate and the liquid crystal display, after press joining, the electrical joining is established by a kind of linear-type adhesion so as to reduce junction impedance. Moreover, the relationship between the pitch and the density of the conductive particles is linear. The number of the conductive particles per unit surface area of the present conductive material can be 1/5 to 1/2 times the number of the conductive particles of the conventional conductive material. Therefore, it is possible to satisfy the requirement of joining with fine pitch.
The present invention will be described in detail in accordance with embodiments in light of the accompanying drawings.
FIG. 3A to FIG. 3C are various cross-sectional views corresponding to respective stages of a flow process for joining the terminals of the glass substrate and the liquid crystal display by the conductive material in accordance with the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3A, the conductive material 3 with a laminated structure of the first embodiment includes a polymer plastic layer 32, where fibred conductive particles 33 are dispersed on the surfaces. The fibred conductive particles 33 are evenly distributed on the two surfaces of the polymer plastic layer 32. The conductive material 3 is applied on a surface of the glass substrate 1, on which terminals 2 are formed. Then, the driving component 4 is press joined to the glass substrate 1 in a manner of terminal to terminal alignment. After press joining, the conductive particles 33 would touch the terminals 2 and 5, thus producing electrical connection between the terminals 2 and 5 (a Z-axis electrical connection). While the conductive particles 33 outside the joining region of the terminals 2 and 5 are isolated from each other by the polymer plastic layer 32, and there is not any electrical connection established (i.e. there is not any electrical connection in X and Y directions), as shown in FIG. 3B.
FIG. 3C is a schematic top view of FIG. 3B. The distribution of the conductive particles 33 of the conductive material 3 can be seen from FIG. 3C. The total number of the conductive particles 33 of the conductive material 3 is equal to the sum of the numbers of the conductive particles 33 dispersed on the two surfaces of the polymer plastic layer 32. Therefore, under the situation of obtaining a density of the conductive particles 33 the same as that of the conventional conductive material, the conductive material 3 can be provided with a lower density of the conductive particles 33 per unit surface area on the two surfaces of the polymer plastic layer 32. Thus, the surface portions of the conductive material 3 outside the joining region of the terminals 2 and 5 can be provided with the conductive particles 33 having a lower density per unit surface area. When the particle density per unit surface area is low, the probability of the electrical short outside the joining region is low, too. It means the joining with fine pitch can be achieved. Besides, the fibred conductive particles 33 become linearly joining with the terminals 2 and 5 after press joining. Low junction impedance can be obtained.
FIG. 4A to FIG. 4C are various cross-sectional views corresponding to respective stages of a flow process for joining the terminals of the glass substrate and the liquid crystal display by a conductive material in accordance with the second embodiment. Referring to FIG. 4A, the conductive material 3 with a laminated structure of the second embodiment includes three laminated polymer plastic layers 32, where fibred conductive particles 33 are dispersed on the surfaces. The conductive particles 33 are evenly distributed on the surfaces of the three polymer plastic layers 32, while the conductive particles 33 are merely dispersed on the surface of one of the two laminated polymer plastic layers 32 between an interface. The conductive material 3 is applied on a surface of the glass substrate 1, where the terminals 2 are formed. Then, the driving component 4 is press joined to the glass substrate 1 in a manner of terminal to terminal alignment. After press joining, the conductive particles 33 would touch the terminals 2 and 5, thus producing electrical connection between the terminals 2 and 5 (a Z-axis electrical connection). While the conductive particles 33 outside the joining region of the terminals 2 and 5 are isolated from each other by the laminated polymer plastic layers 32, there is not any electrical connection established (i.e. there is not any electrical connection in X and Y directions), as shown in FIG. 4B.
FIG. 4C is a schematic top view of FIG. 4B. The distribution of the conductive particles 33 of the conductive material 3 can be seen from FIG. 4C. The total number of the conductive particles 33 of the conductive material 3 is equal to the sum of the numbers of the conductive particles 33 dispersed on the surfaces of each of the polymer plastic layers 32. Owing to the three laminated structure of the conductive material 3 of the second embodiment and under the situation of obtaining a density of the conductive particles 33 the same as that of the conventional conductive material, the conductive material 3 can be provided with the conductive particles 33, which has a lower density per unit surface area than that of the first embodiment. Moreover, there is not any electrical connection established outside the joining region of the terminals 2 and 5. When the particle density per unit surface area is lowered, the joining with finer pitch is thus achieved.
The conductive material with a laminated structure of the present invention is provided with the conductive particles distributed in a form of laminated distribution. For example, the conductive particles 33 are distributed on the two surfaces of the polymer plastic layer 32 of FIG. 3. The density of the conductive particles per unit surface area thus can be decreased. Furthermore, since the conductive particles are dispersed on the surfaces of the polymer plastic layers, the density of the conductive particles is readily controlled without the necessity of adding electrical and magnetic fields to control the even of distribution of the conductive particles. The manufacturing cost can be reduced.
In addition, the density of the conductive particles per unit surface area of the conductive material of the present invention is decreased, and the conductive particles are isolated from each other by the laminated polymer plastic layers outside the joining region of the terminals. A phenomenon of short circuit between the conductive particles in the portion of the conductive material outside the joining region of the terminals can be prevented. The pitch also can be made smaller due to the lower density of the conductive particles per unit surface area.
To sum up, the laminated conductive material of the present invention provides three mechanisms to attain the purpose of fine pitch bonding: (1) Increasing the lamination layers of the conductive material while keeping the conductive particles per unit volume constant. The number of the conductive particles per unit surface area thus can be decreased, and the probability for occurring short circuit of the conductive particles outside the joining region is reduced. The space between the terminals can be shrunk, and therefore the fine pitch bonding can be obtained; (2) the conductive material of the present invention utilizes non-spherical conductive particles. The junction impedance between the terminals can be lowered. As a consequence, the pitch between the terminals can be shrunk to attain the purpose of fine-pitch joining; (3) the conductive material of the present invention utilizes non-spherical conductive particles. The non-spherical conductive particles do not easily flow away compared to the conventional spherical particles when joining the terminals. Therefore, the non-spherical conductive particles provide the advantage of clustering, which is advantageous for shrinking the pitch between the terminals. And thus, the purpose of fine-pitch joining can be obtained.
The embodiments are only used to illustrate the present invention, not intended to limit the scope of the invention.  Modifications of the embodiments can be made in line with the spirit of the present invention.
What is claimed is:
1. A conductive material with a laminated structure, comprising at least a polymer plastic layer, where conductive particles are dispersed on the surfaces.
2. The conductive material with a laminated structure of claim 1, wherein said polymer plastic layer comprises a thermoplastic polymer plastic.
3. The conductive material with a laminated structure of claim 1, wherein said polymer plastic layer comprises a thermosetting polymer plastic.
4. The conductive material with a laminated structure of claim 1, wherein said conductive material comprises a plurality of laminated polymer plastic layers, said conductive particles being dispersed on a surface of at least one of the two laminated polymer plastic layers between an interface.
5. The conductive material with a laminated structure of claim 4, wherein said polymer plastic layer comprises a thermoplastic polymer plastic.
6. The conductive material with a laminated structure of claim 4, wherein said polymer plastic layer comprises a thermosetting polymer plastic.
7. The conductive material with a laminated structure of claim 1, wherein said conductive particles are randomly dispersed on the surfaces of said polymer plastic layer.
8. The conductive material with a laminated structure of claim 4, wherein said conductive particles are randomly dispersed on the surfaces of said polymer plastic layer.
9. The conductive material with a laminated structure of claim 1, wherein said conductive particles are formed of a material selected from a group consisting of gold, silver, copper, aluminum, nickel, stainless steel or carbon or a combination thereof.
10. The conductive material with a laminated structure of claim 7, wherein said conductive particles are formed of a material selected from a group consisting of gold, silver, copper, aluminum, nickel, stainless steel or carbon or a combination thereof.
11. The conductive material with a laminated structure of claim 4, wherein said conductive particles are formed of a material selected from a group consisting of gold, silver, copper, aluminum, nickel, stainless steel or carbon or a combination thereof.
12. The conductive material with a laminated structure of claim 8, wherein said conductive particles are formed of a material selected from a group consisting of gold, silver, copper, aluminum, nickel, stainless steel or carbon or a combination thereof.
13. The conductive material with a laminated structure of claim 1, wherein said conductive particle has a height-to-width ratio between about 0.2 and 1.
14. The conductive material with a laminated structure of claim 4, wherein said conductive particle has a height-to-width ratio between about 0.2 and 1.
15. The conductive material with a laminated structure of claim 7, wherein said conductive particle has a height-to-width ratio between about 0.2 and 1.
16. The conductive material with a laminated structure of claim 8, wherein said conductive particle has a height-to-width ratio between about 0.2 and 1.
17. The conductive material with a laminated structure of claim 1, wherein the shape of said conductive particle is spherical, circular, elliptical, flat, sheet, fibred or irregular.
18. The conductive material with a laminated structure of claim 4, wherein the shape of said conductive particle is spherical, circular, elliptical, flat, sheet, fibred or irregular.
19. The conductive material with a laminated structure of claim 10, wherein the shape of said conductive particle is spherical, circular, elliptical, flat, sheet, fibred or irregular.
20. The conductive material with a laminated structure of claim 12, wherein the shape of said conductive particle is spherical, circular, elliptical, flat, sheet, fibred or irregular.
A conductive material with a laminated structure is provided. The conductive material with a laminated structure of the present invention includes at least a polymer plastic layer, where conductive particles are dispersed on surfaces. When the conductive material is used to press join terminals of a driving component and a glass substrate, junction impedance between the terminals is reduced. The purpose of joining with super-fine pitches is achieved.
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