KR101093511B1 - 플렉서블 프린티드 회로와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 전기적 오픈불량 방지구조로 구성된 FPC(Flexible Printed Circuit)및 이의 제조방법과, 상기 FPC를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명은, 상기 FPC의 본딩부(bonding part)인 도전성 패드에 다수개의 패턴으로 구성된 다중 레이어(Multi-layer)형태의 도전체를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면, 상기 다중 레이어에 의해 상기 FPC 패드(bonding part)부의 전기적 오픈불량을 방지할 수 있다.

따라서, 액정표시장치를 제작함에 있어 생산수율을 개선할 수 있는 장점이 있다.

Description

플렉서블 프린티드 회로와 그 제조방법{Flexible Printed Circuit and method for fabricating of the same}

도 1은 액정패널의 구성을 나타낸 분해 사시도이고,

도 2는 종래에 따른 플렉서블 프린티드 회로를 포함하는 액정표시장치의 구성을 도시한 단면도이고,

도 3은 도 2의 A를 확대한 평면도이고,

도 4는 종래에 따른 플렉서블 프린티드 회로를 도시한 확대 평면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 플렉서블 프린티드 회로를 도시한 확대 평면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 도시한 단면도이고,

도 7은 도 6의 B를 확대한 평면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : FPC 102 : 필름

104 : 패드 106 : 도전체

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 PCB회로의 신호를 액정패널의 IC칩에 전달하는 수단인 FPC의 전기적 오픈 불량이 최소화된 구조의 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.

따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.

현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.

상기 액정표시장치는 공통 전극이 형성된 컬러필터 기판(상부기판)과 화소 전극이 형성된 어레이 기판(하부기판)과, 상부 및 하부기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통 전극과 화소 전극이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.

도 1은 액정표시장치의 구성 중, 표시수단인 액정패널의 구성을 도시한 분해사시도이다.

도시한 바와 같이, 액정패널(51)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 이격하여 구성된 제 1 기판(10)과 제 2 기판(5)으로 구성되며, 상기 제 1 기판(10)과 마주보는 제 2 기판(5)의 일면에는 블랙매트릭스(6)와 서브컬러필터(적, 녹, 청)(7a,7b,7c)와, 컬러필터 상에 투명한 공통전극(9)이 구성된다.

상기 제 2 기판(5)과 마주보는 제 1 기판(10)에는 다수의 화소영역(P)이 정의되며, 상기 화소영역(P)의 일 측을 지나 연장 형성된 게이트 배선(14)과, 게이트 배선(14)이 지나는 화소영역(P)의 일 측과 평행하지 않은 타 측을 지나 연장 형성된 데이터 배선(26)이 구성된다.

이러한 구성으로 인해, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트배선(14)과 데이터배선(26)이 교차하여 정의되는 영역이 되며, 두 배선의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 구성된다.

상기 화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(T)와 접촉하는 투명한 화소전극(32)이 구성되고 이는 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속으로 형성한다.

전술한 구성에서, 상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트 배선(14)과 연결된 게이트 전극(30)과, 상기 게이트 전극(30)의 상부에 반도체층(32)과, 상기 반도체층(32)의 상부에 위치하고 상기 데이터 배선(26)과 접촉하는 소스 전극(34)과, 상기 소스 전극(34)과 이격되어 위치하고, 상기 화소 전극(32)과 접촉하는 드레인 전 극(36)을 포함한다.

전술한 바와 같이 구성된 액정패널은 상기 데이터 배선 및 게이트 배선(26,14)의 일 끝단에 구성한 게이트 패드(미도시)와 데이터 패드(미도시)에 신호를 입력받게 되는데, 상기 두 패드에 신호를 입력하는 구동회로가 필요하다.

이때, 일반적으로 단품으로 제작된 구동회로를 사용하게 되며, 이와 같은 경우 구동회로는 칩형태로 제작된다.

이때, 상기 칩형태의 구동회로는 상기 어레이기판을 제작하는 공정 중, 비표시 영역인 기판의 외곽에 직접 부착하는 방법과, 패키지 형태로 제작하여 기판과 PCB사이에 구성할 수 있다.

자세히는, 기판에 직접 부착하는 방식을 COG(chop on glass)방식이라 하고, IC칩을 패키지 형태로 제작하여 액정패널과 PCB(printed circuit board)사이에 부착하는 방식을 TCP(Tape Carrier Package)방식이라 한다.

도 2는 COG 방식으로 IC 칩이 부착된 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 액정패널(51)은 제 1 기판(10)과 제 2 기판(5)을 실런트(sealant,80)로 합착함으로써 구성되며, 제 1 및 제 2 기판(10,5)에는 빛이 투과되는 다수의 화소(P)가 구성되고, 각 화소(P)마다 빛의 편광특성을 제어하여 화상으로 표현하기 위해, 상기 제 1 기판(10)에는 박막트랜지스터(T)와 이에 연결된 화소 전극(32)을 구성하고, 이에 대응하는 제 2 기판(5)에는 컬러필터(7)와, 컬러필터(7)의 둘레에 빛섞임 방지및 빛샘을 방지하기 위한 블랙매트릭스(6)가 구성된다.

전술한 구성에서, 상기 박막트랜지스터(T)는 앞서 언급한 바와 같이, 게이트 전극(30)과 게이트 전극(30)의 상부에 액티브층(32)및 오믹 콘택층(33)과, 오믹 콘택층(33)의 상부에 이격하여 구성된 소스 전극(34)과 드레인 전극(36)으로 구성된다.

상기 게이트 전극(30)은 이와 연결된 게이트 배선(14)으로부터 스캔신호(scan signal)를 입력 받게 되는데, 상기 게이트 배선(도 1의 14)은 일끝단의 게이트 패드(미도시)를 통해 기판(10)의 일 측에 부착한 게이트 IC칩(미도시)으로부터 스캔신호를 입력받아 이를 각 박막트랜지스터(T)의 게이트 전극(30)에 전달하는 역할을 하게 된다.

상기 소스 전극(34) 또한 이와 연결된 데이터 배선(35)으로부터 데이터 신호를 입력 받게 되는데, 상기 데이터 배선(35) 또한 일 끝단에 구성된 데이터 패드(38)와 접촉하고, 상기 게이트 IC칩(미도시)과는 평행하지 않은 타 측에 위치한 데이터 IC칩(60)으로부터 신호를 받게 된다.

상기 게이트 IC칩 및 데이터 IC칩(미도시,60)은 이와 연결된 플렉서블 프린티드 회로(FPC, 65)로부터 PCB(Printed Circuit Board)(70)의 신호를 입력받게 된다.

이때, 상기 FPC(65)의 일 측은 상기 IC칩(60)의 일 측이 접촉한 액정패널의 패드(17)와 접촉하도록 구성되고, 타측은 PCB기판(70)과 접촉하도록 구성되어 상기 PCB기판(70)에서 입력된 신호를 상기 IC칩(65)에 전달하는 터미널 회로의 역할을 하게 된다.

이때, 상기 FPC(65)는 PCB 기판 및 기판의 패드(70,17)에 이방성 특성을 가지는 도전성 접착제(미도시)를 이용하여 접착 된다.

도 3은 도 2의 A를 확대한 평면도이다.

도시한 바와 같이, FPC(65)는 액정패널의 제 1 기판(10)에 형성된 패널패드(17)와 PCB기판(70)과 접촉하도록 구성되며, 상기 두 구성(17,70)과는 이방성 특성을 가지는 도전성 접착제(Anisotropic Conductive Film : 이하 "ACF"로 칭함)(72)로 구성된다.

이때, 상기 ACF(72)는 접착성 수지 내에 전도성 볼(72a)을 섞어 형성한 것이며, 상기 전도성 볼(72a)은 좌.우 도통하지 않고 상.하 도통하는 특성이 있기 때문에 나란히 형성된 패드간 도통불량은 발생하지 않는다.

상기 FPC(65)는 상기 패널패(17)드에 대응하여 다수의 패드 및 이에 연결된 터미널 배선(71, 미도시)이 프린트 되어 있다.

도 4는 종래에 따른 FPC의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.(다수의 패드에 이어 연결된 터미널 배선의 구성을 생략하여 나타냄.)

도시한 바와 같이, FPC(65)는 플렉서블(flexible)한 특성을 가지는 필름(80)의 일 측에 도전성 금속을 이용하여 다수의 패드(PAD, 82)를 프린트(print) 한다.

이때, 보통은 상기 도전성 금속으로서 금(Au)을 사용하게 되며, 상기 FPC(65)의 패드(82)는 앞서 언급한 ACF(미도시)를 통해 패널의 패드(도 2의 17)와 접촉하여 패널에 패턴한 배선(도 2의 35)에 데이터 신호(data signal)또는 스캔 신호(scan signal)를 전달하는 역할을 하게 된다.

그런데, 종종 상기 FPC(65)에 프린트된 패드(82)는 종종 증착 불량이 발생하게 되며 이로 인해 상기 ACF(도 3의 72)를 통한 신호가 미 전달되어 상기 패널 패드(도 2의 17)와의 사이에 전기적 오픈이 발생하게 된다.

이와 같은 경우, 상기 IC칩에 신호가 절단되지 못하게 되고, 상기 액정패널에는 라인 결함(line defect)과 같은 불량이 발생하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 상기 FPC 패드(본딩부)에 별도의 멀티 도전층을 구성하여, FPC 패드의 전기적 오픈불량을 방지하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉서블 프린티드 회로는 필름형태의 몸체와; 몸체의 일 끝단에 평행하게 이격되어 패턴된 다수의 도전성 패드와; 상기 도전성 패드에서 연장된 배선과; 상기 패드의 상부에 다수개의 패턴으로 구성된 도전체를 포함한다.

본 발명의 특징에 따른 플렉서블 프린티드 회로의 제조방법은 필름형태의 몸체를 준비하는 단계와; 몸체의 일 끝단에 평행하게 이격된 다수의 도전성 패드를 형성하는 단계와; 상기 도전성 패드에서 연장된 배선을 형성하는 단계와; 상기 패드의 상부에 다수개의 패턴으로 구성된 도전체를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 액정패널과; 상기 제 1 기판의 일 측 및 이에 평행하지 않은 타 측에 구성된 도전성 패드와; 상기 도전성 패드와 접촉하는 구동 회로와; 상기 도전성 패드와 접촉하는 플렉서블 프린티드 회로에 있어서, 상기 플렉서블 프린티드 회로는 도전성 패드와 도전성 패드의 상부에 다수개의 패턴으로 구성된 도전체를 포함하는 플렉서블 프린티드 회로와; 상기 플랙서블 회로와 접촉하는 PCB기판을 포함한다.

상기 제 1 기판과 제 2 기판은 다수의 화소 영역으로 정의되고, 상기 각 화소 영역마다 제 1 기판에는 박막트랜지스터와 이에 연결된 화소 전극이 구성되고, 상기 박막트랜지스터와 연결되어 신호를 인가하는 게이트 배선과 데이터 배선이 구성되며, 상기 제 2 기판에는 각 화소 영역 마다 컬러필터와 공통 전극이 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 플렉서블 회로의 도전체 및 패드와 상기 액정패널의 패드는 이방성의 도전성 접착제(ACF)를 통해 부착된 것을 특징으로 한다.

상기 플렉서블 프린티드 회로의 도전성 패드는 금(Au)으로 패턴되고, 상기 플렉서블 프린티드 회로의 도전성 패드는 패턴이 용이한 도전성 물질인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여, 설명하기로 한다.

-- 실시예 --

도 5는 본 발명에 따른 FPC를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 프린티드 회로(100)는 필름(102)의 일 측에 도전성 금속을 이용하여 다수의 패드(104)를 프린트하고, 상기 프린트된 패드(104)의 상부에는 다수의 패턴으로 구성되어 평면적으로 멀티 레이어(multi-layer)형상인 도전체(106)를 구성한다.

이때, 상기 도시하지는 않았지만 각 패드(104)마다 이에 연장된 배선을 구성한다.

상기 도전체(106)는 상기 FPC(100)의 몸체인 필름(102)에 상기 패드(104)를 프린트 할 때, 부분적으로 오픈(open)되는 불량이 발생하더라도 이를 보완할 수 있는 기능을 한다. 즉, 패드(104)를 대신해 신호를 전달하는 수단으로서 사용된다.

이때, 상기 패드(104)는 주로 금(Au)을 사용하며, 상기 도전체는 저항이 낮고 패턴하기 용이한 도전성 물질이면 무엇이든 사용가능하다.

도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 액정패널(200)은 제 1 기판(300)과 제 2 기판(400)을 실런트(sealant, 600)로 합착함으로써 구성하며, 제 1 및 제 2 기판(300,400)에는 빛이 투과되는 다수의 화소(P)가 구성되고, 각 화소(P)마다 빛의 편광특성을 제어하여 화상으로 표현하기 위해, 상기 제 1 기판(300)에는 박막트랜지스터(T)와 이에 연결된 화소 전극(320)을 구성하고, 이에 대응하는 제 2 기판(400)에는 컬러필터(406)와, 컬러필터(406)의 둘레에 빛 섞임을 방지및 빛샘 방지를 위한 블랙매트릭스(402)가 구성된다.

전술한 구성에서, 상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(302)과, 게이트 전극(302)의 상부에 액티브층 및 오믹 콘택층(304,306)과, 오믹 콘택층(306)의 상부에 이격하여 구성된 소스 전극(308)과 드레인 전극(310)으로 구성된다.

상기 게이트 전극(302)은 이와 연결된 게이트 배선(미도시)으로부터 스캔신호(scan signal)를 입력 받게 되는데, 상기 게이트 배선(미도시)은 기판(300)의 일 측에 부착한 게이트 IC칩(미도시)으로부터 스캔신호(scan signal)를 입력받아 이를 각 박막트랜지스터(T)의 게이트 전극(302)에 전달하는 역할을 하게 된다.

상기 소스 전극(308)또한 이와 연결된 데이터 배선(312)으로부터 데이터 신호를 입력 받게 되는데, 상기 데이터 배선(312) 또한 상기 게이트 IC칩(미도시)과는 평행하지 않은 타 측에 위치한 데이터 IC칩(350)으로부터 신호를 받게 된다.

상기 게이트 IC칩 및 데이터 I 칩(미도시, 350)은 이와 연결된 FPC(100)로부터 PCB기판(500)의 신호를 입력받게 된다.

이때, 상기 FPC(100)의 일 측은 상기 IC칩(350)의 일 측이 접촉한 액정패널의 패드(316)와 접촉하도록 구성되고, 타측은 PCB기판(500)과 접촉하도록 구성되어 상기 PCB기판(500)에서 입력된 신호를 상기 IC칩(350)에 전달하는 터미널 회로의 역할을 하게 된다.

이때, 상기 FPC(100)는 PCB 기판 및 액정패널의 패드(도 6의 500,316)에 이방성 특성을 가지는 도전성 접착제(700)를 이용하여 접착 된다.

전술한 구성에서, 특징적인 것은 상기 액정패널의 패드(316)와 접촉하는 FPC의 패드(미도시)와, 패드에 다수개의 형태로 구성한 도전체(106)를 더욱 구성한 것 이다.

도 7은 도 6의 B를 확대한 평면도이다.

도시한 바와 같이, FPC(100)는 액정패널의 패드(316)와 PCB기판(500)의 패드(미도시)에 동시에 연결되며 상기 FPC 패드(104)에 다수개의 패턴으로 구성된 별도의 도전체(106)를 구성하여, 상기 액정패널의 패널(316)과 이방성의 도전성 접착제(700)를 통해 액정패널의 패드(316)와 접촉하도록 한다.

이러한 구성은 앞서 언급한 바와 같이, 상기 멀티 레이어 구조의 도전체에 의해 상기 FPC와 패널간 신호흐름의 안정화를 꾀할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명에 따라 제작된 FPC를 PCB와 액정패널 사이의 신호전달 수단으로 사용하게 되면, 전기적 오픈불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전기적 오픈불량 방지를 통해 액정패널의 구동불량을 방지할 수 있으므로 생산수율을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 필름형태의 몸체와;

   몸체의 일 끝단에 평행하게 이격되어 패턴된 다수의 도전성 패드와;

   상기 도전성 패드에서 연장된 배선과;

   상기 패드의 상부에 다수개의 패턴으로 구성된 도전체

   를 포함하는 플렉서블 프린티드 회로(FPC).
2. 필름형태의 몸체를 준비하는 단계와;

   몸체의 일 끝단에 평행하게 이격된 다수의 도전성 패드를 형성하는 단계와;

   상기 도전성 패드에서 연장된 배선을 형성하는 단계와;

   상기 패드의 상부에 다수개의 패턴으로 구성된 도전체를 형성하는 단계

   를 포함하는 플렉서블 프린티드 회로(FPC) 제조방법.
3. 액정층을 사이에 두고 제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 액정패널과;

   상기 제 1 기판의 일 측 및 이에 평행하지 않은 타 측에 구성된 도전성 패드와;

   상기 도전성 패드와 접촉하는 구동 회로와;

   상기 도전성 패드와 접촉하는 플렉서블 프린티드 회로에 있어서, 상기 플렉서블 프린티드 회로는 도전성 패드와 도전성 패드의 상부에 다수개의 패턴으로 구성된 도전체를 포함하는 플렉서블 프린티드 회로와;

   상기 플렉서블 회로와 접촉하는 PCB기판

   을 포함하는 액정표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1 기판과 제 2 기판은 다수의 화소 영역으로 정의되고, 상기 각 화소 영역마다 제 1 기판에는 박막트랜지스터와 이에 연결된 화소 전극이 구성되고, 상기 박막트랜지스터와 연결되어 신호를 인가하는 게이트 배선과 데이터 배선이 구성되며, 상기 제 2 기판에는 각 화소 영역 마다 컬러필터와 공통 전극이 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 플렉서블 회로의 도전체 및 패드와 상기 액정패널의 패드는 이방성의 도전성 접착제(ACF)를 통해 부착된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 플렉서블 프린티드 회로의 도전성 패드는 금(Au)으로 패턴된 액정표시장치.
7. 제 3 항에 있어서,

   플렉서블 프린티드 회로의 도전체는 패턴이 용이한 도전성 물질인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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