KR101980761B1 - Ｆｐｃｂ와의 전기적 접속이 원활한 표시소자 - Google Patents

Ｆｐｃｂ와의 전기적 접속이 원활한 표시소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시패널에 FPCB을 부착할 때 전기적 접속을 원활하게 할 수 있는 표시소자에 관한 것으로, 패드영역 및 표시영역을 포함하며, 표시영역에 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인이 형성된 표시패널; 상기 패드영역에 형성되어 게이트라인 또는 데이터라인과 접속되는 제1패드; 금속배선이 형성되어 상기 표시패널의 패드영역에 부착되는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board); 및 도전볼이 산포되어 상기 FPCB를 표시패널의 패드영역에 부착하는 비등방성 도전필름으로 구성되며, 상기 제1패드의 표면에는 비등방성 도전필름을 수집하는 포집부가 형성되어 제1패드가 FPCB의 금속배선과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

ＦＰＣＢ와의 전기적 접속이 원활한 표시소자{DISPLAY DEVICE HAVING SAFTLY ELECTRIC CONNECTION WITH FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD }
본 발명은 표시소자에 관한 것으로, 특히 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)의 접착시 접착불량을 방지할 수 있는 표시소자에 관한 것이다.
근래, 공액고분자(conjugate polymer)의 하나인 폴리(p-페닐린비닐린)(PPV)을 이용한 유기전계 발광소자가 개발된 이래 전도성을 지닌 공액고분자와 같은 유기물에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 유기물을 박막트랜지스터(Thin Film Transistor), 센서, 레이저, 광전소자 등에 응용하기 위한 연구도 계속 진행되고 있으며, 그 중에서도 유기전계발광 표시소자에 대한 연구가 가장 활발하게 진행되고 있다.
인광물질(phosphors) 계통의 무기물로 이루어진 전계발광소자의 경우 작동전압이 교류 200V 이상 필요하고 소자의 제작 공정이 진공증착으로 이루어지기 때문에 대형화가 어렵고 특히 청색발광이 어려울 뿐만 아니라 제조가격이 높다는 단점이 있다. 그러나, 유기물로 이루어진 전계발광소자는 뛰어난 발광효율, 대면적화의 용이화, 공정의 간편성, 특히 청색발광을 용이하게 얻을 수 있다는 장점과 함께 휠 수 있는 전계발광소자의 개발이 가능하다는 점등에 의하여 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
특히, 현재에는 액정표시장치와 마찬가지로 각 화소(pixel)에 능동형 구동소자를 구비한 액티브 매트릭스(Active Matrix) 전계발광 표시소자가 평판표시장치(Flat Panel Display)로서 활발히 연구되고 있다.
도 1은 종래 유기전계발광 표시소자의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 유기전계발광 표시소자(1)는 표시영역과 상기 표시영역의 상부 및 일측에 형성되는 패드영역으로 이루어진다. 표시영역은 실제 화상이 구현되는 영역으로, 서로 수직방향으로 배치되는 게이트라인(22)과 데이터라인(12)에 의해 복수의 화소가 정의된다.
패드영역에는 각각 칩형태로 형성된 게이트구동부(20)와 데이터구동부(10)가 형성된다. 또한, 상기 패드영역에는 표시영역의 데이터라인(12) 및 게이트라인(22)과 전기적으로 연결되는 데이터링크라인(16) 및 게이트링크라인(24)이 형성되어 각각 데이터구동부(10) 및 게이트구동부(20)와 전기적으로 연결된다. 또한, 패드영역에는 전원배선(18)이 배치되고 상기 전원배선(18)에는 파워라인(14)이 연결되어 외부로부터 표시영역내에 전압(Vdd)을 인가한다.
상부의 패드영역에는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board;90)의 일측단부가 부착되며, 상기 FPCB(90)의 타측단부는 PCB(96)에 부착된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 FPCB(90)에는 각종 배선이 형성되어 PCB(96)에 실장되는 컨트롤러(controller,도면표시하지 않음)으로부터 각종 신호가 FPCB(90)를 거쳐 패드영역의 게이트구동부(20)와 데이터구동부(10)로 입력된다.
상기 게이트구동부(20)와 데이터구동부(10)에서는 제어신호가 입력됨에 따라 각각 스캔신호와 데이터신호를 표시영역으로 입력한다.
상기 표시영역에는 복수의 데이터라인(12) 및 게이트라인(22)에 의해 복수의 화소가 정의되며, 파워라인(14)이 데이터라인(12)과 평행하게 배열된다. 각각의 화소 내부에는 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동박막트랜지스터(Td), 캐패시터(C) 및 유기발광소자(E)가 구비된다. 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 게이트전극은 게이트라인(22)에 연결되어 있고 소스전극은 데이터라인(12)에 연결되어 있으며, 드레인전극은 구동박막트랜지스터(Td)의 게이트전극에 연결되어 있다. 또한, 상기 구동트랜지스터(Td)의 소스전극은 파워라인(14)에 연결되어 있고 드레인전극은 발광소자(E)에 연결되어 있다.
이러한 구성의 유기전계발광 표시소자에서 게이트라인(22)을 통해 주사신호가 입력되면 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 게이트전극에 신호가 인가되어 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 구동한다. 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 구동함에 따라 데이터라인(12)을 통해 입력되는 데이터신호가 소스전극 및 드레인전극을 통해 구동박막트랜지스터(Td)의 게이트전극에 입력되어 상기 구동박막트랜지스터(Td)가 구동하게 된다.
이때, 상기 파워라인(14)에는 전류가 흐르며, 상기 구동박막트랜지스터(Td)가 구동함에 따라 파워라인(14)의 전류가 소스전극 및 드레인전극을 통해 발광소자(E)에 인가된다. 이때, 상기 구동박막트랜지스터(Td)를 통해 출력되는 전류는 게이트전극과 드레인전극 사이의 전압에 따라 크기가 달라진다.
발광소자(E)는 유기발광물질로 이루어진 유기발광소자로서 상기 구동박막트랜지스터(Td)를 통해 전류가 입력됨에 따라 발광하여 영상을 표시한다. 이때, 발광되는 광의 세기는 인가되는 전류의 세기에 따라 달라지므로, 상기 전류의 세기를 조절함으로써 광의 세기를 조절할 수 있게 된다.
그러나, 상기와 같은 구조의 유기전계발광 표시소자는 다음과 같은 문제가 발생한다.
상기 유기전계발광 표시소자에는 복수의 패드가 형성되어 FPCB(90)의 금속배선 및 구동소자(10,20)의 단자와 전기적으로 접속되는데, 도 2a 및 도 2b에 이러한 접속관계가 도시되어 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, FPCB(90)에는 PCB(96)의 컨트롤러와 접속되는 금속배선(91)이 복수개 형성되며, 유기전계발광 표시소자의 패드영역에는 데이터패드(17)가 형성된다. 이때, 상기 금속배선(91)이 데이터패드(17)와 전기적으로 접속되어 FPCB(90)를 통해 컨트롤러의 신호가 유기전계발광 표시소자로 공급된다.
도 2b는 상기 FPCB(90)을 유기전계발광 표시소자에 부착할 때, 금속배선(91)을 데이터패드(17)에 전기적으로 접속하는 것을 간략하게 나타내는 단면도이다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 유기전계발광 표시소자(1)의 기판(10) 상에는 데이터패드(17)가 형성되어 있다. 이때, 상기 데이터패드(17)는 복수의 절연층(24,26)이 식각하여 노출된 영역에 형성되는데, 절연층(24,26)과 데이터패드(17)는 일정 거리 이격되어 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 데이터패드(17)는 기판(10) 위가 아니라 절연층 위에 형성될 수도 있다.
FPCB(90)과 기판(1) 사이에는 열경화성 수지내에 도전볼(19)이 산포된 비등방성 도전필름(anisotropic conductive film;18)이 배치되어 있으며, FPCB(90)과 기판(1)을 정렬한 상태에서 열압착하여 비등성 도전필름(18)의 열경화성 수지를 경화함으로써 FPCB(90)과 기판(1)이 접착된다. 합착시 FPCB(90)의 기판(10)의 데이터패드(17)와 FPCB(90)의 금속배선(91) 사이에 비등방성 도전필름(18)의 도전볼(19)이 위치하며, 상기 비등방성 도전필름(18)이 열압착될 때 상기 도전볼(19)이 데이터패드(17) 및 금속배선(91)과 접촉하여 상기 데이터패드(17) 및 금속배선(91)이 전기적으로 도통하여 외부의 신호가 금속배선(91), 도전볼(19) 및 데이터패드(17)를 통해 표시영역 내부로 인가된다.
그러나, 이러한 구성의 유기전계발광 표시소자에서는 데이터패드(17)와 절연층(24,26)이 일정 거리 이격되어 있어서, 데이터패드(17)와 기판(10) 사이에는 단차가 발생하게 된다. 이러한 단차는 비등방성 도전필름(18)을 배치할 때, 유동성을 갖는 열경화성 수지에 산포된 도전볼(19)이 데이터패드(17) 상부에서 단차를 따라 흘러내리게 되는 원인이 되는데, 이와 같이 도전볼(19)이 데이터패드(17)의 상부에서 기판(10) 측으로 흘러내리게 되며, 데이터패드(17)의 상부에는 도전볼(19)이 존재하지 않게 되어, 비등방성 도전필름(18)을 열압착하는 경우 도전볼(19)의 비존재로 인해 데이터패드(17)와 금속배선(91)이 전기적으로 접속되지 않게 된다.
더욱이, 열경화성 수지와 비등방성 도전필름(18)이 절연층(23,26) 사이에 모여 있지 않고 절연층(24,26)을 넘어 외부로 흘러 내려갈 수 있는데, 이 경우 데이터패드(17)와 금속배선(91)이 전기적으로 연결되지 않을 뿐만 아니라 접착력의 약화로 인해 FPCB(90)가 기판(10)에 합착되지 않는다는 문제도 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 패드영역에 형성되는 패드가 비등방성 도전필름의 도전볼이 포집될 수 있는 구조로 형성하여 FPCB의 부착시나 구동소자의 실장시 전기적 연결을 원활하게 할 수 있는 표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 표시소자는 패드영역 및 표시영역을 포함하며, 표시영역에 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인이 형성된 표시패널; 상기 패드영역에 형성되어 게이트라인 또는 데이터라인과 접속되는 제1패드; 금속배선이 형성되어 상기 표시패널의 패드영역에 부착되는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board); 및 도전볼이 산포되어 상기 FPCB를 표시패널의 패드영역에 부착하는 비등방성 도전필름으로 구성되며, 상기 제1패드의 표면에는 비등방성 도전필름을 수집하는 포집부가 형성되어 제1패드가 FPCB의 금속배선과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1패드의 포집부는 제1패드의 두께 차이로 인한 오목형상 및 제1패드의 표면에 형성된 요철부를 포함한다.
본 발명의 표시소자는 유기전계발광 표시소자, 액정표시소자, 전기영동 표시소자, 플라즈마 표시소자를 포함하며, 유기전계발광 표시소자는 표시영역 및 패드영역을 포함하는 기판; 표시영역의 복수의 화소영역 각각에 형성된 박막트랜지스터; 상기 표시영역의 화소영역에 형성된 화소전극; 상기 표시영역의 화소영역에 형성되어 광을 발광하는 유기발광부; 및 상기 유기발광부 위에 형성되어 유기발광층에 신호를 인가하는 공통전극을 포함한다.
본 발명에서는 FPCB의 금속배선과 접속하거나 실장되는 구동소자의 단자와 접속되는 패드의 표면을 오목한 형상으로 형성하여 비등방성 도전필름에 의해 FPCB를 부착하거나 구동소자를 실장할 때 비등방성 도전필름이 패드의 표면에 모이도록 함으로써 금속배선과 패드 사이 및 단자와 패드 사이의 전기적 접속이 원활하도록 한다.
도 1은 종래 유기전계발광 표시소자의 구조를 간략하게 나타내는 평면도.
도 2a 및 도 2b는 종래 유기전계발광 표시소자에서의 FPCB와 기판의 부착을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자의 구조를 나타내는 단면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자에서 비등방성 도전필름에 의한 FPC의 부착 및 구동소자의 실장을 나타내는 도면.
도 5a-도 5f는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 특정 구조의 표시소자에 한정되는 것이 아니라 유기전계발광 표시소자, 액정표시소자, 전기영동 표시소자, 플라즈마 표시소자 등과 같은 다양한 평판표시소자에 적용될 수 있다. 이하에서는 상기와 같은 다양한 평판표시소자중에서 유기전계발광 표시소자를 하나의 예로서 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시패널을 구체적으로 나타내는 단면도이다. 이때, 도면에서는 설명의 편의를 위해 패널의 표시영역(A/A)의 최외각 화소와 데이터구동소자가 실장되는 패드영역(P)만을 도시하였다.
도 2에 도시된 바와 같이, 플라스틱과 같은 연성 물질 또는 유리와 같은 강성 물질로 이루어진 기판(110)의 표시영역에는 구동박막트랜지스터가 형성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 구동박막트랜지스터는 R,G,B화소영역에 각각 형성되며, 기판(110) 위에 형성된 버퍼층(122)과, 상기 버퍼층(122) 위에 R,G,B 화소영역에 형성된 반도체층(112)과, 상기 반도체층(112)이 형성된 기판(110) 전체에 걸쳐 형성된 제1절연층(123)과, 상기 제1절연층(123) 위에 형성된 게이트전극(111)과, 상기 게이트전극(111)을 덮도록 기판(110) 전체에 걸쳐 형성된 제2절연층(124)과, 상기 제1절연층(123) 및 제2절연층(124)에 형성된 컨택홀을 통해 반도체층(112)과 접촉하는 소스전극(114) 및 드레인전극(115)으로 구성된다.
버퍼층(122)은 단일층 또는 복수의 층으로 이루어질 수 있다. 상기 반도체층(112)은 결정질 실리콘 또는 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 투명산화물반도체로 형성할 수 있으며, 중앙영역의 채널층과 양측면의 도핑층으로 이루어져 소스전극(114) 및 드레인전극(115)이 상기 도핑층과 접촉한다.
상기 게이트전극(111)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속으로 형성될 수 있으며, 제1절연층(123) 및 제2절연층(124)은 SiO2나 SiNx와 같은 무기절연물질로 이루어진 단일층 또는 SiO2 및 SiNx으로 이루어진 이중의 층으로 이루어질 수 있다. 또한, 소스전극(114) 및 드레인전극(115)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금으로 형성할 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 패드영역(P)의 제1절연층(123) 위에는 게이트패드가 형성된다. 상기 게이트패드는 게이트구동소자와 연결되어, 외부로부터 게이트구동소자에 제어신호가 입력됨에 따라 게이트그동소자로부터 주사신호가 게이트패드를 통해 표시영역의 게이트라인에 입력된다. 이때, 상기 게이트패드는 게이트전극(111)과는 다른 금속으로 다른 공정에 의해 형성될 수 있지만, 동일한 공정에 의해 동일한 금속으로 형성하는 것이 바람직할 것이다.
패드영역(P)의 제2절연층(124) 위에는 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)가 형성된다. 상기 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)는 소스전극(114) 및 드레인전극(115)과 동일한 금속으로 형성될 수도 있고 다른 금속으로 형성될 수도 있다.
상기 구동박막트랜지스터가 형성된 기판(110)에는 제3절연층(126)이 형성되고 그 위에 화소전극(120)이 형성된다. 상기 제3절연층(126)은 SiO2와 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제3절연층(126) 위에는 기판(110)을 평탄화시키기 위한 오버코트층(overcoat layer)이 형성될 수도 있다.
표시영역내의 화소영역에 각각 형성되는 구동박막트랜지스터의 드레인전극(115)의 상부 제3절연층(126)에는 제1컨택홀(129a)이 형성되어, 상기 제3절연층(126) 위에 형성되는 화소전극(120)이 상기 제1컨택홀(129a)을 통해 구동박막트랜지스터의 드레인전극(115)과 전기적으로 접속된다. 상기 화소전극(120)은 Ca, Ba, Mg, Al, Ag 등과 같은 금속으로 이루어지고 구동박막트랜지스터의 드레인전극(115)을 통해 외부로부터 화상신호가 인가된다.
패드영역의 제3절연층(126)에는 제2컨택홀(129b) 및 제3컨택홀(129c)이 형성되어 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)가 외부로 노출된다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)는 외곽영역의 두께(t1)가 중앙영역의 두께(t2) 보다 크게 형성되어 전체적으로, 중앙영역이 오목한 형상으로 이루어진다. 상기 제2컨택홀(129b) 및 제3컨택홀(129c)에는 각각 도전볼(119a,119b)이 산포된 열경화성 수지로 이루어진 제1비등방성 도전필름(118a) 및 제2비등방성 도전필름(118b)이 위치한다. 일반적으로 상기 열경화성 수지는 유동성을 갖고 있기 때문에, 열경화성 수지 자체가 흐름을 갖고 있으며 그 내부에 산포된 도전볼(119a,119b) 역시 열경화성 수지내에서 이동하게 된다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)의 중앙영역이 얇고 외곽영역이 두꺼우므로, 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)에 단차가 발생하여, 중앙영역이 오목한 형태로 형성된다. 따라서, 제1 및 제2비등방성 도전필름(118a,118b)을 각각 부착할 때, 열경화성수지 및 도전볼(119a,119b)이 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)의 오목한 중앙영역으로 모이게 된다.
따라서, 종래에 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(119b)의 표면이 편평하게 형성된 경우, 도전볼(119a,119b)이 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)의 표면에 모여 있지 않고 외부로 흘러가는데 반해, 본 발명에서는 도전볼(119a,119b)이 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)의 중앙에 모여있기 때문에, FPCB를 부착하거나 데이터구동소자를 실장할 때, 금속배선과 제1데이터패드(117a) 사이 및 데이터구동소자의 연결부재와 제2데이터패드(117b) 사이에 각각 충분한 양의 도전볼(119a,119b)이 위치하여 금속배선과 제1데이터패드(117a) 및 연결부재와 제2데이터패드(117b)를 전기적으로 접속시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 상기 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(119b)의 형상은 그 표면이 오목한 특정 형태로 형성될 필요는 없다. 본 발명에서 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(119b)의 표면을 오목한 형태로 형성하는 것은 제1 및 제2비등방성 도전필름(118a,118b)에 포함된 도전볼(119a,119b)을 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(119b)에 포집하여 전기적 접촉을 향상시키기 위한 것이다. 따라서, 이러한 목적을 달성할 수만 있다면 어떠한 형상으로 형성하는 것도 가능하다. 예를 들면, 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(119b)의 표면을 단차진 오목한 형태가 아니라 원형이나 타원형상으로 오목한 형태로 형성할 수도 있고 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(119b)의 표면에 요철(도전볼(119a,119b)의 직경 보다 큰 넓이를 갖는)을 형성하여 요철에 도전볼(119a,119b)이 포집되도록 할 수도 있을 것이다. 또한, 상기 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(119b)의 표면에 도전볼(119a,119b)을 부착할 수 있는 부착부재(도전을 갖는)을 형성할 수도 있을 것이다.
다시 도 3에 대해 설명하면, 표시영역 내의 상기 제3절연층(126) 위의 각 화소영역의 경계에는 뱅크층(128)이 형성된다. 상기 뱅크층(128)은 일종의 격벽으로서, 각 화소영역을 구획하여 인접하는 화소영역에서 출력되는 특정 컬러의 광이 혼합되어 출력되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 상기 뱅크층(128)은 제1컨택홀(129a)의 일부를 채우기 때문에 단차를 감소시키며, 그 결과 유기발광부의 형성시 과도한 단차에 의한 유기발광부에 불량이 발생하는 것을 방지한다. 상기 뱅크층(128)은 패드영역에도 일부 연장되어 형성된다.
뱅크층(128) 사이의 화소전극(120) 위에는 유기발광부(125)가 형성된다. 상기 유기발광부(125)는 각각 적색광을 발광하는 R-유기발광층, 녹색광을 발광하는 G-유기발광층, 청색광을 발광하는 B-유기발광층을 포함한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유기발광부(125)에는 유기발광층 뿐만 아니라 유기발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과 주입된 전자 및 정공을 유기발광층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층이 형성될 수도 있을 것이다.
또한, 유기발광층은 백색광을 발광하는 백색 유기발광층으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 백색 유기발광층의 하부, 예를 들어 절연층(224) 위의 R,G,B 서브화소영역에는 각각 R,G,B 컬러필터층이 형성되어 백색 유기발광층에서 발광되는 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 변환시킨다. 이러한 백색 유기발광층은 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 유기물질이 혼합되어 형성되거나 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 발광층이 적층되어 형성될 수 있다.
상기 표시영역의 유기발광부(125) 위에는 공통전극(130)이 형성된다. 상기 공통전극(130)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 산화금속물질로 이루어진다.
이때, 상기 공통전극(130)이 유기발광부(125)의 애노드이고 화소전극(120)이 캐소드로서, 공통전극(130)과 화소전극(120)에 전압이 인가되면, 상기 화소전극(120)으로부터 전자가 유기발광부(125)로 주입되고 공통전극(130)으로부터는 정공이 유기발광부(125)로 주입되어, 유기발광층내에는 여기자(exciton)가 생성되며, 이 여기자가 소멸(decay)함에 따라 발광층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 광이 발생하게 되어 외부(도면에서 공통전극(130)의 상부방향)로 출사하게 된다.
패드영역 및 표시영역의 공통전극(130) 상부 및 뱅크층(128) 상부, 제3절연층(126) 상부에는 기판(110) 전체에 걸쳐서 제1보호층(passivation layer;141)이 형성된다. 상기 제1보호층(141)은 SiO2나 SiNx와 같은 무기물질로 형성된다.
또한, 상기 제1보호층(141) 위에는 폴리머 등의 유기물질로 이루어진 유기층(142)이 형성되고 그 위에 SiO2나 SiNx와 같은 무기물질로 이루어진 제2보호층(144)이 형성된다.
상기 제2보호층(144) 위에는 접착제가 도포되어 접착층(146)이 형성되며, 그 위에 보호필름(148)이 배치되어, 상기 접착층(146)에 의해 보호필름(148)이 부착된다.
상기 접착제로는 부착력이 좋고 내열성 및 내수성이 좋은 물질이라면 어떠한 물질을 사용할 수 있지만, 본 발명에서는 주로 에폭시계 화합물, 아크릴레이트계 화합물 또는 아크릴계 러버과 같은 열경화성 수지를 사용한다. 이때, 상기 접착층(146)은 약 5-100㎛의 두께로 도포되며, 약 80-170도의 온도에서 경화된다. 또한, 상기 접착제로서 광경화성 수지를 사용할 수도 있으며, 이 경우 접착층에 자외선과 같은 광을 조사함으로써 접착층(146)을 경화시킨다.
상기 접착층(146)은 기판(110) 및 보호필름(148)을 합착할 뿐만 아니라 상기 유기전계발광 표시소자 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 봉지제의 역할도 한다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에서 도면부호 246의 용어를 접착제라고 표현하고 있지만, 이는 편의를 위한 것이며, 이 접착층을 봉지제라고 표현할 수도 있을 것이다.
상기 보호필름(148)은 접착층(146)을 봉지하기 위한 봉지캡(encapsulation cap)으로서, PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름 또는 PI(Polyimide)필름 등과 같은 보호필름으로 이루어질 수 있다.
상기 보호필름(148) 상부에는 편광판(249)이 부착될 수 있다. 상기 편광판(149)은 유기전계발광 표시소자로부터 발광된 광은 투과하고 외부로부터 입사되는 광은 반사하지 않도록 하여, 화질을 향상시킨다.
패드영역에는 FPCB(190)가 부착되고 데이터구동소자(194)가 실장된다. 도 4b에 도시된 바와 같이, FPCB(190)에는 금속배선(191)이 형성되며, 상기 금속배선(191)과 제1데이터패드(117a)가 서로 마주한 상태로 제1이방성 도전필름(118a)에 의해 FPCB(190)가 기판(110)에 부착된다. 이때, 금속배선(191)과 제1데이터패드(117a) 사이에는 제1도전볼(119a)이 위치하며 압력에 의해 상기 금속배선(191)과 제1데이터패드(117)가 제1도전볼(119a)과 접촉하여 전기적으로 연결된다.
또한, 칩형태의 데이터구동소자(194)는 제2이방성 도전필름(118b)에 의해 제2데이터패드(117b)에 실장된다. 이때, 상기 데이터구동소자(194)의 단자(도면표시하지 않음)은 범프(bump)와 같은 연결부재(195)에 의해 제2데이터패드(117b)에 전기적으로 접속되는데, 상기 압력에 의해 연결부재(185) 및 제2데이터패드(117b)가 제2도전볼(119b)과 접촉하여 연결부재(185) 및 제2데이터패드(117b)가 전기적으로 접속된다.
이때, 상기 데이터구동소자(194)에는 입출력단자가 형성되며, 이 입출력단자가 각각 연결부재를 통해 패드와 전기적으로 연결되지만, 도면에서는 설명의 편의를 위해 하나의 데이터패드(117b)에 접속되는 구조만을 도시하였다. 따라서, 비록 도면에서는 데이터구동소자(194)의 입출력단자와 데이터패드(117b) 사이의 접속구조를 명확하게 도시하지는 않았지만, 이러한 설명은 데이터구동소자(194)의 입출력단자와 데이터패드(117b) 사이의 접속구조를 모두 포함할 것이다.
도 5a-도 5f는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면이다. 이때, 도면은 단면도로서, 표시영역 및 표시영역을 포함한다.
우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 폴리이미드(PI)와 같은 플라스틱물질로 이루어진 기판(110)을 유리 등으로 이루어진 대면적의 모기판(180)에 접착제 등에 의해 부착한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 모기판(180)에는 복수의 표시패널이 형성될 수 있다.
그 후, 상기 기판(110) 위에 무기물질 등으로 이루어진 버퍼층(122)을 형성한다. 이때, 상기 버퍼층(122)을 단일층 또는 복수의 층으로 형성할 수 있다. 이어서, 기판(110) 전체에 걸쳐 투명산화물반도체 또는 결정질 실리콘 등을 CVD법에 의해 적층한 후 식각하여 버퍼층(122)위에 반도체층(112)을 형성한다. 이때, 결정질실리콘층은 결정질 실리콘을 적층하여 형성할 수도 있고, 비정질실리콘을 적층한 후 레이저결정법 등과 같은 다양한 결정법에 의해 비정질물질을 결정화함으로써 형성할 수도 있다. 상기 결정질실콘층의 양측면에는 n+ 또는 p+형 불순물을 도핑하여 도핑층을 형성한다.
이어서, 상기 반도체층(112) 위에 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 SiO2나 SiOx와 같은 무기절연물질을 적층하여 제1절연층(123)을 형성한 후, 그 위에 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법(sputtering process)에 의해 적층하고 사진식각방법(photolithography process)에 의해 식각하여, 표시영역의 각 화소영역에 게이트전극(111)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트전극(111)이 형성된 기판(110) 전체에 걸쳐 CVD법에 의해 무기절연물질을 적층하여 제2절연층(124)을 형성한다.
그 후, 상기 제1절연층(123)과 제2절연층(124)을 식각하여 표시영역에 반도체층이 노출되는 컨택홀을 형성하고한 후, 기판(110) 전체에 걸쳐 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법에 의해 적층한 후 식각하여, 표시영역에 컨택홀을 통해 반도체층(112)과 전기적으로 접속하는 소스전극(114) 및 드레인전극(115)을 형성하고 패드영역에 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)를 형성한다.
이때, 상기 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)는 각각 중앙영역의 두께가 외곽영역 보다 얇게 형성되어, 그 표면이 오목한 형상으로 형성되어, 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)의 표면상에 이후 도포되는 제1비등방성 도전필름과 제2비등방성 도전필름의 도전볼을 포집하는 포집부가 형성된다.
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 소스전극(114) 및 드레인전극(115), 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)이 형성된 기판(110) 전체에 걸쳐 무기절연물질을 적층하여 제3절연층(126)을 형성하고 일부 영역을 식각하여 표시영역에 제1컨택홀(129a)을 형성하고 패드영역에 제2컨택홀(129b) 및 제3컨택홀(129c)를 형성한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제3절연층(126) 상부 또는 하부에 유기물질 또는 무기물질로 이루어진 오버코트층을 형성할 수도 있다.
이때, 상기 제3절연층(126)은 SiO2를 적층함으로써 형성할 수 있으며 상기 컨택홀(129)에 의해 박막트랜지스터의 드레인전극(115), 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)가 외부로 노출된다.
그 후, 상기 기판(110) 전체에 걸쳐 Ca, Ba, Mg, Al, Ag와 같은 금속을 적층하고 식각하여 표시영역에 제1컨택홀(129a)를 통해 구동박막트랜지스터의 드레인전극(115)과 접속되는 화소전극(120)을 형성한다.
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 표시영역 및 패드영역의 일부에 뱅크층(128)을 형성한다. 표시영역내의 뱅크층(128)은 각 화소를 구획하여 인접하는 화소에서 출력되는 특정 컬러의 광이 혼합되어 출력되는 것을 방지하며 제1컨택홀(129a)의 일부를 채워 단차를 감소시키는 역할을 한다. 이때, 상기 뱅크층(128)은 유기절연물질을 적층한 후 식각하여 형성하지만, 무기절연물질 CVD법에 적층하고 식각하여 형성할 수도 있다.
유기물질을 열증착하여 뱅크층(128) 사이의 화소전극(120) 위에 유기발광부(125)를 형성한다. 이때, 유기물질은 유기발광물질, 전자주입물질, 전자수송물질, 정공주입물질, 정공수송물질을 포함한다.
상기 유기발광부(125)는 R,G,B 유기발광부로 이루어지기 때문에, 섀도우마스크를 이용한 열증착공정을 반복함으로써 R,G,B 유기발광부를 형성할 수 있게 된다.
상기 설명에서는 뱅크층(128)을 형성하고 그 사이에 유기발광부(125)를 형성하지만, 유기발광부(125)를 먼저 형성하고 뱅크층(128)을 형성할 수도 있다.
이어서, 뱅크층(128)과 유기발광부(125) 위에 ITO나 IZO와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링법에 의해 적층하고 식각하여 공통전극(130)을 형성한 후, 공통전극(130) 상부와 뱅크층(128) 위에 무기물질을 적층하여 제1보호층(141)을 형성한다. 이때, 상기 제1보호층(141)은 표시영역 및 더미영역의 일부에만 형성되며, 제2컨택홀(129b) 및 제3컨택홀(129c)이 형성된 영역에는 형성되지 않아, 상기 제2컨택홀(129b) 및 제3컨택홀(129c)을 통해 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)가 외부로 노출된 상태를 유지한다.
그 후, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 제1보호층(141) 위에 폴리머 등의 유기물질을 적층하여 유기층(142)을 형성한다. 이때, 상기 유기층(142)은 스크린프린팅법에 의해 형성될 수 있다. 즉, 도면에는 도시하지 않았지만 스크린을 기판(110) 위에 배치하고 폴리머를 스크린 위에 충진한 후, 닥터블레이드나 롤에 의해 압력을 인가함으로써 유기층(142)을 형성한다. 상기 유기층(142)은 약 8-10㎛의 두께로 형성되어 패드영역의 일정 영역까지 연장되어 뱅크층(128)을 완전히 덮게 된다. 이어서, 유기층(142) 위에 SiO2나 SiOx와 같은 무기물질을 적층하여 상기 유기층(142) 위에 제2보호층(144)을 형성한다.
이때, 상기 유기층(142) 및 제2보호층(144)은 표시영역 및 더미영역의 일부 영역에 형성되며, 상기 제2보호층(144)이 유기층(142)을 완전히 감싸도록 형성된다. 그 이유는 유기물질은 수분에 취약하기 때문에, 유기층(142)에 수분이나 이물질 등의 침투경로로 이용될 수 있다. 따라서, 무기물질로 이루어진 제2보호층(144)에 의해 유기층(142)을 완전히 감싸서 유기층(142)으로 수분 등이 침투하는 것을 방지한다. 또한, 상기 유기층(142) 및 제2보호층(144)의 더미영역의 일부 영역에만 형성되기 때문에, 제2컨택홀(129b) 및 제3컨택홀(129c)이 형성된 영역에는 배치되지 않게 되어 제2컨택홀(129b) 및 제3컨택홀(129c)을 통해 제1데이터패드(117a) 및 제2데이터패드(117b)가 외부로 노출된 상태를 유지한다.
그 후, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 제2보호층(144) 위에 접착제를 적층하여 접착층(146)을 형성하며 그 위에 보호필름(148)을 위치시키고 압력을 인가하여 보호필름(148)을 접착시킨다. 이때, 상기 접착제로는 열경화성 수지 또는 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 열경화성 수지를 사용하는 경우 보호필름(148)의 접착후 열을 인가하고, 광경화성 수지를 사용하는 경우 보호필름(148)의 접착후 광을 조사하여 접착층(146)을 경화시킨다. 이어서, 상기 보호필름(148) 위에 편광판(149)을 부착한 후 절단수단에 모기판을 단위 패널단위로절단하고 레이저나 열의 인가에 의해 기판(110)을 모기판(180)으로부터 분리한다.
이어서, 도 5f에 도시된 바와 같이, 더미영역의 제2컨택홀(129b) 및 제3컨택홀(129c)에 각각 제1비등방성 도전필름(118a) 및 제2비등방성 도전필름(118b)을 배치하고 상기 제2컨택홀(129b) 위에 FPCB(190)를 배치한 상태에서 상기 FPCB(190)와 기판(110)을 열압착하여 FPCB(190)를 기판(110)에 부착한다. 이때, 상기 FPCB(190)의 금속배선(191)이 제1비등방성 도전필름(118a)에 포함된 제1도전볼(119a)에 의해 더미영역의 제1데이터패드(117a)와 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 제3컨택홀(129c) 위에 데이터구동소자(194)를 위치시킨 후, 상기 제2비등방성 도전필름(118b)을 경화함으로써, 데이터구동소자(194)를 기판(110) 위에 실장한다. 이때, 제2도전볼(119b)에 의해 데이터구동소자(194)와 전기적으로 접속된 연결부재(195)가 제2데이터패드(117b)와 전기적으로 연결됨으로써 유기전계발광 표시소자가 완성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 패드영역에 형성되는 데이터패드의 형상을 비등방성 도전필름의 도전볼이 표면에 모일 수 있는 형상으로 형성함으로써 FPCB의 부착이나 데이터구동소자의 실장시 데이터패드와의 전기적 접속을 원활하게 할 수 있게 된다.
한편, 상술한 상세한 설명에서는 본 발명의 일례로서 유기전계발광 표시소자가 설명되고 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이지 본 발명을 이러한 특정 표시소자에 한정하기 위한 것이 아니다.
본 발명의 가장 중요한 특징은 패드영역에 형성되는 데이터패드의 형상을 비등방성 도전필름의 도전볼이 표면에 모일 수 있는 형상으로 형성함으로써 FPCB의 부착이나 데이터구동소자의 실장시 데이터패드와의 전기적 접속을 원활하게 하는 것이다.
따라서, FPCB가 패널에 부착되고 구동소자가 실장되어 신호를 표시영역에 인가하는 액정표시소자, 전기영동 표시소자, 플라즈마 표시소자와 같은 다양한 평판 표시소자에 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.
또한, 상술한 상세한 설명에서는 특정 구조의 유기전계발광 표시소자가 개시되어 있지만, 본 발명이 이러한 특정한 구조의 유기전계발광 표시소자에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 상술한 유기전계발광 표시소자에서는 주로 연성 유기전계발광 표시소자에 대해 설명하고 있지만, 본 발명은 휘지 않는 유기전계발광 표시소자에도 적용될 것이다. 그리고, 상술한 설명에서는 광이 상부방향, 즉 보호필름을 통해 출사되는 구조가 개시되어 있지만, 본 발명이 이러한 구조에만 한정되는 것이 아니라 광이 하부방향, 즉 기판을 통해 출사되는 구조도 적용될 수 있을 것이다. 이 경우, 화소전극으로는 투명한 도전물질이 사용되고 공통전극으로는 불투명한 금속이 사용될 수 있다.
110 : 기판 117a,117b : 데이터패드
120 : 화소전극 122 : 버퍼층
123,124,126 : 절연층 125 : 유기발광부
128 : 뱅크층 130 : 공통전극
141,144 : 보호층 142 : 유기층
180 : 모기판 190 : FPCB
191 : 금속배선 194 : 데이터구동소자
195 : 연결부재

Claims (10)

  1. 패드영역 및 표시영역을 포함하며, 표시영역에 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인이 형성된 표시패널;
    상기 패드영역에 형성되어 게이트라인 또는 데이터라인과 접속되는 제1패드;
    금속배선이 형성되어 상기 표시패널의 패드영역에 부착되는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board); 및
    도전볼이 산포되어 상기 FPCB를 표시패널의 패드영역에 부착하는 비등방성 도전필름으로 구성되며,
    상기 제1패드의 표면에는 비등방성 도전필름을 수집하는 포집부가 형성되어 제1패드가 FPCB의 금속배선과 전기적으로 연결되고,
    상기 제1패드의 포집부는 상기 제1패드의 표면에 형성된 요철부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1패드의 포집부는 제1패드의 두께 차이로 인한 오목형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    비등방성 도전필름의 도전볼이 모이는 포집부가 형성되어, 패드영역에 배치되는 제2패드; 및
    패드영역에 실장되어 신호를 인가하며, 연결부재를 통해 패드영역의 제2패드와 전기적으로 연결되는 구동소자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 표시패널은 유기전계발광 표시패널, 액정표시패널, 전기영동 표시패널, 플라즈마 표시패널 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표시소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유기전계발광 표시패널은,
    표시영역 및 패드영역을 포함하는 기판;
    표시영역의 복수의 화소영역 각각에 형성된 박막트랜지스터;
    상기 표시영역의 화소영역에 형성된 화소전극;
    상기 표시영역의 화소영역에 형성되어 광을 발광하는 유기발광부; 및
    상기 유기발광부 위에 형성되어 유기발광층에 신호를 인가하는 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기판은 연성기판인 것을 특징으로 하는 표시소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 연성기판은 폴리이미드로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시소자.
  9. 제6항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는,
    반도체층;
    상기 반도체층이 형성된 기판에 형성된 제1절연층;
    제1절연층 위에 형성된 게이트전극;
    상기 게이트전극을 덮도록 기판위에 형성된 제2절연층; 및
    제2절연층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시소자.
  10. 제6항에 있어서, 상기 유기전계발광 표시패널은,
    표시영역의 유기발광부 사이에 형성된 뱅크층;
    표시영역 및 패드영역에 형성된 제1보호층;
    상기 제1보호층 위에 형성된 유기절연층; 및
    상기 유기절연층 위에 형성된 제2보호층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자.

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