KR102421771B1 - 이방성 도전 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 베이스 필름, 상기 베이스 필름상에 배치되며 개구부를 갖는 지지부, 상기 개구부에 배치된 적어도 하나의 도전 입자 및 상기 지지부 및 상기 도전 입자상에 배치된 점착층;을 포함하는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film, ACF)을 제공한다.

Description

이방성 도전 필름 및 그 제조방법{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 이방성 도전 필름, 이방성 도전 필름의 제조방법 및 이방성 도전 필름을 포함하는 표시장치에 대한 것이다.
표시장치는 발광 방식에 따라 액정표시장치(liquid crystal display, LCD), 유기발광 표시장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시장치(plasma display panel, PDP), 전기영동 표시장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다.
표시장치는 일반적으로, 화상을 표시하는 표시패널과 표시패널을 구동하는 회로 부재를 포함한다. 회로 부재로, 예를 들어, 구동칩 또는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB) 등이 있으며, 이들은 대부분 표시패널의 가장자리에 실장된다. 예를 들어, 구동칩은 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film, ACF)을 통해 표시패널에 직접 실장(chip on glass, COG)되기도 하며, 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package, TCP) 또는 연성 필름에 실장되어(chip on film, COF) 이방성 도전 필름을 통해 표시패널과 연결되기도 한다.
최근, 표시장치가 고해상도화되고, 표시장치의 비표시 영역의 면적이 감소되고, 배선의 폭과 간격이 좁아지고 있다. 따라서 이방성 도전 필름을 이용하여 회로 부재를 기판에 안정적으로 정렬하여 합착시키는데 어려움이 있다.
본 발명의 일 실시예는 간섭 레이저광을 이용하는 레이저 간섭 리소그래피 방법에 의해 미세 패턴을 갖는 이방성 도전 필름을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 일 실시예는 회로 부재를 기판의 도전 패드에 안정적으로 부착할 수 있는 이방성 도전 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 베이스 필름; 상기 베이스 필름상에 배치되며 개구부를 갖는 지지부; 상기 개구부에 배치된 적어도 하나의 도전 입자; 및 상기 지지부 및 상기 도전 입자상에 배치된 점착층;을 포함하는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film, ACF)을 제공한다.
상기 지지부는 200nm 내지 600nm 폭을 가지며, 200nm 내지 600nm의 간격으로 서로 이격되어 배치된 복수개의 선형 패턴을 포함한다.
상기 지지부는 복수개의 개구부를 갖는 메시 형태를 갖는다.
상기 개구부는 원형, 타원형 및 다각형 중 어느 하나의 평면을 갖는다.
상기 개구부는 200nm 내지 600nm의 직경을 갖는다.
상기 지지부는 복수개의 기둥을 포함한다.
상기 도전 입자는 20nm 내지 600nm의 입자 크기를 갖는다.
본 발명의 다른 일 실시예는 베이스 필름; 상기 베이스 필름상에 배치된 지지부 패턴; 상기 지지부 패턴내에 분산된 도전 입자; 및 상기 지지부 패턴상에 배치된 점착층;을 포함하며, 상기 지지부 패턴은 라인 형상, 매시 형상 또는 기둥 형상을 갖는 이방성 도전 필름을 제공한다.
상기 도전입자의 적어도 일부분은 상기 지지부 패턴의 상부면으로부터 돌출된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 베이스 필름상에 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계; 레이저 간섭 리소그래피 장치를 이용하여 상기 감광성 수지 조성물을 노광하는 단계; 상기 노광된 감광성 수지 조성물을 현상하여 개구부를 갖는 지지부를 형성하는 단계; 상기 개구부에 도전 입자를 충진하는 단계; 및 상기 지지부 및 상기 도전 입자상에 점착층을 배치하는 단계;를 포함하는 이방성 도전 필름의 제조방법을 제공한다.
상기 노광하는 단계는, 간섭 레이저광을 상기 감광성 수지 조성물에 조사하는 단계를 포함한다.
상기 레이저 간섭 리소그래피 장치는, 레이저 발생기 및 광 간섭기를 포함하고, 상기 광간섭기는 노광 대상이 안착되는 스테이지를 포함하며, 상기 노광하는 단계는, 상기 레이저 간섭 리소그래피 장치의 상기 스테이지에 상기 감광성 수지 조성물이 도포된 베이스 필름을 배치하는 단계; 및 상기 감광성 수지 조성물에 레이저광을 조사하는 단계;를 포함하며, 상기 레이저광을 조사하는 단계는 상기 감광성 수지 조성물에 제1 레이저광 및 상기 제1 레이저광과 다른 경로를 갖는 제2 레이저광을 동시에 조사한다.
상기 광 간섭기는 간섭 미러를 포함하며, 상기 제2 레이저광은 상기 간섭 미러에서 반사된 레이저광이다.
상기 레이저 간섭 리소그래피 장치는 광 분배기(beam splitter)를 포함하며, 상기 광 분배기는 상기 레이저 발생기에서 발생된 레이저광을 제1 레이저광과 제2 레이저광으로 분배한다.
상기 레이저광을 조사하는 단계 후, 감광성 수지 조성물이 도포된 베이스 필름을 45˚ 내지 90˚ 각도로 회전한 후, 레이저광을 재조사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 베이스 필름상에 도전 입자를 포함하는 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계; 레이저 간섭 리소그래피 장치를 이용하여 상기 감광성 수지 조성물을 노광하는 단계; 및 상기 노광된 감광성 수지 조성물을 현상하여 지지부를 형성하는 단계; 상기 지지부 및 상기 도전 입자상에 점착층을 배치하는 단계;를 포함하는 이방성 도전 필름의 제조방법을 제공한다.
상기 노광하는 단계는, 간섭 레이저광을 상기 감광성 수지 조성물에 조사하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 패드 영역을 포함하는 기판; 상기 패드 영역 상에 배치된 도전 패드; 상기 도전 패드 상에 배치된 이방성 도전 필름; 및 상기 이방성 도면 필름상에 배치되며, 상기 이방성 도전 필름에 의해 상기 도전 패드와 전기적으로 연결된 회로 부재;를 포함하며, 상기 이방성 도전 필름은, 개구부를 갖는 지지부; 상기 개구부에 배치된 적어도 하나의 도전 입자; 및 상기 지지부 및 상기 도전 입자상에 배치된 점착층;을 포함하는 표시장치를 제공한다.
상기 지지부는, 라인 형상, 매시 형상 또는 기둥 형상의 패턴을 갖는다.
상기 회로 부재는 구동칩 및 연성인쇄회로기판(FPCB) 중 어느 하나이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 간섭 레이저광을 이용하는 레이저 간섭 리소그래피 방법에 의해, 미세하고 균일한 패턴을 갖는 이방성 도전 필름이 용이하게 제조될 수 있다. 이러한 방법으로 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 도전 필름은 회로 부재와 기판의 도전 패드를 신뢰성 높게 전기적으로 연결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름의 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 베이스 필름과 지지부의 단면도이다.
도 4는 도 1의 이방성 도전 필름의 내부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이방성 도전 필름의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이방성 도전 필름의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이방성 도전 필름의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 9a 및 9b는 각각 도전 입자의 단면도이다.
도 10a 및 10b는 각각 레이저 간섭 리소그래피 장치의 개략도이다.
도 11은 레이저 간섭 현상을 설명하는 개념도이다.
도 12a와 12b는 각각 간섭 레이저광에 의한 노광 결과에 대한 사시도이고, 도 12c는 간섭 레이저광에 의한 노광 결과에 대한 평면도이다.
도 13 내지 16은 각각 지지부의 구조에 대한 사시도이다.
도 17a 내지 17f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름의 제조 공정도이다.
도 18a 내지 18d는 본 발명의 제5 실시예에 따른 이방성 도전 필름의 제조 공정도이다.
도 19는 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 20은 도 19의 II-II'를 따라 자른 단면도이다.
도 21은 도전 패드에 대한 부분 평면도이다.
도 22는 도 19의 III-III'를 따라 자른 단면도이다..
도 23은 도 19의 A부분을 확대한 평면도이다.
도 24는 도 23의 IV-IV'를 따라 자른 단면도이다.
이하, 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 실시예들은 단지 예시적인 것이다. 본 발명의 권리범위는 청구항에 의해 정의될 것이다. 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 이하에서 표시장치로, 유기 발광층을 포함하는 유기발광 표시장치가 실시예로 설명되어 있으나, 표시장치가 이에 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 표시 장치는 액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 전계방출 표시장치 등을 포함한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 것이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(101)을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(101)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I' 를 따라 자른 단면도이고, 도 3은 도 2의 베이스 필름(310)과 지지부(351)의 단면도이고, 도 4는 도 1의 이방성 도전 필름(101)의 내부 사시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(101)은 베이스 필름(310), 지지부(351), 점착층(320) 및 도전 입자(360)를 포함한다.
베이스 필름(310)은 점착층(320)에 부착되어 있으며, 가요성(flexibility)을 가지는 재료로 이루어져 있다. 베이스 필름(310)은 기판에 회로 부재를 실장할 때 점착층(320)으로부터 분리될 수 있다. 구체적으로, 베이스 필름(310)이 부착되지 않은 점착층(320)의 일면에 회로 부재를 부착하고, 베이스 필름(310)을 점착층(320)으로부터 분리한 후, 베이스 필름(310)이 분리되어 노출된 점착층(320)의 타면을 기판에 부착하여 기판에 회로 부재를 실장할 수 있다.
지지부(351)는 베이스 필름(310)상에 배치된다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면 지지부(351)는 복수개의 선형 패턴(331)을 포함한다. 이러한 선형 패턴(331)을 지지부 패턴이라고도 한다. 여기서, 선형 패턴(331) 사이의 공간이 개구부(341)가 된다. 지지부(351)는 후술할 표시장치의 실시예에서 도전 입자(360)의 유동성을 제어하고, 도전 입자(360)가 기판의 도전 패드상에 위치하도록 도전 입자(360)를 가이드 한다. 그에 따라, 이방성 도전 필름(101)을 이용한 회로 부재와 도전 패드의 접착 과정에서, 도전 입자(360)가 원래 위치로부터 이탈되지 않아 안정적인 전기적 접촉이 이루어진다.
지지부(351)는 레이저 간섭 리소그래피 방법을 이용한 감광성 수지 조성물의 패터닝에 의해 만들어질 수 있다. 레이저 간섭 리소그래피 방법에 의해 만들어진 지지부(351)는 미세하고 균일한 선폭을 가질 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(101)은 미세한 배선 구조를 갖는 도전 패드와 회로 부재를 서로 안정적으로 부착할 수 있다. 지지부(351)의 제조방법은 후술된다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 지지부(351)를 구성하는 선형 패턴(331)은 나노미터 단위의 선폭과 간격을 가질 수 있다. 구체적으로, 지지부(351)는 200nm 내지 600nm의 폭(w1)을 가지며, 200nm 내지 600nm의 간격(d1)으로 서로 이격된 복수개의 선형 패턴(331)을 갖는다.
지지부(351)는 100nm 내지 600nm의 높이(t1)를 가질 수 있다. 지지부(351)의 높이(t1)는 도전 입자(360)의 직경보다 클 수도 있고 작을 수도 있다.
점착층(320)은 베이스 필름(310) 상에 위치한다. 점착층(320)은 점착성 고분자 수지를 포함하며, 기판에 회로 부재가 실장될 경우, 점착층(320)의 양면에 기판 및 회로 부재가 부착된다. 점착층(320)은 접착 방법에 따라 녹기도 하고 경화되기도 한다. 예를 들어, 점착층(320)은 열에 의해 녹을 수 있고, 자외선에 의해 경화될 수 있다. 점착층(320)은 접착 방법을 달리하여 녹는 성질 및 경화되는 성질을 제어할 수 있으며, 이같은 점착층(320)의 녹거나 경화되는 성질을 제어하여 기판에 회로 부재를 실장할 수 있다.
적어도 하나의 도전 입자(360)는 개구부(341)에 배치된다. 서로 이웃한 도전 입자(360)는 점착층(320)에 의해 상호 절연된다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이방성 도전 필름(102)의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이방성 도전 필름(102)은 매시(Mesh) 형태의 지지부(352)를 포함한다. 구체적으로, 지지부(352)는 메시 패턴(332) 및 복수개의 사각형 개구부(342)를 가지며, 개구부(342)에 도전 입자(360)가 배치된다.
예를 들어, 레이저 간섭 리소그래피 방법에 의해 미세한 크기를 가지며 규칙적으로 배열된 복수의 개부구들이 만들어질 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따르면 개구부(342)의 한 변은 200nm 내지 600nm의 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 각 개구부(342)에 하나 또는 두 개 이상의 도전 입자(360)가 배치된다. 도전 입자(360)가 개구부(342)에 수용(trap)되기 때문에, 이방성 도전 필름(102)을 이용한 회로 부재와 도전 패드의 접착 과정에서, 이방성 도전 필름(102)이 압착되더라도 도전 입자(360)가 개구부(342)를 이탈하지 않아 안정적인 전기적 접촉이 이루어진다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이방성 도전 필름(103)의 사시도이다.
도 6를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이방성 도전 필름(103)은 메시 형태의 지지부(353)를 갖는다. 구체적으로, 지지부(353)는 메시 패턴(333) 및 복수개의 원형 개구부(343)를 가지며, 개구부(343)에 도전 입자(360)가 배치된다. 개구부(343)는 200nm 내지 600nm의 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예와 제3 실시예에서 개구부(342, 343)가 사각형 또는 원형인 것을 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 개구부는 삼각형, 오각형, 육각형 등 다양한 형태의 다각형이 될 수 있으며, 개구부의 측벽은 경사를 가질 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제4 실시예를 설명한다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이방성 도전 필름(104)의 사시도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이방성 도전 필름(104)은 서로 이격된 복수개의 기둥(334)을 포함한다. 즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 지지부(354)는 복수개의 기둥(334) 및 기둥(334) 사이의 개구부(344)를 포함한다. 도전 입자(360)는 기둥(334) 사이의 개구부(344)에 배치된다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 제5 실시예를 설명한다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이방성 도전 필름(105)의 단면도이다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 이방성 도전 필름(105)은 베이스 필름(310), 베이스 필름(310)상에 배치된 지지부 패턴(335), 지지부 패턴(335) 내에 분산된 도전 입자(360) 및 지지부 패턴(335)상에 배치된 점착층(320)을 포함한다.
지지부 패턴(335)은, 예를 들어, 베이스 필름(310)상에 도전 입자(360)를 포함하는 감광성 수지 조성물이 도포되고, 레이저 간섭 리소그래피 방법에 의해 감광성 수지 조성물이 노광 및 현상되어 만들어질 수 있다.
지지부 패턴(335)은 선형 막대, 메시 또는 기둥 형상을 가질 수 있다. 또한, 도전 입자(360)의 적어도 일부분은 지지부 패턴(335)의 상부면으로부터 돌출될 수 있다.
제1 내지 제5 실시예에 예시된 바와 같이, 지지부는 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 지지부의 형상은 기판의 도전 패드, 회로 부재의 범프 및 회로 부재의 실장 영역에 따라 결정될 수 있다.
도전 입자(360)는 고분자로 된 코어 및 코어를 둘러싸는 도전층을 포함한다. 또한, 도전 입자(360)는 도전층을 둘러싸는 절연층을 더 포함할 수 있다.
도전 입자(360)는 20nm 내지 600nm의 입자 크기를 가질 수 있다. 이러한 도전 입자(360)는 지지부(351, 352, 353, 354)의 개구부(341, 342, 343, 344)에 배치되거나(제1 내지 제4 실시예), 지지부 패턴(335) 내부에 배치된다(제5 실시예).
도 9a 및 9b는 각각 도전 입자(360a, 360b)의 단면 구조도이다.
도 9a의 도전 입자(360a)는 고분자로 된 코어(361), 코어(361)를 둘러싸는 도전층(362) 및 도전층(362)을 둘러싸는 절연층(363)을 포함한다. 고분자로 된 코어(361)는 탄성을 가져 압력에 의해 도전 입자(360a)가 변형될 수 있도록 하며, 절연층(363)은 이방성 도전 필름의 제조 과정에서 도전층(362)을 보호한다.
이방성 도전 필름을 이용한 회로 배선과 도전 패드의 접착 과정에서, 이방성 도전 필름이 압착 및 가열되면 도전 입자(360)의 코어(361)가 압착되고, 절연층(363)이 용융되어 회로 배선과 도전 패드 사이에 안정적인 전기적 접촉이 이루어진다.
도 9b의 도전 입자(360b)는 고분자로 된 코어(361) 및 코어(361)를 둘러싸는 도전층(362)을 포함한다. 도 9a에 도시된 절연층(363)은 생략될 수 있다.
도 10a 및 10b는 각각 레이저 간섭 리소그래피 장치(401, 501)의 개략도이다.
레이저 간섭 리소그래피 장치(401, 501)는 지지부 형성에 사용된다. 예를 들어, 베이스 필름상에 감광성 수지 조성물이 도포되고, 레이저 간섭 리소그래피 장치에 의해 감광성 수지 조성물이 노광된 후 현상됨으로써 감광성 수지 조성물로 된 지지부가 만들어질 수 있다.
도 10a의 레이저 간섭 리소그래피 장치(401)는 레이저 발생기(410), 광량조절 필터(420), 셔터(430), 제1 미러(441), 제2 미러(442), 대물렌즈(450), 핀홀(460), 평행광 렌즈(470) 및 광간섭기(480)를 포함한다.
레이저 발생기(410)는 레이저광을 발생한다. 발생된 레이저광은 광량조절 필터(420)에 입사된다. 광량조절 필터(420)에 의해 레이저광의 광량이 조절된다.
셔터(430)는 레이저광의 노광 시간을 제어한다. 레이저광의 노광 시간 조절이 필요한 경우, 셔터(430)의 개폐 시간 조작에 의해 노광 시간이 조절될 수 있다.
셔터(430)를 통과하여 노광 시간이 조절된 레이저광은 제1 미러(441) 및 제2 미러(442)에 의해 진행방향이 조정된다. 제1 미러(441)와 제2 미러(442)는 선택적으로 사용된다. 즉, 별도의 방향 조절이 필요 없거나, 광의 진행방향의 급격한 변화가 요청되지 아니하는 경우, 미러가 사용되지 않거나, 한 개의 미러만이 사용될 수 있다. 또한, 경우에 따라 3개 이상의 미러가 사용될 수도 있다.
제1 미러(441)와 제2 미러(442)를 거친 레이저광은 대물렌즈(450)로 입사된다.
대물렌즈(450)를 통과한 레이저광은 핀홀(460)을 통과하고, 평행광 렌즈(470)로 입사된다. 평행광 렌즈(470)는 핀홀(460)을 통과한 레이저광을 평행광으로 변환한다. 평행광 렌즈(470)를 통과한 광은 시료(485)가 배치된 광간섭기(480)의 스테이지(481)에 입사된다.
광간섭기(480)는 노광 대상이 안착되는 스테이지(481) 및 간섭미러(482)를 포함한다. 스테이지(481)와 간섭미러(482)는 지지플레이트(483)에 의해 지지된다. 스테이지에(481)에 노광 대상인 시료가 배치된다.
광간섭기(480)는 시료(485)를 소정의 방향으로 회전시킬 수 있는 구조를 가진다. 즉, 광간섭기(480)의 스테이지(481)는 평면에 수직인 축을 중심으로 회전할 수 있도록 설치되며, 그에 따라 스테이지(481)에 배치된 시료(485)가 소정의 방향으로 회전될 수 있다.
또한, 광간섭기(480)는 간섭미러(482)를 포함하며, 평행광 렌즈(470)로부터 시료(485)로 직접 입사되는 제1 레이저광과, 간섭미러(482)를 경유한 제2 레이저광 사이에 소정의 경로차가 발생되도록 한다. 시료(485)에 직접 입사되는 제1 레이저광을 직접 평행광이라 하고, 간섭미러(482)를 경유한 제2 레이저광을 지연된 평행광이라고도 한다.
제1 레이저광인 직접 평행광과 제2 레이저광인 지연된 평행광의 경로차에 의해 시료(485)에서 레이저의 간섭현상이 발생된다. 레이저의 간섭형상에 의해 만들어진 간섭광을 간섭 레이저광이라 한다. 이러한 간섭 레이저광이 시료(485)에 조사된다.
도 10b의 레이저 간섭 리소그래피 장치(501)는 레이저 발생기(510), 광 분배기(beam splitter)(520), 제1 미러(531), 제1 필터(541), 제1 렌즈(551), 제2 미러(532), 제2 필터(542), 제2 렌즈(552) 및 광간섭기(560)를 포함한다.
레이저 발생기(510)는 레이저광을 발생한다. 발생된 레이저광은 광 분배기(beam splitter)(520)에 의해 제1 레이저광과 제2 레이저광으로 분배된다. 제1 레이저광은 제1 미러(531), 제1 필터(541) 및 제1 렌즈(551)를 거쳐 광간섭기(560)에 조사된다. 제2 레이저광은 제2 미러(532), 제2 필터(542) 및 제2 렌즈(552)를 거쳐 광간섭기(560)에 조사된다. 광간섭기(560)는 노광 대상 시료(485)가 안착되는 스테이지(미도시)를 포함하며, 노광 대상 시료(485)는 광간섭기(560)에 배치된다.
도 11은 레이저 간섭 현상을 설명하는 개념도이다.
서로 다른 경로를 갖는 제1 레이저광과 제2 레이저광이 시료(485)의 표면 상에서 간섭현상을 일으킨다. 이 때, 시료(485)에 입사되는 2개의 레이저광의 입사각 θ는 서로 동일하도록 조정될 수 있다.
제1 레이저광과 제2 레이저광의 간섭 현상에 의해 형성되는 간섭 레이저광의 파동의 마루와 마루 또는 골과 골이 만나서 진폭이 더 커지는 부분에서는 보강 간섭이 일어나고, 마루와 골이 만나서 진폭이 거의 없어지는 부분에서는 상쇄간섭이 발생한다.
도 11에서, 간섭현상에 의해 발생되는 간섭 레이저광의 파장 P는 하기의 수학식 1에 따른다.
[수학식 1]
P=λ/2sinθ
수학식 1에서 λ는 평행광의 파장을 나타내며, θ는 2개의 레이저광의 입사각을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 257nm의 파장을 갖는 아르곤 이온 레이저가 사용될 수 있다.
도 12a와 12b는 간섭 레이저광에 의한 노광 결과에 대한 사시도이고, 도 12c는 간섭 레이저광에 의한 노광 결과에 대한 평면도이다.
먼저, 도 12a를 참조하면, 베이스 필름(310)상에 배치된 감광성 수지 조성물(330)이 도포된 후 감광성 수지 조성물(330)에 서로 평행인 제1 레이저광과 제2 레이저광이 조사된다. 제1 레이저광과 제2 레이저광에 의해 감광성 수지 조성물(330)상에서 보강 간섭과 상쇄 간섭이 반복적으로 이루어진다.
서로 평행인 제1 레이저광과 제2 레이저광에 의해 만들어진 간섭 레이저광이 감광성 수지 조성물(330)에 조사되므로, 감광성 수지 조성물(330)의 표면에서 서로 평행한 복수개의 선형, 즉, 스트라이프 형상의 패턴(330a, 330b)들이 형성된다. 스트라이프 형상의 패턴은, 상쇄 간섭 영역에 대응되는 선형의 비노광부(330a)와 보강 간섭 영역에 대응되는 선형의 노광부(330b)를 포함한다. 여기서, 서로 이웃한 한쌍의 비노광부(330a)와 노광부(330b)의 폭의 합이 간섭 레이저광의 파장(P)에 대응된다.
도 12b는 감광성 수지 조성물(330)에 간섭 레이저광이 1차 조사된 다음, 감광성 수지 조성물(330)이 90ㅀ 회전된 후, 간섭 레이저광이 2차 조사되어 만들어진 패턴을 도시한 것이다. 먼저, 간섭 레이저광의 1차 조사에 의해 수평 방향의 패턴(330b)이 만들어지고, 간섭 레이저광의 2차 조사에 의해 수직 방향의 패턴이 만들어진다. 수직 방향과 수평방향의 보강 간섭이 교차되는 영역(330c)에서 강한 노광이 이루어진다.
도 12c는 감광성 수지 조성물(330)에 대해 간섭 레이저광이 1차 조사된 후, 감광성 수지 조성물(330)이 60ㅀ 회전된 후, 간섭 레이저광이 2차 조사되어 이루어진 노광 결과에 대한 평면도이다.
간섭 레이저광의 1차 조사에 의해 형성되는 스트라이프 패턴과 간섭 레이저광의 2차 조사에 의해 형성되는 스트라이프 패턴의 결합에 의해 최종 패턴이 형성된다.
도 12a 내지 12c의 패턴을 얻기 위해 감광성 수지 조성물(330)을 소정의 각도로 회전시키는 방법으로, 감광성 수지 조성물(330)이 배치된 광간섭기(480)를 회전시키는 방법과 감광성 수지 조성물(330)만을 회전시키는 방법이 있다.
또한, 도 12a, 도 12b 및 도 12c에 도시된 패턴들의 간격을 조절하기 위해, 제1 레이저광(직접 평행광)과 제2 레이지광(지연된 평행광)의 입사각이 변경될 수 있다.
감광성 수지 조성물(330)로, 네거티브형(negative type) 감광성 수지 조성물과 포지티브형(positive type) 감광성 수지 조성물이 있다. 네거티브형 감광성 수지 조성물은 노광된 부분이 가교되고 고분자화되어서 이후의 현상공정에서 노광된 부분만이 잔류한다. 반면, 포지티브형 감광성 수지 조성물의 경우, 노광에 의해 가교된 고분자가 분해 또는 해체되어 현상공정에서 노광된 부분이 제거된다.
따라서, 감광성 수지 조성물의 타입에 따라 다양한 형태의 패턴이 만들어질 수 있다. 예컨대, 도 12b 또는 도 12c에 도시된 패턴 형성 과정에서 네거티브형의 감광성 수지 조성물이 사용될 경우, 현상공정에 의해 규칙적으로 패열된 다수의 기둥 또는 팰럿(pallet) 형태의 패턴이 만들어질 수 있고, 개구부가 만들어질 수도 있다. 포지티브형의 감광성 수지 조성물가 사용될 경우 현상공정에 의해 기판 상에는 다수개의 규칙적으로 배열된 개구부가 만들어질 수 있고, 기둥이 만들어질 수도 있다.
감광성 수지 조성물로 공지의 감광성 수지 조성물들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 모노머(monomer), 올리고머(oligomer), 바인더(binder), 첨가제(additives) 및 광개시제(photo-initiator)를 포함하는 감광성 수지 조성물이 사용될 수 있다. 이러한 감광성 수지 조성물로 예를 들어, 포토 레지스트가 있다. 감광성 수지 조성물은 에폭시계의 모노머, 올리고머 및 고분자를 포함할 수 있고, 아크릴계의 모노머, 올리고머 및 고분자를 포함할 수 있다.
감광성 수지 조성물을 이용한 레이저 간섭 리소그래피 방법에 의해 도 13 내지 16에 도시된 지지부(351, 352, 353, 354)가 만들어진다.
도 13 내지 16은 각각 지지부의 구조에 대한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(101)의 지지부(351)이고, 도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이방성 도전 필름(102)의 지지부(352)이고, 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이방성 도전 필름(103)의 지지부(353)이고, 도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이방성 도전 필름(104)의 지지부(354)이다.
이하, 도 17a 내지 17f를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(101)의 제조방법을 설명한다. 중복을 피하기 위해, 이미 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다.
도 17a 내지 17f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름의 제조 공정도이다.
도 17a를 참조하면, 베이스 필름(310)상에 감광성 수지 조성물(330)이 도포된다. 베이스 필름(310)은 가요성(flexibility)을 가지는 재료로 이루어진다. 감광성 수지 조성물(330)은 예를 들어, 모노머, 올리고머, 바인더, 첨가제 및 광개시제를 포함한다. 감광성 수지 조성물(330)로, 네거티브형(negative type) 감광성 수지 조성물과 포지티브형(positive type) 감광성 수지 조성물 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
도 17b를 참조하면, 감광성 수지 조성물(330)에 레이저 광이 조사된다. 노광의 위해 도 10a의 레이저 간섭 리소그래피 장치(401)가 사용될 수 있다. 레이저 간섭 리소그래피 장치(401)에 의해 감광성 수지 조성물(330)의 표면에 간섭 레이저광이 조사되어 감광성 수지 조성물(330)이 노광된다.
구체적으로, 레이저 간섭 리소그래피 장치(401)의 스테이지(481)에 감광성 수지 조성물(330)이 도포된 베이스 필름(310)이 배치되고, 감광성 수지 조성물(330)에 레이저가 조사한다. 이 때, 제1 레이저 및 제1 레이저와 다른 경로를 갖는 제2 레이저가 동시에 감광성 수지 조성물(330)에 조사된다. 그 결과 간섭 레이저광이 만들어져, 간섭 레이저광에 의한 노광이 이루어진다.
이 때, 257nm의 파장을 갖는 아르곤 이온 레이저가 사용될 수 있다.
한편, 레이저 조사 후(1차 레이저 조사) 후, 감광성 수지 조성물(330)이 도포된 베이스 필름(310)이 45˚ 내지 90˚ 각도로 회전된 후, 레이저가 재조사(2차 레이저 조사)될 수 있다. 레이저가 2회 이상 재조사될 수도 있다.
도 17c를 참조하면, 노광된 감광성 수지 조성물(330)이 현상되어 복수개의 선형 패턴(331)과 개구부(341)를 갖는 지지부(351)가 형성된다.
도 17d를 참조하면, 지지부(351)상에 도전 입자(360)가 도포된다. 도전 입자는 분산액에 분산된 상태로 지지부(351)상에 도포될 수 있다. 이러한 분산액으로, 예를 들어, 바인더 액이 있다.
도 17e를 참조하면, 지지부(351)의 개구부(341)에 도전 입자(360)가 충진된다. 도전 입자(360) 충진을 위해 블레이드(610)가 사용될 수 있다. 블레이드(610)를 사용하여 도전 입자(360)를 개구부(341)에 밀어 넣음으로써 도전 입자(360)가 개구부(341)에 충진되도록 할 수 있다. 필요한 양 만큼의 도전 입자(360)가 개구부(341)에 충진되는 경우, 필요한 양만큼의 도전 입자(360)만이 소모되기 때문에 도전 입자(360)의 소비량이 줄어든다.
도 17f를 참조하면, 지지부(351) 및 도전 입자(360)상에 점착층(320)이 배치된다. 점착층(320)은 부착 대상물을 상호 접착하는 역할을 한다.
도 18a 내지 18d는 본 발명의 제5 실시예에 따른 이방성 도전 필름의 제조 공정도이다.
도 18a를 참조하면 베이스 필름(310)상에 도전 입자(360)를 포함하는 감광성 수지 조성물(330)이 도포된다.
다음, 도 18b를 참조하면, 레이저 간섭 리소그래피 장치(401)에 의해 감광성 수지 조성물(330)에 간섭 레이저광이 조사되어 감광성 수지 조성물(330)이 노광된다.
도 18c를 참조하면, 노광된 감광성 수지 조성물(330)이 현상되어 지지부 패턴(335)이 형성된다. 지지부 패턴(335)은 도전 입자(360)를 포함하며, 도전 입자(360)의 적어도 일부분은 지지부 패턴(335)으로부터 노출된다.
다음, 도 18d를 참조하면, 지지부 패턴(330) 및 도전 입자(360)상에 점착층(320)이 배치된다.
이하, 도 19 내지 도 24을 참조하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시장치를 설명한다. 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시장치는 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(101)을 포함한다. 또한, 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시장치로 유기발광 표시장치를 일 예로 들어 설명한다.
도 19는 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시장치의 사시도이고, 도 20은 도 19의 II-II'를 따라 자른 단면도이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 유기발광 표시장치(106)는 표시패널(200), 연성인쇄회로기판(FPCB)(240), 인쇄회로기판(260), 구동칩(250) 및 이방성 도전 필름(101)을 포함한다.
표시패널(200)은 화상을 표시하는 패널로서, 유기발광 패널(Organic Light Emitting Diode Panel)일 수 있다. 이외에도 표시패널(200)은 액정 패널(Liquid Crystal Display Panel), 전기영동 표시패널(Electrophoretic Display Panel), LED 패널, 무기 EL 패널(Electro Luminescent Display Panel), FED 패널(Field Emission Display Panel), SED 패널(Surfaceconduction Electron-emitter Display Panel), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube) 표시패널 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐이며 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술 발전에 따라 구현 가능한 모든 종류의 표시패널이 본 발명의 표시패널(200)로 사용될 수 있다.
표시패널(200)은 기판(111), 기판(111)과 대향 배치된 밀봉기판(201), 화소부(150) 및 실링 부재(290)를 포함한다. 그러나, 본 발명의 제6 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 기판(111)이 밀봉기판(201)이 아닌 박막 봉지층 등에 의해 봉지되는 것도 가능함은 물론이다.
기판(111)은, 발광에 의해 표시가 이루어지는 표시 영역(DA)과, 표시 영역(DA)의 외곽에 위치한 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 기판(111)의 표시 영역(DA)에 다수의 화소들이 배치되어 화소부(150)가 구성된다.
비표시 영역(NDA)은, 유기발광소자(210)를 발광시키는 외부 신호를 제공 받아 이를 유기발광소자에 전달하는 복수의 패드 배선(270, 280) 등이 형성된 패드 영역(PA)을 포함한다. 패드 영역(PA)에 하나 이상의 구동칩(250)이 배치된다.
화소부(150)는 기판(111) 상에 형성되며 유기발광소자(210) 및 유기발광소자(210)를 구동하기 위한 배선부(130)을 포함한다. 화소부(150)의 배선부(130)는 구동칩(250)과 연결된다. 화소부(150)는 도 23 및 도 24를 참조하여 후술된다. 유기발광소자(210) 이외에도 표시장치에 적용될 수 있는 소자이면 화소부(150)를 구성할 수 있다.
밀봉기판(201)은 기판(111)과 대향 배치되며, 실링 부재(290)를 매개로 하여 기판(111)과 합지된다. 밀봉기판(201)은 화소부(150)를 덮으며 보호한다. 밀봉기판(201)은 기판(111)의 면적보다 작을 수 있다. 따라서, 기판(111)의 패드 영역(NA)은 밀봉기판(201)에 의해 노출될 수 있다.
밀봉기판(201)상에 편광판이 배치될 수도 있다(미도시). 편광판은 외광의 반사를 방지한다.
실링 부재(290)로 실링 글래스 프릿(sealing glass frit) 등과 같이 통상적인 것이 사용될 수 있다.
인쇄회로기판(260)은 표시패널(200)에 구동 신호를 공급하는 회로 기판이다. 인쇄회로기판(260)에 표시패널(200)을 구동시키는 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러(미도시), 전원 전압을 생성하는 전원 전압 생성부(미도시) 등이 포함될 수 있다.
인쇄회로기판(260)은 표시패널(200)의 일면에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 인쇄회로기판(260)은 표시패널(200)의 배면 측에 배치될 수 있다. 일반적으로 표시패널(200)은 표시패널(200)의 상면 측에 화상을 디스플레이 하므로, 표시패널(200)의 배면 측은 사용자가 볼 수 없는 영역이 된다. 따라서, 공간 효율성을 극대화하고, 사용자의 시인 필요성이 없는 구성을 숨기기 위해 인쇄회로기판(260)은 표시패널(200)의 배면 측에 배치될 수 있다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐이며, 필요에 따라 인쇄회로기판(260)이 표시패널(200)의 측면에 배치되는 것도 가능하고, 인쇄회로기판과 연성인쇄회로기판(240)이 일체화되어 형성될 수도 있다.
본 발명의 제6 실시예에 따르면, 회로 부재로 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)(240)과 구동칩(250)이 사용된다. 이러한 회로 부재는 이방성 도전 필름(101)에 의해 패드 영역(PA)의 패드 배선(270, 280)과 전기적으로 연결된다.
연성인쇄회로기판(240)은 표시패널(200) 및 인쇄회로기판(260)과 전기적으로 연결됨으로써, 표시패널(200)과 인쇄회로기판(260) 사이의 전기적 연결 관계를 제공할 수 있다. 연성인쇄회로기판(240)은 이방성 도전 필름(101)에 의해 패드 영역(PA)의 패드 배선(280)과 연결된다.
도면에 미도시 되었으나, 연성인쇄회로기판(240)은 단면 구조 상으로 기재 필름, 기재 필름 상에 배치된 배선 패턴을 포함할 수 있으며, 배선 패턴 상에 배치된 커버 필름을 더 포함할 수 있다.
기재 필름과 커버 필름은 유연성, 절연성 및 내열 특성이 우수한 재질을 갖는 필름으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide)로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
기재 필름과 커버 필름 사이에는 배선 패턴이 배치될 수 있다. 배선 패턴은 소정의 전기적 신호를 전달하기 위한 것으로, 구리(Cu) 등과 같은 금속 재료로 형성되며, 주석, 은, 니켈 등이 구리의 표면에 도금될 수도 있다.
구동칩(250)은 이방성 도전 필름(101)에 의해 패드 영역(PA)의 패드 배선(270)과 전기적으로 연결된다. 구동칩(250)은 구동 IC 등의 집적 회로 칩일 수 있다.
도 21은 패드 배선(270)에 대한 부분 평면도이고, 도 22는 도 19의 III-III'를 따라 자른 확대 단면도이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 패드 배선(270)은 화소부(150)로부터 연장된 박막 배선(272) 및 박막 배선(272) 말단에 위치한 도전 패드(271)를 포함한다. 박막 배선(272)은 화소부(150)의 배선부(130)와 연결된다. 도전 패드(271)는 구동칩(250)과 대응하여 위치하고 있으며, 이방성 도전 필름(101)에 의해 구동칩(250)과 연결된다.
패드 배선(270)을 구성하는 물질에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 패드 배선(270)은, 예를 들어, 박막트랜지스터를 형성하는 소스 전극 및 드레인 전극과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
구동칩(250)은 구동칩 본체부(251) 및 구동칩 본체부(251)로부터 연장되어 패드 배선(270)의 도전 패드(271)와 연결되는 범프(bump, 252)를 포함한다. 구동칩(250)은 패드 배선(270)과 연결되어 유기발광소자(210)의 발광을 제어한다. 구동칩(250)의 범프(252)는 이방성 도전 필름(101)의 도전 입자(360)에 의해 패드 배선(270)의 도전 패드(271)와 연결된다.
구동칩 본체부(251)는 화소들을 구동시키기 위한 스캔 드라이버(미도시)와 데이터 드라이버(미도시)를 포함할 수 있다. 범프(252)는 패드 배선(270)의 도전 패드(271)와 중첩하는 구동칩 본체부(251) 상에 형성된다.
구동칩(250)은 패드 배선(270)와 전기적으로 연결되도록 기판(111)의 패드 영역(PA)에 칩 온 글라스(chip on glass; COG) 방식으로 실장될 수 있다.
한편, 구동칩(250)은 반드시 비표시 영역(NDA)에 형성되어야 하는 것은 아니며 생략될 수도 있다. 또한, 구동칩(250)은 칩 온 필름(chip on film) 방식으로 연성 회로기판에 실장될 수 있다. 즉, 구동칩(250)이 필름 위에 칩 형태로 실장된 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package, TCP)가 유기발광 표시장치(106)에 적용될 수 있다.
이방성 도전 필름(101)은 구동칩(250)과 도전 패드(271) 사이를 연결하여 구동칩(250)을 기판(111)에 실장한다. 이방성 도전 필름(101)은 도전 패드(271)와 범프(252) 사이에 배치되어 패드 배선(270)와 범프(252)를 전기적으로 연결한다.
이하, 도 23 및 도 24를 참조하여, 화소부(150)와 화소를 설명한다.
도 23은 도 19의 A부분을 확대한 평면도이고, 도 24는 도 23의 IV-IV'를 따라 자른 단면도이다.
도 23 및 도 24를 참조하면, 표시패널(200)은 기판(111), 배선부(130), 유기발광소자(210) 및 밀봉기판(201)을 포함한다. 여기서, 배선부(130)와 유기발광소자(210)는 화소부(150)를 구성한다.
기판(111)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 군에서 선택된 절연성 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 기판(111)이 스테인리스강 등의 금속성 재료로 만들어질 수도 있다.
기판(111)상에 버퍼층(121)이 배치된다. 버퍼층(121)은 다양한 무기막들 및 유기막들 중에서 선택된 하나 이상의 막을 포함할 수 있다. 버퍼층(121)은 수분과 같은 불순물이 배선부(130)나 유기발광소자(210)로 침투하는 것을 방지하면서 동시에 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 하지만, 버퍼층(121)이 반드시 필요한 것은 아니며, 생략될 수도 있다.
배선부(130)는 버퍼층(121) 상에 배치된다. 배선부(130)는 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20) 및 축전 소자(80)를 포함하는 부분으로, 유기발광소자(210)를 구동한다. 유기발광소자(210)는 배선부(130)로부터 전달받은 구동 신호에 따라 광을 방출하여 화상을 표시한다.
도 23 및 24에, 하나의 화소에 두개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(10, 20)와 하나의 축전 소자(capacitor)(80)가 구비된 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기발광 표시장치(106)이 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시장치가 이러한 구조로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 유기발광 표시장치는 하나의 화소에 셋 이상의 박막 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자를 포함할 수 있으며, 별도의 배선을 더 포함하는 다양한 구조를 가질 수 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기발광 표시장치는 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.
하나의 화소마다 각각 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전 소자(80) 및 유기발광소자(organic light emitting diode, OLED)(210)가 구비된다. 또한, 일 방향을 따라 배치되는 게이트 라인(151)과, 게이트 라인(151)과 절연 교차되는 데이터 라인(171)과 공통 전원 라인(172)이 배선부(130)에 배치된다. 하나의 화소는 게이트 라인(151), 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 화소정의막(PDL) 또는 블랙 매트릭스에 의하여 화소가 정의될 수도 있다.
유기발광소자(210)는 제1전극(211), 제1전극(211)상에 배치된 유기 발광층(212) 및 유기 발광층(212)상에 배치된 제2전극(213)을 포함한다. 제1전극(211) 및 제2전극(213)으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층(212) 내부로 주입된다. 이렇게 주입된 정공과 전자가 결합되어 형성된 엑시톤(exiton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
축전 소자(80)는 층간 절연막(145)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 축전판(158, 178)을 포함한다. 여기서, 층간 절연막(145)은 유전체가 된다. 축전 소자(80)에서 축전된 전하와 양 축전판(158, 178) 사이의 전압에 의해 축전용량이 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 전극(173), 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함한다. 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176), 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다. 반도체층(131, 132)과 게이트 전극(152, 155)은 게이트 절연막(141)에 의하여 절연된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(152)은 게이트 라인(151)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(173)은 데이터 라인(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)은 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며 어느 한 축전판(158)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기발광소자(210)의 유기 발광층(212)을 발광시키기 위한 구동 전원을 화소 전극인 제1전극(211)에 인가한다. 구동 게이트 전극(155)은 스위칭 드레인 전극(174)과 연결된 축전판(158)과 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 다른 한 축전판(178)은 각각 공통 전원 라인(172)과 연결된다. 구동 드레인 전극(177)은 컨택홀(contact hole)을 통해 유기발광소자(210)의 제1전극(211)과 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동되어 데이터 라인(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다. 공통 전원 라인(172)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기발광소자(210)로 흘러 유기발광소자(210)가 발광하게 된다.
제1전극(211)은 정공을 주입하는 애노드(anode)이며, 제2전극(213)은 전자를 주입하는 캐소드(cathode)이다. 하지만, 본 발명의 제6 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1전극(211)이 캐소드가 되고, 제2전극(213)이 애노드가 될 수도 있다.
평탄화막(146)은 층간절연막(145)상에 배치된다. 평탄화막(146)은 절연 재료로 만들어질 수 있으며, 배선부(130)를 보호한다. 평탄화막(146)과 층간절연막(145)은 동일한 재료로 만들어질 수 있다.
구동 박막트랜지스터(20)의 드레인 전극(177)은 평탄화막(146)에 형성된 컨택홀(contact hole)을 통해 유기발광소자(210)의 제1전극(211)과 연결된다.
본 발명의 제6 실시예에서, 제1전극(211)은 반사전극이고, 제2전극(213)은 반투과 전극이다. 따라서, 유기 발광층(212)에서 발생된 광은 제2 전극(213)을 투과하여 발광된다.
반사전극 및 반투과 전극의 형성에 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금이 사용될 수 있다. 이때, 반사전극과 반투과 전극은 두께로 결정된다. 일반적으로, 반투과 전극은 약 200nm 이하의 두께를 갖는다. 반투과 전극의 두께가 얇아질수록 광의 투과율이 높아지고, 두께가 두꺼워질수록 광의 투과율이 낮아진다.
구체적으로 제1전극(211)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속을 포함하는 반사막 및 반사막상에 배치된 투명 도전막을 포함할 수 있다. 여기서, 투명 도전막은 투명전도성산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO)을 포함할 수 있는데, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 및 In2O3(Indium Oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 투명 도전막은 높은 일함수를 갖기 때문에 제1전극(211)을 통한 정공 주입이 원활해진다.
또한, 제1전극(211)은 투명 도전막, 반사막 및 투명 도전막이 차례로 적층된 3중막 구조를 가질 수도 있다.
제2전극(213)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속을 포함하는 반투과막으로 만들어질 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 제1전극(211)과 유기 발광층(212) 사이에 정공 주입층(hole injection layer; HIL) 및 정공 수송층(hole transporting layer; HTL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다. 또한, 유기 발광층(212)과 제2전극(213) 사이에 전자 수송층(electron transport layer; ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다.
유기 발광층(212), 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층을 유기층이라고도 한다. 유기층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 만들어질 수 있다.
화소 정의막(191)은 개구부를 갖는다. 화소 정의막(191)의 개구부는 제1전극(211)의 일부를 드러낸다. 화소 정의막(191)의 개구부에 제1전극(211), 유기 발광층(212) 및 제2전극(213)이 차례로 적층된다. 제2전극(213)은 유기 발광층(212)뿐만 아니라 화소 정의막(191) 위에도 배치된다. 유기발광소자(210)는 화소 정의막(191)의 개구부에 위치한 유기 발광층(212)에서 광을 발생시킨다. 이와 같이, 화소 정의막(191)은 발광 영역을 정의할 수 있다.
유기발광소자(210)를 보호하기 위해, 기판(111)과 대향되도록 유기발광소자(210)상에 밀봉기판(201)이 배치된다. 밀봉기판(201)은 기판(111)과 동일한 재료로 만들어질 수 있다.
한편, 제2전극(213)과 밀봉기판(201) 사이에 완충 물질(202)이 배치된다. 완충 물질(202)은 유기발광 표시장치(106)의 외부로부터 가해질 수 있는 충격에 대하여 유기발광소자(210) 등의 내부 소자를 보호한다. 완충 물질(202)은 유기발광 표시장치(106)의 기구적인 신뢰성을 향상시킨다. 완충 물질(202)은 유기 실런트인 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 또는 무기 실런트인 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 우레탄계 수지로, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 등이 사용될 수 있다. 아크릴계 수지로, 예를 들어, 부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크레이트 등이 사용될 수 있다.
이상에서 설명된 이방성 도전 필름와 그 제조방법 및 이방성 도전 필름을 갖는 표시장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위를 한정하지 않는다.
111: 기판 130: 배선부
150: 화소부 201: 밀봉 기판
210: 유기발광소자 211: 제1 전극
212: 유기 발광층 213: 제2 전극
240: 연성인쇄회로기판 250: 구동칩
251: 구동칩 본체부 252: 범프
260: 인쇄회로기판 270: 패드 배선
271: 도전 패드 290: 실링재
310: 베이스 필름 320: 점착층
335: 지지부 패턴 341, 342, 343, 344: 개구부
351, 352, 353, 354: 지지부 360: 도전 입자

Claims (20)

  1. 베이스 필름;
    감광성 수지 조성물로 형성되고, 상기 베이스 필름상에 배치되며 개구부를 갖는 지지부;
    상기 개구부에 배치된 적어도 하나의 도전 입자; 및
    상기 지지부 및 상기 도전 입자상에 배치된 점착층;을 포함하는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film, ACF).
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지부는, 200nm 내지 600nm 폭을 가지며, 200nm 내지 600nm의 간격으로 서로 이격되어 배치된 복수개의 선형 패턴을 포함하는 이방성 도전 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지부는 복수개의 개구부를 갖는 메시 형태를 갖는 이방성 도전 필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 개구부는 원형, 타원형 및 다각형 중 어느 하나의 평면을 갖는 이방성 도전 필름.
  5. 제3항에 있어서, 상기 개구부는 200nm 내지 600nm의 직경을 갖는 이방성 도전 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 지지부는 복수개의 기둥을 포함하는 이방성 도전 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 도전 입자는 20nm 내지 600nm의 입자 크기를 갖는 이방성 도전 필름.
  8. 베이스 필름;
    감광성 수지 조성물로 형성되고, 상기 베이스 필름상에 배치된 지지부 패턴;
    상기 지지부 패턴내에 분산된 도전 입자; 및
    상기 지지부 패턴상에 배치된 점착층;을 포함하며,
    상기 지지부 패턴은 라인 형상, 매시 형상 또는 기둥 형상을 갖는 이방성 도전 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 도전입자의 적어도 일부분은 상기 지지부 패턴의 상부면으로부터 돌출된 이방성 도전 필름.
  10. 베이스 필름상에 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계;
    레이저 간섭 리소그래피 장치를 이용하여 상기 감광성 수지 조성물을 노광하는 단계;
    상기 노광된 감광성 수지 조성물을 현상하여 개구부를 갖는 지지부를 형성하는 단계;
    상기 개구부에 도전 입자를 충진하는 단계; 및
    상기 지지부 및 상기 도전 입자상에 점착층을 배치하는 단계;
    를 포함하는 이방성 도전 필름의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 노광하는 단계는, 간섭 레이저광을 상기 감광성 수지 조성물에 조사하는 단계를 포함하는 이방성 도전 필름의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 레이저 간섭 리소그래피 장치는, 레이저 발생기 및 광 간섭기를 포함하고, 상기 광간섭기는 노광 대상이 안착되는 스테이지를 포함하며,
    상기 노광하는 단계는,
    상기 레이저 간섭 리소그래피 장치의 상기 스테이지에 상기 감광성 수지 조성물이 도포된 베이스 필름을 배치하는 단계; 및
    상기 감광성 수지 조성물에 레이저광을 조사하는 단계;를 포함하며,
    상기 레이저광을 조사하는 단계는, 상기 감광성 수지 조성물에 제1 레이저광 및 상기 제1 레이저광과 다른 경로를 갖는 제2 레이저광을 동시에 조사하는 이방성 도전 필름의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광 간섭기는 간섭 미러를 포함하며,
    상기 제2 레이저광은 상기 간섭 미러에서 반사된 레이저광인 이방성 도전 필름의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 레이저 간섭 리소그래피 장치는 광 분배기(beam splitter)를 포함하며,
    상기 광 분배기는 상기 레이저 발생기에서 발생된 레이저광을 제1 레이저광과 제2 레이저광으로 분배하는 이방성 도전 필름의 제조방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 레이저광을 조사하는 단계 후, 감광성 수지 조성물이 도포된 베이스 필름을 45˚ 내지 90˚ 각도로 회전한 후, 레이저광을 재조사하는 단계를 더 포함하는 이방성 도전 필름의 제조방법.
  16. 베이스 필름상에 도전 입자를 포함하는 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계;
    레이저 간섭 리소그래피 장치를 이용하여 상기 감광성 수지 조성물을 노광하는 단계; 및
    상기 노광된 감광성 수지 조성물을 현상하여 지지부를 형성하는 단계;
    상기 지지부 및 상기 도전 입자상에 점착층을 배치하는 단계;
    를 포함하는 이방성 도전 필름의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 노광하는 단계는, 간섭 레이저광을 상기 감광성 수지 조성물에 조사하는 단계를 포함하는 이방성 도전 필름의 제조방법.
  18. 패드 영역을 포함하는 기판;
    상기 패드 영역 상에 배치된 도전 패드;
    상기 도전 패드 상에 배치된 이방성 도전 필름; 및
    상기 이방성 도전 필름상에 배치되며, 상기 이방성 도전 필름에 의해 상기 도전 패드와 전기적으로 연결된 회로 부재;를 포함하며,
    상기 이방성 도전 필름은,
    감광성 수지 조성물로 형성되고, 개구부를 갖는 지지부;
    상기 개구부에 배치된 적어도 하나의 도전 입자; 및
    상기 지지부 및 상기 도전 입자상에 배치된 점착층;을 포함하는 표시장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 지지부는, 라인 형상, 매시 형상 또는 기둥 형상의 패턴을 갖는 표시장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 회로 부재는 구동칩 및 연성인쇄회로기판(FPCB) 중 어느 하나인 표시장치.
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