KR20060011607A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 FPC(Flexible Printed Circuit film) 본딩(bonding)시 접촉 불량을 방지하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 상부 기판과 하부 기판이 합착되어 형성된 액정 패널과; 상기 액정 패널로 전원 및 신호를 공급하는 PCB와; 상기 전원 및 신호에 따라 액정 패널을 구동시키며 하부 기판 상에 형성된 구동 드라이브 IC와; 상기 구동 드라이브 IC와 연결되어 상기 하부 기판 상의 가장자리에 형성되며 일정한 피치(pitch)로 형성되는 패널 패드와; 상기 PCB에서 공급되는 전원 및 신호를 상기 구동 드라이브 IC로 전송하며, 상기 패널 패드와 도전성 접촉수지에 의해 전기적으로 연결되는 패드를 가지는 FPC(flexible printed circuit)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 상기 하부 기판 가장자리에 형성된 패널 패드가 일정한 패드 피치(pitch)를 가지도록 하여 ACF 접촉 불량을 방지하는 효과가 있고, 상기 FPC의 크기가 줄어들어 FPC 마진(margin)을 확보할 수 있고, 제작 공정이 단순화되고 제품의 소형화가 용이해지며, 재료비 절감이 가능한 효과가 있다.
ACF, FPC, 더미 패드, 패널 패드

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{Liquid Crystal Display and the fabrication method thereof}
도 1은 종래 칩온 글라스(COG) 방식의 액정 표시 장치의 일부를 보여주는 평면도.
도 2는 도 1에서 A-A'로 절단하여 보여주는 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예로서, 더미 패널 패드를 가지는 액정 표시 장치의 일부를 보여주는 평면도.
도 4는 도 3에서 B-B'로 절단하여 보여주는 개략적인 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 액정 표시 장치의 일부분을 보여주는 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
210 : 하부 기판 220 : 상부 기판
230 : 패널 패드 230a : 일반 패널 패드
230b : Vcom 패널 패드 230c : 더미 패널 패드
250 : 구동 드라이브 IC 260 : ACF
265 : 도전 볼 280 : FPC
281 : FPC 출력 패드 282 : FPC 입력 패드
본 발명은 FPC(Flexible Printed Circuit film) 본딩(bonding)시 접촉 불량을 방지하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었는데, 그 중 색 재현성 등이 우수한 액정 표시 장치(liquid crystal display)가 활발하게 개발되고 있다.
일반적으로 액정 표시 장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이므로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
액정 표시 장치의 하부 기판은 화소 전극에 신호를 인가하기 위한 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판으로 박막을 형성하고 사진 식각하는 공정을 반복함으로써 이루어지고, 상부 기판은 컬러 필터를 포함하는 기판으로 컬러 필터는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 세 가지 색이 순차적으로 배열되어 있으며, 안료 분산법이나 염색법, 전착법 등의 방법으로 제작된다.
상기 박막 트랜지스터는 소스 전극과 드레인 전극 및 게이트 전극으로 구성되며, 상기 게이트 전극에 주사 신호(scanning signal)를 전달하는 게이트 배선과, 상기 소스 전극에 데이터 신호를 전달하기 위한 데이터 배선이 형성되며, 상기 게이트 배선과 데이터 배선은 절연막을 사이에 두고 서로 교차하여 형성된다.
상기 액정 표시 장치에서는 색을 구현하기 위해 빛의 삼원색에 해당하는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러 필터를 사용하는데, 상기 컬러 필터를 인접하게 배치시키고 각각의 컬러 필터에 해당하는 색신호를 인가하여 밝기를 제어함으로써 색을 표현한다.
그리고, 상기 상부 기판은 일정한 순서로 배열되어 색상을 구현하는 컬러 필터층과, 각 컬러 필터 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 매트릭스(black matrix)와, 그리고 액정 셀에 전압을 인가해 주기 위한 공통 전극으로 구성되어 있다.
전술한 바와 같이 구성되는 하부 기판과 상부 기판은 접착제(sealant)에 의해 서로 부착되고 액정(LC:Liquid crystal)이 주입되어 액정 패널을 형성하게 된다.
이와 같이 제작되는 액정 표시 장치는 상기 게이트 전극에 인가되는 주사 신호의 제어로 상기 데이터 배선을 통해 액정으로 신호 전압이 전달되며, 이와 같은 가변적인 데이터 전압은 액정의 분극상태를 단계적으로 바꾸기 때문에 액정 표시 장치에서의 그레이레벨(gray level)을 다양하게 표현할 수 있다.
이러한 액정 표시 장치는 액정 패널의 하부 기판에 형성된 각 배선에 신호를 인가하는 수단이 되는 구동 IC를 다양하나 방식으로 탑재하게 되며, 이러한 기술은다양하게 구사될 수 있다.
예를 들면, COB(chip on board), TCP(tape carrier package), COG(chip on glass) 등의 방법이 있다.
상기 COB 방법은 세그먼트(segment)방식의 액정 표시 장치 또는 낮은 해상도의 패널의 경우에 해당하며, 리드(lead) 수가 적기 때문에 구동 IC가 프린트 회로기판(PCB) 위에 있고, 상기 PCB의 리드를 상기 액정 패널과 소정의 방법으로 연결하는 방식이다.
그러나, 상기 액정 표시 장치가 고해상도가 되면서 엄청난 수의 리드를 갖는 구동 IC를 상기 PCB에 장착하기가 용이하지 않다.
상기 COG 방법은 칩 온 글라스 방식으로 칩을 패널 상에 직접 실장함으로써 접속 안정이 우수하고 접속 단자의 부가가 없어 미세 피치의 실장을 할 수 있다.
상기 칩온 글라스 방식은 PCB 대신 다층 플렉시블 프린트 회로기판(flexible printed circuit board; 이하 'FPC')이 패널에 도전성 볼을 함유한 접착 수지인 ACF(anisotropic conductive film)로 접촉되어 IC에 입력신호를 주게 된다.
도 1은 종래 칩온 글라스(COG) 방식의 액정 표시 장치의 일부를 보여주는 평면도이고, 도 2는 도 1에서 A-A'로 절단하여 보여주는 개략적인 단면도이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 액정 패널은 하부 기판(110)과 상부 기판(120)이 액정층(도시되지 않음)의 개재하에 합착되어 이루어진 것으로, 그의 일측 및 하측 가장자리에 각각 게이트 패드 및 데이터 패드(도시되지 않음)가 배열되어 있다.
그리고, 상기 게이트 패드에 수 개의 게이트 구동 드라이브 IC가 하부 기판 상에 직접 실장되어 있으며, 상기 데이터 패드에도 수 개의 데이터 드라이브 구동 IC가 하부 기판 상에 직접 실장되어 있다.
여기서, 상기 구동 드라이브 IC(150)는 하부 기판(110) 상에 형성된 패널 패드(panel pad)130)와 전기적으로 연결되며, 상기 패널 패드(130)는 FPC(180)와 본딩된다.
이때, 상기 패널 패드(130)는 FPC 출력 패드(181)와 ACF(160)의 도전 볼(165) 의해 접촉되어 전기적으로 연결되며, 상기 FPC(180)는 FPC 입력 패드(182)를 통해서 신호를 입력받아 구동 드라이브 IC(150)로 전달한다.
일반적으로, 상기 패널 패드(130)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 인가되는 각 종 신호를 입력하기 위하여 균일한 패드 피치(pad pitch)로 형성되는 일반 패널 패드(130a)와 상기 일반 패널 패드(130a)와 패드 피치보다 큰 간격(d)으로 이격되어 형성된 Vcom 패널 패드(130b)가 있다.
이때, 상기 일반 패널 패드(130a)와 Vcom 패널 패드(130b) 사이에는 10mm 내외의 이격 거리가 존재하는데 이로 인하여 ACF(160)를 통해 부착되는 FPC 출력 패드(181)와의 접착력이 감소되어 접촉 불량이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 액정 표시 장치에서 하부 기판에 실장되는 구동 드라이브 IC에 신호를 인가하기 위한 FPC를 부착하기 위하여 패널 상에 형성된 패널 패드가 일정한 패드 피치(pitch)를 가지도록 하여 ACF 접촉 불량을 방지함으로써 구동 신호가 원활히 인가될 수 있도록 하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 상부 기판과 하부 기판이 합착되어 형성된 액정 패널과; 상기 액정 패널로 전원 및 신호를 공급하는 PCB와; 상기 전원 및 신호에 따라 액정 패널을 구동시키며 하부 기판 상에 형성된 구동 드라이브 IC와; 상기 구동 드라이브 IC와 연결되어 상기 하부 기판 상의 가장자리에 형성되며 일정한 피치(pitch)로 형성되는 패널 패드와; 상기 PCB에서 공급되는 전원 및 신호를 상기 구동 드라이브 IC로 전송하며, 상기 패널 패드와 도전성 접촉수지에 의해 전기적으로 연결되는 패드를 가지는 FPC(flexible printed circuit)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 FPC는 PCB와 연결되는 입력 패드와 상기 패널 패드와 연결되는 출력 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도전성 접촉 수지는 ACF(anisotropic conductive film)인 것을 특징으로 한다.
상기 ACF는 도전성 볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 패널 패드는 신호 전송을 위한 패드와 전원 인가를 위한 패드 사이에 더미(dummy) 패턴을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 패널 패드와 각각 연결되는 FPC의 패드는 일렬로 정렬된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예로서, 더미 패널 패드를 가지는 액정 표시 장치의 일부를 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 3에서 B-B'로 절단하여 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 액정 패널은 하부 기판(210)과 상부 기판(220)이 액정층(도시되지 않음)의 개재하에 합착되어 이루어진 것으로, 그의 일측 및 하측 가장자리에 각각 게이트 패드 및 데이터 패드(도시되지 않음)가 배열되어 있다.
그리고, 상기 게이트 패드에 수 개의 게이트 구동 드라이브 IC가 하부 기판 상에 직접 실장되어 있으며, 상기 데이터 패드에도 수 개의 데이터 드라이브 구동 IC가 하부 기판 상에 직접 실장되어 있다.
여기서, 상기 구동 드라이브 IC(250)는 하부 기판(210) 상에 형성된 패널 패드(panel pad)(230)와 전기적으로 연결되며, 상기 패널 패드(230)는 FPC(280)와 본딩된다.
이때, 상기 패널 패드(230)는 FPC 출력 패드(281)와 ACF(260)의 도전 볼(265) 의해 접촉되어 전기적으로 연결되며, 상기 FPC(280는 FPC 입력 패드(282)를 통해서 신호를 입력받아 구동 드라이브 IC(250)로 전달한다.
일반적으로, 상기 패널 패드(230)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 인가되는 각 종 신호를 입력하기 위하여 균일한 패드 피치(pad pitch)로 형성되는 일반 패널 패드(230a)와 상기 일반 패널 패드(230a)와 소정 간격 이격되어 형성된 Vcom 패널 패드(230b)와 상기 일반 패널 패드(230a)와 Vcom 패널 패드(230b) 사이에 형성된 더미 패널 패드(dummy panel pad)(230c)가 형성되어 있다.
여기서, 상기 칩온 글래스(COG)형 액정 표시 장치를 제조하는 공정에 대해서 살펴보면, 상기 액정 표시 장치의 하부 기판(210) 상에 실장된 구동 드라이브 IC(250)와 FPC(280)를 연결하기 위해 ACF(260)를 이용하여 부착시키는 단계를 포함한다.
상기 ACF(anisotropic conductive film)(260)는 접착 수지로서, 미세한 도전 볼(265)들을 포함하여 이루어진 도전성 테이프 필름으로써, 상기 구동 드라이브 IC(250)와 FPC(280)가 연결될 패널 패드(230) 부분에 ACF(260)를 부착시킨다.
그리고, 상기 ACF(260)를 부착시킨 하부 기판(210) 상의 패널 패드(230)에 FPC 출력 패드(281)가 형성되어 있는 FPC(280)를 부착시키는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 ACF(260)를 부착시킨 하부 기판(210)의 상부에 구동 드라이브 IC(250)를 위치 시킨 후 장비로 압착시켜 패널 패드(230)와 FPC 출력 패드(281) 사이를 도전 볼(265)로 연결시킴으로 도전되도록 한다.
이때, 상기 대응되는 FPC 출력 패드(281)와 패널 패드(230)는 서로 얼라인(align)된다.
상기와 같이, 본 발명은 패널 패드(230)에 더미 패널 패드(230c)를 삽입하여 패드 피치가 일정하도록 패널 패드(230)를 형성한다.
이때, 상기 더미 패널 패드(230c)는 구동 드라이브 IC(250)와 연결되지 않으므로 신호 인가가 되지 않으며 단차 보상용으로만 사용된다.
따라서, 상기 일반 패널 패드(230a)와 Vcom 패널 패드(230b) 사이의 패드 피 치 이상의 간격을 상기 더미 패널 패드(230c)로 보상함으로써 ACF(260)에 의한 상기 패널 패드(230)와 FPC(280)간의 접착력이 향상된다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 액정 표시 장치의 일부분을 보여주는 평면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상, 하부 기판(310, 320)이 합착되어 형성되며, 상기 하부 기판(310)의 가장자리에 형성되어 게이트 패드 및 데이터 패드와 연결되는 구동 드라이브 IC(350)가 형성되어 있다.
이와 같은 칩온 글라스(COG) 방식의 액정 표시 장치는 상기 구동 드라이브 IC(350)와 FPC(380)가 접착 수지인 ACF(도시되지 않음)에 의해서 접착되며, 상기 구동 드라이브 IC(350)와 전기적으로 연결되는 패널 패드(330)와 상기 패널 패드(330)와 ACF에 의해서 전기적으로 FPC 출력 패드(381)가 접촉되어 있다.
이때, 상기 패널 패드(330)는 일정한 패드 피치로 형성시킴으로써, 일반 패널 패드(330a)와 Vcom 패널 패드(330b) 사이의 패드 피치 이상의 간격을 줄임으로써 접촉 불량을 방지한다.
또한, 이에 따라 상기 패널 패드(330)와 접촉되는 상기 FPC(380)의 크기가 대폭 줄어들기 때문에 접속 불량률을 크게 줄일 수 있고, 제작 공정이 단순화되며, 제품의 소형화를 실현할 수있는 잇점이 있다.
단, 도 5에서 설명되지 않은 도면 부호는 도 4에서 도시하여 동일한 부분에 대해 설명한 것과 동일하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것 에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명은 액정 표시 장치에서 하부 기판에 실장되는 구동 드라이브 IC와 FPC를 부착하는 데 있어서 상기 하부 기판 가장자리에 형성된 패널 패드가 일정한 패드 피치(pitch)를 가지도록 하여 ACF 접촉 불량을 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 FPC의 크기가 줄어들어 FPC 마진(margin)을 확보할 수 있고, 제작 공정이 단순화되고 제품의 소형화가 용이해지며, 재료비 절감이 가능한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 상부 기판과 하부 기판이 합착되어 형성된 액정 패널과;
    상기 액정 패널로 전원 및 신호를 공급하는 PCB와;
    상기 전원 및 신호에 따라 액정 패널을 구동시키며 하부 기판 상에 형성된 구동 드라이브 IC와;
    상기 구동 드라이브 IC와 연결되어 상기 하부 기판 상의 가장자리에 형성되며 일정한 피치(pitch)로 형성되는 패널 패드와;
    상기 PCB에서 공급되는 전원 및 신호를 상기 구동 드라이브 IC로 전송하며, 상기 패널 패드와 도전성 접촉수지에 의해 전기적으로 연결되는 패드를 가지는 FPC(flexible printed circuit)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 FPC는 PCB와 연결되는 입력 패드와 상기 패널 패드와 연결되는 출력 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 접촉 수지는 ACF(anisotropic conductive film)인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 ACF는 도전성 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 패널 패드는 신호 전송을 위한 패드와 전원 인가를 위한 패드 사이에 더미(dummy) 패턴을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 패널 패드와 각각 연결되는 FPC의 패드는 일렬로 정렬된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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