KR20060125326A

KR20060125326A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20060125326A
Application number: KR1020050047318A
Authority: KR
Inventors: 김성현
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2006-12-06

Abstract

본 발명은 1층 구조의 COF필름의 양옆을 늘려 패널 대응시 접어 이용할 수 있게 하여 COF 필름의 사용량을 줄이고 원가를 절감시킨 액정 표시 장치에 관한 것으로, 일측에 본딩부를 구비한 액정 패널과, 상기 본딩부에 대응되는 제 1 필름부와 상기 제 1 필름부로부터 연장되어 상기 제 1 필름부의 양측에 형성된 제 2 필름부 및 제 3 필름부의 영역들로 이루어지며, 상기 제 2 필름부 및 제 3 필름부는 상기 제 1 필름부의 배면측으로 접혀진 COF(Chip On Flexible Printed Circuit) 및 상기 제 1 필름부의 배면과 상기 제 2 필름부 및 제 3 필름부 사이에 개지된 양면 테이프를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

COF(Chip On Film), 1층 구조, 2층 구조

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display Device}

도 1은 일반적인 COF 필름 대응 액정 표시 장치의 개략 구성도

도 2는 1층 구조의 COF 필름을 나타낸 평면도

도 3은 도 2의 I~I' 선상의 구조 단면도

도 4는 2층 구조의 COF 필름을 나타낸 평면도

도 5는 4의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 구조 단면도

도 6은 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도

도 7a 및 도 7b는 각각 도 6의 COF 필름이 펴졌을 때와 접혔을 때를 나타낸 평면도

도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7b에 각각 대응되는 구조 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

100 : COF 101 : 제 1 필름부

102 : 제 2 필름부 103 : 제 3 필름부

110 : 베이스 필름 111 : 도금층

112 : 배선 113 : 솔더

120a~120d : 제 1 내지 제 4 부품

130 : 양면 테이프 200 : 액정 패널

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 1층 구조의 COF필름의 양옆을 늘려 패널 대응시 접어 이용할 수 있게 하여 COF 필름의 사용량을 줄이고 원가를 절감시킨 액정 표시 장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

일반적인 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동 신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.

그리고, 제 2 유리 기판(칼라 필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.

상기 일반적인 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다.

이러한 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열된 하부의 어레이 기판을 제조하는 공정과 컬러 필터 및 공통 전극을 포함하는 상부의 컬러 필터 기판을 제조하는 공정 및 제조된 두 기판의 배치와 액정 물질의 주입 및 봉지, 편광판 부착으로 이루어진 액정 셀(cell) 공정에 의해 형성된다.

한편, 구동부는 액정 표시 장치의 배선에 신호를 인가하기 위한 구동 회로(이하, 드라이브 IC(Drive Integrated Circuit)라고 함)를 포함하며, 드라이버 IC를 액정 표시 장치에 실장(packaging)시키는 방법에 따라, 칩 온 글래스(COG : Chip On Glass), 테이프 캐리어 패키지(TCP : Tape Carrier Package), 칩 온 필름(COF : Chip On Flexible Printed Circuit) 등으로 나뉘어진다.

이 중 COF 방식은 연질의(Flexible) 필름 상에 드라이버 IC 등의 부품이 형성되는 방식으로, 필름 상에 부품들과 연결된 배선이 기판 상의 배선 패드와 본딩되어 연결되는 방법으로서, 구조가 간단하여 공정이 단순하고, TCP 등과 비교하여 구동부가 접혀져 구성되는 제품에 적용하기 용이한 장점이 있다.

이하, 도면을 참조하여 COF 방식으로 이루어진 액정 표시 장치의 구조를 설명한다.

도 1은 일반적인 COF 필름 대응 액정 표시 장치의 개략 구성도이다.

도 1과 같이, 일반적인 COF 필름 대응 액정 표시 장치는 액정 패널(10)의 일측에 위치하는 본딩부(15)를 통해 COF 필름(20)이 연결되어 있다. 도면에서 배선이 도시되어 있지 않지만, 상기 액정 패널(10)의 본딩부(15)에는 본딩 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 COF 필름(20) 상에는 각 부품(25)들간의 연결을 위한 배선과 부품(25)과 상기 본딩 배선들(미도시)을 연결시켜 주는 배선(미도시)들이 형성되어 있다.

여기서, 상기 COF 필름(20)이 액정 패널(10)과 연결되지 않은 타측이 소정 부위에는 코넥터(40)가 형성되어 외부의 시스템(미도시)과 연결된다.

도시된 COF 필름(20)은 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 모델에 적용되는 것으로, 액정 패널(10)에 구성되는 게이트 라인(미도시)과 데이터 라인(미도시) 등의 구동 신호, 영상 신호 및 제어 신호 등을 생성하는 PCB(Printed Circuit Board)의 기능을 한다.

도 2는 1층 구조의 COF 필름을 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2의 I~I' 선상의 구조 단면도이다.

도 2 및 도 3과 같이, 1층 구조의 COF 필름(50)은 베이스 필름(53) 상측에만 복수개의 부품(52)이 형성되는 형태로, 상기 베이스 필름(53) 상부에 복수개의 부품(52)이 양측의 솔더(solder)(57)를 통해 도금층(55)을 개재하여 접속되고, 상기 베이스 필름(53)의 소정 부위에 비아 홀(51)이 형성되어, 부품(52)들간 배선(56)이 연결되는 통로로 이용된다. 여기서, 상기 부품(52)의 양측에는 솔더(solder)(57)는 형성되어 부품(52)이 베이스 필름(53) 상의 도금층(55)과 접속하게 된다.

도 2에서 도시된 본딩부는 액정 패널의 본딩부와 대응되는 부위로 상기 액정 패널의 형성되는 패드 배선에 대응되는 배선이 형성되어 있다.

도 4는 2층 구조의 COF 필름을 나타낸 평면도이며, 도 5는 4의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 구조 단면도이다.

도 4 및 도 5와 같이, 2층 구조의 COF 필름(60)은 부품(62)이 베이스 필름(63)의 상하측에 모두 실장되는 형태로, 상기 베이스 필름(63)의 상측에는 제 1 부품(62)이 양측의 제 1 솔더(solder)(67)를 통해 제 1 도금층(65)을 개재하여 접속 되고, 상기 베이스 필름(63)의 소정 부위에 비아 홀(61)이 형성되어, 상기 베이스 필름(63)의 하측에는 제 2 부품(72)이 양측의 제 2 솔더(77)를 통해 제 2 도금층(75)을 개재하여 접속된다. 여기서, 상기 제 1 도금층(65)은 상기 COF 필름(60) 상측의 배선(66)과 연결되며, 상기 제 2 도금층(75)은 상기 COF 필름(60)의 하측의 배선(76)과 연결된다. 또한, 상기 비아 홀(61) 측에서는 상기 상하측에 형성된 배선(66, 76)들과 접속하도록 도금층(68)을 상기 비아 홀(61) 주변의 베이스 필름(63)의 상하측을 감싸며 형성한다.

여기서, 도 4에서 도시된 본딩부는 액정 패널의 본딩부와 대응되는 부위로 상기 액정 패널의 형성되는 패드 배선에 대응되는 배선이 형성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

여러 가지 부품이 형성된 COF 필름을 구동 신호 등을 발생하는 PCB로 형성시, 일층 구조로 이용할 경우에는 베이스 필름의 상측에만 부품이 형성되므로, 부품 형성 공간이 적게 되고, 구동부가 복잡하게 구성되는 구조에서는 사용하기 곤란한 점이 있고, 이층 구조로 이용할 경우에는 베이스 필름 상에 부품을 실장하기 위해 공정이 복잡해지며, 제조 비용 또한 상승하게 되며, 부품 등을 보호하기 위해서는 베이스 필름 상하측에 어느 정도 이격 공간을 마련해야 하기 때문에 액정 표시 장치에 이용될 경우 제품의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 1층 구조의 COF 필름의 양옆을 늘려 패널 대응시 접어 이용할 수 있게 하여 COF 필름의 사용량 을 줄이고 원가를 절감시킨 액정 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 일측에 본딩부를 구비한 액정 패널과, 상기 본딩부에 대응되는 제 1 필름부와 상기 제 1 필름부로부터 연장되어 상기 제 1 필름부의 양측에 형성된 제 2 필름부 및 제 3 필름부의 영역들로 이루어지며, 상기 제 2 필름부 및 제 3 필름부는 상기 제 1 필름부의 배면측으로 접혀진 COF(Chip On Flexible Printed Circuit) 및 상기 제 1 필름부의 배면과 상기 제 2 필름부 및 제 3 필름부 사이에 개지된 양면 테이프를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.

상기 COF는 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상의 도금층과, 상기 베이스 필름 상부의 복수개의 부품들 및 상기 부품들과 상기 도금층을 전기적으로 연결하는 솔더를 포함하여 이루어진다.

상기 제 1 필름부와 제 2 필름부의 경계부 및 상기 제 1 필름부와 제 3 필름부의 경계부의 베이스 필름은 상측에서 배면측으로 접혀진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 6과 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 액정 패널(200)과 상기 액정 패널(200)의 본딩부(210)와 연결되며, 양측이 하측으로 접혀지는 1층 구조의 COF(Chip On Flexible Printed Film)(100) 필름으로 이루어진다.

여기서, 상기 액정 패널(200)은 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 하부 기판(미도시)과, 컬러 필터 어레이가 형성된 상부 기판(미도시)과, 상기 상하부 기판 사이에 충진된 액정층(미도시)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 하부 기판은 상기 상부 기판에 비해 일측이 보다 큰 면적으로 형성되는데, 상기 상부 기판에 비해 상기 하부 기판이 노출된 부위는 상기 본딩부(210)로 이용된다. 상기 박막 트랜지스터 어레이는, 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 각 화소 영역에 형성되는 복수개의 화소 전극을 포함한다.

또한, 상기 하부 기판 상의 게이트 라인 및 데이터 라인의 각각의 일측에는 상기 COF(100)의 부품(타이밍 컨트롤러 등 여러 소자)들과 연결되어 구동 신호를 상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가하는 드라이브 IC(미도시)가 베어 칩 형태로 접속되어 형성된다.

상기 COF(100)는 중앙의 본딩부에 대응되는 제 1 필름부(101)와, 상기 제 1 필름부(101)의 좌우 양측에 연장되어 형성되는 제 2 필름부(102) 및 제 3 필름부(103)를 포함하여 이루어진다. 이러한 상기 COF(100)는 액정 패널을 구동하는 구동부가 형성되는 PCB(Printed Circuit Board)로 기능한다.

도 7a 및 도 7b는 각각 도 6의 COF 필름이 펴졌을 때와 접혔을 때를 나타낸 평면도이다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 액정 표시 장치에 구비된 COF의 베이스 필름이 펴졌을 때와 접혔을 때를 나타내는 것으로, 도 7b에서는 제 1 필름부(101)를 기준 으로 좌우 양측의 제 2, 제 3 필름부(102, 103)가 하측으로 접혀져 있는 모습을 나타내고 있다.

상기 제 1 내지 제 3 필름부(101~103) 상에는 복수개의 부품(120)이 형성되어 있다.

한편, 실제 액정 패널(200)의 본딩부(210)에는 상기 제 1 필름부(101)의 일측만 대응되게 되며, 액정 표시 장치의 최종 형성시 상기 본딩부(210)에 대응되는 부위에는 제 1 필름부(101)만 남아있고, 나머지 제 2, 제 3 필름부(101)의 상기 제 1 필름부(101)의 하측으로 접히게 된다.

도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7b에 각각 대응되는 구조 단면도이다.

도 8a와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치에 이용되는 COF(100)가 베이스 필름(110)과, 상기 베이스 필름(110) 상측에 위치하는 복수개의 부품(120a~120d)과, 상기 복수개의 부품(120a~120d)(120)들간에 전기적인 연결을 꾀하는 배선(112)과, 상기 배선(112)과 접하여 상기 베이스 필름(110) 상에 형성되는 도금층(111)과, 상기 도금층(111)과 상기 부품(120a~120d)을 전기적으로 연결되도록 납으로 때워진 솔더(113)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 제 2, 제 3 필름부(102, 103) 측의 상기 베이스 필름(110)의 배면에는 양면 테이프(130)가 형성되어 있다.

도 8b와 같이, 상기 COF(100)가 본 발명의 액정 표시 장치에 적용시 상기 제 2, 제 3 필름부(102, 103)는 상기 제 1 필름(101)의 하측으로 접혀진다.

이 경우, 상기 제 2, 제 3 필름부(102, 103) 배면의 양면 테이프(130)는 상 기 제 1 필름부(101)의 배면과 만나 접착하게 된다. 따라서, 상기 제 2, 제 3 필름부(102, 103)의 베이스 필름(110)은 상기 양면 테이프(130)를 기준으로 그 하측에 위치하게 되며, 마찬가지로, 상기 제 2, 제 3 필름부(102, 103) 상에 형성된 제 1 부품(120a) 및 제 4 부품(120d)은 각각의 베이스 필름(110) 하측에 위치하게 된다. 이 때, 상기 제 1 부품(120a) 및 제 4 부품(120d)의 양측에는 각각 배선(112)과 접한 도금층(111) 측 상부에 솔더(113)가 배선(112)과의 전기적 접속을 위하여 형성되어 있다.

이 경우, 상기 COF(100)는 1층 구조로 제조한 후, 액정 패널(200) 상에 대응시 접혀 이용되기 때문에, 실제 액정 패널(200)의 본딩부(210)의 길이에 대응되는 COF(100) 측의 본딩부는 제 1 필름부(101)의 폭에 상당할 것으로, 상기 COF(100)는 상기 액정 패널(200)의 본딩부(210)에 대응되는 제 1 필름부(101) 외에 별도로 제 2, 제 3 필름부(102, 103)와 같이, 제 1 및 제 4 부품(120a, 120d) 및 배선(112) 등이 실장될 공간을 더 마련할 수 있어, 종래의 1층 구조에 비해 부품 실장이 이루어지는 공간의 여유가 있다. 또한, 2층 구조와 대응되는 유효 면적을 구비하면서도 2층 구조와 달리 단순히 1층 구조로 제조가 이루어진 후, 액정 패널(200) 대응시에 단순히 양면 테이프의 개재로 하측으로 접혀져 이용되어 제조 공정의 단순화가 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명과 같이, COF 필름을 이용하게 되면 2층 구조에 상당하는 유효 면적을 얻을 수 있으면서도 상대적으로 제조 단가를 낮출 수 있는 효과를 얻게 된다.

최근 액정 표시 장치는 소형 모델을 점점 작아지는 경향을 보이며, 동시에 많은 기능을 구비하는 경향으로 발전화되는 추세이다. 이에 작은 면적 안에 다양한 기능에 상당하는 회로를 포함하게 되며, 구동부에 해당하는 PCB(Printed Circuit Board) 상에 보다 많은 드라이브 IC 등의 칩(Chip)을 포함한 많은 종류의 부품들을 PCB 상에 탑재하게 되었다.

본 발명의 액정 표시 장치에 이용하는 COF(Chip On Flexible Printed Board)는 PCB의 기능을 가지는 것으로, 액정 패널에 구동 신호 등을 인가하는 부품 등을 실장하며 액정 패널의 일측에 위치하는 것이다. 이 경우, 상기 COF는 1층 구조의 COF 필름으로 형성되어 단순화된 공정으로 형성할 수 있으며, 동시에 베이스 필름 상에 부품 및 배선들이 많이 실장되는 보다 복잡한 구조에 대응하여 본딩부에 대응되지 않는 양측에 연장되어 형성된 베이스 필름을 상측으로 배면측으로 접으며 그 사이에 양면 테이프를 개재시켜 접착시키도록 함으로써, 유효 면적을 늘릴 수 있게 한다.

상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 구동부에 복잡한 회로가 형성되는 모델에 대응시 PCB(Printed Cirduit Board)를 1층 구조의 COF로 양측을 보다 연장시켜 형성함으로써, 상기 COF의 중심부는 액정 패널에 본딩되게 구성하고 상기 COF의 양측부는 베이스 필름의 하측으로 접도록 구성하여, 동일 본딩 면적에 대해 2층 구조에 상당하는 부품 실장 유효 면적을 확보할 수 있다.

둘째, 1층 구조의 COF로 PCB로 형성하면서 양측의 일부를 베이스 필름의 배 면측의 양면 테이프를 개재하여 하부로 접혀 본딩시 상기 COF의 양측부가 베이스 필름 하측부에 접착되도록 하여, 보다 넓은 유효 면적을 확보함과 동시에 단가는 동일 유효 면적 대비 상대적으로 낮아질 수 있다.

Claims

일측에 본딩부를 구비한 액정 패널;

상기 본딩부에 대응되는 제 1 필름부와 상기 제 1 필름부로부터 연장되어 상기 제 1 필름부의 양측에 형성된 제 2 필름부 및 제 3 필름부의 영역들로 이루어지며, 상기 제 2 필름부 및 제 3 필름부는 상기 제 1 필름부의 배면측으로 접혀진 COF(Chip On Flexible Printed Circuit);

상기 제 1 필름부의 배면과 상기 제 2 필름부 및 제 3 필름부 사이에 개지된 양면 테이프를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 COF는 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상의 도금층과, 상기 베이스 필름 상부의 복수개의 부품들 및 상기 부품들과 상기 도금층을 전기적으로 연결하는 솔더를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제 1 필름부와 제 2 필름부의 경계부 및 상기 제 1 필름부와 제 3 필름부의 경계부의 베이스 필름은 상측에서 배면측으로 접혀진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.