KR20060134692A - 연성회로기판과 이를 사용한 액정표시장치 및 그의제조방법 - Google Patents

Abstract

액정패널과 연성회로기판(Flexible Printed Circuit; FPC)을 접속하는 패널 모듈 공정에서, 상기 FPC의 일단에 이방성도전필름(Anisotropic Conductive Film; ACF)을 접착하는 ACF 접착단계와, 액정패널 구비단계와, 상기 FPC를 상기 액정패널에 안착하는 FPC 안착단계 및 상기 액정패널에 FPC를 가열가압 접속하는 FPC 최종접속단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 연성회로기판 및 이를 이용한 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공한다.

연성회로기판, 액정패널, 이방성도전필름

Description

연성회로기판과 이를 사용한 액정표시장치 및 그의 제조방법 {FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USED IT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 종래의 액정패널과 FPC간 접속상태를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 FPC에 ACF가 접착된 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명한 순서도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에서 액정패널에 ACF가 가압착된 단계에서의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에서 액정패널에 가압착된 ACF위에 드라이브 IC가 접속된 단계에서의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에서 액정패널에 FPC가 안착단계에서 액정패널의 접속패드와 FPC의 접속단자가 정렬된 FPC 정렬단계의 단면도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에서 FPC의 최종접속단계의 단면도이다.

도 8은 도 7에서 FPC 최종접속단계 전에 액정패널을 보호하기 위해 FPC위에 보호막을 설치하는 단계를 나타내는 단면도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.

<도면부호의 간단한 설명>

10: 하부기판 20: 상부기판

30: 액정 40: ACF

41: ACF 접속볼 42: ACF 접착수지

43: ACF 보호막 50: 드라이브 IC

60: FPC 61: FPC 접속단자

62, 63: FPC 보호막 80: 접속패드

100: 가압가열장치 110: 실리콘패드

200: 게이트전극 201: 게이트배선

210: 게이트 절연막 220: 활성층

230: 오믹접촉층 240: 드레인 전극

250: 소스전극 260: 보호막

270: 화소전극 280: 공통전극

290: 블랙매트릭스 300: 컬러필터

310: 패널접착제

본 발명은 액정패널에 연결되는 연성회로기판(Flexible Printed circuit; 이하, FPC라 함)의 접합공정을 효율적으로 변환하여 공정 효율을 향상시키고, 모듈 공정으 설비 비용 및 유지 비용을 절감하는 연성회로기판 및 이를 이용한 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공한다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 전계방출표시장치(Field Emission Display; FED) 및 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diodes; OLED)등의 표시장치는 표시패널과, 그 표시패널을 구동하기 위한 구동회로부를 구비한다. 구동회로부는 다수개의 집적회로(Integrated Circuit; 이하, IC라 함)가 테이프캐리어패키지(Tape Carrier Package; TCP)상에 실장 되거나 칩온필름(Chip On Film; COF)방식으로 TCP의 베이스 필름상에 실장 되고, 테이프오토매이티드본딩(Tape Automated Bonding; TAB)방식으로 표시패널과 전기적으로 접속된다. 또한, 구동IC는 COG(Chip On Glass)방식으로 표시패널에 직접 실장 되기도 한다.

특히, 휴대용 이동 단말기등의 표시장치는 고해상도화, 경량화 및 박형화에 따라 드라이브 IC 및 TCP/COF/FPC의 피치(pitch)가 더욱 미세화 되고 있다.

고미세화 된 파인피치(Fine Pitch)에 대응하기 위해 표시장치는 이방성도전필름(Anisotropic Conductive Film; 이하, ACF라 함)을 사용하여 드라이브 IC를 표시패널 기판에 실장하는 COG(Chip On Glass)본딩기술과 FPC를 표시패널기판에 실장 하는 FOG(FPC On Glass) 본딩기술이 채택되고 있다.

휴대용 표시장치의 모듈에서 가장 일반적인 실장방법은 ACF를 사용함으로써 드라이브 IC 또는 FPC와 표시패널기판을 전기적/기계적으로 연결시킨다.

드라이브IC 또는 TCP등의 구동소자와 접속되는 표시패널에는 그 구동소자와 접속되며 표시패널에 신호를 전달하는 금속물질로 이루어진 접속단자가 형성된다.

종래의 TAB-IC 또는 COG를 통한 패널 모듈 공정에서 패널과 구동소자를 연결하는 공정 흐름을 살펴보면 먼저 패널에 ACF를 가압착하는 단계와 그 후 구동소자를 본압착하는 단계로 구성된다. 이때, 드라이브 IC를 먼저 패널에 실장한 다음 FPC가 접속될 접속단자에 ACF를 가압착한 후 FPC를 본압착 한다.

종래의 휴대용 표시장치의 모듈 공정은 도 1에서와 같이 COG공정이 완료된 표시패널기판(10, 20, 30)의 FPC(60)와 연결될 단자부에 ACF(40)를 가압착한 다음 ACF(40)위에 FPC(60)를 안착하고, 가압가열장치(100)를 이용하여 최종접속하는 공정을 채용하고 있다.

종래 패널 모듈 공정은 ACF 가압착공정이 단일공정(In-Process) 내에 반드시 필요하므로 COG 설비, ACF 가압착 설비 및 FPC 최종접속 설비가 차례로 연결되어 설치된다. COG 공정, ACF 가압착 공정 및 FPC 최종접속 공정은 각각의 단위 공정 소요 시간이 다르기 때문에 공정의 효율성을 위해 설비를 구비하는 비율이 다르게 된다. 일반적으로 ACF 가압착 공정은 COG 공정에 비해 단위 공정 소요 시간이 1.5배에 이른다. 이는 단일 공정을 진행하여 적정한 생산성을 보장하기 위해서는 COG 설비에 비해 ACF 가압착 설비를 최소 1.5배 이상 구비해야 하는 문제가 발생한다.

또한, 생산량 증가에 따라 ACF 가압착 설비 및 작업자가 추가되어야 한다.

따라서 본 발명의 목적은 액정패널과 FPC를 접속하는 패널 모듈 공정을 진행할 때 FPC의 단자부에 먼저 ACF를 접착하여, 액정패널에 FPC를 접속하기 위해 실시하는 ACF 가압착 공정을 생략하고 FPC 최종접속을 실시하여 패널 모듈 공정의 효율을 높이는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.

또한, 패널 모듈 공정의 설비를 축소시켜 비용을 절감하는 액정표시장치의 제조방법 및 액정표시장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은 액정패널과 연성회로기판(Flexible Printed Circuit; FPC)을 접속하는 패널 모듈 공정에서, 상기 액정패널을 구비하는 단계와, 상기 FPC의 일단에 이방성도전필름(Anisotropic Conductive Film; ACF)을 접착하는 ACF 접착단계와, 상기 FPC를 상기 액정패널에 안착하는 FPC 안착단계 및 상기 액정패널에 FPC를 가열가압장치를 이용하여 접속하는 FPC 최종접속단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 액정패널을 구비하는 단계에서 상기 액정패널에 드라이브 IC를 실장하는 단계를 더 포함한다.

상기 액정패널에 드라이브 IC를 접속하는 단계에서 액정패널에 ACF를 가압착 하는 단계 후에 드라이브 IC를 접속하는 단계를 더 포함한다.

상기 FPC를 상기 액정패널에 안착하는 FPC 안착단계에서 ACF의 상부를 덮고 있는 ACF 보호막을 제거하는 단계를 더 포함한다.

상기 FPC를 액정패널에 안착하는 FPC 안착단계에서 액정패널에 형성된 접속단자와 FPC 접속단자를 정렬하는 단계를 더 포함한다.

상기 액정패널에 형성된 접속단자와 FPC 접속단자를 정렬하는 단계에서 실리콘 러버를 올려놓는 단계를 더 포함한다.

상기 액정패널에 FPC를 가열가압장치를 이용하여 접속하는 FPC 최종접속단계 후에 액정패널과 FPC가 접속된 부분에 방습성 도포제를 접착하는 단계를 더 포함한다.

상기 방습성 도포제는 실리콘 등의 절연체인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 FPC는 도전물질로 이루어진 접속단자와, 상기 접속단자들 사이에 형성된 접속단자 보호막이 형성된 FPC에 있어서, 상기 접속단자의 일단에 ACF를 접착한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 ACF는 상단에 ACF 보호막이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상술한 액정표시장치의 제조방법에 의해 제조된 액정표시장치를 제공한다.

액정패널 및 상기 액정패널에 접속하는 FPC를 구비하는 액정표시장치에 있어서, 상기 FPC는 ACF가 선접착되고, ACF가 선접착된 FPC를 상기 액정패널에 후접착한 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.

상기 액정패널은 드라이브 IC가 실장된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이 FPC(60)는 금속 등의 도전물질로 이루어진 접속단자(61)와 접속단자(61)를 보호하는 절연물질로 이루어진 FPC 보호막(62, 63)으로 구성된다. 제 1 및 제 2보호막(62, 63)은 접속단자(62)를 사이에 두고 형성되어 외부의 물리적 충격 또는 전자기로부터 접속단자(62)를 보호한다.

접속단자(61)는 ACF(40)를 통해 액정패널에 형성된 접속패드(80)와 전기적/물리적으로 연결된다. 이러한 접속단자(61)는 구리 등의 도전성이 뛰어난 금속물질로 이루어진다.

ACF(40)은 접착성수지(42)에 도전볼(41)이 분포한 얇은 막으로 형성된다. 그리고 ACF(40)을 보호하기 위한 ACF 보호막(43)이 ACF(40)를 덮도록 형성되어 있다.

FPC(60)의 일단에 ACF(40)을 미리 접착하여 패널 모듈 공정시 액정패널에 FPC(60)을 실장시키기 위해 실시하는ACF(40)을 가압착단계를 생략할 수 있다.

도 3을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정패널을 구비하는 단계(S10), FPC에 ACF를 접착하는 단계(S11), 액정패널에 FPC를 안착하는 단계(S20), FPC를 최종접착하는 단계(S30), 모듈 검사단계(S40) 및 리페어단계(S50) 단계에 의해 형성된다.

먼저, 액정패널을 최종접속 설비로 이동하여 FPC(60)를 접속할 수 있도록 하 는 액정패널을 구비한다(S10).

이때, 액정패널을 구비하는 단계(S10)이전에 액정패널에 드라이버 IC(50)를 실장하는 COG공정을 더 포함한다. 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 먼저 ACF(40)을 액정패널에 가압착하고, 그 위에 드라이버 IC(50)를 접속한다. ACF(40)를 가압착하는 단계와 가압착된 ACF(40)위에 드라이브 IC(50)를 접속하는 단계는 단일 설비에서 단일 공정으로 실시할 수도 있다.

FPC(60)의 일단에 ACF(40) 접착시킨다(S11). 액정패널을 구비하는 단계(S10)와 FPC(60)에 ACF(40)를 접착하는 단계(S11)는 별도의 공정으로 이루어진다.

드라이브 IC(50)가 실장된 액정패널은 최종접속 설비로 이동한다.

다음으로, 최종접속 설비에 안착된 액정패널에 ACF(40)가 접착된 FPC(60)를 안착시킨다(S20).

이때, ACF(40)의 상부를 보호하는 ACF 보호막(43)을 제거하고 액정패널에 안착시키는 것이 바람직하다.

액정패널에 안착된 FPC(60)는 도 6에 도시한 바와 같이 그 접속단자(61)와 액정패널에 형성된 접속패드(80)가 정확히 일치되어 접속하도록 정렬하는 단계를 더 포함한다.

FPC 접속단자(61)와 액정패널의 접속패드(80)간에 각 전극이 서로 정확하게 정렬되어야만 신호의 전송이 가능하다. 정렬이 올바르게 이루어지지 않을 경우 구동불량이 발생하게 된다.

그리고 정렬된 FPC(60)위에 도 7과 같이 가압가열장치(100)를 이용하여 FPC(60)를 가압가열시켜 최종접속을 한다(S30). 이때, 도 8에 도시된 바와 같이 가압가열장치(100)와 FPC(60) 사이에 실리콘 러버(110)를 설치하여 가압가열장치에 의해 액정패널 및 드라이브 IC(50)가 손상되는 것을 막아준다.

가압가열장치(100)가 FPC(60)의 상단에 소정의 압력으로 가압되면, ACF(40)내의 도전볼(41)이 FPC 접속단자(61)와 액정패널의 접속패드(80)를 전기적으로 연결시킨다. 또한 가열에 의해 ACF(40)내의 접착수지(42)가 경화되면서 액정패널(10)과 FPC(60)를 접착시킨다.

FPC(60)의 접속이 완료된 액정패널은 모듈 검사(S40) 후 불량이 발생한 액정패널은 리페어 공정(S50)을 실시한다.

완성된 액정패널 모듈은 액정패널(10)과 FPC(60)가 접속된 부분에 방습 및 절연을 위해 방습성 도포제(미도시)를 코팅한다.

방습성 도포제는 방습 및 절연이 우수한 재질인 실리콘을 사용한다.

이와 같이, 액정패널을 구비하는 단계(S10)와 FPC(60)에 ACF(40)를 접착하는 단계(S11)는 별도의 공정으로 진행하므로 액정패널에 ACF(40)를 가압착 하는 설비를 별도로 구비하지 않아도 되어 생산성을 향상시킬 수 있다.

다음은 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치를 설명한다.

액정패널은 투명한 상부기판(20)과 하부기판(10)을 포함하고 상부기판(20)과 하부기판(10) 사이에 주입되는 액정(30)을 포함한다.

액티브매트릭스형 액정표시장치(Active Matrix Liquid Crystal Display; AMLCD)일 경우, 하부기판(10)에 다수의 화소에 대응하는 다수의 소스전극(250), 드 레인전극(240) 및 게이트전극(200)으로 구성되는 박막트랜지스터가 매트릭스 형태로 형성된다.

게이트전극(200)에는 주사신호를 전달하는 게이트배선(201)이 형성되며, 소스전극(250)에 데이터 신호를 전달하기 위한 데이터 배선(80)이 형성된다. 이 게이트 배선(201)과 데이터 배선(80)은 게이트 절연막(210)을 사이에 두고 서로 교차하여 형성된다.

게이트 절연막(210)과 소스전극(250) 및 드레인전극(240) 사이에 활성층(210)과 오믹접촉층(230)이 형성된다.

다수의 화소에는 드레인 전극(240)과 접촉하는 화소전극(270)이 형성된다.

상부기판(20)에는 컬러필터(300)와 블랙매트릭스(290)를 형성하고, 투명한 도전성 금속으로 이루어진 공통전극(280)을 형성한다.

상술한 바와 같이 구성된 상부기판(10)과 하부기판(20)은 접착제(310)에 의해 서로 부착되고 액정(30)이 주입되어 액정패널을 구성하게 된다.

액정패널의 하부기판(10)에 데이터 구동부(미도시)와 연결된 FPC(60)를 접속하여 액정패널 모듈을 완성한다. 이때, FPC(60)에 ACF(40)를 접착한 후 액정패널에 접속한다.

본 발명을 통해 FPC 접속단자에 ACF를 부착하여 모듈공정을 진행하면 FOG공정의 작업시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

그리고 모듈공정의 설비의 축소시킬 수 있으며, 생산량 증가시 ACF 가압착 설비 투자를 줄이 수 있으며 작업자 증원이 불필요하여 투자 비용 및 유지비용의 절감을 가능하게 한다.

이상에서 상술한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정하지 않고 청구범위에 의해 그 권리가 정해져야 할 것이다.

Claims (14)

1. 액정패널과 연성회로기판(Flexible Printed Circuit; FPC)을 접속하는 패널 모듈 공정에서,

   상기 액정패널을 구비하는 액정패널 구비단계와;

   상기 FPC의 일단에 이방성도전필름(Anisotropic Conductive Film; ACF)을 접착하는 ACF 접착단계와;

   상기 ACF가 접착된 FPC를 액정패널에 안착하는 FPC 안착단계; 및 상기 액정패널에 FPC를 가열가압 접속하는 FPC 최종접속 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 액정패널 구비단계 이전에 상기 액정패널에 드라이브 IC를 실장하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 액정패널에 드라이브 IC를 실장하는 단계에서 액정패널에 ACF를 가압착하는 단계와 상기 가압착된 ACF위에 드라이브 IC를 접속하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 FPC의 일단에 이방성도전필름을 접착하는 ACF 접착단계에서 ACF의 상부를 덮고 있는 ACF 보호막을 제거하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 FPC를 액정패널에 안착하는 FPC 안착단계에서 액정패널에 형성된 접속단자와 FPC의 일측에 형성된 접속단자를 정렬하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 액정패널에 형성된 접속단자와 FPC의 일측에 형성된 접속단자를 정렬하는 단계에서 실리콘 러버를 올려놓는 단계를 더 포함하는 액정표시장치 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 FPC의 일단에 ACF를 접착하는 단계에서 액정패널과 FPC가 접속된 부분에 방습성 도포제를 접착하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치 제조방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 방습성 도포제는 실리콘 등의 절연체인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
9. 도전물질로 이루어진 접속단자와;

   상기 접속단자들 사이에 형성된 접속단자 보호막이 형성된 FPC에 있어서,

   상기 접속단자의 일단에 ACF를 접착한 것을 특징으로 하는 연성회로기판.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 ACF는 상단에 ACF 보호막이 더 형성된 것을 특징으로 하는 연성회로기판.
11. 액정패널 및 상기 액정패널과 전기적으로 연결되는 FPC를 구비하는 액정표시장치에 있어서,

    상기 FPC는 ACF가 선접착되고, ACF가 선접착된 FPC를 상기 액정패널에 후접착한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 액정패널에는 드라이브 IC가 실장된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
13. 제 11항에 있어서,

    상기 액정패널과 FPC의 접속 부분에 방습성 도포제를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 방습성 도포제는 실리콘 등의 절연체인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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