KR20070047920A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 표시 장치 및 그 제조 방법은 영상 신호 및 제어 신호를 제공하는 구동 회로부 및 상기 구동회로부와 전기적으로 연결된 범프를 포함하는 구동칩, 상기 범프와 직접 면 접촉하여 상기 신호들을 전달 받는 패드부를 포함하는 표시 패널 및 상기 구동칩을 상기 표시 패널에 결합 시키는 비 도전성 접착 필름을 포함한다. 이를 통해 기존의 이방성 도전 필름을 이용한 구동칩과 표시 패널을 접촉 시키는 공정에 비해 제조비 감소, 제조 공정 단순화에 따른 수율 향상 및 표시 품질의 향상의 효과를 가져온다.
범프, 패드부, 면 접촉, 비 도전성 접촉 필름

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구동 칩을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’선을 따라 절단한 구동칩과 표시 패널 사이에 형성된 접촉부의 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 방법의 중간 단계에서의 구동칩과 표시 패널 사이에 형성된 접촉부의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시 장치 200 : 표시 패널
210 : 제1 기판 211 : 패드부
220 : 제2 기판 300 : 구동칩
310 : 구동 회로부 320 : 범프
410 : 비 도전성 접촉 필름 420 : 감광성 막
430 : 마스크 500 : 접촉부
본 발명은 표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조 비용을 절감할 수 있는 표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치의 하나로써, 다른 표시 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
액정 표시 장치는 영상을 표시하기 위한 액정 표시 패널 및 상기 액정 표시 패널을 구동하기 위한 구동칩을 포함한다. 구동 칩은 외부로부터 인가된 영상 데이터를 액정 표시 패널을 구동하기에 적합한 구동 신호로 변환하여 적절한 타이밍에 맞추어 액정 표시 패널에 인가한다. 이러한 구동 칩은 원가 절감 및 실장성을 고려하여, 칩 온 글라스(Chip On Glass; 이하 COG) 실장 방식을 통해 액정 표시 패널과 연결된다. 상기 COG 방식에 의하면, 구동 칩과 액정 표시 패널 사이에 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film : ACF)을 배치한 후 고온으로 열 압착함으로써, 구동 칩과 액정 표시 패널을 전기적으로 연결한다.
이방성 도전필름은 접착 수지 및 접착 수지 내에 불규칙적으로 분포되는 도전볼을 포함한다. 접착 수지는 열 또는 자외선에 의하여 경화되는 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지로 이루어져 구동 칩을 액정 표시 패널에 결합시키는 역할을 수행한다. 도전볼은 니켈(Ni) 또는 금(Au) 등의 금속이 코팅되어 있는 폴리머 비드(polymer bead)로 이루어져 구동 칩과 액정 표시 패널을 전기적으로 연결하는 역할을 수행한다.
그러나, 도전볼을 포함하는 이방성 도전필름을 사용함으로 인해, 제조 비용이 증가되며, 이방성 도전필름을 액정 표시 패널에 부착하기 위한 가압착 공정과 구동 칩과의 결합을 위한 본압착 공정을 필요로 하여 제조 공정이 늘어나는 문제가 있다. 또한, 도전볼의 불규칙적인 분포로 인하여, 구동 칩과 액정 표시 패널간의 단선 또는 단락 등의 품질 불량이 발생되는 문제가 있다.
또한 이러한 이방성 도전 필름(ACF)을 사용하는 COG 공정은 구동칩과 표시 패널 사이에 수개의 도전볼에 의해 점접촉을 하게 되므로 접촉 저항의 문제를 일으킬 수도 있다.
따라서, 본 발명은 제조 비용을 절감하고, 도전볼로 인한 품질 불량 및 접촉 저항의 문제를 제거할 수 있는 표시 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 제조 비용을 절감하고, 도전볼로 인한 품질 불량 및 접촉 저항의 문제를 제거할 수 있는 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상 신호 및 제어 신호를 제공하는 구동 회로부 및 상기 구동 회로부와 전기적으로 연결된 범프를 포함하는 구동칩, 상기 범프와 직접 면 접촉하여 상기 신호들을 전달받는 패드부를 포함하는 표시 패널 및 상기 구동칩을 상기 표시 패널에 결합 시키는 비 도전성 접착 필름을 포함한다.
상기 표시 장치에 있어서 상기 비 도전성 접착 필름은 상기 범프와 패드부가 직접 접촉하는 접촉부의 주위에 형성되고, 열가소성 수지막인 것을 특징으로 한다.
상기 표시 장치에 있어서 상기 표시 패널은 구동칩이 결합되는 제 1 기판, 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 액정 표시 패널인 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 표시 패널에 포함된 패드부 상에 비 도전성 접착 필름을 도포하는 단계, 상기 비 도전성 접착 필름 상에 감광성 막을 도포하는 단계, 마스크를 이용하여 상기 감광성 막을 패터닝하는 단계, 상기 패터닝된 감광성 막을 이용하여 상기 비 도전성 접착 필름을 식각하여 패드부를 노출시키는 접촉부를 형성하는 단계, 상기 접촉부를 통해 상기 패드부와 구동칩에 포함된 범프를 직접 접촉시키는 단계 및 열과 압력을 가해 상기 비 도전성 접착 필름을 경화시키는 단계를 포함한다.
상기 표시 장치의 제조 방법에 있어서 상기 접촉부를 형성하는 단계는 건식 식각 공정을 이용하고, 비 도전성 접착 필름은 열가소성 수지막인 것을 특징으로 한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실기예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태 로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예를 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 “포함한다(comprise)” 및/또는 “포함하는(comprising)”은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한 본 명세서에서 층 또는 막의 “위”,”상”,”상부” 또는 “아래”,”하부”로 지칭되는 것은 중간에 다른 층 또는 막을 개재한 경우를 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 “중첩”은 하부 구조물과 상부 구조물이 서로 공통된 중심을 갖고 겹쳐져 있는 형상을 나타내고, 하부 구조물과 상부 구조물 사이에 다른 구조물이 개재한 경우를 포함하며, 상부 구조물과 하부 구조물 중 어느 하나의 구조물은 다른 구조물에 완전히 겹쳐지는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 다른 정의가 없다면, 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
이하 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 표시 장치 및 그 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 구동 칩을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절단한 구동칩과 표시 패널 사이에 형성된 접촉부의 단면도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 표시 장치(100)는 영상 신호 및 제어 신호를 제공하는 구동 회로부(310) 및 상기 신호들을 표시 패널에 전달하는 범프(320)를 포함하는 구동칩(300), 상기 범프(320)와 직접 접촉하여 상기 신호들을 전달받는 패드부(211)를 포함하는 표시 패널(200) 및 상기 구동칩(300)을 표시 패널(200)에 결합 시키는 비 도전성 접착 필름(410)을 포함한다.
표시 패널(200)은 구동 칩(300)을 통해 인가되는 구동 신호에 반응하여 영상을 표시한다. 본 실시예에서 표시 패널(200)은 제 1 기판(210), 제 1 기판(220)과 마주하는 제 2 기판(220) 및 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 사이에 배치된 액정층(미도시)을 포함한다.
제 1 기판(210)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 TFT라 칭함)가 매트릭스 형태로 형성된 TFT 기판이다. 일 예로, 제 1 기판(210)은 유리 재질로 이루어진다. 상기 TFT들의 소오스 단자 및 게이트 단자는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결된다.
제 2 기판(220)은 색을 구현하기 위한 RGB 화소가 박막 형태로 형성된 컬러필터 기판이다. 제 2 기판(220)은 일 예로, 유리 재질로 이루어진다. 제 2 기판 (220)에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 구비된다.
이러한 구성을 갖는 표시 패널(200)은 상기 TFT의 게이트 단자에 전원이 인가되어 TFT가 턴-온(Turn on)되면, 데이터 라인의 데이터 전압이 상기 TFT를 통해서 화소전압에 인가되어 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 사이에 배치된 액정층의 액정 분자들의 배열이 변화되고, 액정 분자들의 배열 변화에 따라서 통과하는 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 표시하게 된다.
구동칩(300)은 표시 패널(200)의 제 1 기판(210)에 결합된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 구동 칩(300)은 영상 신호 및 제어 신호를 제공하는 구동 회로부(310) 및 상기 신호들을 표시 패널에 전달하는 범프(320)들을 포함한다.
구동 회로(310)는 반도체 칩 제조공정에 의하여 형성되며, 상기 구동칩(300)의 외부는 구동 회로(312)를 보호하기 위하여 절연 물질로 이루어진다.
범프(320)들은 구동칩(300)의 배면에 일정 높이로 돌출되어 형성되고, 구동칩(300)의 길이 방향을 따라 2열 이상으로 배열된다. 또한 상기 범프들은 영상 신호 및 제어 신호를 왜곡 없이 표시 패널에 전달하여야 하므로 비저항이 낮은 금속을 포함한다. 일반적으로 구동칩의 범프에는 금(Au)이 사용된다.
또한, 표시 패널(200)은 제 1 기판(210) 상에 형성되고, 상기 구동칩(300)의 범프(320)와 직접 접촉하여 상기 영상 신호 및 제어 신호를 전달 받는 패드부(211)를 포함한다. 상기 구동칩(300)의 범프(320)는 접촉부(500)를 통해 표시 패 널(200) 상에 형성된 패드부(211)와 면 접촉함으로써 접촉 저항의 증가에 따른 불량을 제거할 수 있다.
상기 패드부(211)는 제 1 기판(210)의 주변부에 형성되어 게이트 라인 또는 데이터 라인과 전기적으로 연결되며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인은 TFT의 게이트 전극 및 소오스 전극과 전기적으로 연결되어 상기 구동칩으로부터 제공 받은 각종 신호를 각 화소에 형성된 TFT에 전달한다. 이를 통해 표시 패널은 원하는 영상을 외부에 표시하게 된다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 표시 장치는 상기 구동칩(300)의 범프(320)와 표시 패널(200)의 패드부(211)가 직접 접촉하는 접촉부(500)의 주변에 상기 구동칩(300)과 표시 패널(200)을 결합시키는 비 도전성 접촉 필름(410)을 포함한다. 이때, 상기 비 도전성 접촉 필름(410)은 상기 구동칩(300)과 표시 패널(200) 사이의 결합력을 강화시키도록 상기 접촉부(500) 주위를 둘러싸도록 형성된다. 또한 상기 비 도전성 접촉 필름은 열 또는 압력에 의해 경화되어 상기 구동칩과 표시 패널을 결합 시키고, 필요 시 재 작업이 용이하도록 열가소성 수지막으로 형성되는 것이 바람직하다.
이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면 먼저 제 1 기판(210)에 형성된 패드부(211) 주위에 비 도전성 접촉 필름(410)을 도포한다. 상기 비 도전성 접촉 필름(410)은 상기 패드부를 완전히 덮도록 도포된다. 이때 상기 비 도전성 접촉 필름(410)은 앞서 설명한 바와 같이 용이한 결합력 강화 및 재 작업 시 편의를 위해 열가소성 수지막으로 형성됨이 바람직하다.
그 후, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 비 도전성 접촉 필름(410) 상부에 감광성 막(420)을 도포하고 마스크(430)를 이용하여 상기 감광성 막(420)을 원하는 형상으로 패터닝한다. 이때 상기 감광성 막(420)은 빛에 노출되는 부위가 패터닝되는 파지티브(positive) 형일 수도 있고, 마스크(430)에 의해 빛이 차단되는 부위가 패터닝되는 네가티브(negative) 형일 수도 있다.
원하는 형상으로 패터닝된 감광성 막(420)을 이용하여 상기 비 도전성 접착 필름(410)을 식각하여 구동칩(300)의 범프(320)와 표시 패널(200)상에 형성된 패드부(211)가 직접 면 접촉하는 접촉부(500)를 형성한다. 이때 상기 식각 공정은 건식 식각 공정을 이용함이 바람직하다.
도 6은 상기 식각 공정을 마치고 감광성 막(420)을 제거한 후의 패드부(211) 및 접촉부(500) 주위의 단면도이다. 도시된 바와 같이 접촉부(500)를 제외한 영역에는 비 도전성 필름(410)이 상기 제 1 기판(210) 및 패드부(211)를 완전히 덮고 있다. 즉 접촉부(500)는 구동칩(300)의 범프(320)가 패드부(211)에 직접 면 접촉될 수 있도록 패드부(211)가 노출되도록 형성된다.
원하는 형상의 접촉부(500) 형성 후, 상기 패드부(211)와 구동칩(300)에 포함된 범프(320)를 직접 접촉 시킴으로써, 상기 구동칩을 표시 패널에 실장 한다.
그 후 도 7에 도시된 바와 같이 열 또는 압력을 가해 상기 비 도전성 접착 필름(410)을 경화시켜, 구동칩(300)과 표시 패널(200)을 결합시키게 된다.
본 발명의 실시예에서 표시 패널(200)은 액정표시패널을 일 예로하여 설명하였으나, 표시 패널(200)은 이 외에도 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기 EL(Electroluminescence) 등의 다양한 표시 패널을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 및 그 제조 방법은구동칩에 형성된 범프와 표시 패널 상의 패드부가 직접 면 접촉함으로써 기존의 도전볼(ACF)에 의한 구동칩과 표시 패널의 결합 방법에 비해 제조 비용이 감소되고, 이방성 도전필름을 액정 표시 패널에 부착하기 위한 가압착 공정과 구동 칩과의 결합을 위한 본압착 공정의 생략할 수 있어 제조 공정의 단순화를 통한 수율 향상 및 공정 시간 단축을 통한 생산성 향상을 가져 온다.
또한 도전볼의 불규칙적인 분포로 인한 구동 칩과 액정 표시 패널간의 단선 또는 단락에 따른 불량 및 접촉 저항 증가에 따른 불량 감소를 통해 표시 품질의 향상을 가져온다.

Claims (7)

  1. 영상 신호 및 제어 신호를 제공하는 구동 회로부 및 상기 구동회로부와 전기적으로 연결된 범프를 포함하는 구동칩;
    상기 범프와 직접 면 접촉하여 상기 신호들을 전달 받는 패드부를 포함하는 표시 패널; 및
    상기 구동칩을 상기 표시 패널에 결합 시키는 비 도전성 접착 필름을 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비 도전성 접착 필름은 상기 범프와 패드부가 직접 접촉하는 접촉부의 주위에 형성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비 도전성 접착 필름은 열가소성 수지막인 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 구동칩이 결합되는 제 1 기판;
    상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 표시 패널에 포함된 패드부 상에 비 도전성 접착 필름을 도포하는 단계;
    상기 비 도전성 접착 필름 상에 감광성 막을 도포하는 단계;
    마스크를 이용하여 상기 감광성 막을 패터닝하는 단계;
    상기 패터닝된 감광성 막을 이용하여 상기 비 도전성 접착 필름을 식각하여 패드부를 노출시키는 접촉부를 형성하는 단계;
    상기 접촉부를 통해 상기 패드부와 구동칩에 포함된 범프를 직접 접촉시키는 단계; 및
    열과 압력을 가해 상기 비 도전성 접착 필름을 경화시키는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 접촉부를 형성하는 단계는 건식 식각 공정을 이용하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 비 도전성 접착 필름은 열가소성 수지막인 것을 특징으로 하는 영상 표시 장치의 제조 방법.
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US10510821B2 (en) 2016-06-10 2019-12-17 Innovation Counsel Llp Display device

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