KR20200082016A - 디스플레이장치 - Google Patents

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KR20200082016A
KR20200082016A KR1020180172129A KR20180172129A KR20200082016A KR 20200082016 A KR20200082016 A KR 20200082016A KR 1020180172129 A KR1020180172129 A KR 1020180172129A KR 20180172129 A KR20180172129 A KR 20180172129A KR 20200082016 A KR20200082016 A KR 20200082016A
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정원규
김주혁
이중하
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 네로우베젤을 갖는 표시패널에 자가 융착형 접착제(Self assembly paste : SAP)를 통해 연결부재가 접합된 디스플레이장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 연결부재에 연결배선이 각각 위치하는 내부수납공간을 정의하는 격벽을 형성하고, 이러한 연결부재를 SAP를 사용하여 표시패널의 측면에 접합시킴으로써, SAP의 도전성입자들이 연결부재에 정의된 내부수납공간 내에서 패드보조전극과 연결배선 사이의 정확한 위치로 자가 응집되도록 가이드할 수 있어, 고해상도를 구현함에도 배선 간의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 전기 도통성을 높일 수 있는 효과 또한 있다.
그리고, 이와 같이 전기 도통성을 높임으로써 접속저항 또한 낮출 수 있으며, 연결부재와 표시패널 사이의 접착면적을 늘림에 따라 접착력 또한 보다 향상시킬 수 있다.

Description

디스플레이장치{Display sevice}
본 발명은 네로우베젤을 갖는 표시패널에 자가 융착형 접착제(Self assembly paste : SAP)를 통해 연결부재가 접합된 디스플레이장치에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박형 평판표시장치에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device, LCD), 플라즈마표시패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 유기발광표시장치(Organic light emitting display device, OLED), 양자점표시장치(Quantum Display Device), 전기영동표시장치(Electrophoresis Display Device) 등이 있다.
이러한 평판표시장치는 화상을 구현하는 표시패널을 필수 구성요소로 하는데, 이러한 표시패널은 후 공정 설비인 모듈 조립공정에서는 표시패널과 인쇄회로기판을 결합하는 공정을 수행하게 된다.
한편, 표시패널과 인쇄회로기판의 결합 공정에는 구동 드라이브 IC가 실장된 COF(Chip on Film) 또는 표시패널과 인쇄회로기판을 연결하기 위한 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board)을 별도로 필요로 하게 되는데, 표시패널과 COF 또는 연성회로기판이 본딩되는 영역을 표시패널의 비표시영역으로 필요로 하게 됨에 따라, 이러한 평판표시장치는 최근 요구되어지고 있는 네로우베젤을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 최근의 평판표시장치는 고해상도를 구현하고자 함에, 표시패널에 구비되는 패드전극은 더욱더 폭과 이격간격이 작아지고 있어, 서로 이웃한 패드전극 간의 쇼트(short)가 유발될 수 있으며, 또한 표시패널과 COF 또는 연성회로기판의 상대적으로 낮은 도전성으로 인한 불안정하고 높은 접속저항, 낮은 접합강도 등의 단점을 가지고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 네로우베젤을 갖는 표시패널을 포함하는 디스플레이장치를 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.
또한, 고해상도에 따라 배선 간의 간격이 좁아짐에도 쇼트(short) 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 디스플레이장치를 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.
또한, 연결부재와 표시패널 사이의 접착력을 향상시키며, 전기 도통성을 높여서 접속저항을 낮출 수 있는 디스플레이장치를 제공하는 것을 제 3 목적으로 한다.
전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판, 상기 제1 기판 상에 구비되어, 상기 제 1 기판의 측면으로 노출된 다수의 패드전극과, 상기 다수의 패드전극과 각각 연결되는 다수의 연결배선이 구비된 연결부재를 포함하며, 상기 연결부재에는 상기 다수의 연결배선 각각의 측면을 두르는 격벽이 구비되는 디스플레이장치를 제공한다.
여기서, 상기 다수의 패드전극 각각과 상기 다수의 연결배선 각각은 자가 융착형 접착제(Self assembly paste : SAP)를 통해 전기적으로 연결되며, 상기 연결부재는 상기 격벽에 의해 상기 연결배선이 각각 위치하는 내부수납공간을 정의하게 되며, 상기 자가 융착형 접착제에 함유된 도전성입자는 상기 내부수납공간 내부로 자가 응집되어 땜납금속을 이룬다.
그리고, 상기 연결부재는 베이스필름 상에 상기 연결배선이 일정간격 이격하여 다수개 배열되며, 상기 격벽은 상기 연결배선의 길이방향을 따라 바(bar) 형상으로, 상기 연결배선의 측면에 위치하며, 상기 격벽의 폭은 상기 다수개의 패드전극의 이격간격에 대응된다.
이때, 상기 격벽의 높이는 상기 패드전극과 상기 연결배선의 높이 그리고 상기 땜납금속의 높이의 합에 대응되며, 상기 각각의 패드전극은 패드보조전극을 통해 상기 다수의 연결배선과 각각 연결된다.
그리고, 상기 패드보조전극은 상기 제 1 및 제 2 기판의 상기 측면에 띠 형상으로 이루어지며, 상기 연결부재의 타단은 인쇄회로기판과 커넥터 연결되며, 상기 커넥터의 커넥터삽입홈의 일면은 상기 격벽에 대응하여 요철형상으로 이루어진다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 연결부재에 연결배선이 각각 위치하는 내부수납공간을 정의하는 격벽을 형성하고, 이러한 연결부재를 SAP를 사용하여 표시패널의 측면에 접합시킴으로써, SAP의 도전성입자들이 연결부재에 정의된 내부수납공간 내에서 패드보조전극과 연결배선 사이의 정확한 위치로 자가 응집되도록 가이드할 수 있어, 고해상도를 구현함에도 배선 간의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 전기 도통성을 높일 수 있는 효과 또한 있는 효과가 있다.
또한 이와 같이 전기 도통성을 높임으로써 접속저항 또한 낮출 수 있는 효과가 있으며, 연결부재와 표시패널 사이의 접착면적을 늘림에 따라 접착력 또한 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치를 개략적으로 도시한 측면 사시도.
도 1b는 도 1a의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연결부재의 구성을 개략적으로 도시한 사시도.
도 3a ~ 3 e는 SPA를 사용하여 연결부재와 표시패널을 접합시키는 과정을 공정 흐름에 따라 도시한 공정 흐름도.
도 4a는 일반적인 디스플레이장치의 표시패널과 연결부재를 SAP를 사용하여 접합한 모습을 나타낸 사진.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치의 표시패널과 연결부재를 SAP를 사용하여 접합한 모습을 나타낸 사진.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연성회로기판과 인쇄회로기판이 커넥터 연결되는 모습을 개략적으로 도시한 사시도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치를 개략적으로 도시한 측면 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 디스플레이장치를 이루는 표시패널(100)은 하부기판인 제 1 기판(101)과 상부기판인 제 2 기판(102)이 합착되어 이루어지는데, 제 1 기판(101) 상에는 박막트랜지스터(미도시) 및/또는 발광다이오드(미도시)의 제 1 및 제 2 전극(미도시) 등이 위치함에 따라, 다수의 배선(104)이 형성되어 있고, 배선(104)의 끝단에는 패드전극(106)이 연결되어 있으며, 패드전극(106)의 상부로는 절연층(108)이 위치한다.
이때 배선(104)은 게이트 및 데이터배선(미도시), 공통배선(미도시) 등의 신호배선으로 이루어질 수도 있으며, 정전기방지배선(미도시) 등의 비신호배선으로 이루어질 수도 있다.
여기서, 디스플레이장치가 액정표시장치에 적용될 경우, 표시패널(100)의 제 1 기판(101) 상에는 박막트랜지스터(미도시)와 화소전극(미도시)이 형성될 수 있고, 제2 기판(102) 상에는 블랙매트릭스(미도시)와 컬러필터(미도시)가 형성될 수 있다. 그리고, 제1 기판(101)과 제2 기판(102) 사이에는 액정층(미도시)이 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태로 변경될 수 있다.
또한, 이러한 액정표시장치용 표시패널(100)은 TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, 또는 FSS(Fringe Field Switching) 모드 등 다양한 형태로 적용될 수 있다. 이와 같은 다양한 모드에 따라 제1 기판(101)과 제2 기판(102)의 구성도 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디스플레이장치가 유기발광표시장치에 적용될 경우, 표시패널(100)의 제1 기판(101) 상에는 박막트랜지스터(미도시), 양극(미도시), 발광층(미도시) 및 음극(미도시)으로 이루어진 발광다이오드(미도시)가 형성될 수 있다. 그리고, 제2 기판(102)은 밀봉(encapsulation) 기판으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고 다양한 형태로 변경될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(100)은 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)이 서로 동일한 형태로 구성되어, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)의 일단이 서로 일치하게 되며, 제 1 기판(101) 상에 구비된 다수의 배선(104)의 끝단에 구비되는 패드전극(106)은 측면이 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이의 측면으로 노출되게 된다.
패드전극(106)은 배선(104)과 동일층에서 일체(one body)로 형성될 수도 있으며, 또는 배선(104)은 게이트절연막(미도시) 위에 구비된 데이터배선으로 이루어지고, 패드전극(106)은 게이트절연막(미도시) 아래에 구비된 데이터패드로 이루어질 수도 있으며, 이 경우는 게이트절연막(미도시)에 구비된 콘택홀(미도시)을 통해서 데이터패드가 데이터배선과 연결되게 된다.
이러한 표시패널(100)은 패드전극(106)의 측면이 제 1 기판(101)의 측면으로 노출되며, 노출된 패드전극(106)에는 패드보조전극(107)이 연결된다. 1개의 패드전극(106)과 1개의 패드보조전극(107)이 서로 일대일로 대응하면서 연결되어 있다.
패드보조전극(107)은 표시패널(100)의 외주 단면을 따라서, 제 1 기판(101) 측과 제 2 기판(102) 측에 각각 연장된 띠 형상으로 형성될 수 있는데, 예를 들면 주석(Sn), 납(Pb), 아연(Zn), 은(Ag), 구리(Cu) 등 땜납과 접합하는 도전성 재료로 형성될 수 있다.
이러한 패드보조전극(107)은 바람직하게는 은(Ag), 구리(Cu)의 페이스트 혹은 나노 잉크를 사용하여, 스크린 인쇄, 메쉬 마스크를 이용한 인쇄, 재료를 미소 토출할 수 있는 잉크젯 등을 이용하여 형성할 수 있다.
이러한 표시패널(100)의 일측에는 COF(Chip on Film)와 같은 연결부재(120)가 연결되는데, 연결부재(120)는 표시패널(100)의 측면에 부착되어 연결된다.
즉, 연결부재(120)는 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이의 측면으로 노출되는 패드전극(106)의 측면으로 위치하는 패드보조전극(107)과 자가 융착형 접착제(Self assembly paste : SAP)(130)를 통해 서로 전기적으로 연결되게 된다.
여기서 연결부재(120)에는 표시패널(100)에 구비된 패드보조전극(107)과 전기적으로 접합되는 다수의 연결배선(121)이 구비되는데, 따라서, 연결부재(120) 상에 구비된 구동드라이버IC(123)는 연결배선(121)을 통해 표시패널(100)에 구비된 패드보조전극(107)으로 전기적 신호를 전달하게 된다.
이때, 도면상으로는 표시패널(100)의 일 측면에만 연결부재(120)가 연결되었으나, 연결부재(120)는 타 측면에도 추가로 구성될 수 있으며, 이때 연결부재(120)는 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board)(140, 도 5 참조)로 이루어질 수 있으며, 연성회로기판(140, 도 5 참조)을 매개로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : 150, 도 5 참조)이 더 연결될 수 있다. 이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
여기서, 연결부재(120)는 연결부재(120)에 구비된 연결배선(121)이 패드보조전극(107)과 서로 대면될 수 있도록, 제 1 및 제2 기판(101, 102)의 측면으로 밀착되어 부착되게 되는데, 이와 같이 이와 같이 연결부재(120)가 표시패널(100)의 측면에 부착되어 연결됨에 따라, 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 상에는 별도의 패드전극 형성영역(=패드부)이 필요치 않게 된다.
즉, 표시패널(100)은 평면상으로 최소한의 가장자리 영역(=비표시영역(N/A)) 만을 남겨두고, 모든 영역이 화상이 구현되는 표시영역(A/A)을 이루게 된다.
이러한 표시패널(100)은 비표시영역(N/A)인 가장자리 영역이 최소화됨에 따라 네로우 베젤을 구현하게 된다.
이때, 연결부재(120)의 연결배선(121)과 패드보조전극(107)이 전기적으로 접합되도록 하기 위하여, 연결배선(121)과 패드보조전극(107)을 SAP(130) 를 통해 납땜 접합하게 되는데, SAP(130)는 열경화성 수지(130a, 도 3a 참조) 내에 도전성입자(130b, 도 3a 참조)가 균일하게 분산된 페이스트(paste) 재료로 이루어진다.
이러한 SAP(130)는 인가되는 열에 의해 열경화성 수지(130a, 도 3a 참조) 및 도전성입자(130b, 도 3a 참조)가 용융되어, 유동성을 띤 열경화성 수지(130a, 도 3a 참조) 내에서 도전성입자(130b)가 표시패널(100)의 측면에 위치하는 패드보조전극(107)과 연결부재(120)에 구비된 연결배선(121) 사이로 자가 응집하게 되어, 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이에서 땜납금속(131)을 형성하게 되어, 패드보조전극(107)과 연결배선(121)은 서로 납땜되게 된다.
여기서, 이러한 SAP(130)는 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이에서 도전성입자(130b, 도 3a 참조)들이 응집하여 땜납금속(131)에 의한 납땜이 이루어지도록 함으로써, 기존의 도전볼을 사용하는 경우에 비해 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이에 개재되는 도전성 재료의 양이 많아지게 된다.
따라서, 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이의 접속 저항이 높아지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 연결부재(120)와 표시패널(100)은 패드보조전극(107)과 연결배선(121)이 SAP(130)의 도전성입자(130b, 도 3a 참조)가 응집하여 이루는 땜납금속(131)에 의해 금속결합하게 되며, 또한, 열경화성 수지(130a, 도 3a 참조)로부터 이루어지는 절연수지에 의한 접착에 의해 기계적으로 접합되게 되므로, 연결부재(120)와 표시패널(100)의 접착력 또한 보다 향상시키게 된다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 SAP(130)의 도전성입자(130b, 도 3a 참조)들이 자가 응집되는 과정에서, 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이의 정확한 위치로 자가 응집되도록 가이드 할 수 있는데, 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 고해상도를 구현함에도 배선(107. 121) 간의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 전기 도통성을 높일 수 있는 효과 또한 있다.
그리고, 이와 같이 전기 도통성을 높임으로써 접속저항 또한 낮출 수 있으며, 연결부재(120)와 표시패널(100) 사이의 접착력 또한 향상시킬 수 있다.
여기서, SAP(130)의 도전성입자(130b, 도 3a 참조)들이 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이의 정확한 위치에 자가 응집되도록 하기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 연결부재(120)에 구비되는 연결배선(121)의 각각의 사이영역으로 격벽(127)을 더욱 위치하게 되는데, 이에 대해 도 2를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연결부재의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, 연결부재(120)는 베이스필름(125)과, 베이스필름(125)의 표면에 실장된 구동드라이브IC(123)를 포함하며, 이러한 연결부재(120)의 표면에는 표시패널(도 1b의 100)에 구비된 패드보조전극(도 1b의 107)과 접합되는 복수개의 연결배선(121)이 구비된다.
여기서, 베이스필름(125)은 연결부재(120)를 지지하는 층으로, 베이스필름(125)은 절연물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 유연성을 갖는 절연 물질로 이루어질 수 있다.
예를 들면, 베이스필름(125)은 폴리이미드(polyimide), 아크릴(acrylic), 폴리에테르니트릴(polyether nitrile), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이드(polyethylene naphthalate), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride) 등의 합성수지가 사용될 수 있다.
그리고 베이스필름(125)의 표면에 위치하는 연결배선(121)은 베이스필름(125)의 표면에 금속층으로 동박(銅薄)을 부착한 다음 사진식각(photolithography)공정으로 패터닝하여 형성하는 것이 바람직하며, 구리(Cu)를 비롯하여 전기전도성을 갖는 니켈(Ni), 금(Au), 솔더(solder) 또는 이들 재료의 합금(alloy) 등 SAP(도 1b의 130)의 도전성입자(도 1b의 130b)와 접합하는 도전성 재료로 형성된다.
연결배선(121)은 연결부재(120)가 연결되는 디스플레이장치의 표시패널(도 1b의 100)의 패드보조전극(도 1b의 107)의 개수 및 배치에 따라 다양하게 형성될 수 있는데, 연결배선(121)의 일단은 베이스필름(125)의 일 가장자리로 연장되어 표시패널(도 1b의 100)에 구비된 패드보조전극(도 1b의 107)과 접속하게 되며, 타단은 연결부재(120)의 표면에 실장된 구동드라이브IC(123)와 연결된다.
이러한 연결배선(121) 들은 일정간격 이격하여 다수개가 구비되는데, 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 연결부재(120)는 이웃하여 위치하는 연결배선(121)의 사이영역으로 격벽(127)을 더욱 형성하는 것을 특징으로 한다.
격벽(127)은 절연물질로 이루어질 수 있고, 유연성을 갖는 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 격벽(127)은 폴리이미드(polyimide), 아크릴(acrylic), 폴리에테르니트릴(polyether nitrile), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이드(polyethylene naphthalate), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride) 등의 합성수지가 사용될 수 있다.
이러한 격벽(127)은 연결배선(121)의 길이방향을 따라 긴 바(bar) 형상으로 이루어지며 이웃하는 연결배선(121)의 사이영역에 위치함에 따라, 베이스필름(125)과 함께 연결부재(120)의 표면의 전방을 향해 개구부를 갖는 내부수납공간(A)을 정의하게 된다.
각각의 연결배선(121)은 베이스필름(125)과 격벽(127)에 의해 정의되는 내부수납공간(A)에 각각 위치하게 되는 것이다.
이러한 격벽(127)은 베이스필름(125) 상에 별도로 구비될 수 있으며, 또는 베이스필름(125)으로부터 돌출되어 구비될 수 있다.
여기서, 격벽(127)의 폭(w1)은 표시패널(도 1b의 100)에 구비된 패드보조전극(도 1b의 107) 사이의 이격간격(w2, 도 3e 참조)에 대응되며, 격벽(127)의 높이(h1)는 패드보조전극(h2, 도 3e 참조)의 높이와 연결배선(121)의 높이(h3, 도 3e 참조) 높이의 합과 동일하거나, 보다 바람직하게는 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
이와 같이, 연결부재(120)의 베이스필름(125) 상에 각 연결배선(121)의 측면을 가이드할 수 있는 격벽(127)을 더욱 형성함으로써, 연결부재(120)를 표시패널(도 1b의 100)의 측면에 접합시키는 과정에서 SAP(도 1b의 130)의 도전성입자(130b, 도 3a참조)들이 연결부재(120)에 정의된 내부수납공간(A) 내에서 패드보조전극(도 1b의 107)과 연결배선(121) 사이의 정확한 위치로 자가 응집되도록 가이드 하게 되는 것이다.
이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 고해상도를 구현함에도 배선(도 1b의 107, 121) 간의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 전기 도통성을 높일 수 있는 효과 또한 있다.
그리고, 이와 같이 전기 도통성을 높임으로써 접속저항 또한 낮출 수 있으며, 연결부재(120)와 표시패널(도 1b의 100) 사이의 접착력 또한 향상시킬 수 있다.
이에 대해 첨부한 도 3a ~ 3e를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 3a ~ 3 e는 SPA를 사용하여 연결부재와 표시패널을 접합시키는 과정을 공정 흐름에 따라 도시한 공정 흐름도이다.
먼저 도 3a에 도시한 바와 같이 표시패널(100)의 측면에는 다수개의 패드보조전극(107)이 일정간격 이격되어 구비되는데, 이러한 표시패널(100)의 측면에 위치하는 패드보조전극(107) 상부로 SAP(130)를 디스펜서 등을 이용하여 도포한다.
이때, SAP(130)는 유동성을 갖는 열경화성 수지(130a) 내에 도전성입자(130b)들이 균일하게 분산된 상태를 이루게 되는데, 여기서 SAP(130)는 열경화성 수지(130a) 내에 도전성입자(130b)가 균일하게 분산된 페이스트(paste) 재료로 이루어진다.
열경화성 수지(130a)는, 도전성입자(130b) 보다 융점이 낮은 재료로 이루어질 수 있는데, 이와 같은 열경화성 수지(130a)를 형성하는 재료로는, 예를 들면 90 ℃ ~ 150 ℃의 융점을 가지는, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 페놀계 수지, 멜라민계 수지, 알키드계 수지, 요소 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등에 의해 형성할 수 있다.
이러한 열경화성 수지(130a)를 형성하는 재료는, 융점 이상이 되었을 때에 유동성을 띠는 것을 사용한다.
그리고, 도전성입자(130b)는 주석, 인듐, 은 또는 주석, 인듐, 은, 비스무트 또는 구리, 아연, 안티몬, 니켈 및 이들의 합금 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 주석과 비스무트 합금 및 주석, 은 및 비스무트 합금일 수 있고, 더욱 바람직하게는 주석, 은 및 비스무트 합금일 수 있다.
구체적으로, 도전성입자(130b)는 Sn/Ag3.5, Sn/Bi58, Sn/Bi57/Ag1, Sn/Bi35/Ag1, Sn/Bi58/Ag1, Sn/Bi57.6/Ag0.4, Sn/Zn8/Bi3, Sn/Zn9, Sn/Sb5, Sn/Cu0.7, Sn/Ag3/Cu0.5, Sn/Ag3.9/Cu0.6, Sn/Ag3.5/Cu0.7, Sn/Ag3.5/Cu0.75, Sn/Ag2.5/Bi1/Cu0.5, Sn/Ag3/Cu0.5, Sn/Ag3.5/Bi0.5/In3.0, 또는 Sn/Ag3.0~3.5/Bi2.5/In3.0에서 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다.
그리고 이러한 도전성입자(130b)는 5 ~ 60㎛ 의 입경을 가질 수 있는데, 바람직하게는 10 ~ 50㎛의 입경을 가질 수 있고, 더욱 바람직하게는 20 ~ 40㎛의 입경을 가질 수 있다.
여기서, 도전성입자(130b)의 입경이 0.1㎛ 이하일 경우에는 비표면적의 증가로 산화된 입자 표면의 환원반응이 제대로 일어나지 않는 문제가 있을 수 있고, 100㎛ 이상일 경우에는 SAP(130) 제조시에 도전성입자(130b)의 침전이 발생하고 균일한 자가 융착이 어려운 문제가 발생될 수 있다.
다음으로, 도 3b에 도시한 바와 같이 표시패널(100)의 측면에 도포된 SPA(130) 상부로 연결부재(120)를 위치시키는데, 이때 연결부재(120)는 격벽(127)에 의해 정의된 내부수납공간(A) 각각에 연결배선(121)이 위치하며, 이러한 연결부재(120)는 각각의 연결배선(121)이 표시패널(100)의 측면에 위치하는 패드보조전극(107)과 각각 대응되어 위치할 수 있도록, SAP(130) 상부로 위치시킨다.
그리고 도 3c에 도시한 바와 같이 연결부재(120)에 표시패널(100)의 측면을 향해 힘을 가함으로써, 연결부재(120)와 표시패널(100)의 측면이 서로 접착되도록 하는데, 이때 연결부재(120)와 표시패널(100)의 측면 사이로 위치하는 유동성을 갖는 SAP(130)는 베르누이 정리(bernouli's theorem) 및 모세관현상에 의해 연결부재(120)에 정의된 내부수납공간(A)으로 빨려 들어가게 되어, 내부수납공간(A)에 충진되게 된다.
이때, SAP(130)의 열경화성 수지(130a) 내에 함유된 도전성입자(130b)들은 거의 모두 내부수납공간(A) 내에 위치하게 되며, 내부수납공간(A)으로 충진되지 못한 일부 열경화성 수지(130b)는 연결부재(120)의 측벽(127)과 표시패널(100)의 측면 사이에 위치하게 된다.
다음으로 도 3d에 도시한 바와 같이 연결부재(120)에 열을 가하게 되는데, 이때 가해지는 열에 의해 연결부재(120)의 내부수납공간(A) 내에 충진된 SAP(130)는 열경화성 수지(130a) 및 도전성입자(130b)들이 용융되게 되고, 유동성을 띈 열경화성 수지(130a) 내에서 도전성입자(130b)들끼리 연결배선(121)과 패드보조전극(107) 상부로 자가 응집하게 된다.
이때, 열은 히팅툴(heating tool)을 연결부재(120)에 접촉시켜 가하게 되는데, 히팅툴은 140 ~ 230℃에서 적어도 30초 ~ 50분 동안 가열시킬 수 있고, 더욱 바람직하게는 히팅툴은 140 ~ 210℃에서 적어도 1분 ~ 30분 동안 가열시켜, 도전성입자(130b)를 용융시켜, 연결배선(121)과 패드보조전극(107) 사이로 융착시키게 된다.
이러한 히팅툴은 연결부재(120)에 열을 가하여 SAP(130)의 도전성입자(130b)들을 용융시킬 수 있는 수단이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 가열 오븐 또는 리플로우 건조단 등을 포함할 수 있다.
이때, 열경화성 수지(130a)는 경화되어, 연결부재(120)는 표시패널(100)의 측면으로 접착되어 고정된다.
자가 응집된 도전성입자(130b)들은 도 3e에 도시한 바와 같이, 연결배선(121)과 패드보조전극(107) 사이에서 자가 응집되어 금속결합 하게 된다.
이로써 표시패널(100)의 패드보조전극(107)과 연결부재(120)의 연결배선(121)이 용융되어 응집된 다수의 도전성입자(130b)로부터 이루어지는 땜납금속(131)에 의해 납땜된다.
그리고 이와 같은 열압착 후 냉각함으로써, 표시패널(100)의 측면에 대한 연결부재(120)의 접합이 완료된다.
이때, 도전성입자(130b)들은 연결부재(120)에 정의된 내부수납공간(A) 내에서 자가 응집됨에 따라, 내부수납공간(A)에 위치하는 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이의 정확한 위치로 자가 응집되게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치가 고해상도를 구현하고자 배선(107, 121) 간의 간격이 좁아지더라도, 쇼트(short) 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
첨부한 도 4a는 일반적인 디스플레이장치의 표시패널과 연결부재를 SAP를 사용하여 접합한 모습을 나타낸 사진으로, 패드보조전극 간의 사이 간격이 좁아 패드보조전극들이 SAP의 자가 응집된 도전성입자들에 의해 쇼트(short)된 모습을 확인할 수 있다.
이에 반해, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치의 표시패널(100)과 연결부재(120)를 SAP(130)를 사용하여 접합한 모습을 나타낸 사진으로, 패드보조전극(107) 간의 사이 간격이 좁더라도, 패드보조전극(107) 상부로 SAP(130)의 도전성입자(130b)들이 정확한 위치에 자가 응집된 모습을 확인할 수 있다.
이와 같이, SAP(130)의 도전성입자(130b)들이 패드보조전극(107) 상부의 정확한 위치에 자가 응집되도록 함으로써, 패드보조전극(107) 들 간에 쇼트가 발생하지 않는 것 또한 확인할 수 있다.
정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 연결부재(120)의 베이스필름(125) 상에 각 연결배선(121)의 측면을 가이드할 수 있는 격벽(127)을 더욱 형성함으로써, 연결부재(120)를 표시패널(100)의 측면에 접합시키는 과정에서 SAP(130)의 도전성입자(130b)들이 연결부재(120)에 정의된 내부수납공간(A) 내에서 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이의 정확한 위치로 자가 응집되도록 가이드 할 수 있는 것이다.
이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 고해상도를 구현하고자 패드보조전극(107) 및/또는 연결배선(121)들 간의 사이 간격이 좁아도 배선(107, 121) 간의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
이와 같이, 배선(107, 121) 간의 쇼트 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있음에 따라, 표시패널(100)과 연결부재(120) 사이의 전기 도통성 또한 높일 수 있다. 그리고, 이와 같이 전기 도통성을 높임으로써 접속저항 또한 낮출 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 연결부재(120)와 표시패널(100) 사이의 접착력 또한 향상시킬 수 있는데, 이는 아래 (표 1)을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
Sample 1 Sample 2 Sample 3
접착력(N/m) C ≥ 500 550 720
D ≥ 500 540 710
위의 (표 1)에서 Sample 1은 도전볼을 포함하는 ACF를 사용하여 표시패널과 연결부재를 접착시켰을 때의 표시패널과 연결부재 사이의 접착력을 측정한 실험 데이터이며, Sample 2는 SAP를 사용하여 표시패널과 연결부재를 접착시켰을 때의 표시패널과 연결부재 사이의 접착력을 측정한 실험 데이터이다. 그리고 Sample 3은 본 발명의 실시예에 따라 격벽(127)이 구비된 연결부재(120)를 SAP(130)를 사용하여 표시패널(100)과 접착시켰을 때의 표시패널(100)과 연결부재(120) 사이의 접착력을 측정한 실험 데이터이다.
이때, C는 표시패널(100)이 유리로 이루어졌을 경우이며, D는 표시패널(100)이 플라스틱 재료로 이루어졌을 경우로, 표시패널(100)을 이루는 재료에 따라 따로 나뉘어 측정하였다.
이러한 접착력(쉐어력(Die Shear force), N/m)은 일본표준규격 JISC 6471호에 기재된 90도 박리강도 시험방법에 의해 측정할 수 있으며, (표 1)의 실험데이터 또한 이와 같은 방법으로 측정한 접착력을 의미한다.
여기서, 일본표준규격에 따른 연결부재(120)의 본딩 시 요구되는 접착력은 300 N/m 이상이다.
위의 (표 1)을 살펴보면, Sample 1과 Sample2는 표시패널(100)이 유리로 이루어지거나 플라스틱 재료로 이루어지더라도 접착력이 약 500 N/m 정도로, 일본표준규격은 만족하는 것으로 확인된다.
그러나, Sample 3의 경우 접착력이 약 700 N/m 이상으로, Sample 1과 Sample 2에 비해 접착력이 약 20% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 표시패널(100)과 연결부재(120)의 접착력이 보다 향상되게 되는 것이다.
이는, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 연결부재(120)에 격벽(127)을 더욱 형성함으로써, 격벽(127)에 의해 연결부재(120)와 표시패널(100)의 측면의 접착면적이 더욱 넓어지게 되기 때문이다.
즉, 연결부재(120)와 표시패널(100)은 연결부재(120)의 격벽(127) 상면을 통해서도 접착되며, 또한 연결부재(120)의 격벽(127)의 측면을 통해서도 또 접착됨으로써, 연결부재(120)와 표시패널(100)의 접착면적이 보다 넓어지게 되는 것이다.
이와 같이, 연결부재(120)와 표시패널(100)의 접착력을 보다 향상시킴에 따라, 연결부재(120)의 박리 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 보다 안정적으로 연결부재(120)와 표시패널(100)이 접합되도록 할 수 있다.
한편, 연결부재(120)에 구비되는 격벽(127)의 폭(w1)은 표시패널(100)에 구비된 패드보조전극(107) 사이의 이격간격(w2)에 대응되도록 함으로써, SAP(130)의 도전성입자(130b)들이 모두 연결부재(120)에 정의된 내부수납공간(A) 내부로 자가 응집되도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 격벽(127)의 폭(w1)이 패드보조전극(107) 사이의 이격간격(w2)에 대응되도록 함으로써, 격벽(127)의 상면과 표시패널(100) 사이로는 도전성입자(130b)가 위치하지 않고 SAP(130)의 열경화성 수지(130a)만이 위치하도록 하는 것이다.
이를 통해, SAP(130)의 도전성입자(130b)들이 모두 연결부재(120)에 정의된 내부수납공간(A) 내부로 자가 응집되도록 할 수 있게 되므로, 연결전극(121)과 패드보조전극(107)의 전기 도통성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
이때, 격벽(127)의 상면과 표시패널(100) 사이로 열경화성 수지(130b)만이 위치하도록 함으로써, 이의 영역에서의 연결부재(120)와 표시패널(100)의 접착력 또한 보다 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 격벽(127)의 높이(h1)를 패드보조전극(107)의 높이(h2)와 연결배선(121)의 높이(h3)의 합과 동일하거나, 보다 바람직하게는 보다 크게 형성되는 것이 바람직한데, 이는 연결배선(121)과 패드보조전극(107) 사이로 자가 응집된 도전성입자(130b)에 의한 땜납금속(131)의 높이(h4)까지 대응되도록 하는 것이다.
이와 같이, 격벽(127)의 높이(h1)를 패드보조전극(107)의 높이(h2)와 연결배선(121)의 높이(h3) 그리고 땜납금속(131)의 높이(h4)의 합에 대응되도록 형성함으로써, 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이로 자가 응집된 도전성입자(130b)의 응집력을 향상시킬 수 있게 된다.
이를 통해, 패드보조전극(107)과 연결배선(121)의 전기 도통성을 보다 높일 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 SAP(130)를 사용하여 표시패널(100)의 측면에 연결부재(120)를 접합시킴으로써, 기존의 도전볼을 사용하는 경우에 비해 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이에 개재되는 도전성 재료의 양이 많아지게 되므로, 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이의 접속 저항이 높아지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 연결부재(120)와 표시패널(100)은 패드보조전극(107)과 연결배선(121)이 SAP(130)의 도전성입자(130b)가 응집하여 이루는 땜납금속(131)에 의해 금속결합하게 되며, 또한, 열경화성 수지(130a)로부터 이루어지는 절연수지에 의한 접착에 의해 기계적으로 접합되게 되므로, 연결부재(120)와 표시패널(100)의 접착력을 보다 향상되게 된다.
특히, 연결부재(120)에 연결배선(121)이 각각 위치하는 내부수납공간(A)을 정의하는 격벽(127)을 형성함으로써, 격벽(127)에 의해 SAP(130)의 도전성입자(130b)들이 연결부재(120)에 정의된 내부수납공간(A) 내에서 패드보조전극(107)과 연결배선(121) 사이의 정확한 위치로 자가 응집되도록 가이드할 수 있어, 고해상도를 구현함에도 배선(107, 121) 간의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 전기 도통성을 높일 수 있는 효과 또한 있다.
그리고, 이와 같이 전기 도통성을 높임으로써 접속저항 또한 낮출 수 있으며, 연결부재(120)와 표시패널(100) 사이의 접착면적을 늘림에 따라 접착력 또한 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 지금까지의 설명 및 도면에서는 본 발명의 실시예에 따른 연결부재(120)가 COF(Chip on Film)로 이루어짐을 도시 및 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 연결부재(120)는 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board)(140, 도 5 참조)으로 이루어질 수 있으며, 연성회로기판(140, 도 5 참조)을 매개로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : 150, 도 5 참조)이 더 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연성회로기판과 인쇄회로기판이 커넥터 연결되는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, 인쇄회로기판(150) 상에는 데이터 제어 신호(DCS: Data Control Signal), 게이트 제어 신호(GCS: Gate Control Signal) 등의 각종 제어 신호를 출력할 수 있는 타이밍 컨트롤러(미도시)가 위치하게 되며, 표시패널(도 3e의 100)의 전원 관리 집적회로(PMIC: Power Management IC)(미도시) 등이 배치될 수도 있다.
이러한 인쇄회로기판(150)은 연성회로기판(140)을 통해 표시패널(도 3e의 100)과 전기적으로 도통되게 되는데, 연성회로기판(140)은 일단이 표시패널(도 3e의 100)의 타 측면에 SAP(도 3e의 130)를 이용하여 납땜 접합되며, 타단은 인쇄회로기판(150)과 커넥터(151) 연결되게 된다.
이를 위해 연성회로기판(140)의 일단에는 입력배선(141)들이 위치하는 입력패드부(미도시)가 형성되며, 타단에는 출력배선(143)들이 위치하는 출력패드부(B)가 형성되어 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 연성회로기판(140)은 각 입력배선(141) 들의 사이영역으로 절연물질로 이루어지는 격벽(147)을 형성함으로써, SAP(도 3e의 130)의 도전성입자(도 3d의 130b)들이 표시패널(도 3e의 100)의 측면에 구비된 패드보조전극(도 3e의 107)과 연성회로기판(104) 상에 구비된 입력배선(141) 사이의 정확한 위치로 자가 응집되도록 가이드 하게 된다.
이를 통해, 연성회로기판(140)의 입력패드부(미도시)에서 입력배선(141)들 간의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 전기 도통성을 높일 수 있는 효과 또한 있다. 그리고, 이와 같이 전기 도통성을 높임으로써 접속저항 또한 낮출 수 있으며, 연성회로기판(140)과 표시패널(도 3e의 100) 사이의 접착력 또한 향상시킬 수 있다.
한편, 이와 같이 연성회로기판(140)의 입력패드부(미도시)에 격벽(147)을 형성함으로써 연성회로기판(140)의 출력패드부(B) 또한 출력배선(143)들 사이영역으로 격벽(147)이 형성되게 되므로, 연성회로기판(140)의 출력패드부(B)는 전체적인 형상이 요부 및 철부로 이루어지는 요철형상을 이루게 된다.
이러한 출력패드부(B)는 인쇄회로기판(150) 상에 구비된 커넥터(151)에 끼움 삽입되게 되는데, 전체적인 형상이 요철형상으로 이루어지는 출력패드부(B)의 형상에 대응하여 커넥터(151)의 커넥터삽입홈(153) 또한 출력패드부(B)와 대면되는 일면을 요철형상으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 연성회로기판(140)의 출력패드부(B)를 커넥터(151)의 커넥터삽입홈(153)에 끼움 삽입하게 되면, 연성회로기판(140)의 출력패드부(B)와 커넥터(151)는 서로의 요철형상에 의해 단단하게 맞물려 끼움 체결되게 되므로, 연성회로기판(140)과 커넥터(151)는 서로 단단히 커넥터 결합되게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는 SAP(도 3e의 130)를 사용하여 표시패널(도 3e의 100)의 측면에 연결부재(=연성회로기판)(140)를 접합시킴으로써, 기존의 도전볼을 사용하는 경우에 비해 패드보조전극(도 3e의 107)과 연결배선(=입력배선)(141) 사이에 개재되는 도전성 재료의 양이 많아지게 되므로, 패드보조전극(도 3e의 107)과 연결배선(=입력배선)(141) 사이의 접속 저항이 높아지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 연결부재(=연성회로기판)(140)와 표시패널(도 3e의 100)은 패드보조전극(도 3e의 107)과 연결배선(=입력배선)(141)이 SAP(도 3e의 130)의 도전성입자(도 3d의 130b)가 응집하여 이루는 땜납금속(도 3e의 131)에 의해 금속결합하게 되며, 또한, 열경화성 수지(도 3d의 130a)로부터 이루어지는 절연수지에 의한 접착에 의해 기계적으로 접합되게 되므로, 연결부재(=연성회로기판)(140)와 표시패널(도 3e의 100)의 접착력이 향상되게 된다.
특히, 연결부재(=연성회로기판)(140)에 연결배선(=입력배선)(141)이 각각 위치하는 내부수납공간(도 3e의 A)을 정의하는 격벽(147)을 형성함으로써, 격벽(147)에 의해 SAP(도 3e의 130)의 도전성입자(도 3d의 130b)들이 연결부재(=연성회로기판)(140)에 정의된 내부수납공간(도 3e의 A) 내에서 패드보조전극(도 3e의 107)과 연결배선(=입력배선)(141) 사이의 정확한 위치로 자가 응집되도록 가이드할 수 있어, 고해상도를 구현함에도 배선(도 3e의 107, 141) 간의 쇼트(short) 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 전기 도통성을 높일 수 있는 효과 또한 있다.
그리고, 이와 같이 전기 도통성을 높임으로써 접속저항 또한 낮출 수 있으며, 연결부재(=연성회로기판)(140)와 표시패널(도 3e의 100) 사이의 접착면적을 늘림에 따라 접착력 또한 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100 : 표시패널, 107 : 패드보조전극
120 : 연결부재, 121 : 연결배선, 125 : 베이스필름, 127 : 격벽
130 : SAP(130a : 열경화성수지, 131 : 땜납금속)

Claims (9)

  1. 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판 상에 구비되어, 상기 제 1 기판의 측면으로 노출된 다수의 패드전극과;
    상기 다수의 패드전극과 각각 연결되는 다수의 연결배선이 구비된 연결부재
    를 포함하며, 상기 연결부재에는 상기 다수의 연결배선 각각의 측면을 두르는 격벽이 구비되는 디스플레이장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 패드전극 각각과 상기 다수의 연결배선 각각은 자가 융착형 접착제(Self assembly paste : SAP)를 통해 전기적으로 연결되는 디스플레이장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 격벽에 의해 상기 연결배선이 각각 위치하는 내부수납공간을 정의하게 되며,
    상기 자가 융착형 접착제에 함유된 도전성입자는 상기 내부수납공간 내부로 자가 응집되어 땜납금속을 이루는 디스플레이장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부재는 베이스필름 상에 상기 연결배선이 일정간격 이격하여 다수개 배열되며,
    상기 격벽은 상기 연결배선의 길이방향을 따라 바(bar) 형상으로, 상기 연결배선의 측면에 위치하는 디스플레이장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 격벽의 폭은 상기 다수개의 패드전극의 이격간격에 대응되는 디스플레이장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 격벽의 높이는 상기 패드전극과 상기 연결배선의 높이 그리고 상기 땜납금속의 높이의 합에 대응되는 디스플레이장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 패드전극은 패드보조전극을 통해 상기 다수의 연결배선과 각각 연결되는 디스플레이장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패드보조전극은 상기 제 1 및 제 2 기판의 상기 측면에 띠 형상으로 이루어지는 디스플레이장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부재의 타단은 인쇄회로기판과 커넥터 연결되며,
    상기 커넥터의 커넥터삽입홈의 일면은 상기 격벽에 대응하여 요철형상으로 이루어지는 디스플레이장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022092597A1 (ko) * 2020-10-27 2022-05-05 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 이의 제조방법

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