KR101094281B1 - 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 제1 기판, 제1 기판 상에 위치하며 이미지를 표시하는 표시부 및 표시부를 사이에 두고 제1 기판과 대향하며, 제1 기판 방향으로 돌출되어 제1 기판과 접하는 제1 돌출부를 포함하는 제2 기판을 포함하며, 제1 기판을 구성하는 제1 분자와 제1 돌출부를 구성하는 제2 분자는 상호 공유 결합한다.
기판, 돌출부, 공유 결합

Description

표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MENUFACTURING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 발광 표시 소자를 포함하는 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 이미지를 표시하는 장치로서, 최근 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)가 주목 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시 장치(liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다.
종래의 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자(organic light emitting diode)를 갖는 표시 기판과, 표시 기판과 대향 배치되어 표시 기판의 유기 발광 소자를 보호하는 봉지 기판과, 표시 기판과 봉지 기판을 서로 합착 밀봉하는 에폭시(epoxy) 또는 프릿(frit) 등의 실런트(sealant)를 포함한다.
표시 기판과 봉지 기판을 서로 합착 밀봉시키기 위해서는 실런트를 표시 기 판과 봉지 기판 사이에 개재시킨 후, 실런트를 경화시켜서 표시 기판과 봉지 기판을 서로 합착 밀봉시킨다.
그런데, 종래의 유기 발광 표시 장치는 실런트가 경화될 때, 경화에 필요한 높은 열 에너지에 의해 실런트 자체의 부피가 변형되거나 실런트가 충분히 경화되지 않음으로써, 실런트와 접촉하고 있는 표시 기판 또는 봉지 기판의 일 부분이 변형되었다.
실런트의 변형에 의해 표시 기판 또는 봉지 기판의 일 부분이 변형되면, 변형된 부위에 뉴턴환(newton's rings) 현상이 발생되는 동시에 응력(stress)이 잔존하여 표시 기판 또는 봉지 기판이 외부의 작은 충격에도 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실런트의 변형에 의한 기판의 변형이 억제되는 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 측면은 제1 기판, 제1 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부 및 표시부를 사이에 두고 제1 기판과 대향하며, 제1 기판 방향으로 돌출되어 제1 기판과 접하는 제1 돌출부를 포함하는 제2 기판을 포함하며, 제1 기판을 구성하는 제1 분자와 제1 돌출부를 구성하는 제2 분자는 상호 공유 결합하는 표시 장치를 제공한다.
제1 분자와 제2 분자 사이의 공유 결합은 제1 분자와 제2 분자 사이에 작용되는 반데르발스 힘(Van der waal's force)에 의해 형성될 수 있다.
제1 기판 및 제2 기판은 비정질 유리로 구성될 수 있다.
상기 제2 기판과 접하는 상기 제1 기판의 제1 부분 및 상기 제1 기판과 접하는 상기 제2 기판의 제2 부분은 광학 연마된 표시 장치.
제1 부분 및 제2 부분의 표면 평탄도(surface flatness)는 0.1λ 내지 0.25λ이며, λ는 실질적으로 632.8nm일 수 있다.
제1 부분 및 제2 부분의 표면 거칠기(surface roughness)는 최대높이거칠기(maximum peak-to-valley roughness)로 100 내지 500Å 또는 제곱평균거칠 기(root-mean-square roughness, RMS value)로 1 내지 10Å일 수 있다.
제1 부분 및 제2 부분의 표면 정도(scratch and dig)는 40 내지 60일 수 있다.
표시부는 빛을 발광하는 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.
제1 기판은 제2 기판 방향으로 돌출되어 제2 기판과 접하는 제2 돌출부를 포함할 수 있다.
제2 돌출부는 제1 돌출부와 접할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 측면은 비정질 유리로 구성된 제1 기판 및 제2 기판을 마련하는 단계, 제1 기판의 제1 부분 및 제2 기판의 제2 부분을 광학 연마하는 단계, 제1 기판의 제1 부분 및 제2 기판의 제2 부분을 세척하는 단계 및 제1 기판의 제1 부분이 제2 기판의 제2 부분과 접하도록 제1 기판과 제2 기판을 상호 가압 및 가열하여 제1 기판을 구성하는 제1 분자와 제2 기판을 구성하는 제2 분자를 상호 공유 결합시키는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
공유 결합시키는 단계는 제1 분자와 제2 분자 사이에 작용되는 반데르발스 힘(Van der waal’s force)을 이용해 수행할 수 있다.
제1 기판 및 제2 기판을 마련하는 단계는 제1 기판 및 제2 기판 중 어느 하나 이상이 다른 하나 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하도록 수행할 수 있다.
광학 연마하는 단계는 제1 부분 및 제2 부분이 0.1λ 내지 0.25λ(λ는 실질적으로 632.8nm임)의 표면 평탄도(surface flatness), 최대높이거칠기(maximum peak-to-valley roughness)로 100 내지 500Å 또는 제곱평균거칠기(root-mean- square roughness, RMS value)로 1 내지 10Å의 표면 거칠기(surface roughness) 및 40 내지 60의 표면 정도(scratch and dig)를 가지도록 수행할 수 있다.
제1 부분 및 제2 부분을 세척하는 단계는 제1 부분 및 제2 부분의 무기 물질을 제거하는 단계, 제1 부분 및 제2 부분의 유기 물질을 염산(HCl)을 이용해 제거하는 단계, 제1 부분 및 제2 부분을 아세톤(acetone)을 이용해 제1 세척하는 단계, 및 제1 부분 및 제2 부분을 알코올(alcohol)을 이용해 제2 세척하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 기판과 제2 기판을 상호 가압 및 가열하여 제1 기판을 구성하는 제1 분자와 제2 기판을 구성하는 제2 분자를 상호 공유 결합시키는 단계는 0.2 내지 1.2kg/cm²의 압력으로 제1 기판과 제2 기판을 상호 가압하는 단계 및 30 내지 520℃의 온도로 제1 기판과 제2 기판을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 기판 상에 이미지를 표시하는 표시부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 양 기판이 직접 접촉함으로써, 실런트의 의한 기판의 변형이 방지된 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 상에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 이하에는 표시 장치로서, 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 실시예로서 설명하나, 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 표시 장치는 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 패널, 전계 방출 표시 장치 등의 표시 장치일 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(101)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(101)는 제1 기판(100), 표시부(200) 및 제2 기판(300)을 포함한다.
제1 기판(100)은 실리카(SiOx)를 포함하는 비정질 유리로 구성되어 있으며, 플랫(flat)한 판면을 가지는 판 형태이다. 제1 기판(100)은 후술할 제2 기판(300)의 제1 돌출부(310)와 접하는 제1 부분(111)을 포함한다. 제1 기판(100)의 제1 부분(111)은 광학 연마(optical polishing)되어 있다.
여기서, 광학 연마란, 제1 기판(100)의 제1 부분(111)의 표면이 광학면이 되도록 연마하는 것을 말한다.
제1 기판(100)의 제1 부분(111)은 광학 연마로 인해 광학면이 되어 있으며, 0.1λ 내지 0.25λ(λ는 실질적으로 632.8nm임)의 표면 평탄도(surface flatness), 최대높이거칠기(maximum peak-to-valley roughness)로 100 내지 500Å 또는 제곱평균거칠기(root-mean-square roughness, RMS value)로 1 내지 10Å의 표면 거칠기(surface roughness) 및 40 내지 60의 표면 정도(scratch and dig)를 가진다.
표시부(200)는 제1 기판(100) 상의 표시 영역에 위치하며, 포토리소그래피(photolithography) 등의 멤스(microelectromechanical systems, MEMS) 기술을 이용하여 형성된다. 표시부(200)는 이미지(image)를 표시하며, 배선부(210) 및 유기 발광 소자(220)를 포함한다. 그러나, 본 발명의 제1 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 표시 장치(101)의 구성에 따라 표시부(200)는 액정, 플라즈마 또는 방전침 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 표시 장치(101)는 액정표시장치(liquid crystal display device, LCD), 플라즈마표시패널(plasma display panel, PDP) 또는 전계 방출 표시 장치(field emission display, FED)일 수 있다.
배선부(210)는 제1 및 제2 박막 트랜지스터(10, 20)(도 2에 도시)를 포함하며, 유기 발광 소자(220)를 구동한다. 유기 발광 소자(220)는 배선부(210)로부터 전달받은 구동 신호에 따라 빛을 발광한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 표시 장치(101)의 내부 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 화소의 구조를 나타낸 배치도이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이다.
배선부(210) 및 유기 발광 소자(220)의 구체적인 구조는 도 2 및 도 3에 나타나 있으나, 본 발명의 실시예가 도 2 및 도 3에 도시된 구조에 한정되는 것은 아니다. 배선부(210) 및 유기 발광 소자(220)는 해당 기술 분야의 전문가가 용이하게 변형 실시할 수 있는 범위 내에서 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 첨부 도면에서는, 하나의 화소에 두개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)와 하나의 축전 소자(capacitor)를 구비하는 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기 발광 표시 장치를 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 유기 발광 표시 장치는 박막 트랜지스터의 개수, 축전 소자의 개수 및 배선의 개수가 한정되지 않는다. 한편, 화소는 이미지를 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기 발광 표시 패널은 복수의 화소들을 통해 이미지를 표시한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 표시 장치(101)는 하나의 화소마다 각각 형성된 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전 소자(80), 그리고 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)(220)를 포함한다. 여기서, 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20) 및 축전 소자(80)를 포함하는 구성을 배선부(210)라 한다. 그리고, 배선부(210)는 제1 기판(100)의 일 방향을 따라 배치되는 게이트 라인(151), 게이트 라인(151)과 절연 교차되는 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 더 포함한다. 여기서, 하나의 화소는 게이트 라인(151), 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
유기 발광 소자(220)는 제1 전극(710)과, 제1 전극(710) 상에 형성된 유기 발광층(720)과, 유기 발광층(720) 상에 형성된 제2 전극(730)을 포함한다. 여기서, 제1 전극(710)은 정공 주입 전극인 양극(anode)이며, 제2 전극(730)은 전자 주입 전극인 음극(cathode)이 된다. 그러나 본 발명의 제1 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 표시 장치(101)의 구동 방법에 따라 제1 전극(710)이 음극이 되고, 제2 전극(730)이 양극이 될 수도 있다. 제1 전극(710) 및 제2 전극(730)으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층(720) 내부로 주입되며, 유기 발광층(720) 내부로 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 유기 발광층(720)의 발광이 이루어진다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(101)에서 유기 발광 소자(220)는 제2 기판(300) 방향으로 빛을 방출한다. 즉, 유기 발광 소자(220)는 전면 발광형이다. 여기서, 유기 발광 소자(220)가 제2 기판(300) 방향으로 빛을 방 출하기 위해, 제1 전극(710)이 광 반사성 도전 물질로 이루어지고, 제2 전극(730)이 광 투과성 도전 물질로 이루어진다. 그러나, 본 발명의 제1 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 표시 장치(101)의 구동 방법에 따라 유기 발광 소자(220)는 제1 기판(100) 방향 또는 제1 기판(100) 및 제2 기판(300) 방향으로 빛을 방출할 수 있다.
축전 소자(80)는 층간 절연막(161)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 축전판(158, 178)을 포함한다. 여기서, 층간 절연막(161)은 유전체가 되며, 축전 소자(80)에서 축전된 전하와 양 축전판(158, 178) 사이의 전압에 의해 축전 소자(80)의 축전 용량이 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 전극(173) 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함한다. 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로서 사용된다. 스위칭 게이트 전극(152)은 게이트 라인(151)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(173)은 데이터 라인(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)은 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며 어느 한 축전판(158)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(220)의 유기 발광층(720)을 발광시키기 위한 구동 전원을 제1 전극(710)에 인가한다. 구동 게 이트 전극(155)은 스위칭 드레인 전극(174)과 연결된 축전판(158)과 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 다른 한 축전판(178)은 각각 공통 전원 라인(172)과 연결된다. 구동 드레인 전극(177)은 컨택홀(contact hole)을 통해 유기 발광 소자(220)의 제1 전극(710)과 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터 라인(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다. 공통 전원 라인(172)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(220)로 흘러 유기 발광 소자(220)가 발광하게 된다.
다시 도 1을 참조하면, 제2 기판(300)은 실리카(SiOx)를 포함하는 비정질 유리로 구성되어 있으며, 표시부(200)를 사이에 두고 제1 기판(100)과 대향하고 있다. 제2 기판(300)은 표시부(200)를 둘러싸도록 형성되어 있는 동시에 제1 기판(100) 방향으로 돌출되어 있는 제1 돌출부(310)를 포함한다.
제2 기판(300)의 제1 돌출부(310)는 제1 기판(100)의 제1 부분(111)과 직접 접하고 있다. 제2 기판(300)의 제1 돌출부(310)는 제1 기판(100)의 제1 부분(111)과 접하는 제2 부분(311)을 포함한다. 제2 기판(300)의 제2 부분(311)은 광학 연마되어 있으며, 광학 연마로 인해 광학면이 되어 있다. 제2 기판(300)의 제1 돌출부(310)의 제2 부분(311)은 제1 부분(111)과 실질적으로 유사하게 0.1λ 내지 0.25 λ(λ는 실질적으로 632.8nm임)의 표면 평탄도, 최대높이거칠기로 100 내지 500Å 또는 제곱평균거칠기로 1 내지 10Å의 표면 거칠기 및 40 내지 60의 표면 정도를 가진다.
상술한 바와 같이, 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 기판(300)의 제2 부분(311)은 상호 접하고 있으며, 제1 기판(100)이 제1 부분(111) 및 제2 기판(300)의 제2 부분(311)은 상호 견고하게 본딩(bonding)되어 있다. 제1 부분(111) 및 제2 부분(311)의 상호 본딩은 이하에서 자세히 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 기판(300)의 제2 부분(311)은 상호 견고하게 본딩되어 있다. 제1 부분(111)과 제2 부분(311) 사이의 견고한 본딩은 제1 기판(100)의 제1 부분(111)에 대응하며 제1 기판(100)을 구성하는 제1 분자(M1)와 제2 기판(300)의 제1 돌출부(310)의 제2 부분(311)에 대응하며 제2 기판(300)를 구성하는 제2 분자(M2) 사이에 작용되는 반데르발스 힘(van der waal’s force)에 의해 형성되는 공유 결합 및 제1 부분(111)과 제2 부분(311) 각 표면이 광학면으로 형성됨으로써 수행된다. 보다 자세하게는, 제1 기판(100)을 구성하는 실리카(SiOx)와 제2 기판(300)을 구성하는 실리카(SiOx)는 대표적인 공유 결합의 물질로서, 제1 기판(100)을 구성하는 제1 분자(M1)와 제2 기판(300)을 구성하는 제2 분자(M2) 각각에 유발 쌍극자(induced dipole)가 형성된다. 각각 유발 쌍극자를 가진 제1 분자(M1)와 제2 분자(M2) 사이에 강한 반데르발스 힘이 작용함으로써, 제1 기판(100)의 제1 분자(M1)와 제2 기판(300)의 제2 분 자(M2)가 상호 공유 결합하는데, 제1 부분(111)과 제2 부분(311)의 각 표면이 광학면으로 형성되어 제1 부분(111)과 제2 부분(311)이 보다 밀접하게 접함으로써, 제1 부분(111)과 제2 부분(311)이 형성하는 계면에 대응하는 보다 많은 제1 분자(M1) 및 제2 분자(M2)가 상호 공유 결합하기 때문에, 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 기판(300)의 제2 부분(311)이 상호 견고하게 본딩된다.
한편, 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 기판(300)의 제2 부분(311)이 상술한 평탄도, 거칠기 및 표면 정도를 만족하지 않을 경우, 즉 제1 부분(111) 및 제2 부분(311)이 광학면으로 형성되지 않을 경우에는 제1 부분(111)과 제2 부분(311)이 밀접하지 않게 접하기 때문에, 제1 부분(111)과 제2 부분(311) 사이의 계면에서 광학면으로 형성된 경우에 비해 적은 수의 제1 분자(M1)와 제2 분자(M2)가 상호 공유 결합함으로써, 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 기판(300)의 제2 부분(311)이 상호 견고하게 본딩되지 않는다. 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 기판(300)의 제2 부분(311)이 상호 견고하게 본딩되지 않으면, 제1 기판(100)이 제2 기판(300)으로부터 분리되어 표시부(200)가 외부로 노출되는 문제가 발생하게 되며, 표시부(200)가 외부로 노출되면 외부의 산소 및 습기로 인해 표시부(200)에 손상이 발생된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(101)는 제1 기판(100)과 제2 기판(300) 사이에 어떠한 개재물도 위치되지 않고, 제1 기판(100)과 제2 기판(300)이 상호 본딩됨으로써, 개재물의 변형에 의해 발생될 수 있는 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)의 변형이 발생되지 않는다. 즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 표시 장치(101)는 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)이 변형되지 않음으로써, 변형된 부위에 뉴턴환(newton's rings) 현상이 발생되거나 또는 응력(stress)이 잔존되는 것이 원천적으로 방지된다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(101)의 제조 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 8은 도 7의 B부분의 확대도이다.
우선, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 기판(100) 및 제2 기판(300)을 마련한다(S110).
구체적으로, 우선, 각각 실리카(SiOx)를 포함하는 비정질 유리로 구성되어 있으며, 플랫(flat)한 판면을 가지는 판 형태의 제1 기판(100) 및 제1 돌출부(310)를 포함하는 제2 기판(300)을 마련한다.
다음, 제1 기판(100) 상의 표시 영역에 포토리소그래피(photolithography) 등의 멤스(microelectromechanical systems, MEMS) 기술을 이용하여 배선부(210) 및 유기 발광 소자(220)를 포함하며, 이미지(image)를 표시하는 표시부(200)를 형성한다.
다음, 제1 기판(100) 및 제2 기판(300)을 광학 연마한다(S120).
구체적으로, 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 기판(300)의 제1 돌출부(310)의 제2 부분(311)을 광학 연마하며, 제1 부분(111) 및 제2 부분(311)의 각 표면을 광학면으로 형성한다. 제1 부분(111) 및 제2 부분(311)에 대한 광학 연마는 기계적 또는 화학적 연마 공정을 이용해 수행하며, 제1 부분(111) 및 제2 부분(311) 각 표면이 0.1λ 내지 0.25λ(λ는 실질적으로 632.8nm임)의 표면 평탄도(surface flatness), 최대높이거칠기(maximum peak-to-valley roughness)로 100 내지 500Å 또는 제곱평균거칠기(root-mean-square roughness, RMS value)로 1 내지 10Å의 표면 거칠기(surface roughness) 및 40 내지 60의 표면 정도(scratch and dig)를 가지도록 수행한다.
다음, 제1 기판(100) 및 제2 기판(300)을 세척한다(S130).
구체적으로, 우선, 광학 연마로 인해 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 부분(311) 각각에 잔존하는 무기 물질을 제거한다. 다음, 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 부분(311) 각각에 잔존하는 유기 물질을 염산(HCl)을 이용해 제거한다. 다음, 제1 부분(111) 및 제2 부분(311) 각각을 아세톤(acetone)을 이용해 제1 세척한 후, 알코올(alcohol)을 이용해 제2 세척한다. 이와 같은 세척에 의해 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 기판(300)의 제2 부분(311) 각 표면 상에는 어떠한 물질도 위치하지 않게 된다.
다음, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 기판(100) 및 제2 기판(300)을 상호 가압 및 가열한다(S140).
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 기판(100)의 제1 부분(111) 및 제2 기판(300)의 제2 부분(311)을 상호 접하게 한 후, 제1 부분(111)과 제2 부분(311)이 형성하는 계면에 0.2 내지 1.2kg/cm²의 압력(P)을 가한 후, 제1 부 분(111)과 제2 부분(311)이 형성하는 계면 주위의 환경을 30 내지 520℃의 온도로 가열한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 부분(111)과 제2 부분(311)을 상호 가열 및 가압하게 되면, 제1 부분(111)에 대응하며 제1 기판(100)을 구성하는 제1 분자(M1)의 유발 쌍극자와 제2 부분(311)에 대응하며 제2 기판(300)을 구성하는 제2 분자(M2)의 유발 쌍극자 사이에 반데르발스 힘이 작용하여 제1 기판(100)의 제1 분자(M1)가 제1 위치(P1)로부터 제2 위치(P2)로 이동하고, 제2 기판(300)의 제2 분자(M2)가 제3 위치(P3)로부터 제4 위치(P4)로 이동하게 되며, 제1 부분(111)과 제2 부분(311)이 접하여 형성된 계면에서 제1 분자(M1)와 제2 분자(M2) 사이의 공유 결합이 수행된다. 이때, 제1 부분(111) 및 제2 부분(311)의 표면이 광학면으로 형성됨으로써, 보다 많은 수의 제1 분자(M1) 및 제2 분자(M2)가 상호 공유 결합하게 되어 제1 기판(100)과 제2 기판(300) 사이의 본딩이 견고하게 수행된다.
한편, 제1 부분(111)과 제2 부분(311)이 형성하는 계면 주위의 환경을 가열하지 않고 계면에 압력(P)만을 가했을 경우라도, 압력(P)에 의해 제1 기판(100)의 제1 부분(111)과 제2 기판(300)의 제2 부분(311)이 보다 밀접하게 접하는 동시에 압력(P)에 의해 제1 부분(111)에 대응하는 제1 분자(M1) 및 제2 부분(311)에 대응하는 제2 분자(M2)의 이동도(mobility)가 향상되어 제1 분자(M1)와 제2 분자(M2) 사이의 공유 결합이 용이하게 수행된다.
이상과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(101)의 제조 방법은 제1 기판(100)과 제2 기판(300) 사이에 어떠한 개재물도 위치시키지 않고, 제1 기 판(100)과 제2 기판(300)을 상호 본딩시킴으로써, 개재물의 변형에 의해 발생될 수 있는 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)의 변형이 발생되지 않는다.
또한, 제1 기판(100)과 제2 기판(300)을 본딩하는 과정에서, 제1 기판(100) 및 제2 기판(300)에 열을 가하지 않기 때문에, 본딩 공정 시 가해지는 열에 의해 제1 기판(100), 표시부(200) 또는 제2 기판(300)이 손상 또는 변형되는 것이 방지된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(101)의 제조 방법은 본딩 공정 시 어떠한 접착 물질을 사용 없이 제1 기판(100) 및 제2 기판(300)만을 이용해 실온에서 제1 기판(100)과 제2 기판(300)을 상호 본딩함으로써, 접착 물질의 경화에 따른 접착 물질의 변형에 의해 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)이 변형되지 않는 동시에, 본딩 공정 시 가해지는 열에 의해 제1 기판(100), 표시부(200) 또는 제2 기판(300)이 변형되는 것이 방지된다. 이와 같이, 제1 기판(100), 표시부(200) 또는 제2 기판(300)이 변형되지 않음으로써, 변형된 부위에 발생되는 뉴턴환 현상 또는 응력 잔존 현상이 원천적으로 방지된다.
요컨대, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(101) 및 표시 장치(101)의 제조 방법은 제1 기판(100), 표시부(200) 또는 제2 기판(300)의 변형에 관계된 요소인 제1 기판(100)과 제2 기판(300)의 본딩 시 이용되는 접착 물질인 실런트(sealant) 및 열을 이용하지 않고, 실온에서 제1 기판(100)과 제2 기판(300)의 직접적인 본딩을 수행함으로써, 제1 기판(100), 표시부(200) 또는 제2 기판(300)의 변형 또는 손상을 방지한다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치(102)를 설명한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치(102)는 플랫한 판면을 가지는 판 형태의 제2 기판(300) 및 제2 기판(300) 방향으로 돌출되어 제2 기판(300)과 접하는 제2 돌출부(110)를 포함하는 제1 기판(100)을 포함한다.
제2 기판(300)은 제1 기판(100)의 제2 돌출부(110)와 접하는 제2 부분(311)을 포함하며, 제1 기판(100)의 제2 돌출부(110)는 제2 기판(300)과 접하는 제1 부분(111)을 포함한다. 제1 기판(100)의 제1 부분(111)과 제2 기판(300)의 제2 부분(311)은 광학 연마되어 상호 직접 접하고 있으며, 제1 부분(111)에 대응하는 제1 분자(M1)와 제2 부분(311)에 대응하는 제2 분자(M2)는 상호 공유 결합됨으로써, 제1 기판(100)과 제2 기판(300)은 견고하게 본딩되어 있다.
이상과 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치(102)는 제1 기판(100)과 제2 기판(300) 사이에 어떠한 개재물도 위치되지 않고, 제1 기판(100)과 제2 기판(300)이 상호 본딩됨으로써, 개재물의 변형에 의해 발생될 수 있는 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)의 변형이 발생되지 않는다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치(102)는 제1 기판(100)의 제1 부분(111)이 표시부(200)의 상측에 위치하고 있기 때문에, 제1 부분(111)을 광학 연마할 때, 연마 공정에 의해 표시부(200)에 간섭이 발생되는 것이 최소화된다.
이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치(103)를 설명한다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치(103)는 제2 기판(300) 방향으로 돌출되어 제2 기판(300)과 접하는 제2 돌출부(110)를 포함하는 제1 기판(100) 및 제1 기판(100) 방향으로 돌출되어 제1 기판(100)과 접하는 제1 돌출부(310)를 포함하는 제2 기판(300)을 포함한다.
제1 기판(100)의 제2 돌출부(110)는 제2 기판(300)의 제1 돌출부(310)와 접하는 제1 부분(111)을 포함하며, 제2 기판(300)의 제1 돌출부(310)는 제1 기판(100)의 제2 돌출부(110)와 접하는 제2 부분(311)을 포함한다. 제1 기판(100)의 제1 부분(111)과 제2 기판(300)의 제2 부분(311)은 광학 연마되어 상호 직접 접하고 있으며, 제1 부분(111)에 대응하는 제1 분자(M1)와 제2 부분(311)에 대응하는 제2 분자(M2)는 상호 공유 결합됨으로써, 제1 기판(100)의 제2 돌출부(110)와 제2 기판(300)의 제1 돌출부(310)가 견고하게 본딩되어 제1 기판(100)과 제2 기판(300)은 견고하게 본딩되어 있다.
이상과 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치(103)는 제1 기판(100)과 제2 기판(300) 사이에 어떠한 개재물도 위치되지 않고, 제1 기판(100)과 제2 기판(300)이 상호 본딩됨으로써, 개재물의 변형에 의해 발생될 수 있는 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)의 변형이 발생되지 않는다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치(103)는 제1 기판(100)의 제2 돌출부(110) 및 제2 기판(300)의 제1 돌출부(310)에 의해 제1 부분(111) 및 제2 부분(311)이 정의됨으로써, 제1 기판(100)으로부터 돌출된 제2 돌출부(110) 및 제2 기판(300)으로부터 돌출된 제1 돌출부(310)만 광학 연마할 수 있다. 즉, 제1 돌출부(310) 및 제2 돌출부(110) 각각에 의해 정의된 제2 부분(311) 및 제1 부분(111)만을 광학 연마함으로써, 전체적인 제조 시간이 단축된다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 화소의 구조를 나타낸 배치도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 7의 B부분의 확대도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.

Claims (17)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 위치하며, 이미지를 표시하는 표시부; 및
    상기 표시부를 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향하며, 상기 제1 기판 방향으로 돌출되어 상기 제1 기판과 접하는 제1 돌출부를 포함하는 제2 기판
    을 포함하며,
    상기 제1 기판을 구성하는 제1 분자와 상기 제1 돌출부를 구성하는 제2 분자는 상호 공유 결합하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 분자와 상기 제2 분자 사이의 상기 공유 결합은 상기 제1 분자와 상기 제2 분자 사이에 작용되는 반데르발스 힘(Van der waal’s force)에 의해 형성되는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 비정질 유리로 구성되는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제2 기판과 접하는 상기 제1 기판의 제1 부분 및 상기 제1 기판과 접하 는 상기 제2 기판의 제2 부분은 광학 연마된 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 표면 평탄도(surface flatness)는 0.1λ 내지 0.25λ이며,
    상기 λ는 632.8nm인 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 표면 거칠기(surface roughness)는 최대높이거칠기(maximum peak-to-valley roughness)로 100 내지 500Å 또는 제곱평균거칠기(root-mean-square roughness, RMS value)로 1 내지 10Å인 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 표면 정도(scratch and dig)는 40 내지 60인 표시 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,
    상기 표시부는 빛을 발광하는 유기 발광 소자를 포함하는 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 기판은 상기 제2 기판 방향으로 돌출되어 상기 제2 기판과 접하는 제2 돌출부를 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 돌출부는 상기 제1 돌출부와 접하는 표시 장치.
  11. 비정질 유리로 구성된 제1 기판 및 제2 기판을 마련하는 단계;
    상기 제1 기판의 제1 부분 및 상기 제2 기판의 제2 부분을 광학 연마하는 단계;
    상기 제1 기판의 상기 제1 부분 및 상기 제2 기판의 상기 제2 부분을 세척하는 단계; 및
    상기 제1 기판의 상기 제1 부분이 상기 제2 기판의 상기 제2 부분과 접하도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 상호 가압 및 가열하여 상기 제1 기판을 구성하는 제1 분자와 상기 제2 기판을 구성하는 제2 분자를 상호 공유 결합시키는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 공유 결합시키는 단계는,
    상기 제1 분자와 상기 제2 분자 사이에 작용되는 반데르발스 힘(Van der waal’s force)을 이용해 수행하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 마련하는 단계는,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 어느 하나 이상이 다른 하나 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하도록 수행하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 광학 연마하는 단계는,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분이 0.1λ 내지 0.25λ(λ는 632.8nm임)의 표면 평탄도(surface flatness), 최대높이거칠기(maximum peak-to-valley roughness)로 100 내지 500Å 또는 제곱평균거칠기(root-mean-square roughness, RMS value)로 1 내지 10Å의 표면 거칠기(surface roughness) 및 40 내지 60의 표면 정도(scratch and dig)를 가지도록 수행하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 세척하는 단계는,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 무기 물질을 제거하는 단계;
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 유기 물질을 염산(HCl)을 이용해 제거하는 단계;
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 아세톤(acetone)을 이용해 제1 세척하는 단계; 및
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 알코올(alcohol)을 이용해 제2 세척하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 상호 가압 및 가열하여 상기 제1 기판을 구성하는 제1 분자와 상기 제2 기판을 구성하는 제2 분자를 상호 공유 결합시키는 단계는,
    0.2 내지 1.2kg/cm²의 압력으로 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 상호 가압하는 단계; 및
    30 내지 520℃의 온도로 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 가열하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에서,
    상기 제1 기판 상에 이미지를 표시하는 표시부를 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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