KR101849581B1 - 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

표시장치의 제조방법은, 화소 영역을 제어하는 제1 기판을 형성하는 단계; 상기 화소 영역 및 비화소 영역으로 구분되고, 상기 비화소 영역 중 기판의 테두리 영역에 형성된 외곽 블랙 매트릭스 영역을 포함하는 제2 기판을 형성하는 단계; 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 합착한 이후에, 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역을 제외한 상기 제2 기판의 배면에 설정된 패턴대로 정전기 보호용 투명막을 코팅하는 단계;를 포함한다.

Description

표시장치 및 그 제조방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 정전기 보호층을 효율적으로 형성하는 기술에 관한 것이다.
음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 대두되고 있다. 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device, LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 유기발광 표시 장치(ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE, OLED) 등이 있다.
한편, 평판 표시 장치는 사람의 손과 같은 외부 물체의 접촉으로 정전기가 유입 될 경우, 정전기에 의해 발생하는 전계로 인하여 화질의 저하가 발생하기도 한다. 특히, IPS(In-Plane Switching) 모드로 구동되는 액정 표시장치는 횡전계를 통해서 액정층의 액정분자를 제어하여 화상을 표시하게 된다. 이때, 정전기가 유입될 경우, 액정패널과 수직한 방향으로 전계가 형성된다. 따라서 정전기로 인한 수직전계에 의해서 액정층 횡전계가 왜곡되는 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 액정 표시장치의 불량이 발생할 수 있다.
도 1은 액정 표시장치의 일반적인 정전기 방전 방식을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 정전기 방전용 ITO(Indium Tin Oxide)가 형성되지 않은 경우(11)와, 정전기 방전용 ITO(Indium Tin Oxide)가 기판의 전면에 형성된 경우(12)의 정전기로 인한 현상을 확인 할 수 있다. 즉, 제1 경우(11)에 정전기의 수직 전계로 인하여 액정분자가 수직 방향으로 틀어짐으로써, 백화현상이 발생할 수 있다. 반면에 제2 경우(12) 정전기 방전용 ITO(Indium Tin Oxide)에 의해서 정전기가 외부로 방전됨으로써, 백화현상이 발생하지 않는다.
일반적으로 정전기 방전용 ITO(Indium Tin Oxide)는 유리 기판의 배면에 스퍼터(Sputter) 방식으로 전면 증착된다. 또한, 정전기 방전용 ITO(Indium Tin Oxide)가 유리 기판의 배면에 증착된 후, 정전기 방전용 ITO(Indium Tin Oxide)가 증착된 반대쪽 면에 컬러필터, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 한편, 액정 표시장치에 RF 안테나가 실장될 경우, 유리 기판의 배면의 전면에 형성된 정전기 방전용 ITO(Indium Tin Oxide)를 일부 제거하는 공정이 필요하다, 즉, 정전기 방전용 ITO(Indium Tin Oxide)는 전도성 투명막이므로, RF 안테나의 수신율을 저하시킬 수 있다. 따라서 RF 안테나가 실장되는 영역의 정전기 방전용 ITO(Indium Tin Oxide)는 추가적인 공정을 통하여 제거되어야 한다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 정전기 보호용 투명막을 효율적으로 형성하여, 정전기 보호용 투명막으로 인한 RF 안테나의 수신율 저하를 방지할 수 있는 표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.
또한, 원하는 패턴대로 직접 도포하여 경화시킬 수 있는 정전기 보호용 투명막을 포함하는 표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화소 영역을 제어하는 제1 기판; 및 상기 제1 기판과 서로 대향하여 합착되며, 상기 화소 영역 및 비화소 영역으로 구분되고, 상기 비화소 영역 중 기판의 테두리 영역에 형성된 외곽 블랙 매트릭스 영역을 포함하며, 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역을 제외한 배면에 정전기 보호용 투명막이 코팅된 제2 기판;을 포함하는 표시장치가 제공된다.
또한, 상기 제1 기판은, 복수의 게이트 배선 및 복수의 데이터 배선이 교차 형성되고, 각 교차지점마다 화소 스위칭 소자가 형성되며, 상기 제2 기판은, 상기 화소 스위칭 소자를 통해서 제어되는 상기 화소 영역에 대응하여 형성된 컬러필터와, 상기 컬러필터 사이의 비화소 영역에 형성된 블랙 매트릭스 영역과, 테두리 비화소 영역에 형성된 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 봉입된 액정층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정전기 보호용 투명막은 C,O,H,S 또는 C,O,H,N 으로 구성되는 전도성 고분자 물질을 포함하며, 예정된 패턴대로 직접 코팅 및 경화 되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정전기 보호용 투명막이 코팅되지 않은 영역 주위에 RF 수신용 안테나가 실장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화소 영역을 제어하는 제1 기판을 형성하는 단계; 상기 화소 영역 및 비화소 영역으로 구분되고, 상기 비화소 영역 중 기판의 테두리 영역에 형성된 외곽 블랙 매트릭스 영역을 포함하는 제2 기판을 형성하는 단계; 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 합착한 이후에, 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역을 제외한 상기 제2 기판의 배면에 설정된 패턴대로 정전기 보호용 투명막을 코팅하는 단계;를 포함하는 표시장치의 제조방법이 제공된다.
또한, 상기 정전기 보호용 투명막이 코팅되지 않은 영역 주위에 RF 수신용 안테나를 실장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정전기 보호용 투명막을 코팅하는 단계는, 롤링 코팅방식을 통해서 설정된 패턴대로 C,O,H,S 또는 C,O,H,N 으로 구성되는 전도성 고분자 물질 및 Si,O,C,H 로 구성되는 베이스 물질을 도포하는 단계; 및 도포된 상기 전도성 고분자 물질 및 상기 베이스 물질을 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 기판을 형성하는 단계는, 복수의 게이트 배선 및 복수의 데이터 배선을 교차 형성하고, 각 교차지점마다 화소 스위칭 소자를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제2 기판을 형성하는 단계는, 상기 화소 스위칭 소자를 통해서 제어되는 상기 화소 영역에 대응하는 영역에 컬러필터를 형성하고, 상기 컬러필터 사이의 비화소 영역에 블랙 매트릭스 영역을 형성하며, 테두리 비화소 영역에 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 합착하는 단계는, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 액정층을 봉입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 표시장치 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
진공을 형성하기 위한 챔버 등의 부가적인 장비 없이 정전기 보호용 투명막을 원하는 패턴대로 직접 코팅할 수 있다. 또한, 정전기 보호용 투명막을 원하는 패턴대로 직접 코팅할 수 있으므로, 투명막을 제거하기 위한 추가적인 공정이 요구되지 않는다.
정전기 보호용 투명막이 코팅되지 않은 테두리 비화소 영역에 형성된 외곽 블랙 매트릭스 영역에 RF 안테나를 실장함으로써, RF 안테나의 수신율을 향상시킬 수 있다.
또한, 외곽 프레임이 매우 좁고(Borderless), RF (3G, Wifi) 수신율이 높은 IPS 모드의 표시장치를 적용한 휴대용 장치를 개발할 수 있다.
도 1은 액정 표시장치의 일반적인 정전기 방전 방식을 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도들이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치에 적용한 정전기 보호용 투명막의 면저항에 대한 실험 결과를 나타낸 도면, 도 5는 정전기 보호용 투명막의 투과도에 대한 실험 결과를 나타낸 도면, 도 6은 정전기 보호용 투명막의 정전기 방전 실험 전후의 면저항 변화에 대한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도들이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(1)의 개략적인 사시도이다.
도 2a 내지 도 2e와, 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치 및 그 제조방법을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
우선, 화소 영역을 제어하는 제1 기판(200)을 형성한다. 제1 기판(200)을 형성하는 단계는, 제1 지지 기판(210) 상에 복수의 게이트 배선 및 복수의 데이터 배선을 교차 형성하고, 각 교차지점마다 화소 스위칭 소자(210)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 화소 스위칭 소자(210)는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 기판(200)을 형성하는 상세한 도면 및 과정의 설명은 생략하기로 하며, 제2 기판(100)이 생성되는 과정과, 제2 기판(100) 및 제1 기판(200)이 합착되고 정전기 보호용 투명막(400)이 코팅되는 과정 등을 상세히 설명하기로 한다.
다음으로, 화소 영역 및 비화소 영역으로 구분되고, 비화소 영역 중 기판의 테두리 영역에 형성된 외곽 블랙 매트릭스 영역(122)을 포함하는 제2 기판(100)을 형성한다. 제2 기판(100)을 형성하는 단계는, 제2 지지 기판(110) 상에 화소 스위칭 소자를 통해서 제어되는 화소 영역에 대응하는 영역에 컬러필터(130)를 형성하고, 컬러필터(130) 사이의 비화소 영역에 블랙 매트릭스 영역(121)을 형성하며, 테두리 비화소 영역에 외곽 블랙 매트릭스 영역(122)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 각 소자들의 단차를 없애기 위해서 오버코트층(140)이 추가적으로 형성될 수 있다. 제2 지지 기판(110)은 유리재질의 물질로 형성될 수 있다.
이때, 블랙 매트릭스 영역(121) 및 외곽 블랙 매트릭스 영역(122)이 형성된 이후에, 컬러필터(130)가 형성되는 것이 일반적이다. 화소 영역에 형성된 컬러필터(130)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 물질로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3개의 서브 픽셀로 구성되는 하나의 픽셀 영역을 대표적으로 도시하였다. 이와 같이 정의되는 화소 영역 이외의 영역을 비화소 영역으로 정의하는데, 비화소 영역은 각각의 컬러필터(130) 사이에 형성되는 블랙 매트릭스 영역(121)과, 기판의 테두리 비화소 영역에 형성되는 외곽 블랙 매트릭스 영역(122)으로 정의할 수 있다. 블랙 매트릭스 영역(121)은 각 서브 픽셀 사이의 빛샘 현상을 방지하기 위해 형성되며, 외곽 블랙 매트릭스 영역(122)은 외곽의 빛샘 현상을 방지하기 위해서 형성된다. 일반적으로 외곽 블랙 매트릭스 영역(122)은 기판 사면의 외곽 테두리 부분에 형성된다.
다음으로, 제1 기판(200) 및 제2 기판(100)을 합착 시키게 된다. 제1 기판(200) 및 제2 기판(100)을 합착하는 단계는, 제1 및 제2 기판(200,100) 사이에 액정층(300)을 봉입하는 단계 등을 포함할 수 있다.
다음으로, 제1 기판(200) 및 제2 기판(100)을 합착한 이후에, 외곽 블랙 매트릭스 영역(122)을 제외한 제2 기판(100)의 배면에, 설정된 패턴대로 정전기 보호용 투명막(400)을 코팅한다. 이때, 정전기 보호용 투명막(400)은, 사면의 외곽 블랙 매트릭스 영역(122)을 제외한 부분에 코팅될 수도 있으며, 사면의 외곽 블랙 매트릭스 영역(122) 중 어느 한면을 제외하고 코팅될 수도 있을 것이다.
여기에서 정전기 보호용 투명막(400)을 코팅하는 단계는, 롤링 코팅방식을 통해서 설정된 패턴대로 C,O,H,S 또는 C,O,H,N 으로 구성되는 전도성 고분자 물질 및 Si,O,C,H 로 구성되는 베이스 물질을 도포하는 단계와, 도포된 전도성 고분자 물질 및 베이스 물질을 경화시키는 단계를 포함한다. 즉, 정전기 보호용 투명막(400)은 전도성 고분자 물질 및 그 형태를 유지하기 위한 베이스 물질로 구성되며, 롤링 코팅법을 통해서 설정된 패턴대로 도포된 이후에 경화공정을 통해서 경화된다. 본 실시예에서는 120 도 내외의 열경화 방식을 적용하였으며, 경화 방식은 실시예에 따라 조절될 수 있다.
마지막으로, 정전기 보호용 투명막(400)이 코팅되지 않은 영역 주위에 RF 수신용 안테나(500)를 실장한다. RF 수신용 안테나(500)는 3G 및 Wifi 안테나를 모두 포함할 수 있다. RF 수신용 안테나(500)는 정전기 보호용 투명막(400)에 영향을 받지 않으므로, 수신율이 저하되지 않는다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(1)는, 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 및 제2 기판 사이에 봉입된 액정층과, 제2 기판의 배면에 설정된 패턴대로 코팅된 정전기 보호용 투명막으로 구성된다.
여기에서, 제1 기판은, 복수의 게이트 배선 및 복수의 데이터 배선이 교차 형성되고, 각 교차지점마다 화소 스위칭 소자가 형성되어 화소영역을 제어한다.
또한, 제2 기판은, 제1 기판과 서로 대향하여 합착되며, 화소 영역 및 비화소 영역으로 구분되고, 비화소 영역 중 기판의 테두리 영역에 형성된 외곽 블랙 매트릭스 영역을 포함하며, 외곽 블랙 매트릭스 영역을 제외한 배면에 정전기 보호용 투명막이 코팅된다. 이때, 정전기 보호용 투명막은 C,O,H,S 또는 C,O,H,N 으로 구성되는 전도성 고분자 물질을 포함하며, 예정된 패턴대로 직접 코팅되고 열경화 되어 형성된다. 또한, 정전기 보호용 투명막이 코팅되지 않은 영역 주위에 RF 수신용 안테나가 실장된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치에 적용한 정전기 보호용 투명막의 면저항에 대한 실험 결과를 나타낸 도면, 도 5는 정전기 보호용 투명막의 투과도에 대한 실험 결과를 나타낸 도면, 도 6은 정전기 보호용 투명막의 정전기 방전 실험 전후의 면저항 변화에 대한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면 0.1 ~ 0.2 ㎛ 범위 주위의 두께에서 정전기 방지 범위(80M ~ 2G/sq)의 면저항을 만족하는 것을 확인 할 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 해당 범위의 두께에 따른 투과율은 99% 이상을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 6을 참조하면, 정전기 방전 실험 이후에도 정전기 보호용 투명막의 면저항이 동일하게 유지됨을 확인할 수 있다.
결론적으로 본 발명의 실시예에 따른 표시장치 및 표시장치의 제조방법을 적용하는 경우, 진공을 형성하기 위한 챔버 등과 부가적인 장비 없이 정전기 보호용 투명막을 원하는 패턴대로 직접 코팅할 수 있다. 또한, 정전기 보호용 투명막을 원하는 패턴대로 직접 코팅할 수 있으므로, 투명막을 제거하기 위한 추가적인 공정이 요구되지 않는다. 또한, 정전기 보호용 투명막이 코팅되지 않은 테두리 비화소 영역에 형성된 외곽 블랙 매트릭스 영역에 RF 안테나를 실장함으로써, RF 안테나의 수신율을 향상시킬 수 있다. 또한, 외곽 프레임이 매우 좁고(Borderless), RF (3G, Wifi) 수신율이 높은 IPS 모드의 표시장치를 적용한 휴대용 장치를 개발할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
200 : 제1 기판
100 : 제2 기판
110 : 제2 지지 기판
121 : 블랙 매트릭스 영역
122 : 외곽 블랙 매트릭스 영역
130 : 컬러필터
210 : 제1 지지 기판
220 : 화소 스위칭 소자
300 : 액정층

Claims (10)

  1. 화소 영역을 제어하는 제1 기판;
    상기 제1 기판과 서로 대향하여 합착되며, 상기 화소 영역 및 비화소 영역으로 구분되고, 상기 비화소 영역 중 기판의 테두리 영역에 형성된 외곽 블랙 매트릭스 영역을 포함하며, 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역을 제외한 배면에 정전기 보호용 투명막이 코팅된 제2 기판; 및
    상기 정전기 보호용 투명막이 코팅되지 않은 영역 주위에 실장되는 RF 수신용 안테나를 구비하며,
    상기 RF 수신용 안테나는 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역과 중첩되도록 상기 제2 기판의 배면에 실장되는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은, 복수의 게이트 배선 및 복수의 데이터 배선이 교차 형성되고, 각 교차지점마다 화소 스위칭 소자가 형성되며,
    상기 제2 기판은, 상기 화소 스위칭 소자를 통해서 제어되는 상기 화소 영역에 대응하여 형성된 컬러필터와, 상기 컬러필터 사이의 비화소 영역에 형성된 블랙 매트릭스 영역과, 테두리 비화소 영역에 형성된 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역을 포함하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 봉입된 액정층을 더 포함하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정전기 보호용 투명막은 C,O,H,S 또는 C,O,H,N 으로 구성되는 전도성 고분자 물질을 포함하며, 예정된 패턴대로 직접 코팅 및 경화 되어 형성되는 표시장치.
  5. 삭제
  6. 화소 영역을 제어하는 제1 기판을 형성하는 단계;
    상기 화소 영역 및 비화소 영역으로 구분되고, 상기 비화소 영역 중 기판의 테두리 영역에 형성된 외곽 블랙 매트릭스 영역을 포함하는 제2 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 합착한 이후에, 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역을 제외한 상기 제2 기판의 배면에 설정된 패턴대로 정전기 보호용 투명막을 코팅하는 단계; 및
    상기 정전기 보호용 투명막이 코팅되지 않은 영역 주위에 RF 수신용 안테나를 실장하는 단계를 포함하며,
    상기 RF 수신용 안테나는 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역과 중첩되도록 상기 제2 기판의 배면에 실장되는 표시장치의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 정전기 보호용 투명막을 코팅하는 단계는,
    롤링 코팅방식을 통해서 설정된 패턴대로 C,O,H,S 또는 C,O,H,N 으로 구성되는 전도성 고분자 물질 및 Si,O,C,H 로 구성되는 베이스 물질을 도포하는 단계; 및
    도포된 상기 전도성 고분자 물질 및 상기 베이스 물질을 경화시키는 단계;를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기판을 형성하는 단계는, 복수의 게이트 배선 및 복수의 데이터 배선을 교차 형성하고, 각 교차지점마다 화소 스위칭 소자를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 기판을 형성하는 단계는, 상기 화소 스위칭 소자를 통해서 제어되는 상기 화소 영역에 대응하는 영역에 컬러필터를 형성하고, 상기 컬러필터 사이의 비화소 영역에 블랙 매트릭스 영역을 형성하며, 테두리 비화소 영역에 상기 외곽 블랙 매트릭스 영역을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 합착하는 단계는,
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 액정층을 봉입하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
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