KR102056247B1 - 표시 장치와 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

제품 불량을 최소화할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 표시 장치는, 접착제에 의해 제1 기판 상에 고정된 제2 기판; 및 상기 제2 기판 상에 형성되어 화상을 구현하는 표시 패널을 포함하고, 상기 접착제가 형성된 접착 영역은 상기 표시 패널이 형성된 표시패널 형성 영역의 가장자리에 중첩되는 것을 특징으로 한다.

Description

표시 장치와 그의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 플라스틱 기판을 이용한 표시 장치와 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술에 힘입어, 평판표시장치의 화면 크기는 증가하고 그 무게는 경량화되는 등 평판표시장치의 성능이 개선 됨에 따라 평판표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
이러한 평판표시장치에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display Device: FED), 전기발광 표시장치(Electroluminescence Display Device: ELD), 전기영동 표시장치(Electrophoresis Display Device: EPD), 및 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등이 있다.
이러한 평판표시장치는 브라운관(CRT)에 비해 경량 박형이고, 대형화에 유리한 장점이 있어 그 이용이 날로 증대되고 있다.
한편, 평판표시장치는 일반적으로 제조 공정 중 발생되는 높은 열을 견딜 수 있도록 유리 기판을 사용하는데, 경량 박형화 및 유연성을 부여함에 있어 한계가 있다. 따라서, 최근에는 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성이 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시 성능을 그래도 유지할 수 있는 플렉서블(Flexible) 표시장치가 급부상하고 있다.
그러나, 이러한 플렉서블 표시장치를 제조하는데 있어, 유연한 특성을 갖도록 하기 위해 이용되는 플라스틱 재질의 기판은 잘 휘어지며 열에 약한 고유의 특성 때문에 유리기판을 처리 대상으로 하는 종래의 표시장치용 제조 장비에 적용되기 어려운데, 일례로 트랙(Track) 장비나 로봇(Robot)에 의한 반송 시 특히, 로봇 암에 플라스틱 필름을 위치시키게 되면 심하게 휘어져 로봇 암 사이로 빠져 나가게 되거나, 또는 카세트로의 수납 시 기판 각각을 수납시키는 카세트 단의 폭보다 기판의 처짐 폭이 더 커 로봇에 의한 수납이 불가능한 단점이 있다.
따라서, 플라스틱 기판을 이용하는 표시장치의 제조는 일반적인 유리 기판을 이용하는 표시장치의 제조와는 달리 플라스틱 기판 자체만으로 박막 트랜지스터를 형성하는 어레이 공정 등을 진행시키기에는 한계가 있다.
이러한 문제를 극복하기 위해 플라스틱 기판을 단단한 재질 유리 기판의 일면에 부착한 후, 플라스틱 기판 상에 일반적인 표시장치의 제조 공정을 진행하여 플렉서블 표시장치를 제조한다.
구체적으로 설명하면, 일반적인 플렉서블 표시장치(100)는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 유리 기판(110)의 전면에 형성된 접착층(120)을 통해 유리 기판(110) 상에 플라스틱 기판(130)을 고정한 후, 플라스틱 기판(130) 상에 표시 패널(140)을 형성한다. 그런 다음, 표시 패널(140)이 형성된 플라스틱 기판(130)을 유리 기판(110)으로부터 분리(Release)하는 공정이 필수적으로 요구된다.
그러나, 이러한 분리 공정시 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 접착층(120)의 접착력에 의하여 플라스틱 기판(130)이 뜯겨져 나가거나 들뜨게 되어 제품 불량이 증가할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라스틱 기판과 유리 기판의 분리 시 뜯김 현상 또는 들뜸 현상을 방지할 수 있는 표시 장치 및 그 제조 방법을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 플라스틱 기판을 셀 단위로 절단할 때 들뜸 현상을 방지할 수 있는 표시 장치 및 그 제조 방법을 다른 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 관점들 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이 밖에도, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 표시 장치는, 접착제에 의해 제1 기판 상에 고정된 제2 기판; 및 상기 제2 기판 상에 형성되어 화상을 구현하는 표시 패널을 포함하고, 상기 접착제가 형성된 접착 영역은 상기 표시 패널이 형성된 표시패널 형성 영역의 가장자리에 중첩되는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 제1 기판 상에 접착제를 이용하여 제2 기판을 고정하는 단계; 상기 제2 기판 상에 화상 구현을 위한 표시 패널을 형성하는 단계; 및 상기 제2 기판을 상기 제1 기판으로부터 박리하는 단계를 포함한다. 상기 접착제가 형성된 접착 영역은 상기 표시 패널이 형성된 표시패널 형성 영역의 가장자리에 중첩되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 접착제를 유리 기판의 전면이 아닌 부분적으로 도포하여 유리 기판과 플라스틱 기판 사이의 접착력을 약화시킴으로써, 분리 공정시 발생할 수 있는 뜯김 현상 또는 들뜸 현상을 방지할 수 있고, 이로 인해 제품 불량을 최소화할 수 있고, 제품 생산의 수율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 접착제를 표시패널 형성 영역의 가장자리에 형성함으로써 플라스틱 기판을 셀 단위로 절단할 때 플라스틱 기판이 움직이는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 절단면이 들뜨거나 불규칙하게 형성되는 것을 방지할 수 있다는 다른 효과가 있다.
도 1은 종래의 플라스틱 기판을 이용한 표시 장치의 제조 공정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 플라스틱 기판과 유리 기판의 분리 공정시 뜯김 현상 또는 들뜸 형상의 발생을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 제1 실시예를 설명하기 위한 Ⅰ-Ⅰ’선의 단면도이다.
도 5는 도 3의 제2 실시예를 설명하기 위한 Ⅰ-Ⅰ’선의 단면도이다.
도 6은 플라스틱 기판 절단시 절단면 들뜸이 발생한 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 B영역 내에 형성된 접착 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 플라스틱 기판을 이용한 표시 장치의 제조 공정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물 "상에" 또는 "하에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 다만, "바로 위에" 또는 "바로 아래에"라는 용어가 사용될 경우에는, 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 것으로 제한되어 해석되어야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 3의 제1 실시예를 설명하기 위한 Ⅰ-Ⅰ’선 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(200)는 제2 기판(210) 및 제2 기판(210) 상에 형성되어 화상을 구현하는 표시 패널(220)로 구성된다.
이러한 표시 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 접착제(240)를 이용하여 유리 재질의 제1 기판(230) 상에 제2 기판(210)을 부착하게 된다.
제2 기판(210)을 제1 기판(230) 상에 부착하는 이유는 제2 기판(210)이 재질 특성상 잘 휘어지고, 열과 압력에 취약하여 제조 공정 과정에서 변형되거나 손상될 수 있기 때문이다.
접착제(240)는 제1 기판(230) 상에 제2 기판(210)을 고정하기 위한 것으로서, 제1 기판(230)과 표시 패널(220)이 형성된 제2 기판(210) 사이에 부분적으로 형성된다.
이때, 접착제(240)가 형성되는 영역(이하, '접착 영역'이라 함)은 표시 패널(220)이 형성되는 영역(이하, '표시패널 형성 영역'이라 함)의 가장자리와 중첩되는 것이 특징이다.
접착제(240)가 표시패널 형성 영역의 전영역에 도포되는 경우에는 제1 기판(230)과 제2 기판(210) 사이에 인장력이 강하게 형성되기 때문에 제2 기판(210)으로부터 제1 기판(230)을 분리시킬 때 제2 기판(210)이 뜯겨져 나가거나 들뜨게 된다는 문제점이 있다.
반면, 접착제(240)가 표시 패널 형성 영역의 전영역에 도포되지 않는 경우에는 제1 기판(230)과 제2 기판(210) 사이에 인장력이 약하게 형성되기 때문에 제2 기판(210)을 절단할 때 제2 기판(210)이 움직일 수 있고, 이로 인해, 도 6에 도시된 바와 같이, 절단면이 불규칙하게 형성되거나 들뜨게 된다는 다른 문제점이 발생한다.
상술한 바에 따라, 접착제(240)는 제1 기판(230)과 제2 기판(210) 사이의 인장력, 및 제조 공정상 제2 기판(210)의 절단이 이루어지는 영역을 고려하여 형성되는 것이 바람직하다.
제조 공정 과정에서 표시 패널(220)이 형성된 제2 기판(210)은 셀 영역 별로 절단되어 단위 셀을 형성하게 되는데, 이때, 절단 라인은 표시 패널(220) 밖으로 일정 범위 내에 형성될 수 있다. 이에 따라, 절단 라인이 형성 가능한 절단 영역은, 도 4에 도시된 바와 같이, 표시 패널(220) 밖으로 일정 범위 내에 형성되게 된다.
접착제(240)는 제2 기판(210) 절단시 제2 기판(210)이 제1 기판(230) 상에 고정될 수 있도록 상기 절단 영역을 사이에 두고 소정의 너비를 가지도록 형성된다.
이에 따라, 표시패널 형성 영역 사이에는, 도4에 도시된 바와 같이, 소정의 너비를 가지는 2개의 접착 영역이 서로 이격하여 형성된다. 그리고, 하나의 접착 영역은 하나의 표시패널 형성 영역의 가장자리에 중첩되고, 다른 하나의 접착 영역은 다른 하나의 표시패널 형성 영역의 가장자리에 중첩된다.
한편, 접착제(240)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 기판(230) 상에 제2 기판(210)의 테두리를 고정하기 위하여 표시패널 형성 영역의 가장자리 이외에 플라스틱 기판 형성 영역의 가장자리에 더 형성될 수도 있다.
도 5는 도 3의 제2 실시예를 설명하기 위한 Ⅰ-Ⅰ’선 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 접착제(240)가 형성된 접착 영역은, 도 4에 도시된 접착제(240)와 같이, 표시패널 형성 영역의 가장자리와 중첩되어 형성된다.
다만, 도 5에 도시된 접착 영역은 표시패널 형성 영역 사이에 1개가 형성된다는 점에서 도 4에 도시된 접착 영역과 차이가 있다. 즉, 도 4에는 표시패널 형성 영역 사이에 접착제(2340)가 형성되지 않은 영역(이하, '미접착 영역'이라 함) 존재하는 반면, 도 5에는 표시패널 형성 영역 사이에 미접착 영역이 존재하지 않는다.
이에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이 접착 영역의 한쪽 가장자리는 하나의 표시패널 형성 영역의 가장자리와 중첩되고, 다른 한쪽 가장자리는 다른 하나의 표시패널 형성 영역의 가장자리와 중첩되게 된다.
이하에서는 표시패널 형성 영역의 가장자리에 형성된 접착 영역을 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 7은 도 3에 도시된 B영역 내에 형성된 접착 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7을 참조하면, 표시패널 형성 영역은 표시 영역(310) 및 표시 영역(310)의 외곽에 형성된 비표시 영역(320)으로 구획된다.
이때, 표시 영역(310)은 하부기판 및 상부기판 사이에 형성되어 있는 발광층에 의해 발광하는 영역을 나타내고, 반대로, 비표시 영역(320)은 발광층이 형성되어 있지 않아 발광하지 않는 영역을 나타낸다.
표시 영역(310)에는 하부기판 상에 형성된 박막 트랜지스터(TFT) 및 발광층이 형성된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호에 따라 스위칭되어 데이터 라인에 인가되는 전압 또는 전류를 발광층에 공급한다. 박막 트랜지스터 상에 형성된 발광층은 박막 트랜지스터로부터 인가된 전압 또는 전류에 의해 발광한다.
비표시 영역(320)에는 FPCB(미도시, Flexible Print Circuit Board)와의 연결을 위한 FPCB 연결패드(340) 및 구동 IC(330)가 형성된다. 이때, FPCB 연결패드(340)는 비표시 영역(320)의 일 측에 형성되고, 구동 IC(330)는 FPCB 연결패드(340)와 표시 영역(310) 사이에 형성될 수 있다.
한편, 접착 영역(C)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 표시패널 형성 영역의 가장자리, 특히, 비표시 영역(320)에 중첩되어 형성된다.
표시 장치는 제조 공정에서 제1 기판(230)을 제2 기판(210)으로부터 분리시키게 되는데, 이때, 제2 기판(210)이 접착제(240)의 접착력에 의하여 뜯겨나가거나 들뜨게 될 수 있다.
표시 영역(310) 내에 접착 영역(C)이 형성되는 경우, 표시 장치는 표시 영역(310) 내에 제2 기판(210)의 상기 뜯김 현상이나 들뜸 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 표시 영역(310)에 이미지를 표시할 때 이미지가 왜곡되어 표시될 수 있다.
반면, 표시 장치는 비표시 영역(320)에 이미지를 표시하지 않기 때문에 비표시 영역(320) 내에 제2 기판(210)의 상기 뜯김 현상이나 들뜸 현상이 발생하더라도 외부에 제품 불량이 표시되지 않는다. 즉, 비표시 영역(320) 내에 발생한 제2 기판(210)의 상기 뜯김 현상이나 들뜸 현상은 제품 생산 수율을 감소시키지 않는다.
일 실시예에 있어서, 접착 영역(C)은 비표시 영역(320)의 일부와 중첩될 수 있다. 이때, 비표시 영역(320)의 일부는 구동 IC(330) 및 FPCB 연결패드(340)가 형성된 영역을 포함할 수 있다.
구동 IC(330) 및 FPCB 연결패드(340)를 형성하는 모듈 공정은 일반적으로 고온에서 이루어진다. 제2 기판(210)이 접착제(240)에 의해 제1 기판(230)에 부착되지 않으면, 제2 기판(210)은 모듈 공정시 고온에 의해 변형될 수 있다. 상술한 바를 고려할 때, 접착제(240)가 형성되는 접착 영역(C)은 구동 IC(330) 및 FPCB 연결패드(340)가 형성된 영역에 중첩되어 형성될 수 있다.
도 8은 플라스틱 기판을 이용한 표시 장치의 제조 공정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 먼저, 제1 기판(230) 상에 접착제(240)를 형성한다. 이때, 제1 기판(230)은 열이나 화학 처리에 영향이 없는 재질, 예컨대, 유리, 석영 등으로 이루어진 것을 이용한다.
한편, 접착제(240)는 이후 공정에서 형성될 제2 기판(210)을 고정시키기 위한 것으로서, 어몰퍼스 실리콘(a-Si) 또는 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기물을 이용하여 형성될 수 있다.
이러한 접착제(240)는 제1 기판(230) 상에 부분적으로 형성되는데, 특히, 이후 공정에서 제2 기판(210) 상에 형성될 표시 패널(220) 형성 영역의 가장자리에 배치되는 것이 특징이다.
일 실시예에 있어서, 표시패널 형성 영역 사이에는 2개의 접착 영역 서로 이격하여 형성될 수 있다. 즉, 하나의 접착 영역은 하나의 표시패널 형성 영역의 가장자리에 중첩되고, 다른 하나의 접착 영역은 다른 하나의 표시패널 형성 영역의 가장자리에 중첩될 수 있다.
다른 일 실시예에 있어서, 표시패널 형성 영역 사이에는 1개의 접착 영역이 형성될 수 있다. 즉, 접착 영역의 한쪽 가장자리는 하나의 표시패널 형성 영역의 가장자리와 중첩되고, 다른 한쪽 가장자리는 다른 하나의 표시패널 형성 영역의 가장자리와 중첩될 수 있다.
한편, 접착제(240)는 표시패널 형성 영역의 가장자리, 특히, 비표시 영역에 형성될 수 있다. 상기 표시패널 형성 영역은 하부기판 및 상부기판 사이에 형성되어 있는 발광층에 의해 발광하는 표시 영역, 및 표시 영역의 외곽에 형성되고 발광층이 형성되어 있지 않아 발광하지 않는 비표시 영역을 포함한다.
다음, 도 8b에 도시된 바와 같이, 접착제(240)가 형성된 제1 기판(230) 상에 제2 기판(210)을 형성한다. 이때, 제2 기판(210)은 표시 장치의 하부 기판을 구성하게 된다. 일 실시예에 있어서, 제2 기판(210)은 폴리이미드(Polyimid)로 형성된 필름을 이용할 수 있다.
다음, 도 8c에 도시된 바와 같이, 제2 기판(210) 상에 하나 이상의 표시 패널(220)를 소정의 간격을 두고 형성한다.
예를 들어, 표시장치가 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)에 의해 구동되는 경우, 제2 기판(210) 상에는 표시패널 형성 공정을 통해 각 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 각 화소 영역 내에 박막트랜지스터가 형성된다.
특히, 표시장치가 전기영동 표시장치인 경우, 표시소자 형성공정에는 박막트랜지스터 등의 어레이 소자를 형성하는 것 이외에 전기 영동 필름을 접착하는 과정이 추가로 포함될 수 있다.
다음, 도 8d에 도시된 바와 같이, 표시 패널이 형성된 제2 기판(210)을 화소영역 별로 절단(Scribing)하여 단위 셀을 형성한다.
이후, 도면에 도시하지는 않았지만, 각 단위 셀에 구동 IC 및 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 부착함으로써 모듈 공정을 완성한다.
다음, 도 8f에 도시된 바와 같이, 제1 기판(230)과 제2 기판(210)을 분리시킨다. 일 실시예에 있어서, 제2 기판(210)과 제1 기판(230)의 분리는, 도 8e에 도시된 바와 같이, 제1 기판(230)의 배면에 레이저 빔(Laser Beam)을 조사함으로써 표시 패널(220)이 형성된 제2 기판(210)과 제1 기판(230)을 분리할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
210: 제2 기판 220: 표시패널
230: 제1 기판 240: 접착제
310: 표시 영역 320: 비표시 영역
330: 구동 IC 340: FPCB 연결패드

Claims (10)

  1. 제1 기판 상에 부분적으로 도포된 접착제에 의해 고정된 제2 기판; 및
    상기 제2 기판 상에 형성되어 화상을 구현하는 표시 패널을 포함하고,
    상기 표시 패널이 형성된 표시패널 형성 영역은 발광층에 의해 발광하는 표시 영역, 및 상기 표시 영역의 외곽에 형성된 비표시 영역을 포함하고,
    상기 접착제가 형성된 접착 영역은 상기 비표시 영역의 일부에 중첩되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착 영역은
    상기 제2 기판이 형성된 제2 기판 형성 영역의 가장자리에 중첩되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비표시 영역의 일부는 FPCB(Flexible Print Circuit Board)와 연결하기 위한 FPCB 연결패드, 및 구동 IC가 형성된 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 유리 재질로 형성되고, 상기 제2 기판은 폴리이미드로 형성된 필름인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1 기판 상에 부분적으로 도포된 접착제를 이용하여 제2 기판을 고정하는 단계;
    상기 제2 기판 상에 화상 구현을 위한 표시 패널을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 기판을 상기 제1 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하고,
    상기 표시 패널이 형성된 표시패널 형성 영역은 발광층에 의해 발광하는 표시 영역, 및 상기 표시 영역의 외곽에 형성된 비표시 영역을 포함하고,
    상기 접착제가 형성된 접착 영역은 상기 비표시 영역의 일부에 중첩되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 접착 영역은
    상기 제2 기판이 형성된 제2 기판 형성 영역의 가장자리에 중첩되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기판은 유리 재질로 형성되고, 상기 제2 기판은 폴리이미드로 형성된 필름인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서, 상기 표시 패널을 형성하는 단계와 상기 박리하는 단계 사이에,
    상기 표시 패널이 형성된 제2 기판을 셀 영역 별로 절단하여 단위 셀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
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