KR102602084B1 - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 형성된 액정층, 상기 액정층 위에 형성된 고분자 층, 상기 고분자 층에 위에 형성된 편광층, 상기 고분자 층과 상기 편광층을 부착시키는 온도 가변 접착제층을 포함하며, 상기 온도 가변 접착제층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016043799429-pat00025

[화학식 2]
Figure 112016043799429-pat00026

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법 {DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어진다.
전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 가운데 하나로써 복수의 캐비티(cavity)를 형성하고, 여기에 액정을 채워 디스플레이를 구현하는 기술이 개발되고 있다. 이 기술은 하판 위에 상판을 형성하는 것 대신에 유기 물질 등으로 희생층을 형성하고 상부에 지지 부재를 형성한 후에 희생층을 제거하고 희생층 제거로 형성된 빈 공간에 액정을 채워 디스플레이를 만드는 장치이다.
액정 표시 장치는 편광판을 포함하고, 이러한 편광판은 액정층을 통과한 다양한 진동 방향의 빛 중 일정 방향을 진동하는 빛만을 통과시킨다. 액정 표시 장치의 색필터 및 박막 트랜지스터 등을 모두 형성한 후에 편광판이 부착되며, 편광판이 잘못 부착된 경우 이를 제거하고 재부착 하여야 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 온도 가변 접착제층으로 편광판이 부착되어 있어 표시 장치의 손상 없이 편광판의 탈부착이 가능한 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하는 편광층, 상기 표시 패널과 상기 편광층을 부착시키는 온도 가변 접착제층을 포함하며, 상기 온도 가변 접착제층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016043799429-pat00001
[화학식 2]
Figure 112016043799429-pat00002
.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55% 내지 65%이고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15% 내지 25%일 수 있다.
상기 온도 가변 접착제층은 가교제를 포함하고, 상기 가교제의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15% 내지 25% 일 수 있다.
상기 온도 가변 접착제층의 25도에서의 접착력은 500gf/25mm 내지 700gf/25mm이고, 상기 온도 가변 접착제층의 80도에서의 접착력은 40gf/25mm 내지 60gf/25mm일 수 있다.
상기 표시 패널은, 기판, 상기 기판 위에 기판 위에 위치하는 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주보는 루프층, 상기 화소 전극과 상기 루프층 사이에 액정 분자를 포함하는 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층, 그리고 상기 루프층 위에 형성된 캐핑층을 포함할 수 있다.
상기 온도 가변 접착제층은 상기 캐핑층 위에 위치할 수 있다.
상기 기판은 유리일 수 있다.
상기 루프층 아래에 위치하는 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극과 절연되어 화소 전극 아래에 형성된 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 기판은 플렉서블한 플라스틱일 수 있다.
상기 기판 아래에 하부 편광층이 형성되어 있고, 상기 기판과 상기 하부 편광층을 부착시키는 온도 가변 접착제층을 포함하며, 상기 온도 가변 접착제층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112016043799429-pat00003
[화학식 2]
Figure 112016043799429-pat00004
.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55% 내지 65%이고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15% 내지 25%일 수 있다.
상기 온도 가변 접착제층의 25도에서의 접착력은 500gf/25mm 내지 700gf/25mm이고, 상기 온도 가변 접착제층의 80도에서의 접착력은 40gf/25mm 내지 60gf/25mm일 수 있다.
상기 표시 패널은 플렉서블한 하부 기판, 상기 하부기판과 마주보는 플렉서블한 상부 기판, 상기 하부기판과 상기 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함할 수 있다.
상기 하부 기판 아래에 온도 가변 접착제층이 형성되어 있으며, 상기 온도 가변 접착제층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112016043799429-pat00005
[화학식 2]
Figure 112016043799429-pat00006
.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55% 내지 65%이고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15% 내지 25%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 표시 패널을 형성하는 단계, 상기 표시 패널 위 또는 아래에 온도 가변 접착제층을 도포하는 단계, 상기 온도 가변 접착제층 위에 편광층을 부착하는 단계를 포함하고 상기 온도 가변 접착제층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112016043799429-pat00007
[화학식 2]
Figure 112016043799429-pat00008
.
상기 온도 가변 접착제층 위에 편광층을 부착하는 단계 이후에, 상기 부착한 편광층에 열을 가하는 단계, 상기 부착한 편광층을 물리적으로 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55% 내지 65%이고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15% 내지 25%일 수 있다.
상기 온도 가변 접착제층의 25도에서의 접착력은 500gf/25mm 내지 700gf/25mm이고, 상기 온도 가변 접착제층의 80도에서의 접착력은 40gf/25mm 내지 60gf/25mm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도 변화를 통해 접착력을 변화시키고 편광층을 용이하게 제거할 수 있어 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 3의 절단선 Ⅴ-Ⅴ을 따라 자른 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명 비교예에 따른 표시 장치에서 편광판을 분리하는 과정을 도시한 것이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명 비교예에 따른 접착제를 이용하여 편광판이 부착된 표시 장치에 대하여 편광판을 탈착한 과정 및 결과를 도시한 이미지이다.
도 12 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 온도 가변 접착제층을 적용한 후 편광층을 뜯어내고 그 결과를 나타낸 것이다.
도 18은 본 발명 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 것이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
먼저 도 1을 참고로 하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판(110) 및 기판 위에 미세 공간(305)으로 형성된 액정층, 상기 미세 공간을 밀봉하는 캐핑층(390)을 포함한다. 본 명세서에서, 온도 가변 접착제층(410) 및 편광층(420) 하부의 구조물을 표시 패널로 지칭한다. 표시 패널의 구조는 실시예에 따라 달라질 수 있으며, 먼저 도 1 및 도 2에 개시된 표시 패널의 구조를 예시로 하여 설명한다.
캐핑층(390) 위에는 온도 가변 접착제층(410)이 형성되어 있고, 온도 가변 접착제층(410) 위에는 편광층(420)이 형성되어 있다. 이러한 온도 가변 접착제층(410)과 편광층(420)을 합쳐서 편광판(450)이라고 부르기로 한다.
기판(110) 아래는 접착제층(430)이 형성되어 있고, 접착제층(430)으로 인해 기판(110)과 편광층(420)이 부착되어 있다. 이러한 접착제층(430)과 편광층(420)을 합쳐서 편광판(460)이라고 칭한다.
이때 본 발명의 온도 가변 접착제층은 온도에 따라 접착 특성이 달라지는 물질로서, 상온에서는 높은 접착력을 나타내지만 온도를 높이는 경우 접착특성이 약해져서 쉽게 분리되는 특성을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에서, 온도 가변 접착제층은 하기 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112016043799429-pat00009
[화학식 2]
Figure 112016043799429-pat00010
온도 가변 접착제층에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55% 내지 65%이고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15% 내지 25%일 수 있다. 보다 바람직하게는 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 약 60% 일수 있고, 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 약 20%일 수 있다.
또한, 상기 온도 가변 접착제층은 가교제를 포함할 수 있다. 가교제의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15% 내지 25%일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 가교제는 약 20% 포함될 수 있다.
이후 상세하게 설명하겠지만, 도 1에 도시된 구조의 표시 장치의 경우, 상부 기판이 존재하지 않고, 고분자 유기물로 이루어진 캐핑층(390)이 표시 장치의 가장 상면에 형성되어 있다. 따라서 캐핑층(390) 위에 편광층을 부착하는 공정에서, 잘못 부착된 편광층 제거시 유기물로 이루어진 캐핑층(390)이 같이 분리되는 문제가 있었다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 경우 온도에 따라 접착특성이 변화하는 접착제를 이용하여 편광층을 부착시킴으로써, 잘못 부착되었을 때 접착제의 접착특성을 변화시켜 용이하게 분리할 수 있도록 하였다.
본 발명의 일 실시예에서 사용되는 온도 가변 접착제층은 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 상기 설명한 함량으로 포함하다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 가변 접착제층의 접착력(=박리력)은 상온(25도)에서 500gf/25mm 내지 700gf/25mm이다. 보다 구체적으로, 상온에서의 접착력은 약 600gf/25mm 이다. 상기 600gf/25mm 의 기재는 폭 25mm, 길이 15cm의 샘플로 접착력을 실험하였을 때, 접착력이 약 600gf임을 의미한다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 가변 접착제층의 80도에서의 접착력은 40gf/25mm 내지 60gf/25mm이다. 보다 구체적으로, 약 50gf/25mm 이다. 따라서, 본 실시예에 따른 온도 가변 접착제층으로 캐핑층(390) 위에 편광층(420)을 부착한 경우, 공정상 편광층(420)이 잘못 부착되었을 때 온도를 올려 온도 가변 접착제층(410)의 접착력을 약화시킨 후 용이하게 분리할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다. 도 2를 참고로 하면, 도 2의 실시예에 따른 표시 장치는 도 1에 도시한 표시 장치 대부분과 유사하다. 유사한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만 도 2를 참고로 하면 도 2의 실시예에 따른 표시 장치는 기판(115)이 폴리아미드(PA) 나 폴리이미드(PI)와 같은 플렉서블한 고분자 재질로 되어있다.
따라서 기판(115) 하부에도 온도 가변 접착제층(410)이 형성되어 있다. 즉 도 1의 표시 장치의 경우 캐핑층(390) 위에만 온도 가변 접착제층(410)이 형성되어 있던 반면 도 2의 실시예에 따른 표시 장치의 경우 캐핑층(390) 위 및 플라스틱 기판(115) 아래에 모두 온도 가변 접착제층(410)이 형성되어 있다.
플라스틱 기판(115)의 경우 유리 기판(110)과는 달리 얇고, 색필터(230)와 같은 상부 구조물과의 접착력이 강하지 않다. 따라서 플라스틱 기판(115)에 편광층을 일반 접착제를 이용하여 부착하는 경우, 잘못 부착 시 이를 떼고 다시 붙이는 과정에서 플라스틱 기판(115)이 분리되는 문제점이 있을 수 있다.
그러나 도 2의 실시예와 같이 플라스틱 기판(115) 하부에도 상기 온도 가변 접착제층을 적용하는 경우, 상술한 바와 같이 온도를 높여 접착력을 감소시키는 방법으로 쉽게 잘못 부착된 편광층을 떼어낼 수 있다.
즉, 본 기재에 따른 온도 가변 접착제층은 캐핑층(390)과 플라스틱 기판(115)과 같은 부드러운 기재 위에 적용되어 편광층을 부착시키며, 따라서 편광층이 잘못 부착된 경우에도 온도를 높여서 접착력을 낮추고 용이하게 편광층을 제거할 수 있다.
따라서 이러한 온도 가변 접착제층은 도 1 및 도 2의 구조와 같이 하나의 기판을 갖는 표시 장치뿐만 아니라, 통상적인 2장의 기판을 갖는 표시 장치에서 기판이 플렉서블한 플라스틱인 경우에도 적용할 수 있다. 즉 플렉서블한 기판을 갖는 표시 패널에 편광층을 부착하고자 할 때, 이러한 온도 가변 접착제층을 사용할 수 있으며, 구체적인 변형 실시예에 대하여는 후술한다.
이때 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 가변 접착제층은 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 각각 약 60%, 약 20% 포함한다. 이러한 조성을 갖는 온도 가변 접착제층은 상온에서의 박리력이 약 600gf/25mm 이지만 온도를 80도로 승온시키는 경우 박리력이 약 50gf/25mm 정도로 90%이상 감소한다.
통상적인 온도 가변 접착제층의 경우 박리력이 상온에서는 약 800gf/25mm, 고온에서는 500gf/25mm 내지 600gf/25mm 정도로, 박리력의 감소 정도가 크지 않다. 그러나 이러한 500~600gf/25mm의 박리력을 갖는 접착제를 캐핑층 위에 적용하는 경우, 상기 박리력에 의해 캐핑층이 뜯겨져 나간다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 가변 접착제층은 상기 화학식 1의 화합물 및 상기 화학식 2의 화합물을 일정 비율로 포함시킴으로써, 25도와 80도에서의 박리력 차이를 9배 이상으로 변화시킴으로써 미세공간과 같은 구조물의 손상 없이 편광층을 용이하게 박리할 수 있다.
그러면 이하에서는 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 가변 접착제층이 적용된 표시 장치에 대하여 설명한다. 즉 이하에서의 설명은 온도 가변 접착제층이 적용될 수 있는 표시 패널의 일 예이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다. 즉, 표시 장치는 도 3에 도시한 화소를 포함하며, 복수의 화소행 및 화소 열이 형성되어 있다. 도 4는 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 자른 단면도이다. 도 5는 도 3의 절단선 Ⅴ-Ⅴ을 따라 자른 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 유리 또는 폴리아미드(PA)와 폴리이미드(PI)와 같은 투명한 플라스틱 등으로 만들어진 기판(110)이 형성되어 있다. 기판(110) 하부에는 접착제층(430)이 형성되어 있고, 접착제층(430)에 편광층(420)이 부착되어 있다. 기판이 유리인 경우, 하부에는 통상적인 접착제층(430)이 형성되어 있으나, 기판이 폴리아미드(PA)와 폴리이미드(PI)와 같은 투명한 플라스틱인 경우 하부에는 온도 가변 접착제층이 형성될 수 있다.
기판(110) 위에 게이트선(121)이 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함한다. 유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(131)은 게이트선(121)과 실질적으로 수직하게 뻗은 한 쌍의 세로부(135a) 및 한 쌍의 세로부(135a)의 끝을 서로 연결하는 가로부(135b)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 화소 전극(191)을 둘러싸는 구조를 가진다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체층(151), 소스/드레인 전극의 하부 및 박막 트랜지스터(Q)의 채널 부분에 위치하는 반도체층(154)이 형성되어 있다.
각 반도체층(151, 154) 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.
각 반도체층(151, 154) 및 게이트 절연막(140) 위에 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 연결되는 데이터선(171), 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173, 175)가 형성되어 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 박막 트랜지스터(Q)를 형성하며, 박막 트랜지스터(Q)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층 부분(154)에 형성된다.
데이터 도전체(171, 173, 175) 및 노출된 반도체층(154) 부분 위에는 제1 층간 절연막(180a)이 형성되어 있다. 제1 층간 절연막(180a)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
제1 층간 절연막(180a) 위에 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다. 색필터(230)는 인접하는 화소마다 서로 다른 색을 표시하는 물질로 형성되어 있을 수 있다.
색필터(230) 위에는 제2 층간 절연막(180b)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(180b)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
층간 절연막(180a, 180b)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다.
제2 층간 절연막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 전체적인 모양이 사각형이며 가로 줄기부(191a) 및 이와 교차하는 세로 줄기부(191b)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부(191a)와 세로 줄기부(191b)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부(191c)를 포함한다. 또한, 본 실시예에서 화소 전극(191)의 외곽을 둘러싸는 외곽 줄기부를 더 포함할 수 있다.
화소 전극(191)의 미세 가지부(191c)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부(191c)간의 간격이 다를 수 있다.
화소 전극(191)은 세로 줄기부(191b)의 하단에서 연결되고, 세로 줄기부(191b)보다 넓은 면적을 갖는 연장부(197)를 포함하고, 연장부(197)에서 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
지금까지 설명한 박막 트랜지스터(Q) 및 화소 전극(191)에 관한 설명은 하나의 예시이고, 측면 시인성을 향상시키기 위해 박막 트랜지스터 구조 및 화소 전극 디자인을 변형할 수 있다.
화소 전극이 형성되지 않은 영역, 즉 박막 트랜지스터가 형성된 박탁 트랜지스터 영역에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다.
차광 부재(220)는 게이트선과 평행한 방향을 따라 가로로 형성되어 있으며, 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다.
도면에서는 생략되었으나 필요에 따라 데이터선(171)과 평행한 방향을 따라 형성된 세로 차광 부재를 더 포함할 수도 있다. 본 실시예에서는, 세로 차광 부재 대신 데이터선(171)이 차광 부재와 유사한 기능을 수행한다.
화소 전극(191) 위에는 제1 배향막(11)이 형성되어 있고, 제1 배향막(11)은 수직 배향막일 수 있다. 제1 배향막(11)은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
제1 배향막(11)과 대향하는 부분에 제2 배향막(21)이 위치하고, 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21) 사이에는 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)은 미세 공간의 측면에서 연결되어 실질적으로는 하나의 배향막일 수 있다.
미세 공간(305)에는 액정 분자(310)를 포함하는 액정 물질이 주입되어 있고, 미세 공간(305)은 입구부(307)를 갖는다. 미세 공간(305)은 화소 전극(191)의 열 방향, 즉 세로 방향을 따라 형성될 수 있다. 본 실시예에서 배향막(11, 21)을 형성하는 배향 물질과 액정 분자(310)를 포함하는 액정 물질은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간(305)에 주입될 수 있다.
미세 공간(305)은 게이트선(121)과 중첩하는 부분에 위치하는 복수의 액정 주입구 형성 영역(307FP)에 의해 세로 방향으로 나누어지며, 또한 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 복수개 형성되어 있다. 복수개 형성된 미세 공간(305) 각각은 화소 영역 하나 또는 둘 이상에 대응할 수 있고, 화소 영역은 화면을 표시하는 영역에 대응할 수 있다.
제2 배향막(21) 위에는 공통 전극(270), 하부 절연층(350)이 위치한다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가 받고, 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)과 함께 전기장을 생성하여 두 전극 사이의 미세 공간(305)에 위치하는 액정 분자(310)가 기울어지는 방향을 결정한다. 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 축전기를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 하부 절연층(350)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 위에 형성되는 것으로 설명하였으나, 다른 실시예로 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 하부에 형성되어 수평 전계 모드에 따른 액정 구동도 가능하다.
하부 절연층(350) 위에. 루프층(Roof Layer; 360)이 위치한다. 루프층(360)은 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 사이 공간인 미세 공간(305)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 루프층(360)은 포토 레지스트 또는 그 밖의 유기 물질을 포함할 수 있다.
루프층(360) 위에 상부 절연층(370)이 위치한다. 상부 절연층(370)은 루프층(360)의 상부면과 접촉할 수 있다. 상부 절연층(370)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 캐핑층(390)은 액정 주입구 형성 영역(307FP)을 채우면서 액정 주입구 형성 영역(307FP)에 의해 노출된 미세 공간(305)의 액정 입구부(307)를 덮는다. 캐핑층(390)은 유기 물질을 포함한다.
본 실시예에서는 도 5에 도시한 바와 같이, 가로 방향으로 이웃하는 미세 공간(305) 사이에 격벽부(PWP)가 형성되어 있다. 격벽부(PWP)는 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성될 수 있고, 루프층(360)에 의해 덮일 수 있다. 격벽부(PWP)에는 하부 절연층(350), 공통 전극(270), 및 루프층(360)이 채워져 있는데 이러한 구조물이 격벽(Partition Wall)을 형성함으로써 미세 공간(305)을 구획 또는 정의할 수 있다. 본 실시예에서는 미세 공간(305)사이에 격벽부(PWP)와 같은 격벽 구조가 있기 때문에 제1 표시부 및 제2 표시부가 휘어져 있더라도 발생하는 스트레스가 적고, 셀 갭(Cell Gap)이 변경되는 정도가 훨씬 감소할 수 있다.
캐핑층(390)위에 온도 가변 접착제층(410)이 형성되어 있다. 앞서 설명한 바와 같이 온도 가변 접착제층(410)은 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016043799429-pat00011
[화학식 2]
Figure 112016043799429-pat00012
본 실시예의 온도 가변 접착제층(410)에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55% 내지 65%이고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15% 내지 25%일 수 있다. 보다 바람직하게는 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 약 60% 일수 있고, 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 약 20%일 수 있다.
온도 가변 접착제층(410)의 접착력은 상온(25도)에서 약 600gf/25mm이지만, 80도의 고온에서는 약 50gf/25mm 이다. 따라서 온도 조절을 통해 접착력을 가변할 수 있다.
다음, 온도 가변 접착제층(410)위에 편광층(420)이 형성되어 있다. 편광층(420)은 여러 진동방향으로 섞여있는 빛 중에서 일 방향의 빛 만을 투과시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 편광층은 TAC/PVA/TAC가 적층된 3중 구조를 가질 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 유기물질로 이루어져 있어 부드러운 캐핑층(390)위에 온도 가변 접착제층(410)이 형성되어 있다. 이러한 온도 가변 접착제층(410) 위에 편광층(420)이 부착되어 있기 때문에, 편광층이 잘못 부착되었을 때 온도를 변화시켜 온도 가변 접착제층(410)의 박리력을 약화시키고, 캐핑층(390)이나 미세 공간(305)의 손상 없이 편광층을 용이하게 분리할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명 비교예에 따른 표시 장치에서 편광판을 분리하는 과정을 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이 통상적인 표시 장치는 하부 기판(110) 및 상부 기판(210), 그 사이에 개재된 액정층(31)을 포함하고, 기판 위에 편광판(460)이 부착되어 있다. 편광판(460)은 하부 기판 및 상부기판이 모두 제조된 다음에 부착되며, 편광판(460)이 잘못 부착되었을 경우에 도 6에서와 같이 사람이 손으로 편광판을 잡아 당겨 분리하게 된다.
또는 도 7에 도시된 바와 같이 10 ㎛이하의 두께를 갖는 와이어를 이용하여 편광판(460)과 기판(210) 사이에 끼우고 이를 잡아당겨 분리하게 된다.
도 6 및 도 7에서와 같이 편광판 분리는 물리적인 힘으로 수행되며 따라서 이러한 분리 과정에서 기판에 물리적인 충격이 가해지게 된다.
기판이 유리와 같이 딱딱한 재질로 이루어진 경우 이러한 물리적인 충격은 기판 및 그 구조물에 별다른 영향을 미치지 않는다. 그러나 앞서 도 1 내지 5에서 도시한 바와 같이 고분자 유기물로 이루어진 캐핑층에 편광층이 부착되는 본 발명의 일 실시예의 경우, 편광층 분리시 물리적인 힘에 의해 캐핑층 및 하부의 미세 공간이 손상을 받는다.
도 8 내지 도 11은 본 발명 비교예에 따른 접착제(온도 가변이 아님)를 이용하여 편광판이 부착된 표시 장치에 대하여 편광판을 탈착한 과정 및 결과를 도시한 이미지이다.
도 8과 같이 일반적인 접착제를 사용하여 캐핑층 위에 편광층이 부착된 표시 장치를, 물리적인 힘으로 분리하였다
도 9는 분리 결과를 나타낸 이미지이다. 도 9를 참고로 하면, 편광층이 탈착된 부분에서 루프층이 같이 뜯겨짐을 확인할 수 있다. 도 10은 편광층이 제거된 표시 장치에서 루프층이 같이 뜯겨져 나간 이미지이다. 도 11은 분리된 편광층의 접착층면에 루프층이 붙어있는 이미지이다.
즉 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 통상적으로 사용되던 접착제를 사용하여 상부에 캐핑층을 갖는 표시 장치에 편광층을 부착하는 경우, 잘못 부착된 편광층을 제거하는 공정에서 루프층이 같이 제거되어 표시 장치의 구조가 망가지는 문제점이 있었다. 통상적인 접착제층의 박리력은 약 800gf/25mm 인 반면, 캐핑층과 루프층의 기판과의 박리력은 약 60gf/25mm 정도이기 때문이다.
그러나 본 실시예에 따른 표시 장치는, 상부에 캐핑층을 갖는 표시 장치에 온도 가변 접착제층을 형성하고 편광층을 부착하였다. 따라서 편광층이 잘못 부착된 경우에, 열을 가하여 온도를 높이고 접착제층의 접착력을 약화시킨 후 편광층을 용이하게 제거할 수 있다. 즉 본 기재에 따른 온도 가변 접착제층의 25도에서의 접착력은 약 600gf/25mm이지만, 80도에서의 접착력은 약 50gf/25 mm이다. 따라서 편광층의 제거시 온도를 높여 제거하는 경우, 하부의 루프층 및 캐핑층이 뜯어지지 않는다.
도 12 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 온도 가변 접착제층을 적용한 후 실제로 편광층을 뜯어내고 그 결과를 나타낸 것이다. 도 12에 나타난 바와 같이, 도 3 내지 도 5와 같은 구조를 갖는 표시 장치에 온도 가변 접착제층을 적용하고 편광판을 부착하였다.
도 13에서는, 편광판을 부착한 후 압력을 가하여 라미네이션 시켰다. 다음 도 14에서는 패널을 70도로 5분동안 가열하여 온도 가변 접착제층의 박리력을 약화시켰다.
다음 도 15 및 도 16에서는 물리적인 방법으로 편광층을 제거하였다.
도 17은 편광층이 제거된 후 표시 장치의 이미지이다. 도 17을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 편광층을 제거한 후에도 루프층이나 캐핑층을 포함하는 구조물이 손상되지 않음을 확인할 수 있었다.
이는 통상적인 접착제를 이용하여 캐핑층에 편광층을 부착, 제거시 루프층이 뜯겨져 나갔던 본 발명 비교예 도 10과 비교하여 보면 더욱 명확히 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 사용되는 접착제는 온도 가변 접착제로, 화학식 1 및 화학식 2의 화합물을 일정 비율로 포함함으로써 상온 및 고온에서의 접착력 차이가 현저하다. 즉, 접착력이 상온에서는 약 600gf/25mm이지만, 80도의 고온에서는 약 50gf/25mm 이고, 따라서 온도 조절을 통해 접착력을 가변할 수 있다. 따라서 도 3 내지 5에 기재된 바와 같이 부드러운 유기 캐핑층 위에 편광층을 부착하는 경우에도, 캐핑층이나 루프층의 손상 없이 잘못 부착된 편광층을 제거할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 가변 접착제층은 도 3 내지 도 5에 개시된 구조의 표시장치뿐만 아니라, 기판이 고분자층으로 이루어진 표시 장치에도 사용 가능하다. 이하에서는 상기 온도 가변 접착제층이 적용될 수 있는 표시 패널의 예시로서 플렉서블 표시 장치에 대하여 설명한다.
플렉서블 표시 장치의 경우, 하부 기판 및 상부 기판이 글래스로 이루어지지 않고, 유연성을 갖는 부드러운 고분자 재질로 이루어진다. 이러한 고분자 재질의 기판의 경우 앞서 설명한 표시 장치의 캐핑층과 마찬가지로, 박리강도가 낮으며 따라서 통상적인 접착제로 편광판을 부착하였다 제거하는 경우 기판 및 기판에 형성된 구조물의 파손을 유발할 수 있다.
도 18은 본 발명 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 것이다. 도 18을 참고로 하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 하부 기판(115) 및 상부기판(215), 사이에 개제된 액정층(31)을 포함한다.
하부 기판(115) 및 상부 기판(215)은 폴리아미드(PA)와 폴리이미드(PI)와 같은 투명한 플라스틱으로 이루어져 있고, 플렉서블 하다.
하부 기판(115) 위에는 박막 트래지스터와 제1 전기장 형성 전극이 형성되어 있을 수 있다. 도 18에서 색필터는 하부 기판(115) 위에 형성된 것으로 도시되었으나, 상부 기판(215)에 존재할 수도 있다.
상부 기판(215) 에는 제2 전기장 형성 전극과 블랙 매트릭스가 형성되어 있을 수 있다. 하부 기판(115)과 상부 기판(215)사이에 형성된 액정층은 제1 전기장 형성 전극과 제2 전기장 형성 전극에서 발생하는 전기장으로 배향된다.
제2 전기장 형성 전극은 제1 전기장 형성 전극과 절연되어 하부 기판(115)위에 형성될 수도 있다.
하부 기판(115) 아래 및 상부 기판(215) 위에는 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 온도 가변 접착제층(410)이 형성되어 있다.
[화학식 1]
Figure 112016043799429-pat00013
[화학식 2]
Figure 112016043799429-pat00014
온도 가변 접착제층(410)에 대한 설명은 앞서 설명한 내용과 동일하다. 즉, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55% 내지 65%이고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15% 내지 25%일 수 있다. 보다 바람직하게는 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 약 60% 일수 있고, 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 약 20%일 수 있다.
온도 가변 접착제층(410)의 접착력은 상온(25도)에서 약 600gf/25mm이지만, 80도의 고온에서는 약 50gf/25mm 이다.
이러한 온도 가변 접착제층(410) 위에 편광층(420)이 부착되어 있다. 공정 과정에서 편광층(420)이 잘못 부착된 경우, 온도 가변 접착제층(410)의 온도를 변화시켜 접착력을 감소시키고, 잘못 부착된 편광층을 용이하게 제거할 수 있다.
그러면 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 표시 패널을 형성하는 단계, 상기 표시 패널 위 또는 아래에 온도 가변 접착제층을 도포하는 단계, 상기 온도 가변 접착제층 위에 편광층을 부착하는 단계를 포함하고, 상기 온도 가변 접착제층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016043799429-pat00015
[화학식 2]
Figure 112016043799429-pat00016
상기 표시 패널을 형성하는 단계에서는 도 3 내지 도 5와 같이 미세 공간을 갖는 구조의 표시 패널이나, 도 18에 도시된 바와 같이 플렉서블한 표시 패널을 형성할 수 있다.
다음, 상기 표시 패널 위 또는 아래에 온도 가변 접착제층을 도포한다. 표시 패널의 가장 윗면 및 가장 아랫면 모두가 유기물이나 고분자와 같이 부드러운 재질일 경우, 온도 가변 접착제층은 양면에 모두 도포된다. 다만, 표시 패널의 하부 기판이 글래스와 같은 재질일 경우, 하부 기판 아래에는 통상의 접착제층이 도포될 수도 있다.
이때 온도 가변 접착제층의 조성 및 박리력에 대한 설명은 앞서 설명한 바와 동일하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다음, 온도 가변 접착제층 위에 편광층을 부착한다. 편광층의 부착은 일정 압력을 가하여 이루어질 수 있다.
이때, 편광층이 잘못 부착된 경우, 상기 부착한 편광층에 열을 가하는 단계, 상기 부착한 편광층을 물리적으로 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 잘못 부착된 편광층에 열을 가하여, 온도 가변 접착제층의 접착력을 감소시킨다.
다음, 편광층을 물리적으로 제거하면, 접착제층의 접착력이 감소되었기 때문에 용이하게 제거할 수 있다.
기존 통상적인 접착제를 사용하는 경우 편광층이 잘못 부착되어 이를 제거시, 표시 패널이 같이 손상되는 문제점이 있었다. 따라서 표시 패널을 사용하지 못하게 되고 이는 공정상 손실을 유발하였다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 경우, 편광층이 잘못 부착된 경우에도 표시 패널의 손상 없이 편광층을 제거할 수 있다. 따라서, 표시 패널은 편광층을 다시 붙여서 사용가능하며, 공정 효율을 증가시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 기판 121: 게이트선
124: 게이트 전극 131: 유지 전극선
140: 게이트 절연막 151: 반도체층
171: 데이터선 180: 보호막
180a, 180b: 층간 절연막 185: 접촉 구멍
191: 화소 전극 220: 차광 부재
230: 색필터 250: 절연층
270: 공통 전극 305: 미세 공간
350: 하부 절연층 370: 상부 절연층
390: 캐핑층 410: 온도 가변 접착제층
420: 편광층 430: 접착제층
450: 편광판

Claims (20)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널 위에 위치하는 편광층;
    상기 표시 패널과 상기 편광층을 부착시키는 온도 가변 접착제층을 포함하며,
    상기 온도 가변 접착제층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고,
    상기 온도 가변 접착제층의 25도에서의 접착력은 500gf/25mm 내지 700gf/25mm이고,
    상기 온도 가변 접착제층의 80도에서의 접착력은 40gf/25mm 내지 60gf/25mm인 표시 장치:
    [화학식 1]
    Figure 112023044756386-pat00017

    [화학식 2]
    Figure 112023044756386-pat00018
    .
  2. 제1항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55 중량% 내지 65 중량%이고,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15 중량% 내지 25 중량%인 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 온도 가변 접착제층은 가교제를 포함하고,
    상기 가교제의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15 중량% 내지 25 중량% 인 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 표시 패널은,
    기판;
    상기 기판 위에 기판 위에 위치하는 화소 전극;
    상기 화소 전극과 마주보는 루프층;
    상기 화소 전극과 상기 루프층 사이에 액정 분자를 포함하는 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층; 그리고
    상기 루프층 위에 형성된 캐핑층을 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 온도 가변 접착제층은 상기 캐핑층 위에 위치하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 기판은 유리인 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 루프층 아래에 위치하는 공통 전극을 포함하는 표시 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 화소 전극과 절연되어 화소 전극 아래에 형성된 공통 전극을 포함하는 표시 장치.
  10. 제6항에서,
    상기 기판은 플렉서블한 플라스틱인 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 기판 아래에 하부 편광층이 형성되어 있고,
    상기 기판과 상기 하부 편광층을 부착시키는 온도 가변 접착제층을 포함하며,
    상기 온도 가변 접착제층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 표시 장치:
    [화학식 1]
    Figure 112016043799429-pat00019

    [화학식 2]
    Figure 112016043799429-pat00020
    .
  12. 제11항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55 중량% 내지 65 중량%이고,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15 중량% 내지 25 중량%인 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 제1항에서,
    상기 표시 패널은
    플렉서블한 하부 기판;
    상기 하부기판과 마주보는 플렉서블한 상부 기판;
    상기 하부기판과 상기 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 하부 기판 아래에 온도 가변 접착제층이 형성되어 있으며,
    상기 온도 가변 접착제층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 표시 장치:
    [화학식 1]
    Figure 112016043799429-pat00021

    [화학식 2]
    Figure 112016043799429-pat00022
    .
  16. 제15항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55 중량% 내지 65 중량%이고,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15 중량% 내지 25 중량%인 표시 장치.
  17. 표시 패널을 형성하는 단계;
    상기 표시 패널 위 또는 아래에 온도 가변 접착제층을 도포하는 단계;
    상기 온도 가변 접착제층 위에 편광층을 부착하는 단계를 포함하고
    상기 온도 가변 접착제층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고,
    상기 온도 가변 접착제층의 25도에서의 접착력은 500gf/25mm 내지 700gf/25mm이고,
    상기 온도 가변 접착제층의 80도에서의 접착력은 40gf/25mm 내지 60gf/25mm인 표시 장치의 제조 방법:
    [화학식 1]
    Figure 112023044756386-pat00023

    [화학식 2]
    Figure 112023044756386-pat00024
    .
  18. 제17항에서,
    상기 온도 가변 접착제층 위에 편광층을 부착하는 단계 이후에,
    상기 부착한 편광층에 열을 가하는 단계;
    상기 부착한 편광층을 물리적으로 제거하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제17항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 55 중량% 내지 65 중량%이고, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 함량은 전체 온도 가변 접착제층에 대하여 15 중량% 내지 25 중량%인 표시 장치의 제조 방법.
  20. 삭제
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