KR101970645B1 - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부 표시판 및 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 형성되어 있으며, 타측단은 다른 하나의 표시판과 접촉하고 있는 한 쌍의 지지댐; 및 상기 상부 표시판, 상기 하부 표시판 및 상기 한 쌍의 지지댐으로 구획된 공간에 위치하는 진공 영역을 포함하는 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 것이다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 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.
그 외 편면 표시 장치로는 플라즈마 표시 장치, 유기 발광 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 전기 습윤 표시 장치 등이 있다.
이러한 표시 장치는 최근 점점 가볍고, 더 얇아지고 저전력화되는 경향을 가진다. 이러한 경향에 더불어 표시 장치의 베젤 부분도 그 폭이 좁아지는 추세에 있다. 베젤 부분의 폭을 좁히면 표시 장치의 크기가 날렵해 보여 디자인 면에서 우수할 뿐만 아니라, 수개의 표시 패널을 사용하여 대형 표시 장치를 제조할 때 인접한 표시 패널 사이의 간격이 좁아질 수 있는 장점이 있다.
베젤 부분의 폭을 좁히기 위해서는 표시 영역을 둘러 싸고 있는 주변 영역의 폭을 줄여야 하는데, 표시 패널의 주변 영역에는 다양한 배선, 구동부 및 밀봉재가 부착되어 있어 그 크기를 줄이는데 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표시 장치에서 작은 베젤을 가지는 표시 장치를 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 상부 표시판 및 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 형성되어 있으며, 타측단은 다른 하나의 표시판과 접촉하고 있는 한 쌍의 지지댐; 및 상기 상부 표시판, 상기 하부 표시판 및 상기 한 쌍의 지지댐으로 구획된 공간에 위치하는 진공 영역을 포함한다.
상기 표시 장치는 표시 영역과 상기 표시 영역 주변의 주변 영역을 포함하며, 상기 주변 영역에 상기 한 쌍의 지지댐 및 상기 진공 영역이 위치할 수 있다.
상기 한 쌍의 지지댐은 내측 지지댐과 외측 지지댐을 포함하며, 상기 내측 지지댐은 상기 표시 영역에 인접하며, 상기 표시 영역을 둘러싸는 개구부를 가지는 사각 기둥의 구조를 가지며, 상기 외측 지지댐은 상기 진공 영역을 둘러싸며, 개구부를 가지는 사각 기둥의 구조를 가질 수 있다.
상기 내측 지지댐의 개구부에는 상기 표시 영역이 위치하며, 상기 외측 지지댐의 개구부에는 상기 표시 영역, 상기 내측 지지댐 및 상기 진공 영역이 위치할 수 있다.
상기 상부 표시판 및 상기 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 형성되어 있는 배출구를 더 포함하며, 상기 배출구는 상기 진공 영역 중 일부 영역에 형성되어 있을 수 있다.
상기 진공 영역을 따라서 상기 상부 표시판 및 상기 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 형성되어 있는 홈을 더 포함할 수 있다.
상기 배출구는 상기 홈 중 일부 영역에 형성되어 있을 수 있다.
상기 배출구를 외부와 차단하는 차폐 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 내측 지지댐과 상기 표시 영역의 사이에 형성되어 있는 추가 내측 지지댐을 더 포함할 수 있다.
상기 추가 내측 지지댐과 상기 내측 지지댐의 사이에는 충진재가 형성되어 있을 수 있다.
상기 외측 지지댐의 외측에 형성되어 있는 추가 외측 지지댐을 더 포함할 수 있다.
상기 외측 지지댐과 상기 추가 외측 지지댐의 사이에는 충진재가 형성되어 있을 수 있다.
상기 내측 지지댐 및 상기 외측 지지댐 중 적어도 하나와 상기 상부 표시판 및 상기 하부 표시판의 적어도 하나와 접하여 형성되어 있는 지지 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 내측 지지댐은 액정층을 둘러싸고 있을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 상부 표시판과 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 한 쌍의 지지댐을 형성하는 단계; 및 상기 상부 표시판과 상기 하부 표시판을 진공 합착시키는 단계를 더 포함하며, 상기 상부 표시판과 상기 하부 표시판을 진공 합착시키는 단계는 상기 한 쌍의 지지댐의 일단과 상기 상부 표시판과 상기 하부 표시판 중 나머지 하나의 표시판을 접촉시키고 상기 한 쌍의 지지댐 사이의 영역을 진공 영역으로 형성한다.
상기 상부 표시판과 상기 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 상기 진공 영역을 따라 연장되어 있는 홈을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 표시판과 상기 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 상기 진공 영역에서 공기를 배출시키는 배출구를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 배출구를 실링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 표시판과 상기 하부 표시판을 진공 합착시키는 단계는 상기 한 쌍의 지지댐의 일단과 상기 상부 표시판과 상기 하부 표시판 중 나머지 하나의 표시판의 접촉여부를 감지하는 단계; 및 상기 한 쌍의 지지댐의 일단과 상기 상부 표시판과 상기 하부 표시판 중 나머지 하나의 표시판이 접촉한 후 상기 한 쌍의 지지댐 사이의 영역에서 공기를 배출시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 상부 표시판과 하부 표시판 중 일측 표시판에 액정층을 적하하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상과 같이 액정을 가두는 밀봉재의 폭을 줄여 작은 베젤을 가지는 액정 표시 장치를 제공한다. 뿐만 아니라 상부 표시판과 하부 표시판을 합착하는 다양한 표시 장치에서도 작은 베젤을 가지는 표시 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선에 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역의 폭을 도시한 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역의 폭을 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 액정 표시 장치의 상하판을 합착하는 방법을 도시한 도면이다.
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 도 1 및 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II선에 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판(110)과 하부 표시판(110)에 대응하는 상부 표시판(210) 및 하부 표시판(110)과 상부 표시판(210)의 사이에 위치하고 있으며, 액정 분자를 포함하는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(110)은 서로 절연되면서 교차하고 있는 게이트선과 데이터선을 포함한다. 게이트선 및 데이터선은 박막 트랜지스터의 제어 단자 및 입력 단자와 연결되어 있으며, 박막 트랜지스터의 출력 단자는 화소 전극과 연결되어 있다.
한편, 하부 표시판(110)에 대향하는 상부 표시판(210)에는 컬러 필터, 차광 부재, 공통 전극, 스페이서 및 한 쌍의 지지댐(311, 313)를 포함한다. 차광 부재는 개구부를 가지며, 개구부에는 컬러 필터가 위치하고 있다. 공통 전극은 하부 표시판(110)의 전 영역에 걸쳐 형성되어 있을 수 있으며, 차광 부재 및 컬러 필터의 하부에 위치하고 있다. 공통 전극의 하부에는 컬럼 스페이서가 위치한다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 하부 표시판(110)이 상부 표시판(210)보다 넓게 형성되어 있으며, 액정 표시 장치는 패드 영역(310)과 중간 영역(320)을 포함하는 주변 영역과 표시 영역(300)을 포함한다. 하지만, 실시예에 따라서는 하부 표시판(110)이 상부 표시판(210)보다 좁게 형성되어 있을 수도 있다. 이 때, 상부 표시판(210)에 패드 영역 및 중간 영역이 형성되어 있을 수 있다.
패드 영역(310)은 하부 표시판(110)이 상부 표시판(210)보다 넓어 노출된 부분이며, 표시 영역(300)은 상부 표시판(210) 및 하부 표시판(110)이 중첩하고, 화소가 형성되어 화상을 표시하는 영역이다. 패드 영역(310)과 표시 영역(300)의 사이에는 중간 영역(320)이 위치하며, 중간 영역(320)은 한 쌍의 지지댐(311, 313) 및 진공 영역(315)을 포함한다.
상세하게 살펴보면, 중간 영역(320)에는 한 쌍의 지지댐(311, 313)이 형성되어 있다. 한 쌍의 지지댐(311, 313)은 중앙에 개구부를 가지는 사각 기둥의 형태로 표시 영역(300)을 둘러 싸는 구조를 가지며, 내측 지지댐(313)과 외측 지지댐(311)으로 구분된다. 내측 지지댐(313)은 표시 영역(300)에 인접하여 표시 영역(300) 및 액정층(3)을 둘러싸는 개구부를 가지는 사각 기둥 구조를 가진다. 외측 지지댐(311)은 진공 영역(315)은 진공 영역(315)을 둘러싸는 개구부를 가지는 사각 기둥 구조를 가진다. 내측 지지댐(313)의 개구부에는 표시 영역(300)이 위치하며, 외측 지지댐(311)의 개구부에는 진공 영역(315), 내측 지지댐(313) 및 표시 영역(300)이 위치한다. 한 쌍의 지지댐(311, 313)은 진공 영역(315)을 지지하고 유지할 필요가 있으므로 탄성력이 우수한 물질을 사용할 수 있다. 또한, 한 쌍의 지지댐(311, 313)은 컬럼 스페이서, 컬러 필터, 차광 부재 중 하나와 동일한 물질로 형성되거나 유기 물질로 형성될 수 있다. 유기 물질로 형성되는 경우 상부 표시판(210)에 형성되는 유기막과 함께 형성될 수 있다. 또한, 한 쌍의 지지댐(311, 313)가 컬럼 스페이서, 컬러 필터, 차광 부재 중 하나와 동일한 물질로 형성되는 경우 해당 물질이 형성될 때 함께 형성될 수 있다.
내측 지지댐(313) 및 외측 지지댐(311)의 사이에는 진공 영역(315)이 형성되어 있다. 내측 지지댐(313) 및 외측 지지댐(311)은 진공 영역(315)을 형성하고 이를 유지할 수 있도록 형성되어 있으며, 진공 영역(315)에 의하여 상부 표시판(210)과 하부 표시판(110)은 서로 밀착되어 있고, 그 사이의 액정층(3)이 외부와 차단된다. 진공 영역(315)도 내측 지지댐(313) 및 외측 지지댐(311)과 같이 개구부를 가지는 사각 기둥 형태를 가지며, 내측 지지댐(313)과 외측 지지댐(311)으로 구획된 공간에 형성되어 있다. 진공 영역(315)의 낮은 압력으로 인하여 상부 표시판(210)과 하부 표시판(110)은 서로 밀착되게 된다.
또한, 진공 영역(315)에는 진공 영역(315)을 따라서 상부 표시판(210)에 홈(316)이 형성되어 있다. 홈(316)은 진공 영역(315)을 따라서 형성되며, 사각홈의 구조를 가진다. 홈(316)의 측면은 진공 영역(315)의 경계(또는 지지댐(311, 313)의 측면)와 일치(도 2 참고)하거나 실시예에 따라서는 지지댐(311, 313)의 아래 또는 지지댐(311, 313)의 측면에서 일정 거리를 두고 위치할 수 있다. 홈(316)은 상부 표시판(210)과 하부 표시판(110)의 사이의 간격이 좁아 진공을 충분하게 형성할 수 없어 상부 표시판(210)과 하부 표시판(110)이 밀착하지 못하는 경우에 추가적으로 형성될 수 있다. 이 때, 홈(316)은 진공 영역(315)의 공간을 충분하게 형성하여 외부의 공기 압력과 진공 영역(315) 간의 압력차이를 충분하게 형성하여 상부 표시판(210)과 하부 표시판(110)이 밀착할 수 있도록 한다. 또한, 진공 영역(315)의 두께는 홈(316)으로 인하여 표시 영역(300)에 주입된 액정층(3)의 셀갭보다 두꺼울 수 있다.
한편, 실시예에 따라서는 홈(316)은 형성되지 않을 수도 있다. 홈(316)이 형성되지 않는 실시예에서의 진공 영역(315)은 표시 영역(300)에 주입된 액정층(3)의 셀갭과 동일한 두께를 가질 수 있다.
진공 영역(315)의 홈(316) 중 일부 영역에는 공기를 배출하는 배출구(318)가 형성되어 있으며, 진공 영역(315)을 형성한 후 이를 외부와 차단하는 차폐 부재(317)가 형성되어 있다.
홈(316)이 형성되어 있지 않은 실시예에서는 배출구(318)는 진공 영역(315) 중 일부 영역에 형성될 수 있다. 실시예에 따라서 홈(316)과 배출구(318)는 동일한 표시판(상부 표시판 또는 하부 표시판)에 형성될 수도 있으며, 서로 다른 표시판에 형성될 수도 있다.
이상과 같이 내측 지지댐(313) 및 외측 지지댐(311)은 진공 영역(315)과 외부의 공기 압력 차이를 지지할 수 있는 두께 및 재질로 형성될 수 있다.
한편, 실시예에 따라서는 상부 표시판(210)에 형성되어 있는 공통 전극, 차광 부재, 컬러 필터 및 스페이서 중 적어도 하나가 하부 표시판(110)에 형성될 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는 내측 지지댐(313) 및 외측 지지댐(311)이 하부 표시판(110)에 형성될 수 있으며, 또한, 각각 하나의 표시판(110, 210)에 형성될 수도 있다.
한편, 도시하지 않았지만, 액정층(3)과 상부 표시판(210) 및 하부 표시판(110)의 사이에는 배향막이 형성되어 액정 분자의 초기 배향 방향을 제어할 수 있다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 주변 영역의 폭이 어느 정도 감소할 수 있는지 살펴본다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역의 폭을 도시한 단면도이고, 도 4는 비교예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역의 폭을 도시한 단면도이다.
먼저, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역의 폭을 도시하고 있으며, 패드 영역(310)의 폭은 1.4mm이고, 패드 영역(310)과 표시 영역(300) 사이의 중간 영역(320)의 폭은 0.4mm이다. 중간 영역(320)의 폭 중 상부 표시판(210)의 끝과 외측 지지댐(311) 사이의 폭이 0.3mm이고, 한 쌍의 지지댐(311, 313) 및 진공 영역(315)이 차지하는 폭은 0.1mm이고, 한 쌍의 지지댐(311, 313)은 각각 0.025mm이고, 그 사이의 진공 영역(315)의 폭은 0.05mm이다.
이에 반하여, 도 4의 비교예는 실런트(311’)를 사용하여 상부 표시판(210)과 하부 표시판(110)을 밀봉한 비교예이며, 패드 영역(310)의 폭은 도 3의 실시예와 같이 1.4mm이지만, 중간 영역(320’)의 폭은 1.5mm이고, 그 중 실런트(311’)의 폭은 0.8mm이고, 실런트(311’)의 좌하에 위치하는 배향막(11)으로 인하여 실런트(311’)와 표시 영역(300) 사이에 발생하는 공간(배향막 영역)이 0.4mm이고, 상부 표시판(210)의 끝과 실런트(311’) 사이의 폭이 0.3mm이다.
도 3과 도 4를 비교하면, 패드 영역(310)의 폭과 중간 영역(320, 320’) 중 상부 표시판(210)의 끝과 외측 지지댐(311) 또는 실런트(311’) 사이의 폭은 서로 동일하다. 하지만, 도 4의 비교예에서는 중간 영역(310’)에서 실런트(311’)와 배향막 영역의 폭으로 총 1.2mm가 존재하지만, 도 3의 실시예에서는 해당 공간이 한 쌍의 지지댐(311, 313) 및 진공 영역(315)으로 교체되고, 해당 영역의 폭이 0.1mm로 감소(90% 이상 감소)하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 4의 비교예에 비하여 도 3의 실시예는 중간 영역(320)의 폭은 1.1mm를 줄일 수 있고, 그 결과 패드 영역(310)과 중간 영역(320)에 대응하는 베젤(bezel)도 2.9mm에서 1.8mm로 1.1mm 줄일 수 있다. (베젤의 폭은 40% 정도 감소) 그 결과 슬림한 베젤을 가지는 표시 장치를 형성할 수 있다.
또한, 도 3의 실시예에서는 실런트(311’)를 경화하는 단계가 필요하지 않아 공정 시간을 단축할 수 있으며, 실런트(311’)를 경화할 때 100도 이상의 온도에서 경화하므로 이를 제거하면 액정 표시 장치의 다른 구성 요소가 열 변형이 발생하지 않도록 할 수 있다. 추가되는 공정으로는 표시판에 홈(316)을 형성하는 것으로, 레이저 식각으로도 형성할 수 있으므로 공정 시간은 단축된다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 사용하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 살펴본다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
먼저, 도 5 및 도 6은 진공 영역(315)을 구획하고 지지하는 한 쌍의 지지댐(311, 313)을 보강하는 실시예를 도시하고 있다.
도 5에서는, 지지댐을 두 쌍 형성하는 구조를 도시하고 있다.
도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 내측 지지댐(313), 외측 지지댐(311) 그리고 두 지지댐(311, 313)의 사이에 형성된 진공 영역(315)이 있으며, 그 외측에 한 쌍의 추가 지지댐(311-1, 313-1)이 형성되어 있다. 추가 외측 지지댐(311-1)과 추가 내측 지지댐(313-1)은 내측 지지댐(313) 및 외측 지지댐(311)과 동일한 물질로 형성되어 있다. 한 쌍의 추가 지지댐(311-1, 313-1)도 한 쌍의 지지댐(311, 313)과 같이 표시 영역(300)의 주변에 개구부를 가지는 사각 기둥 형상으로 형성된다. 한 쌍의 추가 지지댐(311-1, 313-1)과 한 쌍의 지지댐(311, 313)의 사이에는 에폭시(epoxy) 등의 물질로 형성된 충진재(315-1)가 형성되어 있다. 한 쌍의 추가 지지댐(311-1, 313-1)과 충진재(315-1)는 한 쌍의 지지댐(311, 313)이 균열 등으로 인하여 진공 영역(315)이 깨어질 우려를 차단하기 위하여 형성한 것으로 한 쌍의 지지댐(311, 313)을 보강한다. 이와 같은 실시예에 의하면 중간 영역(320)의 폭이 도 3의 실시예에 비하여 증가하지만, 증가하는 폭도 약 0.1mm 정도이므로 도 4의 비교예에 비하여 여전히 좁은 폭의 베젤을 가질 수 있다.
실시예에 따라서는 충진재(315-1) 대신에 해당 영역도 진공 영역으로 형성할 수도 있다. 이 경우에는 진공 영역(315)을 2 이상 가지는 액정 표시 장치가 형성된다. 2 이상의 진공 영역(315)을 형성하더라도 도 4의 비교예에 비하여 여전히 좁은 폭의 베젤을 가질 수도 있다.
도 5의 실시예에서도 진공 영역(315)에는 홈(316) 및 배출구(318)가 형성되어 있으며, 도 5에서는 도시하고 있지 못하지만, 배출구(318)를 차단하는 차폐 부재(317)를 더 포함한다. 도 5의 실시예에서 홈(316)은 한 쌍의 지지댐(311, 313)의 측면에서 일정 거리 들어와 형성된 구조를 가진다. 하지만, 실시예에 따라서는 진공 영역(315)의 경계(또는 지지댐(311, 313)의 측면)와 일치(도 2 참고)하거나 한 쌍의 지지댐(311, 313)의 아래에 홈(316)의 경계를 가질 수 있다.
도 5의 실시예에서 한 쌍의 추가 지지댐(311-1, 313-1)은 진공 영역(315)을 형성함에 있어서 공기를 빼낼 때 액정 물질이 진공 영역(315)으로 유입되는 것을 일차적으로 차단하는 역할도 수행한다.
도 5의 실시예에서는 추가 지지댐이 한 쌍 형성되는 구조를 도시하고 있지만, 이들 중 하나의 추가 지지댐만을 형성할 수도 있다.
한편, 도 6의 실시예에서는 한 쌍의 지지댐(311, 313)을 보강하기 위하여 한 쌍의 지지댐(311, 313)과 일측의 표시판 측(도 6의 실시예에서는 상부 표시판(210))에 지지 부재(312, 312-1)를 추가 형성하고 있다. 지지 부재(312, 312-1)는 한 쌍의 지지댐(311, 313)과 일측 표시판에 접하며 형성되어 있다. 이하에서는 지지댐(311, 313)이 형성된 표시판을 일측 표시판이라 하며, 이에 대향하는 표시판을 타측 표시판이라 한다.
지지 부재(312, 312-1)는 한 쌍의 지지댐(311, 313)과 상부 표시판(210) 사이에서 접착력을 향상시키거나 표시 영역(300) 또는 패드 영역(310)의 액정 물질 또는 공기가 진공 영역(315)으로 진입하는 것을 차단한다.
즉, 도 6의 실시예에서는 한 쌍의 지지댐(311, 313)가 일측 표시판에 형성되고, 한 쌍의 지지댐(311, 313) 중 일측 표시판으로부터 멀리 떨어진 일단(이하 타측단이라 함)에 지지 부재(312, 312-1)를 형성한다. 그 후, 타측 표시판과 일측 표시판을 서로 밀착 시킨 후 진공 영역(315)의 공기를 빼내는 데, 이 때, 지지 부재(312, 312-1)가 타측 표시판과의 밀착성을 향상시켜 액정 물질이나 공기가 진공 영역(315)으로 진입하는 것을 차단한다. 즉, 내측 지지댐(313)에 형성된 지지 부재(312-1)는 표시 영역(300)에서 액정 물질이 진공 영역(315)으로 진입하는 것을 막으며, 외측 지지댐(311)에 형성된 지지 부재(312)는 외부 및 패드 영역(310)에서 공기가 진공 영역으로 진입하는 것을 막는다. 그 결과 진공 영역(315)을 형성하고 유지하는데 도움을 주는 역할을 한다. 여기서, 지지 부재(312, 312-1)와 지지댐(311, 313)은 동일한 물질로 형성되거나 서로 다른 물질로 형성될 수 있으며, 지지 부재(312, 312-1)는 유기 물질을 포함할 수 있다. 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이 지지 부재(312, 312-1)의 단면은 삼각형 형상을 가진다. 지지 부재(312, 312-1)는 지지댐(311, 313)의 양측 벽으로부터 서서히 증가 또는 감소하는 폭을 가지며, 지지댐(311, 313)을 따라 형성되어 있다. 한편, 실시예에 따라서는 지지 부재(312, 312-1)의 단면은 다양한 다각형 또는 구형 형상을 가질 수도 있다.
한편, 실시예에 따라서는 지지 부재(312, 312-1)는 한 쌍의 지지댐(311, 313)이 형성된 일측 표시판과 인접한 일측단에 형성될 수도 있으며, 또한, 한 쌍의 지지댐(311, 313)의 양 단(즉, 타측단과 일측단 모두)에 형성될 수도 있다. 뿐만 아니라 내측 지지댐 또는 외측 지지댐에만 형성될 수도 있다.
도 6의 실시예에서도 진공 영역(315)에는 홈(316) 및 배출구(318)가 형성되어 있으며, 도 6에서는 도시하고 있지 못하지만, 배출구(318)를 차단하는 차폐 부재(317)를 더 포함한다. 도 6의 실시예에서 홈(316)은 한 쌍의 지지댐(311, 313)의 측면에서 일정 거리 들어와 형성된 구조를 가진다. 하지만, 실시예에 따라서는 진공 영역(315)의 경계(또는 지지댐(311, 313)의 측면)와 일치(도 2 참고)하거나 한 쌍의 지지댐(311, 313)의 아래에 홈(316)의 경계를 가질 수 있다. 또한, 도 6에서 홈(316)은 지지 부재(312, 312-1)의 아래에 일측 측벽이 위치하고 있는 구조로 도시하고 있지만, 실시예에 따라서는 지지 부재(312, 312-1)의 끝단과 홈(316)의 측벽이 일치하거나 서로 일정 간격을 두고 떨어져 있을 수도 있다.
한편, 도 7에서는 도 2의 실시예와 달리 홈(316) 및 배출구(318)가 하부 표시판(110)에 형성된 실시예가 도시되어 있다. 그 결과 차폐 부재(317)도 하부 표시판(110)에 형성되어 있다. 도 7에서 한 쌍의 지지댐(311, 313)은 상부 표시판(210) 또는 하부 표시판(110)에 형성되고, 그 후 타측 표시판에 부착될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따라서 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 살펴본다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 8에서는 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서도로 간략하게 도시하였으며, 이하에서는 상부 표시판(210)에 한 쌍의 지지댐(311, 313)이 위치하는 실시예를 기준으로 살펴본다.
먼저, 한 쌍의 지지댐(311, 313)을 형성한다. (S10) 즉, 상부 표시판(210)에 차광 부재, 컬러 필터, 공통 전극 및 한 쌍의 지지댐(311, 313)을 형성한다. 절연 기판에 차광 부재, 컬러 필터, 공통 전극이 형성된 후, 그 위에 한 쌍의 지지댐(311, 313)을 주변 영역(310, 320)의 위치에 표시 영역(300)을 둘러 싸는 개구부를 가지는 사각 기둥의 형태로 형성한다. 내측 지지댐(313)은 표시 영역(300)에 근접하게 형성되며, 외측 지지댐(311)은 표시 영역(300)으로부터 멀리 형성되어 내측 지지댐(313)에 비하여 더 길게 형성된다. 이 때, 한 쌍의 지지댐(311, 313)은 유기 물질로 형성될 수 있다. 또한, 한 쌍의 지지댐(311, 313)은 실시예에 따라서는 차광 부재 또는 컬러 필터와 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 이 때에는 절연 기판에 차광 부재 또는 컬러 필터를 형성할 때 한 쌍의 지지댐(311, 313)도 함께 형성할 수도 있다.
그 후, 상부 표시판(210)의 한 쌍의 지지댐(311, 313)의 사이의 영역에 홈(316) 및 배출구(318)를 형성한다. (S20) 홈(316) 및 배출구(318)는 절연 기판을 레이저 식각, 습식 식각 또는 건식 식각에 의하여 형성한다. 절연 기판으로 유리를 사용하는 경우에는 레이저 식각이나 HF를 포함하는 식각액을 사용하여 습식 식각할 수 있다.
홈(316)은 도 2, 도 5, 도 6 및 도 7 중 어느 하나의 실시예에 따라서 형성될 수 있으며, 배출부(318)의 위치도 실시예에 따라서 자유롭게 형성할 수 있다. 배출부(318)는 진공 영역(315)을 형성하기 위하여 공기를 배출하는 곳이므로, 진공 영역(315)의 내에 형성될 수 있다.
한편, 별도의 공정으로 하부 표시판(110)을 완성한다. 즉, 절연 기판에 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터, 화소 전극 등을 형성하여 하부 표시판(110)을 완성한다. 하부 표시판(110)을 완성하는 시기는 상부 표시판(210)을 완성하는 시기보다 빠를 수도 있고, 늦을 수도 있다.
그 후, 상부 표시판(210) 또는 하부 표시판(110)에 액정 물질을 ODF(one drop filling) 방식 또는 잉크젯 방식 등으로 적하한다.
그 후, 상부 표시판(210)과 하부 표시판(110)을 진공 합착한다. (S30) 즉, 하부 표시판(110)과 한 쌍의 지지댐(311, 313), 홈(316) 및 배출구(318)가 형성된 상부 표시판(210)을 접촉시키고 배출구(318)를 통하여 공기를 제거하여 한 쌍의 지지댐(311, 313)의 사이 영역에 진공 영역(315)을 형성하면서 상부 표시판(210)과 하부 표시판(110)을 밀착시킨다.
그 후, 진공 영역(315)으로 공기가 유입되는 것을 막기 위하여 배출구(318)를 실링(sealing)한다. (S40) 본 실시예에서는 차폐 부재(317)를 배출구(318)의 외측에 형성하여 실링한다. 하지만, 실시예에 따라서는 다양한 실링 방법이 사용될 수 있다.
S30의 단계 즉, 양 표시판을 진공 합착할 때에는 배출구(318)를 통하여 공기를 빼내는 속도를 조절할 필요가 있다. 공기를 빼내는 속도가 빠를 경우에는 내측 지지댐(313)의 안쪽에 위치하는 액정 물질이 진공 영역(315)으로 빨려 들어올 여지가 있다. 이는 내측 지지댐(313)이 형성된 일측 표시판과 내측 지지댐(313)의 사이에는 틈이 없어 액정 물질이 빨려 들어오지 않지만, 타측 표시판과 내측 지지댐(313)의 사이에는 밀착되기 전이므로 액정 물질이 유입될 여지가 있다. 외측 지지댐(311) 쪽에서는 공기만이 유입될 것이므로 이는 빼내면 되지만, 액정 물질은 공기를 빼내는 진공기에 손상을 가져올 수 있어 문제가 있다. 그러므로 배출구(318)를 통하여 공기를 빼내는 속도를 적절하게 낮추어 액정 물질이 유입되지 않도록 할 필요가 있을 수 있다. 공기를 빼내는 속도는 액정 표시 장치의 지지댐의 구조 및 액정 물질 등에 따라 다를 수 있다.
이를 조절하기 위하여 도 9에서 도시하고 있는 본 발명의 일 실시예를 살펴본다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 액정 표시 장치의 상하판을 합착하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9의 실시예에서는 액정 표시 장치의 상하판을 합착하는데 있어서, 별도의 센서를 이용하여 상부 표시판(210)과 하부 표시판(110)이 접촉, 즉, 지지댐(311, 313)과 타측 표시판이 접촉하는지 여부를 감지하여, 접촉이 감지되면(도 9의 아래 도면 참고), 그 때 배출구(318)를 통하여 공기를 빼내기 시작하도록 하는 실시예이다. 즉, 도 9의 상부 도면과 같이 지지댐(311, 313)과 타측 표시판이 떨어져 있는 경우에는 공기를 빼내지 않고, 도 9의 아래 도면과 같이 지지댐(311, 313)과 타측 표시판이 접촉한 후에 공기를 빼낸다. 이는 지지댐(311, 313)과 타측 표시판이 접촉하기 전에 공기를 빼내면 액정 물질이 넘어올 수 있기 때문이다.
도 8 및 도 9의 방법 실시예는 도 2의 실시예뿐만 아니라, 도 5 내지 도 7 및 그 외 다양한 실시예에 적용될 수 있다. 즉, 도 8의 지지댐을 형성하는 단계(S10)에서는 도 5 및 도 6과 같은 변형된 추가 지지댐 및 지지 부재를 더 형성할 수 있으며, 도 9에서는 이와 같이 형성된 추가 지지댐 및 지지 부재가 대향 표시판에 접촉하는 지를 감지하고 접촉 후에 공기를 빼내도록 할 수 있다.
이상에서는 표시 장치의 대표적인 예인 액정 표시 장치를 기초로 살펴보았다. 하지만, 상부 표시판과 하부 표시판이 합착되는 다른 표시 장치(예를 들면, 유기 발광 표시 장치 등)에서도 본 발명을 적용할 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: 하부 표시판 210: 상부 표시판
3: 액정층
300: 표시 영역 310: 패드 영역
320, 320’ 중간 영역
311, 313: 지지댐 311-1, 313-1: 추가 외측 지지댐
311’ 실런트 312, 312-1: 지지 부재
315: 진공 영역 315-1: 충진재
316: 홈 317: 차폐 부재
318: 배출구

Claims (20)

  1. 상부 표시판 및 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 형성되어 있으며, 타측단은 다른 하나의 표시판과 접촉하고 있는 한 쌍의 지지댐;
    상기 상부 표시판, 상기 하부 표시판 및 상기 한 쌍의 지지댐으로 구획된 공간에 위치하는 진공 영역; 및
    상기 진공 영역을 따라서 상기 상부 표시판 및 상기 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 형성되어 있는 홈을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 표시 장치는 표시 영역과 상기 표시 영역 주변의 주변 영역을 포함하며,
    상기 주변 영역에 상기 한 쌍의 지지댐 및 상기 진공 영역이 위치하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 한 쌍의 지지댐은 내측 지지댐과 외측 지지댐을 포함하며,
    상기 내측 지지댐은 상기 표시 영역에 인접하며, 상기 표시 영역을 둘러싸는 개구부를 가지는 사각 기둥의 구조를 가지며,
    상기 외측 지지댐은 상기 진공 영역을 둘러싸며, 개구부를 가지는 사각 기둥의 구조를 가지는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 내측 지지댐의 개구부에는 상기 표시 영역이 위치하며,
    상기 외측 지지댐의 개구부에는 상기 표시 영역, 상기 내측 지지댐 및 상기 진공 영역이 위치하는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 상부 표시판 및 상기 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 형성되어 있는 배출구를 더 포함하며,
    상기 배출구는 상기 진공 영역 중 일부 영역에 형성되어 있는 표시 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에서,
    상기 배출구는 상기 홈 중 일부 영역에 형성되어 있는 표시 장치.
  8. 제4항에서,
    상기 상부 표시판 및 상기 하부 표시판 중 적어도 하나의 표시판에 형성되어 있는 배출구; 및
    상기 배출구를 외부와 차단하는 차폐 부재를 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제4항에서,
    상기 내측 지지댐과 상기 표시 영역의 사이에 형성되어 있는 추가 내측 지지댐을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 추가 내측 지지댐과 상기 내측 지지댐의 사이에는 충진재가 형성되어 있는 표시 장치.
  11. 제4항에서,
    상기 외측 지지댐의 외측에 형성되어 있는 추가 외측 지지댐을 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 외측 지지댐과 상기 추가 외측 지지댐의 사이에는 충진재가 형성되어 있는 표시 장치.
  13. 제4항에서,
    상기 내측 지지댐 및 상기 외측 지지댐 중 적어도 하나와 상기 상부 표시판 및 상기 하부 표시판의 적어도 하나와 접하여 형성되어 있는 지지 부재를 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제4항에서,
    상기 내측 지지댐은 액정층을 둘러싸고 있는 표시 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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