KR101987094B1 - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 표시 패널, 게이트 드라이버, 데이터 드라이버를 포함한다. 상기 표시 패널은 영상이 표시되는 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역을 포함한다. 상기 표시 패널은 하나의 절연 기판을 사용하여 형성되므로, 씰이 필요 없게 된다. 상기 게이트 드라이버는 평면상에서 상기 표시 영역에 중첩하게 배치될 수 있다. 상기 게이트 드라이버는 실질적으로 투명할 수 있다. 또한, 상기 표시 장치의 제조 방법이 개시된다.

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND FABRICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비표시 영역의 넓이가 감소된 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 기존의 브라운관을 대체하여 액정 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 유기발광 표시장치 등의 표시 장치가 많이 사용되고 있다.
상기 표시 장치는 표시 패널, 게이트 드라이버, 및 데이터 드라이버를 포함한다. 상기 표시 패널은 영상을 표시하는 표시 영역과 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역을 포함한다. 또한, 상기 표시 패널은 게이트 라인, 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 화소를 더 포함한다.
상기 게이트 드라이버는 상기 표시 패널에 전기적으로 연결된 인쇄회로기판에 구동 칩 형태로 실장되거나 상기 표시 패널의 상기 비표시 영역에 박막 공정을 통해 직접 구비되어 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 제공한다.
상기 게이트 드라이버가 상기 인쇄회로기판에 실장되는 경우, 상기 표시 패널은 상기 게이트 드라이버와 연결되기 위한 패드부를 필요로 한다. 상기 패드부는 상기 비표시 영역에 구비되어, 상기 비표시 영역의 넓이를 증가시킨다.
상기 게이트 드라이버가 상기 비표시 영역에 직접 구비되는 경우, 상기 게이트 드라이버의 박막 공정을 수행하기 위한 소정 넓이의 상기 비표시 영역이 요구된다.
본 발명의 목적은 비표시 영역의 넓이가 감소되면서도 광투과율을 떨어뜨리지 않는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 게이트 드라이버, 데이터 드라이버를 포함한다. 상기 표시 패널은 화소, 제1 방향으로 연장된 게이트 라인, 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장된 데이터 라인이 구비되고, 영상이 표시되는 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역을 포함한다.
상기 게이트 드라이버는 상기 표시 영역에 중첩하게 배치되고, 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 출력한다. 상기 데이터 드라이버는 상기 데이터 라인에 데이터 신호를 제공한다.
상기 표시 패널은 절연 기판, 절연 평탄층을 더 포함할 수 있다. 상기 절연 기판은 상기 표시 영역에 중첩하는 식각홈을 구비할 수 있다. 상기 절연 평탄층은 상기 절연 기판 상에 상기 식각홈에 대응하게 배치될 수 있다.
상기 게이트 드라이버의 적어도 일부는 상기 절연 기판 및 상기 절연 평탄층 사이에 배치될 수 있다. 상기 게이트 드라이버는 실질적으로 투명할 수 있다.
상기 표시 패널은 제1 전극, 제2 전극, 영상 표시층, 및 보호층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 절연 기판, 상기 게이트 드라이버, 및 상기 평탄 절연막 상에 제공될 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 제1 전극 상에 상기 제1 전극과 절연되며, 상기 제1 전극과의 사이에 상기 제2 방향으로 연장된 터널상 공동을 정의할 수 있다.
상기 영상 표시층은 상기 터널상 공동 내에 제공되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 의해 형성되는 전계에 따라 제어될 수 있다.
상기 보호층은 상기 제2 전극을 커버하며 상기 터널상 공동을 밀폐할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 다음과 같은 과정으로 제조할 수 있다. 먼저, 절연 기판을 식각하여 식각홈을 형성한다. 이후, 상기 식각홈 및 상기 식각홈의 제1 방향 외측 소정 영역 상에 게이트 드라이버를 형성한다. 이후, 상기 게이트 드라이버 상에 상기 식각홈에 대응하도록 절연 평탄층을 형성한다. 이후, 제1 전극, 희생층, 및 제2 전극을 형성한다. 이후, 상기 희생층을 제거하여 터널상 공동을 형성하고, 상기 터널상 공동에 영상 표시부를 형성한다. 이후, 상기 터널상 공동을 밀폐하는 보호층을 형성한다.
본 발명의 표시 장치에 따르면, 게이트 드라이버를 표시 패널의 표시 영역에 중첩하게 배치하여 비표시 영역의 넓이를 축소시킬 수 있다. 또한, 상기 게이트 드라이버는 실질적으로 투명하므로, 상기 게이트 드라이버를 통과하는 광은 투과율이 떨어지지 않는다.
또한, 상기 표시 장치는 표시 패널에 하나의 상기 절연 기판이 사용되므로, 상판 및 하판을 합착하기 위한 씰이 필요 없고, 그만큼 비표시 영역의 넓이를 축소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I’선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II’선에 따른 단면도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 표시 장치(10)는 표시 패널(100), 게이트 드라이버(200), 및 데이터 드라이버(300)를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시 하는 표시 영역(DA) 및 상기 표시 영역(DA)의 적어도 일부에 인접한 비표시 영역(NA)을 포함한다. 상기 표시 영역(DA)은 제1 표시 영역(DA1) 및 제2 표시 영역(DA2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 표시 영역(DA1) 및 상기 제2 표시 영역(DA2)는 제2 방향(D2)에 평행한 경계선(PL)을 기준으로 서로 분리 될 수 있다. 상기 제1 표시 영역(DA1) 및 상기 제2 표시 영역(DA2)은 실질적으로 동일한 면적을 가질 수 있다.상기 비표시 영역(NA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로, 상기 표시 영역(DA)의 상측에 인접하게 구비될 수 있다. 하지만, 이에 제한되는 것은 아니고, 상기 비표시 영역(NA)은 상기 표시 영역(DA)의 어느 일측에 인접하게 구비될 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 게이트 신호를 수신하는 복수의 게이트 라인들 및 데이터 전압을 수신하는 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 포함한다. 상기 게이트 라인들은 제1 방향(D1)에 평행하게 연장되고, 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)은 상기 제2 방향(D2)에 평행하게 연장될 수 있다. 상기 게이트 라인들 및 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)은 서로 절연되며 교차한다.
상기 게이트 라인들은 제1 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n) 및 제2 게이트 라인들(GL2_1~GL2_n)을 포함할 수 있다. 상기 제1 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n)은 상기 제1 표시 영역(DA1)에 구비되고, 상기 제2 게이트 라인들(GL2_1~GL2_n)은 상기 제2 표시 영역(DA2)에 구비될 수 있다. 상기 제1 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n) 및 상기 제2 게이트 라인들(GL2_1~GL2_n)은 서로 분리될 수 있고, 실질적으로 동일한 상기 제1 방향(D1) 길이를 가질 수 있다.
상기 표시 패널(100)에는 상기 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n, GL2_1~GL2_n) 및 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)에 의해 매트릭스 형태로 구획된 다수의 화소 영역들이 정의되고, 상기 다수의 화소 영역에는 다수의 화소들이 각각 구비된다. 도 1에는 상기 화소들 중 하나의 화소(PX)를 예시적으로 도시 하였다. 상기 화소(PX)는 하나의 상기 화소 영역에 대응되는 상기 표시 패널(100)의 3차원 일부로 정의될 수 있다.
상기 화소(PX)는 박막트랜지스터(미도시), 상기 박막 트랜지스터(미도시)에 연결된 제1 전극, 공통 전압을 수신하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치된 영상 표시층의 일부를 포함할 수 있다.
상기 박막트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함한다. 상기 게이트 전극은 첫번째 제1 게이트 라인(GL1_1)에 연결되어 게이트 신호를 수신한다. 상기 소스 전극은 첫번째 데이터 라인(DL1)에 연결되어 데이터 전압을 수신한다. 상기 드레인 전극은 상기 제1 전극에 연결될 수 있다. 상기 박막트랜지스터는 상기 게이트 신호에 응답하여 상기 데이터 전압을 상기 제1 전극에 인가한다.
상기 표시 장치(10)는 인쇄회로기판(400) 및 테이프 캐리어 패키지(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(400)에는 타이밍 컨트롤러(미도시)가 구비될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 타이밍 컨트롤러는 외부에서 제어 신호를 수신하여 게이트 제어 신호 및 데이터 제어 신호를 생성한다. 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 게이트 제어 신호를 상기 게이트 드라이버(200)에 출력하고, 상기 데이터 제어 신호를 상기 데이터 드라이버(300)에 출력한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러는 외부에서 영상 데이터를 수신하여 상기 데이터 드라이버(300)에 출력한다.
상기 게이트 제어 신호는 상기 게이트 드라이버(200)의 동작을 개시하는 수직 개시 신호 및 상기 게이트 신호의 출력 시기를 결정하는 게이트 클럭 신호 등을 포함할 수 있다.
상기 데이터 제어 신호는 상기 데이터 드라이버(300)의 동작을 개시하는 수평 개시 신호, 상기 데이터 드라이버(300)에서 출력되는 데이터 전압의 극성을 제어하는 극성 반전 신호, 및 상기 데이터 전압이 출력되는 시기를 결정하는 로드 신호 등을 포함할 수 있다.
상기 테이프 캐리어 패키지(500)는 상기 표시 패널(100) 및 상기 인쇄회로기판(400)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
상기 게이트 드라이버(200)는 평면상에서 상기 표시 영역(DA)에 중첩하게 배치될 수 있다. 상기 게이트 드라이버(200)는 제1 게이트 드라이버(210) 및 제2 게이트 드라이버(220)를 포함할 수 있다.
상기 게이트 드라이버(200)는 상기 표시 영역(DA)의 중심 영역에 상기 제2 방향(D2)에 나란하게 배치되어 상기 제1 표시 영역(DA1)의 일부 및 상기 제2 표시 영역(DA2)의 일부와 중첩하게 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 게이트 드라이버(210)는 상기 제1 표시 영역(DA1)에 중첩하고, 상기 제2 게이트 드라이버(220)는 상기 제2 표시 영역(DA2)에 중첩하게 배치될 수 있다.
상기 게이트 드라이버(200)는 상기 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n, GL2_1~GL2_n)에 상기 게이트 신호를 출력한다. 상기 제1 게이트 드라이버(210)는 상기 제1 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n) 각각의 일단에 전기적으로 연결되고, 제1 게이트 신호를 생성하여 상기 제1 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n)에 순차적으로 출력한다. 상기 제2 게이트 드라이버(220)는 상기 제2 게이트 라인들(GL2_1~GL2_n) 각각의 일단에 전기적으로 연결되고, 제2 게이트 신호를 생성하여 상기 제2 게이트 라인들(GL2_1~GL2_n)에 순차적으로 출력한다. 이때, 상기 제1 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n) 및 상기 제2 게이트 라인들(GL2_1~GL2_n) 각각의 일단은 서로 마주할 수 있다.
상기 제1 게이트 드라이버(210) 및 상기 제2 게이트 드라이버(220)는 동일한 게이트 제어 신호에 기초하여 상기 제1 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n) 및 상기 제2 게이트 라인들(GL2_1~GL2_n)을 각각 구동시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 게이트 신호 및 상기 제2 게이트 신호는 신호가 인가되는 방향을 제외하고 실질적으로 동일한 신호일 수 있다. 예를 들어, 첫번째 제1 게이트 라인(GL1_1)에 상기 제1 게이트 신호가 인가될 때, 첫번째 제2 게이트 라인(GL2_1)에 상기 제2 게이트 신호가 인가될 수 있다. 이후, 두번째 제1 게이트 라인(GL1_2)에 상기 제1 게이트 신호가 인가될 때, 두번째 제2 게이트 라인(GL2_2)에 상기 제2 게이트 신호가 인가될 수 있다. 따라서, 상기 제1 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n) 및 상기 제2 게이트 라인들(GL2_1~GL2_n)은 상기 제1 게이트 드라이버(210) 및 상기 제2 게이트 드라이버(220) 각각에 의해 대칭적으로 구동될 수 있다.
상기 데이터 드라이버(300)는 상기 테이프 캐리어 패키지(500) 상에 칩(chip) 형태로 실장될 수 있다. 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)과 전기적으로 연결되어 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)에 상기 데이터 전압을 제공한다. 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(미도시)로부터 수신한 상기 영상 데이터를 감마 전압 발생부(미도시)로부터 선택된 감마전압(미도시)에 근거하여 아날로그 신호인 상기 데이터 전압으로 변환할 수 있다.
도 2는 도 1의 I-I’선에 따른 단면도이고, 도 3은 도 1의 II-II’선에 따른 단면도이다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 표시 패널(100) 및 상기 게이트 드라이버(200)를 더욱 상세히 설명한다.
상기 표시 패널(100)은 절연 기판(110), 제1 내지 제5 절연막들(111, 113, 115, 117, 119), 컬러 필터(CF), 블랙 매트릭스(BM), 및 보호층(PRT)을 더 포함할 수 있다.
상기 절연 기판(110)은 투명한 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 절연 기판(110)은 식각홈(GV)을 구비할 수 있다. 상기 식각홈(GV)은 평면상에서 상기 표시 영역(DA)의 일부에 중첩할 수 있다. 구체적으로 상기 식각홈(GV)은 상기 표시 영역(DA)의 중심 영역에 구비되어 상기 제1 표시 영역(DA1)의 일부 및 상기 제2 표시 영역(DA2)의 일부와 중첩할 수 있다. 상기 식각홈(GV)은 일정한 깊이를 가지며 평면상에서 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.
상기 게이트 드라이버(200)는 상기 절연 기판(110) 상에 상기 식각홈(GV)에 대응하게 배치될 수 있다.
상기 게이트 드라이버(200)는 스테이지부 및 출력부를 포함할 수 있다. 상기 제1 게이트 드라이버(210)는 제1 스테이지부(211) 및 제1 출력부(213)를 포함하고, 상기 제2 게이트 드라이버(220)는 제2 스테이지부(221) 및 제2 출력부(223)를 포함할 수 있다.
상기 제1 스테이지부(211)는 상기 식각홈(GV)의 상기 제1 방향(D1) 중심을 기준으로 좌측에 상기 식각홈(GV)의 바닥 및 좌측 내벽을 따라 구비된다. 상기 제1 출력부(213)는 상기 제1 스테이지부(211)에 연결되고, 상기 식각홈(GV)의 상기 제1 방향(D1) 외측으로 연장되어 구비된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제1 스테이지부(211) 및 상기 제1 출력부(213)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n)은 상기 제1 출력부(213) 상에 배치되어, 상기 제1 출력부(213)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 출력부(213)는 배선일 수 있다.
상기 제2 스테이지부(221) 및 상기 제2 출력부(223)는 상기 식각홈(GV)의 상기 제1 방향(D1) 중심을 기준으로 우측에 구비되는 것을 제외하고는 실질적으로 상기 제1 스테이지부(211) 및 상기 제1 출력부(213)와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.
상기 게이트 드라이버(200)는 실질적으로 투명할 수 있다. 상기 게이트 드라이버(200)는 투명 전극을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 투명 전극은 탄소나노튜브(CNT) 또는 그래핀(graphene)일 수 있다. 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 표시 영역(DA)에 중첩하게 구비되지만, 투명 전극을 채용하므로, 상기 게이트 드라이버(200)를 통과하는 광의 투과율을 떨어뜨리지 않는다.
상기 표시 패널(100)은 절연 평탄층(OC)을 더 포함할 수 있다.
상기 절연 평탄층(OC)은 상기 게이트 드라이버(200)를 사이에 두고 상기 절연 기판(110)과 마주하게 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 절연 평탄층(OC)은 상기 제1 스테이지부(211) 및 상기 제2 스테이지부(221) 상에 배치되어 평면상에서 상기 제1 스테이지부(211) 및 상기 제2 스테이지부(221)를 커버한다.
상기 절연 평탄층(OC)의 두께는 3㎛ 이상이고, 상기 식각홈(GV)의 깊이는 3㎛ 보다 크게 형성될 수 있다. 적어도 3㎛의 두께를 갖는 절연 평탄층(OC)은 상기 게이트 드라이버(200) 내에 구비된 전극들과 상기 표시 패널(100) 내에 구비된 다른 전극들 사이에 기생커패시터가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 절연 평탄층(OC)은 상기 식각홈(GV) 및 상기 게이트 드라이버(200)에 의해 굴곡진 상기 절연 기판(110) 상면을 평탄화하는 역할을 할 수 있다.
상기 절연 평탄층(OC)은 유기막으로 이루어질 수 있다.
상기 절연 기판(110), 상기 게이트 드라이버(200), 및 상기 절연 평탄층(OC) 상에 상기 게이트 라인들(GL1_1~GL1_n, GL2_n~GL2_n), 상기 데이터 라인들(DL1~DLm), 박막트랜지스터(미도시)가 구비될 수 있다. 도 2 및 도 3에는 두 개의 게이트 라인(GL) 및 두 개의 데이터 라인(DL)을 일 예로 도시하였다.
상기 제1 절연막(111)은 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL) 사이에 제공되어 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL)을 절연시킨다.
상기 제2 절연막(113)은 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 박막트랜지스터를 커버할 수 있다. 상기 제2 절연막(113)에는 상기 드레인 전극(미도시) 상면 일부를 노출하는 콘택홀(미도시)이 형성되어 있다.
상기 제1 전극(EL1)은 상기 제2 절연막(113) 상에 배치되고, 상기 콘택홀(미도시)을 통해 상기 드레인 전극에 연결된다. 상기 제1 전극(EL1)은 각 화소(PX) 마다 구비될 수 있다. 상기 제1 전극(EL1)은 평면상에서 직사각 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 전극(EL1)은 줄기부와 상기 줄기부로부터 돌출된 가지부를 가질 수 있다.
상기 제2 전극(EL2)은 상기 제1 전극(EL1)과 함께 상기 제1 전극(EL1)과 상기 제2 전극(EL2) 사이에 전계를 형성한다. 상기 제2 전극(EL2)은 일부가 상기 제3 절연막(115)으로부터 이격되며, 이에 따라, 상기 제3 절연막(115)과 상기 제2 전극(EL2) 사이에 터널상 공동(tunnel-shaped cavity, TSC)이 정의된다.
여기서, 상기 제3 절연막(115)은 상기 제1 전극(EL1)의 상면에 제공되어 상기 제1 전극(EL1)을 보호한다. 상기 제4 절연막(117)은 상기 제2 전극(EL2)의 하면에 제공되어 상기 제2 전극(EL2)을 보호한다. 상기 제3 절연막(115)과 상기 제4 절연막(117)에 의해 상기 제1 전극(EL1)과 상기 제2 전극(EL2)은 절연된다. 이에 따라, 실질적으로는 상기 터널상 공동(TSC)은 상기 제3 절연막(115)과 상기 제4 절연막(117) 사이에 제공될 수 있다.
상기 제1 전극(EL1)과 상기 제2 전극(EL2) 사이의 상기 터널상 공동(TSC)에는 영상 표시부(DSP)가 제공된다.
상기 영상 표시부(DSP)는 상기 전계에 의해 제어되어 영상을 표시한다. 상기 영상 표시부(DSP)는 전계에 따라 영상을 표시할 수 있는 것으로서, 액상을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 영상 표시부(DSP)는 전기 영동층이나 액정층일 수 있다.
상기 영상 표시부(DSP)가 전기 영동층일 때, 상기 전기 영동층은 절연성 매질과 대전입자들을 포함한다. 상기 절연성 매질은 상기 대전 입자들이 분산된 계에서 분산매에 해당한다. 상기 대전 입자들은 전기 영동성을 나타내는 입자들로서 상기 절연성 매질 내에 분산되어 있다. 상기 대전 입자들은 전계에 의해 이동함으로써 상기 전기 영동층을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.
상기 영상 표시부(DSP)가 액정층일 때, 상기 액정층은 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.
본 실시예에서는 상기 영상 표시부(DSP)가 액정층인 경우를 일 예로서 설명된다.
상기 영상 표시부(DSP)가 액정층인 경우에는 상기 터널상 공동(TSC) 내부의 상기 제3 절연막(115) 상부면 및 상기 제4 절연막(117)의 하부면에 배향막(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 배향막은 상기 액정층을 프리틸트시키기 위한 것이다. 상기 보호층(PRT)은 컬러 필터(CF), 블랙 매트릭스(BM), 및 상기 제5 절연막(119)을 사이에 두고 상기 제2 전극(EL2) 상에 제공된다.
상기 컬러 필터(CF)는 상기 제2 전극(EL2)을 커버한다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 영상 표시부(DSP)를 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터(R), 녹색 컬러 필터(G), 및 청색 컬러 필터(B)일 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 각 화소(PX)에 대응하게 제공될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제2 전극(EL2) 상에 제공될 수 있다. 하지만, 이에 제한되는 것은 아니고, 경우에 따라 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제2 전극(EL2) 하부에 형성될 수 있다. 이때, 상기 블랙 매트릭스는 상기 제4 절연막(117) 및 상기 제2 전극(EL2) 사이에 제공될 수 있다. 도 2에서는 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제2 전극(EL2) 상에 제공된 것을 일 예로 도시하였다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 화소(PX)의 가장자리에 형성된다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 데이터 라인(DL), 상기 게이트 라인(GL), 및 상기 박막트랜지스터(미도시)와 중첩하도록 형성될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(BM)는 영상을 구현함에 있어 불필요한 광을 차단한다. 예를 들어, 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 영상 표시부(DSP)의 가장자리에서 발생할 수 있는 액정 분자들의 이상 거동에 의한 빛샘이나, 상기 컬러 필터(CF)의 가장자리에서 나타날 수 있는 혼색을 차단한다.
상기 제5 절연막(119)은 상기 컬러 필터(CF)를 완전히 커버한다. 상기 컬러 필터(CF)의 상기 제2 방향(D2) 측면은 상기 제5 절연막(119)에 의해 커버된다.
상기 보호층(PRT)은 상기 제5 절연막(119) 등이 형성된 상기 절연 기판(110)의 전면을 커버한다. 상기 보호층(PRT)은 상기 터널상 공동(TSC)의 개구를 막아 상기 터널상 공동(TSC)을 밀폐한다. 즉, 상기 제1 전극(EL1), 상기 제2 전극(EL2), 및 상기 보호층(PRT)에 의해 상기 터널상 공동(TSC)이 밀폐된다.
도시하지는 않았으나, 상기 영상 표시부(DSP)가 액정층인 경우, 상기 절연 기판(110)의 배면 및 상기 보호층(PRT) 상에 각각 편광판이 구비될 수 있다. 상기 절연 기판(110)의 배면에 제공된 편광판을 제1 편광판이라 하고 상기 보호층(PRT) 상에 제공된 편광판을 제2 편광판이라 하면, 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판을 투과하는 광은 서로 수직하게 편광된다.
종래의 표시 장치는 표시 패널에 서로 대향하는 두 절연 기판이 사용되므로, 상기 두 절연 기판을 합착시키기 위한 씰이 요구된다. 상기 씰은 상기 표시 패널의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 상기 씰의 면적과 상기 씰의 공정상 마진에 의해 상기 표시 패널의 가장자리를 따라 비표시 영역이 발생된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널에 하나의 상기 절연 기판(110)이 사용되므로, 종래와 비교하여 씰이 필요없다. 따라서, 상기 표시 장치는 비표시 영역의 넓이를 축소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 상기 게이트 드라이버(200)를 상기 표시 영역(DA)에 중첩하게 배치하여 상기 게이트 드라이버(200)가 비표시 영역(NA)에 배치되는 경우 보다 상기 비표시 영역의 넓이를 축소시킬 수 있다.도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 4a를 참조하면, 제공된 절연 기판(110)에 식각홈(GV)을 형성한다.
상기 식각홈(GV)은 하나의 마스크를 사용하여 상기 절연 기판(110)을 부분적으로 식각하여 형성될 수 있다. 이때, 식각액의 농도를 조절하거나, 상기 식각액을 분사하는 스프레이의 이동속도 등을 조절하여 상기 식각홈(GV)의 깊이를 조절할 수 있다. 상기 식각홈(GV)은 상기 절연 기판(110)의 중심 영역에 상기 제2 방향(D2)에 평행하게 형성될 수 있다.
이후, 도 4b를 참조하면, 상기 식각홈(GV)이 형성된 상기 절연 기판(110) 상에 게이트 드라이버(200)를 형성한다. 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 식각홈(GV) 및 상기 식각홈(GV) 외부의 소정 영역에 중첩하게 형성될 수 있다.
상기 게이트 드라이버(200)는 제1 게이트 드라이버(210) 및 제2 게이트 드라이버(220)를 분리하여 형성할 수 있다.
상기 게이트 드라이버(200)는 복수 회의 박막 공정을 통해 형성될 수 있다. 도 4b에서 상기 게이트 드라이버(200)는 단일막으로 도시하였으나, 실제로는 복수의 전극들과 복수의 절연막들을 포함하도록 형성된다. 이때, 상기 게이트 드라이버(200)의 전극들은 투명 전극으로 형성될 수 있다. 상기 투명 전극은 탄소나노튜브(CNT) 또는 그래핀(graphene)일 수 있다.
이후, 도 4c를 참조하면, 상기 게이트 드라이버(200)가 형성된 상기 절연 기판(110) 상에 절연 평탄층(OC)를 형성한다. 상기 절연 평탄층(OC)은 상기 식각홈(GV)에 대응하는 상기 게이트 드라이버(200) 상에 형성된다. 상기 절연 평탄층(OC)은 하나의 마스크를 사용하여 유기 물질을 증착하여 형성될 수 있다.
이후, 도 4d를 참조하면, 상기 게이트 드라이버(200) 및 상기 절연 평탄층(OC)이 형성된 상기 절연 기판(110) 상에 게이트 라인(미도시), 데이터 라인(DL), 및 박막트랜지스터(미도시)를 형성한다. 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인(DL) 사이에는 제1 절연막(111)이 형성될 수 있고, 상기 데이터 라인(DL) 상에는 제2 절연막(113)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 라인(미도시), 상기 데이터 라인(DL), 및 상기 박막트랜지스터(미도시)를 형성하는 방법에 대한 구체적인 설명은 편의상 생략한다.
이후, 상기 제2 절연막(113) 상에 제1 전극(EL1)을 형성한다. 상기 제1 전극(EL1)은 ITO, IZO, 또는 IZTO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 제1 전극(EL1)은 상기 제2 절연막(113)의 전면에 상기 투명 도전성 물질로 제1 도전층을 형성하고, 상기 제1 도전층을 패터닝하여 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 제1 전극(EL1)을 커버하는 제3 절연막(115)을 형성한다. 상기 제3 절연막(115)은 무기 절연 물질로 형성된다. 상기 무기 절연 물질의 예로는 SiNx, SiOx가 있다.
이후, 도 4e를 참조하면, 상기 제3 절연막(115) 상에 희생층(SCR)을 형성한다. 상기 희생층(SCR)은 유기 고분자 물질로 형성된다. 상기 유기 고분자 물질은 벤조사이클로부텐(BCB; benzocyclobutene)과 아크릴(acryl)계 수지를 포함한 유기물일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 희생층(SCR)은 이후 제거되어 상기 터널상 공동(TSC)을 형성하기 위한 것으로서, 이후 영상 표시부(DSP)가 형성될 위치에 상기 터널상 공동(TSC)의 폭과 높이에 대응하는 폭과 높이로 형성된다.
이후, 상기 희생층(SCR)이 형성된 상기 절연 기판(110) 상에 제4 절연막(117), 제2 전극(EL2), 블랙 매트릭스(BM), 컬러 필터(CF), 및 제5 절연막(119)를 형성한다.
상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제4 절연막(177) 및 상기 제2 전극(EL2)을 형성하기 위한 박막을 증착한 후, 광차단 물질을 형성하고, 상기 광차단 물질을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 화소의 가장자리에 형성될 수 있다.
상기 컬러 필터(CF)는 상기 제2 전극(EL2)을 커버하도록 형성된다. 상기 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터(R), 녹색 컬러 필터(G), 및 청색 컬러 필터(B)일 수 있으며, 상기 컬러 필터(CF)는 유기 고분자 물질로 형성된다. 상기 컬러 필터(CF)는 감광성 고분자 물질로 형성될 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 잉크젯 등의 방법으로 형성할 수 있다.
상기 제4 절연막(117), 상기 제5 절연막(119), 및 상기 제2 전극(EL2)은 하나의 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 포토리소그래피 공정을 통해 상기 희생층(SCR)의 상면 일부가 노출될 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 상기 제5 절연막(119)은 상기 컬러 필터(CF)의 상기 제2 방향(D2) 양 단부를 감쌀 수 있도록 형성된다. 상기 제5 절연막(119)은 유기막인 상기 컬러 필터(CF)가 이후 공정에서 식각되지 않도록 하는 보호막의 역할을 한다.
이후, 도 4f를 참조하면, 상기 희생층(SCR)을 제거하여 터널상 공동(TSC)를 형성한다. 상기 희생층(SCR)은 습식 식각 공정을 통해 제거되거나 플라즈마 공정을 통해 제거될 수 있다. 상기 희생층(SCR)은 상기 노출된 상면 일부에서부터 상기 터널상 공동(TSC)의 내부까지 순차적으로 식각될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 희생층(SCR)이 제거된 상기 터널상 공동(TSC) 내에 배향막이 형성될 수 있다. 상기 배향막은 배향액을 이용하여 형성될 수 있다.
이후, 상기 터널상 공동(TSC)에 액정으로 이루어진 영상 표시부(DSP)를 형성한다. 상기 액정은 유체로 제공되므로 상기 터널상 공동(TSC) 근처에 제공되면 모세관 현상에 의해 상기 공동(TSC) 내로 이동한다. 상기 액정은 마이크로피펫을 이용한 잉크젯을 이용하여 상기 공동(TSC) 근처에 제공할 수 있다. 또한, 상기 액정은 진공 액정 주입 장치를 이용하여 상기 공동(TSC) 내로 제공할 수 있다.
다음으로, 상기 터널상 공동(TSC) 외부의 액정이 제거되고 상기 터널상 공동(TSC)을 둘러싸는 보호층(PRT)을 형성한다. 상기 보호층(PRT)은 상기 터널상 공동(TSC)의 개구부, 즉 액정이 주입되었던 입구 부분을 막는다.
상기 보호층(PRT)은 반경화 고분자 물질로 형성될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 보호층(PRT)이 형성된 후, 상기 절연 기판(110)의 하면과 상기 보호층(PRT)의 상면에 각각 제1 편광판과 제2 편광판을 형성할 수 있다. 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판의 투과축은 서로 직교할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 일 실시예와 비교하여 게이트 드라이버의 위치 및 제1 및 제2 표시 영역의 면적에 차이가 있고, 나머지는 일 실시예와 실질적으로 동일하다. 이하에서는 일 실시예와 다른 실시예의 차이점을 중심으로 설명하고, 설명되지 않은 부분은 일 실시예에 따른다.
도 5를 참조하면, 제1 표시 영역(DA1’) 및 제2 표시 영역(DA2’)은 제2 방향(D2)에 평행한 경계선(PL1)을 기준으로 서로 분리될 수 있다. 이때, 상기 경계선(PL1)은 표시 패널(100’)의 중심을 기준으로 왼쪽 또는 오른쪽에 정의될 수 있다. 도 5에서는 상기 경계선(PL1)은 상기 표시 패널(100’)의 중심을 기준으로 왼쪽으로 치우쳐진 것을 일 예로 도시하였다. 상기 제1 표시 영역(DA1’)의 면적은 상기 제2 표시 영역(DA2’)의 면적 보다 작을 수 있다.
상기 게이트 드라이버(200’)는 상기 제1 표시 영역(DA1’)의 일부 및 상기 제2 표시 영역(DA2’)의 일부와 중첩하게 배치될 수 있다. 이때, 제1 게이트 드라이버(210’)는 상기 제1 표시 영역(DA1’)에 중첩하고, 상기 제2 게이트 드라이버(220’)는 상기 제2 표시 영역(DA2’)에 중첩하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 게이트 드라이버(200’)는 상기 표시 패널(100’)의 중심을 기준으로 왼쪽에 배치될 수 있다.도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널의 단면도이다.
이하, 도 6를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 상기 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 일 실시예와 비교하여 표시 패널의 일부 구성을 제외하고, 실질적으로 동일하다.
특히, 도 6를 참조하면, 게이트 드라이버(200)가 상기 표시 패널(1000)의 표시 영역(DA)에 중첩하게 배치될 수 있다. 이하에서는, 또 다른 실시예와 일 실시예의 차이점을 중심으로 설명하고, 설명되지 않은 부분은 일 실시예에 따른다.
상기 표시 패널(1000)은 하부 기판(1100), 상기 하부 기판(1100)에 마주하는 상부 기판(1200), 상기 하부 기판(1100) 및 상기 상부 기판(1200) 사이에 배치된 영상 표시층(LC)을 포함한다.
상기 하부 기판(1100)에는 게이트 드라이버(200), 박막트랜지스터, 및 제1 전극(PE)이 구비될 수 있다.
상기 상부 기판(1200)에는 컬러 필터(CF) 및 제2 전극(CE)이 구비될 수 있다.
상기 영상 표시층(LC)은 액정층일 수 있다. 상기 영상 표시층(LC)은 상기 표시 영역(DA)에서 상기 상부 기판(1200) 및 상기 하부 기판(1100) 사이의 모든 공간에 배치될 수 있다.
상기 상부 기판(1200) 및 상기 하부 기판(1100)은 씰(SL)에 의해 합착된다. 상기 씰(SL)에 의해 상기 상기 상부 기판(1200) 및 상기 하부 기판(1100) 사이의 공간이 밀폐된다.
상기 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 상기 게이트 드라이버(200)를 상기 표시 영역(DA)에 중첩하게 배치하여 상기 게이트 드라이버(200)가 비표시 영역(NA)에 배치되는 경우 보다 상기 비표시 영역의 넓이를 축소시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 표시 패널 110: 절연 기판
200: 게이트 드라이버 300: 데이터 드라이버
400: 인쇄회로기판 500: 테이프 캐리어 패키지
DA: 표시 영역 NA: 비표시 영역
GV: 식각홈 OC: 절연 평탄층
TSC: 터널상 공동 DSP: 영상 표시부
EL1: 제1 전극 EL2: 제2 전극

Claims (19)

  1. 제1 방향으로 연장된 게이트 라인, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장된 데이터 라인 및 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결된 화소가 구비되고 영상이 표시되는 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역을 포함하는 표시 패널;
    평면상에서 상기 표시 영역의 화소와 중첩하게 배치되고, 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 출력하는 게이트 드라이버; 및
    상기 데이터 라인에 데이터 신호를 제공하는 데이터 드라이버를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    상기 표시 영역에 중첩하는 식각홈을 구비한 절연 기판; 및
    상기 절연 기판 상에 상기 식각홈에 대응하게 배치된 절연 평탄층을 더 포함하고,
    상기 게이트 드라이버의 적어도 일부는 상기 절연 기판 및 상기 절연 평탄층 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절연 평탄층의 두께는 3㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는 실질적으로 투명한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는,
    상기 식각홈 상에 구비된 스테이지부; 및
    상기 스테이지부에 연결되고, 상기 식각홈의 상기 제1 방향 외측으로 연장된 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 식각홈은 상기 제2 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 표시 영역은 상기 제2 방향에 평행한 경계선을 기준으로 서로 분리된 제1 표시 영역 및 제2 표시 영역을 포함하고,
    상기 게이트 라인은,
    상기 제1 표시 영역에 구비된 제1 게이트 라인; 및
    상기 제1 게이트 라인과 분리되고, 상기 제2 표시 영역에 구비된 제2 게이트 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는,
    상기 제1 게이트 라인의 일단에 연결된 제1 게이트 드라이버; 및
    상기 제1 게이트 라인의 상기 일단에 마주하는 상기 제2 게이트 라인의 일단에 연결된 제2 게이트 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 게이트 라인의 상기 제1 방향 길이 및 상기 제2 게이트 라인의 상기 제1 방향 길이는 실질적으로 서로 동일한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    상기 절연 기판, 상기 게이트 드라이버, 및 상기 절연 평탄층 상에 제공된 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 상기 제1 전극과 절연되며, 상기 제1 전극과의 사이에 터널상 공동을 정의하는 제2 전극;
    상기 터널상 공동 내에 제공되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 의해 형성되는 전계에 따라 제어되는 영상 표시층; 및
    상기 제2 전극을 커버하며 상기 터널상 공동을 밀폐하는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    상기 절연 기판, 상기 게이트 드라이버, 및 상기 절연 평탄층 상에 제공된 제1 전극;
    상기 절연 기판에 대향하고, 제2 전극이 구비된 상부 기판;
    상기 절연 기판 및 상기 상부 기판 사이에 제공된 영상 표시층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 절연 기판 상에 게이트 드라이버를 형성하는 단계; 및
    적어도 하나가 상기 게이트 드라이버와 중첩하는 복수의 화소들을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버를 형성하는 단계는,
    상기 절연 기판을 식각하여 식각홈을 형성하는 단계;
    상기 식각홈 및 상기 식각홈의 제1 방향 외측 소정 영역 상에 게이트 드라이버를 형성하는 단계; 및
    상기 게이트 드라이버 상에 상기 식각홈에 대응하도록 절연 평탄층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는,
    투명 전극을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 투명 전극은 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀(graphene) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 화소들을 형성하는 단계는,
    상기 게이트 드라이버가 형성된 절연 기판 상에 게이트 라인, 데이터 라인, 박막 트랜지스터, 및 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 희생층을 형성하는 단계;
    상기 희생층 상에 제2 전극을 형성하는 단계;
    상기 희생층을 제거하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 터널상 공동을 형성하는 단계;
    상기 터널상 공동에 영상 표시부를 형성하는 단계; 및
    상기 제2 전극을 커버하고 상기 터널상 공동을 밀폐하는 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 희생층은 유기 물질로 형성되며, 플라즈마 식각 공정 또는 습식 식각 공정을 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 전극 상에 컬러 필터를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 화소들을 형성하는 단계는,
    상기 게이트 드라이버가 형성된 절연 기판 상에 게이트 라인, 데이터 라인, 박막 트랜지스터, 및 제1 전극을 형성하는 단계;
    제2 전극이 구비된 상부 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 절연 기판 및 상기 상부 기판 사이에 영상 표시층을 제공하고, 상기 절연 기판 및 상기 상부 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
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