KR102009822B1 - 평판표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 평판표시장치는, 내면이 표시영역과 비표시영역으로 구분되며, 상기 표시영역에 다수의 화소영역을 구비하고 상기 비표시영역 중 실장영역에 다수의 패드전극과 상기 다수의 패드전극 각각과 연결되는 링크 배선들을 포함하는 제1기판과, 상기 제1기판 보다 작은 크기를 가지며 상기 제1기판과 서로 마주하며 배치되어 표시패널을 이루는 제2기판 및 상기 제1기판의 외면에 상기 실장영역에 대응되어 형성된 차광패턴을 포함하고, 상기 제1기판의 외면을 통해 화상이 구현되며 상기 차광패턴은 상변화 잉크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 보더레스 타입의 평판표시장치를 구현할 수 있게 된다.

Description

평판표시장치 및 이의 제조방법{FLAT PANEL DISPLAY DEVICE AND FABRICATING THE SAME}
본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로, 특히 외곽부에서 발생되는 빛샘현상 및 반사광을 차단할 수 있는 보더레스 타입의 평판표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근에는 플라즈마표시장치(plasma display panel:PDP), 액정표시장치(liquid crystal display device:LCD), 유기발광다이오드(organic light emitting diode:OLED) 표시장치와 같은 평판표시장치가 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 가지며 기존의 브라운관을 빠르게 대체하고 있다.
이러한 평판표시장치 중에서 액정표시장치는 동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
이때, 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다.
한편, 유기발광다이오드 표시장치는 자발광소자를 이용함으로써, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능한 특징을 가진다.
또한, 액정표시장치에 비해 시야각 및 명암 대비비가 우수하면서 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가진다.
위와 같이 비표적 우수한 성능을 가지는 액정표시장치와 유기발광다이오드 표시장치가 널리 사용되고 있으며 보다 활발한 연구가 진행되고 있다.
한편, 평판표시장치는 구동의 제어를 위한 IC를 포함하는 구동부를 필요로 하는데, 일반적으로 구동부는 인쇄회로기판(printed circuit board:PCB)을 통해 구현된다.
이러한 인쇄회로기판은 표시패널의 게이트 배선과 연결되는 게이트 인쇄회로기판과 데이터 배선과 연결되는 데이터 인쇄회로기판으로 나뉜다.
이때, 이들 인쇄회로기판은 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(Tape Carrier Package:TCP)와 같은 연결부재를 매개로 표시패널의 제1가장자리와 이와 이웃한 제2가장자리에 각각 연결되는데, 근래에는 부피와 무게를 줄이기 위해 데이터 인쇄회로기판만을 표시패널의 일 가장자리로 실장하고 게이트 구동부는 표시패널 내부에 형성하는 GIP(Gate In Panel) 구조의 액정표시장치가 제안되고 있다.
특히, 최근 평판표시장치는 소형의 휴대용 기기는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 넓어지면서 경량 및 박형을 추구하는 동시에 표시영역 외부의 비표시영역을 최소화하여 이에 대응되는 베젤의 폭을 보다 작게 형성함으로써 보다 넓은 디스플레이 면적을 가지는 평판표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다,
도 1은 GIP 구조의 평판표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2a는 도 1의 Ⅰ- Ⅰ선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이며, 도 2b는 도 1의 Ⅱ- Ⅱ선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 평판표시장치(1)는 서로 대면 합착된 제1기판(G1) 및 제2기판(G2)으로 이루어지는 표시패널(10)을 포함한다.
여기서 표시패널(10)은 화상을 표시하는 표시영역(DA)과 이의 둘레에 형성되며 화상을 표시하지 않는 제1비표시영역 내지 제4비표시영역(NDA1, NDA2, NDA3, NDA4)으로 구분된다.
이때, 제1기판(G1)에는 매트릭스 형태로 배열되는 화소영역(P)을 정의하는 다수의 게이트 및 데이터 배선(12, 15)이 교차하여 형성되어 있고, 두 배선(12, 15)에 의해 정의되는 화소영역(P)마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)(Tr)가 구비되고, 제2기판(G2)에는 컬러필터층(35)이 구비된다.
한편 제1 및 제2기판(G1, G2)이 서로 대응하는 테두리의 제1비표시영역 내지 제4비표시영역(도 2a 및 도 2b의 NDA1, NDA2, NDA3, NDA4)에는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 실패턴(42)이 구성되는데, 실패턴(42)은 액정층(33)의 누설을 방지하며 제1 및 제2기판(G1, G2)을 합착시킨다.
여기서, 제1기판(G1)의 제1비표시영역(NDA1)을 도 2a를 참조하여 설명한다.
제1기판(G1)의 제1비표시영역(NDA1)에는 게이트 IC(40a) 및 다수의 게이트 패드전극과 이와 각각 연결되는 게이트 링크 배선(40b)을 포함한 게이트 구동부(40)가 형성된다.
여기서, 게이트 구동부(40)의 게이트 IC(40a)는 내장 쉬프트 레지스터로 구성되어 외부에서 제어신호를 입력받아 게이트 배선(12)에 순차적으로 박막트랜지스터(Tr)의 구동신호를 공급하여 박막트랜지스터(Tr)를 턴-온(turn on) 시키는 역할을 한다.
이와 같이 게이트 구동부(40)는, 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(14)과 스위칭 소자인 박막트랜지스(Tr)가 형성된 제1기판(G1)의 제1비표시영역(NDA1)에 직접 패턴되어 형성되는데, 이를 게이트 인 패널(gate in panel:GIP) 방식이라 한다.
이에 따라 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1기판(G1)의 제1비표시영역(NDA1)은 게이트 구동부(40)가 형성되는 영역으로 인해 제3비표시영역(NDA3)에 비해 현저히 넓은 영역을 차지함을 알 수 있다.
한편, 제1비표시영역(NDA1)과 이웃하는 제2비표시영역(NDA2)을 도 2b를 참조하여 설명한다.
제1기판(G1)의 제2비표시영역(NDA2)에는 데이터 인쇄회로기판(18)과 연결되는 다수의 데이터 패드전극과 이와 각각 연결되는 데이터 링크 배선(미도시)이 형성된다.
데이터 인쇄회로기판(18)은 외부 또는 내부에서 제어신호 및 화상신호를 입력받아 게이트 배선(12)에 인가되는 박막트랜지스터(Tr)의 구동신호에 동기하여 1수평라인분의 화상신호를 다수의 데이터 배선(14)에 공급한다.
이러한 데이터 인쇄회로기판(18)은 연결부재(16)를 매개로 제1기판(G1)의 제2 비표시영역(NDA2)에 연결된다.
이에 따라 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1기판(G1)의 제2비표시영역(NDA2)에는 다수의 데이터 패드전극(미도시)과 이와 각각 연결되는 데이터 링크 배선(미도시)이 형성된다.
이때, 데이터 인쇄회로기판(18)은 연결부재(16)를 통해 제1기판(G1)에 연결되며 모듈화 과정에서 연결부재(16)가 제1기판(G1)의 배면을 향해 밴딩되며 백라이트 유닛(BLU)의 배면으로 적절하게 젖혀 위치되는데, 이때 연결부재(16)가 제1기판(G1)의 측면을 통해 밴딩되기 때문에 제2비표시영역(NDA2)이 d1만큼 더 넓어짐을 알 수 있다. 이에 따라 제2비표시영역(NDA2)과 d1을 가리기 위해 베젤의 폭은 제2비표시영역(NDA2)과 d1을 합한 폭(NDA)으로 결정되게 된다.
위에서 살펴본 바와 같이 제1 및 제2비표시영역(NDA1, NDA2), 특히 제1비표시영역(NDA1)이 제3 및 제4비표시영역(NDA3, NDA4)에 비해 넓은 영역을 차지하며 베젤의 폭을 넓히는 원인이 되고 있다. 이로 인해 네로우 베젤을 구현하는데 한계가 있는 실정이다.
한편, 제1기판(G1)의 제1 및 제2비표시영역(NDA1, NDA2)에 형성된 패드전극 및 배선들(도 2a의 40b, 미도시)은 금속 물질로 이루어지는데, 베젤을 통해 비표시영역을 가린다 하여도 내부의 광이 금속의 패드전극 및 배선들로 전이되어 빛샘 현상이 발생되거나, 또는 금속의 패드전극 및 배선들에 빛이 반사되어 반사광이 발생되는 문제점이 있다.
특히, 게이트 구동부가 직접 형성되는 제1기판(G1)의 제1비표시영역(NDA1)은 제2비표시영역(NDA2)보다 넓은 영역을 차지하며 금속의 패드전극 및 배선들과 IC가 포함되기 때문에 제1비표시영역(NDA1)에서 발생되는 빛샘 현상 및 반사광이 사용자의 시감을 저하시키는 요인으로 작용하고 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 표시패널을 반전시켜 박막트랜지스터가 형성된 제1기판이 사용자의 눈과 마주하도록 하고, 게이트 구동부에 대응하는 영역에 상변화 잉크를 적용하여 빛샘방지 패턴을 형성함으로써 베젤을 최소화함과 동시에 테두리 빛샘과 반사광 발생을 방지할 수 있는 평판표시장치 및 이의 제조방법을 구현하는데 목적이 있다.
이를 통해, 보더레스(border-less) 타입의 평판표시장치 및 이의 제조방법을 구현하는데 다른 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판표시장치는, 내면이 표시영역과 비표시영역으로 구분되며, 상기 표시영역에 다수의 화소영역을 구비하고 상기 비표시영역 중 실장영역에 다수의 패드전극과 상기 다수의 패드전극 각각과 연결되는 링크 배선들을 포함하는 제1기판과; 상기 제1기판 보다 작은 크기를 가지며 상기 제1기판과 서로 마주하며 배치되어 표시패널을 이루는 제2기판; 및 상기 제1기판의 외면에 상기 실장영역에 대응되어 형성된 차광패턴을 포함하고, 상기 제1기판의 외면을 통해 화상이 구현되며 상기 차광패턴은 상변화 잉크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상변화 잉크는 상변화 물질(phase change material), 광 혹은 열 경화 물질 및 블랙안료 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1기판의 외면으로 부착되는 편광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 화소영역 각각에는 박막트랜지스터를 포함하고, 상기 제2기판의 외면에는 백라이트 유닛이 배치되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 다수의 화소영역 각각에는 유기발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 차광패턴은 에어로졸 젯 시스템을 통해 100㎚ 내지 1㎛범위 내의 두께를 가지는 선으로 형성되고, 광학 밀도(optical density :OD)치가 4.0 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 표시패널은 상기 비표시영역 중 실장영역에 게이트 IC가 직접 형성된 GIP(gate in panel)구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 비표시영역 중 실장영역은 상기 제1기판의 일 가장자리에 해당되며 상기 제1기판의 일 가장자리로는 FPC(flexible printed circuit board) 매개로 게이트 인쇄회로기판 및 데이터 인쇄회로기판이 연결된 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판표시장치의 제조방법은, 내면이 표시영역과 비표시영역으로 구분되며 상기 표시영역에 다수의 화소영역을 구비하고 상기 비표시영역 중 실장영역에 다수의 패드전극과 상기 다수의 패드전극 각각과 연결되는 링크 배선들을 포함하는 제1기판과, 상기 제1기판 보다 작은 크기를 가지는 제2기판을 포함하여 상기 제1기판의 외면을 통해 영상이 출력되는 표시패널을 형성하는 제1단계; 및 상기 제1기판의 외면에 상기 실장영역에 대응되는 차광패턴을 에어로졸 젯 시스템을 적용하여 형성하는 제2단계를 포함한다.
이때, 상기 차광패턴은 상변화 물질(phase change material), 광 혹은 열 경화 물질 및 블랙안료 중 하나 이상을 포함하는 상변화 잉크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2단계는 상기 에어로졸 젯 시스템의 진공챔버 내에 상온에서 고체 상태를 유지하는 상기 상변화 잉크가 채워지면, 상기 고체 상태의 상변화 잉크를 융해점 이상으로 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차광패턴은 100㎚ 내지 1㎛범위 내의 두께를 가지는 선으로 형성되고, 광학 밀도(optical density :OD)치가 4.0 이상인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 평판표시장치에 따르면, 표시패널을 반전시켜 박막트랜지스터가 형성된 제1기판이 사용자가 바라보는 측에 배치되도록 하고, 게이트 구동부에 대응되는 제1기판 가장자리에 빛샘방지 패턴을 형성함으로써 베젤을 없애며 보더레스 타입의 평판표시장치를 구현할 수 있게 된다.
또한, 게이트 구동부에 대응되는 영역에 상변화 잉크를 적용하여 빛샘방지 패턴을 형성함으로써 테두리 빛샘과 반사광의 발생을 방지하고 이를 통해 사용자의 시감특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따라 표시패널을 반전시키고 빛샘방지 패턴을 형성함으로써 베젤을 생략할 수 있으며 보더레스 타입의 평판표시장치를 구현할 수 있게 된다. 이때, 베젤에 해당되는 구성요소가 삭제되기 때문에 부품비용을 절감하며 평판표시장치의 전체 제작비용을 절감할 수 있으며 동시에 경량, 박형의 평판표시장치를 구현할 수 있게 된다.
도 1은 종래 GIP 타입 평판표시장치를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2a는 도 1의 Ⅰ- Ⅰ`선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 2b는 도 1의 Ⅱ- Ⅱ`선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 GIP 타입 평판표시장치의 상하 또는 좌우측 단면을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판표시장치에서 차광패턴을 설명하기 위한 평면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 평판표시장치를 개략적으로 도시한 평면도.
도 6은 도 5의 Ⅲ - Ⅲ`선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
여기서, 우선 평판표시장치 중 액정표시장치를 일 예로 들어 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 GIP 타입 평판표시장치의 상하 또는 좌우측 단면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판표시장치에서 차광패턴을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 평판표시장치(100)는 액정층(133)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(G1, G2)으로 이루어진 표시패널(110)과 이의 배면에 위치하는 백라이트 유닛(BLU)으로 이루어진다.
여기서, 표시패널(110)은 서로 마주보는 제1 및 제2기판(G1, G2) 간의 이격된 사이 공간에 개재된 액정층(133)의 유출을 방지하기 위해 제1기판(G1)과 제2기판(G2) 사이의 최외곽 가장자리를 따라 인쇄된 씰 패턴(142)을 포함하여 제1 및 제2기판(G1, G2)이 합착됨으로써 이루어지며 액정패널이라 불리기도 한다.
이러한 표시패널(110)은 화상을 표시하는 표시영역(DA)과 이의 둘레에 형성되며 화상을 표시하지 않는 제1비표시영역 내지 제4비표시영역(NDA1, NDA2, NDA3, NDA4)으로 구분된다. 이때, 제1비표시영역과 제2비표시영역(NDA1, NDA2)은 금속의 패드전극들과 이들과 각각 연결되는 링크 배선 및 IC가 구비되는 실장영역을 포함한다.
도시하지는 않았지만, 제1기판(G1)의 내면에는 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과 박막트랜지스터 그리고 상기 박막트랜지스터와 연결되며 각 화소영역 별로 형성된 화소전극(115)이 구비된다.
이러한 제1기판(G1)과 마주하는 제2기판(G2)의 내면에는 각 화소영역에 대응되어 순차 반복적으로 구비되는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 포함하는 컬러필터층(135)과, 각 화소영역의 주변에 대응되어 블랙매트릭스(미도시)가 구비된다.
한편 제1기판(G1)과 제2기판(G2) 간의 사이에는 액정층(133)을 사이에 두고 다수의 기둥형태의 패턴드 스페이서(미도시)가 구비될 수 있는데, 상기 패턴드 스페이서(미도시)는 이의 양 단이 제1 및 제2기판(G1, G2) 각각과 접촉되도록 구비됨으로써 제1기판과 제2기판(G1, G2) 간의 셀갭을 유지하는 역할을 할 수 있다. 이때, 패턴드 스페이서(미도시)는 각 화소영역 별로 하나씩 구비되거나, 또는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴 중 어느 하나의 컬러필터 패턴이 형성되는 화소영역에 대응해서만 형성될 수도 있다.
제2기판(G2)의 배면으로는 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 빛을 공급하는 백라이트 유닛(BLU)이 배치되며, 제1 및 제2기판(G1, G2)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(119a, 119b)이 각각 부착된다.
전술한 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 표시패널(110)은 종래 표시패널(도 2a 및 도 2b의 10)이 반전된 상태로 시청자가 바라보는 면이 제1기판(G1), 보다 상세하게는 제1기판(G1)의 외면이 되도록 배치하는데 특징이 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 표시패널의 비표시영역에 대해 도 3a와 도 3b 각각으로 나누어 보다 상세히 설명한다.
우선 도 3a를 참조하면, 제1기판(G1)의 내면 제1비표시영역(NDA1)에는 게이트 IC(140a)와, 다수의 게이트 패드전극과 이와 각각 연결되는 게이트 링크 배선(140b)을 포함하는 게이트 구동부(140)가 구비된다.
여기서, 게이트 구동부(140)의 게이트 IC(140a)는 내장 쉬프트 레지스터로 구성되어 외부에서 제어신호를 입력받아 게이트 배선(미도시)에 순차적으로 박막트랜지스터(미도시)의 구동신호를 공급하여 박막트랜지스터(미도시)를 턴-온(turn on) 시키는 역할을 한다.
이러한 게이트 구동부(140)가 형성된 내면의 제1비표시영역(NDA1)에 대응되는 제1기판(G1)의 외면에는 차광패턴(170)이 형성된 것이 특징이다.
여기서, 차광패턴(170)은 제1기판(G1)의 제1비표시영역(NDA1)에 형성된 게이트 구동부(140)를 가림과 동시에 게이트 IC(140a)를 포함한 금속의 패드전극(140b) 및 배선들에 의해 발생되는 빛샘현상 반사광을 방지하기 위한 것으로, 상변화 잉크를 에어로졸 젯 시스템을 통해 도포함으로써 형성된다.
여기서, 상변화(phase change)는 온도 조건에 따라 물질의 상태가 바뀌는 것을 의미하는데, 상변화 잉크(phase change ink)는 일반적인 상온에서는 점도가 높은 상태를 유지하나 수십도, 일예로 40℃ 내지 80℃ 의 온도로 가열하게 되면 점도가 낮은 상태로 변화되며, 기판에 분사된 후에는 수 ms이내에 일정 형태로 응고되어 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.
이러한 상변화 잉크는 상변화 물질(phase change material), 광 혹은 열 경화 물질 및 카본 블랙(carbon black)과 같은 블랙안료를 포함한다.
여기서, 상변화 잉크는 포토리소그래피 공정에서 사용되는 솔벤트와 같은 물질을 포함할 필요가 없어 100℃ 이하의 온도에서 저온경화가 가능하며 이로 인해 저가의 UV경화기를 적용하거나 또는 저온 열 경화를 적용할 수 있는 이점을 가진다. 이때, 본 발명에 따른 상변화 잉크에 솔벤트를 일정량 포함하도록 할 수도 있는데, 이 경우 에어로졸 젯 시스템의 토출성을 향상시킬 수 있게 된다.
반면, 솔벤트가 일정량 이상 포함될 경우, 물질의 불투명도를 나타내주는 광학 밀도(optical density:OD)치가 낮아질 수가 있다.
이와 같이 솔벤트의 양과 광학 밀도치는 반비례하기 때문에 솔벤트를 포함하지 않거나 아주 소량 포함시킴으로써 본 발명에 따른 차광패턴(170)의 광학 밀도치가 4.0 이상이 되도록 함이 바람직하다. 이를 통해 차광패턴(170)은 내부 또는 외부의 빛을 흡수하여 빛샘현상 및 반사광 발생을 차단시킨다.
이러한 차광패턴(170)은 에어로졸 젯 시스템의 에어압을 통한 잉크 토출을 통해 형성된다.
여기서, 도면에 나타나지 않은 에어로졸 젯 시스템(aerosol-jet system)을 설명하면, 에어로졸 젯 시스템은 진공챔버를 포함하고, 진공챔버 내에는 히터와, 미세 액적(droplet)을 에어로졸 젯(aerosol-jet)화 시키는 노즐을 포함하는 노즐 어셈블리와, 노즐 어셈블리 하부에 구비되어 기판이 구비되는 기판 지지대를 포함할 수 있다. 이에 따라, 진공챔버 내에 상온에서 고체 상태를 유지하는 상변화 잉크가 채워지면, 히터가 진공챔버 내에 있는 고체 상태의 상변화 잉크를 융해점 이상으로 가열하여 융해시킨다. 이렇게 융해된 액체 상태의 상변화 잉크가 원자화 되면서 고 밀도의 액적(droplets)을 형성하고, 이러한 액적은 케리어 가스(carrier gas), 일예로 환형의 외장 가스(annular sheath gas)에 의해 노즐 어셈블리의 헤드(deposition head)로 주입되며, 헤드부의 노즐에서 압력차에 의해 고밀도의 액적이 에어로졸 젯화 되며 기판 상에 분사되게 된다. 이때, 형성되는 차광패턴(170)의 선폭은 10㎛ 내지 1cm 범위 내에서 형성할 수 있으며, 두께는 100㎚ 내지 10㎛ 범위 내에서 형성할 수 있게 된다.
이러한 선폭과 두께는 에어로졸 젯 시스템을 통해 가능한 것으로, 특히 에어로졸 젯 시스템은 1cm의 선폭과 100㎚ 내지 1㎛ 범위 내의 두께를 가지며 광학 밀도치가 4.0이상인 차광패턴(170)을 형성할 수 있도록 한다. 이에 따라 일반적으로 1cm이하로 형성되는 제1비표시영역(NDA1)에 대응되는 차광패턴(170)을 대면적의 기판에 대해서도 연속적으로 한번에 형성할 수 있는 이점을 가진다. 또한, 적은 양의 상변화 잉크를 적용하여 차광패턴(170)을 형성할 수 있는 이점을 가진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 차광패턴(170)은 하나의 선으로 이루어질 수도 있지만, 이에 한정되지 않고 100㎚ 내지 1㎛ 범위 내의 두께와 10㎛ 내지 1cm 범위 내의 선폭을 가지는 다수의 스트라이프로 이루어져 하나의 패턴을 형성할 수도 있다. 이러한 차광패턴(170) 역시 광학 밀도치는 4.0이상이 되도록 형성됨이 바람직하다.
이와 같이 에어로졸 젯 시스템을 통해 형성된 차광패턴(170)이 본 발명에 따른 평판표시장치(100)에 적용됨으로써 사용자가 화상을 시청하기 위해 바라보는 면에 제1기판(G1)이 배치되어 외부광이 제1기판(G1)을 향하여 입사되더라도 차광패턴(170)을 통해 외부광이 투과되지 못하며, 내부광이 게이트 구동부(140)의 금속 물질들에 전이될 경우에도 전이된 광을 차광패턴(170)이 흡수하여 외부로 투과되지 못하게 된다. 따라서 빛샘현상 및 반사광 발생을 차단할 수 있는 효과가 있다.
한편 차광패턴(170)의 상부로 제1편광판(119a)이 부착됨에 있어서 단차가 발생된 것으로 도시되었지만, 차광패턴(170)은 100㎚ 내지 10㎛ 범위 내의 두께로 형성되므로 실제로는 단차가 발생되지 않게 된다.
한편, 도 3b를 참조하면, 제1기판(G1)의 내면 제2비표시영역(NDA2)에는 연결부재(116)를 통해 데이터 인쇄회로기판(118)이 연결된다. 여기서, 연결부재(116)는 테이프케리어패키지(tape carrier package:TCP) 또는 FPC(flexible printed circuit board)에 해당될 수 있다.
이때, 데이터 인쇄회로기판(118)은 모듈화 과정에서 연결부재(116)가 밴딩되며 백라이트 유닛(BLU)의 배면으로 밀착되게 된다. 즉, 연결부재(116)는 제2 기판(G2)과 이의 배면에 배치된 백라이트 유닛(BLU)의 외측면을 둘러 감싸도록 밴딩된다.
즉, 제1기판(G1)의 제2비표시영역(NDA2) 내에서 데이터 인쇄회로기판(118)이 연결부재(116)를 통해 백라이트 유닛(BLU)의 배면에 위치됨으로써 베젤을 없앨 수 있게 된다.
이를 종래와 비교하여 설명하면, 종래 액정표시장치(도 2b의 1)는 표시패널(도 2b의 10)의 제1기판(도 2b의 G1)이 하부에 위치하고 이의 상부에 제2기판(도 2b의 G2)이 위치하며 제1기판(도 2b의 G1)의 배면으로 백라이트 유닛(도 2b의 BLU)이 배치되는 구성을 가진다. 이에 따라, 데이터 인쇄회로기판(도 2b의 18)은 연결부재(도 2b의 16)를 통해 제1기판(도 2b의 G1)에 연결되며 모듈화 과정에서 연결부재(도 2b의 16)가 제1기판(도 2b의 G1)의 측면을 통해 밴딩됨에 따라 연결부재(도 2b의 16)는 d1만큼 외부로 노출되고, 이로 인해 베젤의 폭은 제2비표시영역(NDA2)과 d1을 합한 폭(NDA)으로 결정되었다.
그러나, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는 표시패널(도 1의 10)을 반전시켜 제1기판(G1)이 사용자가 바라보는 측, 상부에 배치됨으로써 데이터 인쇄회로기판(118)은 제1기판(G1)의 내면 제2비표시영역(NDA2) 내에서 연결부재(116)를 통해 백라이트 유닛(BLU)의 배면으로 밀착된다. 즉, 연결부재(116)는 제1기판(G1) 하부의 제2 기판(G2)과 이의 배면에 배치된 백라이트 유닛(BLU)의 외측면을 둘러 감싸도록 밴딩되므로 종래 d1을 없앨 수 있으며, 제2비표시영역(NDA2)도 제1기판(G1)의 내면을 통해 감춰지므로 베젤을 없애며 사용자가 시청하는 화면을 넓힐 수 있게 된다.
즉 도 3b에서 보면, 제1기판(G1)의 외측면에는 실질적으로 투명한 재질의 기판면 만이 노출되게 된다.
이와 같이, 표시패널(110)을 반전시켜 제1기판(G1)을 평판표시장치(100)의 전면으로 사용하고 제1비표시영역(NDA1)에 대응되는 외면에 차광패턴(170)을 형성함으로써 도 4에 도시된 바와 같이 보더레스 평판표시장치를 구현할 수 있게 된다.
즉, 본 발명에 따른 평판표시장치(100)는 넓은 영역을 차지하는 게이트 구동부로 인한 빛샘현상 및 반사광을 방지하기 위해 차광패턴(170)을 적용함으로써 모든 가장자리에 비표시영역을 가리는 구성요소, 일예로 탑커버와 같은 베젤을 완전히 없앨 수 있는 이점을 가진다.
한편 도시하지는 않았지만, 데이터 패드전극 및 데이터 링크 배선이 형성되는 제2비표시영역(도 3b의 NDA2)에 대응되는 제1기판(G1)의 외면에도 차광패턴(170)을 형성할 수도 있다. 이와 같이 할 경우, 데이터 패드전극 및 데이터 링크 배선으로 인한 빛샘현상 및 반사광까지 차단할 수 있으므로 금속의 패드전극 및 배선들로 인한 빛샘현상 및 반사광을 평판표시장치에서 완전히 차단할 수 있는 효과가 있다.
한편, 이상에서는 GIP 구조의 평판표시장치에 차광패턴을 적용한 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 게이트 인쇄회로기판을 통해 게이트 구동부가 형성되는 경우에도 본 발명에 따른 차광패턴을 적용할 수 있음은 자명하다.
또한, 제1기판의 일 가장자리에 FPC를 매개로 게이트 및 데이터 인쇄회로기판이 연결될 경우에도 본 발명에 따른 차광패턴이 적용될 수 있다.
이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 평판표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅲ - Ⅲ`선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 평판표시장치(200)는 액정층(233)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(G1, G2)으로 이루어진 표시패널(210)과 이의 배면에 위치하는 백라이트 유닛(BLU)으로 이루어진다.
여기서, 표시패널(210)은 서로 마주보는 제1 및 제2기판(G1, G2) 간의 이격된 사이 공간에 개재된 액정층(233)의 유출을 방지하기 위해 제1기판(G1)과 제2기판(G2) 사이의 최외곽 가장자리를 따라 인쇄된 씰 패턴(242)을 포함한다.
이러한 표시패널(210)은 화상을 표시하는 표시영역(DA)과 이의 둘레를 따라 형성되며 화상을 표시하지 않는 제1비표시영역 내지 제4비표시영역(NDA1, NDA2, NDA3, NDA4)으로 구분된다.
제1기판(G1)의 내면에는 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(212) 및 데이터 배선(214)과 박막트랜지스터(Tr) 그리고 상기 박막트랜지스터(Tr)와 연결되며 각 화소영역(P) 별로 형성된 화소전극(도 6의 235)이 구비된다.
이러한 제1기판(G1)의 제1비표시영역(NDA1)으로는 게이트 및 데이터 패드전극(미도시)과 이들과 각각 연결되는 게이트 및 데이터 링크 배선(미도시)이 구비되며, IC칩을 실장한 다수의 FPC(216)를 매개로 제1 및 제2인쇄회로기판(218, 219)이 연결된다.
이때 제1 및 제2인쇄회로기판(218, 219) 각각은 게이트 인쇄회로기판과 데이터 인쇄회로기판일 수 있으며, 제1 및 제2인쇄회로기판은 하나로 연결될 수도 있다.
이와 같은 제1기판(G1)과 마주하는 제2기판(G2)의 내면에는 각 화소영역(P)에 대응되어 순차 반복적으로 구비된는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 포함하는 컬러필터층(235)과, 각 화소영역의 주변에 대응되어 블랙매트릭스(미도시)가 구비된다.
제2기판(G2)의 배면으로는 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 빛을 공급하는 백라이트 유닛(BLU)이 배치되며, 제1 및 제2기판(G1, G2)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(219a, 219b)이 각각 부착된다.
전술한 바와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제2실시예에 따른 평판표시장치(200)는 게이트 및 데이터 패드전극과 이들과 각각 연결되는 게이트 및 데이터 링크 배선이 모두 제1비표시영역(NDA1)에 형성되며, FPC(216)를 매개로 제1 및 제2인쇄회로기판(218, 219)이 제1기판(G1)의 제1비표시영역(NDA1)에 연결된다는 점에서 제1실시예와 차이점을 가진다.
이와 같이 제1기판(G1)의 제1비표시영역(NDA1)에 모든 패드전극과 링크 배선이 형성되며, FPC를 매개로 제1 및 제2인쇄회로기판(218, 219)이 연결됨으로써 제1실시예의 제2비표시영역(도 3b의 NDA2)의 폭을 제3비표시영역과 제4비표시영역(도 3b의 NDA3, NDA4)과 동일한 폭으로 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차광패턴(270)을 제1비표시영역(NDA1)에 대응되는 제1기판(G1)의 외면에 적용함으로써 게이트 및 데이터 패드전극과 이들과 각각 연결되는 게이트 및 데이터 링크 배선으로 인한 빛샘현상 및 반사광을 차단할 수 있게 된다.
이와 같이 제1기판(G1)의 제1비표시영역(NDA1)에 게이트 및 데이터 패드전극과 이들과 각각 연결되는 게이트 및 데이터 링크 배선이 모두 형성되고, FPC(216)를 매개로 제1 및 제2인쇄회로기판(218, 219)이 연결됨으로써 제1기판(G1)의 일 가장자리인 제1비표시영역(NDA1)에 대응되는 외면에만 차광패턴을 형성하면 되므로, 금속의 패드전극 및 배선들로 인해 발생될 수 있는 빛샘현상 및 반사광을 원천적으로 차단함과 동시에 도 4에 도시된 바와 같이 미려한 디자인을 가지는 평판표시장치를 제작할 수 있는 이점이 있다.
한편, 전술한 구성을 가지는 본 발명의 제2실시예에 따른 보더레스 타입의 평판표시장치(200)는 제1기판(G1)의 외면에 차광패턴(270)을 덮으며 부착되는 제1편광판(119a)과 제2기판(G2)의 외면에 부착되는 제2편광판(119b)를 포함한다.
이상에서는 액정표시장치를 예를 들어 본 발명을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 유기발광다이오드를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
이를 보다 상세히 설명하면, 유기발광다이오드 표시장치의 표시패널은 화소영역 별로 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와 유기전계발광 다이오드가 형성된 제1기판과, 제1기판과 마주하며 인캡슐레이션을 위한 제2기판으로 구성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2기판은 이의 가장자리에 실링된 밀봉부재를 통해 봉지되어 합착된다.
여기서, 유기발광다이오드는 구동 박막트랜지스터와 연결되는 제1전극과, 제1전극의 상부에 위치하며 특정한 색의 빛을 발광하는 유기발광층 및 유기발광층의 상부에 위치하는 제 2 전극으로 이루어질 수 있다.
이때, 유기발광다이오드 표시장치는 제1전극을 투명하게 하여 유기발광층으로부터의 빛이 제1전극을 통과하여 나옴으로써 제1기판을 통해 화상을 구현하는 하부발광방식에 해당되게 된다.
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
100, 200: 평판표시장치 110, 210: 표시패널
G1: 제1기판 G2: 제2기판
170, 270: 차광패턴 BLU: 백라이트 유닛
DA: 표시영역
NDA1, NDA2, NDA3, NDA4: 제1, 제2, 제3, 제4비표시영역
116: 연결부재 216: FPC
118: 데이터 인쇄회로기판
140: 게이트 구동부

Claims (14)

  1. 내면이 표시영역과 비표시영역으로 구분되며, 상기 표시영역에 다수의 화소영역을 구비하고 상기 비표시영역 중 실장영역에 다수의 패드전극과 상기 다수의 패드전극 각각과 연결되는 링크 배선들을 포함하는 제1기판과;
    상기 제1기판 보다 작은 크기를 가지며 상기 제1기판과 서로 마주하며 배치되어 표시패널을 이루는 제2기판; 및
    상기 제1기판의 외면에 상기 실장영역에 대응되어 형성된 차광패턴을 포함하고,
    상기 제1기판의 외면을 통해 화상이 구현되며
    상기 차광패턴은 상변화 잉크로 이루어지고, 상기 상변화 잉크는 광 혹은 열 경화 물질을 포함하며,
    상기 차광패턴은 100㎚ 내지 1㎛범위 내의 두께를 가지고 광학 밀도(optical density :OD)치가 4.0 이상인 평판표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상변화 잉크는 상변화 물질(phase change material) 및 블랙안료 중에서 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1기판의 외면으로 부착되는 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 화소영역 각각에는 박막트랜지스터를 포함하고,
    상기 제2기판의 외면에는 백라이트 유닛이 배치되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 화소영역 각각에는 유기발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 차광패턴은
    에어로졸 젯 시스템을 통해 상기 두께와 상기 광학 밀도치를 가지는 선으로 형성되는 평판표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 표시패널은 상기 비표시영역 중 실장영역에 게이트 IC가 직접 형성된 GIP(gate in panel)구조를 가지는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 비표시영역 중 실장영역은 상기 제1기판의 일 가장자리에 해당되며 상기 제1기판의 일 가장자리로는 FPC(flexible printed circuit board) 매개로 게이트 인쇄회로기판 및 데이터 인쇄회로기판이 연결된 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  9. 내면이 표시영역과 비표시영역으로 구분되며 상기 표시영역에 다수의 화소영역을 구비하고 상기 비표시영역 중 실장영역에 다수의 패드전극과 상기 다수의 패드전극 각각과 연결되는 링크 배선들을 포함하는 제1기판과, 상기 제1기판 보다 작은 크기를 가지는 제2기판을 포함하여 상기 제1기판의 외면을 통해 영상이 출력되는 표시패널을 형성하는 제1단계; 및
    상기 제1기판의 외면에 상기 실장영역에 대응되는 차광패턴을 에어로졸 젯 시스템을 적용하여 형성하는 제2단계를 포함하며,
    상기 차광패턴은 상변화 잉크로 이루어지고, 상기 상변화 잉크는 광 혹은 열 경화 물질을 포함하며,
    상기 차광패턴은 100㎚ 내지 1㎛범위 내의 두께를 가지고 광학 밀도(optical density :OD)치가 4.0 이상인 평판표시장치의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 상변화 잉크는 상변화 물질(phase change material) 및 블랙안료 중에서 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제2단계는,
    상기 에어로졸 젯 시스템의 진공챔버 내에 상온에서 고체 상태를 유지하는 상기 상변화 잉크가 채워지면, 상기 고체 상태의 상변화 잉크를 융해점 이상으로 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 차광패턴은
    상기 두께와 상기 광학 밀도치를 가지는 선으로 형성되는 평판표시장치의 제조방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 차광패턴은 다수의 스트라이프로 이루어지는 평판표시장치의 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광패턴은 다수의 스트라이프로 이루어지는 평판표시장치.
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