KR102182931B1 - 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법은 블랙 매트릭스와 대응하는 영역에 격벽을 형성하여 플라스틱 기판과 컬러필터 기판을 합착할 수 있고, 상기 기판들을 구부리는 경우에도 안정적으로 상기 기판들의 간격을 유지하고 고정시킬 수 있고, 위상차층의 제1 영역은 위상이 0도 또는 90도를 가지고, 상기 제2 영역은 위상이 45도를 가지고, 편광층은 0도의 위상을 가지도록 하여, 플라스틱 기판과 컬러필터 기판사이로부터 빛샘 현상을 방지할 수 있으며, 외부광이 들어와 금속 보호층이나 격벽에의해 반사되어 시인성이 감소되는 문제를 방지할 수 있는 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법도 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 플라스틱 기판; 상기 플라스틱 기판과 대향하는 컬러필터 기판; 상기 플라스틱 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성되어 이들을 서로 합착하는 복수의 격벽; 상기 격벽에 대응되는 상기 컬러필터 기판의 영역에 형성된 블랙매트릭스; 상기 컬러필터 기판에 배치된 위상차층과 편광판; 및 상기 플라스틱 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정을 포함하고, 상기 블랙매트릭스는 상기 격벽에 대응되는 영역이 개방된 플렉서블 표시장치.

Description

플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법{Flexible Display and Manufacturing Method Comprising The Same}
본 발명은 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
근래에, 표시장치(Display Device)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출 디스플레이(Field Emission Display: FED), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device: OLED), 전기영동디스플레이(Electrophoretic Display: EPD) 등과 같은 여러 가지의 평면형 표시장치가 실용화되고 있다.
최근에는, 원하는 때와 장소에서 정보를 접할 수 있도록 표시장치의 휴대성이 요구됨과 동시에 휴대를 위한 경량성도 요구되고 있다. 이와 같은, 휴대성 및 경량성을 만족하기 위해 구부리거나 접는 것이 가능한 플렉서블(Flexible) 표시장치가 개발될 필요성이 있다.
현재까지 개발된 플렉서블 표시장치는 유연성을 가진 금속 박막 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하고 있다. 이러한 기판들은 기판 상에 형성되는 소자들을 지지하는 역할을 하면서 유연한 성질을 가진다는 점에서 많이 사용되고 있다.
플렉서블 표시장치는 어느 한 방향으로 구부릴 수 있기 때문에 플렉서블 표시장치를 이루는 상부 및 하부 기판이 합착되고 유지되는 것이 중요하다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법은 블랙 매트릭스와 대응하는 영역에 격벽을 형성하여 플라스틱 기판과 컬러필터 기판을 합착할 수 있고, 상기 기판들을 구부리는 경우에도 안정적으로 상기 기판들의 간격을 유지하고 고정시킬 수 있는 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법을 제공한다.
또한, 위상차층의 제1 영역은 위상이 0도 또는 90도를 가지고, 상기 제2 영역은 위상이 45도를 가지고, 편광층은 0도의 위상을 가지도록 하여, 플라스틱 기판과 컬러필터 기판 사이로부터 빛샘 현상을 방지할 수 있으며, 외부광이 들어와 금속 보호층이나 격벽에의해 반사되어 시인성이 감소되는 문제를 방지할 수 있는 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법도 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 플라스틱 기판; 상기 플라스틱 기판과 대향하는 컬러필터 기판; 상기 플라스틱 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성되어 이들을 서로 합착하는 복수의 격벽; 상기 격벽에 대응되는 상기 컬러필터 기판의 영역에 형성된 블랙매트릭스; 상기 컬러필터 기판에 배치된 위상차층과 편광판; 및 상기 플라스틱 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정을 포함하고, 상기 블랙매트릭스는 상기 격벽에 대응되는 영역이 개방된 플렉서블 표시장치.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 있어서, 상기 위상차층은 제1 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 격벽에 대응하고, 상기 제1 영역의 위상은 0도, 상기 제2 영역의 위상은 45도 그리고 상기 편광판의 위상은 0인 플렉서블 표시장치.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 있어서, 상기 위상차층은 제1 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 격벽에 대응하고, 상기 제1 영역의 위상은 90도, 상기 제2 영역의 위상은 45도 그리고 상기 편광판의 위상은 0인 플렉서블 표시장치.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 있어서, 상기 격벽의 하측에 금속 보호층을 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치에 있어서, 상기 액정은 모노머(monomer) 및 광개시제를 포함하는 플렉서블 표시장치.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조방법은, 플라스틱 기판; 상기 플라스틱 기판과 대향하는 컬러필터 기판; 상기 플라스틱 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성되어 이들을 서로 합착하는 복수의 격벽; 상기 격벽에 대응되는 상기 컬러필터 기판의 영역에 형성된 블랙매트릭스; 상기 컬러필터 기판에 배치된 위상차층과 편광판; 및
상기 플라스틱 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정을 포함하고, 상기 블랙매트릭스는 상기 격벽에 대응되는 영역이 개방된 플렉서블 표시장치의 제조 방법으로써,
제1 유리기판에 박막트랜지스터를 포함하는 플라스틱 기판을 형성하는 단계;
제2 유리기판에 컬러필터 기판을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2 유리기판을 합착하고, 상기 블랙매트릭스의 개방된 영역에 빛(UV)을 조사하여 상기 격벽을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2 유리기판을 제거하는 단계; 및
상기 컬러필터 기판에 위상차층과 편광층을 형성하는 단계;를 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 위상차층은 제1 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 격벽에 대응하고, 상기 제1 영역의 위상은 0도, 상기 제2 영역의 위상은 45도 그리고 상기 편광판의 위상은 0인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 위상차층은 제1 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 격벽에 대응하고,
상기 제1 영역의 위상은 90도, 상기 제2 영역의 위상은 45도 그리고 상기 편광판의 위상은 0인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 격벽의 하측에 금속 보호층을 더 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 액정은 모노머(monomer) 및 광개시제를 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법은 블랙 매트릭스와 대응하는 영역에 격벽을 형성하여 플라스틱 기판과 컬러필터 기판을 합착할 수 있고, 상기 기판들을 구부리는 경우에도 안정적으로 상기 기판들의 간격을 유지하고 고정시킬 수 있고, 위상차층의 제1 영역은 위상이 0도 또는 90도를 가지고, 상기 제2 영역은 위상이 45도를 가지고, 편광층은 0도의 위상을 가지도록 하여, 플라스틱 기판과 컬러필터 기판사이로부터 빛샘 현상을 방지할 수 있으며, 외부광이 들어와 금속 보호층이나 격벽에의해 반사되어 시인성이 감소되는 문제를 방지할 수 있는 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법도 제공한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치의 단면도이다.
도 5 내지 도 14는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법에 관한 도면들이다.
도 15 내지 도 16는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법에 관한 도면들이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 복수의 격벽(112)을 포함하는 플라스틱 기판(110) 상에 다층 소자(D)가 형성된 것일 수 있다.
특히, 본 발명의 제 1 실시 예에서 다층 소자(D)는 박막 트랜지스터(TFT), 액정층 및 컬러필터 기판을 포함하는 액정표시장치일 수 있다.
하기에서는 액정표시장치를 일 예로 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
복수의 격벽(112)을 포함하는 플라스틱 기판(110) 상에 일 방향으로 배열된 스캔 라인(114) 및 스캔 라인(114)과 교차하며 일 방향으로 배열된 데이터 라인(135a)이 위치한다. 스캔 라인(114)과 데이터 라인(135a)은 복수의 격벽(112)들 사이 공간에 위치할 수 있다.
스캔 라인(114)과 데이터 라인(135a)에 의해 정의된 화소 영역에는 스위칭 박막트랜지스터(T1) 및 화소 전극(145)이 위치한다.
스위칭 박막 트랜지스터(T1)는 스캔 라인(114)에 연결된 게이트 전극(115), 반도체층(125), 데이터 라인(135a)에 연결된 소스 전극(135b) 및 드레인 전극(135c)을 포함한다. 그리고, 드레인 전극(135c)에 연결된 화소 전극(145)이 위치할 수 있다.
<제 1 실시예>
도 2를 참조하여 보다 자세하게 설명하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 플라스틱 기판(110), 플라스틱 기판(110)과 대향하며 합착된 컬러필터 기판(150) 및 플라스틱 기판(110)과 컬러필터 기판(150) 사이에 형성된 액정층(180)을 포함할 수 있다.
플라스틱 기판(110)은 구부리거나 접을 수 있는 유연한 성질을 갖는 것으로, 폴리이미드(polyimide)로 이루어질 수 있다.
플라스틱 기판(110)에는 각 화소 영역마다 복수의 격벽(112)이 위치한다.
복수의 격벽(112)은 추후 컬러필터 기판과의 갭을 유지하는 역할과 컬러필터 기판(150) 플라스틱 기판(110)이 서로 합착 및 유지될 수 있도록 한다.
플라스틱 기판(110) 상에 게이트 전극(115)이 위치하고, 게이트 전극(115)을 절연시키는 게이트 절연막(120)이 위치할 수 있다.
게이트 절연막(120) 상에는 반도체층(125)이 위치하고, 반도체층(125)과 연결되는 소스 전극(135b) 및 드레인 전극(135c)이 위치할 수 있다.
여기서, 반도체층(125)과 소스 전극(135b) 및 드레인 전극(135c) 사이에는 오믹 콘택을 위한 오믹층(130)이 위치할 수 있다. 따라서, 게이트 전극(115), 반도체층(125), 소스 전극(135b) 및 드레인 전극(135c)을 포함하는 박막 트랜지스터(T1)가 위치할 수 있다. 따라서, 박막 트랜지스터(T1)는 스캔 라인으로부터 게이트 온/오프 전압에 응답하여 데이터 라인(135a)으로부터의 데이터 전압을 화소 전극(145)에 공급한다.
화소 전극(145)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 등과 같은 투명한 금속으로 이루어져 있으며, 드레인 전극(135c)으로부터 데이터 전압을 액정층(180)에 인가한다.
컬러필터 기판(150)은 컬러필터 기판(150) 상에 빛샘 방지를 위해 형성된 블랙 매트릭스(155), 색구현을 위해 형성된 컬러 필터(160), 블랙 매트릭스(155)와 컬러 필터(160)를 덮는 오버코트층(165) 및 오버코트층(165) 상에 형성된 공통 전극(170)을 포함할 수 있다.
블랙 매트릭스(155)는 액정층(180)을 제어할 수 없는 영역을 통해 광이 투과되는 것을 막기 위해 불투명한 유기 물질 또는 불투명한 금속으로 이루어질 수 있으며, 복수의 격벽(152)에 대응되도록 위치할 수 있다.
구체적으로 상기 블랙 매트릭스(155)는 제1 블랙 매트릭스(155a) 및 제2 블랙 매트릭스(155b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 블랙 매트릭스(155a)와 제2 블랙 매트릭스(155b) 사이 영역에는 격벽(112)이 형성될 수 있다.
상기 제1 블랙 매트릭스(155a) 및 제2 블랙 매트릭스(155b) 사이의 거리는 격벽(112)의 폭에 대응되는 거리로 이격될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(155)는 제1 블랙 매트릭스(155a) 및 제2 블랙 매트릭스(155b)를 포함하고, 상기 제1 블랙 매트릭스(155a) 및 제2 블랙 매트릭스(155b)가 서로 이격되도록 하여 상기 제1 블랙 매트릭스(155a) 및 제2 블랙 매트릭스(155b) 사이에 빛을 조사하여 격벽(112)을 형성할 수 있다.
컬러 필터(160)는 색을 구현하기 위해 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러 필터(160)로 이루어질 수 있다.
오버코트층(165)은 컬러 필터(160)를 보호하며 공통 전극(170)의 양호한 스텝 커버리지를 위해 투명한 유기물질로 형성될 수 있다.
공통 전극(170)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 등과 같은 투명한 금속으로 형성되며, 공통 전압을 액정층(180)에 인가하는 역할을 한다.
플라스틱 기판(110)은 컬러필터 기판(150)과 합착되어 그 사이에 액정층(180)이 위치할 수 있고, 격벽(112)은 플라스틱 기판(110)과 컬러필터 기판(150)이 서로 합착되어 유지될 수 있도록 한다. 또한 상기 격벽(112)은 박막 트랜지스터(T1)가 형성된 플라스틱 기판(110)과 컬러필터 기판(150) 사이의 갭을 유지할 수 있는 스페이서 역할도 할 수 있다.
한편 상기 격벽(112)의 아래에는 금속 보호층(190)이 배치될 수 있다.
상기 금속 보호층(190)은 격벽(112)을 형성할 때 플라스틱 기판(110)을 보호하는 역할을 하고, 상기 격벽(112)이 정확한 위치에 형성될 수 있도록 할 수 있다.
상기 액정(180)은 모노머(monomer)와 광개시제(Photo Initiator)를 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 빛(UV)을 흡수하여 중합 반응을 시작하는 물질을 말한다.
격벽(112)이 형성될 위치의 액정(180) 상에 모노머가 광 중합하는데 필요한 에너지인 빛을 조사하면, 광개시제는 모노머가 경화된 후의 고분자 물질로 바뀌게 광 중합을 개시시키는 역할을 할 수 있다.
한편 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 컬러필터 기판(150) 상부에는 위상차층(200)과 편광층(300)을 포함할 수 있다.
상기 위상차층(200)은 코팅 방식으로 형성되거나, 필름 형태로 제작되어 컬러필터 기판(150)에 배치될 수 있다.
상기 위상차층(200)은 제1 및 제2 영역(210, 220)을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역(210)은 격벽(112)에 대응되지 않는 영역이고, 제2 영역(220)은 격벽(112)에 대응하는 영역이다.
상기 제1 영역(210)은 위상이 0도 또는 90도를 가지고 상기 제2 영역(220)은 위상이 45도를 가질 수 있다.
상기 위상차층(200)은 특히 상기 제2 영역(220)에 λ/4에 해당하는 위상차를 가지는 것(Quater Wave Plate; QWP)을 이용할 수 있다.
상기 편광층(300)은 0도의 위상을 자질 수 있다.
전술한 제1 실시예는 수직 전계형으로써, 컬러필터 기판 기판(150)상에 형성된 공통전극(170)과 플라스틱 기판(110)상에 형성된 화소 전극(145)이 서로 대향되게 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nemastic) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수직 전계형 액정 표시 장치는 개구율 큰 장점이 있다.
후술할 제2 실시예는 수평 전계형으로써, 플라스틱 기판(110)에 나란하게 배치된 화소 전극(145)과 공통 전극(170) 간의 수평 전계에 의해 인플레인 스위치(In Plane Switch; 이하, IPS라 함) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수평 전계 인가형 액정 표시 장치는 시야각이 160도 정도로 넓은 장점이 있다.
<제2 실시예>
도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 플라스틱 기판(110), 플라스틱 기판(110)과 대향하며 합착된 컬러필터 기판(150) 및 플라스틱 기판(110)과 컬러필터 기판(150) 사이에 형성된 액정층(180)을 포함할 수 있다.
상기 플라스틱 기판(110)은 투명한 플라스틱 필름일 수 있으며, 연성을 부여하며 복원력이 우수한 재료 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Ployethylene Terephthalate, PET), 폴리 카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리 이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate,PEN), COC(Cyclic olefin Copolymer), 아크릴(Acryl) 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 경우에 따라서, SUS(Steel Use Stainless)와 같은 얇은 금속 호일을 이용할 수도 있다.
플라스틱 기판(110)에는 각 화소 영역마다 복수의 격벽(112)이 위치하고, 이후 컬러필터 기판과의 갭을 유지하는 역할과 컬러필터 기판(150) 플라스틱 기판(110)이 서로 합착 및 유지될 수 있도록 한다.
플라스틱 기판(110) 상에 게이트 전극(115) 및 공통 전극(170)이 위치하고, 게이트 전극(115)을 절연시키는 게이트 절연막(120)이 위치할 수 있다.
게이트 절연막(120) 상에는 반도체층(125)이 위치하고, 반도체층(125)과 연결되는 소스 전극(135b) 및 드레인 전극(135c)이 위치할 수 있다.
여기서, 반도체층(125)과 소스 전극(135b) 및 드레인 전극(135c) 사이에는 오믹 콘택을 위한 오믹층(130)이 위치할 수 있다. 따라서, 게이트 전극(115), 반도체층(125), 소스 전극(135b) 및 드레인 전극(135c)을 포함하는 박막 트랜지스터(T1)가 위치할 수 있고, 박막 트랜지스터(T1)는 스캔 라인으로부터 게이트 온/오프 전압에 응답하여 데이터 라인(135a)으로부터의 데이터 전압을 화소 전극(145)에 공급한다.
화소 전극(145)은 드레인 전극(135c)으로부터 데이터 전압을 액정층(180)에 인가한다.
컬러필터 기판(150)은 컬러필터 기판(150) 상에 빛샘 방지를 위해 형성된 블랙 매트릭스(155), 색 구현을 위해 형성된 컬러 필터(160), 블랙 매트릭스(155)와 컬러 필터(160)를 덮는 오버코트층(165)을 포함할 수 있다.
블랙 매트릭스(155) 복수의 격벽(152)에 대응하는 컬러필터 기판(150)의 영역에 위치할 수 있고, 상기 블랙 매트릭스(155)는 제1 블랙 매트릭스(155a) 및 제2 블랙 매트릭스(155b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 블랙 매트릭스(155a)와 제2 블랙 매트릭스(155b) 사이 영역에는 격벽(112)이 형성되고, 상기 격벽(112)의 폭에 대응되는 거리로 이격될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(155)는 제1 블랙 매트릭스(155a) 및 제2 블랙 매트릭스(155b)를 포함하고, 상기 제1 블랙 매트릭스(155a) 및 제2 블랙 매트릭스(155b)가 서로 이격되도록 하여 상기 제1 블랙 매트릭스(155a) 및 제2 블랙 매트릭스(155b) 사이에 빛을 조사하여 격벽(112)을 형성할 수 있다.
또한 상기 제1 블랙 매트릭스(155a)와 제2 블랙 매트릭스(155b)는 상기 블랙 매트릭스(155)의 가운데 영역을 개방하며 형성할 수 있다.
한편 상기 격벽(112)의 아래에는 금속 보호층(190)이 배치될 수 있다.
상기 금속 보호층(190)은 격벽(112)을 형성할 때 플라스틱 기판(110)을 보호하는 역할을 하고, 상기 격벽(112)이 정확한 위치에 형성될 수 있도록 할 수 있다.
상기 액정(180)은 모노머(monomer)와 광개시제(Photo Initiator)를 포함하여 빛(UV)에 의하여 경화될 수 있다.
한편 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치(100)는 컬러필터 기판(150) 상부에는 위상차층(200)과 편광층(300)을 포함할 수 있고, 상기 위상차층(200)은 제1 및 제2 영역(210, 220)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 영역(210)은 격벽(112)에 대응되지 않는 영역이고, 제2 영역(220)은 격벽(112)에 대응하는 영역이 될 수 있다. 또한 상기 제1 영역(210)은 위상이 0도 또는 90도를 가지고 상기 제2 영역(220)은 위상이 45도를 가질 수 있으며, 상기 편광층(300)은 0도의 위상을 자질 수 있다.
<제1 실시예의 제조방법>
도 5 내지 도 14는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법에 관한 도면들이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)의 제조방법을 설명한다.
먼저 도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 유리 기판(410)상에 플라스틱 수지를 도포하여 플라스틱 수지층을 형성한다.
이때, 플라스틱 수지는 폴리이미드(polyimide)를 사용할 수 있으며, 스핀 코팅법과 같은 일반적인 수지의 도포 방법을 사용할 수 있다.
플라스틱 수지층으로부터 형성된 플라스틱 기판(310) 상에 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금을 적층하고 패터닝하여 스캔 라인(미도시) 및 게이트 전극(115)을 형성한다.
다음, 플라스틱 기판(110) 상에 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 적층하여 게이트 절연막(120)을 형성한다.
이때, 게이트 절연막(120)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일층 또는 이들의 혼합층으로 형성할 수 있다.
이어, 도 6 및 7을 참조하면, 플라스틱 기판(110) 상에 비정질 실리콘 또는 이를 결정화한 다결정 실리콘을 형성하고 패터닝하여 반도체층(125)을 형성하고, 반도체층(125) 상에 비정질 실리콘을 증착하고 패터닝하여 오믹층(130)을 형성한다.
오믹층(130)은 추후 소스 전극(135b) 및 드레인 전극(135c)과 반도체층(125)의 오믹 콘택을 위한 것으로, 비정질 실리콘에 n+불순물을 도핑하여 형성할 수 있다.
다음, 플라스틱 기판(110) 상에 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금을 적층한 후, 패터닝하여 데이터 라인(135a), 소스 전극(135b) 및 드레인 전극(135c)을 형성한다.
이어, 도 7 및 도 8을 참조하면, 플라스틱 기판(110) 상에 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene seriesresin), 아크릴레이트(acrylate) 등의 유기물 또는 실리콘 산화물을 액상 형태로 코팅한 다음 경화시키는SOG(spin on glass)와 같은 무기물을 도포하여 패시베이션막(140)을 형성한다.
다음, 패시베이션막(140)을 식각하여 드레인 전극(135c)을 노출하는 비어홀(146)을 형성한다. 그리고, 패시베이션막(140)이 형성된 플라스틱 기판(110) 상에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전막으로 적층하고 패터닝하여, 화소 전극(145)을 형성한다. 따라서, 패시베이션막(140)을 관통하는 비어홀(146)을 통해 화소 전극(145)이 드레인 전극(135c)과 콘택하여 전기적으로 연결될 수 있다.
또한 패시베이션막(140)의 영역 중에서 이후 격벽(미도시)이 형성될 영역 상에 금속 보호층(190)을 형성한다.
도 9를 참조하면, 제2 유리 기판(420) 상에 플라스틱 수지를 도포하여 컬러필터 기판(150)을 형성한다.
컬러필터 기판(150)은 전술한 플라스틱 기판(110)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 동일한 방법으로 형성될 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 컬러필터 기판(150)상에 블랙 매트릭스(155)를 형성한다.
블랙 매트릭스(155)는 빛샘 방지를 위한 것으로, 카본이나 안료가 첨가된 블랙 수지를 도포하여 형성할 수 있다. 또한 제1 및 제2 블랙 매트릭스(155a, 155b)가 서로 이격되도록 블랙 매트릭스(155)를 형성한다.
다음, 컬러필터 기판(150)의 블랙 매트릭스(155)들 사이에 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터(160)를 형성한다.
이때, 컬러필터(160)는 잉크젯법으로 형성할 수 있다. 즉, 각 색상 성분과 유기바인더로 이루어진 잉크액을 가압하여 노즐로부터 분사시키고, 건조시켜 유기 바인더를 제거함으로써 컬러필터(160)를 형성할 수 있다.
이어, 도 10을 참조하면, 컬러필터(160) 및 블랙 매트릭스(150) 상에 오버코트층(165)을 형성한다.
상기 오버코트층(165)은 컬러 필터(160) 및 블랙 매트릭스(150)를 도포하며 추후 형성될 공통 전극의 양호한 스텝 커버리지를 위해 투명한 유기물질로 형성될 수 있다.
다음, 오버코트층(165) 상에 공통 전극(170)을 형성한다. 공통 전극(170)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크옥사이드(IZO) 등과 같은 투명한 금속으로 형성할 수 있으며, 공통 전압을 액정층에 인가하는 역할을 한다.
다음 단계로 도 11을 참조하면, 플라스틱 기판(110)과 컬러필터 기판(150)을 합착하고, 상기 플라스틱 기판(110)과 컬러필터 기판(150) 사이에 액정(180)을 주입한다.
상기 액정(180)은 모노머(monomer)와 광개시제(Photo Initiator)를 포함하여 빛(UV)이 조사되면 경화될 수 있다.
다음 단계로, 도 12 내지 14를 참조하면, 제1 및 제2 블랙 매트릭스(155a, 155b)의 사이 영역에 빛(UV)을 조사하여, 해당 영역에 격벽(112)을 형성할 수 있다. 그리고 제1 및 제2 유리기판(410, 420)을 제거하고, 상기 컬러필터 기판(150) 상에 위상차층(200) 및 편광층(300)을 형성할 수 있다.
상기 위상차층(200)은 코팅 방식으로 형성되거나, 필름 형태로 제작되어 컬러필터 기판(150)에 배치될 수 있고, 상기 위상차층(200)은 제1 및 제2 영역(210, 220)을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역(210)은 격벽(112)에 대응되지 않는 영역이고, 제2 영역(220)은 격벽(112)에 대응하는 영역이고 상기 제1 영역(210)은 위상이 0도 또는 90도를 가지고 상기 제2 영역(220)은 위상이 45도를 가질 수 있고, 상기 편광층(300)은 0도의 위상을 자질 수 있다.
상기 위상차층(200)은 특히 상기 제2 영역(220)에 λ/4에 해당하는 위상차를 가지는 것(Quater Wave Plate; QWP)을 이용할 수 있다.
<제2 실시예의 제조방법>
본 발명의 제2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(100)의 제조방법을 설명한다.
먼저 도 15를 참조하면, 제1 유리 기판(410)상에 플라스틱 수지를 도포하여 플라스틱 수지층을 형성한다. 이때, 플라스틱 수지는 폴리이미드(polyimide)를 사용할 수 있으며, 스핀 코팅법과 같은 일반적인 수지의 도포 방법을 사용할 수 있다.
플라스틱 수지층으로부터 형성된 플라스틱 기판(310) 상에 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금을 적층하고 패터닝하여 스캔 라인(미도시) 및 게이트 전극(115)을 형성한다.
또한 플라스틱 기판(310) 상에 공통 전극(170)을 형성할 수 있고 상기 공통 전극(170)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크옥사이드(IZO) 등과 같은 투명한 금속으로 형성할 수 있으며, 공통 전압을 액정층에 인가하는 역할을 한다.
다음, 플라스틱 기판(110) 상에 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 적층하여 게이트 절연막(120)을 형성한다. 이때, 게이트 절연막(120)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일층 또는 이들의 혼합층으로 형성할 수 있다.
이어, 플라스틱 기판(110) 상에 비정질 실리콘 또는 이를 결정화한 다결정 실리콘을 형성하고 패터닝하여 반도체층(125)을 형성하고, 반도체층(125) 상에 비정질 실리콘을 증착하고 패터닝하여 오믹층(130)을 형성한다. 다음, 플라스틱 기판(110) 상에 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금을 적층한 후, 패터닝하여 데이터 라인(135a), 소스 전극(135b) 및 드레인 전극(135c)을 형성한다.
이어, 플라스틱 기판(110) 상에 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene seriesresin), 아크릴레이트(acrylate) 등의 유기물 또는 실리콘 산화물을 액상 형태로 코팅한 다음 경화시키는SOG(spin on glass)와 같은 무기물을 도포하여 패시베이션막(140)을 형성한다.
다음, 패시베이션막(140)을 식각하여 드레인 전극(135c)을 노출하는 비어홀(146)을 형성한다. 그리고, 패시베이션막(140)이 형성된 플라스틱 기판(110) 상에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전막으로 적층하고 패터닝하여, 화소 전극(145)을 형성한다. 따라서, 패시베이션막(140)을 관통하는 비어홀(146)을 통해 화소 전극(145)이 드레인 전극(135c)과 콘택하여 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 패시베이션막(140)의 영역 중에서 이후 격벽(미도시)이 형성될 영역 상에 금속 보호층(190)을 형성한다.
다음 제2 유리 기판(420) 상에 플라스틱 수지를 도포하여 컬러필터 기판(150)을 형성한다.
컬러필터 기판(150)은 전술한 플라스틱 기판(110)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
상기 컬러필터 기판(150)상에 블랙 매트릭스(155)를 형성하고, 블랙 매트릭스(155)는 빛샘 방지를 위한 것으로, 카본이나 안료가 첨가된 블랙 수지를 도포하여 형성할 수 있다. 또한 제1 및 제2 블랙 매트릭스(155a, 155b)가 서로 이격되도록 블랙 매트릭스(155)를 형성한다.
다음, 컬러필터 기판(150)의 블랙 매트릭스(155)들 사이에 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터(160)를 형성한다. 이때, 컬러필터(160)는 잉크젯법으로 형성할 수 있다. 즉, 각 색상 성분과 유기바인더로 이루어진 잉크액을 가압하여 노즐로부터 분사시키고, 건조시켜 유기 바인더를 제거함으로써 컬러필터(160)를 형성할 수 있다.
이어, 컬러필터(160) 및 블랙 매트릭스(150) 상에 오버코트층(165)을 형성한다.
상기 오버코트층(165)은 컬러 필터(160) 및 블랙 매트릭스(150)를 도포하며 추후 형성될 공통 전극의 양호한 스텝 커버리지를 위해 투명한 유기물질로 형성될 수 있다.
다음 단계로 플라스틱 기판(110)과 컬러필터 기판(150)을 합착하고, 상기 플라스틱 기판(110)과 컬러필터 기판(150) 사이에 액정(180)을 주입한다.
상기 액정(180)은 모노머(monomer)와 광개시제(Photo Initiator)를 포함하여 빛(UV)이 조사되면 경화될 수 있다.
다음 도 16을 참조하면, 제1 및 제2 블랙 매트릭스(155a, 155b)의 사이 영역에 빛(UV)을 조사하여, 해당 영역에 격벽(112)을 형성할 수 있다. 그리고 제1 및 제2 유리기판(410, 420)을 제거하고, 상기 컬러필터 기판(150) 상에 위상차층(200) 및 편광층(300)을 형성할 수 있다.
상기 위상차층(200)은 코팅 방식으로 형성되거나, 필름 형태로 제작되어 컬러필터 기판(150)에 배치될 수 있고, 상기 위상차층(200)은 제1 및 제2 영역(210, 220)을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역(210)은 격벽(112)에 대응되지 않는 영역이고, 제2 영역(220)은 격벽(112)에 대응하는 영역이고 상기 제1 영역(210)은 위상이 0도 또는 90도를 가지고 상기 제2 영역(220)은 위상이 45도를 가질 수 있고, 상기 편광층(300)은 0도의 위상을 가질 수 있다.
상기 위상차층(200)은 특히 상기 제2 영역(220)에 λ/4에 해당하는 위상차를 가지는 것(Quater Wave Plate; QWP)을 이용할 수 있다.
이상 설명한 제1 및 제2 실시예는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 블랙 매트릭스(112)와 대응하는 영역에 격벽(112)을 형성하여 플라스틱 기판(110)과 컬러필터 기판(150)을 합착할 수 있고, 상기 기판들(110, 150)을 구부리는 경우에도 안정적으로 상기 기판들(110, 150)의 간격을 유지하고 고정시킬 수 있다.
둘째, 위상차층(200)의 제1 영역(210)은 위상이 0도 또는 90도를 가지고, 상기 제2 영역(220)은 위상이 45도를 가지고, 상기 편광층(300)은 0도의 위상을 가지도록 하여, 플라스틱 기판(110)과 컬러필터 기판(150) 사이로부터 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
셋째, 위상차층(200)의 제1 영역(210)은 위상이 0도 또는 90도를 가지고, 상기 제2 영역(220)은 위상이 45도를 가지고, 상기 편광층(300)은 0도의 위상을 가지도록 하여, 외부광이 들어와 금속 보호층(190) 이나 격벽(112)에 반사되어 시인성이 감소되는 문제를 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 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 표시장치
110 플라스틱 기판
112 복수의 격벽
114 스캔라인
115 게이트 전극
120 게이트 절연막
125 반도체층
130 오믹층
135b 소스전극
135c 드레인전극
145 화소전극
146 비어홀
150 컬러필터 기판
155 블랙 매트릭스
155a 제1 블랙 매트릭스
155b 제2 블랙 매트릭스
160 컬러필터
165 오버코트층
170 공통전극
180 액정층
190 금속 보호층
200 위상차층
300 편광층
410 제1 유리기판
420 제2 유리기판
210 제1 영역
220 제2 영역

Claims (10)

  1. 플라스틱 기판;
    상기 플라스틱 기판과 대향하는 컬러필터 기판;
    상기 플라스틱 기판에 각 화소 영역마다 위치하는 복수의 격벽;
    서로 이격되는 제1 블랙 매트릭스 및 제2 블랙 매트릭스를 포함하고, 상기 제1 블랙 매트릭스 및 상기 제2 블랙 매트릭스 사이 영역에 상기 격벽이 위치하도록 형성된 블랙매트릭스;
    상기 컬러필터 기판에 배치된 위상차층과 편광판; 및
    상기 플라스틱 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정을 포함하고,
    상기 블랙매트릭스는 상기 제1 블랙 매트릭스 및 상기 제2 블랙 매트릭스 사이 영역이 개방되고,
    상기 플라스틱 기판 상에 게이트 전극 및 공통 전극이 위치하고,
    상기 플라스틱 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 상기 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 인플레인 스위치(In Plane Switch; IPS) 모드의 상기 액정을 구동하게 되는 플렉서블 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 위상차층은 제1 및 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역의 위상은 0도, 상기 제2 영역의 위상은 45도 그리고 상기 편광판의 위상은 0인 플렉서블 표시장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 위상차층은 제1 및 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역의 위상은 90도, 상기 제2 영역의 위상은 45도 그리고 상기 편광판의 위상은 0도 인 플렉서블 표시장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 격벽의 하측에 금속 보호층을 더 포함하는 플렉서블 표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 액정은 모노머(monomer) 및 광개시제를 포함하는 플렉서블 표시장치.
  6. 플라스틱 기판; 상기 플라스틱 기판과 대향하는 컬러필터 기판; 상기 플라스틱 기판에 각 화소 영역마다 위치하고 상기 플라스틱 기판과의 갭을 유지하는 복수의 격벽; 서로 이격되는 제1 블랙 매트릭스 및 제2 블랙 매트릭스를 포함하고, 상기 제1 블랙 매트릭스 및 상기 제2 블랙 매트릭스 사이 영역에 상기 격벽이 위치하도록 형성된 블랙매트릭스; 상기 컬러필터 기판에 배치된 위상차층과 편광판; 및
    상기 플라스틱 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정을 포함하고, 상기 블랙매트릭스는 상기 제1 블랙 매트릭스 및 상기 제2 블랙 매트릭스 사이 영역이 개방된 플렉서블 표시장치의 제조 방법으로써,
    제1 유리기판에 박막트랜지스터를 포함하는 플라스틱 기판을 형성하는 단계;
    제2 유리기판에 컬러필터 기판을 형성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 유리기판을 합착하고, 상기 블랙매트릭스의 상기 제1 블랙 매트릭스 및 상기 제2 블랙 매트릭스 사이 개방된 영역에 빛(UV)을 조사하여 상기 격벽을 형성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 유리기판을 제거하는 단계; 및
    상기 컬러필터 기판에 위상차층과 편광층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 플라스틱 기판 상에 게이트 전극 및 공통 전극이 위치하고,
    상기 플라스틱 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 상기 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 인플레인 스위치(In Plane Switch; IPS) 모드의 상기 액정을 구동하게 되는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 위상차층은 제1 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역의 위상은 0도, 상기 제2 영역의 위상은 45도 그리고 상기 편광판의 위상은 0도인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 위상차층은 제1 및 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역의 위상은 90도, 상기 제2 영역의 위상은 45도 그리고 상기 편광판의 위상은 0인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 격벽의 하측에 금속 보호층을 더 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 액정은 모노머(monomer) 및 광개시제를 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
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