KR102268603B1 - 기판, 디스플레이 패널 및 기판 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 기재의 기판은 베이스층; 상기 베이스층 상에 위치되어 상기 베이스층 상을 복수의 화소 영역으로 구분하는 격벽; 및 상기 베이스층에서 상기 화소 영역에 위치되며, 상기 베이스층에 토출되는 액적의 퍼짐을 가이드하는 패턴을 포함한다.

Description

기판, 디스플레이 패널 및 기판 제조 방법{Substrate, display panel and substrate manufacturing method}
본 발명은 기판, 디스플레이 패널 및 기판 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 패널을 제조하는데 사용될 수 있는 기판, 디스플레이 패널 및 기판 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자회로부품 또는 액정 디스플레이 패널과 같은 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display)를 제조하기 위해서는, 포토레지스트(PR: photoresist)액 또는 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 페이스트(paste)를 사용하여 글래스 표면 또는 인쇄회로기판(PCB) 상에 전극(electrodes) 또는 도트(dots) 등과 같은 일정한 패턴(patterns)을 형성하여야 한다.
기판에 일정한 패턴을 형성하기 위한 방법으로는 2개의 롤을 이용하여 오프셋 인쇄방식으로 일정한 패턴을 직접 패터닝하는 방식 또는 잉크 액적을 분출하는 방식이 사용될 수 있다. 여기서 잉크 액적을 기판에 토출하는 액적 토출 장치는 일반적인 잉크젯 프린터와 유사한 것으로, 노즐을 사용하여 기판에 일정한 패턴을 직접 패터닝하는 방식을 사용하는 것이 일반적이다.
한편, 액적 토출 장치에 포함된 잉크젯 헤드가 기판에 액적을 토출하는 경우, 기판의 화소 영역 각각에 최소한으로 채워야 할 액적의 부피가 정해져 있다. 일반적으로 정확한 양을 계산하여, 화소 영역에 액적을 채우게 된다. 그러나, 기판 표면의 친수성 또는 소수성 특성에 따라 각 화소 영역에 액적이 정상적으로 채워지지 않는 경우가 발생될 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 화소 영역 내부가 친수성인 상태가 되어야 액적이 화소 영역에 균일하게 퍼질 수 있다. 그러나, 기판의 소수성 특성으로 인하여 액적이 균일하게 퍼지기 어려울 수 있다. 이에 따라, 화소 영역에 채워져야 할 양만큼의 액적이 잉크젯 헤드로부터 토출되더라도, 화소 영역에는 액적이 채워지지 않는 영역이 존재할 수 있다.
액적이 화소 영역에 균일하게 채워지게 하기 위하여 프라즈마 처리를 하면, 액적의 높은 표면 에너지와 격벽의 친수성 특성으로 인하여 오히려 액적이 외부로 넘칠 수 있다. 격벽은 소수성을 유지해야 잉크가 격벽 부근에 토출 되더라도 화소 내부로 주입되게 되는데 기존의 공정방법으로는 화소내부 영역과 격벽의 영역을 선택적으로 친수성과 소수성을 유지할 수 없다.
한국등록특허 제10-0647701호
본 발명의 목적은 액적의 퍼짐성이 향상될 수 있는 기판, 디스플레이 패널 및 기판 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 기판은 베이스층; 상기 베이스층 상에 위치되어 상기 베이스층 상을 복수의 화소 영역으로 구분하는 격벽; 및 상기 베이스층에서 상기 화소 영역에 위치되며, 상기 베이스층에 토출되는 액적의 퍼짐을 가이드하는 패턴을 포함한다.
한편, 상기 패턴은 선(line) 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 패턴의 상하 단면의 형상은 골과 턱이 반복적으로 위치될 수 있다.
한편, 상기 화소 영역에 토출된 액적은 상기 패턴을 따라 이동되어 화소 영역에 균일하게 도포될 수 있다.
한편, 상기 패턴은 리소그래피, 임프린팅, 잉크젯 프린팅, 롤프린팅 공정 또는 레이저 및 화학물질을 이용한 식각에 의해 생성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 패널은 전술한 기판을 포함하여 제조된다.
본 발명의 일 측면에 따른 기판 제조 방법은 상기 베이스층을 마련하는 베이스층 배치 단계; 상기 베이스층에 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계; 상기 베이스층에 격벽을 형성하는 격벽 형성 단계; 및 상기 베이스층에 액적을 토출하는 액적 토출 단계;를 포함한다.
한편, 상기 패턴 형성 단계에서는 리소그래피, 임프린팅, 잉크젯 프린팅, 롤프린팅 방법 또는 레이저 및 화학물질을 이용한 식각 방법을 사용하여 패턴을 형성할 수 있다.
한편, 상기 액적 토출 단계에서는 토출된 액적이 상기 패턴을 따라 이동되어 화소 영역에 균일하게 도포될 수 있다.
본 발명에 따른 기판은 생성된 베이스층 상에 생성된 패턴을 포함한다. 따라서, 액적이 베이스층에 토출되는 경우, 액적의 응집력 보다 패턴이 생성된 기판과 액적과의 부착력이 상대적으로 더 크게 되어 액적은 패턴의 모양에 따라 퍼지게 된다. 이와 같이 화소 영역에 토출된 액적은 패턴을 따라 이동되어 화소 영역에 균일하게 도포될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 기판은 액적의 퍼짐성이 패턴을 포함하지 않는 기판과 비교하여 현저하게 향상될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 기판은 액적의 점도, 표면에너지 조정이나 화소 영역에 자외선을 조사하거나 플라즈마로 처리하는 등의 후처리 공정을 실시하지 않더라도, 베이스층에 패턴을 생성하는 것만으로 액적의 퍼짐성을 향상시킬 수 있다.
종래의 기판은 베이스층에 패턴이 위치되어 있지 않으므로, 일반적인 디스플레이 패널에 포함된 백라이트 유닛(back light unit)에서 조사된 빛을 반사하여 광 추출 효율이 떨어질 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 기판은 백라이트 유닛으로부터 조사되는 빛을 패턴의 모양에 따라 산란시켜서 외부로 방출되는 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 기판 제조 방법은 기판 및 액적의 복합적인 요소를 고려하지 않더라도, 베이스층에 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계를 실시하기만 하면, 종래의 기판 제조 방법과 비교하여 저렴한 비용으로 고품질 및 고해상도의 디스플레이 모듈을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판과 잉크젯 헤드를 도시한 사시도이다.
도 2는, 도 1의 기판에 액적이 토출되는 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 기판 상에 액적이 채워진 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는, 도 4의 기판 제조 방법에 의하여 기판이 제조되는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 6은 패턴의 다양한 형상을 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판(100)은 베이스층(110), 격벽(120) 및 패턴(130)을 포함한다.
베이스층(110)은 기판의 기저부일 수 있다. 이러한 베이스층(110)은 일례로 유리일 수 있다. 이와 다르게, 기판(100)이 플렉서블 디스플레이 패널 제조에 사용되는 경우, 베이스층(110)은 투명 필름인 것도 가능할 수 있다.
격벽(120)은 상기 베이스층(110) 상에 위치되어 상기 베이스층(110) 상을 복수의 화소 영역으로 구분할 수 있다. 한편, 인접한 3개의 화소 영역들이 하나의 세트가 되어 하나의 화소(pixel)를 구성하여 다양한 색상을 표시할 수 있다. 3개의 화소 영역들 각각은 붉은색(R), 초록색(G) 및 파란색(B)일 수 있다. 이와 같은 화소 영역의 조합은 평판 표시 패널의 설계에 따라 상기 세트에 화이트(W) 색상을 추가하는 것도 가능할 수 있으며, 특정 조합으로 한정하지는 않는다.
격벽(120)은 액적(K)이 충진되는 공간을 정의한다. 이러한 격벽(120)의 두께와 높이는 기판(100)의 설계에 따라 변경될 수 있으므로, 특정 수치로 한정하지는 않는다. 격벽(120)은 무극성의 유기물질 또는 무기물질로 이루어져서, 액적(K)의 도포가 원활하게 진행되도록 할 수 있다.
이와 같은 격벽(120)과 베이스층(110)은 일반적인 기판에 포함된 것일 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
패턴(130)은 상기 베이스층(110)에서 상기 화소 영역에 위치되며, 상기 베이스층(110)에 토출되는 액적(K)의 퍼짐을 가이드할 수 있다. 패턴(130)은 선(line) 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 패턴(130)의 상하 단면의 형상은 골과 턱이 반복적으로 위치될 수 있다. 이러한 패턴(130)을 기판(100)에 생성하는 방법은 일례로 리소그래피(Lithography), 임프린팅(Imprinting), 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 또는 롤프린팅(Roll Printing) 공정 또는 레이저 및 화학물질을 이용한 식각에 의한 방법일 수 있다.
예를 들어, 패턴(130)을 기판(100)에 생성하는 방법은 유리와 굴절률이 10% 미만이면서 투명도 90% 이상인 물질을 포토 리소그래피 방법을 이용하여 베이스층(110)에 패터닝하는 방법이 사용될 수 있다. 이와 다르게, 패턴(130)을 기판(100)에 생성하는 방법은 베이스층(110)을 국부적으로 녹이는 방법도 사용될 수 있다. 패턴(130)을 기판(100)에 생성하는 방법이 전술한 방법만 사용하는 것으로 한정하지는 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 잉크젯 프린팅 시스템에 포함된 잉크젯 헤드로부터 액적(K)이 서로 인접한 격벽(120)들 사이로 토출되면, 화소 영역에 토출된 액적(K)은 상기 패턴(130)을 따라 이동되어 화소 영역에 균일하게 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판(100)은 베이스층(110) 상에 위치된 패턴(130)을 포함한다. 따라서, 액적(K)이 베이스층(110)에 토출되는 경우, 액적(K)의 응집력 보다 패턴(130)이 생성된 기판(100)과 액적(K)과의 부착력이 상대적으로 더 크게 되어 액적(K)은 패턴(130)의 모양에 따라 퍼지게 된다. 이와 같이 화소 영역에 토출된 액적(K)은 패턴(130)을 따라 이동되어 화소 영역에 균일하게 도포될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판(100)은 액적(K)의 퍼짐성이 패턴(130)을 포함하지 않는 기판(100)과 비교하여 현저하게 향상될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 기판(100)은 액적(K)의 점도, 표면에너지 조정이나, 화소 영역에 자외선을 조사하거나 플라즈마로 처리하는 등의 후처리 공정을 실시하지 않더라도, 베이스층(110)에 패턴(130)을 생성하는 것만으로 액적(K)의 퍼짐성을 향상시킬 수 있다.
종래의 기판은 베이스층에 패턴이 위치되어 있지 않으므로, 일반적인 디스플레이 패널에 포함된 백라이트 유닛(back light unit)에서 조사된 빛을 반사하여 광 추출 효율이 떨어질 수 있다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판(100)은 백라이트 유닛으로부터 조사되는 빛(L)을 패턴(130)의 모양 및 크기에 따라 산란시켜서 외부로 방출되는 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
도면에 도시하지는 않았으나, 전술한 기판을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널은 기판, 글라스 및 편광판이 순차적으로 적층될 수 있다. 단, 디스플레이 패널이 이와 같이 이루어진 것으로 한정하지는 않으며, 디스플레이 패널의 설계에 따라 기판을 제외한 다른 것들은 가변될 수 있다. 예를 들어, 터치 센서가 디스플레이 패널에 추가되는 것도 가능할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판(100)을 제조하기 위한 기판 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조 방법(S100)은 베이스층 배치 단계(S110), 패턴 형성 단계(S120), 격벽 형성 단계(S130) 및 액적 토출 단계(S140)를 포함한다.
베이스층 배치 단계(S110)는 상기 베이스층(110)을 마련(도 5의 (a) 참조)할 수 있다. 도면에 도시하지는 않았으나, 베이스층(110)이 이송 유닛에 의해 이송되어 기판 처리 장치에 포함된 챔버 내부의 정전척 등과 같은 스테이지에 위치될 수 있다.
패턴 형성 단계(S120)는 상기 베이스층(110)에 패턴(130)을 형성(도 5의 (b) 참조)할 수 있다. 상기 패턴 형성 단계(S120)에서는 포토 리소그래피, 임프린팅 또는 롤프린팅 방법 또는 레이저 및 화학물질을 이용한 식각 방법을 사용하여 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 패턴 형성 단계(S120)에 의하여 생성되는 패턴의 간격, 높이 등의 전반적인 형상은 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있으므로, 특정 형상으로 한정하지는 않는다.
예를 들어, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 패턴(130A)의 형상은 화소 영역의 중심보다 격벽에 인접한 부분에서 다소 조밀하게 이루어질 수 있다. 이와 다르게, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 패턴(130B)은 점선의 형상인 것도 가능할 수 있다.
격벽 형성 단계(S130)에서는 상기 베이스층(110)에 격벽(120)을 형성(도 5의 (c) 참조)할 수 있다. 베이스층(110)에 격벽(120)을 형성하는 방법은 일반적인 기판 제조 방법에서 사용되는 공지의 방법이 사용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
액적 토출 단계(S140)에서는 상기 베이스층(110)에 액적(K)을 토출할 수 있다. 일반적인 잉크젯 프린팅 시스템에 포함된 잉크젯 헤드로부터 액적(K)이 서로 인접한 격벽(120)들 사이로 토출될 수 있다.
잉크젯 헤드가 베이스층(110) 상에 위치되면, 잉크젯 헤드의 위치 정렬이 실시되고, 잉크젯 헤드가 정량의 액적을 화소 영역 각각에서 목표로 하는 정확한 위치에 토출할 수 있다. 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 토출 단계(S140)에서는 토출된 액적(K)이 상기 패턴(130)을 따라 이동되어 화소 영역에 균일하게 도포될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조 방법(S100)은 기판(100) 및 액적(K)의 복합적인 요소를 고려하지 않더라도, 베이스층(110)에 패턴(130)을 형성하는 패턴 형성 단계(S120)를 실시하기만 하면, 종래의 기판 제조 방법과 비교하여 저렴한 비용으로 고품질 및 고해상도의 디스플레이 모듈을 제조할 수 있다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 기판
110: 베이스층
120: 격벽
130: 패턴
K: 액적

Claims (9)

  1. 소수성 특성을 갖는 베이스층;
    상기 베이스층 상에 위치되어 상기 베이스층 상을 복수의 화소 영역으로 구분하는 격벽; 및
    상기 베이스층에서 상기 화소 영역에 위치되되, 소수성 특성을 가지며, 상기 베이스층에 골과 턱을 형성시켜 토출되는 액적의 퍼짐을 가이드하는 패턴;을 포함하는 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패턴은 선(line) 형상으로 이루어지는 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패턴의 상하 단면의 형상은 골과 턱이 반복적으로 위치되는 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화소 영역에 토출된 액적은 상기 패턴을 따라 이동되어 화소 영역에 균일하게 도포되는 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패턴은 리소그래피, 임프린팅, 잉크젯 프린팅, 롤프린팅 공정 또는 레이저 및 화학물질을 이용한 식각에 의해 생성되는 기판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 기판을 포함하여 제조된 디스플레이 패널.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 기판을 제조하기 위한 기판 제조 방법에 있어서,
    소수성 특성을 갖는 베이스층을 마련하는 베이스층 배치 단계;
    상기 베이스층에 소수성 특성을 갖는 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계;
    상기 베이스층에 격벽을 형성하는 격벽 형성 단계; 및
    상기 패턴을 통해 골과 턱이 형성된 상기 베이스층에 액적을 토출하는 액적 토출 단계;를 포함하는 기판 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 패턴 형성 단계에서는 리소그래피, 임프린팅, 잉크젯 프린팅, 롤프린팅 방법 또는 레이저 및 화학물질을 이용한 식각 방법을 사용하여 패턴을 형성하는 기판 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 액적 토출 단계에서는 토출된 액적이 상기 패턴을 따라 이동되어 화소 영역에 균일하게 도포되는 기판 제조 방법.
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