KR102367990B1 - 평판 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는, 제1 기판, 상기 제1 기판 상의 표시부, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제2 기판의 제1 면 상에 위치한 터치 스크린층, 상기 제1 면 상에 위치하고, 상기 터치 스크린층을 덮는 보호층 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에서 상기 표시부를 에워싸고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는 씰링부를 포함하고, 상기 제1 면은 상기 표시부를 향하는 면이고, 상기 씰링부는 상기 제1 기판과 상기 보호층 사이에 배치되며, 상기 보호층은 상기 씰링부와 접합하는 무기막을 포함하는 평판 디스플레이 장치를 개시한다.
Description
본 발명은 평판 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
근래에 디스플레이 장치는 박형의 평판 디스플레이 장치로 대체되는 추세이다. 평판 디스플레이 장치 중에서도 전계 발광 디스플레이 장치는 자발광형 디스플레이 장치로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가져서 차세대 디스플레이 장치로 주목 받고 있다. 이 중, 발광층의 형성 물질이 유기물로 구성되는 유기 발광 디스플레이 장치는 무기 발광 디스플레이 장치에 비해 휘도, 구동 전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가진다.
또한, 최근 전자 장치를 다양한 형태로 제공하려는 노력과 함께, 디스플레이 장치에 터치 패널 기능을 적용하는 기술에 대하여 연구가 진행 중이다. 터치 패널 기능을 적용하게 되면 표시 기능만 하던 디스플레이 장치의 표면에 사용자의 손가락이나 펜 등을 접촉하여 입력 장치의 기능도 할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예들은 평판 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 제1 기판, 상기 제1 기판 상의 표시부, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제2 기판의 제1 면 상에 위치한 터치 스크린층, 상기 제1 면 상에 위치하고, 상기 터치 스크린층을 덮는 보호층 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에서 상기 표시부를 에워싸고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는 씰링부를 포함하고, 상기 제1 면은 상기 표시부를 향하는 면이고, 상기 씰링부는 상기 제1 기판과 상기 보호층 사이에 배치되며, 상기 보호층은 상기 씰링부와 접합하는 무기막을 포함하는 평판 디스플레이 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기막은, 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 또는 실리콘 산화질화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호층의 두께는 2㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호층의 두께는 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호층은 상기 제1 면과 상기 무기막 사이에 상기 터치 스크린층을 덮는 유기막을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기막은 상기 유기막을 덮고, 상기 유기막의 외측에서 상기 제2 기판과 접할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기막의 두께는 2㎛ 내지 20㎛일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 터치 스크린층은, 복수의 제1 감지 패턴들 및 상기 복수의 제1 감지 패턴들과 전기적으로 절연되는 복수의 제2 감지 패턴들을 포함하고, 상기 보호층은 상기 복수의 제1 감지 패턴들 및 상기 복수의 제2 감지 패턴들 중 적어도 어느 하나의 감지 패턴들과 직접 접할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 표시부는, 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결될 표시소자를 포함하고, 상기 표시소자는, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되는 중간층을 구비한 유기발광소자일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 제1 기판 상에 표시부를 형성하는 단계, 제2 기판 상에 터치 스크린층을 형성하는 단계, 제2 기판 상에 상기 터치 스크린층을 덮도록 보호층을 형성하는 단계, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 상에 상기 표시부를 에워싸도록 씰링부를 형성하는 단계 및 상기 표시부와 상기 보호층이 서로 마주보도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 정렬한 후, 상기 씰링부에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는 단계를 포함하고, 상기 보호층은 무기막을 포함하며, 상기 씰링부는 상기 제1 기판 및 상기 무기막과 접합하는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 터치 스크린층은, 복수의 제1 감지 패턴들 및 상기 복수의 제1 감지 패턴들과 전기적으로 절연되는 복수의 제2 감지 패턴들을 포함하고, 상기 보호층은 상기 복수의 제1 감지 패턴들 및 상기 복수의 제2 감지 패턴들 중 적어도 어느 하나의 감지 패턴들과 직접 접할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호층은 2㎛ 내지 100㎛의 두께로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호층은 10㎛ 내지 50㎛의 두께로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 터치 스크린층을 덮는 유기막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 무기막은 상기 유기막을 덮고, 상기 유기막의 외측에서 상기 제2 기판과 접하도록 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기막은 2㎛ 내지 20㎛의 두께로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기막의 에지테일을 제거하는 애싱 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 표시부를 향하는 상기 보호층의 면을 표면 개질하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 평판 디스플레이 장치의 터치 감도가 향상되고, 제조 수율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 평판 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 평판 디스플레이 장치의 표시부의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 봉지 기판을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1의 평판 디스플레이 장치의 변형예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 평판 디스플레이 장치의 다른 변형예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1의 평판 디스플레이 장치의 제조 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 도 1의 평판 디스플레이 장치의 표시부의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 봉지 기판을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1의 평판 디스플레이 장치의 변형예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 평판 디스플레이 장치의 다른 변형예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1의 평판 디스플레이 장치의 제조 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접 또는 다른 구성요소를 개재하여 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 및 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 평판 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 평판 디스플레이 장치의 표시부의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 봉지 기판을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 디스플레이 장치(10)는, 제1 기판(110), 제1 기판(110) 상의 표시부(200), 제1 기판(110)과 대향하는 제2 기판(120), 제2 기판(120)의 제1 면 상의 터치 스크린층(300), 터치 스크린층(300)을 덮는 보호층(400) 및 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 접합하는 씰링부(500)를 포함할 수 있다.
제1 기판(110)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 제1 기판(110)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 투명한 플라스틱 재질로 형성할 수도 있다. 플라스틱 재질은 절연성 유기물인 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물일 수 있다.
화상이 제1 기판(110)방향으로 구현되는 배면 발광형인 경우에 제1 기판(110)은 투명한 재질로 형성해야 한다. 그러나 화상이 제1 기판(110)의 반대 방향으로 구현되는 전면 발광형인 경우에 제1 기판(110)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다. 이 경우 금속으로 제1 기판(110)을 형성할 수 있다. 금속으로 제1 기판(110)을 형성할 경우, 제1 기판(110)은 철, 크롬, 망간, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 스테인레스 스틸(SUS), Invar 합금, Inconel 합금 및 Kovar 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 기판(110) 상에는 표시부(200)가 형성될 수 있다. 표시부(200)는 사용자가 인식할 수 있는 화상을 제공한다. 표시부(200)는 표시소자를 포함할 수 있다. 일 예로, 표시소자는 유기 발광 소자(OLED)일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 표시소자가 액정 소자, 기타 다른 표시 소자를 구비할 수 있음은 물론이다.
이하에서는 도 2를 참조하여, 표시부(200)를 보다 자세히 설명한다.
제1 기판(110) 상에는 버퍼층(120)이 형성될 수 있다. 버퍼층(120)은 제1 기판(110)의 상부에 평탄면을 제공하고, 제1 기판(110)을 통하여 침투하는 이물 또는 습기를 차단할 수 있다. 버퍼층(120)은 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 알루미늄나이트라이드, 티타늄옥사이드 또는 티타늄나이트라이드 등의 무기물이나, 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기물을 함유할 수 있고, 예시한 재료들 중 복수의 적층체로 형성될 수 있다.
제1 기판(110) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)는 활성층(207), 게이트 전극(208), 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)을 포함할 수 있다.
활성층(207)은 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(poly crystalline silicon) 등과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 그러나 본 실시예는 이에 한정되지 않고 활성층(207)은 다양한 물질을 함유할 수 있다. 선택적 실시예로서 활성층(207)은 유기 반도체 물질 등을 함유할 수 있다.
또 다른 선택적 실시예로서, 활성층(207)은 산화물 반도체 물질을 함유할 수 있다. 예컨대, 활성층(207)은 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge) 등과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다.
게이트 절연막(gate insulating layer, 203)은 활성층(207) 상에 형성된다. 게이트 절연막(203)은 실리콘 산화물 및/또는 실리콘 질화물 등의 무기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 게이트 절연막(203)은 활성층(207)과 게이트 전극(208)을 절연시킨다.
게이트 절연막(203) 상부의 소정 영역에는 게이트 전극(208)이 형성된다. 게이트 전극(208)은 박막 트랜지스터(TFT)의 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다. 게이트 전극(208)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(208)상에는 층간 절연막(204)이 형성되어, 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)과 게이트 전극(208)을 절연한다.
층간 절연막(204)은 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 예컨대 무기 물질은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다.
층간 절연막(204)상에는 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)이 형성된다. 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)은 활성층(103)의 영역과 접촉하도록 형성된다. 소스 전극(209a)과 드레인 전극(209b)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
한편, 도 2는 활성층(207)과, 게이트 전극(208)과, 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)이 순차적으로 형성된 탑 게이트 타입(top gate type)의 박막 트랜지스터(TFT)를 예시하고 있으나, 본 실시예는 이에 한정되지 않고 바텀 게이트 타입(bottom gate type) 등 다양한 타입의 박막 트랜지스터(TFT)가 채용될 수 있다.
이와 같은 박막 트랜지스터(TFT)는 표시 소자에 전기적으로 연결되며, 평탄화막(205)으로 덮여 보호될 수 있다.
평탄화막(205)은 무기 절연막 및/또는 유기 절연막을 사용할 수 있다. 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함되도록 할 수 있고, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함되도록 할 수 있다. 또한, 평탄화막(205)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다.
평탄화막(205) 상에는 표시 소자가 배치될 수 있다. 표시 소자는 일 예로 제1 전극(210), 제1 전극(210)과 대향하는 제2 전극(212), 및 제1 전극(210)과 제2 전극(212) 사이에 개재되는 중간층(211)을 구비한 유기 발광 소자(OLED)일 수 있다.
제1 전극(210)은 평탄화막(205)상에 형성되고, 평탄화막(205)에 형성된 컨택홀을 통하여 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(210) 일 예로, 반사 전극일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(210)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
제2 전극(212)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극을 더 형성할 수 있다. 따라서, 제2 전극(212)은 중간층(211)에 포함된 유기 발광층에서 방출된 광을 투과시킬 수 있다. 즉, 유기 발광층에서 방출되는 광은 직접 또는 반사 전극으로 구성된 제1 전극(210)에 의해 반사되어, 제2 전극(212) 측으로 방출될 수 있다.
그러나, 본 실시예의 표시부(200)는 전면 발광형으로 제한되지 않으며, 유기 발광층에서 방출된 광이 제1 기판(110) 측으로 방출되는 배면 발광형일 수도 있다. 이 경우, 제1 전극(210)은 투명 또는 반투명 전극으로 구성되고, 제2 전극(212)은 반사 전극으로 구성될 수 있다. 또한, 본 실시예의 표시부(200)는 전면 및 배면 양 방향으로 광을 방출하는 양면 발광형일 수도 있다.
한편, 제1 전극(210)상에는 절연물로 화소 정의막(206)이 형성된다. 화소 정의막(206)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 화소 정의막(206)은 제1 전극(210)의 소정의 영역을 노출하며, 노출된 영역에 유기 발광층을 포함하는 중간층(211)이 위치한다. 즉, 화소 정의막(206)은 유기발광소자의 화소영역을 정의한다.
중간층(211)에 포함된 유기 발광층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있으며, 중간층(211)은 유기 발광층 이외에 홀 수송층(HTL; hole transport layer), 홀 주입층(HIL; hole injection layer), 전자 수송층(ETL; electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL; electron injection layer) 등과 같은 기능층을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
제2 기판(120)은 제1 기판(110)과 대향하도록 배치된다. 제2 기판(120)은 외부의 수분이나 산소 등으로부터 표시부(200)를 보호할 수 있고 투명한 재질로 형성된다. 이를 위해 제2 기판(120)은 글라스, 플라스틱 또는 유기물과 무기물의 복수의 중첩된 구조를 이용하여 형성할 수 있다.
제2 기판(120)의 제1 면 상에는 터치 스크린층(300)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 면은 제2 기판(120)의 면 중 표시부(200)를 향하는 면을 의미한다. 즉, 터치 스크린층(300)이 외부로 노출되지 않으므로, 평판 표시 장치(10)의 제조 과정 중 및 평판 표시 장치(10)의 사용 중에 터치 스크린층(300)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
터치 스크린층(300)은 복수의 감지 패턴들(310,320), 본딩 패드부(340) 및 복수의 감지 패턴들(310,320)과 본딩 패드부(340)를 전기적으로 연결하는 복수의 연결부들(312,314)를 포함할 수 있다. 일 예로, 복수의 감지 패턴들(310,320)과 복수의 연결부들(312,314)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IO(indium oxide), GZO(Ga-doped oxide), ZnO(zinc oxide), AZO(Al-doped oxide), FTO(fluorine doped tin oxide), ATO(antimony doped tin oxide) 또는 In2O3 등과 같은 투명한 재질로 형성될 수 있다.
복수의 감지 패턴들(310,320)은 복수의 제1 감지 패턴(310)들과 복수의 제2 감지 패턴(320)들을 포함할 수 있다. 일 예로, 복수의 제1 감지 패턴(310)들과 복수의 제2 감지 패턴(320)들은 각각 마름모 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 제1 감지 패턴(310)들과 복수의 제2 감지 패턴(320)들은 다양한 형상을 가질 수 있다. 복수의 제1 감지 패턴(310)들은 일 방향을 따라 배열될 수 있으며, 제1 연결부(312)는 서로 이웃하는 제1 감지 패턴(310)들을 연결하는 역할을 수행할 수 있다.
복수의 제2 감지 패턴(320)들은 복수의 제1 감지 패턴(310)들과 전기적으로 절연 상태이며, 복수의 제1 감지 패턴(310)들이 배열된 상기 일 방향과 교차하는 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 감지 패턴(320)들은 상기 일 방향과 수직한 방향으로 배열될 수 있다. 제2 연결부(314)는 서로 이웃하는 제2 감지 패턴(320)들을 연결할 수 있다.
이와 같은 터치 스크린층(300)은 정전 용량식으로, 복수의 감지 패턴들(310,320)과 제2 전극(212)은 하나의 커패시터(capacitor)를 형성하게 된다. 이때 사용자가 제2 기판(120)을 터치하면 외부의 터치 입력 수단과 복수의 감지 패턴들(310,320)은 또 하나의 커패시터(capacitor)를 형성하게 된다. 즉, 터치에 의해 두 개의 커패시터들이 직렬로 연결된 상태가 됨으로써, 정전용량의 변화가 발생하고, 정전 용량의 변화가 발생한 위치 및 변화의 크기를 감지하여 터치 패널 기능을 구현할 수 있다.
보호층(400)은 제1 면 상에 위치하고, 터치 스크린층(300)을 덮도록 형성된다. 즉, 보호층(400)은 터치 스크린층(300) 보다 더 넓은 면적을 가지도록 형성되어, 터치 스크린층(300)의 외곽에서 제1 면과 접한다. 또한, 보호층(400)은 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)을 접합시키는 씰링부(500)가 형성되는 위치까지 연장되어 형성된다.
보호층(400)은 복수의 제1 감지 패턴(310)들 및/또는 복수의 제2 감지 패턴(320)들과 직접 접하도록 형성될 수 있다.
일 예로, 복수의 제1 감지 패턴(310)들과 복수의 제2 감지 패턴(320)들 사이에 유전체층이 배치된 경우는, 보호층(400)은 유전체층 상에 형성된 복수의 제1 감지 패턴(310)들 또는 복수의 제2 감지 패턴(320)들과 직접 접하며 터치 스크린층(300)을 덮을 수 있다.
다른 예로, 복수의 제1 감지 패턴(310)들과 복수의 제2 감지 패턴(320)들이 동일 평면 상에 위치하고, 브릿지 등에 의해 전기적으로 연결된 경우는, 보호층(400)은 복수의 제1 감지 패턴(310)들 및 복수의 제2 감지 패턴(320)들과 직접 접하며 터치 스크린층(300)을 덮을 수 있다.
한편, 터치 스크린층(300)이 제2 기판(120)의 면 중 표시부(200)를 향하는 제1 면에 형성되면, 터치 스크린층(300)과 제2 전극(212) 간의 간격이 감소하고, 이에 의해 복수의 감지 패턴들(310,320)과 제2 전극(212) 간의 전기적 간섭이 증가하여 터치 스크린층(300)의 터치 감도가 저하될 수 있다. 즉, 복수의 감지 패턴들(310,320)과 제2 전극(212) 간의 크로스 토크를 방지하기 위해서는 복수의 감지 패턴들(310,320)과 제2 전극(212)은 서로 일정거리 이상 이격되어야 하는데, 이를 위해서는 씰링부(500)의 높이를 증가시킬 필요가 있다. 그러나, 씰링부(500)의 높이를 증가시키기 위해서는 새로운 공정이 요구되고, 씰링부(500)를 새로운 재질로 형성하여야 하는 문제가 있다.
그러나, 본 발명에 의하면, 보호층(400)이 씰링부(500)가 형성되는 위치까지 연장되고, 씰링부(500)와 접합함으로써, 씰링부(500)의 변화 없이 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 간의 이격 거리를 증가시킬 수 있고, 이에 의해 평판 디스플레이 장치(10)의 제조 수율이 향상될 수 있고, 복수의 감지 패턴들(310,320)과 제2 전극(212) 사이에서 크로스 토크의 발생을 방지하여 평판 디스플레이 장치(10)의 터치 감도가 향상될 수 있다.
보호층(400)은 2㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다. 여기서, 보호층(400)의 두께는 터치 스크린층(300) 상에 위치하는 보호층(400)의 두께를 의미한다. 보호층(400)이 2㎛ 이상의 두께를 가지면, 복수의 감지 패턴들(310,320)과 제2 전극(212) 사이에서 크로스 토크의 발생을 방지 또는 최소화할 수 있다. 반면에, 보호층(400)의 두께가 100㎛ 보다 커지면 무기막을 포함하는 보호층(400)응력이 너무 증가하여 보호층(400)에 크랙 등이 발생할 수 있다. 또한, 보호층(400)이 10㎛ 내지 50㎛의 두께를 가지도록 형성되면, 복수의 감지 패턴들(310,320)과 제2 전극(212) 사이에서 크로스 토크의 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있으며, 박형의 평판 디스플레이 장치(10)를 제조할 수 있다.
보호층(400)은 적어도 무기막을 포함하며, 무기막은 씰링부(500)와 접합할 수 있다. 일 예로, 보호층(400)은 무기막으로 형성된 단일 층으로 구성될 수 있다.
무기막은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 또는 실리콘 산화질화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같이, 보호층(400)이 무기막을 포함하면, 보호층(400)의 내열성이 우수해지며, 씰링부(500)와의 접합력이 향상되므로, 평판 디스플레이 장치(10)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
씰링부(500)는 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에서 표시부(200)를 에워싸고, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 접합시켜, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)사이의 공간을 밀봉한다. 구체적으로, 씰링부(500)는 일단이 제1 기판(110)과 접합하고, 타단은 보호층(400)과 접합한다. 따라서, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)사이에 배치된 표시부(200)는 외부의 습기, 공기 기타 불순물로부터 차단될 수 있다.
씰링부(500)는 글래스 프릿과 필러를 함유할 수 있다. 글래스 프릿은 씰링부(500)를 이루고 열에 의하여 용융 및 경화되어 제1 기판(110)과 보호층(400)을 접합한다. 글래스 프릿은 다양한 재질을 함유한다. 예를 들어, 글래스 프릿은 적어도 바나듐(V) 산화물 또는 비스무스(Bi) 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 글래스 프릿은 다양한 재료를 함유할 수 있는데, 예를 들면 TeO2, ZnO, BaO, Nb2O5, SiO2, Al2O3, ZrO2, P2O5로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
필러는 씰링부(500)를 형성하기 위해 레이저빔 조사 시, 씰링부(500)의 열팽창 계수가 높아지지 않도록 하여, 씰링부(500)와 제1 기판(110) 및 보호층(400)이 효과적으로 접합하도록 한다. 필러는 적어도 Cr, Cu 및 Mn을 포함할 수 있다. 또한, 필러는 스피넬(spinel) 구조의 산화물 형태를 함유하는 것이 바람직하다. 구체적인 예로서 필러는 적어도 Cu(CrMn)2O4를 포함할 수 있다.
도 4는 도 1의 평판 디스플레이 장치의 변형예를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5는 도 1의 평판 디스플레이 장치의 다른 변형예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 평판 디스플레이 장치(20)는 제1 기판(110), 제1 기판(110) 상의 표시부(200), 제1 기판(110)과 대향하는 제2 기판(120), 제2 기판(120)의 제1 면 상의 터치 스크린층(300), 터치 스크린층(300)을 덮는 보호층(400') 및 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 접합하는 씰링부(500)를 포함할 수 있다.
제1 기판(110), 표시부(200), 제2 기판(120), 터치 스크린층(300) 및 씰링부(500)는 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 동일하므로 반복하여 설명하지 않는다.
보호층(400')은 제2 기판(120)의 제1 면 상에서, 터치 스크린층(300)을 덮도록 형성된다. 여기서 제1 면은 제2 기판(120)의 면 중, 표시부(200)를 향하는 면을 의미한다.
보호층(400')은 씰링부(500)와 접합하는 무기막(420)을 포함하고, 제1 면과 무기막(420) 사이에 유기막(410)을 더 포함할 수 있다.
유기막(410)은 터치 스크린층(300)을 덮도록 형성된다. 유기막(410)은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 유기막(410)은 무기막(420)에 발생하는 응력을 해소시키며, 무기막(420)에 비해 형성 속도가 빠르므로, 보호층(400')의 형성 속도가 증가하여 평판 디스플레이 장치(10)의 제조 수율이 향상될 수 있다.
한편, 유기막(410)의 두께가 2㎛ 보다 작은 경우는, 무기막(420)의 응력을 효과적으로 해소하기 어려울 수 있으며, 20㎛ 보다 크게 형성되면 유기막(410)을 원하는 위치에 패터닝 하기 어려울 수 있다. 따라서, 유기막(410)은 2㎛ 내지 20㎛의 두께로 형성될 수 있다.
무기막(420)은 유기막(410)을 전체적으로 덮도록 형성된다. 무기막(420)은 유기막(310) 보다 더 넓은 면적을 가지도록 형성되어, 유기막(310)의 외곽에서 제2 기판(120)의 제1 면과 접한다. 무기막(420)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 또는 실리콘 산화질화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 도 4에서는 보호층(400')이 하나의 유기막(410)과 하나의 무기막(420)을 포함하는 예를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 보호층(400')은 복수 개의 유기막(410)과 무기막(420)을 포함할 수 있고, 이때, 복수 개의 유기막(410)과 무기막(420)은 서로 교번적으로 배치될 수 있다. 다만, 최외층에는 씰링부(500)와 접합하는 무기막(420)이 형성된다.
도 5를 참조하면, 평판 디스플레이 장치(30)는 제1 기판(110), 제1 기판(110) 상의 표시부(200), 제1 기판(110)과 대향하는 제2 기판(120), 제2 기판(120)의 제1 면 상의 터치 스크린층(300), 터치 스크린층(300)을 덮는 보호층(400) 및 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 접합하는 씰링부(500)를 포함하고, 표시부(200)의 외곽과 씰링부(500)의 내측 사이에 도포된 게터(600)를 더 포함한다.
게터(600)는 표시부(200)의 외곽과 씰링부(500)의 내측 사이에 도포되고, 수분 및 산소와 용이하게 반응하는 알칼리금속산화물, 알칼리토류금속 산화물, 금속할로겐화물, 황산리튬, 금속 황산염, 금속과염소산염, 실리카겔 및 오산화인 중 어느 하나를 포함함으로써 유기 발광 소자(OLED) 등이 수분 및 산소에 의해 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 도 1의 평판 디스플레이 장치의 제조 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다. 이하에서는 도 6과 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여, 평판 디스플레이 장치의 제조 과정을 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 디스플레이 장치(10)의 제조 방법은, 제1 기판(110) 상에 표시부(200)를 형성하는 단계(S1), 제2 기판(120) 상에 터치 스크린층(300)을 형성하는 단계(S2), 제2 기판(120) 상에 터치 스크린층(300)을 덮도록 보호층(400)을 형성하는 단계(S3), 제1 기판(110) 또는 제2 기판(120) 상에 표시부(200)를 에워싸도록 씰링부(500)를 형성하는 단계(S4) 및 표시부(200)와 보호층(400)이 서로 마주보도록 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 정렬한 후, 씰링부(400)에 의해 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 접합하는 단계(S5)를 포함할 수 있다.
표시부(200)는 도 2에서 설명한 바와 동일하고, 공지된 다양한 형태가 적용될 수 있으므로, 이의 구체적인 제조 방법은 생략한다.
터치 스크린층(300)은 일 예로, 제2 기판(120) 상에 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IO(indium oxide), GZO(Ga-doped oxide), ZnO(zinc oxide), AZO(Al-doped oxide), FTO(fluorine doped tin oxide), ATO(antimony doped tin oxide) 또는 In2O3 등과 같은 투명한 재질을 증착한 후, 포토 리소그래피(photo lithography) 공정을 수행하여 패터닝함으로써 형성할 수 있다.
보호층(400)은 적어도 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 또는 실리콘 산화질화물과 같은 무기 재질을 스퍼터링 법, 원자층 증착법, 화학기상증착법 등에 의해 제1 면 상에 증착하여 형성할 수 있다. 한편, 표시부(200)를 향하는 보호층(400)의 면은 씰링부(500)와의 접합력 개선을 위한 개질 처리될 수 있다.
다른 실시예로, 도 4에 도시하는 바와 같이, 보호층(400')은 유기막(410)과 무기막(420)을 포함할 수 있으며, 이때 유기막(410)은 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 임프린팅 등의 방식에 의해 형성할 수 있다. 무기막(420)은 유기막(410)의 가장자리에서 제2 기판(120)가 접하도록 형성될 수 있다. 한편, 유기막(410)은 유기막(410)의 형성시 퍼짐 현상에 의해 에지 테일이 형성될 수 있고, 이와 같은 에지 테일은 무기막(410)과 제2 기판(120)이 접하는 것을 방해할 수 있으므로, 무기막(420)의 형성 전, 유기막(410)의 에지 테일을 제거할 수 있다. 일 예로, 유기막(410)의 에지 테일은 질소 분위기 하의 애싱(Ashing) 공정에 의해 제거할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
씰링부(400)는 제1 기판(110) 또는 제2 기판(120) 상에 페이스트 상태의 예비 씰링부를 도포한 후에, 예비 씰링부를 소성 및 건조하여 형성할 수 있다.
예비 씰링부는 글래스 프릿 및 필러를 함유하는 페이스트 형태로, 스크린 인쇄법 등을 이용하여 제1 기판 또는 제2 기판 상에 원하는 형상으로 형성할 수 있다. 예비 씰링부를 형성한 후에는, 제1 기판과 제2 기판을 정렬한 후, 예비 씰링부를 따라 레이저를 조사한다. 레이저는 700 내지 900㎚의 파장을 가질 수 있다. 레이저가 조사되면 예비 씰링부가 용융 후 경화되어 제1 기판(110)과 보호층(400)이 접합될 수 있다.
이상에서는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10, 20, 30: 평판 디스플레이 장치
110: 제1 기판
120: 제2 기판
200: 표시부
300: 터치 스크린층
400, 400': 보호층
500: 씰링부
110: 제1 기판
120: 제2 기판
200: 표시부
300: 터치 스크린층
400, 400': 보호층
500: 씰링부
Claims (18)
- 제1 기판:
상기 제1 기판 상의 표시부;
상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판;
상기 제2 기판의 제1 면 상에 위치하고, 복수의 제1 감지 패턴들, 상기 복수의 제1 감지 패턴들과 전기적으로 절연되는 복수의 제2 감지 패턴들, 및 상기 제1 감지 패턴들과 상기 제2 감지 패턴들 사이에 배치된 유전층을 포함하는 터치 스크린층;
상기 제1 면 상에 위치하고, 상기 제1 면에 수직인 방향에서 볼 때 상기 터치스크린층보다 넓은 면적을 가지며 상기 터치 스크린층을 덮는 보호층; 및
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에서 상기 표시부를 에워싸고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는 씰링부;를 포함하고,
상기 제1 면은 상기 표시부를 향하는 면이고,
상기 씰링부는 상기 제1 기판과 상기 보호층 사이에 배치되며, 상기 보호층은 상기 씰링부와 접합하는 무기막을 포함하는 평판 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 무기막은, 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 또는 실리콘 산화질화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 평판 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보호층의 두께는 2㎛ 내지 100㎛인 평판 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보호층의 두께는 10㎛ 내지 50㎛인 평판 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보호층은 상기 제1 면과 상기 무기막 사이에 상기 터치 스크린층을 덮는 유기막을 더 포함하는 평판 디스플레이 장치. - 제5항에 있어서,
상기 무기막은 상기 유기막을 덮고, 상기 유기막의 외측에서 상기 제2 기판과 접하는 평판 디스플레이 장치. - 제5항에 있어서,
상기 유기막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 평판 디스플레이 장치. - 제5항에 있어서,
상기 유기막의 두께는 2㎛ 내지 20㎛인 평판 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보호층은 상기 복수의 제1 감지 패턴들 및 상기 복수의 제2 감지 패턴들 중 적어도 어느 하나의 감지 패턴들과 직접 접하는 평판 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 표시부는, 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결될 표시소자를 포함하고,
상기 표시소자는, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되는 중간층을 구비한 유기발광소자인 평판 디스플레이 장치. - 제1 기판 상에 표시부를 형성하는 단계;
제2 기판 상에 복수의 제1 감지 패턴들, 상기 복수의 제1 감지 패턴들과 전기적으로 절연되는 복수의 제2 감지 패턴들, 및 상기 제1 감지 패턴들과 상기 제2 감지 패턴들 사이에 배치된 유전층을 포함하는 터치 스크린층을 형성하는 단계;
제2 기판 상에 상기 터치 스크린층을 덮도록 상기 터치 스크린층보다 넓은 면적의 보호층을 형성하는 단계;
상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 상에 상기 표시부를 에워싸도록 씰링부를 형성하는 단계; 및
상기 표시부와 상기 보호층이 서로 마주보도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 정렬한 후, 상기 씰링부에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는 단계;를 포함하고,
상기 보호층은 무기막을 포함하며, 상기 씰링부는 상기 제1 기판 및 상기 무기막과 접합하는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 보호층은 상기 복수의 제1 감지 패턴들 및 상기 복수의 제2 감지 패턴들 중 적어도 어느 하나의 감지 패턴들과 직접 접하는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 보호층은 2㎛ 내지 100㎛의 두께로 형성되는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 보호층은 10㎛ 내지 50㎛의 두께로 형성되는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 터치 스크린층을 덮는 유기막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 무기막은 상기 유기막을 덮고, 상기 유기막의 외측에서 상기 제2 기판과 접하도록 형성되는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제15항에 있어서,
상기 유기막은 2㎛ 내지 20㎛의 두께로 형성되는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제15항에 있어서,
상기 유기막의 에지테일을 제거하는 애싱 단계를 더 포함하는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 표시부를 향하는 상기 보호층의 면을 표면 개질하는 단계를 더 포함하는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법.
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