KR20100083246A - 가요성 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 하부기판; 상기 하부기판과 대향하는 상부기판; 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 형성되어, 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서; 및 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고, 상기 스페이서는 중앙부에 상하 방향의 관통홀이 존재하여 상기 관통홀로 접착제를 주입한다.

Description

가요성 액정표시장치 및 그 제조방법{FLEXIBLE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 구부릴 수 있는 가요성 액정표시장치에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이 소자로 각광받고 있다.
일반적인 액정표시장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 기판과 그 사이에 들어있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 이 전기장의 세기를 조절함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는다.
이러한 액정표시장치에 있어서 두 기판 사이의 간격(cell gap: 셀갭)은 액정이 채워지는 공간으로 액정표시장치의 표시가 올바르게 되기 위하여는 셀갭이 균일하게 유지될 필요가 있다.
한편, 종이처럼 구부릴 수 있는 표시장치를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 플라스틱 기판을 사용하는 액정표시장치가 가요성 표시장치로서 유력시되 고 있다.
그런데 가요성 액정표시장치를 구부릴 경우 셀갭이 일정하게 유지되지 않는 문제가 있다. 셀갭이 일정하게 유지되지 않을 경우 원하는 화상을 표시하지 못하게 된다.
본 발명은 상하 기판의 셀갭을 균일하게 유지할 수 있는 가요성 액정표시장치를 제공한다. 또한 본 발명은 상기 상하 기판을 견고하게 고정할 수 있는 가요성 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는, 하부기판; 상기 하부기판과 대향하는 상부기판; 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 형성되어, 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서; 및 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고, 상기 스페이서는 중앙부에 상하 방향의 관통홀이 존재하여 상기 관통홀로 접착제를 주입한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 하부기판을 형성하는 단계; 상기 하부기판과 대향하는 상부기판을 형성하는 단계; 상기 하부기판 상에 복수의 스페이서를 형성하는 단계; 상기 하부기판 상에 상기 상부기판을 배치하는 단계; 상기 스페이서의 중앙부에 존재하는 상하 방향의 관통홀에 접착제를 주입하여 상기 하부기판과 상기 상부기판을 합착하는 단계; 및 상기 하부기판과 상기 상 부기판 사이에 액정 주입하고 상기 하부기판과 상기 상부기판에 밀봉재를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 액정표시장치에 이용되는 스페이서의 중앙부에 상하 방향으로 관통홀을 형성하여 그 내부에 접착제를 주입함으로써, 상하 기판의 셀갭을 균일하게 유지하고, 상기 상하 기판을 견고하게 고정할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명하고자 한다.
실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1a는 액정표시장치를 기판(10,20)과 스페이서(30)만으로 간략히 나타낸 단면도이고, 도 1b는 액정표시장치의 구부린 상태를 기판(10,20)과 스페이서(30)만으로 간략히 나타낸 단면도이다.
액정표시장치는 하부기판(10), 상부기판(20) 및 스페이서(30) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스페이서(30)는 상기 두 기판(10,20) 사이의 일정한 셀갭을 유지할 수 있도록 한다.
다만 상기 두 기판(10,20)이 플렉서블한 플라스틱 재질인 경우에는 기판(10,20) 자체가 쉽게 구부러질 수 있다. 이 때, 곡률반경의 차이에 의해 내부 공간이 발생하여 셀갭이 변화할 수 있다.
상기 스페이서(30)는 하부기판(10) 또는 상부기판(20) 중 어느 하나의 기판에만 형성된다. 따라서, 한쪽 기판에 고정 형성된 스페이서를 갖는 액정표시장치는 플렉서블한 구조가 아닌 항상 평평한 상태를 유지하는 액정표시장치일 경우 셀갭 유지에는 문제가 없다.
그러나 최근에 휴대성의 편리성 및 외부 충격에 의한 파손방지에 우수한 특성을 갖는 플렉서블한 표시장치들이 제안되고 있으므로, 상기와 같은 문제가 생길 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서(300)를 구비한 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치는 하부기판(100), 상부기판(200), 스페이서(300) 및 액정층(400)을 포함하여 구성될 수 있다.
하부기판(100)은 플렉서블한 특성을 갖는 플라스틱 재질로 이루어진 제1기판(110), 화소전극(140), 박막 트랜지스터(130) 및 제1배향막(120)을 포함할 수 있다.
제1기판(110)에는 서로 교차되어 화소영역을 정의하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)이 형성되어 있고, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차부마다 박막트랜지스터(130)가 형성되어 있다.
상기 화소영역에는 투명한 전도성 물질로 이루어진 화소전극(140)이 형성되고, 이는 상기 박막트랜지스터(130)와 연결되어 있다.
상기 박막트랜지스터(130)는 상기 게이트 배선으로부터 받은 펄스신호에 응답하여 상기 데이터 배선으로부터 받은 데이터 신호를 상기 화소전극(140)으로 공급한다.
상기 화소전극(140)은 상기 박막트랜지스터(130)로부터 받은 데이터 신호에 의해 액정층(400)에 전계를 인가한다.
제1배향막(120)은 액정층(400)의 액정분자가 일정한 방향으로 배열되도록 제1기판(110) 상에 형성된다.
상부기판(200)은 플렉서블한 특성을 갖는 플라스틱 재질로 이루어진 제2기판(210), 블랙 매트릭스(220), 컬러필터층(230), 오버코트층(240), 공통전극(250) 및 제2배향막(260)을 포함할 수 있다.
제2기판(210)에는 상기 게이트 배선, 데이터 배선 및 박막트랜지스터(130) 영역에서 광이 누설되는 것을 차단하기 위해 광이 투과되지 않는 물질로 이루어진 블랙 매트릭스(220)가 형성된다. 상기 블랙 매트릭스(220)는 상기 제2기판(210) 상의 표시영역에 격자 형태로 형성된다.
또한, 상기 블랙 매트릭스(220) 상에는 상기 블랙 매트릭스(220)로 둘러싸인 영역을 채우고, 특정 파장의 광만을 투과시키는 컬러필터층(230)이 형성되어 있다.
상기 컬러필터층(230)은 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 중에서 어느 하나의 컬러 염료가 함유된 물질로 이루어져 있다.
상기 컬러필터층(230) 상부에는 상기 컬러필터층(230)에서의 이온 등의 유출을 막아주고, 상기 컬러필터층(230)의 표면을 평탄화하기 위한 오버코트층(240)이 형성되어 있다.
상기 오버코트층(240) 상부에는 공통전극(250)이 형성되며, 상기 공통전극(250) 상부에는 액정층(400)의 액정분자가 일정한 방향으로 배열되도록 하기 위한 제2배향막(260)이 형성되어 있다.
상기 제2배향막(260)은 상기 오버코트층(240) 상에 폴리이미드와 같은 유기 고분자 물질을 박막의 형태로 도포한 후, 러빙포가 감겨진 러빙롤을 회전시켜 유기 고분자 물질을 문지름으로써 형성한다.
상기 문지름을 통해 상기 유기 고분자 물질이 일정방향으로 정렬되고, 액정분자는 그 방향에 따라 배열된다.
또한, 상기 하부기판(100) 및 상기 상부기판(200)의 이격 영역을 일정하게 유지하기 위해 스페이서(300)를 구성할 수 있다.
일반적으로 스페이서(300)는 빛샘불량 등의 발생을 방지하기 위해 화상을 표시하는 화소영역이 아닌 영역 상에 일정간격을 가지며 이격되어 형성된다.
본 발명에 따른 스페이서(300)는 컬럼 스페이서로서, 그 중앙부에 상하 방향의 관통홀(305)이 존재하여, 상기 관통홀(305)로 접착제(310)를 주입한다.
상기 관통홀(305)은 하나의 스페이서(300)에 복수개가 형성될 수 있고, 상기 접착제(310)는 접착성 고분자일 수 있다.
상기 관통홀(305)을 통해 접착제(310)를 주입하면, 모세관 효과에 의해 상기 접착제(310)가 상기 관통홀(305) 내부를 따라 퍼지게 된다. 그리고 나서, 상기 접착제(310)를 UV 또는 열적으로 경화시키고 나면, 상기 접착제(310)로 인해 하부기판(100) 및 상부기판(200)이 강하게 접합하게 된다.
즉, 종래 스페이서는 하부기판에만 연결이 되어 있어, 상부기판과 하부기판을 강하게 연결시켜주는 데 한계가 있었는데, 본 발명에 따른 스페이서(300)는 접착제(310) 주입으로 인해 상기 하부기판(100)과 상부기판(200)을 서로 강하게 접합시킬 수 있다.
또한, 상기 하부기판(100) 및 상기 상부기판(200) 사이에 주입된 액정층(400)이 외부로 누출되지 않고 상기 하부기판(100) 및 상기 상부기판(200)을 접착시키기 위한 실링제(410,420)가 비표시영역 상에 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스페이서(300)를 구비한 액정표시장치를 상부기판(200)과 스페이서(300)만으로 나타낸 상면도이다. 즉, 상기 스페이서(300)가 구비된 액정표시장치를 상부기판(200)의 상측에서 바라본 투영도이다.
본 발명에 따른 스페이서(300)는 하부기판(100)과 상부기판(200) 사이에 형성되어, 상기 하부기판(100)과 상부기판(200) 사이의 간격을 일정하게 유지시켜 준다.
본 발명에 따른 스페이서(300)는 전술한 바와 같이, 중앙부에 상하 방향의 관통홀(305)이 존재한다. 상기 관통홀(305)에는 접착제(310)를 주입시킬 수 있다.
상기 접착제(310)는 관통홀(305) 내부로 모세관 효과로 인해 퍼지게 되며, 상기 접착제(310)를 주입한 후 UV 또는 열적으로 경화시킬 수 있다.
따라서, 상기 접착제(310)는 하부기판(100)과 상부기판(200)을 강하게 접합시킬 수 있으므로, 액정층(400)을 주입한 이후 상기 두 기판(100,200)의 휨 변경등에 의해 셀갭의 영향이 없다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서(300)를 나타난 단면도이고, 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스페이서(300)를 나타낸 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 전술한 도 2 내지 도 3에 도시한 스페이서(300)로서, 상기 스페이서(300)의 단면은 '11'자 모양이다. 이 때, 접착제(310)는 전술한 바와 같이 관통홀(305)에 주입되어지며, 상기 접착제(310)로 인해 하부기판(100)과 스페이서(300), 그리고 상부기판(200)과 스페이서(300)가 서로 강하게 접착될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 실시예에 따라서는, 스페이서(300)의 중앙부에는 관통홀이 아닌 상부홈(307)이 형성될 수 있다. 이 때, 접착제(310)는 상기 상부홈(305)에 주입되며, 상기 접착제(310)로 인해 상부기판(200)과 스페이서(300)가 접착될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서(300)를 구비한 액정표시장치를 나타낸 측단면도이다. 도 2를 참조하여 설명한 구성 요소와 동일한 것에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 하부기판(100), 상부기판(200), 스페이 서(300) 및 구동부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
하부기판(100)과 상부기판(200)은 서로 대향하여 위치한다. 스페이서(300)는 상기 두 기판(100,200) 사이에 형성되어 상기 두 기판(100,200) 사이의 간격을 일정하게 유지한다. 구동부(500)는 액정패널의 하부기판(100) 상에 COG(Chip On Glass) 방식으로 실장되어, 액정패널을 구동한다.
상기 스페이서(300)의 중앙부에는 상하 방향의 관통홀(305)이 존재하는데, 상기 관통홀(305)로 접착제(310)를 주입한다.
스페이서(300)의 길이는 상부기판(200)의 장축길이와 실질적으로 동일하거나 약간 더 길게 형성될 수 있다. 상기 스페이서(300) 내부의 관통홀(305)에 접착제(310)를 주입해야 하는데, 상기 접착제(310)의 주입을 용이하게 하기 위해서는 스페이서(300)의 길이가 상부기판(200)의 장축길이보다 약간 더 긴 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 접착제(310)의 주입은 상부기판(200)보다 약간 더 길게 형성된 스페이서(300)의 'd'부분의 관통홀(305)을 통해 이루어진다. 상기 'd'부분의 관통홀(305)을 통해 접착제(310)가 주입되면, 상기 접착제(310)는 모세관 효과로 인해 상기 관통홀(305)을 타고 내부로 들어가게 된다.
그 후 상부기판(200)보다 약간 더 길게 형성되어 외부로 노출된 스페이서(300) 일측면을 제1밀봉재(410)를 이용하여 밀봉한다. 그리고 나서, 하부기판(100)과 상부기판(200) 사이의 공간으로 액정층(400)을 주입한다. 상기 액정층(400)의 주입 후, 상기 제1밀봉재(410)가 형성된 면과 서로 마주보는 측면을 제2 밀봉재(420)를 이용하여 밀봉한다.
그 외 나머지 마주보는 두 측면은 액정을 주입하기 전에 실(seal) 라인을 인쇄하고 두 기판(100,200)을 합착한 후 액정을 주입한다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
도 1a는 액정표시장치를 기판과 스페이서만으로 간략히 나타낸 단면도이다.
도 1b는 액정표시장치의 구부린 상태를 기판과 스페이서만으로 간략히 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서를 구비한 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스페이서를 구비한 액정표시장치를 나타낸 상면도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서를 나타난 단면도이고, 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스페이서를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서를 구비한 액정표시장치를 나타낸 측단면도이다.

Claims (10)

  1. 하부기판;
    상기 하부기판과 대향하는 상부기판;
    상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 형성되어, 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서; 및
    상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고,
    상기 스페이서는 중앙부에 상하 방향의 관통홀이 존재하여, 상기 관통홀로 접착제를 주입하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서는 컬럼 스페이서인 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컬럼 스페이서는 상기 상부기판의 장축 길이와 같거나 더 길게 형성되는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관통홀은 복수개 형성되는 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부기판 및 상부기판은 휘거나 구부리는 것이 가능한 플렉서블한 재질로 형성되는 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접착제는 접착성 고분자인 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접착제는 유브이(UV) 또는 열을 이용하여 경화되며, 상기 스페이서와 상기 하부기판 및 상부기판을 서로 접합시키는 액정표시장치.
  8. 하부기판을 형성하는 단계;
    상기 하부기판과 대향하는 상부기판을 형성하는 단계;
    상기 하부기판 상에 복수의 스페이서를 형성하는 단계;
    상기 하부기판 상에 상기 상부기판을 배치하는 단계;
    상기 스페이서의 중앙부에 존재하는 상하 방향의 관통홀에 접착제를 주입하여 상기 하부기판과 상기 상부기판을 합착하는 단계; 및
    상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 액정 주입하고 상기 하부기판과 상기 상부기판에 밀봉재를 형성하는 단계;
    를 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스페이서의 중앙부에 존재하는 상하 방향의 관통홀에 접착제를 주입하는 단계와 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 액정을 주입하는 단계 사이에,
    유브이(UV) 또는 열을 이용하여 상기 접착제를 경화하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 하부기판 및 상기 상부기판은 휘거나 구부리는 것이 가능한 플렉서블한 재질로 형성되는 액정표시장치의 제조방법.
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