KR20110096752A - 평판 표시 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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KR20110096752A
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오금미
김진욱
김성희
김재현
김정한
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지할 수 있도록 평판 표시장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 평판 표시 장치는 서로 대향되도록 합착된 하부 기판과 상부 기판; 및 상기 상부 기판의 외부면에 형성된 정전기 방지층을 포함하며, 상기 정전기 방지층은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 투명한 물질로 형성된 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 본 발명은 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하여 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지하며, 터치 감도를 향상시킬 수 있다.

Description

평판 표시 장치 및 그의 제조 방법{FLAT PANEL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}
본 발명은 평판 표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지할 수 있도록 평판 표시장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시 장치(Light Emitting Diode Display Device) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 장점에서 액정 표시 장치가 각광을 받고 있다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 액정 표시 장치는 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 하부 기판(10) 및 상부 기판(20)을 구비한다.
하부 기판(10)은 액정층을 구동하기 위한 복수의 화소를 가지는 화소 어레이(12)를 포함하여 구성된다. 각 화소는 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호에 따라 박막 트랜지스터를 스위칭시켜 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압에 따라 전계를 형성하여 액정층을 구동한다.
상부 기판(20)은 복수의 화소 각각에 대응되도록 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(22); 블랙 매트릭스(22)에 의해 정의된 각 화소 영역에 형성된 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(24R, 24G, 24B) 및 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(24R, 24G, 24B)와 블랙 매트릭스(22)를 덮도록 형성된 오버코트층(26)을 구비한다.
이와 같은, 일반적인 액정 표시 장치는 액정층을 사이에 두고 대향되도록 합착된 하부 기판(10)과 상부 기판(20)을 포함하여 구성되며, 데이터 전압에 따라 각 화소의 액정층을 투과하는 광 투과율을 조절하여 원하는 화상을 표시하게 된다.
한편, 평판 표시장치의 입력장치로서, 마우스나 키보드 등의 입력 장치 대신에, 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있고 누구나 쉽게 조작할 수 있는 터치 스크린이 널리 사용되고 있다. 여기서, 터치 스크린은 내비게이션, 산업용 단말기, 노트북 컴퓨터, 금융 자동화기기, 게임기 등과 같은 모니터; 휴대전화기, MP3, PDA, PMP, PSP, 휴대용 게임기, DMB 수신기 등과 같은 휴대용 단말기; 및 냉장고, 전자 레인지, 세탁기 등과 같은 가전제품 등에서도 널리 사용되고 있다.
최근에는 액정 표시 장치의 슬림(Slim)화를 위해 터치 스크린이 내장된 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
도 2는 일반적인 터치 스크린이 내장된 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일반적인 터치 스크린이 내장된 액정 표시 장치는 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 하부 기판(50) 및 상부 기판(60)을 구비한다.
하부 기판(50)은 액정층을 구동함과 아울러 사용자의 손가락 터치 또는 펜 터치를 검출하기 위한 복수의 화소를 가지는 화소 어레이(52)를 포함하여 구성된다. 각 화소는 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호에 따라 박막 트랜지스터를 스위칭시켜 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압에 따라 전계를 형성하여 액정층을 구동한다. 또한, 각 화소는 사용자의 손가락 터치 또는 펜 터치를 검출한다. 이때, 각 화소는 손가락 터치 또는 펜 터치에 따른 터치 정전용량(Ctc)과 기준 정전용량을 비교하여 터치 위치(TS)를 검출하여 외부로 출력한다.
상부 기판(60)은 복수의 화소 각각에 대응되도록 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(62); 블랙 매트릭스(62)에 의해 정의된 각 화소 영역에 형성된 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(64R, 64G, 64B) 및 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(64R, 64G, 64B)와 블랙 매트릭스(62)를 덮도록 형성된 오버코트층(66)을 구비한다.
이와 같은, 일반적인 터치 스크린이 내장된 액정 표시 장치는 액정층을 사이에 두고 대향되도록 합착된 하부 기판(50)과 상부 기판(60)을 포함하여 구성되며, 데이터 전압에 따라 각 화소의 액정층을 투과하는 광 투과율을 조절하여 원하는 화상을 표시함과 아울러, 사용자의 터치에 따른 정전용량(Ctc)의 변화에 따라 터치 위치(TS)를 검출하여 출력한다.
상술한 일반적인 액정 표시 장치 및 터치 스크린이 내장된 액정 표시 장치에서는 제조 공정시 발생되는 정전기로 인하여 공정 불량이 발생된다는 문제점이 있다. 특히, 일반적인 액정 표시 장치에서는 외부에서 발생되는 정전기로 인하여 정전기성 화질 불량이 발생된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지할 수 있도록 평판 표시장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지함과 아울러 사용자의 터치에 따른 터치 위치를 검출하는 터치 감도를 향상시킬 수 있도록 평판 표시장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 슬림화할 수 있도록 한 평판 표시 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판 표시 장치는 서로 대향되도록 합착된 하부 기판과 상부 기판; 및 상기 상부 기판의 외부면에 형성된 정전기 방지층을 포함하며, 상기 정전기 방지층은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 투명한 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 정전기 방지층은 ATO(Antimony Tin Oxide) 물질, 폴리머(Polymer) 성분이 첨가된 ITO(Indium Tin Oxide) 물질, 및 상기 폴리머 성분이 첨가된 ZnO(Zinc Oxide) 물질 중 어느 하나의 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판 표시 장치의 제조 방법은 하부 기판의 일측면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 물질로 이루어진 정전기 방지층을 형성하는 단계; 상부 기판의 일측면에 복수의 화소를 포함하는 화소 어레이를 형성하는 단계; 및 상기 상부 기판의 일측면과 상기 하부 기판의 타측면이 서로 대향되도록 합착하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판 표시 장치의 제조 방법은 하부 기판과 상부 기판을 서로 대향되도록 합착하는 단계; 상기 하부 기판과 상부 기판 각각의 외부면을 소정 두께로 식각하는 단계; 및 상기 상부 기판의 외부면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 물질로 이루어진 정전기 방지층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기의 평판 표시 장치의 제조 방법은 사용자의 터치에 따른 터치 위치를 검출하기 위한 터치 검출 라인을 상기 하부 기판 또는 상기 상부 기판에 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 평판 표시 장치 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상부 기판의 외부면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 정전기 방지층을 형성함으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하여 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지할 수 있다.
둘째, 상부 기판의 외부면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 정전기 방지층을 형성함과 아울러 하부 기판에 사용자의 터치 위치를 검출할 수 있는 화소 어레이를 형성함으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하여 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지하며, 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
셋째, 식각 공정을 통해 하부 기판과 상부 기판의 두께를 감소시킴으로써 슬림화를 달성할 수 있다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일반적인 터치 스크린이 내장된 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 하부 기판(110), 상부 기판(120), 및 정전기 방지층(130)을 포함하여 구성된다.
하부 기판(110)은 액정층(미도시)을 구동하기 위한 복수의 화소를 가지는 화소 어레이(112)를 포함하여 구성된다. 각 화소는 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호에 따라 박막 트랜지스터(미도시)를 스위칭시켜 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압에 따라 전계를 형성하여 액정층을 구동한다. 이를 위해, 각 화소는 상기의 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극(미도시), 및 공통전압이 공급되는 공통전극(미도시)을 포함하여 구성된다. 이때, 공통전극은 화소 전극의 사이마다 형성되는 것으로, 화소 전극과 동일 층에 형성되거나 다른 층에 형성될 수 있다.
상부 기판(120)은 복수의 화소 각각에 대응되도록 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(122); 블랙 매트릭스(122)에 의해 정의된 각 화소 영역에 형성된 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(124R, 124G, 124B) 및 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(124R, 124G, 124B)와 블랙 매트릭스(122)를 덮도록 형성된 오버코트층(126)을 포함하는 컬러필터 어레이를 포함하여 구성된다.
이러한, 하부 기판(110)과 상부 기판(120)은 액정층을 사이에 두고 대향되도록 합착된다.
정전기 방지층(130)은 상부 기판(120)의 외부면, 즉 하부 기판(110)의 대향되지 않는 반대면에 형성되어 외부로부터 유입되는 정전기가 내부로 침투하는 것을 방지한다. 이때, 정전기 방지층(130)은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 재질로 형성된다. 여기서, 정전기 방지층(130)은 상부 기판(120)의 외부면 전체에 소정의 두께로 형성되거나, 소정 형태(예를 들어, 메쉬(Mesh)) 형태의 패턴으로 형성될 수 있다.
제 1 실시 예에 따른 정전기 방지층(130)은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 100Å 내지 20000Å 범위의 두께로 형성된 ATO(Antimony Tin Oxide) 물질로 이루어질 수 있다. 이때, ATO 물질은 프린팅(Printing) 방법, 스프레이 코팅(Spray Coating) 방법, 스핀 코팅(Spin Coating) 방법, 졸-겔(Sol-Gel) 방법, 졸-겔 스핀 코팅 방법, 또는 딥 코팅(Dip Coating) 방법에 의해 형성될 수 있다.
한편, ATO 물질로 이루어진 정전기 방지층(130)은 두께 및 공정 온도에 따라 저항 값이 달라지게 되는데, 본 발명자는 많은 실험을 통하여, 상부 기판(120) 상에 ATO 물질을 100Å 내지 20000Å 범위의 두께로 코팅한 후, 500℃ 이하의 온도로 ATO 물질을 경화(Curing)시킬 경우, 정전기 방지층(130)이 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
이에 따라, 제 1 실시 예에 따른 정전기 방지층(130)은 상부 기판(120)의 외부면에 100Å 내지 20000Å 범위의 두께를 가지도록 ATO 물질로 형성되어 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가짐으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 차단한다.
제 2 실시 예에 따른 정전기 방지층(130)은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 폴리머(Polymer) 성분이 첨가된 ITO(Indium Tin Oxide) 물질로 형성된다. 여기서, 폴리머 성분은 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate) 또는 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol) 등이 될 수 있다. 이때, 폴리머 성분이 첨가된 ITO 물질은 프린팅 방법, 스프레이 코팅 방법, 스핀 코팅 방법, 졸-겔 방법, 졸-겔 스핀 코팅 방법, 또는 딥 코팅 방법에 의해 형성될 수 있다.
한편, 본 발명자는, 많은 실험을 통하여, ITO 물질에 폴리머 성분을 첨가할 경우 ITO 물질이 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 것을 확인할 수 있게 되었다. 이에 따라, 본 발명자는 폴리머 성분이 첨가된 ITO 물질을 형성하고, 상부 기판(120)의 외부면에 폴리머 성분이 첨가된 ITO 물질을 형성한 후, 폴리머 성분이 첨가된 ITO 물질을 경화시킬 경우 정전기 방지층(130)이 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
이에 따라, 제 2 실시 예에 따른 정전기 방지층(130)은 폴리머 성분이 첨가된 ITO 물질로 이루어지도록 상부 기판(120)의 외부면에 형성되어 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가짐으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 차단한다.
제 3 실시 예에 따른 정전기 방지층(130)은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 폴리머 성분이 첨가된 ZnO(Zinc Oxide) 물질로 형성된다. 여기서, 폴리머 성분은 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리비닐 알코올 등이 될 수 있다. 이때, 폴리머 성분이 첨가된 ZnO 물질은 프린팅 방법, 스프레이 코팅 방법, 스핀 코팅 방법, 졸-겔 방법, 졸-겔 스핀 코팅 방법, 또는 딥 코팅 방법에 의해 형성될 수 있다.
한편, 본 발명자는, 많은 실험을 통하여, ZnO 물질에 폴리머 성분을 첨가할 경우 ZnO 물질이 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 것을 확인할 수 있게 되었다. 이에 따라, 본 발명자는 폴리머 성분이 첨가된 ZnO 물질을 형성하고, 상부 기판(120)의 외부면에 폴리머 성분이 첨가된 ZnO 물질을 형성한 후, 폴리머 성분이 첨가된 ZnO 물질을 경화시킬 경우 정전기 방지층(130)이 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
이에 따라, 제 3 실시 예에 따른 정전기 방지층(130)은 폴리머 성분이 첨가된 ZnO 물질로 이루어지도록 상부 기판(120)의 외부면에 형성되어 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가짐으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 차단한다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 상부 기판(120)의 외부면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 정전기 방지층(130)을 형성함으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하여 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 하부 기판(210), 상부 기판(220), 및 정전기 방지층(230)을 포함하여 구성된다.
하부 기판(210)은 액정층(미도시)을 구동하기 위한 복수의 화소를 가지는 화소 어레이(112)를 포함하여 구성된다. 각 화소는 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호에 따라 박막 트랜지스터를 스위칭시켜 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압에 따라 전계를 형성하여 액정층을 구동한다. 이를 위해, 각 화소는 상기의 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극(미도시), 및 공통전압이 공급되는 공통전극(미도시)을 포함하여 구성된다. 이때, 공통전극은 화소 전극의 사이마다 형성되는 것으로, 화소 전극과 동일 층에 형성되거나 다른 층에 형성될 수 있다.
상부 기판(220)은 복수의 화소 각각에 대응되도록 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(122); 블랙 매트릭스(122)에 의해 정의된 각 화소 영역에 형성된 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(124R, 124G, 124B) 및 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(124R, 124G, 124B)와 블랙 매트릭스(122)를 덮도록 형성된 오버코트층(126)을 포함하여 구성된다.
이러한, 하부 기판(210)과 상부 기판(220)은 합착 공정을 통해 액정층을 사이에 두고 대향되도록 합착된다.
한편, 하부 기판(210)과 상부 기판(220)은 합착 공정 이후에 수행되는 식각 공정을 통해 두께(t1, t2)가 감소되어 슬림화된다.
구체적으로, 합착된 하부 기판(210)은 식각 공정을 통해 원래의 두께(t0)에서 제 1 두께(t1)로 식각된다.
그리고, 합착된 상부 기판(220)은 식각 공정을 통해 원래의 두께(t0)에서 제 2 두께(t2)로 식각된다. 여기서, 제 2 두께(t2)는 제 1 두께(t1)와 같거나 제 1 두께(t1)보다 얇을 수 있으며, 제 2 두께(t2)가 제 1 두께(t1)보다 얇을 경우 제 2 두께(t2)는 제 1 두께(t1)의 절반 이하인 것이 바람직하다. 이때, 슬림화를 위해 하부 기판(210) 및 상부 기판(220)의 두께(t1, t2)를 동일하게 식각할 경우, 하부 기판(210)의 강도가 약해지기 때문에 합착 공정 이후의 제조 공정에서 하부 기판(210)이 파손되는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 상부 기판(220)의 두께(t0)를 하부 기판(210)의 제 1 두께(t1) 대비 절반 이하인 제 2 두께(t2)로 식각하여 원하는 슬림화를 달성함과 동시에 하부 기판(210)의 두께(t1)를 상부 기판(220) 대비 상대적으로 두껍게 함으로써 하부 기판(210)의 강도를 보강하여 합착 공정 이후의 제조 공정에서 발생되는 하부 기판(210)의 파손을 방지할 수 있다.
정전기 방지층(230)은 기판 식각 공정에 의해 제 2 두께(t2)로 식각된 상부 기판(220)의 외부면, 즉 하부 기판(210)의 대향되지 않는 반대면에 형성되어 외부로부터 유입되는 정전기가 내부로 침투하는 것을 방지한다. 이때, 정전기 방지층(230)은 상부 기판(220)의 외부면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 재질로 형성된다. 여기서, 정전기 방지층(230)은 상술한 본 발명의 제 1 내지 제 3 정전기 방지층(130) 중 어느 하나의 정전기 방지층(130)과 동일한 물질로 이루어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 상부 기판(220)의 외부면, 즉 하부 기판(210)의 대향되지 않는 반대면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 정전기 방지층(230)을 형성함으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하여 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 하부 기판(210)과 상부 기판(220)의 합착 공정 이후에 수행되는 식각 공정을 통해 하부 기판(210) 및 상부 기판(220)의 두께(t1, t2)를 감소시킴으로써 슬림화될 수 있다.
한편, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치에서는 식각 공정을 통해 하부 기판(210) 및 상부 기판(220)의 두께(t1, t2)를 감소시키는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 제 1 두께(t1)를 가지는 하부 기판(210) 상에 화소 어레이(112)를 형성함과 아울러 제 2 두께(t2)를 가지는 상부 기판(220) 상에 컬러필터 어레이를 형성함으로써 상술한 식각 공정을 생략할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 하부 기판(110), 상부 기판(120), 및 정전기 방지층(130)을 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 액정 표시 장치는 사용자의 터치를 검출하기 위한 터치 검출 라인(미도시)을 포함하는 것을 제외하고는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치와 동일한 구성을 가지기 때문에 동일한 구성에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.
하부 기판(110)은 액정층을 구동함과 아울러 사용자의 손가락 터치 또는 펜 터치를 검출하기 위한 복수의 화소를 가지는 화소 어레이(512)를 포함하여 구성된다.
각 화소는 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호에 따라 박막 트랜지스터를 스위칭시켜 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압에 따라 전계를 형성하여 액정층을 구동한다. 이를 위해, 각 화소는 상기의 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극(미도시), 및 공통전압이 공급되는 공통전극(미도시)을 포함하여 구성된다. 이때, 공통전극은 화소 전극의 사이마다 형성되는 것으로, 화소 전극과 동일 층에 형성되거나 다른 층에 형성될 수 있다.
또한, 각 화소는 화소 어레이(512)에 형성된 공통전극을 터치 검출 라인으로 사용하여 사용자의 손가락 터치 또는 펜 터치에 따른 정전용량(Ctc)의 변화에 따라 터치 위치(TS)를 검출하여 출력한다. 예를 들어, 액정 표시 장치는 적어도 한 프레임 단위로 각 화소의 비표시 구간(예를 들어, 블랭킹 구간)마다 화소 어레이(512)에 형성된 공통전극(미도시)을 터치 검출 라인으로 사용하여 사용자의 터치에 따른 정전용량의 변화에 따라 터치 위치(TS)를 검출할 수 있다.
한편, 상술한 액정 표시 장치는, 터치 위치(TS)를 검출하기 위하여 상술한 공통전극 대신에, 상부 기판(120) 또는 하부 기판(110)에 형성된 별도의 터치 검출 라인(미도시) 또는 상부 기판(120)에 형성된 블랙 매트릭스(122)를 터치 검출 라인으로 사용하여 사용자의 터치에 따른 정전용량의 변화에 따라 터치 위치(TS)를 검출할 수도 있다.
이와 같은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 액정층을 사이에 두고 대향되도록 합착된 하부 기판(110)과 상부 기판(120)을 포함하여 구성되며, 데이터 전압에 따라 각 화소의 액정층을 투과하는 광 투과율을 조절하여 원하는 화상을 표시함과 아울러, 사용자의 터치에 따른 터치 위치를 검출하여 출력한다.
따라서, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 재질로 이루어진 정전기 방지층(130)을 상부 기판(120)의 외부면에 형성함으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 효과적으로 차단하여 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지할 수 있으며, 사용자의 터치에 따른 터치 위치를 검출하는 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 하부 기판(210), 상부 기판(220), 및 정전기 방지층(230)을 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 액정 표시 장치는 도 4 및 도 5에 도시된 액정 표시 장치를 조합하여 구성한 것으로, 각 구성에 대한 특징 사항을 제외한 상세한 설명은 도 4 및 도 5에 대한 설명으로 대신하기로 하고, 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.
하부 기판(210)과 상부 기판(220)은 액정층을 사이에 두고 합착된 후, 식각 공정을 통해 하부 기판(210)은 제 1 두께(t1)를 가지도록 식각되고, 상부 기판(220)은 제 2 두께(t2)를 가지도록 식각된다.
정전기 방지층(230)은 제 2 두께(t2)로 식각된 상부 기판(220)의 외부면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 재질로 형성되는 것으로, 상술한 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 정전기 방지층(130) 중 어느 하나와 동일한 물질로 형성된다.
따라서, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 재질로 이루어진 정전기 방지층(230)을 상부 기판(220)의 외부면에 형성함으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하여 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지할 수 있으며, 사용자의 터치에 따라 터치 위치를 검출하는 터치 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 하부 기판(210)과 상부 기판(220)의 합착 공정 이후에 식각 공정을 통해 하부 기판(210)과 상부 기판(220) 각각의 두께를 감소시킴으로써 슬림화될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시 예에 따른 액정 표시 장치에서 정전기 방지층(130, 230) 각각은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 재질로 이루어져 상부 기판(120, 220)에 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 액정 표시 장치 이외에도 플라즈마 디스플레이 패널, 전계 방출 표시 장치, 발광 다이오드 표시 장치 등을 포함하는 평판 표시 장치 또는 터치 스크린이 내장된 상기 평판 표시 장치의 상부 기판의 외부면에 형성될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 7의 a)에 도시된 바와 같이, 하부 기판(110)과 상부 기판(120)을 마련한다.
이어서, 도 7의 b)에 도시된 바와 같이, 외부로부터 유입되는 정전기가 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여 상부 기판(120)의 일측면에 정전기 방지층(130)을 형성한다. 이때, 정전기 방지층(130)은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 재질로 형성된다. 여기서, 정전기 방지층(130)은 상부 기판(120)의 외부면 전체에 소정의 두께로 형성되거나, 소정 형태(예를 들어, 메쉬(Mesh))의 패턴으로 형성될 수 있다.
제 1 실시 예에 따른 정전기 방지층(130)의 형성 방법은 상부 기판(120)의 일측면에 ATO 물질을 100Å 내지 20000Å 범위의 두께로 형성하는 박막 형성 공정과 ATO 물질을 500℃ 이하의 온도로 경화(Curing)시키는 경화 공정을 통해 형성될 수 있다.
제 2 실시 예에 따른 정전기 방지층(130)의 형성 방법은 상부 기판(120)의 일측면에 폴리머(Polymer) 성분이 첨가된 ITO 물질을 형성하는 박막 형성 공정과 폴리머 성분이 첨가된 ITO 물질을 경화시키는 경화 공정을 통해 형성될 수 있다. 여기서, 폴리머 성분은 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 또는 폴리비닐 알코올(PVA) 등이 될 수 있다.
제 3 실시 예에 따른 정전기 방지층(130)의 형성 방법은 상부 기판(120)의 일측면에 폴리머 성분이 첨가된 ZnO 물질을 형성하는 박막 형성 공정과 폴리머 성분이 첨가된 ZnO 물질을 경화시키는 경화 공정을 통해 형성될 수 있다. 여기서, 폴리머 성분은 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 또는 폴리비닐 알코올(PVA) 등이 될 수 있다.
한편, 상술한 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 정전기 방지층(130)의 형성 방법에서 박막 형성 공정은 프린팅 방법, 스프레이 코팅 방법, 스핀 코팅 방법, 졸-겔 방법, 졸-겔 스핀 코팅 방법, 또는 딥 코팅 방법에 의해 형성될 수 있다.
이어서, 도 7의 c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 및 제 3 실시 예의 액정 표시 장치(도 3 또는 도 5 참조)에서 상술한 블랙 매트릭스(122), 컬러필터(124R, 124G, 124B), 및 오버코트층(126)을 포함하는 컬러필터 어레이를 상부 기판(120)의 타측면에 형성한다.
또한, 본 발명의 제 1 및 제 3 실시 예의 액정 표시 장치(도 3 또는 도 5 참조)에서 상술한 복수의 화소를 포함하는 화소 어레이(112, 512)를 하부 기판(110)의 일측면 상에 형성한다.
이어서, 도 7의 d)에 도시된 바와 같이, 합착 공정을 통해 액정층을 사이에 두고 하부 기판(110)의 일측면과 상부 기판(120)의 타측면이 서로 대향되도록 합착한다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 상부 기판(120)의 외부면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 정전기 방지층(130)을 형성함으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하여 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치에서와 같이 제 1 두께(t1)를 가지는 하부 기판(110) 상에 화소 어레이(152, 512)를 형성함과 아울러, 제 2 두께(t2)를 가지는 상부 기판(120) 상에 컬러필터 어레이를 형성함으로써 슬림화를 달성할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 8의 a)에 도시된 바와 같이, 하부 기판(210)과 상부 기판(220)을 마련한다.
이어서, 도 8의 b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 및 제 4 실시 예의 액정 표시 장치(도 4 또는 도 6 참조)에서 상술한 블랙 매트릭스(122), 컬러필터(124R, 124G, 124B), 및 오버코트층(126)을 포함하는 컬러필터 어레이를 상부 기판(120)의 타측면에 형성한다.
또한, 본 발명의 제 1 및 제 3 실시 예의 액정 표시 장치(도 4 또는 도 6 참조)에서 상술한 복수의 화소를 포함하는 화소 어레이(112, 512)를 하부 기판(110)의 일측면 상에 형성한다.
이어서, 도 8의 c)에 도시된 바와 같이, 합착 공정을 통해 액정층을 사이에 두고 하부 기판(210)의 일측면과 상부 기판(220)의 타측면이 서로 대향되도록 합착한다.
이어서, 도 8의 d)에 도시된 바와 같이, 식각 공정을 통해 원래의 두께(t0)에서 제 1 두께(t1)를 가지도록 하부 기판(210)의 타측면을 식각함과 아울러 원래의 두께(t0)에서 제 2 두게(t2)를 가지도록 상부 기판(220)의 일측면을 식각하여 슬림화한다. 이때, 제 2 두께(t2)는 제 1 두께(t1)의 절반 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
이어서, 도 8의 e)에 도시된 바와 같이, 외부로부터 유입되는 정전기가 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 제 2 두게(t2)로 식각된 상부 기판(220)의 일측면, 즉 외부면에 정전기 방지층(230)을 형성한다. 이때, 정전기 방지층(230)은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 재질로 형성된다. 여기서, 정전기 방지층(230)은 상부 기판(220)의 외부면 전체에 소정의 두께로 형성되거나, 소정 형태(예를 들어, 메쉬(Mesh))의 패턴으로 형성될 수 있다.
이러한, 정전기 방지층(230)은 상술한 본 발명의 제 1 내지 제 3 정전기 방지층(230)의 형성 방법 중 어느 하나의 형성 방법과 동일하게 형성되므로, 이에 대한 상세한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 상부 기판(220)과 하부 기판(210)의 합착 공정 이후에 식각 공정을 통해 상부 기판(220)과 하부 기판(210) 각각을 식각하여 두께(t1, t2)를 감소시킴으로써 슬림화를 달성할 수 있으며, 기판의 식각 공정 이후에 상부 기판(220)의 외부면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 정전기 방지층(230)을 형성함으로써 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하여 정전기로 인한 화질 불량 및 공정 불량을 방지할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 1 및 제 2 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 정전기 방지층(130, 230) 각각은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 재질로 이루어져 상부 기판(120, 220)에 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 액정 표시 장치 이외에도 플라즈마 디스플레이 패널, 전계 방출 표시 장치, 발광 다이오드 표시 장치 등을 포함하는 평판 표시 장치 또는 터치 스크린이 내장된 상기 평판 표시 장치의 상부 기판의 외부면에 형성될 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110, 210: 하부 기판 112, 512: 화소 어레이
120, 220: 상부 기판 122: 블랙 매트릭스
124R, 124G, 124B: 컬러필터 126: 오버코트층
130, 230: 정전기 방지층

Claims (14)

  1. 서로 대향되도록 합착된 하부 기판과 상부 기판; 및
    상기 상부 기판의 외부면에 형성된 정전기 방지층을 포함하며,
    상기 정전기 방지층은 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지는 투명한 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전기 방지층은 ATO(Antimony Tin Oxide) 물질, 폴리머(Polymer) 성분이 첨가된 ITO(Indium Tin Oxide) 물질, 및 상기 폴리머 성분이 첨가된 ZnO(Zinc Oxide) 물질 중 어느 하나의 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 ATO 물질로 형성된 정전기 방지층은 100Å 내지 20000Å 범위의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 폴리머 성분은 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate) 또는 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol)인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 기판 또는 상기 상부 기판에는 사용자의 터치에 따른 터치 위치를 검출하기 위한 터치 검출 라인이 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 기판의 두께는 상기 하부 기판의 두께와 같거나 얇은 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  7. 하부 기판의 일측면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 물질로 이루어진 정전기 방지층을 형성하는 단계;
    상부 기판의 일측면에 복수의 화소를 포함하는 화소 어레이를 형성하는 단계; 및
    상기 상부 기판의 일측면과 상기 하부 기판의 타측면이 서로 대향되도록 합착하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 제조 방법.
  8. 하부 기판과 상부 기판을 서로 대향되도록 합착하는 단계;
    상기 하부 기판과 상부 기판 각각의 외부면을 소정 두께로 식각하는 단계; 및
    상기 식각된 상부 기판의 외부면에 수십 ㏁/□ 내지 수 GΩ/□의 저항 값을 가지도록 투명한 물질로 이루어진 정전기 방지층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 정전기 방지층은 ATO(Antimony Tin Oxide) 물질, 폴리머(Polymer) 성분이 첨가된 ITO(Indium Tin Oxide) 물질, 및 상기 폴리머 성분이 첨가된 ZnO(Zinc Oxide) 물질 중 어느 하나의 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 ATO 물질로 형성된 정전기 방지층은 100Å 내지 20000Å 범위의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴리머 성분은 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate) 또는 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol)인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 정전기 방지층은 프린팅(Printing) 방법, 스프레이 코팅(Spray Coating) 방법, 스핀 코팅(Spin Coating) 방법, 졸-겔(Sol-Gel) 방법, 졸-겔 스핀 코팅 방법, 딥 코팅(Dip Coating) 방법 중 어느 하나의 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    사용자의 터치에 따른 터치 위치를 검출하기 위한 터치 검출 라인을 상기 하부 기판 또는 상기 상부 기판에 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 상부 기판의 두께는 상기 하부 기판의 두께와 같거나 얇은 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 제조 방법.
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