KR20140090301A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로 잉크젯 프린팅 방법을 이용해 형성할 수 있는 박막을 포함하는 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 제1 기판 위에 외곽 프레임을 형성하는 단계, 그리고 상기 외곽 프레임으로 정의되는 가장자리 내부에 박막용 잉크를 적하하여 박막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 박막의 가장자리는 상기 외곽 프레임에 의해 제한되고, 상기 외곽 프레임은 상기 박막용 잉크의 표면 에너지보다 작은 표면 에너지를 가지는 물질을 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로 잉크젯 프린팅 방법을 이용해 형성할 수 있는 박막을 포함하는 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
평판 표시 장치는 화면의 크기에 비해 두께가 얇은 표시 장치를 말하며, 널리 사용되는 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display), 그리고 전기 습윤 표시 장치(electrowetting display) 등이 있다.
표시 장치의 한 예로서 액정 표시 장치는 현재 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(electric field generating electrode)과 배향막(alignment film)이 형성되어 있는 두 장의 표시판, 두 표시판 사이에 들어 있는 액정층, 그리고 색상 표시를 위한 복수의 색필터를 포함한다. 배향막은 액정 분자들의 초기 배향을 결정하며 전기장 생성 전극은 전기장을 생성하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 바꾼다. 이러한 액정 표시 장치에서 액정층을 통과하는 입사광은 액정 분자의 배향에 따라 그 편광 상태가 달라지며 이러한 편광의 변화는 편광자에 의해 빛의 투과율 변화로 나타난다.
표시 장치의 다른 예로서 유기 발광 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극의 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 발광층을 포함하며, 한 쪽 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 다른 한 쪽 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 발광층에서 결합하여 여기자(exiton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다.
이러한 표시 장치는 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자, 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 더 포함한다.
이러한 다양한 표시 장치는 다양한 전기 소자, 배선, 전극 등을 포함하며, 이러한 여러 전기 소자들은 일반적으로 사진 식각 공정을 이용하여 형성한다. 사진 식각 공정은 기판 위에 피식각층을 도포한 후 그 위에 포토 레지스트층(감광막이라 함)을 도포하고 노광용 마스크를 위치시켜 노광을 실시한다. 다음, 노광된 감광막을 현상하여 감광 패턴을 형성하고, 감광 패턴을 식각 마스크로 이용하여 피식각층을 식각하여 목적하는 전극, 배선 등의 패턴을 형성한다. 이러한 사진 식각 공정에서 사용되는 노광기의 분해능의 한계 때문에 제작 가능한 패턴의 선폭에 한계가 생기고, 해상도 한계를 극복하기 위해 고가의 새로운 노광 장치, 공정, 재료 등을 개발하여야 한다. 또한 표시 장치가 대형화될수록 박막 패턴을 형성하기 위해 기판에 도포되는 감광막 등의 재료의 양도 증가하여 제조 비용이 증가하고, 사진 식각 공정에 사용되는 제조 설비도 대형화된다.
이와 같은 문제점을 최소화하기 위해 잉크를 적하하여 박막 패턴을 형성하는 잉크젯 프린팅 방법(inkjet printing method)이 개발되었다. 잉크젯 프린팅 방법은 잉크젯 프린팅 본체 및 복수개의 노즐을 가지는 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 시스템을 이용해 박막을 형성하는 방법이다. 잉크는 잉크젯 헤드의 노즐을 통하여 기판 위에 적하된다. 적하된 잉크는 적하 위치를 중심으로 확산하여 대체로 균일한 막 두께를 형성할 수 있다.
그러나 실제로는 인쇄 영역의 가장자리에 적하된 잉크 방울은 인쇄 영역의 가장자리 바깥 쪽으로도 확산하므로 잉크젯 프린팅 방법에 의해 형성된 박막은 그 프로파일 및 두께가 균일하지 않을 수 있고 직선이어야 할 가장자리 경계선의 모양도 울퉁불퉁할 수 있다. 특히 인쇄 영역의 가장자리 부분의 막 두께와 외곽 형상의 제어가 힘들다.
특히 액정 표시 장치의 배향막의 경우 잉크젯 프린팅 방법으로 형성된 영역의 가장자리가 불균일할 경우 배향막 영역의 마진(margin)이 충분하지 않을 경우 두 표시판을 부착시키고 밀봉하기 위한 밀봉재(sealant)와 닿거나 이와 반대로 영상을 표시하는 표시 영역의 가장자리에 배향막이 도포되지 않은 영역도 생길 수 있다. 배향막이 밀봉재와 접촉하면 밀봉재의 접착력이 떨어지거나 흡습이 일어나 신뢰성이 떨어질 수 있으며 두 표시판의 쇼트부의 저항이 높아질 수 있다. 배향막이 표시 영역의 가장자리 부분에 도포되지 않은 경우 액정의 배향이 제어되지 않아 표시 불량이 생길 수 있다. 또한 이러한 여러 문제점을 방지하기 위해 배향막 영역의 마진을 위한 공간을 넓힐 경우 표시 영역과 밀봉재 사이의 거리가 멀어져 표시 장치의 가장자리 부분의 폭이 커질 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 잉크젯 프린팅 방법으로 형성되는 박막의 가장자리의 위치 및 형태에 대한 제어력을 높이거나 제한하여 박막의 가장자리 경계선의 불균일성을 없애는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 잉크젯 프린팅 방법으로 형성되는 배향막의 가장자리 위치 및 형태에 대한 제어력을 높이거나 제한하여 액정 표시 장치의 가장자리 부분의 폭을 줄이는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 제1 기판 위에 외곽 프레임을 형성하는 단계, 그리고 상기 외곽 프레임으로 정의되는 가장자리 내부에 박막용 잉크를 적하하여 박막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 박막의 가장자리는 상기 외곽 프레임에 의해 제한되고, 상기 외곽 프레임은 상기 박막용 잉크의 표면 에너지보다 작은 표면 에너지를 가지는 물질을 포함한다.
상기 외곽 프레임의 형성 단계는 연속 젯 프린팅 방법으로 외곽 프레임용 잉크를 상기 제1 기판 위에 연속적으로 위치시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 외곽 프레임의 형성 단계는 서로 이격되어 있는 멀티 라인을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 외곽 프레임용 잉크는 소수성 재료를 포함할 수 있다.
상기 외곽 프레임은 폐곡선을 형성할 수 있다.
상기 박막은 배향막을 포함하고, 상기 박막용 잉크는 상기 배향막 형성용 배향액을 포함할 수 있다.
상기 외곽 프레임의 형성 단계는 상기 배향액을 이용하여 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 외곽 프레임 형성용 배향액의 점도는 상기 배향막용 배향액의 점도보다 높을 수 있다.
상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판을 마련하는 단계, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 밀봉재를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 영상을 표시하는 영역인 표시 영역 및 그 주변의 주변 영역을 포함하고, 상기 외곽 프레임은 상기 밀봉재와 상기 표시 영역 사이에 위치할 수 있다.
상기 외곽 프레임의 폭은 대략 10㎛ 내지 대략 100㎛일 수 있다.
상기 외곽 프레임과 상기 표시 영역 사이의 거리는 대략 100㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하고 잉크젯 프린팅 방법으로 잉크를 상기 제1 기판 위에 적하하여 형성되는 박막, 그리고 상기 박막보다 먼저 형성되고 상기 박막이 형성되는 영역의 가장자리를 따라 형성되어 있어 상기 박막의 가장자리를 정의하고 제한하는 외곽 프레임을 포함하고, 상기 외곽 프레임은 상기 박막용 잉크의 표면 에너지보다 작은 표면 에너지를 가지는 물질을 포함한다.
상기 외곽 프레임의 가장자리 선은 울퉁불퉁하지 않고 연속적인 선으로 이루어질 수 있다.
상기 외곽 프레임은 서로 이격되어 있는 멀티 라인을 포함할 수 있다.
상기 외곽 프레임은 폐곡선을 형성할 수 있다.
상기 박막은 배향막을 포함하고, 상기 잉크는 상기 배향막 형성용 배향액을 포함할 수 있다.
상기 외곽 프레임은 상기 배향액이 포함하는 배향막 재료를 포함할 수 있다.
상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 밀봉재를 더 포함하고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 영상을 표시하는 영역인 표시 영역 및 그 주변의 주변 영역을 포함하고, 상기 외곽 프레임은 상기 밀봉재와 상기 표시 영역 사이에 위치할 수 있다.
상기 외곽 프레임의 폭은 대략 10㎛ 내지 대략 100㎛일 수 있다.
상기 외곽 프레임과 상기 표시 영역 사이의 거리는 대략 100㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 잉크젯 프린팅 방법으로 형성되는 박막의 가장자리의 위치 및 형태에 대한 제어력을 높이거나 제한하여 박막의 가장자리 경계선의 불균일성을 없앨 수 있다. 또한 액정 표시 장치의 경우 잉크젯 프린팅 방법으로 형성되는 배향막의 가장자리 위치 및 형태에 대한 제어력을 높이거나 제한하여 액정 표시 장치의 가장자리 부분의 폭을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고,
도 2는 도 1의 표시 장치의 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고,
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 한 중간 단계를 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시판의 가장자리 부분의 단면도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 표시 장치의 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 액정 표시 장치로서 서로 마주하는 하부 기판(110)과 상부 기판(210), 그리고 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에는 밀봉재(sealant)(310)가 위치한다. 밀봉재(310)는 하부 기판(110)과 상부 기판(210)을 결합시켜 고정하고 액정층(3)을 가둔다. 밀봉재(310)는 하부 기판(110)과 상부 기판(210)의 가장자리 둘레를 따라 형성되어 있으며, 도전성을 가지는 도전 볼(도시하지 않음)을 포함할 수도 있다.
하부 기판(110) 위에는 밀봉재(310)에 의해 둘러싸인 내부 영역에 위치하는 하부 배향막(lower alignment layer)(11) 및 하부 외곽 프레임(lower outline frame)(50)이 위치하고, 상부 기판(210) 위에는 밀봉재(310)에 의해 둘러싸인 내부 영역에 위치하는 상부 배향막(upper alignment layer)(21) 및 상부 외곽 프레임(upper outline frame)(60)이 위치한다.
하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)은 액정층(3)의 액정의 배향을 정하기 위한 것으로 밀봉재(310)에 의해 둘러싸인 내부 영역의 대부분 위에 도포되어 있을 수 있다.
하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)은 잉크젯 프린팅 방법 등으로 형성될 수 있다. 이 경우 잉크젯 헤드의 노즐로부터 하부 기판(110) 또는 상부 기판(210) 위로 배향액을 적하하고 적하된 잉크를 건조시켜 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)을 형성할 수 잇다.
배향액은 폴리이미드(polyimide, PI) 따위의 배향막 재료와 용매(solvent)를 포함할 수 있다. 잉크젯 프린팅용 배향액의 점도는 대략 6 센티포아즈(cP) 내지 대략 10cP일 수 있다. 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21) 형성을 위한 잉크젯 프린팅을 할 때 하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 위로 토출된 배향액이 잘 퍼질 수 있도록 하부 기판(110) 및 상부 기판(210)의 표면은 사전에 친수 처리될 수 있다.
하부 외곽 프레임(50)의 대부분은 하부 배향막(11)과 밀봉재(310) 사이에 위치하고, 상부 외곽 프레임(60)의 대부분은 상부 배향막(21)과 밀봉재(310) 사이에 위치한다. 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60) 의 마주하는 가장자리 중 배향막(11, 21) 쪽의 가장자리를 안쪽 가장자리라 하고 그 반대쪽 가장자리를 바깥쪽 가장자리라 한다.
더 구체적으로, 하부 외곽 프레임(50)은 하부 배향막(11)의 가장자리 경계를 정의하고 제한하며 상부 외곽 프레임(60)은 상부 배향막(21)의 가장자리 경계를 정의하고 제한한다. 즉, 하부 배향막(11)의 가장자리는 하부 외곽 프레임(50)의 바깥쪽 가장자리를 넘지 않아 하부 외곽 프레임(50)에 의해 하부 배향막(11)의 가장자리의 위치 또는 형태가 제한되고, 상부 배향막(21)의 가장자리도 상부 외곽 프레임(60)의 바깥쪽 가장자리를 넘지 않아 상부 외곽 프레임(60)에 의해 상부 배향막(21)의 가장자리의 위치 또는 형태가 제한될 수 있다.
하부 배향막(11)과 하부 외곽 프레임(50)은 동일한 층에 위치할 수 있고, 상부 배향막(21)과 상부 외곽 프레임(60)은 동일한 층에 위치할 수 있다.
하부 배향막(11)은 하부 외곽 프레임(50)의 안쪽 가장자리 면과 접촉하나 하부 외곽 프레임(50)과 중첩하지 않을 수 있다. 그러나 이와 달리 하부 배향막(11)은 하부 외곽 프레임(50)의 일부와 중첩할 수도 있다.
마찬가지로 상부 배향막(21)은 상부 외곽 프레임(60)의 안쪽 가장자리 면과 접촉하나 상부 외곽 프레임(60)과 중첩하지 않을 수도 있다. 그러나 이와 달리 상부 배향막(21)은 상부 외곽 프레임(60)의 일부와 중첩할 수도 있다.
하부 배향막(11) 또는 상부 배향막(21)이 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)과 중첩하는 경우 그 중첩 부분에서 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)은 하부 배향막(11) 또는 상부 배향막(21) 아래에 위치할 수 있다.
하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60)은 각각 밀봉재(310)의 안쪽 가장자리를 따라 형성되어 폐곡선을 형성할 수 있다. 하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60) 중 적어도 하나는 도 2에 도시한 바와 같이 밀봉재(310)와 접촉할 수도 있고 이와 달리 밀봉재(310)와 소정의 간격을 두고 이격되어 있을 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60) 중 적어도 하나는 밀봉재(310)와 일부 중첩할 수도 있다.
하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60)은 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)보다 먼저 형성된다. 또한 하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60)은 배향액보다 표면 에너지가 낮은 물질, 즉 소수성이 더 강한 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어 하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60)은 소수성을 가지는 액상 자가 조립 단층막(liquid self assembly monolayer) 또는 플루오르 수지, 탄화 수소 수지 등의 소수성 재료와 용매로 이루어진 액체(“프레임액”이라 함)를 기판(110, 210) 위에 연속적으로 위치시킨 후 용매를 증발시켜 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)은 배향막(11, 12) 형성용 배향액을 기판(110, 210) 위에 위치시킨 후 배향액의 용매를 증발시켜 형성할 수도 있다. 이 경우 배향액에서 용매가 증발된 배향막 재료는 용매를 포함하는 배향액보다 소수성을 가지므로 이와 같이 형성된 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)은 배향막 형성용 배향액에 대해 소수성을 가지거나 더 낮은 표면 에너지를 가질 수 있다.
하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60)의 소수성은 증류수를 기준으로 한 접촉각이 대략 90도 이상이 되는 정도의 소수성일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 본 발명이 실시예에 따르면, 잉크젯 프린팅 방법으로 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)을 형성할 때 하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60)에 근접한 곳에 적하된 배향액은 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)의 바깥쪽 가장자리를 넘어 확산되지 않는다. 이에 따라 적하된 배향액은 적하 영역의 가장자리에서 균일한 퍼짐 특성을 가질 수 있고, 하부 배향막(11) 또는 상부 배향막(21)의 가장자리, 즉 외곽선은 울퉁불퉁하게 되지 않고 균일한 형태를 가질 수 있다.
또한 하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60)은 임의의 형태로 형성할 수 있으며 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)의 가장자리의 위치 또는 형태에 대한 제어력이 향상되고 가장자리의 위치 및 모양을 제한할 수 있다.
하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)은 예를 들어 에어로졸 젯(aerosol jet), EHD(electro-hydro-dynamic) 잉크젯 방법 등의 다양한 연속 젯(continuous jet) 프린팅 방법을 이용하거나 섀도우 마스크(shadow mask)를 이용한 다양한 증착 방법을 이용해 형성할 수 있다.
연속 젯 프린팅 방법을 이용할 경우 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)용 잉크, 즉 프레임액의 점도는 대체로 배향액의 점도보다 클 수 있다. 예를 들어 프레임액의 점도는 대략 5cP 내지 대략 1000cP일 수 있다. 특히 배향액을 프레임액으로서 사용하는 실시예의 경우, 배향액의 용매의 비율을 낮추어 프레임액의 점도를 높일 수 있다.
이와 같이 연속 젯 프린팅 방법을 이용해 형성한 하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60)의 가장자리는 잉크젯 프린팅 방법으로 형성한 경우에 비해 울퉁불퉁하지 않고 직진성 및 연속성을 가질 수 있다. 또한 하부 외곽 프레임(50)과 상부 외곽 프레임(60)의 선폭의 균일성도 높게 할 수 있다.
하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)을 연속 젯 프린팅 방법을 사용하여 형성하는 경우 연속된 선 모양의 패턴을 형성하기 용이하므로 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)의 연속된 직선 또는 곡선 형태를 형성하는 것 또한 용이하다. 또한 도 3에 도시한 ‘A’영역과 같이 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)의 둥근 모서리를 형성하기에도 유리할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)의 전체 폭(W1)은 대략 10㎛ 내지 대략 100㎛일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 도 3에 도시한 ‘A’영역과 같이 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)의 모서리는 둥글게 형성될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)은 도 3에 도시한 바와 같이 싱글 라인(single line)으로 형성되거나 도 4에 도시한 바와 같이 서로 이격되어 있는 멀티 라인(multi line)(51, 52, 53)으로 형성될 수 있다. 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)이 멀티 라인(51-53)을 포함하는 경우 한 라인(51-53)의 폭(Wa1)은 대략 10㎛보다 작게 형성할 수도 있다. 또한 멀티 라인(51-53) 사이의 거리(Wb1)도 수㎛ 내지 수십㎛일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)의 전체 폭(W1) 범위 내에서 자유롭게 조정될 수 있다. 멀티 라인(51-53) 사이의 거리(Wb1)는 일정할 수도 있고 일정하지 않을 수도 있다. 하나의 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)이 포함하는 멀티 라인(51-53)의 개수는 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 4에 도시한 바와 같이 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)을 멀티 라인으로 형성하면 하부 배향막(11) 또는 상부 배향막(21) 형성시 배향막 영역의 가장자리 부분에서 배향액의 퍼짐 영역을 제한하는 효과가 더 커질 수 있고, 따라서 각 멀티 라인(51-53)의 폭을 더욱 줄일 수 있다. 따라서 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)의 전체 폭(W1)도 더욱 줄일 수 있다.
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면, 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)이 가장자리의 형태 및 위치를 제한할 수 있고, 잉크젯 프린팅 방법으로 형성될 수 있는 하부 배향막(11) 또는 상부 배향막(21)이 밀봉재(310)와 중첩할 가능성이 없어진다. 따라서 하부 배향막(11) 또는 상부 배향막(21)과 밀봉재(310)의 접촉에 의해 발생할 수 있는 밀봉재(310)의 접착력 불량, 밀봉재(310)로 둘러싸인 내부 영역으로의 투습에 의한 표시판의 신뢰성 저하, 또는 하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 사이의 쇼트 포인트의 저항 증가 등을 방지할 수 있다.
또한 하부 배향막(11) 또는 상부 배향막(21)의 가장자리의 불균일성을 제거하므로 하부 배향막(11) 또는 상부 배향막(21)의 영역과 밀봉재(310) 사이의 이격 간격을 줄일 수 있으므로 표시 장치의 주변 영역의 폭을 그 만큼 더 줄일 수 있다.
그러면 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 한 중간 단계를 도시한 단면도이다.
먼저 도 5를 참조하면, 하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 위에 각각 다양한 박막을 적층하여 전기 소자를 형성한다.
이어서 하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 위에 에어로졸 젯, EHD 잉크젯 방법 등의 다양한 연속 젯 프린팅 방법 또는 섀도우 마스크를 이용한 다양한 증착 방법 등을 이용해 각각 하부 외곽 프레임(50) 및 상부 외곽 프레임(60)을 형성한다. 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)는 하부 배향막(11) 또는 상부 배향막(21)을 형성할 배향막 영역의 가장자리를 따라 형성될 수 있다.
연속 젯 프린팅 방법을 이용할 경우 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)용 잉크인 프레임액의 점도는 대체로 배향액의 점도보다 클 수 있다. 예를 들어 프레임액의 점도는 대략 5cP 내지 대략 1000cP일 수 있다. 프레임액으로는 소수성을 가지는 액상 자가 조립 단층막 재료, 플루오르 수지, 탄화 수소 수지 등의 소수성 재료를 포함하는 용액, 또는 점도를 높인 배향액 등을 사용할 수 있다.
다음 도 6을 참조하면, 하부 기판(110) 및 상부 기판(210)의 위에 하부 외곽 프레임(50) 및 상부 외곽 프레임(60)으로 가장자리가 정의되는 영역 안에 잉크젯 프린팅 방법 등으로 배향액을 적하하여 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)을 형성한다. 이때 적하된 배향액은 친수 처리된 하부 기판(110) 또는 상부 기판(210) 위에서는 잘 퍼질 수 있으나 배향막 영역의 가장자리 부근, 즉 하부 외곽 프레임(50) 및 상부 외곽 프레임(60)에 인접한 영역에서는 소수성인 하부 외곽 프레임(50) 및 상부 외곽 프레임(60)에 의해 그 퍼지는 영역이 제한될 수 있다. 또한 적하된 배향액은 하부 외곽 프레임(50) 및 상부 외곽 프레임(60)의 안쪽 가장자리를 따라 퍼질 수 있다. 그러나 적하된 배향액은 하부 외곽 프레임(50) 및 상부 외곽 프레임(60)의 안쪽 가장자리를 넘어 하부 외곽 프레임(50) 및 상부 외곽 프레임(60)의 일부 위로 올라올 수도 있다. 그러나 배향액은 하부 외곽 프레임(50) 및 상부 외곽 프레임(60)의 바깥쪽 가장자리를 넘지는 않는다.
다음, 하부 기판(110) 및 상부 기판(210)을 서로 결합시킨다.
그러면 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 7을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 앞에서 설명한 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 동일한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시판의 가장자리 부분의 단면도이다.
도 7에 도시한 표시 장치는 앞에서 설명한 실시예에 따른 표시 장치와 대부분 동일하므로 동일한 설명은 생략한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 액정 표시 장치로서 서로 마주하는 하부 기판(110)과 상부 기판(210), 그리고 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다. 또한 하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 중 적어도 하나의 바깥쪽 면에는 편광자(12, 22)가 부착되어 있을 수 있다.
평면상 구조로 볼 때 하부 기판(110)과 상부 기판(210)은 영상을 표시하는 표시 영역(DA)과 그 주변의 주변 영역(PA)을 포함한다.
표시 영역(DA)은 도시하지는 않았으나 복수의 신호선(signal line)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함할 수 있다.
신호선은 하부 기판(110)에 구비되어 있으며 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(gate line)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(data line)을 포함할 수 있다.
각 화소는 신호선에 연결된 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자, 각 스위칭 소자와 연결되어 있으며 하부 기판(110) 및 상부 기판(210)에 형성되어 있는 화소 전극 및 대향 전극, 그리고 액정층(3)을 포함한다. 박막 트랜지스터 등은 화소 전극과 함께 하부 기판(110) 위에 형성될 수 있다.
표시 영역(DA)에는 화소와 마주하는 영역에 복수의 색필터(230)가 위치할 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 색필터(230)는 도 7에 도시한 바와 같이 상부 기판(210) 위에 위치할 수도 있고 이와 달리 하부 기판(110) 위에 위치할 수도 있다.
표시 영역(DA)의 대부분의 하부 기판(110) 위에는 하부 배향막(11)이 위치하고, 표시 영역(DA)의 대부분의 상부 기판(210) 위에는 상부 배향막(21)이 위치한다.
주변 영역(PA)에는 하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 위치하며 두 기판(110, 210)을 결합시켜 고정하고 밀봉하는 밀봉재(310)가 위치한다. 밀봉재(310)는 표시 영역(DA) 둘레를 따라 형성되어 있다.
주변 영역(PA)에는 또한 게이트 구동부, 데이터 구동부 등의 구동 회로가 위치할 수 있다. 더 구체적으로 구동 회로는 집적 회로 칩의 형태로 주변 영역(PA)의 하부 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 하부 기판(110)에 부착되거나, 하부 기판(110)에 박막 트랜지스터 등과 함께 집적될 수도 있다.
주변 영역(PA)에는 도 7에 도시한 바와 같이 빛이 투과를 차단하는 차광 부재(220)가 위치할 수 있다. 차광 부재(220)는 상부 기판(210) 또는 하부 기판(110) 위에 위치할 수 있다.
주변 영역(PA)의 하부 기판(110) 위에는 하부 외곽 프레임(50)이 위치하고, 주변 영역(PA)의 상부 기판(210) 위에는 상부 외곽 프레임(60)이 위치한다. 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)의 전체 폭(W1)은 대략 10㎛ 내지 대략 100㎛일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)의 폭(W1)의 마진은 대략 30㎛ 이하일 수 있다.
주변 영역(PA) 중 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)과 표시 영역(DA) 사이의 하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 위에는 표시 영역(DA)의 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)이 연장되어 형성되어 있을 수 있다. 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)과 표시 영역(DA) 사이 영역의 폭(W2)은 대략 100㎛ 이하일 수 있으며, 그 폭(W2)의 마진은 대략 30㎛ 이하일 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 하부 외곽 프레임(50) 또는 상부 외곽 프레임(60)에 의해 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)의 가장자리의 위치 및 형태가 제한되어 가장자리의 불균일성을 제거할 수 있으므로 주변 영역(PA)에 형성되는 하부 배향막(11) 또는 상부 배향막(21)의 마진을 위한 영역, 즉 밀봉재(310)와 표시 영역(DA) 사이의 영역을 좁힐 수 있다. 더 구체적으로 표시 영역(DA)과 밀봉재(310) 사이의 폭을 대략 200㎛ 이하로도 줄일 수 있다. 따라서 표시 장치의 표시판의 가장자리의 주변 영역의 폭을 더욱 줄일 수 있으며 타일드 표시판(tiled display panel)과 같은 최근의 수요에도 대응하기 용이해진다.
앞에서 설명한 여러 실시예에서는 액정 표시 장치의 경우 하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 양 쪽에 배향막(11, 21)이 도포된 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 어느 한 기판(110, 210) 위에만 배향막(11, 21) 및 외곽 프레임(50, 60)이 도포된 경우에도 본 발명은 동일하게 적용될 수 있다. 이 경우 배향막(11, 21)이 도포되는 기판(110, 210) 위에만 외곽 프레임을 형성할 수 잇다.
또한 앞에서 설명한 실시예에서는 액정 표시 장치의 배향막을 잉크젯 프린팅 방법으로 형성하는 경우에 대해 설명하였으나 이에 한정되지 않고 기판 위에 잉크젯 프린팅 방법 등의 적하 방법을 통해 다양한 박막을 형성하는 경우에도 본 발명은 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 적하 방법을 통해 박막을 형성하는 경우 박막이 형성될 영역의 가장자리를 정의하는 외곽 프레임을 먼저 형성한 후 그 안쪽에 박막용 잉크를 적하하여 박막을 형성함으로써 형성하고자 하는 박막의 외곽 가장자리의 형태 및 위치의 불균일성을 제거할 수 있다. 이 경우 외곽 프레임은 잉크보다 낮은 표면 에너지를 갖거나 더 강한 소수성을 가질 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
3: 액정층 11, 21: 배향막
12, 22: 편광자 50, 60: 외곽 프레임
110, 210: 기판 220: 차광 부재
230: 색필터 310: 밀봉재
DA: 표시 영역 PA: 주변 영역

Claims (20)

  1. 제1 기판 위에 외곽 프레임을 형성하는 단계, 그리고
    상기 외곽 프레임으로 정의되는 가장자리 내부에 박막용 잉크를 적하하여 박막을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 박막의 가장자리는 상기 외곽 프레임에 의해 제한되고,
    상기 외곽 프레임은 상기 박막용 잉크의 표면 에너지보다 작은 표면 에너지를 가지는 물질을 포함하는
    표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 외곽 프레임의 형성 단계는 연속 젯 프린팅 방법으로 외곽 프레임용 잉크를 상기 제1 기판 위에 연속적으로 위치시키는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 외곽 프레임의 형성 단계는 서로 이격되어 있는 멀티 라인을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 외곽 프레임용 잉크는 소수성 재료를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 외곽 프레임은 폐곡선을 형성하는 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 박막은 배향막을 포함하고,
    상기 박막용 잉크는 상기 배향막 형성용 배향액을 포함하는
    표시 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 외곽 프레임의 형성 단계는 상기 배향액을 이용하여 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 외곽 프레임 형성용 배향액의 점도는 상기 배향막용 배향액의 점도보다 높은 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판을 마련하는 단계, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 밀봉재를 형성하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 영상을 표시하는 영역인 표시 영역 및 그 주변의 주변 영역을 포함하고,
    상기 외곽 프레임은 상기 밀봉재와 상기 표시 영역 사이에 위치하는
    표시 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 외곽 프레임의 폭은 대략 10㎛ 내지 대략 100㎛인 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 외곽 프레임과 상기 표시 영역 사이의 거리는 대략 100㎛ 이하인 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 위치하고 잉크젯 프린팅 방법으로 잉크를 상기 제1 기판 위에 적하하여 형성되는 박막, 그리고
    상기 박막보다 먼저 형성되고 상기 박막이 형성되는 영역의 가장자리를 따라 형성되어 있어 상기 박막의 가장자리를 정의하고 제한하는 외곽 프레임
    을 포함하고,
    상기 외곽 프레임은 상기 박막용 잉크의 표면 에너지보다 작은 표면 에너지를 가지는 물질을 포함하는
    표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 외곽 프레임의 가장자리 선은 울퉁불퉁하지 않고 연속적인 선으로 이루어지는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 외곽 프레임은 서로 이격되어 있는 멀티 라인을 포함하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 외곽 프레임은 폐곡선을 형성하는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 박막은 배향막을 포함하고,
    상기 잉크는 상기 배향막 형성용 배향액을 포함하는
    표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 외곽 프레임은 상기 배향액이 포함하는 배향막 재료를 포함하는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 밀봉재
    를 더 포함하고,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 영상을 표시하는 영역인 표시 영역 및 그 주변의 주변 영역을 포함하고,
    상기 외곽 프레임은 상기 밀봉재와 상기 표시 영역 사이에 위치하는
    표시 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 외곽 프레임의 폭은 대략 10㎛ 내지 대략 100㎛인 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 외곽 프레임과 상기 표시 영역 사이의 거리는 대략 100㎛ 이하인 표시 장치.
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