KR20150026180A - 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 컬러필터 기판과 TFT 어레이 기판이 합착되되, 상기 컬러필터 기판을 투과하여 상기 TFT 어레이 기판으로 출사되는 빛에 의해 영상이 표시되는 표시패널을 포함하며, 상기 TFT 어레이 기판은 영상이 표시되는 표시영역과 비표시영역을 포함하되, 상기 TFT 어레이 기판의 상기 비표시영역에 코팅된 차광패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

표시장치 및 그 제조방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING OF THE SAME}
본 발명은 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 표시장치의 테두리 빛샘이나 반사광을 방지할 수 있는 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 평판표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지의 평면형 디스플레이가 실용화되고 있다.
이 중 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 구동된다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다. 상기 액정표시장치는 공통 전극이 형성된 컬러필터 기판과 화소 전극이 형성된 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통 전극과 화소 전극이 상하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.
도 1은 종래 액정표시장치를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래 액정표시장치(5)는 TFT 어레이 기판(20)과 컬러필터 기판(10) 사이에 액정층(미도시)이 개재된 액정패널(25)을 포함한다. 액정패널(25)의 하부에는 광을 제공하는 백라이트 유닛(40)이 구비되어, 백라이트 유닛(40)에서 제공되는 광의 투과를 제어하여 컬러필터 기판(10)을 통해 영상을 구현한다. 여기서, 광의 투과를 제어하기 위한 구동 신호를 TFT 어레이 기판(20)에 인가되도록 일측에는 인쇄회로기판(Printed Cercuit Board, PCB)(30)이 부착된다. 이러한 인쇄회로기판(30)은 플렉서블한 재질로 이루어져 TFT 어레이 기판(20)의 배면으로 구부러져 구비된다. 그러나, 종래 액정표시장치는 인쇄회로기판이 구부러지는 영역으로 인해 영상이 표시되지 않은 비표시영역이 넓어져 베젤이 커지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 베젤을 축소하고 테두리 빛샘이나 반사광을 방지할 수 있는 표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 컬러필터 기판과 TFT 어레이 기판이 합착되되, 상기 컬러필터 기판을 투과하여 상기 TFT 어레이 기판으로 출사되는 빛에 의해 영상이 표시되는 표시패널을 포함하며, 상기 TFT 어레이 기판은 영상이 표시되는 표시영역과 비표시영역을 포함하되, 상기 TFT 어레이 기판의 상기 비표시영역에 코팅된 차광패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 비표시영역은 상기 표시영역을 둘러싸되, 상기 차광패턴은 상기 비표시영역의 적어도 일부에 코팅된 것을 특징으로 한다.
상기 TFT 어레이 기판과 합착된 컬러필터 기판, 및 상기 컬러필터 기판 하부에 위치한 백라이트 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차광패턴이 형성된 상기 TFT 어레이 기판의 타면에 위치한 유기전계발광소자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 TFT 어레이 기판 상에 형성된 상기 차광패턴을 덮는 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차광패턴과 상기 편광판 사이에 위치하며, 상기 차광패턴의 단차를 평탄화하는 평탄화막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차광패턴이 형성된 상기 TFT 어레이 기판의 표면에 위치하는 블랙 스트라이프, 및 상기 블랙 스트라이프 상에 위치하는 패턴드 리타더 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법은 컬러필터 기판과 TFT 어레이 기판이 합착되되, 상기 컬러필터 기판을 투과하여 상기 TFT 어레이 기판으로 출사되는 빛에 의해 영상이 표시되는 표시패널을 형성하는 단계, 및 영상이 표시되는 표시영역과 비표시영역을 포함하는 상기 TFT 어레이 기판의 비표시영역에 잉크젯 장치를 이용하여 차광패턴을 코팅하되, 상기 잉크젯 장치의 헤드 각도를 틀어 차광패턴을 코팅하는 단계를 특징으로 한다.
상기 잉크젯 장치의 헤드의 진행 방향에 대해 상기 잉크젯 장치의 헤드의 장축이 이루는 각도는 90도 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치 및 그 제조방법은 표시장치의 비표시영역에 차광패턴을 형성함으로써, 외부광의 반사에 의한 반사광을 억제하고 내부에서 출사되는 빛이 새어나오는 빛샘을 방지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 잉크젯 장치를 이용하여 차광패턴을 형성함으로써, 한번의 인쇄로 큰 폭의 차광패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 차광패턴의 제조 공정을 단순화하고 택타임 및 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 액정표시장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도.
도 3은 도 2의 I-I'에 따라 절취한 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 단면도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차광패턴의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면.
도 9는 잉크젯 장치로 인쇄하는 공정을 나타낸 도면.
도 10a 내지 도 11b는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 차광패턴의 카본블랙의 함량에 따른 빛샘 여부를 측정하여 나타낸 이미지.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 I-I'에 따라 절취한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치(100)는 TFT 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(130)이 합착된 표시패널(DP)을 구비한다. 표시패널(DP)은 영상이 표시되는 표시영역(DA)과 영상이 표시되지 않는 비표시영역(NDA)을 포함한다. 본 발명의 표시장치(100)는 표시영역(DA)을 둘러싸는 비표시영역(NDA)에 빛을 차단하는 차광패턴(PBP)을 구비한다.
보다 자세하게, 도 3을 참조하여, 도 2에 도시된 표시장치(100)의 구조를 상세히 살펴보기로 한다. 본 실시예에서는 표시장치를 설명하기 위해 액정표시장치를 일예로 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성된 TFT 어레이 기판(110)과 컬러필터(140)가 형성된 컬러필터 기판(130)이 합착된 표시패널(DP)을 포함한다. 또한, 표시패널(DP)에 광을 제공하기 위해 표시패널(DP)의 하부 즉 컬러필터 기판(130)의 배면과 마주보도록 백라이트 유닛(BLU)이 위치한다.
보다 자세하게, TFT 어레이 기판(110)은 박막트랜지스터 어레이가 형성된다. 박막트랜지스터 어레이는 R, G 및 B 데이터전압이 공급되는 다수의 데이터 라인들, 데이터 라인들과 교차되어 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)가 공급되는 다수의 게이트 라인들(또는 스캔 라인들), 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 박막트랜지스터들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터 전압을 충전시키기 위한 다수의 화소 전극, 및 화소 전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다.
화소 전극과 대향하여 전계를 형성하는 공통 전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 또는 수평전계 구동방식에서 컬러필터 기판(130)에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소 전극과 함께 TFT 어레이 기판(110)에 형성된다.
컬러필터 기판(130)에는 R, G 및 B 컬러필터(140)와 이들 사이에 복수의 블랙 매트릭스(135)가 형성된다. 컬러필터(140)는 백라이트 유닛(BLU)에서 출사된 광을 적색, 녹색 및 청색으로 변환하는 역할을 한다. 그리고, TFT 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(130)에는 액정층(미도시)과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막(미도시)이 형성되고, 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(미도시)가 형성된다. TFT 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(130)은 각각 외면에 편광판을 구비한다. TFT 어레이 기판(110)의 외면에는 상부 편광판(160a)이 구비되고 컬러필터 기판(130)의 외면에는 하부 편광판(160b)이 구비된다.
상기 TFT 어레이 기판(110)의 테두리에 해당하는 비표시영역(NDA)에는 표시영역(DA)에 신호를 인가하는 복수의 신호선들(115)과, 인쇄회로기판(125)으로부터 외부의 신호를 표시영역(DA)에 인가하는 패드부(120)가 구비된다. 인쇄회로기판(125)은 플렉서블(flexible)한 특성을 가져 컬러필터 기판(130)의 배면으로 구부러져 구비된다. 도시하지 않았지만 인쇄회로기판(125)은 백라이트 유닛(BLU)의 배면에 실장되는 메인보드에 연결된다.
TFT 어레이 기판(110)의 비표시영역(NDA)에 구비된 복수의 신호선들(115)과 패드부(120)에는 다수의 금속 배선들이 위치하기 때문에 외부광이 금속 배선들에 의해 반사하는 반사광이 발생하여 표시품질을 떨어뜨린다. 또한, 백라이트 유닛(BLU)으로부터 출사되는 광이 비표시영역(NDA)의 금속 배선들 사이로 새어 빛샘이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 TFT 어레이 기판(110)의 비표시영역(NDA)에 차광패턴(PBP)을 구비한다.
차광패턴(PBP)은 도 2에 도시된 바와 같이, 비표시영역(NDA)에 형성되되 표시영역(DA)을 둘러싸도록 위치한다. 차광패턴(PBP)은 외부광 또는 하부광을 완전히 차단할 수 있도록 1 내지 100㎛의 두께로 이루어진다. 또한, 차광패턴(PBP)은 비표시영역(NDA)을 완전히 커버할 수 있도록 1 내지 15mm의 폭을 가진다.
차광패턴(PBP)은 빛을 차단하기 위해 흑색안료를 포함하여 이루어질 수 있다. 보다 자세하게는, 차광패턴(PBP)을 제조하기 위한 차광패턴 잉크는 흑색안료, 바인더 수지, 용매 및 분산제 등으로 이루어진다. 흑색안료로는 카본 블랙을 사용할 수 있으며, 차광성이 있는 안료이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 흑색안료들의 예로는 채널 블랙(channel black), 퍼니스 블랙(furnace black), 서멀 블랙(thermal black), 램프 블랙(lamp black) 등을 사용할 수 있다. 흑색안료는 전체 차광패턴 잉크에 대해 6 내지 11 vol%로 포함될 수 있다. 차광패턴 잉크에 대해 흑색안료가 6 vol% 이상이면 차광성이 향상되고 11 vol% 이하이면 잉크젯 인쇄가 용이한 이점이 있다.
바인더 수지는 경화 방법에 따라 달라질 수 있는데 UV 경화의 경우 아크릴레이트계 모노머일 수 있다. 예를 들어, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸롤트리아크릴레이트, 트리메틸롤 프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 솔비톨트리아크릴레이트, 솔비톨테트라크릴레이트, 비닐아세테이트, 트리알릴시아누레이트 등을 사용할 수 있다. 바인더 수지가 UV 경화되는 경우 광개시제를 더 포함할 수 있다. 광개시제는 광에 의해 라디칼을 발생시켜 중합을 촉발시키는 재료로서, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 옥심계 화합물 중 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 옥심계 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 바인더 수지가 열 경화되는 경우 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 에폭시계 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 용매는 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 n-부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸 에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜 n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜 n-프로필에테르, 트리프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜디아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 및 3-에톡시프로피온산에틸 등을 사용할 수 있다.
상기 분산제는 안료 성분이 용출되는 것을 방지하기 위한 것으로, 계면 활성제를 사용할 수 있다. 분산제는 예를 들어, 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면 활성제 등을 사용할 수 있다. 추가적으로, 필요에 따라 첨가될 수 있는 것으로, 충진제, 경화제, 산화 방지제, 자외선 흡수제 등을 사용할 수 있다. 전술한 차광패턴(PBP)은 후술하는 잉크젯 방법으로 기판 상에 인쇄될 수 있다. 보다 자세한 차광패턴(PBP)의 제조방법은 후술하기로 한다.
상기와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 액정표시장치의 비표시영역에 차광패턴을 형성함으로써, 외부광의 반사에 의한 반사광을 억제하고 내부에서 출사되는 빛이 새어나오는 빛샘을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서는 표시장치를 설명하기 위해 유기전계발광소자를 포함하는 유기전계발광표시장치를 일예로 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광장치는 박막트랜지스터가 형성된 TFT 어레이 기판(210)과, TFT 어레이 기판(210) 상에 형성된 유기전계발광소자(250), 및 유기전계발광소자(250)를 밀봉하는 밀봉부재(255)로 구성된 표시패널(DP)을 포함한다.
보다 자세하게, TFT 어레이 기판(210)은 박막트랜지스터 어레이가 형성된다. 박막트랜지스터 어레이는 R, G 및 B 데이터전압이 공급되는 다수의 데이터 라인들, 데이터 라인들과 교차되어 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)가 공급되는 다수의 게이트 라인들(또는 스캔 라인들), 데이터 라인들과 나란하게 배열되어 공통전압을 공급하는 공통라인들, 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 스위칭 박막트랜지스터들(Switching Thin Film Transistor), 스위칭 박막트랜지스터들과 공통라인들 사이에 형성되는 다수의 구동 박막트랜지스터들(Driving Thin Film Transistor), 및 구동 전압을 유지시키 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다.
유기전계발광소자(250)는 TFT 어레이 기판(210)의 구동 박막트랜지스터들로부터 구동전류를 인가받는 화소 전극, 화소 전극과 대향하는 대향 전극, 및 화소 전극과 대향 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함한다. 따라서, 화소 전극으로부터 공급받는 정공과 대향 전극으로부터 공급받은 전자가 유기 발광층 내에서 결합하여 정공-전자 쌍인 여기자(exciton)를 형성하고 다시 여기자가 바닥상태로 돌아오면서 발생하는 에너지에 의해 자발광하게 된다.
TFT 어레이 기판(210)의 외면에는 편광판(260)이 구비되어 외부광에 의해 시인성이 저하되는 것을 방지한다. 그리고, TFT 어레이 기판(210)은 전술한 액정표시장치와 동일하게 테두리에 해당하는 비표시영역(NDA)에는 표시영역(DA)에 신호를 인가하는 복수의 신호선들(215)과, 인쇄회로기판(225)으로부터 외부의 신호를 표시영역(DA)에 인가하는 패드부(220)가 구비된다. 인쇄회로기판(225)은 플렉서블(flexible)한 특성을 가져 밀봉부재(255)의 배면으로 구부러져 구비된다. 도시하지 않았지만 인쇄회로기판(225)은 밀봉부재(255)의 배면에 실장되는 메인보드에 연결된다.
TFT 어레이 기판(210)의 비표시영역(NDA)에 구비된 복수의 신호선들(215)과 패드부(220)에는 다수의 금속 배선들이 위치하기 때문에 외부광이 금속 배선들에 의해 반사하는 반사광이 발생하여 표시품질을 떨어뜨린다. 또한, 유기전계발광소자(250)로부터 출사되는 광이 비표시영역(NDA)의 금속 배선들 사이로 새어 빛샘이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 TFT 어레이 기판(210)의 비표시영역(NDA)에 차광패턴(PBP)을 구비한다. 차광패턴(PBP)은 전술한 제1 실시예와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
상기와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 유기전계발광표시장치의 비표시영역에 차광패턴을 형성함으로써, 외부광의 반사에 의한 반사광을 억제하고 내부에서 출사되는 빛이 새어나오는 빛샘을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이다. 도 5는 도 3의 액정표시장치를 도시한 것이고, 도 6은 도 4의 유기전계발광표시장치를 도시한 것으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시장치는 차광패턴(PBP)이 형성된 TFT 어레이 기판(110)과 상부 편광판(160a) 사이에 평탄화막(170)을 더 포함한다. 평탄화막(170)은 차광패턴(PBP)에 의해 형성된 단차를 평탄화하는 역할을 하는 것으로 투명한 유기물로 이루어진다. 유기물의 예로는, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르 등의 고분자 수지 등을 사용할 수 있다. 평탄화막(170)은 차광패턴(PBP)의 단차를 매울 수 있도록 적어도 차광패턴(PBP)의 두께보다 큰 두께로 형성된다. 따라서, 차광패턴(PBP)이 형성된 TFT 어레이 기판(110) 상에 형성된 평탄화막(170)으로 인해 상부 편광판(160a)의 부착 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기전계발광표시장치도 차광패턴(PBP)이 형성된 TFT 어레이 기판(210)과 편광판(260) 사이에 평탄화막(270)을 더 포함한다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이다. 도 7에 도시한 표시장치는 도 3의 액정표시장치에 일부 구성이 추가된 것으로 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)을 이용한 입체영상 표시장치일 수 있다. 보다 자세하게, 차광패턴(PBP)이 형성된 TFT 어레이 기판(110) 중 표시영역(DA)에 복수의 블랙 스트라이프(BS)가 위치한다. 그리고, 차광패턴(PBP)과 블랙 스트라이프(BS) 상에 상부 편광판(160a)이 위치하고, 상부 편광판(160a) 상에 패턴드 리타더 필름(185)이 위치한다.
블랙 스트라이프(BS)는 컬러필터 기판(130)에 형성된 블랙 매트릭스(135)와 대응되도록 형성된다. 블랙 스트라이프(BS)는 표시패널(DP)을 투과한 좌안 이미지의 빛이 사용자의 우안으로 출사되거나 우안 이미지의 빛이 사용자의 좌안으로 출사되는 크로스토크를 방지하는 역할을 한다.
상부 편광판(160a) 상에 위치하는 패턴드 리타더 필름(190)은 제1 리타더 패턴(180a)과 제2 리타더 패턴(180b)으로 구성된 패턴드 리타더(180)가 보호필름(185) 상에 구비된 구조로 이루어진다. 패턴드 리타더(180)는 제1 리타더 패턴(180a)들과 제2 리타더 패턴(180b)들을 구비한다. 패턴드 리타더(180)는 상부 편광판(160a)의 흡수축과 (+)45도 및 (-)45도를 이루도록 라인 바이 라인 형태로 배치됨이 바람직하다. 패턴드 리타더들 각각은 복굴절 매질(birefringence medium)을 이용하여 광의 위상을 λ(파장)/4 만큼 지연시킨다. 제1 리타더 패턴(180a)의 광축과 제2 리타더 패턴(180b)의 광축은 서로 직교된다.
따라서, 제1 리타더 패턴(180a)은 표시패널(DP)에서 좌안 이미지가 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 좌안 이미지의 빛을 제1 편광(원편광 또는 선편광)으로 변환한다. 제2 리타더 패턴(180b)은 표시패널(DP)에서 우안 이미지가 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 우안 이미지의 빛을 제2 편광(원편광 또는 선편광)으로 변환한다. 일 예로 제1 리타더 패턴(180a)은 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 제2 리타더 패턴(180b)은 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다. 이에 따라, 좌안에는 제1 편광 성분만을 통과시키는 편광 필름이 구비되고 우안에는 제2 편광 성분만을 통과시키는 편광 필름이 구비된 편광 안경을 통해, 사용자는 좌안으로 좌안 이미지만을 보게 되고, 우안으로 우안 이미지만을 보게 되어 표시패널(DP)에 표시된 영상을 입체 영상으로 느끼게 된다.
본 실시예에서는 액정표시장치에 블랙 스트라이프와 패턴드 리타더 필름을 구비한 것을 예로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 도 4에 도시된 유기전계발광표시장치에 블랙 스트라이프와 패턴드 리타더 필름을 구비할 수도 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치는 입체영상 표시장치의 비표시영역에 차광패턴을 구비하고 블랙 스트라이프를 동일한 층에 구비함으로써, 입체영상의 크로스토크가 발생하는 것을 억제하고 반사광과 빛샘이 발생하는 것을 억제할 수 있는 이점이 있다.
이하, 전술한 표시장치에 구비된 차광패턴의 제조방법에 대해 설명하기로 한다. 하기에서는 액정표시장치나 유기전계발광표시장치의 제조는 공지된 방법을 이용하는 것으로 자세한 설명을 생략하고, 본 발명의 차광패턴을 기판 상에 인쇄하는 공정을 자세히 설명하기로 한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차광패턴의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면이고, 도 9는 잉크젯 장치로 인쇄하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 8a를 참조하면, 기판(SUB) 상에 잉크젯 장치(ID)를 로딩한다. 잉크젯 장치(ID)는 잉크의 인쇄를 조절하는 잉크젯 헤드(HD)와 잉크젯 헤드(HD)로부터 잉크가 토출되는 복수의 노즐(NZ)을 포함한다. 잉크젯 장치(ID)에는 전술한 차광패턴(PBP)을 제조하기 위한 차광패턴 잉크가 주입된다. 차광패턴 잉크는 흑색안료, 바인더 수지, 용매 및 분산제 등으로 이루어지고 경화 방법에 따라 바인더 수지에 개시제를 더 포함할 수 있다.
이어, 잉크젯 장치(ID)의 잉크젯 헤드(HD)를 일정 각도로 틀어서 기판(SB) 상에 배치한다. 보다 자세하게, 잉크젯 헤드(HD)의 장축이 잉크젯 장치(ID)의 진행 방향과 90도 미만의 각도를 이루도록 배치한다. 잉크젯 헤드(HD)를 일정 각도로 틀어 배치하면, 잉크젯 헤드(HD)에 일정 간격으로 이격되어 배치된 복수의 노즐(NZ)에서 토출되는 잉크의 패턴 피치(pitch)를 줄일 수 있게 된다.
예를 들어, 도 9를 참조하면, 잉크젯 헤드(HD)를 일정 각도로 틀지 않은 경우 즉, 잉크젯 헤드(HD)의 장축이 진행 방향에 수직하게 배열된 후 잉크를 인쇄하면, 인쇄된 잉크 패턴의 피치가 약 508㎛로 형성된다. 반면, 도 8a에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드(HD)를 일정 각도로 틀어 배열한 후 잉크를 인쇄하면, 노즐(NZ)에서 토출되는 잉크들이 서로 중첩되어 잉크 패턴의 피치가 존재하지 않게 된다. 따라서, 복수의 노즐(NZ)에서 토출된 잉크들을 하나의 큰 폭의 잉크 패턴으로 인쇄된다. 이때, 잉크젯 헤드(HD)의 진행 방향에 대해 잉크젯 헤드(HD)의 장축이 이루는 각도는 90도 미만으로 이루어질 수 있으며, 잉크의 퍼짐성, 노즐(NZ) 간의 간격에 따라 다양하게 조절될 수 있다.
이어, 기판(SB) 상에 잉크젯 헤드(HD)를 일정 각도로 틀어 배치한 후 차광패턴 잉크를 토출하여 차광패턴(PBP)을 인쇄한다. 차광패턴 잉크는 복수의 노즐(NZ)에서 토출된 차광패턴 잉크들이 하나의 큰 폭의 차광패턴(PBP)을 이루게 된다. 차광패턴(PBP)이 인쇄되면, 차광패턴(PBP)의 조성물의 경화 방법에 따라 UV 경화 또는 열경화하여 차광패턴(PBP)을 최종 완성한다.
도 8b를 참조하면, 전술한 잉크젯 방법을 이용한 차광패턴(PBP)의 제조방법을 이용하여, 표시패널(DP) 상에 차광패턴(PBP)을 인쇄하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 제조한다. 상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법은 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드를 틀어 차광패턴을 형성함으로써, 한번의 인쇄로 큰 폭의 차광패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 차광패턴의 제조 공정을 단순화하고 택타임 및 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 전술한 차광패턴의 제조방법을 이용하여 표시장치에 차광패턴을 형성하고 차광패턴의 카본블랙의 함량에 따른 빛샘 여부를 측정하여 도 10a, 도 10b, 도 11a 및 도 11b에 나타내었다. 또한, 도 11a 및 도 11b에 의해 제조된 차광패턴의 광학밀도(optical density) 및 두께를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
카본블랙 함량(vol%) 두께(㎛) 광학밀도 빛샘 여부
도 11a의 차광패턴 6.3 6.8 4.42 빛샘 관찰 됨
도 11b의 차광패턴 11.25 7.93 4.83 빛샘 관찰 안됨
상기 도 10a 및 도 11a는 차광패턴 잉크에 대해 카본블랙의 함량이 6.3 vol%인 차광패턴 잉크를 사용한 차광패턴이고 도 10b 및 도 11b는 카본블랙의 함량이 11.25 vol%인 차광패턴 잉크를 사용한 차광패턴이다. 도 10a 및 도 11a를 참조하면, 카본블랙의 함량이 6.3 vol%인 경우에는 하부의 배선이 비치고 빛샘이 발생하는 것을 확인하였다. 반면, 도 10b 및 도 11b를 참조하면, 카본블랙의 함량이 11.25 vol%인 경우에는 빛샘은 완전히 차단하는 것을 확인하였다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치 및 그 제조방법은 표시장치의 비표시영역에 차광패턴을 형성함으로써, 외부광의 반사에 의한 반사광을 억제하고 내부에서 출사되는 빛이 새어나오는 빛샘을 방지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 잉크젯 장치를 이용하여 차광패턴을 형성함으로써, 한번의 인쇄로 큰 폭의 차광패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 차광패턴의 제조 공정을 단순화하고 택타임 및 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 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 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 표시장치 110 : TFT 어레이 기판
120 : 패드부 125 : 인쇄회로기판
130 : 컬러필터 기판 135 : 차광패턴
BLU : 백라이트 유닛 DP : 표시패널
DA : 표시영역 NDA : 비표시영역

Claims (9)

  1. 컬러필터 기판과 TFT 어레이 기판이 합착되되, 상기 컬러필터 기판을 투과하여 상기 TFT 어레이 기판으로 출사되는 빛에 의해 영상이 표시되는 표시패널을 포함하며,
    상기 TFT 어레이 기판은 영상이 표시되는 표시영역과 비표시영역을 포함하되, 상기 TFT 어레이 기판의 상기 비표시영역에 코팅된 차광패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 비표시영역은 상기 표시영역을 둘러싸되, 상기 차광패턴은 상기 비표시영역의 적어도 일부에 코팅된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 TFT 어레이 기판과 합착된 컬러필터 기판; 및
    상기 컬러필터 기판 하부에 위치한 백라이트 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 차광패턴이 형성된 상기 TFT 어레이 기판의 타면에 위치한 유기전계발광소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 TFT 어레이 기판 상에 형성된 상기 차광패턴을 덮는 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 차광패턴과 상기 편광판 사이에 위치하며, 상기 차광패턴의 단차를 평탄화하는 평탄화막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 차광패턴이 형성된 상기 TFT 어레이 기판의 표면에 위치하는 블랙 스트라이프; 및
    상기 블랙 스트라이프 상에 위치하는 패턴드 리타더 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 컬러필터 기판과 TFT 어레이 기판이 합착되되, 상기 컬러필터 기판을 투과하여 상기 TFT 어레이 기판으로 출사되는 빛에 의해 영상이 표시되는 표시패널을 형성하는 단계; 및
    영상이 표시되는 표시영역과 비표시영역을 포함하는 상기 TFT 어레이 기판의 비표시영역에 잉크젯 장치를 이용하여 차광패턴을 코팅하되, 상기 잉크젯 장치의 헤드 각도를 틀어 차광패턴을 코팅하는 단계;를 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 잉크젯 장치의 헤드의 진행 방향에 대해 상기 잉크젯 장치의 헤드의 장축이 이루는 각도는 90도 미만인 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
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