KR20150061144A - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 액정 패널, 및 상기 액정 패널 상에 부착되며, 일측에 얼라인 마크가 형성된 터치 패널을 포함하며, 상기 얼라인 마크는 커버기판, 상기 커버기판 상에 순차적으로 적층된 제1 블랙층 및 제2 블랙층 및 상기 제2 블랙층 상에 위치하며 액자틀 형상으로 형성된 화이트층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 액정 패널과 터치 패널의 얼라인 공정 불량을 줄이고 공정 효율을 향상시킬 수 있는 표시장치에 관한 것이다.
최근, 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(input device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 패널(touch panel)이 제안되었다. 터치 패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다.
터치 패널은 구조에 따라서, 상판 부착형(add-on type), 상판 일체형(on-cell type) 및 패널 내장형(in-cell type)으로 나눌 수 있다. 상판 부착형은 표시 패널과 터치 패널을 개별적으로 제조한 후에, 표시 패널의 상판에 터치 패널을 부착하는 방식이다. 상판 일체형은 표시 패널의 상부 유리 기판 표면에 터치 패널을 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다. 패널 내장형은 표시 패널의 내부에 터치 패널을 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다.
이 중, 상판 부착형은 액정 패널 같은 표시 패널 위에 완성된 터치 패널이 부착하기 위해, 터치 패널에 형성된 얼라인 마크와 표시 패널에 형성된 얼라인 마크를 이용한 얼라인 공정을 통해 부착된다. 얼라인 마크는 터치 패널 기판 상에 실크 스크린 프린트(silk screen print) 방법으로 인쇄되는데 인쇄 면에 단차가 발생하면 정확한 인쇄가 어려워지고 이로 인해 얼라인 마크의 형상이 정확하게 형성되지 않게 된다. 따라서, 터치 패널과 액정 패널의 정확한 얼라인 공정이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 액정 패널과 터치 패널의 얼라인 공정 불량을 줄이고 공정 효율을 향상시킬 수 있는 표시장치를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 액정 패널, 및 상기 액정 패널 상에 부착되며, 일측에 얼라인 마크가 형성된 터치 패널을 포함하며, 상기 얼라인 마크는 커버기판, 상기 커버기판 상에 순차적으로 적층된 제1 블랙층 및 제2 블랙층 및 상기 제2 블랙층 상에 위치하며 액자틀 형상으로 형성된 화이트층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 블랙층과 제2 블랙층은 각각 사각형의 평면 형상으로 이루어지되, 서로 중첩되어 적층된 것을 특징으로 한다.
상기 화이트층은 상기 제2 블랙층 상에 위치하되, 상기 제2 블랙층의 평면 영역 내에 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 화이트층은 중심에 개구부가 형성되고, 각 변의 폭과 상기 개구부의 폭은 동일하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 터치 패널은 상기 커버기판 상에 형성된 터치소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정 패널의 일측에 상기 얼라인 마크와 대응되는 보조 얼라인 마크가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 명암 차이와 단차를 가진 얼라인 마크를 형성함으로써, 액정 패널과 터치 패널의 얼라인 공정 불량을 줄이고 공정 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 마크를 나타낸 단면도.
도 4는 도 3의 얼라인 마크를 나타낸 평면도.
도 5는 얼라인 마크의 다양한 형상을 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면.
도 7은 종래 표시장치의 얼라인 마크의 구조를 나타낸 단면도.
도 8은 종래 얼라인 마크를 제조하여 나타낸 이미지.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 얼라인 마크를 제조하여 나타낸 이미지.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(10)는 화상을 표시하는 액정 패널(100)과 액정 패널(100) 상부에 부착된 터치 패널(200)을 포함한다. 액정 패널(100)과 터치 패널(200)에는 각각 얼라인을 위한 얼라인 마크(AK, SAK)가 구비된다.
보다 자세하게, 도 2를 참조하면, 본 발명의 액정 패널(100)은 화소 전극과 공통 전극이 하부기판에 형성된 수평전계형(in plane switching, IPS) 액정 패널을 예로 설명한다. 액정 패널(100)은 하부기판(100) 상에 게이트 전극(G)과 공통 라인(130)이 위치하고, 이들을 절연시키는 게이트 절연막(115)이 위치한다. 게이트 절연막(115) 상에 반도체층(117)이 위치하고, 반도체층(117)의 양측 단부에 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)이 연결되어 박막트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 구성한다. 그리고, 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)을 포함하는 하부기판(100) 상에 하부 소자들을 보호하는 제1 보호막(125)이 위치하고, 제1 보호막(125)과 게이트 절연막(115)을 관통하는 제1 콘택홀(CH1)을 통해 공통 전극(135)이 공통 라인(130)과 연결된다. 공통 전극(135) 상에 제2 보호막(145)이 위치하고, 제2 보호막(145)과 제1 보호막(125)을 관통하는 제2 콘택홀(CH2)을 통해 화소 전극(140a)이 드레인 전극(D)과 전기적으로 연결된다. 화소 전극(140a)에는 복수의 바 형태의 개구부(140b)가 형성된다. 상기 하부기판(100) 상에 액정층(149)이 위치하고, 액정층(149) 상에 상부기판(150)이 위치한다. 상부기판(150)은 상부기판(150) 하부에 위치하는 블랙 매트릭스(165)와 컬러필터(160), 컬러필터(160) 상에 위치하는 오버코트층(170)이 위치하여 컬러필터 어레이를 구성한다. 그리고, 상부기판(150) 상면에 상부편광판(195a)이 위치하고, 하부기판(100)의 하면에 하부편광판(195b)이 위치하여 액정 패널(100)을 구성한다.
본 발명의 터치 패널(200)은 기재필름(210)의 상면에 구비된 센싱전극들(190)과 기재필름(210)의 하면에 구비된 구동전극들(180)로 이루어진 터치 소자를 포함하고, 터치 소자들은 커버기판(230)에 부착되어 구성된다. 이와 같이 구성된 터치 패널(200)은 접착제(220)를 통해 액정 패널(100)의 상면에 부착되어 본 발명의 표시장치를 구성한다.
전술한 본 발명의 표시장치는 액정 패널(100)과 터치 패널(200)에 얼라인 마크(AK, SAK)가 구비된다. 터치 패널(200)에 구비된 얼라인 마크(AK)는 액정 패널(100)에 구비된 보조 얼라인 마크(SAK)와 대응하여 터치 패널(200)과 액정 패널(100)을 얼라인 시키는 기준이 된다.
이하, 터치 패널(200)에 구비된 얼라인 마크의 구조에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 마크를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 얼라인 마크를 나타낸 평면도이며, 도 5는 얼라인 마크의 다양한 형상을 나타낸 평면도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 마크(AK)는 커버기판(230) 상에 순차적으로 적층된 제1 블랙층(310), 제2 블랙층(320) 및 화이트층(330)을 포함한다. 제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320)은 얼라인 마크가 블랙(black) 컬러를 띄게 해주는 베이스층으로, 블랙을 나타내는 재료로 이루어질 수 있다. 제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320)은 예를 들어, 카본블랙, 흑색 안료 등 액정 패널에 사용되는 블랙 매트릭스의 재료와 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320)은 블랙 컬러를 나타내는 재료라면 특별히 한정되지 않는다.
제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320)은 동일하거나 다른 재료로 순차적으로 적층된다. 도면에 도시된 바와 같이, 커버기판(230) 상에 제1 블랙층(310)이 형성되고, 제1 블랙층(310) 상에 제2 블랙층(320)이 적층되어 형성된다. 제1 블랙층(310)과 같은 역할을 하는 제2 블랙층(320)을 반복해서 형성해주는 것은 얼라인 마크의 제조방법이 실크 스크린 프린트 방법으로 형성되기 때문이다. 실크 스크린 프린트 방법은 실크 스크린에 형성된 미세한 메쉬(mesh)로 인쇄하려는 잉크를 통과시켜 인쇄하는 방법이나 메쉬를 통과하지 못한 잉크들로 인해 균일한 막이 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 커버기판(230) 상에 제1 블랙층(310)을 인쇄한 뒤 제1 블랙층(310) 상에 제2 블랙층(320)을 다시 한번 인쇄하여 신뢰성을 향상시킨다.
제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320)은 각각 사각형의 평면 형상으로 이루어진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320)이 사각형의 평면 형상으로 형성되되 서로 중첩되게 형성된다. 도면에서는 제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320)이 완전히 중첩된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320)이 일부 중첩될 수도 있다. 바람직하게는 제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320)이 정사각형의 평면 형상으로 이루어지고 완전히 중첩되게 형성될 수 있다.
본 발명의 얼라인 마크(AK)는 제2 블랙층(320) 상에 형성된 화이트층(330)을 포함한다. 화이트층(330)은 얼라인 마크(AK)가 화이트(white) 컬러를 띄게 해주는 층으로, 화이트를 나타내는 재료로 이루어질 수 있다. 화이트층(330)은 예를 들어, 화이트 안료가 혼합된 잉크로 이루어질 수 있다. 화이트층(330)은 제2 블랙층(320)의 평면 영역 내에 형성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 블랙층(320)의 사각형의 평면 영역 내에 화이트층(330)이 형성된다. 화이트층(330)은 얼라인 마크(AK)에서 제2 블랙층(320)의 블랙 컬러와 화이트층(330)의 화이트 컬러 간의 명암 차이를 나타내는 역할을 하기 때문에, 제2 블랙층(320)의 평면 영역 내에서 제2 블랙층(320)의 평면 크기보다 작게 형성된다. 따라서, 제2 블랙층(320)의 블랙 컬러와 화이트층(330)의 화이트 컬러가 나타날 수 있게 된다.
또한, 화이트층(330)은 제2 블랙층(320)과 동일하게 사각형의 평면 형상을 이루되 가운데가 개구된 개구부(OP)가 형성된다. 화이트층(330)은 예를 들어 액자틀의 평면 형상으로 형성된다. 전술한 바와 같이, 화이트층(330)은 제2 블랙층(320)의 블랙 컬러와의 명암 차이를 나타내야 하기 때문에 화이트층(330)의 개구부(OP)를 더 형성하여 추가적으로 명암 차이를 형성한다. 따라서, 본 발명의 얼라인 마크(AK)는 화이트층(330)을 둘러싸는 제2 블랙층(320)의 블랙 컬러, 화이트층(330)의 화이트 컬러 및 화이트층(330)의 개구부(OP)에 나타나는 제2 블랙층(320)의 블랙 컬러가 반복하여 명암 차이를 나타낼 수 있다.
액정 패널(100)과 터치 패널(200)의 얼라인 공정에 사용되는 비전 장치는 2가지 측면에서 얼라인 마크를 관찰하게 되는데, 하나는 얼라인 마크의 명암 차이이고 다른 하나는 얼라인 마크의 단차이다. 전술한 본 발명에서는 얼라인 마크(AK)가 제1 블랙층(310), 제2 블랙층(320) 및 화이트층(330)이 적층된 구조로 이루어지되, 제2 블랙층(320) 상에 화이트층(330)이 위치하여 블랙 컬러와 화이트 컬러의 명암 차이를 형성하면서 단차도 형성한다. 따라서, 본 발명의 얼라인 마크는 비전 장치에 용이하게 얼라인되도록 명암 차이와 단차를 형성함으로써, 액정 패널과 터치 패널의 얼라인 공정 불량을 줄이고 공정 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 전술한 본 발명의 얼라인 마크(AK)는 도 4에 도시된 형상 외에 도 5에 도시된 것처럼, 사각형의 제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320) 상에 원형의 개구부(OP)를 가진 원형의 화이트층(330)이 형성될 수 있다. 또한, 사각형의 제1 블랙층(310)과 제2 블랙층(320) 상에 삼각형의 개구부(OP)를 가진 삼각형의 화이트층(330)이 형성될 수도 있다. 본 발명의 얼라인 마크(AK)의 형상은 명암 차이와 단차를 이루어 비전 장치를 통해 얼라인될 수 있다면 어떠한 형상이라도 특별히 한정되지 않는다.
이하, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 터치 패널과 액정 패널의 부착 공정을 설명하면 다음과 같다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 박막트랜지스터 어레이와 컬러필터 어레이가 형성된 액정 패널(100)을 준비하고 액정 패널(100)의 액티브 영역(A/A)을 둘러싸는 베젤 영역에 댐(DAM)을 형성한다. 댐(DAM)은 디스펜서를 이용하여 디스펜싱(dispensing) 방법으로 도포한다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 댐(DAM)은 디스펜싱, 스크린 프린팅, 잉크젯 프링팅, 롤 프린팅, 임프린팅 및 스핀 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 도포할 수 있다.
이어, 도 6의 (b)를 참조하면, 액정 패널(100)에 형성된 댐(DAM)에 LED 광의 UV를 조사하여 1차 가경화한다. 1차 가경화는 UV 조사량이 약 500 내지 1000mJ/㎠로 수행된다. 1차 가경화된 댐(DAM)은 젤(gel) 형태로 경화되며 그 형태를 유지하게 된다. 다음, 댐(DAM)이 형성된 액정 패널(100)의 일면에 댐(DAM)에 의해 정의된 내부 공간에 접착제(220)를 도포한다. 접착제(220)는 댐(DAM)에 의해 정의된 내부 공간을 매우게 된다. 또한, 접착제(220)는 전술한 댐(DAM)의 도포 방법과 동일한 방법으로 도포될 수 있다.
이어, 도 6의 (c)를 참조하면, 접착제(220)가 도포된 액정 패널(100)에 터치소자가 형성된 터치 패널(200)을 진공 합착한다. 이때, 터치 패널(200)에 형성된 얼라인 마크(AK)와 액정 패널(100)에 형성된 보조 얼라인 마크(SAK)를 이용하여 비전 장치로 터치 패널(200)과 액정 패널(100)을 얼라인 한 후, 터치 패널(200)과 액정 패널(100)을 진공 합착한다. 이어, 접착제(220)가 전면에 퍼지도록 대기한 후, 터치 패널(200)과 액정 패널(100)이 합착된 표시장치에 UV 광을 조사하여 접착제(220)와 댐(DAM)을 2차 가경화한다. 그리고, 표시장치의 접착제(220) 내의 기포를 제거하는 탈포 공정을 수행하고, 합착에서 이물이나 기포가 발생하였는지 외관 검사를 수행한다. 마지막으로, 터치 패널(200)과 액정 패널(100) 사이에 도포된 접착제(220)와 댐(DAM)을 본경화하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 제조한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 얼라인 마크와 종래 얼라인 마크의 얼라인 공정을 평가한 결과를 설명하기로 한다.
도 7은 종래 표시장치의 얼라인 마크의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 8은 종래 얼라인 마크를 제조하여 나타낸 이미지이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 얼라인 마크를 제조하여 나타낸 이미지이다.
도 7에 도시된 종래 얼라인 마크는 커버기판(20) 상에 제1 블랙층(22), 제2 블랙층(23), 화이트층(24) 및 제3 블랙층(25)이 순차적으로 적층된다. 제3 블랙층(25)은 액자틀 형상으로 형성되어 화이트층(24)을 노출하여 명암 차이와 단차를 형성한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 도 7에 도시된 얼라인 마크를 커버기판에 제조하였고, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 얼라인 마크를 커버기판에 제조하였다. 그리고, 각 얼라인 마크가 형성된 터치 패널과 액정 패널을 각각 얼라인 공정에 투입하여 평가한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
공정 투입 개수 얼라인 인식 불량
발생 개수		 불량률(%)
종래 얼라인 마크
구비		 781 217 27.80
본 발명의 얼라인
마크 구비		 733 55 7.50
상기 표 1을 참조하면, 종래 얼라인 마크가 구비된 터치 패널과 액정 패널의 얼라인 공정의 경우 불량률이 27.8%로 나타났으나, 본 발명의 얼라인 마크가 구비된 터치 패널과 액정 패널의 얼라인 공정의 경우 불량률이 7.5%로 현저하게 낮아진 것을 확인할 수 있었다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 액정 패널과 터치 패널의 얼라인 공정 불량을 줄이고 공정 효율을 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.
AK : 얼라인 마크 OP : 개구부
230 : 커버기판 310 : 제1 블랙층
320 : 제2 블랙층 330 : 화이트층

Claims (6)

  1. 액정 패널; 및
    상기 액정 패널 상에 부착되며, 일측에 얼라인 마크가 형성된 터치 패널을 포함하며,
    상기 얼라인 마크는,
    커버기판;
    상기 커버기판 상에 순차적으로 적층된 제1 블랙층 및 제2 블랙층; 및
    상기 제2 블랙층 상에 위치하며 액자틀 형상으로 형성된 화이트층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 블랙층과 제2 블랙층은 각각 사각형의 평면 형상으로 이루어지되, 서로 중첩되어 적층된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 화이트층은 상기 제2 블랙층 상에 위치하되, 상기 제2 블랙층의 평면 영역 내에 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 화이트층은 중심에 개구부가 형성되고, 각 변의 폭과 상기 개구부의 폭은 동일하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 패널은 상기 커버기판 상에 형성된 터치소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 액정 패널의 일측에 상기 얼라인 마크와 대응되는 보조 얼라인 마크가 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
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