KR20160017837A

KR20160017837A - 디스플레이 장치 제조방법

Info

Publication number: KR20160017837A
Application number: KR1020140101097A
Authority: KR
Inventors: 장주녕
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2016-02-17
Also published as: US20160044762A1; US9949335B2

Abstract

본 발명은 기판 변형을 효과적으로 방지할 수 있는 디스플레이 장치 제조방법을 위하여, 배면기판 상에 디스플레이 소자를 형성하는 단계와, 봉지기판 상에 프릿을 도포하는 단계와, 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계와, 봉지기판 상의 프릿이 적어도 일부 용융된 상태에서 프릿이 배면기판과 봉지기판 사이에 위치하도록 배면기판과 봉지기판을 정렬하여 합착하는 단계와, 배면기판과 봉지기판 사이의 프릿을 완전 용융시키는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치 제조방법을 제공한다.

Description

디스플레이 장치 제조방법{Method for manufacturing display apparatus}

본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기판 변형을 효과적으로 방지할 수 있는 디스플레이 장치 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이 장치는 두 기판들 사이에 디스플레이 소자가 개재된 구조를 갖는다. 최근 박형의 디스플레이 장치를 구현하기 위해 기판들의 두께가 얇아지며 또한 기판들 사이의 간격 역시 좁아지고 있다.

그러나 이 경우 기판들 사이의 간격이 일정하게 유지되지 않으면, 디스플레이 장치에서 광학적 간섭효과 등이 발생하여 사용자의 시인성을 저하시킨다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판 변형을 효과적으로 방지할 수 있는 디스플레이 장치 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 배면기판 상에 디스플레이 소자를 형성하는 단계와, 봉지기판 상에 프릿을 도포하는 단계와, 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계와, 봉지기판 상의 프릿이 적어도 일부 용융된 상태에서 프릿이 배면기판과 봉지기판 사이에 위치하도록 배면기판과 봉지기판을 정렬하여 합착하는 단계와, 배면기판과 봉지기판 사이의 프릿을 완전 용융시키는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치 제조방법이 제공된다.

상기 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계는 열처리를 이용하는 단계일 수 있다.

상기 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계에 앞서 진행되는, 봉지기판 상의 프릿을 소성(sintering)시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계는 열처리를 이용하는 단계일 수 있다. 나아가, 상기 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계와 상기 봉지기판 상의 프릿을 소성시키는 단계는 동일한 챔버 내에서 이루어질 수 있다.

한편, 상기 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계는, 레이저빔 조사를 이용하는 단계일 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 변형을 효과적으로 방지할 수 있는 디스플레이 장치 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조방법의 공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 6 내지 도 9는 비교예에 따른 디스플레이 장치 제조방법의 공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조방법의 공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.

본 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조방법에 따르면, 먼저 배면기판(10)을 준비한다. 배면기판(10)은 글라스재, 금속재, 또는 PET(Polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다.

이와 같은 배면기판(10)을 준비한 후, 배면기판(10) 상에 디스플레이 소자를 형성한다. 도 1에서는 배면기판(10) 상에 디스플레이 소자들을 형성하여, 디스플레이 소자들을 포함하는 디스플레이부(20)를 형성한 것으로 도시하고 있다. 이러한 디스플레이부(20)는 물론 디스플레이 소자들뿐만 아니라 디스플레이 소자들의 작동을 제어하는 박막트랜지스터나 커패시터 등을 포함할 수 있다. 디스플레이 소자들은 예컨대 유기발광소자를 포함할 수도 있는 등 다양한 종류의 디스플레이 소자들을 포함할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 것과 같이 봉지기판(30)도 준비한다. 봉지기판(30) 역시 글라스재, 금속재, 또는 PET(Polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다. 그리고 이러한 봉지기판(30)에 프릿(40)을 도포한다. 봉지기판(30)에 프릿(40)을 도포할 시, 예컨대 봉지기판(30)의 가장자리를 따라서 폐곡선 형태로 프릿(40)을 도포할 수 있다. 이와 같이 프릿(40)을 도포할 시 프릿(40)은 페이스트 상태일 수 있다. 이러한 페이스트 상태의 프릿(40)은 바인더와 모유리 재료인 필러를 포함할 수 있다.

봉지기판(30)에 프릿(40)을 도포한 후, 프릿(40)을 적어도 일부 용융시킨다. 물론 이에 앞서서 필요에 따라 건조(drying) 및/또는 소성(sintering)과정을 거칠 수 있다. 이러한 건조 및/또는 소성 과정에서 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이 프릿(40)은 건조 및/또는 소정 전(도 2의 상태)에 비해 그 부피가 대략 50% 감소할 수 있다. 그리고 이어 프릿(40)을 적어도 일부 용융시킴에 따라, 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이 프릿(40)의 건조 및/또는 소성과정을 거친 상태(도 3의 상태)에 비해 프릿(40)의 부피가 대략 20~40% 감소하게 된다.

이와 같이 배면기판(10)을 준비하고 배면기판(10)에 디스플레이 소자를 형성하는 것과, 봉지기판(30)을 준비하고 봉지기판(30)에 프릿(40)을 도포하며 이를 적어도 일부 용융시키는 것은, 순차로 진행될 수도 있고 그 역순으로 진행될 수도 있으며 병행하여 동시에 진행될 수도 있다. 또한, 배면기판(10)을 준비하고 배면기판(10)에 디스플레이 소자를 형성하는 것과, 봉지기판(30)을 준비하고 봉지기판(30)에 프릿(40)을 도포하는 것이 순차로 진행될 수도 있고 그 역순으로 진행될 수도 있으며 병행하여 동시에 진행될 수도 있고, 그 이후에 봉지기판(30) 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계가 진행될 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.

이후, 봉지기판(30) 상의 프릿(40)이 적어도 일부 용융된 상태에서, 도 5에 도시된 것과 같이 프릿(40)이 배면기판(10)과 봉지기판(30) 사이에 위치하도록 배면기판(10)과 봉지기판(30)을 정렬하여 합착하게 된다. 그리고 이어 레이저 소스(50) 등을 이용해 레이저빔(LB)을 프릿(40)에 조사함으로써, 배면기판(10)과 봉지기판(30) 사이의 프릿(40)을 완전 용융시킨다. 물론 완전 용융된 프릿(40)이 굳으면 프릿(40)은 배면기판(10)과 봉지기판(30)을 상호 접합시켜 고정시킨다.

이와 같은 본 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조방법에 따르면, 프릿(40)의 부피변화가 대부분 이루어진 이후에 배면기판(10)과 봉지기판(30)을 합착한다. 따라서 배면기판(10)과 봉지기판(30)의 합착 이후에는 프릿(40)의 부피변화 발생을 최소화할 수 있기에, 배면기판(10)과 봉지기판(30)의 합착 시 서로에 대한 위치가 정확한 상태에서 그대로 유지되도록 할 수 있다. 이에 따라 완성된 디스플레이 장치의 품질을 획기적으로 높일 수 있다.

도 6 내지 도 9는 비교예에 따른 디스플레이 장치 제조방법의 공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다. 도 6에 도시된 것과 같이, 비교예에 따른 디스플레이 장치 제조방법의 경우 봉지기판(3) 상의 프릿(4)을 용융시키지 않고 건조 및/또는 소성만을 시킨 상태에서, 디스플레이 소자들을 포함하는 디스플레이부(2)와 프릿(4)이 배면기판(1)과 봉지기판(3) 사이에 위치하도록 정렬하여 배면기판(1)과 봉지기판(3)을 합착한다. 이때 도 7에 도시된 것과 같이 프릿(4)은 디스플레이부(2)를 감싸는 형태를 취할 수 있다. 이 경우 평면도인 도 7에서 디스플레이부(2)를 중심으로 프릿(4)의 우측부분을 우프릿(4R), 좌측부분을 좌프릿(4L), 위쪽부분을 상프릿(4U), 아래쪽부분을 하프릿(4D)이라고 할 수 있다. 그리고 좌프릿(4L)과 우프릿(4R) 사이의 중심거리는 도 6에 도시된 것과 같이 L이라 할 수 있다. 이 중심거리(L)는 배면기판(1) 상에서 좌프릿(4L)과 우프릿(4R) 사이의 중심거리로 이해될 수 있다.

그와 같은 상태에서 배면기판(1)과 봉지기판(3)을 합착하여 도 8에 도시된 것과 같이 레이저 소스(5) 등을 이용해 레이저빔(LB)을 프릿(4)에 조사하여 용융시킨다. 이때 레이저빔(LB)을 조사하는 과정에서 프릿(4)은 그 조사되는 위치에 따라 순차적으로 용융된다. 따라서 예컨대 도 8에 도시된 것과 같이 필연적으로 우프릿(4R)은 용융되고 좌프릿(4L)은 용융되지 않았으며 상프릿(4U)이나 하프릿(4D)은 용융되지 않거나 우프릿(4R)에 가까운 부분만 용융된 상태가 될 수 있다.

전술한 것과 같이 프릿(4)이 건조 및/또는 소성된 상태에서 용융된 상태로 변할 시 그 부피가 대략 20~40% 감소하게 된다. 따라서 우프릿(4R)이 용융되어 그 부피가 줄어들더라도 아직 용융되지 않은 좌프릿(4L)은 부피변화가 없기에, 도 8에 도시된 것과 같이 우프릿(4R)과 좌프릿(4L)의 높이 차에 의해 봉지기판(3)이 휘게 된다. 부피변화는 높이 변화를 수반하기 때문이다. 이 과정에서 봉지기판(3)의 부피는 일정하기에, 봉지기판(3) 상에 고정되어 있는 프릿(4)의 배면기판(1) 상에서의 위치가 달라지게 된다. 즉, 용융되는 우프릿(4R)의 배면기판(1) 상에서의 위치는 고정되고 이 상태에서 우프릿(4R)의 부피가 줄어듦에 따라, 좌프릿(4L)의 배면기판(1) 상에서의 위치가 우프릿(4R) 방향으로 ΔL 만큼 이동하게 된다.

그러한 상태에서 좌프릿(4L)에도 레이저빔(LB)이 조사되어 좌프릿(4L)도 용융되면, 도 9에 도시된 것과 같이 좌프릿(4L)의 부피가 줄어들어 좌프릿(4L)과 우프릿(4R)의 높이가 대략 동일해진다. 그러나 배면기판(1) 상에서의 좌프릿(4L)의 위치가 도 6에 도시된 것과 같은 최초의 위치가 아니라 도 8 및 도 9에 도시된 것과 같이 우프릿(4R) 방향으로 ΔL 만큼 이동한 위치이기 때문에, 배면기판(1)과 봉지기판(3)이 최종적으로 접합된 상태에서 배면기판(1) 상에서의 좌프릿(4L)과 우프릿(4R) 사이의 거리는 L-ΔL이 된다. 반면 봉지기판(3) 상에서의 좌프릿(4L)과 우프릿(4R) 사이의 거리는 여전히 L이기 때문에, 도 9에 도시된 것과 같이 봉지기판(3)은 그 중앙부가 배면기판(1) 방향으로 오목하게 들어간 형상을 갖게 된다.

이와 같이 비교예에 따른 디스플레이 장치 제조방법에 따르면, 배면기판(1)과 봉지기판(3) 사이의 거리가 일정하게 유지되지 않고 위치에 따라 그 사이의 거리가 달라지게 된다. 그 결과 배면기판(1)과 봉지기판(3)에서의 빛의 간섭에 의해 뉴턴링과 같은 효과가 발생하여, 사용자의 시인성을 저하시키게 된다. 또한 도 9에 도시된 것과 같이 봉지기판(3)의 중앙부가 배면기판(1) 방향으로 오목한 상태로 봉지기판(3)과 배면기판(1)이 접합되기에, 봉지기판(3) 및/또는 배면기판(1)에 스트레스가 가해진 상태가 되어 이들 사이의 접합력이 약해질 수도 있고 봉지기판(3) 및/또는 배면기판(1)이 외부로부터의 충격에 의해 쉽게 손상될 수도 있다.

그러나 본 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조방법에 따르면 봉지기판(30) 상의 프릿(40)을 건조 및/또는 소성한 후 적어도 일부 용융시킨 상태에서 봉지기판(30)과 배면기판(10)을 합착한다. 이에 따라 봉지기판(30) 상의 프릿(40)의 부피 변화가 거의 완료된 상태에서 봉지기판(30)과 배면기판(10)을 합착하게 되며, 이후의 과정에서는 프릿(40)의 부피 변화가 거의 없게 된다. 그 결과, 봉지기판(30)과 배면기판(10)의 접합 과정에서 봉지기판(30)의 변형을 방지할 수 있고 이에 따라 접합 후의 봉지기판(30)과 배면기판(10) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 이를 통해 제조된 디스플레이 장치에서 뉴턴링 등의 광학현상이 발생하는 것을 방지하여 디스플레이되는 이미지의 시인성을 높일 수 있고, 봉지기판(30)과 배면기판(10) 사이의 접합력을 더욱 높일 수 있다.

도 3에 도시된 것과 같이 소성을 거친 상태의 프릿(40)을 적어도 부분적으로 용융시켜 도 4에 도시된 것과 같이 부피 변화가 거의 완료된 상태로 만드는 것은, 예컨대 열처리를 이용하여 이루어질 수 있다. 한편, 도 2에 도시된 것과 같이 봉지기판(30) 상에 프릿(40)을 도포한 후 이를 소성하여 도 3에 도시된 것과 같은 상태로 만드는 것 역시 열처리를 이용하여 이루어질 수 있는데, 이 경우 봉지기판(30) 상에 도포된 프릿(40)을 소성하기 위한 열처리와 소성된 프릿(40)을 적어도 부분적으로 용융시키기 위한 열처리는 동시에 또는 연속적으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 봉지기판(30) 상에 도포된 프릿(40)을 소성하기 위한 열처리와 소성된 프릿(40)을 적어도 부분적으로 용융시키기 위한 열처리는 모두 동일한 챔버 내에서 진행될 수 있다. 이 경우 프릿(40)을 적어도 부분적으로 용융시키는 단계를 위한 추가적인 장비 등이 불필요하기에, 제조비용의 큰 증가 없이도 고품질의 디스플레이 장치를 제조할 수 있다. 물론 봉지기판(30) 상에 프릿(40)을 도포한 후 이를 건조 및/또는 소성시키기 위한 열처리에서의 열처리 온도보다, 소성된 프릿(40)을 적어도 부분적으로 용융시키기 위한 열처리에서의 열처리 온도가 더 높을 수 있다. 예컨대 프릿(40)을 건조하는 열처리는 대략 120℃에서 진행될 수 있고, 소성하는 열처리는 대략 360℃에서 진행될 수 있으며, 적어도 부분적으로 용융시키는 열처리는 대략 450℃에서 진행될 수 있다.

물론 소성된 프릿(40)을 적어도 부분적으로 용융시키는 것은 열처리 외에도 레이저빔을 프릿(40)에 조사하여 이루어질 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 예컨대 프릿(40)을 적어도 부분적으로 용융시키기 위해서는 프릿(40)의 용융점 근방이나 그 이상의 온도로 열처리를 해야 하는바, 이 과정에서 봉지기판(30)이 변형되는 등 열화가 발생할 수도 있다. 따라서 그러한 경우에는 프릿(40)에만 에너지를 가하여 이를 부분적으로 용융시킬 수 있는 레이저빔(LB)을 이용하는 것을 고려할 수 있다.

지금까지는 배면기판(10) 상에 하나의 디스플레이부(20)를 형성하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 배면기판(10) 상에 복수개의 디스플레이부(20)들을 형성하고, 복수개의 디스플레이부(20)들에 대응하도록 봉지기판(30) 상에 상호 이격된 복수개의 폐곡선 형태로 프릿(40)이 도포되도록 한 후, 이 프릿(40)을 적어도 부분적으로 용융시킨 상태에서 배면기판(10)과 봉지기판(30)을 합착할 수 있다. 이 경우 복수개의 디스플레이부(20)들 각각은 프릿(40)에 의해 감싸지게 된다. 이후 프릿(40)을 완전 용융시켜 배면기판(10)과 봉지기판(30)을 접합한 후, 배면기판(10)과 봉지기판(30)을 절단함으로써 복수개의 디스플레이 장치들을 동시에 제조할 수 있다.

특히 이와 같이 복수개의 디스플레이 장치들을 동시에 제조할 경우에도, 프릿을 적어도 부분적으로 용융시키지 않고 배면기판과 봉지기판을 합착한 후 순차로 프릿을 용융시켜 배면기판과 봉지기판을 접합하게 되면, 디스플레이부들 각각에 있어서 도 9에 도시된 것과 같이 봉지기판(3)이 그 중앙부가 배면기판(1) 방향으로 오목하게 들어간 형상을 갖거나 배면기판(1)으로부터 멀어지는 볼록한 형상을 갖게 된다. 그러나 본 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조방법을 이용할 경우, 복수개의 디스플레이 장치들을 동시에 제조할 경우에도 배면기판(10)과 봉지기판(30) 사이의 간격이 일정하도록 할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 배면기판
20: 디스플레이부
30: 봉지기판
40: 프릿
50: 레이저 소스

Claims

배면기판 상에 디스플레이 소자를 형성하는 단계;
봉지기판 상에 프릿을 도포하는 단계;
봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계;
봉지기판 상의 프릿이 적어도 일부 용융된 상태에서, 프릿이 배면기판과 봉지기판 사이에 위치하도록 배면기판과 봉지기판을 정렬하여 합착하는 단계; 및
배면기판과 봉지기판 사이의 프릿을 완전 용융시키는 단계;
를 포함하는, 디스플레이 장치 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계는 열처리를 이용하는 단계인, 디스플레이 장치 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계에 앞서 진행되는, 봉지기판 상의 프릿을 소성시키는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계는 열처리를 이용하는 단계인, 디스플레이 장치 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계와 상기 봉지기판 상의 프릿을 소성시키는 단계는 동일한 챔버 내에서 이루어지는, 디스플레이 장치 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 봉지기판 상의 프릿을 적어도 일부 용융시키는 단계는, 레이저빔 조사를 이용하는 단계인, 디스플레이 장치 제조방법.