KR20170125163A - 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20170125163A
KR20170125163A KR1020160054704A KR20160054704A KR20170125163A KR 20170125163 A KR20170125163 A KR 20170125163A KR 1020160054704 A KR1020160054704 A KR 1020160054704A KR 20160054704 A KR20160054704 A KR 20160054704A KR 20170125163 A KR20170125163 A KR 20170125163A
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이종범
김가경
이주연
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 플라스틱 기판을 이용하여 베젤을 줄일 수 있는 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 TFT 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 포함한다. TFT 어레이 기판은 패드부와 어레이부를 포함하고, 컬러필터 기판은 TFT 어레이 기판 상에 합착된다. TFT 어레이 기판은 어레이부에 대응하여 배치된 유리 기판 및 패드부에 대응하여 배치된 플라스틱 기판을 포함하고, 플라스틱 기판은 유리 기판의 일측으로부터 연장되어, 유리 기판의 배면으로 휘어진다.

Description

표시장치 및 그 제조방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING FOR METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 베젤을 줄일 수 있는 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이러한 액정 표시장치는 액정을 구동하는 전계의 방향에 따라 수직 전계형과 수평 전계형으로 대별된다.
수직 전계형 액정표시장치는 상부 기판 상에 형성된 공통 전극과 하부 기판 상에 형성된 화소 전극이 서로 대향하도록 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nematic) 모드의 액정을 구동한다. 이러한 수직 전계형 액정표시장치는 개구율이 큰 장점을 가지는 반면 시야각이 90도 정도 좁은 단점을 가진다.
수평 전계형 액정표시장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 인 플레인 스위칭(In Plane Switching: IPS) 모드로 액정을 구동한다. 이러한 수평 전계형 액정표시장치는 시야각이 넓은 장점을 가진다. 반면에 수평 전계형 액정표시장치는 수직 전계형 액정표시장치보다 개구율이 떨어지는 단점이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 액정표시장치를 절취선 I-I'을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 의한 액정표시장치는 액정층(LC)을 사이에 두고 TFT 어레이 기판(TSUB)과 컬러필터 기판(CSUB)을 실런트(SL)로 합착한 표시패널(DP)을 포함한다. 컬러필터 기판(CSUB) 상에 블랙 매트릭스(BM)와 컬러필터(CF)가 배치되고, 블랙 매트릭스(BM)와 컬러필터(CF) 상에 보호층(PL)이 배치된다. TFT 어레이 기판(TSUB)은 TFT 소자를 보호하는 절연층(IL)과, 공통 전극 및 화소 전극을 형성하기 위한 유기막층(PAC)이 형성된다. 그리고, TFT 어레이 기판(TSUB)은 컬러필터 기판(CSUB)과 합착되는 영역을 제외한 나머지 영역에 패드부(PAD)를 포함한다. 패드부(PAD)에는 구동IC(D-IC)가 실장되고 연성회로기판(FPC)이 연결된다.
전술한 액정표시장치는 표시패널(DP)에서 화상을 표시하지 않는 영역 즉, 컬러필터(CF)의 끝단에서 패드부(PAD)의 끝단까지 이어지는 영역이 베젤(BZ)로 형성된다. 베젤(BZ)의 사이즈는 스마트폰 기준으로 약 4 내지 6mm를 차지하기 때문에 표시장치의 사이즈가 커지는 문제점이 있다.
본 발명은 베젤의 사이즈를 줄일 수 있는 표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 TFT 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 포함한다. TFT 어레이 기판은 패드부와 어레이부를 포함하고, 컬러필터 기판은 TFT 어레이 기판 상에 합착된다. TFT 어레이 기판은 어레이부에 대응하여 배치된 유리 기판 및 패드부에 대응하여 배치된 플라스틱 기판을 포함하고, 플라스틱 기판은 유리 기판의 일측으로부터 연장되어, 유리 기판의 배면으로 휘어진다.
일례로, 유리 기판은 일측에 위치한 단차부를 포함하며, 플라스틱 기판은 단차부에 컨택하여 유리 기판으로부터 돌출된다.
일례로, 단차부의 높이는 1 내지 15㎛이다.
일례로, 단차부의 폭은 1 내지 2mm이다.
일례로, 단차부 상에 위치하는 쉴드층을 더 포함한다.
일례로, 쉴드층은 유리 기판의 일측으로부터 이격되고, 유리 기판의 일측으로부터 150 내지 300㎛ 만큼 이격된다.
일례로, 유리 기판은 패드부와 이격되며, 플라스틱 기판의 일부는 어레이부 및 유리 기판과 중첩된다.
일례로, 유리 기판과 플라스틱 기판 사이에 희생층을 더 포함한다.
일례로, 희생층은 플라스틱 기판과 동일한 크기로 이루어진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법은 유리 기판의 일측을 에칭하여 단차부를 형성하는 단계, 단차부 상에 희생층을 형성하는 단계, 희생층 상에 고분자 용액을 코팅하여 플라스틱 기판을 형성하는 단계, 유리 기판과 플라스틱 기판 상에 소자들을 형성하여 표시패널을 형성하는 단계, 희생층에 레이저를 조사하여 유리 기판의 일부를 플라스틱 기판으로부터 분리시키는 단계, 및 분리된 유리 기판을 스크라이빙하여 제거하는 단계를 포함한다.
일례로, 유리 기판의 일측을 에칭하여 단차부를 형성하는 단계는, 유리 기판 상에 포토레지스트를 도포하는 단계, 포토레지스트 표면에 소수성막을 형성하는 단계, 및 포토레지스트를 이용하여 유리 기판의 일측을 에칭하는 단계를 포함한다.
일례로, 희생층에 레이저를 조사하여 유리 기판의 일부를 플라스틱 기판으로부터 분리시키는 단계는, 표시패널의 패드부에 대응하는 희생층에 레이저를 조사한다.
본 발명은 패드부의 기판을 유연한 플라스틱 기판으로 형성하여 배면으로 휘게 함으로써, 베젤 사이즈를 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 유리 기판의 단차부에 쉴드층을 더 포함함으로써, 레이저 조사 공정의 신뢰성을 향상시켜 플라스틱 기판의 접착력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 구조를 나타내는 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시장치를 절취선 I-I'을 따라 자른 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 표시장치를 나타낸 블록도.
도 4는 표시장치의 화소를 나타낸 회로도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 구조를 나타낸 평면도.
도 6은 도 5에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 절취선 I-I'을 따라 자른 단면도.
도 7은 도 5에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 절취선 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 자른 단면도.
도 8은 도 7에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 유리 기판과 플라스틱 기판의 연결부위를 확대한 도면.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 단면도.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 구조를 나타낸 단면도.
도 14는 도 13에 도시된 표시장치의 쉴드층을 확대한 도면.
도 15는 일측에 플라스틱 기판을 형성한 유리 기판을 나타낸 이미지.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하에서는, 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 기술적 특징을 자세히 설명하기로 한다. 본 발명의 특징은 이하의 실시예에 한정되는 것이 아님에 주의하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 표시장치를 나타낸 블록도이고 도 4는 표시장치의 화소를 나타낸 회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 표시장치는 표시패널(DP), 데이터 구동회로(102), 게이트 구동회로(103), 및 타이밍 콘트롤러(101)를 구비한다. 액정표시패널의 아래에는 액정표시패널에 빛을 균일하게 조사하기 위한 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.
표시패널(DP)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 TFT 어레이 기판(또는 제1 기판)과 컬러필터 기판(또는 제2 기판)을 포함한다. 표시패널(DP)에는 비디오 데이터를 표시하기 위한 화소 어레이가 형성된다. 화소 어레이는 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들을 포함하여 비디오 데이터를 표시한다. 픽셀들은 R 픽셀, G 픽셀, 및 B 픽셀일 수 있다. 이웃하는 픽셀들은 동일한 데이터 라인을 공유한다. 픽셀들의 액정셀들은 화소 전극에 인가되는 데이터 전압과 공통 전극에 인가되는 공통 전압의 전계차에 의해 빛의 투과양을 조정함으로써 비디오 데이터의 화상을 표시한다. 공통 전극은 IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소 전극과 함께 TFT 어레이 기판 상에 형성된다.
TFT 어레이 기판에는 데이터 라인들, 게이트 라인들, 박막트랜지스터들, 박막트랜지스터들에 1:1로 접속된 화소 전극들, 화소 전극들에 1:1로 접속된 도시하지 않은 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함한다. 표시패널(DP)의 컬러필터 기판 상에는 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된다. 본 실시예에서는 TFT 어레이 기판에 공통 전극이 형성된다. 표시패널(DP)의 컬러필터 기판과 TFT 어레이 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
본 발명에서 적용 가능한 액정표시패널(DP)은 IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 본 발명의 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표장치와 반투과형 액정표시장치에서는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.
데이터 구동회로(102)는 다수의 소스 드라이브 IC들을 포함한다. 소스 드라이브 IC들의 출력 채널들은 화소 어레이의 데이터 라인들에 1:1로 접속된다. 소스 드라이브 IC들 각각은 타이밍 콘트롤러(101)로부터 디지털 비디오 데이터를 입력받는다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(101)로부터의 소스 타이밍 제어신호에 응답하여 디지털 비디오 데이터를 정극성/부극성 데이터전압으로 변환하여 출력채널들을 통해 화소 어레이의 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 이웃한 데이터 라인들에 서로 상반된 극성의 데이터 전압들을 공급하고, 각각의 데이터 라인들에 공급되는 데이터 전압의 극성을 1 프레임기간 동안 동일하게 유지한 후, 다음 프레임기간에 데이터 전압의 극성을 반전시킨다. 따라서, 소스 드라이브 IC들은 컬럼 인버젼 방식과 실질적으로 동일하게 데이터 전압들의 극성을 1 프레임기간 동안 동일하게 유지하고, 1 프레임기간 주기로 데이터 전압의 극성을 반전시킨다.
게이트 구동회로(103)는 타이밍 콘트롤러(101)로부터의 게이트 타이밍 제어신호에 응답하여 화소 어레이의 게이트 라인들에 게이트펄스를 순차적으로 공급한다. 타이밍 콘트롤러(101)는 외부의 시스템 보드(104)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 데이터 구동회로(102)의 소스 드라이브 IC들에 공급한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(101)는 데이터 구동회로(102)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 소스 타이밍 제어신호와 게이트 구동회로(103)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호를 발생한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 표시장치는, 디지털 비디오 데이터를 감마기준 전압을 기준으로 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트 라인(GL)에 공급하여, 데이터 전압을 액정셀(Clc)에 충전시킨다. 이를 위해, 박막트랜지스터의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)에 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인(DL)에 접속되며, 그리고 박막트랜지스터의 드레인 전극은 액정셀(Clc)의 화소 전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다. 액정셀(Clc)의 공통 전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 박막트랜지스터가 턴-온될 때 데이터 라인(DL)으로부터 인가되는 데이터 전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널을 형성하여 데이터 라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소 전극에 공급한다. 이때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소 전극과 공통 전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 가변하게 된다. 이와 같은 원래로 본 발명의 표시장치가 작동된다.
위에서 본 발명에 따른 표시장치의 개략적인 구성을 설명하였다. 하기에서는 표시장치의 구조에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
<제1 실시예>
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 구조를 나타낸 평면도이다. 도 6은 도 5에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 절취선 I-I'을 따라 자른 단면도이다. 도 7은 도 5에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 절취선 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 자른 단면도이다. 도 8은 도 7에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 유리 기판과 플라스틱 기판의 연결부위를 확대한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 액정층(미도시)을 사이에 두고 TFT 어레이 기판(TSUB)과 컬러필터 기판(CSUB)이 합착된 표시패널(DP)을 포함한다. 컬러필터 기판(CSUB)는 블랙 매트릭스(BM)를 포함하고, TFT 어레이 기판(TSUB)은 컬러필터 기판(CSUB)과 합착되는 어레이부(ARP)를 포함하고, 어레이부(ARP)를 제외한 나머지 영역인 패드부(PAD)를 포함한다.
보다 자세하게, 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 게이트 전극이 액티브층의 상부에 위치하는 구조의 코플라나(coplanar type) 박막트랜지스터를 예로 설명한다.
TFT 어레이 기판(TSUB) 상에 버퍼층(BUF)이 위치한다. 버퍼층(BUF)은 TFT 어레이 기판(TSUB)에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 박막트랜지스터를 보호하기 위해 형성하는 것으로, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어진다. 버퍼층(BUF) 상에 액티브층(ACT)이 위치한다. 액티브층(ACT)은 비정질 실리콘, 다결정 실리콘, 산화물 반도체(Oxide semi-conductor) 등으로 이루어진다. 액티브층(ACT) 상에 게이트 절연막(GI)이 위치한다. 게이트 절연막(GI)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어진다. 게이트 절연막(GI) 상에 게이트 전극(G)이 위치한다. 게이트 전극(G)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 탄탈륨(Ta) 및 텅스텐(W)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금의 단층이나 다층으로 이루어진다. 게이트 전극(G)은 액티브층(ACT)의 채널(Channel)에 대응되게 위치한다.
게이트 전극(G)이 형성된 TFT 어레이 기판(TSUB) 상에 층간 절연막(ILD)이 위치한다. 층간 절연막(ILD)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어진다. 층간 절연막(ILD) 상에 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)이 위치한다. 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)은 단일층 또는 다층으로 이루어질 수 있으며, 단일층일 경우에는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 다층일 경우에는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴, 몰리브덴/알루미늄 또는 티타늄/알루미늄의 2중층이거나 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 또는 티타늄/알루미늄/티타늄의 3중층으로 이루어질 수 있다. 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)은 층간 절연막(ILD)에 형성된 콘택홀들을 통해 액티브층(ACT)에 각각 접속된다.
소스 전극(S)과 드레인 전극(D) 상에 제1 패시베이션막(PAS1)이 위치한다. 제1 패시베이션막(PAS1)은 박막트랜지스터를 보호하는 것으로 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어진다. 제1 패시베이션막(PAS1) 상에 유기절연막(PAC)이 위치한다. 유기절연막(PAC)은 하부의 단차를 평탄화하는 것으로, 포토아크릴(photo acryl), 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene resin), 아크릴레이트계 수지(acrylate) 등의 유기물로 이루어질 수 있다. 유기절연막(PAC) 상에 공통 전극(Vcom)이 위치한다. 공통 전극(Vcom)은 TFT 어레이 기판(TSUB)의 어레이부 전면에 일체로 형성되어 공통 전압이 인가되는 것으로, 투명도전막으로 이루어질 수 있다. 투명도전막은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명하면서도 도전성을 가진 재료일 수 있다. 공통 전극(Vcom) 상에 제2 패시베이션막(PAS2)이 위치한다. 제2 패시베이션막(PAS2)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어진다. 제2 패시베이션막(PAS2) 상에 화소 전극(PXL)이 위치한다. 화소 전극(PXL)은 공통 전극(Vcom)과 동일하게 투명도전막으로 이루엊니다. 또한, 화소 전극(PXL)은 비어홀(VIA)을 통해 드레인 전극(D)에 컨택한다.
컬러필터 기판(CSUB)은 액정층(LC)을 투과한 백색 광을 R, G, B로 변환하는 컬러필터(CF)와 컬러필터(CF)를 구획하여 복수의 화소들을 구획하는 블랙 매트릭스(BM)를 포함한다. 컬러필터(CF)와 블랙 매트릭스(BM) 상에는 이들을 덮는 보호층(PL)이 위치한다. TFT 어레이 기판(TSUB)과 컬러필터 기판(CSUB)은 실런트(SL)를 통해 합착되고 액정층(LC)이 주입되어 본 발명의 액정표시장치를 구성한다.
전술한 구조를 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치의 패드부를 보다 자세히 살펴보기로 한다.
도 7을 참조하면, 표시패널(DP)은 TFT 어레이 기판(TSUB)을 포함한다. TFT 어레이 기판(TSUB)은 유리 기판(GLS)과 플라스틱 기판(PIS)을 포함한다. 유리 기판(GLS)은 표시패널(DP)의 어레이부(ARP)에 대응하도록 배치되고, 플라스틱 기판(PIS)은 표시패널(DP)의 패드부(PAD)에 대응하도록 배치된다. 즉, 표시패널(DP)의 어레이부(ARP)에 유리 기판(GLS)이 배치되고, 표시패널(DP)의 패드부(PAD)에 플라스틱 기판(PIS)이 배치된다. 그러나, 플라스틱 기판(PIS)은 어레이부(ARP)로 연장되나, 유리 기판(GLS)은 패드부(PAD)로 연장되지 않는다.
유리 기판(GLS)의 일측에 플라스틱 기판(PIS)이 배치된다. 보다 자세하게, 유리 기판(GLS)의 일측에 소정의 단차가 형성된 단차부(STP)가 배치된다. 플라스틱 기판(PIS)은 유리 기판(GLS)의 단차부(STP)에 형성되어, 유리 기판(GLS)으로부터 연장된다. 플라스틱 기판(PIS)은 유리 기판(GLS)에 코팅되어 형성되기 때문에 유리 기판(GLS)으로부터 떨어지지 않고 부착된다. 유리 기판(GLS)과 플라스틱 기판(PIS)은 하나의 기판으로 작용하여, 유리 기판(GLS)과 플라스틱 기판(PIS) 상에 버퍼층(BUF), 게이트 절연막(GI), 층간 절연막(ILD) 및 제1 패시베이션막(PAS1)이 연속되어 형성된다.
플라스틱 기판(PIS)으로 이루어진 패드부(PAD)는 구동IC(D-IC)가 실장되고, 일측에 연성회로기판(FPC)이 연결된다. 이렇게 구성된 패드부(PAD)는 플라스틱 기판(PIS)의 유연한(flexible) 성질을 이용하여 유리 기판(GLS)의 배면으로 휘어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 표시장치는 플라스틱 기판을 이용하여 패드부를 형성함으로써, 베젤 사이즈를 줄일 수 있는 이점이 있다.
한편, 플라스틱 기판(PIS)과 유리 기판(GLS) 사이에 희생층(SCL)이 배치된다. 희생층(SCL)은 유리 기판(GLS)의 일부를 플라스틱 기판(PIS)으로부터 분리하는 공정에서 사용되는 것으로, 최종 구조에서는 희생층(SCL)이 플라스틱 기판(PIS)의 하면에 남아있게 된다. 플라스틱 기판(PIS)과 희생층(SCL)은 유리 기판(GLS)의 단차부(STP)에 순차적으로 형성되고, 유리 기판(GLS)으로부터 플라스틱 기판(PIS)을 분리시키기 위해 동일한 크기로 이루어진다. 따라서, 유리 기판(GLS)의 단차부(STP) 상에 희생층(SCL) 및 희생층(SCL) 상에 플라스틱 기판(PIS)이 배치된다.
도 8을 참조하면, 플라스틱 기판(PIS)이 유리 기판(GLS)에 잘 붙어있을 수 있도록 유리 기판(GLS)의 단차부(STP)는 소정 폭(w)과 높이(h)로 이루어질 수 있다. 여기서, 단차부(STP)의 폭(w)은 1 내지 2mm로 이루어진다. 단차부(STP)의 폭(w)이 1mm 이상이면 희생층(SCL)을 포함하는 플라스틱 기판(PIS)과 유리 기판(GLS)의 컨택 면적이 증가되어, 플라스틱 기판(PIS)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 단차부(STP)의 폭(w)이 2mm 이하이면 유색을 띄는 플라스틱 기판(PIS)이 표시패널(DP)의 어레이부에 입사되는 광을 가려 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단차부(STP)의 높이(h)는 1 내지 15㎛로 이루어진다. 단차부(STP)의 높이(h)가 1㎛ 이상이면 단차부(STP)의 높이 이하로 형성되는 플라스틱 기판(PIS)의 지지력을 향상시킬 수 있다. 단차부(STP)의 높이(h)가 15㎛ 이하이면 플라스틱 기판(PIS)의 유연성을 유지하고 유리 기판(GLS)의 식각 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 패드부의 기판을 유연한 플라스틱 기판으로 형성하여 배면으로 휘게 함으로써, 베젤 사이즈를 줄일 수 있는 이점이 있다.
전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 단면도이다.
도 9의 (a)를 참조하면, 투명한 유리 기판(GLS)을 준비한다. 유리 기판(GLS)의 가장자리를 노출하도록 포토레지스트(PR)를 형성한다. 포토레지스트(PR)의 표면에 소수성막(ST)을 형성하여, 후속 공정에서 도포되는 고분자 용액이 포토레지스트(PR) 표면으로 넘치는 것을 방지한다. 이어, 포토레지스트(PR)를 이용하여 유리 기판(GLS)을 에칭함으로써 유리 기판(GLS)의 가장자리에 단차부(STP)를 형성한다. 단차부(STP)가 형성된 유리 기판(GLS) 상에 비정질 실리콘 등을 증착하고 패터닝하여, 유리 기판(GLS)의 단차부(STP) 상에 희생층(SCL)을 형성한다.
다음, 도 9의 (b)를 참조하면, 희생층(SCL)이 형성된 유리 기판(GLS) 상에 폴리이미드(polyimide)와 같은 고분자 용액(PI)을 도포한다. 고분자 용액(PI)은 슬릿 다이 코팅(slit die coating)과 같은 공지된 용액 공정들을 이용하여 코팅할 수 있다. 이때, 고분자 용액(PI)은 후속하는 베이킹 공정 시 두께가 줄어드는 것을 감안하여 두껍게 형성하고, 포토레지스트(PR) 표면으로 넘치지 않도록 주의한다.
이어, 도 9의 (c)를 참조하면, 유리 기판(GLS) 상에 코팅된 고분자 용액(PI)을 베이킹(baking)하여 고분자 용액(PI) 내의 용매(solvent)를 제거함으로써, 유리 기판(GLS)의 단차부(STP)에 형성된 플라스틱 기판(PIS)을 형성한다.
도 9의 (d)를 참조하면, 유리 기판(GLS) 상에 형성된 포토레지스트(PR)를 스트립하여 제거하여, 희생층(SCL)과 플라스틱 기판(PIS)이 단차부(STP)에 형성된 유리 기판(GLS)을 완성한다.
이어, 도 10을 참조하면, 앞서 제조된 유리 기판(GLS) 상에 전술한 도 6 및 7에 설명한 소자들을 형성하여, TFT 어레이 기판(TSUB)과 컬러필터 기판(CSUB)을 형성한다. 이어, 실런트(SL)를 이용하여 TFT 어레이 기판(TSUB)과 컬러필터 기판(CSUB)을 합착한다. 그리고 TFT 어레이 기판(TSUB)의 패드부(PAD)에 구동(IC)를 실장한다.
도 11을 참조하면, 표시패널(DP)의 패드부(PAD)에 대응하는 영역에 레이저(laser)를 조사한다. 보다 자세하게는, 표시패널(DP)의 하부에서 패드부(PAD)에 대응하는 희생층(SCL)에 레이저(laser)를 조사한다. 레이저(laser)가 조사된 희생층(SCL)은 고열에 의해 팽창됨으로써, 희생층(SCL)과 유리 기판(GSL)의 계면이 서로 떨어지게 된다. 따라서, 패드부(PAD)의 유리 기판(GLS)의 일부가 희생층(SCL)으로부터 분리된다. 그리고, 레이저(laser)가 조사되지 않은 어레이부(ARP)의 희생층(SCL)은 팽창되지 않기 때문에, 유리 기판(GLS)과 분리되지 않는다.
이어, 도 12를 참조하면, 패드부(PAD)와 어레이부(ARP)의 경계를 스크라이빙 라인(SL)으로 하여, 유리 기판(GLS)을 스크라이빙한다. 스크라이빙 라인(SL)은 앞서 레이저가 조사된 영역의 경계와 일치한다. 즉, 스크라이빙 라인(SL)은 희생층(SCL)으로부터 분리된 유리 기판(GLS)과 분리되지 않은 유리 기판(GSL)의 경계에 일치된다. 이로써, 스크라이빙 공정에 의해 희생층(SCL)으로부터 분리된 유리 기판(GLS)을 제거할 수 있다. 따라서, 앞서 설명한 도 7에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치가 제조된다.
<제2 실시예>
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 표시장치의 쉴드층을 확대한 도면이다. 하기에서는 전술한 제1 실시예와 동일한 구성에 대해 동일한 도면부호를 붙여 그 설명을 간략히 한다.
도 13을 참조하면, 표시패널(DP)의 TFT 어레이 기판(TSUB)은 유리 기판(GLS)과 플라스틱 기판(PIS)을 포함한다. 표시패널(DP)의 어레이부(ARP)에 유리 기판(GLS)이 배치되고, 표시패널(DP)의 패드부(PAD)에 플라스틱 기판(PIS)이 배치된다.
유리 기판(GLS)의 일측에 소정의 단차가 형성된 단차부(STP)가 배치되고, 플라스틱 기판(PIS)은 유리 기판(GLS)의 단차부(STP)에 형성되어, 유리 기판(GLS)으로부터 연장된다. 플라스틱 기판(PIS)과 유리 기판(GLS) 사이에 희생층(SCL)이 배치되어, 유리 기판(GLS)의 단차부(STP)에 희생층(SCL) 및 희생층(SCL) 상에 플라스틱 기판(PIS)이 배치된다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에서는, 유리 기판(GLS)의 단차부(STP)에 쉴드층(MSL)이 더 배치된다. 쉴드층(MSL)은 희생층(SCL)에 레이저가 조사되는 것을 차단하는 역할을 하는 것으로, 레이저를 차단할 수 있는 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 쉴드층(MSL)은 몰리브덴(Mo)으로 이루어질 수 있다. 쉴드층(MSL)은 표시패널(DP)의 어레이부(ARP) 내에 배치되며, 패드부(PAD)에 인접하게 배치된다.
후속 레이저 조사 공정은 레이저 마스크를 이용하여 표시패널(DP)의 어레이부(ARP)를 가린 후 레이저를 조사하게 된다. 그러나, 레이저 마스크와 TFT 어레이 기판(TSUB) 사이의 간격이나 두께에 따른 공정 오차 범위가 발생할 수 있다. 레이저가 표시패널(DP)의 어레이부(ARP)에 조사되면, 유리 기판(GLS)과 플라스틱 기판(PIS)이 접착이 유지되어야 할 부분에서 희생층(SCL)의 팽창에 의해 원치않게 플라스틱 기판(PIS)이 분리될 수 있다. 즉, 유리 기판(GSL)과 플라스틱 기판(PIS)의 접착 신뢰성을 떨어뜨리게 된다. 따라서, 쉴드층(MSL)을 유리 기판(GLS)의 단차부(STP) 내에서 표시패널(DP)의 어레이부(ARP)에 배치하고, 패드부(PAD)에 인접하게 배치한다. 이로써, 후속 레이저 조사 공정에서 레이저가 어레이부(ARP)에 조사되는 것을 쉴드층(MSL)으로서 차단할 수 있다. 전술한 바와 같이, 쉴드층(MSL)의 위치는 레이저 조사 공정의 신뢰성 향상에 있어서 중요한 역할을 한다.
도 14를 참조하면, 쉴드층(MSL)은 유리 기판(GLS)의 일측으로부터 150 내지 300㎛ 범위의 이격거리(L)를 가지도록 배치된다. 여기서, 쉴드층(MSL)의 이격거리(L)가 150㎛ 이상이면 유리 기판(GLS)의 스크라이빙 공정 오차 범위를 벗어나서 배치되기 때문에 쉴드층(MSL)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 쉴드층(MSL)의 이격거리(L)가 300㎛ 이하이면 레이저가 단차부(STP) 내로 깊숙히 조사되는 것을 방지하여, 플라스틱 기판(PIS)이 분리되지 않아야 할 부분에서 분리되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 유리 기판의 단차부에 쉴드층을 더 포함함으로써, 레이저 조사 공정의 신뢰성을 향상시켜 플라스틱 기판의 접착력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 패드부의 기판을 유연한 플라스틱 기판으로 형성하여 배면으로 휘게 함으로써, 베젤 사이즈를 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 15는 일측에 플라스틱 기판을 형성한 유리 기판을 나타낸 이미지이다. 도 15를 참조하면, 본 발명의 제조방법에 따라 유리 기판(GLS)의 일측에 단차부를 형성하고 폴리이미드를 코팅하여 플라스틱 기판(PIS)을 형성하였다. 레이저 조사와 스크라이빙 공정을 거쳐 유리 기판(GLS)의 일부를 분리시켰다.
도 15에 나타난 바와 같이, 유리 기판(GLS)의 일측에 플라스틱 기판(PIS)이 잘 형성되어 있고, 접착력도 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이 결과를 통해, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는 패드부의 기판을 유연한 플라스틱 기판으로 형성하여 배면으로 휘게 함으로써, 베젤 사이즈를 줄일 수 있는 이점이 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양하게 변경 및 수정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
TSUB : TFT 어레이 기판 CSUB : 컬러필터 기판
GLS : 유리 기판 PIS : 플라스틱 기판
STP : 단차부 SCL : 희생층
ARP : 어레이부 PAD : 패드부

Claims (14)

  1. 패드부와 어레이부를 포함하는 TFT 어레이 기판; 및
    상기 TFT 어레이 기판 상에 합착된 컬러필터 기판;을 포함하며,
    상기 TFT 어레이 기판은,
    상기 어레이부에 대응하여 배치된 유리 기판 및 상기 패드부에 대응하여 배치된 플라스틱 기판을 포함하고,
    상기 플라스틱 기판은 상기 유리 기판의 일측으로부터 연장되어, 상기 유리 기판의 배면으로 휘어지는 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 유리 기판은 일측에 위치한 단차부를 포함하며, 상기 플라스틱 기판은 상기 단차부에 컨택하여 상기 유리 기판으로부터 돌출되는 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 단차부의 높이는 1 내지 15㎛인 표시장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 단차부의 폭은 1 내지 2mm인 표시장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 단차부 상에 위치하는 쉴드층을 더 포함하는 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 쉴드층은 상기 유리 기판의 일측으로부터 이격된 표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 쉴드층은 상기 유리 기판의 일측으로부터 150 내지 300㎛ 만큼 이격되는 표시장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 유리 기판은 상기 패드부와 이격되며, 상기 플라스틱 기판의 일부는 상기 어레이부 및 상기 유리 기판과 중첩되는 표시장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 유리 기판과 플라스틱 기판 사이에 희생층을 더 포함하는 표시장치.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 유리 기판과 플라스틱 기판 사이에 희생층을 더 포함하는 표시장치.
  11. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 희생층은 상기 플라스틱 기판과 동일한 크기로 이루어진 표시장치.
  12. 유리 기판의 일측을 에칭하여 단차부를 형성하는 단계;
    상기 단차부 상에 희생층을 형성하는 단계;
    상기 희생층 상에 고분자 용액을 코팅하여 플라스틱 기판을 형성하는 단계;
    상기 유리 기판과 상기 플라스틱 기판 상에 소자들을 형성하여 표시패널을 형성하는 단계;
    상기 희생층에 레이저를 조사하여 상기 유리 기판의 일부를 상기 플라스틱 기판으로부터 분리시키는 단계; 및
    상기 분리된 유리 기판을 스크라이빙하여 제거하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 유리 기판의 일측을 에칭하여 단차부를 형성하는 단계는,
    상기 유리 기판 상에 포토레지스트를 도포하는 단계;
    상기 포토레지스트 표면에 소수성막을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트를 이용하여 상기 유리 기판의 일측을 에칭하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 희생층에 레이저를 조사하여 상기 유리 기판의 일부를 상기 플라스틱 기판으로부터 분리시키는 단계는,
    상기 표시패널의 패드부에 대응하는 상기 희생층에 레이저를 조사하는 표시장치의 제조방법.
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