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KR101156443B1 - 액정 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법 - Google Patents

액정 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법 Download PDF

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KR101156443B1
KR101156443B1 KR1020100038098A KR20100038098A KR101156443B1 KR 101156443 B1 KR101156443 B1 KR 101156443B1 KR 1020100038098 A KR1020100038098 A KR 1020100038098A KR 20100038098 A KR20100038098 A KR 20100038098A KR 101156443 B1 KR101156443 B1 KR 101156443B1
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crystal display
display panel
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삼성모바일디스플레이주식회사
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Abstract

복수의 기판이 서로 대향되게 배치되며, 그 사이에 액정층이 형성된 액정 디스플레이 패널;과, 액정 디스플레이 패널의 하부에 배치되어, 액정 디스플레이 패널로 빛을 조사하는 백라이트 유니트;를 포함하되, 액정층이 형성된 부분에 대하여 멀어지게 배치된 기판의 표면에 형성된 결함 홀 내에 충진되며, 기판의 표면에 대하여 수평면을 이루도록 충진재가 형성되며, 상기 충진재가 충진된 결함 홈 상에 커버 부재가 부착된 것으로서, 충진재에 의하여 결함 홀이 형성된 영역을 충진시키므로, 빛의 난반사를 미연에 방지하게 된다. 이처럼, 식각 공정에서 발생하는 물리적 한계를 극복하여 초박형 가공을 통하여 박형의 디스플레이 장치를 구현가능하다.

Description

액정 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법{Liquid display apparatus and the manufacturing method thereof}
본 발명은 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판으로부터 발생된 결함 홀을 커버한 액정 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 액정 디스플레이 패널(liquid display panel)과 같은 디스플레이 장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 표시하는 수광형 디스플레이 장치이다.
액정 디스플레이 패널은 자체적으로 발광하지 못하므로, 액정 디스플레이 패널의 후방에는 백라이트 유니트(back light unit)가 설치되어서 패널쪽으로 빛을 조사한다. 이에 따라, 어두운 곳에서도 화상을 관찰할 수 있다. 백라이트 유니트는 액정 디스플레이 패널과 같은 수광형 디스플레이 장치 이외에도 조면 간판 등과 같은 면광원 장치로도 사용되고 있다.
액정 디스플레이 패널은 두 개의 기판 사이에 액정을 주입하여 전원 공급시 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 이미지, 숫자, 문자 등을 표시한다. 액정 디스플레이 패널은 구동 방식과, 표시 방식과, 표시 형태에 따라 다양하게 분류할 수 있다. 이중에서, TFT(Thin Film Transistor) 액정 디스플레이 패널은 기판 상의 각 픽셀마다 트랜지스터를 일정하게 배열한 패널을 말한다.
최근 들어서는, 액정 디스플레이 패널의 경박단소화를 위하여 복수의 기판의 두께를 더욱 더 얇게 하는 추세이다. 그러나, 복수의 기판의 두께를 얇게 제조한 다음에, 복수의 기판 내에 각각의 기능층을 형성시키게 되면, 소성과 같은 고온 공정등 각 기능층을 제조하는 과정에서 박형의 기판의 파손이나, 변형이나, 각 기능층의 패턴 불량이 발생할 수 있다.
이에 따라, 종래에는 복수의 기판 내에 각각의 기능층을 형성한 이후에, 복수의 기판에 대한 식각에 의하여 기판의 박형화를 이루었다. 그런데, 종래의 식각액에 의하여 기판을 식각시, 기판에 형성된 결함 홀(defect hole)의 제어가 어렵다.
예컨대, 통상적으로 기판에 발생하는 결함 홀의 깊이는 대략 10 내지 50 마이크로미터인데, 연마기를 이용하여 5 내지 10 마이크로미터의 두께로 연마하는 것에 의하여 결함 홀의 크기를 줄이고자 하였다.
그런데, 연마기를 이용한 식각된 기판의 표면을 연마시, 연마되는 두께를 줄이는 것에 한계가 있다. 이에 따라, 기판에는 여전히 결함 홀이 존재하게 된다.
특히, 대량 생산시 복수의 기판 전체에 걸쳐서 결함 홀이 산재되어 있으므로, 연마하고자 하는 기판의 선정이 난해하다.
게다가, 연마에 의하여 결함 홀의 크기를 줄인다 하더라도, 기판에 대한 양품 판정을 받을 확률은 70% 이하이며, 더욱이, 기판의 두께는 더욱 더 얇아지는 추세인데 반하여, 결함 홀의 크기는 상대적으로 더 커져서 불량의 발생 확률이 더욱 증가하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판에 형성된 결함 홀을 충진재로 충진하는 것에 의하여 빛의 난반사를 줄이는 액정 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 액정 디스플레이 장치는,
복수의 기판이 서로 대향되게 배치되며, 그 사이에 액정층이 형성된 액정 디스플레이 패널;과,
상기 액정 디스플레이 패널의 하부에 배치되어, 상기 액정 디스플레이 패널로 빛을 조사하는 백라이트 유니트;를 포함하되,
상기 액정층이 형성된 부분에 대하여 멀어지게 배치된 기판의 표면에 형성된 결함 홀 내에 충진되며, 상기 기판의 표면에 대하여 수평면을 이루도록 충진재가 형성되며,
상기 충진재가 충진된 결함 홈 상에 커버 부재가 부착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충진재의 굴절율은 상기 기판의 굴절율에 대하여 ±10％ 이내의 값을 가진다.
게다가, 상기 충진재는 액상의 아크릴계 충진재이다.
더욱이, 상기 충진재는 적어도 하나 이상의 기체가 혼합되어 있다.
아울러, 상기 기체는 이산화탄소 가스를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 액정 디스플레이 장치의 제조 방법은,
복수의 기판 내에 액정층이 형성되어서, 화상을 형성하는 것에 관한 것으로서,
상기 액정층이 형성된 부분에 대하여 멀어지게 배치된 기판의 표면으로부터 형성된 결함 홀 내에 액상의 충진재를 충진하는 단계; 및
상기 액상의 충진재가 충진되어서, 상기 기판의 표면에 대하여 수평면을 이루는 단계;를 포함한다.
아울러, 상기 액상의 충진재를 충진하는 단계에서는,
액상의 아크릴계 충진재용 원소재가 스퀴즈에 의하여 상기 결함 홀 내에 채워지는 단계; 및
상기 액상의 아크릴계 충진재용 원소재에 자외선 광선을 조사하여 경화시키는 단계;를 포함한다.
나아가, 상기 액상의 충진재를 충진하는 단계에서는,
상기 액상의 충진재용 원소재를 토출하는 노즐부의 직경이 상기 결함 홀의 크기보다 작게 형성된 디스펜스를 이용하여 액상의 아크릴계 충진재용 원소재를 상기 결함 홀 내에 분사하는 단계; 및
상기 액상의 아크릴계 충진재용 원소재가 경화되는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 액상의 충진재의 굴절율은 상기 기판의 굴절율에 대하여 ±10％ 이내의 값을 가진다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 액정 디스플레이 장치의 제조 방법은,
복수의 기판 내에 액정층이 형성되어서, 화상을 형성하는 것에 관한 것으로서,
상기 액정층이 형성된 부분에 대하여 멀어지게 배치된 기판의 표면으로부터 형성된 결함 홀 내에 기상의 충진재를 충진하는 단계; 및
상기 충진재가 충진된 결함 홈 상에 커버 부재를 부착하는 단계;를 포함한다.
게다가, 상기 복수의 기판은 기상의 충진재 분위기인 진공 챔버내에 배치되고,
상기 기상의 충진재가 존재하는 결합 홀 상에 상기 커버 부재가 부착된다.
아울러, 상기 기상의 충진재의 굴절율은 상기 기판의 굴절율에 대하여 ±10％ 이내의 값을 가진다.
나아가, 상기 커버 부재는 상기 충진재가 충진된 기판의 표면 상에 접착제를 매개로 편광막을 포함한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 액정 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법은 충진재에 의하여 결함 홀이 형성된 영역을 충진시키므로, 빛의 난반사를 미연에 방지하게 된다. 이처럼, 식각 공정에서 발생하는 물리적 한계를 극복하여 초박형 가공을 통하여 박형의 디스플레이 장치를 구현가능하다.
도 1은 통상적인 액정 디스플레이 패널의 일부를 확대 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치를 일부 절제하여 도시한 단면도,
도 3은 도 2의 A 부분을 확대 도시한 단면도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액상의 충진재를 이용하는 상태를 도시한 단면도로서,
도 4a는 도 2의 기판상에 액상의 충진재를 충진하는 상태를 도시한 단면도,
도 4b는 도 4a의 결함 홀에 커버 부재를 부착한 이후의 상태를 도시한 단면도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액상의 충진재를 이용하는 상태를 도시한 단면도로서,
도 5a는 도 2의 기판상에 액상의 충진재를 충진하는 상태를 도시한 단면도,
도 5b는 도 5a의 결함 홀에 커버 부재를 부착한 이후의 상태를 도시한 단면도,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상의 충진재를 이용하는 상태를 도시한 단면도로서,
도 6a는 도 2의 기판상에 기상의 충진재를 충진하는 상태를 도시한 단면도,
도 6b는 도 6a의 결함 홀에 커버 부재를 부착한 이후의 상태를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 통상적인 액정 디스플레이 패널(100)을 도시한 것이다.
도면을 참조하면,상기 액정 디스플레이 패널(100)은 제 1 기판(101)과, 제 2 기판(102)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(101)(102) 사이에 형성된 액정층(103)과, 제 1 기판(101) 상부면에 형성된 제 1 기능층(104)과, 상기 제 2 기판(102)의 하부면에 형성된 제 2 기능층(105)과, 상기 제 1 기판(101)의 외면에 접착제(106)를 매개로 부착된 제 1 편광막(107)과, 제 2 기판(102)의 외면에 형성된 제 2 편광막(미도시)을 포함한다.
상기와 같은 구성을 가지는 액정 디스플레이 패널(100)은 상기 제 1 기판(101) 및 제 2 기판(102) 상에 각각 제 1 기능층(104) 및 제 2 기능층(105)을 패터닝한 이후에, 제 1 기판(101) 및 제 2 기판(102)에 대한 식각에 의하여 상기 제 1 기판(101) 및 제 2 기판(102)의 박형화를 이루고 있다.
이때, 상기 제 1 기판(101)이나, 제 2 기판(102)에는 이들을 준비하는 과정이나, 각 기능층(104)(105)을 형성시키는 과정에서 딤플(dimple) 형상의 결함 홀(108)이 다수 발생하게 된다.
상기 결함 홀(108)이 형성되면, 화살표로 도시된 바와 같이 백라이트 유니트로부터 조사된 빛이 상기 결함 홀(108)이 형성된 제 1 기판(101)이나 제 2 기판(102)으로부터 난반사가 일어난다. 난반사가 발생하게 되면, 액정 디스플레이 장치를 시청할 때, 결함으로 시인하게 된다.
따라서, 식각된 제 1 기판(101)이나, 제 2 기판(102)의 표면을 연마하여 상기 결함 홀(108)의 크기를 줄이는 것에 의하여 상기 결함 홀(108)로 인한 빛의 난반사를 감소시킬 필요가 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치(200)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 액정 디스플레이 장치(200)는 액정 디스플레이 패널(210)과, 상기 액정 디스플레이 패널(210)로 빛을 조사하는 백라이트 유니트(260)를 포함한다.
상기 액정 디스플레이 패널(210)은 제 1 기판(201)과, 상기 제 1 기판(201)과 대향되게 배치된 제 2 기판(202)을 포함한다. 상기 제 1 기판(201) 및 제 2 기판(202)은 투명한 기판, 예컨대, 소다 라임 글래스와 같은 투명한 유리 기판이나, 투명한 플라스틱 기판이 사용가능하다.
상기 제 1 기판(201) 상에는 제 1 기능층(203)이 형성되어 있다.
즉, 상기 제 1 기판(201)의 상부면에는 버퍼층(204)이 형성되어 있다. 상기 버퍼층(204)은 제 1 기판(201)의 평활성을 확보하고, 불순 원소의 유출을 방지하기 위하여 형성한다. 상기 버퍼층(204)은 SiO2 및/또는 SiNx 등으로 형성할 수 있다.
상기 버퍼층(204) 상에는 반도체 활성층(205)이 소정의 패턴으로 형성되어 있다. 상기 반도체 활성층(205) 상에는 게이트 절연막(206)이 형성되며, 상기 게이트 절연막(206) 상에는 게이트 전극(207)이 소정의 패턴으로 형성되어 있다. 상기 게이트 전극(207) 상에는 이를 커버하도록 층간 절연막(208)이 형성되어 있다.
상기 층간 절연막(208)이 형성된 이후에는 드라이 에칭 등의 공정에 의하여 게이트 절연막(206)과 층각 절연막(208)을 식각하여 반도체 활성층(205)의 영역이 노출되도록 컨택 홀을 형성한다. 컨택 홀을 통하여 상기 반도체 활성층(205)과 전기적으로 연결되도록 소스 전극(209)과, 드레인 전극(229)이 형성되어 있다.
상기 소스 전극(209) 및 드렉인 전극(210)은 패시베이션막(211)에 의하여 커버되어 있다. 상기 패시베이션막(211) 상에는 평탄화막(212)이 형성되어 있다. 상기 패시베이션막(211) 및 평탄화막(212)을 식각하여 상기 소스 전극(209) 또는 드레인 전극(229)과 전기적으로 연결되도록 소정의 패턴으로 제 1 전극(213)을 형성한다.
상기 제 2 기판(202)의 하부에는 제 2 기능층(214)이 형성되어 있다.
즉, 상기 제 2 기판(202)의 아랫면에는 칼라 필터층(215)이 형성되어 있다. 상기 칼라 필터층(215)의 아랫면에는 제 2 전극(216)이 형성되어 있다.
상기 제 1 전극(213)의 상부에는 제 1 액정 배향층(217)이 형성되고, 상기 제 2 전극(216)의 하부에는 제 2 액정 배향층(218)이 형성되어 있다. 상기 제 1 액정 배향층(217)과 제 2 액정 배향층(218) 사이에는 액정층(219)이 형성되어 있다. 상기 칼라 필터층(215)과 평탄화막(212) 사이에는 액정층(219)을 구획하는 스페이서(220)가 형성되어 있다.
한편, 상기 제 1 기판(201)의 외면에는 제 1 편광막(221)이 형성되어 있다. 상기 제 2 기판(202)의 외면에는 제 2 편광막(222)이 형성되어 있다.
상기 액정 디스플레이 패널(210)의 후방에는 발광부인 백라이트 유니트(260)가 설치되어 있다.
상기 백라이트 유니트(260)는 광원 소자(미도시)와, 광원 소자로부터 공급되는 빛을 안내하여서 액정 디스플레이 패널(210)로 제공하는 도광판(261)을 포함한다.
상기 도광판(261)은 균일한 면광원을 제공하기 위하여 특정한 패턴으로 형성시킬 수 있다. 예컨대, 상기 도광판(261)에는 투명한 아크릴 수지의 일면으로 입사되는 빛을 산란 및 확산시키기 위하여 비드 형상의 산화 티타늄과, 글라스 또는 아크릴 등을 포함하는 잉크를 이용하여서, 다수의 도광 패턴부를 인쇄할 수 있다.
도광 패턴부는 상기한 인쇄 방식 이외에, 무인쇄 방식, 이를테면, 금형을 이용한 스탬핑 방식이나, 사출 성형 방식으로 형성할 수 있다. 보다 바람직하게는 도광 패턴부는 레이저 빔에 의하여 가공하여 아크릴 수지의 기화에 의하여 그 단면에 톱니형 형상을 형성할 수 있다. 미세 톱니형은 마이크로 렌즈의 역할을 가능하게 하여서, 다양한 각도에서 광의 산란성을 확대시킬 수 있다.
상기한 도광 패턴부는 소정 깊이의 그루브로 이루어진 도트형이나, 사각형이나, 격자형이나, 이들의 혼합형이나, 소정 깊이의 단속적인 그루브로 이루어진 점선형이나, 연속적인 그루브로 이루어진 직선형일 수 있다. 또한 도광 패턴부는 광원 소자로부터 멀어질수록 광 확산 및 산란율을 높이기 위하여 그루브의 크기가 점차적으로 커지거나, 그루브의 피치가 점차적으로 작아질 수 있다.
상기 액정 디스플레이 패널(210)과 도광판(261) 사이에는 광학 시트(262)가 개재되어 있다. 상기 광학 시트(262)는 적어도 1장 이상의 시트로서, 확산 시트와, 프리즘 시트를 포함할 수 있으며, 상기 도광판(261)으로부터 안내된 빛을 확산 또는 집광하여 상기 액정 디스플레이 패널(210)로 보다 균일한 면광원으로 입사가능하다.
상기 광학 시트(262)와 반대되는 도광판(261)의 배면에는 반사 시트(263)가 설치되어 있다. 상기 반사 시트(263)는 상기 도광판(251)의 배면을 통과한 빛을 상기 액정 디스플레이 패널(210)로 반사시켜서, 광의 효율을 향상시킨다.
도시되지 않았지만, 광원 소자는 냉음극 형광램프나, 외부전극 형광램프나, 발광 다이오드를 이용할 수 있으며, 백색광을 조사하는 다수의 백색 발광 다이오드를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 액정층(219)이 배치된 부분에 대하여 멀어지게 배치된 제 1 기판(201)의 표면이나, 제 2 기판(202)의 표면에는 원소재를 준비하는 과정이나, 제 1 기능층(203) 및 제 2 기능층(214)을 형성시키는 과정에서 결함 홀(321)이 형성될 수 있는데, 상기 결함 홀(321)에는 충진재(331)가 충진되어 있다.
이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 것이다.
이하, 제 1 기판(201)의 표면에 형성된 결함 홀(321)을 충진시키는 것에 관하여 설명하지만, 상기 제 2 기판(202)도 동일하게 적용가능함은 물론이다.
도면을 참조하면, 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에는 접착제(311)에 의하여 제 1 편광막(221)이 부착되어 있다. 상기 제 1 면(201a)은 백 라이트 유니트(260, 도 2 참조)로부터 조사된 빛이 입사되는 면이다. 상기 제 1 면(201a)과 반대되는 제 2 면(201b)에는 제 1 기능층(203)이 형성되어 있다.
상기 제 1 기능층(203)은 도 2에 도시된 바와 같이, 버퍼층(204), 활성층(205), 게이트 절연막(206), 게이트 전극(207), 층간 절연막(208), 소스 전극(209), 드레인 전극(229), 패시베이션막(211), 평탄화막(212), 제 1 전극(213), 및 제 1 액정 배향층(217)을 포함한다.
상기 제 2 기판(202)의 제 1 면(202a), 즉, 상기 제 1 기능층(203)과 대향되는 부분에는 제 2 기능층(214)이 형성되어 있다. 상기 제 2 기능층(214)은 도 2에 도시된 바와 같이, 칼라 필터층(215), 제 2 전극(216), 및 제 2 액정 배향층(218)을 포함한다.
상기 제 1 기판(201)과, 제 2 기판(202) 사이에는 액정층(219)이 형성되어 있다.
이때, 상기 제 1 기판(201)을 박형화시키기 위하여 적용하는 식각 공정에서 식각액이 접촉하는 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에는 제 1 기판(201)을 준비하는 과정이나, 제 1 기능층(203)을 형성시키는 과정에서 다수의 딤플 형상의 결함 홀(321)이 발생할 수 있다.
상기 결함 홀(321)이 존재한 상태로 제 1 기판(201)과 제 2 기판(202)를 결합하는 것에 의하여 제조된 액정 디스플레이 장치(200)를 시청하게 되면, 결함 홀(321)이 형성된 영역에서 빛의 난반사가 발생하게 되어서 시인성이 저하된다.
이를 방지하기 위하여, 상기 결함 홀(321)에는 충진재(331)가 충진되어 있다. 즉, 상기 충진재(331)는 액정층(219)이 형성된 부분에 대하여 멀어지게 배치된 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에 형성된 결함 홀(321)에 충진되어 있다.
상기 충진재(331)는 상기 결함 홀(321)에 충진시 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에 대하여 수평면을 이루고 있다. 상기 충진재(331)는 액상이나, 기상이나, 고상으로 된 어느 하나의 소재를 이용하여 형성할 수 있다.
액상으로 된 소재를 이용할 경우, 상기 충진재(331)는 아크릴계 소재가 바람직하다. 또한, 기상으로 된 소재를 이용할 경우, 상기 충진재(331)는 적어도 하나 이상의 기체를 혼합한 것으로서, 이산화탄소(CO2) 가스를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 충진재(331)는 상기 제 1 기판(201)의 굴절율에 대하여 ±10％ 이내의 굴절율을 가진다. 바람직하게는 상기 충진재(331)의 굴절율은 상기 제 1 기판(201)의 굴절율과 동일한 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 제 1 기판(201)이 투명한 유리 기판으로 이루어졌을 경우, 상기 제 1 기판(201)의 굴절율은 대략 1.5이다. 이때, 상기 결함 홀(321)에 충진된 아크릴계 소재와 같은 액상의 충진재(331)의 굴절율도 상기 제 1 기판(201)과 실질적으로 동일하게 1.5인 것이 바람직하다.
게다가, 상기 결함 홀(321)에 충진된 이산화탄소(CO2) 가스를 포함하는 기상의 충진재(331)의 굴절율도 제 1 기판(201)의 굴절율에 대하여 ±10％ 이내의 근사치의 값을 가지는 대략 1.63이이다.
상기한 액상이나 기상으로 된 충진재(331)가 충진된 결함 홀(321)을 포함한 상기 제1 기판(201)의 제 1 면(201a)에는 접착제(311)를 매개로 하여 커버 부재 역할을 하는 제 1 편광막(221)이 부착되어 있다. 상기 제 1 편광막(221)에 의하여 액상이나 기상으로 된 충진재(331)가 충진된 결함 홀(321)을 커버하고 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 액정 디스플레이 장치(200)는 발광부 역할을 하는 백라이트 유니트(260)로부터 빛을 조사하게 되면, 직진성을 가지는 빛은 제 1 편광막(221)과, 접착제(311)을 통과하여 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)으로 입사하게 된다.
이때, 상기 결함 홀(321)이 형성된 영역에서는 빛의 난반사가 일어나게 되는데, 본 실시예에서는 액상이나 기상으로 된 충진재(331)가 결함 홀(321)을 충진하고, 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에 대하여 충진재(331)가 동일한 수평면을 이루고, 게다가, 상기 제 1 기판(201)의 굴절율에 대하여 ±10％의 굴절율을 가지는 충진재(331)가 충진됨에 따라서, 도 3의 화살표로 도시된 바와 같이, 굴절율 편차에 의한 빛의 난반사를 제거하고, 빛의 직진성을 확보할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 액정 디스플레이 장치(200)의 제조 과정을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 기판(201)과, 제 2 기판(202)을 준비하게 된다.
준비한 제 1 기판(201)의 제 2 면(201b) 상에는 제 1 기능층(203)을 형성하게 된다. 이때, 제 1 기능층(203)은 버퍼층(204), 활성층(205), 게이트 절연막(206), 게이트 전극(207), 층간 절연막(208), 소스 전극(209), 드레인 전극(229), 패시베이션막(211), 평탄화막(212), 제 2 전극(213), 및 제 2 액정 배향층(217)을 포함한다.
상기 제 2 기판(202)의 제 1 면(202a) 상에는 제 2 기능층(214)을 형성하게 된다. 이때, 제 2 기능층(214)은 칼라 필터층(215), 제 2 전극(216), 및 제 2 액정 배향층(218)을 포함한다.
제 1 기능층(203) 및 제 2 기능층(214)이 상기 제 1 기판(201) 및 제 2 기판(202) 상에 각각 형성된 다음에는 상기 제 1 기판(201)과, 제 2 기판(202) 사이의 공간을 외부로부터 밀폐시킨후 별도로 마련된 액정 주입공을 통하여 액정을 주입하는 것에 의하여 제 1 기판(201)과 제 2 기판(202) 사이의 공간에 액정층(219)을 형성하게 된다.
이처럼, 상기 제 1 기판(201) 및 제 2 기판(202) 상에 각각 제 1 기능층(203) 및 제 2 기능층(214)을 형성한 이후에는 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)이나, 제 2 기판(202)의 제 1 면(202a)과 반대되는 표면에 형성된 딤플 형상의 결함 홀(321)을 충진재(331)에 의하여 충진시키게 된다. 상기 충진재(331)의 굴절율은 상기 제 1 기판(201)이나, 제 2 기판(202)의 굴절율에 대하여 ±10％ 이내의 값을 가진다.
한편, 상기 제 1 기판(201) 및 제 2 기판(202) 상에 각각 제 1 기능층(203) 및 제 2 기능층(214)을 형성하기 이전에 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)이나, 제 2 기판(202)의 제 1 면(202a)과 반대되는 면에 형성된 결함 홀(321)에 충진재(331)를 충진시킬 수도 있을 것이다.
이하, 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에 형성된 결함 홀(321)에 충진재(331)를 충진시키는 다양한 방법에 대하여 설명하기로 하지만, 상기 제 2 기판(202)도 동일하게 적용가능함은 물론이다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 충진재(331)가 액상의 소재, 예컨대, 아크릴계 소재용 원소재(332)를 사용하는 경우, 스퀴즈(squeeze, 401)를 이용하여 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에 도포하게 된다. 상기 제 1 면(201a)은 백라이트 유니트(도 2의 260)로부터 빛이 입사되는 면으로서, 상기 액정층(도 2의 219)이 배치된 부분에 대하여 멀어지게 배치된 면이다.
이때, 상기 아크릴계 소재용 원소재(332)는 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)의 전체 영역에 걸쳐서 도포될 수 있으나, 딤플 형상의 결함 홀(321)이 형성된 부분에만 선택적으로 형성시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 아크릴계 소재용 원소재(332)의 굴절율은 1.5로서, 상기 제 1 기판(201)의 굴절율과 동일하다.
다음으로, 상기 결함 홀(321)에 충진된 아크릴계 소재용 원소재(332)는 자외선 광선을 조사하는 것에 의하여 경화시키게 된다. 이후, 추가적인 공정으로는, 경화된 아크릴계 소재용 원소재(332)를 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에 대하여 수평면을 이루도록 연마할 수 있다.
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에는 접착제(311)를 매개로 하여 커버 부재의 역할을 하는 제 1 편광막(221)을 부착시키게 된다. 이처럼, 상기 제 1 편광막(221)에 의하여 경화된 충진재(331)가 충진된 결함 홀(321)을 커버하고 있다.
상기한 방법 이외에 액상의 충진재(331)을 형성시키는 다른 제조 방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 5a를 참조하면, 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에 형성된 딤플 형상의 결함 홀(321)에 아크릴계 소재용 원소재(332)를 저장하는 디스펜스(dispenser, 501)를 이용하여서, 상기 결함 홀(321)에 이를 분사시키는 것에 의하여 충진시키게 된다.
이때, 상기 아크릴계 소재용 원소재(332)를 분사시키는 토출구 역할을 하는 디스펜스(501)의 노즐부(502)의 직경은 상기 결함 홀(321)의 크기보다 작게 형성되는 것이 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)의 소망하는 영역에 선택적으로 토출시키는데 유리하다.
이에 따라, 상기 결함 홀(321)에는 상기 아크릴계 소재용 원소재(332)가 충진되고, 이를 경화시키게 된다. 이후, 추가적인 공정으로는, 상기 충진재(331)가 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에 대하여 수평면을 이루도록 연마할 수 있다.
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에는 접착제(311)를 매개로 하여 커버 부재의 역할을 하는 제 1 편광막(221)을 부착시키게 된다. 이처럼, 상기 제 1 편광막(221)에 의하여 액상의 충진재(331)가 충진된 결함 홀(321)을 커버하고 있다.
한편, 기상의 충진재(631)을 형성시키는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
이하, 결함 홀(621)이 형성된 제 1 기판(201)을 발췌하여 도시하지만, 실질적으로 제 1 기판(201) 및 제 2 기판(202)이 결합된 상태이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 기상의 소재를 이용할 경우, 기능층(203)이 형성된 제 1 기판(201)을 진공 챔버(601)에 배치하게 된다. 이때, 상기 진공 챔버(601) 내의 분위기는 적어도 하나 이상의 기체를 혼합한 것으로서, 이산화탄소(CO2) 가스(602)를 포함하고 있다. 상기 이산화탄소 가스(602)는 충진재용 원소재로 이용된다. 상기 제 1 기판(201a)이 진공 챔버(601)내에 배치되어 있으므로, 상기 결함 홀(621)에도 이산화탄소 가스(602)가 존재한다.
이때, 상기 진공 챔버(601) 내의 이산화탄소 가스(602)의 굴절율은 1.63으로서, 약 1.5의 굴절율인 제 1 기판(201)에 대하여 ±10％ 정도의 근사치의 값을 가진다.
다음으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)에는 접착제(311)를 매개로 하여 커버 부재의 역할을 하는 제 1 편광막(221)을 부착시키게 된다. 이처럼, 상기 제 1 편광막(221)에 의하여 기상으로 된 충진재(631)가 충진된 결함 홀(621)을 커버하게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 액정 디스플레이 장치(200)의 작용은 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 게이트 전극(207), 소스 전극(209)과, 드레인 전극(229)에 의하여 제어된 외부 신호에 의하여 제 1 전극(213)과, 제 2 전극(216) 사이에 전위치가 형성되고, 전위차에 의하여 액정층(219)의 배열이 결정되며, 액정층(219)의 배열에 따라서 백라이트 유니트(260)에서 제공되는 빛이 차폐 또는 통과된다. 통과된 빛은 칼라 필터층(215)을 통과하면서 색을 띄게 되어서 화상을 구현한다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(201)의 제 1 면(201a)이나, 제 2 기판(202)의 제 1 면(201a)과 반대되는 표면에는 기판을 준비하는 과정이나, 제 1 기능층(203) 및 제 2 기능층(214)을 준비하는 과정에서 딤플 형상의 결함 홀(321)이 형성될 수 있는데, 상기 결함 홀(321)에는 액상이나 기상으로 된 충진재(331)가 충진되어 있다.
이때, 상기 충진재(331)의 굴절율은 상기 제 1 기판(201)이나 제 2 기판(202)의 굴절율에 대하여 ±10％ 이내의 값, 바람직하게는 동일한 값을 가지므로, 상기 결함 홀(321)이 형성된 부분에서 굴절율 편차에 의한 빛의 난반사를 제거하게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
200...액정 디스플레이 장치 201...제 1 기판
202...제 2 기판 203...제 1 기능층
204...제 2 기능층 210...액정 디스플레이 패널
219...액정층 221...제 1 편광막
222...제 2 편광막 260...백라이트 유니트
321...결함 홀 311...접착제
331...충진재 401...스퀴즈
501...디스펜스 601...진공 챔버

Claims (18)

  1. 복수의 기판이 서로 대향되게 배치되며, 그 사이에 액정층이 형성된 액정 디스플레이 패널;과,
    상기 액정 디스플레이 패널의 하부에 배치되어, 상기 액정 디스플레이 패널로 빛을 조사하는 백라이트 유니트;를 포함하되,
    상기 액정층이 형성된 부분에 대하여 멀어지게 배치된 기판의 표면에 형성된 결함 홀 내에 충진되며, 상기 기판의 표면에 대하여 수평면을 이루도록 충진재가 형성되며,
    상기 충진재와 접하고 상기 충진재를 덮도록 배치되는 접착제가 형성되고, 상기 접착제의 면 중 상기 충진재를 향하는 면의 반대면에 편광막이 부착된 것을 특징으로 하고,
    상기 충진재는 적어도 하나 이상의 기체가 혼합된 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충진재의 굴절율은 상기 기판의 굴절율에 대하여 ±10％ 이내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체는 이산화탄소 가스를 포함하는 액정 디스플레이 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 복수의 기판 내에 액정층이 형성되어서, 화상을 형성하는 것에 관한 것으로서,
    상기 액정층이 형성된 부분에 대하여 멀어지게 배치된 기판의 표면으로부터 형성된 결함 홀 내에 기상의 충진재를 충진하는 단계;
    상기 충진재와 접하고 상기 충진재를 덮도록 배치되는 접착제를 형성하는 단계; 및
    상기 접착제의 면 중 상기 충진재를 향하는 면의 반대면에 편광막을 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 기상의 충진재를 결함홀에 충진하는 단계는 상기 복수의 기판을 기상의 충진재 분위기인 진공 챔버내에 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 기상의 충진재의 굴절율은 상기 기판의 굴절율에 대하여 ±10％ 이내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 충진재는 적어도 하나 이상의 기체가 혼합된 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기체는 이산화탄소 가스를 포함하는 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  18. 삭제
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