KR20180027701A - 표시패널 - Google Patents

Abstract

본 실시예는, 액티브 영역과 패드영역을 포함하는 하부기판, 상부기판, 액티브 영역과 대응되는 상부기판과 하부기판 사이에 배치되는 복수의 제1 및 제2 스페이서를 포함하고, 액티브 영역의 가장자리 영역에 배치된 제1 스페이서의 상측과 하측은 상부기판과 하부기판에 각각 접촉되며, 액티브 영역의 중앙 영역에 배치된 제2 스페이서의 상측과 하측은 상부기판과 하부기판에 각각 접촉될 수 있다.
본 실시예는, 표시패널의 셀갭 유지를 위해 사용되는 갭스페이서들을 액티브 영역의 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 높이(길이)와 직경을 서로 다르게 함으로써, 표시패널의 셀갭을 일정하게 유지하면서 표시패널의 눌림(터치)에 의한 빛샘 불량을 방지한 효과가 있다.

Description

표시패널{DISPLAY PANEL}

본 실시예는 표시패널 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.

액정표시장치는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor), 화소전극 및 공통전극를 구비한 어레이 기판(하부기판)과 컬러필터층을 구비한 컬러필터 기판(상부기판)이 액정층을 사이에 두고 합착된 구조로 되어 있다.

특히, 액정표시장치는 상부기판과 하부기판 사이가 일정한 셀갭(Cell Gap) 유지 할 수 있도록 상부기판과 하부기판 사이에 배치된 복수의 스페이서들을 포함한다.

또한, 최근에는 액정표시장치의 하부기판 상에 배치되는 공통 전극을 복수의 서브픽셀들과 대응되는 터치전극 형태로 형성한 후, 디스플레이 모드일 경우에는 디스플레이 장치로 사용하고, 터치 모드일 경우에는 터치전극으로 사용하는 인-셀 터치 방식(In-Cell Touch Type)이 제안되고 있다.

액정표시장치는 외부 광원을 표시패널로 공급하고, 액정층의 액정분자에 의해 투과율을 조절하는 방식으로 영상을 디스플레이 하기 때문에 셀갭이 일정하게 유지되지 않으면 빛샘 불량으로 나타나는 문제가 있다.

따라서, 외부 압력에도 액정표시장치의 셀 갭을 일정하게 유지시키기 위해서는 스페이서의 밀도를 높이는 것이 좋으나, 스페이서의 밀도가 높으면 스페이서와 상부기판 또는 하부기판 사이의 마찰로 인하여 얼룩 불량이 발생하는 문제가 있다.

또한, 스페이서의 밀도를 낮추게 되면, 외부 압력(터치)에 의한 표시패널 눌림 현상이 강하게 발생하여 터치 영역의 액정 유동에 따른 황변 불량이 발생하는 문제가 있다.

따라서, 액정표시장치는 균일한 셀 갭을 유지하도록 하면서 터치 영역에서 빛샘 불량(황변 불량)이 발생하지 않는 기술이 요구된다.

본 실시예는, 표시패널의 셀갭 유지를 위해 사용되는 갭스페이서들을 액티브 영역의 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 높이(길이)와 직경을 서로 다르게 함으로써, 표시패널의 셀갭을 일정하게 유지하면서 표시패널의 눌림(터치)에 의한 빛샘 불량을 방지한 표시패널 및 이를 구비한 표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 실시예는, 표시패널의 액티브 영역을 복수의 액티브 영역으로 분할 한 후, 각 분할된 액티브 영역에 배치되는 스페이서들의 길이(높이)와 직경을 다르게 함으로써, 스페이서들의 밀도를 줄이면서 표시패널 눌림에 따른 황변 불량을 방지한 표시패널 및 이를 구비한 표시장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

본 실시예들에 따른 표시패널은, 복수의 서브픽셀들이 구획된 액티브 영역과 액티브 영역 둘레를 따라 구획된 패드영역을 포함하는 하부기판, 하부기판의 액티브 영역과 대응되도록 배치된 상부기판, 액티브 영역은 복수의 영역으로 분할되고, 액티브 영역과 대응되는 상부기판과 하부기판 사이에 배치되는 복수의 제1 및 제2 스페이서를 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 제1 및 제2 스페이서들은 각 분할 영역별로 서로 다른 높이와 직경을 가질 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 액티브 영역의 가장자리 영역에 배치된 제1 스페이서의 상측과 하측은 상부기판과 하부기판에 각각 접촉될 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 액티브 영역의 중앙 영역에 배치된 제2 스페이서의 상측과 하측은 상부기판과 하부기판에 각각 접촉될 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 상부기판과 하부기판 사이에는 복수의 제3 스페이서를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 제3 스페이서의 상측은 상부기판과 접촉되며, 하측은 하부기판과 이격될 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 액티브 영역의 중앙 영역은 액티브 영역의 전체 면적의 10~90% 범위에서 설정될 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 제2 스페이서의 높이는 제1 스페이서의 높이에서 0.1㎛~셀갭의 (30%)㎛ 범위만큼 클 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 제2 스페이서의 직경은 제1 스페이서의 직경보다 클 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 상부기판은 블랙매트릭스와 컬러필터층을 포함하는 컬러필터 기판일 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 하부기판은 박막 트랜지스터, 화소전극 및 공통전극을 포함하는 어레이 기판일 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 제1 스페이서의 상측은 상부기판의 블랙매트릭스와 대응되는 오버코트층과 접촉되고, 제1 스페이서의 하측은 하부기판의 데이터 라인과 대응되는 보호막과 접촉될 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 제2 스페이서의 상측은 상부기판의 블랙매트릭스와 대응되는 오버코트층과 접촉되고, 제2 스페이서의 하측은 하부기판의 데이터 라인과 대응되는 보호막과 접촉될 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 복수의 서브픽셀들이 구획된 액티브 영역과 액티브 영역 둘레를 따라 구획된 패드영역을 포함하는 하부기판, 하부기판의 액티브 영역과 대응되도록 배치된 상부기판을 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 액티브 영역은 복수의 영역으로 분할되고, 액티브 영역과 대응되는 상부기판과 하부기판 사이에 배치된 복수의 스페이서를 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 복수의 스페이서는 액티브 영역의 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 높이와 밀도가 증가할 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 복수의 스페이서의 상측과 하측은 상부기판과 하부기판에 각각 접촉될 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시패널은, 표시패널의 셀갭을 일정하게 유지하면서 표시패널의 눌림(터치)에 의한 빛샘 불량을 방지할 수 있다.

본 실시예에 따른 표시패널은, 표시패널의 셀갭 유지를 위해 사용되는 갭스페이서들을 액티브 영역의 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 높이(길이)와 직경을 서로 다르게 함으로써, 표시패널의 셀갭을 일정하게 유지하면서 표시패널의 눌림(터치)에 의한 빛샘 불량을 방지한 효과가 있다.

또한, 본 실시예에 따른 표시패널은, 표시패널의 액티브 영역을 복수의 액티브 영역으로 분할 한 후, 각 분할된 액티브 영역에 배치되는 스페이서들의 길이(높이)와 직경을 다르게 함으로써, 스페이서들의 밀도를 줄이면서 표시패널 눌림에 따른 황변 불량을 방지한 효과가 있다.

도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2 및 도 3은 표시장치에 배치된 스페이서의 밀도가 높은 경우와 낮은 경우의 표시패널 단면도들이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 표시장치의 표시패널을 도시한 평면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 실시예들에 따라 표시패널 내에 배치되는 스페이서들의 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 실시예들에 따른 표시장치에서 셀 갭 유지에 사용되는 제1 스페이서와 제2 스페이서의 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 실시예들에 따른 표시장치에서 눌림 불량 방지를 위해 사용되는 제3 스페이서의 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 실시예에 따른 표시장치에서 셀 갭 유지에 사용되는 스페이서들의 높이와 직경 변화를 도시한 그래프이다.
도 12는 본 실시예에 다른 표시장치에서 표시패널의 터치에 따라 황변 불량이 개선된 모습을 도시한 도면이다.
도 13은 본 실시예들에 따른 표시장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 서브픽셀(SP: Sub Pixel)이 배치된 표시패널(110)과, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 소스 드라이버(120)와, 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 스캔 드라이버(130)와, 소스 드라이버(120) 및 스캔 드라이버(130)를 제어하는 컨트롤러(140) 등을 포함한다.

컨트롤러(140)는, 소스 드라이버(120) 및 스캔 드라이버(130)로 각종 제어신호를 공급하여, 소스 드라이버(120) 및 스캔 드라이버(130)를 제어한다.

이러한 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 소스 드라이버(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 구동 데이터(DATA)를 출력하고, 스캔 신호에 맞춰 적당한 시간에 디스플레이 구동 데이터를 통제한다.

소스 드라이버(120)는, 다수의 데이터 라인(DL)으로 구동 데이터 전압(Vdata)을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 소스 드라이버(120)는 '데이터 드라이버'라고도 한다.

스캔 드라이버(130)는, 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 스캔 드라이버(130)는 '게이트 드라이버'라고도 한다.

스캔 드라이버(130)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다.

소스 드라이버(120)는, 스캔 드라이버(130)에 의해 특정 게이트 라인이 열리면, 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.

소스 드라이버(120)는, 도 1에서는 표시패널(110)의 일측(예: 상측 또는 하측)에만 위치하고 있으나, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라서, 표시패널(110)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.

스캔 드라이버(130)는, 도 1에서는 표시패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치하고 있으나, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라서, 표시패널(110)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.

전술한 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.

컨트롤러(140)는, 소스 드라이버(120) 및 스캔 드라이버(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 DE 신호, 클럭 신호 등의 타이밍 신호를 입력 받아, 각종 제어 신호들을 생성하여 소스 드라이버(120) 및 스캔 드라이버(130)로 출력한다.

예를 들어, 컨트롤러(140)는, 스캔 드라이버(130)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS: Gate Control Signal)를 출력한다.

또한, 컨트롤러(140)는, 소스 드라이버(120)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS: Data Control Signal)를 출력한다.

소스 드라이버(120)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터 라인을 구동할 수 있다.

각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 쉬프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer), 감마전압 생성부 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 표시장치는 액정이 충진된 액정표시장치일 수 있다. 또한, 하부기판에 화소전극과 공통전극이 배치되는 IPS(In-Plane Swithchin Mode) 구조 또는 FFS(Fringe Field Switching Mode) 구조일 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 표시장치는 하부기판 상에 배치된 공통전극이 복수의 서브픽셀들과 대응되는 터치전극으로 구성되는 인-셀 터치 방식(In-Cell Touch Type) 표시장치일 수 있다.

본 실시예에 따른 표시패널 및 이를 구비한 표시장치는, 표시패널의 셀갭 유지를 위해 사용되는 갭스페이서들의 밀도를 낮추면서, 표시패널의 셀갭을 일정하게 유지할 수 있도록 한 효과가 있다.

또한, 본 실시예에 따른 표시패널 및 이를 구비한 표시장치는, 표시패널의 액티브 영역의 중앙 영역과 가장자리 영역에 대한 갭스페이서들의 밀도를 다르게 함으로써, 갭스페이서의 밀도를 낮추면서 표시패널의 눌림에 의해 발생되는 빛샘 불량을 방지한 효과가 있다.

도 2 및 도 3은 표시장치에 배치된 스페이서의 밀도가 높은 경우와 낮은 경우의 표시패널 단면도들이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 표시장치의 표시패널은 하부기판(M1)과 상부기판(M2)이 액정층(LC)을 사이에 두고 합착된다. 하부기판(M1)과 상부기판(M2) 사이에는 균일한 셀 갭(Cell Gap) 유지를 위해 스페이서(S)들이 배치된다.

도 2의 스페이서(S) 밀도는 도 3의 스페이서(S) 밀도보다 큰 경우이다. 이와 같이, 스페이서(S) 밀도가 크면 터치(외부 압력 또는 터치 표시장치의 터치를 포함)에 의해 표시패널이 눌리더라도 일정한 셀 갭을 유지할 수 있는 장점이 있다.

하지만, 표시패널에 배치되는 스페이서(S)의 밀도가 높게 되면 액정층(LC)의 액정들이 유동하기 어렵기 때문에 액정이 충진되지 않는 공간들이 다수 발생할 확률이 높아지는 문제가 있다.

표시패널 내에 액정이 충진되지 않은 공간들이 다수 발생하면, 빈공간 영역의 고정에너지(Anchoring Energy)가 감소하여 배향막이 액정을 고정하는 힘이 약해진다. 이로 인하여, 액정의 질서(Orderness)가 변동하여 터치에 의한 빛샘 불량이 심해진다.

또한, 스페이서(S)의 밀도가 높으면 스페이서들(S)과 상부기판(M2) 또는 하부기판(M1)의 접촉 면적이 증가하게 되어 터치 빛샘 불량이 발생한다.

또한, 도 3에서와 같이, 표시패널의 스페이서(S) 밀도가 낮으면 표시패널 내의 액정 충진 특성은 향상되지만, 터치로 눌려진 표시패널 영역에서 액정 유동에 따른 셀 갭 변화로 인한 황변 현상이 발생하는 문제가 있다.

본 실시예들에 따른 표시장치는, 표시패널의 액티브 영역을 복수의 영역으로 구분한 후, 각 영역에 배치되는 스페이서의 높이(길이)와 직경을 다르게 함으로써, 표시패널에 배치되는 갭스페이서의 밀도를 줄이면서 셀갭을 일정하게 유지한 효과가 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시장치는, 표시패널에 배치되는 갭스페이서의 밀도를 줄이면서 표시패널 눌림에 따른 황변 불량을 방지한 효과가 있다.

도 4는 본 실시예들에 따른 표시장치의 표시패널을 도시한 평면도이고, 도 5 내지 도 7은 본 실시예들에 따라 표시패널 내에 배치되는 스페이서들의 배치 구조를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시장치의 표시패널(110)은, 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 구획되는 복수의 서브픽셀들이 배치되는 액티브 영역(A/A)과, 게이트 라인(GL)으로부터 연장된 게이트 패드들과 데이터 라인(DL)으로부터 연장된 데이터 패드들이 배치된 패드영역(PA)을 포함한다.

표시장치가 터치 표시장치인 경우에는 패드영역(PA)에 센싱라인으로부터 연장된 센싱 패드들을 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 표시장치를 액티브 영역(A/A)의 가장자리 영역에서 중앙 영역 방향으로 복수의 액티브 영역들로 분할한다. 예를 들어, 액티브 영역(A/A) 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 제1 액티브 영역(A1), 제2 액티브 영역(A2), 제3 액티브 영역(A3) 및 제4 액티브 영역(A4)으로 분할(구분)할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 액티브 영역(A/A)의 중앙 영역은 가장자리 영역에 배치되는 제1 액티브 영역(A1)을 제외한 영역에서 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 제2 내지 제4 액티브 영역들(A2, A3, A4)을 중앙 영역으로 하고, 제1 액티브 영역(A1)을 가장자리 영역으로 할 수 있다.

또한, 중앙 영역을 제3 및 제4 액티브 영역들(A3, A4)로 하고, 제1 및 제2 액티브 영역(A1, A2)을 가장자리 영역으로 할 수 있다.

또한, 중앙 영역을 제4 액티브 영역(A4)으로 하고, 제1 내지 제3 액티브 영역들(A1, A2, A3)을 가장자리 영역으로 할 수 있다.

따라서, 본 실시예들에 따른 표시장치의 중앙 영역의 면적은 액티브 영역(A/A)의 전체 면적의 10~90% 범위에서 정의될 수 있다. 예를 들어, 중앙 영역의 면적이 90%인 경우에는 제2 내지 제4 액티브 영역들(A2, A3, A4)의 면적이 액티브 영역(A/A)의 90%에 해당하고 가장자리 영역은 제1 액티브 영역(A1)이 된다.

이때, 제1 액티브 영역(A1)의 면적은 액티브 영역(A/A)의 전체 면적의 10%로 형성된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시패널은 하부기판(BS), 상부기판(US), 상부기판(US)과 하부기판(BS) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함한다. 상부기판(US)은 컬러필터층과 블랙매트릭스를 포함하는 컬러필터 기판일 수 있고, 하부기판(BS)은 박막 트랜지스터, 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 화소전극 및 공통전극을 포함하는 어레이 기판일 수 있다.

또한, 하부기판(BS)은 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 구획되는 복수의 서브픽셀들과 대응되는 액티브 영역(A/A)과 액티브 영역(A/A) 둘레를 따라 배치되는 패드영역(PA)을 포함할 수 있다.

이때, 상부기판(US)은 하부기판(BS)의 액티브 영역(A/A)과 대응되도록 합착될 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시장치는, 상부기판(US)과 하부기판(BS) 사이에 셀갭 유지를 위한 제1 및 제2 스페이서(S1, S2), 눌림 불량 방지를 위한 제3 스페이서(S3)를 포함한다.

제1 스페이서(S1)는 표시패널(110)의 가장자리 영역에 배치되는 갭스페이서(컬럼 스페이서)이고, 제2 스페이서는 표시패널의 중앙 영역에 배치되는 갭스페이서(컬럼 스페이서)일 수 있다.

또한, 제3 스페이서(S3)는 제1 및 제2 스페이서들(S1, S2) 사이에 배치되는 눌림스페이서일 수 있고, 제3 스페이서는 제1 및 제2 스페이서들(S1, S2) 보다 짧은 길이(높이)를 가질 수 있다.

따라서, 갭스페이서 역할을 하는 제1 및 제2 스페이서들(S1, S2)은 상부기판(US)과 하부기판(BS)과 접촉하고, 눌림스페이서 역할을 하는 제3 스페이서(S3)는 상부기판(US) 또는 하부기판(BS) 중 어느 하나의 기판과 접촉될 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시패널(110)은 제1 스페이서(S1)들이 액티브 영역(A/A)의 가장자리 영역, 여기서는 제1 및 제2 액티브 영역(A1, A2)에 배치되고, 제2 스페이서(S2)들은 액티브 영역(A/A)의 중앙 영역, 여기서는 제3 및 제4 액티브 영역(A3, A4)에 배치된다. 하지만, 전술한 바와 같이, 액티브 영역(A/A)의 중앙 영역과 가장자리 영역은 다양하게 정의될 수 있다.

갭스페이서 역할을 하는 제1 스페이서(S1)와 제2 스페이서(S2)는 길이(높이)가 같거나 다를 수 있다. 본 실시예에서는 표시패널(110)의 중앙 영역에 배치되는 제2 스페이서(S2)의 높이(길이)가 가장자리 영역에 배치되는 제1 스페이서(S1)의 높이(길이) 보다 크게 형성될 수 있다.

제2 스페이서(S2)의 높이(길이)는 제1 스페이서(S1)의 길이(높이)에서 0.1㎛~(셀 갭의 30%)㎛ 범위에서 더 길게 형성될 수 있다. 예를 들어, 셀갭(Cell Gap)이 3.0㎛일 경우, 중앙 영역에 배치되는 제2 스페이서(S2)의 높이는 가장자리 영역에 배치되는 제1 스페이서(S1)의 높이보다 0.1~0.9㎛ 클 수 있다.

왜냐하면, 액티브의 중앙 영역과 가장자리 영역에 배치된 스페이서의 차이가 상기 설정 범위를 초과하면 액티브 영역의 가장자리 영역에 배치되는 제1 스페이서(S1)가 상부기판(US)과 하부기판(BS)과 접촉이 어려워지기 때문입니다. 또한, 스페이서의 차이가 상기 설정 범위 미만이 되면 스페이서의 액티브 영역에 대한 각 영역별 길이(높이)와 직경을 다르게 하여 셀갭을 일정하게 유지하면서 눌림 불량을 방지하는 효과를 얻을 수 없다.

또한, 본 실시예에서는 표시패널(110)의 중앙 영역에 배치되는 제2 스페이서(S2)의 직경이 가장자리 영역에 배치되는 제1 스페이서(S1)의 직경 보다 크게 형성될 수 있다.

제2 스페이서(S2)의 직경은 제1 스페이서(S1)의 직경에서 제1 스페이서(S1)의 직경에서 제1 스페이서(S1)의 직경의 2.0배의 범위에서 더 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 가장자리 영역에 배치되는 제1 스페이서(S1)의 직경이 10.0㎛인 경우, 중앙 영역에 배치되는 제2 스페이서(S2)의 직경은 제1 스페이서(S1)의 직경보다 2.0~10.0㎛ 더 크게 형성될 수 있다. 따라서, 제2 스페이서(S2)의 직경은 12.0㎛에서 20.0㎛로 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 표시장치는, 표시패널 내에 배치되는 제1 및 제2 스페이서(S1, S2)의 전체 밀도를 0.66ppm(parts per million) 이하로 하여 셀갭 유지를 위한 스페이서들의 밀도를 낮게 하는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 표시장치는, 표시패널의 액티브 영역의 중앙 영역에 배치되는 제2 스페이서(S2)의 직경과 길이(높이)를 가장자리 영역에 배치되는 제1 스페이서(S1) 보다 크게 함으로써, 스페이서의 밀도를 낮추면서 터치에 의한 표시패널 눌림에 의해 발생하는 빛샘 불량을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 표시장치는, 표시패널 내에 배치되는 갭스페이서들(S1, S2)의 밀도가 액티브 영역 별로 서로 다르기 때문에 스페이서의 밀도가 낮아지지만 셀갭을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 6 및 도 7은 본 실시예에 따른 도 5와 다른 표시패널 구조를 도시한 것이다. 도 5와 같이, 액티브 영역(A/A)의 가장자리 영역에 배치되는 제1 스페이서(S1)와 동일한 직경을 갖고 길이(높이)만 다른 제1 스페이서들(S1a, S1b, S1c)을 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 순차적으로 배치할 수 있다.

표시패널(110)의 중앙 영역에 배치되는 스페이서(S1c)와 가장자리 영역에 배치되는 스페이서(S1a)의 길이차이는 도 5에서 설명한 설계 범위를 기준으로 각 액티브 영역별로 다른 설계 범위를 적용한다(0.1㎛~ 표시패널 셀갭의 30% ㎛ 범위).

도 7을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치는, 표시패널의 가장자리 영역(A1)에서 중앙 영역(A4)으로 갈수록 스페이서의 길이(높이)와 직경이 순차적으로 증가하는 형태의 제4 스페이서들(S4a, S4b, S4c)이 배치될 수 있다.

도 7과 같이, 스페이서의 직경이 가장자리 영역에서 중앙 영역 방향으로 갈수록 순차적으로 증가하기 때문에 표시패널의 가장자리 영역보다 중앙 영역에서의 스페이서 밀도가 증가한다고 볼 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 표시패널 및 이를 구비한 표시장치는, 표시패널의 셀갭 유지를 위해 사용되는 갭스페이서들을 액티브 영역의 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 높이(길이)와 직경을 서로 다르게 함으로써, 표시패널의 셀갭을 일정하게 유지하면서 표시패널의 눌림(터치)에 의한 빛샘 불량을 방지한 효과가 있다.

또한, 본 실시예에 따른 표시패널 및 이를 구비한 표시장치는, 표시패널의 액티브 영역을 복수의 액티브 영역으로 분할한 후, 각 분할된 액티브 영역에 배치되는 스페이서들의 길이(높이)와 직경을 다르게 함으로써, 스페이서들의 밀도를 줄이면서 표시패널 눌림에 따른 황변 불량을 방지한 효과가 있다.

도 8은 본 실시예들에 따른 표시장치에서 셀갭 유지에 사용되는 제1 스페이서와 제2 스페이서의 배치 구조를 도시한 도면이고, 도 9는 본 실시예들에 따른 표시장치에서 눌림 불량 방지를 위해 사용되는 제3 스페이서의 배치 구조를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시장치는 하부기판(BS), 상부기판(US) 및 액정층(LC)을 포함한다. 하부기판(BS)는 제1기판(800), 제1기판(800) 상에 게이트 절연막(802), 데이터 라인(DL), 평탄화막(804), 공통전극(810), 보호막(811) 및 화소전극(812)이 순차적으로 적층될 수 있다.

상부기판(US)은 제2기판(900), 제2기판(900) 상에 블랙매트릭스(BM), 컬러필터층(910) 및 오버코트층(920)을 포함한다. 블랙매트릭스(BM)는 하부기판(BS)의 게이트 라인, 박막 트랜지스터, 데이터 라인과 중첩되도록 배치될 수 있다.

도 5에서 캡스페이서 역할을 하는 제1 및 제2 스페이서(S1, S2)는 상부기판(US)의 블랙매트릭스(BM)와 대응되는 오버코트층(920) 상에 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 스페이서(S1, S2)의 하측은 하부기판(BS) 상의 데이터 라인(DL), 박막 트랜지스터 또는 게이트 라인(GL)과 대응되는 보호막(168) 상에 위치할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따라 표시패널에 배치되는 제1 및 제2 스페이서(S1, S2)의 상측은 상부기판(US)의 블랙매트릭스(BM)와 대응되는 오버코트층(920)과 접촉하고, 하측은 하부기판(BS)의 보호막(168)과 접촉할 수 있다.

표시패널의 가장자리 영역에 배치되는 제1 스페이서(S1)의 직경(D1)과 중앙 영역에 배치되는 제2 스페이서(S2)의 직경(D2) 차이는 도 5에서 설명한 범위에서 서로 다를 수 있다(제2 스페이서(S2)의 직경은 제1 스페이서(S1)의 직경(D1)과 동일하거나 제1 스페이서(S1) 직경(D1)의 2.0배의 범위에서 설정).

도 9를 참조하면, 도 5에서 설명한 제3 스페이서(S3)는 상부기판(US)의 블랙매트릭스(BM)와 대응되는 오버코트층(920) 상에 형성될 수 있고, 제3 스페이서(S3)의 상측은 오버코트층(920)과 접촉하고, 하측은 하부기판(BS)의 보호막(811)과 접촉하지 않도록 소정거리 이격되도록 형성될 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 실시예에 따른 표시장치에서 셀갭 유지에 사용되는 스페이서들의 높이와 직경 변화를 도시한 그래프이고, 도 12는 본 실시예에 다른 표시장치에서 표시패널의 터치에 따라 황변 불량이 개선된 모습을 도시한 도면이다.

도 5와 함께 도 10을 참조하면, 본 실시예들에 따라 표시패널에 배치되는 갭스페이서(제1 및 제2 스페이서(S1, S2))의 높이 차(ΔH)는 표시패널의 가장자리 영역의 제1 액티브 영역(A1)에서 중앙 영역 방향의 제4 액티브 영역(A4)으로 갈수록 순차적으로 커지게 설계할 수 있다.

즉, 도 5에 도시된 제1 스페이서(S1)로부터 제2 스페이서(S2)로 진행할수록 설정된 범위 내에서 스페이서의 길이가 순차적으로 커지게 설계할 수 있다.

또한, 도 5와 함께 도 11을 참조하면, 본 실시예들에 따라 표시패널에 배치되는 갭스페이서(제1 및 제2 스페이서(S1, S2))의 직경(CD)은 표시패널의 제1 액티브 영역(A1)에서 제4 액티브 영역(A4)으로 갈수록 계단 형태로 커지도록 설계할 수 있다.

예를 들어, 제1 액티브 영역(A1)에서 제2 액티브 영역(A2)으로 진입할 때, 제2 액티브 영역(A2)에서 제3 액티브 영역(A3)으로 진입할 때, 제3 액티브 영역(A3)에서 제4 액티브 영역(A4)으로 진입할 때, 스페이서 직경이 순차적으로 증가하도록 설계할 수 있다.

도 12를 참조하면, 종래 표시장치에서는 갭스페이서의 밀도를 낮출 경우, 터치가 이루어지는 표시패널의 액티브 영역에서 황변 불량이 발생하였지만, 본 실시예들에 따른 표시장치에서는 터치(눌림)에 의한 황변 현상이 발생하지 않은 것을 볼 수 있다.

특히, 황변 불량은 액티브 영역 가장자리 테두리 영역을 따라 발생하고, 이후 황변 불량이 심화될 경우, 액티브 영역의 중앙 영역까지 확장된다.

본 실시예들에 따른 표시장치는 액티브 영역(A/A)의 가장자리 영역을 기준으로 중앙 영역으로 갈수록 스페이서의 높이(H)와 직경을 다르게 함으로써, 스페이서의 밀도를 낮은 상태에서도 터치에 의한 황변 불량이 발생되지 않는다.

도 13은 본 실시예들에 따른 표시장치의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도 13을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치 제조 방법은, 박막 트랜지스터, 화소전극 및 공통전극이 형성된 하부기판과 컬러필터층이 형성된 상부기판을 형성하는 단계(S1301)와, 하부기판 또는 상부기판 상에 도 5 내지 도 7에서 설명한 바와 같이, 제1 내지 제3 스페이서(S1, S2, S3) 또는 제4 스페이서(S4)를 형성하는 단계(S1302)와, 상부기판과 하부기판을 액정층을 사이에 두고 합착하는 단계(S1303)를 포함한다.

여기서, 도 5 내지 도 7에서 설명한 바와 같이, 제1 내지 제3 스페이서(S1, S2, S3) 또는 제4 스페이서(S4)를 형성할 때, 복수의 단일 마스크를 반복하여(각 마스크와 형성될 스페이서와 대응) 형성하거나 멀티톤 마스크를 이용하여 단일 공정으로 형성할 수 있다.

본 실시예에 따른 표시패널 및 이를 구비한 표시장치는, 표시패널의 셀갭 유지를 위해 사용되는 갭스페이서들을 액티브 영역의 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 높이(길이)와 직경을 서로 다르게 함으로써, 표시패널의 셀갭을 일정하게 유지하면서 표시패널의 눌림(터치)에 의한 빛샘 불량을 방지한 효과가 있다.

또한, 본 실시예에 따른 표시패널 및 이를 구비한 표시장치는, 표시패널의 액티브 영역을 복수의 액티브 영역으로 분할 한 후, 각 분할된 액티브 영역에 배치되는 스페이서들의 길이(높이)와 직경을 다르게 함으로써, 스페이서들의 밀도를 줄이면서 표시패널 눌림에 따른 황변 불량을 방지한 효과가 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 유기발광 표시장치
110: 표시패널
120: 소스 드라이버
130: 스캔 드라이버
140: 컨트롤러
S1: 제1 스페이서
S2: 제2 스페이서
S3: 제3 스페이서
BS: 하부기판
US: 상부기판

Claims (9)

1. 복수의 서브픽셀들이 구획된 액티브 영역과 액티브 영역 둘레를 따라 구획된 패드영역을 포함하는 하부기판;
   상기 하부기판의 액티브 영역과 대응되도록 배치된 상부기판; 및
   상기 액티브 영역은 복수의 영역으로 분할되고, 상기 액티브 영역과 대응되는 상부기판과 하부기판 사이에 배치되는 복수의 제1 및 제2 스페이서를 포함하며,
   상기 제1 및 제2 스페이서들은 각 분할 영역별로 서로 다른 높이와 직경을 가지며,
   상기 액티브 영역의 가장자리 영역에 배치된 제1 스페이서의 상측과 하측은 상기 상부기판과 하부기판에 각각 접촉되며,
   상기 액티브 영역의 중앙 영역에 배치된 제2 스페이서의 상측과 하측은 상기 상부기판과 하부기판에 각각 접촉되는 표시패널.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상부기판과 하부기판 사이에는 복수의 제3 스페이서를 더 포함하고, 상기 제3 스페이서의 상측은 상기 상부기판과 접촉되며, 하측은 상기 하부기판과 이격된 표시패널.
3. 제1항에 있어서,
   상기 액티브 영역의 중앙 영역은 상기 액티브 영역의 전체 면적의 10~90% 범위에서 설정되는 표시패널.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 스페이서의 높이는 상기 제1 스페이서의 높이에서 0.1㎛~셀갭의 (30%)㎛ 범위만큼 큰 표시패널.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 스페이서의 직경은 상기 제1 스페이서의 직경보다 큰 표시패널.
6. 제1항에 있어서,
   상기 상부기판은 블랙매트릭스와 컬러필터층을 포함하는 컬러필터 기판이고,
   상기 하부기판은 박막 트랜지스터, 화소전극 및 공통전극을 포함하는 어레이 기판인 표시패널.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 스페이서의 상측은 상기 상부기판의 블랙매트릭스와 대응되는 오버코트층과 접촉되고, 상기 제1 스페이서의 하측은 상기 하부기판의 데이터 라인과 대응되는 보호막과 접촉되는 표시패널.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제2 스페이서의 상측은 상기 상부기판의 블랙매트릭스와 대응되는 오버코트층과 접촉되고, 상기 제2 스페이서의 하측은 상기 하부기판의 데이터 라인과 대응되는 보호막과 접촉되는 표시패널.
9. 복수의 서브픽셀들이 구획된 액티브 영역과 액티브 영역 둘레를 따라 구획된 패드영역을 포함하는 하부기판;
   상기 하부기판의 액티브 영역과 대응되도록 배치된 상부기판; 및
   상기 액티브 영역은 복수의 영역으로 분할되고, 상기 액티브 영역과 대응되는 상부기판과 하부기판 사이에 배치되는 복수의 스페이서를 포함하며,
   상기 복수의 스페이서는 상기 액티브 영역의 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 높이와 밀도가 증가하고,
   상기 복수의 스페이서의 상측과 하측은 상기 상부기판과 하부기판에 각각 접촉되는 표시패널.

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