KR20180040190A - 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공정이 단순화되고 제조 과정에서의 불량율이 최소화된 디스플레이 장치를 위하여, 제1 방향을 따르는 제1 벤딩축을 기준으로 벤딩된, 하부 기판; 상기 하부 기판과 대향하여 배치되며 상기 하부 기판과 마주보는 제1 면을 갖는, 상부 기판; 상기 하부 기판 상에 배치된, 화소 전극; 상기 화소 전극에 대응하도록 상기 하부 기판 상에 배치된 컬러 필터; 및 상기 컬러 필터의 적어도 일부와 대응하도록 상기 제1 면 상에 배치되며, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장된, 제1 컬럼 스페이서를 구비하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 공정이 단순화되고 제조 과정에서의 불량율이 최소화된 디스플레이 장치에 관한 것이다.
핸드폰, PDA, 컴퓨터, 대형 TV와 같은 각종 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 디스플레이 장치에 대한 요구가 점차 증대하고 있다. 디스플레이 장치 중 액정 디스플레이 장치(LCD; Liquid Crystal Display)는 낮은 전력 소모, 용이한 동화상 표시 및 높은 콘트라스트비 등의 장점을 갖는다.
이러한 액정 디스플레이 장치는 상부 기판 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하며, 액정층에 전기장을 인가함으로써 액정 분자의 배열 방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다. 이러한 액정 디스플레이 장치를 최근 기술 동향에 따라 평판 디스플레이 형태 이외에, 커브드(curved), 플렉서블(flexible) 디스플레이 형태로 다양한 형상을 갖도록 구현된다.
그러나 이러한 종래의 디스플레이 장치에는, 상부 기판과 하부 기판을 접합하는 공정 단계에서 상부 기판과 하부 기판 사이의 얼라인(align)을 맞추기 위해 추가적인 공정이 요구되는 등의 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 공정이 단순화되고 제조 과정에서의 불량율이 최소화된 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 제1 방향을 따르는 제1 벤딩축을 기준으로 벤딩된, 하부 기판; 상기 하부 기판과 대향하여 배치되며 상기 하부 기판과 마주보는 제1 면을 갖는, 상부 기판; 상기 하부 기판 상에 배치된, 화소 전극; 상기 화소 전극에 대응하도록 상기 하부 기판 상에 배치된 컬러 필터; 및 상기 컬러 필터의 적어도 일부와 대응하도록 상기 제1 면 상에 배치되며, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장된, 제1 컬럼 스페이서를 구비하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 직교할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 상부 기판은 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향을 따르는 제2 벤딩축을 기준으로 벤딩될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향과 평행할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 하부 기판은 제1 곡률로 벤딩되고, 상기 상부 기판은 상기 제1 곡률과는 상이한 제2 곡률로 벤딩될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 하부 기판의 제1 곡률은 상기 상부 기판의 제2 곡률보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 화소 전극은 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컬러 필터는 적색 컬러 필터, 청색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 백색 컬러 필터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 제1 컬럼 스페이서와 적어도 일부 영역에서 중첩되지 않을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 컬럼 스페이서는 상기 컬러 필터와 중첩하는 제1 영역 및 중첩하지 않는 제2 영역을 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 제1 컬럼 스페이서의 중앙부에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역을 사이에 두고 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컬러 필터와 상기 제1 컬럼 스페이서 사이에 개재되는 유기막을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 컬럼 스페이서의 상기 제1 영역은 상기 유기막과 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 벤딩축과 평행한 상기 상부 기판의 중심축을 기준으로 상기 제1 컬럼 스페이서에 비해 상대적으로 더 멀리 배치되는 제2 컬럼 스페이서를 더 포함하고, 상기 제2 컬럼 스페이서의 상기 제2 방향을 따르는 제2 길이는 상기 제1 컬럼 스페이서의 상기 제2 방향을 따르는 제1 길이보다 길 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 벤딩축과 평행한 상기 상부 기판의 중심축을 기준으로 상기 제1 컬럼 스페이서에 비해 상대적으로 더 멀리 배치되는 제2 컬럼 스페이서를 더 포함하고, 상기 제2 컬럼 스페이서의 제2 높이는 상기 제1 컬럼 스페이서의 제1 높이보다 높을 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 하부 기판; 상기 하부 기판과 대향하여 배치되며 상기 하부 기판과 마주보는 제1 면을 갖는, 상부 기판; 제1 영역 및 상기 제1 영역과 접하는 제2 영역을 가지며, 상기 상부 기판의 상기 제1 면 상에 배치되는, 컬럼 스페이서; 및 상기 컬럼 스페이서와 상기 제1 영역에서 중첩되도록 상기 하부 기판 상에 배치되는, 컬러 필터를 구비하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 하부 기판은 제1 방향을 따르는 제1 벤딩축을 기준으로 벤딩될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컬럼 스페이서는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역과 대응하는 부분의 두께는 상기 제2 영역과 대응하는 부분의 두께보다 두꺼울 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컬러 필터와 상기 컬럼 스페이서 사이에 개재되는 유기막을 더 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 유기막과 접촉할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공정이 단순화되고 제조 과정에서의 불량율이 최소화된 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치를 A-A선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 1의 B부분을 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3의 디스플레이 장치의 C-C 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 3의 일부를 확대하여 개략적을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 1의 디스플레이 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 도 1의 디스플레이 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치를 A-A선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 1의 B부분을 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3의 디스플레이 장치의 C-C 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 3의 일부를 확대하여 개략적을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 1의 디스플레이 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 도 1의 디스플레이 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
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, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
한편, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 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.
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.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 디스플레이 장치를 A-A선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 관한 디스플레이 장치는 도 1에 도시된 것과 같이 전체적으로 벤딩된 형상을 갖는다. 디스플레이 장치가 전체적으로 벤딩된 형상을 갖는다는 것은, 디스플레이 장치의 하부 기판(100) 및 상부 기판(500)이 벤딩되는 것으로 이해될 수 있다. 이와 같은 벤딩 형태의 디스플레이 장치는 일반적으로 평편한 형태의 기판 상에 각종 층들을 형성한 후, 기판을 벤딩시켜 형성할 수 있으며, 경우에 따라 이미 벤딩된 상태의 기판 상에 각종 층들을 형성할 수도 있다. 다만, 이하 일부 도면에서는 설명의 편의상 디스플레이 장치가 벤딩되지 않은 상태로 도시한다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 도 1에 도시된 것과 같이 일 방향으로 연장된 벤딩축(BAX)을 기준으로 벤딩될 수 있다. 본 실시예에서는 벤딩축(BAX)은 제1 방향(+y 방향)을 따라 연장될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 하부 기판(100) 및 하부 기판(100)에 대향하도록 배치된 상부 기판(500)을 구비한다. 하부 기판(100)과 상부 기판(500) 사이에는 액정층(200)이 개재될 수 있다. 하부 기판(100)은 제1 방향(+y 방향)으로 연장된 제1 벤딩축(BAX1)을 기준으로 벤딩될 수 있다. 상부 기판(500)은 제3 방향(+y 방향)으로 연장된 제2 벤딩축(BAX2)을 기준으로 벤딩될 수 있다. 본 실시예에서 하부 기판(100)의 제1 벤딩축(BAX1)이 연장된 제1 방향(+y 방향)은 상부 기판(500)의 제2 벤딩축(BAX2)이 연장된 제3 방향(+y 방향)과 동일한 방향일 수 있으며, 따라서 제1 벤딩축(BAX1)과 제2 벤딩축(BAX2)은 서로 평행하게 구비될 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 도 2에 도시된 것과 같이 하부 기판(100)과 상부 기판(500)이 커브드(curved)되어 구비될 수 있다. 하부 기판(100)과 상부 기판(500)은 서로 접합된 상태에서 커브드될 수 있으며, 이 경우 하부 기판(100)과 상부 기판(500)의 곡률은 서로 상이할 수 있다. 즉, 하부 기판(100)은 제1 곡률반지름(R1)을 가지며, 상부 기판(500)은 제2 곡률반지름(R2)을 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하부 기판(100)의 제1 곡률반지름(R1)은 상부 기판(500)의 제2 곡률반지름(R2) 보다 작을 수 있다. 이는 다시 말해 하부 기판(100)의 곡률이 상부 기판(500)의 곡률보다 클 수 있다. 즉, 커브드되는 하부 기판(100)과 상부 기판(500)의 곡률의 중심이 하부 기판(100) 측에 가까이 위치하기 때문에 하부 기판(100)의 곡률이 상부 기판(500)의 곡률보다 크게 형성될 수 있다.
도 3은 도 1의 B부분을 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 4는 도 3의 디스플레이 장치의 C-C 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 복수개의 부화소들을 구비할 수 있다. 도 3에서는 각각 다른 색의 광을 방출하는 컬러 필터(300)를 구비한 복수개의 부화소들을 도시하고 있다. 복수개의 부화소들 각각은 화소 영역(P)에 위치할 수 있다. 화소 영역(P)들은 하부 기판(100) 상에 위치할 수 있다.
하부 기판(100)은 가요성 기판일 수 있으며, 내열성 및 내구성이 우수한 플라스틱으로 구성될 수 있다.
하부 기판(100)의 상부에는 하부 기판(100)과 대향하는 상부 기판(500)이 위치할 수 있다. 이러한 하부 기판(100)과 상부 기판(500)은 서로 마주보도록 배치되고, 상부 기판(500)은 하부 기판(100)과 마주보는 제1 면(500a)을 가질 수 있다. 상부 기판(500)은 하부 기판(100)과 마찬가지로 가요성 기판일 수 있으며, 내열성 및 내구성이 우수한 플라스틱으로 구성될 수 있다.
예컨대, 하부 기판(100) 및 상부 기판(500)은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(PA, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI,polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌설파이드(PPS, polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(PAR, polyarylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulosetriacetate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP), 폴리아릴렌에테르술폰(poly(aryleneether sulfone)) 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하부 기판(100) 및 상부 기판(500)은 금속이나 유리 등 다양한 소재로 구성될 수 있다. 하부 기판(100) 및 상부 기판(500)은 동일한 소재로 형성될 수도 있고, 상이한 소재로 형성될 수도 있다.
하부 기판(100) 상에는 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(211) 및 공통 배선(미도시)이 배치된다. 게이트 배선은 일 방향을 따라 연장되며, 게이트 전극(211)은 게이트 배선에 연결된다. 게이트 전극(211)은 게이트 배선으로부터 연장되거나 게이트 배선의 일부일 수 있다.
이러한 게이트 전극(211) 및 게이트 배선은 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 표면 평탄성 그리고 가공성 등을 고려하여, 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
공통 배선은 상기 일 방향을 따라 게이트 배선에 평행하게 연장될 수 있다.
게이트 배선과 게이트 전극(211) 및 공통 배선의 상부에는 게이트 절연막(220)이 배치될 수 있다. 이러한 게이트 절연막(220)은 예컨대, 실리콘옥사이드 및/또는 실리콘나이트라이드 등의 물질로 단층으로 형성되거나 또는 다층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(211) 상부의 게이트 절연막(220) 위에는 반도체층(212)이 배치될 수 있다. 반도체층(212)은 비정질 실리콘의 액티브층(222a)과 불순물이 도핑된 비정질 실리콘 오믹 콘택층(222b)을 포함할 수 있다.
반도체층(212)의 상부에는 소스 전극(214) 및 드레인 전극(216)이 배치될 수 있다. 소스 전극(214) 및 드레인 전극(216)은 반도체층(212) 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 소스 전극(214) 및 드레인 전극(216)이 이격된 사이에는 액티브층(222a)이 일부 노출될 수 있다. 이때 오믹 콘택층(222b)은 소스 전극(214) 및 드레인 전극(216)과 동일한 형상을 갖도록 구비될 수 있다.
이러한 소스 전극(214) 및 드레인 전극(216)은 도전성 등을 고려하여 예컨대, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(211), 반도체층(212), 소스 전극(214) 및 드레인 전극(216)은 박막 트랜지스터를 구성하며, 소스 전극(214) 및 드레인 전극(216) 사이에 노출된 액티브층은 박막 트랜지스터의 채널을 형성한다.
한편, 데이터 배선(미도시)이 소스 전극(214) 및 드레인 전극(216)과 동일한 층에 동일 물질로 구비될 수 있다. 데이터 배선은 상기 일 방향과 교차 또는 수직한 타 방향을 따라 연장되고, 게이트 배선과 교차하여 화소 영역(P)을 정의한다. 데이터 배선은 소스 전극(214)과 연결될 수 있다.
소스 전극(214) 및 드레인 전극(216) 상에는 보호층(230)이 형성된다. 보호층(230)은 예컨대, 실리콘옥사이드 및/또는 실리콘나이트라이드 등의 물질로 단층으로 형성되거나 또는 다층으로 형성될 수 있다.
보호층(230) 상에는 컬러 필터(300)가 배치될 수 있다. 컬러 필터(300)는 화소 영역(P)에 배치되어, 화소 전극에 대응하도록 위치할 수 있다. 컬러 필터(300)는 적색 컬러 필터(300R), 청색 컬러 필터(300B), 녹색 컬러 필터(300G) 및 백색 컬러 필터 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 각각 하나의 화소 영역(P)에 대응할 수 있다. 도 3에서는, +x 방향을 따라 적색 컬러 필터(300R), 녹색 컬러 필터(300G), 청색 컬러 필터(300B)가 순차적으로 배치되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 컬러 필터(300)의 배치 순서는 다양하게 구성될 수 있다.
도시되어 있지는 않으나, 컬러 필터(300) 사이에는 차광층이 배치될 수도 있다.
컬러 필터(300) 상에는 유기막(320)이 배치될 수 있다. 유기막(320)은 컬러 필터(300) 및 박막 트랜지스터 등 각종 소자나 배선들을 보호하는 역할을 할 수 있다. 이러한 유기막(320)은 예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴계 고분자, 폴리스티렌(PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 혼합물 등을 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
한편, 상부 기판(500)의 제1 면(500a) 상에는 컬럼 스페이서(400)(Column Spacer)가 배치될 수 있다. 상부 기판(500)의 제1 면(500a)은 하부 기판(100)을 마주보는 면으로, 컬럼 스페이서(400)는 상부 기판(500)의 제1 면(500a) 상에 형성되고, 컬럼 스페이서(400)가 형성된 면이 하부 기판(100)을 향하도록 상부 기판(500)이 접합됨으로써 형성될 수 있다.
도 3에서는 컬럼 스페이서(400)가 각각의 부화소마다 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 컬럼 스페이서(400)는 일부 부화소에만 배치될 수도 있다.
이러한 컬럼 스페이서(400)는 셀 갭, 즉, 하부 기판(100)과 상부 기판(500) 간의 간격을 유지하는 역할을 할 수 있다. 본 실시예의 컬럼 스페이서(400)는 셀 갭을 유지하는 메인 컬럼 스페이서고, 도시되어 있지는 않지만, 상부 기판(500) 또는 하부 기판(100)에 압력이 가해지는 경우 변형을 방지하기 위한 보조 컬럼 스페이서가 더 배치될 수도 있다. 본 실시예의 컬럼 스페이서(400)는 메인 컬럼 스페이서로 도 4에 도시된 것과 같이 하부 기판(100)의 구조물 중 최 상층부에 배치된 유기막(320)에 직접 컨택하도록 배치될 수 있다. 반면 보조 컬럼 스페이서는 하부 기판(100)의 구조물 중 최 상층부에 배치된 유기막(320)과 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
본 실시예에서 하부 기판(100)의 구조물 중 최 상층부에 유기막(320)이 배치되어 있기 때문에, 컬럼 스페이서(400)가 유기막(320)에 접해 있는 것이며, 다른 실시예로 하부 기판(100) 상에 형성된 구조물 중 최 상층부에 다른 층이 위치한다면, 컬럼 스페이서(400)는 해당 층에 접하도록 구비될 수 있다.
이러한 컬럼 스페이서(400)는 도 3에 도시된 것과 같이, 장축과 단축을 갖는 직사각형의 형상으로 구비될 수 있다. 다만, 컬럼 스페이서(400)의 형상은 직사각형 형상에 제한되는 것은 아니며, 일 방향으로 연장된 장축을 갖는 형상이면 족하다.
본 실시예에 따른 컬럼 스페이서(400)는 제2 방향(+x 방향)을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 제2 방향(+x 방향)은 제1 방향(+y 방향)과 교차하는 방향으로 정의될 수 있으며, 즉, 제1 벤딩축(BAX1)이 연장된 방향과 교차하여 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 제2 방향(+x 방향)은 제1 방향(+y 방향)과 직교할 수 있다. 다시 말해 컬럼 스페이서(400)는 제1 벤딩축(BAX1)이 연장된 방향과 교차하거나 바람직하게는 직교하는 방향을 따라 연장되도록 구비될 수 있다.
도 5는 도 3의 일부를 확대하여 개략적을 도시한 평면도이다.
도 5에서는 도 3의 컬럼 스페이서(400)를 중심으로 그 주변부를 확대하여 도시하고 있다. 한편 도 5에서는 컬럼 스페이서(400)의 일부와 중첩되는 컬러 필터(300)를 도시하고 있으며, 컬러 필터(300)는 적색 컬러 필터, 청색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 백색 컬러 필터 중 적어도 하나 일 수 있다.
도 5 및 도 3을 함께 참조하면, 컬럼 스페이서(400)는 컬러 필터(300)의 적어도 일부 영역과 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 즉, 컬럼 스페이서(400)는 제1 영역(400a)과 제1 영역(400a)과 접하는 제2 영역(400b)을 가질 수 있다. 제1 영역(400a)은 컬럼 스페이서(400)가 컬러 필터(300)와 중첩하는 부분으로 이해될 수 있으며, 제2 영역(400b)은 컬럼 스페이서(400)가 컬러 필터(300)와 중첩하지 않는 부분으로 이해될 수 있다.
상술한 것과 같이, 제1 영역(400a)은 컬럼 스페이서(400)가 컬러 필터(300)와 중첩하는 영역으로 정의되고, 제2 영역(400b)은 컬럼 스페이서(400)가 컬러 필터(300)와 중첩하지 않는 영역으로 정의될 수 있다. 이는 컬러 필터(300)가 화소 영역(P) 상에서 적어도 일부 영역에는 배치되지 않는다는 것으로 이해될 수 있다. 즉, 화소 영역(P)에는 컬러 필터(300)가 배치되지 않는 영역이 존재하며, 이 영역 상에 위치한 컬럼 스페이서(400)의 일부는 제2 영역(400b)으로 정의 된다. 이러한 제2 영역(400b)은 컬러 필터(300)가 존재하지 않기에 컬럼 스페이서(400)와 컬러 필터(300)가 중첩되지 않는 영역일 수 있다. 이와 같은 제1 영역(400a)은 중첩 영역으로, 제2 영역(400b)은 마진 영역으로 정의될 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 중첩 영역인 제1 영역(400a)은 컬럼 스페이서(400)의 중앙부에 위치할 수 있으며, 마진 영역인 제2 영역(400b)은 제1 영역(400a)을 사이에 두고 양 측에 위치할 수 있다. 도 5에서는 제2 영역(400b)이 제1 영역(400a)의 양 측에 동일한 넓이로 구비되어 있으나, 다른 실시예로 제2 영역(400b)은 제1 영역(400a)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 또 다른 실시예로 제2 영역(400b)은 제1 영역(400a)의 양 측에 위치하되 제1 영역(400a)의 일 측에 위치한 제2 영역(400b)과 타 측에 위치한 제2 영역(400b)의 넓이는 서로 상이할 수도 있다.
이러한 컬럼 스페이서(400)는 상술한 것과 같이 하부 기판(100)과 상부 기판(500)의 셀 갭을 유지시켜 주는 기능을 한다. 이를 위해 컬럼 스페이서(400)는 하부 기판(100)의 층들 중 가장 돌출된 부분과 접하도록 형성된다. 본 실시예에 있어서 컬럼 스페이서(400)의 제1 영역(400a)은 하부 기판(100) 상에 위치한 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한 회로부와, 그 상부에 위치한 컬러 필터(300)와 중첩하며, 컬러 필터(300)를 덮는 유기막(320)과 직접 컨택하도록 배치된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 컬럼 스페이서(400)는 상부 기판(500)의 제1 면(500a) 상에 배치된다. 이러한 컬럼 스페이서(400)는 상부 기판(500)에 위치하기 때문에, 도 1과 같이 벤딩되는 형상을 갖는 디스플레이 장치에서는 하부 기판(100)과 상부 기판(500)을 벤딩하는 과정에서 얼라인 불량이 발생할 수 있다. 이는 하부 기판(100)과 상부 기판(500)을 벤딩하는 과정에서 하부 기판(100)의 곡률과 상부 기판(500)의 곡률이 다르게 형성되기 때문이다. 벤딩 전의 하부 기판(100)과 상부 기판(500)의 경우, 하부 기판(100)에 위치한 컬러 필터(300)와 상부 기판(500)에 위치한 컬럼 스페이서(400)가 얼라인되도록 맞추어 놓은 경우라도, 하부 기판(100)과 상부 기판(500)을 벤딩하는 과정에서 곡률이 서로 달라 컬러 필터(300)와 컬럼 스페이서(400)가 서로 어긋나는 경우가 발생하게 된다.
따라서 종래에는 커브드(curved) 디스플레이 장치와 같은 경우 이러한 문제점을 방지하기 위해 하부 기판 상에 컬럼 스페이서를 형성하였다. 그러나 이와 같이 하부 기판 상에 컬럼 스페이서를 형성하는 경우, 하부 기판 상에 형성된 층들 중 최 상층부에 컬럼 스페이서를 형성해야 하는데 하부 기판 상에 형성된 층들 중 최 상층부의 높이가 높을수록 컬럼 스페이서가 주변 하층부로 흘러내려 충분한 높이로 컬럼 스페이서를 형성하기 어렵고, 컬럼 스페이서를 형성하는 최 상층부의 넓이가 충분히 넓지 않으면 또한 컬럼 스페이서가 주변 하층부로 흘려내려 충분한 높이로 컬럼 스페이서를 형성하기 어려운 문제점이 있었다.
이에 본 실시예에 따른 디스플레이 장치에서는 상부 기판(500)에 컬럼 스페이서(400)를 형성하되, 상부 기판(500)과 하부 기판(100)을 벤딩하는 과정에서 컬럼 스페이서(400)의 얼라인 불량을 방지하기 위하여, 컬럼 스페이서(400)가 벤딩축과 교차하는 제2 방향(+x 방향)을 따라 연장된 형상으로 구비할 수 있다.
컬럼 스페이서(400)가 컬러 필터(300)와 중첩하는 제1 영역(400a)은 컬러 필터(300) 상에 위치한 유기막과 접촉하여 하부 기판(100)과 상부 기판(500)의 셀 갭을 유지시켜주는 기능을 할 수 있다. 또한 컬럼 스페이서(400)가 컬러 필터(300)와 중첩하지 않는 제2 영역(400b)은 벤딩 시 컬럼 스페이서(400)의 위치가 이동되어 얼라인이 맞지 않는 경우를 대비한 얼라인 마진 영역이 될 수 있다. 본 실시예와 같이 컬럼 스페이서(400)가 얼라인 마진 영역을 가짐에 따라, 얼라인 불량율을 최소화하면서 커브드 형태의 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
도 6은 도 1의 디스플레이 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6에서는 디스플레이 장치가 커브드된 상태를 도시하고 있다. 상부 기판(500)에는 복수개의 컬럼 스페이서(400)들이 배치되고, 하부 기판(100)에는 복수개의 컬러 필터(300)들이 배치될 수 있다. 복수개의 컬럼 스페이서(400)들과 복수개의 컬러 필터(300)들은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 도 6에서는 하부 기판(100)의 바로 상면에 복수개의 컬러 필터(300)들이 배치된 것으로 도시되어 있으나, 하부 기판(100)과 복수개의 컬러 필터(300) 사이에는 박막트랜지스터를 비롯하여 각종 배선들이 형성된 소자층이 더 배치될 수 있음은 물론이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 제1 컬럼 스페이서(400') 및 제2 컬럼 스페이서(400'')를 포함할 수 있다. 이러한 제2 컬럼 스페이서(400'')는, 상부 기판(500)의 중심축(CAX)을 기준으로 제1 컬럼 스페이서(400')에 비해 상대적으로 더 멀리 배치될 수 있다. 제1 컬럼 스페이서(400') 및 제2 컬럼 스페이서(400'')는 전술한 실시예와 같이 제2 방향(+x 방향)을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 제1 컬럼 스페이서(400')는 상술한 제2 방향(+x 방향)을 따라 연장된 제1 길이(w1)를 가지며, 제2 컬럼 스페이서(400'')는 상술한 제2 방향(+x 방향)을 따라 연장된 제2 길이(w2)를 가질 수 있다. 본 실시예에서는 제2 컬럼 스페이서(400'')의 제2 길이(w2)는 제1 컬럼 스페이서(400')의 제1 길이(w1)에 비해 길게 형성될 수 있다.
즉, 이러한 제1 컬럼 스페이서(400') 및 제2 컬럼 스페이서(400'') 각각의 길이는 상부 기판(500)의 중심축(CAX)을 기준으로 중심축(CAX)에서 멀어질수록 길게 형성될 수 있다. 이때 컬럼 스페이서(400)의 길이라고 함은 제2 방향(+x 방향)을 따라 연장된 길이를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 또한 상부 기판(500)의 중심축(CAX)은 상부 기판(500)의 제2 벤딩축(BAX2)과 평행한 축으로서 상부 기판(500)의 중앙을 지나는 축으로 정의될 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치와 같이 상부 기판(500) 및 하부 기판(100)이 벤딩되는 경우, 상부 기판(500) 및 하부 기판(100)의 중앙부에서 멀어질수록, 즉 중심축(CAX)에서 멀어질수록 상부 기판(500)과 하부 기판(100)의 얼라인 틀어짐이 발생할 확률이 높아진다. 따라서 본 실시예에서는 상부 기판(500)의 중심축(CAX)에서 멀어질수록, 상부 기판(500)에 배치된 컬럼 스페이서(400)의 길이가 점점 길어지도록 구비될 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이 중심축(CAX)에 가깝게 위치한 제1 컬럼 스페이서(400')는 제1 길이(w1)를 갖고, 상대적으로 중심축(CAX)으로부터 멀리 위치한 제2 컬럼 스페이서(400'')는 제2 길이(w2)를 갖는다. 이때 제2 컬럼 스페이서(400'')의 제2 길이(w2)는 제1 컬럼 스페이서(400')의 제1 길이(w1)보다 길게 형성될 수 있다. 제2 컬럼 스페이서(400'')의 제2 길이(w2)가 제1 컬럼 스페이서(400')의 제1 길이(w1)보다 길게 형성됨에 따라, 제2 컬럼 스페이서(400'')는 제1 컬럼 스페이서(400')에 비해 상대적으로 더 긴 마진 영역을 가질 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 것과 같이, 제1 컬럼 스페이서(400')는 하부의 컬러 필터(300)와 중첩되는 제1 영역(w11)과 중첩되지 않는 제2 영역(w12)을 가질 수 있다. 또한 제2 컬럼 스페이서(400'')는 하부의 컬러 필터(300)와 중첩되는 제1 영역(w21)과 중첩되지 않는 제2 영역(w22)을 가질 수 있다. 이 경우 제1 컬럼 스페이서(400')의 제1 영역(w11)과 제2 컬럼 스페이서(400'')의 제1 영역(w21)은 동일할 수 있다. 그러나 제2 컬럼 스페이서(400'')의 제2 길이(w2)가 제1 컬럼 스페이서(400')의 제1 길이(w1)보다 길게 형성됨에 따라, 제2 컬럼 스페이서(400'')의 제2 영역(w22)은 제1 컬럼 스페이서(400')의 제2 영역(w12) 보다 넓게 형성될 수 있다. 따라서 상부 기판(500)의 중심축(CAX)에서 멀어져 상부 기판(500)과 하부 기판(100)의 얼라인이 상대적으로 더 크게 틀어지는 경우라 할 지라도 컬럼 스페이서(400)가 충분한 마진 영역을 확보함에 따라 컬럼 스페이서(400)의 얼라인 불량을 최소화할 수 있다.
도 7은 도 1의 디스플레이 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7에서는 디스플레이 장치가 커브드된 상태를 도시하고 있다. 상부 기판(500)에는 복수개의 컬럼 스페이서(400)들이 배치되고, 하부 기판(100)에는 복수개의 컬러 필터(300)들이 배치될 수 있다. 도 7에서는 하부 기판(100)의 바로 상면에 복수개의 컬러 필터(300)들이 배치된 것으로 도시되어 있으나, 하부 기판(100)과 복수개의 컬러 필터(300) 사이에는 박막트랜지스터(TFT)를 비롯하여 각종 배선들이 형성된 소자층이 더 배치될 수 있음은 물론이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 제1 컬럼 스페이서(400') 및 제2 컬럼 스페이서(400'')를 포함할 수 있다. 이러한 제2 컬럼 스페이서(400'')는, 상부 기판(500)의 중심축(CAX)을 기준으로 제1 컬럼 스페이서(400')에 비해 상대적으로 더 멀리 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하부 기판(100)과 상부 기판(500) 사이의 거리는 상부 기판(500)의 중심축(CAX)을 기준으로 멀어질수록 더 커질 수 있다. 따라서 제2 컬럼 스페이서(400'')가 위치한 부분의 하부 기판(100)과 상부 기판(500) 사이의 거리(d2)는, 제1 컬럼 스페이서(400')가 위치한 부분의 하부 기판(100)과 상부 기판(500) 사이의 거리(d1)보다 클 수 있다. 이는 전술한 것과 같이 하부 기판(100)과 상부 기판(500)의 곡률 차이에서 기인한 것일 수 있다.
제1 컬럼 스페이서(400')는 제1 높이(t1)를 가지며, 제2 컬럼 스페이서(400'')는 제2 높이(t2)를 가질 수 있다. 본 실시예에서는 제2 컬럼 스페이서(400'')의 제2 높이(t2)는 제1 컬럼 스페이서(400')의 제1 높이(t1)에 비해 높게 형성될 수 있다.
즉, 이러한 제1 컬럼 스페이서(400') 및 제2 컬럼 스페이서(400'') 각각의 높이는 상부 기판(500)의 중심축(CAX)을 기준으로 중심축(CAX)에서 멀어질수록 높게 형성될 수 있다. 이때 컬럼 스페이서(400)의 높이라고 함은 Z축을 따라 연장된 두께로서의 높이를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 또한 상부 기판(500)의 중심축(CAX)은 상부 기판(500)의 제2 벤딩축(BAX2)과 평행한 축으로서 상부 기판(500)의 중앙을 지나는 축으로 정의될 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 전술한 것과 같이 상부 기판(500)과 하부 기판(100)의 곡률이 서로 다르게 형성된다. 이 경우 하부 기판(100)의 곡률은 상부 기판(500)의 곡률 보다 크게 형성되며, 이에 따라 상부 기판(500)의 중심축(CAX)을 기준으로 상부 기판(500)과 하부 기판(100) 사이의 간격은 더 멀어진다. 따라서 상부 기판(500)의 중심축(CAX)으로부터 상대적으로 더 멀게 배치된 제2 컬럼 스페이서(400'')의 거리(d2)가 상대적으로 더 가깝게 배치된 제1 컬럼 스페이서(400')의 거리(d1)보다 높게 형성될 수 있다.
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 것 이다.
100: 하부 기판
200: 액정층
230: 보호층
300: 컬러 필터
320: 유기막
400: 컬럼 스페이서
400a: 제1 영역
400b: 제2 영역
400': 제1 컬럼 스페이서
400'': 제2 컬럼 스페이서
500: 상부 기판
500a: 제1 면
200: 액정층
230: 보호층
300: 컬러 필터
320: 유기막
400: 컬럼 스페이서
400a: 제1 영역
400b: 제2 영역
400': 제1 컬럼 스페이서
400'': 제2 컬럼 스페이서
500: 상부 기판
500a: 제1 면
Claims (20)
- 제1 방향을 따르는 제1 벤딩축을 기준으로 벤딩된, 하부 기판;
상기 하부 기판과 대향하여 배치되며 상기 하부 기판과 마주보는 제1 면을 갖는, 상부 기판;
상기 하부 기판 상에 배치된, 화소 전극;
상기 화소 전극에 대응하도록 상기 하부 기판 상에 배치된 컬러 필터; 및
상기 컬러 필터의 적어도 일부와 대응하도록 상기 제1 면 상에 배치되며, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장된, 제1 컬럼 스페이서;
를 구비하는, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 직교하는, 디스플레이 장치. - 제2항에 있어서,
상기 상부 기판은 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향을 따르는 제2 벤딩축을 기준으로 벤딩된, 디스플레이 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제3 방향은 상기 제1 방향과 평행한, 디스플레이 장치. - 제3항에 있어서,
상기 하부 기판은 제1 곡률로 벤딩되고, 상기 상부 기판은 상기 제1 곡률과는 상이한 제2 곡률로 벤딩되는, 디스플레이 장치. - 제5항에 있어서,
상기 하부 기판의 제1 곡률은 상기 상부 기판의 제2 곡률보다 큰, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 화소 전극은 상기 제1 방향을 따라 연장된, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 컬러 필터는 적색 컬러 필터, 청색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 백색 컬러 필터 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 컬러 필터는 상기 제1 컬럼 스페이서와 적어도 일부 영역에서 중첩되지 않는, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 컬럼 스페이서는 상기 컬러 필터와 중첩하는 제1 영역 및 중첩하지 않는 제2 영역을 갖는, 디스플레이 장치. - 제10항에 있어서,
상기 제1 영역은 상기 제1 컬럼 스페이서의 중앙부에 위치하는, 디스플레이 장치. - 제10항에 있어서,
상기 제2 영역은 상기 제1 영역을 사이에 두고 위치하는, 디스플레이 장치. - 제10항에 있어서,
상기 컬러 필터와 상기 제1 컬럼 스페이서 사이에 개재되는 유기막을 더 포함하는, 디스플레이 장치. - 제13항에 있어서,
상기 제1 컬럼 스페이서의 상기 제1 영역은 상기 유기막과 접촉하는, 디스플레이 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제2 벤딩축과 평행한 상기 상부 기판의 중심축을 기준으로 상기 제1 컬럼 스페이서에 비해 상대적으로 더 멀리 배치되는 제2 컬럼 스페이서를 더 포함하고,
상기 제2 컬럼 스페이서의 상기 제2 방향을 따르는 제2 길이는 상기 제1 컬럼 스페이서의 상기 제2 방향을 따르는 제1 길이보다 긴, 디스플레이 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제2 벤딩축과 평행한 상기 상부 기판의 중심축을 기준으로 상기 제1 컬럼 스페이서에 비해 상대적으로 더 멀리 배치되는 제2 컬럼 스페이서를 더 포함하고,
상기 제2 컬럼 스페이서의 제2 높이는 상기 제1 컬럼 스페이서의 제1 높이보다 높은, 디스플레이 장치. - 제1 방향을 따르는 제1 벤딩축을 기준으로 벤딩된, 하부 기판;
상기 하부 기판과 대향하여 배치되며 상기 하부 기판과 마주보는 제1 면을 갖는, 상부 기판;
제1 영역 및 상기 제1 영역과 접하는 제2 영역을 가지며, 상기 상부 기판의 상기 제1 면 상에 배치되는, 컬럼 스페이서; 및
상기 컬럼 스페이서와 상기 제1 영역에서 중첩되도록 상기 하부 기판 상에 배치되는, 컬러 필터;
를 구비하는, 디스플레이 장치. - 제17항에 있어서,
상기 컬럼 스페이서는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되는, 디스플레이 장치. - 제17항에 있어서,
상기 제1 영역과 대응하는 부분의 두께는 상기 제2 영역과 대응하는 부분의 두께보다 두꺼운, 디스플레이 장치. - 제17항에 있어서,
상기 컬러 필터와 상기 컬럼 스페이서 사이에 개재되는 유기막을 더 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 유기막과 접촉하는, 디스플레이 장치.
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