KR100589471B1 - 반사형 액정 디스플레이 장치_ - Google Patents

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Abstract

흡광이 버스 라인이 형성된 하부판에서 이루어지도록 반사화소의 구조를 변경하고, 반사 화소 사이의 버스 라인에 의한 빛 반사 현상을 제거하기 위하여 반사판 하부에 버스 라인을 배치한 반사형 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 반사 화소 영역 별로 컬러 필터가 형성된 상부 기판과, 소정 버스 라인들이 투명 기판 상에 패터닝되고, 그 상부에 유기 절연막이 형성되며, 유기 절연막 상에 상기 컬러 필터에 대응되는 위치에 소정 형상의 반사막이 패터닝된 하부 기판 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 주입되어 봉합되는 액정을 구비하여 이루어지고, 상기 버스 라인들의 패턴은 상기 반사막 하부에 형성된다.
따라서, 버스 라인들이 반사판 하부에 형성됨으로써 반사 화소 사이의 버스 라인에 의한 빛 반사 현상이 방지되며, 블랙 매트릭스가 제거된 흡광 구조를 가짐으로써 반사 화소의 유효 반사면이 증가되는 효과가 있고, 공정이 간소화되는 효과가 있다.

Description

반사형 액정 디스플레이 장치
본 발명은 반사형 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡광이 버스 라인이 형성된 하부판에서 이루어지도록 반사화소의 구조를 변경하고, 반사 화소 사이의 버스 라인에 의한 빛 반사 현상 제거하기 위하여 반사판 하부에 버스 라인을 배치한 반사형 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 노트북 컴퓨터나 데스크탑 컴퓨터의 모니터나 영상기기 또는 제어기기의 모니터 용으로 액정 디스플레이 장치가 많이 이용되고 있다.
일반적인 액정 디스플레이 장치는 액정 패널과 백라이트 어셈블리와 전원 장치 및 기타 인터페이스 보드 등으로 구성되며, 백라이트 어셈블리의 구성은 필수적이다.
액정패널은 투명한 두 장의 상부판과 하부판 사이에 액정을 봉입하고, 이들 판 사이에 전기장을 형성함으로써 액정입자의 배열 상태를 변화시켜서 광의 투과도를 달리함으로써 소정 화면을 디스플레이하는 것이다. 액정은 비 발광체이고 광의 투과를 조절하는 역할을 하는 것이므로 광을 공급하는 전술한 백라이트 어셈블리의 구성이 필수적이며, 이와 더불어 백라이트 어셈블리의 구동을 위한 전력 소모도 필수적으로 이루어진다.
액정 디스플레이 장치는 전체 외관을 슬림화하고 무게를 경량화하는 방향으로 기술의 개발이 이루어지고 있으며, 백라이트 어셈블리의 구성은 한계 요인으로 작용된다. 그리고 백라이트 어셈블리의 전력 소모는 한정된 충전 용량을 갖는 노트북 컴퓨터와 같은 장치에서 전원의 공급이 없는 상태에서 배터리로 구동될 수 있는 시간을 줄이는 가장 큰 요인이다.
따라서 이를 해결하기 위하여 반사형 액정 디스플레이 장치가 개발된 바 있다.
반사형 액정 디스플레이 장치는 자연광의 입사와 반사로써 소정 화면을 디스플레이 시키는 것이로써 백라이트 어셈블리는 구성되지 않는다.
그러나, 종래의 반사형 액정 디스플레이 장치는 화소간 경계를 명확히하여 화질을 좋게하기 위하여 블랙 매트릭스가 형성되었으며, 블랙 매트릭스는 개구율 감소의 원인이 된다. 블랙 매트릭스의 원래 기능은 반사판이 형성된 반사 화소들 사이의 경계 영역에 입사후 반사되는 광을 차단하는 것이며, 그에 따라 인접한 화소와의 색 섞임을 없앰으로써 화질을 개선시키기 위한 것이다.
반사 화소는 상부판에 컬러필터와 블랙 매트릭스가 형성되고 하부 기판에 반사판과 각종 버스 라인과 게이트 및 공통전극 등이 형성됨으로써 이루어진다. 그리고, 상부판과 하부판 사이에는 액정이 위치된다.
도 1을 참조하면, 종래의 반사 화소에서 상부판에 블랙 매트릭스(10)가 13㎛ 내지 14㎛로 격자 형상으로 구성된다. 그리고, 하부판에는 블랙 매트릭스(10) 사이의 장방형 공간보다 약간 넓게 반사판(12)이 장방형으로 형성되며, 인접한 반사판(12)끼리 약 4㎛ 정도 이격된다.
그리고, 블랙 매트릭스(10)가 형성된 하부에는 종 방향으로 반사판(12)들이 형성된 폭보다 조금 넓게(약 6㎛) 데이터 라인(14)이 형성되고, 블랙 매트릭스(10)와 반사판(12)들이 상하로 중첩된 영역 하부에는 횡방향으로 약 6㎛ 정도의 폭을 갖는 게이트 라인(16)이 형성된다.
그리고, 반사판(16) 하부에는 게이트 라인(16)에 연장된 부분을 중심으로 데이터 라인(14)이 연결된 부분과 소스 영역(18)이 연장된 부분이 중첩됨으로써 게이트가 형성된다.
전술한 바와 같이 구성된 종래의 반사형 액정 디스플레이 장치는 블랙 매트릭스(10)에 의하여 개구된 구간이 협소하다. 그러므로 광효율이 좋지 않다.
또한, 반사 화소의 상부판과 하부판의 미스 얼라인이 발생되면, 블랙 매트릭스(10)의 하부에 위치되어야 할 버스 라인(게이트 라인 또는 데이터 라인)의 위치 이동이 발생되고, 그 결과 이들 버스 라인의 빛 반사에 따른 빛샘 현상이 발생된다.
따라서, 전술한 종래 구조의 블랙 매트릭스를 갖는 액정 디스플레이 장치는 광효율이 떨어지고, 빛샘 현상이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 블랙 매트릭스를 제거하고 반사 화소를 흡광이 가능하도록 구조를 개선함으로써 유효 반사면을 증가시켜서 광효율을 증가시킴에 있다.
본 발명의 다른 목적은 반사판 하부에 게이트 라인과 데이터 라인 같은 버스 라인을 형성함으로써 반사 화소 사이의 버스 라인에 의한 빛 반사 현상을 방지함에 있다.
본 발명의 또다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 반사형 액정 디스플레이 장치는 반사 화소 영역 별로 컬러 필터가 형성된 상부 기판과, 소정 버스 라인들이 투명 기판 상에 패터닝되고, 그 상부에 유기 절연막이 형성되며, 유기 절연막 상에 상기 컬러 필터에 대응되는 위치에 소정 형상의 반사막이 패터닝된 하부 기판 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 주입되어 봉합되는 액정을 구비하여 이루어지고, 상기 버스 라인들의 패턴은 상기 반사막 하부에 형성된다.
그리고, 상기 버스 라인들은 게이트 라인, 데이터 라인, 공통전압 인가 라인들 중 최소한 하나 이상을 포함하는 것이다.
상기 하부 기판의 저면에 흡광성을 갖는 흑색의 흡광 패드가 더 부착될 수 있으며, 이때 흡광 패드는 고무나 플라스틱 같이 소정 탄성을 갖는 재질의 것으로 구성됨으로써 외장물과 충격에 대한 완충 역할을 하도록 구성될 수 있다.
상기 하부 기판 내의 상기 반사막 하부에 흡광성을 갖는 막질이 더 구성되거나, 상기 유기절연막이 흡광성을 갖도록 구성될 수 있으며, 이때 흡광성을 갖는 막질이나 유기 절연막은 안료를 혼합하여 흑색을 갖거나 카본을 혼합하여 흑색을 갖는 소재로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 버스 라인과 반사판 사이에 패시베이션 막이 더 형성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 상부판과 하부판의 미스 얼라인이 발생됨에 따른 빛샘을 방지하기 위하여 도 2에서와 같이 종 방향의 데이터 라인과 횡 방향의 게이트 라인과 같은 버스 라인이 반사판 하부에 형성된다.
도 2를 참조하면, 하부판에 장방형의 반사판(20)이 형성되고, 반사판(20)끼리 약 4㎛ 정도 이격된다. 그리고, 반사판(20)의 이격되 공간의 우측에 데이터 라인(24)이 형성되고, 반사판(20)의 이격된 공간의 하측에 게이트 라인(22)이 형성된다. 그리고 데이터 라인(24)과 게이트 라인(22)은 약 6㎛의 폭을 갖는다.
그리고, 반사판(20)의 하부에는 게이트 라인(22)의 연장 부분의 양측으로 데이터 라인(24)의 연장부와 소스 영역(26)의 연장부가 겹쳐져서 게이트가 형성된다. 그리고 도 2에 도시되지 않았으나 도 4 및 도 6과 같이 공통 전극 라인도 반사판(20)의 하부에 형성됨이 바람직하다.
전술한 도 2에서와 같이 반사판(20)의 하부에 버스 라인들 즉 게이트 라인(22), 데이터 라인(24) 및 공통전극 라인 등이 형성됨으로써 반사 화소의 상부판과 하부판이 미스 얼라인 되어도 버스 라인의 광 반사에 의한 빛샘이 발생되지 않는다. 그러므로 제품의 신뢰성이 개선된다.
본 발명의 반사 화소의 흡광 구조는 흡광 패드를 이용한 제 1 실시예와 유기 절연막에 흡광성 물질을 부가한 제 2 실시예로 실시될 수 있다.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3은 도 2의 3-3 부분의 단면도 즉 데이터 라인(24) 쪽의 단면도이고, 도 4는 도 2의 4-4 부분의 단면도 즉 게이트 라인 쪽의 단면도이다.
도 3의 데이터 라인 쪽의 구성을 먼저 살펴본다.
반사 화소는 상부판(30)에 컬러 필터(32)가 형성된다. 그리고 하부판(34)의 상부에는 반사판(20)이 장방형상으로 형성되고, 반사판(20)들은 전술한 바와 같이 약 4㎛의 폭으로 이격된다. 이때 반사판(20) 상부의 상부판(30)과 액정(46)을 포함한 두께는 약 4.3㎛ 이하이다.
반사판(20)의 하부에는 유기절연막(44)이 약 3㎛의 두께로 형성되고, 유기 절연막(22)의 하부에는 게이트 절연막(42)과 투명 기판(36) 및 흡광 패드(38)의 순으로 순차적으로 복수의 층이 소정 두께로 형성된다. 이때 흡광 패드(38)는 플라스틱이나 고무와 같은 탄성을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 외부 충격을 완충하는 역할을 가질수 있다.
그리고, 게이트 절연막(42)과 투명 기판(36)의 사이에는 액티브 영역(40)이 형성되고, 액티브 영역(40) 상부에는 데이터 라인(24)이 형성된다. 이때 데이터 라인(24)은 약 6㎛의 폭을 가지며 반사판(20)의 하부에 위치되며, 데이터 라인(24)은 반사판의 측단부로부터 약 2㎛ 정도 안쪽에 형성된다.
전술한 도 3에서와 같이 입사광에 대한 반사성을 갖는 데이터 라인(24)이 동일하게 광 반사성을 갖는 반사판(20)의 하부에 형성되고, 최하부에 흡광 패드(38)가 구성된다.
전술한 도 3의 구조를 갖는 반사 화소로 광이 입사되면, 컬러 필터(32)를 통과한 광은 액정(46)을 통하여 반사판(20)에 도달되고, 상부판(30)과 하부판(34) 사이의 전기장 인가 상태에 따라서 광은 컬러 필터(32)를 통하여 선택적으로 상부로 투광된다.
그리고, 반사판(20)들 사이의 이격 공간을 통하여 하부판(34)에 도달한 광은 흡광 패드(38)에 의하여 소멸된다. 그러므로 반사가 일어나지 않는다. 결국 전술한 도3의 반사 화소 구조는 블랙 매트릭스가 구성된 것과 동일한 효과를 가지면서, 반사판 상부의 개구 가능한 면적이 증가된다. 그러므로 개구율이 증가되는 효과가 있다.
그리고, 반사 화소의 게이트 라인(48)이 형성된 영역의 상부판(30) 구조는 도 4와 같이 도 3과 같다. 그리고, 하부판(34)에서 게이트 절연막(42)과 투명 기판(36)의 사이에는 이격되어서 게이트 라인(48)과 공통전극 라인(50)이 형성되며, 게이트 라인(48)과 공통전극 라인(50)은 반사판(20)의 이격된 공간을 중심으로 양측으로 약 7㎛ 정도 이격된다. 결국 게이트 라인(48)과 공통전극 라인(50)은 반사판(20)의 측단부로부터 각각 1.5㎛씩 안쪽에 형성된다.
이때도 전술한 도 3에서와 같은 광의 반사 및 흡광이 이루어지며, 흡광 패드는 반사판(20)들 사이로 투사되는 광을 흡광하여 반사를 방지한다.
전술한 바와 같이 본 발명에서 블랙 매트릭스를 상부 기판에 형성하지 않고, 흡광패드를 이용하여 그와 동일한 효과를 가짐으로써 유효 반사면적이 약 20％ 이상 증가된다.
그리고, 상부판과 하부판의 미스 얼라인이 발생되는 경우에도 게이트 라인, 데이터 라인 및 공통전극 라인과 같은 버스 라인들이 반사판 하부에 형성되고 반사판들의 측단부로부터 1.5㎛ 내지 2㎛ 이상 안쪽에 배치되므로 버스 라인에 의한 빛 반사 현상이 제거된다.
그리고, 전술한 본 발명은 상부판을 형성하는 공정에서 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 박막 증착 공정과 사진 식각 공정 등이 줄어들어서 공정이 단순화되는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 반사 화소의 흡광 구조를 유기절연막을 이용한 제 2 실시예로 실시될 수 있다.
먼저, 도 5 및 도 6를 참조하면, 도 5는 도 2의 3-3 부분의 단면도 즉 데이터 라인(24) 쪽의 단면도이고, 도 6는 도 2의 4-4 부분의 단면도 즉 게이트 라인 쪽의 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 흡광 구조를 유기절연막으로 형성한 반사 화소의 제 2 실시예의 상부판(30) 구조는 제 1 실시예와 동일하다.
그리고, 하부판(60)은 상부에 서로 약 4㎛의 폭으로 이격된 반사판(20)이 장방형상으로 형성된다. 그리고, 반사판(20)의 하부에는 유기절연막(62)이 약 3㎛의 두께로 형성되며, 유기 절연막(62)의 흑색을 갖는다. 흑색의 유기 절연막(62)은 적, 녹, 청의 안료가 혼합된 물질을 이용하여 형성될 수 있고, 카본을 함유하는 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
그리고, 유기 절연막(62)의 하부에는 게이트 절연막(42)과 투명 기판(36)이 형성되며, 데이터 라인(24) 형성 영역의 단면 상에는 게이트 절연막(42)과 투명 기판(36)의 사이에는 액티브 영역(40)이 형성되고, 액티브 영역(40) 상부에는 데이터 라인(24)이 형성된다. 그리고, 게이트 라인(48) 형성 영역의 단면 상에는 게이트 절연막(42)과 투명 기판(36)의 사이에는 게이트 라인(48)과 공통 전극이 반사판(20)의 이격된 공간을 중심으로 약 7㎛ 이격 형성된다.
이때 데이터 라인(24)은 약 6㎛의 폭을 가지며 반사판(20)의 하부에 위치되며, 데이터 라인(24)은 반사판의 측단부로부터 약 2㎛ 정도 안쪽에 형성된다. 그리고, 게이트 라인(48)과 공통전극 라인(50)은 반사판(20)의 측단부로부터 각각 1.5㎛씩 안쪽에 형성된다.
전술한 도 5 및 도 6 에서와 같이 입사광에 대한 반사성을 갖는 데이터 라인(24)이 동일하게 광 반사성을 갖는 반사판(20)의 하부에 형성되고, 유기 절연막(62)이 흡광성을 갖는다.
따라서, 제 2 실시예의 반사 화소로 광이 입사되면, 컬러 필터(32)를 통과한 광은 액정(46)을 통하여 반사판(20)에 도달되고, 상부판(30)과 하부판(34) 사이의 전기장 인가 상태에 따라서 광은 컬러 필터(32)를 통하여 선택적으로 상부로 투광된다.
그리고, 반사판(20)들 사이의 이격 공간을 통하여 하부판(34)에 도달한 광은 유기 절연막(62)에서 흡광되어 소멸된다. 그러므로 반사가 일어나지 않는다. 결국 전술한 도 5 및 도 6의 구조를 갖는 반사 화소는 제 1 실시예와 동일하게 블랙 매트릭스가 구성된 것과 동일한 효과를 가지면서, 반사판 상부의 개구 가능한 면적이 증가된다. 그러므로 유효 반사면적이 20％ 증가되는 효과가 있다.
그리고, 다른 실시예로써 하부 기판에 흡광성을 갖는 막질이 더 형성됨으로써 광이 흡수될 수 있으며, 이때 흡광성을 갖는 막질은 전면에 걸쳐서 형성되거나 반사판(20)이 이격된 형상과 같이 매트릭스 구조로 형성되면서 이격된 간격보다 더 넓은 폭을 가질 수 있다. 그리고, 유기 절연막은 평탄화막으로 이용될 수 있다.
그리고, 전술한 본 발명은 상부판을 형성하는 공정에서 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 박막 증착 공정과 사진 식각 공정 등이 줄어들어서 공정이 단순화되는 효과가 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에 의하면 버스 라인들이 반사판 하부에 형성됨으로써 반사 화소 사이의 버스 라인에 의한 빛 반사 현상이 방지되며, 블랙 매트릭스가 제거된 흡광 구조를 가짐으로써 반사 화소의 유효 반사면이 증가되는 효과가 있고, 공정이 간소화되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 반사형 액정 디스플레이 장치의 하부 기판 상에 상부 기판에 형성된 패턴이 오버랩된 상태의 레이아웃을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반사형 액정 디스플레이 장치의 실시예로써 하부 기판 상에 상부 기판에 형성된 패턴이 오버랩된 상태의 레이 아웃을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 제 1 실시예로써 구성된 도 2의 3-3 부분의 단면도이다.
도 4는 제 1 실시예로써 구성된 도 2의 4-4 부분의 단면도이다.
도 5는 제 2 실시예로써 구성된 도 2의 3-3 부분의 단면도이다.
도 6은 제 2 실시예로써 구성된 도 2의 4-4 부분의 단면도이다.

Claims (15)

  1. 반사 화소 영역 별로 컬러 필터가 형성된 상부 기판과,
    버스 라인들이 투명 기판 상에 패터닝되고, 그 상부에 유기 절연막이 형성되며, 유기 절연막 상에 상기 컬러 필터에 대응되는 위치에 반사막이 패터닝된 하부 기판 및
    상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 주입되어 봉합되는 액정을 구비하여 이루어지고;
    상기 버스 라인들의 패턴은 상기 반사막 하부에 형성됨을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스 라인들은 게이트 라인, 데이터 라인, 공통전압 인가 라인들 중 최소한 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 기판의 저면에 흡광성을 갖는 패드가 더 부착됨을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 패드는 흑색을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 패드는 탄성을 갖는 재질의 것으로 구성됨으로써 외장물과 충격에 대한 완충 역할을 하도록 구성됨을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 패드의 재질은 고무임을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 패드의 재질은 플라스틱 재질임을 특징으로 하는 반사형 액정 디스프레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 기판 내의 상기 반사막 하부에 흡광성을 갖는 막질을 더 구성함을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 흡광성을 갖는 막질은 하부 기판의 전면에 걸쳐서 형성됨을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 흡광성을 갖는 막질은 하부 기판의 반사막의 이격 간격 보다 넓은 폭으로 형성됨으로써 평면에서 보았을 때 매트릭스 형상을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기절연막은 흡광성을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    안료를 혼하하여 흑색으로 갖도록 한 소재로써 상기 유기 절연막을 형성하여 흡광성을 부여함을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    카본을 혼합한 흑색의 소재로써 상기 유기 절연막을 형성하여 흡광성을 부여함을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 유기 절연막은 평탄화막으로 이용되도록 구성됨을 특징으로 하는 반사 형 액정 디스플레이 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스 라인과 반사판 사이에 패시베이션 막이 더 형성됨을 특징으로 하는 반사형 액정 디스플레이 장치.
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