KR102278876B1 - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

표시장치는 외부광에 노출되는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판 위에 배치되는 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 절연되어 상기 게이트 라인 위에 배치되는 데이터 라인, 및 반사 방지막을 포함한다. 상기 반사 방지막은 상기 제1 기판 및 상기 게이트 라인 사이에 배치되고, 상기 반사 방지막은 상기 게이트 라인에서 상기 외부광이 반사되어 발생되는 반사광의 광량을 감소시킨다. 또한, 상기 반사 방지막은 유기막 및 무기막을 포함하고, 상기 유기막은 흡광제를 포함하여 상기 외부광을 흡수한다. 상기 무기막은 상기 유기막과 중첩하고, 상기 무기막은 상기 게이트 라인보다 작은 굴절율을 갖는다.

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질이 향상된 표시 장치에 관한 것이다.
액정표시장치와 같이 자체적으로 광을 발생하지 않는 표시패널을 포함하는 표시장치는 그 구성요소로 백라이트 어셈블리를 포함하고, 상기 표시패널은 상기 백라이트 어셈블리로부터 발생되는 광을 이용하여 영상을 표시한다.
상기 표시패널은 다수의 화소들이 형성된 표시기판, 상기 표시기판과 대향하는 대향기판, 및 상기 표시기판과 상기 대향기판 사이에 개재되는 액정층, 및 상기 표시패널의 전면 및 배면들에 배치되는 편광판들을 포함한다. 상기 표시기판에는 다수의 화소들과 전기적으로 연결되어 각 종 신호들을 전송하는 다수의 신호 라인들, 및 상기 다수의 화소들과 상기 다수의 신호 라인들과 전기적으로 연결되는 다수의 박막 트랜지스터들이 형성된다.
한편, 상기 표시기판 및 상기 대향기판 중 상기 표시기판이 외부광에 노출되도록 배치되는 경우에, 외부광은 상기 표시기판에 형성된 상기 다수의 신호 라인들 및 상기 다수의 박막 트랜지스터들의 전극들에서 반사되어 사용자에게 시인될 수 있다. 이 경우에, 반사광이 사용자에 시인되어 상기 표시패널의 표시 품질이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 표시품질이 향상된 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 표시품질이 향상된 표시장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 표시장치는 외부광에 노출되는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판 위에 배치되는 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 절연되어 상기 게이트 라인 위에 배치되는 데이터 라인, 및 반사 방지막을 포함한다. 상기 반사 방지막은 상기 제1 기판 및 상기 게이트 라인 사이에 배치되고, 상기 반사 방지막은 상기 게이트 라인에서 상기 외부광이 반사되어 발생되는 반사광의 광량을 감소시킨다.
또한, 상기 반사 방지막은 유기막 및 무기막을 포함하고, 상기 유기막은 흡광제를 포함하여 상기 외부광을 흡수한다. 상기 무기막은 상기 유기막과 중첩하고, 상기 무기막은 상기 게이트 라인보다 작은 굴절율을 갖는다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 표시장치의 제조 방법은 다음과 같다.
제1 기판 위에 예비 유기막을 형성하는 단계, 상기 예비 유기막 위에 예비 무기막을 형성하는 단계, 상기 예비 무기막 위에 게이트 금속층을 형성하는 단계, 상기 게이트 금속층 및 상기 예비 무기막을 패터닝하여 게이트 라인을 형성하는 단계, 상기 예비 유기막을 패터닝하여 반사 방지막을 형성하는 단계, 상기 제1 기판 위에 상기 게이트 라인과 절연되는 데이터 라인을 형성하는 단계, 및 상기 제1 기판이 외부광에 노출되도록 상기 제1 기판을 제2 기판에 결합하는 단계를 포함하고, 상기 반사 방지막을 형성하는 단계는 흡광제 및 내열제가 함유된 레진을 포함하는 유기막을 형성하는 단계 및 상기 게이트 라인보다 작은 굴절률을 갖고 상기 유기막과 중첩하는 무기막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 반사 방지막을 형성하는 방법은 다음과 같다. 흡광제 및 내열제가 함유된 레진으로 유기막을 형성하고, 상기 게이트 라인보다 작은 굴절율을 가져 상기 유기막과 중첩하는 무기막을 형성한다.
본 발명에 따르면, 반사 방지막의 유기막에 의해 외부광이 흡수되고, 상기 반사 방지막의 무기막에 의해 유도되는 상세 간섭을 이용하여 상기 외부광이 표시기판에 반사되어 발생되는 반사광의 광량이 감소될 수 있다. 따라서, 상기 표시기판이 상기 외부광에 노출되더라도, 상기 반사 방지막에 의해 상기 반사광이 표시장치에서 표시되는 영상과 혼합되는 것이 방지될 수 있고, 그 결과 상기 표시장치의 표시품질이 향상될 수 있다.
이를 바꾸어 말하면, 상기 반사 방지막을 이용하여 상기 반사광에 의해 상기 표시품질이 저하되는 것이 방지될 수 있으므로 상기 표시장치에서 상기 표시기판을 상기 외부광에 노출되도록 배치할 수 있고, 그 대신에, 상기 표시기판과 대향하는 대향기판을 상기 표시장치의 백라이트 어셈블리에 인접하게 배치할 수 있다. 따라서, 상기 표시기판에 배치된 박막 트랜지스터가 상기 표시장치의 백라이트 어셈블리로부터 출력되는 출력광에 장시간 노출되는 것이 방지될 수 있고, 그 결과 상기 박막 트랜지스터의 구동 특성이 열화되는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 평면도이다.
도 2a는 도 1의 I-I`을 따라 절취된 부분을 나타낸 단면도이다.
도 2b는 도 1a에 도시된 표시기판의 일부를 확대한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 II-II`을 따라 절취된 면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 표시기판의 일부분을 확대한 도면이다
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7f들은 도 3에 도시된 표시장치의 제조 방법을 나타내는 도면들이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 후술될 본 발명의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고, 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 후술될 실시예들에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 도면 상에 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 `제1`, `제2` 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 `위에` 또는 `상에` 있다고 할 때, 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 평면도이고, 도 2a는 도 1의 I-I`을 따라 절취된 부분을 나타낸 단면도이고, 도 2b는 도 1a에 도시된 표시기판의 일부를 확대한 도면이다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 이 실시예에서는 표시 장치(300)는 액정표시장치일 수 있다. 상기 표시 장치(300)는 백라이트 어셈블리(100) 및 표시패널(150)을 포함하고, 상기 표시패널(150)은 표시기판(110), 대향기판(120) 및 상기 표시기판(110)과 상기 대향기판(120) 사이에 개재되는 액정층(LC)을 포함한다. 이 실시예에서는, 상기 표시기판(110)은 외부광(ET)에 노출되고, 상기 대향기판(120)은 상기 표시기판(110) 보다 상기 백라이트 어셈블리(100)에 인접하게 배치된다.
상기 표시기판(110) 제1 기판(111), 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 박막 트랜지스터(TR), 화소 전극(PE) 및 반사 방지막(L0)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 라인(GL), 상기 데이터 라인(DL), 상기 박막 트랜지스터(TR) 및 상기 화소 전극(PE) 각각은 다수로 제공될 수 있다.
상기 제1 기판(111)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제1 기판(111)이 플라스틱 기판인 경우에, 상기 제1 기판(111)은 플렉서블(flexible)한 특성을 가질 수도 있다. 상기 게이트 라인(GL)은 상기 제1 기판(111) 위에 배치되고, 상기 데이터 라인(DL)은 상기 게이트 라인(GL)과 절연되어 상기 게이트 라인(GL) 위에 배치된다. 상기 박막 트랜지스터(TR)는 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되고, 이 실시예에서는 상기 박막 트랜지스터(TR)는 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL)이 교차하는 위치와 인접하게 위치할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 화소 영역(PA)에 배치된다. 이 실시예에서 상기 화소 전극(PE)은 상기 박막 트랜지스터(TR)를 커버하는 제2 절연막(113) 및 제3 절연막(114) 위에 배치되고, 상기 화소 전극(PE)은 상기 제2 절연막(113) 및 상기 제3 절연막(114)을 관통하여 형성된 콘택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터(TR)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 반사 방지막(L0)은 상기 제1 기판(111) 및 상기 게이트 라인(GL) 사이에 배치되고, 상기 반사 방지막(L0)은 상기 외부광(ET)이 상기 게이트 라인(GL)에서 반사되어 발생되는 반사광의 광량을 감소시킨다. 이 실시예에 따른 상기 반사 방지막(L0)의 구조를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 반사 방지막(L0)은 유기막(L1) 및 무기막(L2)을 포함한다. 상기 유기막(L1) 및 상기 무기막(L2)은 상기 제1 기판(111) 및 상기 게이트 라인(GL) 사이에 적층되고, 보다 상세하게는 상기 제1 기판(111) 위에 상기 유기막(L1), 상기 무기막(L2) 및 상기 게이트 라인(GL) 순서로 적층된다.
상기 유기막(L1)은 레진 및 흡광제를 포함할 수 있고, 이 실시예에서는 상기 흡광제는 카본을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 게이트 라인(GL) 측으로 진행하는 상기 외부광(ET)의 일부가 상기 유기막(L1)에 의해 흡수되어 흡수광(ET0)으로 변환되고, 그 결과 상기 게이트 라인(GL) 측으로 진행하는 상기 외부광(ET)의 광량이 반사되어 상기 게이트 라인(GL)에서 반사되는 상기 반사광의 광량을 감소시킬 수 있다.
이 실시예에서는, 상기 유기막(L1)의 흡광계수는 0.1 내지 2.0일 수 있고, 상기 유기막(L1)에서 상기 흡광제의 중량%가 증가할수록, 상기 흡광계수는 증가될 수 있다.
또한, 이 실시예에서는 상기 유기막(L1)은 상기 레진 및 상기 흡광제 외에 내열제를 더 포함할 수 있고, 상기 내열제는 실록산을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 유기막(L1)은 상기 내열제에 의해 100℃ 내지 400℃ 내에서 상기 유기막(L1)의 중량 감소율은 0% 내지 10%일 수 있다.
상기 무기막(L2)은 상기 유기막(L1) 및 상기 게이트 라인(GL) 사이에 배치되고, 상기 무기막(L2)의 굴절율은 1.5 내지 2.0일 수 있다. 이 실시예에서는, 상기 무기막(L2)은 제1 보조막(L11) 및 제2 보조막(L12)을 포함할 수 있고, 상기 제1 보조막(L11) 위에 상기 제2 보조막(L12)이 적층되고, 상기 제1 보조막(L11)은 상기 유기막(L1) 및 상기 제2 보조막(L12) 사이에 위치할 수 있고, 상기 제2 보조막(L12)은 상기 제1 보조막(L11) 및 상기 게이트 라인(GL) 사이에 위치할 수 있다.
상기 무기막(L2)이 상기 제1 및 제2 보조막들(L11, L12)을 포함하는 경우에, 이 실시예에서 상기 제2 보조막(L12)의 굴절율은 상기 제1 보조막(L11)의 굴절율보다 클 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 무기막(L2)에서 상기 제1 및 제2 보조막들(L11, L12)의 굴절율들이 정의되는 경우에, 상쇄 간섭을 이용하여 상기 게이트 라인(GL)에서 반사되는 상기 외부광(ET)의 광량을 감소시키는 과정을 설명하면 다음과 같다.
이 실시예에서는, 상기 유기막(L1)의 두께는 0.01마이크로미터 내지 0.50마이크로미터일 수 있고, 그 결과 상기 외부광(ET)의 일부는 상기 유기막(L1)에 의해 흡수되고, 상기 외부광(ET)의 다른 일부는 상기 유기막(L1)을 투과할 수 있다. 이 경우에, 상기 유기막(L1)을 투과한 상기 외부광(ET)이 상기 유기막(L1) 및 상기 제1 보조막(L11) 간의 제1 계면(S1)에서 반사되어 제1 반사광(RT1)이 발생될 수 있다.
상기 외부광(ET)은 부분적으로 상기 제1 보조막(L11)을 투과하여 상기 제1 및 제2 보조막들(L11, L12) 간의 제2 계면(S2)에서 반사될 수 있고, 그 결과 제2 반사광(RT2)이 발생될 수 있다. 또한, 상기 외부광(ET)은 부분적으로 상기 제2 보조막(L12)을 투과하여 상기 제2 보조막(L12) 및 상기 게이트 라인(GL) 간의 제3 계면(S3)에서 반사될 수 있고, 그 결과 제3 반사광(RT3)이 발생될 수 있다.
상술한 상기 외부광(ET)의 경로로 상기 제1 내지 제3 반사광들(RT1, RT2, RT3)이 발생되고, 아래 수학식 1이 만족되도록 상기 제1 및 제2 보조막들(L1, L2) 각각의 두께가 설정되는 경우에, 상기 제3 반사광(RT3)과 상기 제1 및 제2 반사광들(RT1, RT2) 중 적어도 어느 하나 간에 상쇄 간섭이 발생되어 상기 제3 반사광(RT3)의 광량이 감소될 수 있다.
[수학식 1]
(d1+d2) ≒ {(λ/4) × (1/n1)} + {(λ/4) ×(1/n2)}
상기 수학식 1에서, d1은 상기 제1 보조막(L11)의 두께이고, d2는 상기 제2 보조막(L12)의 두께이고, λ는 상기 외부광(ET)의 파장이고, n1는 상기 제1 보조막(L11)의 굴절률이고, n2는 상기 제2 보조막(L12)의 굴절률이다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 보조막(L11) 및 상기 제2 보조막(L12) 각각은 금속 산화물, 금속 질화물, 투명 도전 산화물 및 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 외부광(ET)의 파장, 상기 제1 및 제2 보조막들(L11, L12)의 두께들, 상기 제1 및 제2 보조막들(L11, L12)의 굴절률들을 고려하여, 상기 제1 및 제2 보조막들(L11, L12)의 다양한 실시예들이 아래 표 1에서 개시된다.
성분
(제1 보조막/제 2 보조막)		 두께 (옹스트롬)
(제1 보조막/ 제2보조막)
 비고
MoOx/ TiNx 450/150 제1보조막은 금속 산화물을 포함
TiOx/ TiNx 450/200
AlOx/ CuOx 300/300
CuOx/TiNx 450/550
CuOx/MoNx 450/200
SiOx/CuOx 450/300
AlNx/TiNx 450/150 제1 보조막은 금속 질화물을 포함
CuNx/SiOx 200/750
CuNx/AlOx 200/600
CuNx/GZO
(GZO=Ga2O3:ZnO=11.8wt%:88.2wt%)		 200/550
CuNx/AZO 200/550
CuNx/IZO 200/550
CuNx/SiNx 200/550
CuNx/GZO 200/500
CuNx/IZO 150/500
CuNx/MoOx 150/400
CuNx/AlNx 150/400
CuNx/TiOx 150/400
SiNx/CuOx 150/300
ITO/AlNx 200/500 제1 보조막은 투명 도전물을 포함
ITO/CuOx 200/300
IZO/CuOx 100/300
GZO/CuOx
(GZO=Ga2O3:ZnO=11.8wt%:88.2wt%)		 150/300
GZO/CuOx
(GZO=Ga2O3:ZnO=20.4wt%:79.6wt%)		 100/300
AZO/CuOx 150/300
Ti/AlNx 100/300 제1 보조막은 금속을 포함
Ti/GZO
(GZO=Ga2O3:ZnO=20.4wt%:79.6wt%)		 100/400
Ti/IZO 100/450
TI/MoOx 100/300
Ti/TiOx 100/300
한편, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 유기막(L1)이 상기 흡광제를 이용하여 상기 외부광(ET)을 흡수하는 기능을 제1 반사 방지 기능이라 정의하고, 상기 무기막(L2)이 상쇄 간섭을 이용하여 상기 게이트 라인(GL)에서 반사되는 광의 광량을 감소시키는 기능을 제2 반사 방지 기능이라고 정의하면, 상기 반사 방지막(L0)의 상기 제1 및 제2 반사 방지 기능들에 의해 상기 외부광(ET)이 상기 표시기판(110)에서 반사된 광이 상기 표시장치(300)에서 영상을 표시하는 광과 혼합되는 것이 방지될 수 있고, 이에 따라 상기 영상의 대비도(contrast ration)가 향상될 수 있다.
이 실시예에서는, 상기 유기막(L1)의 굴절율은 1.5 내지 2.0일 수 있고, 상기 유기막(L1)의 굴절율은 상기 무기막(L2)의 굴절율보다 작을 수 있다. 따라서, 상기 외부광(ET)이 부분적으로 상기 제1 기판(111) 및 상기 유기막(L1) 간의 계면에서 반사되어 반사광이 발생되는 경우에, 상기 반사광 및 상기 제3 반사광(RT3) 간에 상쇄 간섭에 의해 상기 제3 반사광(RT3)의 광량이 더 감소될 수도 있다.
한편, 상기 유기막(L1)의 굴절율은 상기 유기막(L1)이 포함하는 상기 흡광제의 중량%에 의해 조절될 수 있다. 보다 상세하게는, 아래 표 2에 도시된 바와 같이, 상기 유기막(L1)에 포함되는 상기 흡광제의 중량%가 작아질수록, 상기 유기막(L1)의 굴절율이 작아질 수 있다.
유기막의 카본 함량(중량%) 유기막의 굴절율
(외부광의 파장 = 633nm)
10 1.58
30 1.63
50 1.69
70 1.73
90 1.77
상기 대향 기판(120)은 제2 기판(121), 공통 전극(CE), 차광층(BM), 및 컬러 필터(CF)를 포함할 수 있다. 상기 제2 기판(121)은 유리기판 및 플라스틱 기판과 같은 투명한 기판일 수 있고, 상기 공통 전극(CE)은 상기 제2 기판(121) 위에 배치되어 상기 화소 전극(PE)과 함께 상기 액정층(LC)이 갖는 액정 분자들의 방향자를 제어하는 전계를 형성한다.
이 실시예에서는, 상기 차광층(BM)은 상기 비화소 영역(N_PA)에 대응하여 상기 제2 기판(121) 위에 배치되고, 상기 컬러 필터(CF)는 상기 화소 영역(PA)에 대응하여 상기 제2 기판(121) 위에 배치된다. 다른 실시예에서는, 상기 차광층(BM)은 상기 비화소 영역(N_PA)에 대응하여 상기 제1 기판(111) 위에 배치될 수 있고, 상기 컬러 필터(CF)는 상기 화소 영역(PA)에 대응하여 상기 제1 기판(111) 위에 배치될 수도 있다.
상기 백라이트 어셈블리(100)는 상기 표시패널(150) 측으로 출력광(LT0)을 출력하고, 상기 표시패널(150)은 상기 출력광(LT0)을 제공받아 영상을 표시한다. 상기 백라이트 어셈블리(100)는 상기 표시기판(110) 보다 상기 대향기판(120)에 인접하여 배치된다. 상기 백라이트 어셈블리(100)는 발광 유닛(미도시) 및 상기 발광 유닛으로부터 발생된 광을 상기 표시패널(150) 측으로 가이드하는 도광판(미도시)을 포함할 수 있으나, 본 발명은 상기 백라이트 어셈블리(100)의 구조에 한정되지 않는다.
도 3은 도 1에 도시된 II-II`을 따라 절취된 면을 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 박막 트랜지스터(TR)는 비화소 영역(N_PA)에 배치될 수 있고, 상기 박막 트랜지스터(TR)는 게이트 전극(GE), 액티브 패턴(AP), 소오스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)은 게이트 라인(도 1의 GL)과 전기적으로 연결되어 제1 기판(111) 위에 배치되고, 상기 액티브 패턴(AP)은 제1 절연막(112)을 사이에 두고 상기 게이트 전극(GE) 위에 배치된다. 상기 소오스 전극(SE)은 데이터 라인(도 1의 DL)과 전기적으로 연결되어 상기 액티브 패턴(AP) 위에 배치되고, 상기 드레인 전극(DE)은 상기 소오스 전극(SE)과 이격되어 상기 액티브 패턴(AP) 위에 배치된다.
이 실시예에서는, 상기 액티브 패턴(AP)은 비정질 실리콘과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 액티브 패턴(AP)이 갖는 반도체 물질에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 실시예에서는 상기 액티브 패턴(AP)은 IGZO, ZnO, SnO2, In2O3, Zn2SnO4, Ge2O3 및 HfO2와 같은 산화물 반도체(oxide semiconductor)를 포함할 수도 있고, GaAs, GaP 및 InP와 같은 화합물 반도체(compound semiconductor)를 포함할 수도 있다.
한편, 앞서 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 반사 방지막(L0)이 상기 게이트 전극(GE) 및 상기 제1 기판(111) 사이에 더 배치될 수 있다. 상기 반사 방지막(L0)은 유기막(L1) 및 무기막(L2)을 포함하고, 상기 무기막(L2)은 제1 보조막(L11) 및 제2 보조막(L12)을 포함하고, 이 경우에, 상기 제1 기판(111) 위에 상기 유기막(L1), 제1 보조막(L11), 제2 보조막(L12) 및 상기 게이트 전극(GE) 순으로 적층된다.
상기 반사 방지막(L0)이 상기 제1 기판(111) 및 상기 게이트 전극(GE) 사이에 배치됨에 따라 앞서 도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 상기 반사 방지막(L0)이 갖는 제1 반사 방지 기능 및 제2 반사 방지 기능에 의해 상기 게이트 전극(GE)에서 반사되는 외부광의 광량의 감소될 수 있고, 그 결과 표시장치(300)에서 표시되는 영상의 대비도가 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 표시기판의 일부분을 확대한 도면이다. 도 4 및 도 5를 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 표시장치(301)는 표시패널(150-1)을 포함하고, 상기 표시패널(150-1)은 반사 방지막(L0-1)을 갖는 표시기판(110-1) 및 대향기판(120)을 포함한다.
이 실시예에서, 상기 반사 방지막(L0-1)은 유기막(L1-1) 및 무기막(L2-1)을 포함한다. 상기 유기막(L1-1) 및 상기 무기막(L2-1)은 상기 제1 기판(111) 및 상기 게이트 라인(GL) 사이에 적층되고, 보다 상세하게는 상기 제1 기판(111) 위에 상기 무기막(L2-1), 상기 유기막(L1-1) 및 상기 게이트 라인(GL) 순서로 적층된다.
이 실시예에서는 상기 무기막(L2-1)은 단일층의 형상을 가질 수 있고, 상기 무기막(L2-1)은 금속막, 산화막, 질화막, 산화물 반도체막 및 투명 도전막 중 어느 하나일 수 있다. 상기 금속막은 몰리브데늄, 타이타늄, 알루미늄 및 구리 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 산화막은 몰리브데늄 산화물, 타이타늄 산화물, 알루미늄 산화물, 구리 산화물 및 실리콘 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 질화막은 몰리브데늄 질화물, 타이타늄 질화물, 알루미늄 질화물, 구리 질화물 및 실리콘 질화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 산화물 반도체막은 인듐 징크 산화물(indium zinc oxide, IZO), 인듐 갈륨 징크 산화물(indium gallium zinc oxide, IGZO), 인듐 징크 틴 산화물(indium zinc tin oxide, IZTO), 갈륨 징크 산화물(gallium zinc oxide, GZO), 알루미늄 징크 산화물(Aluminum Zinc Oxide, AZO), 인듐 틴 산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 갈륨 틴 산화물(gallium tin oxide, GTO) 및 징크 틴 산화물(zinc tin oxide, ZTO) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상술한 구조를 갖는 상기 반사 방지막(L0-1)에 의해 외부광(ET)이 상기 게이트 라인(GL)에서 반사되어 발생되는 반사광의 광량이 감소되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 외부광(ET)의 일부는 상기 무기막(L2-1)의 표면에서 반사되어 제1 반사광(RT1)이 발생되고, 상기 외부광(ET)의 다른 일부는 상기 무기막(L2-1)을 투과하여 상기 유기막(L1-1) 측으로 진행한다. 이 경우에, 앞선 실시예와 마찬가지로, 상기 유기막(L1-1)은 레진, 흡광제 및 내열제를 포함할 수 있고, 그 결과 상기 유기막(L1-1) 측에 입사된 상기 외부광(ET)은 흡수광(ET0)으로 변경된다.
또한, 상기 유기막(L1-1)에 의해 상기 외부광(ET)이 부분적으로 흡수되더라도, 상기 외부광(ET)은 상기 유기막(L1-1)을 부분적으로 투과할 수 있고, 그 결과 상기 유기막(L1-1)을 투과한 상기 외부광(ET)은 상기 게이트 라인(GL)에서 반사되어 제2 반사광(RT2)이 발생될 수 있다. 이 경우에, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 반사광들(RT1, RT2) 간의 상쇄 간섭에 의해 상기 제2 반사광(RT2)의 광량이 감소될 수 있다. 또한, 상기 상쇄 간섭에 의해 소멸되지 않은 상기 제2 반사광(RT2)의 일부는 상기 유기막(L1-1)에 다시 입사되어 상기 유기막(L1-1)에 의해 흡수될 수 있다.
한편, 도 2b에 도시된 실시예에서는, 유기막(도 2b의 L1)의 굴절율은 무기막(도 2b의 L2)의 굴절율보다 작으나, 이 실시예에서는 상기 유기막(L1-1)의 굴절율의 크기는 상기 무기막(L2-1)의 굴절율의 크기에 종속되지 않을 수 있다. 따라서, 표 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 유기막(L1-1)에 함유된 상기 흡광제의 중량%을 증가시키거나, 상기 유기막(L1-1)의 두께를 증가시켜 상기 흡광제의 중량을 증가시켜 상기 유기막(L1-1)의 흡광 계수를 용이하게 증가시킬 수 있고, 그 결과 상기 유기막(L1-1)이 상기 외부광(ET)을 흡수하는 기능이 강화될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다. 도 6을 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 6을 참조하면, 이 실시예에서는 표시장치(302)는 유기전계발광 표시장치일 수 있다. 상기 표시장치(302)는 박막 트랜지스터(TR), 제1 전극(E1), 유기 발광층(EML), 제2 전극(E2) 및 반사 방지막(L0)을 포함한다.
앞서 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 반사 방지막(L0)은 상기 박막 트랜지스터(TR)의 게이트 전극(GE) 및 제1 기판(111) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 외부광이 상기 게이트 전극(GE)에서 반사되어 발생되는 반사광의 광량은 상기 반사 방지막(L0)에 의해 감소될 수 있다.
상기 제1 전극(E1)은 상기 박막 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다. 화소 정의막(PDL)은 제3 절연막(114) 위에 배치되고, 상기 유기 발광층(EML)은 상기 화소 정의막(PDL) 위에 배치되어 상기 화소 정의막(PDL)에 형성된 개구부를 통해 상기 제1 전극(E1)과 접촉된다. 또한, 상기 제2 전극(E2)은 상기 유기 발광층(EML) 위에 배치되어 상기 제1 전극(E1)과 함께 상기 유기발광층(EML)을 발광하는 전계를 발생시킨다. 봉지막(115)은 상기 제2 전극(E2)을 커버하여 상기 유기 발광층(EML)을 밀봉하고, 제2 베이스 기판(118)은 상기 봉지층(115)을 사이에 두고 상기 제1 기판(111)과 대향하도록 배치된다.
도 7a 내지 도 7f들은 도 3에 도시된 표시장치의 제조 방법을 나타내는 도면들이다. 도 7a 내지 도 7f들을 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 7a를 참조하면, 제1 기판(111) 위에 예비 유기막(L1`)을 형성한다. 이 실시예에서는, 분사 유닛(DP)을 이용하여 상기 제1 기판(111) 위에 소오스 재료(SM)를 제공하고, 상기 제공된 상기 소오스 재료(SM)를 경화하여 상기 예비 유기막(L1`)이 형성될 수 있다.
이 실시예에서는, 상기 소오스 재료(SM)은 레진에 흡광제 및 내열제를 혼합하여 형성될 수 있고, 상기 흡광제는 카본을 포함할 수 있고, 상기 내열제는 실록산을 포함할 수 있다. 이 경우에, 앞서 표 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 레진에서 상기 흡광제가 혼합되는 중량%가 증가할수록 상기 예비 유기막(L1`)의 굴절율은 증가될 수 있다. 또한, 상기 레진에서 상기 흡광제가 혼합되는 중량%가 증가할수록 상기 예비 유기막(L1`)의 흡광 계수가 증가될 수 있다. 따라서, 상기 레진에 함유되는 상기 흡광제의 함량을 조절하여 상기 예비 유기막(L1`)의 굴절율 및 상기 흡광계수가 용이하게 조절될 수 있다.
다른 실시예에서는 상기 예비 유기막(L1`)은 슬릿 코팅법 또는 스핀 코팅법과 같은 다른 방법으로 상기 소오스 재료(SM)를 상기 제1 기판(111) 위에 제공하여 형성될 수도 있다.
도 7b 및 도 7c를 참조하면, 예비 유기막(L1`) 위에 예비 무기막(L2`)을 형성하고, 상기 예비 무기막(L2`) 위에 게이트 금속층(GM)을 형성한다. 상기 예비 무기막(L2`)은 상기 예비 유기막(L1`) 위에 제1 막(L11`) 및 제2 막(L12`)을 적층하여 형성될 수 있다. 이 실시예에서는, 상기 예비 무기막(L2`) 및 상기 게이트 금속층(GM)은 스퍼터링법 및 화학기상증착법과 같은 증착법을 이용하여 형성될 수 있다.
그 이후에, 상기 게이트 금속층(GM) 위에 마스크 패턴(MK)을 형성하고, 상기 마스크 패턴(MK)을 마스크로 이용하여 상기 게이트 금속층(GM) 및 상기 예비 무기막(L2`)을 순차적으로 패터닝한다. 그 결과, 게이트 전극(GE)이 형성되고, 제1 보조막(L11) 및 제2 보조막(L12)으로 이루어진 무기막(L2)이 형성되고, 예비 유기막(L1`)의 일부분이 외부로 노출된다.
도 7d를 참조하면, 외부로 노출된 예비 유기막(도 7c의 L1`)의 일부분을 제거하여 유기막(L1)을 형성하고, 마스크 패턴(MK)을 제거한다. 그 결과, 제1 기판(111) 위에 상기 유기막(L1) 및 그 위에 무기막(L2)이 적층된 반사 방지막(L0)이 형성된다.
이 실시예에서는, 플라즈마 공정을 이용하여 상기 마스크 패턴(MK) 및 상기 외부로 노출된 상기 예비 유기막(L1`)의 일부분을 애싱(ashing) 처리할 수 있다. 이 실시예에서는, 상기 애싱 처리에 소요되는 시간을 감소시키기 위하여 상기 예비 유기막(L1`)의 두께는 0.01마이크로미터 내지 0.50마이크로미터일 수 있다.
도 7e를 참조하면, 게이트 전극(GE) 및 반사 방지막(L0)이 형성된 제1 기판(111) 위에 예비 액티브층(AP0)을 형성한다. 이 실시예에서는, 화학기상증착법을 이용하여 비정질 실리콘을 상기 제1 기판(111) 위에 증착하여 상기 예비 액티브층(AP0)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 예비 액티브층(AP0)이 형성되는 동안에, 유기막(L1)은 대략적으로 300℃ 내지 400℃의 공정 온도에 노출되어 상기 유기막(L1)의 형상 및 중량은 상기 공정 온도에 영향을 받을 수 있다. 하지만, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 유기막(L1)은 내열제를 포함하므로 상기 공정 온도에서 상기 유기막(L1)의 중량 감소율은 0% 내지 10%일 수 있다.
도 7f를 참조하면, 제1 기판(111) 위에 게이트 전극(GE)을 갖는 박막 트랜지스터(TR), 상기 박막 트랜지스터(TR)와 접촉되는 화소 전극(PE)을 형성하여 표시기판(110)의 제조를 완성한다.
또한, 제2 기판(121) 위에 컬러필터(CF), 차광층(BM) 및 공통 전극(CE)을 형성하여 대향기판(120)을 제조하고, 상기 대향 기판(120) 위에 액정(LM)을 제공한다. 그 이후에, 상기 액정(LM)을 포함하는 액정층(LC)을 사이에 두고 상기 대향기판(120)을 상기 표시기판(100)과 결합한다. 그 이후에, 상기 제1 기판(111)이 외부광에 노출되도록 상기 제1 기판(111)을 배치하고, 상기 표시기판(110) 보다 상기 대향기판(120)에 인접하도록 상기 대향기판(120)의 하부에 백라이트 어셈블리(100)를 배치하여 표시장치(300)의 제조가 완성된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
110: 표시기판 120: 대향기판
300: 표시장치 L0: 반사 방지막
L1: 유기막 L2: 무기막
L11: 제1 보조막 L12: 제2 보조막
111: 제1 기판 GL: 게이트 라인
GE: 게이트 전극 ET: 외부광
RT1: 제1 반사광 RT2: 제2 반사광
RT3: 제3 반사광

Claims (20)

  1. 외부광에 노출되는 제1 기판;
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판;
    상기 제1 기판 위에 배치되는 게이트 라인;
    상기 게이트 라인과 절연되어 상기 게이트 라인 위에 배치되는 데이터 라인; 및
    상기 제1 기판 및 상기 게이트 라인 사이에 배치되고, 상기 게이트 라인에서 상기 외부광이 반사되어 발생되는 반사광의 광량을 감소시키는 반사 방지막을 포함하고,
    상기 반사 방지막은,
    흡광제를 포함하여 상기 외부광을 흡수하는 유기막; 및
    상기 유기막과 중첩하고, 상기 게이트 라인보다 작은 굴절율을 갖는 무기막을 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 무기막은 상기 반사광 및 상기 외부광이 상기 무기막에서 반사되는 광 간의 상쇄 간섭을 이용하여 상기 반사광의 광량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 기판 위에 상기 유기막, 상기 무기막 및 상기 게이트 라인이 순차적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 무기막의 굴절율은 상기 유기막의 굴절율보다 큰 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 무기막은 상기 유기막 위에 적층되어 상기 유기막 및 상기 게이트 라인 사이에 위치하는 다수의 보조막들을 포함하고,
    상기 다수의 보조막들의 굴절율들은 상기 유기막 위에 적층된 순서로 증가하고, 상기 반사광 및 상기 외부광이 다수의 보조막들 각각에서 반사되는 광 간의 상쇄 간섭에 의해 상기 반사광의 광량이 감소되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 기판 위에 상기 무기막, 상기 유기막 및 상기 게이트 라인이 순차적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 유기막은 상기 무기막을 투과한 상기 외부광을 흡수하고, 상기 유기막은 상기 유기막을 투과하여 상기 게이트 라인에서 반사된 상기 반사광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 유기막은 내열제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 흡광제는 카본을 포함하고, 상기 내열제는 실록산(siloxane)을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 유기막의 흡광계수는 0.1 내지 2.0이고, 상기 유기막 및 상기 무기막 각각의 굴절률은 1.5 내지 2.0인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 유기막 및 상기 무기막 각각의 두께는 0.01마이크로미터 내지 0.50마이크로미터인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되고, 상기 게이트 라인과 전기적으로 연결되는 게이트 전극을 갖는 박막트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 반사 방지막은 상기 제1 기판 및 상기 게이트 전극 사이에 배치되어 상기 게이트 전극에서 상기 외부광이 반사되어 발생되는 반사광의 광량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 액정층; 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 측으로 출력광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 더 포함하고,
    상기 백라이트 어셈블리는 상기 제1 기판보다 상기 제2 기판에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판의 화소 영역에 배치되는 제1 전극;
    상기 제1 전극 위에 배치되는 유기발광층; 및
    상기 유기발광층 위에 배치되는 제2 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제1 기판 위에 예비 유기막을 형성하는 단계;
    상기 예비 유기막 위에 예비 무기막을 형성하는 단계;
    상기 예비 무기막 위에 게이트 금속층을 형성하는 단계;
    상기 게이트 금속층 및 상기 예비 무기막을 패터닝하여 게이트 라인을 형성하는 단계;
    상기 예비 유기막을 패터닝하여 반사 방지막을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 위에 상기 게이트 라인과 절연되는 데이터 라인을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 기판이 외부광에 노출되도록 상기 제1 기판을 제2 기판에 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 반사 방지막을 형성하는 단계는,
    흡광제 및 내열제가 함유된 레진을 포함하는 유기막을 형성하는 단계; 및
    상기 게이트 라인보다 작은 굴절률을 갖고 상기 유기막과 중첩하는 무기막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 유기막은 상기 흡광제를 이용하여 상기 외부광 및 상기 외부광이 상기 게이트 라인에서 반사되어 발생되는 반사광을 흡수하고, 상기 무기막은 상기 반사광 및 상기 외부광이 상기 무기막에서 반사되는 광 간의 상쇄 간섭을 이용하여 상기 반사광의 광량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 유기막의 흡광계수는 0.1 내지 2.0이고, 상기 유기막 및 상기 무기막 각각의 굴절률은 1.5 내지 2.0이고, 상기 유기막에서 상기 흡광제의 중량%을 조절하여 상기 흡광계수 및 상기 굴절률이 조절되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 제1 기판 위에 상기 유기막, 상기 무기막 및 상기 게이트 라인이 순차적으로 적층되고, 상기 무기막의 굴절율은 상기 유기막의 굴절율보다 큰 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 제1 기판 위에 상기 무기막, 상기 유기막 및 상기 게이트 라인이 순차적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 내열제에 의해 섭씨 100도 내지 400도에서 상기 유기막의 중량 감소율은 0% 내지 10%인 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
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