KR102311054B1 - 반사형 표시 장치 - Google Patents

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KR102311054B1
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Abstract

본 발명에 따른 일 실시예는, 서로 대향하는 제 1 기판 및 제 2 기판, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 배치된 액정층, 제 1 기판 상에 배치된 게이트 라인, 게이트 라인 상에 배치된 게이트 절연막, 게이트 절연막 상에 배치되며 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터, 데이터 라인과 박막 트랜지스터 상에 배치된 제 1 보호막, 제 1 보호막 상에 배치된 반사 전극, 반사 전극 상에 배치된 제 2 보호막, 제 2 보호막 상에 배치된 화소 전극, 제 2 기판에 배치된 공통 전극 및, 제 1 기판 및 제 2 기판 중 적어도 어느 하나의 상에 배치되어 화소 영역을 정의하는 매트릭스 전극을 포함한다.

Description

반사형 표시 장치{REFLECTIVE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 반사형 표시 장치에 관한 것으로서, 매트릭스 전극을 배치하여 반사율을 조절할 수 있는 반사형 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다.
또한, 표시 장치는 외광의 반사를 이용하는 반사형 표시 장치, 백라이트 모듈을 적용한 투과형 표시 장치, 및 외광의 반사와 백라이트 모듈을 모두 적용한 반투과형 표시 장치로 분류된다.
여기서, 반사형 표시 장치는 표시 장치 내부로 유입된 빛을 반사시킴에 따라 외부 광원의 영향을 많이 받는다. 예컨대, 반사형 표시 장치는 외부 광원이 강한 실외에서는 투과형 표시 장치에 비해 시인성이 양호하다. 이와 달리, 반사형 표시 장치는 외부 광원이 약한 실내에서는 투과형 표시 장치에 비해 시인성이 떨어진다.
따라서, 반사형 표시 장치의 경우 반사율과 색재현성의 개선을 위하여 외부 광원을 효과적으로 이용하는 것이 중요하다.
본 발명의 일 실시예는, 디스플레이 모듈의 일면을 따라 다양한 곡률을 형성시킬 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 일 실시예는, 서로 대향하는 제 1 기판과 제 2 기판, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치된 액정층, 상기 제 1 기판 상에 배치된 게이트 라인, 상기 게이트 라인 상에 배치된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 배치되며, 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터, 상기 데이터 라인과 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 제 1 보호막, 상기 제 1 보호막 상에 배치된 반사 전극, 상기 반사 전극 상에 배치된 제 2 보호막, 상기 제 2 보호막 상에 배치된 화소 전극, 상기 제 2 기판에 배치된 공통 전극, 및 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 중 적어도 어느 하나의 상에 배치된 매트릭스 전극을 포함하며, 상기 매트릭스 전극은 화소 영역을 정의하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극은 상기 화소 전극과 적어도 일부 중첩되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극은 투명 전극인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극은 불투명 전극인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극과 상기 화소 전극의 사이에 배치된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극과 상기 공통 전극의 사이에 배치된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극은 상기 게이트 라인과 중첩되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극은 상기 데이터 라인과 중첩되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극은 상기 박막 트랜지스터와 중첩되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극 및 상기 공통 전극을 구동하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극은 상기 구동부에 의해 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 보다 높거나 낮은 제 2 전압을 선택적으로 인가 받는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 전압은 공통 전극 전압과 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동부는 상기 제 1 기판의 일측에 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공통 전극은 상기 구동부에 연결되는 적어도 하나의 제 1 쇼트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매트릭스 전극은 상기 구동부에 연결되는 적어도 하나의 제 2 쇼트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 쇼트부는 상기 공통 전극의 가장자리에 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 쇼트부는 상기 제 1 쇼트부로부터 이격되어 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공통 전극과 상기 제 2 기판의 사이에 배치된 컬러필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 다른 실시예는, 서로 대향하는 제 1 기판과 제 2 기판, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치된 액정층, 상기 제 1 기판 상에 배치된 게이트 라인, 상기 게이트 라인 상에 배치된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 배치되며, 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터, 상기 데이터 라인과 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 제 1 보호막, 상기 제 1 보호막 상에 배치된 반사 전극, 상기 반사 전극 상에 배치된 제 2 보호막, 상기 제 2 보호막 상에 배치된 화소 전극, 및 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 중 적어도 어느 하나의 상에 배치되며, 화소 영역을 정의하는 매트릭스 전극을 포함하며, 상기 반사 전극은 공통 전극인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화소 영역을 정의하는 매트릭스 전극과 공통 전극 사이의 전위차에 의해 액정층을 제어할 수 있다. 따라서, 매트릭스 전극에 인가되는 전압에 따라 빛이 매트릭스 전극을 투과하거나 차단될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치의 화소 영역을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 매트릭스 전극의 배치를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에서 I-I'에 대한 단면도이다.
도 4는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ'에 대한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 매트릭스 전극의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 6 및 7은 도 1에 도시된 반사 전극의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에서 Ⅲ-Ⅲ'에 대한 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 9에서 도시된 매트릭스 전극과 공통 전극의 배치를 도시한 평면도이다.
이하, 실시예들을 중심으로 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 도면이나 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 첨부된 도면들은 다양한 실시예들 중 본 발명을 구체적으로 설명하기 위하여 예시적으로 선택된 것일 뿐이다.
발명의 이해를 돕기 위해, 도면에서 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석해야 한다. 한편, 도면에서 동일한 역할을 하는 요소들은 동일한 부호로 표시된다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에는, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시예인 반사형 표시 장치(10)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치의 화소 영역을 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 매트릭스 전극의 배치를 도시한 평면도이며, 도 3은 도 1에서 I-I'에 대한 단면도이고, 도 4는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ'에 대한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(10)는 상부 패널(100), 하부 패널(200) 및 액정층(300)을 포함한다.
하부 패널(200)은 제 1 기판(210), 게이트 라인(220), 게이트 절연막(230), 데이터 라인(240), 박막 트랜지스터(250), 제 1 보호막(260), 반사 전극(270), 제 2 보호막(280), 화소 전극(290) 및 매트릭스 전극(400)을 포함할 수 있다.
제1 기판(210)은 소다석회유리(soda lime glass) 또는 보로 실리케이트 유리 와 같은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판이다.
제1 기판(210)상에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트 라인(220)이 배치된다. 게이트 라인(220)은 일 방향, 예를 들어 가로 방향으로 연장되어 형성된다. 한편, 게이트 라인(220)은 후술할 박막 트랜지스터(250)에 연결된다.
게이트 라인(220)은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag) 또는 은(Ag) 합금과 같은 계열의 금속, 구리(Cu) 또는 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등으로 만들어질 수 있다.
또한, 게이트 라인(220)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
예컨대, 하나의 도전막은 게이트 라인(220)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(low resistivity)을 갖는 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속 또는 구리 계열 금속 등으로 만들어질 수 있다.
또한, 다른 하나의 도전막은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), AZO(aluminum zinc oxide)와 같은 투명도전성산화물(Transparent Conductive Oxide, TCO)과의 접촉 특성이 우수한 물질, 예를 들면, 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 만들어질 수 있다.
데이터 라인(240)은 게이트 라인(220)과 교차하는 방향 예컨대, 세로 방향으로 배치된다. 데이터 라인(240)은 후술할 박막 트랜지스터(250)에 연결된다. 여기서, 데이터 라인(240)은 데이터 라인(240)으로부터 돌출된 돌기부를 가질 수 있다.데이터 라인(240)은 돌기부를 통해 박막 트랜지스터(250)에 연결될 수 있다. 여기서, 돌기부는 후술할 소스 전극(252)일 수 있다. 데이터 라인(240)은 데이터 신호전압을 박막 트랜지스터(250)를 통해 후술할 화소 전극(290)에 전달한다.
게이트 라인(220)과 데이터 라인(240)의 사이에는 게이트 절연막(230)이 배치된다. 게이트 절연막(230)은 게이트 라인(220)을 덮어 절연시키기 위해 제 1 기판(210) 상의 전면(全面)에 형성된다. 게이트 절연막(230)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 등으로 만들어질 수 있다. 게이트 절연막(230)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연막들을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다.
게이트 절연막(230)은 게이트 라인(220)들의 단락을 방지하는 역할을 한다. 또한, 게이트 절연막(230)은 게이트 라인(220)의 상부에 배치되는 다른 도전성 박막으로부터 절연시키는 역할을 한다.
박막 트랜지스터(250)는 반도체층(253), 소스 전극(252), 드레인 전극(251) 및 게이트 전극(221)을 포함할 수 있다. 여기서, 소스 전극(252)은 데이터 라인(240)으로부터 돌출된 돌기부 일 수 있다. 한편, 드레인 전극(251)은 화소 전극(290)과 적어도 일부 중첩되게 배치되고, 게이트 전극(221)은 게이트 라인(220)으로부터 돌출되어 형성될 수 있다.
따라서, 소스 전극(252)은 박막 트랜지스터(250)와 데이터 라인(240)을 연결하고, 드레인 전극(251)은 박막 트랜지스터(250)와 후술할 화소 전극(290)을 연결한다. 또한, 게이트 전극(221)은 박막 트랜지스터(250)와 게이트 라인(220)을 연결한다.
게이트 전극(221)은 반도체층(253)의 하부에서 중첩되게 배치된다. 여기서, 반도체층(253)은 전류가 흐를 수 있는 채널(channel)을 형성한다.
한편, 반도체층(253) 상에 오믹 콘택층(254)이 배치될 수 있다. 오믹 콘택층(254)은 소스/드레인 전극(252, 251)과 반도체층(254) 사이의 접촉 특성을 개선하는 역할을 한다.
예를 들어, 오믹 콘택층(254)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(이하, n+ a-Si)으로 이루어질 수 있다. 만약, 소스/드레인 전극(252, 251)과 반도체층(253) 간의 접촉 특성이 충분히 확보된다면, 오믹 콘택층(254)은 생략될 수도 있다.
제 1 보호막(260)은 박막 트랜지스터(250), 데이터 라인(240), 및 게이트 절연막(230) 상에 배치된다. 제 1 보호막(260)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 감광성(photosensitivity)의 유기물 또는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등을 포함하는 단일막 또는 다중막 구조를 가질 수 있다.
제 1 보호막(260)은 박막 트랜지스터(250), 데이터 라인(240), 및 게이트 절연막(230)을 덮어 탈락을 방지하고, 제 1 보호막(260) 상에 배치된 다른 도전물질로부터 절연시킨다.
반사 전극(270)은 제 1 보호막(260) 상에 배치된다. 반사 전극(270)은 제 1 보호막(260)의 전면(全面)을 덮을 수 있다. 즉, 반사 전극(270)은 면 형상일 수 있다. 반사 전극(270)은 반사형 표시 장치(10)로 입사된 외부 광원을 반사시켜 시인성을 향상 시킨다.
반사 전극(270)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐([0041] Pd), 금(Au), 니켈(Ni) 및 이리듐(Ir) 중 하나, 또는 적어도 두 개의 금속이 포함된 합금으로 이루어질 수 있다.
도시되지 않았지만, 다른 실시예로, 반사 전극(270)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni) 및 이리듐(Ir) 중 하나, 또는 적어도 두 개의 금속이 포함된 합금으로 이루어지는 제 1 반사층과, 제 1 반사층의 상부에 투명 도전성 물질, 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO) 및 산화 아연(ZnO) 중 선택된 어느 하나로 형성된 제 2 반사층으로 구성될 수 있다.
제 2 보호막(280)은 반사 전극(270) 상에 배치된다. 제 2 보호막(280)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 감광성(photosensitivity)의 유기물 또는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등을 포함하는 단일막 또는 다중막 구조를 가질 수 있다. 제 2 보호막(280)은 반사 전극(270)을 덮어 탈락을 방지하고, 제 2 보호막(280) 상에 배치된 다른 도전물질로부터 절연시킨다.
화소 전극(290)은 제 2 보호막(280) 상에 배치된다. 화소 전극(290)의 하부에는 반사 전극(270)이 중첩되게 위치한다. 화소 전극(290)은 제 2 보호막(280)에 의해 반사 전극(270)과 공간적으로 분리된다. 화소 전극(290)은 면 형상 또는 선 형상일 수 있다. 또한, 복수 개의 화소 전극(290)이 제 2 보호막(280) 상에서 이격되어 배치된다.
도 1을 참조하면, 화소 전극(290)은 선 형상의 줄기 전극(293)과 선 형상의 가지 전극(295)을 포함할 수 있다. 줄기 전극(293)은 일 방향으로 연장되어 형성된다. 또한, 줄기 전극(293)은 게이트 라인(220)과 실질적으로 평행하게 배치된다. 줄기 전극(293)의 일측은 돌출되어 박막 트랜지스터(250)와 연결된다.
가지 전극(295)은 줄기 전극(293)으로부터 돌출된다. 또한, 가지 전극(295)은 데이터 라인(240)과 실질적으로 평행하게 배치된다. 가지 전극(295)은 복수 개로 배치될 수 있으며, 이 경우 줄기 전극(293)의 길이방향으로 따라 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예로 화소 전극(290)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 또는 AZO(aluminum zinc oxide)와 같은 투명도전성산화물(Transparent Conductive Oxide)로 만들어질 수 있다.
매트릭스 전극(400)은 화소 전극(290)들 사이에 배치되어 화소 영역(291)을 정의한다. 매트릭스 전극(400)은 제 1 기판(210) 및 후술할 제 2 기판(110) 중 적어도 어느 하나의 상에 배치될 수 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 매트릭스 전극(400)은 수직 매트릭스 전극(410)과 수평 매트릭스 전극(430)을 포함할 수 있다. 수직 매트릭스 전극(410)은 데이터 라인(240)과 실질적으로 평행하게 배치된다. 또한, 수평 매트릭스 전극(430)은 게이트 라인(220)과 실질적으로 평행하게 배치된다. 수직 매트릭스 전극(410)과 수평 매트릭스 전극(430)은 교차된다. 수직 매트릭스 전극(410)과 수평 매트릭스(430)의 교차로 인하여, 화소 영역(291)이 정의될 수 있다. 즉, 매트릭스 전극(400)은 화소 영역(291)을 정의한다.
수직 매트릭스 전극(410)의 하부에 데이터 라인(240)이 배치된다. 또한, 수평 매트릭스 전극(430)의 하부에 게이트 라인(220)이 배치된다. 한편, 박막 트랜지스터(250)는 수직 매트릭스 전극(410) 및 수평 매트릭스 전극(430) 중 적어도 어느 하나의 하부에 배치된다. 즉, 매트릭스 전극(400)은 데이터 라인(240), 게이트 라인(220) 및 박막 트랜지스터(250)와 중첩될 수 있다.
매트릭스 전극(400)은 투명한 전극일 수 있다. 따라서, 매트릭스 전극(400)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 또는 AZO(aluminum zinc oxide)와 같은 투명도전성산화물(Transparent Conductive Oxide)로 만들어질 수 있다.
또한, 매트릭스 전극(400)은 불투명 전극일 수 있다. 이 경우, 매트릭스 전극(400)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐([0041] Pd), 금(Au), 니켈(Ni) 및 이리듐(Ir) 중 하나, 또는 적어도 두 개의 금속이 포함된 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 반사 전극(270)의 실시예와 마찬가지로, 매트릭스 전극(400)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni) 및 이리듐(Ir) 중 하나, 또는 적어도 두 개의 금속이 포함된 합금으로 이루어지는 제 1 반사층과, 제 1 반사층의 상부에 투명 도전성 물질, 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO) 및 산화 아연(ZnO) 중 선택된 어느 하나로 형성된 제 2 반사층으로 구성될 수 있다.
다른 실시예로, 제 1 기판(210) 상에 배치되는 매트릭스 전극(400)과 제 2 기판(110) 상에 배치된 매트릭스 전극(400)은 서로 상이한 전극일 수 있다. 예컨대, 제 1 기판(210) 상에 배치된 매트릭스 전극(400)은 투명 전극이고, 제 2 기판(110) 상에 배치된 매트릭스 전극(400)은 불투명 전극일 수 있다. 매트릭스 전극(400)이 불투명 전극인 경우, 매트릭스 전극(400)은 반사 전극(270)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
상부 패널(100)은 하부 패널(200)과 마주보게 배치된다. 또한, 상부 패널(100)은 제 2 기판(110), 제 2 기판(110) 상에 배치된 공통 전극(130)을 포함할 수 있다.
제 2 기판(110)은 제 1 기판(210)과 대향되게 배치된다. 제 2 기판(110)은 소다석회유리(soda lime glass) 또는 보로 실리케이트 유리 와 같은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판이다.
공통 전극(130)은 제 2 기판(110) 상에 배치된다. 또한, 공통 전극(130)은 화소 전극(290)과 중첩하게 배치된다. 일 실시예로 공통전극(130)은 면 형상으로서, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 또는 AZO(aluminum zinc oxide)와 같은 투명도전성산화물(Transparent Conductive Oxide)로 만들어질 수 있다.
도 3 및 4를 참조하면, 상부 패널(100)은 컬러필터층(150)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 컬러필터층(150)은 제 2 기판(110)과 공통 전극(130)의 사이에 배치될 수 있다. 한편, 캡핑층(150a)은 컬러필터층(150)과 공통 전극(130)의 사이에 배치될 수 있다. 캡핑층(150a)은 컬러필터층(150)을 보호한다.
한편, 매트릭스 전극(400)은 제 1 기판(210)과 제 2 기판(110)에 모두 배치될 수 있다. 도 5는 도 1에 도시된 매트릭스 전극의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 매트릭스 전극(400)은 제 1 기판(210) 및 제 2 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 제 1 기판(210)에 배치된 매트릭스 전극(400)과 제 2 기판(110)에 배치된 매트릭스 전극(400)은 서로 마주본다.
외부 광원은 제 2 기판(110)에 배치된 매트릭스 전극(400)을 투과하여야 한다. 또한, 외부 광원은 제 1 기판(210)에 배치된 매트릭스 전극(400) 또는 매트릭스 전극(400)의 하부에 배치된 반사 전극(270) 중 어느 하나에서 반사될 수 있다.
이를 위해, 제 1 기판(210)에 배치된 매트릭스 전극(400)은 투명 전극 또는 불투명 전극 중 어느 하나일 수 있다. 이와 달리, 제 2 기판(110)에 배치된 매트릭스(400) 전극은 투명 전극이다.
한편, 매트릭스 전극(400)의 일면에는 절연층(400a)이 배치될 수 있다. 예컨대, 매트릭스 전극(400)과 화소 전극(290)의 사이에 절연층(400a)이 배치될 수 있다. 또한, 매트릭스 전극(400)과 제 2 기판(110) 또는 후술할 공통 전극(130)의 사이에 절연층(400a)이 배치될 수 있다. 절연층(400a)은 매트릭스 전극(400)과 화소 전극(290) 또는 매트릭스 전극(400)과 공통 전극(130)의 사이를 절연시킨다. 이는 매트릭스 전극(400)이 화소 전극(290) 또는 공통 전극(130)과 독립적으로 구동될 수 있게 한다.
도 6 및 7은 도 1에 도시된 반사 전극의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 6 및 7을 참조하면, 반사 전극(270)은 공통 전극일 수 있다. 즉, 반사 전극(270)이 공통 전극의 역할을 할 수 있다. 따라서, 추가적인 공통 전극(130)이 제 1 기판(210) 또는 제 2 기판(110) 상에 배치되지 않는다.
여기서, 반사 전극(270)은 면 형상으로 배치되고, 화소 전극(290)은 선 형상으로 배치된다. 따라서, 반사 전극(270)과 화소 전극(290)의 사이에서 발생되는 전계에 따라 액정층(300)을 제어할 수 있다. 즉, 반사 전극(270)은 외부 광원을 반사시켜 반사율을 증대시키면서, 액정층(300)을 제어하는 공통 전극의 역할을 할 수 있다.
한편, 반사 전극(270)이 공통 전극인 경우, 매트릭스 전극(400)은 제 2 기판(110) 상에 배치되고, 제 1 기판(210) 상에는 배치되지 않는다. 또한, 제 2 기판(110) 상에 배치된 매트릭스 전극(400)은 투명 또는 불투명 전극일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(10)를 도시한 도면이고, 도 9는 도 8에서 Ⅲ-Ⅲ'에 대한 개략적인 단면도이며, 도 10은 도 9에서 도시된 매트릭스 전극(400)과 공통 전극(130)의 배치를 도시한 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(10)는 화소 전극(290), 매트릭스 전극(400), 공통 전극(130) 등을 구동하는 구동부(500)를 더 포함할 수 있다.
도 8를 참조하면, 구동부(500)는 제 1 기판(210)의 일측에 배치될 수 있다. 또한, 구동부(500)는 구동 회로를 포함하는 회로기판(530)과 회로기판(530)과 제 1 기판(210)을 연결하는 TCP(520, tape carrier package), 및 TCP(520) 상에 배치된 구동 드라이버칩(510)을 포함할 수 있다. 구동 드라이버 칩(510)은 매트릭스 전극(400) 및 공통 전극(130)의 구동을 위한 구동 신호를 제공할 수 있다.
도 9 및 10을 참조하면, 공통 전극(130)은 구동부(500)에 연결되는 제 1 쇼트부(131)를 포함할 수 있다. 또한, 매트릭스 전극(400)은 구동부(500)에 연결되는 제 2 쇼트부(450)를 포함할 수 있다. 여기서, 공통 전극(130)과 매트릭스 전극(400)의 사이에는 절연층(400a)이 배치된다.
제 1 쇼트부(131)는 제 1 쇼트 전극(131b)과 제 1 연결 칼럼(131c)을 포함할 수 있다. 또한, 제 2 쇼트부(450)는 제 2 쇼트 전극(450b)과 제 2 연결 칼럼(450c)을 포함할 수 있다. 제 1 연결 칼럼(131c)은 제 1 연결 라인(131a)을 통해 구동부(500)에 연결될 수 있다. 제 2 연결 칼럼(450c)은 제 2 연결 라인(450a)을 통해 구동부(500)에 연결될 수 있다.
제 1 쇼트 전극(131b)은 면 형상을 가질 수 있으며, 공통 전극(130)의 가장자리에 배치될 수 있다. 제 1 쇼트 전극(131b)은 복수 개로 배치될 수 있으며, 이 경우 제 1 쇼트 전극(131b)들은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 복수의 제 1 쇼트 전극(131b) 중 어느 하나는 공통 전극(130)의 제 1 모서리에 배치될 수 있다. 다른 하나의 제 1 쇼트 전극(131b)은 제 1 모서리와 마주보는 제 2 모서리에 배치될 수 있다.
제 2 쇼트 전극(450b)은 면 형상을 가질 수 있으며, 매트릭스 전극(400)의 가장자리에 배치될 수 있다. 제 2 쇼트 전극(450b)은 복수 개로 배치될 수 있으며, 이 경우 제 2 쇼트 전극(450b)들은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 복수의 제 2 쇼트 전극(450b) 중 어느 하나는 매트릭스 전극(400)의 제 3 모서리에 배치될 수 있다. 또한, 다른 하나의 제 2 쇼트 전극(450b)은 제 3 모서리와 마주보는 제 4 모서리에 배치될 수 있다. 즉, 제 1 쇼트 전극(131b)과 제 2 쇼트 전극(450b)은 평면상으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(10)의 구동을 설명한다.
도 3 및 4를 참조하면, 외부 광원은 반사 전극(270)에 반사 및 산란된다. 매트릭스 전극(400)은 반사 및 산란되어 상부로 향하는 광원을 차단하거나 투과시킨다. 이를 위해, 매트릭스 전극(400)은 구동부(500)로 제 1 전압 또는 제 2 전압을 선택적으로 인가 받는다. 제 2 전압은 제 1 전압 보다 낮거나 높은 전압일 수 있다.
이후부터, 매트릭스 전극(400)과 공통 전극(130)에 인가된 전압이 동일하여 등전위가 형성될 때, 빛이 매트릭스 전극(400)을 투과하는 경우를 일 실시예로 설명한다(nomally white state).
구동부(500)가 매트릭스 전극(400)에 공통 전극(130)의 전압과 동일한 제 1 전압을 인가하면, 등전위로 인해 빛은 매트릭스 전극(400)을 투과한다. 그러나, 구동부가 제 2 전압을 매트릭스 전극(400)에 인가하면, 매트릭스 전극(400)과 공통 전극(130)의 전위차로 인해 액정층(300)이 제어될 수 있다. 즉, 제 2 전압에 따라 매트릭스 전극(400)은 빛의 전부 또는 일부를 차단할 수 있다.
따라서, 텍스트를 표시하는 제 1 모드와 이미지 또는 동영상을 표시하는 제의 2 모드에 따라 매트릭스 전극(400)이 구동될 수 있다. 예컨대, 제 1 모드의 경우, 매트릭스 전극(400)에 제 1 전압을 인가하여 반사율을 높일 수 있다. 또한, 제 2 모드의 경우, 매트릭스 전극(400)에 제 2 전압을 인가하여 빛을 차단함으로써 색재현성을 향상시킬 수 있다.
이상에서, 도면에 도시된 예들을 참고하여 본 발명을 설명하였으나, 이러한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 반사형 표시 장치
100 : 상부 패널
200 : 하부 패널
300 : 액정층
110 : 제 2 기판
130 : 공통 전극
150 : 컬러필터층
210 : 제 1 기판
220 : 게이트 라인
230 : 게이트 절연막
240 : 데이터 라인
250 : 박막 트랜지스터
260 : 제 1 보호막
270 : 반사 전극
280 : 제 2 보호막
290 : 화소 전극
400 : 매트릭스 전극
500 : 구동부

Claims (19)

  1. 서로 대향하는 제 1 기판과 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치된 액정층;
    상기 제 1 기판 상에 배치된 게이트 라인;
    상기 게이트 라인 상에 배치된 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 배치되며, 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 데이터 라인과 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 제 1 보호막;
    상기 제 1 보호막 상에 배치된 반사 전극;
    상기 반사 전극 상에 배치된 제 2 보호막;
    상기 제 2 보호막 상에 배치된 화소 전극;
    상기 제 2 기판에 배치된 공통 전극; 및
    상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 중 적어도 어느 하나의 상에 배치된 매트릭스 전극을 포함하며,
    상기 매트릭스 전극은 화소 영역을 정의하고, 서로 다른 두 전압을 선택적으로 인가 받는 반사형 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극은 상기 화소 전극과 적어도 일부 중첩되는 반사형 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극은 투명 전극인 반사형 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극은 불투명 전극인 반사형 표시 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극과 상기 화소 전극의 사이에 배치된 절연층을 더 포함하는 반사형 표시 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극과 상기 공통 전극의 사이에 배치된 절연층을 더 포함하는 반사형 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극은 상기 게이트 라인과 중첩되는 반사형 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극은 상기 데이터 라인과 중첩되는 반사형 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극은 상기 박막 트랜지스터와 중첩되는 반사형 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극 및 상기 공통 전극을 구동하는 구동부를 더 포함하는 반사형 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극은 상기 구동부에 의해 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 보다 높거나 낮은 제 2 전압을 선택적으로 인가 받는 반사형 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 공통 전극 전압과 동일한 반사형 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 제 1 기판의 일측에 배치된 반사형 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 구동부에 연결되는 적어도 하나의 제 1 쇼트부를 포함하는 반사형 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 매트릭스 전극은 상기 구동부에 연결되는 적어도 하나의 제 2 쇼트부를 포함하는 반사형 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 쇼트부는 상기 공통 전극의 가장자리에 배치된 반사형 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 쇼트부는 평면상으로 상기 제 1 쇼트부로부터 이격되어 배치된 반사형 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 공통 전극과 상기 제 2 기판의 사이에 배치된 컬러필터층을 더 포함하는 반사형 표시 장치.
  19. 서로 대향하는 제 1 기판과 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치된 액정층;
    상기 제 1 기판 상에 배치된 게이트 라인;
    상기 게이트 라인 상에 배치된 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 배치되며, 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 데이터 라인과 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 제 1 보호막;
    상기 제 1 보호막 상에 배치된 반사 전극;
    상기 반사 전극 상에 배치된 제 2 보호막;
    상기 제 2 보호막 상에 배치된 화소 전극; 및
    상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 중 적어도 어느 하나의 상에 배치되며, 화소 영역을 정의하고, 서로 다른 두 전압을 선택적으로 인가 받는 매트릭스 전극을 포함하며,
    상기 반사 전극은 공통 전극인 반사형 표시 장치.
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