KR102467215B1 - 표시장치 - Google Patents

표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102467215B1
KR102467215B1 KR1020150143618A KR20150143618A KR102467215B1 KR 102467215 B1 KR102467215 B1 KR 102467215B1 KR 1020150143618 A KR1020150143618 A KR 1020150143618A KR 20150143618 A KR20150143618 A KR 20150143618A KR 102467215 B1 KR102467215 B1 KR 102467215B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polarizing plate
layer
linearly polarized
polarized light
display device
Prior art date
Application number
KR1020150143618A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160049466A (ko
Inventor
김진영
이동훈
윤미라
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to US14/884,551 priority Critical patent/US10146084B2/en
Priority to CN201510688323.9A priority patent/CN105549255B/zh
Publication of KR20160049466A publication Critical patent/KR20160049466A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102467215B1 publication Critical patent/KR102467215B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G02F1/133536—Reflective polarizers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명의 표시장치는 다수의 화소를 포함하며 제1면을 통해 영상을 출력하는 표시패널과, 상기 표시패널의 제1면에 부착되고, 제1방향의 선편광을 투과시키며 상기 제1방향과 수직한 제2방향의 선편광을 반사하는 제1편광판을 포함하고, 전압이 인가되지 않았을 때, 상기 제1편광판에 의해 외부광을 반사하여 거울 모드로 사용되며, 전압이 인가되었을 때, 상기 표시패널로부터의 영상을 상기 제1편광판을 통해 출력하는 영상 표시 모드로 사용되므로, 반사형 편광판에 의해 표시장치에 거울 기능을 부여하여 표시장치의 휘도를 높이고, 박형이 가능하며 비용을 절감할 수 있다.

Description

표시장치{Display Device}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 거울 기능을 갖는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)나 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED) 등이 개발되어 널리 적용되고 있다.
최근에는, 이러한 평판표시장치에 영상 표시 기능 이외에 거울 기능을 부여한 표시장치가 제안되었다. 즉, 표시장치가 온 상태일 때, 표시장치는 영상을 표시하고, 표시장치가 오프 상태일 때, 표시장치는 거울 기능을 갖도록 하여 거울 기능을 갖는 표시장치가 연구 및 개발되고 있다.
이러한 표시장치는 거울 기능을 갖도록 영상이 표시되는 쪽에 하프 미러 글라스(half mirror glass)를 포함한다.
하프 미러 글라스는 유리 기판의 일면에 금속산화물을 증착하여 거울면 효과를 갖도록 한 것으로, 빛의 일부는 반사하고 일부는 투과시킨다. 그런데, 이러한 하프 미러 글라스는 투과율이 약 40% 정도이므로 표시장치의 휘도를 감소시킨다.
특히, 표시장치가 액정표시장치일 경우, 액정표시장치의 상부 편광판의 투과율은 약 43%이므로, 상부 편광판과 하프 미러 글라스의 총 투과율은 약 17.2%로 휘도가 매우 낮다.
또한, 하프 미러 글라스의 두께는 약 3 mm로 표시패널의 두께보다 매우 두껍기 때문에, 하프 미러 글라스에 의해 표시장치의 두께가 증가한다.
게다가, 이러한 하프 미러 글라스는 표시장치의 상부에 기구적으로 고정되므로, 표시장치의 두께가 더욱 증가하며, 제조 공정이 복잡하고 공정 장비 및 자재가 추가되어 비용이 증가한다. 이때, 하프 미러 글라스와 표시장치 사이에는 공기층(air gap)이 생기게 되어 빛이 산란되므로, 상이 여러 개 생김에 따라 화질이 저하된다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 휘도를 높이고 두께가 얇으며 화질을 향상시킬 수 있는 거울 기능을 갖는 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공정이 제조 공정이 단순하고 비용을 절감할 수 있는 거울 기능을 갖는 표시장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 다수의 화소를 포함하며 제1면을 통해 영상을 출력하는 표시패널과, 상기 표시패널의 제1면에 부착되고, 제1방향의 선편광을 투과시키며 상기 제1방향과 수직한 제2방향의 선편광을 반사하는 제1편광판을 포함하고, 전압이 인가되지 않았을 때, 상기 제1편광판에 의해 외부광을 반사하여 거울 모드로 사용되며, 전압이 인가되었을 때, 상기 표시패널로부터의 영상을 상기 제1편광판을 통해 출력하는 영상 표시 모드로 사용되는 표시장치를 제공한다.
상기 제1편광판은 상기 제1방향의 선편광은 투과시키고 상기 제2방향의 선편광은 반사하는 제1필름과 상기 제1방향의 선편광은 투과시키고 상기 제2방향의 선편광은 흡수하는 제2필름을 포함한다.
상기 제1편광판은 상기 제1필름과 상기 제2필름이 번갈아 적층된 구조를 가진다.
상기 제1필름은 제1굴절률을 갖는 제1층과 상기 제1굴절률과 다른 제2굴절률을 갖는 제2층이 번갈아 적층된 구조를 가진다.
상기 제2필름은 이색성 염료를 포함하며, 상기 이색성 염료의 장축 방향은 상기 제2방향에 평행하다.
본 발명의 표시장치는 상기 제1편광판 상부에 위치하는 터치패널을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 표시장치는, 상기 표시패널의 제2면에 부착되고, 상기 제1방향의 선편광을 흡수하며 상기 제2방향의 선편광을 투과하는 제2편광판과, 상기 제2편광판의 바깥쪽에 위치하는 백라이트 유닛을 더 포함하고, 상기 표시패널은 제1 및 제2기판과 상기 제1 및 제2기판 사이의 액정층을 포함한다.
이때, 상기 제1기판은 게이트 배선과 데이터 배선, 박막트랜지스터, 화소 전극 및 공통 전극을 포함하고, 상기 제1편광판은 상기 제1기판에 부착된다.
상기 게이트 배선과 데이터 배선 중 적어도 하나는 알루미늄이나 은-팔라듐-구리 합금을 포함한다.
또는, 상기 게이트 배선과 데이터 배선 중 적어도 하나는 제1금속층과 제2금속층을 포함하는 이중층 구조를 가지며, 상기 제1금속층의 반사율은 상기 제2금속층보다 크고, 상기 제2금속층의 비저항은 상기 제1금속층보다 작다.
상기 제1금속층은 알루미늄이나 은-팔라듐-구리 합금으로 이루어지고, 상기 제2금속층은 구리로 이루어질 수 있다.
상기 화소 전극과 공통 전극은 알루미늄이나 은-팔라듐-구리 합금으로 이루어진 제1전극층을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극과 공통 전극은 인듐-틴-옥사이드나 인듐-징크-옥사이드로 이루어진 제2전극층을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 반사형 편광판을 이용하여 표시장치에 거울 기능을 부여함으로써, 표시장치의 휘도를 높일 수 있다.
이러한 반사형 편광판은 필름 타입으로 그 두께가 수십 마이크로미터로 얇기 때문에, 표시장치의 박형화가 가능하고, 표시패널의 상면에 라미네이팅 방법으로 부착될 수 있어, 부착 공정이 단순하며 추가 장비 및 자재가 필요하지 않아 비용을 절감할 수 있다.
또한, 반사형 편광판과 표시패널 사이에 공기층이 생성되지 않으므로, 빛의 산란을 방지하여 화질을 높일 수 있다.
한편, 신호 배선을 포함하는 어레이 기판에 반사형 편광판을 부착함으로써, 신호 배선에서 반사되는 빛에 의해 반사율을 높여 보다 우수한 거울 기능을 제공할 수 있다.
이때, 신호 배선을 반사율이 높은 금속 물질로 형성하여 반사율을 더욱 높일 수 있으며, 비저항이 비교적 낮은 금속 물질을 추가하여, 신호 지연에 의한 화질 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 동작 모드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제1편광판을 개략적으로 확대 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1편광판의 제1필름을 개략적으로 확대 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9a와 도 9b는 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 동작 모드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 위와 같은 문제를 해결할 수 있는 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
제1실시예
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도로, 하나의 화소영역을 도시한다. 여기서, 표시패널은 액정패널을 일례로 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치(100)는 표시패널인 액정패널(110)과, 액정패널(110)의 제1측에 위치하는 제1편광판(160), 그리고 액정패널(110)의 제2측에 위치하는 제2편광판(170)을 포함한다. 또한, 본 발명의 표시장치(100)는 제2편광판(170) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(190)을 더 포함한다.
도 2를 참조하면, 액정패널(110)은 제1기판(120)과, 제2기판(140), 그리고 제1 및 제2기판(120, 140) 사이의 액정층(150)을 포함한다.
제1기판(120) 내면에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 게이트 전극(122)이 형성된다. 게이트 배선은 일 방향을 따라 연장되며, 게이트 전극(122)은 게이트 배선에 연결된다. 게이트 전극(122)은 게이트 배선으로부터 연장되거나 게이트 배선의 일부일 수 있다.
게이트 배선과 게이트 전극(122) 상부에는 게이트 절연막(124)이 형성된다. 게이트 절연막(124)은 질화 실리콘(SiNx)이나 산화 실리콘(SiO2)의 무기절연물질로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(124) 위에는 게이트 전극(122)에 대응하여 반도체층(126)이 형성된다. 반도체층(126)은 진성 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)의 액티브층(126a)과 불순물 도핑된 비정질 실리콘(impurity-doped amorphous silicon)의 오믹 콘택층(126b)을 포함한다.
반도체층(126) 상부에는 소스 및 드레인 전극(128, 129)이 형성되는데, 소스 및 드레인 전극(128, 129)은 반도체층(126) 상부에서 이격되어 위치하며, 오믹 콘택층(126b)은 소스 및 드레인 전극(128, 129)과 동일한 모양을 가진다. 소스 및 드레인 전극(128, 129) 사이에는 액티브층(126a)이 노출되며, 액티브층(126a)은 소스 및 드레인 전극(128, 129) 사이를 제외하고 소스 및 드레인 전극(128, 129)과 동일한 모양을 가질 수 있다. 이와 달리, 소스 및 드레인 전극(128, 129)은 오믹 콘택층(126b) 및 액티브층(126a)의 측면을 부분적으로 덮을 수도 있다.
게이트 전극(122)과 반도체층(126), 소스 전극(128), 그리고 드레인 전극(129)은 박막 트랜지스터(T)를 이루며, 소스 및 드레인 전극(128, 129) 사이에 노출된 액티브층(126a)은 박막 트랜지스터(T)의 채널이 된다.
여기서, 박막트랜지스터(T)는 반도체층(126)의 하부에 게이트 전극(122)이 위치하고 반도체층(126)의 상부에 소스 및 드레인전극(128, 129)이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막트랜지스터는 반도체층의 일측, 즉, 반도체층의 상부에 게이트 전극과 소스 및 드레인 전극이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 반도체층의 양측에는 불순물이 도핑될 수 있다.
한편, 반도체층은 산화물 반도체로 이루어질 수 있으며, 역 스태거드 구조일 경우, 오믹 콘택층은 생략될 수 있다.
또한, 데이터 배선(도시하지 않음)이 소스 및 드레인 전극(128, 129)과 동일한 층에 동일 물질로 형성된다. 데이터 배선은 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의한다. 이때, 데이터 배선은 게이트 배선과 수직하게 교차할 수 있으며, 또는 일정 각도를 가지고 비스듬하게 교차할 수도 있다. 데이터 배선은 소스 전극(128)과 연결되고, 데이터 배선 하부에는 반도체층(126)과 동일한 물질로 동일 적층 구조를 갖는 더미 반도체 패턴이 형성될 수 있다. 이와 달리, 데이터 배선은 게이트 절연막(124)과 직접 접촉하며 형성될 수 있다.
소스 및 드레인 전극(128, 129)과 데이터 배선 상부에는 제1보호층(130)이 형성된다. 제1보호층(130)은 산화 실리콘(SiO2)나 질화 실리콘(SiNx)의 무기절연물질로 형성될 수 있다.
제1보호층(130) 상부에는 제2보호층(132)이 형성된다. 제2보호층(132)은 평탄한 표면을 가지며, 제1보호층(130)과 함께 드레인 전극(129)을 노출하는 드레인 콘택홀(132a)을 가진다. 제2보호층(132)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene: BCB)이나 포토 아크릴(photo acryl)의 유기절연물질로 형성될 수 있다.
여기서, 제1보호층(130)과 제2보호층(132) 중 하나는 생략될 수도 있다.
제2보호층(132) 상부의 화소영역에는 화소 전극(134)과 공통 전극(136)이 형성된다. 화소 전극(134)은 드레인 콘택홀(132a)을 통해 드레인 전극(129)과 접촉하며, 공통 전극(136)은 화소 전극(134)과 이격되어 번갈아 배치된다. 화소 전극(134) 및 공통 전극(136)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide)와 같은 투명도전물질로 형성될 수 있다.
여기서, 게이트 배선과 동일 층에 동일 물질로 게이트 배선에 평행한 공통 배선(도시하지 않음)이 더 형성될 수 있으며, 제2보호층(132)과 제1보호층(130)은 게이트 절연막(124)과 함께 공통 배선을 노출하는 공통 콘택홀(도시하지 않음)을 가지고, 공통 전극(136)은 공통 콘택홀을 통해 공통 배선과 접촉할 수 있다.
또는, 화소 전극(134)과 공통 전극(136)은 화소영역에 대응하여 서로 중첩하게 형성될 수 있으며, 화소 전극(134)과 공통 전극(136) 중 상부에 위치하는 전극은 다수의 개구부를 가질 수 있다.
이러한 제1기판(120)은 어레이 기판이라고 일컬어진다.
한편, 제2기판(140) 내면에는 블랙 매트릭스(142)가 형성된다. 블랙 매트릭스(142)는 화소영역에 대응하여 개구부를 가지며, 게이트 배선(도시하지 않음)과 데이터 배선(도시하지 않음) 및 박막 트랜지스터(T)에 대응하여 형성될 수 있다.
블랙 매트릭스(142) 하부에는 블랙 매트릭스(142)의 개구부에 대응하여 컬러필터층(144)이 형성된다. 컬러필터층(144)은 적, 녹, 청색 컬러필터를 포함하며, 하나의 컬러필터가 하나의 화소영역에 대응하여, 순차적으로 반복 배열된다.
여기서, 컬러필터층(144)이 제2기판(140)에 형성된 구조에 대하여 설명하였으나, 컬러필터층은 제1기판(120)에 형성될 수도 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 액정패널(110)은 컬러필터층이 제1기판(120) 상의 박막 트랜지스터(T) 상부 또는 하부에 형성되는 컬러필터 온 어레이(color filter on array) 구조를 가질 수 있다.
이러한 컬러필터 온 어레이 구조는 제1 및 제2기판(120, 140)의 합착 마진을 줄여 개구율을 높일 수 있다. 이때, 블랙 매트릭스는 제1기판(120) 또는 제2기판(140) 상에 형성되거나 생략될 수 있는데, 이 경우 개구율을 더 높일 수 있다.
컬러필터층(144) 하부에는 컬러필터층(144)의 보호 및 평탄화를 위해 오버코트층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
이러한 제2기판(140)은 컬러필터 기판이라고 일컬어진다.
한편, 도시하지 않았지만, 제1기판(120)의 화소 전극(134)과 공통 전극(136) 상부에는 제1배향막이 형성되고, 제2기판(140)의 컬러필터층(144) 하부에는 제2배향막이 형성된다. 제1배향막과 제2배향막은 일정 방향으로 러빙 또는 광배향되어 제1배향막과 제2배향막의 표면은 배향성을 가진다.
이러한 제1배향막과 제2배향막 사이에는 액정층(150)이 위치한다. 액정층(150)의 액정분자들은 제1 및 제2배향막의 배향 방향에 따라 초기 배열 상태를 가진다.
다시 도 1을 참조하면, 액정패널(110)의 제1면, 즉, 액정패널(110)에서 생성된 영상이 출력되는 상면에는 상부 편광판인 제1편광판(160)이 제1점착층(182)을 통해 부착된다. 즉, 제1편광판(160)의 일면은 제1점착층(182)을 통해 액정패널(110)의 제2기판(도 2의 140)과 접착된다. 제1점착층(182)은 점착제, 즉, 감압성 접착제(pressure sensitive adhesive: PSA)일 수 있다.
제1편광판(160)은 반사형 편광판으로, 제1방향의 선편광은 투과시키고 이에 수직한 제2방향의 선편광은 반사한다. 제1편광판(160)은 필름 타입으로 그 두께가 수십 마이크로미터로 얇기 때문에, 표시장치(100)를 박형으로 제조할 수 있으며, 종래의 상부 편광판과 하프 미러 글라스 구성에 비해 투과율이 높으므로 휘도를 높일 수 있다. 이러한 제1편광판(160)의 구조에 대해서는 이후 자세히 설명한다.
한편, 액정패널(110)의 제2면, 즉, 제1면에 반대인 하면에는 하부 편광판인 제2편광판(170)이 제2점착층(184)을 통해 부착된다. 즉, 제2편광판(170)의 일면은 제2점착층(184)을 통해 액정패널(110)의 제1기판(도 2의 120)과 접착된다. 제2점착층(184)은 점착제, 즉, 감압성 접착제일 수 있다.
제2편광판(170)은 흡수형 편광판으로, 제2편광판(170)의 흡수축은 제1편광판(160)의 투과축과 평행하다. 따라서, 제2편광판(170)은 제1방향의 선편광은 흡수하고 제2방향의 선편광은 투과시킨다.
이러한 제2편광판(170)은 편광층(172)과 제1 및 제2보호필름(174, 176)을 포함한다. 편광층(172)은 제1 및 제2보호필름(174, 176) 사이에 위치하며, 액정패널(110)의 하면으로부터 제1보호필름(174), 편광층(172), 그리고 제2보호필름(176)의 순서로 위치한다.
편광층(172)은 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol: PVA)로 이루어질 수 있으며, 제1 및 제2보호필름(174, 176) 각각은 트리아세틸셀룰로오스(tri-acetyl cellulose: TAC) 또는 환상 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer: COP)로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 및 제2보호필름(174, 176)은 지지필름이라 일컬어질 수도 있다.
제2편광판(170)은 요오드 이온(iodine ions)이나 이색성 염료(dichroic dyes)가 염착된 폴리비닐알콜을 연신(stretching)하여 연신방향, 즉, 제1방향으로 흡수축을 갖는 편광층(172)을 형성하고, 편광층(172)의 수축을 막기 위해 편광층(172)의 양측에 제1 및 제2보호필름(174, 176)을 부착하여 형성될 수 있다.
이러한 제2편광판(170)은 제1보호필름(174)의 외측에 제2점착층(184)이 부착되고, 제2점착층(184) 및 제2보호필름(176)의 외측에 각각 이형필름(release film 또는 separatable protection film)이 부착된 형태로 공급될 수 있다. 이형필름을 탈착시키고 제2점착층(184)이 제1기판(120)의 외측에 부착된다.
또한, 제2편광판(170)의 하부에는 백라이트 유닛(190)이 위치하여, 액정패널(110)에 빛을 공급한다.
이러한 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치(100)는 전압 인가 여부에 따라 거울 모드와 영상 표시 모드로 사용된다. 즉, 전압이 인가되지 않을 경우, 제1편광판(160)에 의해 외부광을 반사하여 거울 기능을 가지며, 전압이 인가될 경우, 백라이트 유닛(190)으로부터의 빛을 제2편광판(170)과 액정패널(110) 및 제1편광판(160)을 통해 투과시켜 영상 표시 기능을 가진다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 동작 모드를 개략적으로 도시한 단면도로, 도 3a는 거울 모드를 나타내고, 도 3b는 영상 표시 모드를 나타낸다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 표시장치(100)가 오프(off) 상태일 때, 즉, 전압이 인가되지 않았을 때, 표시장치(100)에 입사된 외부광 중 제1방향의 선편광(L1)은 제1편광판(160)을 투과하고, 이어, 액정패널(110)을 그대로 통과하여 제2편광판(170)에 도달한다. 이때, 제2편광판(170)에 도달한 제1방향의 선편광(L1)은 제2편광판(170)의 흡수축 방향과 일치하므로, 제2편광판(170)에서 흡수된다.
반면, 표시장치(100)가 오프 상태일 때, 표시장치(100)에 입사된 외부광 중 제1방향에 수직한 제2방향의 선편광(L2)은 제1편광판(160)에서 반사되어, 표시장치(100)가 거울 기능을 가지도록 한다.
한편, 도 3b에 도시한 바와 같이, 표시장치(100)가 온(on) 상태일 때, 즉, 전압이 인가되었을 때, 백라이트 유닛(190)으로부터 공급된 빛 중 제1방향의 선편광(L3)은 제2편광판(170)에 도달한다. 이때, 제1방향의 선편광(L3)은 제2편광판(170)의 흡수축 방향과 일치하므로 제2편광판(170)에서 흡수된다.
반면, 표시장치(100)가 온 상태일 때, 백라이트 유닛(190)으로부터 공급된 빛 중 제2방향의 선편광(L4)은 제2편광판(170)을 투과하고, 액정패널(110)을 통과하면서 편광방향이 바뀌어 제1편광판(160)에 도달하여, 제1편광판(160)을 투과한다. 따라서, 표시장치(100)는 영상을 표시한다.
종래의 표시장치에서는, 온 상태일 때 백라이트 유닛으로부터 공급된 빛 중, 일례로, 제2방향의 선편광이 하부 편광판과 액정패널 및 상부 편광판을 통과하고, 이어 하프 미러 글라스를 투과하는데, 하프 미러 글라스는 빛의 일부를 반사하고 일부는 투과시키므로, 상부 편광판을 통과한 제2방향의 선편광 중 일부만이 외부로 출력된다.
이에 반해, 본 발명의 표시장치(100)에서는 제1편광판(160)을 통과한 제2방향의 선편광(L4) 대부분이 외부로 출력되므로, 본 발명의 표시장치(100)는 종래의 표시장치에 비해 높은 휘도를 가진다.
한편, 표시장치(100)가 온 상태일 때도, 외부광 중 일부는 제1편광판(160)에 의해 반사되지만, 백라이트 유닛(190)으로부터 공급되는 빛이 외부광에 비해 높은 휘도를 갖기 때문에, 제1편광판(160)에 의한 반사는 문제되지 않는다.
이와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치(100)는 전압 인가 여부에 따라 거울 모드와 영상 표시 모드로 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제1편광판을 개략적으로 확대 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1편광판의 제1필름을 개략적으로 확대 도시한 단면도이다.
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제1편광판(160)은 편광도를 높이기 위해 제1필름(162)과 제2필름(164)이 번갈아 적층된 구조를 가진다.
제1필름(162)은 제1굴절률(n1)을 갖는 제1층(162a)과 제2굴절률(n2)을 갖는 제2층(162b)이 번갈아 적층된 구조를 가지며, 제1방향의 선편광은 투과시키고 이에 수직한 제2방향의 선편광은 반사한다.
또한, 제2필름(164)은 이색성 염료를 포함하여, 제1방향의 선편광은 투과시키고 제2방향의 선편광은 흡수한다. 이때, 이색성 염료의 장축 방향은 제2방향에 평행할 수 있다. 제2필름(164)은 서로 다른 굴절률을 갖는 층들이 적층된 구조일 수 있다.
이러한 제1편광판(160)의 일측에는 제1점착층(182)이 부착된다. 일례로, 제1점착층(182)은 제1편광판(160)의 제2필름(164)의 외측에 부착될 수 있으며, 제1편광판(160)은 제1점착층(182) 및 제1필름(162)의 외측에 각각 이형필름(release film 또는 separatable protection film)이 부착된 형태로 공급될 수 있다. 이형필름을 탈착시키고 제1점착층(182)이 제2기판(도 2의 140)의 외측에 부착된다.
제1편광판(160)은 액정패널(도 1의 110)의 상면에 라미네이팅(laminating) 방법으로 부착될 수 있어, 부착 공정이 단순하며 추가 장비 및 자재가 필요하지 않아 비용을 절감할 수 있다. 또한, 액정패널(도 1의 110)과의 사이에 공기층이 생성되지 않으므로 화질을 높일 수 있다.
제2실시예
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도로, 터치패널을 제외한 구조는 제1실시예의 표시장치와 동일하며, 동일한 구조에 대한 설명은 간략히 한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치(100)는 표시패널인 액정패널(110)을 포함한다. 액정패널(110)은 도 2에 도시한 구조를 가질 수 있다.
액정패널(110)의 제1면, 즉, 액정패널(110)에서 생성된 영상이 출력되는 상면에는 상부 편광판인 제1편광판(160)이 제1점착층(182)을 통해 부착된다. 제1편광판(160)은 반사형 편광판으로, 제1방향의 선편광은 투과시키고 이에 수직한 제2방향의 선편광은 반사한다. 제1편광판(160)은 도 4와 도 5에 제시된 구조를 가질 수 있다.
제1편광판(160)의 상부에는 터치패널(200)이 위치한다. 터치패널(200)은 다양한 위치정보 검출방식이 적용될 수 있으며, 일례로, 정전용량 방식(capacitive type)일 수 있다. 터치패널(200)은 별도의 필름 형태로 제작되어 제1편광판(160)에 부착될 수 있다. 이와 달리, 터치패널(200)은 터치 전극(도시하지 않음)을 제1편광판(160) 상에 형성하여 일체화하는 형태로 제조될 수 있다.
한편, 액정패널(110)의 제2면, 즉, 제1면에 반대인 하면에는 하부 편광판인 제2편광판(170)이 제2점착층(184)을 통해 부착된다. 제2편광판(170)은 흡수형 편광판으로, 제2편광판(170)의 흡수축은 제1편광판(160)의 투과축과 평행하다. 따라서, 제2편광판(170)은 제1방향의 선편광은 흡수하고 제2방향의 선편광은 투과시킨다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치(100)의 제2편광판(170) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(190)이 위치한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치(100)는 반사형 편광판인 제1편광판(160)을 이용하여 전압 인가 여부에 따라 거울 모드와 영상 표시 모드로 사용될 수 있는데, 종래의 표시장치에 비해 투과율 및 휘도가 높다. 이때, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치(100)는 터치 기능을 더 포함하여 조작이 용이할 수 있다.
앞선 실시예에서는 표시패널이 액정패널인 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 표시패널은 유기발광다이오드를 이용한 표시패널일 수도 있으며, 퀀텀로드를 이용한 표시패널일 수도 있다. 이 경우, 하부의 제2편광판 및/또는 백라이트 유닛은 생략될 수 있다.
제3실시예
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도로, 하나의 화소영역을 도시한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치(300)는 표시패널인 액정패널(310)을 포함하며, 액정패널(310)은 제1기판(320)과, 제2기판(340), 그리고 제1 및 제2기판(320, 340) 사이의 액정층(350)을 포함한다. 액정패널(310)에서 생성된 영상은 제1기판(320)을 통해 외부로 출력된다.
또한, 본 발명의 표시장치(300)는 액정패널(310)의 제1측, 즉, 제1기판(320)의 외면에 위치하는 제1편광판(360)과, 액정패널(310)의 제2측, 즉, 제2기판(340)의 외면에 위치하는 제2편광판(370), 그리고 제2편광판(370) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(390)을 더 포함한다.
도 8을 참조하면, 액정패널(310)의 제1기판(320) 내면에는 금속 물질로 이루어진 게이트 배선(321)과 게이트 전극(322)이 형성된다. 일례로, 게이트 배선(321)과 게이트 전극(322)은 비교적 비저항이 작은 구리(Cu)로 이루어질 수 있다. 게이트 배선(321)은 일 방향을 따라 연장되며, 게이트 전극(322)은 게이트 배선(321)에 연결된다. 게이트 전극(322)은 게이트 배선(321)으로부터 연장되거나 게이트 배선(321)의 일부일 수 있다.
게이트 배선(321)과 게이트 전극(322) 하부에는 게이트 절연막(324)이 형성된다. 게이트 절연막(324)은 질화 실리콘(SiNx)이나 산화 실리콘(SiO2)의 무기절연물질로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(324) 하부에는 게이트 전극(322)에 대응하여 반도체층(326)이 형성된다. 반도체층(326)은 진성 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)의 액티브층(326a)과 불순물 도핑된 비정질 실리콘(impurity-doped amorphous silicon)의 오믹 콘택층(326b)을 포함한다.
반도체층(326) 하부에는 금속 물질로 이루어진 소스 및 드레인 전극(328, 329)이 형성되는데, 소스 및 드레인 전극(328, 329)은 반도체층(326) 하부에서 이격되어 위치하며, 오믹 콘택층(326b)은 소스 및 드레인 전극(328, 329)과 동일한 모양을 가진다. 소스 및 드레인 전극(328, 329) 사이에는 액티브층(326a)이 노출되며, 액티브층(326a)은 소스 및 드레인 전극(328, 329) 사이를 제외하고 소스 및 드레인 전극(328, 329)과 동일한 모양을 가질 수 있다. 이와 달리, 소스 및 드레인 전극(328, 329)은 오믹 콘택층(326b) 및 액티브층(326a)의 측면을 부분적으로 덮을 수도 있다.
게이트 전극(322)과 반도체층(326), 소스 전극(328), 그리고 드레인 전극(329)은 박막 트랜지스터(T)를 이루며, 소스 및 드레인 전극(328, 329) 사이에 노출된 액티브층(326a)은 박막 트랜지스터(T)의 채널이 된다.
여기서, 박막트랜지스터(T)는 실질적으로 반도체층(326)의 상부에 게이트 전극(322)이 위치하고 반도체층(326)의 하부에 소스 및 드레인전극(328, 329)이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막트랜지스터는 반도체층의 일측, 즉, 실질적으로 반도체층의 하부에 게이트 전극과 소스 및 드레인 전극이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 반도체층의 양측에는 불순물이 도핑될 수 있다.
한편, 반도체층은 산화물 반도체로 이루어질 수 있으며, 역 스태거드 구조일 경우, 오믹 콘택층은 생략될 수 있다.
또한, 데이터 배선(327)이 소스 및 드레인 전극(328, 329)과 동일한 층에 동일 물질로 형성된다. 일례로, 데이터 배선(327)과 소스 및 드레인 전극(328, 329)은 비교적 비저항이 작은 구리로 이루어질 수 있다. 도면 상에서 나타나지는 않지만, 데이터 배선(327)은 게이트 배선(321)과 교차하여 화소영역을 정의한다. 이때, 데이터 배선(327)은 게이트 배선(321)과 수직하게 교차할 수 있으며, 또는 일정 각도를 가지고 비스듬하게 교차할 수도 있다. 데이터 배선(327)은 소스 전극(328)과 연결되고, 데이터 배선(327)은 게이트 절연막(324)과 직접 접촉하며 형성될 수 있다. 이와 달리, 데이터 배선(327) 상부, 즉, 게이트 절연막(324)과 데이터 배선(327) 사이에는 반도체층(326)과 동일한 물질로 동일 적층 구조를 갖는 더미 반도체 패턴이 형성될 수 있다.
소스 및 드레인 전극(328, 329)과 데이터 배선(327) 하부에는 제1보호층(330)이 형성된다. 제1보호층(330)은 산화 실리콘(SiO2)나 질화 실리콘(SiNx)의 무기절연물질로 형성될 수 있다.
제1보호층(330) 하부에는 제2보호층(332)이 형성된다. 제2보호층(332)은 평탄한 표면을 가지며, 제1보호층(330)과 함께 드레인 전극(329)을 노출하는 드레인 콘택홀(332a)을 가진다. 제2보호층(332)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene: BCB)이나 포토 아크릴(photo acryl)의 유기절연물질로 형성될 수 있다.
여기서, 제1보호층(330)과 제2보호층(332) 중 하나는 생략될 수도 있다.
제2보호층(332) 하부의 화소영역에는 화소 전극(334)과 공통 전극(336)이 형성된다. 화소 전극(334)은 드레인 콘택홀(332a)을 통해 드레인 전극(329)과 접촉하며, 공통 전극(336)은 화소 전극(334)과 이격되어 번갈아 배치된다. 화소 전극(334) 및 공통 전극(336)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide)와 같은 투명도전물질로 형성될 수 있다.
여기서, 게이트 배선(321)과 동일 층에 동일 물질로 게이트 배선(321)에 평행한 공통 배선(도시하지 않음)이 더 형성될 수 있고, 제2보호층(332)과 제1보호층(330)은 게이트 절연막(324)과 함께 공통 배선을 노출하는 공통 콘택홀(도시하지 않음)을 가지며, 공통 전극(336)은 공통 콘택홀을 통해 공통 배선과 접촉할 수 있다.
또는, 화소 전극(334)과 공통 전극(336)은 화소영역에 대응하여 서로 중첩하도록 형성될 수 있으며, 화소 전극(334)과 공통 전극(336) 중 하부에 위치하는 전극은 다수의 개구부를 가질 수 있다.
이러한 제1기판(320)은 어레이 기판이라고 일컬어진다.
한편, 제2기판(340) 내면에는 블랙 매트릭스(342)가 형성된다. 블랙 매트릭스(342)는 화소영역에 대응하여 개구부를 가지며, 게이트 배선(321)과 데이터 배선(327) 및 박막 트랜지스터(T)에 대응하여 형성될 수 있다.
블랙 매트릭스(342) 상부에는 블랙 매트릭스(342)의 개구부에 대응하여 컬러필터층(344)이 형성된다. 컬러필터층(344)은 적, 녹, 청색 컬러필터를 포함하며, 하나의 컬러필터가 하나의 화소영역에 대응하여, 순차적으로 반복 배열된다.
여기서, 컬러필터층(344)이 제2기판(340)에 형성된 구조에 대하여 설명하였으나, 컬러필터층은 제1기판(320)에 형성될 수도 있다. 즉, 본 발명의 제3실시예에 따른 액정패널(310)은 컬러필터층이 제1기판(320) 상의 박막 트랜지스터(T) 상부 또는 하부에 형성되는 컬러필터 온 어레이(color filter on array) 구조를 가질 수 있다.
이러한 컬러필터 온 어레이 구조는 제1 및 제2기판(320, 340)의 합착 마진을 줄여 개구율을 높일 수 있다. 이때, 블랙 매트릭스는 제1기판(320) 또는 제2기판(340) 상에 형성되거나 생략될 수 있는데, 이 경우 개구율을 더 높일 수 있다.
컬러필터층(344) 상부에는 컬러필터층(344)의 보호 및 평탄화를 위해 오버코트층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
이러한 제2기판(340)은 컬러필터 기판이라고 일컬어진다.
한편, 도시하지 않았지만, 제1기판(320)의 화소 전극(334)과 공통 전극(336) 하부에는 제1배향막이 형성되고, 제2기판(340)의 컬러필터층(344) 상부에는 제2배향막이 형성된다. 제1배향막과 제2배향막은 일정 방향으로 러빙 또는 광배향되어 제1배향막과 제2배향막의 표면은 배향성을 가진다.
이러한 제1배향막과 제2배향막 사이에는 액정층(350)이 위치한다. 액정층(350)의 액정분자들은 제1 및 제2배향막의 배향 방향에 따라 초기 배열 상태를 가진다.
다시 도 7을 참조하면, 액정패널(310)의 제1면, 즉, 액정패널(310)에서 생성된 영상이 출력되는 상면에는 상부 편광판인 제1편광판(360)이 제1점착층(382)을 통해 부착된다. 즉, 제1편광판(360)의 일면은 제1점착층(382)을 통해 액정패널(310)의 제1기판(도 8의 320)과 접착된다. 제1점착층(382)은 점착제, 즉, 감압성 접착제(pressure sensitive adhesive: PSA)일 수 있다.
제1편광판(360)은 반사형 편광판으로, 제1방향의 선편광은 투과시키고 이에 수직한 제2방향의 선편광은 반사한다. 제1편광판(360)은 필름 타입으로 그 두께가 수십 마이크로미터로 얇기 때문에, 표시장치(300)를 박형으로 제조할 수 있으며, 종래의 상부 편광판과 하프 미러 글라스 구성에 비해 투과율이 높으므로 휘도를 높일 수 있다. 이러한 제1편광판(360)은 도 4와 도 5에 도시된 구조를 가질 수 있다.
즉, 제1편광판(360)은 제1필름(도 4의 162)과 제2필름(도 4의 164)이 번갈아 적층된 구조를 가진다. 제1필름(도 4의 162)은 제1굴절률(n1)을 갖는 제1층(도 5의 162a)과 제2굴절률(n2)을 갖는 제2층(도 5의 162b)이 번갈아 적층된 구조를 가지며, 제1방향의 선편광은 투과시키고 이에 수직한 제2방향의 선편광은 반사한다.
또한, 제2필름(도 4의 164)은 이색성 염료를 포함하여, 제1방향의 선편광은 투과시키고 제2방향의 선편광은 흡수한다. 이때, 이색성 염료의 장축 방향은 제2방향에 평행할 수 있다. 제2필름(164)은 서로 다른 굴절률을 갖는 층들이 적층된 구조일 수 있다.
한편, 액정패널(310)의 제2면, 즉, 제1면에 반대인 하면에는 하부 편광판인 제2편광판(370)이 제2점착층(384)을 통해 부착된다. 즉, 제2편광판(370)의 일면은 제2점착층(384)을 통해 액정패널(310)의 제2기판(도 8의 340)과 접착된다. 제2점착층(384)은 점착제, 즉, 감압성 접착제일 수 있다.
제2편광판(370)은 흡수형 편광판으로, 제2편광판(370)의 흡수축은 제1편광판(360)의 투과축과 평행하다. 따라서, 제2편광판(370)은 제1방향의 선편광은 흡수하고 제2방향의 선편광은 투과시킨다.
이러한 제2편광판(370)은 편광층(372)과 제1 및 제2보호필름(374, 376)을 포함한다. 편광층(372)은 제1 및 제2보호필름(374, 376) 사이에 위치하며, 액정패널(310)의 하면으로부터 제1보호필름(374), 편광층(372), 그리고 제2보호필름(376)의 순서로 위치한다.
편광층(372)은 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol: PVA)로 이루어질 수 있으며, 제1 및 제2보호필름(374, 36) 각각은 트리아세틸셀룰로오스(tri-acetyl cellulose: TAC) 또는 환상 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer: COP)로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 및 제2보호필름(374, 376)은 지지필름이라 일컬어질 수도 있다.
제2편광판(370)은 요오드 이온(iodine ions)이나 이색성 염료(dichroic dyes)가 염착된 폴리비닐알콜을 연신(stretching)하여 연신방향, 즉, 제1방향으로 흡수축을 갖는 편광층(372)을 형성하고, 편광층(372)의 수축을 막기 위해 편광층(372)의 양측에 제1 및 제2보호필름(374, 376)을 부착하여 형성될 수 있다.
또한, 제2편광판(370)의 하부에는 백라이트 유닛(390)이 위치하여, 액정패널(310)에 빛을 공급한다.
이러한 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치(300)는 전압 인가 여부에 따라 거울 모드와 영상 표시 모드로 사용된다. 즉, 전압이 인가되지 않을 경우, 제1편광판(360)에 의해 외부광을 반사하여 거울 기능을 가지며, 전압이 인가될 경우, 백라이트 유닛(390)으로부터의 빛을 제2편광판(370)과 액정패널(310) 및 제1편광판(360)을 통해 투과시켜 영상 표시 기능을 가진다.
도 9a와 도 9b는 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 동작 모드를 개략적으로 도시한 단면도로, 도 9a는 거울 모드를 나타내고, 도 9b는 영상 표시 모드를 나타낸다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 표시장치(300)가 오프(off) 상태일 때, 즉, 전압이 인가되지 않았을 때, 표시장치(300)에 입사된 외부광 중 제1방향의 선편광(L1)은 제1편광판(360)을 투과한다. 제1편광판(360)을 투과한 제1방향의 선편광(L1) 중 일부(L11)는, 액정패널(310)의 제1기판(320)의 내면에 형성된 금속층(320a)에 의해 반사되고, 제1편광판(360)을 다시 투과하여 외부로 출력된다. 여기서, 금속층(320a)은 도 8의 게이트 배선(321) 및 데이터 배선(327) 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 제1편광판(360)을 투과한 제1방향의 선편광(L1) 중 나머지(L12)는, 액정패널(310)의 제1기판(320)과 액정층(350) 및 제2기판(340)을 그대로 통과하여 제2편광판(370)에 도달한다. 이때, 제2편광판(370)에 도달한 제1방향의 선편광(L1) 중 나머지(L12)는 제2편광판(370)의 흡수축 방향과 일치하므로, 제2편광판(370)에서 흡수된다.
반면, 표시장치(300)가 오프 상태일 때, 표시장치(300)에 입사된 외부광 중 제1방향에 수직한 제2방향의 선편광(L2)은 제1편광판(360)에서 반사된다.
따라서, 표시장치(300)는 외부로 출력된 제1방향의 선편광(L11)과 반사된 제2방향의 선편광(L2)에 의해 거울 기능을 가진다.
한편, 도 9b에 도시한 바와 같이, 표시장치(300)가 온(on) 상태일 때, 즉, 전압이 인가되었을 때, 백라이트 유닛(390)으로부터 공급된 빛 중 제1방향의 선편광(L3)은 제2편광판(370)에 도달한다. 이때, 제1방향의 선편광(L3)은 제2편광판(370)의 흡수축 방향과 일치하므로 제2편광판(370)에서 흡수된다.
반면, 표시장치(300)가 온 상태일 때, 백라이트 유닛(390)으로부터 공급된 빛 중 제2방향의 선편광(L4)은 제2편광판(370)을 투과하고, 액정패널(310)의 액정층(350)을 통과하면서 편광방향이 제1방향으로 바뀌어 제1편광판(360)에 도달하여, 제1편광판(360)을 투과한다. 따라서, 표시장치(300)는 영상을 표시한다.
이와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치(300)는 전압 인가 여부에 따라 거울 모드와 영상 표시 모드로 사용될 수 있다.
이러한 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치(300)는, 액정패널(310)의 제1기판(320)의 금속층(320a)에서 반사되어 출력되는 제1방향의 선편광(L11)에 의해, 제1실시예에 따른 표시장치(도 3a의 100)보다 높은 반사율을 가지므로, 보다 우수한 거울 기능을 제공할 수 있다.
반사율은 표시장치(300)에서 금속층(320a)이 차지하는 면적 및 금속층(320a)의 반사율에 따라 달라질 수 있는데, 동일 조건 하에서 제1실시예에 따른 표시장치(도 3a의 100)는 약 64%의 반사율을 가지는 반면, 제3실시예에 따른 표시장치(300)는 약 68%의 반사율을 가진다.
한편, 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치(300)에서는, 금속층(320a)으로 이용되는 게이트 배선(도 8의 321)과 데이터 배선(도 8의 327)이 구리로 이루어지는 경우에 대하여 설명하였으나, 구리보다 큰 반사율을 갖는 물질을 게이트 배선(도 8의 321)과 데이터 배선(도 8의 327) 중 적어도 하나에 이용함으로써, 거울 모드에서 표시장치(300)의 반사율을 더욱 높일 수 있다.
이때, 게이트 배선(도 8의 321)의 총 면적이 데이터 배선(도 8의 327)보다 크기 때문에, 구리보다 큰 반사율을 갖는 물질로 게이트 배선(도 8의 321)을 형성하거나, 구리보다 큰 반사율을 갖는 물질로 게이트 배선(도 8의 321) 및 데이터 배선(도 8의 327)을 형성하는 것이 바람직하다.
일례로, 게이트 배선(도 8의 321) 및/또는 데이터 배선(도 8의 327)은 알루미늄(Al)이나 은-팔라듐-구리(Ag-Pd-Cu: APC) 합금으로 이루어질 수 있으며, 알루미늄(Al)이나 은-팔라듐-구리(Ag-Pd-Cu: APC) 합금은 약 95%의 반사율을 가진다.
제4실시예
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치의 표시패널(410)은 액정패널이며, 제1기판(420)과, 제2기판(440), 그리고 제1 및 제2기판(420, 440) 사이의 액정층(450)을 포함한다. 표시패널(410)에서 생성된 영상은 제1기판(420)을 통해 외부로 출력된다.
제1기판(420)의 내면에는 게이트 배선(421)이 형성된다. 게이트 배선(421)은 제1게이트층(421a)과 제2게이트층(421b)을 포함하는 이중층 구조를 가진다. 제1게이트층(421a)은 반사율이 비교적 높은 금속 물질로 이루어지고, 제2게이트층(421b)은 비저항이 비교적 낮은 금속 물질로 이루어진다. 즉, 제1게이트층(421a)의 반사율은 제2게이트층(421b)보다 크고, 제2게이트층(421b)의 비저항은 제1게이트층(421a)보다 작다. 일례로, 제1게이트층(421a)은 알루미늄(Al)이나 은-팔라듐-구리(Ag-Pd-Cu: APC) 합금으로 이루어지고, 제2게이트층(421b)은 구리(Cu)로 이루어질 수 있다.
게이트 배선(421) 하부에는 게이트 절연막(424)이 실질적으로 제1기판(420) 전면에 형성된다.
게이트 절연막(424) 하부에는 게이트 배선(421)과 교차하는 데이터 배선(427)이 형성된다. 데이터 배선(427)은 제1데이터층(427a)과 제2데이터층(427b)을 포함하는 이중층 구조를 가진다. 제1데이터층(427a)은 반사율이 비교적 높은 금속 물질로 이루어지고, 제2데이터층(427b)은 비저항이 비교적 낮은 금속 물질로 이루어진다. 즉, 제1데이터층(427a)의 반사율은 제2데이터층(421b)보다 크고, 제2데이터층(427b)의 비저항은 제1데이터층(427a)보다 작다. 일례로, 제1데이터층(427a)은 알루미늄이나 은-팔라듐-구리 합금으로 이루어지고, 제2데이터층(427b)은 구리로 이루어질 수 있다.
한편, 도시하지 않았지만, 제1기판(410) 내면에는 박막트랜지스터가 형성되며, 박막트랜지스터는 게이트 전극과, 반도체층, 소스 전극, 그리고 드레인 전극을 포함한다. 게이트 전극은 게이트 배선(421)과 동일층에 동일 물질로 형성되고, 소스 및 드레인 전극은 데이터 배선(427)과 동일층에 동일 물질로 형성된다. 반도체층은 게이트 전극과 소스 및 드레인 전극 사이에 위치할 수 있다.
데이터 배선(427)과 박막트랜지스터 하부에는 제1보호층(430)과 제2보호층(432)이 실질적으로 제1기판(420) 전면에 순차적으로 형성된다.
제2보호층(432) 하부에는 화소 전극(434)과 공통 전극(436)이 형성되며, 화소 전극(434)과 공통 전극(436)은 서로 이격되어 번갈아 배치된다. 화소 전극(434)과 공통 전극(436)은 반사율이 비교적 높은 금속 물질을 포함한다. 일례로, 화소 전극(434)과 공통 전극(436)은 알루미늄이나 은-팔라듐-구리 합금을 포함할 수 있다. 여기서, 화소 전극(434)과 공통 전극(436)은 알루미늄이나 은-팔라듐-구리 합금을 포함하는 단일층 구조일 수 있다.
이와 달리, 화소 전극(424)과 공통 전극(436)은 제1전극층과 제2전극층의 이중층 구조일 수 있다. 이때, 제1전극층은 알루미늄이나 은-팔라듐-구리 합금으로 이루어지고, 제2전극층은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide)의 투명도전물질로 이루어질 수 있다.
특히, 화소 전극(434)과 공통 전극(436)이 은-팔라듐-구리 합금을 포함할 경우, 은-팔라듐-구리 합금의 산화를 방지하기 위해, 화소 전극(434)과 공통 전극(436)을 이중층 구조로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 제2기판(440) 내면에는 블랙 매트릭스(442)가 형성되고, 블랙 매트릭스(442) 상부에는 컬러필터층(444)이 형성된다. 컬러필터층(444) 및/또는 블랙 매트릭스(442)는 제1기판(420)에 형성될 수도 있다.
제1기판(420)의 화소 전극(434) 및 공통 전극(436)과 제2기판(440)의 컬러필터층(444) 사이에는 액정층(450)이 위치한다.
이러한 표시패널(410)을 포함하는 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치에서는, 표시패널(410)의 제1기판(420)의 외면에는 반사형 편광판인 제1편광판(도시하지 않음)이 부착되고, 표시패널(410)의 제2기판(440)의 외면에는 흡수형 편광판인 제2편광판(도시하지 않음)이 부착되며, 제1편광판은 도 4와 도 5의 도시된 구조를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치는 전압 인가 여부에 따라 거울 모드와 영상 표시 모드로 사용된다.
이때, 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치는, 게이트 배선(421)과 데이터 배선(427)뿐만 아니라, 화소 전극(434) 및 공통 전극(436)도 반사율이 비교적 높은 금속 물질을 포함하므로, 제3실시예에 따른 표시장치(도 9a의 300)에 비해 거울 모드에서 반사율을 더욱 높일 수 있다.
동일 조건 하에서 제3실시예에 따른 표시장치(도 9a의 300)는 약 68%의 반사율을 가지는데, 제4실시예에 따른 표시장치는 약 72%의 반사율을 가진다.
또한, 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치에서는, 게이트 배선(421) 및 데이터 배선(427)이 비교적 낮은 비저항을 갖는 금속 물질을 더 포함하므로, 제3실시예에 따른 표시장치(도 9a의 300)에 비해 거울 모드에서 반사율을 더욱 높이고, 신호 지연에 의한 화질 저하를 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 곡면 액정표시장치 110: 액정패널
160: 제1편광판 162: 제 1 필름
164: 제 2 필름 170: 제2편광판
172: 편광층 174: 제1보호필름
176: 제2보호필름 182: 제1점착층
184: 제2점착층 190: 백라이트 유닛

Claims (16)

  1. 다수의 화소를 포함하며 제1면을 통해 영상을 출력하는 표시패널과;
    상기 표시패널의 제1면에 부착되고, 제1방향의 선편광을 투과시키며 상기 제1방향과 수직한 제2방향의 선편광을 반사하는 제1편광판
    을 포함하고,
    전압이 인가되지 않았을 때, 상기 제1편광판에 의해 외부광을 반사하여 거울 모드로 사용되며, 전압이 인가되었을 때, 상기 표시패널로부터의 영상을 상기 제1편광판을 통해 출력하는 영상 표시 모드로 사용되고,
    상기 표시패널은 제1기판과 상기 제1기판 내면의 게이트 배선 및 데이터 배선을 포함하고,
    상기 게이트 배선과 데이터 배선 중 적어도 하나는 제1금속층과 제2금속층을 포함하는 이중층 구조를 가지며, 상기 제1금속층의 반사율은 상기 제2금속층보다 크고, 상기 제2금속층의 비저항은 상기 제1금속층보다 작으며,
    상기 제1금속층은 상기 제1편광판과 상기 제2금속층 사이에 위치하고, 상기 제1기판은 상기 제1편광판과 상기 제1금속층 사이에 위치하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1편광판은 상기 제1방향의 선편광은 투과시키고 상기 제2방향의 선편광은 반사하는 제1필름과 상기 제1방향의 선편광은 투과시키고 상기 제2방향의 선편광은 흡수하는 제2필름을 포함하는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1편광판은 상기 제1필름과 상기 제2필름이 번갈아 적층된 구조를 갖는 표시장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1필름은 제1굴절률을 갖는 제1층과 상기 제1굴절률과 다른 제2굴절률을 갖는 제2층이 번갈아 적층된 구조를 갖는 표시장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2필름은 이색성 염료를 포함하며, 상기 이색성 염료의 장축 방향은 상기 제2방향에 평행한 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1편광판 상부에 위치하는 터치패널을 더 포함하는 표시장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시패널의 제2면에 부착되고, 상기 제1방향의 선편광을 흡수하며 상기 제2방향의 선편광을 투과하는 제2편광판과;
    상기 제2편광판의 바깥쪽에 위치하는 백라이트 유닛을 더 포함하고,
    상기 표시패널은 제2기판과 상기 제1 및 제2기판 사이의 액정층을 더 포함하는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판은 내면에 박막트랜지스터, 화소 전극 및 공통 전극을 더 포함하는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 배선과 데이터 배선 중 적어도 하나는 알루미늄이나 은-팔라듐-구리 합금을 포함하는 표시장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2금속층은 상기 액정층과 상기 제1편광판 사이에 위치하는 표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속층은 알루미늄이나 은-팔라듐-구리 합금으로 이루어지고, 상기 제2금속층은 구리로 이루어지는 표시장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극은 알루미늄이나 은-팔라듐-구리 합금으로 이루어진 제1전극층을 포함하는 표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극은 인듐-틴-옥사이드나 인듐-징크-옥사이드로 이루어진 제2전극층을 더 포함하는 표시장치.
  14. 다수의 화소를 포함하며 제1면을 통해 영상을 출력하는 표시패널과;
    상기 표시패널의 제1면에 부착되고, 제1방향의 선편광을 투과시키며 상기 제1방향과 수직한 제2방향의 선편광을 반사하는 제1편광판
    을 포함하고,
    전압이 인가되지 않았을 때, 상기 제1편광판에 의해 외부광을 반사하여 거울 모드로 사용되며, 전압이 인가되었을 때, 상기 표시패널로부터의 영상을 상기 제1편광판을 통해 출력하는 영상 표시 모드로 사용되고,
    상기 제1편광판은 다수의 제1필름과 다수의 제2필름이 번갈아 적층된 구조를 가지며, 상기 다수의 제1필름 각각은 다수의 제1층과 다수의 제2층이 번갈아 적층되고, 적어도 하나의 제2층은 두 개의 제1층과 직접 접촉하는 표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 다수의 제1필름은 상기 제1방향의 선편광은 투과시키고 상기 제2방향의 선편광은 반사하며, 상기 다수의 제2필름은 상기 제1방향의 선편광은 투과시키고 상기 제2방향의 선편광은 흡수하는 표시장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 다수의 제1층은 제1굴절률을 가지며, 상기 다수의 제2층은 상기 제1굴절률과 다른 제2굴절률을 가지는 표시장치.
KR1020150143618A 2014-10-24 2015-10-14 표시장치 KR102467215B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/884,551 US10146084B2 (en) 2014-10-24 2015-10-15 Display device
CN201510688323.9A CN105549255B (zh) 2014-10-24 2015-10-21 显示装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140145068 2014-10-24
KR20140145068 2014-10-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160049466A KR20160049466A (ko) 2016-05-09
KR102467215B1 true KR102467215B1 (ko) 2022-11-16

Family

ID=56020455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150143618A KR102467215B1 (ko) 2014-10-24 2015-10-14 표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102467215B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040027524A1 (en) * 2000-07-31 2004-02-12 Akinori Shiota Liquid crystal display unit and production method thereof
US20040051827A1 (en) * 2002-06-24 2004-03-18 Shoji Hinata Display device and electronic device having the same
WO2008066157A1 (fr) * 2006-11-30 2008-06-05 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Film protecteur pour plaque polarisante, plaque polarisante et écran tactile résistif
US20090079909A1 (en) * 1993-12-21 2009-03-26 3M Innovative Properties Company Display incorporating reflective polarizer
US20120133856A1 (en) * 2010-11-30 2012-05-31 Panasonic Liquid Crystal Display Co., Ltd. Liquid crystal panel, liquid crystal display device, and manufacturing method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090079909A1 (en) * 1993-12-21 2009-03-26 3M Innovative Properties Company Display incorporating reflective polarizer
US20040027524A1 (en) * 2000-07-31 2004-02-12 Akinori Shiota Liquid crystal display unit and production method thereof
US20040051827A1 (en) * 2002-06-24 2004-03-18 Shoji Hinata Display device and electronic device having the same
WO2008066157A1 (fr) * 2006-11-30 2008-06-05 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Film protecteur pour plaque polarisante, plaque polarisante et écran tactile résistif
US20120133856A1 (en) * 2010-11-30 2012-05-31 Panasonic Liquid Crystal Display Co., Ltd. Liquid crystal panel, liquid crystal display device, and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160049466A (ko) 2016-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4778873B2 (ja) 液晶表示装置
KR101282323B1 (ko) 액정 표시 장치
US9412334B2 (en) Liquid crystal display device
KR102117600B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
KR20130015471A (ko) 디스플레이패널 및 이를 채용한 디스플레이장치
KR102070766B1 (ko) 표시 기판, 이를 포함하는 표시 패널 및 이의 제조 방법
KR20120025407A (ko) 액정 표시 장치
JP2007004182A (ja) 液晶表示装置
US10241370B2 (en) Semiconductor device and projection-type display unit
US10146084B2 (en) Display device
US9383602B2 (en) Liquid crystal device with antireflective structure and electronic apparatus
US10088703B2 (en) Method of manufacturing display device
KR102467215B1 (ko) 표시장치
KR20120015187A (ko) 반사형 액정표시장치
JP2006184363A (ja) 液晶表示装置
US10989957B2 (en) Liquid crystal display device
KR102485632B1 (ko) 표시장치
JP2005309377A (ja) 液晶表示装置
JP2000267584A (ja) 電気光学装置
JP2009092972A (ja) 表示装置
US11703729B2 (en) Display device
KR20180062294A (ko) 편광판, 그 제조방법 및 표시장치
KR20170050740A (ko) 집광시트와 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치
KR20230103216A (ko) 표시 장치
KR20230102206A (ko) 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant