KR102526507B1 - 배선 기판 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는, 제1 베이스, 및 제1 베이스 상에 배치되고 상호 적층된 도전성 금속층 및 금속 산화물층을 포함하는 제1 배선층을 포함한다. 여기서, 금속 산화물층은 산화 몰리브덴을 포함하여 이루어지고, 도전성 금속층은 테이퍼(taper)진 단면 형상을 가지되, 도전성 금속층의 테이퍼 앵글은 30도 내지 75도이다.

Description

배선 기판 및 이를 포함하는 표시 장치{WIRE SUBSTRATE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 배선 기판 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 점차 커지고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting diode Display, OLED) 등과 같은 다양한 표시 장치가 개발되고 있다.
표시 장치는 서로 다른 색을 표현하는 복수의 화소를 포함하여 색 표시를 구현할 수 있다. 표시 장치의 각 화소가 서로 독립적으로 동작하고 서로 다른 색을 표현하기 위해 표시 장치는 구동 신호를 전달하기 위한 구동 신호 배선 및 각 화소마다 배치된 다양한 기능성 전극들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 구동 신호 배선 등은 낮은 전기 저항, 높은 열적 안정성 및 쉬운 가공성 등이 요구된다.
표시 장치가 점차 고해상도화됨에 따라 하나의 화소 면적이 감소하는 추세이다. 또한, 구동 신호 배선과 기능성 전극들의 집적도가 높아짐에 따라 개구율의 확보가 쉽지 않은 상황이다. 개구율은 표시 장치의 휘도 등의 표시 품질에 영향을 미치는 주요한 요소이다. 표시 장치의 개구율을 높이기 위한 방법으로 차광 부재가 차지하는 평면상 면적을 최소화하는 방법을 예시할 수 있다.
그러나 차광 부재 면적을 감소시킬 경우 차광 부재에 의해 커버되지 않은 배선 및/또는 전극은 외부광을 반사할 수 있다. 배선 등에 의해 반사된 외부광은 표시 장치의 콘트라스트를 저하시키는 등 표시 품질의 저하를 야기할 수 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 개구율을 향상시킴과 동시에 외부광에 의한 반사를 억제하여 해상도와 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 해상도와 표시 품질이 모두 향상된 표시 장치를 위한 배선 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 베이스, 및 상기 제1 베이스 상에 배치되고, 상호 적층된 도전성 금속층 및 금속 산화물층을 포함하는 제1 배선층을 포함하되, 상기 금속 산화물층은 산화 몰리브덴을 포함하여 이루어지고, 상기 도전성 금속층은 테이퍼(taper)진 단면 형상을 가지되, 상기 도전성 금속층의 테이퍼 앵글은 30도 내지 75도이다.
상기 금속 산화물층의 광 반사율은 상기 도전성 금속층의 광 반사율보다 작을 수 있다.
상기 제1 베이스 측으로부터 입사된 550nm 파장의 광에 대한 상기 제1 배선층의 반사율은 6.0% 이하일 수 있다.
상기 금속 산화물층의 두께는 100Å 내지 2000Å일 수 있다.
상기 금속 산화물층은 상기 제1 베이스 상에 직접 배치되고, 상기 도전성 금속층은 상기 금속 산화물층 상에 배치될 수 있다.
상기 금속 산화물층의 제1 테이퍼 앵글은 상기 도전성 금속층의 제2 테이퍼 앵글보다 작을 수 있다.
상기 제2 테이퍼 앵글은 45도 내지 70도일 수 있다.
상기 금속 산화물층의 측벽은 상기 도전성 금속층의 측벽보다 돌출 형성될 수 있다.
상기 금속 산화물층은 탄탈럼을 더 포함하고, 금속 원자 중의 상기 탄탈럼 함량은 0.5 at% 내지 12 at% 일 수 있다.
상기 도전성 금속층은, 상기 금속 산화물층 상에 배치되는 제1 금속층, 및 상기 제1 금속층과 상기 제1 금속층 상에 배치되는 제2 금속층을 포함하고, 상기 제2 금속층은 상기 제1 금속층의 전기 전도도보다 큰 전기 전도도를 갖을 수 있다.
상기 도전성 금속층은, 상기 금속 산화물층 상에 배치되는 제1 금속층, 및 상기 제1 금속층과 상기 제1 금속층 상에 배치되는 제2 금속층을 포함하고, 상기 제2 금속층은 상기 제1 금속층의 전기 전도도보다 큰 전기 전도도를 갖을 수 있다.
상기 금속 산화물층 측으로부터 입사된 550nm 파장의 광에 대한 상기 제1 배선층의 반사율은 6.0% 이하일 수 있다.
상기 도전성 금속층은, 상기 제1 베이스 상에 배치되는 제1 금속층, 및 상기 제1 금속층과 상기 금속 산화물층 사이에 배치되고, 상기 제1 금속층보다 큰 전기 전도도를 갖는 제2 금속층을 포함할 수 있다.
상기 금속 산화물층의 두께는 상기 제1 금속층의 두께보다 크고 상기 제2 금속층의 두께보다 작을 수 있다.
상기 금속 산화물층의 두께는 100Å 내지 2000Å일 수 있다.
상기 제1 금속층은 내화 금속을 포함하여 이루어지고, 상기 제2 금속층은 구리, 은, 알루미늄, 또는 이들의 합금을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 금속층의 상기 제2 금속층과 대면하는 면의 폭은 상기 제2 금속층의 상기 제1 금속층과 대면하는 면의 폭보다 클 수 있다.
상기 금속 산화물층의 측벽은 상기 도전성 금속층의 측벽보다 돌출되어 팁을 형성할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선 기판은, 제1 베이스; 및 상기 제1 베이스 상에 배치되고, 상호 적층된 도전성 금속층 및 금속 산화물층을 포함하는 제1 배선층을 포함하되, 상기 금속 산화물층은 산화 몰리브덴을 포함하여 이루어지고, 상기 도전성 금속층은 테이퍼(taper)진 단면 형상을 가지되, 상기 도전성 금속층의 테이퍼 앵글은 30도 내지 75도일 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 베이스, 및 상기 제1 베이스 상에 배치되고, 상호 적층된 도전성 금속층 및 금속 산화물층을 포함하는 제1 배선층을 포함하되, 상기 금속 산화물층은 MoxTayOz를 포함하여 이루어지고, 금속 원자 중의 탄탈럼 함량이 0.5 내지 20 at% 이하일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 가시 광선 파장 대역에 대한 반사율이 매우 낮은 산화몰리브덴(MoOx, MoxTayOz)을 포함하는 배선층을 포함하여 외광 반사로 인한 표시 품질 저하를 억제할 수 있다.
또, 배선층 자체의 반사율이 매우 낮기 때문에 차광 부재가 차지하는 평면상 면적을 최소화할 수 있어 표시 장치의 개구율을 향상시킬 수 있고, 표시 장치의 해상도를 더욱 높일 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 화소의 레이아웃도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳa-Ⅳa' 선, Ⅳb-Ⅳb' 선 및 Ⅳc-Ⅳc' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 도 2의 화소에 포함된 제1 배선층 및 제2 배선층의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 제1 배선층에 포함된 금속 산화물층의 두께에 따른 가시 광선 파장 대역에서의 광 반사율의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 5의 제1 배선층에 포함된 금속 산화물층의 두께에 따른 가시 광선 파장 대역에서의 광 반사율의 다른 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 8 및 도 9는 도 5의 제1 배선층의 다양한 실시예들을 나타내는 단면도들이다.
도 10은 도 2의 화소에 포함된 제1 배선층 및 제2 배선층의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 11 및 도 12는 도 2의 화소에 포함된 제1 배선층 및 제2 배선층의 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 '위(on)'로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 '직접 위(directly on)'로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. '및/또는'는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)', '위(above)', '상부(upper)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 표시 패널(1a) 및 표시 패널(1a)에 광을 제공하는 광원부(1b)를 포함할 수 있다.
표시 패널(1a)는 화소들(PXa, PXb)를 포함하고, 화소들(PXa, PXb)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 평면상 대략 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 본 명세서에서, 화소(pixel)는 색 표시를 위해 평면 시점에서 표시 영역이 구획되어 정의되는 단일 영역을 의미하며, 하나의 화소는 미리 정해진 하나의 기본색을 표현할 수 있다. 즉, 하나의 화소는, 표시 패널(1a)을 기준으로, 다른 화소와 서로 독립적인 색을 표현할 수 있는 최소 단위일 수 있다. 기본색은 적색, 녹색 및 청색을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 방향(X)을 따라 배치된 제1 화소(PXa)와 제2 화소(PXb)는 서로 다른 기본색들을 표현할 수 있다.
표시 패널(1a)은 구동 신호 배선을 포함하고, 구동 신호 배선은 제1 방향(X)으로 연장된 게이트 신호 배선(210) 및 제2 방향(Y)으로 연장되며 게이트 신호 배선(210)과 절연되도록 배치된 데이터 신호 배선(510)을 포함할 수 있다. 게이트 신호 배선(210) 및 데이터 신호 배선(510) 각각은 구동부(미도시)와 화소들(PXa, PXb) 각각에 배치된 화소 전극(600)에 연결되어, 구동부로부터 구동 신호를 화소들(PXa, PXb)에 전달할 수 있다.
광원부(1b)는 표시 패널(1a)의 일측에 배치되어 특정 파장을 갖는 광을 표시 패널(1a)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 광원부(1b)는 표시 패널(1a)의 상측에 배치될 수 있다. 이 경우, 표시 패널(1a)의 하면이 표시면이 되어, 영상이 표시될 수 있다. 다른 예로, 광원부(1b)는 표시 패널(1b)의 하측에 배치될 수 있다. 이 경우, 표시 패널(1a)의 상면이 표시면이 되어, 영상이 표시될 수 있다.
광원부(1b)는 광을 직접적으로 방출하는 광원(light source)(미도시) 및 광원으로부터 제공받은 광의 경로를 가이드하여 표시 패널(1a) 측으로 출사하는 도광판(미도시)을 포함할 수 있다. 도광판의 재료는 광 투과율이 높은 재료이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 글라스(glass) 재료, 석영(quartz) 재료 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate) 등의 플라스틱 재료로 이루어질 수 있다.
광원은 발광 다이오드(LED) 또는 유기발광 다이오드(OLED) 등일 수 있다. 예를 들어, 광원은 청색 파장 대역의 광을 방출하거나, 또는 백색을 나타내는 광을 방출할 수 있다.
도시되지 않았으나, 표시 패널(1a)과 광원부(1b) 사이에는 하나 이상의 광학 시트가 배치될 수 있다. 광학 시트는 프리즘 시트, 확산 시트, 편광 시트(또는, 반사형 편광 시트), 렌티큘러렌즈 시트, 마이크로렌즈 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 광학 시트는 광원부(1b)로부터 제공되어 표시 패널(1a) 측으로 진행하는 광의 광학 특성을 변조하여 표시 장치(1)의 표시 품질을 개선할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트는 광을 집광하거나, 확산/산란시키거나, 또는 편광 특성을 변조할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 표시 패널(1a)에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 화소의 레이아웃도이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 표시 패널(1a)은 서로 대향하는 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 및 그 사이에 개재된 액정층(30)을 포함할 수 있다. 액정층(30)은 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 및 이들을 합착하는 실링 부재(미도시)에 의해 밀봉된 상태일 수 있다. 하부 기판(10)은 표시 패널(1a)의 구동을 위한 구동 신호 배선이 배치된 배선 기판이고, 상부 기판(20)은 색 변환 패턴이 배치된 색 변환 기판일 수 있다.
먼저 하부 기판(10)에 대하여 설명한다.
하부 기판(10)은 제1 베이스(110)(또는, 제1 베이스 기판), 제1 배선층(200), 제1 절연층(310), 액티브층(400), 제2 배선층(500), 제2 절연층(330), 및 화소 전극(600)을 포함할 수 있다.
제1 베이스(110)는 투명한 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스(110)는 글라스 재료, 석영 재료, 또는 투광성 플라스틱 재료로 이루어진 기판일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 베이스(110)는 가요성을 가지고, 표시 장치(1)는 곡면형 표시 장치일 수 있다.
제1 베이스(110) 상에는 제1 배선층(200)이 배치될 수 있다. 제1 배선층(200)은 제1 베이스(110) 상에 직접 배치될 수 있다. 제1 배선층(200)은 게이트 신호 배선(210) 및 유지 전극(230)을 포함할 수 있다. 게이트 신호 배선(210)과 유지 전극(230)은 동일 층에 배치될 수 있다. 예를 들어, 게이트 신호 배선(210)과 유지 전극(230)은 동일한 구조를 가지고 동일한 재료로 이루어지며 하나의 공정(예를 들어, 마스크 공정)을 통해 동시에 형성될 수 있다.
게이트 신호 배선(210)은 대략 제1 방향(X)을 따라 연장될 수 있다. 게이트 신호 배선(210)은 게이트 구동부(미도시)로부터 제공된 게이트 구동 신호를 화소들(PXa, PXb) 각각에 배치된 스위칭 소자에 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(X)을 따라 배치된 화소들은 하나의 게이트 신호 배선(210)을 공유할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 신호 배선(210)의 일부는 스위칭 소자의 게이트 전극을 이룰 수 있다. 예를 들어, 게이트 신호 배선(210)의 일부는 후술할 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제3 스위칭 소자(Q3)의 제어 단자(또는, 제어 전극)을 구성할 수 있다. 다른 예로, 스위칭 소자의 제어 단자는 게이트 신호 배선(210)으로부터 돌출되어 형성될 수도 있다.
유지 전극(230)은 후술할 제2 배선층(500)의 일부 및/또는 화소 전극(600)의 일부와 중첩하도록 배치될 수 있다. 유지 전극(230)은 제2 배선층(500)(및/또는, 화소 전극(600))과의 사이에 개재된 유전체층(또는, 절연층)과 함께 유지 커패시터를 형성할 수 있다. 유지 커패시터는 하나의 프레임(또는, 특정 시간) 동안에 화소 전극(600)에 인가된 전압을 유지시킬 수 있다. 유지 전극(230)은 부분적으로 확장부를 가질 수 있다. 이 경우, 제2 배선층(500) 및 화소 전극(600)과의 중첩 면적이 극대화되고, 유지 커패시터의 용량이 증가하며, 전압을 하나의 프레임 동안 안정적으로 유지시킬 수 있다.
일 실시예에서, 유지 전극(230)은 부분적으로 제1 부화소 전극(610)의 가장자리와 중첩하도록 배치될 수 있다. 제1 부화소 전극(610)이 대략 사각형의 평면 형상인 경우, 유지 전극(230)은 제1 방향(X)으로 연장된 부분들(231) 및 제2 방향(Y)으로 연장된 부분들(232)을 포함하여 대략 사각띠의 평면 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 유지 전극(230)은 제2 배선층(500) 및 화소 전극(600)과 함께 유지 커패시터를 형성할 수 있도록 다양하게 변형될 수 있다.
실시예들에서, 제1 배선층(200)(예를 들어, 게이트 신호 배선(210) 및 유지 전극(230))은 상호 적층된 도전성 금속층 및 금속 산화물층을 포함할 수 있다. 즉, 제1 배선층(200)은 도전성 금속층 및 금속 산화물층이 적층된 적층 구조를 가질 수 있다. 제1 배선층(200)의 적층 구조에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
제1 배선층(200) 상에는 제1 베이스(110) 전면에 걸쳐 제1 절연층(310)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(310)은 절연성 재료를 포함하여 그 상부의 구성요소와 하부의 구성요소를 서로 절연시킬 수 있다. 제1 절연층(310)은 후술할 제1 스위칭 소자(Q1) 내지 제3 스위칭 소자(Q3)의 제어 단자(즉, 게이트 전극)와 채널층(즉, 액티브층(400))을 절연시키는 게이트 절연층일 수 있다. 제1 절연층(310)은 질화규소, 산화규소, 질화산화규소 또는 산화질화규소 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 절연층(310) 상에는 액티브층(400)이 배치될 수 있다. 액티브층(400)은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액티브층(400)은 비정질 규소, 또는 다결정 규소를 포함하여 이루어지거나, 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 액티브층(400)의 일부는 스위칭 소자의 채널층을 이룰 수 있다. 예를 들어, 액티브층(400)의 일부는 후술할 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제3 스위칭 소자(Q3)의 채널을 구성하며, 채널은 게이트 신호 배선(210)에 인가되는 전압에 따라 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다. 액티브층(400)의 적어도 일부는 대략 제2 방향(Y)을 따라 연장되며 데이터 신호 배선(510)과 중첩하여 배치될 수 있다.
액티브층(400) 상에는 제2 배선층(500)이 배치될 수 있다. 제2 배선층(500)은 데이터 신호 배선(510), 소스 전극층(530) 및 드레인 전극층(550)을 포함하고, 기준 전압 배선(570)을 더 포함할 수 있다. 데이터 신호 배선(510), 소스 전극층(530), 드레인 전극층(550) 및 기준 전압 배선(570)은 동일 층에 배치될 수 있다. 예를 들어, 데이터 신호 배선(510), 소스 전극층(530), 드레인 전극층(550) 및 기준 전압 배선(570)은 동일한 구조를 가지고 동일한 재료로 이루어지며 하나의 공정을 통해 동시에 형성될 수 있다.
데이터 신호 배선(510)은 대략 제2 방향(Y)을 따라 연장될 수 있다. 데이터 신호 배선(510)은 데이터 구동부(미도시)로부터 제공된 데이터 구동 신호를 화소들(PXa, PXb) 각각에 배치된 스위칭 소자에 전달할 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(Y)을 따라 배치된 화소들은 하나의 데이터 신호 배선(510)을 공유할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
소스 전극층(530)은 제1 소스 전극(531), 제2 소스 전극(532) 및 제3 소스 전극(533)을 포함할 수 있다. 제1 소스 전극(531), 제2 소스 전극(532) 및 제3 소스 전극(533)은 각각 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제3 스위칭 소자(Q3)의 입력 단자 역할을 수행할 수 있다.
제1 소스 전극(531)은 데이터 신호 배선(510)으로부터 돌출되어 데이터 신호 배선(510)과 물리적 경계 없이 형성될 수 있다. 즉, 제1 소스 전극(531)은 데이터 신호 배선(510)과 일체로 형성될 수 있다. 제1 소스 전극(531)은 게이트 신호 배선(210) 및 액티브층(400) 상에서 제1 드레인 전극(551)과 이격 배치될 수 있다.
유사하게, 제2 소스 전극(532)은 데이터 신호 배선(510)으로부터 돌출되어 데이터 신호 배선(510) 및 제1 소스 전극(531)과 물리적 경계 없이 형성될 수 있다. 제2 소스 전극(532)은 게이트 신호 배선(210) 및 액티브층(400) 상에서 제2 드레인 전극(552)과 이격 배치될 수 있다.
제3 소스 전극(533)은 제2 드레인 전극(552)으로부터 연장되어 제2 드레인 전극(552)과 물리적 경계 없이 형성될 수 있다. 제3 소스 전극(533)은 게이트 신호 배선(210) 및 액티브층(400) 상에서 제3 드레인 전극(553)과 이격 배치될 수 있다.
드레인 전극층(550)은 제1 드레인 전극(551), 제2 드레인 전극(552) 및 제3 드레인 전극(553)을 포함할 수 있다. 제1 드레인 전극(551), 제2 드레인 전극(552) 및 제3 드레인 전극(553)은 각각 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제3 스위칭 소자(Q3)의 출력 단자 역할을 수행할 수 있다.
제1 드레인 전극(551)은 게이트 신호 배선(210) 및 액티브층(400) 상에서 제1 소스 전극(531)과 이격 배치될 수 있다. 제1 드레인 전극(551)은 제1 컨택홀(H1)을 통해 제1 부화소 전극(610)과 전기적으로 연결될 수 있다.
유사하게, 제2 드레인 전극(552)은 게이트 신호 배선(210) 및 액티브층(400) 상에서 제2 소스 전극(532)과 이격 배치될 수 있다. 제2 드레인 전극(552)은 제2 컨택홀(H2)을 통해 제2 부화소 전극(630)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 드레인 전극(552)은 제3 소스 전극(533)과 물리적 경계 없이 일체로 형성될 수 있다.
제3 드레인 전극(553)은 게이트 신호 배선(210) 및 액티브층(400) 상에서 제3 소스 전극(533)과 이격 배치될 수 있다.
기준 전압 배선(570)은 대략 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 기준 전압 배선(570)의 제2 방향(Y)으로 연장된 부분은 후술할 화소 전극(600)의 줄기부(601)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 기준 전압 배선(570)이 화소 전극(600)의 줄기부(601)와 중첩하는 경우, 개구 영역을 관통하는 기준 전압 배선(570)으로 인한 휘도 저하가 최소화될 수 있다. 기준 전압 배선(570)에는 기준 전압이 인가될 수 있다. 기준 전압에 대해서는 화소 전극(600)과 함께 후술하기로 한다.
일 실시예에서, 기준 전압 배선(570)의 일부는 부분적으로 제3 드레인 전극(553)을 이룰 수 있다. 예를 들어, 기준 전압 배선(570)은 제3 스위칭 소자(Q3)의 출력 단자 역할을 동시에 수행할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 기준 전압 배선(570)과 제3 드레인 전극(553)은 물리적으로 분리되어 형성되되, 전기적으로 연결될 수도 있다.
실시예들에서, 제2 배선층(500)(예를 들어, 데이터 신호 배선(510), 소스 전극층(530), 드레인 전극층(550) 및 기준 전압 배선(570))은 상호 적층된 도전성 금속층 및 금속 산화물층을 포함할 수 있다. 즉, 제2 배선층(500)은, 제1 배선층(200)과 유사하게, 도전성 금속층 및 금속 산화물층이 적층된 적층 구조를 가질 수 있다. 제2 배선층(500)의 적층 구조에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
제2 배선층(500) 상에는 제1 베이스(110) 전면에 걸쳐 제2 절연층(330)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(330)은 절연성 재료를 포함하여 이루어질 수 있다. 제2 절연층(330)은 제2 배선층(500)과 화소 전극(600)을 절연시킬 수 있다. 제2 절연층(330)은 복수의 층들의 적층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제2 절연층(330)은 무기 재료로 이루어진 보호층(331) 및 유기 재료로 이루어진 평탄화층(332)을 포함하는 이중층 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 절연층(330)에는 컨택홀들이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 컨택홀(H1)은 제2 절연층(330)을 관통하여 제1 드레인 전극(551)을 부분적으로 노출시키고, 제2 컨택홀(H2)은 제2 절연층(330)을 관통하여 제2 드레인 전극(552)을 부분적으로 노출시킬 수 있다.
제2 절연층(330) 상에는 화소 전극(600)이 배치될 수 있다. 화소 전극(600)은 후술할 공통 전극(900)과 함께 액정층(30)에 전계를 형성하여 해당 화소 내의 액정(31)의 배향 방향을 제어할 수 있다. 화소 전극(600)은 화소들(PXa, PXb) 각각에 배치되고, 화소 전극(600)에는 서로 독립적인 전압이 인가될 수 있다. 화소 전극(600)은 투명한 도전성 재료로 이루어진 투명 전극일 수 있다. 투명 전극을 형성하는 재료의 예로는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등을 들 수 있다.
일 실시예에서, 하나의 화소 내에서, 화소 전극(600)은 상호 이격된 제1 부화소 전극(610) 및 제2 부화소 전극(630)을 포함할 수 있다. 제1 부화소 전극(610)이 차지하는 평면상 면적은 제2 부화소 전극(630)이 차지하는 평면상 면적에 비해 작을 수 있다.
제1 부화소 전극(610) 및 제2 부화소 전극(630)은 각각 평면상 대략 사각형 형상을 가지되, 도메인 분할 수단을 갖는 패턴 전극일 수 있다. 예를 들어, 제1 부화소 전극(610) 및 제2 부화소 전극(630)은 각각 줄기부(601), 줄기부(601)로부터 연장된 복수의 가지부(602), 및 가지부(602)로부터 연장된 연결부(603)를 포함할 수 있다.
줄기부(601)는 대략 십자 형상으로 형성될 수 있다. 줄기부(601)는 대략 제2 방향(Y)으로 연장된 기준 전압 배선(570)과 중첩할 수 있다. 가지부(602)는 십자 형상의 줄기부(601)로부터 기울어진 방향, 예컨대 줄기부(601)의 연장 방향을 기준으로 대략 45˚ 방향으로 방사형을 이루며 뻗어있을 수 있다. 즉 제1 부화소 전극(610)과 제2 부화소 전극(630)은 각각 줄기부(601)에 의해 분할되고 가지부(602)의 방향성이 서로 다른 네개의 도메인을 가질 수 있다. 이 경우, 표시 장치(1)의 액정 제어력이 향상되고, 또한, 표시 장치(1)의 시야각이 개선될 수 있으며, 나아가, 표시 장치(1)의 휘도와 응답 속도가 향상될 수 있다.
제1 부화소 전극(610)의 연결부(603)는 제1 컨택홀(H1)을 통해 제1 부화소 전극(610)과 제1 드레인 전극(551)을 전기적으로 연결하고, 제2 부화소 전극(630)의 연결부(603)는 제2 컨택홀(H2)을 통해 제2 부화소 전극(630)과 제2 드레인 전극(552)을 전기적으로 연결할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2), 및 제3 스위칭 소자(Q3)는 하나의 게이트 신호 배선(210)을 공유하며 동시에 제어될 수 있다. 제1 부화소 전극(610)에는 제1 스위칭 소자(Q1)를 통해 데이터 신호 배선(510)으로부터 제공된 데이터 전압이 인가될 수 있다. 제2 스위칭 소자(Q2)의 제2 드레인 전극(552)은 제3 스위칭 소자(Q3)를 통해 기준 전압 배선(570)과 전기적으로 연결되므로, 제2 부화소 전극(630)에는 데이터 신호 배선(510)으로부터 제공된 데이터 전압과 기준 전압 배선(570)으로부터 제공된 기준 전압 사이의 크기를 갖는 소정의 전압이 인가될 수 있다. 따라서, 제1 부화소 전극(610)에 비해 상대적으로 작은 크기의 전압이 제2 부화소 전극(630)에 인가될 수 있다. 하나의 화소 내에 서로 다른 전압들이 인가되는 제1 부화소 전극(610)과 제2 부화소 전극(630)이 배치됨으로써, 표시 장치(1)의 측면 시인성이 개선될 수 있다.
한편, 도 2에서 제1 부화소 전극(610)의 가장자리가 유지 전극(230)과 중첩하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 부화소 전극(630)의 가장자리가 유지 전극(230)과 중첩하거나, 다른 예로, 제1 부화소 전극(610)과 제2 부화소 전극(630)이 모두 유지 전극(230)과 중첩할 수도 있다.
다음으로, 상부 기판(20)에 대하여 설명한다.
상부 기판(20)은 제2 베이스(130), 제2 베이스(130)의 제1 베이스(110)와 대면하는 일면(도면상 하면) 상에 배치된 차광 부재(700), 차광 부재(700) 상에 배치된 색 변환 패턴(810), 색 변환 패턴(810) 상에 배치된 오버코팅층(830), 및 오버코팅층(830) 상에 배치된 공통 전극(900)을 포함할 수 있다.
제2 베이스(130)는 제1 베이스(110)와 마찬가지로 투명한 기판일 수 있다. 제1 베이스(110)와 제2 베이스(130)는 서로 동일하거나 상이한 재료로 이루어질 수 있다.
제2 베이스(130) 상에는 차광 부재(700)가 배치될 수 있다. 차광 부재(700)는 가시 광선 파장 대역의 광의 투과를 차단할 수 있는 재료로 이루어질 수 있다. 차광 부재(700)는 제1 스위칭 소자(Q1), 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제3 스위칭 소자(Q3) 등과 중첩하도록 배치되어, 의도치 않은 영역에서의 빛샘 불량을 방지할 수 있다.
차광 부재(700)는 제1 방향(X)으로 연장된 라인 형상을 가지고 제1 스위칭 소자(Q1) 내지 제3 스위칭 소자(Q3)와 중첩할 수 있다. 또, 차광 부재(700)는 유지 전극(230)의 일부, 액티브층(400)의 일부, 데이터 신호 배선(510)의 일부와 중첩하되, 그들의 일부와 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 또한, 차광 부재(700)는 게이트 신호 배선(210)과 완전히 중첩할 수 있다. 즉, 게이트 신호 배선(210)은 차광 부재(700)에 의해 완전히 커버될 수 있다. 도 2에서 차광 부재(700)가 상부 기판(20)에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 차광 부재(700)는 하부 기판(10)에 배치될 수도 있다. 다른 예로, 차광 부재(700)는 생략될 수도 있다.
차광 부재(700) 상에는 화소 전극(600)과 중첩하도록 색 변환 패턴(810)이 배치될 수 있다. 색 변환 패턴(810)은 화소들(PXa, PXb) 각각에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 색 변환 패턴(810)을 투과한 광은 특정 파장 대역을 가질 수 있다. 따라서, 표시 장치(1)의 화소들(PXa, PXb)은 서로 다른 색들을 표현할 수 있다.
예를 들어, 색 변환 패턴(810)은 염료 또는 안료 등의 색제(colorant) 물질을 포함하는 컬러 필터일 수 있다. 색제는 입사광의 특정 파장 대역만을 선택적으로 흡수할 수 있다. 색 변환 패턴(810)은 입사광의 특정 파장 대역의 광을 흡수하고 다른 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시킬 수 있다.
다른 예로, 색 변환 패턴(810)은 양자점 물질 또는 형광체 물질 등의 파장 시프트 물질을 포함하는 파장 시프트 부재일 수 있다. 파장 시프트 물질은 입사광의 피크 파장을 다른 특정 피크 파장으로 변환 또는 시프트 시킬 수 있다. 색 변환 패턴(810)은 입사광의 적어도 일부를 흡수한 후 특정 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다.
색 변환 패턴(810) 상에는 제2 베이스(130) 전면에 걸쳐 오버코팅층(830)이 배치될 수 있다. 오버코팅층(830)은 제2 베이스(130) 상에 적층된 복수의 구성요소들을 평탄화하여 공통 전극(900)이 배치되기 위한 표면을 제공할 수 있다.
오버코팅층(830) 상에는 공통 전극(900)이 배치될 수 있다. 공통 전극(900)은, 화소들(PXa, PXb)의 구분 없이, 일체로 형성되고, 공통 전극(900)에는 공통 전압이 인가될 수 있다. 공통 전극(900)은 화소 전극(600)과 같이 투명 전극일 수 있다.
다음으로, 액정층(30)에 대하여 설명한다.
액정층(30)은 초기 배향된 액정(31)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액정(31)은 음의 유전율 이방성을 가지고 초기 배향 상태에서 수직 배향될 수 있다. 액정(31)은 초기 배향 상태에서 소정의 선경사(pretilt) 각도를 가질 수도 있다. 화소 전극(600)과 공통 전극(900) 사이에 전계가 형성되면, 액정(31)은 특정 방향으로 기울어지면서 액정층(30)을 투과하는 광의 편광 상태를 변화시킬 수 있다. 다른 예로, 액정(31)은 양의 유전율 이방성을 가지고 초기 배향 상태에서 수평 배향되며, 전계가 형성되면 액정(31)은 회전하면서 광의 편광 상태를 변화시킬 수도 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 제1 배선층(200) 및 제2 배선층(500)에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 도 2의 Ⅳa-Ⅳa' 선, Ⅳb-Ⅳb' 선 및 Ⅳc-Ⅳc' 선을 따라 절개한 단면도이다. 도 5는 도 2의 화소에 포함된 제1 배선층 및 제2 배선층의 일 예를 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 5의 제1 배선층에 포함된 금속 산화물층의 두께에 따른 가시 광선 파장 대역에서의 광 반사율의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 4에서, Ⅳa-Ⅳa' 선을 따라 자른 단면은 유지 전극(230)과 게이트 신호 배선(210)을 나타내고, Ⅳb-Ⅳb' 선을 따라 자른 단면은 차광 부재(700)와 중첩하지 않는 영역에서의 기준 전압 배선(570)과 데이터 신호 배선(510)을 나타내며, Ⅳc-Ⅳc' 선을 따라 자른 단면은 차광 부재(700)와 중첩하는 영역에서의 기준 전압 배선(570)과 데이터 신호 배선(510)을 나타낸다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 제1 배선층(200)은 제1 금속 산화물층(201)과 제1 도전성 금속층(202)이 적층된 적층 구조를 가지고, 제2 배선층(500)은 제2 금속 산화물층(501)과 제2 도전성 금속층(502)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 도 4 및 도 5에서, 제1 배선층(200)이 제1 금속 산화물층(201)과 제1 도전성 금속층(202)을 포함하고 제2 배선층(500)은 제2 금속 산화물층(501)과 제2 도전성 금속층(502)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 배선층(500)은 제2 금속 산화물층(501)을 포함하지 않거나, 제1 배선층(200)은 제2 금속 산화물층(201)을 포함하지 않을 수 있다.
먼저, 제1 배선층(200)에 대하여 설명한다.
제1 배선층(200)은 제1 금속 산화물층(201) 및 제1 도전성 금속층(202)을 포함할 수 있다.
제1 금속 산화물층(201)은 제1 베이스(110) 상에 배치될 수 있다. 제1 금속 산화물층(201)은 단일층일 수 있다. 제1 금속 산화물층(201)은 후술하는 제1 도전성 금속층(202)에 비해 광 흡수율이 크고, 광 반사율이 작은 재료를 포함하여 이루어질 수 있다.
실시예들에서, 제1 금속 산화물층(201)은 산화몰리브덴(MoOx)을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 금속 산화물층(201)은 2산화롤리브덴(MoO2)을 포함하여 이루어지거나, 다른 예로, 제1 금속 산화물층(201)은 2산화롤리브덴(MoO2) 및 3산화롤리브덴(MoO3)을 포함하여 이루어질 수 있다.
산화몰리브덴의 굴절률은 약 2.55이고, 산화몰리브덴의 흡광 계수(absorption coefficient)(또는, 소광 계수(extinction coefficient, k))는 3697.6cm-1일 수 있다. 이 경우, 산화몰리브덴을 포함하는 제1 금속 산화물층(201)의 굴절률은 약 2.2 내지 2.6이고, 제1 금속산화물층(201)의 흡광률은 두께의 증가에 대체적으로 비례하여 증가하되, 0.40 내지 0.90일 수 있다.
제1 도전성 금속층(202)은 제1 금속 산화물층(201) 상에 배치될 수 있다. 제1 도전성 금속층(202)은 제1 금속 산화물층(201) 상에 직접 배치될 수 있다. 제1 도전성 금속층(202)은 비저항이 낮아 전기 전도도가 우수한 금속 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 금속층(202)은 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 제1 도전성 금속층(202)은 불투광성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 금속층(202)은 단일 구리로 이루어진 구리층이거나, 또는 그 합금을 포함하여 이루어진 단일층일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 금속 산화물층(201)의 굴절률은 제1 도전성 금속층(202)보다 굴절률이 클 수 있다. 예를 들어, 제1 금속 산화물층(201)의 가시광선 파장 대역의 광에 대한 굴절률은 약 2.2 내지 2.6이고, 제1 금속 산화물층(201)의 550nm 파장의 광에 대한 굴절률은 약 2.2 내지 2.3일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201)는 제1 도전성 금속층(202)의 두께(T202)보다 작을 수 있다. 또한, 제1 금속 산화물층(201)은 가시광선 파장 대역의 광에 대해 상쇄 간섭을 나타낼 수 있는 두께(예를 들어, T202 = λ/4/n, 여기서, λ은 광의 파장, n은 제1 금속 산화물층(201)의 굴절률)를 가질 수 있다.
도 6에는 가시 광선 파장 대역(예를 들어, 550nm 파장)의 광에 대한 제1 금속 산화물층(201)(또는, 금속 산화물층(201)을 포함하는 제1 배선층(200))의 광 반사율(REFLECITY)과 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201) 간의 관계가 도시되어 있다. 제1 도전성 금속층(202)은 구리(Cu)이고, 제1 도전성 금속층(202)의 두께(T202)는 6000Å인 것을 전제한다.
제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201)가 0Å 인 경우(즉, 제1 배선층(200)이 제1 도전성 금속층(202)만을 포함하는 경우), 제1 배선층(200)의 광 반사율은 79.6% 일 수 있다. 즉, 제1 금속 산화물층(201)의 배면으로부터 입사된 광(EXL)의 대부분의 반사되어, 반사광(RFL)으로서 사용자에게 시인될 수 있다.
제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201)가 증가함에 따라 제1 금속 산화물층(201)의 광반사율이 점진적으로 감소하며, 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201)가 400Å 인 경우 제1 금속 산화물층(201)의 광 반사율은 1.7%의 최소값을 가질 수 있다. 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201)가 400Å를 초과하여 증가할수록 점진적으로 증가하며, 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201)가 650Å인 경우, 제1 금속 산화물층(201)의 반사율은 17.7% 일 수 있다.
제1 금속 산화물층(201)의 광반사율은 제1 금속 산화물층(201)의 흡광률, 투과율, 굴절률 및 투과된 광의 상쇄 간섭 등에 의해 결정되므로, 상쇄 간섭을 나타내는 400Å의 두께(T201)에서 광반사률은 최소값을 가질 수 있다. 두께(T201)가 400Å를 초과하여 증가함에 따라, 제1 금속 산화물층(201)의 광반사률이 소폭 상승하나, 제1 금속 산화물층(201)은 두께(T201)가 증가함에 따라 흡광률이 증가하므로, 제1 금속 산화물층(201)의 광반사율은 다시 감소하면서 포화될 수 있다.
이에 따라, 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201)는, 광반사율이 50% 이하로 감소되는 약 100Å 내지 2,000Å이거나, 광반사율이 10% 이하로 감소되는 약 300Å 내지 550Å이거나, 또는 광반사율이 최소가 되는 약 400Å 일 수 있다. 가시 광선 파장 대역이 약 380nm 내지 780nm 임에 따라, 전체적인 흡광률, 상쇄간섭을 고려하여, 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201)는 약 500Å 일 수 있다.
제1 금속 산화물층(201)의 두께가 약 500Å 이 경우, 제1 금속 산화물층(201)(및 제1 금속 산화물층(201)을 포함하는 제1 배선층(200))의 광 흡수율은 약 40% 이상, 또는 약 45% 이상, 또는 50% 이상, 또는 약 55% 이상, 또는 약 60% 이상일 수 있다. 또한, 제1 금속 산화물층(201)(및 제1 금속 산화물층(201)을 포함하는 제1 배선층(200)) 자체의 광 반사율은 약 25% 내지 40%이고, 광 투과율은 약 15% 내지 25%일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 금속 산화물층(201)의 측벽은 제1 도전성 금속층(202)의 측벽보다 돌출되어 팁(T1)을 형성할 수 있다. 제1 금속 산화물층(201)의 팁(T1)은 제1 도전성 금속층(202)의 안정성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 제1 금속 산화물층(201)의 제1 도전성 금속층(202)과 대면하는 면(즉, 도 5를 기준으로 제1 금속 산화물층(201)의 상면)의 폭(W1)은 제1 도전성 금속층(202)의 제1 금속층(201)과 대면하는 면(도 5를 기준으로 제1 도전성 금속층(202)의 하면)의 폭(W2)보다 클 수 있다. 제1 금속 산화물층(201)의 팁의 길이(L1)의 상한은 약 0.5㎛ 이하일 수 있다. 팁의 길이(L1)가 0.5㎛ 보다 크면 스위칭 소자의 누설 전류(off current)가 현저하게 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
제1 금속 산화물층(201)은 제1 배선층(200)의 최하층에 위치할 수 있다. 자체의 광 흡수율이 크고 상쇄 간섭 두께를 갖는 제1 금속 산화물층(201)을 제1 배선층(200)의 최하부에 배치하여 배면으로부터 입사되는 광(EXL)에 대한 제1 배선층(200)의 반사율을 효과적으로 저감시키거나 반사광(RFL)을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 금속 산화물층(202) 측으로부터(또는, 도면상 하측으로부터) 제1 배선층(200)으로 입사된 550nm 파장의 광(EXL)에 대한 제1 배선층(200)의 반사율은 약 6.0% 이하, 또는 3.0% 이하, 또는 약 1.7% 이하일 수 있다. 동시에, 제1 배선층(200)은 제1 도전성 금속층(202)을 포함하여 우수한 전기 전도도를 부여할 수 있고, 배선 및 전극으로서의 기능을 수행할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 배선층(200)은 게이트 신호 배선(210) 및 유지 전극(230)을 포함할 수 있다.
제1 방향(X)으로 연장된 게이트 신호 배선(210)은 제1 방향(X)으로 연장된 라인 형상의 차광 부재(700)와 완전히 중첩할 수 있다. 즉, 게이트 신호 배선(210)은 차광 부재(700)에 의해 완전히 커버되어 가려질 수 있다.
유지 전극(230)은 부분적으로 차광 부재(700)와 중첩할 수 있다. 예를 들어 유지 전극(230)이 제1 방향(X)으로 연장된 부분 및 제2 방향(Y)으로 연장된 부분을 포함하는 경우, 유지 전극(230)의 제2 방향(Y)으로 연장된 부분의 적어도 일부는 차광 부재(700)와 중첩하지 않고 외부광에 노출된 상태일 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 배선층(200)은 가시 광선 파장 대역의 광에 대해 매우 낮은 반사율을 가질 수 있고, 따라서 차광 부재(700)가 차지하는 평면상 면적은 최소화될 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 차광 부재(700)가 제1 방향(X)만으로 연장되고 제2 방향(Y)으로 연장된 부분을 갖지 않더라도, 표시 장치(1)는 우수한 콘트라스트를 가질 수 있다. 또한, 제1 방향(X)으로 인접한 화소들(PXa, PXb)의 경계에 제2 방향(Y)으로 연장된 차광 부재(700)가 생략될 수 있어, 표시 장치(1)의 개구율이 향상될 수도 있다.
다음으로, 제2 배선층(500)에 대하여 설명한다.
제2 배선층(500)은 제1 배선층(200)과 절연되도록 제1 배선층(200)의 상부에 배치된 제2 금속 산화물층(501) 및 제2 도전성 금속층(502)을 포함할 수 있다.
제2 금속 산화물층(510)은 앞서 설명한 제1 금속 산화물층(201)과 실질적으로 동일하거나 유사하고, 제2 도전성 금속층(502)은 앞서 설명한 제1 도전성 금속층(202)과 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
제1 배선층(200)과 제2 배선층(500) 사이에는 제1 절연층(310)이 개재될 수 있다. 제1 절연층(310)은 제2 배선층(500)과 제1 배선층(200)을 절연시킬 수 있다.
제2 배선층(500)과 제1 절연층(310) 사이에는 액티브층(400)이 배치될 수 있다. 제2 도전성 금속층(501)과 액티브층(400)이 접촉하는 경우, 제2 금속 산화물층(501)은 제2 도전성 금속층(501) 내 이온이 액티브층(400)으로 확산되는 것을 방지하는 배리어 역할을 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 액티브층(400)이 비정질 규소 등으로 이루어지는 경우 제2 배선층(500)과 액티브층(400) 사이에는 오믹 컨택층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 오믹 컨택층은 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소를 포함하거나, 실리사이드를 포함하여 이루어질 수 있다. 오믹 컨택층은 제2 배선층(500)과 액티브층(400) 사이의 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 제2 배선층(500)은 데이터 신호 배선(510)을 포함하고, 기준 전압 배선(570)을 더 포함할 수 있다.
제2 방향(Y)으로 연장된 데이터 신호 배선(510) 및 기준 전압 배선(570)은 각각 부분적으로 차광 부재(700)와 중첩할 수 있다. 예를 들어, 데이터 신호 배선(510) 및 기준 전압 배선(570)의 적어도 일부는 차광 부재(700)와 중첩하지 않고 외부광에 노출된 상태일 수 있다.
제1 배선층(200)과 유사하게, 제2 배선층(500)은 가시 광선 파장 대역의 광에 대해 매우 낮은 반사율을 가질 수 있고, 따라서, 차광 부재(700)가 차지하는 평면상 면적이 최소화될 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 차광 부재(700)가 제1 방향(X)만으로 연장되고 제2 방향(Y)으로 연장된 부분을 갖지 않더라도, 표시 장치(1)는 우수한 콘트라스트를 가질 수 있다. 또한, 제1 방향(X)으로 인접한 화소들(PXa, PXb)들의 경계에 제2 방향(Y)으로 연장된 차광 부재(700)가 생략될 수 있어 표시 장치(1)의 개구율이 향상될 수도 있다.
도 7은 도 5의 제1 배선층에 포함된 금속 산화물층의 두께에 따른 가시 광선 파장 대역에서의 광 반사율의 다른 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 5 및 도 7을 참조하면, 도 5에 도시된 제1 금속 산화물층(201)(및 또는, 제2 금속 산화물층(501))은 탄탈럼을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 제1 금속 산화물층(201)은 MoxTayOz를 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 금속 산화물층(201) 내의 금속 원자 중의 탄탈럼 함량은 약 20.0 at%(atomic percent) 이하, 또는 약 12 at% 이하, 또는 약 2 at% 이하일 수 있다. 즉, (x+y)에 대한 y의 비(y/(x+y))의 상한은 약 0.20일 수 있다. 탄탈럼의 함량이 20 at% 보다 크면 식각 안정성이 저하되어 식각 표면의 제어가 어려워질 수 있다.
제1 금속 산화물층(201) 내 금속 원자 중의 탄탈럼 함량의 하한은 특별히 제한되지 않으나, 공정성의 관점에서 약 0.3 at% 이상, 또는 약 0.5 at% 이상일 수 있다. 탄탈럼 함량이 0.3 at% 보다 작으면 물에 대해 소정의 식각 특성을 나타내어 불안정할 수 있다.
탄탈럼의 함량이 증가함에 따라 가시 광선 파장 대역에 대한 제1 금속 산화물층(201)의 광 반사율이 증가할 수 있다.
도 7에는 가시 광선 파장 대역(예를 들어, 550nm 파장)의 광에 대한 제1 금속 산화물층(201)(즉, 탄탈럼을 포함하는 금속 산화물층(201))의 광 반사율(REFLECITY)과 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201_1) 간의 관계가 도시되어 있다. 제1 도전성 금속층(202)은 구리(Cu)이고, 제1 도전성 금속층(202)의 두께(T202)는 6000Å이며, 탈탄럼의 함량은 약 2.0 at%인 것을 전제한다.
제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201_1)가 300Å 인 경우, 제1 금속 산화물층(201)의 광 반사율은 39.6%이며, 탄탈럼을 포함하지 않는 금속 산화물층(201)의 광 반사율(즉, 도 6에 도시된 30.4%)보다 높을 수 있다.
제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201_1)가 증가함에 따라 제1 금속 산화물층(201)의 광반사율이 점진적으로 감소하며, 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201_1)가 650Å 인 경우 제1 금속 산화물층(201)의 광 반사율은 2.9%의 최소값을 가질 수 있다. 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201)가 650Å를 초과하여 증가할수록 점진적으로 증가하다 포화될 수 있다.
이에 따라, 제1 금속 산화물층(201)(즉, 탄탈럼을 포함하는 제1 금속 산화물층(201))의 두께(T201_1)는, 광반사율이 50% 이하로 감소되는 약 300Å 내지 2,000Å이거나, 광반사율이 10% 이하로 감소되는 약 500Å 내지 700Å이거나, 또는 광반사율이 3% 이하가 되는 약 600Å 내지 650Å 일 수 있다. 가시 광선 파장 대역(즉, 약 380nm 내지 780nm), 흡광률, 상쇄간섭 등을 고려하여, 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201_1)는 약 600Å 일 수 있다.
제1 금속 산화물층(201)이 탄탈럼을 포함하는 경우, 제1 금속 산화물층(201)의 측벽에 팁(T1)이 보다 용이하게 형성될 수 있다. 제1 금속 산화물층(201)의 팁(T1)은 제1 도전성 금속층(202)의 측벽보다 돌출되고, 제1 도전성 금속층(202)에 의해 반사된 광(즉, 제1 도전성 금속층(202)에 도달한 광이 제1 금속 산화물층(201)을 거치지 않고 제1 베이스(110)를 투과하여) 사용자에 시인되는 것을 방지할 수 있다.
도 8 및 도 9는 도 5의 제1 배선층의 다양한 실시예들을 나타내는 단면도들이다.
도 5 및 도 8를 참조하면, 제1 금속 산화물층(201_1)은 테이퍼(taper)진 단면 형상을 가질 수 있다. 즉, 제1 금속 산화물층(201_1)의 양 측벽들은 경사지고, 제1 베이스(110)로부터 멀어질수록 양 측벽들간의 간격(또는, 제1 금속 산화물층(201_1)의 수평 방향으로의 폭)은 감소할 수 있다. 유사하게, 제1 도전성 금속층(202)은 테이퍼진 단면 형상을 가질 수 있다.
제1 금속 산화물층(201_1)의 측벽은 제1 베이스(110)와 제1 각도(Θ1)(또는, 제1 테이퍼 앵글, 제1 경사각)를 이루며, 제1 도전성 금속층(202)의 측벽은 제1 베이스(110)와 제2 각도(Θ2)(또는, 제2 테이퍼 앵글, 제2 경사각, 제2 평균 각도)를 이룰 수 있다. 여기서, 제1 각도(Θ1) 및 제2 각도(Θ2)는 예각일 수 있다. 여기서, 제1 각도(Θ1)와 제2 각도(Θ2) 각각은, 해당 측벽이 평면이 아닌 경우, 해당 측벽의 일단과 타단을 최단으로 연결한 선 또는 면의 각일 수 있다.
제1 금속 산화물층(201_1)의 측벽의 제1 각도(Θ1) 및 제2 도전성 금속층(202)의 측벽의 제2 각도(Θ2)는 기준 각도(Θr)보다 작거나 같을 수 있다. 여기서, 기준 각도(Θr)는 표시 장치(1)의 권장 시청 거리(또는, 최소 시청 가능 거리)를 기준으로 산출되며, 예를 들어, 약 60도 내지 약 80도 일 수 있다.
예를 들어, 표시 장치(1)가 사각형의 65인치 크기의 표시면을 가지는 경우, 화면 비율에 따라 다를 수 있으나, 표시 장치(1)(또는, 표시면)는 약 1.5m의 길이 및 약 0.8m의 높이를 가질 수 있다. 이 경우, 표시 장치(1)에 대한 권장 시청 거리는 표시 장치(1)의 높이의 4배 내지 8배로 약 3.3m 이상 일 수 있다. 사용자가, 표시면에 수직하고 표시면의 중심점을 지나는 선 상에서, 표시 장치(1)로부터 약 3.3m 위치하는 경우, 사용자의 시야각은 약 24.6도 일 수 있다. 즉, 표시 장치(1)의 중앙에 위치하는 중앙 사용자의 시선축(D_V)(또는, 시선 방향)이 표시 장치(1)와 이루는 각도는 최소 약 77.7도(즉, 90도 - 24.6도 / 2 = 77.7도) 일 수 있다.
따라서, 제1 금속 산화물층(201_1)의 측벽의 제1 각도(Θ1)가 77.7도(즉, 기준 각도(Θr)) 보다 작고 제2 도전성 금속층(202)의 측벽의 제2 각도(Θ2)가 77.7도(즉, 기준 각도(Θr)) 보다 작은 경우, 제2 도전성 금속층(202)은 중앙 사용자에게 노출되지 않고, 제2 도전성 금속층(202)에 의해 반사된 광은 사용자에게 시인되지 않을 수 있다.
제1 금속 산화물층(201_1)의 측벽의 제1 각도(Θ1)가 제2 도전성 금속층(202)의 측벽의 제2 각도(Θ2)보다 작은 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 도전성 금속층(202)의 측벽은 시선축(D_V)으로부터 이격되고, 제2 도전성 금속층(202)은 중앙 사용자에게 노출되지 않을 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 금속 산화물층(201_1)의 측벽의 제1 각도(Θ1)가 77.7도(즉, 기준 각도(Θr)) 보다 크더라도, 제2 도전성 금속층(202)의 측벽의 제2 각도(Θ2)보다 작은 경우 제2 도전성 금속층(202)은 중앙 사용자에게 노출되지 않을 수 있다.
권장 시청 거리는 표시 장치(1)의 높이(또는, 길이)에 비례하므로, 표시 장치(1)의 표시면의 크기가 작아지더라도, 중앙 사용자의 시선축(D_V)이 표시 장치(1)와 이루는 각도는 약 77.7도 이상일 수 있다.
다른 예를 들어, 사용자가, 표시면에 수직하고 표시면의 경계를 지나는 선 상에서, 표시 장치(1)로부터 약 3.3m 위치하는 경우, 사용자의 시야각은 약 23.7도 일 수 있다. 즉, 표시 장치(1)의 중앙으로부터 일측에 위치하는 주변 사용자의 시선축(D_V)(또는, 시선 방향)이 표시 장치(1)와 이루는 각도는 최소 약 66.3도(즉, 90도 - 23.7도 = 66.3도) 일 수 있다.
따라서, 제1 금속 산화물층(201_1)의 측벽의 제1 각도(Θ1)가 66.3도 보다 작고 제2 도전성 금속층(202)의 측벽의 제2 각도(Θ2)가 66.3도 보다 작은 경우, 제2 도전성 금속층(202)은 중앙 사용자에게 노출되지 않을 수 있다.
한편, 제2 도전성 금속층(202)의 제2 각도(Θ2)가 작아질수록, 제2 도전성 금속층(202)의 폭(W2)이 증가하거나, 제2 도전성 금속층(202)의 두께(T202)가 감소하여야 한다. 제2 도전성 금속층(202)의 폭(W2)은 최소 약 3㎛이고, 두께는 최소 약 0.6㎛ 인 경우를 고려하여, 제2 도전성 금속층(202)의 제2 각도(Θ2)는 30도 이상이거나, 제2 도전성 금속층(202)의 폭(W2)은 약 6㎛이고, 두께 2㎛를 고려하여, 제2 도전성 금속층(202)의 제2 각도(Θ2)는 45도 이상일 수 있다.
상술한 바와 같이, 표시 장치(1)(또는, 표시 장치(1)의 표시면)을 기준으로 사용자의 위치에 따라 사용자의 시선축(D_V)이 표시면과 이루는 각도(또는, 기준 각도(Θr))는 약 77.7도 이하일 수 있다. 따라서, 제2 도전성 금속층(202)의 측벽의 제2 각도(Θ2)는 약 75도 이하이거나, 중앙 사용자뿐만 아니라 주변 사용자를 고려하여, 약 66.3도 이하, 약 60도 이하, 또는, 약 50도 이하이고, 약 30도 이상일 수 있다.
또한, 제1 금속 산화물층(201_1)의 측벽의 제1 각도(Θ1)가 기준 각도(Θr)보다 작은 경우, 제1 금속 산화물층(201_1)의 측벽의 제1 각도(Θ1)는 제2 도전성 금속층(202)의 측벽의 제2 각도(Θ2)보다 작을 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 금속 산화물층(201_1)의 측벽의 제1 각도(Θ1)는 기준 각도(Θr)보다 클 수도 있다.
도 5, 도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 금속 산화물층(201)은 제1 도전성 금속층(202)의 측벽으로부터 돌출된 팁(T1)을 더 포함한다는 점에서, 도 8을 참조하여 설명한 제1 금속 산화물층(201_1)과 상이하다. 팁(T1)을 제외하고, 제1 금속 산화물층(201)은 도 8을 참조하여 설명한 제1 금속 산화물층(201_1)과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
팁(T1)의 길이(L1)는, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 0.5㎛ 이하일 수 있다. 제1 금속 산화물층(201)의 두께(T201)는 400 Å, 600 Å 등과 같이 수백 Å 수준이므로, 제1 금속 산화물층(201)의 제1 각도(Θ1)에 의한 돌출 길이(La1)는 팁(T1)의 길이(L1)에 비해 매우 작으므로, 제2 각도(Θ2)를 산출함에 있어 고려하지 않을 수 있다.
제1 도전성 금속층(202)의 두께(T202)는 수천 Å 내지 20000 Å 이므로, 제1 금속 산화물층(201)의 하면과 제2 도전성 금속층(202)의 상면 사이의 거리 차이(Ld)(또는, L1 + La2)는, 기준 각도(Θr)의 최대 각도인 77.7도에 따라, 약 0.43㎛(즉, 2㎛ / tan77.7 = 0.43㎛)일 수 있다. 따라서, 제1 도전성 금속층(202)의 경사에 의한 상면과 하면의 길이 차이(La2)는 실질적으로 0과 같거나 클 수 있다. 따라서, 제1 도전성 금속층(202)의 제2 각도(Θ2)는 90도 보다 작을 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 금속 산화물층(201)의 측벽이 제1 도전성 금속층(202)의 측벽보다 돌출되어 팁(T1)을 형성하는 경우, 제1 도전성 금속층(202)의 제2 각도(Θ2)는 기준 각도(Θ1)보다 클 수도 있다. 이 경우에도, 제2 도전성 금속층(202) 및 이에 의해 반사된 광이 사용자에게 시인되지 않을 수 있다.
도 10은 도 2의 화소에 포함된 제1 배선층 및 제2 배선층의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 1, 도 2, 도 4 및 도 10을 참조하면, 제1 배선층(200_1)(또는, 게이트 배선(210_1), 연장된 부분들(232_1))은 제1 금속 산화물층(201) 및 제1 도전성 금속층(202) 사이에 배치되는 제1 중간 금속층(203)을 더 포함한다는 점에서, 도 4를 참조하여 설명한 제1 배선층(200)과 상이하다. 유사하게, 제2 배선층(500_1)(또는, 데이터 배선(510_1), 기준 전압 배선(570_1))은, 제2 금속 산화물층(501) 및 제2 도전성 금속층(502) 사이에 배치되는 제2 결합 금속층(503)을 더 포함한다는 점에서, 도 4를 참조하여 설명한 제2 배선층(500)과 상이하다.
제1 중간 금속층(203)은 제1 금속 산화물층(201)에 접합력(adhesion)이 우수한 금속 재료를 포함하고, 제1 금속 산화물층(201) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 중간 금속층(203)은 가공성이 우수한 내화 금속(refractory metal)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, '내화 금속'은 용융점이 1500℃보다 높은 금속 또는 합금을 의미한다. 내화 금속의 예로는 니오브(Nb), 바나듐(V), 탄탈럼(Ta), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 몰리브덴(Mo), 레늄(Re) 또는 텅스텐(W) 등을 들 수 있다. 예를 들어, 제1 중간 금속층(203)은 단일 티타늄으로 이루어진 티타늄층이거나, 또는 그 합금을 포함하여 이루어진 단일층일 수 있다. 제1 중간 금속층(203)은 불투광성을 나타낼 수 있다.
제2 중간 금속층(503)은 제1 중간 금속층(203)과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
도 11 및 도 12는 도 2의 화소에 포함된 제1 배선층 및 제2 배선층의 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 1, 도 2, 도 4, 도 5, 도 11 및 도 12를 참조하면, 제1 배선층(200_2)(또는, 게이트 배선(210_2), 연장된 부분들(232_2))은 제1 금속 산화물층(201_2) 및 제1 도전성 금속층(202_2)을 포함한다는 점에서, 도 4를 참조하여 설명한 제1 배선층(200)과 상이하다. 유사하게, 제2 배선층(500_2)(또는, 데이터 배선(510_2), 기준 전압 배선(570_2))은, 제2 금속 산화물층(501_2) 및 제2 도전성 금속층(502_2)을 포함한다는 점에서, 도 4를 참조하여 설명한 제2 배선층(500)과 상이하다.
먼저, 제1 배선층(200_2)에 대하여 설명한다.
제1 도전성 금속층(202_2)은 제1 베이스(110) 상에 배치될 수 있다. 제1 도전성 금속층(202_2)은 두 개 이상의 층으로 이루어진 적층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 금속층(202_2)은 상호 적층된 제1 금속층(202a) 및 제2 금속층(202b)을 포함할 수 있다.
제1 금속층(202a)은 제1 베이스(110)에 대한 접합력이 우수한 금속 재료를 포함하여 제1 베이스(110) 상에 직접 배치될 수 있다. 제1 금속층(202a)은 배치를 제외하고, 도 10을 참조하여 설명한 제1 중간 금속층(203)과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
제2 금속층(202b)은 제1 금속층(202a) 상에 직접 배치될 수 있다. 제2 금속층(202b)은 복수의 층들의 적층 구조를 갖는 제1 도전성 금속층(202_2)의 최상층에 위치할 수 있다. 제2 금속층(202b)은 도 4를 참조하여 설명한 제1 도전성 금속층(202)과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
일 실시예에서, 제1 금속층(202a)은 제2 금속층(202b)보다 굴절률이 큰 금속 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 금속층(202a)의 가시 광선 파장 대역의 광에 대한 굴절률은 약 1.5 내지 2.8이고, 제2 금속층(202b)의 가시 광선 파장 대역의 광에 대한 굴절률은 약 0.20 내지 1.2일 수 있다. 예를 들어, 제1 금속층(202a)의 550nm 파장의 광에 대한 굴절률은 약 2.3 내지 2.6, 또는 약 2.5이고, 제2 금속층(202b)의 550nm 파장의 광에 대한 굴절률은 약 0.8 내지 1.2 또는 약 1.0일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 금속층(202b)의 두께(T202b)는 제1 금속층(202a)의 두께(T202a)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 금속층(202a)의 두께(T202a)는 약 50Å 내지 500Å, 또는 약 100Å 내지 300Å이고, 제2 금속층(201b)의 두께(T202b)는 약 1,000Å 내지 20,000Å, 또는 약 5,000Å 내지 10,000Å일 수 있다.
제1 금속층(202a)의 측벽은 제2 금속층(202b)의 측벽보다 돌출되어 팁(T2)을 형성할 수 있다. 제1 금속층(202a)의 팁(T2)은 제2 금속층(202b)의 안정성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 제1 금속층(202a)의 제2 금속층(202b)과 대면하는 면의 폭(W2a)은 제2 금속층(202b)의 제1 금속층(202a)과 대면하는 면의 폭(W2b)보다 클 수 있다. 제2 금속층(202a)의 팁의 길이(L2)의 상한은 약 0.5㎛ 이하일 수 있다. 팁의 길이(L2)가 0.5㎛ 보다 크면 스위칭 소자의 누설 전류(off current)가 현저하게 증가할 수 있다.
제1 금속 산화물층(201_2)은 제2 금속층(202b) 상에 직접 배치된 단일층일 수 있다. 제1 금속 산화물층(201_2)은 제1 도전성 금속층(202_2)에 비해 광 흡수율이 크고, 광 반사율이 작은 재료를 포함하여 이루어질 수 있다. 제1 금속 산화물층(201_2)은 제1 금속층(202a) 및 제2 금속층(202b) 각각보다 광 흡수율이 크고 광 반사율이 작을 수 있다. 제1 금속 산화물층(201_2)은 도 4를 참조하여 설명한 제1 금속 산화물층(201)과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
일 실시예에서, 제1 금속 산화물층(201_2)은 MoxTayOz를 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 금속 산화물층(201) 내의 금속 원자 중의 탄탈럼 함량은 약 20.0 at%(atomic percent) 이하, 또는 약 12 at% 이하, 또는 약 2 at% 이하일 수 있다. 즉, (x+y)에 대한 y의 비(y/(x+y))의 상한은 약 0.20일 수 있다. 탄탈럼의 함량이 20 at% 보다 크면 식각 안정성이 저하되어 식각 표면의 제어가 어려워질 수 있다. 또한, 탄탈럼의 함량이 20 at% 보다 크면 식각 안정성이 저하되어 식각 표면의 제어가 어려워질 수 있다. 예를 들어, 제1 금속 산화물층(201_2)의 팁(T1)이 지나치게 길어질 수 있다.
탄탈럼의 함량이 증가함에 따라 가시 광선 파장 대역에 대한 제1 금속 산화물층(201_2)의 광 반사율은, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 증가할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 금속 산화물층(201_2)의 측벽은 제2 금속층(202b)의 측벽보다 돌출되어 팁(T1)을 형성할 수 있다. 제1 금속 산화물층(201_2)의 팁(T1)은 제1 배선층(200_2) 상측에서의 반사율 저하에 기여할 수 있다. 예를 들어, 제1 금속 산화물층(201_2)의 제2 금속층(202b)과 대면하는 면의 폭(W1a)은 제2 금속층(202b)의 제1 금속 산화물층(201_1)과 대면하는 면의 폭(W1b)보다 클 수 있다. 제1 금속 산화물층(201_2)의 팁의 길이(L2)의 상한은 약 0.80㎛ 이하일 수 있다. 팁의 길이(L2)가 0.80㎛ 보다 크면 제1 배선층(200_2)을 형성한 후의 후속 공정성이 저하될 수 있다. 예를 들어, 제1 금속 산화물층(201_2)의 팁의 길이(L2)를 0.80㎛ 보다 작게 형성할 경우 제1 절연층(310)의 막 치밀도를 향상시킬 수 있다. 또, 팁의 길이(L2)의 하한은 약 0.03㎛ 이상일 수 있다. 제1 금속 산화물층(201_2)의 팁의 길이(L2)가 0.03㎛ 보다 크면 제1 배선층(200_2)의 반사율을 감소시키는 데에 효과적일 수 있다.
제1 금속 산화물층(201_2)은 제1 배선층(200_2)의 최상층에 위치할 수 있다. 자체의 광 흡수율이 크고 상쇄 간섭 두께를 갖는 제1 금속 산화물층(201_2)을 제1 배선층(200)의 최상부에 배치하여 상부로부터 입사되는 광(EXL)에 대한 제1 배선층(200_2)의 반사율을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 제1 금속 산화물층(201_2) 측으로부터 제1 배선층(200_2)을 향해 입사된 550nm 파장의 광(EXL)에 대한 제1 배선층(200_2)의 반사율은 약 6.0% 이하, 또는 약 5.5% 이하, 또는 약 5.4% 이하, 또는 약 5.3% 이하, 또는 약 5.2% 이하, 또는 약 5.1% 이하, 또는 약 5.0% 이하일 수 있다. 또한, 제1 배선층(200_2)은 제1 도전성 금속층(202_2)을 포함하여 우수한 전기 전도도를 부여할 수 있고, 배선 및 전극으로서의 기능을 수행할 수 있다.
제2 배선층(500_2)은, 제1 절연층(310) 및 액티브층(400) 상에 배치되는 점을 제외하고, 제1 배선층(200_2)과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
상술한 바와 같이, 제1 배선층(200_2) 및 제2 배선층(500_2)은 가시 광선 파장 대역의 광에 대해 매우 낮은 반사율을 가질 수 있고, 따라서, 차광 부재(700)가 차지하는 평면상 면적이 최소화되고, 따라서, 표시 장치의 개구율이 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1; 표시 장치
1a: 표시 패널
1b: 광원부
10: 하부 기판
20: 상부 기판
30: 액정층
110: 제1 베이스
200: 제1 배선층
210: 게이트 신호 배선
310: 제1 절연층
330: 제2 절연층
400: 액티브층
500: 제2 배선층
510: 데이터 신호 배선
600: 화소 전극

Claims (20)

  1. 제1 베이스; 및
    상기 제1 베이스 상에 배치되고, 상호 적층된 도전성 금속층 및 금속 산화물층을 포함하는 제1 배선층을 포함하되,
    상기 금속 산화물층은 산화 몰리브덴을 포함하여 이루어지고,
    상기 도전성 금속층은 테이퍼(taper)진 단면 형상을 가지되, 상기 도전성 금속층의 테이퍼 앵글은 30도 내지 75도이며,
    상기 금속 산화물층의 광 반사율은 상기 도전성 금속층의 광 반사율보다 작고,
    상기 제1 베이스 측으로부터 입사된 550nm 파장의 광에 대한 상기 제1 배선층의 반사율은 6.0% 이하인 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 금속 산화물층의 두께는 100Å 내지 2000Å인 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 금속 산화물층은 상기 제1 베이스 상에 직접 배치되고,
    상기 도전성 금속층은 상기 금속 산화물층 상에 배치되는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 금속 산화물층의 제1 테이퍼 앵글은 상기 도전성 금속층의 제2 테이퍼 앵글보다 작은 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제2 테이퍼 앵글은 45도 내지 70도인 표시 장치.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 금속 산화물층의 측벽은 상기 도전성 금속층의 측벽보다 돌출 형성되는 표시 장치.
  9. 제5 항에 있어서, 상기 금속 산화물층은 탄탈럼을 더 포함하고,
    금속 원자 중의 상기 탄탈럼 함량은 0.5 at% 내지 12 at% 인 표시 장치.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 도전성 금속층은, 상기 금속 산화물층 상에 배치되는 제1 금속층, 및 상기 제1 금속층과 상기 제1 금속층 상에 배치되는 제2 금속층을 포함하고,
    상기 제2 금속층은 상기 제1 금속층의 전기 전도도보다 큰 전기 전도도를 갖는 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 도전성 금속층은, 상기 금속 산화물층 상에 배치되는 제1 금속층, 및 상기 제1 금속층과 상기 제1 금속층 상에 배치되는 제2 금속층을 포함하고,
    상기 제2 금속층은 상기 제1 금속층의 전기 전도도보다 큰 전기 전도도를 갖는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 금속 산화물층 측으로부터 입사된 550nm 파장의 광에 대한 상기 제1 배선층의 반사율은 6.0% 이하인 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 도전성 금속층은, 상기 제1 베이스 상에 배치되는 제1 금속층, 및 상기 제1 금속층과 상기 금속 산화물층 사이에 배치되고,
    상기 제1 금속층보다 큰 전기 전도도를 갖는 제2 금속층을 포함하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 금속 산화물층의 두께는 상기 제1 금속층의 두께보다 크고 상기 제2 금속층의 두께보다 작은 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 금속 산화물층의 두께는 100Å 내지 2000Å인 표시 장치.
  16. 제13 항에 있어서, 상기 제1 금속층은 내화 금속을 포함하여 이루어지고,
    상기 제2 금속층은 구리, 은, 알루미늄, 또는 이들의 합금을 포함하여 이루어진 표시 장치.
  17. 제13 항에 있어서, 상기 제1 금속층의 상기 제2 금속층과 대면하는 면의 폭은 상기 제2 금속층의 상기 제1 금속층과 대면하는 면의 폭보다 큰 표시 장치.
  18. 제13 항에 있어서, 상기 금속 산화물층의 측벽은 상기 도전성 금속층의 측벽보다 돌출되어 팁을 형성하는 표시 장치.
  19. 제1 베이스; 및
    상기 제1 베이스 상에 배치되고, 상호 적층된 도전성 금속층 및 금속 산화물층을 포함하는 제1 배선층을 포함하되,
    상기 금속 산화물층은 산화 몰리브덴을 포함하여 이루어지고,
    상기 도전성 금속층은 테이퍼(taper)진 단면 형상을 가지되, 상기 도전성 금속층의 테이퍼 앵글은 30도 내지 75도이고,
    상기 금속 산화물층의 광 반사율은 상기 도전성 금속층의 광 반사율보다 작고,
    상기 제1 베이스 측으로부터 입사된 550nm 파장의 광에 대한 상기 제1 배선층의 반사율은 6.0% 이하인 배선 기판.
  20. 제1 베이스; 및
    상기 제1 베이스 상에 배치되고, 상호 적층된 도전성 금속층 및 금속 산화물층을 포함하는 제1 배선층을 포함하되,
    상기 금속 산화물층은 MoxTayOz를 포함하여 이루어지고, 금속 원자 중의 탄탈럼 함량이 0.5 내지 20 at% 이하이며,
    상기 금속 산화물층의 광 반사율은 상기 도전성 금속층의 광 반사율보다 작고,
    상기 제1 베이스 측으로부터 입사된 550nm 파장의 광에 대한 상기 제1 배선층의 반사율은 6.0% 이하인 표시 장치.
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