KR20020031202A - 투명도가 낮은 기판을 이용한 평판 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치는 그 비용이 비싼 단점이 있어 제조 비용을 줄이려는 시도가 활발히 이루어지고 있다.
이에 본 발명에서는 빛이 하나의 기판만을 투과하는 ELD, FED 그리고 PDP와 같은 발광형 표시 장치 또는 반사형 액정 표시 장치에서, 빛이 투과되지 않는 기판에 투명도가 낮거나 불투명한 기판을 이용함으로써 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

Description

투명도가 낮은 기판을 이용한 평판 표시 장치{flat panel display having a low transparent substrate}
본 발명은 평판 표시 장치용 기판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반사형 액정 표시 장치용 기판에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었다.
이러한 평판 표시 장치는 스스로 빛을 발하느냐 그렇지 못하냐에 따라 나눌 수 있는데, 스스로 빛을 발하여 화상을 표시하는 것을 발광형 표시 장치라 하고, 발광형 표시 장치로는 플라즈마 표시 장치(plasma display panel : 이하 PDP라고 함)와 전계 방출 표시 장치(field emission display : 이하 FED라고 함), 전계 발광 표시 장치(electroluminescence display : 이하 ELD라고 함) 등이 있다. 한편, 외부의 광원을 이용하여 화상을 표시하는 것을 수광형 표시 장치라고 하고, 대표적인 것으로는 액정 표시 장치(liquid crystal display)가 있다.
이 중 액정 표시 장치가 해상도, 컬러표시, 화질 등의 장점으로 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.
일반적으로 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직임으로써 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
앞서 언급한 바와 같이 액정 표시 장치는 스스로 빛을 발하지 못하므로 광원이 필요한데, 액정 패널 뒷면에 백라이트(backlight)를 배치하고 백라이트로부터 나오는 빛을 액정에 입사시켜 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시할 수 있다. 이러한 액정 표시 장치의 전계 생성 전극은 투명한 도전 물질로 이루어진다. 또한, 액정 표시 장치의 두 기판은 백라이트의 빛을 투과시켜야 하므로 빛의 투과도가 높은 투명 기판으로 이루어져야 한다. 액정 표시 장치의 두 기판으로는 주로 유리 기판이 사용되고 있으며, 이러한 유리 기판은 들어온 빛을 90% 내지 95% 정도 투과시킨다.
이와 같은 액정 표시 장치를 투과형(transmission type) 액정 표시 장치라고 하는데, 투과형 액정 표시 장치는 인위적인 배면광원을 사용하므로 어두운 외부 환경에서도 밝은 화상을 구현할 수 있으나, 백라이트로 인한 전력소비(power consumption)가 큰 단점이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위해 반사형(reflection type) 액정 표시 장치가 제안되었는데, 반사형 액정 표시 장치는 외부의 자연광이나 인조광을 반사시킴으로써 액정의 배열에 따라 빛의 투과율을 조절하는 형태로 투과형 액정 표시 장치에 비해 전력소비가 적다. 여기서, 반사형 액정 표시 장치 하부의 전계 생성 전극은 반사가 잘 되는 물질로 형성하고, 상부의 전계 생성 전극은 투명 도전 물질로 형성한다.
그런데, 액정 표시 장치는 가격이 비싼 단점이 있어, 재료의 개발이나 공정수의 감소 등으로 제조 비용을 낮추려는 시도가 활발히 이루어지고 있다.
또한, 앞서 언급한 ELD, FED 그리고 PDP와 같은 발광형 표시 장치에서도 제조 비용을 줄이는 것이 해결해야할 중요한 과제로 인식되고 있다.
본 발명은 상기한 것과 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제조 비용을 감소시키기 위해 저가의 투명도가 낮은 기판을 이용한 평판 표시 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 반사형 액정 표시 장치의 단면도.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 적용 가능한 첫번째 실시예로 반사형 액정 표시 장치가 있다. 반사형 액정 표시 장치에서는 제 1 기판 상에 직교하는 게이트배선과 데이터 배선이 형성되어 있으며, 박막트랜지스터가 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되어 있다. 게이트 배선과 데이터 배선에 의해 정의되는 화소 영역에는 박막트랜지스터와 연결되어 있고 빛을 반사시키는 화소 전극이 형성되어 있다. 이어, 투명한 제 2 기판이 제 1 기판과 일정 간격 이격되어 있고, 제 2 기판 안쪽면에는 블랙매트릭스와 칼라 필터 그리고 투명 전극이 차례로 형성되어 있다. 투명 전극은 화소 전극과 함께 전계를 생성한다. 다음, 화소 전극과 투명 전극 사이에는 액정층이 주입되어 있다. 여기서, 제 1 기판은 제 2 기판보다 빛의 투과도가 낮은 것을 이용한다.
제 1 기판은 플라스틱이나 유리 기판 중의 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 투과도가 90% 이하인 것을 이용할 수 있다.
또 다른 실시예로써, 전계 발광 표시 장치가 있다. 전계 발광 표시 장치는 일정간격 이격되어 있는 제 1 및 제 2 기판과 제 1 및 제 2 기판 사이에 발광 소자를 포함하며, 발광 소자로부터 나온 빛이 제 2 기판을 투과하는 평판 표시 장치이므로, 제 1 기판의 투과도가 제 2 기판의 투과도보다 낮은 것을 이용할 수 있다.
여기서, 발광 소자는 전계 발광 소자인 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같이 빛이 하나의 기판만을 통과하는 반사형 액정 표시 장치나 전계 발광 표시 장치와 같은 평판 표시 장치에서 빛이 통과하지 않는 기판을 빛의 투과도가 낮은 것으로 이용함으로써 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 반사형 액정 표시 장치의 단면을 도시한 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 하부의 제 1 기판(110) 위에는 금속 물질로 이루어진 게이트 전극(121)이 형성되어 있는데, 게이트 전극(121)은 일 방향을 가지는 게이트 배선(도시하지 않음)과 연결되어 있다. 그 위에 게이트 절연막(130)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(130) 상부에는 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(141)이 형성되어 있다. 액티브층(141) 위에는 불순물이 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층(151, 152)이 형성되어 있으며, 그 위에 소스 및 드레인 전극(161, 162)이 형성되어 있다. 소스 및 드레인 전극(161, 162)은 게이트 전극(121)과 함께 박막트랜지스터를 이룬다. 소스 전극(161)은 데이터 배선(도시하지 않음)과 연결되어 있는데, 데이터 배선은 게이트 배선과 직교하여 화소 영역을 정의한다. 이어, 보호층(170)이 소스 및 드레인 전극(161, 162)을 덮고 있고, 드레인 전극(162) 상부의 보호층(170)에는 콘택홀(171)이 형성되어 있다. 화소 영역의 보호층(170) 위에는 금속과 같은 물질로 이루어진 화소 전극(181)이 형성되어 있고, 화소 전극(181)은 콘택홀(171)을 통해 드레인 전극(162)과 연결되어 있다. 여기서, 화소 전극(181)은 화소 전극(181)으로 들어온 빛을 반사시키는 역할을 하므로, 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같이 저항이 작고 반사율이 큰 물질로 이루어지는 것이 좋다.
한편, 제 1 기판(110) 상부에는 제 1 기판(110)과 일정 간격 이격되어 제 2 기판(210)이 배치되어 있고, 제 2 기판(210)의 안쪽면에는 하부의 박막트랜지스터 및 화소 영역 이외의 영역에 대응하는 위치에 블랙매트릭스(220)가 형성되어 있다.블랙매트릭스(220) 하부에는 블랙매트릭스(220) 부분에서 경계를 이루는 적, 녹, 청의 컬러필터(230)가 형성되어 있고, 그 하부에 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극(240)이 형성되어 있다. 공통 전극(240)은 화소 전극(181)과 전계를 생성한다.
제 1 기판(110)과 제 2 기판(210) 사이에는 액정층(300)이 주입되어 있다.
도 1에서 점선으로 나타낸 화살표는 빛의 진행을 나타낸 것으로, 제 2 기판(210)을 지나 액정층(300)을 통과한 빛은 화소 전극(181)에서 반사되어 다시 액정층(300)을 통과하고 제 2 기판(210)을 지나 출력된다.
이와 같이 반사형 액정 표시 장치에서 빛은 상부의 제 2 기판(210)을 두 번 통과하고, 하부의 제 1 기판(110)은 통과하지 않는다. 따라서, 제 2 기판(210)은 빛의 투과도가 높은 투명 기판을 이용해야 하지만, 제 1 기판(110)은 제 2 기판(210) 보다 투과도가 낮거나 불투명한 기판을 이용해도 액정 표시 장치의 화상에 영향을 미치지 않는다.
그러므로, 본 발명에서는 빛이 통과하지 않는 제 1 기판을 빛이 통과하는 제 2 기판보다 투과도가 떨어지는 기판을 사용함으로써 액정 표시 장치의 제조 비용을 절감하도록 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 액정 표시 장치에 이용되는 기판의 투과도는 90% 내지 95% 정도이므로, 제 1 기판의 투과도는 90% 이하로 형성할 수 있다. 이때, 제 1 기판은 유리 기판을 이용할 수 있으며, 또는 플라스틱 기판을 이용할 수도 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 ELD나 FED, PDP 등은 발광형 표시 장치로서 액정 표시 장치의 백라이트와 같은 광원이 필요하지 않다. 따라서, 이러한 표시 장치에서도 빛은 상부 기판만을 투과하게 되므로, 상부 기판은 빛의 투과도가 높은 기판을 이용해야 하고 하부 기판은 상부 기판보다 투과도가 낮거나 불투명한 기판을 이용할 수 있다.
본 발명에서는 다음과 같은 효과가 있다.
상부와 하부 기판으로 이루어진 평판 표시 장치에서 빛이 상부 기판만을 통과하는 ELD나 FED, PDP와 같은 발광형 표시 장치 또는 반사형 액정 표시 장치에서 하부 기판을 투과도가 낮거나 불투명한 기판을 이용하여 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 제 1 기판;
    상기 제 1 기판 상에 형성되어 있으며 직교하는 게이트 배선과 데이터 배선;
    상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 연결되어 있는 박막트랜지스터;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선에 의해 정의되는 화소 영역에 형성되어 있으며 상기 박막트랜지스터와 연결되어 있고 빛을 반사시키는 화소 전극;
    상기 제 1 기판과 일정 간격 이격되어 있고 투명한 제 2 기판;
    상기 제 2 기판 안쪽면에 형성되어 있는 블랙매트릭스;
    상기 블랙매트릭스 하부에 형성되어 있는 칼라 필터;
    상기 칼라 필터 하부에 형성되어 있으며 상기 화소 전극과 함께 전계를 생성하는 투명 전극;
    상기 화소 전극과 상기 투명 전극 사이에 주입되어 있는 액정층
    을 포함하고,
    상기 제 1 기판의 투과도가 상기 제 2 기판의 투과도보다 낮은 반사형 액정 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 기판은 플라스틱이나 유리 기판 중의 어느 하나로 이루어진 반사형 액정 표시 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 기판의 투과도가 90% 이하인 반사형 액정 표시 장치.
  4. 일정간격 이격되어 있는 제 1 및 제 2 기판과 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 발광 소자를 포함하며, 상기 발광 소자로부터 나온 빛이 상기 제 2 기판을 투과하는 평판 표시 장치에 있어서,
    상기 제 1 기판의 투과도가 상기 제 2 기판의 투과도보다 낮은 평판 표시 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 발광 소자는 전계 발광 소자(electroluminescence device)인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
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