KR20060134289A - 어레이 기판과, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

영상의 표시품질을 향상시킨 어레이 기판과, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법을 개시한다. 어레이 기판은 스위칭 소자, 화소전극, 반사층 및 전계 반사부를 포함한다. 스위칭 소자는 화소영역에 형성된다. 화소전극은 스위칭 소자와 전기적으로 연결된다. 반사층은 화소전극 상에 형성되어 프런트광의 일부를 반사시키고, 일부가 개구되어 배면광의 일부를 투과시키기 위한 투과창을 정의한다. 전계 반사부는 투과창과 대응되는 위치에 형성되고, 외부 전기장에 응답하여 프런트광의 나머지를 반사시킨다. 이와 같이, 전계 반사부에 전기장을 인가하여 프런트광의 일부를 반사시킴으로써, 표시장치의 휘도를 향상시켜 영상의 표시품질을 향상시킬 수 있다.

반사층, 광투과홀, 투명전극, 전계 반사층

Description

어레이 기판과, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법{ARRAY PLATE AND, DISPLAY APPARATUS HAVING THE PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE PLATE}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시패널 어셈블리를 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1의 표시패널 어셈블리 중 단위화소를 발췌해서 도시한 평면도이다.

도 3은 도 2의 I-I'라인을 따라서 절단한 단면도이다.

도 4는 도 3의 'Ⅱ'부분을 확대해서 도시한 단면도이다.

도 5 및 도 6은 도 1의 표시패널 어셈블리 중 액정층에 전기장을 가하지 않았을 때, 광의 이동경로를 설명하기 위한 개념도들이다.

도 7 및 도 8은 도 1의 표시패널 어셈블리 중 액정층에 전기장을 가했을 때, 광의 이동경로를 설명하기 위한 개념도들이다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시패널 어셈블리 중 일부를 발췌해서 도시한 단면도이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 도시한 사시도이다.

도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판을 제조하는 방법을 나타낸 공정도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제1 편광판 20 : 제1 위상차 필름

30 : 제2 위상차 필름 40 : 제2 편광판

50 : 광굴절 시트 100 : 제1 기판

110 : 제1 투명기판 120 : 게이트 절연층

GL : 게이트 배선 DL : 데이터 배선

TFT : 박막 트랜지스터 130 : 보호층

134 : 광투과홀 140 : 화소전극

150 : 반사층 160 : 투명전극

170 : 전계 반사층 200 : 제2 기판

300 : 액정층 400 : 인쇄회로기판

500 : 수납용기 600 : 광 발생유닛

800 : 광학 시트류 900 : 탑샤시

본 발명은 어레이 기판과, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 영상의 표시품질을 향상시킨 어레이 기판과, 이를 갖는 어레이 기판과, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 백라이트 어셈블리에서 발생된 내부광을 이용하 여 영상을 표시하는 투과형 액정표시장치와, 태양광과 같은 외부광을 이용하여 영상을 표시하는 반사형 액정표시장치로 나눌 수 있다.

상기 투과형 액정표시장치는 자체적으로 발생된 상기 내부광을 이용함에 따라 어두운 실내에서도 사용 가능할 수 있는 장점을 갖는 반면, 상기 내부광을 발생하는 데 필요한 전력소비가 크고 야외에서의 상기 외부광에 의한 반사 때문에 화질이 떨어지는 단점을 갖는다.

상기 반사형 액정표시장치는 상기 내부광을 사용하지 않으므로 전력소비량을 갖고, 야외에서 상기 투과형 액정표시장치보다 우수한 화질을 구현할 수 있는 장점을 갖고 있으나, 어두운 실내에서는 사용이 불가능하다는 단점을 갖는다.

따라서, 최근에는 고품질의 화상정보를 실내외 어디서든지 표시할 수 있는 반투과형 액정표시장치(Transflective Liquid Crystal Display)에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

상기 반투과형 액정표시장치는 상기 내부광 및 외부광에 의해 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널로 상기 내부광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다. 상기 액정표시패널은 영상을 표시하는 복수의 단위화소들로 이루어지고, 각 단위화소는 상기 내부광을 이용하여 영상을 표시하는 투과영역과, 상기 외부광을 이용하여 영상을 표시하는 반사영역을 포함한다.

따라서, 상기 반투과형 액정표시장치는 상기 내부광이 상기 투과영역을 투과함으로써 영상이 표시되는 투과모드와, 상기 외부광이 상기 반사영역에 의해 반사됨으로써 영상이 표시되는 반사모드로 작동될 수 있고, 특히 어두운 곳에서는 투과 모드를 사용하고 밝은 곳에서는 반사모드 사용한다.

그러나, 상기 반투과형 액정표시장치가 반사모드로 사용될 경우, 상기 외부광의 일부는 상기 반사영역을 통해 반사되지만, 상기 외부광의 나머지는 상기 투과영역을 통해 투과되어 손실되는 문제점이 있다. 즉, 상기 외부광의 나머지가 상기 투과영역에 의해 손실됨에 따라, 상기 반투과형 액정표시장치는 휘도가 감소되어 영상의 표시품질이 저하되는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반사율을 증가시켜 영상의 표시품질을 향상시킨 어레이 기판을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 어레이 기판을 갖는 표시장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기한 어레이 기판을 제조하는 어레이 기판 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 일 실시예에 따른 어레이 기판은 스위칭 소자, 화소전극, 반사층 및 전계 반사부를 포함한다. 상기 스위칭 소자는 화소영역에 형성된다. 상기 화소전극은 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된다. 상기 반사층은 상기 화소전극 상에 형성되어 프런트광의 일부를 반사시키고, 일부가 개구되어 배면광의 일부를 투과시키기 위한 투과창을 정의한다. 상기 전계 반사 부는 상기 투과창과 대응되는 위치에 형성되고, 외부 전기장에 응답하여 상기 프런트광의 나머지를 반사시킨다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 일 실시예에 따른 표시장치는 백라이트 어셈블리 및 표시패널을 포함한다. 상기 백라이트 어셈블리는 배면광을 출사한다. 상기 표시패널은 프런트광의 일부를 반사시키는 반사부 및 상기 배면광의 일부를 투과시키는 투과창을 구비하고, 외부 전기장에 응답하여 상기 프런트광의 나머지를 반사시키는 제1 기판과, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판과, 상기 제1 기판 및 제2 기판간에 개재된 액정층을 포함한다.

상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 일 실시예에 따른 어레이 기판 제조방법은 기판 상에 게이트 배선 및 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 기판 상에 투명전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극 상에 채널층 및 상기 투명전극 상에 전계 반사층을 형성하는 단계와, 데이터 배선과 동시에 상기 채널층 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계와, 상기 데이터 배선, 소스 전극, 드레인 전극 및 전계 반사층을 덮도록 보호층을 형성하는 단계와, 상기 보호층의 일부를 제거하여, 상기 드레인 전극의 상부로 콘택홀 및 상기 전계 반사층의 상부로 광투과홀을 형성하는 단계와, 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 광투과홀을 통해 상기 전계 반사층과 접하는 화소전극을 형성하는 단계와, 상기 전계 반사층의 상부로 개구되어 투과장을 형성하도록 상기 화소전극 상에 반사층을 형성하는 단계를 포함한다.

이러한 어레이 기판과, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법에 의하면, 전 계 반사부에 전기장을 인가하여 투과창을 통해 입사된 프런트광의 일부를 반사시킴으로써, 표시장치의 휘도가 보다 향상될 수 있고, 그에 따라 표시장치의 표시품질이 향상될 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

<표시패널 어셈블리의 실시예-1>

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시패널 어셈블리를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 표시패널 어셈블리 중 단위화소를 발췌해서 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 I-I'라인을 따라서 절단한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 표시패널 어셈블리는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 액정층(300), 제1 편광판(10), 제1 위상차 필름(20), 제2 위상차 필름(30), 제2 편광판(40) 및 광굴절 시트(50)를 포함하고, 외부에서 발생된 프런트광 및 내부에서 발생된 배면광을 이용하여 영상을 표시한다. 이때, 상기 제1 기판(100)의 하부에는 상기 제1 편광판(10)이 배치되고, 상기 제1 편광판(10)과 제1 기판(100) 사이에는 상기 제1 위상차 필름(20)이 배치된다. 반면, 상기 제2 기판의 상부에는 상기 제2 위상차 필름(30), 제2 편광판(40) 및 광굴절 시트(50)가 차례대로 배치된다.

상기 제1 기판(100)은 제1 투명기판(110), 데이터 배선(DL), 게이트 배선(GL), 스토리지 전극(미도시), 게이트 절연층(120), 박막 트랜지스터(TFT), 보호막(130), 화소전극(140), 반사층(150), 연결층(155), 투명전극(160), 전계 반사층 (170) 및 제1 배향막(미도시)을 포함한다.

상기 제1 투명기판(110)은 플레이트 형상을 갖고, 투명한 물질, 일례로 유리 또는 석영 등으로 이루어진다. 상기 제1 투명기판(110) 상에는 상기 게이트 배선(GL)이 제1 방향으로 복수개가 병렬로 형성된다.

상기 스토리지 전극은 상기 게이트 배선(GL)이 형성될 때 동시에 형성되며, 상기 게이트 배선(GL)과 동일한 방향인 상기 제1 방향으로 형성된다. 상기 스토리지 전극은 상기 화소전극(140) 사이에 전기장을 발생시켜, 상기 화소전극에 인가된 전압을 유지시킨다.

상기 게이트 절연층(120)은 상기 게이트 배선(GL) 및 스토리지 전극을 덮도록 상기 제1 투명기판(110) 상에 형성된다.

상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(G), 소스 전극(S), 드레인 전극(D), 채널층(C) 및 오믹 콘택층(O)을 포함한다.

상기 게이트 전극(G)은 상기 게이트 배선(GL)으로부터 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 소정의 거리 연장되어 형성된다. 상기 게이트 전극(G)의 상부에는 상기 게이트 절연층(120)이 형성되고, 상기 게이트 절연층(120)의 상부에는 상기 게이트 전극(G)을 가로지르도록 상기 채널층(C)이 형성된다. 상기 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)은 상기 채널층(C)의 상부에 소정 거리 이격되어 형성된다. 상기 오믹 콘택층(O)은 상기 소스 전극(S)과 채널층(C) 사이 및 상기 드레인 전극(D)과 채널층(C) 사이에 형성되어 접촉저항을 감소시킨다.

상기 데이터 배선(DL)은 상기 게이트 절연층(130)의 상부에 상기 제2 방향으 로 병렬로 복수개가 형성되고, 상기 소스 전극(S)은 상기 데이터 배선(DL)으로부터 상기 제1 방향으로 소정의 거리 연장되어 형성된다.

상기 보호막(130)은 상기 박막 트랜지스터(TFT) 및 데이터 배선(DL)을 덮도록 상기 게이트 절연층(120) 상에 형성된다. 상기 보호막(130)은 일례로 유기 절연막이고, 상기 게이트 절연층(120) 보다 두껍게 형성된다. 이때, 상기 보호막(130)의 표면은 울퉁불퉁한 형상을 갖는 것이 바람직하다. 상기 보호막(130)은 상기 화소전극(140) 및 드레인 전극(D)을 전기적으로 연결시키기 위한 콘택홀(132) 및 상기 배면광의 일부를 투과시키기 위한 투과창(152)과 대응되는 위치에 형성된 광투과홀(134)을 포함한다.

상기 화소전극(140)은 상기 보호막(130) 상에 형성되고, 상기 데이터 배선(DL)들 및 게이트 배선(GL)들이 서로 교차함에 따라 정의되는 화소영역 상에 형성된다. 상기 화소전극(140)은 상기 콘택홀(132)을 통해 상기 드레인 전극(D)과 전기적으로 연결되고, 상기 드레인 전극(D)으로부터 화소전압을 인가 받는다.

상기 화소전극(140)은 상기 광투과홀(134)을 통해 상기 전계 반사층(170)과 접하도록 형성된다. 이때, 상기 보호막(130)과 접하는 상기 화소전극(140)의 표면은 상기 보호막(130)의 표면과 동일한 울퉁불퉁한 형상을 갖지만, 상기 전계 반사층(170)과 접하는 상기 화소전극(140)의 표면은 상기 전계 반사층(170)과 동일한 평평한 형상을 갖는다.

상기 화소전극(140)은 투명하면서 도전성인 산화주석인듐 박막(Indium Tin Oxide film, ITO), 산화아연인듐 박막(Indium Zinc Oxide film, IZO), 아몰퍼스 산 화주석인듐 박막(amorphous Indium Tin Oxide film, a-ITO) 등을 사진-식각 공정에 의하여 패터닝(patterning)되어 형성된다.

상기 반사층(150)은 상기 광투과홀(134)을 제외한 상기 화소전극(140) 상에 형성된다. 상기 반사층(150)은 상기 프런트광의 일부를 반사시키기 위해 금속물질을 포함하며, 일례로 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 네오디윰 합금(AlNd)을 포함한다.

상기 반사층(150)은 상기 프런트광의 일부를 반사시키는 반사부 및 상기 배면광의 일부를 투과시키는 투과창(152)을 형성시킨다. 상기 반사부는 상기 반사층(150)이 형성된 영역이고, 상기 투과창(152)는 상기 반사층(150)이 형성되지 않은 영역이다. 이때, 상기 투과창(152)은 단위화소의 전 면적에 대하여 60% 내지 70%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

상기 연결층(155)은 상기 반사층(150)과 화소전극(140) 사이에 형성된다. 상기 연결층(155)은 상기 반사층(150)이 상기 화소전극(140)과 직접 접했을 때 발생될 수 있는 상기 화소전극(140)의 표면특성의 변화를 억제한다. 상기 연결층(155)은 예를 들어, 몰리브덴 텅스텐 합금(MoW)인 것이 바람직하다.

상기 투명전극(160)은 상기 광투과홀(134)과 대응되도록 상기 게이트 절연층(120) 상에 형성된다. 상기 투명전극(160)은 상기 화소전극(140)과 동일한 물질, 즉 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide film), 아몰퍼스 산화주석인듐(a-ITO) 등으로 이루어진다.

상기 투명전극(160)으로는 외부의 전압발생 장치(미도시)로부터 구동전압이 인가되고, 상기 구동전압에 의해 상기 화소전극(140) 및 투명전극(160) 사이에는 전기장이 발생된다. 상기 전기장의 크기는 10kV/cm 내지 100kV/cm의 범위를 갖는 것이 바람직하고, 상기 전기장의 주파수는 0.1kHz 내지 10kHz의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

상기 투명전극(160) 내의 구동전압은 상기 전기장을 발생시키기 위해 상기 화소전극(140) 내의 화소전압과 일정한 전압차이를 갖는다. 이때, 도면에서는 상기 구동전압 및 화소전압과의 사이의 전압차이가 일정한 직류전압을 갖는 것으로 도시하였으나, 이와 다르게 상기 전압차이는 일정한 진동수를 갖는 교류전압을 가질 수 있다.

상기 전계 반사층(170)은 상기 화소전극(140) 및 투명전극(160)의 사이에 형성되고, 상기 광투과홀(134)과 대응되는 위치에 형성된다. 상기 전계 반사층(170)은 상기 화소전극(140) 및 투명전극(160) 사이에 상기 전기장이 발생될 경우, 상기 프런트광의 일부를 반사시킨다. 즉, 상기 전계 반사층(170)은 상기 전기장에 의해 내부특성, 일례로 유전상수(dielectric constant)가 변화됨에 따라, 반사율이 증가된다.

상기 전계 반사층(170)은 절연물질 또는 반도체 물질을 포함하고, 바람직하게 반도체 물질을 포함한다. 상기 반도체 물질은 예를 들어, 실리콘(Si) 또는 화합물 반도체일 수 있다. 상기 화합물 반도체에는 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 갈륨인(GaP) 등의 3-5족 화합물 반도체와, 황화카드뮴(CdS), 텔루르화아연(ZnTe) 등의 2-6족 화합물 반도체와, 황화납(PbS) 등의 4-6족 화합물 반도체 등이 있으며, 바람 직하게 갈륨비소(GaAs) 화합물 반도체인 것이 바람직하다.

상기 전계 반사층(170)의 두께는 상기 배면광이 투과될 수 있도록 50 옹스트롬(Angstrom) 내지 500 옹스트롬의 범위를 갖고, 바람직하게는 100 옹스트롬 내지 200 옹스트롬의 범위을 갖는다.

상기 제1 배향막은 상기 반사층(150)을 덮도록 상기 화소전극(140) 상에 형성된다. 상기 제1 배향막에는 상기 액정층(300)에 내의 액정들이 일정한 방향으로 배열하기 위한 복수의 제1 배향홈(미도시)들이 형성된다.

상기 제2 기판(200)은 상기 제1 기판(100)과 대향하도록 배치되며, 제2 투명기판(210), 차광막(220), 컬러필터(230), 공통전극(240) 및 제2 배향막(미도시)을 포함한다.

상기 제2 투명기판(210)은 상기 제1 투명기판(110)과 동일하게 투명한 물질, 일례로 유리 및 석영으로 이루어지며, 상기 제1 투명기판(110)보다는 작은 면적을 갖는 것이 바람직하다.

상기 차광막(220)은 상기 제2 투명기판(210) 상에 배치되며, 상기 박막 트랜지스터(TFT), 데이터 배선(DL) 및 게이트 배선(GL)과 대응되는 위치에 형성된다. 상기 차광막(220)은 광의 경로를 차단하여 상기 박막 트랜지스터(TFT), 데이터 배선(DL) 및 게이트 배선(GL)이 외부에서 보이지 않도록 차단한다.

상기 컬러필터(230)는 상기 제2 투명기판(210) 상에 배치되며, 상기 화소전극(140)과 대응되는 위치에 형성된다. 상기 컬러필터(230)는 바람직하게 상기 차광막(220)의 일부를 덮는 것이 바람직하다.

상기 컬러필터(230)는 일례로, 백색광 중 적색광을 선택적으로 통과시키는 적색 컬러필터, 백색광 중 녹색광을 선택적으로 통과시키는 녹색 컬러필터 및 백색광 중 청색광을 선택적으로 통과시키는 청색 컬러필터들을 포함한다.

상기 공통전극(240)은 상기 차광막(220) 및 컬러필터(230)의 상부의 전면에 형성된다. 상기 공통전극(240)은 외부의 전압 발생장치로부터 공통전압을 인가 받는다. 상기 공통전극(240)은 상기 화소전극(140)과 동일하게 동일한 물질, 즉 투명하면서 도전성인 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(IZO), 아몰퍼스 산화주석인듐(a-ITO) 등으로 이루어진다.

상기 제2 배향막에는 상기 공통전극(240) 상에 형성되며, 상기 액정층(300)에 내의 액정들이 일정한 방향으로 배열하기 위한 복수의 제2 배향홈(미도시)들이 형성된다.

상기 액정층(300)은 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)의 사이에 개재된다. 상기 액정층(300)은 상기 화소전극(140)에 상기 화소전압이 인가되고, 상기 공통 전극(240)에 상기 공통전압이 인가되면, 상기 화소전극(140) 및 공통 전극(240)의 사이에 형성된 전기장에 의하여 재배열된다. 재배열된 상기 액정층(300)은 상기 프런트광 및 배면광의 광 투과율을 조절하고, 광 투과율이 조절된 상기 프런트광 및 배면광은 상기 컬러필터(230)를 통과함으로써 영상을 표시한다.

상기 제1 및 제2 편광판(10, 40)은 각각 광을 소정의 방향으로 편광시킨다. 바람직하게, 상기 제1 편광판(10)의 편광축은 상기 제2 편광판(40)의 편광축과 수직한 방향을 갖는다.

상기 제1 및 제2 위상차 필름(20, 30)은 각각 광을 파장의 1/4만큼 위상 변화시킨다. 이와 다르게, 상기 제1 및 제2 위상차 필름(20, 30)은 각각 광을 파장의 1/2만큼 위상 변화시킬 수도 있다. 이때, 상기 제1 위상차 필름(20)은 제1 위상 변화축을 갖고, 상기 제2 위상차 필름(30)은 상기 제1 위상 변화축과 수직한 제2 위상 변화축을 갖는다.

상기 광굴절 시트(50)는 상기 제2 편광판(40)의 상부에 배치되고, 상기 액정층(300)을 통과하여 외부로 출사되는 광을 굴절시켜, 상기 광의 정면휘도를 향상시킨다. 이때, 도면에서는 상기 광굴절 시트(50)가 상기 제2 편광판(40)의 상부에 배치된 것으로 도시하였으나, 이와 다르게 상기 제2 편광판(40)과 제2 위상차 필름(30) 사이에 배치될 수 있다.

이하, 상기 전계 반사층(170)이 상기 화소전극(140) 및 투명전극(160) 사이에 형성된 전기장에 의해 반사율이 증가되는 원리를 간단하게 설명하기로 한다.

상기 전계 반사층(170)은 전기 전도율이 낮은 절연물질 또는 반도체 물질로 구성되고, 상기 전계 반사층(170)의 내부에는 복수의 전자(electron)들 및 복수의 정공(hole)이 포함되어 있다. 상기 전자들과 정공들은 상기 전계 반사층(170)의 내부에서 내부 전기장을 일으킨다.

이때, 상기 화소전극(140) 및 투명전극(160) 사이에 형성된 전기장은 상기 전계 반사층에 인가되어 상기 전자 및 전공의 배열을 변화시키고, 경우에 따라서는 상기 전자 및 전공을 서로 결합시킨다. 상기 전자 및 전공의 배열을 변화는 상기 전계 반사층(170)의 유전상수를 변화시키고, 상기 변화된 유전상수는 상기 전계 반 사층(170)의 반사율을 변화시킨다.

일반적으로, 인가된 전기장에 의한 상기 전계 반사층(170)의 반사율은 하기하는 수학식 1과 같이 단순화시켜 표시할 수 있다.

R = Ro { 1 + C ( F^{1/ 3}/ ω² ) }

여기서, R은 전기장을 가했을 때의 전계 반사층의 반사율이고, Ro는 전기장을 가하지 않았을 때의 전계 반사층의 반사율이며, C는 전계 반사층의 물질에 따른 상수이고, F는 전기장의 크기이며, ω는 전기장의 주파수이다.

상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 상기 전계 반사층(170)의 반사율(R)은 인가된 상기 전기장의 크기(F)의 1/3승에 비례하고, 상기 전기장의 주파수(ω)의 제곱에 반비례한다. 즉, 상기 전계 반사층(170)의 반사율(R)은 상기 전기장의 크기가 증가할수록 커지고, 상기 전기장의 주파수(ω)가 감소할수록 커지는 것을 확인할 수 있다.

도 4는 도 3의 'Ⅱ'부분을 확대해서 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 광굴절 시트(50)는 상기 표시패널 어셈블리의 외부로 출사되는 광을 굴절시키는 복수의 프리즘(52)들을 포함한다. 상기 프리즘(52)들의 종단면은 톱니 형상을 갖고, 바람직하게 상부가 라운드(round)진 톱니 형상을 갖는다. 도 4에는 상기 프리즘(52)들의 종단면이 톱니 형상을 갖는 것으로 도시하였으나, 이와 다르게 광을 굴절시켜 정면휘도를 증가시키는 삼각형 등의 다른 형상을 가질 수도 있다.

이하, 도면을 이용하여 상기 표시패널 어셈블리에 있어서 광의 이동경로를 설명하기로 한다.

도 5 및 도 6은 도 1의 표시패널 어셈블리의 액정층에 전기장을 가하지 않았을 때, 광의 이동경로를 설명하기 위한 개념도들이다. 구체적으로, 도 5는 액정층 및 전기장 반사층에 전기장을 가하지 않았을 때, 광의 이동경로를 나타낸 것이고, 도 6은 액정층에 전기장을 가하지 않고 전계 반사층에 전기장을 가했을 때, 광의 이동경로를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 외부에서 발생된 상기 프런트광의 일부(a)는 우선 상기 제2 편광판(40)을 통과함에 따라, 제3 방향으로 편광된다. 상기 제3 방향으로 편광된 광은 상기 제2 위상차 필름(30)을 통과하여 λ/4 만큼의 위상변화를 일으키고, 그 결과 반시계로 회전하는 원편광된 광이 된다. 이때, λ은 광의 파장을 의미한다.

상기 원편광된 광은 전기장이 인가되지 않은 상태의 상기 액정층(300)을 통과하여 λ/4 만큼의 위상변화를 다시 일으키고, 그 결과 상기 제3 방향과 수직한 제4 방향으로 편광된다. 상기 제4 방향으로 편광된 광은 상기 반사층(150)에 의해 반사된다.

상기 반사된 광은 상기 액정층(300)을 다시 통과하여 λ/4 만큼의 위상변화를 일으키고, 그 결과 반시계로 회전하는 원편광된 광이 된다. 상기 원편광된 광은 상기 제2 위상차 필름(30)을 통과함에 따라, λ/4 만큼의 위상변화를 일으켜 상기 제3 방향으로 편광된다. 상기 제3 방향으로 편광된 광은 상기 제2 편광판(40)을 그 대로 통과하여 영상을 표시한다.

반면, 내부에서 발생된 상기 배면광 중 일부(b)는 상기 제1 편광축(10)을 통과하여 상기 제4 방향으로 편광된다. 상기 제4 방향으로 편광된 광은 상기 제1 위상차 필름(20)을 통과하여 λ/4 만큼의 위상변화를 일으키고, 그 결과 시계방향을 회전하는 원편광된 광이 된다. 상기 시계방향을 회전하는 원편광된 광은 상기 전계 반사층(170)을 그대로 투과하고, 이어서 전기장이 인가되지 않은 상태의 상기 액정층(300)을 투과하면서 상기 제3 방향으로 편광된다.

상기 제3 방향으로 편광된 광은 상기 제2 위상차 필름(30)을 투과하면서 시계방향으로 회전하는 원편광된 광이 되고, 상기 원편광된 광은 상기 제2 편광판(40)을 통과하면서 상기 제3 방향으로 편광되어 출사되고, 그 결과 영상을 표시한다.

도 6을 참조하면, 외부에서 발생된 상기 프런트광 중 상기 반사층(150) 내로 입사되는 광(c1)은 도 5의 상기 프런트광의 일부(a)와 동일한 광의 이동경로를 갖고, 그 결과 영상을 표시한다.

또한, 외부에서 발생된 상기 프런트광 중 상기 투과창(152) 내로 입사되는 광(c2)은 전기장이 인가된 상기 전계 반사층에 의해 반사가 이루어짐에 따라, 도 5의 상기 프런트광의 일부(a)와 동일한 광의 이동경로를 갖고, 그 결과 영상을 표시한다. 이와 같이, 상기 프런트광 모두가 반사됨에 따라, 상기 표시패널 어셈블리는 보다 높은 휘도를 갖으며 영상을 표시할 수 있다.

도 7 및 도 8은 도 1의 표시패널 어셈블리의 액정층에 전기장을 가했을 때, 광의 이동경로를 설명하기 위한 개념도들이다. 구체적으로, 도 7은 액정층에 전기장을 가하고 전계 반사층에 전기장을 가하지 않았을 때, 광의 이동경로를 나타낸 것이고, 도 8은 액정층 및 전계 반사층에 전기장을 가했을 때, 광의 이동경로를 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 외부에서 발생된 상기 프런트광의 일부(d)는 우선 상기 제2 편광판(40)을 통과함에 따라, 상기 제3 방향으로 편광된다. 상기 제3 방향으로 편광된 광은 상기 제2 위상차 필름(30)을 통과하여 λ/4 만큼의 위상변화를 일으키고, 그 결과 반시계로 회전하는 원편광된 광이 된다.

상기 원편광된 광은 전기장이 인가된 상태의 상기 액정층(300)을 위상변화 없이 그래도 통과한다. 상기 액정층(300)을 통과한 광은 상기 반사층(150)에 의해 반사되어, λ/2 만큼의 위상변화를 일으키고, 그 결과 시계방향으로 회전하는 원편광된 광이 된다.

상기 반사된 광은 상기 액정층(300)을 그대로 통과하고, 상기 통과된 광은 상기 제2 위상차 필름(30)을 통과함에 따라, λ/4 만큼의 위상변화를 일으켜 상기 제4 방향으로 편광된다. 상기 제4 방향으로 편광된 광은 상기 제2 편광판(40)에 의해 차단되어 영상을 표시하지 못한다.

반면, 내부에서 발생된 상기 배면광 중 일부(e)는 상기 제1 편광축(10)을 통과하여 상기 제4 방향으로 편광된다. 상기 제4 방향으로 편광된 광은 상기 제1 위상차 필름(20)을 통과하여 λ/4 만큼의 위상변화를 일으키고, 그 결과 시계방향을 회전하는 원편광된 광이 된다. 상기 시계방향을 회전하는 원편광된 광은 상기 전계 반사층(170)을 그대로 투과하고, 이어서 전기장이 인가된 상태의 상기 액정층(300)을 그대로 투과한다.

상기 액정층(300)을 투과한 광은 상기 제2 위상차 필름(30)을 투과하면서 λ/4 만큼의 위상변화를 일으켜 상기 제4 방향으로 편광된다. 상기 제4 방향으로 편광된 광은 상기 제2 편광판(40)에 의해 차단되어 영상을 표시하지 못한다.

도 8을 참조하면, 외부에서 발생된 상기 프런트광 중 상기 반사층(150) 내로 입사되는 광(f1)은 도 7의 상기 프런트광의 일부(d)와 동일한 광의 이동경로를 갖고, 그 결과 영상을 표시하지 못한다.

또한, 외부에서 발생된 상기 프런트광 중 상기 투과창(152) 내로 입사되는 광(f2)은 전기장이 인가된 상기 전계 반사층에 의해 반사가 이루어짐에 따라, 도 7의 상기 프런트광의 일부(d)와 동일한 광의 이동경로를 갖고, 그 결과 영상을 표시하지 못한다. 이와 같이, 상기 액정층(300)에 전기장을 인가하며, 상기 표시패널 어셈블리는 영상을 표시하지 못한다.

본 실시예에 따르면, 상기 화소전극(140) 및 투명전극(160) 사이 배치된 상기 전계 반사층(170)으로 전기장을 인가함으로써, 상기 프런트광의 일부를 반사시킬 수 있고, 그 결과 상기 표시패널 어셈블리의 휘도가 보다 증가될 수 있다.

<표시패널 어셈블리의 실시예-2>

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시패널 어셈블리 중 일부를 발췌해서 도시한 단면도이다. 이때, 제2 실시예에 따른 표시패널 어셈블리는 보호층, 화소전극, 반사층, 제1 투명전극, 제2 투명전극 및 전계 반사층을 제외하면, 제1 실시예 에 따른 표시패널 어셈블리와 동일하므로, 동일한 구성요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 9를 참조하면, 표시패널 어셈블리는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 액정층(300), 제1 편광판(10), 제1 위상차 필름(20), 제2 위상차 필름(30), 제2 편광판(40) 및 광굴절 시트(50)를 포함하고, 외부에서 발생된 프런트광 및 내부에서 발생된 배면광을 이용하여 영상을 표시한다.

상기 제1 기판(100)은 제1 투명기판(110), 데이터 배선(DL), 게이트 배선(GL), 스토리지 전극, 게이트 절연층(120), 박막 트랜지스터(TFT), 보호막(130), 화소전극(140), 반사층(150), 연결층(155), 제1 투명전극(180), 제2 투명전극(185), 전계 반사층(190) 및 제1 배향막을 포함한다.

상기 보호막(130)은 상기 박막 트랜지스터(TFT) 및 데이터 배선(DL)을 덮도록 상기 게이트 절연층(120) 상에 형성된다. 상기 보호막(130)은 일례로 유기 절연막이고, 상기 게이트 절연층(120) 보다 두껍게 형성된다. 이때, 상기 보호막(130)의 표면은 울퉁불퉁한 형상을 갖는 것이 바람직하다. 상기 보호막(130)은 상기 화소전극(140) 및 드레인 전극(D)을 전기적으로 연결시키기 위한 콘택홀(132)을 포함한다.

상기 화소전극(140)은 상기 보호막(130) 상에 형성되고, 상기 데이터 배선(DL)들 및 게이트 배선(GL)들이 서로 교차함에 따라 정의되는 화소영역 상에 형성된다. 상기 화소전극(140)은 상기 콘택홀(132)을 통해 상기 드레인 전극(D)과 전기적으로 연결되고, 상기 드레인 전극(D)으로부터 화소전압을 인가 받는다.

상기 화소전극(140)은 투명하면서 도전성인 산화주석인듐 박막(Indium Tin Oxide film, ITO), 산화아연인듐 박막(Indium Zinc Oxide film, IZO), 아몰퍼스 산화주석인듐 박막(amorphous Indium Tin Oxide film, a-ITO) 등을 사진-식각 공정에 의하여 패터닝(patterning)되어 형성된다.

상기 반사층(150)은 일부가 개구되어 투과창(152)을 형성하도록 상기 화소전극(140) 상에 형성된다. 상기 반사층(150)은 상기 프런트광의 일부를 반사시키기 위해 금속물질을 포함하며, 일례로 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 네오디윰 합금(AlNd)을 포함한다.

상기 반사층(150)이 상기 화소전극(140) 상에 형성됨에 따라, 상기 프런트광의 일부를 반사시키는 반사부와, 상기 배면광의 일부를 투과시키는 투과창(152)이 형성된다. 상기 반사부는 상기 반사층(150)이 형성된 영역이고, 상기 투과창(152)는 상기 반사층(150)이 형성되지 않은 영역이다. 이때, 상기 투과창(152)은 단위화소의 전 면적에 대하여 60% 내지 70%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

상기 제1 투명전극(180)은 상기 투과창(152)과 대응되도록 상기 게이트 절연층(120) 상에 형성된다. 이때, 상기 제1 투명전극(180)의 면적은 상기 투과창(152)의 면적보다 큰 것이 바람직하다. 상기 제1 투명전극(180)은 상기 화소전극(140)과 동일한 물질, 즉 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide film), 아몰퍼스 산화주석인듐(a-ITO) 등으로 이루어진다. 상기 제1 투명전극(180)으로는 외부의 전압 발생장치(미도시)로부터 제1 구동전압이 인가된다.

상기 전계 반사층(190)은 상기 투과창(152)과 대응되도록 형성되고, 상기 제 1 투명전극(180)을 덮도록 상기 게이트 절연층(120) 상에 형성된다.

상기 제2 투명전극(185)은 상기 투과창(152)과 대응되도록 형성되고, 상기 상기 전계 반사층(190)을 덮도록 상기 게이트 절연층(120) 상에 형성된다. 상기 제2 투명전극(185)은 상기 보호층(130)에 의해 덮혀져 있다. 이때, 상기 제2 투명전극(185)은 상기 화소전극(140)과 동일한 물질, 즉 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide film), 아몰퍼스 산화주석인듐(a-ITO) 등으로 이루어진다.

상기 제2 투명전극(185)으로는 외부의 전압 발생장치로부터 상기 제1 구동전압과 다른 제2 구동전압이 인가된다. 이때, 상기 제1 투명전극(180)의 제1 구동전압 및 상기 제2 투명전극(185)의 제2 구동전압은 상기 전계 반사층(190)에 전기장을 인가시킨다. 이때, 상기 전기장의 크기는 10kV/cm 내지 100kV/cm의 범위를 갖는 것이 바람직하고, 상기 전기장의 주파수는 0.1kHz 내지 10kHz의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

상기 전계 반사층(190)에 대해 좀더 설명하면, 상기 전계 반사층(190)은 상기 제1 및 제2 투명전극(180, 185) 사이에 상기 전기장이 발생될 경우, 상기 프런트광의 일부를 반사시킨다.

상기 전계 반사층(190)은 절연물질 또는 반도체 물질이고, 바람직하게는 반도체 물질이다. 상기 반도체 물질은 예를 들어, 실리콘(Si) 또는 화합물 반도체일 수 있다. 상기 전계 반사층(190)의 두께는 상기 배면광이 투과될 수 있도록 50 옹스트롬 내지 500 옹스트롬의 범위를 갖고, 바람직하게는 100 옹스트롬 내지 200 옹스트롬의 범위를 갖는다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 투명전극(180, 185) 사이에 배치된 상기 전계 반사층(170)으로 전기장을 인가함으로써, 상기 프런트광의 일부를 반사시킬 수 있고, 그 결과 상기 표시패널 어셈블리의 휘도가 보다 증가될 수 있다.

<표시장치의 실시예>

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 도시한 사시도이다. 본 실시예의 표시장치 중 표시패널 어셈블리는 상기 제1 실시예에 의한 표시패널 어셈블리와 동일하므로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 10을 참조하면, 표시장치는 표시패널 어셈블리, 인쇄회로기판(400), 연성인쇄회로기판(450), 백라이트 어셈블리 및 탑샤시(900)을 포함한다.

상기 표시패널 어셈블리는 외부에서 발생된 프런트광 및 내부에서 발생된 배면광을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 표시패널 어셈블리는 상기 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된 제1 기판(100), 컬러필터(230)가 형성된 제2 기판(200) 및 상기 제1 및 제2 기판(100, 200) 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다. 이때, 상기 제1 기판의 가장자리에는 구동칩(112)이 배치된다.

또한, 상기 표시패널 어셈블리는 제1 및 제2 편광판(10, 40)과, 제1 및 제2 위상차 필름(20, 30) 및 광굴절 시트(50)를 더 포함한다. 상기 제1 기판(100)의 하부에는 상기 제1 편광판(10)이 배치되고, 상기 제1 편광판(10)과 제1 기판(100) 사이에는 상기 제1 위상차 필름(20)이 배치된다. 반면, 상기 제2 기판의 상부에는 상기 제2 위상차 필름(30), 제2 편광판(40) 및 광굴절 시트(50)가 차례대로 배치된다.

상기 인쇄회로기판(400)은 영상신호를 처리하는 구동회로 유닛을 포함하고, 구동회로 유닛은 외부에서 입력된 영상신호를 상기 구동칩(112)을 제어하는 제1 구동신호로 변경시킨다.

상기 연성인쇄회로기판(450)은 상기 인쇄회로기판(400)과 제1 기판(100)을 전기적으로 연결하여 상기 인쇄회로기판(400)에서 발생된 제1 구동신호를 상기 제1 기판(100)의 구동칩(112)으로 제공한다. 상기 구동칩(112)은 상기 제1 구동신호에 의해 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 제어하는 제2 구동신호를 발생시킨다. 상기 연성인쇄회로기판(450)은 굴곡됨에 따라 상기 인쇄회로기판(400)을 상기 표시장치의 하부에 배치시킨다.

상기 백라이트 어셈블리는 수납용기(500), 광 발생유닛(600), 도광판(700), 반사판(750) 및 광학 시트류(800)를 포함한다.

상기 수납용기(500)는 바닥면(510) 및 상기 바닥면(510)의 에지로부터 연장된 측벽(520)들을 포함한다. 상기 수납용기(500)는 상기 바닥면(510) 및 측벽(520)들에 의해 수납공간을 정의하여, 상기 광 발생유닛(600), 도광판(700), 반사판(750), 광학 시트류(800) 및 표시패널 어셈블리를 수납한다. 이때, 상기 측벽(520)들 중 하나에는 상기 연성인쇄회로기판(600)과 마주보는 곳에 홈(522)이 형성되고, 상기 홈(522)을 통해 상기 연성인쇄회로기판(600)은 쉽게 굴곡될 수 있다.

상기 광 발생유닛(600)은 상기 수납용기(500)의 어느 한 측벽(520)과 마주보도록 배치되며, 외부의 전원공급장치(미도시)로부터 전원을 공급받아 광을 발생시킨다. 이와 다르게, 상기 광 발생유닛(600)은 양 측벽(520)과 마주보도록 한 쌍이 배치될 수 있다.

상기 광 발생유닛(600)은 점 형태의 광원을 발생시키는 발광 다이오드(light emitting diode)이다. 상기 발광 다이오드는 구동기판 상에 복수개가 배치되고, 상기 구동기판으로부터 전원을 공급받아 상기 도광판(700)의 측면으로 광을 제공한다. 이와 다르게, 상기 광 발생유닛(600)은 막대형상을 갖는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)일 수 있다.

상기 도광판(700)은 상기 도광판(700)의 어느 한 측면이 상기 광 발생유닛(600)과 마주보도록 상기 수납용기(500) 내에 배치된다. 이때, 상기 광 발생유닛(600)에서 발생된 광은 상기 도광판(700)의 한 측면으로 입사되고, 상기 도광판(700)의 내부에서 굴절 및 반사를 일으키고, 상기 도광판(700)의 상부로 출사된다. 상기 도광판(700)의 상부로 출사되는 광은 상기 표시패널 어셈블리로 제공되는 상기 배면광이다.

상기 반사판(750)은 상기 수납용기(500) 내에 배치되어, 상기 도광판(700)의 하부에 배치된다. 상기 반사판(750)은 상기 도광판(700) 내로 입사된 광 중 상기 도광판(700)의 하부로 출사된 광을 반사시켜 다시 상기 도광판(700)의 내부로 입사시킨다.

상기 광학 시트류(800)는 상기 백라이트 어셈블리의 상부에 배치되어 상기 배면광의 광학 특성을 향상시킨다. 상기 광학 시트류(800)는 상기 배면광을 확산시켜 확산시트(810) 및 상기 배면광의 정면 휘도를 향상시키는 적어도 하나의 프리즘 시트(820)를 포함한다.

상기 탑샤시(900)는 상기 표시패널 어셈블리의 가장자리를 감싸고 상기 수납용기(500)의 측벽(520)과 결합되어 상기 표시패널 어셈블리를 상기 백라이트 어셈블리의 상부에 고정시킨다. 상기 탑샤시(900)는 외부에서 가해진 충격 및 진동에 의해 취성(brittleness)이 약한 상기 표시패널 어셈블리의 파손 또는 손상을 방지하고, 상기 표시패널 어셈블리가 상기 수납용기(500)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

<어레이 기판 제조방법의 실시예>

도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판을 제조하는 방법을 나타낸 공정도들이다. 구체적으로, 도 11a는 게이트 배선 및 게이트 전극을 덮도록 게이트 절연층을 형성하는 단계를 나타낸 것이고, 도 11b는 채널층, 투명전극 및 전계 반사층을 형성하는 단계를 나타낸 것이고, 도 11c는 데이터 배선, 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 나타낸 것이고, 도 11d는 보호층을 형성하여 일부를 제거하는 단계를 나타낸 것이고, 도 11e는 화소전극 및 반사층을 형성하는 단계를 나타낸 것이다.

도 11a를 참조하면, 우선, 투명한 기판(110) 상에 게이트 전극(G)을 형성한다. 상기 게이트 전극(G)은 게이트 배선(미도시)과 함께 형성되고, 상기 게이트 배선으로부터 연장되어 형성된다. 이어서, 상기 게이트 전극(G) 및 게이트 배선을 덮도록 게이트 절연층(120)을 형성한다.

도 11b를 참조하면, 상기 게이트 절연층(120) 상에 투명전극(160)을 형성한다. 상기 투명전극(160)은 투명하면서 도전성인 산화주석인듐 박막(Indium Tin Oxide film, ITO), 산화아연인듐 박막(Indium Zinc Oxide film, IZO), 아몰퍼스 산화주석인듐 박막(amorphous Indium Tin Oxide film, a-ITO) 등을 사진-식각 공정에 의하여 패터닝(patterning)되어 형성된다.

이어서, 상기 투명전극(160) 상에 전계 반사층(170)을 형성한다. 바람직하게, 상기 전계 반사층(170)은 상기 투명전극(160)을 덮도록 형성되고, 500Å 이하의 두께를 갖는다. 또한, 상기 전계 반사층(170)은 절연물질 또는 반도체 물질로 이루어지며, 상기 반도체 물질은 일례로, 실리콘(Si) 또는 화합물 반도체이다.

상기 전계 반사층(170)이 반도체 물질로 이루어질 경우, 상기 전계 반사층(170)은 채널층(C)과 함께 형성되는 것이 바람직하다. 상기 채널층(C)은 상기 게이트 전극(G)을 가로지르도록 상기 게이트 절연층(120) 상에 형성된다. 상기 채널층(C) 상에는 불순물의 농도가 큰 오믹 콘택층(O)을 형성한다.

도 11c를 참조하면, 상기 오믹 콘택층(O)의 일부를 덮도록 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 형성한다. 이때, 상기 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)은 상기 게이트 절연층(120) 상에 형성되는 데이터 배선(미도시)과 동시에 형성된다.

상기 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)은 소정 간격 이격되어 형성된다. 이어서, 상기 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)의 사이에 형성된 상기 오믹 콘택층(O)을 플라즈마 등에 의해 식각함으로써, 상기 오믹 콘택층(O)은 전기적으로 2개로 분리된다. 그 결과, 상기 게이트 전극(G), 소스 전극(S), 드레인 전극(D), 채널층(C) 및 오믹 콘택층(D)을 포함하는 박막 트랜지스터가 형성된다.

도 11d를 참조하면, 상기 박막 트랜지스터 및 상기 전계 반사층(170)을 덮도 록 상기 게이트 절연층(120) 상에 보호층(130)을 형성한다. 상기 보호층(130)은 상기 게이트 절연층(120)의 두께보다 두껍게 형성된다. 이어서, 플라즈마 등을 이용하여 상기 보호층(130)의 일부를 제거함으로써, 콘택층(132) 및 광투과홀(134)을 형성한다. 상기 콘택층(132)은 상기 드레인 전극(D)의 상부로 대응하여 형성되고, 상기 광투과홀(134)은 상기 전계 반사층(170)의 상부로 대응하여 형성된다.

도 11e를 참조하면, 상기 보호층(130) 상에 화소전극(140)을 형성한다. 상기 화소전극(140)은 상기 투명전극(160)과 동일한 물질, 즉 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide film), 아몰퍼스 산화주석인듐(a-ITO) 등으로 이루어진다. 상기 화소전극(140)은 상기 콘택층(132) 내에 형성되어 상기 드레인 전극(D)과 전기적으로 연결되고, 상기 광투과홀(134) 내에 형성되어 상기 전계 반사층(170)과 접한다.

이어서, 상기 화소전극(140) 상에는 연결층(155)이 형성된다. 상기 연결층(155)은 상기 광투과홀(134)의 이외 영역에 형성된다. 상기 연결층(155)은 예를 들어, 몰리브덴 텅스텐 합금(MoW)인 것이 바람직하다.

이어서, 상기 연결층(155) 상에 반사층(150)이 형성된다. 상기 반사층(150)은 외부에서 발생된 프런트광의 일부를 반사시키기 위해 금속물질을 포함하며, 일례로 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 네오디윰 합금(AlNd)을 포함한다.

이러한 어레이 기판과, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법에 의하면, 전계 반사부에 전기장을 인가하여 투과창을 통해 입사된 프런트광의 일부를 반사시킴 으로써, 표시장치의 휘도가 보다 향상될 수 있고, 그에 따라 표시장치의 표시품질이 향상될 수 있다. 또한, 프런트광의 일부의 반사로 인한 표시장치의 휘도가 증가됨에 따라, 밝은 장소에서 표시장치를 사용할 경우, 배면광을 발생시키는 데 소요되는 전력량을 보다 감소시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (24)

1. 화소영역에 형성된 스위칭 소자;

   상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극;

   상기 화소전극 상에 형성되어 프런트광의 일부를 반사시키고, 일부가 개구되어 배면광의 일부를 투과시키기 위한 투과창을 정의하는 반사층; 및

   상기 투과창과 대응되는 위치에 형성되고, 외부 전기장에 응답하여 상기 프런트광의 나머지를 반사시키는 전계 반사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
2. 제1항에 있어서, 상기 전계 반사부는

   상기 투과창과 대응되도록 상기 화소전극의 하부에 형성된 투명전극; 및

   상기 화소전극 및 투명전극의 사이에 형성되고, 상기 화소전극 및 투명전극 사이에 형성된 전기장에 의해 상기 프런트광의 나머지를 반사시키는 전계 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
3. 제2항에 있어서, 상기 전계 반사층은 반도체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
4. 제3항에 있어서, 상기 반도체 물질은 실리콘(Si)인 것을 특징으로 하는 어레 이 기판.
5. 제3항에 있어서, 상기 반도체 물질은 화합물 반도체인 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
6. 제2항에 있어서, 상기 전계 반사층은 절연물질인 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
7. 제2항에 있어서, 상기 전계 반사층의 두께는 50Å 내지 500Å 의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
8. 제2항에 있어서, 상기 화소전극 및 스위칭 소자 사이에 형성되어 상기 스위칭 소자를 보호하는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
9. 제8항에 있어서, 상기 화소전극이 상기 전계 반사층과 접하도록 상기 보호층의 일부가 개구된 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
10. 제1항에 있어서, 상기 전계 반사부는

    상기 투과창과 대응되도록 상기 화소전극의 하부에 형성된 제1 투명전극;

    상기 제1 투명전극과 마주보도록 상기 제1 투명전극의 하부에 배치된 제2 투 명전극; 및

    상기 제1 및 제2 투명전극의 사이에 형성되고, 상기 제1 및 제2 투명전극 사이에 형성된 전기장에 의해 상기 프런트광의 나머지를 반사시키는 전계 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
11. 제10항에 있어서, 상기 전계 반사층은 반도체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
12. 제10항에 있어서, 상기 전계 반사층의 면적은 상기 투과창의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
13. 제10항에 있어서, 상기 전계 반사층의 두께는 50 옹스트롬 내지 500 옹스트롬의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
14. 제1항에 있어서, 상기 전기장의 크기는 10kV/cm 내지 100kV/cm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
15. 제1항에 있어서, 상기 전기장의 주파수는 0.1kHz 내지 10kHz의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
16. 배면광을 출사하는 백라이트 어셈블리; 및

    프런트광의 일부를 반사시키는 반사부 및 상기 배면광의 일부를 투과시키는 투과창을 구비하고, 외부 전기장에 응답하여 상기 프런트광의 나머지를 반사시키는 제1 기판과, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판과, 상기 제1 기판 및 제2 기판간에 개재된 액정층을 갖는 표시패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 제1 기판의 하부에 배치된 제1 편광판; 및

    상기 제2 기판의 상부에 배치된 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
18. 제16항에 있어서,

    상기 제1 기판의 하부에 배치되고, 제1 위상 변화축을 갖으며 광의 위상을 변화시키는 제1 위상차 필름; 및

    상기 제2 기판의 상부에 배치되고, 상기 제1 위상 변화축과 수직한 제2 위상 변화축을 갖으며 광의 위상을 변화시키는 제2 위상차 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
19. 제16항에 있어서, 상기 제2 기판의 상부에는 외부로 출사되는 광의 정면휘도를 향상시키는 광굴절 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 광굴절 시트에는 외부로 출사되는 상기 광을 굴절시키는 복수의 프리즘들이 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 프리즘들의 종단면은 톱니 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
22. 기판 상에 게이트 배선 및 게이트 전극을 형성하는 단계;

    상기 기판 상에 투명전극을 형성하는 단계;

    상기 게이트 전극 상에 채널층 및 상기 투명전극 상에 전계 반사층을 형성하는 단계;

    데이터 배선과 동시에 상기 채널층 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;

    상기 데이터 배선, 소스 전극, 드레인 전극 및 전계 반사층을 덮도록 보호층을 형성하는 단계;

    상기 보호층의 일부를 제거하여, 상기 드레인 전극의 상부로 콘택홀 및 상기 전계 반사층의 상부로 광투과홀을 형성하는 단계;

    상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 광투과홀을 통해 상기 전계 반사층과 접하는 화소전극을 형성하는 단계; 및

    상기 전계 반사층의 상부로 개구되어 투과장을 형성하도록 상기 화소전극 상 에 반사층을 형성하는 단계를 특징으로 하는 어레이 기판 제조방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 전계 반사층은 반도체 물질인 것을 특징으로 하는 어레이 기판 제조방법.
24. 제22항에 있어서, 상기 기판 상에 투명전극을 형성하는 단계는

    상기 게이트 배선 및 게이트 전극을 덮도록 상기 기판 상에 게이트 절연층을 형성하는 단계; 및

    상기 게이트 절연층 상에 투명전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판 제조방법.

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