KR20140105092A - 표시 기판, 이를 포함하는 표시 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20140105092A
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Abstract

표시 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되는 반사 조절층, 및 상기 반사 조절층 상에 배치되고 불투명한 금속으로 이루어진 금속 배선층을 포함한다. 상기 반사 조절층은 상기 베이스 기판과 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에서 반사되는 반사광의 파장별 반사율을 상쇄 간섭 효과를 이용하여 변화시킨다. 상기 표시 기판을 포함하는 표시 패널은 상기 반사 조절층을 포함하므로, 상기 반사 조절층에 의해 상기 금속 배선층에 대한 반사광에 상쇄간섭을 일으키므로 전체적인 반사율을 낮출 수 있다. 또한, 상기 반사 조절층의 재질 및 두께를 조절함으로써, 상기 반사광의 파장에 따른 반사율을 조절할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 피로감을 느끼는 특정 색상의 반사광을 줄일 수 있다.

Description

표시 기판, 이를 포함하는 표시 패널 및 이의 제조 방법{DISPLAY SUBSTRATE, DISPLAY PANEL HAVING THE SAME AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 기판, 상기 표시 기판을 포함하는 표시 패널 및 상기 표시 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 장치용 표시 기판, 상기 표시 기판을 포함하는 표시 패널 및 상기 표시 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 두께가 얇고 무게가 가벼우며 전력소모가 낮은 장점이 있어, 모니터, 노트북, 휴대폰 등에 주로 사용된다. 이러한 액정 표시 장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널 및 상기 액정 표시 패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 액정 표시 장치는 상부 기판, 상기 상부 기판과 대향하는 하부 기판 및 상기 상부 및 하부 기판들 사이에 배치되는 액정층을 포함한다. 주로, 상기 하부 기판에 금속 배선이 배치되는 것이 통상적이나, 필요에 따라, 상기 상부 기판에 금속 배선이 배치되는 경우가 있다.
상기 상부 기판에 금속 배선이 배치되는 경우, 사용자가 상기 금속 배선의 표면에서 반사된 특정 파장의 빛을 직접 시인하게 되어, 불편함을 겪는 문제가 있었다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 반사 시인성을 개선한 표시 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 기판을 포함하는 표시 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 표시 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되는 반사 조절층, 및 상기 반사 조절층 상에 배치되고 불투명한 금속으로 이루어진 금속 배선층을 포함한다. 상기 반사 조절층은 상기 베이스 기판과 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에서 반사되는 반사광의 파장별 반사율을 상쇄 간섭 효과를 이용하여 변화시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선층은 상기 반사 조절층 상에 배치되고 티타늄을 포함하는 제1 금속 배선층 및 상기 제1 금속층 상에 배치되고 구리를 포함하는 제2 금속 배선층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선층은 감지 스위칭 소자의 일부 및 상기 감지 스위칭 소자를 구동하기 위한 배선일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지 스위칭 소자는 상기 적외선 감지 스위칭 소자 및 상기 가시광선 감지 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 상기 적외선 감지 스위칭 소자는 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치된 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 소스 전극. 상기 소스 전극과 이격되어 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 드레인 전극, 및 흑색 안료를 포함하는 유기 물질 또는 비정질 실리콘을 포하고 상기 반도체층 아래에 상기 반도체층과 중첩하는 차단 절연막을 포함할 수 있다. 상기 가시광선 감지 스위칭 소자는 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치된 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 이격되어 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 드레인 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 조절층은 실리콘 질화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 500Å 내지 900Å이거나, 상기 반사 조절층은 실리콘 산화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 700Å 내지1300Å이거나, 상기 반사 조절층은 산화알루미늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 600Å 내지 1200Å이거나, 상기 반사 조절층은 이산화 티타늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 400Å 내지800Å일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선층은 터치를 센싱하기 위한 터치회로, 또는 영상을 표시하기 위한 화소 회로일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선층은 구리를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판 하부에 배치되는 상부 편광판을 더 포함할 수 있다. 사용자는 상기 상부 편광판, 상기 베이스 기판 및 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에 반사된 반사광을 시인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선층은 상기 반사 조절층 상에 배치되는 제1 스위칭 소자의 일부 및 상기 제1 스위칭 소자를 구동하기 위한 배선일 수 있다. 상기 표시 기판은 상기 제1 스위칭 소자와 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되고 콜레스테릭 액정을 포함하는 컬러 표시층, 상기 컬러 표시 층 상에 배치되는 제2 전극, 상기 제2 전극 상에 배치되는 제2 기판, 상기 제2 기판 상에 배치되는 제2 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자와 전기적으로 연결되는 제3 전극, 상기 제3 전극 상에 배치되어, 전기 변색용 유기 또는 무기 재료 또는 전기 영동 소자용 역유제(REED, reverse emulsion based on electrophoretic display)를 포함하는 색 변환층, 상기 색 변환층 상에 배치되는 제4 전극(EL4) 및 상기 제4 전극 상에 배치되는 제3 기판을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널은 상부 기판, 상기 상부 기판과 마주보는 하부 기판 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 상부 기판은, 상부 베이스 기판, 상기 상부 베이스 기판 상에 배치되는 반사 조절층, 상기 반사 조절층 상에 배치되는 금속 배선층 및 상기 금속 배선층 상에 배치되는 제1 절연층을 포함한다. 상기 하부 기판은 하부 베이스 기판, 상기 하부 베이스 기판 상에 배치된 화소 스위칭 소자, 및 상기 화소 스위칭 소자 상에 배치되는 제2 절연층을 포함한다. 상기 액정층은 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층 사이에 배치된다. 상기 상부 기판의 상기 반사 조절층은 상기 상부 베이스 기판과 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에서 반사되는 반사광의 파장별 반사율을 상쇄 간섭 효과를 이용하여 변화시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 베이스 기판 하부에 배치되는 하부 편광판 및 상기 상부 베이스 기판 하부에 배치되는 상부 편광판을 더 포함할 수 있다. 사용자는 상기 상부 편광판, 상기 상부 베이스 기판 및 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에 반사된 반사광을 시인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선층은 구리를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선층은 상기 반사 조절층 상에 배치되고 티타늄을 포함하는 제1 금속 배선층 및 상기 제1 금속층 상에 배치되고 구리를 포함하는 제2 금속 배선층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선층은 적외선 감지 스위칭 소자의 일부 및 상기 적외선 감지 스위칭 소자를 구동하기 위한 배선일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 적외선 감지 스위칭 소자는 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치된 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 소스 전극. 상기 소스 전극과 이격되어 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 드레인 전극, 및 흑색 안료를 포함하는 유기 물질 또는 비정질 실리콘을 포하고 상기 반도체층 아래에 상기 반도체층과 중첩하는 차단 절연막을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 상부 기판, 상기 상부 기판과 마주보는 하부 기판 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 표시 패널 및 상기 하부 기판 하부에 배치되어 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 상부 기판은 상부 베이스 기판, 상기 상부 베이스 기판 상에 배치되는 반사 조절층, 상기 반사 조절층 상에 배치되는 금속 배선층 및 상기 금속 배선층 상에 배치되는 제1 절연층을 포함한다. 상기 하부 기판은 하부 베이스 기판, 상기 하부 베이스 기판 상에 배치된 화소 스위칭 소자, 및 상기 화소 스위칭 소자 상에 배치되는 제2 절연층을 포함한다. 상기 액정층은 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층 사이에 배치된다. 상기 상부 기판의 상기 반사 조절층은 상기 상부 베이스 기판, 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에서 반사되는 반사광의 파장별 반사율을 상쇄 간섭 효과를 이용하여 변화시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 배선층은 감지 스위칭 소자의 일부 및 상기 감지 스위칭 소자를 구동하기 위한 배선일 수 있다. 상기 감지 스위칭 소자는 상기 적외선 감지 스위칭 소자 및 상기 가시광선 감지 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 상기 적외선 감지 스위칭 소자는 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치된 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 소스 전극. 상기 소스 전극과 이격되어 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 드레인 전극, 및 흑색 안료를 포함하는 유기 물질 또는 비정질 실리콘을 포하고 상기 반도체층 아래에 상기 반도체층과 중첩하는 차단 절연막을 포함할 수 있다. 상기 가시광선 감지 스위칭 소자는 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치된 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 이격되어 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 드레인 전극을 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 적외선 발광체 및 가시광선 발광체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 조절층은 실리콘 질화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 500Å 내지 900Å이거나, 상기 반사 조절층은 실리콘 산화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 700Å 내지1300Å이거나, 상기 반사 조절층은 산화알루미늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 600Å 내지 1200Å이거나, 상기 반사 조절층은 이산화 티타늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 400Å 내지800Å일 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법은 기판 상에 반사 조절층을 형성하는 단계, 상기 반사 조절층 상에 금속층을 형성하는 단계, 상기 금속층을 패터닝 하여 금속 배선을 형성하는 단계, 및 상기 금속 배선 상에 절연층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 반사 조절층은 실리콘 질화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 500Å 내지900Å이거나, 상기 반사 조절층은 실리콘 산화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 700Å 내지 1300Å이거나, 상기 반사 조절층은 산화알루미늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 600Å 내지1200Å이거나, 상기 반사 조절층은 이산화 티타늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 400Å 내지 800Å일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 표시 패널은 금속 배선층과 베이스 기판 사이에 배치되는 반사 조절층을 포함하므로, 상기 반사 조절층에 의해 상기 금속 배선층에 대한 반사광에 상쇄간섭을 일으키므로 전체적인 반사율을 낮출 수 있다. 또한, 상기 반사 조절층의 재질 및 두께를 조절함으로써, 상기 반사광의 파장에 따른 반사율을 조절할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 피로감을 느끼는 특정 색상의 반사광을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치를 사용하여 물체를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 파장 별 반사율을 나타낸 그래프들이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 2는 도 1의 표시 장치를 사용하여 물체를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치는 하부 기판(100), 상기 하부 기판(100)과마주보는 상부 기판(200) 및 상기 하부 및 상부 기판들(100, 200) 사이에 배치된 액정층(3)을 포함한다.
상기 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 상기 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 상기 하부 및 상부 기판들(100, 200)의 표면에 대하여 거의 수직을 이루도록 배향될 수 있다. 상기 하부 및 상부 기판들(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(도시하지 않음)이 배치될 수 있으며 이들은 수직 배향막일 수 있다.
상기 하부 기판(100)은 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 하부 베이스 기판(110)과 상기 하부 베이스 기판(110) 상에 형성되는 화소 스위칭 소자(TrP)를 포함한다. 화소 스위칭 소자(TrP)는 상기 하부 베이스 기판(110) 상에 형성되는 게이트 전극(124p), 상기 하부 베이스 기판(110) 및 상기 게이트 전극(124p)을 덮고 있는 게이트 절연막(140), 상기 게이트 절연막(140) 상에 상기 게이트 전극(124p)과 중첩되게 위치하는 반도체층(154p), 상기 반도체층(154p) 상에 위치하는 저항성 접촉층(163p, 165p), 상기 저항성 접촉층(163p) 상에 위치하는 소스 전극(173p), 및 상기 저항성 접촉층(165p) 상에 상기 소스 전극(173p)과 이격되어 위치하는 드레인 전극(175p)을 포함할 수 있다.
상기 하부 기판(100)은 상기 하부 베이스 기판(110) 상에 위치하는 게이트선 및 상기 게이트선과 교차하는 데이터선을 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 게이트선은 상기 화소 스위칭 소자(TrP)의 상기 게이트 전극(124p)와 연결될 수 있다. 그리고 상기 데이터선은 상기 화소 스위칭 소자(TrP)의 상기 소스 전극(173p)과 연결될 수 있다.
상기 하부 기판(100)은 화소 스위칭 소자(TrP)를 덮고 있는 보호막(180), 상기 보호막(180) 상에 위치하는 컬러필터(23), 상기 컬러필터(23) 상에 위치하는 덮개막(25) 및 상기 덮개막(25) 상에 위치하는 화소 전극(190)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 화소 전극(190)은 상기 덮개막(25) 및 상기 보호막(180)을 관통하여 상기 화소 스위칭 소자(TrP)의 상기 드레인 전극(175p)과 연결될 수 있다.
상기 상부 기판(200)은 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 상부 베이스 기판(210) 및 감지 스위칭 소자(TrI, TrV)를 포함한다. 상기 감지 스위칭 소자(TrI, TrV)는 하나 이상의 적외선 감지 스위칭 소자(TrI) 및 하나 이상의 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)를 포함할 수 있다. 상기 적외선 감지 스위칭 소자(TrI) 및 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)는 상기 상부 기판(200)의 모든 부분에서 적외선과 가시광선을 감지할 수 있도록 상기 상부 기판(200)의 전체에 균일하게 분포할 수 있다. 일 예로, 상기 적외선 감지 스위칭 소자(TrI) 및 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)는 서로 교대로 배열될 수 있고, 무질서하게 배열될 수 있으며, 소정의 비율로 배열될 수도 있다.
그리고 상기 상부 기판(200)은 상기 적외선 감지 스위칭 소자(TrI) 및 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)와 각각 연결되어 검출 신호를 전달하는 리드아웃 스위칭 소자(TrC)를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 리드아웃 스위칭 소자(TrC)는 상기 감지 스위칭 소자(TrI, TrV)와 동일층에 인접하여 위치할 수 있다.
상기 적외선 감지 스위칭 소자(TrI), 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV) 및 상기 리드아웃 스위칭 소자(TrC)는 상기 상부 기판(210)의 상에 위치할 수 있다. 도 1 및 도 2 에는 상기 상부 기판(210)의 아래에 상기 적외선 감지 스위칭 소자(TrI), 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV) 및 상기 리드아웃 스위칭 소자(TrC)가 배치된다. 상기 적외선 감지 스위칭 소자(TrI)는 반도체층(254I), 저항성 접촉층(263I, 265I), 소스 전극(273I), 드레인 전극(275I), 게이트 절연막(240), 및 게이트 전극(224I)을 포함할 수 있다.
상기 반도체층(254I)은 상기 상부 베이스 기판(210) 상에 위치하고 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 반도체층(254I)은 비정질 실리콘으로 형성된 하부막, 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 상부막을 포함하는 이중막으로 형성할 수 있고, 미세결정 실리콘으로 형성된 하부막, 비정질 실리콘게르마늄으로 형성된 상부막을 포함하는 이중막으로 형성할 수 있다.
이중막으로 형성하는 경우 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘의 단일막으로 형성하는 경우에 비해 증착 속도가 향상되며, 채널이 형성되는 하부막은 상부막에 의해 가려지므로 제조 공정 중 채널이 손상될 염려가 없어 스위칭 소자의 속도 등의 특성이 향상된다. 상기 반도체층(254I)의 두께는 500Å 내지 3000Å 인 것이 바람직하다.
상기 저항성 접촉층(263I, 265I)은 반도체층(254I) 상에 위치할 수 있다. 상기 소스 전극(273I)은 상기 저항성 접촉층(263I) 상에 위치할 수 있다. 상기 드레인 전극(275I)은 상기 저항성 접촉층(265I) 상에 상기 소스 전극(273I)과 이격되어 위치할 수 있다. 상기 게이트 절연막(240)은 상기 반도체층(254I), 상기 소스 전극(273I) 및 상기 드레인 전극(275I)을 덮고 있다. 상기 게이트 전극(224I)은 상기 게이트 절연막(140) 상에 상기 반도체층(254I)과 중첩되게 위치할 수 있다. 상기 게이트 전극(224I) 상에는 상기 게이트 전극(224I)을 보호하기 위한 보호막(280)이 형성될 수 있다.
상기 적외선 감지 스위칭 소자(TrI)는 상기 반도체층(254I)의 아래에 상기 반도체층(254I)과 중첩되게 위치하는 광차단막(211I)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 광차단막(211I)은 상기 상부 베이스 기판(210)과 상기 반도체층(254I) 사이에 위치할 수 있으며, 상기 반도체층(254I)이 가시광선에 노출되는 것을 방지한다. 여기서 상기 광차단막(211I)과 상기 반도체층(254I) 사이에는 실리콘 질화물과 같은 절연 물질을 포함하는 차단 절연막(230)이 위치할 수 있다.
상기 광차단막(211I)은 액정 표시 장치의 외부로부터 제공되는 가시광선을 차단할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광차단막(211I)은 흑색 안료를 포함하는 유기 물질 또는 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.
상기 광차단막(211I)은 외부로부터 액정 표시 장치로 입사되는 가시광선을 차단하여 신호와 잡음의 크기비(SNR, Signal to Noise Ratio)를 향상시키며 비정질 실리콘게르마늄 등을 포함하는 상기 반도체층(254I)의 감도를 적외선 영역에 최적화 함으로서 가시광선에 의한 영향을 효율적으로 차단한다.
상기 리드아웃 스위칭 소자(TrC)는 연결 다리(290)를 통해 상기 적외선 감지 스위칭 소자(TrI)와 연결될 수 있으며, 상기 리드아웃 스위칭 소자(TrC)는 상기 드레인 전극(275C)을 통해 상기 적외선 감지 스위칭 소자(TrI)와 연결될 수 있다.
상기 리드아웃 스위칭 소자(TrC)는 반도체층(254C), 저항성 접촉층(263C, 265C), 소스 전극(273C), 드레인 전극(275C), 게이트 절연막(240) 및 게이트 전극(224C)을 포함할 수 있다.
상기 반도체층(254C)은 상기 상부 베이스 기판(210) 상에 위치할 수 있고, 비정질 실리콘, 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 반도체층(254C)은 비정질 실리콘으로 형성된 하부막, 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 상부막을 포함하는 이중막으로 형성할 수 있고, 미세결정 실리콘으로 형성된 하부막, 비정질 실리콘게르마늄으로 형성된 상부막을 포함하는 이중막으로 형성할 수 있다. 상기 반도체층(254C)의 두께는 500Å 내지 3000Å 인 것이 바람직하다.
상기 저항성 접촉층(263C, 265C)은 상기 반도체층(254C) 상에 위치할 수 있다. 상기 소스 전극(273C)은 상기 저항성 접촉층(263C) 상에 위치할 수 있다. 상기 드레인 전극(275C)은 상기 저항성 접촉층(265C) 상에 상기 소스 전극(273C)과 떨어져 위치할 수 있다. 상기 게이트 절연막(240)은 상기 반도체층(254C), 상기 소스 전극(273C) 및 상기 드레인 전극(275C) 상에 위치할 수 있다. 상기 게이트 전극(224C)은 상기 게이트 절연막(140) 상에 상기 반도체층(254C)과 중첩되게 위치할 수 있다. 상기 게이트 전극(224C) 위에는 상기 게이트 전극(224C)을 보호하기 위한 보호막(280)이 형성될 수 있다.
상기 리드아웃 스위칭 소자(TrC)는 상기 반도체층(254C) 아래에 상기 반도체층(254C)과 중첩되게 위치하는 광차단막(211C)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 광차단막(211C)은 상기 상부 베이스 기판(210)과 상기 반도체층(254C) 사이에 위치할 수 있으며, 상기 반도체층(254C)이 가시광선에 노출되는 것을 방지한다. 여기서 상기 광차단막(211C)과 상기 반도체층(254C) 사이에는 실리콘 질화물과 같은 절연 물질을 포함하는 차단 절연막(230)이 위치할 수 있다.
한편, 상기 상부 베이스 기판(210) 상에 가시광선을 감지하는 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)가 위치하고 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)와 동일한 층에 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)와 전기적으로 연결된 리드아웃 스위칭 소자(TrC)가 위치한다.
보다 구체적으로 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)는 반도체층(254V), 저항성 접촉층(263V, 265V), 소스 전극(273V), 드레인 전극(275V), 게이트 절연막(240), 및 게이트 전극(224V)을 포함할 수 있다.
상기 반도체층(254V)은 상기 상부 베이스 기판(210) 상에 위치하고 비정질 실리콘, 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 반도체층(254V)은 비정질 실리콘으로 형성된 하부막, 비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 상부막을 포함하는 이중막으로 형성할 수 있고, 미세결정 실리콘으로 형성된 하부막, 비정질 실리콘게르마늄으로 형성된 상부막을 포함하는 이중막으로 형성할 수 있다. 상기 반도체층(254V)의 두께는 500Å 내지 3000Å 인 것이 바람직하다.
상기 저항성 접촉층(263V, 265 V)은 상기 반도체층(254V) 상에 위치할 수 있다. 상기 소스 전극(273V)은 상기 저항성 접촉층(263V) 상에 위치할 수 있다. 상기 드레인 전극(275V)은 상기 저항성 접촉층(265V) 상에 상기 소스 전극(273V)과 떨어져 위치할 수 있다. 상기 게이트 절연막(240)은 상기 반도체층(254V), 상기 소스 전극(273V) 및 상기 드레인 전극(275V)를 덮고 있다. 상기 게이트 전극(224V)은 상기 게이트 절연막(240) 상에 상기 반도체층(254V)과 중첩되게 위치할 수 있다. 상기 게이트 전극(224V) 위에는 상기 게이트 전극(224V)을 보호하기 위한 보호막(280)이 형성될 수 있다.
상기 리드아웃 스위칭 소자(TrC)는 연결 다리(290)를 통해 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)와 연결될 수 있으며, 상기 리드아웃 스위칭 소자(TrC)는 상기 드레인 전극(275C)을 통해 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)와 연결될 수 있다.
상기 상부 베이스 기판(200)과 상기 감지 스위칭 소자들(TrI, TrV) 사이에 반사 조절층(220)이 배치된다. 상기 반사 조절층(220)은 상대적으로 굴절율이 높은 투명층일 수 있다. 예를 들면, 상기 반사 조절층(220)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 산화 알루미늄(Al2O3), 또는 이산화 티타늄(TiO2)으로 이루어진 층일 수 있다. 상기 반사 조절층(220)에 의해 상기 감지 스위칭 소자들(TrI, TrV)의 일부 및 상기 감지 스위칭 소자들(TrI, TrV)을 구동하기 위한 금속 배선들에 대한 반사광에 상쇄간섭을 일으키므로 전체적인 반사율을 낮출 수 있다. 또한, 상기 반사 조절층(220)은 상기 금속 배선들에 의한 반사를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 반사 조절층(220)의 재질 및 두께를 조절함으로써, 파장별 반사율을 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 반사 조절층(220)이 실리콘 질화물(Si3N4)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(220)의 두께는 약 500Å 내지900Å 일 수 있다. 한편, 상기 반사 조절층(220)이 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(220)의 두께는 약 700Å 내지 1300Å 일 수 있다. 한편, 상기 반사 조절층(220)이 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(220)의 두께는 약 600Å 내지1200Å 일 수 있다. 한편, 상기 반사 조절층(220)이 이산화 티타늄(TiO2)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(220)의 두께는 약 400Å 내지 800Å 일 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 하부 기판(100) 아래에 위치하는 하부 편광판(12) 및 상기 상부 기판(200) 상에 위치하는 상부 편광판(22)을 더 포함할 수 있다. 상기 하부 편광판(12) 및 상기 상부 편광판(22)의 편광 성질을 이용하여 상기 하부 기판(100) 및 상기 상부 기판(200)에 제공되는 광의 세기를 조절할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 하부 기판(100)의 아래쪽에 위치하는 백라이트 유닛(910)을 더 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛(910)은 적어도 하나의 적외선 발광체(920)와 적어도 하나의 가시광선 발광체(930)를 포함할 수 있다. 상기 적외선 발광체(920)와 상기 가시광선 발광체(930)는 발광 소자(LED, Light Emitting Device)와 같은 점광원일 수 있다. 그리고 상기 적외선 발광체(920)와 상기 가시광선 발광체(930)로부터 각각 출사되는 적외선과 가시광선은 실질적으로 상기 하부 기판(100)에 수직하게 입사될 수 있다.
상기 적외선 발광체(920)와 상기 가시광선 발광체(930)는 상기 백라이트 유닛(910)의 모든 부분에서 적외선과 가시광선이 제공될 수 있도록 상기 백라이트 유닛(910)의 전체에 균일하게 분포할 수 있다. 일 예로, 상기 적외선 발광체(920)와 상기 가시광선 발광체(930)는 서로 교대로 배열될 수 있고, 무질서하게 배열될 수 있으며, 소정의 비율로 배열될 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 백라이트 유닛(910)은 적외선 및 가시광선을 발생시킨다. 적외선은 상기 하부 편광판(12), 상기 하부 기판(100), 상기 액정층(3), 상기 상부 기판(200) 및 상기 상부 편광판(22)을 순차적으로 통과한다.
가시광선은 상기 하부 편광판(12), 상기 하부 기판(100), 상기 액정층(3), 상기 상부 기판(200) 및 상기 상부 편광판(22)을 순차적으로 통과한다. 이 때 상기 하부 기판(100)의 상기 컬러필터(23)에 의해서 다양한 색을 가진 가시광선으로 변화될 수 있다.
상기 표시 장치 상에 위치된 제1 물체(T1)의 터치 센싱을 위해서는 백라이트 유닛(910)으로부터 제공되는 적외선이 사용될 수 있다. 상기 제1 물체(T1)가 상기 표시 장치에 인접하는 경우 상기 표시 장치로부터 출사된 적외선은 상기 제1 물체(T1)에서 반사된다. 그리고 반사된 적외선은 상기 상부 기판(200)에 위치하는 상기 적외선 감지 스위칭 소자(TrI)에 입사되어 감지된다. 따라서 상기 제1 물체(T1)에 대한 터치 센싱이 이루어져 상기 제1 물체(T1)의 접촉 유무, 접촉 위치, 형상 및 크기에 대한 접촉 정보가 수득될 수 있다.
상기 표시 장치로부터 출사되는 가시광선의 계조가 외부로부터 상기 표시 장치에 입사되는 가시광의 계조 보다 밝은 경우, 상기 표시 장치에 인접하는 제2 물체(T2)에 대한 이미지 센싱 시 상기 표시 장치로부터 출사되는 가시광선이 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 표시 장치로부터 출사되는 가시광선은 상기 제2 물체(T2)에서 반사된다. 반사된 가시광선은 상기 상부 기판(200)에 위치하는 상기 가시광선 감지 스위칭 소자(TrV)에 입사되어 감지된다. 따라서 상기 제2 물체(T2)에 대해 이미지 센싱이 이루어져 상기 제2 물체(T2)의 형상, 크기, 색체 등에 대한 이미지 정보가 수득될 수 있다.
터치 센싱을 통해 상기 제2 물체(T2)의 접촉 부분을 확인 한 후, 접촉 부분을 향해 상기 표시 장치로부터 출사되는 가시광선의 계조를 선택적으로 변경하여 상기 제2 물체(T2)에 대한 이미지 센싱을 보다 효과적으로 할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 장치로부터 출사되는 가시광선의 계조가 외부로부터 액정 표시 장치에 입사되는 가시광의 계조 보다 어두운 경우, 적외선을 이용한 터치 센싱을 우선 수행한다. 터치 센싱으로 파악된 상기 제2 물체(T2)의 접촉 부분을 향해 상기 표시 장치로부터 출사되는 가시광선의 계조를 선택적으로 밝게 하여 상기 제2 물체(T2)에 대한 효과적인 이미지 센싱이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 표시 패널은 하부 기판(300), 상기 하부 기판(300)과마주보는 상부 기판(400) 및 상기 하부 및 상부 기판들(300, 400) 사이에 배치된 액정층(3)을 포함한다.
상기 표시 패널은 금속 배선층(M1, M2) 및 반사 조절층(420)을 제외하고, 일반적인 액정 표시 장치의 구성과 실질적으로 동일하다. 따라서 일반적인 액정 표시 장치의 구성과 실질적으로 동일한 부분에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기 상부 기판(400)은 상부 베이스 기판(410), 상기 상부 베이스 기판(140)상에 배치되는 상기 반사 조절층(420), 상기 반사 조절층(420) 상에 배치되는 상기 금속 배선층(M1, M2) 및 상기 금속 배선층(M1, M2)를 커버하여 절연하는 절연막(430)을 포함한다.
상기 금속 배선층(M1, M2)은 회로 소자를 구동하기 위한 배선일 수 있다. 예를 들면, 터치를 센싱하는 터치 회로 또는 영상을 표시하는 화소 회로 등일 수 있다. 상기 금속 배선층(M1, M2)은 불투명한 금속으로 이루어진다. 상기 금속 배선층(M1, M2)은 상기 반사 조절층(420) 상에 배치되는 제1 금속 배선층(M1) 및 상기 제1 금속 배선층(M1) 상에 배치되는 제2 금속 배선층(M2)을 포함한다. 예를 들면, 상기 제1 금속 배선층(M1)은 티타늄(Ti)을 포함하고, 상기 제2 금속 배선층(M2)은 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
상기 반사 조절층(420)은 상대적으로 굴절율이 높은 투명층일 수 있다. 예를 들면, 상기 반사 조절층(420)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx), 산화 알루미늄(Al2O3), 또는 이산화 티타늄(TiO2)으로 이루어진 층일 수 있다. 상기 반사 조절층(420)에 의해 상기 금속 배선층(M1, M2)에 대한 반사광에 상쇄간섭을 일으키므로 전체적인 반사율을 낮출 수 있다. 또한, 상기 반사 조절층(420)은 상기 금속 배선층(M1, M2)에 의한 반사를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 반사 조절층(420)의 재질 및 두께를 조절함으로써, 파장별 반사율을 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 반사 조절층(420)이 실리콘 질화물(Si3N4)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(420)의 두께는 약 500Å 내지900Å 일 수 있다. 한편, 상기 반사 조절층(420)이 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(420)의 두께는 약 700Å 내지 1300Å 일 수 있다. 한편, 상기 반사 조절층(420)이 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(420)의 두께는 약 600Å 내지1200Å 일 수 있다. 한편, 상기 반사 조절층(420)이 이산화 티타늄(TiO2)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(420)의 두께는 약 400Å 내지 800Å 일 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 하부 기판(100) 아래에 위치하는 하부 편광판(12) 및 상기 상부 기판(200) 상에 위치하는 상부 편광판(22)을 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 표시 패널은 제1 기판(510), 반사 조절층(520), 제1 스위칭 소자(TFT1), 제1 절연층(512), 제2 절연층(514), 제1 전극(EL1), 컬러 표시층(516), 제2 전극(EL2), 제2 기판(530), 제2 스위칭 소자(TFT2), 제3 절연층(532), 제4 절연층(534), 제3 전극(EL3), 색 변환층(536), 제4 전극(EL4) 및 제3 기판(550)을 포함한다. 상기 표시 패널은 투명 표시 장치로 이용될 수 있다.
상기 제1 기판(510)은 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어질 수 있다.
상기 제1 스위칭 소자(TFT1)는 상기 제1 기판(510) 상에 배치된 제1 게이트 전극(GE1), 상기 제1 게이트 전극(GE1) 상(above)에 배치되어 상기 제1 게이트 전극(GE1)과 중첩하는 제1 채널층(CH1), 상기 제1 채널층(CH1)과 연결되는 제1 소스 전극(SE1) 및 상기 제1 채널층(CH1)과 연결되고 상기 제1 소스 전극(SE1)과 이격되는 제1 드레인 전극(DE1)을 포함한다. 상기 제1 게이트 전극(GE1)과 상기 제1 채널층(CH1) 상에 제1 절연층(512)이 배치되고, 상기 제1 스위칭 소자(TFT1)를 커버하는 제2 절연층(514)이 배치될 수 있다.
상기 반사 조절층(520)은 상기 제1 스위칭 소자(FTF1) 및 상기 제1 기판(510) 사이에 배치된다.
상기 반사 조절층(520)은 상대적으로 굴절율이 높은 투명층일 수 있다. 예를 들면, 상기 반사 조절층(520)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 산화 알루미늄(Al2O3), 또는 이산화 티타늄(TiO2)으로 이루어진 층일 수 있다. 상기 반사 조절층(520)에 의해 상기 제1 스위칭 소자(TFT1)을 이루고 있는 금속 배선들에 대한 반사광에 상쇄간섭을 일으키므로 전체적인 반사율을 낮출 수 있다. 또한, 상기 반사 조절층(520)은 상기 금속 배선들에 의한 반사를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 반사 조절층(520)의 재질 및 두께를 조절함으로써, 파장별 반사율을 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 반사 조절층(520)이 실리콘 질화물(Si3N4)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(520)의 두께는 약 500Å 내지900Å 일 수 있다. 한편, 상기 반사 조절층(520)이 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(520)의 두께는 약 700Å 내지 1300Å 일 수 있다. 한편, 상기 반사 조절층(520)이 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(520)의 두께는 약 600Å 내지1200Å 일 수 있다. 한편, 상기 반사 조절층(520)이 이산화 티타늄(TiO2)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(520)의 두께는 약 400Å 내지 800Å 일 수 있다.
상기 제2 절연층(514) 상에 상기 제1 스위칭 소자(TFT1)과 전기적으로 연결되는 제1 전극(EL1)이 형성된다. 상기 제1 전극(EL1)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극(EL1)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(EL1)은 티타늄(titanium: Ti) 또는 몰리브덴 티타늄 합금(MoTi)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(EL1) 상에 콜레스테릭 액정을 포함하는 컬러 표시층(516)이 형성되어 있다. 콜레스테릭 액정은 스멕틱 액정과 같이 층상 구조를 형성하면서 각층에 배향된 분자의 배열이 나선형 구조를 가진 것으로서, 메모리성, 높은 콘트라스트비 및 고해상도 특성이 있다. 콜레스테릭 액정은 특정 파장의 빛을 반사하는 플래너 상태(planer state), 빛을 투과시키는 포칼코닉 상태(focal conic) 상태, 또는 그 중간적인 상태에 있으며, 전압이 인가되지 않아도 특정한 상태를 계속 유지하는 특성이 있다. 콜레스테릭 액정 재료에는 콜레스테롤 유도체, 통상의 네마틱 액정 재료 화합물에 2-메티부틸기나 2-메틸부톡시기 등의 광학 활성기를 부가한 화합물등이 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 콜레스테릭 액정은 복수개의 셀들로 분리되어 있고, 상기 셀들은 각각 흰색 또는 기본색(primary color) 중 어느 하나를 표시할 수 있다. 이때, 상기 셀들의 색은 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도있다. 기본색으로는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 또는 노랑(yellow), 마젠타(magenta) 및 시안(cyan)의 삼원색이 사용될 수 있다.
상기 제2 전극(EL2)이 상기 컬러 표시층(516) 상에 배치된다. 상기 제2 전극(EL2)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(EL2)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 전극(EL2)은 티타늄(titanium: Ti) 또는 몰리브덴 티타늄 합금(MoTi)을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(530)이 상기 제2 전극(EL2) 상에 배치된다. 상기 제2 기판(530)은 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어질 수 있다.
상기 제2 스위칭 소자(TFT2)는 상기 제2 기판(530) 상에 배치된 제2 게이트 전극(GE2), 상기 제2 게이트 전극(GE2) 상(above)에 배치되어 상기 제2 게이트 전극(GE2)과 중첩하는 제2 채널층(CH2), 상기 제2 채널층(CH2)과 연결되는 제2 소스 전극(SE2) 및 상기 제2 채널층(CH2)과 연결되고 상기 제2 소스 전극(SE2)과 이격되는 제2 드레인 전극(DE2)을 포함한다. 상기 제2 게이트 전극(GE2)과 상기 제2 채널층(CH2) 상에 제3 절연층(532)이 배치되고, 상기 제2 스위칭 소자(TFT2)를 커버하는 제4 절연층(534)이 배치될 수 있다.
상기 제4 절연층(534) 상에 상기 제2 스위칭 소자(TFT2)과 전기적으로 연결되는 제3 전극(EL3)이 배치된다. 상기 제3 전극(EL3)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 전극(EL3)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 전극(EL3)은 티타늄(titanium: Ti) 또는 몰리브덴 티타늄 합금(MoTi)을 포함할 수 있다.
상기 제3 전극(EL3) 상에 전기 변색용 유기 또는 무기 재료 또는 전기 영동 소자용 역유제(REED, reverse emulsion based on electrophoretic display)를 포함하는 상기 색 변환층(536)이 배치된다.
상기 색 변환층(536)은 분리된 복수개의 셀들을 포함하고, 상기 셀들은 각각 무색으로 투명하거나, 검정색으로 불투명하거나, 또는 무색과 검정색 사이의 회색 계조를 표시할 수 있다. 이때, 상기 셀들의 색은 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, 검정색을 나타내는 재료는 전압의 인가 정도에 따라 색의 투명도가 변할 수 있다. 즉, 불투명한 검정색, 반투명 회색, 투명한 무색 등으로 변할 수 있다. 전기 변색 소자 또는 전기 영동 표시 소자는 편광판이 불필요하며 메모리 기능이 있는 재료를 사용한다.
상기 제4 전극(EL4)은 상기 색 변환층(536) 상에 배치된다. 상기 제4 전극(EL4)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제4 전극(EL4)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제4 전극(EL4)은 티타늄(titanium: Ti) 또는 몰리브덴 티타늄 합금(MoTi)을 포함할 수 있다.
상기 제3 기판(550)은 상기 제4 전극(EL4) 상에 배치된다. 상기 제3 기판(550)은 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어질 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 기판(610) 상에 반사 조절층(620)을 형성한다. 상기 기판(610)은 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어질 수 있다. 상기 반사 조절층(620)은 상대적으로 굴절율이 높은 투명층일 수 있다. 예를 들면, 상기 반사 조절층(420)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx), 산화 알루미늄(Al2O3), 또는 이산화 티타늄(TiO2)으로 이루어진 층일 수 있다. 상기 반사 조절층(620)은 상대적으로 높은 굴절율을 가지므로, 상기 반사 조절층(620)의 두께를 조절함으로써, 금속 패턴(도 5c의 630a)에서 반사되는 빛의 파장을 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 금속 패턴이 구리(Cu) 또는 구리 및 티타늄(Ti)로 이루어지고 상기 반사 조절층(620)이 실리콘 질화물(Si3N4)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(620)의 두께는 약 500Å 내지 900Å 일 수 있다. 이에 따라, 상기 금속 패턴에서 주로 반사되는 약 650Å 에서800Å 부분의 붉은 색 파장의 빛이 상쇄 간섭에 의하여, 다른 파장의 빛에 비해 상대적으로 줄어들어, 사용자가 피로감을 느끼는 붉은색 계열의 반사광을 줄일 수 있다. 한편, 상기 금속 패턴이 구리(Cu) 또는 구리 및 티타늄(Ti)로 이루어지고 상기 반사 조절층(620)이 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(620)의 두께는 약 700Å 내지1300Å 일 수 있다. 한편, 상기 금속 패턴이 구리(Cu) 또는 구리 및 티타늄(Ti)로 이루어지고 상기 반사 조절층(620)이 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(620)의 두께는 약 600Å 내지 1200Å 일 수 있다. 한편, 상기 금속 패턴이 구리(Cu) 또는 구리 및 티타늄(Ti)로 이루어지고 상기 반사 조절층(620)이 이산화 티타늄(TiO2)로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층(620)의 두께는 약 400Å 내지 800Å 일 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 반사 조절층(620) 상에 금속층(630)이 형성된다. 상기 금속층(630)은 상기 반사 조절층(620) 상에 형성되는 제1 금속층(632) 및 상기 제1 금속층(632)상에 형성되는 제2 금속층(634)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 금속층(632)는 티타늄(Ti)을 포함하고 약 200Å의 두께를 가지며, 상기 제2 금속층(634)은 구리(Cu)를 포함하고 약 3000Å의 두께를 가질 수 있다.
도 5c를 참조하면, 상기 금속층(630)은 금속 패턴(630a)으로 패터닝된다. 예를 들면 상기 금속층(630) 위에 포토레지스트 조성물을 도포한 후, 상기 금속 패턴(630a)에 대응되는 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴에 의해 커버되지 않은 상기 금속층(630)을 식각하여 상기 금속 패턴(630a)를 형성한다.
도 5d를 참조하면, 상기 금속층(630) 상에 절연층(640)을 형성한다. 상기 절연층(640) 상에는 필요에 따라 특정 층(650)을 적층할 수 있다. 예를들면 보호층, 액정층, 기타 절연층, 또는 기판일 수 있다.
상기 기판(610) 하부에는 편광판(660)이 더 형성될 수 있다. 사용자는 상기 편광판(660)을 통해 상기 표시 기판에 표시되는 영상을 볼 수 있다. 상기 편광판(660) 상기 기판(610) 및 상기 반사 조절층(620)을 통과하여 상기 금속 패턴(630a)의 표면에서 반사된 반사광은 다시 사용자의 눈에 들어온다. 이때, 상기 반사광의 파장이 상기 반사 조절층(620)에서의 상쇄 간섭에 의해 조절될 수 있다. 이에 따라. 사용자가 피로감을 느끼는 붉은색 계열의 반사광을 줄일 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 파장 별 반사율을 나타낸 그래프들이다.
도 6a 내지 도 6d 를 참조하면, 상기 그래프 들은 반사 조절층(도 1의 220 등 참조)의 두께에 따른 상기 반사 조절층 아래 배치되는 금속층에 의한 파장에 따른 반사율을 나타낸 그래프들이다.
도 6a를 다시 참조하면, 표시 패널은 반사 조절층(도 3의 420 등 참조) 및 상기 반사 조절층 하부에 배치된 금속 배선층(도 3의 M1, M2 등 참조)을 포함한다.
상기 금속 배선층이 구리(Cu) 또는 구리 및 티타늄(Ti)로 이루어지고 상기 반사 조절층이 실리콘 질화물(Si3N4)로 이루어진 경우에 있어서, 일반적으로 반사광은 파장이 650Å 에서800Å 부분의 붉은색 광의 반사율이 상대적으로 다른 파장의 색깔 광에 비해 높아, 사용자가 피로감을 느끼는 붉은색 계열의 반사광을 시인하게 된다. 도 6a의 그래프에서 나타난 바와 같이 상기 반사 조절층의 두께가 700Å인 경우에 붉은색 광의 반사율이 현저하게 낮아짐을 알 수 있다. 공정 마진과 반사율 조절 효과를 고려할 때, 상기 반사 조절층이 실리콘 질화물로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층의 두께는 약 500Å 내지 900Å 인 것이 바람직하다.
도 6b를 다시 참조하면, 상기 금속 배선층이 구리(Cu) 또는 구리 및 티타늄(Ti)로 이루어지고 상기 반사 조절층이 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어진 경우에 있어서, 일반적으로 반사광은 파장이 650Å 에서800Å 부분의 붉은색 광의 반사율이 상대적으로 다른 파장의 색깔 광에 비해 높아, 사용자가 피로감을 느끼는 붉은색 계열의 반사광을 시인하게 된다. 도 6b의 그래프에서 나타난 바와 같이 상기 반사 조절층의 두께가 1000Å인 경우에 붉은색 광의 반사율이 현저하게 낮아짐을 알 수 있다. 공정 마진과 반사율 조절 효과를 고려할 때, 상기 반사 조절층이 실리콘 산화물로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층의 두께는 약 700Å 내지 1300Å 인 것이 바람직하다.
도 6c를 다시 참조하면, 상기 금속 배선층이 구리(Cu) 또는 구리 및 티타늄(Ti)로 이루어지고 상기 반사 조절층이 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 경우에 있어서, 일반적으로 반사광은 파장이 650Å 에서800Å 부분의 붉은색 광의 반사율이 상대적으로 다른 파장의 색깔 광에 비해 높아, 사용자가 피로감을 느끼는 붉은색 계열의 반사광을 시인하게 된다. 도 6c의 그래프에서 나타난 바와 같이 상기 반사 조절층의 두께가 900Å인 경우에 붉은색 광의 반사율이 현저하게 낮아짐을 알 수 있다. 공정 마진과 반사율 조절 효과를 고려할 때, 상기 반사 조절층이 산화알루미늄으로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층의 두께는 약 600Å 내지 1200Å 인 것이 바람직하다.
도 6d를 다시 참조하면, 상기 금속 배선층이 구리(Cu) 또는 구리 및 티타늄(Ti)로 이루어지고 상기 반사 조절층이 이산화 티타늄(TiO2)으로 이루어진 경우에 있어서, 일반적으로 반사광은 파장이 650Å 에서 800Å 부분의 붉은색 광의 반사율이 상대적으로 다른 파장의 색깔 광에 비해 높아, 사용자가 피로감을 느끼는 붉은색 계열의 반사광을 시인하게 된다. 도 6c의 그래프에서 나타난 바와 같이 상기 반사 조절층의 두께가 600Å인 경우에 붉은색 광의 반사율이 현저하게 낮아짐을 알 수 있다. 공정 마진과 반사율 조절 효과를 고려할 때, 상기 반사 조절층이 이산화 티타늄으로 이루어진 경우, 상기 반사 조절층의 두께는 약 400Å 내지 800Å 인 것이 바람직하다.
도 6a 내지 6d 에서는 상기 반사 조절층이 특정 물질로 이루어진 경우에 있어서 붉은색 반사광의 반사율을 최소화 하는 특정 두께 범위를 제시하고 있으나, 상기 반사 조절층의 적당한 재질 및 두께를 설계하여, 상쇄 간섭효과를 이용하여 필요로 하는 파장별 반사율을 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 표시 패널은 금속 배선층과 베이스 기판 사이에 배치되는 반사 조절층을 포함하므로, 상기 반사 조절층에 의해 상기 금속 배선층에 대한 반사광에 상쇄간섭을 일으키므로 전체적인 반사율을 낮출 수 있다. 또한, 상기 반사 조절층의 재질 및 두께를 조절함으로써, 상기 반사광의 파장에 따른 반사율을 조절할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 피로감을 느끼는 특정 색상의 반사광을 줄일 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 하부 기판 200:상부 기판
3: 액정층 220, 420, 520: 반사 조절층
M1: 제1 금속 배선층 M2: 제2 금속 배선층
12: 하부 편광판 22: 상부 편광판
TrC: 리드아웃 스위칭 소자 TrI: 적외선 감지 스위칭 소자
TrV: 가시광선 감지 스위칭 소자

Claims (20)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치되는 반사 조절층; 및
    상기 반사 조절층 상에 배치되고 불투명한 금속으로 이루어진 금속 배선층을 포함하고,
    상기 반사 조절층은 상기 베이스 기판과 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에서 반사되는 반사광의 파장별 반사율을 상쇄 간섭 효과를 이용하여 변화시키는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속 배선층은 상기 반사 조절층 상에 배치되고 티타늄을 포함하는 제1 금속 배선층 및 상기 제1 금속층 상에 배치되고 구리를 포함하는 제2 금속 배선층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 금속 배선층은 감지 스위칭 소자의 일부 및 상기 감지 스위칭 소자를 구동하기 위한 배선인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  4. 제2항에 있어서, 상기 감지 스위칭 소자는 상기 적외선 감지 스위칭 소자 및 상기 가시광선 감지 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 적외선 감지 스위칭 소자는,
    비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치된 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 소스 전극. 상기 소스 전극과 이격되어 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 드레인 전극, 및 흑색 안료를 포함하는 유기 물질 또는 비정질 실리콘을 포하고 상기 반도체층 아래에 상기 반도체층과 중첩하는 차단 절연막을 포함하고,
    상기 가시광선 감지 스위칭 소자는,
    비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치된 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 이격되어 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 반사 조절층은 실리콘 질화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 500Å 내지 900Å이거나,
    상기 반사 조절층은 실리콘 산화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 700Å 내지 1300Å이거나,
    상기 반사 조절층은 산화알루미늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 600Å 내지1200Å이거나,
    상기 반사 조절층은 이산화 티타늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 400Å 내지 800Å인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 금속 배선층은 터치를 센싱하기 위한 터치회로, 또는 영상을 표시하기 위한 화소 회로인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 금속 배선층은 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 베이스 기판 하부에 배치되는 상부 편광판을 더 포함하고, 사용자는 상기 상부 편광판, 상기 베이스 기판 및 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에 반사된 반사광을 시인하는 것을 특징으로 하는 표기 기판.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 금속 배선층은 상기 반사 조절층 상에 배치되는 제1 스위칭 소자의 일부 및 상기 제1 스위칭 소자를 구동하기 위한 배선이고,
    상기 표시 기판에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자와 전기적으로 연결되는 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되고 콜레스테릭 액정을 포함하는 컬러 표시층;
    상기 컬러 표시 층 상에 배치되는 제2 전극;
    상기 제2 전극 상에 배치되는 제2 기판;
    상기 제2 기판 상에 배치되는 제2 스위칭 소자;
    상기 제2 스위칭 소자와 전기적으로 연결되는 제3 전극;
    상기 제3 전극 상에 배치되어, 전기 변색용 유기 또는 무기 재료 또는 전기 영동 소자용 역유제(REED, reverse emulsion based on electrophoretic display)를 포함하는 색 변환층;
    상기 색 변환층 상에 배치되는 제4 전극(EL4); 및
    상기 제4 전극 상에 배치되는 제3 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  10. 상부 기판, 상기 상부 기판과 마주보는 하부 기판 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하고,
    상기 상부 기판은,
    상부 베이스 기판;
    상기 상부 베이스 기판 상에 배치되는 반사 조절층;
    상기 반사 조절층 상에 배치되는 금속 배선층; 및
    상기 금속 배선층 상에 배치되는 제1 절연층을 포함하고,
    상기 하부 기판은,
    하부 베이스 기판;
    상기 하부 베이스 기판 상에 배치된 화소 스위칭 소자; 및
    상기 화소 스위칭 소자 상에 배치되는 제2 절연층을 포함하고,
    상기 액정층은 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층 사이에 배치되고,
    상기 상부 기판의 상기 반사 조절층은 상기 상부 베이스 기판과 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에서 반사되는 반사광의 파장별 반사율을 상쇄 간섭 효과를 이용하여 변화시키는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 반사 조절층은 실리콘 질화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 500Å 내지 900Å이거나,
    상기 반사 조절층은 실리콘 산화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 700Å 내지 1300Å이거나,
    상기 반사 조절층은 산화알루미늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 600Å 내지1200Å이거나,
    상기 반사 조절층은 이산화 티타늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 400Å 내지 800Å인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 하부 베이스 기판 하부에 배치되는 하부 편광판 및 상기 상부 베이스 기판 하부에 배치되는 상부 편광판을 더 포함하고,
    사용자는 상기 상부 편광판, 상기 상부 베이스 기판 및 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에 반사된 반사광을 시인하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 금속 배선층은 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 금속 배선층은 상기 반사 조절층 상에 배치되고 티타늄을 포함하는 제1 금속 배선층 및 상기 제1 금속층 상에 배치되고 구리를 포함하는 제2 금속 배선층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 금속 배선층은 적외선 감지 스위칭 소자의 일부 및 상기 적외선 감지 스위칭 소자를 구동하기 위한 배선인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 적외선 감지 스위칭 소자는,
    비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치된 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 소스 전극. 상기 소스 전극과 이격되어 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 드레인 전극, 및 흑색 안료를 포함하는 유기 물질 또는 비정질 실리콘을 포하고 상기 반도체층 아래에 상기 반도체층과 중첩하는 차단 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  17. 상부 기판, 상기 상부 기판과 마주보는 하부 기판 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 표시 패널 및 상기 하부 기판 하부에 배치되어 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 상부 기판은,
    상부 베이스 기판;
    상기 상부 베이스 기판 상에 배치되는 반사 조절층;
    상기 반사 조절층 상에 배치되는 금속 배선층; 및
    상기 금속 배선층 상에 배치되는 제1 절연층을 포함하고,
    상기 하부 기판은,
    하부 베이스 기판;
    상기 하부 베이스 기판 상에 배치된 화소 스위칭 소자; 및
    상기 화소 스위칭 소자 상에 배치되는 제2 절연층을 포함하고,
    상기 액정층은 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층 사이에 배치되고,
    상기 상부 기판의 상기 반사 조절층은 상기 상부 베이스 기판, 상기 반사 조절층을 통과하여 상기 금속 배선층에서 반사되는 반사광의 파장별 반사율을 상쇄 간섭 효과를 이용하여 변화시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 금속 배선층은 감지 스위칭 소자의 일부 및 상기 감지 스위칭 소자를 구동하기 위한 배선이고,
    상기 감지 스위칭 소자는 상기 적외선 감지 스위칭 소자 및 상기 가시광선 감지 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 적외선 감지 스위칭 소자는,
    비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치된 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 소스 전극. 상기 소스 전극과 이격되어 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 드레인 전극, 및 흑색 안료를 포함하는 유기 물질 또는 비정질 실리콘을 포하고 상기 반도체층 아래에 상기 반도체층과 중첩하는 차단 절연막을 포함하고,
    상기 가시광선 감지 스위칭 소자는,
    비정질 실리콘게르마늄 또는 미세결정 실리콘으로 형성된 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치된 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 이격되어 상기 저항성 접촉층 상에 배치된 드레인 전극을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은 적외선 발광체 및 가시광선 발광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 반사 조절층은 실리콘 질화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 500Å 내지 900Å이거나,
    상기 반사 조절층은 실리콘 산화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 700Å 내지 1300Å이거나,
    상기 반사 조절층은 산화알루미늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 600Å 내지1200Å이거나,
    상기 반사 조절층은 이산화 티타늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 400Å 내지 800Å인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 기판 상에 반사 조절층을 형성하는 단계;
    상기 반사 조절층 상에 금속층을 형성하는 단계;
    상기 금속층을 패터닝 하여 금속 배선을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 배선 상에 절연층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 반사 조절층은 실리콘 질화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 500Å 내지 900Å이거나,
    상기 반사 조절층은 실리콘 산화물을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 700Å 내지 1300Å이거나,
    상기 반사 조절층은 산화알루미늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 600Å 내지1200Å이거나,
    상기 반사 조절층은 이산화 티타늄을 포함하고, 상기 반사 조절층의 두께는 400Å 내지 800Å인 것을 특징으로 하는 표기 기판의 제조 방법.
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