KR20160117761A - Ｔｆｔ 어레이 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 TFT와 TFT가 배치되는 플레이트 사이에, 광 반사 방지를 위한 격자층을 포함하는 TFT 어레이 구조물에 관한 것으로, 투명성이 있는 플레이트, 상기 플레이트와 마주보는 TFT 기판, 및 상기 TFT 기판과 상기 플레이트 사이에, 상기 TFT 기판의 배선에 의한 외광 반사를 막도록, 상기 TFT 기판의 일부분을 가리는 구조로 배치된 격자층을 포함할 수 있다.

Description

ＴＦＴ 어레이 구조물{TFT ARRAY STRUCTURE}
본 발명은 TFT 어레이 구조물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, TFT와 TFT가 배치되는 플레이트 사이에, 광 반사 방지를 위한 격자층을 포함하는 TFT 어레이 구조물에 관한 것이다.
최근 표시 장치는 다른 IT 기기나 가전제품들과 마찬가지로, 그 성능과 함께 미감적 요소가 시장(Market)에서 중요하게 평가되고 있다. 표시 장치의 성능을 평가하기 위한 주요 요소로는, 수명, 경량 박형, 저전압 구동에 의한 소비 전력 감소, 실제와 가까운 색상 구현, 빠른 응답 속도, 시야각 편차의 감소, 우수한 명암 대비비 등을 들 수 있다. 오늘날 표시 장치의 연구 개발 및 제품 생산은, 이렇게 다각도로 평가되는 성능적 측면에서의 시장의 요구를 충족시켜야 할 뿐만 아니라, 동시에 다양한 애플리케이션을 위한 자유로운 디자인이 능해야 한다. 특히, 표시 장치를 구성하는 화면과 기타 주변부 사이에 시각적 또는 촉감적 구별이 점점 불분명해 표시 장치와 이를 탑재한 각종 기기들 사이에, 지면서, 양자가 일체화되어 가고 있는 상황이다.
이에, 업계에서는 표시 장치에 있어서, 실제로 빛이미지를 표시하지 않는, 화면의 가장자리의 면적을 최소화한 표시 장치를 만들고자 하는 시도를 하여 왔다. 또한, 야외에서도 시인성이 우수한 표시 장치를 만들고자 하는 시도를 하여 왔다. 또한 화면의 가장자리에 별도의 가림부재를 물리적으로 부착하던 방식에서, 가림부재를 제거하면서도 빛샘이 발생하지 않도록 표시 장치를 만들고자 하는 시도를 하여 왔다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제시한다.
본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물은 투명성이 있는 플레이트, 플레이트와 마주보는 TFT 기판 및 TFT 기판과 플레이트 사이에, TFT 기판의 배선에 의한 외광 반사를 막도록, TFT 기판의 일부분을 가리는 구조로 배치된 격자층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물, 격자층의 격자 형태에 대응하여 적어도 하나의 홀을 가지는 블랙 매트릭스층, 격자층과 블랙 매트릭스층 사이에 배치되고 티에프티 어레이 구조물에 의하여 구동되도록 구성된 빛에너지조절층, 격자층을 통과하여 외부로 출사하는 빛을 만들도록 구성되고, 격자층까지의 거리보다 블랙 매트릭스까지의 거리가 더 짧도록 배치되는 광원을 포함하고, 플레이트의 관점에서, 상기의 다른 구성 요소들이 격자층에 의해 가려지도록 구성되고, 티에프티 어레이 구조물의 넓이가 다른 구성 요소들의 넓이보다 크고, 티에프티 어레이 구조물과 다른 구성 요소들의 크기가 차이가 남에 따라 마련되는 공간은, 티에프티 어레이 구조물 및 다른 구성 요소들 간에 물리적으로 체결되고 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된 공간이고, 격자층에 의해 가려지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물이 포함하는 격자층은, 화면의 모든 가장자리에까지 전체적으로 배치됨으로써, 화면의 가장자리에 별도의 물리적인 가림부재를 더하지 않고도 가장자리에서 발생할 수 있는 빛샘을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물은 화면 전면에 플레이트 관점에서 격자층이 전면에 배치되도록 구성함으로써, TFT 어레이 구조물에 더해질, 가장자리의 가림 부재를 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물은 이를 포함하는 완제품에 있어서, TFT 어레이 구조물의 전면이 사용자들에게 노출될 수 있게 됨에 따라, 완제품의 보다 혁신적이고 자유로운 디자인(design)이 가능해 진다.
본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물은 격자층에 내열성이 우수한 물질을 포함함으로써, TFT 어레이에 포함된 각종 배선으로부터의 외광 반사를 방지하면서도 동시에 TFT 기판 형성 공정 후에도 그 형상과 성질이 변하지 않는 격자층을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물이 포함하는 제2 홀에 의해, 플레이트의 관점에서, 패드부의 압흔이 시각적으로 관찰될 수 있게 됨으로써, 구동 집적회로와 패드부의 부착 여부를 수월하게 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물이 포함하는 제2 홀에 의해, TFT 기판의 얼라인 마크와의 얼라인을 효과적으로 수행할 수 있게 됨으로써, 공정 마진을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물이 포함하는 전도성 배선은, TFT 어레이에 포함된 TFT의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결되면서도, 동시에 소스 또는 드레인 전극에 전기적 신호를 인가해 주는 다른 전극 및 배선으로부터 멀리 이격하여 배치됨으써, 전도성 배선을 통하는 전기적 신호와, 소스 또는 드레인 전극에 전기적 신호를 인가해 주는 다른 전극 및 배선을 통하는 전기적 신호가 서로 간섭되지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 격자층을 포함하는 TFT 어레이 구조물이 화면의 전면(前面)에 배치됨으로써 TFT 기판에 의해서 발생할 수 있는 외광 반사를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는, 각 구성 요소들 간의 물리적 체결 및 전기적 연결이 표시 장치 측부(側部)가 아닌 후부(後部)에서 이루어지도록 구성됨으로써, 베젤을 혁신적으로 줄일 수 있다.
보다 구체적으로, 모든 각 구성 요소들 간의 체결 및 연결이 TFT 어레이 구조물에 의해 가려진 공간에서 이루어짐에 따라, 플레이트를 통과하여 빛이미지가 표시 장치의 외부로 출사하는 경우, 표시 장치의 사용자는 그 가장자리가 매끄럽게 마감된 화면을 즐길 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물을 포함함으로써, 화면 가장자리에 빛샘 방지를 위하여 부착해 왔었던 가림 부재를 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물을 포함함으로써, 화면 가장자리를 보다 자유롭게 디자인 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 도 1에서 도시된 TFT 어레이 구조물에 포함된 격자층의 평면도이다.
도 3(a)은 도 1에서 도시된 TFT 어레이 구조물에 포함된 TFT 어레이로부터 연장되어 나온 패드부와, 제2 홀 및 격자층을 겹친 평면도이다.
도 3(b) 및 도 3(c)는 도 3(a)의 X 부분의 확대도로, 패드부의 평면도와 제2 홀을 포함하는 격자층의 평면도를 따로 도시하고 있다.
도 4는 얼라인 마크(Align Mark)의 평면도, 제2 홀을 포함하는 격자층의 평면도 및 이들을 겹친 평면도를 각각 도시하고 있다.
도 5(a) 내지 도 5(d)는 도 1에서 도시된 TFT 어레이 구조물 단면을 일부분 확대한 단면도이다.
도 6, 도 7(a), 도 7(b), 도 8(a) 및 도 8(b)는 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현된다. 단지 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 본 발명이 도면에 개시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상, 다른 부분이 추가될 수 있는 개방적인 의미를 가진다.
본 명세서에서 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한, 해당 구성 요소가 복수인 경우를 배제하는 것으로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 실질적으로 동일하다고 볼 수 있는 오차 범위까지를 감안하여 그 구성 요소를 해석하여야 한다.
본 명세서에서 구성 요소 간의 위치 관계에 대하여 설명함에 있어서, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등이 사용되는 경우, '바로' 또는 ‘직접’ 또는 ‘접촉하여’가 함께 사용되지 않는 이상, 해당 구성 요소의 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 위치할 수도 있다.
본 명세서에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수도 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 ‘개재’되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통하여 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 어떤 구성 요소를 설명함에 있어서, ‘제1’, ‘제2’, ‘A’, ‘B’, ‘(a)’, ‘(b)’ 등이 사용될 수 있다. 해당 구성 요소를 해석함에 있어 이들 용어들에 의해 제한되지 않는다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지는 않는다. 따라서, 이하에서 언급되는 ‘제1’ 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 ‘제2’ 구성 요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예가 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 나타내는 각 도면에서는, 특히 단면도에서는, 본 발명인 TFT 어레이 구조물 및 이를 포함하는 표시 장치의 구성 요소들이 편의상 직사각형으로 표현된다. 구성 요소들은 전면(前面)과 측면(側面)이 명확하게 구분되는 것처럼 도시되었으나 실제로는 전면과 측면이 명확하게 구분되지 않고 완만한 곡선형을 가질 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명인 따른 TFT 어레이 구조물 및 이를 포함하는 표시 장치에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 본 발명인 TFT 어레이 구조물의 실시예에 대하여 도 1 내지 도 5(d)를 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)은 플레이트(111) 상에 배치된 격자층(113), 격자층(113) 상에 배치된 평탄화층(115), 평탄화층(115) 상에 배치된 절연층(117), 절연층(117) 상에 배치된 TFT 기판(119)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)은 플레이트(111), 플레이트(111)와 마주보는 TFT 기판(119) 및 TFT 기판(119)과 플레이트(111) 사이에, TFT 기판(119)의 배선에 의한 외광 반사를 막도록, TFT 기판(119)의 일부분을 가리는 구조로 배치된 격자층(113)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
플레이트(111)는 두께가 매우 얇은, 유리 기판 또는 폴리머 필름(Polymer Film)일 수 있다. 또는 플레이트(111)는 유리 기판 또는 폴리머 필름이 제거되고 난 후의, 희생층일 수 있다. 어떠한 경우라도, 플레이트(111)는 광학적으로 투명성이 있는 물질로 구성됨으로써, 플레이트(111)를 통해 빛이 투과될 수 있다.
플레이트(111)는 그 평면의 형태가 사각형을 포함한 다각형, 또는 타원형을 포함한 원형일 수 있다. 플레이트(111)는 그 측면의 형태가 평평(Flat)할 수도 있고, 커브드(Curved)일 수 있다. 또는 플레이트(111)가 플렉서블(Flexible)하여, 평평한 상태에서 휘었다가 다시 원상태로 돌아올 수 있거나, 반대로 휜 상태에서 평평한 상태로 폈다가 다시 원상태로 돌아올 수 있거나, 또는 임의의 형태로 구부려서 그 상태로 고정되어 있을 수도 있다. 또는 플레이트(111)는 일정 수준의 곡률 반경을 가지도록 감았다가 펼칠(Rollable) 수도 있다. 격자층(113)을 포함한, TFT 어레이 구조물(110)의 각 구성 요소의 크기는 플레이트(111)의 크기보다 클 수 없다.
플레이트(111)는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)으로 구획될 수 있다. 제1 영역(A1)은 앞으로 살펴볼, TFT 기판(119)은, 플레이트(111)의 제1 영역(A1)에 대응하도록 배치된 TFT 어레이를 포함한다. 다시 말하여, 앞으로 살펴보게 될 TFT 기판(119)에 포함된 TFT 어레이가 배치되는 영역에 대응하여 플레이트(111)의 제1 영역(A1)이 구획된다. 제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)의 주변 영역으로서, 제1 영역(A1)을 일부분 또는 전부 둘러싸는 형태로 구획된다.
격자층(113)은 플레이트(111) 상에 배치된다. 플레이트(111) 상에 앞으로 살펴보게 될 TFT 기판(119)이 배치되기 이전에, 투명성 있는 플레이트(111)와 TFT 기판(119) 사이에 격자층(113)이 배치된다. 다시 말하여, 플레이트(111) 관점에서 보았을 때, TFT 기판(119)의 각종 배선들이 시각적으로 보이지 않도록 격자층(113)이 이를 가리는 형상을 가지도록, 플레이트(111)에 TFT 기판(119)과 격자층(113)이 각각 구성된다. 이로써, TFT 기판(119)을 구성하는 광 반사성을 가지는 각종 배선들에 의하여, 투명성 있는 플레이트(111)를 통과하여 입사되는 외광이 다시 반사되어 나가는 현상을 최소화할 수 있다.
격자층(113)은, 1차적으로는 외광이 TFT 기판(119)의 각종 배선들로 입사하지 못하도록, 배선의 정면에서 외광의 입사 경로를 차단하는 역할을 한다. 격자층(113)이 배선의 측면으로부터 배선으로 침투하는 외광의 입사 경로를 차단하지는 못한다 하더라도, 배선에서 반사된 광의 출사 경로를 차단하는 역할을 한다. 즉, 격자층(113)은, 2차적으로는 배선에서 반사되는 외광이 있다 하더라도, 그 반사된 외광이 플레이트(111)를 통하여 출사하지 못하도록 출사 경로를 차단하는 역할을 한다.
특히, 플레이트(111)의 관점에서 격자층(113)의 뒤에 배치된 다른 구성 요소들이, 격자층(113)에 의하여 노출되지 않는다. 이로써 플레이트(111)의 일면의 미감(美感)이 상승하게 되고, 플레이트(111)의 일면을 완제품 상에서 일반 사용자들에게 노출할 수 있게 됨으로써, 완제품의 보다 혁신적이고 자유로운 디자인(design)이 가능해 진다.
다시, 도 1을 참조하면, 격자층(113)은 앞으로 살펴볼 TFT 기판(119)의 TFT 어레이에 대응하는 적어도 하나의 제1 홀(H1)을 포함한다. 예를 들어, 제1 홀(H1)은 TFT 어레이의 배열 규칙에 맞추어 격자층(113)에 배치된다. 이 때 제1 홀(H1)은 TFT 어레이의 TFT 어레이의 TFT와 겹치지 않도록 격자층(113)에 배치된다. 제1 홀(H1)은 격자층(113)을 뚫는 형상을 가지는 제1 홀(H1)은 플레이트(111)를 노출한다.
또한, 도 1에 도시되지는 않았으나, 격자층(113)은 앞으로 살펴보게 될 TFT 기판(119)에 포함되는 TFT 어레이로부터 연장되어 나온 패드부(PAD)에 대응하는, 적어도 하나의 제2 홀(미도시)을 포함한다. 예를 들어, 제2 홀(미도시)은 TFT 어레이에서 연장되어 제2 영역(A2)에 대응하도록 배치된, 적어도 하나의 패드부(미도시)의 배열 규칙에 맞추어, 격자층(113)에 배치된다. 이 때 제2 홀(미도시)은 패드부(미도시)의 일부 또는 전체와 중첩하는 구조로 격자층(113)에 배치된다.
다음에서 도 2(a) 및 도 2(b)를 통해 격자층(113)의 형태 및 제1 홀(H1)의 형태에 대하여 보다 자세히 살펴보기로 한다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 도 1에서 도시된 TFT 어레이 구조물(110)에 포함된 격자층(113)의 평면도이다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 제1 홀(H1)은 일정한 규칙을 가지고 반복적으로 격자층(113)에 배치된다. 이에 따라, 격자층(113)은 플레이트(111)의 제1 영역(A1)에 대응하는 격자 형태를 가질 수 있다. 즉, 적어도 하나의 제1 홀(H1)이 플레이트(111)의 제1 영역(A1)에 대응하여 반복적으로 배치됨으로써, 격자층(113)은 격자 형태를 가질 수 있다.
또한, 적어도 하나의 제2 홀(H2)이 격자층(113)에 배치된다. 제1 홀(H1)과 마찬가지로, 제2 홀(H2)은 격자층(113)을 뚫어 플레이트(111)를 노출하도록 구성된다. 그러나, 제1 홀(H1)과 다르게 제2 홀(H2)은 플레이트(111)의 제2 영역(A2)에 대응하여 배치되기 때문에, 격자층(113)이 제1 영역(A1)에 대응하여 격자 형태를 가지는 것과 제2 홀(H2)의 형성은 무관하다. 즉, 제2 홀(H2)은 불규칙적으로 배치될 수도 있고, 지그재그 형태로 반복 배치될 수도 있고, 일정 영역에만 부분적으로 밀집하여 배치될 수도 있다. 그럼에도, 제2 홀(H2)은 패드부(미도시)와 대응하는 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)에 배치되는 제2 홀(H2)의 갯수는 제1 홀(H1)의 갯수 이하이고, 제2 홀(H2)의 홀 크기는 제1 홀(H1)의 홀 크기 이하이다.
또한, 도 2(a)에 도시되지는 않았으나, 격자층(113) 상에, 앞으로 도 5에서 살펴보게 될 전도성 배선(미도시)을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)은 제1 홀(H1)과 중첩하지 않도록 격자층(113)과 직접 접하여 배치되는 전도성 배선(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 격자층(113)에 중첩하도록 전도성 배선(미도시)을 격자 형태로 배치할 수 있다. 이 때, 전도성 배선(미도시)의 폭은 격자층(113)의 폭보다 작다. 이 때 격자층(113)의 폭이란 인접한 제1 홀(H1) 간의 거리를 의미한다.
도 2(b)에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 제1 홀(H1)은 제1 격자층(113(a)) 및 제2 격자층(113(b))이 겹쳐짐으로써 격자층(113)에 배치될 수도 있다. 이에 따라, 격자층(113)은 플레이트(111)의 제1 영역(A1)에 대응하는 격자 형태를 가질 수 있다. 즉, 적어도 하나의 제1 홀(H1)이 플레이트(111)의 제1 영역(A1)에 대응하여 반복적으로 배치됨으로써, 격자층(113)은 격자 형태를 가질 수 있다. 제1 격자층(113(a))과 제2 격자층(113(b))에 대하여 다음에서 보다 자세히 살펴보기로 한다.
도 2(b)에 도시된 바와 같이, 격자층(113)은 일축 방향으로 줄무늬(Stripe) 형태의 제1 개구부(OP1)를 가지도록 구성된 제1 격자층(113(a))과, 일축 방향과 교차하는 방향으로 줄무늬 형태의 제2 개구부(OP2)를 가지도록 구성된 제2 격자층(113(b))이 겹치는 형태를 가지도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로 살펴보면, 제1 개구부(OP1)와 제2 개구부(OP2)가 서로 교차하면서, 격자층(113)에 적어도 하나의 제1 홀(H1)이 구성된다. 이 때 동시에 제1 격자층(113(a))의 제2 홀(H2)의 위치와 제2 격자층(113(b)) 제2 홀(H2)의 위치가 서로 일치하도록, 제1 격자층(113(a))과 제2 격자층(113(b))이 겹쳐짐으로써, 격자층(113)에는 제1 홀(H1)뿐만 아니라 제2 홀(H2)도 함께 구성된다. 이에 따라, 격자층(113)은 제1 격자층(113(a)) 및 제2 격자층(113(b))이 중첩하는 부분과, 제1 격자층(113(a))만 배치된 부분과, 제2 격자층(113(b))만 배치된 부분이 공존하게 된다. 따라서, 두께가 균일하지 않을 수 있다.
또한, 도 2(b)에 도시되지는 않았으나, 격자층(113)을 구성하는 제1 격자층(113(a))과 제2 격자층(113(b)) 사이에, 앞으로 도 5에서 살펴보게 될 전도성 배선(미도시)을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)은 제1 홀(H1)과 중첩하지 않도록 격자층(113)과 직접 접하여 배치되는 전도성 배선(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 격자층(113(a))에 중첩하도록, 제1 개구부에 평행한 전도성 배선(미도시)을 줄무늬로 배치한 후, 전도성 배선(미도시)이 배치된 제1 격자층(113(a))에 제2 격자층(113(b))을 겹쳐서 배치할 수 있다. 이로써, 전도성 배선(미도시)은, 제1 격자층(113(a)) 및 제2 격자층(113(b))에 모두 동시에 중첩되는 부분과, 제1 격자층(113(a))에만 중첩되는 부분을 가지게 된다. 다시 말하여, 전도성 배선(미도시)은, 제1 격자층(113(a)) 및 제2 격자층(113(b))에 의해서 샌드위치되는 부분과, 제1 격자층(113(a))과는 중첩되지만 제2 격자층(113(b))과는 중첩되지 않는 부분을 가지게 된다.
다시 말하여, 전도성 배선(미도시)의 폭은 격자층(113)의 폭보다 작고, 전도성 배선(미도시)은 격자층(113)에 의하여 샌드위치되는 부분을 가질 수 있는데, 이 때 전도성 배선(미도시)이 격자층(113)에 의하여 샌드위치되는 부분은 전도성 배선(미도시)의 전체 영역에 해당하거나 또는 반복되는 일부분 영역이 될 수 있다. 이 때 격자층(113)의 폭이란 인접한 제1 홀(H1) 간의 거리를 의미한다.
도 2(b)에서의 제1 격자층(113(a))과 제2 격자층(113(b))을 겹쳐서 형성되는 격자층(113)은, 도 2(a)에서의 격자층(113)의 평면도와 동일한 평면도를 가지게 된다. 그러나, 도 2(b)에서의 격자층(113) 두께는 제1 격자층(113(a))과 제2 격자층(113(b))이 중첩되지 않는 부분이 존재함에 따라 전체적으로 불균일하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)에 포함되는 격자층(113)은 전 영역에서 두께가 균일할 수도 있고, 두께가 균일하지 않을 수도 있다.
다음에서 도 3(a) 내지 도 3(c) 및 도 4를 통해 제2 홀(H2)의 형태에 대하여 보다 자세히 살펴보기로 한다.
도 3(a)은 도 1에서 도시된 TFT 어레이 구조물(110)에 포함된 TFT 어레이로부터 연장되어 나온 패드부(PAD)와, 제2 홀(H2) 및 격자층(113)을 겹친 평면도이다.
도 3(a)은 이면에 칩(Chip) 형태의 구동 집적회로가 직접 전기적으로 연결된 패드부(PAD)와, 패드부(PAD)의 일부분을 노출하는 적어도 하나의 제2 홀(H2)을 포함하는 격자층(113)이 겹친 형태를 도시하고 있다. 외부에서부터 구동 신호를 입력받은 구동 집적회로는, 변환한 구동 신호를 복수의 데이터 패드부(PAD)로 출력하여 복수의 데이터 배선을 통해 TFT 어레이에 공급하게 된다. 또는 외부에서부터 구동 신호를 입력받은 구동 집적회로는, 변환한 구동 신호를 복수의 게이트 패드부(PAD)로 출력하여 복수의 게이트 배선을 통해 TFT 어레이에 공급하게 된다. 이 때 각 배선은 각 패드부(PAD)를 통하여 칩 형태의 구동 직접회로와 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 각 배선은, 각 패드부(PAD)의 제2 홀(H2)과 마주하는 일면과 반대 방향의 면을 통해서 칩 형태의 구동 집적회로와 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 다시 이를 제2 홀(H2)의 관점에서 표현하면, 칩 형태의 구동 집적회로가 연결되는 각 패드부(PAD) 일면의 반대 방향의 면은, 부분적 또는 전체적으로 제2 홀(H2)에 의해 노출된다.
도 3(b)는 도 3(a)의 X 부분의 확대도로, 패드부(PAD)의 평면도와 제2 홀(H2)을 포함하는 격자층(113)의 평면도를 따로 도시하고 있다. 도 3(b)를 통하여 패드부(PAD)와 격자층(113)이 어떻게 겹쳐짐으로써 X 부분이 형성되는지에 대하여 설명하면 다음과 같다. 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 격자층(113)의 제2 홀(H2)은 TFT 기판(119)의 TFT 어레이로부터 연장되어 나온 패드부(PAD)와 부분적으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 이 때 패드부(PAD)는, TFT 어레이의 복수의 데이터 배선으로부터 연장되어, 제2 영역(A2)에 대응하여 배치되는 복수의 데이터 패드부(PAD)일 수 있다. 또는 패드부(PAD)는, TFT 어레이의 복수의 게이트 배선으로부터 연장되어, 제2 영역(A2)에 대응하여 배치되는 복수의 게이트 패드부(PAD)일 수 있다. 이 때, 제2 홀(H2)의 크기는 패드부(PAD)의 크기보다 작은 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않는다.
도 3(c)는 도 3(a)의 X 부분의 확대도로, 패드부(PAD)와 마주하는 제2 홀(H2)을 통하여 노출되는, 패드부(PAD)의 압흔(壓痕)(SP)이 점(Spot) 형태로 모식적으로 도시된 도면이다. 이 때 압흔(SP)은, 패드부(PAD)와 칩 형태의 구동 집적회로 사이의 이방성 전도성 필름(Anisotropic Conductive Film)의, 전도성 볼(Ball)에 의한 압흔(SP)일 수 있다.
보다 구체적으로, 패드부(PAD)와 칩 형태의 구동 집적회로가 직접 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위하여, 양자 사이에 전도성 볼을 포함하는 이방성 전도성 필름이 개재될 수 있다. 이 때 패드부(PAD)와 칩 형태의 구동 집적회로가 잘 연결되었는지 여부를 확인하기 위한, 부착 지점에서의 물리적 가압(加壓) 검사 공정을 수행한다. 이 때 부착 지점에 전도성 볼에 의한 압흔(SP)이 발생한다. 부착 지점에서의 물리적 가압 검사 공정은 칩 형태의 구동 집적회로와 마주보는 패드부(PAD) 일면에 대하여 수행되기 때문에, 압흔(SP)은 칩 형태의 구동 집적회로와 연결되는 패드부(PAD) 일면의 반대 방향의 면에 돌출 형태의 점으로써 나타나게 된다.
이러한 압흔(SP)은, 칩 형태의 구동 집적회로와 연결되는 패드부(PAD) 일면의 반대 방향의 면을 부분적 또는 전체적으로 노출하는 제2 홀(H2)을 통해서 관찰할 수 있다. 즉, 다시 말하여, 압흔(SP)을 포함하는 패드부(PAD)는, 패드부(PAD)와 제2 홀(H2)이 중첩하는 영역에서, 압흔(SP)을 노출할 수 있다. 효과적으로 압흔(SP)을 관찰할 수 있기 위하여, 제2 홀(H2)은 패드부(PAD)의 중앙과 중첩하는 것이 바람직하다.
이렇듯, 격자층(113)은, 제2 영역(A2)에 대응하여, TFT 기판(119)에 부착될 구동 집적회로 부착을 고려한, 적어도 하나의 제2 홀(H2)을 포함할 수 있다. 다시 말하여, 격자층(113)은, 제2 영역(A2)에 대응하여, 구동 집적회로가 부착되었는지 확인할 수 있도록 구성된, 적어도 하나의 제2 홀(H2)을 포함할 수 있다. 이를 위하여, TFT 기판(119)은 TFT 어레이로부터 연장된, 압흔(SP)이 있는 패드부(PAD)를 적어도 하나 포함하고, 격자층(113)의 제2 홀(H2)은 패드부(PAD)의 압흔(SP)을 노출하는 구조로 배치될 수 있다. 플레이트(111)의 관점에서, 패드부(PAD)의 압흔(SP)이 제2 홀(H2)을 통해 관찰될 수 있게 됨에 따라, 구동 집적회로와 패드부(PAD)의 부착 여부를 수월하게 확인할 수 있다.
도 4는 얼라인 마크(Align Mark)(AM)의 평면도, 제2 홀(H2)을 포함하는 격자층(113)의 평면도 및 이들을 겹친 평면도를 각각 도시하고 있다. 도 4를 통하여 얼라인 마크(AM)와 격자층(113)이 어떻게 겹쳐짐으로써 얼라인 마크(AM)와 제2 홀(H2)의 중첩 부분이 형성되는지에 대하여 설명하면 다음과 같다.
얼라인 마크(AM)는 제2 영역(A2)에 대응하여, TFT 기판(119)에 배치될 수 있다. 이 때 얼라인 마크(AM)는 TFT 어레이에 포함된 물질과 동일한 물질로 구성된다. 예를 들어, 얼라인 마크(AM)는 TFT 어레이의 게이트 배선을 제작하는 과정 중에 게이트 배선을 구성하는 물질과 동일한 물질로써 형성될 수 있다. 얼라인 마크(AM)의 형상은 도 4에 도시된 사각형의 링 형상뿐만 아니라, 그 밖의 다각형이나 원형의 링 형상, 십자가 형상, 다각형이나 원형 형상 등이 가능하다. 뿐만 아니라, 얼라인 마크(AM)의 형상은 사각형의 링 안에, 사각형의 링과 이격하여 그보다 작은 사각형이 배치되는 형상 등 수 가지의 형상을 조합한 형상 역시 가능하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 격자층(113)의 제2 홀(H2)은 얼라인 마크(AM)의 가장자리가 부분적으로 노출될 수 있도록 배치된다. 예를 들어, 얼라인 마크(AM)의 꼭짓점이 노출될 수 있도록, 제2 홀(H2)이 얼라인 마크(AM)의 꼭짓점에 대응하는 점 형상을 구성하도록 배치된다. 즉, 얼라인 마크(AM)의 각 코너가 제2 홀(H2)에 의하여 노출되도록, 제 2홀(H2)이 배치된다. 또는, 얼라인 마크(AM)의 가장자리가 일정 간격을 두고 연달아 노출될 수 있도록, 제2 홀(H2)이 얼라인 마크(AM)의 가장자리를 따라 점선 형상을 구성하도록 배치된다. 이 때 제2 홀(H2)을 간헐적, 반복적 형상의 점선 형상으로 구현함으로써, 뚫는 영역의 넓이를 크게 하지 않으면서도 동시에 제2 홀(H2)과 얼라인 마크(AM)와의 얼라인먼트(Alignment)를 효과적으로 수행할 수 있다. 즉, 작은 크기의 제2 홀(H2)에 의하더라도 얼라인 효과가 극대화 될 수 있다. 이로써 제2 영역(A2)에서의 제2 홀(H2)에 의한 빛샘을 최소화 할 수 있다.
이렇듯, 격자층(113)은, 제2 영역(A2)에 대응하여, TFT 기판(119)의 얼라인 마크(AM)와의 얼라인먼트를 위한, 적어도 하나의 제2 홀(H2)을 포함할 수 있다. 다시 말하여, 격자층(113)은, 제2 영역(A2)에 대응하여, TFT 기판(119)의 얼라인 마크(AM)와 얼라인 하도록 구성된, 적어도 하나의 제2 홀(H2)을 포함할 수 있다.
앞서 살펴본 대로, 격자 층(113)은, 투명성 있는 플레이트(111)와 TFT 기판(119) 사이에 배치된다. 이로써, 투명성 있는 플레이트(111)를 통과하여 입사되는 외광이, TFT 기판(119)을 구성하는 광 반사성의 각종 배선들에 의하여 다시 반사되어 나감에 따라 시인성이 저하하는 현상을 최소화할 수 있다. 이를 위하여, 격자층(113)은 그 두께가 4500A 이하이면서, 동시에 그 광학 밀도(Optical Density) 1/μm 이상인 것이 바람직하다.
격자층(113)이 플레이트(111)와 TFT 기판(119) 사이에 배치됨에 있어서, (1) TFT 기판(119)을 플레이트(111)에 배치하기 전에, 격자층(113)을 TFT 기판(119)보다 먼저 플레이트(111)에 배치하거나, (2) 격자층(113)을 TFT 기판(119)에 배치한 후에, 플레이트(111)를 격자층(113)에 배치할 수 있다.
(1) 의 경우에, 격자층(113)이 배치된 플레이트(111)에 비로소 TFT 기판(119)이 배치됨에 따라, 격자층(113)은 TFT 기판(119)이 형성되는 공정을 물리적 및 화학적으로 견딜 수 있는 구조 및 물성을 가진다. 즉, 격자층(113)은 TFT 기판(119)에 포함된 TFT 어레이의 TFT 형성에서의 고온 조건에 요구되는 특성을 가지는 물질로 구성된다.
격자층(113)이 물리적 및 화학적으로 견뎌야 하는, TFT 기판(119)의 형성 공정 조건에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. TFT 어레이를 구성하는 TFT에 포함된 각종 무기층은 적어도 섭씨 150도 이상, 통상 섭씨 350도의 고온에서 증착되는 방식에 의해 형성된다.
보다 구체적으로는, TFT가 산화물 TFT(Oxide Thin Film Transistor) 인 경우에, 액티브(Active) 반도체를 약 섭씨 400도에서 700도 사이의 고온에서 열처리하는 어닐링(Annealing) 공정을 통해, 액티브 반도체의 일부 또는 전부를 결정화하는 공정이 수행될 수 있다. 이를 통해 산화물 TFT의 BTS(Bias Temperature Stress)에 따른 문턱 전압의 신뢰성 특성 개선을 꾀할 수 있다.
또한, TFT가 저온 폴리 실리콘 TFT(Low Temperature Poli-Silicon Thin Film Transistor) 인 경우에도 역시, 그 제작 과정에서 고온 공정이 필요하다. 액티브 반도체등을 포함한 무기층의 증착은 통상 섭씨 350도에서 수행되고, 이후 탈수소화 공정은 약 섭씨 400도에서 500도 사이에서, 비결정질 실리콘의 결정화 공정은 최대 섭씨 700도에서, 도핑 후 수행되는 소자의 손상 회복을 위한 활성화 공정은 약 섭씨 500도에서 600도 사이에서 수행될 수 있다.
따라서 격자층(113)은, 적어도 섭씨 350도의 고온의 TFT 기판(119) 형성 공정을 고려하여, TFT 기판(119) 형성 환경 하에서 변성, 승화 및 연소되지 않는, 광차단성 및 내열성의 물질을 포함한다. 이 때, 내열성이라는 것은 유리전이온도(Tg)가 높다는 것을 의미한다. 특히, 격자층(113)에 포함되는 물질 중 상당히 큰 중량비를 차지하는 물질이 바로 고분자 바인더인데, 이 고분자 바인더는 TFT 기판(119) 형성 공정 온도보다 높은 유리전이온도를 가지는 물질로 구성된다. 이로써, TFT 기판(119) 형성 공정 중에 격자층(113)에서의 아웃개싱(Outgassing)이 최소화 될 수 있다. 결국, TFT 어레이에 포함된 각종 배선으로부터의 외광 반사를 방지하면서도, TFT 기판(119) 형성 공정 후에도 그 형상과 성질이 변하지 않는 격자층(113)을 제공할 수 있다.
격자층(113)은, 격자층(113)으로 입사하는 광을 흡수함으로써 광을 차단할 수 있다. 격자층(113)은, 광을 흡수하는 등의 방식으로 광을 차단하는 역할을 하면서 동시에 뚫린 형상의 홀을 포함함으로써 광의 진행 통로를 제공한다. 이 때 광을 흡수하는 물질은 광개시제를 포함한 감광성 물질을 포함하여 포토 리소그래피(Photo lithography) 방식에 의하여 패터닝(Patterning)이 가능한 물질일 수 있다. 이러한, 포토 리소그래피 방식에 의하여 패터닝이 가능한 물질은 블랙 탄소 안료, 그래핀(Graphene) 산화물 계열의 안료, 그래파이트(Graphite) 산화물 계열의 안료, 크롬(Cr) 계열의 안료, 티탄(Ti) 계열의 안료 또는 유기 색 안료 중 적어도 어느 하나와, 안료 간의 연결을 고정하는 바인더 고분자와, 안료를 연결하는 광가교제와, 점착성을 부가하는 첨가제 및 광개시제를 포함할 수 있다. 이 때 고분자 바인더는 실록산(Siloxane) 계열의 바인더, 실라잔(Silazane) 계열의 바인더 및 폴리이미드(Polyimide) 계열의 바인더 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또는, 이러한 광을 흡수하는 물질은 건식 에칭(Etching) 또는 습식 에칭 방식에 의하여 패터닝(Patterning)이 가능한 물질일 수 있다. 이러한, 에칭 방식에 의해 패터닝이 가능한 물질은 비감광성 및 저반사성의 금속 산화물 및 금속 합금 산화물일 수 있다. 예를 들어, 비감광성 및 저반사성의 금속 산화물 및 금속 합금 산화물은 구리 산화물(CuO), 망간 산화물(MnO), 구리 망간 합금 산화물(CuMnO), 은 산화물(AgO), 아연 산화물(ZnO) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또 다른, 에칭 방식에 의해 패터닝이 가능한 물질은 반사되어 나가는 광이 상쇄 간섭되도록 하는, 굴절률의 조합을 이루는 물질의 조합일 수 있다. 이러한 물질의 조합은 예를 들어, 몰리브덴(Mo) - 인듐 주석 산화물(ITO) - 구리(CUu)의 조합일 수 있다. 또 다른, 에칭 방식에 의해 패터닝이 가능한 물질은 티탄(Ti) 계열의 안료 및 비감광성의 폴리이미드 조성물일 수 있다.
(2) 의 경우에, 격자층(113)이 배치된 TFT 기판(119)에 비로소 플레이트(111)가 배치됨에 따라, 격자층(113)과 플레이트(111) 사이에 광학적으로 깨끗하고 투명성 있는, 접착성 필름(미도시) 또는 접착성 레진경화물(미도시)이 배치될 수 있다. 접착성 필름(미도시)이나 접착성 레진경화물(미도시)은 격자층(113)과 플레이트(111)를 접착하는 기능을 하기 위하여, 고온에서 경화하는 공정을 필요로 할 수 있다. 이에 따라, 격자층(113)이 배치된 TFT 기판(119)에 플레이트(111)를 배치함에 있어, 격자층(113)은 접착성 필름(미도시) 또는 접착성 레진경화물(미도시)의 형성 공정을 물리적 및 화학적으로 견딜 수 있는 구조 및 물성을 가진다.
정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)은, 플레이트(111)와 TFT 기판(119) 사이에 배치되고, 내열성 및 광차단성을 가지는 물질로 구성되는 격자층(113)을 포함할 수 있다. 그리고 이러한 격자층(113)은 TFT 어레이에 대응하는 적어도 하나의 제1 홀(H1)을 가지고, 패드부(PAD) 또는 얼라인 마크(AM)에 대응하는 적어도 하나의 제2 홀(H2)을 가진다.
다시 도 1을 참조하면, 평탄화층(115)은 격자층(113) 상에 배치된다. 격자층(113)이 제1 홀(H1) 및 제2 홀(H2)을 포함함에 따라, 격자층(113)은 단차가 지는 부분을 가지게 된다. 평탄화층(115)은 이러한 격자 층의 단차를 덮도록 구성된다. 평탄화층(115)의 평탄한 표면은, 앞으로 살펴보게 될 TFT 기판(119)과 마주한다. 평탄화층(115)은 플레이트(111)의 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2) 전체에 걸쳐 대응하도록 배치된다. 이 때 플레이트(111)와 마찬가지로 평탄화층(115)은 투명성이 있다. 또한, 평탄화층(115)은 격자층(113)과 TFT 기판(119) 사이에 배치된다. 이 때 격자층(113)과 마찬가지로 평탄화층(115)은 TFT 기판(119)이 형성되는 공정을 물리적 및 화학적으로 견딜 수 있는 구조 및 물성을 가진다. 또는 평탄화층(115)은 접착성 필름(미도시) 또는 접착성 레진경화물(미도시)의 형성 공정을 물리적 및 화학적으로 견딜 수 있는 구조 및 물성을 가진다.
절연층(117)은 평탄화층(115) 상에 배치된다. 절연층(117)은 격자층(113)을 덮도록 배치되는데, 따라서 절연층(117)은 투명성이 있는 물질로 구성된다. 절연층(117)은 평탄화층(115) 상에 TFT 기판(119)이 형성되는 공정에 의해서 평탄화층(115)에 발생할 수 있는 손상을 방지하는 보호층의 역할을 한다. 절연층(117) 상에 TFT 기판(119)의 각종 구성 요소가 배치되어야 하므로 절연성 물질로 구성된다. 특히, 절연층(117)은 격자층(113)의 유전율보다 낮은 유전율을 가지는 물질로 구성된다. 저 유전율의 절연층(11Å7)을 TFT 기판(119)과 격자층(113) 상에 개재함으로써, 고내열 블랙 매트릭스(113)에 의한, 의도치 않은 정전 용량(Capacitance)의 발생을 최소화할 수 있다. 의도치 않은 정전 용량의 발생을 줄이기 위해서는 절연층(117)의 두께는 적어도 3000Å 이상이 될 필요가 있다. 또한 플레이트(111)만으로는 표시 장치에 수분이 침투하는 것을 방지하기에 충분하지 않은 경우, 절연층(117)은 낮은 투습도(Water Vapor Transmission Rate)를 가지는 고밀도의 투습 방지층일 수 있다. 예를 들어, 절연층(117)의 두께는 평탄화층(115)보다의 두께보다 얇고, 절연층(117)의 WVTR 값은 평탄화층(115)의 WVTR 값보다 낮은 물질로 구성될 수 있다. 이러한 투명성, 절연성, 저유전성, 낮은 투습성의 절연층(117)은 실리콘 산화물(SixOy), 알루미늄 산화물(AlxOy), 실리콘 질화물(SixNy), 알루미늄 질화물(AlxNy), 실리콘 산화질화물(SixOyNz), 알루미늄 산화질화물(AlxOyNz) 등과 같은 강도가 우수하면서 얇은 두께로 형성이 가능한 절연성의 무기물질을 포함할 수 있다.
TFT 기판(119)은 절연층(117) 상에 배치된다. TFT 기판(119)은 제1 영역(A1)에 대응하여 배치되는, TFT 어레이를 포함한다. 이 때 TFT 어레이는 서로 교차하는 복수의 게이트 배선과 복수의 데이터 배선을 포함하고, 이들에서 각각 연장되어 형성되는 복수의 게이트 전극과 데이터 전극을 포함하고 각각의 전극에 의해 구성되는 TFT가 일정한 규칙을 가지고 정렬되어 있는 구조를 가진다. TFT 어레이는 복수의, 스위치 용도의 TFT를 포함할 수 있다. 또는 TFT 어레이는 복수의, 편광인자를 구동시킴으로써 광량을 조절하는 용도의 TFT를 포함할 수도 있다. 또는 TFT 어레이는 복수의, 광원이 발광 하도록 광원을 구동시키는 구동 용도의 TFT를 포함할 수도 있다. 또는 TFT 어레이는 복수의, 광원을 구동시킴과 동시에 그 발광량을 조절하는 용도의 TFT를 포함할 수도 있다.
TFT 기판(119)은 도 3(a) 내지 도 3(c)에서 도시된 바와 같이, 제2 영역(A2)에 대응하여 배치되는, 적어도 하나의 패드부(PAD)를 포함한다. 이 때 패드부(PAD)는 게이트 배선 또는 데이터 배선이 제2 영역(A2)으로 연장되어 나온, 배선의 말단 영역으로서, 전기적 구동신호 및 전원을 입력받는 영역이다. TFT 기판(119)은 패드부(PAD)를 통하여 구동 집적회로와 전기적으로 연결될 수 있고, 구동 집적회로로부터 전기적 구동신호 및 전원을 입력받을 수 있다.
TFT 기판(119)은 도 4에서 도시된 바와 같이, 제2 영역(A2)에 대응하여 배치되는, 적어도 하나의 얼라인 마크(AM)를 포함한다. 얼라인 마크(AM)는 제2 영역(A2)에 대응하여, TFT 기판(119)에 배치될 수 있다. 이 때 얼라인 마크(AM)는 TFT 어레이에 포함된 물질과 동일한 물질로 구성된다. 예를 들어, 얼라인 마크(AM)는 TFT 어레이의 게이트 배선을 제작하는 과정 중에 게이트 배선을 구성하는 물질과 동일한 물질로써 형성될 수 있다. 얼라인 마크(AM)의 형상은 도 4에 도시된 사각형의 링 형상뿐만 아니라, 그 밖의 다각형이나 원형의 링 형상, 십자가 형상, 다각형이나 원형 형상 등이 가능하다. 뿐만 아니라, 얼라인 마크(AM)의 형상은 사각형의 링 안에, 사각형의 링과 이격하여 그보다 작은 사각형이 배치되는 형상 등 수 가지의 형상을 조합한 형상 역시 가능하다.
도 1에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)은, 격자층(113)과 TFT 기판(119) 사이에 격자층(113)의 형상을 따라 배치되는 전도성 배선(미도시)을 더 포함할 수 있다. 즉, TFT 어레이 구조물(110)은 격자층(113)과 직접 접하면서, 격자층(113)에 의해 가려지고, 격자층(113)의 폭보다 작은 폭을 가지고, 격자층(113)의 형태와 동일하게 격자 형태 또는 줄무늬 형태를 가지도록 배치되는, 전도성 배선(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 때 격자층(113)의 폭이란 인접한 제1 홀(H1) 간의 거리를 의미한다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 전도성 배선(미도시)은 TFT 기판(119)과의 사이에 절연층(117)이 배치되도록 구성되는데, 이 때 TFT 기판(119) 및 절연층(117)에 뚫린 홀을 통하여 TFT의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 전도성 배선(미도시)은 불투명한, 저 저항의 금속 내지 금속 합금으로 구성될 수 있으며, TFT 기판(119)의 TFT의 일 단자와 전기적으로 연결이 되면서도 동시에 TFT 어레이와 이격 배치되는 것이 특징이다.
다음에서 도 5(a) 내지 도 5(c)를 통해 격자층(113)과 TFT 기판(119) 사이에 배치된 전도성 배선의 형태에 대하여 보다 자세히 살펴보기로 한다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 도 1에서 도시된 TFT 어레이 구조물(110) 단면을 일부분 확대한 단면도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 전도성 배선(114)은 격자층(113)과 평탄화층(115) 사이에 배치될 수 있다. 다시 말하여, 전도성 배선(114)은 격자층(113) 상에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 전도성 배선(114)과 격자층(113)은 양자 사이에 아무것도 개재하지 않고 서로 중첩할 수 있다. 플레이트(111)의 관점에서 전도성 배선(114)은 격자층(113)에 의하여 가려져야 하기 때문에, 전도성 배선(114)의 폭은 격자층(113)의 폭 이하이다. 이 때 격자층(113)의 폭이란 인접한 제1 홀(H1) 간의 거리를 의미한다. 다시 말하여, 전도성 배선(114)과 격자층(113)의 패터닝 순서 및 가장자리의 형상이 테이퍼 인지 역테이퍼 인지 여부와 무관하게, 전도성 배선(114)의 폭은 전도성 배선(114)의 폭 이하인 것이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어, 전도성 배선(114)과 격자층(113)이 함께 패터닝되는 경우를 상정해 볼 수 있다. 이러한 경우, 전도성 배선(114)의 가장자리와 격자층(113)의 가장자리는, 서로 유사한 각도(Θ)를 가지면서 동시에 전도성 배선(114)의 장(長) 폭과 격자층(113)의 단(短) 폭이 일치하는, 테이퍼 형상을 가질 수 있다.
도 5(b)에 도시된 바와 같이, 전도성 배선(114)은 절연층(117)에 의하여 샌드위치되는 구조를 가지도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 평탄화층(115) 상에 제1 절연층(117(a))을 배치하고, 제1 절연층(117(a)) 상에, 격자층(113)과 중첩하도록 전도성 배선(114)을 배치하고, 전도성 배선(114) 상에 제2 절연층(117(b))을 배치함으로써, 결과적으로 전도성 배선(114)이 제1 절연층(117(a))과 제2 절연층(117(b))에 의하여 샌드위치되는 구조로 배치될 수 있다. 이 때, 제1 절연층(117(a))을 구성하는 물질과 제2 절연층(117(b))을 구성하는 물질은 동일한 물질일 수 있다.
도 5(c)에 도시된 바와 같이, 전도성 배선(114)은 격자층(113)에 의하여 샌드위치되는 구조를 가지도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 플레이트(111) 상에 제1 격자층(113(a))을 배치하고, 제1 격자층(113(a)) 상에, 제1 격자층(113(a))과 중첩하도록 전도성 배선(114)을 배치하고, 전도성 배선(114) 상에 제2 격자층(113(b))을 배치함으로써, 결과적으로 전도성 배선(114)이 제1 격자층(113(a))과 제2 격자층(113(b))에 의하여 샌드위치되는 구조로 배치될 수 있다. 이 때, 제1 격자층(113(a))을 구성하는 물질과 제2 격자층(113(b))을 구성하는 물질은 동일한 물질일 수 있다. 이 때, 제1 격자층(113(a))의 구조와 제2 격자층(113(b))의 구조는 양자 모두 도 2(a)에서 도시된 것과 같은 구조를 가지거나, 도 2(b)에서 도시된 것과 같이 줄무늬 구조를 가질 수 있고, 양자의 각 개구부의 축이 교차하는 것과 같은 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 전도성 배선(114)도 격자 형상을 가질 수 있고, 줄무늬 구조를 가질 수도 있다.
전도성 배선(114)은, 도 5(c)에 도시된 바와 같이 제1 격자층(113(a)) 및 제2 격자층(113(b))에 의하여 측면마저도 전부 감싸지는 형태로 샌드위치될 수도 있으나, 측면을 노출하는 형태로 샌드위치될 수도 있다. 전도성 배선(114)이 측면을 노출하는 형태로 샌드위치되는 경우는 전도성 배선(114), 제1 격자층(113(a)) 및 제2 격자층(113(b))이 함께 패터닝되는 경우일 수 있다. 이 때, 도 5(c)에 도시되지는 않았으나, 전도성 배선(114)의 가장자리와 제1 격자층(113(a)) 및 제2 격자층(113(b))의 가장자리는, 서로 유사한 각도를 가지면서 동시에 전도성 배선(114)의 장(長) 폭과 제1 격자층(113(a))의 단(短) 폭이 일치하고 동시에 제2 격자층(113(b))의 장(長) 폭과 전도성 배선(114) 단(短) 폭이 일치하는, 테이퍼 형상을 가질 수 있다.
도 5(d)에 도시된 바와 같이, 전도성 배선(114)은 평탄화층(115)과 절연층(117) 사이에 배치될 수 있다. 다시 말하여, 전도성 배선(114)은 평탄화층(115) 상에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 전도성 배선(114)과 평탄화층(115)은 양자 사이에 아무것도 개재하지 않고 서로 중첩할 수 있다. 그리고 전도성 배선(114)과 격자층(113)은 양자 사이에 평탄화층(115)을 개재하면서 서로 중첩할 수 있다. 플레이트(111)의 관점에서 전도성 배선(114)은 격자층(113)에 의하여 가려져야 하기 때문에, 전도성 배선(114)의 폭은 격자층(113)의 폭 이하이다. 이 때 격자층(113)의 폭이란 인접한 제1 홀(H1) 간의 거리를 의미한다.
정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)은, 격자층(113)과 TFT 기판(119) 사이에 격자층(113)과 중첩하는 형상으로 배치됨에 있어서, TFT 기판(119)에 뚫린 홀을 통하여 TFT 어레이에 포함된 TFT의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 전도성 배선(114)을 더 포함할 수 있다. 전도성 배선(114)은 소스 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결되도록 구성하면서, 동시에 소스 또는 드레인 전극에 전기적 신호를 인가해 주는 다른 전극 및 배선으로부터 멀리 이격하여 배치된다. 이로써, 전도성 배선(114)을 통하는 전기적 신호와, 소스 또는 드레인 전극에 전기적 신호를 인가해 주는 다른 전극 및 배선을 통하는 전기적 신호가 서로 간섭되지 않도록 구성한다. 이러한 TFT 기판(119)의 구성 요소와 전기적으로 연결되면서, TFT 기판(119) 아래에 절연층(117)을 개재하여 이격 배치되는 전도성 배선(114)은, 저저항의 금속 내지 금속 합금으로 구성된다.
다음에서 도 1 내지 도 5(d) 를 통하여 설명한, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)을 포함하는, 본 발명의 표시 장치의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치되고 TFT 어레이 구조물(110)에 의하여 구동되도록 구성된 빛에너지조절층, TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치되고 TFT 어레이에 대응하여, 격자층(113)의 제1 홀(H1)에 중첩하도록 배치된 적어도 하나의 홀을 가지는 블랙 매트릭스, TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치되고 격자층(113)을 통과하여 외부로 출사하는 빛에너지를 만들도록 구성된 광원을 포함한다.
플레이트(111)의 관점에서, 다른 구성 요소들은 격자층(113)에 의해 가려진다. 이 때 격자층(113)에 의해 가려진다는 것은 물리적으로 중첩된다는 것뿐만 아니라, 격자층(113)에 불투명하여 시각적으로도 다른 구성 요소들이 보이지 않는다는 것을 의미한다. 플레이트(111) 및 격자층(113)의 폭은, 다른 구성 요소들의 폭 이상이다. 이 때 격자층(113)의 폭이란 인접한 제1 홀(H1) 간의 거리가 아니라, 플레이트(111)와 중첩하는 전체적인 폭을 의미한다.
다시 말하여, TFT 어레이 구조물(110)이 가장 넓다. TFT 어레이 구조물(110)과 다른 구성 요소들의 크기가 차이가 남에 따라 마련되는 공간은 각 구성 요소들이 물리적으로 체결되고 전기적으로 연결될 수 있는 공간이 된다. 모든 각 구성 요소들 간의 체결 및 연결이 TFT 어레이 구조물(110)에 의해 가려진 공간에서 이루어짐에 따라, 플레이트(111)를 통과하여 빛이미지가 표시 장치의 외부로 출사하는 경우, 표시 장치의 사용자는 그 가장자리가 매끄럽게 마감된 화면을 즐길 수 있게 된다.
블랙 매트릭스가 TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치될 때, 격자층(113)과 블랙 매트릭스 사이에 TFT 기판(119)이 배치되도록, 블랙 매트릭스가 배치된다. 또한, 블랙 매트릭스 역시 TFT 어레이에 대응하는 적어도 하나의 홀을 가짐으로써, 블랙 매트릭스의 홀과 격자층(113)의 제1 홀(H1)이 중첩한다. 다시 말하여, 블랙 매트릭스는 격자층(113)의 격자 형태에 대응하여, 제1 홀(H1)에 중첩하도록 배치된, 적어도 하나의 홀을 가진다.
블랙 매트릭스도 격자층(113)과 마찬가지로, 광을 흡수하는 등의 방식으로 광을 차단하는 역할을 하면서 동시에 뚫린 형상의 홀을 포함함으로써 광의 진행 통로를 제공한다. 이에 블랙 매트릭스도 격자층(113)과 유사하게, 광개시제를 포함한 감광성 물질을 포함하여 포토 리소그래피(Photo lithography) 방식에 의하여 패터닝(Patterning)이 가능한 물질로 구성될 수 있다. 이러한, 포토 리소그래피 방식에 의하여 패터닝이 가능한 물질은 블랙 탄소 안료, 그래핀(Graphene) 산화물 계열의 안료, 그래파이트(Graphite) 산화물 계열의 안료, 크롬(Cr) 계열의 안료, 티탄(Ti) 계열의 안료 또는 유기 색 안료 중 적어도 어느 하나와, 안료 간의 연결을 고정하는 바인더 고분자와, 안료를 연결하는 광가교제와, 점착성을 부가하는 첨가제 및 광개시제를 포함할 수 있다.
그러나, 블랙 매트릭스는 고온의 TFT 형성 공정을 수행하고 난 이후에야 형성되거나 또는 별도의 공정에서 형성된다. 따라서, 고온의, TFT 형성 공정을 거치면서 그 형태와 성질을 유지하여야 하는 격자층(113)과 달리, 블랙 매트릭스는 격자층(113)에 포함된 고분자 바인더의 내열성보다 더 떨어지는 내열성을 가지는 고분자 바인더를 사용하여도 무방하다(물론 양자가 동등 수준의 내열성을 가지는 고분자 바인더를 포함할 수도 있다). 다시 말하여, 블랙 매트릭스에 포함된 고분자 바인더는 격자층(113)에 포함된 고분자 바인더와 다를 수 있고, 블랙 매트릭스에 포함된 고분자 바인더의 유리전이온도보다 격자층(113)에 포함된 고분자 바인더의 유리전이온도가 더 높을 수 있다. 즉, 블랙 매트릭스의 고분자 바인더로 실록산(Siloxane) 계열의 바인더, 실라잔(Silazane) 계열의 바인더 및 폴리이미드(Polyimide) 계열의 바인더를 쓸 필요가 없다.
광원에서부터 격자층(113)까지의 거리보다 광원에서 블랙 매트릭스까지의 거리가 더 짧도록 TFT 어레이 구조물(110) 상에 광원이 배치된다. 다시 말하여, 광원은 격자층(113)보다 블랙 매트릭스와 더 가까이 배치된다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 각 구성 요소들 간의 물리적 체결 및 전기적 연결이 표시 장치 측부(側部)가 아닌 후부(後部)에서 이루어지도록 구성됨으로써, 베젤을 혁신적으로 줄일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 격자층(113)을 포함하는 TFT 어레이 구조물(110)이 화면의 전면(前面)에 배치됨으로써 TFT 기판(119)에 의해서 발생할 수 있는 외광 반사를 방지할 수 있다. 또한 격자층(113)은 플레이트(111)의 제2 영역(A2), 즉, 화면의 모든 가장자리에까지 전체적으로 배치됨으로써, 화면의 가장자리에 별도의 물리적인 가림부재를 더하지 않고도 가장자리에서 발생할 수 있는 빛샘을 방지할 수 있다.
다음에서 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 6, 도 7(a), 도 7(b), 도 8(a) 및 도 8(b)를 참조하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(600)의 개략적인 단면도이다.
도 6을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(600)는, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치되고 TFT 어레이 구조물(110)에 의하여 구동되도록 구성된 빛에너지조절층(130), 빛에너지조절층(130) 상에 배치되고 TFT 어레이에 대응하여, 격자층(113)의 제1 홀(H1)에 중첩하도록 배치된 적어도 하나의 홀을 가지는 블랙 매트릭스(150), 블랙 매트릭스(150) 상에 배치된 컬러필터층(160), 컬러필터층(160) 상에 배치되고 격자층(113)을 통과하여 외부로 출사하는 빛에너지를 만들도록 구성된 광원(170)을 포함한다. 화살표는 빛의 출사 방향을 나타낸다.
플레이트(111)의 관점에서, 다른 구성 요소들은 격자층(113)에 의해 가려진다. 즉, 플레이트(111) 및 격자층(113)의 폭은, 다른 구성 요소들의 폭 이상이다. 이 때 격자층(113)의 폭이란 인접한 제1 홀(H1) 간의 거리가 아니라, 플레이트(111)와 중첩하는 전체적인 폭을 의미한다. 다시 말하여, TFT 어레이 구조물(110)이 가장 넓다. TFT 어레이 구조물(110)과 다른 구성 요소들의 크기가 차이가 남에 따라 마련되는 공간(S)은 각 구성 요소들이 물리적으로 체결되고 전기적으로 연결될 수 있는 공간(S)이 된다. 모든 각 구성 요소들 간의 체결 및 연결은 격자층(113)에 의해 가려진 공간(S)에서 이루어진다. 이에 따라, 플레이트(111)를 통과하여 빛이미지가 표시 장치의 외부로 출사하는 경우, 표시 장치의 사용자는 그 가장자리가 매끄럽게 마감된 화면을 즐길 수 있게 된다.
빛에너지조절층(130)은 액정층일 수 있다. 액정층은 TFT 어레이 구조물(110)의 TFT 기판(119)에 의하여 구동되고, TFT 기판(119)에 의해 구동됨으로써 액정의 정렬 방향이 조절되고, 이로써 빛에너지가 외부로 출사되는 양을 조절할 수 있다. 따라서, 액정층은 TFT 어레이 구조물(110)에 의해 구동되어, 광원(170)으로부터 발생한 빛에너지가 표시 장치 외부로 출사되는 양을 조절한다.
블랙 매트릭스(150)가 TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치될 때, 격자층(113)과 블랙 매트릭스(150) 사이에 TFT 기판(119)이 배치되도록, 블랙 매트릭스(150)가 배치된다. 또한, 블랙 매트릭스(150) 역시 TFT 어레이에 대응하는 적어도 하나의 홀을 가짐으로써, 블랙 매트릭스(150)의 홀과 격자층(113)의 제1 홀(H1)이 중첩한다. 다시 말하여, 블랙 매트릭스(150)는 격자층(113)의 격자 형태에 대응하여, 제1 홀(H1)에 중첩하도록 배치된, 적어도 하나의 홀을 가진다.
광원(170)에서부터 격자층(113)까지의 거리보다 광원(170)에서 블랙 매트릭스(150)까지의 거리가 더 짧도록, TFT 어레이 구조물(110) 상에 광원(170)이 배치된다. 다시 말하여, 광원(170)은 격자층(113)보다 블랙 매트릭스(150)와 더 가깝도록 배치된다. 보다 구체적으로, 광원(170)은 TFT 어레이 구조물(110), 빛에너지조절층(130) 및 컬러필터층(160) 상에 배치된다. 여기서 광원(170)이란 백라이트 유닛(Backlight Unit)일 수 있다. 백라이트 유닛은 가이드 패널, 광학 필름, 도광판, 리플렉터 필름 및 라이트 패키지 등을 포함할 수 있다.
정리하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(600)는 액정을 구동하는 TFT 어레이 구조물(110)을 통과하여 빛이미지를 외부로 출사하고, 전면(前面)에 격자층(113)을 배치하여 다른 구성 요소가 모두 가려질 수 있도록 구성된, 액정표시장치이다. 이로써 액정표시장치의 디자인의 자유도 및 미감이 상승되는 효과를 누릴 수 있으며, 가장자리에서의 빛샘을 방지할 수 있다.
도 7(a), 도 7(b)는 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(700(a), 700(b))의 개략적인 단면도이다.
도 7(a)를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(700(a))는, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치되고, TFT 어레이 구조물(110)에 의하여 구동되도록 구성된 빛에너지조절층(190), TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치되고, 격자층(113)의 제1 홀(H1)에 중첩하도록 배치된 적어도 하나의 홀을 가지는 블랙 매트릭스(150), 블랙 매트릭스(150) 상에 배치되고, 격자층(113)을 통과하여 외부로 출사하는 빛에너지를 만들도록 구성된 광원(190)을 포함한다.
도 7(a)를 참조하면 빛에너지조절층(190)은 동시에 광원(190)일 수 있다. 광원(=빛에너지조절층)(190)은 TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치된다. 여기서 광원(190)이란 유기발광소자(Organic Light-Emitting Diode)층(190)일 수 있다. 유기발광소자층(190)은 적어도 하나의 유기발광소자에 의해 구성되고, 각 유기발광소자에서 빛이 출사되는 영역이 화소로 정의된다. 이 때 유기발광소자는 양극, 음극, 두 전극 사이에 배치된 다중층의 전하주입층, 전하수송층 및 유기발광층 등을 포함한다. 각 유기발광소자는 백색 적색, 녹색, 청색 등의 색을 발광할 수 있다.
유기발광소자층(190)에서부터 격자층(113)까지의 거리보다 유기발광소자층(190)에서 블랙 매트릭스(150)까지의 거리가 더 짧도록, TFT 어레이 구조물(110) 상에 유기발광소자층(190)이 배치된다. 다시 말하여, 유기발광소자층(190)은 격자층(113)보다 블랙 매트릭스(150)와 더 가깝도록 배치된다.
유기발광소자층(190)은 TFT 어레이 구조물(110)의 TFT 기판(119)에 의하여 구동되고, TFT 기판(119)에 의해 구동됨으로써 유기발광소자층(190)의 각 유기발광소자의 발광이 온(On)/오프(Off) 됨과 동시에 발광량이 조절된다. 다시 말해서, 유기발광소자층(190)은 빛에너지를 발생하는 광원(190)의 역할을 함과 동시에 발광량을 조절하여 표시 장치 외부로 출사되는 빛의 양을 조절하도록, TFT 어레이 구조물(110)에 의해 구동된다.
플레이트(111)의 관점에서, 다른 구성 요소들은 격자층(113)에 의해 가려진다. 즉, 플레이트(111) 및 격자층(113)의 폭은, 다른 구성 요소들의 폭 이상이다. 이 때 격자층(113)의 폭이란 인접한 제1 홀(H1) 간의 거리가 아니라, 플레이트(111)와 중첩하는 전체적인 폭을 의미한다. 다시 말하여, TFT 어레이 구조물(110)이 가장 넓다. TFT 어레이 구조물(110)과 다른 구성 요소들의 크기가 차이가 남에 따라 마련되는 공간(S)은 각 구성 요소들이 물리적으로 체결되고 전기적으로 연결될 수 있는 공간(S)이 된다. 모든 각 구성 요소들 간의 체결 및 연결은, 격자층(113)에 의해 가려진 공간(S)에서 이루어진다. 이에 따라, 플레이트(111)를 통과하여 빛이미지가 표시 장치의 외부로 출사하는 경우, 표시 장치의 사용자는 그 가장자리가 매끄럽게 마감된, 화면을 즐길 수 있게 된다.
블랙 매트릭스(150)는, 격자층(113)과 블랙 매트릭스(150) 사이에 TFT 기판(119)이 배치되도록, TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치된다. 또한, 블랙 매트릭스(150) 역시 격자층(113)과 유사하게, TFT 어레이에 대응하는 적어도 하나의 홀을 가진다. 이로써 블랙 매트릭스(150)의 홀과 격자층(113)의 제1 홀(H1)이 중첩한다. 다시 말하여, 블랙 매트릭스(150)는 격자층(113)의 격자 형태에 대응하여, 제1 홀(H1)에 중첩하도록 배치된, 적어도 하나의 홀을 가진다.
도 7(b)는, 도 7(a)에서의 실시예 구조에 블랙 매트릭스와 유기발광소자층(190) 사이에 컬러필터층(160)이 더 배치된 실시예를 도시하고 있다. 이로써, 유기발광소자층(190)이 발광하는 빛에너지가 백색을 띠는 경우, 컬러필터층(160)에 의해 각 화소가 다양한 색을 구현할 수 있게 된다. 또는, 유기발광소자층(190)의 각 유기발광소자가 발광하는 빛에너지가 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나를 띠는 경우, 컬러필터층(160)에 의해 각 화소가 혼색되지 않고 선명하게 빛에너지를 출사시킬 수 있다. 또한, 컬러필터층(160)을 추가로 배치함으로써, 외광 반사를 방지하기 위한 별도의 편광부재를 추가하지 않고도 표시 장치의 시인성을 향상시킬 수 있게 된다. 도 7(a)에서의 실시예 구조에 컬러필터층(160)을 추가된다는 점을 제외한 나머지는, 도 7(b)와 도 7(a)이 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
정리하면, 도 7(a) 및 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(700(a), 700(b))는 격자층(113)과 블랙 매트릭스(150) 사이에 TFT 기판(119)이 배치되고, TFT 기판(119)에 의해 구동하는 유기발광소자층(190)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(700(a), 700(b))는 유기발광소자층(190)에서 발생한 빛에너지를, 유기발광소자를 구동하는 TFT 어레이 구조물(110)을 통과하여 표시 장치 외부로 출사한다. 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(700(a), 700(b))는 표시 장치의 전면(前面)에 격자층(113)을 배치하여 다른 구성 요소가 모두 가려질 수 있도록 구성된, 유기발광표시장치이다. 여기서 유기발광소자층(190)은, 빛에너지조절층(190)이자 광원(190)으로서의 역할을 동시에 한다.
이로써, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(700(a), 700(b))인 유기발광표시장치는 디자인 자유도 및 미감이 상승되는 효과를 누릴 수 있으면서도 동시에 빛샘을 방지할 수 있고, 외광 반사에 의한 시인성 저하를 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(700(a), 700(b))인 유기발광표시장치는 별도의 백라이트 유닛을 추가로 구비하여야 하는 액정표시장치에 비하여 두께가 한층 더 얇은 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 8(a), 도 8(b)는 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110)을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(800(a), 800(b))의 개략적인 단면도이다.
도 8(a)를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(800(a))는, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치되고, TFT 어레이 구조물(110)에 의하여 구동되도록 구성된 빛에너지조절층(190), 빛에너지조절층(190) 상에 배치되고, 격자층(113)의 제1 홀(H1)에 중첩하도록 배치된 적어도 하나의 홀을 가지는 블랙 매트릭스(150), 블랙 매트릭스(150) 상에 배치되는 플레이트(111), 블랙 매트릭스(150) 상에 배치되고, 격자층(113) 및 블랙 매트릭스(150)를 통과하여 외부로 출사하는 빛에너지를 만들도록 구성된 광원(190)을 포함한다.
도 8(a)를 참조하면 빛에너지조절층(190)은 동시에 광원(190)일 수 있다. 광원(=빛에너지조절층((190)은 TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치된다. 여기서 광원(190)이란 유기발광소자(Organic Light-Emitting Diode)층(190)일 수 있다. 유기발광소자층(190)은 적어도 하나의 유기발광소자에 의해 구성되고, 각 유기발광소자에서 빛이 출사되는 영역이 화소로 정의된다. 이 때 유기발광소자는 양극, 음극, 두 전극 사이에 배치된 다중층의 전하주입층, 전하수송층 및 유기발광층 등을 포함한다. 각 유기발광소자는 백색 적색, 녹색, 청색 등의 색을 발광할 수 있다.
유기발광소자층(190)에서부터 격자층(113)까지의 거리보다 유기발광소자층(190)에서 블랙 매트릭스(150)까지의 거리가 더 짧도록 TFT 어레이 구조물(110) 상에 유기발광소자층(190)이 배치된다. 다시 말하여, 유기발광소자층(190)은 격자층(113)보다 블랙 매트릭스(150)와 더 가깝도록 배치된다.
유기발광소자층(190)은 TFT 어레이 구조물(110)의 TFT 기판(119)에 의하여 구동되고, TFT 기판(119)에 의해 구동됨으로써 유기발광소자층(190)의 각 유기발광소자의 발광이 온(On)/오프(Off) 됨과 동시에 발광량이 조절된다. 다시 말해서, 유기발광소자층(190)은 빛에너지를 발생하는 광원(190)의 역할을 함과 동시에 발광량을 조절하여 표시 장치 외부로 출사되는 빛의 양을 조절하도록, TFT 어레이 구조물(110)에 의해 구동된다.
도 8(a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 양방향으로 빛이미지가 출사할 수 있다. 즉, 도 8(a)에서의 유기발광소자층(190) 아래 방향뿐만 아니라 상 방향도 표시 장치의 화면으로서 가능할 수 있다. 이 때, 사용자가 표시 장치의 상 방향의 화면을 바라볼 때, 외광 반사에 의한 시인성 저하와 빛샘을 방지하기 위하여, 유기발광소자층(190) 상에 블랙 매트릭스(150)가 배치되고, 블랙 매트릭스(150) 상에 플레이트(111)가 배치되도록 표시 장치를 구성한다. 이 때 양 플레이트(111)의 관점에서, 다른 구성 요소들은 격자층(113) 및 블랙 매트릭스(150)에 의해 가려진다. 즉, 플레이트(111)의 폭, 격자층(113)의 폭 및 블랙 매트릭스(150)의 폭은, 다른 구성 요소들의 폭 이상이다. 이 때 격자층(113)의 폭이란 인접한 제1 홀(H1) 간의 거리가 아니라, 플레이트(111)와 중첩하는 전체적인 폭을 의미한다. 두 플레이트(111)는 각각 안쪽에 격자층(113), 블랙 매트릭스(150)를 개재하면서, 유기발광소자층(190)을 사이에 두고 마주보도록 배치된다. 이로써, TFT 어레이 구조물(110)과 다른 구성 요소들의 크기가 차이가 남에 따라 마련되는 공간(S)은 각 구성 요소들이 물리적으로 체결되고 전기적으로 연결될 수 있는 공간(S)이 된다. 모든 각 구성 요소들 간의 체결 및 연결은, 격자층(113) 및 블랙 매트릭스(150)에 의해 가려진 공간(S)에서 이루어진다. 이에 따라, 플레이트(111)를 통과하여 빛이미지가 표시 장치의 양방향의 외부로 출사하는 경우, 표시 장치의 사용자는 그 가장자리가 매끄럽게 마감된, 양방향의 화면을 즐길 수 있게 된다.
블랙 매트릭스(150)는, 격자층(113)과 블랙 매트릭스(150) 사이에 TFT 기판(119)이 배치되도록, TFT 어레이 구조물(110) 상에 배치된다. 또한, 블랙 매트릭스(150) 역시 격자층(113)과 유사하게, TFT 어레이에 대응하는 적어도 하나의 홀을 가진다. 이로써 블랙 매트릭스(150)의 홀과 격자층(113)의 제1 홀(H1)이 중첩한다. 다시 말하여, 블랙 매트릭스(150)는 격자층(113)의 격자 형태에 대응하여, 제1 홀(H1)에 중첩하도록 배치된, 적어도 하나의 홀을 가진다. 또한, 블랙 매트릭스(150) 역시 격자층(113)과 동일한 폭을 가진다. 특히, 플레이트(111)의 제2 영역(A2)에서의, 블랙 매트릭스(150)의 폭과 격자층(113)의 폭이 동일할 수 있다. 이 때 격자층(113)의 폭이란 인접한 제1 홀(H1) 간의 거리가 아니라, 플레이트(111)와 중첩하는 전체적인 폭을 의미한다. 이로써 플레이트(111)의 제2 영역(A2)에서 블랙 매트릭스(150)와 격자층(113)에 의해서, 각 구성 요소들이 체결 내지 연결될 수 있는 영역인 공간(S)이 마련되면서, 동시에 공간(S)에서부터 외부로 빛에너지가 새어나가지 않도록 한다. 결국 물리적인 가림부재를 표시 장치의 화면의 모든 가장자리에서 제거하고, 마치 표시 장치에서 베젤이 존재하지 않는 것과 같은 미감적 요소를 부가할 수 있게 된다.
도 8(b)는, 도 8(a)에서의 실시예 구조에 유기발광소자층(190) 상하(上下)에 컬러필터층(160)이 더 배치된 실시예를 도시하고 있다. 이로써, 유기발광소자층(190)이 발광하는 빛에너지가 백색을 띠는 경우, 컬러필터층(160)에 의해 각 화소가 다양한 색을 구현할 수 있게 된다. 또는, 유기발광소자층(190)의 각 유기발광소자가 발광하는 빛에너지가 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나를 띠는 경우, 컬러필터층(160)에 의해 각 화소가 혼색되지 않고 선명하게 빛에너지를 출사시킬 수 있다. 또한, 컬러필터층(160)을 추가로 배치함으로써, 외광 반사를 방지하기 위한 별도의 편광부재를 추가하지 않고도 표시 장치의 시인성을 향상시킬 수 있게 된다. 도 8(a)에서의 실시예 구조에 컬러필터층(160)을 추가된다는 점을 제외한 나머지는, 도 8(b)와 도 8(a)이 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
정리하면, 도 8(a) 및 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(800(a), 800(b))는 격자층(113)과 블랙 매트릭스(150) 사이에 TFT 기판(119)이 배치되고, TFT 기판(119)에 의해 구동하는 유기발광소자층(190)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 유기발광소자층(190)에서 발생한 빛에너지를, 유기발광소자를 구동하는 TFT 어레이 구조물(110)을 통과하여 표시 장치 일방향 화면으로, 블랙 매트릭스(150)를 통과하여 표시 장치 다른 방향 화면으로 출사한다. 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(800(a), 800(b))는 표시 장치의 전면(前面)에 격자층(113)을 배치하고 후면(後面)에 블랙 매트릭스(150)를 배치하여 양방향에서 다른 구성 요소가 모두 가려질 수 있도록 구성된, 유기발광표시장치이다. 여기서 유기발광소자층(190)은, 빛에너지조절층(190)이자 광원(190)으로서의 역할을 동시에 한다.
이로써, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(800(a), 800(b))인 유기발광표시장치는 디자인 자유도 및 미감이 상승되는 효과를 누릴 수 있으면서도 동시에 빛샘을 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(800(a), 800(b))인 유기발광표시장치는 별도의 백라이트 유닛을 추가로 구비하여야 하는 액정표시장치에 비하여 두께가 한층 더 얇은 표시장치를 구현할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(800(a), 800(b))인 유기발광표시장치는 하나의 광원(190)을 가지고, 양방향으로의 빛이미지 표시가 가능하다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(800(a), 800(b))인 유기발광표시장치는 양방향으로 빛이미지를 표시하면서도 각 구성 요소들 간의 물리적 체결 및 전기적 연결이 표시 장치 측부(側部)가 아닌 후부(後部)에서 이루어지도록 구성됨으로써, 베젤을 혁신적으로 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물은 투명성이 있는 플레이트, 플레이트와 마주보는 TFT 기판 및 TFT 기판과 플레이트 사이에, TFT 기판의 배선에 의한 외광 반사를 막도록, TFT 기판의 일부분을 가리는 구조로 배치된 격자층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 다시 말해서, 투명성이 있는 플레이트, 플레이트와 마주보는 TFT 기판 및 TFT 기판과 플레이트 사이에 배치된 격자층을 포함하고, 격자층과 중첩하는, TFT 기판의 일부분에서는, TFT 기판의 배선에서부터 플레이트 방향으로의 광 반사가 없는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물에서 격자층은 TFT 기판 형성에 필요한 고온 조건에 요구되는 특성을 가지는 유기 물질로 구성된 것을 특징으로 한다. 다시 말해서, 격자층은 TFT 기판 형성 공정 수행을 고려한 유기 물질로 구성된 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물에서 플레이트는 제1 영역 및 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역으로 구획되고, TFT 기판은 제1 영역에서 TFT 어레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물에서 격자층은, 제2 영역에 대응하여, TFT 기판의 얼라인 마크와의 얼라인먼트를 위한 적어도 하나의 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 다시 말해서, 격자층은, 제2 영역에 대응하여, TFT 기판의 얼라인 마크와 얼라인하도록 구성된 적어도 하나의 홀을 포함하는 것을 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물에서 TFT 기판은 적어도 하나의 얼라인 마크를 포함하고, 홀은 얼라인 마크의 가장자리를 따라서 점선 형상으로 배치되고, 얼라인 마크를 간헐적, 반복적으로 노출하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물에서 격자층은, 제2 영역에 대응하여, TFT 기판에 부착될 구동 집적회로 부착을 고려한(->회로 기판이 부착되었는지 확인할 수 있도록 구성된) 적어도 하나의 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 다시 말해서, 격자층은, 제2 영역에 대응하여, TFT 기판에 부착될 구동 집적회로 부착이 되었는지 시각적으로 확인할 수 있도록 구성된 적어도 하나의 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물에서 격자층은, 비감광성의 유기 물질로 구성된 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물에서 격자층은, 실록산 계열의 바인더, 실리잔 계열의 바인더 및 폴리이미드 계열의 바인더 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물에서 격자층과 TFT 기판 사이에, 격자층에 중첩하고 금속 또는 금속 합금으로 구성된 전도성 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물에서 전도성 배선은 TFT 어레이에 포함된 TFT의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물에서 전도성 배선의 폭은 격자층의 폭보다 작고, 전도성 배선은 격자층에 의하여 샌드위치되는 부분을 가질 수 있는데, 이 때 샌드위치되는 부분은 전도성 배선의 전체 영역에 해당하거나 또는 전도성 배선의 반복적인 일부분 영역인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 TFT 어레이 구조물, 격자층의 격자 형태에 대응하여 적어도 하나의 홀을 가지는 블랙 매트릭스층, 격자층과 블랙 매트릭스층 사이에 배치되고 TFT 어레이 구조물에 의하여 구동되도록 구성된 빛에너지조절층, 격자층을 통과하여 외부로 출사하는 빛을 만들도록 구성되고, 격자층까지의 거리보다 블랙 매트릭스까지의 거리가 더 짧도록 배치되는 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 플레이트의 관점에서, 상기의 다른 구성 요소들이 격자층에 의해 가려지도록 구성되고, TFT 어레이 구조물의 넓이가 다른 구성 요소들의 넓이보다 크고, TFT 어레이 구조물과 다른 구성 요소들의 크기가 차이가 남에 따라 마련되는 공간은, TFT 어레이 구조물 및 다른 구성 요소들 간에 물리적으로 체결되고 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된 공간이고, 격자층에 의해 가려지는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 구조물을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 격자층이 포함하는 고분자 바인더의 유리전이온도 보다, 블랙 매트릭스가 포함하는 고분자 바인더의 유리전이온도가 더 낮은 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : TFT 어레이 구조물
A1 : 제1 영역
A2 : 제2 영역
H1 : 제1 홀
H2 : 제2 홀
111 : 플레이트
113 : 격자층 , 113(a) : 제1 격자층, 113(b) : 제2 격자층
OP1 : 제1 개구부, OP2 : 제2 개구부
114 : 전도성 배선
115 : 평탄화층
117 : 절연층, 117(a) : 제1 절연층, 117(b) : 제2 절연층
119 : TFT 기판
PAD : 패드부
SP : 압흔
AM : 얼라인 마크
130 : 빛에너지조절층
150 : 블랙 매트릭스
160 : 컬러필터층
170 : 광원
S : 공간
600, 700(a), 700(b), 800(a), 800(b) : 표시 장치

Claims (16)

  1. 투명성이 있는 플레이트;
    상기 플레이트와 마주보는 TFT 기판; 및
    상기 TFT 기판과 상기 플레이트 사이에, 상기 TFT 기판의 배선에 의한 외광 반사를 막도록, 상기 TFT 기판의 일부분을 가리는 구조로 배치된 격자층을 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 격자층은 상기 TFT 기판 형성에 필요한 고온 조건에 요구되는 특성을 가지는 유기 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 격자층은 상기 TFT 기판 형성 공정 수행을 고려한 유기 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트는 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역으로 구획되고,
    상기 TFT 기판은 상기 제1 영역에서 TFT 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 격자층은, 상기 제2 영역에 대응하여, TFT 기판의 얼라인 마크와 얼라인하도록 구성된 적어도 하나의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 TFT 기판은 적어도 하나의 얼라인 마크를 포함하고,
    상기 홀은 상기 얼라인 마크의 가장자리를 따라서 점선 형상으로 배치되고, 상기 얼라인 마크를 간헐적, 반복적으로 노출하는 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 격자층은, 상기 제2 영역에 대응하여, TFT 기판에 부착될 구동 집적회로 부착을 고려한 적어도 하나의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 TFT 기판은 압흔이 있는 패드부를 적어도 하나 포함하고,
    상기 홀은 상기 압흔을 노출하는 구조로 배치된 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 격자층은 비감광성의 유기 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 격자층은 실록산 계열의 바인더, 실리잔 계열의 바인더 및 폴리이미드 계열의 바인더 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 격자층과 상기 TFT 기판 사이에, 상기 격자층에 중첩하고 금속 또는 금속 합금으로 구성된 전도성 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전도성 배선은 상기 TFT 어레이에 포함된 TFT의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 전도성 배선의 폭은 상기 격자층의 폭보다 작고, 상기 전도성 배선은 상기 격자층에 의하여 샌드위치되는 부분을 가질 수 있는데, 이 때 샌드위치되는 부분은 상기 전도성 배선의 전체 영역에 해당하거나 또는 상기 전도성 배선의 반복적인 일부분 영역인 것을 특징으로 하는 TFT 어레이 구조물.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재한 티에프티 어레이 구조물;
    상기 격자층의 격자 형태에 대응하여 적어도 하나의 홀을 가지는 블랙 매트릭스층;
    상기 격자층과 상기 블랙 매트릭스층 사이에 배치되고 상기 티에프티 어레이 구조물에 의하여 구동되도록 구성된 빛에너지조절층;
    상기 격자층을 통과하여 외부로 출사하는 빛을 만들도록 구성되고, 상기 격자층까지의 거리보다 상기 블랙 매트릭스까지의 거리가 더 짧도록 배치되는 광원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 플레이트의 관점에서, 상기의 다른 구성 요소들이 상기 격자층에 의해 가려지도록 구성되고,
    상기 티에프티 어레이 구조물의 넓이가 상기 다른 구성 요소들의 넓이보다 크고,
    상기 티에프티 어레이 구조물과 다른 구성 요소들의 크기가 차이가 남에 따라 마련되는 공간은, 상기 티에프티 어레이 구조물 및 상기 다른 구성 요소들 간에 물리적으로 체결되고 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된 공간이고, 상기 격자층에 의해 가려지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 격자층이 포함하는 고분자 바인더의 유리전이온도 보다, 상기 블랙 매트릭스가 포함하는 고분자 바인더의 유리전이온도가 더 낮은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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