KR20160122935A - 표시 패널 및 이를 포함하는 블라인드 - Google Patents

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KR20160122935A
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채경태
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 블라인드는 상부 고정부, 상기 상부 고정부에 연결된 표시부를 포함하며, 상기 표시부는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주보는 지붕층, 상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이에 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층을 포함하고, 상기 상부 고정부에 상기 표시부가 감기거나 풀릴 수 있다.

Description

표시 패널 및 이를 포함하는 블라인드{DISPLAY DEVICES AND BLIND INCLUDING DISPLAY DEVICES}
본 발명은 표시 패널 및 이를 포함하는 블라인드에 대한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있다. 이에 부응하여 근래에는 액정 디스플레이 장치(LCD: Liquid Crystal Display device), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: PlasmaDisplay Panel), 전계발광소자(ELD: Electro Luminescent Display) 등을 포함한 다양한 평판디스플레이 장치가 연구되어 왔다.
지금까지 디스플레이 장치는 텔레비전용 스크린이나 컴퓨터용 모니터에 주로 적용되어 왔다. 하지만, 디스플레이 장치는 텔레비전용 스크린이나 컴퓨터용 모니터 이외에 다른 분야에도 적용될 수 있다.
최근 디스플레이 관련 기술의 발달과 함께, 플렉서블한 디스플레이 장치 또는 구부러져서 돌돌 말 수 있는 롤러블(rollable) 디스플레이 장치들이 연구 및 개발되고 있다.
이러한 디스플레이 패널은 플라스틱 기판을 이용하여 플렉서블 내지 롤러블하게 구현할 수 있으며, 디스플레이 패널의 두께를 얇게 함으로써 유연성은 더욱 증가될 수 있다. 플렉서블 디스플레이는 평면의 형태로 사용될 수 있을 뿐 아니라, 그 유연성에 의하여 변형된 3차원의 형태로 사용될 수도 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 디스플레이의 적용 가능성을 확대시킬 수 있는 표시 패널 및 블라인드를 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 블라인드는 상부 고정부, 상기 상부 고정부에 연결된 표시부를 포함하며, 상기 표시부는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주보는 지붕층, 상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이에 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층을 포함하고, 상기 표시부는 상기 상부 고정부에 감겨 들어가거나 상기 고정부로부터 풀려 나온다.
상기 블라인드는 상기 표시부에 영상이 표시되거나 표시되지 않을 수 있으며, 영상이 표시되지 않는 경우 외부 광을 차단할 수 있다.
상기 표시부 하부에 연결된 하부 고정부를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 고정부는 봉 형태로 형성될 수 있다.
상기 상부 고정부에 광원이 형성될 수 있다.
상기 기판 하부에 도광판이 형성될 수 있다.
상기 기판은 플렉서블할 수 있다.
상기 기판 하부 및 상기 지붕층 상부에 위치하는 편광판을 포함할 수 있다.
상기 하부 고정부에 광원이 형성될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터와 상기 화소 전극 사이에 형성된 컬러 필터 층을 포함할 수 있다.
상기 루프층은 상기 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층 사이를 채워 격벽을 형성할 수 있다.
상기 루프층 격벽이 형성되지 않은 영역에 입구부가 형성될 수 있다.
상기 화소 전극은 복수의 절개부를 가질 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 표시 패널 및 이를 포함하는 블라인드는, 표시 패널이 하나의 기판으로 이루어져 두께가 얇고, 복수의 미세 공간을 포함하는 구조로 롤링이 자유롭다. 따라서 이를 포함하는 블라인드는 필요에 따라 풀었다 말았다 하여 광차단막 및 표시 장치로 기능한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블라인드를 도시한 것이다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블라인드의 상부 고정부를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 표시부의 표시 패널을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 절단선 IV-IV를 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 3의 절단선 V-V을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6의 실시예에 따른 표시 장치의 하나의 화소를 나타낸 것이다.
도 8은 도 6의 절단선 VI-VI을 따라 자른 단면도이다.
도 9는 도 6의 절단선 VII-VII을 따라 자른 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블라인드를 도시한 것이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블라인드의 상부 고정부를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참고로 하면 본 발명의 일 실시예에 따른 블라인드(1000)는 상부 고정부(10), 표시부(20) 및 하부 고정부(30)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 고정부에는 광원(40)이 형성되어 있다.
이러한 광원(40)은 LED일 수 있으며, 각 고정부에 형성된 광원(40)은 표시부(20) 쪽으로 광을 제공한다. 광원(40)은 상부 고정부(10) 및 하부 고정부(30) 모두에 형성될 수도 있고, 상부 고정부(10) 또는 하부 고정부(30)중 일 측에만 형성될 수도 있다.
도시하지는 않았지만 표시부(20)에는 도광판이 형성되어 있어, 고정부의 광원(40)으로부터 입사된 빛을 표시부(20)에 형성되는 표시 패널로 유도한다.
상기 광원과 도광판으로 구성된 라이트 유닛은 표시부에 형성되는 표시 패널에 광을 제공하여 화면을 나타낼 수 있도록 한다
상부 고정부(10)는 봉 형태로 형성되어 있고, 표시부(20)가 감기는 봉 및 지지대 역할을 수행한다. 또한, 상부 고정부(10)에는 구동부 등이 형성되어 표시부(20)에 형성되는 표시 패널을 구동할 수 있다.
표시부(20)는 블라인드의 커튼과 같이 기능한다. 따라서 표시부(20)는 사용하지 않을 때는 상부 고정부(10)에 감겨있고, 사용시에 봉에서 풀어서 사용하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시부(20)는 표시 패널을 포함하고, 평상시에는 빛을 가리는 블라인드로서 기능하고, 필요에 따라 전기 신호에 따라 구동되어 영상을 표시할 수 있다. 표시부(20)는 봉에 감겨야 하므로, 구부리거나 말 수 있는 플렉서블한 특성을 가지고 있다.
하부 고정부(30)는 표시부(20) 하단에 형성되어, 플렉서블한 표시부(20)의 형태를 유지시켜 준다. 또한 하부 고정부(30)에 광원(40)이 형성되어 라이트 유닛으로 기능하기도 한다.
하부 고정부(30)는 생략될 수도 있다.
그러면, 이하 본 발명 일 실시예에 따른 블라인드의 표시부에 포함된 표시 패널에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부의 표시 패널은 하기와 같은 구조를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 표시부의 표시 패널을 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 3의 절단선 IV-IV를 따라 자른 단면도이다. 도 5는 도 3의 절단선 V-V을 따라 자른 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 투명한 플라스틱 등으로 만들어진 기판(110) 위에 게이트선(121)이 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다.
기판(110)은 투명한 플라스틱으로 이루어져 있으며, 폴리이미드 일 수 있다. 기판(110)은 플렉서블하게 휘거나 구부러질 수 있는 유연한 재료이다.
도시하지는 않았지만 기판(110) 하부에 도광판이 위치할 수 있다. 도광판은 빛을 일정방향으로 가이드해주는 패턴 등이 형성되어 있으며, 도광판 또한 플렉서블하게 휘거나 구부러질 수 있는 유연한 재료이다.
게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함한다. 유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(131)은 게이트선(121a)과 실질적으로 수직하게 뻗은 한 쌍의 세로부(135a) 및 한 쌍의 세로부(135a)의 끝을 서로 연결하는 가로부(135b)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 화소 전극(191)을 둘러싸는 구조를 가진다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체층(151), 소스/드레인 전극의 하부 및 박막 트랜지스터(Q)의 채널 부분에 위치하는 반도체층(154)이 형성되어 있다.
각 반도체층(151, 154) 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.
각 반도체층(151, 154) 및 게이트 절연막(140) 위에 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 연결되는 데이터선(171), 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173, 175)가 형성되어 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 박막 트랜지스터(Q)를 형성하며, 박막 트랜지스터(Q)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층 부분(154)에 형성된다.
데이터 도전체(171, 173, 175) 및 노출된 반도체층(154) 부분 위에는 제1 층간 절연막(180a)이 형성되어 있다. 제1 층간 절연막(180a)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
제1 층간 절연막(180a) 위에는 색필터(230) 및 차광 부재(220a, 220b)가 형성되어 있다.
먼저, 차광 부재(220a, 220b)는 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 이루어져 있으며, 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다. 차광 부재(220a, 220b)의 개구부에는 색필터(230)가 형성되어 있다. 차광 부재는 게이트선(121)과 평행한 방향을 따라 형성된 가로 차광 부재(220a)와 데이트선(171)과 평행한 방향을 따라 형성된 세로 차광 부재(220b)를 포함한다.
다만, 세로 차광 부재(220b)는 생략될 수도 있다.
색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다. 색필터(230)는 인접하는 화소마다 서로 다른 색을 표시하는 물질로 형성되어 있을 수 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(220a, 220b)의 위에는 이를 덮는 제2 층간 절연막(180b)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(180b)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 도 2의 단면도에서 도시된 바와 달리 색필터(230)와 차광 부재(220a, 220b)의 두께 차이로 인하여 단차가 발생된 경우에는 제2 층간 절연막(180b)을 유기 절연물을 포함하도록 하여 단차를 줄이거나 제거할 수 있다.
색필터(230), 차광 부재(220a, 220b) 및 층간 절연막(180a, 180b)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다.
제2 층간 절연막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 전체적인 모양이 사각형이며 가로 줄기부(192a, 194a) 및 이와 교차하는 세로 줄기부(192b, 194b)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부(192a, 194a)와 세로 줄기부(192b, 194b)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부(192c, 194c)를 포함한다. 또한, 본 실시예에서 화소 전극(191)의 외곽을 둘러싸는 외곽 줄기부를 더 포함할 수 있다.
화소 전극(191)의 미세 가지부(191c)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부(192c, 194c)간의 간격이 다를 수 있다.
화소 전극(191)은 세로 줄기부(192b, 194b)의 하단에서 연결되고, 세로 줄기부(192b, 194b)보다 넓은 면적을 갖는 연장부(197)를 포함하고, 연장부(197)에서 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
지금까지 설명한 박막 트랜지스터(Q) 및 화소 전극(191)에 관한 설명은 하나의 예시이고, 측면 시인성을 향상시키기 위해 박막 트랜지스터 구조 및 화소 전극 디자인을 변형할 수 있다.
화소 전극(191) 위에는 제1 배향막(11)이 형성되어 있고, 제1 배향막(11)은 수직 배향막일 수 있다. 제1 배향막(11)은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
제1 배향막(11)과 대향하는 부분에 제2 배향막(21)이 위치하고, 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21) 사이에는 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 미세 공간(305)에는 액정 분자(310)를 포함하는 액정 물질이 주입되어 있고, 미세 공간(305)은 액정 입구부(307)를 갖는다. 미세 공간(305)은 화소 전극(191)의 열 방향 다시 말해 세로 방향을 따라 형성될 수 있다. 본 실시예에서 배향막(11, 21)을 형성하는 배향 물질과 액정 분자(310)를 포함하는 액정 물질은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간(305)에 주입될 수 있다.
미세 공간(305)은 게이트선(121)과 중첩하는 부분에 위치하는 복수의 액정 주입구 형성 영역(307FP)에 의해 세로 방향으로 나누어지며, 또한 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 복수개 형성되어 있다. 복수개 형성된 미세 공간(305) 각각은 화소 영역 하나 또는 둘 이상에 대응할 수 있고, 화소 영역은 화면을 표시하는 영역에 대응할 수 있다.
제2 배향막(21) 위에는 공통 전극(270), 하부 절연층(350)이 위치한다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가 받고, 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)과 함께 전기장을 생성하여 두 전극 사이의 미세 공간(305)에 위치하는 액정 분자(310)가 기울어지는 방향을 결정한다. 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 축전기를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 하부 절연층(350)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 위에 형성되는 것으로 설명하였으나, 다른 실시예로 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 하부에 형성되어 수평 전계 모드에 따른 액정 구동도 가능하다.
하부 절연층(350) 위에 루프층(Roof Layer; 360)이 위치한다. 루프층(360)은 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 사이 공간인 미세 공간(305)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 루프층(360)은 포토 레지스트 또는 그 밖의 유기 물질을 포함할 수 있다.
루프층(360) 위에 상부 절연층(370)이 위치한다. 상부 절연층(370)은 루프층(360)의 상부면과 접촉할 수 있다. 상부 절연층(370)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 캐핑층(390)은 액정 주입구 형성 영역(307FP)을 채우면서 액정 주입구 형성 영역(307FP)에 의해 노출된 미세 공간(305)의 액정 입구부(307)를 덮는다. 캐핑층(390)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함한다.
본 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 가로 방향으로 이웃하는 미세 공간(305) 사이에 격벽부(PWP)가 형성되어 있다. 격벽부(PWP)는 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성될 수 있고, 루프층(360)에 의해 덮일 수 있다. 격벽부(PWP)에는 하부 절연층(350), 공통 전극(270), 상부 절연층(370) 및 루프층(360)이 채워져 있는데 이러한 구조물이 격벽(Partition Wall)을 형성함으로써 미세 공간(305)을 구획 또는 정의할 수 있다. 본 실시예에서는 미세 공간(305)사이에 격벽부(PWP)와 같은 격벽 구조가 있기 때문에 절연 기판(110)이 휘더라도 발생하는 스트레스가 적고, 셀 갭(Cell Gap)이 변경되는 정도가 훨씬 감소할 수 있다.
도시는 생략하였으나, 표시 패널의 상하부 면에는 편광판이 더 형성될 수 있다. 편광판은 제1 편광판 및 제2 편광판으로 이루어질 수 있다. 제1 편광판은 기판(110)의 하부 면에 부착되고, 제2 편광판은 캐핑층(390) 위에 부착될 수 있다.
또한, 편광판 하부에는 도광판 등이 위치하며, 광원에서 입사되는 빛을 패널 전체에 분산시켜 줄 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 블라인드의 표시부는 하기와 같은 구조의 표시 패널을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 패널을 나타낸 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 패널은 플라스틱 등과 같은 플렉서블한 재료로 만들어진 기판(110)을 포함한다. 기판(110)은 폴리이미드 일 수 있다.
기판(110) 위에는 루프층(360)에 의해 덮여있는 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 루프층(360)은 행 방향으로 뻗어있고, 하나의 루프층(360) 아래에는 복수의 미세 공간(305)이 형성되어 있다.
미세 공간(305)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있으며, 열 방향으로 인접한 미세 공간(305)들 사이에는 액정 주입구 형성 영역(307FP)가 위치하고 있고, 행 방향으로 인접한 미세 공간(305)들 사이에는 격벽부(PWP)가 위치하고 있다.
복수의 루프층(360)은 액정 주입구 형성 영역(307FP)를 사이에 두고 분리되어 있다. 액정 주입구 형성 영역(307FP)와 접하는 부분에서 미세 공간(305)은 루프층(360)에 의해 덮여있지 않고, 외부로 노출될 수 있다. 이를 입구부(307)라 한다. 입구부(307)는 미세 공간(305)의 일측 가장자리에 형성되어 있다.
각 루프층(360)은 인접한 격벽부(PWP)들 사이에서 기판(110)으로부터 떨어지도록 형성되어, 미세 공간(305)을 형성한다. 즉, 루프층(360)은 입구부(307)가 형성되어 있는 제1 가장자리의 측면을 제외한 나머지 측면들을 덮도록 형성되어 있다. 따라서, 루프층(360)은 제1 가장자리 측면을 제외하고 삼면을 가지는 측벽 및 이를 덮는 윗면을 포함한다. 이때, 입구부(307)와 마주하는 가장자리에 위치하는 측면은 가로 지지 부재이며, 가로 지지 부재와 연결되어 측벽을 형성하는 가장자리에 위치하는 측면은 세로 지지 부재일 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 구조는 예시에 불과하며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 미세 공간(305), 액정 주입구 형성 영역(307FP), 및 격벽부(PWP)의 배치 형태의 변경이 가능하고, 복수의 루프층(360)이 액정 주입구 형성 영역(307FP)에서 서로 연결될 수도 있으며, 각 루프층(360)의 일부가 격벽부(PWP)에서 기판(110)으로부터 떨어지도록 형성되어 인접한 미세 공간(305)이 서로 연결될 수도 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 9를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 투명한 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 전극(124) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 도전체(121) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연층(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연층(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연층(140) 위에는 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(미도시)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(미도시)는 인(phosphorus) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(미도시)는 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 배치될 수 있다. 반도체(154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재는 생략 가능하다.
반도체(154) 및 게이트 절연층(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171), 그리고 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
이 때, 데이터선(171)은 액정 표시 장치의 최대 투과율을 얻기 위해서 굽어진 형상을 갖는 제1 굴곡부를 가질 수 있으며, 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에서 서로 만나 V자 형태를 이룰 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에는 제1 굴곡부와 소정의 각도를 이루도록 굽어진 제2 굴곡부를 더 포함할 수 있다.
데이터선(171)의 제1 굴곡부는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향과 90도를 이루는 세로 기준선과 약 7°정도 이루도록 굽어 있을 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에 배치되어 있는 제2 굴곡부는 제1 굴곡부와 약 7° 내지 약 15°정도 이루도록 더 굽어 있을 수 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 데이터선(171)과 동일선 상에 위치하는 소스 전극(173)과 데이터선(171)과 나란하게 뻗어 있는 드레인 전극(175)을 포함함으로써, 데이터 도전체가 차지하는 면적을 넓히지 않고도 박막 트랜지스터의 폭을 넓힐 수 있게 되고, 이에 따라 표시 장치의 개구율이 증가할 수 있다.
그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 경우, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 다른 형태를 가질 수 있다.
데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연층(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 보호막(180)이 배치되어 있다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
보호막(180) 위에는 각 화소 영역(PX) 내에 색필터(230)가 형성되어 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 한정되지 아니하고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 등을 표시할 수도 있다. 도시된 바와 달리 색필터(230)는 이웃하는 데이터선(171) 사이를 따라서 열 방향으로 길게 뻗을 수도 있다.
색필터(230) 위에는 유기막(240)이 배치되어 있다. 유기막(240)은 보호막(180)보다 두께가 두꺼우며, 평탄한 표면을 가질 수 있다.
유기막(240)은 복수의 화소가 위치하는 표시 영역에 위치하고, 게이트 패드부나 데이터 패드부 등이 형성되어 있는 주변 영역에는 위치하지 않을 수 있다. 또는 유기막(240)은 게이트 패드부나 데이터 패드부 등이 형성되어 있는 주변 영역에도 위치할 수 있다.
유기막(240), 색필터(230)와 보호막(180)은 접촉 구멍(184)을 가진다.
유기막(240) 위에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 면형일 수 있으며, 복수의 화소가 위치하는 표시 영역에 위치하고 게이트 패드부나 데이터 패드부 등이 형성되어 있는 주변 영역에는 위치하지 않는다.
공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전층으로 이루어진다.
공통 전극(270) 위에는 절연층(250)이 위치한다. 절연층(250)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 절연층(250)은 유기 물질로 이루어진 색필터(230) 등을 보호하는 역할 및 공통 전극(270)과 화소 전극(191)을 절연하는 역할을 한다. 즉, 공통 전극(270)이 화소 전극(191)과 중첩되도록 형성되더라도 공통 전극(270) 위에는 절연층(250)이 형성되어 있으므로, 공통 전극(270)과 화소 전극(191)이 서로 접촉되어 단락 되는 것을 방지할 수 있다.
절연층(250) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변(curved edge)을 포함한다.
화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전층으로 이루어진다.
화소 전극(191)은 유기막(240), 색필터(230)와 보호막(180)에 형성되어 있는 접촉 구멍(184)을 통해, 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어, 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 공통 전극(270)은 표시 영역 외부에 배치되어 있는 기준 전압 인가부로부터 일정한 크기의 기준 전압을 인가 받는다.
이러한 인가 전압에 따라 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 전기장을 생성하며, 두 전극(191, 270) 위에 위치하는 액정층(310)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
화소 전극(191) 위에는 화소 전극(191)으로부터 일정한 거리를 가지고 이격되도록 하부 절연층(350)이 더 형성될 수 있다. 하부 절연층(350)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)과 하부 절연층(350) 사이에는 미세 공간(microcavity, 305)이 형성되어 있다. 즉, 미세 공간(305)은 화소 전극(191) 및 하부 절연층(350)에 의해 둘러싸여 있다. 미세 공간(305)의 폭과 넓이는 표시 장치의 크기 및 해상도에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
화소 전극(191) 위에는 제1 배향막(11)이 형성되어 있다. 제1 배향막(11)은 화소 전극(191)에 의해 덮여있지 않은 하부 절연층(250) 바로 위에도 형성될 수 있다.
제1 배향막(11)과 마주보도록 하부 절연층(350) 아래에는 제2 배향막(21)이 형성되어 있다.
제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)은 수직 배향막으로 이루어질 수 있고, 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane), 폴리 이미드(Polyimide) 등의 배향 물질로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 배향막(11, 21)은 도 3에 도시된 바와 같이 화소 영역(PX)의 가장자리에서 서로 연결될 수 있다.
화소 전극(191)과 하부 절연층(350) 사이에 위치한 미세 공간(305) 내에는 액정 분자(310)들로 이루어진 액정층이 형성되어 있다.
또한, 이웃하는 색필터(230) 사이의 영역에는 차광 부재(220)가 형성되며, 특히 도 3에 도시된 바와 같이 화소 전극(191) 및 화소 전극에 의해 커버되지 않은 절연층(250) 위에 위치할 수 있다. 차광 부재(220)는 화소 영역(PX)의 경계부와 박막 트랜지스터 위에 형성되어 빛샘을 방지할 수 있다.
차광 부재(220)는 게이트선(121)을 따라 뻗어 위아래로 확장되어 있으며 박막 트랜지스터 등이 위치하는 영역을 덮는 가로 차광 부재와 데이터선(171)을 따라 뻗어 있는 세로 차광 부재를 포함할 수 있다. 즉, 가로 차광 부재는 액정 주입구 형성 영역(307FP)에 형성되고, 세로 차광 부재(220)는 격벽부(PWP)에 형성될 수 있다. 색필터(230)와 차광 부재(220)는 일부 영역에서 서로 중첩될 수도 있다. 세로 차광 부재는 생략될 수도 있다.
다음, 하부 절연층(350) 위에는 루프층(360)이 형성되어 있다. 루프층(360)은 유기 물질로 이루어질 수 있다. 루프층(360)의 아래에는 미세 공간(305)이 형성되어 있고, 루프층(360)은 경화 공정에 의해 단단해져 미세 공간(305)의 형상을 유지할 수 있다. 루프층(360)은 화소 전극(191)과 미세 공간(305)을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있다.
루프층(360)은 화소 행을 따라 각 화소 영역(PX) 및 격벽부(PWP)에 형성되며, 액정 주입구 형성 영역(307FP)에는 형성되지 않는다. 격벽부(PWP)에서는 루프층(360)의 아래에 미세 공간(305)이 형성되지 않는다. 따라서, 격벽부(PWP)에 위치하는 루프층(360)의 두께가 화소 영역에 위치하는 루프층(360)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있으며, 상기 두꺼운 영역을 세로 지지 부재(367)로 지칭할 수 있다. 미세 공간(305)의 상부면 및 양측면은 루프층(360)에 의해 덮여 있는 형태로 이루어지게 된다.
루프층(360)에는 미세 공간(305)의 일부를 노출시키는 입구부(307)가 형성되어 있다. 입구부(307)가 형성되는 영역에 인접한 하부 절연층(350)은 루프층(360) 보다 돌출된 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입구부(307)는 화소 영역(PX)의 일 가장자리에 형성될 수 있다. 예를 들면, 입구부(307)는 화소 영역(PX)의 하측 변에 대응하여 미세 공간(305)의 일면을 노출시키도록 형성될 수 있다. 이와 반대로 화소 영역(PX)의 상측 변에 대응하여 형성될 수 있음은 물론이다.
또한, 입구부(307)의 형성 위치를 미세 공간(305)을 기준으로 살펴보면, 입구부(307)는 각각의 미세 공간(305)의 서로 마주보는 두 개의 가장자리 중 어느 하나에 형성될 수 있다.
입구부(307)에 의해 미세 공간(305)이 노출되어 있으므로, 입구부(307)를 통해 미세 공간(305) 내부로 배향액 또는 액정 물질 등을 주입할 수 있다.
루프층(360) 위에는 상부 절연층(370)이 더 형성될 수 있다. 상부 절연층(370)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상부 절연층(370)은 루프층(360)의 상부면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 상부 절연층(370)은 유기 물질로 이루어진 루프층(360)을 보호하는 역할을 하며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
상부 절연층(370)은 입구부(307)가 위치하는 영역에서 루프층(360)에 비해 돌출된 제2 절연막(350)과 접촉할 수 있다. 또한, 상부 절연층(370)은 제2 절연막(350)과 접촉하는 영역 및 지붕층을 커버하는 영역 사이의 단차에 의해 계단형 단면을 가질 수 있다.
또한, 상부 절연층(370)은 제2 절연막(350)과 연결될 수 있다. 상부 절연층(370)은 입구부(307)에 대응하는 반대 위치, 즉 지지 부재(365)가 위치하는 영역에서 제2 절연막(350)과 연결되거나 중첩될 수 있다.
상부 절연층(370) 위에는 캐핑층(390)이 형성될 수 있다. 캐핑층(390)은 미세 공간(305)의 일부를 외부로 노출시키는 입구부(307)를 덮도록 형성된다. 즉, 캐핑층(390)은 미세 공간(305)의 내부에 형성되어 있는 액정 분자(310)가 외부로 나오지 않도록 미세 공간(305)을 밀봉할 수 있다. 캐핑층(390)은 액정 분자(310)과 접촉하게 되므로, 액정 분자(310)과 반응하지 않는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 캐핑층(390)은 페릴렌(Parylene) 등으로 이루어질 수 있다.
캐핑층(390)은 이중막, 삼중막 등과 같이 다중막으로 이루어질 수도 있다. 이중막은 서로 다른 물질로 이루어진 두 개의 층으로 이루어져 있다. 삼중막은 세 개의 층으로 이루어지고, 서로 인접하는 층의 물질이 서로 다르다. 예를 들면, 캐핑층(390)은 유기 절연 물질로 이루어진 층과 무기 절연 물질로 이루어진 층을 포함할 수 있다.
도시는 생략하였으나, 표시 장치의 상하부 면에는 편광판이 더 형성될 수 있다. 편광판은 제1 편광판 및 제2 편광판으로 이루어질 수 있다. 제1 편광판은 기판(110)의 하부 면에 부착되고, 제2 편광판은 캐핑층(390) 위에 부착될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 블라인드의 표시부는 표시 패널이 위치하며, 표시 패널은 플렉서블한 절연 기판 위에 미세 공간이 형성된 구조를 갖는다.
통상적으로 기존 표시 패널의 경우 상부 기판 및 하부 기판이 각각 필요하였고, 이는 표시 패널을 구부리는 경우 상부 기판과 하부 기판의 미스 얼라인이 발생하는 문제점이 있었다. 또한 표시 패널의 두께가 두꺼워지기 때문에, 롤 형태로 말아서 보관하는 것이 용이하지 않았다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 블라인드의 표시부에 적용되는 표시 패널은 기판이 플렉서블한 플라스틱 기판으로 이루어져 있어 구부러짐이 자유롭다. 또한, 표시 패널에 단 하나의 기판만이 존재하기 때문에 상하부 기판의 미스 얼라인 문제가 발생하지 않으며, 표시 패널의 두께 또한 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널은 각각의 화소 별로 분리된 복수개의 미세 공간이 형성되어 있다. 따라서 표시 패널을 구부리거나 봉에 마는 경우에도, 플렉서블한 특성을 유지할 수 있으며, 표시 패널의 손상을 막을 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 블라인드는 블라인드의 커튼 영역에 상기와 같은 표시 패널을 포함하는 표시부가 형성되어 있다.
이러한 표시부는 영상을 표시하지 않는 경우에는 빛을 가리는 차광막으로 기능한다. 이는 표시 패널의 상부 및 하부에 편광판 등이 부착되어 있으며, 구동되지 않는 상태에서 블랙을 나타내기 때문이다.
따라서 표시부에 영상을 표시 하지 않는 경우, 블라인드의 표시부는 통상의 차광막으로 기능하다. 외부 빛을 차단하며, 필요에 따라 블라인드를 올렸다 내렷다 하면서 그 길이를 조절 가능하다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 블라인드의 표시부는 영상을 표시할 수 있는 표시 패널을 포함한다. 따라서 표시부를 구동하는 경우, 블라인드의 표시부는 그 자체가 하나의 표시 장치로 기능한다. 이때 표시 영역의 크기는 블라인드의 롤업 또는 롤다운에 따라 자유롭게 조절 가능하다. 또한, 사용하지 않을 때는 롤업하여 보관하거나, 롤다운 상태에서 블라인드로 사용할 수 있다.
따라서 별도의 빔 프로젝터 장치 없이도, 프로젝터처럼 사용이 가능하다.
이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 경우, 플라스틱으로 이루어진 기판 위에 복수개의 미세 공간이 형성되어 있고, 미세 공간 안에 액정층이 형성되어 있기 때문에 가능하다. 즉, 기판이 1장의 플렉서블한 기판으로 이루어져 구부리거나 휘더라도 미스 얼라인이 발생하지 않고, 텍스쳐 발생도 예방할 수 있으며, 두께가 얇기 때문에 몇 겹으로 마는 것 또한 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 상부 고정부 20: 표시부
30: 하부 고정부 40: 광원
11: 제1 배향막 21: 제2 배향막
110: 기판 180: 보호막
121: 게이트 도전체 171: 데이터 도전체
154: 반도체 220: 차광 부재
250: 절연층 350: 하부 절연층
370: 상부 절연층 390: 캐핑층
310: 액정층 360: 루프층

Claims (18)

  1. 상부 고정부,
    상기 상부 고정부에 연결된 표시부를 포함하며,
    상기 표시부는
    기판,
    상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 화소 전극과 마주보는 지붕층,
    상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이에 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층을 포함하고,
    상기 표시부는 상기 상부 고정부에 감겨 들어가거나 상기 고정부로부터 풀려 나오는 블라인드.
  2. 제1항에서,
    상기 블라인드는 상기 표시부에 영상이 표시되거나 표시되지 않을 수 있으며,
    영상이 표시되지 않는 경우 외부 광을 차단하는 블라인드.
  3. 제1항에서,
    상기 표시부 하부에 연결된 하부 고정부를 더 포함하는 블라인드.
  4. 제1항에서,
    상기 상부 고정부는 봉 형태로 형성된 블라인드.
  5. 제1항에서,
    상기 상부 고정부에 광원이 형성된 블라인드.
  6. 제5항에서,
    상기 기판 하부에 도광판이 형성된 블라인드.
  7. 제1항에서,
    상기 기판은 플렉서블한 블라인드.
  8. 제1항에서,
    상기 기판 하부 및 상기 지붕층 상부에 위치하는 편광판을 포함하는 블라인드.
  9. 제1항에서,
    상기 화소 전극과 액정층을 사이에 두고, 상기 지붕층 아래에 형성된 공통 전극을 포함하는 블라인드.
  10. 제1항에서,
    상기 화소 전극과 절연되어 화소 전극 위에 형성된 공통 전극을 포함하는 블라인드.
  11. 제1항에서,
    상기 상부 고정부에 상기 표시부를 구동하는 구동부가 위치하는 블라인드.
  12. 제1항에서,
    상기 미세 공간을 밀봉하는 캐핑층을 포함하는 블라인드.
  13. 제2항에서,
    상기 표시부에 전원이 공급되지 않는 경우 상기 표시부는 블랙 상태인 블라인드.
  14. 제3항에서,
    상기 하부 고정부에 광원이 형성된 블라인드.
  15. 제1항에서,
    상기 박막 트랜지스터와 상기 화소 전극 사이에 형성된 컬러 필터 층을 포함하는 블라인드.
  16. 제1항에서,
    상기 루프층은 상기 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층 사이를 채워 격벽을 형성하는 블라인드.
  17. 제16항에서,
    상기 루프층 격벽이 형성되지 않은 영역에 입구부가 형성된 블라인드.
  18. 제10항에서,
    상기 화소 전극은 복수의 절개부를 갖는 블라인드.
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