KR20160129944A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

서로 대향하여 위치한 하부 기판과 상부 기판, 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 위치한 액정층, 상기 하부 기판 상에 배치되며, 제 1 방향을 따라 연장된 복수의 게이트 라인, 상기 하부 기판 상에 상기 게이트 라인과 절연되어 배치되며, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 연장된 복수의 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극, 및 상기 상부 기판 상에 위치한 반사층을 포함하며, 상기 반사층은 상기 화소 전극의 전부 또는 일부 상에 배치된 개구 영역을 갖는 표시 장치를 제공한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 거울형 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다.
액정 표시 장치는 서로 대향되도록 배치된 두 개의 기판, 기판 상에 형성된 전극, 및 기판 사이에 삽입된 액정층을 포함하며, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
한편, 최근 표시 장치의 두께가 얇아짐에 따라, 표시 장치가 다양한 분야에서 활용되고 있다. 거울형 표시 장치는 화상이 표시되지 않는 경우 거울 기능을 하고, 화상이 표시되는 경우 표시 장치 기능을 하는 하이브리드형 표시 장치이다.
이러한 거울형 표시 장치를 이용하여 자동차의 사이드 미러 또는 룸미러를 구현하는 경우, 사이드 미러 또는 룸미러에 네비게이션 정보 또는 기타 유용한 정보가 표시되도록 함으로써, 운전자의 운행에 도움을 줄 수 있다.
이와 같이, 거울형 표시 장치는 다양한 산업 분야에 광범위하게 적용이 가능하지만, 거울의 특성과 표시 장치의 특성을 동시에 갖기 위한 기술 보완이 필요하다. 특히, 가시광선 영역의 빛을 충분히 반사하면서, 표시 장치로서의 충분한 개구율 특성을 갖도록 하는 것이 어렵다.
이에 본 발명은 반사 특성과 및 표시 특성을 갖는 표시 장치를 제공하고자 한다.
서로 대향하여 위치한 하부 기판과 상부 기판, 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 위치한 액정층, 상기 하부 기판 상에 배치되며, 제 1 방향을 따라 연장된 복수의 게이트 라인, 상기 하부 기판 상에 상기 게이트 라인과 절연되어 배치되며, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 연장된 복수의 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극, 및 상기 상부 기판 상에 위치한 반사층을 포함하며, 상기 반사층은 상기 화소 전극의 전부 또는 일부 상에 배치된 개구 영역을 갖는 표시 장치를 제공한다.
상기 반사층은 상기 제 1 방향을 따라 연장된 제 1 반사부와, 상기 제 2 방향을 따라 연장된 제 2 반사부를 포함할 수 있다.
상기 반사층은 금속을 포함할 수 있다.
상기 금속은 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti), 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 반사층은 10nm 이상 내지 300nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 개구 영역은 상기 화소 전극의 50% 이상 내지 100% 이하의 면적을 가질 수 있다.
상기 반사층은 서로 다른 크기의 개구를 가질 수 있다.
상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 1 방향으로 길게 연장된 복수의 개구를 가질 수 있으며, 상기 개구는 50nm 이상 내지 300nm 이하의 폭과 10nm 이상 내지 100nm 이하의 간격을 가질 수 있다.
상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 2 방향으로 길게 연장된 복수의 개구를 가질 수 있으며, 상기 개구는 50nm 이상 내지 300nm 이하의 폭과 10nm 이상 내지 100nm 이하의 간격을 가질 수 있다.
상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 1 방향과 소정의 각도를 갖고 길게 연장된 복수의 개구를 가질 수 있으며, 상기 개구는 50nm 이상 내지 300nm 이하의 폭과 10nm 이상 내지 100nm 이하의 간격을 가질 수 있다.
서로 대향하여 위치한 하부 기판과 상부 기판, 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 위치한 액정층, 상기 하부 기판 상에 배치되며, 제 1 방향을 따라 연장된 복수의 게이트 라인, 상기 하부 기판 상에 상기 게이트 라인과 절연되어 배치되며, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 연장된 복수의 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극, 및 상기 하부 기판 상에 상기 화소 전극과 절연되어 위치한 반사층을 포함하며, 상기 반사층은 상기 화소 전극의 전부 또는 일부와 중첩되는 개구 영역을 가지며, 상기 개구 영역에 적어도 하나 이상의 개구를 갖는 표시 장치를 제공한다.
상기 반사층은 상기 제 1 방향을 따라 연장된 제 1 반사부와, 상기 제 2 방향을 따라 연장된 제 2 반사부를 포함할 수 있다.
상기 반사층은 금속을 포함할 수 있다.
상기 금속은 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti), 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 반사층은 50nm 이상 내지 300nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 개구 영역은 상기 화소 전극의 50% 이상 내지 100% 이하의 면적을 가질 수 있다.
상기 반사층은 적어도 2이상의 영역을 포함하며, 각 영역은 서로 다른 면적의 개구 영역을 가질 수 있다.
상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 1 방향으로 길게 연장된 복수의 개구를 가질 수 있다.
상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 2 방향으로 길게 연장된 복수의 개구를 가질 수 있다.
상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 1 방향과 소정의 각도를 갖고 길게 연장된 복수의 개구를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 화소 전극의 전부 또는 일부와 중첩되는 개구를 갖는 반사층을 배치함으로써 거울형 표시 장치를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 반사층에 형성된 개구의 면적을 영역별로 서로 달리 함으로써, 반사 기능 및 표시 기능을 갖는 거울형 표시 장치를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 반사층에 와이어 그리드 편광자를 형성하여 별도의 편광판을 생략할 수 있어, 표시 장치의 두께를 줄일 수 있고, 제조 원가를 절감할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 반사층이 인접한 화소 사이를 구분하는 기능을 함으로써, 별도의 블랙 매트릭스를 생략할 수 있어, 표시 장치의 두께를 줄일 수 있고, 제조 원가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반사층을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층을 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층을 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 자동차 룸미러에 적용한 활용예이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 자동차 사이드 미러에 적용한 활용예이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문은 이를 중심으로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 액정 표시 장치인 것을 전제로 설명한다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 박막 트랜지스터와 색 필터가 동일한 기판 상에 배치된 COA(color filter on array, COA)구조인 것을 전제로 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 박막 트랜지스터와 색 필터가 서로 다른 기판 상에 배치된 구조에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반사층을 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치는 하부 패널(100), 하부 패널(100)에 대향하여 위치한 상부 패널(200), 및 하부 패널(100)과 상부 패널(200) 사이에 위치한 액정층(300)을 포함한다.
하부 패널(100)은 적색, 녹색, 청색 화소부(101r, 101g, 101b)를 포함하는 복수의 화소부(101)가 매트릭스 형태로 배열된 하부 기판(110), 하부 기판(110) 상에 위치하며 박막 트랜지스터(Q)를 포함하는 막 구조물(120), 막 구조물(120) 상에 위치하며 적색, 녹색, 청색 필터(170r, 170g, 170b)를 포함하는 복수의 색 필터(170), 복수의 색 필터(170) 상에 위치한 평탄화막(175), 평탄화막(175) 상에 배치된 화소 전극(180)을 포함한다.
하부 기판(110)은 소다석회유리(soda lime glass) 또는 보로 실리케이트 유리 등과 같은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판이다.
하부 기판(110) 상에 게이트 신호를 전달하는 게이트 배선(122, 124)이 배치된다. 게이트 배선(122, 124)은 일 방향, 예를 들어 제 1 방향(R1)으로 뻗어 있는 게이트 라인(122)과, 게이트 라인(122)으로부터 돌출되어 돌기 형태로 형성된 게이트 전극(124)을 포함한다. 게이트 전극(124)은 후술하는 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166)과 함께 박막 트랜지스터(Q)의 삼단자를 구성한다.
도면에 도시되지 않았으나, 하부 기판(110) 상에 화소 전극(180)과 스토리지 캐패시터를 형성하기 위한 스토리지 배선(미도시)이 추가적으로 형성될 수도 있다. 이 스토리지 배선은 게이트 배선(122, 124)과 함께 형성되는 것으로서 게이트 배선(122, 124)과 동일한 층에 배치되고 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
게이트 배선(122, 124)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 게이트 배선(122, 124)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다.
이 중 한 도전막은 게이트 배선(122, 124)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(low resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어질 수 있다.
이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막, 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막 및 티타늄 하부막과 구리 상부막을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 게이트 배선(122, 124)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.
하부 기판(110) 및 게이트 배선(122, 124) 상에 게이트 절연막(130)이 배치된다. 게이트 절연막(130)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 또한, 게이트 절연막(130)은 산화 알루미늄, 산화 티타늄, 산화 탄탈륨 또는 산화 지르코늄을 더 포함할 수 있다.
게이트 절연막(130) 상에 박막 트랜지스터(Q)의 채널 형성을 위한 반도체층(142)이 배치되며, 이러한 반도체층(142)은 적어도 게이트 전극(124)과 중첩되도록 배치된다. 반도체층(142)은 비정질 실리콘(amorphous Silicon: 이하, a-Si)으로 이루어지거나 또는 갈륨(Ga), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 산화물 반도체(oxide semiconductor)로 이루어 질 수 있다.
반도체층(142) 상에 오믹 콘택층(155, 156)이 배치된다. 오믹 콘택층(155, 156)은 후술할 소스/드레인 전극(165, 166)과 반도체층(142) 사이의 접촉 특성을 개선시키는 역할을 한다.
여기서, 오믹 콘택층(155, 156)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(이하, n+ a-Si)으로 이루어질 수 있다. 만약, 소스/드레인 전극(165, 166)과 반도체층(142) 간의 접촉 특성이 충분히 확보된다면, 본 실시예의 오믹 콘택층(155, 156)은 생략될 수도 있다.
오믹 콘택층(155, 156) 및 게이트 절연층(130) 상에 데이터 배선(162, 165, 166)이 배치된다.
데이터 배선(162, 165, 166)은 게이트 라인(122)과 교차하는 방향 예컨대, 제 2 방향(R2)으로 형성되어 게이트 라인(122)과 함께 화소부(101)를 정의하는 데이터 라인(162)과, 데이터 라인(162)으로부터 분지되어 반도체층(142)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(165)과, 소스 전극(165)과 이격되고 게이트 전극(124) 또는 박막 트랜지스터(Q)의 채널 영역을 중심으로 소스 전극(165)과 대향하여 배치된 반도체층(142)의 상부에 형성되는 드레인 전극(166)을 포함한다.
여기서, 드레인 전극(142)은 반도체층(142) 상부에서 화소 전극(180)의 아래까지 연장될 수 있다.
데이터 배선(162, 165, 166)이 형성된 결과물의 전체 구조 상부에 보호막(169)이 배치된다. 보호막(169)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 감광성(photosensitivity)의 유기물 또는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등을 포함하는 단일막 또는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이러한 박막 트랜지스터(Q)는 하나의 실시예이며, 박막 트랜지스터(Q)를 포함하는 막 구조물(120)은 다양한 형태로 변형될 수 있다.
막 구조물(120) 상에 적색 필터(170r), 녹색 필터(170g), 및 청색 필터(170b)를 포함하는 복수의 색 필터(170)가 배치된다.
적색 필터(170r), 녹색 필터(170g), 및 청색 필터(170b)는 각각 적색 화소부(101r), 녹색 화소부(101g), 및 청색 화소부(101b)에 대응하여 배치될 수 있다.
적색 필터(170r), 녹색 필터(170g), 및 청색 필터(170b)는 각 화소부(101)에 대응하게 제 2 방향(R2)으로 긴 스트라이프 형태로 배치될 수 있다.
서로 이웃하는 색 필터(170)는 서로 이격되어 배치되거나, 가장자리가 서로 중첩되어 배치될 수도 있다.
복수의 색 필터(170) 상에 평탄화막(175)이 배치될 수 있다. 평탄화막(175)는 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 감광성(photosensitivity)의 유기물 또는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등을 포함하는 단일막 또는 다중막 구조를 가질 수 있다.
보호막(169), 색 필터(170), 및 평탄화막(175)에 드레인 전극(166)의 일부, 예컨대 화소 전극(180)의 아래에 배치되는 드레인 전극(166)의 단부를 드러내는 컨택홀(185)이 형성될 수 있다.
평탄화막(175) 상에 컨택홀(185)을 통하여 드레인 전극(166)과 전기적으로 연결되는 화소 전극(180)이 배치된다. 화소 전극(180)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체로 이루어질 수 있다.
한편, 도시되지 않았지만, 화소 전극(180) 상에 하부 배향막이 위치할 수 있다. 하부 배향막은 수직 배향막일 수 있고, 광반응 물질을 포함하는 배향막일 수 있다.
하부 배향막은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 및 폴리 이미드(Polyimide) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
상부 패널(200)은 상부 기판(210), 공통 전극(220), 및 반사층(230)을 포함한다.
상부 기판(210)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판이 될 수 있다. 공통 전극(220)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체로 이루어질 수 있다.
상부 기판(210) 상에 반사층(230)이 배치된다. 본 발명의 일실시예에 따른 반사층(230)은 하부 기판(110)과 대향하는 상부 기판(210)의 일면 상에 배치되는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 반사층(230)은 하부 기판(110)과 마주하는 상부 기판(210)의 다른 일면 상에 배치될 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 하부 기판(110) 상에 화소 전극(180)과 서로 절연되어 배치될 수도 있다.
반사층(230)은 가시광 영역의 빛을 반사시킬 수 있는 금속 재질을 포함한다. 예를 들어, 반사층(230)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti), 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 반사층(230)은 10nm 이상 내지 300nm 이하의 두께(t)를 가질 수 있다. 반사층(230)이 10nm 이하의 두께를 갖는 경우 반사 특성을 갖기 어려우며, 반사층(230)이 300nm 이상의 두께를 갖는 경우 박형 표시 장치를 구현하기 어렵다.
예를 들어, 반사층(230)이 티타늄(Ti)인 경우 10nm 이상의 두께를 가져야 반사 특성을 나타낼 수 있다. 반사층(230)은 50% 이상의 반사율을 갖는 것이 바람직하다.
반사층(230)은 제 1 방향(R1)을 따라 연장된 제 1 반사부(231), 및 제 2 방향을 따라 연장된 제 2 반사부(232)를 포함한다. 제 2 반사부(232)는 제 1 반사부(231)를 연결하는 기능을 한다.
제 1 반사부(231)는 게이트 라인(122) 및 박막 트랜지스터(Q) 상에 배치되며, 화소 전극(180)의 일부 상에도 배치될 수 있다. 제 2 반사부(232)는 데이터 라인(162) 상에 배치된다.
제 1 반사부(231) 및 제 2 반사부(232)는 외부에서 입사된 빛이 다시 외부로 반사되도록 하는 동시에 백라이트 유닛(미도시)에서 공급되는 빛이 외부로 통과되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 반사층(230)은 차광 기능도 겸할 수 있다. 따라서, 별도의 차광 부재가 생략 가능하여, 표시 장치의 두께를 줄일 수 있다.
반사층(230)은 화소 전극(180)의 전부 또는 일부와 중첩되는 개구 영역(235)을 가지며, 개구 영역(235)에 형성된 적어도 하나 이상의 개구(235h)를 갖는다. 본 발명의 일실시예에 따른 반사층(230)은 개구 영역(235)과 동일한 면적을 갖는 하나의 개구(235h)를 갖는다.
개구 영역(235)은 액정층(300)의 액정 분자들의 배열에 따라 백라이트 유닛(미도시)에서 공급되는 광이 외부로 통과되거나 통과되지 않는 영역이다.
개구 영역(235)은 화소 전극(180) 면적의 약 50% 이상 내지 100% 이하의 면적을 가질 수 있다. 개구 영역(235)의 면적이 클수록 표시 장치의 표시 특성이 향상되고, 개구 영역(235)의 면적이 작을수록 표시 장치의 반사율이 향상된다.
한편, 도시되지 않았지만, 상부 패널(200)은 상부 배향막을 더 포함할 수 있다. 상부 배향막은 공통 전극(220) 상에 위치한다. 상부 배향막은 전술된 하부 배향막과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
하부 기판(110)과 상부 기판(210) 간의 마주보는 면들을 각각 해당 기판의 상부면으로 정의하고, 그 상부면들의 반대편에 위치한 면들을 각각 해당 기판의 하부면으로 정의할 때, 하부 기판(110)의 하부면에 상부 편광판이 더 위치하고, 상부 기판(210)의 하부면에 하부 편광판이 더 위치할 수 있다.
액정층(300)은 양의 유전율 이방성을 가지는 네마틱(nematic) 액정 물질을 포함할 수 있다. 액정층(300)의 액정 분자는 그 장축 방향이 하부 패널(100) 및 상부 패널(200) 중 어느 하나에 평행하게 배열되어 있고, 그 방향이 하부 패널(100)의 배향막의 러빙 방향으로부터 상부 패널(200)에 이르기까지 나선상으로 90도 비틀린 구조를 가질 수 있다. 또는, 네마틱 액정 물질 대신, 액정층(300)은 수직 배향된 액정 물질들을 포함할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층을 나타낸 평면도이다. 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층에 관한 설명 가운데 본 발명의 일실시예에 따른 반사층에 관한 설명과 중복되는 내용은 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 제 1 방향(R1)을 따라 연장된 제 1 반사부(231), 및 제 2 방향을 따라 연장된 제 2 반사부(232)를 포함한다.
반사층(230)은 화소 전극(180)의 전부 또는 일부와 중첩되는 개구 영역(235)을 가지며, 개구 영역(235)에 형성된 적어도 하나 이상의 개구(235h)를 갖는다. 본 발명의 일실시예에 따른 반사층(230)은 개구 영역(235)과 동일한 면적을 갖는 하나의 개구(235h)를 갖는다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 서로 다른 면적을 갖는 개구 영역(235)을 포함하는 적어도 2이상의 영역으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 반사층(230)은, 중심 영역인 제 1 영역(A1)과, 제 1 영역(A1) 주변의 제 2 영역(A2)을 포함할 수 있으며, 제 1 영역(A1)의 개구 영역(235a)은 화소 전극(180) 면적의 약 50% 이상 내지 70% 이하의 면적을 가질 수 있으며, 제 2 영역(A2)의 개구 영역(235b)은 화소 전극(180) 면적의 약 70% 이상 내지 100% 이하의 면적을 가질 수 있다.
즉, 반사층(230)의 중심인 제 1 영역(A1)은 표시 장치의 반사 기능이 주된 영역이고, 제 2 영역(A2)은 표시 기능이 주된 영역이다.
반사층(230)의 제 1 영역(A1), 및 제 2 영역(A2)은 예시적인 것에 불과하고, 반사층(230)은 2이상의 영역을 포함할 수 있으며, 사용 목적에 따라 다양한 영역으로 나뉠 수 있다. 이와 관련된 구체적인 구현예는 후술한다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층을 나타낸 평면도이다. 본 발명의 다른 일실시예에 따른 표시 장치에 관한 설명 가운데 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 표시 장치는 하부 패널(100), 하부 패널(100)에 대향하여 위치한 상부 패널(200), 및 하부 패널(100)과 상부 패널(200) 사이에 위치한 액정층(300)을 포함한다.
하부 패널(100)은 적색, 녹색, 청색 화소부(101r, 101g, 101b)를 포함하는 복수의 화소부(101)가 매트릭스 형태로 배열된 하부 기판(110), 하부 기판(110) 상에 위치하며 박막 트랜지스터(Q)를 포함하는 막 구조물(120), 막 구조물(120) 상에 위치하며 적색, 녹색, 청색 필터(170r, 170g, 170b)를 포함하는 복수의 색 필터(170), 복수의 색 필터(170) 상에 위치한 평탄화막(175), 평탄화막(175) 상에 배치된 화소 전극(180)을 포함한다.
상부 패널(200)은 상부 기판(210), 공통 전극(220), 및 반사층(230)을 포함한다.
상부 기판(210)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판이 될 수 있다. 공통 전극(220)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체로 이루어질 수 있다.
상부 기판(210) 상에 반사층(230)이 배치된다. 반사층(230)은 제 1 방향(R1)을 따라 연장된 제 1 반사부(231), 및 제 2 방향을 따라 연장된 제 2 반사부(232)를 포함한다.
반사층(230)은 가시광 영역의 빛을 반사시킬 수 있는 금속 재질을 포함한다. 예를 들어, 반사층(230)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti), 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 반사층(230)은 10nm 이상 내지 300nm 이하의 두께(t)를 가질 수 있다.
반사층(230)은 화소 전극(180)의 전부 또는 일부와 중첩되는 개구 영역(235)을 가지며, 개구 영역(235)에 형성된 복수의 개구(235h)를 갖는다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 개구 영역(235)에 제 2 방향(R2)을 따라 길게 연장된 복수의 개구(235h)를 갖는다.
개구(235h)는 50nm 이상 내지 300nm 이하의 폭(w)을 가질 수 있으며, 인접한 개구(235h)는 10nm 이상 내지 100nm 이하의 간격(p)을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 개구 영역(235)에 일정한 폭(w)과 간격(p)을 갖는 복수의 개구(235h)가 형성됨으로써, 와이어 그리드 패턴이 형성된다.
와이어 그리드 패턴은 인간이 인지하는 가시 광선 영역인 적색, 녹색 및 청색 파장의 크기보다 작은 선폭 및 간격을 가진 스트라이프 패턴(Stripe Pattern)이다. 백라이트 유닛의 광이 와이어 그리드 패턴에 입사되면, 와이어 그리드 패턴과 나란한 편광(polarized light)은 반사되고, 와이어 그리드 패턴과 수직인 편광은 투과된다.
따라서, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 제 2 방향(R2)과 나란한 편광은 반사시키고, 제 2 방향(R2)과 수직인 편광은 투과시킨다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 표시 장치는 반사층(230)을 이용하여 백라이트 유닛의 광을 편광시킴에 따라 별도의 편광판을 생략할 수 있어, 표시 장치의 두께를 줄일 수 있고, 제조 원가를 절감할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층을 나타낸 평면도이다. 본 발명의 다른 일실시예에 따른 표시 장치에 관한 설명 가운데 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 제 1 방향(R1)을 따라 연장된 제 1 반사부(231), 및 제 2 방향을 따라 연장된 제 2 반사부(232)를 포함한다.
반사층(230)은 가시광 영역의 빛을 반사시킬 수 있는 금속 재질을 포함한다. 예를 들어, 반사층(230)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti), 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 반사층(230)은 10nm 이상 내지 300nm 이하의 두께(t)를 가질 수 있다.
반사층(230)은 화소 전극(180)의 전부 또는 일부와 중첩되는 개구 영역(235)을 가지며, 개구 영역(235)에 형성된 복수의 개구(235h)를 갖는다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 개구 영역(235)에 제 1 방향(R1)을 따라 길게 연장된 복수의 개구(235h)를 갖는다.
개구(235h)는 50nm 이상 내지 300nm 이하의 폭(w)을 가질 수 있으며, 인접한 개구(235h)는 10nm 이상 내지 100nm 이하의 간격(p)을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 개구 영역(235)에 일정한 폭(w)과 간격(p)을 갖는 복수의 개구(235h)가 형성됨으로써, 와이어 그리드 패턴이 형성된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 개구 영역(235)에 제 1 방향(R1)과 소정의 각도를 갖고 길게 연장된 복수의 개구(235h)를 갖는다. 개구(235h)는 제 1 방향(R1)과 30도 이상 내지 60도 이상의 각도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 45도 각도를 가질 수 있다.
개구(235h)는 50nm 이상 내지 300nm 이하의 폭(w)을 가질 수 있으며, 인접한 개구(235h)는 10nm 이상 내지 100nm 이하의 간격(p)을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 반사층(230)은 개구 영역(235)에 일정한 폭(w)과 간격(p)을 갖는 복수의 개구(235h)가 형성됨으로써, 와이어 그리드 패턴이 형성된다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 자동차 룸미러에 적용한 활용예이다. 도 10은 자동차 룸미러의 각 영역에 서로 다른 면적의 개구 영역을 갖는 반사층이 배치된 구현예이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 룸미러(400)는 중심부(401), 및 중심부 양 옆의 측면부(402, 403)를 포함할 수 있다. 이러한 영역 구분은 예시적인 것으로 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
중심부(401) 및 측면부(402, 403)에 배치되는 반사층(230)은 일체형으로 형성될 수 있으며, 반사층(230)은 영역 별로 서로 다른 면적을 갖는 개구 영역(235)을 가질 수 있다. 반사층(230)은 개구 영역(235)과 동일한 면적을 갖는 하나의 개구(235h)를 갖는다.
예를 들어, 룸미러 중심부(401)에 배치되는 반사층(230)의 개구 영역(235a)은 화소 전극(180) 면적의 약 70% 이상 내지 80% 이하의 면적을 가질 수 있으며, 룸미러 측면부(402, 403)에 배치되는 반사층(230)의 개구 영역(235b)은 화소 전극(180) 면적의 약 80% 이상 내지 100% 이하의 면적을 가질 수 있다.
룸미러 중심부(401)는 표시 장치의 반사 기능이 주된 영역으로 메인 미러 기능을 할 수 있으며, 이외에도 표시 기능으로서 경고등 표시 기능, 네비게이션 정보 또는 기타 유용한 정보가 표시되도록 할 수 있다. 예를 들어, 기타 유용한 정보는 차량 주행 정보, 후방 카메라 정보, 차선 인식(lane detection) 정보 등이 있다.
룸미러 측면부(402, 403)는 표시 장치의 표시 기능이 주된 영역으로 네비게이션 정보, 나이트 비젼, 차량 주행 정보, 후방 카메라 정보, 차선 인식(lane detection) 정보 등이 표시될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 자동차 사이드 미러에 적용한 활용예이다. 도 11은 자동차 사이드 미러의 각 영역에 서로 다른 면적의 개구 영역을 갖는 반사층이 배치된 구현예이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 사이드 미러(500)는 차체를 중심으로 내측 상부(501), 내측 하부(502), 및 외측부(503)을 포함할 수 있다. 이러한 영역 구분은 예시적인 것으로 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
내측 상부(501), 내측 하부(502), 및 외측부(503)에 배치되는 반사층(230)은 일체형으로 형성될 수 있으며, 반사층(230)은 영역 별로 서로 다른 면적을 갖는 개구 영역(235)을 가질 수 있다. 반사층(230)은 개구 영역(235)과 동일한 면적을 갖는 하나의 개구(235h)를 갖는다.
예를 들어, 내측 상부(501)에 배치되는 반사층(230)의 개구 영역(235a)은 화소 전극(180) 면적의 약 50% 이상 내지 70% 이하의 면적을 가질 수 있으며, 내측 하부(502)에 배치되는 반사층(230)의 개구 영역(235b)은 화소 전극(180) 면적의 약 70% 이상 내지 80% 이하의 면적을 가질 수 있으며, 외측부(503)에 배치되는 반사층(230)의 개구 영역(235c)은 화소 전극(180) 면적의 약 70% 이상 내지 80% 이하의 면적을 가질 수 있다.
내측 상부(501)는 표시 장치의 반사 기능이 주된 영역으로 메인 미러 기능을 할 수 있으며, 이외에도 표시 기능으로서 경고등 표시 기능을 할 수 있다.
내측 하부(502)는 표시 장치의 표시 기능이 주된 영역으로 주차선 정보, 및 기타 유용한 정보가 표시될 수 있다. 예를 들어, 기타 유용한 정보는 차량 주행 정보, 후방 카메라 정보, 차선 인식(lane detection) 정보 등이 있다.
외측부(503)는 표시 장치의 표시 기능이 주된 영역으로 네비게이션 정보, 나이트 비젼, 차량 주행 정보, 후방 카메라 정보, 차선 인식(lane detection) 정보 등이 표시될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 하부 패널
200: 상부 패널
230: 반사층
235: 개구 영역
235h: 개구
300: 액정층

Claims (26)

  1. 서로 대향하여 위치한 하부 기판과 상부 기판;
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 위치한 액정층;
    상기 하부 기판 상에 배치되며, 제 1 방향을 따라 연장된 복수의 게이트 라인;
    상기 하부 기판 상에 상기 게이트 라인과 절연되어 배치되며, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 연장된 복수의 데이터 라인;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극; 및
    상기 상부 기판 상에 위치한 반사층;을 포함하며,
    상기 반사층은 상기 화소 전극의 전부 또는 일부 상에 배치된 개구 영역을 갖는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사층은 상기 제 1 방향을 따라 연장된 제 1 반사부와, 상기 제 2 방향을 따라 연장된 제 2 반사부를 포함하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반사층은 금속을 포함하는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti), 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 반사층은 10nm 이상 내지 300nm 이하의 두께를 갖는 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 개구 영역은 상기 화소 전극의 50% 이상 내지 100% 이하의 면적을 갖는 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 반사층은 서로 다른 크기의 개구를 갖는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 1 방향으로 길게 연장된 복수의 개구를 갖는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 개구는 50nm 이상 내지 300nm 이하의 폭을 갖는 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 개구는 10nm 이상 내지 100nm 이하의 간격을 갖는 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 2 방향으로 길게 연장된 복수의 개구를 갖는 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 개구는 50nm 이상 내지 300nm 이하의 폭을 갖는 표시 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 개구는 10nm 이상 내지 100nm 이하의 간격을 갖는 표시 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 1 방향과 소정의 각도를 갖고 길게 연장된 복수의 개구를 갖는 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 개구는 50nm 이상 내지 300nm 이하의 폭을 갖는 표시 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 개구는 10nm 이상 내지 100nm 이하의 간격을 갖는 표시 장치.
  17. 서로 대향하여 위치한 하부 기판과 상부 기판;
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 위치한 액정층;
    상기 하부 기판 상에 배치되며, 제 1 방향을 따라 연장된 복수의 게이트 라인;
    상기 하부 기판 상에 상기 게이트 라인과 절연되어 배치되며, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 연장된 복수의 데이터 라인;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극; 및
    상기 하부 기판 상에 상기 화소 전극과 절연되어 위치한 반사층;을 포함하며,
    상기 반사층은 상기 화소 전극의 전부 또는 일부와 중첩되는 개구 영역을 가지며, 상기 개구 영역에 적어도 하나 이상의 개구를 갖는 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 반사층은 상기 제 1 방향을 따라 연장된 제 1 반사부와, 상기 제 2 방향을 따라 연장된 제 2 반사부를 포함하는 표시 장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 반사층은 금속을 포함하는 표시 장치.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti), 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 반사층은 50nm 이상 내지 300nm 이하의 두께를 갖는 표시 장치.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 개구 영역은 상기 화소 전극의 50% 이상 내지 100% 이하의 면적을 갖는 표시 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 반사층은 적어도 2이상의 영역을 포함하며, 각 영역은 서로 다른 면적의 개구 영역을 갖는 표시 장치.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 1 방향으로 길게 연장된 복수의 개구를 갖는 표시 장치.
  25. 제 17 항에 있어서, 상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 2 방향으로 길게 연장된 복수의 개구를 갖는 표시 장치.
  26. 제 17 항에 있어서, 상기 반사층은 상기 개구 영역에 상기 제 1 방향과 소정의 각도를 갖고 길게 연장된 복수의 개구를 갖는 표시 장치.
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